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【発明の名称】 健康管理指針アドバイス装置
【発明者】 【氏名】増尾 善久

【要約】 【課題】人差し指の付け根の手の甲部と手首の甲部にそれぞれ電流印加用電極と電圧計測用電極を貼り付ける基本法により近い部位に電極を配置することにより、より信頼性の高い計測のできる健康管理指針アドバイス装置を提供する。

【解決手段】本体部10の左右両端部には電圧計測用電極4,5が設けられ、本体部10の背面10eの両端部から後方へかけて突出形成されたブリッジ部11,12の端部のグリップ部13,14の周面に沿って電流印加用電極7,8が設けられている。グリップ部13,14を握ったときに両手の手首部分が電圧計測用電極4,5に接触する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 身体の所定部位に接触させてインピーダンスを計測するためのインピーダンス計測用電極を備え、前記インピーダンス計測用電極によって計測されたインピーダンスに基づいて健康管理に有益な指針情報を提供する健康管理指針アドバイス装置において、前記インピーダンス計測用電極は、手首部を接触させる電圧計測用電極と、前記電圧計測用電極に対して、前記電圧計測用電極に接触させた手の先端側に設けられ、前記手首部より手の先端側の所定部位を接触させる電流印加用電極とからなり、前記電流印加用電極から印加した電流によって生じる抵抗電位を前記電圧計測用電極を用いて計測することによってインピーダンスを計測し、前記健康管理に有益な指針情報を提供することを特徴とする健康管理指針アドバイス装置。
【請求項2】 前記電流印加用電極を手で握るグリップ部に設けたことを特徴とする請求項1記載の健康管理指針アドバイス装置。
【請求項3】 前記健康管理に有益な指針情報は、体脂肪量,除脂肪量,体脂肪率,体水分量,肥満度,基礎代謝量等の健康管理指針情報であることを特徴とする請求項1又は2記載の健康管理指針アドバイス装置。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、身体インピーダンス計測値及び予め入力された身長等の身体特定化情報に基づいて体脂肪量等の健康管理に有益な指針情報を提供する健康管理指針アドバイス装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の健康管理指針アドバイス装置100を図9に示す。
【0003】まず、健康管理指針アドバイス装置100の使用方法を以下に説明する。
【0004】まず、装置本体正面に設けられた電源スイッチ101を押して通電し、設定スイッチ102によって身長,体重等の設定項目を選択し、テンキー103で各設定項目のデータを入力することにより、被検者の身体特定化情報を予め入力する。被検者の身体特定化情報がすでに入力され、記憶されている場合にはデータ呼び出しボタン104によって記憶されたデータを呼び出すこともできる。
【0005】次に、装置本体の左右両側部に設けられた略円柱状のグリップ部105,106をそれぞれ左右の手で握る。このとき、電流印加用電極107,108に親指と人差し指との間の股部を接触させ、電圧計測用電極109,110に親指の付け根下方の掌部を接触させる。
【0006】このように装置の所定位置を握り、腕を肩の高さで真直ぐ前方に伸ばし、装置本体を被検者の身体に正対する位置に保持し、計測開始スイッチ111を押すと、電流印加用電極107,108から身体に高周波電流が印加され、この印加電流によって被検者の身体に生じる抵抗電位を電圧計測用電極109,110から取り出し、身体インピーダンスを計測する。 先に入力された身体特定化情報と身体インピーダンス計測値とから所定の変換式等を用いて体脂肪量,肥満度等の情報を算出し、表示部112に表示する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このような体脂肪計では、電流印加用電極107,108に親指と人差し指との間の股部を接触させ、電圧計測用電極109,110に親指の付け根下方の掌部を接触させるため、図10に示すように、人差し指の付け根の手の甲部と手首の甲部にそれぞれ電流印加用電極60と電圧計測用電極61を貼り付ける基本法(他の電流印加用電極は足の甲に、電圧計測用電極は足首にそれぞれ装着する。)から電極の接触部位がずれてしまうという問題があった。
【0008】本発明は、かかる従来技術の課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、人差し指の付け根の手の甲部と手首の甲部にそれぞれ電流印加用電極と電圧計測用電極を貼り付ける基本法により近い部位に電極を配置することにより、より信頼性の高い計測のできる健康管理指針アドバイス装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、第1の発明は、身体の所定部位に接触させてインピーダンスを計測するためのインピーダンス計測用電極を備え、前記インピーダンス計測用電極によって計測されたインピーダンスに基づいて健康管理に有益な指針情報を提供する健康管理指針アドバイス装置において、前記インピーダンス計測用電極は、手首部を接触させる電圧計測用電極と、前記電圧計測用電極に対して、前記電圧計測用電極に接触させた手の先端側に設けられ、前記手首部より手の先端側の所定部位に接触させる電流印加用電極とからなり、前記電流印加用電極から印加した電流によって生じる抵抗電位を前記電圧計測用電極を用いて計測することによってインピーダンスを計測し、前記健康管理に有益な指針情報を提供することを特徴とする。
【0010】このようにすれば、人差し指の付け根の手の甲部と手首の甲部にそれぞれ電流印加用電極と電圧計測用電極を貼り付ける基本法による身体インピーダンス計測と同様の結果を得ることができ、より信頼性の高い計測が可能となる。
【0011】第2の発明は、第1の発明において、前記電流印加用電極を手で握るグリップ部に設けたことを特徴とする。
【0012】第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記健康管理に有益な指針情報は、体脂肪量,除脂肪量,体脂肪率,体水分量,肥満度,基礎代謝量等の健康管理指針情報であることを特徴とする。
【0013】このようにすれば、より高い信頼性を有する体脂肪量,除脂肪量,体脂肪率,体水分量,肥満度,基礎代謝量等の健康管理指針情報を提供することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【0015】図1(a)は、本発明の実施形態に係る健康管理指針アドバイス装置1の外観の概略を示す斜視図である。
【0016】健康管理指針アドバイス装置1は、身長,体重,年令,性別等の身体特定化情報を入力して、インピーダンスを計測し、インピーダンス計測値と身体特定化情報から、所定の演算式や変換テーブル等に基づく演算処理によって体脂肪率,体脂肪量,除脂肪量,筋肉量,体水分量,肥満度等の健康管理指針アドバイス装置を算出して表示する装置である。
【0017】装置1の筐体2は略直方体の本体部10の左右両端部が屈曲して後方(図1(a)では紙面奥側)に延びる略コの字形をなしている。
【0018】本体部10の前面10aのほぼに全面に、数値,文字,図形等によって健康管理指針アドバイス等の情報を表示する表示部3が設けられている。また、本体部10の上面10bには電源スイッチ6が設けられている。
【0019】本体部10の左右両端部には前面10aから左右側面10c,10dにかけて、略長方形の電圧計測用電極4,5が設けられている。
【0020】本体部10の背面10eの両端部からは、上面に切り欠き部11a,12aを有するブリッジ部11,12が、後方へかけて外側に広がるように突出形成されており、その端部には略円柱形状のグリップ部13,14が、設けられている。
【0021】切り欠き部11a,12aの上面には、それぞれコントロールスイッチ15,16が配置されている。また、グリップ部13,14の周面に沿って電流印加用電極7,8が設けられている。
【0022】筐体2はポリカーボネイト・ABS,ABS等の樹脂成形により、電極4,5,7,8はCrメッキ樹脂,Crメッキ板金,SUS板金,SUSシート等で構成することができる。 健康管理指針アドバイス装置1の使用状態を図1(b)に示す。
【0023】ブリッジ部11,12の切り欠き部11a,12aに沿わせた親指と、グリップ部13,14の周面に沿って回した人差し指から小指とによってグリップ部13,14を握る。このとき、親指の側部がコントロールスイッチ15,16に触れ、人差し指から小指の付け根から指先までが電流印加用電極7,8に接触する。ブリッジ部11,12が後方で外側に広がり、切り欠き部11a,12aは外側から内側にかけて後方へ傾斜するように形成されているので、グリップ部13,14を握ったときに両手の手首部分が電圧計測用電極4,5に接触するようになっている。
【0024】図2は、健康管理指針アドバイス装置1内部の回路構成の概略を示すブロック図である。 健康管理指針アドバイス装置1は、主として、電流印加用電極7,8に電流を供給し、電圧計測用電極4,5から抵抗電位信号を取得する計測・演算部25と、電池あるいは外部電源等から装置本体に電力を供給する電源部26と、電源投入を指示する電源スイッチ6と、コントロールスイッチ15,16と、健康管理指針情報等の各種情報を表示する表示部3とからなる。
【0025】図2は、計測・演算部25の回路構成の詳細を示すブロック図である。
【0026】27は所定周波数f0 の高周波電流を発生する高周波信号発生部、28は電圧計測用電極4,5からの抵抗電位信号を受ける差動増幅器、29は周波数f0 以外の信号をカットするためのバンドパスフィルタ、30は高周波信号成分を復調する復調回路、31はアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器、32は計測制御プログラム,演算プログラム,健康管理指針アドバイス情報の抽出テーブル等を格納したメモリ(ROM)、33はユーザーが入力した身体特定化情報や計測値等を格納するメモリ(RAM)、34は所定のプログラムを実行して計測・演算を行い健康管理指針アドバイス情報を算出して表示部3(図示せず)に表示するCPUである。
【0027】図3では、左手の電流印加電極7の接続線I1 が高周波信号発生部27の一端に接続され、右手の電流印加電極8の接続線I2 が高周波信号発生部27の他端に接続されている。また、左手の電圧計測用電極4の接続線E1 及び右手の電圧計測用電極5の接続線E2 が差動増幅器28の入力側に接続されている。両手の人差し指から小指の付け根から指先までにそれぞれ接触する電流印加用電極56,57から高周波電流が印加され、この電流により両手の手首部分間に生じた抵抗電位が電圧計測用電極4,5によって計測される。
【0028】(計測動作の概略)以下に、健康管理指針アドバイス装置1による計測動作を説明する。
【0029】まず、図4のフローチャートに従って計測動作の概略を説明する。
【0030】電源スイッチ6を押し下げてONすると、RAM33等の初期化や各回路素子,表示素子のチェックを行う等の計測準備処理を行う(ステップ1)。
【0031】次に、被検者が後述する手順に従って身長,体重,年令,性別等の身体特定化情報を入力する(ステップ2)。
【0032】身体特定化情報の入力が完了したか否か(READYか?)を判定し(ステップ3)、判定がNoであればステップ2に戻って入力完了まで待機し、Yesであれば表示部3に“READY"等のメッセージを表示して入力完了を被検者に報知し(ステップ4)、自動スタート処理(ステップ5〜ステップ8)に移る。
【0033】この段階で被検者は、図1(b)に示すように、両手を所定の位置に配置して、人差し指から小指の付け根から指先までを電流印加用電極7,8に、手首部分を電圧計測用電極4,5に接触させる。
【0034】次に、所定のサンプリングタイミング(例えば0.1sec )か否かを判定する(ステップ5)。
【0035】ステップ5での判定がNoであれば、所定のサンプリングタイミングとなるまで待機する。ステップ5での判定がYesであれば、4電極法による両手電極間のインピーダンス計測、即ち、両手の人差し指から小指の付け根から指先までの間に印加した電流により手首間に生じる抵抗電位計測に基づくインピーダンス計測を行う(ステップ6)。
【0036】そして、ステップ6におけるインピーダンス計測値が所定の生体計測範囲(例えば、340〜1200Ω)にあるか否かを判定する(ステップ7)。
【0037】ステップ7での判定がNoであれば、ステップ5に戻る。ステップ7での判定がYesであれば、インピーダンス計測値が所定回数(例えば、30回)以上連続して上記生体計測範囲内に収まっているか否かを判定する(ステップ8)。
【0038】ステップ8での判定がNoであれば、ステップ5に戻る。ステップ8での判定がYesであれば、両手と電流印加用電極4,5及び電圧計測用電極7,8との接触状態が正常であるとして自動スタート処理を終了し、計測開始メッセージを表示部3に表示する等して計測開始を被検者に報知する(ステップ9)。
【0039】この後、4電極法による両手間のインピーダンス計測、即ち、両手の人差し指から小指の付け根から指先までの間に印加した電流により手首間に生じる抵抗電位計測に基づくインピーダンス計測並びにインピーダンス計測値と身体特定化情報等から健康管理指針アドバイス情報を抽出するための所定の演算処理を行う(ステップ10)。
【0040】インピーダンス計測及び演算処理が終了した段階で、計測終了メッセージを表示部3に表示する等して計測終了を被検者に報知する(ステップ11)。
【0041】最後に、計測値や健康管理に有益な指針情報等を表示部3に表示し(ステップ12)、計測動作を終了する。
【0042】図5(a)に、身体インピーダンス計測値と身体特定化情報情報とから算出された体脂肪率18.8%,除脂肪量58.9kg,脂肪量13.6kg及び肥満度が標準であることを表示した表示部3の表示例を示す。図5(b)に、同様に算出された筋肉量40.0kg,基礎代謝量1508kcal/日,体水分量43.3lを表示した表示部3の表示例を示す。表示部は同一ブロックで複数の情報を表示するようになっているので、情報表示時に左又は右掌のコントロールスイッチを操作することによって表示画面を切り替えるようにしてもよいし、所定のタイミングで表示画面が自動的に切り替わるようにしてもよい。
【0043】(身体特定化情報入力)次に、図6のフローチャートに従って、図4のステップ2における身体特定化情報入力のサブルーチンについて説明する。
【0044】まず、所定のサンプリングタイミング(例えば0.1sec )か否かを判定する(ステップ101)。
【0045】ステップ101でYesならば、インピーダンス計測を行って(ステップ102)、計測値をRAM33の所定の領域に格納し(ステップ103)、ステップ104に進む。
【0046】ステップ101でNoである場合、あるいはステップ103で計測値をRAM33の所定の領域に格納した後には、身体特定化情報設定モードが身長設定モードか否かを判定する(ステップ104)。このとき、まず身長設定モードとなるように初期設定しておき、設定が完了するごとに体重,年令,性別の順に設定可能となるように設定してあるが、設定順序はこれに限られない。設定モードの判定は、所定のフラッグが設定されているか否か等によって判定することができる。
【0047】ステップ104でYesならば、ステップ109に進む。ステップ104でNoならば、身体特定化情報設定モードが体重モードか否かを判定する(ステップ105)。
【0048】ステップ105でYesならば、ステップ109に進む。ステップ105でNoならば、身体特定化情報設定モードが年令設定モード否かを判定する(ステップ106)。
【0049】ステップ106でYesならば、ステップ109に進む。ステップ106でNoならば、身体特定化情報設定モードが性別設定モードか否かを判定する(ステップ107)。
【0050】ステップ107でYesならば、ステップ109に進む。ステップ107でNoならば、身体特定化情報の全ての設定項目の設定を完了したか否かを判定する(ステップ108)。 ステップ109では、後述の手順に従って入力選択/設定処理を行い、選択された設定モード,設定値等を表示部3に表示し(ステップ110)、ステップ108に進む。設定値として、身長170.0cm,体重72.5kg,年令42才,性別男と入力した場合の表示部3の表示画面を図7に示す。
【0051】ステップ108で全ての設定項目の設定を完了したか否かを判定し、YesであればREADYフラッグを例えば“1"に設定し(ステップ111)、NoであればREADYフラッグの設定を解除して(ステップ112)、図4のメインルーチンに復帰する。
【0052】(入力選択/設定処理)以下に、図8のフローチャートに従って、図6のステップ109の入力選択/設定処理の手順について説明する。
【0053】まず、設定モードをフラッグ等で認識し(ステップ201)、以下の手順で当該設定項目の入力選択及び/又は入力設定を行う。
【0054】ステップ202では、ステップ103でRAM33の所定の領域に格納したインピーダンス計測値を読み出す。図示していないが、ステップ101の判定結果がNoであり読み出すべきインピーダンス計測値がメモリに記憶されていない場合には、図6のステップ101に戻り、インピーダンス計測が可能となるのを待機するようにすればよい。
【0055】次に、右掌側のコントロールスイッチ12がONか否かを判定し(ステップ203)、Yesであれば設定値を確定して(ステップ204)、入力選択/設定処理を終了し、図6の身体特定化情報入力サブルーチンに復帰する。
【0056】ステップ203でNoであれば、さらに左掌側のコントロールスイッチ11がONか否かを判定し(ステップ205)、Yesであれば設定モードを変更して次の設定モードへシフトして(ステップ206)、図6の身体特定化情報入力サブルーチンに復帰する。
【0057】ステップ205でNoであれば、ステップ202で読み出した両掌間のインピーダンス計測値が正常計測範囲内(例えば、340〜1200Ω)か否かを判定する(ステップ207)。
【0058】ステップ207でNoであれば、入力選択/設定処理を終了して図6の身体特定化情報入力サブルーチンに復帰する。
【0059】ステップ207でYesであれば、4電極法による両掌間のインピーダンスの変化量(変化率)ΔZ/Δtを算出し(ステップ208)、Lmin ≦|ΔZ/Δt|≦Lmaxか否かを判定する(ステップ209)。ここで、Lmin は予め設定されたインピーダンス変化量の有効下限であり、Lmax は同有効上限である。Lmin ,Lmaxの値は固定しておいてもよいし、変更できるようにしておいてもよい。
【0060】ステップ209でNoであれば、入力選択/設定処理を終了して図6の身体特定化情報入力サブルーチンに復帰する。
【0061】ステップ209でYesあれば、|ΔZ/Δt|の大きさによって階層判定し、初期設定(前回設定)値からの加減算量を決定する(ステップ210)。例えば、Lmin ≦|ΔZ/Δt|≦L1 ならば1を加減し、Lmin <|ΔZ/Δt|≦L2 ならば2を加減し、L2 <|ΔZ/Δt|≦Lmax ならば3を加減する。但し、階層の設定方法はこれに限られるものではない。
【0062】このようにして加減算量を決定した後、ΔZ/Δtの極性(符号)が+か−かを判定する(ステップ211)。極性が+(正)であれば上述の加減算量を初期設定(または前回設定)値に加算処理して(ステップ212)、図6の身体特定化情報入力サブルーチンに復帰する。極性が−(負)であれば上述の加減算量を初期設定(または前回設定)値から減算処理して(ステップ213)、図6の身体特定化情報入力サブルーチンに復帰する。
【0063】上述の処理手順に従って、被検者が実際に装置1を用いて身体特定化情報を入力する方法を以下に説明する。
【0064】計測準備処理(ステップ1)が終了すると、身長の設定モードに入り、身長設定モードであること及び身長の初期設定値が表示部3に表示される(ステップ110)。
【0065】目標設定値が初期設定値より小さい場合は、目標設定値と初期設定値との差に応じた速度で両腕を真直ぐ身体前方の略肩の高さに伸ばした状態から、腕を屈曲させる。このとき印加電流の通電経路上の両腕の筋肉の収縮により両掌間のインピーダンス値が減少するので、その変化量に応じて身長の表示値が初期設定値から段階的に減じられる(ステップ209→210→211→213)。目標設定値が初期設定値より大きいときは、逆に屈曲状態から腕を伸ばせば、両腕の筋肉の伸長により両掌間のインピーダンス値が増加するので、その変化量に応じて身長の表示値が初期設定値から段階的に増加させることができる(ステップ209→210→211→212)。
【0066】腕を伸ばした状態から屈曲させる動作又は屈曲させた状態から伸ばす動作を繰り返し行う場合には、変化後の状態から当初の状態へ戻す際には、インピーダンス変化が下限値を下回るようにゆっくり動かすようにすれば、戻す動作によって設定値が変化することはない。インピーダンスのサンプリング中か否かが表示部3等に表示されるので、サンプリング時に入力値の設定のための動作を行い、非サンプリング時に当初の動作へ戻すようにしてもよい。
【0067】身長の表示値が目標設定値に達するまでこの動作を繰り返し、目標設定値に達した段階で右掌側のコントロールスイッチ12を押して設定値を確定し(ステップ204)、その後左掌側のコントロールスイッチ11を押して設定モードを次の体重設定モードへ変更する(ステップ206)。
【0068】このような肘の曲げ伸ばしは、意図的に制御でき、位置決めも容易なので、再現性に優れた入力が可能である。
【0069】身体特定化情報の各項目の設定モードは身長,体重,年令,性別の順でシフトするように設定されているので、以下この順序に従って同様に他の項目も設定する。全項目の設定が完了するとREADY状態となって(ステップ111)、身体特定化情報情報の入力が完了し、健康管理指針アドバイス情報算出のための身体インピーダンス計測へ向けての処理が行われることとなる(ステップ4以降)。
【0070】このようにすれば、コントロールスイッチ11,12以外の操作スイッチを装置本体から省略することができるので、装置の小型化,軽量化が可能となるとともに、部品点数の削減による組立工程の簡略化及び製造コストの低減が可能となる。機械的な操作スイッチを省略することにより装置の耐久性を向上させることもできる。また、操作スイッチの数が減少することにより、装置を小型化しても表示部3のスペースを大きくして充実した表示エリアを確保し、より多くの情報量を提供することができる。さらに、健康管理指針アドバイス装置1のように、電流印加用電極4,5にコントロールスイッチ11,12を設けることにより、一層の小型化が可能であり、また、装置1の所定位置を掴んだ状態で身体特定化情報の入力が可能であるため、電極4,5,7,8の所定の計測部位からのずれによる計測誤差を回避することができ、高精度の計測が可能となる。
【0071】このように、両手首間で抵抗電位を計測すると、図10に示すように、人差し指の付け根の手の甲部と手首の甲部にそれぞれ電流印加用電極60と電圧計測用電極61を貼り付ける基本法(他の電流印加用電極は足の甲に、電圧計測用電極は足首にそれぞれ装着する。)による身体インピーダンス計測と同様の結果を得ることができ、より信頼性の高い計測が可能となる。
【0072】
【発明の効果】以上説明したように、第1の発明によれば、手首部を接触させる電圧計測用電極と、前記電圧計測用電極に対して、前記電圧計測用電極に接触させた手の先端側に設けられ、前記手首部より手の先端側の所定部位に接触させる電流印加用電極とを用いてインピーダンスを計測するので、人差し指の付け根の手の甲部と手首の甲部にそれぞれ電流印加用電極と電圧計測用電極を貼り付ける基本法による身体インピーダンス計測と同様の結果を得ることができ、より信頼性の高い計測が可能となる。
【0073】第2の発明のように、前記電流印加用電極を手で握るグリップ部に設けても第1の発明と同様に信頼性の高い計測が可能となる。
【0074】第3の発明によれば、より高い信頼性を有する体脂肪量,除脂肪量,体脂肪率,体水分量,肥満度,基礎代謝量等の健康管理指針情報を提供することができる。
【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9年(1997)10月30日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】世良 和信 (外1名)
【公開番号】 特開平11−285478
【公開日】 平成11年(1999)10月19日
【出願番号】 特願平11−8076