| 【発明の名称】 |
身体のインピーダンス測定用電極の配置構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】待山 俊彦
【氏名】田中 寛紀
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| 【要約】 |
【課題】被測定者の体格等に応じて、左右の電極の間隔を広狭自在に調節できる構造を提供して、正確なインピーダンスの測定を可能とすること。
【解決手段】左足用の踏み台１と右足用の踏み台２にはスライド板３がスライド自在に挿入され、両踏み台の間隔を拡縮調節することができる。そこで、被測定者の両足の大腿部の内側が接触するような場合には、踏み台１、２の間隔を広げることによって、大腿部が接触しない適切な間隔に調節することができるので、正確なインピーダンスの測定が可能となる。また、小児の場合には踏み台１、２の間隔を狭めるとよい。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】被測定者のインピーダンスを測定するために、被測定者の足の裏と電気的に接触しうる右足用の二つの電極と左足用の二つの電極の合計４つの電極が表面に形成されている電極の配置構造において、左足用の二つの電極と右足用の二つの電極との間の距離は広狭調節自在に配設されていることを特徴とする身体のインピーダンス測定用電極の配置構造。
【請求項２】被測定者のインピーダンスを測定するために、被測定者の足の裏と電気的に接触しうる右足用の二つの電極と左足用の二つの電極の合計４つの電極が表面に形成されている電極の配置構造において、左足用の二つの電極間の距離及び、右足用の二つの電極間の距離はそれぞれ広狭調節自在に配設されていることを特徴とする身体のインピーダンス測定用電極の配置構造。
【請求項３】被測定者のインピーダンスを測定するために、被測定者の足の裏と電気的に接触しうる右足用の二つの電極と左足用の二つの電極の合計４つの電極が表面に形成されている電極の配置構造において、左足用の二つの電極を結ぶ線と、右足用の二つの電極を結ぶ線とが成す角は大小調節自在に配設されていることを特徴とする身体のインピーダンス測定用電極の配置構造。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、身体中に含まれる体脂肪の割合や重量を測定するために必要である身体のインピーダンスを、正確に測定するための電極回りの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、体脂肪重量を測定する技術として、身体の末端間のインピーダンスを四端子電極法で測定し、測定したインピーダンスと、被測定者の体重、身長、性別、年齢等の個人データとから、体脂肪重量を算出する方法が知られている。（例えば、特開平２─６０６２６号公報）
また、かかるインピーダンスの測定と同時に被測定者の体重をも同時に測定するものとして、特公平５−４９０５０号に開示されたものがある。
【０００３】これは、体重を測定するための測定台とこの測定台からの電気信号を体重信号に変換する体重測定部とを設け、インピーダンス測定部に電気接続され、被測定者の両足の裏面にそれぞれ接触でき、しかも測定台に互いに電気絶縁された二つの足用電極を一体に組み込んだことを特徴とする体内体脂肪重量計である。これは、体重測定用の測定台の表面に電極を一体に組み込むことにより、測定台に素足で乗るだけで、体重の測定と同時にインピーダンスも測定できるようにしたものである。
【０００４】そして、体重と身体のインピーダンスから体脂肪重量をより正確に算出するために必要な年齢・性別等の個人情報はキー入力部から別途入力するように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したような特公平５−４９０５０号の脂肪計では、電極が測定台に固定的に一体に組み込まれているため、電極間の距離は一定であって調節できない。そのため、被測定者の体格によっては、図９に示したように、両足の大腿部の内側が接触してしまうことがある。このような状態になると、矢線Ａで示した本来の回路以外に、矢線Ｂで示した短絡回路が発生するので、インピーダンスの測定値が大幅に小さくなってしまうという問題があった。
【０００６】以上のような問題を解決するために、左右の電極を広く設定しておくと、小さな子供等の場合には両足を広げて測定しなければならないので不安定な姿勢となり不便となってしまうのである。
【０００７】そこで、本発明は、被測定者の体格等に応じて、左右の電極の間隔を広狭自在に調節できる構造を提供して、正確なインピーダンスの測定を可能とすることを目的としてなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１では、被測定者のインピーダンスを測定するために、被測定者の足の裏と電気的に接触しうる右足用の二つの電極と左足用の二つの電極の合計４つの電極が表面に形成されている電極の配置構造において、左足用の二つの電極と右足用の二つの電極との間の距離は広狭調節自在に配設されている構成とした。
【０００９】請求項２では、被測定者のインピーダンスを測定するために、被測定者の足の裏と電気的に接触しうる右足用の二つの電極と左足用の二つの電極の合計４つの電極が表面に形成されている電極の配置構造において、左足用の二つの電極間の距離及び、右足用の二つの電極間の距離はそれぞれ広狭調節自在に配設されている構成とした。
【００１０】請求項３では、被測定者のインピーダンスを測定するために、被測定者の足の裏と電気的に接触しうる右足用の二つの電極と左足用の二つの電極の合計４つの電極が表面に形成されている電極の配置構造において、左足用の二つの電極を結ぶ線と、右足用の二つの電極を結ぶ線とが成す角は大小調節自在に配設されている構成とした。
【００１１】左足用の電極と右足用の電極とは、完全に独立した構成としてもよいが、スライド板等を介して広狭調節自在に連結された構成でもよい。なお、左右の電極の下には、体重測定手段を配設して、インピーダンスの測定と同時に体重も測定できるようにしてもよい。このとき、それぞれの電極は体重測定手段の表面に一体に設けても、分離自在に別体に設けてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる身体のインピーダンス測定用電極の配置構造の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】本発明の実施の形態の身体のインピーダンス測定用電極の配置構造の平面図を示した図１、正面断面図を示した図２、及び、側面断面図を示した図３において、１は左足用の踏み台であり、その表面には電極１１，１２が配設されている。２は右足用の踏み台であり、その表面には電極２１，２２が配設されている。
【００１４】３はスライド板であり、その腕の部分Ｃの先が左右の踏み台１、２に設けられた貫通孔Ｄにスライド自在に挿入されている。なお、図４に示した詳細図のように、貫通孔Ｄの天井面には小突起が形成され、小突起がスライド板３の腕の部分ぢＣの上面には小凹部が形成され、踏み台に被測定者が乗って荷重がかかったときには、天井面が押されて下方に湾曲して、前記小突起と小凹部とがかみ合って、踏み台が不用意にスライドすることを抑止するように構成されている。
【００１５】なお、スライド板に代えて、棒状の部材等を用いて二つの踏み台を連結してもよい。そして、上記電極１１、１２、２１、２２は、図８に示したような構成のインピーダンス測定回路４（詳細は後述する。）に接続されている。
【００１６】上記構成の踏み台１、２を備えたインピーダンス測定用電極の配置構造によれば、被測定者の体格が肥満体のように両足の大腿部の内側が接触するような場合には、踏み台１、２の間隔を広げる。また、被測定者の体格が小児のように両足の間隔を広げて踏み台に乗ることが苦痛であり不安定な姿勢となる場合には、踏み台１、２の間隔を狭める。
【００１７】このようにして、被測定者の体格に応じて、図５に示したように、大腿部が接触しない適切な間隔に調節することができるので、種々の体格の被測定者のインピーダンスを正確・快適かつ安定した姿勢で測定することができるのである。
【００１８】以上の実施の形態においては、被測定者の足の大きさは一定ではないため、電極１１、電極２１の形状を長円形状としたが、図６に示したように、足の長さに応じて、電極１１と電極１２との間隔および、電極２１と電極２２との間隔を調節可能な構成としてもよい。このような構成によって、種々の体格の被測定者のインピーダンスを正確に測定できるとともに、全ての電極を円形にすることができるので、部品の種類を減らして効率のよい部品管理も可能になる。
【００１９】また、図７に示したように、左右の踏み台の開き角度θを大小調節可能な構成を備えてもよい。被測定者の足先の開き角度の大小によってインピーダンスの測定値が異なるので、基準となる水中体重法で求めた脂肪率との相関関係を調べることによって、最適な足先の開き角度を決定することも可能になる。その角度に合わせた角度に、左右の踏み台の開き角度θを調節することにより、さらに正確なインピーダンスの測定が可能となるのである。また、足先を開く癖のある被測定者や内股になる癖の被測定者であっても、好みの開き角度で測定できるとともに、足を開くことにより大腿部の内側が接触しにくいので正確なインピーダンスの測定が可能となる。
【００２０】なお、以上の構成の踏み台１、２を体重測定用のロードセルを内蔵した体重測定部に乗せて使用すれば、インピーダンスの測定と同時に体重の測定も可能となり、インピーダンス測定回路４に脂肪重量算出機能を付加することにより、測定したインピーダンスと体重と、入力部から入力された性別・身長・年齢等の個人データとに基づいて、被測定者の体脂肪率、体脂肪重量、肥満率等を算出して、表示部に表示させることも可能になる。また、各踏み台１、２にロードセルを内蔵し、加算合成して被測定者の体重信号を得るようにしてもよい。
【００２１】次に、図８のインピーダンス測定回路４の構成を以下に説明する。このインピーダンス測定回路４には、体重測定部５のロードセルによって検出された被測定者の体重信号が入力されるとともに、各電極１１、１２、２１、２２が接続されている。また、被測定者の性別・年齢・身長等の個人データを入力する入力部４３と、被測定者の体内の体脂肪率と体脂肪重量を算出する演算部４４と、算出された体内の体脂肪率，体脂肪重量，体重等を表示する表示部４５とを内蔵している。
【００２２】体重測定部５から入力された体重信号は、インピーダンス測定回路４の切り換え器４７に入力される。切り換え器４７に入力された体重信号はＡ／Ｄ変換器４８によってデジタル信号に変換されてマイコンによる演算部４４に入力されて体重表示データに変換されて表示部４５にて表示される。このとき、体重データは演算部４４のメモリに記憶される。
【００２３】そして、正弦波発生器４１で発生された正弦波信号は、定電流回路４２において定電流正弦波信号として印加電極１１、２１を介して被測定者の両足の裏に印加される。検出電極１２、２２から検出される正弦波信号は差動増幅器４３で増幅され、さらに整流・平滑回路４４で直流信号に変換されて、インピーダンス測定回路４の切り換え器４７に入力される。
【００２４】切り換え器４７に入力された整流・平滑回路４４からの直流信号はＡ／Ｄ変換器４８によってデジタル信号に変換されてマイコンによる演算部４４に入力される。
【００２５】演算部４４においては、先ず、四端子電極法によって検出電極１２、２２間の人体のインピーダンスを算出し、この測定インピーダンスと、体重測定部５からの体重信号及び入力部４３で入力された性別・身長等の個人データを用いて、下記の変換式に基づいて体脂肪率，体脂肪重量，肥満度が算出され、表示部４５にて、体重，体脂肪率，体脂肪重量，肥満度の全てもしくは指定したデータが表示される。体脂肪率や肥満度はグラフィック表示すると視認性がよい。
【００２６】なお、体脂肪計モードにおいては、インピーダンスの測定と体重の測定とは何方を先に行ってもよく、時分割で並行して行ってもよい。
【００２７】変換式体密度をＢＤとすると、ＢＤ＝ａ−ｂ×Ｗ×Ｚ／Ｈ2但し、ａ，ｂは係数Ｗは被測定者の体重（Ｋｇ）
Ｈは身長（ｃｍ）
Ｚは測定インピーダンス（Ω）
体脂肪率を％Ｆとすると、％Ｆ＝（ｃ／ＢＤ−ｄ）×１００但し、ｃ，ｄは係数体脂肪重量をＢＦ（Ｋｇ）とすると、ＢＦ＝Ｗ×％Ｆ／１００【００２８】演算部４４に備えるメモリの容量を大きくするとともに、不揮発性メモリとすることにより、被測定者の個人データを記憶保持する機能を備えると、測定の度に入力する手間が省ける。また、演算部４４にカレンダー機能を備えることにより、被測定者の体重や体脂肪の変化を日付データとともに記憶させ、それらの変化をグラフ表示させることができる。
【００２９】以上の説明においては、被測定者の区別を行っていないが、複数の被測定者が使用する場合には、各被測定者の個人データと測定データを個別に記憶し、呼び出しキーによって簡単に呼び出して演算や表示に利用できるように構成するとよい。なお、入力部や表示部は図１のスライド板３の表面に配設してもよい。
【００３０】このように、各電極の間隔を調節できるために、足の裏と電極との安定した接触状態が得られ、種々の体格の被測定者のインピーダンスを正確に且つ安定した姿勢で測定することが可能となるのである。また、少なくとも入力部と表示部とを含んだ操作部を、踏み台や体重測定部と分離することにより、操作部を、見やすく操作性の良い所に取りつけてもよい。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、電極間の間隔を被測定者の体格に応じて、広狭自在に調節できるので、種々の体格の被測定者のインピーダンスを正確に且つ安定した姿勢で測定できるという効果が得られる。特に、請求項１においては、大腿部の内側が接触するような体格の被測定者の場合には、両踏み台の間隔を広げることにより両足を広げて測定できるので、大腿部の内側が接触せずに、正確なインピーダンスが測定できる。
【００３２】請求項２においては、足の長さの大小に合わせて、左足用の二つの電極間の距離及び、右足用の二つの電極間の距離をそれぞれ広狭調節できるので、足の大小に関わらず、正確なインピーダンスの測定ができる。請求項３においては、左足用の二つの電極を結ぶ線と、右足用の二つの電極を結ぶ線とが成す角を大小調節することによって、最適な足先の開き角度でインピーダンスを測定できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９１２０７９７６
【氏名又は名称】株式会社ミサキ
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）７月１６日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】杉本 勝徳 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−３３００９ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）２月９日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−１９１５８９ |
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