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【発明の名称】 生体インピーダンス計測装置
【発明者】 【氏名】稲上 三佐子

【氏名】久保 誠雄

【氏名】北野 邦彦

【氏名】西村 敏美
【要約】 【課題】測定者の体格の大小にかかわらず生体と電極部とを確実に接触させ、正確な測定を短時間で実行できる生体インピーダンス計測装置を提供する。

【解決手段】本体２０は手で握る把持部２１，２２を有し、把持部２１，２２にそれぞれ２つの電極部２５，２６、２７，２８が離隔して設けられ、電極部２５，２７にそれぞれ２つの生体検知センサ３１，３２、３４，３５が配置され、電極部２６，２８にそれぞれ１つの生体検知センサ３３，３６が配置されている。把持部２１，２２を手で握ると、生体検知センサ３１〜３６により手と電極部２５〜２８との接触状況が検知される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】４つの電極部を備え、これら４つの電極部に生体を接触させた状態で生体の電気抵抗（インピーダンス）を測定する生体インピーダンス計測装置において、各電極部に生体検知センサを設け、この生体検知センサにより各電極部のセンサ出力変化を検知し、その出力変化に応じて生体インピーダンスの測定を開始するか否かを判断する機能を有することを特徴とする生体インピーダンス計測装置。
【請求項２】両手で握るために間隔を置いて位置する一対の把持部を備え、前記電極部は各把持部にそれぞれ上下に少なくとも１つずつ離隔して設けられ、前記生体検知センサは、各把持部の上の電極部にはそれぞれ内面（生体対向面）と外側面に少なくとも１つずつ配置され、各把持部の下の電極部にはそれぞれ外側面に少なくとも１つずつ配置されていることを特徴とする請求項１記載の生体インピーダンス計測装置。
【請求項３】前記生体検知センサは、上下の電極部の相互の対向端縁寄りの位置に配置されていることを特徴とする請求項２記載の生体インピーダンス計測装置。
【請求項４】両足を載せるための足載せ台を備え、この足載せ台における足の踵部が接触する付近を足置き基準点とする場合に、前記電極部は、後方の２つの電極部を前記足置き基準点に整合させて足載せ台に２行２列状に互いに離隔して設けられ、前記生体検知センサは、足の踵部が接触する２つの電極部にはそれぞれ前記足置き基準点に整合させて少なくとも１つずつ配置され、足指の付け根部が接触する２つの電極部にはそれぞれ少なくとも１つずつ配置されていることを特徴とする請求項１記載の生体インピーダンス計測装置。
【請求項５】両足を載せるための足載せ台を備え、この足載せ台における足の爪先部が接触する付近を足置き基準点とする場合に、前記電極部は、前方の２つの電極部を前記足置き基準点に整合させて足載せ台に２行２列状に互いに離隔して設けられ、前記生体検知センサは、足指の付け根部が接触する２つの電極部にはそれぞれ前記足置き基準点に整合させて少なくとも１つずつ配置され、足の踵部が接触する２つの電極部にはそれぞれ少なくとも１つずつ配置されていることを特徴とする請求項１記載の生体インピーダンス計測装置。
【請求項６】前記生体検知センサによる各電極部のセンサ出力変化に基づき、４つの電極部と生体とが正しく接触していないと判定した場合に、その旨を報知する機能を備えることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５記載の生体インピーダンス計測装置。
【請求項７】生体インピーダンスの測定中に前記生体検知センサによる各電極部のセンサ出力変化に基づき、４つの電極部と生体とが正しく接触していないと判定した場合に、その旨を報知する機能及び／又は測定を止める機能を備えることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求項６記載の生体インピーダンス計測装置。
【請求項８】前記生体検知センサによる各電極部のセンサ出力変化に基づき、４つの電極部と生体とが正しく接触していると判定した場合に、自動的に電源がＯＮになることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６又は請求項７記載の生体インピーダンス計測装置。
【請求項９】前記生体検知センサによる各電極部のセンサ出力変化に基づき、４つの電極部と生体とが正しく接触していると判定し、且つ測定に必要なパラメータの入力が完了した場合に、生体インピーダンスの測定を自動的に開始することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８記載の生体インピーダンス計測装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、体脂肪計等に組み込まれる生体インピーダンス計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、例えば生体の電気抵抗（インピーダンス）情報を利用した体脂肪計が一般家庭に普及しつつある。この原理を利用した体脂肪計において、生体内のインピーダンスを測定するためには、４部分に分割された電極部と手や足等の生体とが接触することが必要である。又、正確に測定するためには、生体と電極部とが正しく接触した状態を測定期間中に一定に保つことが必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の体脂肪計では、次の問題点■〜■がある。
■４つの電極部の位置が固定されているため、測定者の体格の大小により電極部と生体との接触面が位置ずれを起こしたりする。
■生体が電極部に完全に接触していない場合は測定不可能であるが、２つの電極部にのみ接触している場合でも、測定が実行される可能性があり、不正確な測定結果を導く。
■測定時間は約１０秒以内であり、非常に短時間であるが、測定中に生体と電極部との接触状況が変化すると、正確に計れなかったり、測定時間が長引いたりする。
【０００４】従って、本発明は、そのような問題点■〜■に着目してなされたもので、測定者の体格の大小にかかわらず生体と電極部とを確実に接触させ、正確な測定を短時間で実行できる生体インピーダンス計測装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の生体インピーダンス計測装置は、４つの電極部を備え、これら４つの電極部に生体を接触させた状態で生体の電気抵抗（インピーダンス）を測定するものにおいて、各電極部に生体検知センサを設け、この生体検知センサにより各電極部のセンサ出力変化を検知し、その出力変化に応じて生体インピーダンスの測定を開始するか否かを判断する機能を有することを特徴とする。
【０００６】この計測装置では、各電極部に生体検知センサが設けられているので、生体と電極部との接触状況を生体検知センサで正確に把握することができる。つまり、生体を電極部に接触させることで、生体は生体検知センサにも接触することになる。従って、生体検知センサにより各電極部のセンサ出力変化を検知し、その出力変化（即ち生体と電極部との接触状況の変化）に応じて生体インピーダンスの測定を開始するか否かを判断することで、生体と電極部とが正しく接触した状態にあるときだけ測定を開始することができるので、測定者の体格の大小にかかわらず、正確な測定を短時間で実行できるようになる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明の生体インピーダンス計測装置は、前記したように体脂肪計等に組み込まれるものであるが、この実施形態では、体脂肪計を取り上げる。但し、体脂肪計は基本的には従来のものと同様の構成であるので、特徴部分を中心に説明する。
【０００８】図１に、実施形態に係る生体インピーダンス計測装置を組み込んだ体脂肪計の基本ハード構成をブロック図で示す。この体脂肪計は、それぞれ生体検知センサとして光センサ１０（ａ〜ｄ）を内蔵する４つの電極部（電極部１）と、電極部１の各光センサ１０（ａ〜ｄ）の出力を受信する出力受信部２と、出力受信部２からのセンサの出力変化に基づいて生体インピーダンスの測定を開始するか否かを判断する機能、センサ出力変化に基づき、４つの電極部と生体とが正しく接触していないと判定した場合に、その旨を報知する機能及び／又は測定を止める機能等を有する測定制御部３と、得られた生体の電気抵抗（インピーダンス）情報から体脂肪を算出する機能等を有する体脂肪計測定部４とを備える。電極部１は、４部分に分割された電極部で構成され、各電極部にそれぞれ光センサ１０（ａ〜ｄ）が設けられている。
【０００９】各電極部の光センサ１０（ａ〜ｄ）の出力信号の出力例を図２に、その出力信号に基づいて生体インピーダンスの測定を開始するか否か（即ち体脂肪を算出するか否か）の基本フローを図３に示す。図２において、黒塗りの楕円形が生体と電極部とが正しく接触している場合（遮光状態の場合）を、白抜きの楕円形が生体と電極部とが正しく接触していない場合（透光状態の場合）を表す。光センサの開放されていた部分が生体と電極部との接触により遮光されたか否かにより、生体と電極部が正しく接触している場合とそうでない場合を判断する。
【００１０】図３のフロー図において、ステップ（以下、ＳＴと略す）１で出力受信部２に４つのセンサ出力が取り込まれた後、次のＳＴ２における測定制御部３では、出力受信部２からの４つの信号に基づき「４つの電極部の全てが遮蔽されている」と判断された場合にのみ、体脂肪計測定部４により生体インピーダンスの測定を開始し、得られたインピーダンス情報から体脂肪を算出する（ＳＴ３）。４つの信号の全てが上記一定条件を満足しない場合は、生体と電極部が正しく接触していないと判断し、生体インピーダンスの測定を中止する。
【００１１】体脂肪計の具体的な形態の一例を図４（部分斜視図）及び図５（全体斜視図）に示す。図４に示す体脂肪計は、本体２０がそれぞれ片手Ｈで握るために間隔を置いて位置する一対の把持部２１，２２を有するものであり、両手を身体に対してほぼ９０°の水平方向に真っ直ぐに伸ばして把持部２１，２２を握った状態で体脂肪測定を行うものである。把持部２１，２２は、それぞれ上下に離隔して２つの電極部２５，２６、２７，２８を有し、把持部２１，２２を手Ｈで握ることで、手Ｈが電極部２５，２６、２７，２８に接触し、生体の電気抵抗（インピーダンス）が測定可能となる。
【００１２】各電極部２５，２６、２７，２８には、全部で６つの生体検知センサ（光センサ）３１〜３６が設けられている。ここでは、上の２つの電極部２５，２７には、それぞれ内面（生体対向面）に生体検知センサ３１，３４が、外側面に生体検知センサ３２，３５（センサ３２は図面に現れず）が配置され、下の２つの電極部２６，２８には、それぞれ外側面に生体検知センサ３３，３６（センサ３３は図面に現れず）が配置されている。つまり、電極部２５，２７にはそれぞれ２つの生体検知センサ３１，３２、３４，３５が、電極部２６，２８にはそれぞれ１つの生体検知センサ３３、３６が配置されている。
【００１３】４つの電極部２５，２６、２７，２８に対して上記のように生体検知センサ３１〜３６を配置するのは、次の観点からである。即ち、電極部を握った場合、手の大きさや形によって電極部と掌との密着度には個人差がある。しかし、図４に電極部を手で握った状態を示すように、上の電極部２５，２７においては、個人差によらず人間工学的に大半の人の手は内面と外側面に接触するため、図５に示すように上の電極部２５，２７に対しては、その内面と外側面に生体検知センサ３１，３２、３４，３５を配置する。又、下の電極部２６，２８においては、大半の人の手は外側面に接触するため、下の電極部２６，２８に対しては、その外側面に生体検知センサ３３、３６を配置する。それにより、生体（手）と各電極部２５〜２８との接触状況をより正確に検知することが可能になる。
【００１４】更に、生体検知センサ３１〜３６は、上下の電極部２５，２７、２６，２８の相互の対向端縁寄りの位置に配置されている。こうすることで、手と生体検知センサ３１〜３６との接触がより一層確実になり、生体と電極部との接触状況を更に正確に検知できるようになる。上記体脂肪計は手を利用するタイプであるが、足を利用するタイプの場合には、次のように構成する。図６において、足Ｆを床に付けて立った場合、一般に踵部ｆａと足指の付け根部ｆｂが床面に接触する。そこで、図７に示す体脂肪計は、両足を載せるための足載せ台４０を備えるものであり、ここでは、足載せ台４０において足の踵部が接触する付近に足置き基準点６０が設定され、この足置き基準点６０を基準にして足置き位置６１，６２が設定されている。又、足置き基準点６０に電極部４６，４８の後方端縁を位置決めして、４つの電極部４５〜４８が２行２列状に互いに離隔して足載せ台４０に設けられている。足指の付け根部が接触する２つの電極部４５，４７には、それぞれ２つの生体検知センサ５１，５２、５４，５５が配置され、足の踵部が接触する２つの電極部４６，４８には、それぞれ足置き基準点６０に整合させて１つの生体検知センサ５３，５６が配置されている。
【００１５】足指の付け根部と踵部との距離は大人と小人等のように個人差が大きいが、そのような足の大小にかかわらず、４つの電極部４５〜４８に対して上記のように生体検知センサ５１〜５６を配置することで、足の踵部が生体検知センサ５３，５６に確実に接触し、足指の付け根部が小さい足の場合には生体検知センサ５２，５５に、大きい足の場合には生体検知センサ５１，５４に確実に接触する。これにより、生体（足）と電極部４５〜４８との接触状況をより正確に検知することが可能になる。
【００１６】上記図５や図７に示す体脂肪計の動作フローの別例を図８に示す。図８のフロー図は、図３のフロー図と基本的に同じであるが（ＳＴ１とＳＴ１１、ＳＴ２とＳＴ１２、ＳＴ３とＳＴ１４が対等）、４つの電極部と生体とが正しく接触していないと判定した場合に、図３のフロー図では生体インピーダンスの測定を中止するが、図８のフロー図では報知機能部により、例えば「動かないでください」の文字が表示画面に表示され（ＳＴ１３）、そのままでは正しい測定ができない旨を知らせる。
【００１７】勿論、表示文字は上記の他、図５の体脂肪計の場合は「正しく握ってください」、図７の体脂肪計の場合は「足置き位置に載ってください」等の文字表示でもよい。或いは、図５の体脂肪計の場合には、図９の（ａ）のような図を、図７の体脂肪計の場合には、図９の（ｂ）のような図を表示したり、内蔵されたブザーを鳴らしたり、体脂肪計本体の一部又は表示画面に設けられたＬＥＤ等の発光素子を点灯（又は点滅）させたりしても構わない。
【００１８】図５に示すタイプの体脂肪計において、手で握る位置が変化したときの信号例と、その信号に基づく動作の流れを図１０に示す。例えば生体検知センサが光センサである場合、正しい握り状態で測定が開始し、測定中に手を動かしたため握り状態が変化すれば、各電極部からの受信信号が変化するため、その変化を測定制御部が検知して、測定を中断又は中止して、警報報知部により表示画面に「動かないでください。もう一度、握り直してください。」等の文字を表示し、握り状態の正常化を促すようにする。勿論、前記したように、文字の表示に代えて、図の表示、発音、発光等により握り状態の正常化を促してもよい。
【００１９】なお、図７に示す体脂肪計では、足載せ台４０において足の踵部が接触する付近に足置き基準点６０が設定されているが、足の爪先部が接触する付近に足置き基準点を設定しても構わない。この場合、足指の付け根部に対応する電極部にはそれぞれ１つの生体検知センサを配置し、足の踵部に対応する電極部にはそれぞれ２つの生体検知センサを配置すれば、同様に足の大小によらず、足指の付け根部及び踵部が生体検知センサに確実に接触し、足と電極部との接触状況を正確に検知できる。
【００２０】又、上記実施形態には示していないが、４つの電極部と生体とが正しく接触していると判定した場合に、自動的に電源がＯＮになるようにしてもよいし、或いは４つの電極部と生体とが正しく接触していると判定し、且つ測定に必要なパラメータ（身長、体重、年齢、性別等の体脂肪測定に必要なもの）の入力が完了した場合に、生体インピーダンスの測定を自動的に開始するようにしてもよい。
【００２１】更には、図５の体脂肪計では、把持部２１，２２にそれぞれ２つの電極部２５，２６、２７，２８が設けられ、図７の体脂肪計では、足置き位置６１，６２にそれぞれ２つの電極部４５，４６、４７，４８が設けられているが、それぞれ３つ以上の複数の電極部に分割し、各電極部に生体検知センサを設けることで、より検知誤認が起こらないようにすることができる。
【００２２】
【発明の効果】本発明の生体インピーダンス計測装置は、以上説明したように構成されるので、下記の効果を有する。
（１）請求項１〜５の構成によれば、測定者の体格（手や足）の大小にかかわらず生体と電極部とを確実に接触させ、正確な測定を短時間で実行できる。
（２）請求項６の構成によれば、生体と電極部との接触状態が正しくないことを測定者に知らせることができるので、測定時間を短縮することができる。
（３）請求項７の構成によれば、測定時間を短縮することができると共に、精度的に信頼性の劣る測定を行わずに済む。
（４）請求項８の構成によれば、測定者が電源をＯＮにする必要がなく、測定開始までの操作がより簡易になる。
（５）請求項９の構成によれば、測定に必要な体勢及び情報が整わないと測定が開始しないので、精度的に信頼性の劣る測定を行わずに済む。
【出願人】 【識別番号】０００００２９４５
【氏名又は名称】オムロン株式会社
【出願日】 平成１０年（１９９８）３月４日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】中村 茂信
【公開番号】 特開平１１−２４４２５１
【公開日】 平成１１年（１９９９）９月１４日
【出願番号】 特願平１０−５１６１６