JP6480812B2

JP6480812B2 - 体重計及び成長ピーク判定方法

Info

Publication number: JP6480812B2
Application number: JP2015106140A
Authority: JP
Inventors: 貴雄松田
Original assignee: Japan Health Sciences Foundation
Current assignee: Japan Health Sciences Foundation
Priority date: 2015-05-26
Filing date: 2015-05-26
Publication date: 2019-03-13
Anticipated expiration: 2035-05-26
Also published as: JP2016218008A

Description

本発明は、被計量者の身長の成長ピーク年齢が判定できる体重計及び成長ピーク判定方法に関する。

身長の成長速度は、女児では約12歳で、男児では約14歳でピークに達する。身長の成長スパートは男では13〜15歳半の間に起こり、成長速度がピークに達する年には10cmを超える伸びが予想される。女児の成長スパートは11歳頃に始まり、成長速度がピークに達する年には4cm伸びて、13歳半までにほぼ完了する。

思春期の発来が遅れた場合、身長の伸びが大幅に減速することがある。遅れが病的でない場合は、後に青少年期の成長スパートによって遅れはキャッチアップされ、遺伝的に決定された身長に達するまで身長はパーセンタイル線と交差していく。

18歳の時点で、男児では2.54cm弱の成長が残っているが、女児では成長の余地は若干少なく、成長の99％が完了している。真性思春期早発症の女児（6歳半より前）では、幼年で初潮を迎えるとともに成長スパートが早期に起こり、成長板が早期に閉じることによって最終的には低身長となる。

骨密度の増加の時期は、身長の成長率が高くなる時期(成長ピーク)と合致することが判明しており、成長ピークの時期に十分な体重増加がないまま、過剰なダイエットや激しい運動が続くと将来的に疲労骨折の原因となることがある。

成長ピークが到来しなければ女児の場合は初経が来ることはなく、また、成長ピークに関連する最終身長が予想できれば、特にスポーツ選手の場合、身長に対応したポジションに沿ったトレーニングが可能となる。

成長ピークの年齢は外的要因による影響は報告されておらず、成長ピークが成熟度の指標としての生物学的パラメータになる（非特許文献１）。成長ピークを算定するための手法として作図法(graphic method)が提唱されているが、客観的で厳密な成長ピークの年齢を導くことは難しい（非特許文献２，３）。そこで現在では、定期的な身長測定で身長の経時的変化を記録し、成長ピークの発来を予測することが推奨されている。しかしながら、身長測定を定期的に行うことは、測定機器や時間的制約などの理由から必ずしも容易ではない。

Malina, R M. : Physical activity and training : effects on stature and the adolescent growth spurt. Medicine and Science in Sports and Exercise, 26, 759-766, 1994. Tanner, J M., Whitehouse, R H. and Takaishi, M.:Standard from birth to maturity for height, weight, height velocity and weight velocity − British children 1965. Archives of Disease in Childhood, 41, 454−471, 1966. 高石昌弘、大森世都子、江口篤寿、藤田良子: 思春期身体発育のパターンに関する研究第一報男子の身長発育速度および体重発育速度について.小児保健研究, 26,57-63, 1968.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、簡易な手段により成長ピーク時期を予測できる成長ピーク判定方法及びその成長ピーク判定方法を応用した体重計を提供することを目的とする。

本発明にかかる体重計は、被計量者が載せられる載せ台部と、前記載せ台部上の被計量者の体重がキログラム計量される計量部と、前記計量による体重の計量値が表示される体重表示部と、被計量者の計量時における年齢が、出生日から計量時における日にちまでの期間の年齢として入力される年齢入力部と、前記年齢入力部により被計量者の成長過程で複数回に渡って入力された年齢が年齢データとして記憶されるとともに、前記計量部により被計量者の成長過程で複数回に渡って計量された体重の計量値が体重データとして記憶される身体データ記憶部と、前記身体データ記憶部により記憶されている前記年齢データ及び前記体重データに基づき、第１時点における年齢と、その第１時点における体重と、第１時点から２年後の第２時点における年齢と、その第２時点における体重と、第１時点から３年後の第３時点における年齢と、その第３時点における体重と、を抽出し、第２時点と第３時点との間における単位年あたりに増加した体重が、第１時点と第２時点との間における単位年あたりに増加した体重よりも、１．１３倍以上である場合、単位年あたりの被計量者の身長が伸びる割合が高くなる成長ピークが、被計量者が第３時点において到来しており、第３時点が成長ピーク年齢であると判定する成長ピーク判定部と、前記成長ピーク判定部により被計量者の成長ピークが到来したと判定された場合、その成長ピーク年齢が表示される成長ピーク表示部と、を有することを特徴とする。

本発明にかかる成長ピーク判定方法は、被計量者の第１時点における年齢及び体重を測定する第１測定工程と、第１時点から２年後の第２時点における被計量者の年齢及び体重を測定する第２測定工程と、第１時点から３年後の第３時点における被計量者の年齢及び体重を測定する第３測定工程と、第２時点と第３時点との間における単位年あたりに増加した体重が、第１時点と第２時点との間における単位年あたりに増加した体重よりも、１．１３倍以上である場合、単位年あたりの被計量者の身長が伸びる割合が高くなる成長ピークが、被計量者が第３時点において到来していると判定する成長ピーク判定工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、簡易な手段により成長ピーク時期を予測できる。

本発明にかかる体重計９００の概略を説明する図である。体重計量プログラムの概要を説明する図である。日本人女子における年間成長率（cm/年）を示す図である。日本人女子における年間体重増加率（kg/年）を示す図である。代表例としての日本人女子における年齢に対する身長及び体重の増加を示す図である。代表例としての本人女子における年齢に対する成長率（実線）及び体重増加率（点線）を示す図である。代表例としての本人女子における成長ピーク直前の体重増加率の変化を考察する図である。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明するが、当該実施形態は本発明の原理の理解を容易にするためのものであり、本発明の範囲は、下記の実施形態に限られるものではなく、当業者が以下の実施形態の構成を適宜置換した他の実施形態も、本発明の範囲に含まれる。

本発明者は、家庭や学校に広く普及しており、容易に測定が可能な体重に着目し、健常人において思春期に体重を経時的に測定することによって、成長ピークを簡易且つ厳密に算定できることを新知見として見出し、かかる事実に基づいて本発明を完成させた。

成長ピークとは、乳児期を除いて身長の成長率が最も高くなる時期を意味する。例えば身長が何センチ伸びたかをグラフにつけていくと、日本人女児の場合１年で６〜10ｃｍ(平均８ｃｍ)(標準偏差１ｃｍ位)で、11歳を平均に、前後４年間の間に多くの人が成長ピークを迎える。なお身長は、通常年に１回〜複数回測定するので、成長ピークの年齢は点で考える概念である。

本発明にかかる成長ピーク判定方法では、第１測定工程において被計量者の第１時点における年齢及び体重を測定し、第２測定工程において第１時点から２年後の第２時点における被計量者の年齢及び体重を測定し、第３測定工程において第１時点から３年後の第３時点における被計量者の年齢及び体重を測定する。本発明者は後述の実施例に示されるように、第２時点と第３時点との間における単位年あたりに増加した体重が、第１時点と第２時点との間における単位年あたりに増加した体重よりも、１．１３倍以上である場合、単位年あたりの被計量者の身長が伸びる割合が高くなる成長ピークが、被計量者が第３時点において到来していると判断できることを鋭意研究により見出した。

次に本発明にかかる体重計９００を説明する。図１に示されるように、体重計は、被計量者が載せられる載せ台部１００と、載せ台部上の被計量者の体重がキログラム計量される計量部１１０と、計量による体重の計量値が表示される体重表示部１２０と、成長ピーク年齢が表示される成長ピーク表示部１３０と、制御部２００と、を有する。

体重計９００は、載せ台部１００の内部に制御部２００を有する。この制御部２００は、体重計９００全体の動作を制御するものであり、マイクロプロセッサ２１０、ＲＡＭ２２０、ＲＯＭ２３０、増幅器２４０、Ａ／Ｄ変換器２５０、表示制御部２６０、身体データ記憶部２７０、成長ピーク判定部２８０、内部ハードディスクドライブ２９０からなる。

マイクロプロセッサ２１０は、体重計９００の起動後、体重計量プログラムを内部ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）２９０からＲＡＭ２２０上へと読み出し、体重計量プログラムを実行する。ＲＯＭ２３０は、体重計９００の基本機能を実現するためのプログラム等を格納している。

増幅器２４０は、計量部１１０にて生成された体重の計量値を表す電圧信号を増幅し、また、Ａ／Ｄ変換器２５０は、この増幅されたアナログの電圧信号を、マイクロプロセッサ２１０での処理が可能となるように、デジタル信号へと変換する。表示制御部２６０は、体重表示部１２０に体重を表示出力する。

年齢入力部１５０はテンキー、確定キー、カーソルキー、クリアキーなどを有しており、この年齢入力部１５０から被計量者の計量時における年齢が、出生日から計量時における日にちまでの期間の年齢として入力される。

身体データ記憶部２７０には、年齢入力部１５０により入力された年齢とその年齢に対応する体重の計量値とが記憶される。成長ピーク判定部２８０は、身体データ記憶部２７０に記憶されている第１時点における年齢及びその第１時点における体重と、第１時点から２年後の第２時点における年齢及びその第２時点における体重と、第１時点から３年後の第３時点における年齢及びその第３時点における体重と、を抽出する。そして第２時点と第３時点との間における単位年あたりに増加した体重が、第１時点と第２時点との間における単位年あたりに増加した体重よりも、１．１３倍以上である場合に成長ピークが被計量者が第３時点において到来しており、第３時点が成長ピーク年齢であると判定する。そして表示制御部２６０は成長ピーク表示部１３０に成長ピークの到来を表示出力する。

マイクロプロセッサ２１０により実行される体重計量プログラムの概要を図２のフローチャートを用いて説明する。マイクロプロセッサ２１０は、この体重計量プログラムを体重計９００の電源がオンされた直後から実行する。まず、被計量者は、年齢入力部１５０のテンキー、確定キー等を操作して年齢を入力する（Ｓ１）。年齢は出生日から計量時における日にちまでの期間の年齢として入力される。

次に入力された年齢が身体データ記憶部２７０に記憶され（Ｓ２）、その後、音声案内や信号表示等により載せ台部１００へ載ることを促される（Ｓ３）。

計量部１１０から出力される計量値の大きさが所定値以上になったこと等により、被計量者が載せ台部１００に載ったか否かが判定される（Ｓ４）。載っていなければ（Ｓ４にてＮＯ）、処理はそのままＳ４にとどまり、また、載っていれば（Ｓ４にてＹＥＳ）、計量部で体重が計量され（Ｓ５）、計量された体重が体重表示部１２０に表示され（Ｓ６）、更に計量された体重が身体データ記憶部２７０に記憶される（Ｓ７）。

その後、成長ピーク判定部２８０により成長ピークの到来の有無が判定される（Ｓ８）。成長ピークが到来していなければ（Ｓ８にてＮＯ）、処理はそのままＳ８にとどまり、また成長ピークが到来していれば（Ｓ８にてＹＥＳ）、成長ピーク表示部１３０にて成長ピークの到来が表示される（Ｓ９）。

このように本発明によれば、身長を測定しないでも体重計で体重測定をするのみで、成長ピークが予測されるという顕著な利点がある。身長を測る機会は少ないが体重は測ろうとすれば毎日測定できるので簡易に成長ピークが予測できる。本発明によれば成長ピークの付近において過剰なダイエットなどを行わず適切な食生活の継続を指導することができる。

なお、本発明の実施形態は上述の構成に限定されるものではない。体重計９００は、被験者の初経年齢を予測する初経年齢予測部と、予測された初経年齢が表示される初経年齢表示部と、を有することも可能である。初経年齢予測部は被験者の初経年齢を下記式に基づいて予測する。
（数１）
初経年齢＝７．５５＋０．５２×（成長ピーク年齢）−０．０８×（成長ピーク年齢の直前１年あたりキログラム体重増加量）

現在、平均初経年齢は12歳であるところ標準偏差がほぼ１年なので、14歳までに初経が来ない可能性をその１年前の13歳で把握できる形になり、慢性的な体重増加不良による初経の到来遅延を食生活介入等により回避することが可能となる。更に体重増加幅をコントロールすることにより、初経年齢を遅らせる工夫により、いかに身長の伸び幅を向上させることも可能である。

また、本発明の実施形態は上述の構成に限定されるものではなく、体重計９００は、被験者の最終身長を予測する最終身長予測部と、予測された初経年齢が表示される最終身長表示部と、を有することも可能である。最終身長予測部は、被験者の最終身長を下記式に基づいて予測する。
（数２）
成長ピーク年齢における身長から最終身長までの身長増加量
＝６．８４＋０．５０×（成長ピーク年齢の直前１年あたりキログラム体重増加量）＋１．４８×（成長ピーク年齢）

本発明によれば成長ピークに関連する最終身長が予想でき、例えばバレーボールの選手育成等のように身長に対応したトレーニングが可能となる。

図３は日本人女子における年間成長率（cm/年）を示す図である。18歳〜22歳の女性で研究に協力していただける144名の高身長女性（＋２ＳＤ以上・169ｃｍ以上）のうち、小学校１年生から調査時現在までの毎年の身長・体重の記録がすべてそろった115名の毎年の身長、体重の増加に関して、Dunnettの多重比較を行った。各々個人で異なる成長ピークの時期を０年としてピークであわせたものであり、成長ピークの時点を「0年」として身長増加率を１年ごとに横軸に、ピークの２年前の身長増加を「-2」、１年前を「-1」年としてプロットしたものである。サンプル数は約115人であるがデータが入らないものもあるため、113、114の年もある。図３に示されるように、直前２年前から１年前にかけての身長増加は平均6.30ｃｍ、成長ピーク時は8.79ｃｍ伸びている（それぞれ標準偏差は、0.16965、0.18965である）。5.80ｃｍから6.10ｃｍと年間で増加は、0.3であるが、成長ピークの際は、6.10ｃｍから8.79ｃｍと増加が急に2.69ｃｍとなることがわかる。

図４は日本人女子における年間体重増加率（kg/年）を示す図である。成長ピークの時点を「0年」として体重増加率を１年ごとに横軸に、ピークの２年前の身長増加を「-2」、１年前を「-1」年としてプロットしたものである。サンプル数は約115人であるがデータが入らないものもあるため、112、114の年もある。図４に示されるように、成長ピークの時点で体重増加も最大になることが理解される。3.33ｋｇから3.93ｋｇと0.6ｋｇの増加が、3.93ｋｇから5.41ｋｇと1.48ｋｇの増加が見られる。

図５は、代表例としての日本人女子における年齢に対する身長及び体重の増加を示す図である。図５に示されるように身長の急増に一致して、体重の急増が起こっていることが理解される。

図６は、代表例としての本人女子における年齢に対する成長率（実線）及び体重増加率（点線）を示す図である。測定は７歳から18歳まで行われた。図６に示すように、年齢12.1歳から13.1歳にかけての１年間で、体重／年の傾きが他と比較して増大している。当該女子の身長ピークは13.1歳であった。年齢11.1から12.1歳での体重増加／年は0.9ｋｇの増加であり、年齢12.1から13.1歳の体重増加／年は9.2ｋｇであり、年齢13.1から14.1歳での体重増加／年は-10.1ｋｇである。直前１年で、9.2/0.9で10倍以上の増加率を示すことが理解される。

図７は、代表例としての本人女子における成長ピーク直前の体重増加率の変化を考察する図である。図７に示されるように、成長ピークは１年間で、身長、体重ともに急増して、次の１年では、急激に減少している。このように、成長期における子供の場合、身長、体重の立ち上がりを早期に検出し、体重増加に努める必要があることを示唆する。身長を測定する頻度は多くないため、１年に１回の身長測定ではこのピークを見逃してしまうことを意味する。体重は測定しようと思えば、毎日でも家庭で正確に測定できるため、本発明によれば簡易且つ正確に成長ピーク到来を検知できるため子供の成育面において大きな利点を有する。

次に18歳〜22歳の女性で研究に協力していただける144名の高身長女性（＋２ＳＤ以上・169ｃｍ以上）のうち、小学校１年生から調査時現在までの毎年の身長・体重の記録がすべてそろった115名の毎年の身長、体重の増加に関して、Dunnettの多重比較を行った。その結果、体重増加の幅が大きいほど、最終身長が高くなることが分かった。成長ピーク直前1年間における年間体重増加量と最終到達身長の間に有意の関係が見いだされたことから、144名のうち、小学校３年時点から高校３年生の間に身長増加が多い上位４分の１に当たる28名の両者間から最終身長予測の計算式を回帰分析にて導き出した。
（数３）
成長ピーク年齢における身長から最終身長までの身長増加量
＝６．８４＋０．５０×（成長ピーク年齢の直前１年あたりキログラム体重増加量）＋１．４８×（成長ピーク年齢）

また同様に初経年齢予測の計算式を回帰分析にて導き出した。
（数４）
初経年齢＝７．５５＋０．５２×（成長ピーク年齢）−０．０８×（成長ピーク年齢の直前１年あたりキログラム体重増加量）

スポーツ選手のトレーニング計画に利用できる。

１００：載せ台部
１１０：計量部
１２０：体重表示部
１３０：成長ピーク表示部
１５０：年齢入力部
２００：制御部
２１０：マイクロプロセッサ
２２０：ＲＡＭ
２３０：ＲＯＭ
２４０：増幅器
２５０：Ａ／Ｄ変換器
２６０：表示制御部
２７０：身体データ記憶部
２８０：成長ピーク判定部
２９０：内部ＨＤＤ
９００：体重計

Claims

被計量者が載せられる載せ台部と、
前記載せ台部上の被計量者の体重がキログラム計量される計量部と、
計量による体重の計量値が表示される体重表示部と、
被計量者の計量時における年齢が、出生日から計量時における日にちまでの期間の年齢として入力される年齢入力部と、
前記年齢入力部により被計量者の成長過程で複数回に渡って入力された年齢が年齢データとして記憶されるとともに、前記計量部により被計量者の成長過程で複数回に渡って計量された体重の計量値が体重データとして記憶される身体データ記憶部と、
前記身体データ記憶部により記憶されている前記年齢データ及び前記体重データに基づき、
第１時点における年齢と、その第１時点における体重と、
第１時点から２年後の第２時点における年齢と、その第２時点における体重と、
第１時点から３年後の第３時点における年齢と、その第３時点における体重と、
を抽出し、
第２時点と第３時点との間における単位年あたりに増加した体重が、
第１時点と第２時点との間における単位年あたりに増加した体重よりも、１．１３倍以上である場合、
単位年あたりの被計量者の身長が伸びる割合が高くなる成長ピークが、被計量者が第３時点において到来しており、第３時点が成長ピーク年齢であると判定する成長ピーク判定部と、
前記成長ピーク判定部により被計量者の成長ピークが到来したと判定された場合、その成長ピーク年齢が表示される成長ピーク表示部と、
を有することを特徴とする体重計。
前記被計量者は、年齢１０代の日本人女子であることを特徴とする請求項１に記載の体重計。
前記被計量者の初経年齢を下記式に基づいて予測する初経年齢予測部と、
（数１）
初経年齢＝７．５５＋０．５２×（成長ピーク年齢）−０．０８×（成長ピーク年齢の直前１年あたりキログラム体重増加量）
予測された初経年齢が表示される初経年齢表示部と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の体重計。
前記被計量者の成長ピーク年齢における身長から最終身長までの身長増加量を下記式に基づいて予測し、これにより被計量者の最終身長を予測する最終身長予測部と、
（数２）
成長ピーク年齢における身長から最終身長までの身長増加量
＝６．８４＋０．５０×（成長ピーク年齢の直前１年あたりキログラム体重増加量）＋１．４８×（成長ピーク年齢）
予測された最終身長が表示される最終身長表示部と、
を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の体重計。
被計量者の第１時点における年齢及び体重を測定する第１測定工程と、
第１時点から２年後の第２時点における被計量者の年齢及び体重を測定する第２測定工程と、
第１時点から３年後の第３時点における被計量者の年齢及び体重を測定する第３測定工程と、
第２時点と第３時点との間における単位年あたりに増加した体重が、第１時点と第２時点との間における単位年あたりに増加した体重よりも、１．１３倍以上である場合、単位年あたりの被計量者の身長が伸びる割合が高くなる成長ピークが、被計量者が第３時点において到来していると判定する成長ピーク判定工程と、
を有することを特徴とする成長ピーク判定方法。