躯干部内脏/皮下脂肪测定方法及装置的制作方法

文档序号:1115164阅读:681来源:国知局
专利名称:躯干部内脏/皮下脂肪测定方法及装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种躯干部内脏/皮下脂肪测定方法及装置。
背景技术
利用了生物体电阻抗的体脂肪组织估计技术,作为测量体脂肪组织和体脂肪率的技术正逐渐在社会中推广,但是实际上,并不是直接测定脂肪组织,而是电气地测量以脂肪组织以外的水为主要成分的去脂肪组织。特别是在全身(Whole Body)测量中,在以往的类型中以仰卧姿势将单手-单腿间用一个圆柱进行模型化(单手-单腿之间感应法),作为简易型,还出现了以站立姿势测定的两掌间感应法、与体重计成为一体的两脚底间感应法、分为上肢部和下肢部、或者分为上肢部、下肢部和躯干部、或者如左右上肢部、左右下肢部、躯干部那样分为五部分而单独应用圆柱模型来测量阻抗的技术。另外,对如下测量技术申请了专利简化阻抗CT测量技术,在躯干部脐围配置电流施加/电压测量电极来测量腹部阻抗,估计内脏脂肪组织量(参照专利文献1以及专利文献2)。
专利文献1日本特许第3396677号专利文献2日本特许第3396674号发明内容但是,体脂肪的信息对筛检糖尿病、高血压以及血高脂症等生活习惯病的有用性尤其被关注,关于附着、蓄积在内脏器组织附近的内脏脂肪组织、皮下脂肪组织,其测量的重要性日益变高。
特别是,内脏脂肪组织是集中分布在躯干部的腹部附近的脂肪组织,根据由X线CT、MRI等拍的腹部横切图像的脂肪组织的横截面积来判断。但是,装置体积大,另外,在是X线的情况下既有被照射的问题,也有费用方面,不适于野外以及家庭用的测量。因此,内脏脂肪组织通常是根据与全身脂肪组织相关性、或者与全身的去脂肪组织相关性进行估计,即使作为筛检,也不能确保充分的可靠性。
最近,也正在开发如下的方法在躯干部的脐围周边配置电极,测量躯干部的内部阻抗来估计内脏脂肪组织信息。但是,该方法是基于骨骼肌组织层、皮下脂肪组织层以及内脏脂肪组织之间存在有效的相关性的方法,将如果能够捕捉任一个组织的信息则可估计大概信息作为前提。因此,对于可能存在非常有意义的相关性的独立性高的健康的被试者,可期待得到良好的结果,但是对于各组织间的相关性不同的对象者、例如内脏脂肪组织显著肥大、且与皮下脂肪组织层、骨骼肌组织层的相关性显著低的被试者的测量结果,将包含大的误差。也就是说,即使在该正在开发的方法中,可以认为只要是健康的能够自立生活的被试者,在脐部整个周围的哪里配置电极都能够测量,但是当对瘫痪/不能自理者等、特别是在床上躺着的患者进行测量时存在很大问题。
另外,该开发中的方法在从腹部表面电流施加使作为测定对象的组织部位通电、获取与内部组织关联的阻抗值这一点上能够称为高技术,但是实际情况是由于作为测定部位的躯干部的内部构造上的问题,被测定的阻抗信息本身对内脏脂肪组织几乎不具有有用的灵敏度。即,作为测定部位的躯干部为粗短、多重构造,也就是说是如下的构造作为测定对象的内脏脂肪组织与内脏器组织、脊骨组织一起被呈现非常良好的导电性的骨骼肌组织层覆盖,并且,该骨骼肌组织层被导电性非常差的皮下脂肪组织层覆盖。特别是,作为测定对象的内脏脂肪组织周边,导电性比骨骼肌组织层差的内脏器组织和附着、积蓄在该内脏器组织上的导电性差的内脏脂肪组织占支配地位、且是复杂的结构,因此,比起骨骼肌组织层,内部的导电性变得相当差。因此,即使单纯将电流施加电极配置在腹周围,其大部分变成通过骨骼肌组织层的通电,电流密度分布也作为骨骼肌组织层中占支配地位的电位分布,可从表面测量电极观测。并且,由电流施加电极的表面积或者由腹周围方向的电极宽度决定施加电流密度的分布,在电极正下方的皮下脂肪组织层中的电流密度高的扩展电阻区域中的信息观测占支配地位。
进一步说,由于作为测定部位的躯干部粗短,电流施加电极正下方的电流密度集中(扩展电阻)区域的皮下脂肪组织层中的灵敏度变高,并且骨骼肌组织与脂肪组织相比导电性相当高,因此,采取通过了皮下脂肪组织层的电流的大部分通过皮下脂肪组织层返回到隔着骨骼肌组织层相对的电流施加电极侧的路径,其结果,内部中的电位分布在该骨骼肌组织层中大幅度失真。因而,在现有方法中,测定的电位大部分是皮下脂肪组织层的信息,几乎不能期待向作为测定对象的内脏脂肪组织、即向内脏器组织及附着、蓄积在其周围的内脏脂肪组织通电,只能捕捉整个阻抗测量区间的10%以下的测量灵敏度极低的信息。
为了避开这些问题,也可以考虑通过将与皮下脂肪组织层面积相关性高的腹围长代入估计式来防止该估计误差扩大的方法,但是该方法终究只是根据结构组织间相关性的间接估计,很难说是确保腹部中央所需的通电灵敏度的测量法。也就是说,无法保证偏离统计相关设计的各个人的误差,特别是不健康的皮下、内脏脂肪组织多的情况、中间的骨骼肌组织层多/少的情况等,可能产生显著的误差。此外,皮下脂肪组织层面积与腹围长相关性高是因为人的躯干部是同心圆上的组织排列设计,皮下脂肪组织层是最外侧的配置,因此,由外周围长和皮下脂肪组织厚决定其面积。
在躯干部上的电极配置也通常使用四电极法。该方法在被试者的体内施加电流,并且,测定由施加电流在被试者测定部位区间产生的电位差,对测定部位区间生物体电阻抗进行测定。将四电极法应用于像躯干部那样的粗短的测定部位时,电流开始扩展的电流密度集中(即扩展电阻区域)例如是在电流施加电极正下方,因此在皮下脂肪组织层附近产生大的电位差,占据在电压测量电极间测量的电位差的大部分。为了减小该扩展电阻的影响,采用充分确保电流施加电极和电压测量电极间距离的配置是重要的。在一般的测定中,在测定区间长而能够充分确保电压测量电极间距离的条件下进行测定,因此,应当能充分确保所谓的S/N灵敏度(N是扩展电阻的影响(噪声)、S是在电压电极间测量的信号)。但是,在像躯干部那样的粗短的测定部位的情况下,为了减小N,要确保来自电流施加电极的距离而使电压测量电极远离时,相反地,电压测量电极区间距离变小,其结果S变小,结果S/N变差。并且,电流密度高的扩展电阻部是皮下脂肪组织层部,由于通常是有厚度的肥胖倾向的被试者,因此变成相当大的N,S/N双重地变差。这样,可以推测当对像躯干部那样的粗短的测定部位使用四电极法时,仅通过在脐围周上配置电极,很难确保对内脏脂肪组织的有用的S/N灵敏度。此外,关于S/N,在对于后述的实施例的说明中进一步详细说明。
因此,在测定对象的躯干腹部配置全部四电极的感应法的情况下,可以考虑在避开骨骼肌组织层的如腱膜部那样的导电层窗部配置电流施加电极,或者为了将骨骼肌组织层用作导电层而限制电极配置。但是,此时电极配置误差成为给测定精度带来严重影响的主要原因。
另外,在尽量将电极配置移向测定对象的躯干腹部以外的四肢等(通过在如四肢那样的从躯干突出的部位上配置电极,将四肢考虑为来自躯干的引线的代用的感应法)中,实现上述限制的减轻,相反,由于从躯干突出的四肢配置构造的限制,不能完全自由地选择躯干腹部的测定对象部位。
本发明的目的在于解决这些现有技术中的问题点,提供一种即使在导电性差的内脏器组织以及内脏脂肪组织的区域中也确保测定所需的灵敏度,仅通过切换就能够同时测定蓄积在躯干部的脂肪组织、特别是附着/蓄积在内脏器组织周边的脂肪组织以及蓄积在皮下层的皮下脂肪组织层信息的方法以及装置。
特别是,本发明的目的在于提供一种能够高精度地测定躯干部中的皮下脂肪组织层信息的内脏/皮下脂肪测定方法以及装置。
特别是,本发明的目的在于提供一种排除严格的电极配置的限制,减轻由电极在躯干腹部的配置差异造成的影响,并且能够以高精度简便地测定蓄积在躯干部的脂肪组织、特别是附着、蓄积在内脏器组织周边的内脏脂肪组织的信息的躯干部内脏/皮下脂肪测定方法以及装置。
根据由本发明第一特征的一个考虑方法,提供躯干部内脏/皮下脂肪测定方法,从电流施加电极对向躯干部施加电流,由电压测量电极对测定在前述躯干部上产生的电位差,测定前述躯干部的阻抗,从而求出前述躯干部的内脏脂肪组织信息、以及/或者皮下脂肪组织层信息,其特征在于,前述电流施加电极对的一个电流施加电极配置在前述躯干部上,另一个电流施加电极配置在从前述躯干部突出的部位上。
根据本发明的其他考虑方法,提供一种躯干部内脏/皮下脂肪测定装置,具备向躯干部施加电流的电流施加电极对、和测定在前述躯干部上产生的电位差的电压测量电极对,通过测定前述躯干部的阻抗,求出前述躯干部的内脏脂肪组织信息、以及/或者皮下脂肪组织层信息,其特征在于,前述电流施加电极对的一个电流施加电极配置在前述躯干部上,另一个电流施加电极配置在从前述躯干部突出的部位上。
根据本发明第二特征的一个考虑方法,提供一种躯干部内脏/皮下脂肪测定方法,其特征在于,在对估计躯干腹部周围上的皮下脂肪组织量有用性高的至少一个部位上配置一个电流施加电极,将与该一个电流施加电极成对的另一个电流施加电极配置在从躯干部突出的部位上,在前述躯干腹部周围上靠近前述一个电流施加电极的位置上配置一个电压测量电极,将与该一个电压测量电极成对的另一个电压测量电极配置在与配置前述另一个电流施加电极的部位不同的从前述躯干部突出的部位上,通过测定躯干部的阻抗求出躯干部皮下脂肪组织层信息。
根据本发明的其他考虑方法,提供一种躯干部内脏/皮下脂肪测定装置,其特征在于,具备至少一组电流施加电极对和至少一组电压测量电极对,通过测定躯干部的阻抗求出躯干部皮下脂肪组织层信息,其中,至少一组电流施加电极对,由在对估计躯干腹部周围上的皮下脂肪组织量有用性高的至少一个部位上配置的一个电流施加电极、和配置在从躯干部突出的部位上与前述一个电流施加电极成对的另一个电流施加电极构成;至少一组电压测量电极对,由在前述躯干腹部周围上靠近前述一个电流施加电极的位置上配置的一个电压测量电极、和配置在从与配置前述另一个电流施加电极的部位不同的前述躯干部突出的部位上、与前述一个电压测量电极成对的另一个电压测量电极构成。
根据本发明的另外其他考虑方法,提供一种躯干部内脏/皮下脂肪测定方法,其特征在于,包含如下各阶段测定下肢部的生物体阻抗、上肢部的生物体阻抗以及躯干部的生物体阻抗,根据前述测定的下肢部的生物体阻抗和身体特定化信息求出下肢部骨骼肌组织量,根据前述测定的上肢部的生物体阻抗和身体特定化信息求出上肢部骨骼肌组织量,根据前述求出的下肢部骨骼肌组织量以及上肢部骨骼肌组织量、和身体特定化信息求出躯干部骨骼肌组织量,根据该求出的躯干部骨骼肌组织量和身体特定化信息求出躯干部骨骼肌组织层的阻抗,求出躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗,根据身体特定化信息求出躯干部内脏器组织的阻抗,根据前述求出的躯干部的生物体阻抗、和前述求出的躯干部骨骼肌组织层的阻抗、躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗以及躯干部的内脏器组织的阻抗求出躯干部内脏脂肪组织的阻抗,根据该求出的躯干部内脏脂肪组织的阻抗和身体特定化信息求出躯干部内脏脂肪组织量,求出前述躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗的阶段包括在对估计躯干腹部周围上的皮下脂肪组织量有用性高的至少一个部位上配置一个电流施加电极,将与该一个电流施加电极成对的另一个电流施加电极配置在从躯干部突出的部位上,在前述躯干腹部周围上靠近前述一个电流施加电极的位置上配置一个电压测量电极,将与该一个电压测量电极成对的另一个电压测量电极配置在与配置前述另一个电流施加电极的部位不同的从前述躯干部突出的部位上,求出躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗。
根据本发明的另外其他考虑方法,提供一种躯干部内脏/皮下脂肪测定装置,其特征在于,具备下肢部生物体阻抗测定单元,用于测定下肢部的生物体阻抗;上肢部生物体阻抗测定单元,用于测定上肢部的生物体阻抗;躯干部生物体阻抗测定单元,用于测定躯干部的生物体阻抗;下肢部骨骼肌组织量估计单元,根据前述测定的下肢部的生物体阻抗和身体特定化信息,估计下肢部骨骼肌组织量;上肢部骨骼肌组织量估计单元,根据前述测定的上肢部的生物体阻抗和身体特定化信息,估计上肢部骨骼肌组织量;躯干部骨骼肌组织量估计单元,根据前述估计的下肢部骨骼肌组织量以及上肢部骨骼肌组织量、和身体特定化信息,估计躯干部骨骼肌组织量;躯干部骨骼肌组织层阻抗估计单元,根据前述估计的躯干部骨骼肌组织量和身体特定化信息,估计躯干部骨骼肌组织层的阻抗;躯干部皮下脂肪组织层阻抗估计单元,估计躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗;躯干部内脏器组织阻抗估计单元,根据身体特定化信息,估计躯干部的内脏器组织的阻抗;躯干部内脏脂肪组织阻抗估计单元,根据前述估计的躯干部的生物体阻抗、和前述估计的躯干部骨骼肌组织层的阻抗、躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗以及躯干部的内脏器组织的阻抗,估计躯干部内脏脂肪组织的阻抗;以及躯干部内脏脂肪组织量估计单元,根据前述估计的躯干部内脏脂肪组织的阻抗和身体特定化信息,估计躯干部内脏脂肪组织量,前述躯干部皮下脂肪组织层阻抗估计单元具备至少一组电流施加电极对和至少一组电压测量电极对,求出躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗,其中,前述至少一组电流施加电极对,由在对估计躯干腹部周围上的皮下脂肪组织量有用性高的至少一个部位上配置的一个电流施加电极、和配置在从躯干部突出的部位上与前述一个电流施加电极成对的另一个电流施加电极构成;前述至少一组电压测量电极对,由在前述躯干腹部周围上靠近前述一个电流施加电极的位置上配置的一个电压测量电极、和配置在与配置前述另一个电流施加电极的部位不同的从前述躯干部突出的部位上、与前述一个电压测量电极成对的另一个电压测量电极构成。
根据本发明的另外其他考虑方法,提供一种躯干部内脏/皮下脂肪测定装置,其特征在于,具备下肢部生物体阻抗测定单元,用于测定下肢部的生物体阻抗;上肢部生物体阻抗测定单元,用于测定上肢部的生物体阻抗;躯干部生物体阻抗测定单元,用于测定躯干部的生物体阻抗;躯干部骨骼肌组织量估计单元,根据前述测定的下肢部的生物体阻抗以及上肢部的生物体阻抗、和身体特定化信息,估计躯干部骨骼肌组织量;躯干部骨骼肌组织层阻抗估计单元,根据前述估计的躯干部骨骼肌组织量和身体特定化信息,估计躯干部骨骼肌组织层的阻抗;躯干部皮下脂肪组织层阻抗估计单元,估计躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗;躯干部内脏器组织阻抗估计单元,根据身体特定化信息,估计躯干部的内脏器组织的阻抗;躯干部内脏脂肪组织阻抗估计单元,根据前述估计的躯干部的生物体阻抗、和前述估计的躯干部骨骼肌组织层的阻抗、躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗以及躯干部的内脏器组织的阻抗,估计躯干部内脏脂肪组织的阻抗;以及躯干部内脏脂肪组织量估计单元,根据前述估计的躯干部内脏脂肪组织的阻抗和身体特定化信息,估计躯干部内脏脂肪组织量,前述躯干部皮下脂肪组织层阻抗估计单元具备至少一组电流施加电极对和至少一组电压测量电极对,求出躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗,其中,前述至少一组电流施加电极对,由在对估计躯干腹部周围上的皮下脂肪组织量有用性高的至少一个部位上配置的一个电流施加电极、和配置在从躯干部突出的部位上与前述一个电流施加电极成对的另一个电流施加电极构成;前述至少一组电压测量电极对,由在前述躯干腹部周围上靠近前述一个电流施加电极的位置上配置的一个电压测量电极、和配置在与配置前述另一个电流施加电极的部位不同的从前述躯干部突出的部位上、与前述一个电压测量电极成对的另一个电压测量电极构成。
根据本发明第三特征的一个考虑方法,提供一种躯干部内脏/皮下脂肪测定方法,其特征在于,通过设置作为前述电流施加电极对以及前述电压测量电极对的一个电流施加电极以及电压测量电极而共用的具有大的电极面积的一个共用电极,将测定所需的电极结构设为电流施加电极、电压测量电极以及共用电极这三个电极,将前述共用电极配置在躯干部、且将前述电流施加电极以及前述电压测量电极分别配置在对测定有用的身体的部位上来进行躯干部阻抗的测定。
根据本发明的其他考虑方法,提供一种躯干部内脏/皮下脂肪测定装置,其特征在于,通过设置作为前述电流施加电极对以及前述电压测量电极对的一个电流施加电极以及电压测量电极而共用的具有大的电极面积的一个共用电极,将测定所需的电极结构设为电流施加电极,电压测量电极以及共用电极这三个电极,前述共用电极被配置在躯干部、且前述电流施加电极以及前述电压测量电极被分别配置在对测定有用的身体的部位上。
根据本发明第一特征的实施方式根据本发明的一个实施方式,从前述躯干部突出的部位既可以是上肢、下肢、或者头部,例如也可以是头部的耳部。
根据本发明的其他实施方式,也可以将前述电压测量电极对的一个电压测量电极配置在前述一个电流施加电极的靠近位置上,将另一个电压测量电极配置在躯干部的长度方向上远离前述一个电流施加电极的位置上,通过测定躯干部的阻抗求出躯干部皮下脂肪组织层信息。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以在脐位附近、侧腹部、侧背部的某个上配置前述一个电流施加电极和前述一个电压测量电极来进行测定。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以从前述一个电流施加电极向皮下脂肪组织层薄的部位、或者没有骨骼肌组织层的肌腹部或骨骼肌组织层的肌腹部薄的部位施加电流,将前述电压测量电极对的一个电压测量电极配置在前述一个电流施加电极正下方的扩展电阻的影响占支配地位的位置上,将另一个电压测量电极配置在前述扩展电阻影响被减轻的远离位置上,通过测定前述一个电压测量电极和前述另一个电压测量电极之间的电位差来得到皮下脂肪组织层信息。
根据本发明的另外其他实施方式,前述另一个电压测量电极也可以在皮下脂肪组织层薄的部位、或者没有骨骼肌组织层的肌腹部或骨骼肌组织层的肌腹部薄的部位上测定前述电位差。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以设置至少一个前述电流施加电极对、以及至少两个前述电压测量电极对,从前述电流施加电极对的一个电流施加电极向皮下脂肪组织层薄的部位、或者没有骨骼肌组织层的肌腹部或骨骼肌组织层的肌腹部薄的部位施加电流,将包含在前述至少两个电压测量电极对的一个电压测量电极对中的一个电压测量电极,配置在前述一个电流施加电极正下方的扩展电阻的影响占支配地位的位置上,将其他电压测量电极配置在前述扩展电阻的影响被减轻的远离位置上,通过测定前述一个电压测量电极和前述另一个电压测量电极之间的电位差得到皮下脂肪组织层信息;将前述至少两个电压测量电极对的另一个电压测量电极对配置在前述扩展电阻的影响被减轻的远离位置上来测定电位差,从而得到内脏脂肪组织信息;选择前述一个电压测量电极对和前述另一个电压测量电极对,选择性地得到前述皮下脂肪组织层信息和前述内脏脂肪组织信息。
根据本发明的另外其他实施方式,前述另一个电压测量电极对也可以在皮下脂肪组织层薄的部位、或者没有骨骼肌组织层的肌腹部或骨骼肌组织层的肌腹部薄的部位中测定前述电位差的电极。
根据本发明的另外其他实施方式,前述扩展电阻的影响占支配地位的位置是脐位附近、侧腹部、侧背部中的某个,前述扩展电阻的影响被减轻的远离位置也可以是脐部和髂骨棱上缘部之间。
根据本发明另外其他实施方式,也可以是前述一个电压测量电极相对于前述一个电流施加电极配置在靠近位置上,前述另一个电压测量电极相对于前述一个电流施加电极,配置在比前述一个电压测量电极充分远的位置上,通过测定前述一个电压测量电极和前述另一个电压测量电极之间的电位差得到皮下脂肪组织层的信息。
根据本发明另外其他实施方式,也可以是前述一个电压测量电极相对于前述一个电流施加电极配置在靠近位置上,前述另一个电压测量电极,相对于前述一个电流施加电极,配置在比在靠近位置上配置的前述一个电压测量电极充分远的位置上,通过测定前述一个电压测量电极和前述另一个电压测量电极之间的电位差来得到皮下脂肪组织层的信息。
根据本发明的另外其他实施方式,前述充分远处位置也可以是大于等于前述靠近位置的三倍的位置。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以根据利用由前述至少两个电压测量电极对测定的电位差求出的躯干部的阻抗和身体特定化信息,求出躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以根据利用由前述一个电压测量电极对测定的电位差求出的躯干部的阻抗和身体特定化信息,求出躯干部的皮下脂肪组织量;根据该求出的躯干部皮下脂肪组织量和身体特定化信息求出躯干部皮下脂肪组织层的阻抗;根据身体特定化信息求出躯干部的骨骼肌组织量;根据该求出的躯干部的骨骼肌组织量和身体特定化信息求出躯干部骨骼肌组织层的阻抗;根据身体特定化信息求出躯干部的内脏器组织量;根据该求出的躯干部的内脏器组织量和身体特定化信息求出躯干部内脏器组织的阻抗;根据利用由前述另一个电压测量电极对测定的电位差求出的躯干部的阻抗、前述求出的躯干部皮下脂肪组织层的阻抗、前述求出的躯干部骨骼肌组织层的阻抗以及躯干部内脏器组织的阻抗,求出躯干部内脏脂肪组织的阻抗;根据该求出的躯干部内脏脂肪组织的阻抗和身体特定化信息,求出躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以从前述一个电流施加电极向皮下脂肪组织层薄的部位、或者没有骨骼肌组织层的肌腹部或骨骼肌组织层的肌腹部薄的部位施加电流来求出内脏脂肪组织信息。
另外,根据本发明的另外其他实施方式,也可以将前述电压测量电极对配置在从前述躯干部突出的部位上进行测定。
并且,根据本发明的另外其他实施方式,也可以将前述电压测量电极对配置在从前述躯干部突出的部位中、且没有配置前述电流施加电极对的另一个电流施加电极的从躯干部突出的部位上。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以将前述电压测量电极对配置在躯干部长度方向远离前述电流施加电极对的位置上进行测定。
根据本发明的另外其他实施方式,前述电压测量电极对在皮下脂肪组织层薄的部位、或者没有骨骼肌组织层的肌腹部或者骨骼肌组织层的肌腹部薄的部位测定前述电位差。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以根据身体特定化信息求出躯干部的骨骼肌组织量,根据该求出的躯干部的骨骼肌组织量和身体特定化信息求出躯干部骨骼肌组织层的阻抗,根据身体特定化信息求出躯干部的内脏器组织量,根据该求出的躯干部的内脏器组织量和身体特定化信息求出躯干部内脏器组织的阻抗,根据前述求出的躯干部的阻抗、前述求出的躯干部骨骼肌组织层的阻抗以及躯干部内脏器组织的阻抗,求出躯干部内脏脂肪组织的阻抗,根据该求出的躯干部内脏脂肪组织的阻抗和身体特定化信息求出躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,前述部位也可以是脐和髂骨棱上缘间的区间、或者腹直肌和外腹斜肌间的结合腱部。
根据本发明的另外其他实施方式,前述躯干部的阻抗测定也可以在腹围周附近进行。
根据本发明的另外其他实施方式,前述电压测量电极对的电极的任意至少1个电极也可以配置在从腹围周上错开的位置上。
根据本发明的另外其他实施方式,前述电压测量电极的作为对或者形成对的电极中的一个也可以配置在离开前述腹围周上的位置上。
根据本发明的另外其他实施方式,前述电压测量电极对也可以配置在以脐为中心观察时的左右上述部位间。
根据本发明的另外其他实施方式,前述电压测量电极对也可以配置在离开前述腹围周上的腹部区域内的躯干部长度方向上。
根据本发明的另外其他实施方式,将前述一个电流施加电极配置在比脐位靠上部的在躯干部长度方向上长长地排列的骨骼肌群上,将在躯干腹部长度方向上长长地排列的骨骼肌群作为假想电极层利用,从而,增加对比骨骼肌组织层靠内侧的内脏器组织以及内脏脂肪组织的电流通电量。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以进一步在躯干腹部长度方向上长长地排列的骨骼肌群上还配置其他电压测量电极对,测定腹直肌组织层的阻抗,利用该测定的腹直肌组织层的阻抗求出躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以根据身体特定化信息求出躯干部的骨骼肌组织量,根据该求出的躯干部的骨骼肌组织量和身体特定化信息求出躯干部骨骼肌组织层的阻抗、或者根据前述腹直肌组织层的阻抗求出躯干部骨骼肌组织层的阻抗、或者根据前述腹直肌组织层的阻抗和身体特定化信息求出躯干部骨骼肌组织层的阻抗,根据身体特定化信息求出躯干部的内脏器组织量,根据该求出的躯干部的内脏器组织量和身体特定化信息求出躯干部内脏器组织的阻抗,根据前述躯干部的阻抗、前述求出的躯干部骨骼肌组织层的阻抗以及躯干部内脏器组织的阻抗求出躯干部内脏脂肪组织的阻抗,根据该求出的躯干部内脏脂肪组织的阻抗和身体特定化信息求出躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以还配置测定躯干部皮下脂肪组织层阻抗的第二电压测量电极对,将该第二电压测量电极对的一个电压测量电极配置在与前述一个电流施加电极正下方的扩展电阻的影响占支配地位的前述一个电流施加电极靠近的位置上,将另一个电压测量电极配置在前述扩展电阻的影响被减轻的远离前述一个电流施加电极的位置上,利用由该第二电压测量电极对测定躯干部的躯干部皮下脂肪组织层的阻抗,求出躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以通过对腹直肌组织层灵敏度高的频率为f1的施加电流进行前述腹直肌组织层的阻抗测定,通过以频率比f1高、几乎不受肌纤维影响的频率为f2的施加电流进行前述躯干部的阻抗测定。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以还配置测定躯干部皮下脂肪组织层阻抗的第三电压测量电极对,将该第三电压测量电极对的一个电压测量电极配置在与前述一个电流施加电极正下方的扩展电阻的影响占支配地位的前述一个电流施加电极靠近的位置上,将另一个电压测量电极配置在前述扩展电阻的影响被减轻的远离前述一个电流施加电极的位置上,利用由该电压测量电极对测定的躯干部皮下脂肪组织层的阻抗求出躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以在靠近前述第三电压测量电极对的一个电压测量电极的位置上,还配置第二电流施加电极对的一个电流施加电极,利用由前述电压测量电极对测定的躯干部皮下脂肪组织层的阻抗求出躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,根据前述躯干部的阻抗、前述求出的躯干部骨骼肌组织层的阻抗以及躯干部内脏器组织的阻抗求出躯干部内脏脂肪组织阻抗的阶段,也可以是躯干部的电气等效电路将前述躯干部骨骼肌组织层的阻抗并联连接到前述躯干部内脏器组织的阻抗和前述躯干部内脏脂肪组织的阻抗的串联电路。
根据本发明的另外其他实施方式,根据前述躯干部的阻抗、前述求出的躯干部骨骼肌组织层的阻抗以及躯干部内脏器组织的阻抗求出躯干部内脏脂肪组织的阻抗的阶段,也可以是躯干部的电气等效电路将前述躯干部骨骼肌组织层的阻抗和前述躯干部皮下脂肪组织层的阻抗并联连接到前述躯干部内脏器组织的阻抗和前述躯干部内脏脂肪组织的阻抗的串联电路。
根据本发明的另外其他实施方式,前述躯干部骨骼肌组织层的阻抗也可以是进一步将腹直肌占支配地位的骨骼肌组织层的阻抗并联连接到腱膜的阻抗、背肌和腹斜肌的骨骼肌组织层的阻抗的串联电路。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部腹部长度方向上长长地排列的骨骼肌群也可以是腹直肌组织层。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以将前述一个电流施加电极对配置在躯干部表侧胸口下部的腹直肌组织层上部和背面腰下部之间。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以将前述一个电流施加电极对配置在躯干部表侧腹直肌组织层上。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以将前述电流施加电极以及电压测量电极跨过白线对称地配置在两方,使得有助于在左右腹直肌组织层上均等地通电以及测量。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以将前述电流施加电极以及电压测量电极只配置在左右腹直肌组织层的某一方。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以将前述电压测量电极以腹直肌组织层的腱划部为基准进行配置。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以将前述电压测量电极配置在脐部的凹部。
根据本发明的一个实施方式,从前述躯干部突出的部位也可以是四肢或者头部、例如头部的耳部。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以将前述电压测量电极对的一个电压测量电极配置在前述一个电流施加电极的靠近位置上,将另一个电压测量电极配置在躯干部长度方向上远离前述一个电流施加电极的位置上,通过测定躯干部的阻抗求出躯干部皮下脂肪组织层信息。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以在脐位附近、侧腹部、侧背部的某一个上,配置前述一个电流施加电极和前述一个电压测量电极进行测定。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以是前述一个电流施加电极在皮下脂肪组织层薄的部位、或者没有骨骼肌组织层的肌腹部或者骨骼肌组织层的肌腹部薄的部位上施加电流,前述电压测量电极对的一个电压测量电极配置在前述一个的电流施加电极正下方的扩展电阻的影响占支配地位的位置上,另一个电压测量电极配置在前述扩展电阻的影响被减轻的远离位置上,通过测定前述一个电压测量电极和前述另一个电压测量电极间的电位差得到皮下脂肪组织层信息。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以是前述另一个电压测量电极在皮下脂肪组织层薄的部位、或者没有骨骼肌组织层的肌腹部或者骨骼肌组织层的肌腹部薄的部位上测定前述电位差。
根据本发明的另外其他实施方式,前述扩展电阻的影响占支配地位的位置是脐位附近、侧腹部、侧背部的某一个,前述扩展电阻的影响被减轻的远离位置也可以是脐部和髂骨棱上缘部之间。
根据本发明的另外其他实施方式,前述一个电压测量电极相对于前述一个电流施加电极配置在靠近位置上,前述另一个电压测量电极相对于前述一个电流施加电极配置在比配置在靠近位置的前述一个电压测量电极充分远的位置上,能够通过测定前述一个电压测量电极和前述另一个电压测量电极间的电位差得到皮下脂肪组织层的信息。
根据本发明的另外其他实施方式,前述充分远的位置也可以是大于或等于前述靠近位置的三倍的位置。
根据本发明的另外其他实施方式,具有至少一个前述电流施加电极对、以及至少两个前述电压测量电极对;前述电流施加电极对的一个电流施加电极在皮下脂肪组织层薄的部位、或者没有骨骼肌组织层的肌腹部或骨骼肌组织层的肌腹部薄的部位上施加电流,包含在前述至少两个电压测量电极对的一个电压测量电极对中的一个电压测量电极,配置在前述一个电流施加电极正下方的扩展电阻的影响占支配地位的位置上,另一个电压测量电极配置在前述扩展电阻的影响被减轻的远离位置上,通过测定前述一个电压测量电极和前述另一个电压测量电极之间的电位差得到皮下脂肪组织层信息;前述至少两个电压测量电极对的另一个电压测量电极对,通过配置在前述扩展电阻的影响被减轻的远离位置上来测定电位差,从而得到内脏脂肪组织信息;也还具备切换装置,该切换装置选择前述一个电压测量电极对和前述另一个电压测量电极对,选择性地得到前述皮下脂肪组织层信息和前述内脏脂肪组织信息。
根据本发明的另外其他实施方式,前述另一个电压测量电极对也可以在皮下脂肪组织层薄的部位、或者没有骨骼肌组织层的肌腹部或骨骼肌组织层的肌腹部薄的部位上测定前述电位差。
根据本发明的另外其他实施方式,前述扩展电阻的影响占支配地位的位置是脐位附近、侧腹部、侧背部的某一个,前述扩展电阻的影响被减轻的远离位置也可以是脐部和髂骨棱上缘部之间。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以是前述一个电压测量电极相对于前述一个电流施加电极配置在靠近位置上,前述另一个电压测量电极相对于前述一个电流施加电极,配置在比前述一个电压测量电极充分远的位置上,通过测定前述一个电压测量电极和前述另一个电压测量电极间的电位差得到皮下脂肪组织层的信息。
根据本发明的另外其他实施方式,前述充分远的位置也可以是大于或等于前述靠近位置的三倍的位置。
根据本发明的另外其他实施方式,还可以具备躯干部内脏脂肪组织量估计单元,根据利用由前述至少两个电压测量电极对测定的电位差来求出的躯干部的阻抗和身体特定化信息,估计躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,还可以具备躯干部皮下脂肪组织量估计单元,根据利用由前述一个电压测量电极对测定的电位差求出的躯干部的阻抗和身体特定化信息,估计躯干部的皮下脂肪组织量;躯干部皮下脂肪组织量估计单元,根据前述估计的躯干部的皮下脂肪组织量和身体特定化信息,估计躯干部的皮下脂肪组织量;躯干部皮下脂肪组织层阻抗估计单元,根据前述估计的躯干部的皮下脂肪组织量和身体特定化信息,估计躯干部皮下脂肪组织层的阻抗;躯干部内脏器组织阻抗估计单元,根据身体特定化信息估计躯干部的内脏器组织量,根据该估计的躯干部的内脏组织量和身体特定化信息估计躯干部内脏器组织的阻抗;躯干部内脏脂肪组织阻抗估计单元,根据前述估计的躯干部的阻抗、前述估计的躯干部骨骼肌组织层的阻抗以及躯干部内脏器组织的阻抗,估计躯干部内脏脂肪组织的阻抗;躯干部内脏脂肪组织量估计单元,根据前述估计的躯干部内脏脂肪组织的阻抗和身体特定化信息,估计躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以从前述一个电流施加电极在皮下脂肪组织层薄的部位、或者没有骨骼肌组织层的肌腹部或骨骼肌组织层的肌腹部薄的部位上施加电流来求出内脏脂肪组织信息。
根据本发明的另外其他实施方式,前述电压测量电极对也可以配置在躯干部长度方向上远离前述电流施加电极对的位置上。
根据本发明的另外其他实施方式,前述电压测量电极对也可以在皮下脂肪组织层薄的部位、或者没有骨骼肌组织层的肌腹部或骨骼肌组织层的肌腹部薄的部位上测定前述电位差。
根据本发明的另外其他实施方式,还可以具备躯干部的骨骼肌组织量估计单元,根据身体特定化信息估计躯干部的骨骼肌组织量;躯干部骨骼肌组织层阻抗估计单元,根据前述估计的躯干部的骨骼肌组织量和身体特定化信息,估计躯干部骨骼肌组织层的阻抗;躯干部内脏器组织阻抗估计单元,根据身体特定化信息估计躯干部的内脏器组织量,根据该估计的躯干部的内脏器组织量和身体特定化信息估计躯干部内脏器组织的阻抗;躯干部内脏脂肪组织阻抗估计单元,根据前述估计的躯干部的阻抗、前述估计的躯干部骨骼肌组织层的阻抗以及躯干部内脏器组织的阻抗,估计躯干部内脏脂肪组织的阻抗;躯干部内脏脂肪组织量估计单元,根据前述估计的躯干部内脏脂肪组织的阻抗和身体特定化信息,估计躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,前述一个电流施加电极也可以配置在比脐位靠上部的在躯干腹部长度方向上长长地排列的骨骼肌群上。
根据本发明的另外其他实施方式,还可以在躯干腹部长度方向上长长地排列的骨骼肌群上配置用于测量腹直肌组织层阻抗的其他电压测量电极对。
根据本发明的另外其他实施方式,还可以具备躯干部骨骼肌组织层阻抗估计单元,该躯干部骨骼肌组织层阻抗估计单元根据身体特定化信息估计躯干部的骨骼肌组织量,根据该估计的躯干部的骨骼肌组织量和身体特定化信息,估计躯干部骨骼肌组织层的阻抗,或者,该躯干部骨骼肌组织层阻抗估计单元根据前述腹直肌组织层的阻抗估计躯干部骨骼肌组织层的阻抗;躯干部内脏器组织阻抗估计单元,根据身体特定化信息估计躯干部的内脏器组织量,根据该估计的躯干部的内脏器组织量和身体特定化信息,估计躯干部内脏器组织的阻抗;躯干部内脏脂肪组织阻抗估计单元,根据前述躯干部的阻抗、前述估计的躯干部骨骼肌组织层的阻抗以及躯干部内脏器组织的阻抗,估计躯干部内脏脂肪组织的阻抗;躯干部内脏脂肪组织量估计单元,根据前述估计的躯干部内脏脂肪组织的阻抗和身体特定化信息,估计躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以是进一步配置测定躯干部皮下脂肪组织层的阻抗的第二电压测量电极对,该第二电压测量电极对的一个电压测量电极配置在与前述一个电流施加电极正下方的扩展电阻的影响占支配地位的前述一个电流施加电极靠近的位置上,另一个电压测量电极配置在前述扩展电阻的影响被减轻的远离前述一个电流施加电极的位置上,利用由该第二电压测量电极对测定的躯干部皮下脂肪组织层的阻抗,求出躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,还可以具备躯干部骨骼肌组织层阻抗估计单元,根据前述腹直肌组织层的阻抗和身体特定化信息,估计躯干部骨骼肌组织层的阻抗;躯干部内脏器组织阻抗估计单元,根据身体特定化信息估计躯干部的内脏器组织量,根据该估计的躯干部的内脏器组织量和身体特定化信息,估计躯干部内脏组织的阻抗;躯干部内脏脂肪组织阻抗估计单元,根据前述躯干部的阻抗、前述估计的躯干部骨骼肌组织层的阻抗以及躯干部内脏器组织的阻抗,估计躯干部内脏脂肪组织的阻抗;躯干部内脏脂肪组织量估计单元,根据前述估计的躯干部内脏脂肪组织的阻抗和身体特定化信息,估计躯干内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,还可以配置测定躯干部皮下脂肪组织层的阻抗的第三电压测量电极对,该第三电压测量电极对的一个电压测量电极配置在与前述一个电流施加电极正下方的扩展电阻的影响占支配地位的前述一个电流施加电极靠近的位置上,另一个电压测量电极配置在前述扩展电阻的影响被减轻的远离前述一个电流施加电极的位置上,利用由该电压测量电极对测定的躯干部皮下脂肪组织层的阻抗,求出躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,也可以在靠近前述第三电压测量电极对的一个电压测量电极的位置上,配置第二电流施加电极对的一个电流施加电极,利用由前述电压测量电极对测定的皮下脂肪组织层的阻抗,求出躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,前述躯干部内脏脂肪组织阻抗估计单元也可以设躯于部的电气等效电路将前述躯干部骨骼肌组织层的阻抗并联连接到前述躯干部内脏器组织的阻抗和前述躯干部内脏脂肪组织的阻抗的串联电路而进行估计。
根据本发明的另外其他实施方式,前述躯干部内脏脂肪组织阻抗估计单元也可以设躯干部的电气等效电路将前述躯干部骨骼肌组织层的阻抗和前述躯干部皮下脂肪组织层的阻抗并联连接到前述躯干部的内脏器组织的阻抗和前述躯干部内脏脂肪组织的阻抗的串联电路而进行估计。
根据本发明的另外其他实施方式,前述躯干部骨骼肌组织层的阻抗也可以是进一步将腹直肌占支配地位的骨骼肌组织层的阻抗并联连接到腱膜的阻抗、背肌以及腹斜肌的骨骼肌组织层的阻抗的串联电路。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干腹部长度方向上长长地排列的骨骼肌群也可以是腹直肌组织层。
根据本发明的另外其他实施方式,前述一个电流施加电极对也可以配置在躯干部表侧胸口下部的腹直肌组织层上部和背面腰下部之间。
根据本发明的另外其他实施方式,前述一个电流施加电极对也可以配置在躯干部表侧腹直肌组织层上。
根据本发明的另外其他实施方式,还可以具备呼吸变动影响去除单元,该呼吸变动影响去除单元根据在比呼吸周期时间短的采样周期中测定的躯干部的阻抗,去除由呼吸引起的变动的影响。
根据本发明的另外其他实施方式,还可以具备异常值判断处理单元,通过将前述测定的躯干部的阻抗与群体的一般值进行比较来进行异常值判断处理。
根据本发明的另外其他实施方式,还可以具备显示单元,该显示单元根据前述异常值判断处理单元的判断结果,显示建议信息。
根据本发明的另外其他实施方式,前述躯干部内脏脂肪组织量既可以由躯干部内脏脂肪率表示,也可以由躯干部内脏脂肪组织横截面积表示,也可以由躯干部内脏脂肪组织体积量表示,也可以由躯干部内脏脂肪组织重量表示。
根据本发明的第二特征的实施方式根据本发明的一个实施方式,对估计前述皮下脂肪组织量有用性高的部位,是脐围周上的脐旁和肩胛骨下部和髂骨棱上缘部的某个或者全部的部位,或者是脐围周上的脐凹部、脊骨部和腱膜部的某个或者全部的部位,或者是皮下脂肪组织沉积的最大的部位候补部与最薄的部位的组合部位。
根据本发明的其他实施方式,对估计前述皮下脂肪组织量有用性高的部位是脐旁、腱膜部和侧腹部这三个部位。
根据本发明的另外其他实施方式,从前述躯干部突出的部位是四肢部或者头部或者耳部中的任一个。
根据本发明的另外其他实施方式,靠近前述一个电流施加电极的位置是该电流施加电极正下方的扩展电阻的影响占支配地位的位置。
根据本发明的另外其他实施方式,通过得到身体特定化信息、且测定前述各电压测量电极对之间的电位差,求出躯干腹部的前述各部的皮下脂肪组织层阻抗,根据前述得到的身体特定化信息和前述求出的各部位的皮下脂肪组织层阻抗,求出躯干部的皮下脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,通过测定前述各电压测量电极对之间的电位差,求出躯干腹部的前述各部位的皮下脂肪组织层阻抗,根据该求出的各部位的皮下脂肪组织层阻抗求出躯干部的皮下脂肪组织层阻抗,根据该求出的躯干部的皮下脂肪组织层阻抗和身体特定化信息求出躯干部的皮下脂肪组织量。
根据本发明的一个实施方式,在前述躯干部皮下脂肪测定装置中,对估计前述皮下脂肪组织量有用性高的部位是脐围周上的脐旁、肩胛骨下部和髂骨棱上缘部的某个或全部部位,或者是脐围周上的脐凹部、脊骨部和腱膜部的某个或全部部位、或者是皮下脂肪组织沉积最大的部位候补部和最薄的部位的组合部位。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部皮下脂肪测定装置中,对估计前述皮下脂肪组织量有用性高的部位是脐旁、腱膜部和侧腹部这三个部位。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部皮下脂肪测定装置中,从前述躯干部突出的部位是四肢部、头部或者耳部中的任一个。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部皮下脂肪测定装置中,靠近前述一个电流施加电极的位置是该电流施加电极正下方的扩展电阻的影响占支配地位的位置。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部皮下脂肪测定装置中,具备身体特定化信息获取单元,获取身体特定化信息;躯干腹部部位皮下脂肪组织层阻抗测定单元,测定前述各电压测量电极对之间的电位差,测定躯干腹部的前述各部的皮下脂肪组织层阻抗;躯干部皮下脂肪组织量估计单元,根据前述获取的身体特定化信息和前述测定的各部位的皮下脂肪组织层阻抗,估计躯干部的皮下脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部皮下脂肪测定装置中,具备躯干腹部部位皮下脂肪组织层阻抗测定单元,测定前述各电压测量电极对之间的电位差,测定躯干腹部的前述各部位的皮下脂肪组织层阻抗;躯干部皮下脂肪组织层阻抗估计单元,根据前述测定的各部位的皮下脂肪组织层阻抗,估计躯干部的皮下脂肪组织层阻抗;躯干部皮下脂肪组织量估计单元,根据该估计的躯干部的皮下脂肪组织层阻抗和身体特定化信息估计躯干部的皮下脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,提供一种躯干部内脏脂肪测定方法,用于测定躯干部内脏脂肪组织,其特征在于,包含以下各阶段测定下肢部的生物体阻抗、上肢部的生物体阻抗以及躯干部的生物体阻抗,根据前述测定的下肢部的生物体阻抗以及上肢部的生物体阻抗和身体特定化信息求出躯干部骨骼肌组织量;根据该求出的躯干部骨骼肌组织量和身体特定化信息求出躯干部骨骼肌组织层的阻抗;求出躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗;根据身体特定化信息求出躯干部内脏器组织的阻抗;根据前述求出的躯干部的生物体阻抗和前述求出的躯干部骨骼肌组织层的阻抗、躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗以及躯干部的内脏器组织的阻抗求出躯干部内脏脂肪组织的阻抗;根据该求出的躯干部内脏脂肪组织的阻抗和身体特定化信息求出躯干部内脏脂肪组织量,求出前述躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗的阶段,在对估计躯干腹部周围上的皮下脂肪组织量有用性高的至少一个部位上配置一个电流施加电极,将与该一个电流施加电极成对的另一个电流施加电极配置在从躯干部突出的部位上,在前述躯干腹部周围上靠近前述一个电流施加电极的位置上配置一个电压测量电极,将与该一个电压测量电极成对的另一个电压测量电极配置在与配置前述另一个电流施加电极的部位不同的从前述躯干部突出的部位上,从而求出躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定方法中,对估计前述皮下脂肪组织量有用性高的部位是脐围周上的脐旁、肩胛骨下部和髂骨棱上缘部的某个或全部部位,或者是脐围周上的脐凹部、脊骨部和腱膜部的某个或全部部位,或者是皮下脂肪组织沉积最大的部位候补部和最薄的部位的组合部位。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定方法中,对估计前述皮下脂肪组织量有用性高的部位是脐旁、腱膜部和侧腹部这三个部位。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定方法中,从前述躯干部突出的部位是四肢部、头部或者耳部中的某个。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定方法中,靠近前述一个电流施加电极的位置是该电流施加电极正下方的扩展电阻的影响占支配地位的位置。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定方法中,根据前述求出的躯干部的生物体阻抗和前述求出的躯干部骨骼肌组织层的阻抗、躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗以及躯干部的内脏器组织的阻抗求出躯干部内脏脂肪组织的阻抗的阶段,躯干部的电气等效电路将前述躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗以及前述躯干部骨骼肌组织层的阻抗并联连接到前述躯干部的内脏器组织的阻抗和前述躯干部内脏脂肪组织的阻抗的串联电路。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定方法中,从身体特定化信息求出内脏器组织量,根据前述内脏器组织量和身体特定化信息求出前述内脏器组织阻抗。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定方法中,前述身体特定化信息是表示身体特征的信息。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定方法中,表示前述身体特征的信息是身高、性别、体重、年龄、四肢长(下肢长、上肢长)、躯干部长(躯干中部长)、腹围长、腹部宽度、腹部厚度等。
根据本发明的一个实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定装置中,对估计前述皮下脂肪组织量有用性高的部位是脐围周上的脐旁、肩胛骨下部和髂骨棱上缘部的某个或全部部位,或者是脐围周上的脐凹部和脊骨部和腱膜部的某个或全部部位,或者是皮下脂肪组织沉积最大的部位候补部和最薄的部位的组合部位。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定装置中,对估计前述皮下脂肪组织量有用性高的部位是脐旁、腱膜部和侧腹部这三个部位。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定装置中,从前述躯干部突出的部位是四肢部、头部或者耳部中的某个。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定装置中,靠近前述一个电流施加电极的位置是该电流施加电极正下方的扩展电阻的影响占支配地位的位置。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定装置中,前述躯干部内脏脂肪组织阻抗估计单元设躯干部的电气等效电路将前述躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗以及前述躯干部骨骼肌组织层的阻抗并联连接到前述躯干部的内脏器组织的阻抗和前述躯干部内脏脂肪组织的阻抗的串联电路而进行估计。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定装置中,前述躯干部内脏器组织阻抗估计单元,从身体特定化信息估计躯干部的内脏器组织量,根据该估计的躯干部的内脏器组织量和身体特定化信息估计躯干部内脏器组织阻抗。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定装置中,前述身体特定化信息是表示身体特征的信息。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定装置中,前述表示身体特征的信息是身高、性别、体重、年龄、四肢长(下肢长、上肢长)、躯干部长(躯干中部长)、腹围长、腹部宽度、腹部厚度等。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定装置中,具备躯干腹部部位皮下脂肪组织层阻抗测定单元,测定前述各电压测量电极对之间的电位差,测定躯干腹部的前述各部位的皮下脂肪组织层阻抗;躯干部皮下脂肪组织层阻抗估计单元,根据前述测定的各部位的皮下脂肪组织层阻抗,估计躯干部的皮下脂肪组织层阻抗;躯干部皮下脂肪组织量估计单元,根据该估计的躯干部的皮下脂肪组织层阻抗和身体特定化信息,估计躯干部的皮下脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定装置中,还具备躯干腹部脂肪组织量估计单元,该躯干腹部脂肪组织量估计单元根据前述估计的躯干部内脏脂肪组织量和前述估计的躯干部皮下脂肪组织量,估计躯干部腹部脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定装置中,还具备躯干部内脏脂肪/皮下脂肪比估计单元,该躯干部内脏脂肪/皮下脂肪比估计单元根据前述估计的躯干部内脏脂肪组织量和前述估计的躯干部皮下脂肪组织量,估计躯干部内脏脂肪/皮下脂肪比。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定装置中,还具备呼吸变动影响去除单元,该呼吸变动影响去除单元用于根据在比呼吸周期时间短的采样周期测定的躯干部的生物体阻抗,去除由呼吸引起的变动的影响。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定装置中,还具备异常值判断处理单元,该异常值判断处理单元通过将前述测定的躯干部的生物体阻抗与群体的一般值进行比较,进行异常值判断处理。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定装置中,还具备显示单元,该显示单元根据前述异常值判断处理单元的判断结果,显示建议信息。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定装置中,由躯干部内脏脂肪率表示前述躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定装置中,由躯干部内脏脂肪组织横截面积表示前述躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定装置中,由躯干部内脏脂肪组织体积量表示前述躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏脂肪测定装置中,由躯干部内脏脂肪组织重量表示前述躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明第三特征的实施方式根据本发明的一个实施方式,测定在前述共用电极和前述电流施加电极之间施加电流时的前述共用电极和前述电压测量电极之间的电位差,根据施加的电流和测定的电位差测定躯干部阻抗。
根据本发明的另外其他实施方式,还包含以下各阶段根据身体特定化信息求出躯干部骨骼肌组织量;根据该求出的躯干部骨骼肌组织量和身体特定化信息求出躯干部骨骼肌组织层的阻抗;根据身体特定化信息求出躯干部的内脏器组织量;根据该求出的躯干部的内脏器组织量和身体特定化信息求出躯干部的内脏器组织的阻抗;根据前述测定的躯干部阻抗和前述求出的躯干部骨骼肌组织层的阻抗以及躯干部的内脏器组织的阻抗求出躯干部内脏脂肪组织的阻抗;根据该求出的躯干部内脏脂肪组织的阻抗和身体特定化信息求出躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,前述躯干部内脏脂肪组织阻抗估计单元设躯干部的电气等效电路将前述躯干部骨骼肌组织层的阻抗并联连接到前述躯干部的内脏器组织的阻抗和前述躯干部内脏脂肪组织的阻抗的串联电路。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏/皮下脂肪测定方法中,对前述测定有用的身体的部位也可以是从躯干突出的部位。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏/皮下脂肪测定方法中,从前述躯干突出的部位也可以是上肢或者下肢的某一个。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏/皮下脂肪测定方法中,也可以将前述共用电极配置成在躯干腹部的脐围周方向上较长的形状。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏/皮下脂肪测定方法中,对前述测定有用的身体的部位也可以是躯干腹部。
根据本发明的一个实施方式,具备根据在前述共用电极和前述电流施加电极之间施加电流时的前述共用电极和前述电压测量电极之间的电位差来测定躯干部阻抗的单元。
根据本发明的另外其他实施方式,还具备躯干部骨骼肌组织层阻抗估计单元,根据身体特定化信息估计躯干部骨骼肌组织量,根据该估计的躯干部骨骼肌组织量和身体特定化信息估计躯干部骨骼肌组织层的阻抗;躯干部内脏器组织阻抗估计单元,根据身体特定化信息估计躯干部的内脏器组织量,根据该估计的躯干部的内脏器组织量和身体特定化信息估计躯干部的内脏器组织的阻抗;躯干部内脏脂肪组织阻抗估计单元,根据由前述测定单元测定的躯干部阻抗和前述估计的躯干部骨骼肌组织层的阻抗以及躯干部的内脏器组织的阻抗,估计躯干部内脏脂肪组织的阻抗;躯干部内脏脂肪组织量估计单元,根据前述估计的躯干部内脏脂肪组织的阻抗和身体特定化信息估计躯干部内脏脂肪组织量。
根据本发明的另外其他实施方式,前述躯干部内脏脂肪组织阻抗估计单元设躯干部的电气等效电路将前述躯干部骨骼肌组织层的阻抗并联连接到前述躯干部的内脏器组织的阻抗和前述躯干部内脏脂肪组织的阻抗的串联电路。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏/皮下脂肪测定装置中,对前述测定有用的身体的部位也可以是从躯干突出的部位。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏/皮下脂肪测定装置中,从前述躯干突出的部位也可以是上肢或者下肢的某一个。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏/皮下脂肪测定装置中,前述共用电极也可以配置成在躯干腹部的脐围周方向上较长的形状。
根据本发明的另外其他实施方式,在前述躯干部内脏/皮下脂肪测定装置中,对前述测定有用的体部位也可以是躯干腹部。
根据本发明的另外其他实施方式,包含前述电流施加电极以及前述电压测量电极分别配置在对测定有用的身体部位上的多个电流施加电极以及多个电压测量电极,前述测定单元最好是具备从这些多个电极中选择测定所需的电极的电流施加电极选择部以及电压测量选择部。
根据本发明的另外其他实施方式,前述多个电流施加电极以及多个电压测量电极最好包含配置在上肢、下肢、躯干腹部以及头部的至少一个上的电极。
根据本发明,提高向内脏器组织以及内脏脂肪组织层的通电量以及灵敏度,可高精度地测定躯干部内脏脂肪组织,同时还能够测定皮下脂肪组织层。另外,成为噪声的骨骼肌组织的电位紊乱的N成分,也可通过在离开肌腹支配域的位置上配置电压测量电极来改善S/N特性。
根据本发明,能够高精度地测定躯干部的皮下脂肪组织层信息,另外,通过将高精度的测定皮下脂肪组织层信息利用于躯干部的内脏组织信息的估计,从而能够高精度地测定躯干部内脏脂肪组织。
因此,根据本发明,由于共用电极的电极面积广,因此能够减轻在躯干腹部上的配置偏差的影响。对共用电极的严格电极配置限制被排除,而只限制另一个电流施加电极的电极配置,因此,能够作为整体减轻电极配置偏差的影响。特别是,将除共用电极侧以外的电极配置在从躯干突出的部位例如四肢上时,躯干中只配置共用电极,因此,能够大幅度地减轻在躯干部上的配置偏差的影响。另外,能够提高对测定部位的有意。因此,也能够同时期待通过有意识的约束来提高精度。另外,通过扩大电极面积,能够减轻以及忽略与皮肤的接触电阻抗影响和电流施加电极正下方的扩展电阻的影响。
另外,在瘫痪患者以及由于不能自理等躺在床上的被试者中,也能够通过将测定部设为除去背中部外的腹部前面,从而被试者能够容易地测定。并且,通过在腹部安装电极,被试者能够识别测定部位,有益于通过有意识的约束的提高测定精度以及确保动机。
并且,沿袭与现有的简易测量法的组合以及简便性,对于附着在内脏器组织附近的蓄积脂肪组织的蓄积情况,能够获得与所需水平相应的高精度的筛检信息。
并且,根据本发明,能够通过小型简便的装置高精度地测定躯干部内脏脂肪组织、皮下脂肪组织层,因此,也能够作为家庭用的最佳装置。而且,也能够进行测定前的腹部状况检查、即内脏器组织等中的炎症、病态体液分布异常的早期检测等,还能够提供与其相应的适当的健康指导建议。因而,能够以简便的方法在适当进行进餐以及运动的每日规定的饮食、且维持为此的动机,进行能够继续的健康维持增进的自我管理方面,得到对用户有用的很多信息,是非常有用的。


图1是作为本发明的一个实施例表示躯干内脏脂肪测定装置的外观的透视图。
图2是表示图1的躯干内脏脂肪测定装置的结构的框图。
图3是在图1的装置中使用的把手部的放大透视图。
图4是表示图1至图3所示的本装置的其他实施例的透视图。
图5是用于说明在本发明中使用的四肢感应法的示意图。
图6是示意性地表示躯干腹部的结构的图。
图7是将图4的躯干腹部的结构表示为省略皮下脂肪组织层而考虑的躯干腹部的电气等效电路的图。
图8是将图4的躯干腹部的结构表示为不省略皮下脂肪组织层而考虑的躯干腹部的电气等效电路的图。
图9是将图6所示的躯干部的示意图在脐高处腹围周横截面进行了模型化的图。
图10是将图9的模型图表示为电气等效电路的图。
图11是将图10的电路简化表示的图。
图12是说明电极间距离和扩展电阻的关系的图。
图13是说明电极间距离和扩展电阻的关系的图。
图14是示意性地将可在本发明中使用的电极配置的一例与躯干部腹部的结构一起表示的图。
图15是表示用于仅测量皮下脂肪组织层的信息的电极配置例的图。
图16是表示用于仅测量皮下脂肪组织层的信息的电极配置例的图。
图17是表示用于仅测量皮下脂肪组织层的信息的电极配置例的图。
图18是表示用于仅测量皮下脂肪组织层的信息的电极配置例的图。
图19是表示用于同时将皮下脂肪组织层信息和内脏脂肪组织信息两者作为分离的信息进行测量的电极配置例的图。
图20是表示用于同时将皮下脂肪组织层信息和内脏脂肪组织信息两者作为分离的信息进行测量的电极配置例的图。
图21是表示用于同时将皮下脂肪组织层信息和内脏脂肪组织信息两者作为分离的信息进行测量的电极配置例的图。
图22是表示用于同时将皮下脂肪组织层信息和内脏脂肪组织信息两者作为分离的信息进行测量的电极配置例的图。
图23是示意性地将可在本发明中使用的电极配置的一例与躯干部腹部的结构一起表示的图。
图24是表示电极配置的一例的图。
图25是表示电极配置的一例的图。
图26是表示电极配置的一例的图。
图27是表示可在本发明中使用的电极配置的一例的躯干腹部的结构图。
图28是示意性地表示图27的躯干腹部的结构的图。
图29是表示图28的电气等效电路的图。
图30是表示可在本发明中使用的电极配置的一例的躯干腹部的结构图。
图31是表示可在本发明中使用的电极配置的一例的躯干腹部的结构图。
图32是表示用于进行可在本发明中使用的皮下脂肪组织层测量的电极配置例的图。
图33是表示用于进行可在本发明中使用的内脏脂肪组织测量和皮下脂肪组织层测量的组合测量的电极配置例的图。
图34是表示可在本发明中使用的组合测量中的用于电极配置的电极位置决定方法的图。
图35是表示可在本发明中使用的电极配置的一例的躯干腹部的结构图。
图36是示意性地表示图35的躯干腹部的结构的图。
图37是表示图36的电气等效电路的图。
图38是表示用于进行可在本发明中使用的组合测量的电极配置例的图。
图39是表示用于进行可在本发明中使用的组合测量的电极配置例的图。
图40是表示可在本发明中使用的组合测量中的用于电极配置的电极位置决定方法的图。
图41是表示用于进行可在本发明中使用的组合测量的电极配置例的图。
图42是表示还考虑了上肢部的阻抗和下肢部的阻抗的、躯干腹部的结构的电气等效电路的图。
图43是基于图42所示的电气等效电路,表示上肢部-下肢部之间通电的感应法的图。
图44是基于图42所示的电气等效电路,表示上肢部-躯干腹部之间通电的感应法的图。
图45是基于图42所示的电气等效电路,表示下肢部-躯干腹部之间通电的感应法的图。
图46是说明用于通过四肢部和躯干部的组合电极配置,测定脂肪组织、特别是内脏脂肪组织的感应法的图。
图47是说明用于通过四肢部和躯干部的组合电极配置,测定脂肪组织、特别是内脏脂肪组织的感应法的图。
图48是说明用于通过四肢部和躯干部的组合电极配置,测定脂肪组织、特别是内脏脂肪组织的感应法的图。
图49是说明用于通过四肢部和躯干部的组合电极配置,测定脂肪组织、特别是内脏脂肪组织的感应法的图。
图50是说明用于通过四肢部和躯干部的组合电极配置,测定脂肪组织、特别是内脏脂肪组织的感应法的图。
图51是说明用于通过四肢部和躯干部的组合电极配置,测定脂肪组织、特别是内脏脂肪组织的感应法的图。
图52是说明用于通过四肢部和躯干部的组合电极配置,测定脂肪组织、特别是内脏脂肪组织的感应法的图。
图53是说明用于通过四肢部和躯干部的组合电极配置,测定脂肪组织、特别是内脏脂肪组织的感应法的图。
图54是说明用于通过四肢部和躯干部的组合电极配置,测量脂肪组织、特别是皮下脂肪组织层的感应法的图。
图55是说明用于通过四肢部和躯干部的组合电极配置,测量脂肪组织、特别是皮下脂肪组织层的感应法的图。
图56是说明用于通过四肢部和躯干部的组合电极配置,测量脂肪组织、特别是皮下脂肪组织层的感应法的图。
图57是说明用于通过四肢部和躯干部的组合电极配置,测量脂肪组织、特别是皮下脂肪组织层的感应法的图。
图58是说明用于通过四肢部和躯干部的组合电极配置,测量脂肪组织、特别是皮下脂肪组织层的感应法的图。
图59是说明用于通过四肢部和躯干部的组合电极配置,测量脂肪组织、特别是皮下脂肪组织层的感应法的图。
图60是表示作为本发明一个实施例的向躯干通电的感应法的内脏脂肪组织的特定测量基本流程的图。
图61是表示作为图60的基本流程的子程序的皮下脂肪组织层和皮下脂肪组织层阻抗的估计处理流程的图。
图62是表示作为图60的基本流程的子程序的内脏器组织量和内脏器组织阻抗的估计处理流程的图。
图63是表示作为图60的基本流程的子程序的内脏脂肪组织阻抗和内脏脂肪组织量的估计处理流程的图。
图64是表示作为图60的基本流程的子程序的四肢部、躯干部阻抗测量处理流程的图。
图65是表示作为图64的四肢部、躯干部阻抗测量处理流程的子程序的躯干中部阻抗测量数据呼吸变动校正处理流程的图。
图66是表示作为图64的四肢部、躯干部阻抗测量处理流程的子程序的饮食和膀胱尿贮留等的异常值判断处理流程的图。
图67是表示作为图60的基本流程的子程序的与图64的流程不同的四肢部、躯干部阻抗测量处理流程的图。
图68是表示作为图67的四肢部、躯干部阻抗测量处理流程的子程序的躯干腹部内脏器等异常判断处理流程的图。
图69是表示本发明的一个实施例的躯干部内脏/皮下脂肪组织测定用的基本流程的图。
图70是表示作为图69的基本流程的子程序的内脏器组织量和内脏器组织阻抗的估计处理流程的图。
图71是表示作为图69的基本流程的子程序的内脏脂肪组织阻抗和内脏脂肪组织量的估计处理流程的图。
图72是表示作为图69的基本流程的子程序的躯干部阻抗测量处理流程的图。
图73是表示作为图69的基本流程的子程序的皮下脂肪组织量的估计处理流程的图。
图74是表示本发明的躯干部内脏/皮下脂肪测定装置的一个实施例的外观的概要透视图。
图75是用于说明当使用图74的装置对躯干部内脏脂肪和皮下脂肪进行测定时的使用形态的概要图。
图76是表示作为可替代图74的实施例的装置中的腹部接触电极部的其他实施方式的腹部接触电极部的概要图。
图77是用于说明图76的腹部接触电极部的使用形态的概要图。
图78是表示图74的装置的结构的框图。
图79是用于说明用来得到皮下脂肪组织层信息的新感应法的图。
图80是用于说明用来得到皮下脂肪组织层信息的新感应法的图。
图81是用于说明用来得到皮下脂肪组织层信息的新感应法的图。
图82是用于说明用来得到皮下脂肪组织层信息的新感应法的图。
图83是用于说明用来得到皮下脂肪组织层信息的新感应法的图。
图84是用于说明用来得到皮下脂肪组织层信息的新感应法的图。
图85是表示本发明中的针对最佳皮下脂肪组织测量部位的电极配置例的图。
图86是表示本发明的一个实施例的躯干部内脏/皮下脂肪组织测定用的基本流程图的图。
图87是表示作为图86的基本流程的子程序的躯干部阻抗测量处理流程的图。
图88是表示本发明的躯干内脏脂肪测定装置的第一实施例的外观的概要透视图。
图89是用于说明图88的装置的使用形态的概要图。
图90是表示图88的装置的基本结构的框图。
图91是表示图88的装置的其他结构的框图。
图92是表示图88的装置的另外其他结构的框图。
图93是表示本发明的躯干内脏脂肪测定装置的第二实施例的外观的概要透视图。
图94是用于说明图93的装置的使用形态的概要图。
图95是用于说明本发明的躯干内脏脂肪测定装置的第三实施例的外观及其使用形态的概要图。
图96是表示图95的装置的一部分的放大图。
图97是表示本发明的躯干内脏脂肪测定装置的第四实施例的外观的概要透视图。
图98是用于说明图97的装置的使用形态的概要图。
图99是表示本发明的躯干内脏脂肪测定装置的第五实施例的一部分的概要透视图。
图100是表示图99的装置的其他部分的概要透视图。
图101是表示与上肢的组合的电极配置例的图。
图102是表示与上肢的组合的电极配置例的图。
图103是表示与下肢的组合的电极配置例的图。
图104是表示与下肢的组合的电极配置例的图。
图105是表示共用电极的电极配置例的图。
图106是表示共用电极的电极配置例的图。
图107是表示共用电极的电极配置例的图。
图108是表示与躯干腹部配置电极的组合的电极配置例的图。
图109是表示与躯干腹部配置电极的组合的电极配置例的图。
图110是表示与躯干腹部配置电极的组合的电极配置例的图。
图111是表示与躯干腹部配置电极的组合的电极配置例的图。
图112是表示作为本发明的一个实施例的基本流程的子程序的躯干部阻抗测量处理流程的图。
附图标记说明1电力供给部;2体重测定部;3部位阻抗测定部;4存储部;5显示兼输入部;6打印部;7运算兼控制部;8电流供给部;9电流施加电极转换部;10电流施加电极;11电压测量电极;12电压测量电极转换部;13电压测定部;14把手部;15腱膜部;16侧腹部;20外腹斜肌组织层;21腱划;23白线;25左右大殿肌;27广背肌;30扩展电阻区域;33电流施加电极;34电流施加电极;36、37、38电极;43、44电流施加电极;46、47电压测量电极;50腹直肌组织层;53、54电流施加电极;55~60电压测量电极;61、62电流施加电极;63~68电压测量电极;70~73电流施加电极;74~77电压测量电极;112操作面板;120右侧腹侧侧面部;201躯干部内脏/皮下脂肪测定装置;202主体部;203体重测定部;204腹部接触电极部;204A腹部电极接触部;205电缆;206电缆;210a~210m电流施加电极;210e电流施加电极;210f电流施加电极;211a~211m电压测量电极;215腱膜部;216腹;221电力供给部;222运算兼控制部;223部位阻抗测定部;224存储部;225显示兼输入部;225a输入部;225b显示部;226蜂鸣器报知部;227打印部;231载台;234电压测量电极;236电压测量电极;ZFS皮下脂肪组织层部的阻抗;LFS皮下脂肪组织层的厚度;241腹部接触板;242左手用把手;243右手用把手;331电流供给部;332电流施加电极转换部;333电压测量切换部;334电位差测定部;404存储部;405操作显示面板;406阻抗测定部;411主体部;412电流源;413、413a~413n电流施加电极;414、414a~414n电压测量电极;420a电流施加电极选择部;420b电压测量电极选择部;421运算兼控制部;423差动放大器;424带通滤波器;425检波部;426放大器;427A/D变换器;430扩展电阻区域;451操作部;452显示部;520、520R、520L电线;530、535、540把手部;C共用电源;A脐;S腱膜部;P假想电极位置。
具体实施例方式
在详细说明本发明的实施方式以及实施例之前,说明本发明的躯干部的内脏脂肪组织量的测定原理。本发明基本上使用由上肢(手臂)、下肢(腿)、躯干(躯干中部)等四肢感应法得到的每个部分的生物体阻抗信息和身体特定化信息,能够估计躯干腹部(中部)的内脏脂肪组织信息(横截面积量、体积量或者重量)、躯干部内脏脂肪组织量和皮下脂肪组织量之比(V/S)、以及皮下脂肪组织量和内脏脂肪组织量的合计脂肪组织量(躯干腹部脂肪组织量)。
进一步说,本发明涉及能够以高精度简便地测定蓄积在躯干部的脂肪组织、特别是附着、蓄积在内脏器组织周边的内脏脂肪组织信息的方法等。
特别是,本发明能够以高精度简便地测定蓄积在躯干部的脂肪组织中、特别是蓄积在皮下层的皮下脂肪组织层信息。即,为了算出躯干部的皮下脂肪组织量、特别是横截面积量(CSA),需要腹围周长和皮下脂肪组织厚度的测量信息。能够通过实测来确保腹围周长或者腹部宽度、厚度等,但是皮下脂肪组织厚度根据腹围周上的位置不同而不同,个体差异多。因此,重要的是确定对估计皮下脂肪组织量有用性高的部位而进行测定。而且,当作为腹部的皮下脂肪组织量估计体积量时,能够通过将上述CSA乘以躯干腹部的长度信息来算出。由于与身高的相关性高,因此能够通过身体特定化信息来估计躯干腹部长度。
换句话说,特别是,本发明在估计躯干腹部脐围周处的皮下脂肪组织量(CSA)时,可通过使用腹围周长信息和特定的贡献性高的皮下脂肪组织厚度信息,进行高精度的估计。此时,腹围周长信息除了腹围周长以外,脐围部处的腹部宽度或者厚度信息也能够变成有用的估计用变量信息。通过还依据身体特定化信息(身高H、体重W、性别SEX、年龄Age等)的多重递归,能够确保可靠性高的腹围周长信息。
本发明为此运用如下的方法。
(1)用基于骨骼肌组织层、内脏器组织和内脏脂肪组织的串并联的等效电路模型来假定包含在躯干腹部的生物体电阻抗信息中的组织信息。将内脏器组织和内脏脂肪组织考虑成串联。(因而,能够通过内脏脂肪组织的大小,预测通电量的变化)。
(2)此外,当腹围长能够作为身体特定化信息而确保时,作为将皮下脂肪组织层也包含在等效电路模型中的高精度模型,用基于皮下脂肪组织层、骨骼肌组织层、内脏器组织和内脏脂肪组织的串并联的等效电路模型进行假定。
(3)皮下脂肪组织量估计由将身体特定化信息中的腹围长设为主要说明变量的多重递归式构成。并且,将腹围长的平方设为主要说明变量。根据本发明的特定方法,当得到支配性地具有皮下脂肪组织层的层厚信息的躯干部阻抗时,将该躯干部阻抗和腹围长(一次方)的积设为主要说明变量。
(4)使用通过上肢(手臂)、下肢(腿)的四肢感应法得到的每个部分的生物体电阻抗信息和身体特定化信息,获取躯干腹部(中部)的骨骼肌组织层信息,用于确定用于内脏脂肪组织信息估计的未确定信息。
(5)内脏器组织信息的确定由将身体特定化信息中的身高信息设为主要说明变量的多重递归式构成,用于确定用于内脏脂肪组织信息估计的未确定信息。
(6)可利用来自在脐位处的X线CT断层图像的组织横截面积(CSACross-Section Area(横截面积))、根据MRI法的CSA、以及躯干腹部整体中的使用了DEXA法、MRI法(向长度方向的每个切片的积分处理)的组织体积量、重量(能够由根据提前进行研究的组织密度信息,算出从体积量向重量的转换),实现在用于定量化各组织的多重递归分析(检量线作成方法)中使用的组织基准测定。在DEXA法中,可对腹部内脏脂肪组织和皮下脂肪组织层的合计的总脂肪组织信息进行基准测定。
(7)为了能够使用如上所述的方法高精度地捕捉内脏脂肪组织的信息,需要将由呼吸等引起的躯干部的测量阻抗信息的变动置换为一定条件值的方法,将阻抗测量采样周期设为一般呼吸周期的1/2以内,按时间序列监视呼吸变化,在每个呼吸周期判断呼吸周期以及每个呼吸周期的最大值和最小值,能够捕捉安静呼吸的中间值。
(8)并且,也能够根据测量阻抗信息,进行由测定前的饮食以及膀胱尿的贮留等带来的坏影响的事前检查。通常,躯干腹部的阻抗值在健康的普通被试者群体中,支配性地反映骨骼肌组织层的信息。另外,躯干部的骨骼肌组织层的信息作为测定值非常小,对各个人之间没有大的不同。理由是由于是与在地球重力下支撑自重而发达的抗重力肌的相关性高的设计,因此,特别是除了躺着而不受重力影响的被试者、或者施加自重数倍的应力的项目运动选手等特殊的群体以外,几乎是由身体大小决定。因而,前述躯干腹部的骨骼肌组织量的估计,从四肢骨骼肌组织可期待得到测定灵敏度良好的成果。在此,除了骨骼肌组织以及前述呼吸变动以外,对躯干腹部的阻抗影响大的是由饮食以及膀胱尿的贮留等带来的坏影响。由此,作为群体数据收集躯干中部的阻抗值,从平均值[mean]和偏差[SD]来看时,可知由饮食以及膀胱尿的贮留等带来的影响处于超过2SD的范围。不过当考虑某种程度的运动选手等准一般群体时,通过将3SD作为标准,能够进行本影响的筛检。
(9)并且,躯干腹部的骨骼肌组织层以及内脏器组织的由局部炎症引起的变化部位的确定,也能够通过比较来自四肢感应法的通电路径不同的感应法(四种)的躯干腹部阻抗值,进行某种程度的确定。因而,还能够从有炎症等病症的躯干腹部的体液分布变化的角度来进行内脏器组织或骨骼肌组织层的状况检查。
下面按照顺序详细说明基于如前所述的方法的本发明的测定原理。
1.躯干划分的考虑方法(1)将躯干部分为上部/中部/下部时,骨骼肌组织的发达的关系如下。
(a)躯干上部与上肢部的相关性高,特别是与近位上臂部的上臂的骨骼肌组织的相关性高。
(b)躯干下部与下肢部的相关性高,特别是与近位大腿部的骨骼肌组织的相关性高。
(c)躯干中部与下肢部的大腿部骨骼肌组织的相关性高(因为控制下肢部的大腿部的大腰肌、肠腰肌等作为占有骨骼肌组织较大)。
(2)躯干中部(腹部)的骨骼肌组织由腹肌群和背肌群构成,它们具有作为上肢和下肢的连接处(左右旋转动作或向前后的屈伸动作等)的发达功能。
2.根据四肢部的躯干中部骨骼肌组织的估计(3)因此,躯干中部的骨骼肌组织发达(组织量)与上下肢部的骨骼肌组织的发达有密切的关系。即,能够根据上下肢部的骨骼肌组织量估计躯干中部的骨骼肌组织量。将躯干中部骨骼肌组织量设为从属变量,将上肢部骨骼肌组织量以及下肢部骨骼肌组织量设置成各自独立的说明变量,组成多重递归式,从而,能够估计躯干中部的骨骼肌组织量。
躯干中部骨骼肌组织量[MMtm]=a0×下肢骨骼肌组织量[MMl]+b0×上肢骨骼肌组织量[MMu]+c0…式1在此,a0、b0、c0是递归系数,是常数。
(4)另外,从以前的研究可知,关于四肢的骨骼肌组织量,根据测定区间的阻抗测量值和该区间长度信息,能够进行骨骼肌组织量的估计。
下肢骨骼肌组织量[MMl]=a1×Ll2/Zl+b1…式2上肢骨骼肌组织量[MMu]=a2×Lu2/Zu+b2…式3在此,a1、a2、b1、b2是递归系数,是常数。Ll是下肢的长度,Lu是上肢部的长度,Zl是下肢部的阻抗值,Zu是上肢部的阻抗值。
(5)如果是普通的对象者,则也可以通过身高、体重、性别、年龄等身体(个人)特定化信息来估计四肢长(特别是,按性别的身高信息有用性高)(6)同样地,作为说明变量,也向上下肢部的骨骼肌组织量以及躯干中部骨骼肌组织量的估计式附加性别、年龄、体重等身体特定化信息,从而,也能够统计地校正若干由发育发达和年龄增长带来的神经系统和组织的质的变化。
(7)此外,作成多重递归估计式时的基准侧的测定,使用通过MRI法、DEXA法求出的骨骼肌组织量。
(8)另外,作为可期待提高精度的更简单的方法是如下的方法除了通过测定得到躯干和四肢长信息以外,根据身高等身体特定化信息估计躯干以及四肢长信息时,将四肢部的阻抗信息直接加入躯干中部骨骼肌组织量的估计式。
躯干中部骨骼肌组织量[MMtm]=a3×H2/Zl+b3×H2/Zu+c3…式4在此,a3、b3、c3是递归系数,是常数。H是身高,Zl是下肢部的阻抗值,Zu是上肢部的阻抗值。
(9)作为可期待进一步提高精度的方法,当进一步通过测定得到躯干长信息时,考虑如下所述的估计式的变形。对于式1~3,躯干中部骨骼肌组织量[MMtm]=a0’×下肢骨骼肌组织量[MMl]×Ltm2/Ltm’2+b0’×上肢骨骼肌组织量[MMu]×Ltm2/Ltm’2+c0’…式5在此,a0’、b0’、c0’是递归系数,是常数。而且,Ltm是躯干长(或者躯干中部长)。而且,Ltm’是来自四肢长或者身高的躯干长(或者躯干中部长)的估计值。
Ltm’=aa×Ll+bb×Lu+cc…式5-1或者
Ltm’=aa1×H+bb1…式5-2在此,aa、aa1、bb、bb1、cc是递归系数,是常数。
(10)当期待更进一步提高精度时,存在对测定的拘束性增加(有损简便性)的缺点,但是有使用四肢近位部信息的方法。通过将电压测量电极接触或者贴在膝肘上,能够用与四肢测定相同的四肢感应法测量。即,由于与来自远位的下肢或上肢信息相比,除远位部之外的近位部的信息作为与躯干中部的骨骼肌组织的关联信息,有用性较高。即,上臂(上肢近位)与躯干上部具有大的相关性,大腿(下肢近位)与躯干下部具有大的相关性,躯干上部、中部和下部之间也具有有用的关系。因此,对于上下肢部骨骼肌组织量,测定大腿部骨骼肌组织量、上臂部骨骼肌组织量而用于躯干中部的骨骼肌组织量的估计的方法,也能够以与上述相同的顺序作成估计式。
(11)作为对于躯干部的骨骼肌组织的考虑方法的例子,有如下考虑方法(a)躯干上部和下部由于与上肢部和下肢部的相关性高,将上部看作上肢部,将下部看作下肢部。
(b)将躯干上部和下部与躯干中部结合,看作躯干部。不管是哪个方法,将对象者设置成普通健康人或者与其接近的能够自立生活的范围,从而,各相互间的相关性高,因此任何考虑方法都不会出现大的不同。
3.躯干部构成组织的电气等效电路模型化(12)通过四肢感应法求出的躯干部的阻抗是躯干中部的信息。关于该阻抗,在对后述的实施例的说明中详细叙述。
(13)可以认为躯干部主要由皮下脂肪组织层、骨骼肌组织层(腹肌群、背肌群)、内脏器组织和附着在其间隙中的内脏脂肪组织构成。没有将骨组织作为构成组织举出,是因为骨组织与骨骼肌组织层的量的相关性非常高,能够作为一体的组织体来考虑。体积电阻率也在生物体内包含骨髓组织等,从而导电性相当好,可认为具有接近骨骼肌组织层或内脏器组织的特性。因而,用电气等效电路模型表示该四个组织时,串联地构成内脏器组织和内脏脂肪组织,皮下脂肪组织层以及骨骼肌组织层分别与该串联的复合组织层并联地构成。关于该等效电路模型,将在对后述的实施例的说明中详细叙述。根据该模型,对于向躯干部长度方向的通电,在骨骼肌组织层中流有占支配地位的电流。内脏脂肪组织由于附着在内脏器组织的周边间隙中,因此没有内脏脂肪组织时、或者内脏脂肪组织少时,内脏器组织呈现接近骨骼肌组织的导电性,因此,电流通电到内脏器组织侧。另外,内脏脂肪组织越多,向作为内脏器组织和内脏脂肪组织的复合体的复合组织层的通电量越降低。用等效电路模型表示躯干中部的测量阻抗和构成它的四个组织时的模型式,可表达如下。
Ztm=ZFS//ZMM//(ZVM+ZFV)…式6在此,躯干中部整体的阻抗Ztm皮下脂肪组织层的阻抗ZFS …体积电阻率大。
骨骼肌组织层的阻抗ZMM …体积电阻率小。
内脏器组织的阻抗ZVM …认为接近骨骼肌组织层的体积电阻率。
内脏脂肪组织的阻抗ZFV …认为体积电阻率与皮下脂肪组织相等或者稍微比它小。脂肪组织的合成分解比皮下脂肪组织快,因此认为组织内血管以及血液量多。
与其用阻抗决定组织间的电气特性,不如用体积电阻率ρ[Ωm]决定组织间的电气特性。根据上面的关系,通常用以下关系说明各组织的电气特性值。
ρMM<<ρ(VM+FV)<ρFSρVM<<ρFVρMM=ρVM,或者ρMM<ρVMρFV=ρFS,或者ρFV<ρFS在此,皮下脂肪组织层的体积电阻率ρFS骨骼肌组织层内侧的内脏器组织和内脏脂肪组织的复合组织层的体积电阻率ρ(VM+FV)骨骼肌组织层的体积电阻率ρMM因此,各组织间的电气特性的比较关系如下。
ZFS>>(ZVM+ZFV)>>ZMM…式7根据该式6、7的关系式,可考虑可通过如下的两个方法方案估计内脏脂肪组织信息的方法。
(14)方法1皮下脂肪组织层由于与其他构成组织相比,体积电阻率高,从躯干中部的等效电路来看,省略考虑。即,可以认为在躯干中部测量的阻抗值中,测量包含除了躯干中部的皮下脂肪组织层以外的内脏脂肪组织的去脂肪组织的信息。因此,该关系式能够表达如下。
ZtmZMM//(ZVM+ZFV)…式8将式8变形时,1/Ztm1/ZMM+1/(ZVM+ZFV) …式9通过用下面记述的方法显示该式中的骨骼肌组织层的阻抗ZMM以及内脏器组织的阻抗ZVM,能够算出内脏脂肪组织的阻抗ZFV。而且,根据该内脏脂肪组织的阻抗信息,能够估计内脏脂肪组织量。当由式9导出ZFV时,变成下面的式10,能够求出具有内脏脂肪组织的信息的阻抗信息。
ZFV=1/[1/Ztm-1/ZMM]-ZVM …式10(15)方法2在前述方法1中省略皮下脂肪组织层来考虑,但是对于具有大量皮下脂肪组织层的被试者,可成为误差主要原因,因此方法2是直接按照式6的方法。
该式中的骨骼肌组织层的阻抗ZMM以及内脏器组织的阻抗ZVM设为与前述方法相同,对于皮下脂肪组织层的阻抗ZFS,根据与其他组织相同的考虑方法,阻抗信息具有与皮下脂肪组织量有用的关系。在此,根据通常报告,皮下脂肪组织量存在与其组织表面上的周围长、即腹围长的相关性非常高的关系(特别是对皮下脂肪组织多的被试者、或者皮下脂肪组织比除了皮下脂肪组织之外的去脂肪组织多时),因此可根据腹围长信息估计皮下脂肪组织层。因此,可根据腹围长的信息估计皮下脂肪组织层的阻抗。下面,能够用与前述方法相同的方法算出内脏脂肪组织的阻抗ZFV。而且,根据该内脏脂肪组织的阻抗信息,能够估计内脏脂肪组织量。
将式6变形时,1/Ztm=1/ZFS+1/ZMM+1/(ZVM+ZFV)…式11ZFV=1/[1/Ztm-1/ZMM-1/ZFS]-ZVM…式124.根据内脏器组织量[VM]的阻抗[ZVM]的估计(16)可根据身高、体重、性别、年龄等身体(个人)特定化信息估计躯干中部的内脏器组织量[VM]。在说明变量中,身高项的影响大。
男性用内脏器组织量[VM]=a4×身高[H]+b4×体重[W]+c4×年龄[Age]+d4 …式13-1女性用内脏器组织量[VM]=a5×身高[H]+b5×体重[W]+c5×年龄[Age]+d5 …式13-2
在此,a4、a5、b4、b5、c4、c5、d4、d5是递归系数,是常数。
此外,用于本检量线(递归式)的内脏器组织量VM的基准量的测量为在长度方向上对通过MRI法、X线CT法得到的每个切片的CSA(组织横截面积)进行积分而求出的组织体积、或者来自脐位等的一个切片的CSA。组织体积可通过根据在现有研究论文等中已知的组织密度信息变换到重量而作为组织量。
(17)下面估计内脏器组织的阻抗ZVM。
为了能够用式子表示阻抗和组织量的关系,各组织都应用圆柱模型。应用式能够表示如下。
VM∝LVM2/ZVM …式14-1当变形时,ZVM∝LVM2/VM …式14-2在此,LVM是圆柱模型化时的假想圆柱长,但是与躯干长[Lt]、躯干中部长[Ltm]以及身高[H]具有高的相关关系,因此,LVM∝Lt∝Ltm∝H …式15因此,当用身高H(如果可得到躯干的实测信息,则可在式子中用Lt或者Ltm)代替LVM时,变成ZVM=a6×H2/VM+b6…式16,可估计内脏器组织的阻抗ZVM。
在此,a6、b6是递归系数,是常数。
该式16是单重递归式,但是通过将身体特定化信息作为说明变量引入可构成多重递归式,可期待提高估计精度。
男性用ZVM=a7×H2/VM+b7×H+c7×W+d7×Age+e7…式17-1女性用ZVM=a8×H2/VM+b8×H+c8×W+d8×Age+e8…式17-2在此,a7、a8、b7、b8、c7、c8、d7、d8、e7、e8是递归系数,是常数。
5.根据骨骼肌组织量[MM]的阻抗[ZMM]的估计(18)躯干中部的骨骼肌组织量[MM]使用根据由前述式1、4、5求出的四肢骨骼肌组织量(四肢阻抗信息)的躯干中部骨骼肌量[MMtm]。
MM=MMtm …式18(19)下面,估计骨骼肌组织层的阻抗ZMM。
为了能够用式子表示阻抗和组织量的关系,各组织都应用圆柱模型。应用式可表示如下。
MM∝Ltm2/ZMM…式19-1当变形时,ZMM∝Ltm2/MM…式19-2在此,Ltm是圆柱模型化时的躯干中部长,但是由于与躯干长[Lt]以及身高[H]具有高的相关关系,因此,Ltm∝Lt∝H…式20因而,设为代替Ltm,用身高H(不能够得到躯干的实测信息Ltm、Lt时)代用时,变成ZMM=a9×H2/MM+b9…式21,能够估计骨骼肌组织层的阻抗ZMM。
在此,a9、b9是递归系数,是常数。
该式21是单递归式,但是通过根据将身体特定化信息作为说明变量引入的前述同样的顺序而设为多重递归式,可期待提高估计精度。
6.来自皮下脂肪组织量[FS]的阻抗[ZFS]的估计(20)可根据腹围长[Lw]2估计躯干中部的皮下脂肪组织量[FS]。并且,通过附加将其他身体特定化信息作为说明变量而设为多重递归式,可期待提高精度。
男性用皮下脂肪组织量[FS]=a10×腹围长[Lw]2+b10×身高[H]+c10×体重[W]+d10×年龄[Age]+e10…式22-1女性用皮下脂肪组织量[FS]=a11×腹围长[Lw]2+b11×身高[H]+c11×体重[W]+d11×年龄[Age]+e11…式22-2在此,a10、a11、b10、b11、c10、c11、d10、d11、e10、e11是递归系数,是常数。
此外,用于本检量线(递归式)的皮下脂肪组织量FS的基准量的测量为在长度方向上对通过MRI法、X线CT法得到的每个切片的CSA(组织横截面积)进行积分而求出的组织体积、或者来自脐位等一个切片的CSA。组织体积可通过根据在现有研究论文等中已知的组织密度信息变换到重量而作为组织量。
(21)下面,估计皮下脂肪组织层的阻抗ZFS。
为了能够用式子表示阻抗和组织量的关系,各组织都应用圆柱模型。应用式可表示如下。
FS∝Ltm2/ZFS…式23-1当变形时,ZFS∝Ltm2/FS…式23-2在此,Ltm是圆柱模型化时的躯干中部长,但是与躯干长[Lt]以及身高[H]具有高的相关关系,因此,根据Ltm∝Lt∝H…式20,因此,用身高H(不能够得到躯干的实测信息Ltm、Lt时)代替Ltm时,变成ZFS=a12×H2/FS+b12…式24,能够估计皮下脂肪组织层的阻抗ZFS。
在此,a12、b12是递归系数,是常数。
该式24是单递归式,但是通过将身体特定化信息作为说明变量引入的前述同样的顺序而设为多重递归式,可期待提高估计精度。
7.内脏脂肪组织量[FV]的估计(22)通过在式10或者式12中代入躯干中部的实测阻抗[Ztm]、利用式16、17求出的内脏器组织的阻抗[ZVM]、以及利用式21求出的骨骼肌组织层的阻抗[ZMM],或者代入利用式24求出的皮下脂肪组织层的阻抗[ZFS],从而求出内脏脂肪组织的阻抗[ZFV]。
(23)根据该内脏脂肪组织的阻抗[ZFS]信息,估计内脏脂肪组织量[FV]。
为了能够用式子表示阻抗和组织量的关系,各组织都应用圆柱模型。应用式可表示如下。
FV∝LFV2/ZFV…式25在此,LFV是圆柱模型化时的假想圆柱长,但是与躯干长[Lt]、躯干中部长[Ltm]以及身高[H]具有高的相关关系,因此,根据LFV∝Lt∝Ltm∝H…式26,由此,设用身高H(如果可得到躯干的实测信息,则以Lt或者Ltm利用于式中)代替LFV时,变成FV=a13×H2/ZFV+b13…式27,能够估计内脏脂肪组织量FV。
在此,a13、b13是递归系数,是常数。
该式27是单递归式,但是通过设为将身体特定化信息作为说明变量引入的多重递归式,可期待提高估计精度。
男性用FV=a14×H2/ZFV+b14×H+c14×W+d14×Age+e14…式28-1女性用FV=a15×H2/ZFV+b15×H+c15×W+d15×Age+e15…式28-1在此,a14、a15、b14、b15、c14、c15、d14、d15、e14、e15是递归系数,是常数。
8.躯干腹部脂肪组织量[FM]的估计(24)能够根据来自式22的皮下脂肪组织量[FS]和来自式27或者式28的内脏脂肪组织量[FV],求出腹部脂肪组织量[FM]。
FM=FS+FV…式29(25)作为其他腹部脂肪组织量[FM]的估计法,作为基准测量信息使用DEXA法测量腹部脂肪组织量,将来自式22的皮下脂肪组织量[FS]和来自式27或者式28的内脏脂肪组织量[FV]的主要参数用于说明变量,从而能够进行腹部脂肪组织量[FM]的估计。即,根据腹围长[Lw]2、H2/ZFV以及身体特定化信息作成多重递归式。
9.躯干腹部内脏脂肪/皮下脂肪比[V/S]的估计(26)能够根据来自式22的皮下脂肪组织量[FS]和来自式27或者式28的内脏脂肪组织量[FV],求出内脏脂肪/皮下脂肪比[V/S]。
V/S=FV/FS…式3010.利用躯干腹部(中部)阻抗的内脏器组织异常判断的考虑方法(27)前述内脏脂肪组织量估计所需的躯干腹部(中部)的阻抗Ztm,也是根据呼吸以及饮食等而变动大的部位,因此需要测量稳定性以及可靠性高的信息。因此,通过施加如下的处理,能够确保可靠性高的躯干腹部的阻抗信息。另外,从作为与一部分躯干的体液分布的紊乱关联的信息的角度来看,还能够进行躯干腹部的组织异常的判断。
(28)由呼吸引起的变动的影响消除处理(a)用比普通呼吸周期时间的1/2短的采样周期,测定躯干腹部的阻抗。
(b)对每个采样的测定数据,实施利用移动平均等的平滑处理。
(c)根据处理后的时间序列数据,检测呼吸周期性与每个周期的最大值和最小值。
(d)对每个周期的最大值和最小值,分别各自进行平均处理。
(e)将最大值和最小值的平均处理后的值平均,算出呼吸的中间值。
(f)在每个呼吸周期的呼吸的中间值进入规定次数规定以内的稳定域中的时刻,判断为呼吸中间值确定,将确定的中间值的阻抗值作为躯干腹部的阻抗值进行登记,完成测定。
(29)基于饮食以及膀胱等中的水分贮留(尿等)的异常值判断处理(a)躯干腹部的阻抗26.7±4.8Ω(mean±SD)是群体的一般值。
(b)另一方面,便秘以及膀胱尿的贮留、胃中充满食物时的值,超过mean±3SD的范围。
(c)因此,当得到超过3SD的测定值时,将饮食以及膀胱尿等影响的可能性报知给被试者,促使在最佳环境下进行测定。但是,实际上对于骨骼肌组织发达以及内脏器组织与标准大小不同的被试者,能够没有这些影响地继续进行测定。
(d)并且,作为提高判断灵敏度的方法,按性别、体重、身高细分规定值。或者,用体重来除或用身高来除,作为每个单位的值规定规定值。
(30)腹部内脏器组织等异常判断处理(a)躯干腹部的阻抗测量,由于根据来自四肢的通电路径的不同和观测侧的电压测量电极配置的组合,躯干腹部的通电路径不同的测定阻抗间稍微不同,因此可检测由内部脏器组织或骨骼肌组织的病症/炎症引起的状况异常及其部位的确定。
(b)将来自如后所述的四个感应法的躯干腹部测量值的不同,作为用于判断的信息使用。
(c)从右上肢部进行通电的情况、和从左上肢部通电的通电路径,由于心脏偏左的影响(左肺相应地较小),观测到从左上肢部的通电时产生的躯干腹部的阻抗值较低。
(d)另外,认为左右几乎对称平衡的测定值为正常状态。
ZtmlrZtmll<ZtmrrZtmrl在此,电流通电路径和躯干腹部阻抗的标识表述如下。
右上肢部和右下肢部间通电路径躯干腹部生物体阻抗Ztmrr左上肢部和右下肢部间通电路径躯干腹部生物体阻抗Ztmlr右上肢部和左下肢部间通电路径躯干腹部生物体阻抗Ztmrl左上肢部和左下肢部间通电路径躯干腹部生物体阻抗Ztmll(e)当不满足该关系时,有可能躯干腹部内的内脏器组织或者骨骼肌组织以及骨骼部(骨/关节)组织等有病症以及炎症。
(f)例如,当在左大腿根的关节部上看到由炎症引起的浮肿时,变成Ztmlr>Ztmll以及Ztmrr>Ztmrl。
(g)另外,在由便秘等左大肠部异常的情况下,也出现同样的平衡差异。
(h)另外,在右肺中积水的情况等,变成ZtmlrZtmll≥ZtmrrZtmrl。
(i)此时,判断为内脏器组织以及骨骼肌组织、关节组织等的异常,设置报知等的处理。
<皮下脂肪组织量测定、或者皮下脂肪组织量以及内脏脂肪组织量的选择测定>
在选择性地测定皮下脂肪组织量、或者皮下脂肪组织量以及内脏脂肪组织量时,特别考虑以下的11~16。
11.躯干部构成组织的电气等效电路模型化(补充1)(31)与其由阻抗决定组织间的电气特性,不如由体积电阻率ρ[Ωm]来决定组织间的电气特性。根据由“3.躯干部构成组织的电气等效电路模型化”所示的关系,通常用以下关系说明各组织的电气特性值。
ρMM<<ρ(VM+FV)<ρFSρVM<<ρFVρMM=ρMV、或者ρMM<ρMVρFV=ρFS、或者ρFV<ρFS在此,皮下脂肪组织层的体积电阻率ρFS骨骼肌组织层内侧的内脏器组织和内脏脂肪组织的复合组织层的体积电阻率ρ(VM+FV)骨骼肌组织层的体积电阻率ρMM因此,根据与式6的关联,各组织间的电气特性比较关系变成如下。
ZFS>>(ZVM+ZFV)>>ZMM…式3112.躯干部骨骼肌组织横截面积量(AMM)和躯干部骨骼肌组织层阻抗(ZMM)的估计(32)能够用横截面积量或体积量表示内脏脂肪组织量。是横截面积量时,在脐围周的测量中,利用CT法(X线-CT、MRI)的横截面积量被认为是一般的测量基准。另一方面,是体积量时,能够通过在长度方向上用多个切片信息对利用CT法得到的切片的横截面积量进行积分而求出。认为骨骼肌组织量与这些横截面积量和体积量双方具有高的相关性。在此,设以横截面积量考虑。骨骼肌组织的横截面积量(AMM)能够由身体特定化信息大体估计。因为身体的骨骼肌组织发达设计是几乎由在地球重力下用于支撑自重的发展、适应决定的。因此,如果除去运动选手、瘫痪患者、不能自理者等重力非适应者,能够用身体特定化信息估计。该估计是通过将身高H、体重W、年龄Age代入以下式来进行。
AMM=a×H+b×W+c×Age+d…式32在此,a、b、c、d是常数。
(33)躯干部骨骼肌组织层阻抗(ZMM)也能够由身体特定化信息估计。为了方便,在此利用在上面求出的横截面积量(AMM)。该估计可利用以下式进行。
ZMM=a0×H/AMM+b0…式33在此,a0、b0是常数。
13.内脏脂肪组织阻抗(ZFV)以及内脏脂肪组织量(AFV)的估计考虑如下的方法从式6、31的关系式,可根据如下的两个方法方案推测内脏脂肪组织信息。
(34)方法1皮下脂肪组织层与其他构成组织进行比较时体积电阻率高,因此,从躯干部的等效电路来看,省略考虑。即,在躯干部测量的阻抗值中,可认为测量了包含除了躯干部的皮下脂肪组织层以外的内脏脂肪组织的去脂肪组织的信息。由此,该关系式可表示为如下。
ZtmZMM//(ZVM+ZFV)…式34当将式34变形时,1/Ztm1/ZMM+1/(ZVM+ZFV)…式35通过用下述的方法获取该式中的骨骼肌组织层的阻抗ZMM以及内脏器组织的阻抗ZVM,能够算出内脏脂肪组织的阻抗ZFV。而且,可根据该内脏脂肪组织的阻抗信息,估计内脏脂肪组织量。当从式35导出ZFV时,变成下面的式36,可求出具有内脏脂肪组织信息的阻抗信息。
ZFV=1/[1/Ztm-1/ZMM]-ZVM…式36(35)方法2在前述方法1中,省略皮下脂肪组织层进行考虑,但是对于具有大量皮下脂肪组织的被试者可成为误差主要原因,因此方法2是直接利用式6的方法。
该式中的骨骼肌组织层的阻抗ZMM以及内脏器组织的阻抗ZVM与前述方法相同,对于皮下脂肪组织层阻抗ZFS,根据与其他组织相同的考虑方法,阻抗信息与皮下脂肪组织量具有有用的关系。在此,根据通常的报告,皮下脂肪组织量具有与其组织表面的周围长、即与腹围长的相关性非常高的关系(特别是对皮下脂肪组织多的被试者、或者皮下脂肪组织与除去皮下脂肪组织的去脂肪组织进行比较多时),因此,可根据腹围长信息估计皮下脂肪组织层。因此,可根据腹围长的信息估计皮下脂肪组织层的阻抗。下面,能够用与前述方法相同的方法算出内脏脂肪组织的阻抗ZFV。而且,可根据该内脏脂肪组织的阻抗信息,估计内脏脂肪组织量。
将式6进行变形时,1/Ztm=1/ZFS+1/ZMM+1/(ZVM+ZFV)…式37ZFV=1/[1/Ztm-1/ZMM-1/ZFS]-ZVM…式38(36)在此将内脏脂肪组织量(AFV)作为内脏脂肪组织横截面积来处理。在式39中,可由上述阻抗信息和身高信息算出内脏脂肪组织量(AFV),AFV=aa×H/ZFV+bb…式39在此,aa、bb是常数。
14.内脏器组织量[AVM]以及内脏器组织阻抗[ZVM]的估计(37)能够从身高、体重、性别、年龄等身体(个人)特定化信息估计躯干部的内脏器组织量[AVM]。在说明变量中身高项的影响大。
内脏器组织量[AVM]=a1×身高[H]+b1×体重[W]+c1×年龄[Age]+d1…式40在此,a1、b1、c1、d1是按男女提供不同值的常数。
此外,用于本检量线(递归式)的内脏器组织量AVM的基准量的测量为在长度方向上对通过MRI法、X线CT法得到的每个切片的CSA(组织横截面积)进行积分而求出的组织体积、或者来自脐位等一个切片的CSA。组织体积可通过根据在现有研究论文等中公知的组织密度信息变换到重量而作为组织量。
(38)下面估计内脏器组织的阻抗ZVM。
可从身高、体重、性别、年龄等身体(个人)特定化信息估计内脏器组织的阻抗[ZVM]。在说明变量中身高项的影响大。为了方便,在此利用在上面求出的内脏器组织量[AVM]。能够使用以下的式子进行该估计。
ZVM=a2×H/AVM+b2…式41在此,a2、b2是常数。
15.皮下脂肪组织量[AFS]的估计(39)后面叙述躯干部的皮下脂肪组织量[AFS]的测定方法。此外,用于本检量线(递归式)的皮下脂肪组织量FS的基准量的测量,为在长度方向上对通过MRI法、X线CT法得到的每个切片的CSA(组织横截面积)进行积分而求出的组织体积、或者来自脐位等一个切片的CSA。组织体积可通过根据在现有研究论文等中公知的组织密度信息变换到重量而作为组织量。
16.躯干部内脏脂肪/皮下脂肪比[V/S]的估计(40))可根据来自式22-1、式22-2的皮下脂肪组织量[AFS]、来自后述的式45的皮下脂肪组织量[AFS]和来自式39的内脏脂肪组织量[AFV],求出内脏脂肪/皮下脂肪比[V/S]。
V/S=AFV/AFS…式42<利用了腹直肌组织量的内脏脂肪组织量等的测定>
作为假想电极利用腹直肌组织,能够测定内脏脂肪组织量。在将腹直肌组织作为假想电极测定内脏脂肪时,特别考虑以下的17、18。
17.躯干部构成组织的电气等效电路模型化(补充2)关于躯干部构成组织的电气等效电路模型化,在此,在前项“3.躯干部构成组织的电气等效电路模型化”以及“11.躯干部构成组织的电气等效电路模型化(补充1)”的基础上,考虑以下点。
(41)在现有方法中只在腹部脐围周上配置电极,由于电流施加电极正下方的扩展电阻的影响,成为皮下脂肪组织层的阻抗部分占支配地位的测量,无法根据原来理想的四电极法实现皮下脂肪组织层的分离去除。根据本发明,通过应用新电极配置法,能够实现理想的四电极法,能够删掉皮下脂肪组织层的阻抗部分。
如后所述,根据本发明的一个电极配置法,将腹直肌组织层作为假想电极利用。因而,能够如后述的图29所示,表现电气等效电路模型。即,Ztm=2×ZFS+ZMM2//(ZVM+ZFV)…式43(42)骨骼肌组织层(MM)分为腹直肌组织层(MM1)和除腹直肌组织层以外的肌纤维走向倾斜的占支配地位的骨骼肌组织层(MM2),ZMM1以及ZMM2分别是MM1以及MM2的阻抗。根据本发明的一个电极配置法,进行能够忽略电流施加电极附近的扩展电阻影响的远离配置,因此,能够分离去除皮下脂肪组织层,另外,为了作为假想电极利用腹直肌组织层,可进一步通过确保与在腹直肌组织层中的电压下降相应的电极间距离,去除腹直肌组织层的阻抗串联部分。因此,当设为ZMM=ZMM2时,式43表示为如下。
Ztm=ZMM//(ZVM+ZFV)…式4418.皮下脂肪组织量[AFS]的估计(43)躯干部的皮下脂肪组织量AFS,如前述“6.来自皮下脂肪组织量[FS]的阻抗[ZFS]的估计”中所说明,能够根据腹围长[Lw]2估计,但是如下所示,也能够根据皮下脂肪组织层的阻抗信息ZFS和腹围长Lw估计。
皮下脂肪组织量[AFS]=aa0×ZFS×Lw+bb0…式45在此,aa0、bb0是常数。
此外,在后面详述上面的式45的推导方法。
<利用了腹直肌组织层阻抗的内脏脂肪组织等的测定>
利用腹直肌组织层的阻抗,能够更正确地测定内脏脂肪组织等。此时,还特别考虑以下的19、20。
19.躯干部骨骼肌组织横截面积量[AMM]以及躯干部骨骼肌组织层阻抗[ZMM]的估计(44)关于躯干部骨骼肌组织横截面积量(AMM)和躯干部骨骼肌组织层阻抗(ZMM)的估计,在此,代替上述的12,采用以下的考虑方法。根据腹直肌组织层的阻抗(ZMM1)的测量信息,估计躯干部骨骼肌组织层阻抗(ZMM)。躯干腹部的骨骼肌组织层分为背肌群和腹肌群,由于背肌群主要是起立肌,因此在地球重力下站立生活当中决定,与身体特定化信息的相关性高。与个人的活动能力关联的肌发达信息,容易表现在腹肌群,每个个人的偏差在腹肌群中也表现得显著。腹肌群由腹直肌组织层和腹斜肌组织层等构成,腹直肌组织层与肌发达的关系大。另外,在本技术中,可作为阻抗信息捕捉腹直肌组织层。因而,如果除去运动选手、或者瘫痪患者、不能自理者等重力非适应者,则能够由腹直肌组织层的阻抗信息和身体特定化信息进行估计。该估计通过将腹直肌组织层的阻抗ZMM1、身高H、体重W、年龄Age代入以下的式中来进行。
ZMM=a0×ZMM1+b0×H+c0×W+d0×Age+e0…式46在此,a0、b0、c0、d0、e0是按男女提供不同值的常数。
20.内脏脂肪组织的阻抗[ZFV]以及内脏脂肪组织量[AFV]的估计(45)除前项“13.内脏脂肪组织阻抗(ZFV)以及内脏脂肪组织量(AFV)的估计”所示的方法外,还能够如下地估计内脏脂肪组织的阻抗ZFV。
首先,将式6变形时,1/Ztm=1/ZMM+1/(ZVM+ZFV)…式47当从式47导出ZFV时,如下所示,能够求出具有内脏脂肪组织信息的阻抗信息。
ZFV=1/[1/Ztm-1/ZMM]-ZVM…式48在本式中Ztm是实测值。骨骼肌组织层的阻抗ZMM能够使用双频测量值。另外,如上所述,能够估计躯干部骨骼肌组织层阻抗ZMM和内脏器组织的阻抗ZVM,因此,通过代入该估计值,能够抽出ZFV。即,可通过将式46以及式41代入式48来算出。
下面说明基于如前所述的本发明测定原理的、用于测定躯干部内脏脂肪组织量以及/或者皮下脂肪组织量的本发明的躯干部内脏/皮下脂肪测定方法及装置的一个实施例。特别是,将本发明的实施例分为第一、第二以及第三特征的各实施例,分别参照图1~图73、图74~图87以及图88~图112进行说明。
本发明第一特征的实施例图1是表示本发明的躯干部内脏/皮下脂肪测定装置的一个实施例的外观的概要透视图;图2是表示图1的装置结构的框图;图3是在该装置中使用的把手部的放大透视图。如这些图所示,本实施例的躯干部内脏/皮下脂肪测定,主要具备电力供给部1、体重测定部2、部位阻抗测定部3、存储部4、显示兼输入部5、打印部6、以及运算兼控制部7。
电力供给部1向本装置的电气系统各部提供电力。
体重测定部2如同众所周知的体重计那样,具备重量检测部、放大部以及AD变换部,测定基于身体重量特定信息(体重)的电压。
如众所周知的生物体阻抗测定装置(例如,体脂肪计、体组成计等)那样,部位阻抗测定部3具备电流供给部(单频或者双频驱动等)8、电流施加电极转换部9、电流施加电极10(10a~10n)(n>5的整数)、电压测量电极11(11a~11n)(n>4的整数)、电压测量电极转换部12以及电压测定部13,测定基于各种身体部位间的生物体阻抗(各种部位阻抗)的电位差。
存储部4存储身高、四肢长、躯干长、躯干中部长等身体特定化信息、前述的式1至式48等。另外,存储部4还存储如后所述的用于健康指导建议的合适的消息等。
显示兼输入部5由输入部5a和显示部5b成为一体的触摸面板式的液晶显示器构成,输入包含身高的身体特定信息,另外显示各种结果、建议信息等。打印部6打印由显示部5b显示的各种结果、建议信息等。
运算兼控制部7根据身体重量特定信息(体重)、各种部位阻抗(上肢阻抗、下肢阻抗、躯干阻抗等)、前述式1至式48等,运算躯干中部骨骼肌组织量、下肢骨骼肌组织量、上肢骨骼肌组织量、内脏器组织量、皮下脂肪组织量、内脏脂肪组织量、躯干腹部脂肪组织量、腹部脂肪组织量、躯干腹部内脏脂肪/皮下脂肪比等,或进行呼吸的变动的影响消除处理、内脏器组织异常判断等处理,除此之外还进行各种输入输出、测定、运算等。
如图1所示,本装置在外观上形成大致L字型的形状,将体重测定部2配设在下部,将显示兼输入部5配设在上部,将打印部6配设在前面,将把手部14a、14b配设在上部左右侧面。
在体重测定部2上配设左脚电流施加电极10a、左脚电压测量电极11a、右脚电流施加电极10b以及右脚电压测量电极11b,在把手部14a配设左手电流施加电极10c以及左手电压测量电极11c,在把手部14b配设右手电流施加电极10d以及右手电压测量电极11d。并且,例如,在把手部14b上,既可以配设如图3所示的躯干腹部用的电压测量电极10e,也可以如图2所示,除这些电极10a~e、11a~d之外,根据需要配设任意数量的附加的电流施加电极10f~10n、电压测量电极11e~11n。这些电极可以通过电流施加电极转换部9、电压测量电极转换部12,根据需要任意地切换并使用。
通过握住各把手部14a、14b,用户的左手和右手能够分别接触到左手电流施加电极10c和左手电压测量电极11c、以及右手电流施加电极10d和右手电压测量电极11d。另外,通过放在体重测定部2,用户的左脚和右脚的脚底能够分别接触到左脚电流施加电极10a和左脚电压测量电极11a、以及右脚电流施加电极10b和右脚电压测量电极11b。并且,握住把手部14b移动把手部14b的电流施加电极10e,使其接触到躯干腹部,从而能够从电流施加电极10e施加电流来测定躯干腹部组织的信息。这样,在本装置中,在沿用作为简单地测定体组成的象征的由手握住的把手电极14a、14b、以及配置在体重计台座上的10a、10b、11a、11b中,例如新设置用于能够测定躯干腹部的内脏脂肪组织以及皮下脂肪组织的信息作为新测定信息的、佩戴于躯干腹部的佩戴电极,能够使对各种部位的测定容易。
也可以对SUS材料以及树脂材料表面进行金属镀膜处理等来实现这些电流施加电极10和电压测量电极11。这类电极在金属电极表面上涂敷保湿性高分子膜,从而通过在测定前喷上水分、或用水淋湿使用,可确保与皮肤的电气接触的稳定性。另外,虽然没有特别图示,但是也能够使用粘着性粘贴类型的电极。这是将可交换的粘着垫粘贴在各电极的基础电极面上来确保与皮肤的接触稳定性的类型。该类型例如经常使用在低频治疗器、心电图电极等中,具有像测定后卸下废弃那样的一次性形态;只在垫表面被弄脏而粘着性降低、水分蒸发时进行废弃更换,在废弃之前的期间通过护板等保管的形态。
另外,设置电流施加电极10n、电压测量电极11n的位置并没有特别限定。例如,电流施加电极10e只要设置在方便接触在用户腹部使用的位置即可。如图3所示,既可以配置在握住把手部的手的侧面侧,或者如图3中虚线所示,还可以配置在握住把手部的手的指甲侧。通过设为这样的结构,能够简便地实现简单的装置、即能够以单手便携类型提供可接触在腹部进行测定的小型简单的装置。但是,也可以设为用双手接触在腹部的形态,此时优点是能够稳定地接触。
图4简化表示图1至图3所示的本装置的其他实施例。该装置的基本结构可以认为与图2的框图所示的结构相同。此外,对于与图1至图3所示的实施例相同的部件,标记相同的编号。在该实施例中,操作面板120配置在用户3的前面,该操作面板120的左右两侧上设置有把手部14a’、14b’。与上面的实施例相同,在各把手部14a’、14b’上分别设置有左手电流施加电极10c’(在附图中没有表示)、左手电压测量电极11c’、右手电流施加电极10d’或右手电压测量电极11d’,并且,在该实施例中,用户3的右边的腹侧侧面122上设置有腹部用电流施加电极10e’。通过设为这样的结构,用户3以站在体重测定部2’上、握住把手部14a’、14b’的状态,在操作面板120的侧面接触自身的腹部122,从而,还可通过徒手将来自电流施加电极10e’的电流利用于测定。
下面参照图5说明在本装置中使用的四肢感应法的各种身体部位间的生物体阻抗测定中、特别是只测定躯干阻抗时的电极转换形态。
图5的(A)示出了通过在右手-右腿间通电、在左手-左腿间进行电位差测定,测定躯干部阻抗的情况(示出了右上肢部和右下肢部间通电路径躯干腹部生物体阻抗Ztmrr)。此时,右手电流施加电极10d和右脚电流施加电极10b作为电流施加电极使用,左手电压测量电极11c和左脚电压测量电极11a作为电压测量电极使用。
图5的(B)示出了通过在左手-左腿间通电、在右手-右腿间进行电位差测定,测定躯干部阻抗的情况(示出了左上肢部和左下肢部间通电路径躯干腹部生物体阻抗Ztmll)。此时,左手电流施加电极10c和左脚电流施加电极10a作为电流施加电极使用,右手电压测量电极11d和右脚电压测量电极11b作为电压测量电极使用。
图5的(C)示出了通过在右手-左腿间通电、在左手-右腿间进行电位差测定,测定躯干部阻抗的情况(示出了右上肢部和左下肢部间通电路径躯干腹部生物体阻抗Ztmrl)。此时,右手电流施加电极10d和左脚电流施加电极10a作为电流施加电极使用,左手电压测量电极11c和右脚电压测量电极11b作为电压测量电极使用。
图5的(D)示出了通过在左手-右腿间通电、在右手-左腿间进行电位差测定,测定躯干部阻抗的情况(示出了左上肢部和右下肢部间通电路径躯干腹部生物体阻抗Ztmlr)。此时,左手电流施加电极10c和右脚电流施加电极10b作为电流施加电极使用,右手电压测量电极11d和左脚电压测量电极11a作为电压测量电极使用。在被测定者(用户)触摸到各电极的状态下,在由运算兼控制部7控制的基础上,由电流施加电极转换部9以及电压测量电极转换部12进行利用这种四肢感应法的各种身体部位间的生物体阻抗的测定中的电极转换。
图6是示意性地表示躯干腹部(中部)结构的图,构成躯干腹部的组织可以考虑为皮下脂肪组织层(FS)、骨骼肌组织层(MM)、内脏器组织(VM)、附着在其隙间的内脏脂肪组织(FV)。向躯干部通电时,可以认为大部分的电流向骨骼肌组织层通电。因为骨骼肌组织层的电导电性比其他组织好。认为内脏器组织与内脏脂肪组织串联,可知根据内脏脂肪组织的大小能够预测通电量的变化。
图7是将图6的躯干腹部的结构表示为电气等效电路的图,示出了省略皮下脂肪组织层考虑的简化躯干腹部等效电路,是用前项“3.躯干部构成组织的电气等效电路模型化”(14)中的方法1的方法考虑的躯干腹部等效电路。另外,图8是同样将图6的躯干腹部结构表示为电气等效电路的图,示出了不省略皮下脂肪组织层考虑的躯干腹部等效电路,是用前项“3.躯干部构成组织的电气等效电路模型化”(15)中的方法2的方法考虑的躯干腹部等效电路。此外,在这些图中使用的符号如前所述,Ztm表示躯干中部整体的阻抗,ZFS表示皮下脂肪组织层的阻抗,ZMM表示骨骼肌组织层的阻抗,ZVM表示内脏器组织的阻抗,ZFV表示内脏脂肪组织的阻抗。而且,如前所述,在图7的等效电路中,ZtmZMM//(ZVM+ZFV)的关系式成立,在图8的等效电路中,ZtmZFS//ZMM//(ZVM+ZFV)的关系式成立。
<皮下脂肪测定、或者皮下脂肪以及内脏脂肪的选择测定>
特别是说明用于皮下脂肪测定、或者皮下脂肪以及内脏脂肪的选择测定的技术。
图9是将图6所示的躯干部的示意图以脐高度的腹围周横截面进行模型化的图。如该图所示,躯干部截面包含位于最外例的皮下脂肪组织层(FS)、位于其紧邻内侧的骨骼肌组织层(MM)、位于最内侧的内脏器组织(VM)以及包围其的内脏脂肪组织(FV)。
图10是将图9的示意图进一步表示为电气等效电路的图。例如,当在电流施加电极10e、10f中施加电流(I)、通过电流测量电极11e、11f测定电位差(V)时,该等效电路中的电阻主要表现为脐前后附近的皮下脂肪组织层的阻抗(ZFS1、ZFS2)、腹周围的皮下脂肪组织层的阻抗(ZFS0)、脐左右各侧的骨骼肌组织层的阻抗(ZMM1、ZMM2)、以及脐前后附近的内脏脂肪组织的阻抗(ZFV1、ZFV2),还表现为躯干部中心附近的内脏器组织的阻抗(ZVM)。
图11表示进一步简化图10的电路。由于认为ZFS1和ZFS2是大致相同的大小,在此将它们表示为相同值的ZFS,另外,ZMM1和ZMM2、或者ZFV1和ZFV2分别表示为ZMM、ZFV。另外,省略了认为导电性比明显低于其他区域的ZFS0。能够省略它这一点,根据前项“3.躯干部构成组织的电气等效电路模型化”(13)的记载可明确得知。
下面参照图12说明四电极法中的电极间距离和扩展电阻的关系。图12是表示电极间距离和扩展电阻的关系的图。图中,以圆的虚线包围的部分30表示扩展电阻区域。来自电流施加电极的电流在施加后渐渐扩展到被试者的体内,但在刚刚施加之后的区域、即电阻区域中,不扩展得那么大,因此,在这些区域中电流密度与其他区域相比变得非常高。因而,当过于靠近地配置电流施加电极10e、10f和电压测量电极11e、11f时,在电压测量电极11e、11f中测定的电位差受电阻区域中的电流的很大影响。
例如,如由前述式31可知,在脐附近的皮下脂肪组织层的阻抗(ZFS)与腹周围的皮下脂肪组织层的阻抗(ZFS0)、骨骼肌组织层的阻抗(ZMM)、内脏脂肪组织的阻抗(ZFV)、以及躯干部中心附近的内脏器组织的阻抗(ZVM)之间,存在如下关系。
ZFS>>(ZVM+ZFV)>>ZMM因此,几乎没有I-V电极间距离地靠近配置时的电位差测量阻抗∑Z1,变成如下。
∑Z1=2×ZFS+ZMM//(ZVM+ZFV)2×ZFS由此可知,由于扩展电阻的影响,ZFS被放大到数倍,因此,在此ZFS的信息占支配地位。
要减小扩展电阻的影响,需要加大电流施加电极和电压测量电极之间的距离。例如,将I-V电极间距离确保10cm左右而配置时的电位差测量阻抗∑Z2如下。
∑Z22×ZFS+ZMM//(ZVM+ZFV)显然,通过扩大I-V电极间距离,扩展电阻的影响多少变小,但是只分开这个程度,ZFS的信息仍占支配地位。
为了详细探讨该扩展电阻的影响,如图13所示,考虑确保10cm左右进行配置、以使电极11e、11f、11g、11h中的I-V电极间以及V-V电极间相互距离变成1/3左右的情况。但是,设电极10e、11e或电极10f、11h为几乎没有前述I-V电极间距离地靠近配置。此时的电位差测量阻抗∑Z3如下。
∑Z32×ZFS+ZMM//(ZVM+ZFV)此时,在电极间被测量的电压下降(电位差)的关系大体变成如下。
V1=I×ZMM//(ZVM+ZFV)V2=V3=I×2×ZFSV1∶(V2+V3)1~2∶10~20=S∶N上式中的S的1~2或N的10~20的偏差是由皮下脂肪组织层的厚度的个人差异和骨骼肌组织层的发达程度引起的。从该结果可知,即使调节电极间距离,也很难说能够确保充分的S/N。
另外,由于大部分电流在骨骼肌组织层中占支配地位地通电,因此,不能够充分确保向内脏器组织和内脏脂肪组织的复合组织层的通电灵敏度。即,如果将流经骨骼肌组织层的电流设为I1、将流经作为测定对象的内脏器组织和内脏脂肪组织的电流设为I2,则变成如下。
V1=I×ZMM//(ZVM+ZFV)=I1×ZMM=I2×(ZVM+ZFV)I=I1+I2,因而,变成如下。
ZMM∶(ZVM+ZFV)=I2∶I11∶2~5由此可知,即使能够排除扩展电阻的影响,流经骨骼肌组织层的电流也达到流经内脏器组织和内脏脂肪组织的电流的2~5倍,因此,其结果S/N特性进一步变差。这样,在像躯干部那样的粗短的测定部位中,即使调整电极间距离,也因为由电流施加电极间距离决定上限,因此,S/N特性的改善有限。
图14表示用于以与图6相同的方法得到皮下脂肪组织层信息的电极配置方法的一例。根据该电极配置方法,不仅是皮下脂肪组织层信息,还能够作为相互分离的信息同时测量内脏脂肪组织信息。本发明的装置具有用于测量内脏脂肪组织的电压测量电极、和用于测量皮下脂肪组织层的电压测量电极两者,通过由切换单元选择性地切换这些电极配置,能够测量内脏脂肪组织信息和皮下脂肪组织层信息两者。双方同时测量的目的在于,以比呼吸变动快的采样定时测量呼吸等的测定中的变动误差主要原因等,通过在相同环境下同时测定两个测定,能够相对地去除该误差主要原因。因而,除呼吸以外,还考虑心跳及其他体动等的影响。除加快速度以外,在同一测定环境中的平滑处理等中也可以达到同样的目的。
图15至图18示出了用于得到皮下脂肪组织层信息(不是内脏脂肪组织信息)的具体电极配置例。在此,图15是表示配置在左右腱膜部15上的电流施加电极10e、10f正下方的皮下脂肪组织层的阻抗测量配置例的图,V2表示右前侧部皮下脂肪组织层测量电位差,V3表示左前侧部皮下脂肪组织层测量电位差。图16是表示配置在脐A附近部的电流施加电极10f正下方的皮下脂肪组织层的阻抗测量配置例的图,V2表示脐附近部的皮下脂肪组织层测量电位差。图17是表示配置在脐A下部的电流施加电极10f正下方的皮下脂肪组织层的阻抗测量配置例的图,V2表示脐下部的皮下脂肪组织层测量电位差。图18是表示配置在侧腹部16上的电流施加电极10f正下方的皮下脂肪组织层的阻抗测量配置例,V2表示侧腹部16的皮下脂肪组织层测量电位差。
为了得到皮下脂肪组织层信息(具体地说,是电位差值、阻抗值),在此利用扩展电阻。扩展电阻通常作为不希望的阻抗被捕捉,但是,特别是电流施加电极正下方的扩展电阻可以表示与皮下脂肪组织层相关的信息,因此,可通过测量该区域的电位差来得到有用的皮下脂肪组织层信息。
为了测定扩展电阻,具备至少一个电流施加电极对;能够测定通过从该电流施加电极对施加的电流在被试者中产生的电位差的、至少一个电压测量电极对。在此,包含在电流施加电极对中的一个电流施加电极、例如电流施加电极被使用为向皮下脂肪组织层薄的部位、或者向没有骨骼肌组织层的肌腹部或骨骼肌组织层的肌腹部薄的部位施加电流,另一个电流施加电极、例如电流施加电极10a被使用为向皮下脂肪组织层厚的部位(或者皮下脂肪组织层测定对象部位)施加电流。
另一方面,包含在电压测量电极对中的一个电压测量电极11e,配置在电流施加电极正下方的扩展电阻的影响占支配地位的位置上、即靠近电流施加电极而配置。与此相对,另一个电压测量电极11f,配置在电流施加电极正下方的扩展电阻的影响被减轻的远离的位置上(相对于前述电流施加电极,大于或等于靠近一个电压测量电极11e配置的距离的三倍的远处的位置)、即配置在不受或者难以受到电流施加电极正下方的皮下脂肪组织层影响的部位上。作为配置前者的(一个)电压测量电极11e的位置,例如有在躯干部容易附着皮下脂肪组织层的脐位附近、侧腹部(髂骨棱上缘部)、侧背部等、反映个人差异的非常厚地积蓄皮下脂肪组织层的部位,作为配置后者的(另一个)电压测量电极11f的位置,例如是脐部和髂骨棱上缘部之间(外腹斜肌和腹直肌的结合腱膜部附近)等、皮下脂肪组织层的难以附着反映个人差异的脂肪组织层的部位。靠近电流施加电极设置的电压测量电极的配置,即使位于将电流施加电极作为中心的全周任何位置上,也能够捕捉相同的信息。例如,如图15所示,将各电压测量电极对配置在靠近以脐和脊骨为中心轴的相对的左右电流施加电极位置的位置上,也能够测量左右两侧侧部的皮下脂肪组织层。
通过从电流施加电极施加的电流在电压测量用电极11e、11f之间、电压测量用电极11g、11h之间产生的、电位差V2、V3等中的电位差测量值,可认为是与皮下脂肪组织层部的阻抗(ZFS)值成比例、还与皮下脂肪组织层的厚度(LFS)信息成比例的阻抗信息。如果将扩展电阻部的阻抗设为ΔZ,将相当于电流施加电极面积的常数设为A0,则如下。
ΔZ∝ZFS∝LFS/A0∝LFS因此,皮下脂肪组织层的横截面积量AFS能够通过下式求出。
AFS=Lw×LFS=aa0×ZFS×Lw+bb0…式45此外,在上式中,Lw是腹围长、即腹周围的长度,aa0、bb0是男女不同值的常数。
为了与皮下脂肪组织层信息同时得到内脏脂肪组织信息(电位差值、阻抗值等),需要以与用于测定皮下脂肪组织层信息的电压电极配置不同的配置而设置的、至少另一组电压测量电极对(以上的结果,为了同时测量皮下脂肪组织信息和内脏脂肪组织信息两者,至少需要两个电压测量电极对)。
图19至图22表示用于测量皮下脂肪组织层信息、或者同时(选择性地)测量皮下脂肪组织层信息和内脏脂肪组织信息两者的具体电极配置例。在此,图19是表示配置在内脏脂肪组织和左右腱膜部15R、15L上的电流施加电极10f、10e正下方的皮下脂肪组织层的阻抗测量配置例的图,V1表示内脏脂肪组织测量电位差,V2表示右前侧部皮下脂肪组织层测量电位差,V3表示左前侧部皮下脂肪组织层测量电位差。可以认为生物体的左右组织层平滑基本对称,因此V2V3,另外配置在与电流施加电极靠近的四周的电压测量电极,使用任何配置的电极都能够得到同样的测量结果。图20是表示配置在内脏脂肪组织层和脐A附近部以及左腱膜部15L上的电流施加电极正下方的皮下脂肪组织层的阻抗测量配置例的图,V1表示内脏脂肪组织测量电位差,V2表示脐附近皮下脂肪组织层测量电位差,V3表示左前侧部皮下脂肪组织层测量电位差。图21是表示配置在内脏脂肪组织和右腱膜部15R以及左腱膜部15L上的电流施加电极10f、10e正下方的皮下脂肪组织层的阻抗测量配置例的图,V1表示内脏脂肪组织测量电位差,V2表示右侧腹部皮下脂肪组织层测量电位差,V3表示左前侧部皮下脂肪组织层测量电位差。图22是表示配置在内脏脂肪组织和多个部位上的电流施加电极正下方的皮下脂肪组织层的阻抗测量配置例的图,V1通过与I1的组合表示内脏脂肪组织测量电位差,V2通过与I1的组合表示右前侧部皮下脂肪组织层测量电位差,V3通过与I2的组合表示脐附近部皮下脂肪组织层测量电位差,V4是通过与I3的组合表示左侧腹部皮下脂肪组织层测量电位差。
内脏脂肪组织的测量不是直接测量内脏脂肪组织本身,而是假设图9、图10的模型,作为内脏器组织和内脏脂肪组织的复合组织体来进行内脏脂肪组织的测量。对于内脏脂肪组织的测定,为了确保最佳的S/N条件,增加比骨骼肌组织层靠内侧的内脏器组织以及内脏脂肪组织中的来自电流施加电极的电流通电量,确保向测定对象组织的测量灵敏度。进一步说,从皮下脂肪组织层薄的部位、或者没有骨骼肌组织层的肌腹部或者骨骼肌组织层的肌腹部薄的部位,通过电流施加电极施加电流,从而将扩展电阻的影响限制到最小限度,改善向内脏器组织、内脏脂肪组织的通电灵敏度。此外,将腹围周横截面积设为测定基准时,从电流施加电极10e、10f施加电流的部位是皮下脂肪组织层沉积得最薄的部位、或者没有导电性良好的骨骼肌组织层的肌腹部或导电性良好的骨骼肌组织层的肌腹部少的肌结合区域、即例如腱部(腱划、腱膜部等)15,更具体地说,是脐和髂骨棱上缘间的区间、腹直肌和外腹斜肌间的结合腱部(腱膜部)。
为了不仅得到皮下脂肪组织层信息,而且得到内脏脂肪组织信息,在图19至图22的实施例中,设置有附加的电压测量电极对、即图19、图21的V1或、图22的V1、V3。设置这些附加电压测量电极对的位置为通电性良好的皮下脂肪组织层薄的部位、或者没有骨骼肌组织层的肌腹部或骨骼肌组织层的肌腹部薄的部位。如根据附图可知,能够合并使用这些包含在用于得到内脏脂肪组织信息的附加电压测量电极对中的电压测量电极、和包含在用于得到皮下脂肪组织层信息的电压测量电极对中的电压测量电极11f、11g。例如,在图19中,包含在用于得到内脏脂肪组织信息的电压测量电极对V1中的电压测量电极11f、11g,也能够分别作为包含在用于得到皮下脂肪组织层信息的电压测量电极对V2中的电压测量电极、包含在同样地用于得到皮下脂肪组织层信息的电压测量电极对V3中的电压测量电极使用。
这样,在图19至图22的结构中,设置皮下脂肪组织层测定用的电压电极对和内脏脂肪组织测定用的电压电极对至少两个电压测量电极对,但是能够由图2的电压测量电极转换部9容易地选择应该测量的电位差(V1至V3任何一个)、即应该测量的部位。因而,根据具有用于测量内脏脂肪组织的配置和用于测量皮下脂肪组织层的配置两者的电极配置结构,可通过切换单元进行切换容易地分离测量两个组织信息。
如上所述可知,在本发明的一个形态中,通过采用远离脐围周的电极配置确保最佳的距离条件,另外,作为本来的四电极法的测量分离去除皮下脂肪组织层的阻抗(ZFS)。并且,在本发明的其他形态中构成为不用将全部四电极都配置在腹围周上,而将至少一个电极配置在从腹围周上错开的位置上,从而确保更佳的S/N条件。作为这种配置方法,考虑如下的方法如图19至图22所示,例如,电流施加电极对配置在脐(腹)围周上,只将电压测量电极作为对或者形成对的电极中的一个配置在从周上离开的位置上。另外,也可以将电流施加电极对中的一个配置在周上,将另一个配置在从周上离开的位置上。此外,电流施加电极对、或者电压测量电极对也可以配置在以被试者的脐为中心观察时的左右上述部位间、即皮下脂肪组织层薄的部位上。但是,电压测量电极例如设为从脐(腹)围周上离开的腹部区域内的躯干部长度方向。
<利用了腱膜的内脏脂肪等的测定>
下面说明利用了腱膜的内脏脂肪等的测定。
在图23的电气等效电路中,例如设为由电流施加电极10e、10f施加电流(I)、由电压测量电极测定电位差(V)时,该等效电路中的电气电阻主要表现为腹周围的皮下脂肪组织层的阻抗(ZFS)、脐的左右各侧的骨骼肌组织层的阻抗(ZMM1、ZMM2)、脐前后附近的内脏脂肪组织的阻抗(ZFV)、以及躯干部中心附近的内脏器组织的阻抗(ZVM)。
图23中以与图9、图14相同的方法,表示可在本发明中使用的电极配置方法的一例。为了确保最佳的S/N条件,在此,增加比骨骼肌组织层靠内侧的内脏器组织以及内脏脂肪组织中的来自电流施加电极10e、10f的电流通电量,确保向测定对象组织的测量灵敏度。进一步说,通过从皮下脂肪组织层薄的部位、换句话说从皮下脂肪组织层的阻抗(ZFS)小的部位施加电流,将扩展电阻的影响限制到最小限,改善向内脏器组织、内脏脂肪组织的通电灵敏度。为了减少扩展电阻的影响,最好在皮下脂肪组织层的影响少的皮下脂肪组织层薄的部位、换句话说在皮下脂肪组织层的阻抗(ZFS)小的部位,进行电压测量电极11e、11f的电位差的测定。此外,将腹围周横截面积设为测定基准时,从电流施加电极10e、10f施加电流的部位是皮下脂肪组织层沉积最薄的部位、或者没有导电性良好的骨骼肌组织层的肌腹部或导电性良好的骨骼肌组织层的肌腹部薄的骨骼肌结合范围。例如,是腱部(腱划、腱膜等)15、更具体地说是脐和髂骨棱上缘间的区间、腹直肌和外腹斜肌间的结合腱部(腱膜部)。
并且,为了确保最佳的S/N条件,没有使四电极全部配置在腹围周上,最好将至少一个电极配置在从腹围周上偏离的位置上。可通过取得从脐围周离开的配置,确保最佳的距离条件,另外,可作为本来的四电极法的测量,分离去除皮下脂肪组织层的阻抗(ZFS)。
作为这种配置方法,考虑如下的方法例如,电流施加电极对配置在腹(脐)围周上,只将电压测量电极作为对或者形成对的电极中的一个配置在从周上离开的位置上。另外,也可以将电流施加电极对中的一个配置在周上,将另一个配置在从周上离开的位置上。此外,电流施加电极对或者电压测量电极对也可以配置在以被试者的脐A为中心观察时的左右的上述部位间、即皮下脂肪组织层薄的部位上。但是,电压测量电极例如设为从腹(脐)围周上离开的腹部区域内的躯干部长度方向。
图24至图26表示实际的电极配置例。图24是将电压测量电极配置在比脐围周靠上部的图,图25是将电压测量电极配置在比脐围周靠下部的图, 图26与图24同样,是将电压测量电极配置在比脐围周靠上部、但比腹直肌的脐A稍微靠上部的腱划21位置的腱膜位置上的图。
<利用了腹直肌的内脏脂肪等的测定>
下面说明利用了腹直肌的内脏脂肪等的测定。通过将骨骼肌(腹直肌)组织层利用为假想电极层,向比骨骼肌组织层靠内侧的内脏器组织以及内脏脂肪组织增加电流通电量,能够确保向内脏脂肪组织的测量灵敏度。图27~图29表示可在本发明中使用的腹直肌组织层假想电极的配置方法。图27是从表面侧以及背面侧示出躯干腹部的实际构造的图,图28是示意性地表示图27的构造的图。图29是将图27作为等效电路表示的图。
如图27所示,腹直肌组织层30沿躯干部长度方向规则正确地排列有肌纤维,当沿躯干长通以50KHz附近的对肌纤维灵敏度高的频率电流时,在腹直肌组织层上感应支配性地电流,成为导电向导。其他外腹斜肌组织层31倾斜地移动肌纤维,与腹直肌组织层30相比通电性变差。
特别是,在躯干长度方向中,在胸口下和背面腰部间倾斜地在躯干通电的区间上,外腹斜肌组织层20的纤维方向相对于通电方向垂直排列,成为体积电阻率最高的条件,因此,作为通电引导的功能低。
如图28所示,躯干腹部的构造从外侧向内侧表示为皮下脂肪组织层(FS)、骨骼肌组织层(MM)、内脏脂肪组织(FV)以及内脏器组织(VM)的组织的层状构造。这还如图6中所示那样。而且,骨骼肌组织层(MM)分为腹直肌组织层(MM1)和腹直肌组织层以外的倾斜地肌纤维走向的骨骼肌组织层(MM2)。
由体积电阻率ρ[Ωm]决定组织间的电气特性。当考虑腹直肌组织层(MM1)和腹直肌组织层以外的倾斜地肌纤维走向的骨骼肌组织层(MM2)的组织的电气特性值时,通常由以下关系说明在上述“3.躯干部构成组织的电气等效电路模型化”、“11.躯干部构成组织的电气等效电路模型化(补充1)”“17.躯干部构成组织的电气等效电路模型化(补充2)”中说明的各组织的电气特性值。
ρMM1<<ρ(VM+FV)<ρFSρVM<<ρFVρMM1<ρMM2ρMM2=ρVM、或者ρMM2<ρVMρFV=ρFS、或者ρFV<ρFS在此,皮下脂肪组织层的体积电阻率ρFS内脏器组织和内脏脂肪组织的复合组织层的体积电阻率ρ(VM+FV)骨骼肌组织层中的腹直肌组织层的体积电阻率ρMM1腹直肌组织层以外的倾斜地肌纤维走向的骨骼肌组织层的体积电阻率ρMM2因此,替换为阻抗信息时,上述式31表示为如下。
ZFS>>Z(VM+FV)>ZMM2>ZMM1在此,皮下脂肪组织层的阻抗ZFS骨骼肌组织层中的腹直肌组织层的阻抗ZMM1腹直肌组织层以外的倾斜地肌纤维走向的骨骼肌组织层的阻抗ZMM2内脏器组织和内脏脂肪组织的复合组织层的阻抗Z(VM+FV)=ZVM+ZFV在图27~图29所示的实施例中,一个电流施加电极33配置在躯干表侧胸口下部的腹直肌组织层上部上端附近,另一个电流施加电极34配置在背面腰下部。在能够忽略电流施加电极附近的扩展电阻的影响的远处配置内脏脂肪组织测量用的电压测量电极对的一个电极36。为了去除腹直肌组织层的阻抗串联部分,另一个电极37配置在腹直肌组织层上的脐围周附近。
当在电极33和电极34之间施加电流I时,其电流沿着如图28以及图29的虚线所示的经路流过。因而,在电极36和37中测量的电位差V1是内脏脂肪组织测量电位差,V1的测量范围由S1表示。在此选定的电流施加电极位置,由于表面侧胸口下部和背面侧腰下部其皮下脂肪组织层都非常薄,因此,容易确保用于避免扩展电阻影响的I-V电极间距离的并且该距离小。
因此,从I、V1能够得到下面的阻抗。
Ztm=V1/I=ZMM2//(ZVM+ZFV)在此,Ztm是在电压测量电极36以及37中补充的躯干腹部的合成阻抗,当设为ZMM=ZMM2时,变成Ztm=ZMM//(ZVM+ZFV),这与上述式44相同。因此,通过上述的方法能够测量内脏脂肪组织量。
作为表面侧电流施加电极33的位置,如图30所示,能够配置在腹直肌组织层上的上部中由腱划21划分为6个的第二段上部左右为止。此时,确保横跨在夹住白线23的左右腹直肌组织层两方的电极宽度。作为背面侧电流施加电极34的位置,能够配置在从脐A的位置(高度)到左右大殿肌25之间的结合腱膜部为止的范围内。此外,在图30中,S3以及S4表示电极33以及34的电流施加电极配置的允许范围。
另外,作为表面侧电压测量电极37的位置,如图31所示,在腹直肌组织层上能够配置在从比脐位置稍微靠上到比脐位置靠下部为止。外腹斜肌组织层和腹直肌组织层的结合腱膜部也在与腹直肌组织层的靠近范围中为允许范围。作为背面侧电压测量电极36的位置,确保与来自电流施加电压的扩展电阻的影响相应的距离时,在广背肌27和大殿肌25的结合腱膜部中,能够配置在到腹侧部为止的范围中。此外,在图31中,S5以及S6表示电极37以及36的电压测量电极配置的允许范围。
在如上所述的内脏脂肪组织的测量技术中,还能够组合皮下脂肪组织层的测量技术。以下说明这种测量技术的组合。
图32~图34示出了用于皮下脂肪组织层的阻抗测量的电极配置例、和用于内脏脂肪组织的测量以及皮下脂肪组织层的测量的组合电极配置例,图32是以被试者的脐A为中心观察的腹部表面侧的图,图33是被试者的背面侧的图。另外,图34的左侧表示被试者的背面侧,右侧表示被试者的表面侧。
(i)配置在腹直肌组织层部上的电流施加电极正下方的皮下脂肪组织层的阻抗测量电极配置例在图32中,53以及54表示电流施加电极,55~60表示电压测量电极。电极53与图27的33相当,其配置与图27相同。电极53以及54是构成皮下脂肪组织层测量用的电流施加电极对的电极。电极55以及56是构成腹部上部(胸口下部)皮下脂肪组织层测量用的电压测量电极对的电极。另外,电极55以及58是构成脐部附近皮下脂肪组织层测量用的电压测量电极对的电极。电极56以及58分别靠近电流施加电极53以及54,配置在电流施加电极正下方的扩展电阻的影响占支配地位的位置上,电极55配置在对于电流施加电极53以及54,电流施加电极正下方的扩展电阻的影响减轻的远离的位置上。V2表示施加电流I2的腹部上部(胸口下部)皮下脂肪组织层测量电位差,V3表示施加电流I2的脐部周边皮下脂肪组织层测量电位差。
靠近电流施加电极的电压测量电极56以及58也可以配置在其电流施加电极四周的某个位置上。例如,如虚线箭头所示,还能够代替电极56配置电极57,另外,代替电极58配置电极59以及电极60。此时,靠近这些电流施加电极而配置在四周的电压测量电极,使用任何配置的电极都能够得到大致相等的测量结果。
(ii)配置在背面腰部的电流施加电极正下方的皮下脂肪组织层的阻抗测量电极配置例在图33中,61以及62表示电流施加电极,63~68表示电压测量电极。电极61相当于图27的34,其配置与图27相同。电极61以及62是构成皮下脂肪组织层测量用的电流施加电极对的电极。电极63以及64是构成脐部腰部附近部的皮下脂肪组织层测量用的电压测量电极对的电极。另外,电极63以及66是构成脐位腰部侧腹附近部的皮下脂肪组织层测量用的电压测量电极对的电极。电极64以及66分别靠近电流施加电极61以及62,配置在电流施加电极正下方的扩展电阻的影响占支配地位的位置上,电极63相对于电流施加电极61以及62,配置在电流施加电极正下方的扩展电阻的影响减轻的远离的位置上。V2表示根据施加电流I2的脐位腰部附近部的皮下脂肪组织层测量电位差,V3表示根据施加电流I2的脐位腰部侧腹附近部的皮下脂肪组织层测量电位差。
靠近电流施加电极的电压测量电极64以及66也可以配置在该电流施加电极四周的某个位置上。例如,如虚线箭头所示,也能够代替电极64配置电极65,另外,代替电极66配置电极67或者电极68。此时,靠近这些电流施加电极而配置在四周的电压测量电极,使用任何配置的电极都能够得到大致相等的测量结果。
(iii)内脏脂肪组织的测量和皮下脂肪组织层的测量的组合电极配置例在图34中,70~73表示电流施加电极,74~77表示电压测量电极。电极71以及72是构成内脏脂肪组织测量用的电流施加电极对的电极。另外,电极70以及72是构成脐附近部皮下脂肪组织层测量用的电流施加电极对的电极,电极71以及73是构成背面腰侧部皮下脂肪组织层测量用的电流施加电极对的电极。电极70以及71分别相当于与图27的33以及34,其配置与图27相同。
电极74以及75是构成脐位附近部的皮下脂肪组织层测量用的电压测量电极对的电极。另外,电极76以及77是构成背面腰侧部的皮下脂肪组织层测量用的电压测量电极对的电极。电极75以及77分别靠近电流施加电极72以及73,配置在电流施加电极正下方的扩展电阻的影响占支配地位的位置上,电极74以及76相对于电流施加电极70、72以及71、73,分别配置在电流施加电极正下方的扩展电阻的影响减轻的远离的位置上。V1表示根据施加电流I的内脏脂肪组织测量电位差,V2表示根据施加电流I2的脐位附近部的皮下脂肪组织层测量电位差,V3表示根据施加电流I3的背面腰侧部的皮下脂肪组织层测量电位差。
如图34所示,通过不受或者难以受到电流施加电极正下方的皮下脂肪组织层的影响的组合、和受电流施加电极正下方的皮下脂肪组织层的影响大的(扩展电阻域的测量)组合中的超过两组的电极对的组合,实施电压测量电极对的阻抗测量,可作为同时分离皮下脂肪组织层的信息和内脏脂肪组织的信息两者的信息进行测量。
例如,同时具有皮下脂肪组织层测量电极和内脏脂肪组织(通电的主流是通过向内脏器组织和内脏脂肪组织的复合体组织层通电进行测量的组织层信息)测量电极这两个配置,通过图2的电流施加电极转换部9以及电压测量电极转换部12适当选择电流施加电极对以及电压测量电极对,从而能够分离测量两组织信息。
通过同时测量两组织信息,用比呼吸变动快的采样定时测量呼吸等的测定中的变动误差主要原因等,在相同的环境中同时测定两测定,因此,能够相对地去除该误差主要原因。因而,还能够去除呼吸以外的心跳等的影响。除了加快速度之外,在同一测定环境中的平滑处理等中也能够得到相同的效果。
<利用了腹直肌的阻抗的内脏脂肪等的测定>
下面说明利用了腹直肌的阻抗的内脏脂肪等的测定。
通过作为假想电极层利用骨骼肌(腹直肌)组织层,在比骨骼肌组织层靠内侧的内脏器组织以及内脏脂肪组织上增加电流通电量,确保向内脏脂肪组织的测量灵敏度,并且,还测量腹直肌组织层自身的阻抗。图35~图37示出了可在本发明中使用的腹直肌组织层假想电极的腹直肌组织层的测量中的电极配置方法。图35从表面侧以及背面侧示出了躯干腹部的实际构造,图36是示意性地表示图35的构造的图。图37是将图35作为等效电路表示的图。
在图35~图37所示的实施例中,一个电流施加电极43配置在躯干表侧胸口下部的腹直肌组织层上部上端附近,另一个电流施加电极44配置在背面腰下部。将内脏脂肪组织测量用的电压测量电极对的一个电极46远离配置在能够忽略电流施加电极附近的扩展电阻影响的位置。为了去除腹直肌组织层的阻抗串联部分,在腹直肌组织层上的脐围周附近配置另一个电极47。并且,将腹直肌组织层测量用的电压测量电极对的一个电极48配置在远离电流施加电极43的能够忽略电流施加电极附近的扩展电阻的影响的腹直肌组织层上。另一个电极47与上述内脏脂肪组织测量用的电压测量电极共用。该腹直肌组织层测量用的电压测量电极47以腹直肌组织层中部以下部的脐A的位置为基准,能够配置在脐上或者脐下部、或者包含脐部的位置上。
当在电极43和电极44之间施加电流I时,该电流沿如图36以及图37的虚线所示的经路流过。因此,由电极46和47测量的电位差V1是内脏脂肪组织测量电位差,由S1表示V1的测量范围。另外,由电极47和48测量的电位差V2是腹直肌组织层测量电位差,由S2表示V2的测量范围。在此选定的电流施加电极位置,由于表面侧胸口下部和背面侧腰下部其皮下脂肪组织层都非常薄,因此,容易确保用于避免扩展电阻影响的I-V电极间距离并且该距离小。因而,可从I、V1、V2得到下面的阻抗。
Ztm=V1/I=ZMM2//(ZVM+ZFV)ZMM1=V2/I如上所述,在本发明的一个方式中,骨骼肌组织层的阻抗ZMM能够使用2频率测量值。通过对腹直肌组织层灵敏度高的频率为f1的施加电流,进行腹直肌组织层的阻抗的测定,通过用高于f1的频率的几乎不受肌纤维影响的频率为f2的施加电流,进行前述躯干部的生物体阻抗的测定。
图38~图41示出了可在本发明中使用的用于测量内脏脂肪组织、腹直肌组织层以及皮下脂肪组织层的组合电极配置例或者电极配置的位置决定方法,在哪个图中,右侧都是以被试者的脐A为中心观察的腹部的表面侧的图,左侧都是被试者的背面侧的图。
(i)内脏脂肪组织和腹直肌组织层和皮下脂肪组织层的测量电极配置在图38中,83~85表示电流施加电极,86~89表示电压测量电极。电极83、84、86、87、88相当于图35的43、44、47、48、46,其配置与图35相同。电极86从腹直肌组织层中部以下部的脐A的位置为基准,能够配置在脐上或者脐下部上、或者包含脐部的位置上。S7表示电极86的配置中的允许范围。
电极84、85是构成皮下脂肪组织层测量用的电流施加电极对的电极,电极88、89是构成皮下脂肪组织层测量用的电压测量电极对的电极。电极89靠近电流施加电极85,配置在电流施加电极正下方的扩展电阻影响占支配地位的位置上,电极88相对于电流施加电极84配置在电流施加电极正下方的扩展电阻的影响减轻的远离的、位置上。V1表示基于施加电流I的内脏脂肪组织测量电位差,V2表示基于施加电流I的腹直肌组织层测量电位差,V3表示基于施加电流I3的皮下脂肪组织层测量电位差(特别是考虑电极85、89位置的背面腰侧部皮下脂肪组织层测量电位差)。
(ii)电压电极共用的测量电极配置在图39中,90~92表示电流施加电极,93~95表示电压测量电极。图39关于内脏脂肪组织测量用电极和腹直肌组织层测量用电极的配置与图38相同,只有皮下脂肪组织层测量用的电极配置不同。电极90、92是构成皮下脂肪组织层测量用的电流施加电极对的电极,电极93、94是构成皮下脂肪组织层测量用的电压测量电极对的电极。另外,电极93、94还兼用腹直肌组织层测量用的电极。考虑电流施加电极正下方的扩展电阻的影响,将这些电压测量电极与施加电流电极配置成上述关系。V1表示基于施加电流I的内脏脂肪组织测量电位差,V2表示基于施加电流I的腹直肌组织层测量电位差,V3表示基于施加电流I2的皮下脂肪组织层测量电位差(特别是考虑电极93、94位置的脐位附近部皮下脂肪组织层测量电位差)。
(iii)电极配置位置决定中使用腱划或者脐位置的测量电极配置在图40中,100~101表示电流施加电极,102~104表示电压测量电极。图40示出了配置腹直肌组织层测量用的电压测量电极时的位置决定方法,当配置腹直肌组织层测量用电极102时,将腱划部设为电极贴付标记位置。腹直肌组织层配置在躯干部长度方向上,由腱划(腱部)分为上部、中部、下部(存在脐部),但是将该腱划部作为电压测量电极配置的基准位置使用。另外,当配置腹直肌组织层测量用电极104时,将脐位部设为电极贴付标记位置。即,从腹直肌组织层中部以下部的脐A的位置为基准,配置在脐上或者脐下部、或者包含脐部的位置上。如果脐部的凹部具有能够确保电压测量电极在一部分接触的长度,则考虑作为测定区域的允许范围。V1表示基于施加电流I的内脏脂肪组织测量电位差,V2表示基于施加电流I的腹直肌组织层测量电位差。
(iv)将腹直肌组织层的左右任何一半用于测量的测量电极配置在图41中,110~112表示电流施加电极,113~116表示电压测量电极。图41关于内脏脂肪组织测量用电极和腹直肌组织层测量用电极的配置与图38相同,只有皮下脂肪组织层测量用的电极配置不同。电极110、112是构成皮下脂肪组织层测量用的电流施加电极对的电极,电极114、115是构成皮下脂肪组织层测量用的电压测量电极对的电极。考虑电流施加电极正下方的扩展电阻的影响,将这些电压测量电极与施加电流电极配置成上述关系。电流施加电极112和电压测量电极115配置在腹直肌组织层的左半边侧。腹直肌组织层通过白线(参照图30)左右分离,因此,能够只将通过白线分开的左右某一个设为测量以及通电引导的对象。因此,电极长度也变得小于其他电极。在图41中,配置在左半边,但是也可以配置在右半边。与此相对,配置在腹直肌组织层上的电流施加电极80以及电压测量电极113、114,跨过白线两边的对象具有可测量的长度使得有助于在左右的腹直肌组织层上均等地通电以及测量。
在图35~图41所示的实施例中,电流施加电极对配置在躯干表侧胸口下部的腹直肌组织层上部和背面腰下部之间,但是电流施加电极对也可以配置在躯干部表侧腹直肌组织层上。此时,将电流施加电极对的一个电极配置在躯干表侧胸口下部的腹直肌组织层上部上端附近,将另一个电极配置在腹直肌组织层上的脐位置的下部。而且,从前述一个电流施加电极隔着固定距离配置电压测量电极对的一个电极。躯干表侧胸口下部的腹直肌组织层上部上端附近由于皮下脂肪组织层分布得薄,因此扩展电阻的影响也少,可以进行某种程度地靠近电流施加电极的配置。并且,从前述另一个电流施加电极确保能够回避扩展电阻影响的距离,在腹直肌组织层上配置另一个电压测量电极。脐附近由于皮下脂肪组织层分布得厚,因此,需要确保宽的避免扩展电阻影响的距离。
<基于四肢部和躯干部的组合电极配置的躯干部内脏/皮下脂肪的测定>
下面说明综合利用以上技术的、本发明的躯干部内脏/皮下脂肪。在图42至图45中用与图7、图8相同的方法表示在本发明的技术中作为前提的、还包含上肢部以及下肢部的躯干腹部(躯干部)的电气等效电路。
图42是表示还考虑了上肢部的阻抗Zh以及下肢部的阻抗Zf的、躯干腹部的构造的电气等效电路的图。特别是在右侧为了求出骨骼肌组织层阻抗ZMM,将骨骼肌组织层阻抗的结构作为更详细的结构示出了电气等效电路。如该图所示,上肢部的阻抗Zh以及下肢部的阻抗Zf有分别串联连接在躯干中部的阻抗Ztm上的关系,另外,该躯干中部的阻抗Ztm中特别是骨骼肌组织层阻抗ZMM,能够通过将“腹直肌占支配地位的骨骼肌ZMM1”并联连接于“腱膜ZAM1”、“背肌、腹斜肌等的骨骼肌ZMM2”和“腱膜ZAM2”的串联电路而获得。此外,这些阻抗之间以下的关系式大致成立。
ZMM=ZMM1//(ZAM1+ZMM2+ZAM2)图43至图45根据图42所示的电气等效电路,分别表示上肢部-下肢部间通电的感应法、上肢部-躯干腹部间通电的感应法、以及下肢部-躯干腹部间通电的感应法。在各图中,可以认为右侧所示的电路是简化了左侧所示的电路得到的电路。
如图43所示,当在上肢部-下肢部间通电时,特别是对于骨骼肌ZMM的阻抗,可以作为“腹直肌占支配地位的骨骼肌ZMM1”获得,其结果,可以简化得到如图43的右侧所示的电气等效电路。更详细地说,右侧的电气等效电路以下面关系式成立为前提。
ZAM1ZAM2>>ZMM2>ZMM1∴ZMMZMM1此外,在该电路中,来自电流施加电极的电流I主要分为骨骼肌ZMM侧的I21、内脏ZMV以及ZFV侧的I11流过。
如图44所示,当在上肢部-躯干腹部间通电时,由于腱膜ZAM2只有低的阻抗,因此,认为电流通过腱膜ZAM2,其结果,能够简化得到如图44的右侧所示的电气等效电路。此外,在该电路图中,来自电流施加电极的电流I分为骨骼肌ZMM侧的I22、内脏ZMV以及ZFV侧的I12流过,但是此时,在它们之间有I22<<I12的关系。
另外,如图45所示,当在下肢部-躯干腹部间通电时,可以当作从作为骨骼肌ZMM的构成要素的“腱膜ZAM1”和“背肌或腹斜肌等骨骼肌ZMM2”之间施加电流,其结果,能够简化得到如图45的右侧所示的电气等效电路。此外,在该电路图中,来自电流施加电极的电流I分为骨骼肌ZMM侧的I23、内脏ZMV以及ZFV例的I13,但是此时,它们之间有I23<I13的关系。
下面简单说明根据本发明的用于进行躯干部内脏/皮下脂肪测定的基本考虑方法。
在本发明中使用四电极法的考虑方法。关于四电极法中使用的基本的四电极,其中,通电所需的电流施加电极侧一个设为配置在从躯干部突出的四肢部或者头部(例如,作为夹子电极夹住并佩戴在头部的耳部上等)的某一个上,另一个电流施加电极设为配置在躯干腹部上。根据该结构,例如,可作为夹子电极佩戴在耳部,进行与躯干部之间的测定,因此,也能够进行躺着且双手有残疾的被试者的测定(此时,耳夹电极例如也可以是从装置主体通过引线引出的方式)。另外,根据本发明,配置在躯干部上的电极只设为电流施加电极的一个,其他电极、即电压测量电极也可以两个都配置在另一个电流施加电极配置以外的其余的四肢部或者头部上。在此,还能够引入应用了Organ感应法的新感应法。根据该方法,通过使配置在躯干腹部的电流施加电极为单侧,能够大幅地改善对配置在躯干腹部的对电压测量电极侧的限制。
在本发明中,为了简便地测定躯干腹部的内脏脂肪组织以及皮下脂肪组织层信息,而使向躯干部的通电简便。例如,当测定皮下脂肪组织层时,在作为测定对象的躯干腹部上配置另一个电流施加电极,作为用于测量该电极正下方的扩展电阻成分的电压测量电极配置,将一个电压测量电极靠近电流施加电极而配置。另一个电压测量电极根据在与确保不受来自电流施加电极的扩展电阻的影响程度的距离而配置的电压测量电极之间得到的电位差,确保皮下脂肪组织层(厚)的信息。该另一个电压测量电极既可以配置在躯干腹部,也可以通过应用Organ感应法的新感应法,配置在四肢部。
在皮下脂肪组织层测量时的电压测量电极配置中,一个电压测量电极配置在从配置在躯干部的电流施加电极支配性地受到电极正下方的扩展电阻影响的靠近位置上,确保几乎能够忽略另一个电压测量电极的程度的距离来配置电极。两电极既都可以设在脐围周附近上,也可以将一个设在躯干部长度方向。在长度方向的配置时,如果是与测定对象电位位置相同电位,则也可以不在通电区间内。
此外,脐围周上的皮下脂肪组织层厚分布根据部位而存在个体差异,因此,确保各人具有特征的多个部位的测量信息有利于提高皮下脂肪组织量估计精度。将多个与配置在四肢部以及头部的一个电流施加电极对应的配置在躯干部侧的电流施加电极,配置在脐围周附近,配置所需数量的能够测量该电流施加电极正下方的皮下脂肪组织层信息的电压测量电极。
在本发明中,当测定内脏脂肪组织时,将另一个电流施加电极配置在作为测定对象的躯干腹部的除了构成躯干腹部的骨骼肌组织层的通电性差的腱膜部(与骨骼肌组织的结合组织),从而避免来自四肢部以及头部的通电电流在躯干部表面的骨骼肌组织层占支配地位,改善向深层的内脏器组织+内脏脂肪组织的复合组织层的通电电流比率,能够提高内脏脂肪组织的估计灵敏度。
更详细地说明时,在此,1)在从躯干部的突出部(例如,四肢部、头部)上配置通电用电流施加电极的一个,另一个配置在躯干腹部。
2)另一个配置在除了躯干腹部的骨骼肌组织的腱膜部上。
3)最佳腱膜部是左右腹直肌和外腹斜肌的结合区间。
4)通过上肢部以及头部施加电流时,在前述腱膜部内的脐围周附近配置另一个电流施加电极。
5)当通过下肢部施加电流时,在比前述腱膜部内的脐围周靠上肢的靠近大隔膜的附近区域配置另一个电流施加电极。
6)配置在躯干部的电极只是电流施加电极的一个,其他电极、即电压测量电极两个都能够配置在另一个电流施加电极配置以外的其余四肢部或者头部上。在此,也能够导入应用了Organ感应法的新感应法。
并且,当测定内脏脂肪组织时,将另一个电流施加电极配置在作为测定对象的躯干腹部的除了构成躯干腹部的骨骼肌组织层的通电性差的腱膜部(与骨骼肌组织层的结合组织),从而,避免来自四肢部、头部的通电电流在躯干部表面的骨骼肌组织层占支配地位,改善向深层的内脏器组织+内脏脂肪组织的复合组织层的通电电流比率,能够提高内脏脂肪组织的估计灵敏度。更详细地说明时,在此,1)关于电压测量电极,作为确保皮下脂肪组织层和内脏脂肪组织两者的测量信息的感应法,也可以将前述皮下脂肪组织层测量的配置和内脏脂肪组织测量的配置双方的电极配置在躯干部上。
2)关于电压测量电极,测量用的两电极都可以配置在躯干腹部。
3)当通过上肢部以及头部施加电流时,一个电压测量电极与前述电流施加电极一起配置在脐围周附近上,另一个配置在脐围周附近上或者躯干部长度方向的通电区间内。
4)当通过下肢部施加电流时,电压测量电极的一个靠近前述电流施加电极而配置,另一个配置在脐围周附近上或者躯干部长度方向的通电区间内。
5)关于内脏脂肪组织测定时的电压测量电极配置,与配置在躯干部的电流施加电极确保几乎可以忽略电极正下方的扩展电阻影响程度的距离而配置两电压测量电极,当通过上肢部以及头部施加电流时,将一个设在脐围周附近上,将另一个设为躯干部长度方向的通电区间内,另一方面,当通过下肢部施加电流时,将一个配置在比脐围周靠上肢的区域,将另一个配置在躯干部长度方向的通电区间内。
下面参照图46至图53,说明根据本发明的感应法,本发明的感应法用于测定四肢部和躯干部的组合电极配置的脂肪组织、在此特别是内脏脂肪组织。
图46的A至C中表示如下的感应法将通电用的电流施加电极的一个设置在(作为把手电极)手掌上,将另一个电流施加电极设置在躯干腹部内(腱膜上),将其他两个电压测量电极对配置在躯干腹部上。
图46A特别涉及右臂部-躯干腹部通电测量,表示测定内脏脂肪组织的如下的电极配置为了施加电流I1,将电流施加电极对的一个电流施加电极10d(作为把手电极14b)设置在右手的手掌上,作为腹部用的电极在躯干腹部内(腱膜上)设置了另一个电流施加电极10e,并且,为了测量电位差V1、V1’,将电压测量电极对11e、11g和电压测量电极对11f、11g分别配置在躯干腹部上,特别是,电压测量电极11f能够确保离脐围周上的电流施加电极10e超过可回避扩展电阻影响的距离,另外,如果是能够测量同等电位的位置,则配置在哪里都可以。此外,根据电位差V1、电位差V1’中的任一个,都能够得到大致相同的测定结果。
图46的B涉及用于施加电流I2来测量电位差V2、V2’的、左臂部-躯干腹部通电测量,电极配置位置与图46的A左右对称。
图46的C涉及组合了图46的A、B的两臂部-躯干腹部通电测量,表示测定内脏脂肪组织的如下的电极配置为了施加电流I3,将电流施加电极对的一个电流施加电极10d(作为把手电极14b)设置在右手的手掌部,作为腹部用电极在躯干腹部内(腱膜上)设置另一个电流施加电极10e,或者将电流施加电极对的一个电流施加电极10c(作为把手电极14a)设置在左手的手掌部,作为腹部用电极在躯干腹部内(腱膜上)设置另一个电流施加电极10e,并且为了测量电位差V3、V3’,将电压测量电极对11e、11g和电压测量电极对11f、11g分别配置在躯干腹部上。
图47的A至C表示如下的感应法将通电用的电流施加电极的一个(作为脚电极)设置在脚底部,将另一个电流施加电极设置在躯干腹部内(腱膜上),将其他两个电压测量电极对配置在躯干腹部上。
图47的A特别涉及右腿部-躯干腹部通电测量,表示测定内脏脂肪组织的如下的电极配置为了施加电流I4,将电流施加电极对的一个电流施加电极10a(作为脚电极)设置在右脚上脚底部,将另一个电流施加电极10e设置在躯干腹部内(腱膜上),并且,为了测量电位差V4、V4’,将电压测量电极对11f、11g和电压测量电极对11e、11g分别配置在躯干腹部上。
另外,图47的B涉及用于施加电流I5来测量电位差V5、V5’的、左腿部-躯干腹部通电测量,电极的配置位置与图47的A左右对称。
图47的C涉及组合了图47的A、B的两腿部-躯干腹部通电测量,表示测定内脏脂肪组织的如下的电极配置为了施加电流I6,将电流施加电极对的一个电流施加电极10a(作为脚电极)设置在右脚的脚底部,将另一个电流施加电极10e设置在躯干腹部内(腱膜上),或者将电流施加电极对的一个电流施加电极10b(作为脚电极)设置在左脚的脚底部,将另一个电流施加电极10e设置在躯干腹部内(腱膜上),并且,为了测量电位差V6、V6’,将电压测量电极对11e、11g和电压测量电极对11f、11g分别配置在躯干腹部上。
图48的A至C表示如下的感应法在头部耳部上(作为夹住耳垂等的夹子电极)设置通电用的一个电流施加电极,将另一个电流施加电极设置在躯干腹部内(腱膜上),将一个或者多个电压测量电极对配置在躯干腹部上等。
图48的A特别涉及右耳部-躯干腹部通电测量,表示测定内脏脂肪组织的如下的电极配置为了施加电流I7,将电流施加电极对的一个电流施加电极10f(作为夹住耳垂等的夹子电极)设置在右侧的头部耳部上,将另一个电流施加电极10e设置在躯干腹部内(腱膜上),并且,为了测定电位差V7,将电压测量电极对11e、11f分别配置在躯干腹部上。
另外,图48的B涉及用于施加电流I8来测定电位差V8的、左耳部-躯干腹部通电测量,电极的配置位置与图48的A左右对称。
图48的C涉及组合了图48的A、B的、根据Organ感应法的右耳部-躯干腹部通电测量,表示测定内脏脂肪组织的如下电极配置为了施加电流I7,将电流施加电极对的一个电流施加电极10f(作为夹住耳垂等的夹子电极)设置在右侧的头部耳部上,将另一个电流施加电极10e设置在躯干腹部内(腱膜上),并且,为了测定电位差V9、V9’、V9”、V9,将电压测量电极对11e、11d、11c和电压测量电极对11f、11d、11c分别配置在躯干腹部上。
图49的A、B表示如下的感应法将通电用的一个电流施加电极(作为把手电极)设置在手掌部,将另一个电流施加电极设置在躯干腹部内(腱膜上),将两个电压测量电极对的一个(作为把手电极)设置在与电流施加电极左右相对的手掌部,将另一个配置在躯干腹部上。
图49的A特别涉及根据Organ感应法的右臂部-躯干腹部通电测量,表示测定内脏脂肪组织的如下的电极配置为了施加电流I1,将电流施加电极对的一个电流施加电极10d(作为把手电极)设置在右手的手掌部,将另一个电流施加电极10e设置在躯干腹部内(腱膜上),并且,为了测量电位差V10、V10’,将电压测量电极对各自共用的一个电压测量电极11c(作为把手电极)设置在与电流施加电极10d左右相对的手掌部上,将两个电压测量电极对中的另一个电压测量电极11e、11f分别配置在躯干腹部上。
图49的B涉及用于施加电流I2来测量电位差V11、V11’的、根据Organ感应法的左臂部-躯干腹部通电测量,电极的配置位置与图49的A左右对称。
图50的A、B表示如下的感应法将通电用的一个电流施加电极(作为脚电极)设置在脚底部,将另一个电流施加电极设置在躯干腹部内(腱膜上),将两个电压测量电极对的一个(作为脚电极)设置在与电流施加电极左右相对的脚底部,将另一个配置在躯干腹部上。
图50的A特别涉及根据Organ感应法的右腿部-躯干腹部通电测量,表示测定内脏脂肪组织的如下的电极配置为了施加电流I4,将电流施加电极对的一个电流施加电极10a(作为脚电极)设置在右脚的脚底部,将另一个电流施加电极10e设置在躯干腹部内(腱膜上),并且,为了测量电位差V12、V12’,将电压测量电极对各自共用的一个电压测量电极11a(作为脚电极)设置在与电流施加电极10a左右相对的脚底部,将两个电压测量电极对中的另一个电压测量电极11e、11f分别配置在躯干腹部上。
另外,图50的B涉及用于施加电流I5来测量电位差V13、V13’的、根据Organ感应法的左腿部-躯干腹部通电测量,电极的配置位置与图50的A左右对称。
图51的A至E表示如下的感应法将通电用的一个电流施加电极设置在四肢部(以及头部)的某一处,将另一个电流施加电极设置在躯干腹部内(腱膜上),将两个电压测量电极对的一个设置在与四肢电流施加电极左右相对的四肢上,将另一个配置在与没有设置电流施加电极的上下肢相对的双肢的左右某一个上。
图51的A特别涉及根据Organ感应法的右臂部-躯干腹部通电测量,表示测定内脏脂肪组织的如下的电极配置为了施加电流I1,将电流施加电极对的一个电流施加电极10d(作为把手电极)设置在右手的手掌部,将另一个电流施加电极10e(左侧)和10f(右侧)设置在以脐A为中心的左右各侧,并且,为了测量电位差V14,将电压测量电极对各自共用的一个电压测量电极11c(作为把手电极)设置在与电流施加电极10d左右相对的手掌部,将两个电压测量电极对中的另一个电压测量电极11a、11b(作为脚电极)配置在左右脚的脚底部。
另外,图51的B涉及用于施加电流I2来测量电位差V15、V15’的、根据Organ感应法的左臂部-躯干腹部通电测量,电极的配置位置与图51的A左右对称。
图51的C涉及根据Organ感应法的右耳部-躯干腹部通电测量,表示测定内脏脂肪组织的如下的电极配置为了施加电流I7,将电流施加电极对的一个电流施加电极10h(左侧)或者10g(右侧)(作为夹住耳垂等的夹子电极)设置在左右各侧的头部耳部,分别与它们对应地将另一个电流施加电极10f(左侧)或者10c(右侧)设置在躯干腹部内(腱膜上),并且,为了测定电位差V16、16’,将一个电压测量电极对的一个电压测量电极11d设置在右手的手掌部,将另一个电压测量电极11b配置在左脚或者右脚的脚底部,另外,将另一个电压测量电极对的一个电压测量电极11c配置在左手的手掌部,将另一个电压测量电极11a配置在左脚或者右脚的脚底部。
图51的D涉及根据Organ感应法的右腿部-躯干腹部通电测量,表示测定内脏脂肪组织的如下的电极配置为了施加电流I4,将电流施加电极对的一个电流施加电极10a(作为脚电极)设置在右脚的脚底,将另一个电流施加电极10e、10f设置在躯干腹部内(腱膜上),并且,为了测量V17,将电压测量电极对各自共用的一个电压测量电极11a(作为脚电极)设置在左脚的脚底部,将两个电压测量电极对中的另一个电压测量电极11c、11d分别配置在左右手的手掌部。
图51的E涉及用于施加电流I5来测量电位差V18、V18’的、根据Organ感应法的左腿部-躯干腹部通电测量,电极的配置位置与图51的D左右对称。
图52、图53是用与图15等相同的方法表示用于测定内脏脂肪组织的、以上说明的配置方法的具体电极配置例的图。
在图52中,表示测定内脏脂肪组织的如下的电极配置为了施加电流I,在脐A周围的躯干部的右侧腱膜15R上设置电流施加电极对的一个电流施加电极10e,将另一个电流施加电极10c设置在充分远离躯干部的右上肢部侧、例如右臂的手掌部,并且,为了测量电位差V、V’,将电压测量电极对各自共用的一个电压测量电极11c设置在与另一个电流施加电极10c相对的左上肢部侧、例如左臂的手的手掌部,或者可以将一个电压测量电极11e设置在充分远离电流施加电极10e的右侧的腱膜15R上,将另一个电压测量电极11f靠近电流施加电极10e进行配置,并且,将另一个电压测量电极11g分别配置在脐A周围的躯干部的左侧腱膜15L上。
另外,在图53中,表示测定内脏脂肪组织的如下的电极配置为了施加电流I,在躯干部的右侧腱膜15R上设置电流施加电极对的一个电流施加电极10e,将另一个电流施加电极10a设置在充分远离躯干部的右下肢部侧、例如右脚的脚底部,并且,为了测量电位差V,将电压测量电极对各自共用的一个电压测量电极11a设置在与另一个电流施加电极10a相对的左下肢部侧、例如左脚的脚底部,或者将一个电压测量电极11f配置在充分远离电流施加电极10e的脐A周围的右侧的腱膜15R上、或者将另一个电压测量电极11e靠近电流施加电极10e进行配置,也可以进一步设置,为了测量电位差V’,将电压测量电极对的一个电压测量电极11e靠近电流施加电极10e而设置,将另一个电压测量电极11g分别配置在脐A周围的躯干部的左侧腱膜15L上。
进一步参照图54至图59,说明用于测量根据四肢部和躯干部的组合电极配置的脂肪组织、特别是皮下脂肪组织层的感应法。
图54的A至C表示如下的感应法将通电用的一个电流施加电极(夹子电极)设置在手掌部,将另一个电流施加电极设置在躯干腹部内(腱膜上),将其他两个电压测量电极对配置在躯干腹部上。
图54的A特别涉及右臂部-躯干腹部通电测量,表示选择性地测定皮下脂肪组织层、或者皮下脂肪组织层和内脏脂肪组织的如下的电极配置为了施加电流I1a、I1b,将电流施加电极对的一个电流施加电极10d(作为把手电极14b)设置在右手的手掌部,将另一个电流施加电极10e(右侧)、10f(左侧)作为腹部用电极设置在以躯干腹部内(腱膜上)的脐A为中心的左右各侧,并且,为了测量电位差V1、V1’,将电压测量电极对各自共用的一个电压测量电极11e充分远离电流施加电极10e、10f设置在躯干腹部上,将两个电压测量电极对中的另一个电压测量电极11f(右侧)、11g(左侧)分别靠近电流施加电极10e、10f进行配置。
图54的B涉及用于施加电流I2a、I2b来测量电位差V2a、V2a’的、左臂部-躯干腹部通电测量,电极的配置位置与图54的A左右对称。
图54的C涉及两臂部-躯干腹部通电测量,表示选择性地测定皮下脂肪组织层、或者皮下脂肪组织层和内脏脂肪组织的如下的电极配置为了施加电流I3a、I3b,将电流施加电极对的一个电流施加电极10d和10c进行短路布线,并且,将10d(作为把手电极14b)设置在右手的手掌部、且将10c(作为把手电极14a)设置在左手的手掌上,将与此对应的另一个电流施加电极10f作为腹部用电极设置在以躯干腹部内(腱膜上)的脐A为中心的左侧,将与此对应的另一个电流施加电极10e作为腹部用电极设置在以躯干腹部内(腱膜上)的脐A为中心的右侧,并且,为了测量V3b、V3b’,将电压测量电极对各自共用的一个电压测量电极11e充分远离电流施加电极10e、10f而设置在躯干腹部上,将两个电压测量电极对中的另一个电压测量电极11f(右侧)、11g(左侧)分别靠近电流施加电极10e、10f进行配置。
图55表示如下的感应法将通电用的一个电流施加电极(作为脚电极)设置在脚底部,将另一个电流施加电极设置在躯干腹部内(腱膜上),将其他两个电压测量电极对配置在躯干腹部上。
图55特别涉及右腿部-躯干腹部通电测量,表示选择性地测定皮下脂肪组织层、或者皮下脂肪组织层和内脏脂肪组织的电极配置为了施加电流I4a、I4b,将电流施加电极对各自共用的一个电流施加电极10a(作为脚电极)设置在右脚的脚底部,将另一个电流施加电极10e(右侧)、10f(左侧)设置在以躯干腹部内(腱膜上)的脐A为中心的左右各侧,并且,为了测量V4a,将电压测量电极对的一个电压测量电极11e充分远离电流施加电极10e、10f而设置在躯干腹部上,使另一个电压测量电极11f靠近电流施加电极10e而配置在其右侧,另外,为了测量V4b,将电压测量电极对的一个电压测量电极11e充分远离电流施加电极10e、10f而设置在躯干腹部上,使另一个电压测量电极11g靠近电流施加电极10e而配置在其左侧,并且,为了测量V4c,将电压测量电极对的一个电压测量电极11e充分远离电流施加电极10e、10f而设置在躯干腹部上,使另一个电压测量电极11h靠近电流施加电极10f而配置在其右侧,并且,另外为了测量V4d,将电压测量电极对的一个电压测量电极11e充分远离电流施加电极10e、10f而设置在躯干腹部上,使另一个电压测量电极11i靠近电流施加电极10f而配置在其左侧。
图56表示如下的感应法将通电用的一个电流施加电极(作为把手电极)设置在手掌部,将另一个电流施加电极设置在躯干腹部内(腱膜上),将两个电压测量电极对的一个(作为把手电极)设置在与电流施加电极左右相对的手掌部,将另一个配置在躯干腹部上。
图56特别涉及根据Organ感应法的右臂部-躯干腹部通电测量,表示选择性地测定皮下脂肪组织层、或者皮下脂肪组织层和内脏脂肪组织为了施加电流I1,将电流施加电极对的一个电流施加电极10d(作为把手电极)设置在右手的手掌部,将另一个电流施加电极10e设置在躯干腹部内(腱膜上),并且,为了测量电位差V5、V5’,将电压测量电极对各自共用的一个电压测量电极11c(作为把手电极)设置在与电流施加电极10d左右相对的左手的手掌部,使另一个电压测量电极11e、11f靠近电流施加电极10e分别配置在躯干腹部上的其左右各侧。
图57表示如下的感应法将通电用的一个电流施加电极(作为脚电极)设置在脚底部,将另一个电流施加电极设置在躯干腹部内(腱膜上),将两个电压测量电极对的一个(作为脚电极)设置在与电流施加电极左右相对的脚底部,将另一个配置在躯干腹部上。
图57特别涉及根据Organ感应法的右腿部-躯干腹部通电测量,表示选择性地测定皮下脂肪组织层、或者皮下脂肪组织层和内脏脂肪组织的如下的电极配置为了施加电流I4,将电流施加电极对的一个电流施加电极10a(作为脚电极)设置在右脚的脚底部,将另一个电流施加电极10e设置在躯干腹部内(腱膜上),并且,为了测量电位差V6、V6’,将电压测量电极对各自共用的一个电压测量电极11a(作为脚电极)设置在与电流施加电极10a左右相对的脚底部,使另一个电压测量电极11f、11e靠近电流施加电极10e而分别配置在躯干腹部上的其左右各侧。
图58、图59是用与图15等相同的方法表示用于选择性地测定皮下脂肪组织层或者皮下脂肪组织层和内脏脂肪组织的、以上说明的配置方法的具体电极配置例的图。
在图58中,表示选择性地测定皮下脂肪组织层、或者皮下脂肪组织层和内脏脂肪组织的如下的电极配置为了施加电流I,在脐A周围的躯干部的右侧腱膜15R上设置电流施加电极对的一个电流施加电极10e,将另一个电流施加电极10c设置在充分远离躯干部的右上肢部侧、例如右臂的手的手掌部,并且,为了测量电位差V、V’,将电压测量电极对各自共用的一个电压测量电极11c设置在与另一个电流施加电极10c左右相对的左上肢部侧、例如左臂的手的手掌部,或者也可以将一个电压测量电极11e设置在充分远离电流施加电极10e的右侧的腱膜15R上,使另一个电压测量电极11f靠近电流施加电极10e而配置在其右侧,并且,使另一个电压测量电极11g靠近电流施加电极10e而配置在其左侧。
另外,在图59中,表示选择性地测定皮下脂肪组织层、或者皮下脂肪组织层和内脏组织的如下的电极配置为了施加电流I,在躯干部的右侧腱膜15R上设置电流施加电极对的一个电流施加电极10e,将另一个电流施加电极10a设置在充分远离躯干部的右下肢部侧、例如右脚的脚底部,并且,为了测量电位差V、V’,将电压测量电极对各自共用的一个电压测量电极11a设置在与另一个电流施加电极10a左右相对的左下肢部侧、例如左脚的脚底,或者也可以将一个电压测量电极11e配置在充分远离电流施加电极10e的右侧的腱膜15R上,使另一个电压测量电极11f靠近电流施加电极10e而配置在脐A周围的躯干的右侧腱膜15R上,并且,使另一个电压测量电极11g靠近电流施加电极10e而配置在脐A周围的躯干的右侧腱膜15R上。
最后,参照图60所示的主流程图、从图61到图68所示的子流程图,说明图1以及图2所示的本发明的实施例中的躯干内脏脂测定装置的操作以及动作的一例。
在图60所示的主流程图中,首先,当输入部5a中的电源开关(未图示)被接通时,从电力供给部1向电气系统各部提供电力,由显示部5b显示用于输入包含身高等身体特定化信息(身高、体重、性别、年龄等)的画面(步骤S1)。
接着,按照该画面,用户从输入部5a输入身高、体重、性别、年龄等(步骤S2)。此时,关于体重,也可以由体重测定部2测定基于身体重量特定信息(体重)的电压,由运算兼控制部7运算身体重量特定信息(体重)。这些输入值存储在存储部4中。
下面,在步骤S3中进行是否输入四肢长、躯干长、腹围长等形态测量实测值的判断,当输入这些形态测量实测值时,在步骤S4中实施形态测量,从输入部5a输入四肢长(上肢长、下肢长)、躯干长(躯干中部长)、腹围长等的实测值,转移到步骤S6。在步骤S3中,当判断为没有输入形态测量实测值时,转移到步骤S5。这些输入值也被存储在存储部4。同样地,在以下处理中得到的数值信息等存储在存储部4。
在步骤S5中,运算兼控制部7根据存储在存储部4中的身高、体重、性别、年龄等身体特定化信息,进行估计上肢长、下肢长、躯干中部长、腹围长等的形态测量信息估计处理(例如,使用根据人身体信息数据库作成的检量线)。
接着,在步骤S6中,由部位阻抗测定部3进行四肢部、躯干部阻抗测量处理。参照图64以及图67所示的子流程图,在后面叙述该四肢部、躯干部阻抗测量处理。
下面,在步骤S7中,由运算兼控制部7进行体组成信息(体脂肪率等)运算处理。根据该运算处理,使用例如存储在存储部4中的上肢部长度Lu、上肢部的阻抗值Zu、下肢部的长度Ll、下肢部的阻抗值Zl、躯干长Ltm、躯干中部整体的阻抗Ztm,通过下面的运算式求出体脂肪率%Fat。
%Fat=a×Lu2/Zu+b×Ll2/Zl+c×Ltm2/Ztm+d在此,a、b、c、d是常数。
接着,在步骤S8中,由运算兼控制部7进行四肢部骨骼肌量的估计处理。该四肢部骨骼肌组织量的估计处理是如下的处理按照存储在存储部4中的诸多数值以及前述式2,算出下肢部骨骼肌组织量,另外,按照存储在存储部4中的诸多数值以及前述式3,算出上肢部骨骼肌组织量。
接着,在步骤S9中,由运算兼控制部7进行躯干中部骨骼肌组织量的估计处理。该躯干中部骨骼肌组织量的估计处理,根据存储在存储部4中的诸多数值、由步骤S8得到的下肢部骨骼肌组织量以及上肢部骨骼肌组织量、存储在存储部4中的前述式1或者式4或者式5、式5-1、式5-2,算出躯干中部骨骼肌组织量。
接着,在步骤S10中,由运算兼控制部7进行躯干中部骨骼肌组织层阻抗的估计处理。该估计处理使用存储在存储部4中的诸多数值以及在步骤S9中得到的躯干中部骨骼组织量以及前述式19-1、19-2、式20、式21,算出躯干中部骨骼肌组织层阻抗。
在步骤S11中,由运算兼控制部7进行皮下脂肪组织量以及皮下脂肪组织层阻抗的估计处理。对于该步骤S11,参照图61所示的子流程图在后面详细叙述。
在步骤S12中,由运算兼控制部7进行内脏器组织量以及内脏器组织阻抗的估计处理。对于该步骤S12,参照图62所示的子流程图在后面详细叙述。
在步骤S13中,由运算兼控制部7进行内脏脂肪组织阻抗以及内脏脂肪组织量的估计处理。对于该步骤S13,参照图63所示的子流程图在后面详细叙述。
接着,在步骤S14中,由运算兼控制部7进行内脏脂肪/皮下脂肪比的运算处理。该运算处理使用存储在存储部4中的皮下脂肪组织量和内脏脂肪组织量,按照存储在存储部4中的前述式29算出躯干腹部脂肪组织量,按照存储在存储部4中的前述式30算出内脏脂肪/皮下脂肪比。
接着,在步骤S15中,由运算兼控制部7进行内脏脂肪率运算处理。该运算处理根据由前述运算处理算出并存储在存储部4中的体脂肪率%Fat、内脏脂肪组织V、皮下脂肪组织S,由下式算出躯干内脏脂肪率%VFat。
%VFat=%Fat×(V/S)/[(V/S)+1]
接着,在步骤S16中,运算兼控制部7进行如下的显示处理使由如前所述的运算处理求出的内脏脂肪组织信息、体组成信息、如由后述的处理得到的建议指导等,显示在显示部5b上。由此,结束一系列的处理(步骤S17)。
接着,参照图61的子流程图,详细叙述前述步骤S11的皮下脂肪组织量以及皮下脂肪组织层阻抗的估计处理。该估计处理在步骤S18中使用存储在存储部4中的诸多数值以及前述式22-1、式22-2,算出皮下脂肪组织量,在步骤S19中使用存储在存储部4中的诸多数值、皮下脂肪组织量以及前述式23-1、式23-2、式24,算出皮下脂肪组织层阻抗。
接着,参照图62的子流程图,详细叙述前述步骤S12的内脏器组织量以及内脏器组织阻抗的估计处理。该估计处理在步骤S20中使用存储在存储部4中的诸多数值以及前述式13-1、式13-2,算出内脏器组织量,在步骤S21中使用存储在存储部4中的诸多数值以及前述式14-1、式14-2、式15、式16、式17-1、式17-2,算出内脏器组织阻抗。
接着,参照图63的子流程图,详细叙述前述步骤S13的内脏脂肪组织阻抗以及内脏脂肪组织量的估计处理。该估计处理在步骤S22中使用存储在存储部4中的诸多数值以及前述式6至12、式16、式17、式21、式24,算出内脏脂肪组织阻抗,在步骤S23中使用存储在存储部4中的诸多数值、算出的内脏脂肪组织阻抗以及前述式25、式26、式27、式28-1、式28-2,算出内脏脂肪组织量。
接着,参照表示第一实施方式的图64的子流程图,详细叙述步骤S6的四肢部、躯干部阻抗测量处理。在该第一方式中,进行在前项10.(28)以及(29)中说明的“由呼吸引起的变动的影响消除处理”和“基于饮食以及膀胱等中的水分贮留(尿等)的异常值判断处理”。首先,在步骤S24中,运算兼控制部7根据来自输入部5a等的指示,进行躯干腹部(中部)阻抗Ztm的测定数据的各种存储器计数器数以及标志F的初始设定。
接着,在步骤S25中,运算兼控制部7进行是否是测定定时的判断。而且,当判断为是测定定时时,在步骤S26中,运算兼控制部7进行躯干中部阻抗(Ztm)测定电极配置设定处理,进行躯干中部阻抗(Ztmx)测量处理。此时,运算兼控制部7选择参照图3说明的电极配置中的某个。
接着,在步骤S27中,判断F是否为“‘0’”、并且是否为前次测定上肢部,当不是时,转移到步骤S28,运算兼控制部7进行上肢部阻抗(Zu)测定电极配置设定处理,进行上肢部阻抗(Zux)测量处理。而且,由步骤S29设定为F“‘0’”。
在步骤S27中,当判断为F是“‘0’”、并且是前次测定上肢时,在步骤S30中,运算兼控制部7进行下肢部阻抗(Zl)测定电极配置设定处理,进行下肢部阻抗(Zlx)测量处理,在步骤S31中将F设定为“‘1’”。重复这种从步骤S25到步骤S31的动作。
在步骤S25中判断为不是测定定时时,转移到步骤S32,进行测量阻抗(Zx)数据平滑处理(移动平均处理等)。由此,在步骤S33中,进行躯干中部阻抗测量数据呼吸变动校正处理。参照图65的子流程图,在后面叙述该校正处理。
接着,在步骤S34中,运算兼控制部7进行按各部位的测量阻抗的时间序列稳定性确认处理。这通过判断步骤S33的躯干中部阻抗测量数据呼吸变动校正处理后的各值是否收敛在规定次数规定变动以内的值来进行。在步骤S35中,运算兼控制部7进行测定的Zlx、Zux、Ztmx各自是否满足稳定条件的判断。该判断在每个呼吸周期的呼吸中间值进入规定次数规定以内的稳定区域的时候,判断为呼吸中间值确定。在该步骤S35中,当判断为满足了稳定条件时,转移到步骤S36,将确定的中间值的阻抗值作为躯干腹部的阻抗值、将最终稳定条件判断值作为测定值结果值登记到存储部4,结束该测定。在步骤S35中,当判断为不满足稳定条件时,返回到步骤S25重复同样的处理。
接着步骤S36,在步骤S37中,运算兼控制部7进行饮食以及膀胱尿贮留等的异常值判断处理。参照图66的子流程图,在后面叙述该异常值判断处理。
接着,参照图65的子流程图,详细叙述步骤S33的躯干中部阻抗测量数据呼吸变动校正处理。首先,在步骤S38中,根据在步骤S33中处理后的时间序列数据,进行变极点检测处理。在步骤S39中,运算兼控制部7进行是否是变极点的判断。这通过检测前后的微系数或者差分值的极性变化位置的数据来进行。当在步骤S39中判断为是变极点时,进入步骤S40,进行是否为最大值的判断。这是进行最大值和最小值的分开的步骤。当不是最大值时,在步骤S41中由存储在存储部4中的下式进行最小值判断数据移动平均化处理。
minx←([Ztm]minx-1+[Ztm]minx)/2…式50当在步骤S40中判断为最大值时,在步骤S42中由存储在存储部4中的下式进行最大值判断数据移动平均化处理。
maxx←([Ztm]maxx-1+[Ztm]maxx)/2…式51接着,在步骤S43中,进行是否确保了与一个呼吸周期相应的最大值和最小值数据的判断。在步骤S43中,当判断为确保了该数据时,在步骤S44中由存储在存储部4中的下式进行呼吸变动中间值运算处理(最大值和最小值数据的平均值运算)。
Ztmx←([Ztm]maxx+[Ztm]minx)/2…式52此外,在步骤S39中,当判断为不是变极点时返回,在步骤S43中,当判断为没有确保与一个呼吸周期相应的最大值和最小值数据时返回。
接着,参照图66的子流程图,详细叙述步骤S37的根据饮食以及膀胱尿贮留等的异常值判断处理。首先,在步骤S45中,运算兼控制部7由存储在存储部4中的下式进行躯干中部阻抗(Ztm)是否在正常允许范围内的检查。
Mean-3SD≤Ztm≤Mean+3SD在此,作为允许值例,对于26.7±4.8(Mean±SD),考虑26.7±14.4(Mean±3SD)。
在步骤S46中,进行躯干中部阻抗是否在允许范围内的判断。当判断为不是允许范围内时,转移到步骤S47,由运算兼控制部7进行与躯干中部(腹部)状况异常相关的消息报知以及蜂鸣器报知处理,在显示部5b中进行适当的建议显示以及在蜂鸣器报知部15中进行蜂鸣器声音的发生等。作为该建议,例如进行“关于躯干部状况异常,实施排便、排尿等准备处理”的显示、“哔、哔、哔”的声音等的报知。另外,当准备处理后还是相同的判断结果时,使用异常值完成测定,也可以不进行测定的中止。
在步骤S46中,在允许范围内进行判断时,在步骤S48中运算兼控制部7进行与躯干中部(腹部)状况正常相关的消息报知以及蜂鸣器报知处理,在显示部5b中进行适当的建议显示以及在蜂鸣器报知部15中进行蜂鸣器声音的发生等。作为该建议,例如进行“躯干部状况正常”的显示、“哔”的声音等的报知。
接着,参照表示第二实施方式的图67的子流程图,详细叙述步骤S6的四肢部、躯干部阻抗测量处理。在该第二方式中,进行在前项10.(28)以及(30)中说明的“由呼吸引起的变动的影响消除处理”以及“腹部内脏器组织等异常判断处理”。首先,在步骤S49中,运算兼控制部7进行是否为测定定时的判断。而且,当判断为测定定时时,作为躯干部测量的一环,在步骤S50中运算兼控制部7进行躯干中部阻抗(Ztmrr)测定电极配置设定处理(右臂-右腿间通电)(参照图5的(A)),进行躯干中部阻抗(Ztmrrx)测量处理。接着,在步骤S51中,运算兼控制部7进行躯干中部阻抗(Ztmll)测定电极配置设定处理(左臂-左腿间通电)(参照图5的(B)),进行躯干中部阻抗(Ztmllx)测量处理。接着,在步骤S52中,运算兼控制部7进行躯干中部阻抗(Ztmrl)测定电极配置设定处理(右臂-左腿间通电)(参照图5的(C)),进行躯干中部阻抗(Ztmrlx)测量处理。接着,在步骤S53中,运算兼控制部7进行躯干中部阻抗(Ztmlr)测定电极配置设定处理(左臂-右腿间通电)(参照图5的(D)),进行躯干中部阻抗(Ztmlrx)测量处理。运算兼控制部7进行这种测定动作直到得到规定的采样数为止。
当在步骤S49中判断为不是测定定时时,转移到步骤S54,进行测量阻抗(Zx)数据平滑处理(移动平均处理等)(躯干中部Ztmrrx、Ztmllx、Ztmrlx、Ztmlrx)。由此,在步骤S55中,按感应法进行躯干中部阻抗测量数据呼吸变动校正处理。关于每个该感应法中的校正处理,与前面参照图65的子流程图所述的相同,因此不重复说明。
接着,在步骤S56中,运算兼控制部7进行每个感应法的测量阻抗的时间序列稳定性确认处理。这是通过判断步骤S55的每个感应法的躯干中部阻抗测量数据呼吸变动校正处理后的各值是否收敛于规定次数规定变动以内的值来进行。在步骤S57中,运算兼控制部7进行测定的Ztmx各自是否满足稳定条件的判断。该判断在每个呼吸周期的呼吸的中间值进入规定次数规定以内的稳定区域中的时候,判断为呼吸中间值确定。在该步骤S57中,当判断为不满足稳定条件时,返回到步骤S49,重复相同的测定动作以及处理。
在步骤S57中,当判断为满足了稳定条件时,转移到步骤S58,进行躯干腹部内脏器组织等异常判断处理。参照图68的子流程图,在后面叙述该判断处理。
接着,在步骤S59中,运算兼控制部7将躯干中部阻抗测定中的最终稳定条件判断值作为测定结果值存储到存储部4并进行登记(Ztm←Ztmlrx)。在此,从四个躯干部阻抗中采用Ztmlr(左臂-右腿间通电阻抗)。
接着,运算兼控制部7为了测量四肢部,转移到步骤S60,进行是否为测定定时的判断。在此,当判断为是测定定时时,在步骤S61中,运算兼控制部7进行下肢部阻抗(Zl)测定电极配置设定处理,进行下肢部阻抗(Zlx)测量处理,在步骤S62中进行上肢部阻抗(Zu)测定电极配置设定处理,进行上肢部阻抗(Zux)测量处理。而且,运算兼控制部7重复进行这种测定动作。
在步骤S60中,当判断为不是测定定时时,在步骤S63中运算兼控制部7进行测量阻抗(Zx)数据平滑处理(移动平均处理等)(上肢部Zux、下肢部Zlx)。由此,在步骤S64中,运算兼控制部7进行按各部位的测量阻抗的时间序列稳定性确认处理。这通过判断步骤S64的处理后的各值是否收敛于规定次数以上规定变动以内的值来进行。在步骤S65中,运算兼控制部7进行测定的Zlx、Zux各自是否满足稳定条件的判断。该判断在每个呼吸周期的呼吸的中间值进入规定次数规定以内的稳定区域的时候,判断为呼吸中间值确定。在该步骤S65中,当判断为不满足稳定条件时,返回到步骤S60,重复同样的测定动作以及处理。
在步骤S65中,当判断为满足了稳定条件时,在步骤S66中将四肢部阻抗的测定中的最终稳定条件判断值作为测定结果值存储到存储部4并进行登记(Zl←Zlx、Zu←Zux)。
接着,参照图68的子流程图,详细叙述步骤S58的躯干腹部内脏器等异常判断处理。首先,在步骤S67中,运算兼控制部7进行根据各感应法的躯干中部阻抗(Ztm)之间关系是否满足正常平衡条件的检查。如由前项10.(30)、(d)所说明,正常条件是ZtmlrZtmll<ZtmrrZtmrl的关系。
在步骤S68中,当判断为不满足正常条件时,转移到步骤S69,在步骤S70中进行是否满足下式的判断。
ZtmlrZtmll以及ZtmrrZtmrl当判断为不满足该条件时,转移到步骤S71,在步骤S72中进行是否满足下式的判断。
Ztmrl<Ztmrr当不满足该条件时,转移到步骤S73,在步骤S74中进行是否满足下式的判断。
Ztmrl>Ztmrl当不满足该条件时,判断为在躯干中部(腹部)的左上部组织有异常平衡,在步骤S75中运算兼控制部7进行与躯干中部(腹部)状况异常相关的消息报知处理,在显示部5b上进行适当的建议的显示等。作为该建议,例如考虑“躯干部状况左上部异常”等报知。
在步骤S74中,当判断为满足该条件时,判断为在躯干中部(腹部)右下部组织有异常平衡,在步骤S76中,运算兼控制部7进行与躯干中部(腹部)状况异常相关的消息报知处理,在显示部5b上进行适当的建议显示等。作为该建议,例如考虑“躯干部状况右下部异常”等报知。
在步骤S72中,当判断为满足该条件时,判断为躯干中部(腹部)的左下部组织有异常平衡,在步骤S77中,运算兼控制部7进行与躯干中部(腹部)状况异常相关的消息报知处理,在显示部5b上进行适当的建议显示等。作为该建议,例如考虑“躯干部状况左下部异常”等报知。
在步骤S70中,当判断为满足该条件时,判断为在躯干中部(腹部)的右上部组织有异常平衡,在步骤S78中,运算兼控制部7进行与躯干中部(腹部)状况异常相关的消息报知处理,在显示部5b上进行适当的建议显示等。作为该建议,例如考虑“躯干部状况右上部异常”等的报知。
由此,在步骤S79中,运算兼控制部7进行与躯干中部(腹部)状况异常相关的消息报知以及蜂鸣器报知处理。例如,在显示部5b中进行“关于躯干部状况异常,实施排便、排尿等准备处理”等的消息显示以及在蜂鸣器报知部15中进行蜂鸣器声音“哔、哔、哔”的发生等。另外,当准备处理后也成为相同的判断结果时,使用异常值完成测定,也可以使得不进行测定的中止。
在步骤S68中,当判断为满足该条件时,在步骤S80中,运算兼控制部7进行与躯干中部(腹部)状况正常相关的消息报知以及蜂鸣器报知处理,在显示部5b中进行适当的建议显示以及在蜂鸣器报知部15中进行蜂鸣器声音的发生等。作为该建议,例如进行“躯干部状况正常”显示、“哔”声音等的报知。
<皮下脂肪的测定>
接着,参照图69所示的基本流程图和从图70到图72、以及图64、图65所示的子流程图,主要说明用于皮下脂肪组织层测定的动作。
在图69所示的基本流程图中,首先,当显示兼输入部5中的电源开关(未图示)被接通时,从电力供给部1向电气系统各部提供电力,由显示部5b显示用于输入包含身高等身体特定化信息(身高、体重、性别、年龄等)的画面(步骤S81)。
接着,按照该画面,用户从显示兼输入部5输入身高、体重、性别、年龄等(步骤S82)。此时,对于体重,也可以从显示间输入部5输入,但是也可以自动地输入由体重测定部2测定的数据,由运算兼控制部7运算身体重量特定信息(体重)。这些输入值被存储到存储部4。
接着,在步骤S83中进行是否输入躯干部长、腹围长等形态测量实测值的判断,当输入这些形态测量实测值时,在步骤S84中实施形态测量,从显示兼输入部5输入躯干部长、腹围长等实测值,转移到步骤S86。在步骤S83中,当判断为没有输入形态测量实测值时,转移到步骤S85。这些输入值也存储到存储部4。同样地,在以下处理中得到的数值信息等被存储到存储部4。
在步骤S85中,运算兼控制部7根据存储在存储部4中的身高、体重、性别、年龄等身体特定化信息,进行估计躯干(部)长、腹围长的形态测量信息估计处理(例如,使用根据人身体信息数据库作成的检量线)。
接着,在步骤S86中,由阻抗测定部进行躯干部阻抗测量处理。参照图72所示的子流程图,在后面叙述该躯干部阻抗测量处理。
接着,在步骤S87中,由运算兼控制部7进行躯干部骨骼肌组织横截面积量(AMM)的估计处理。该运算处理例如使用存储在存储部4中的身高H、体重W、年龄Age,根据前述式32进行。
接着,在步骤S88中,由运算兼控制部7进行躯干部骨骼肌组织层阻抗(ZMM)的估计处理。该ZMM使用存储在存储部4中的身高H和在步骤S87中求出的AMM,根据前述式33进行。
接着,在步骤S89中,由运算兼控制部7进行皮下脂肪组织量(AFS)的估计处理。能够由前述的式45算出该估计处理。
在步骤S90中,由运算兼控制部7进行内脏器组织量(AVM)以及内脏器组织阻抗(ZVM)的估计处理。参照图70所示的子流程图,在后面叙述该步骤S90。
在步骤S91中,由运算兼控制部7进行内脏脂肪组织阻抗(ZFV)以及内脏脂肪组织量(AFV)的估计处理。参照图71所示的子流程图,在后面详细叙述该步骤S91。
接着,在步骤S92中,由运算兼控制部7进行内脏脂肪/皮下脂肪比(V/S)的运算处理。按照存储在存储部4中的前述式42进行该处理。
接着,在步骤S93中,由运算兼控制部7进行体格指数(BMI)的运算处理。该运算处理能够根据存储在存储部4中的体重W和身高H,用下式进行计算。
BMI=W/H2…式53并且,在步骤S94中,由运算兼控制部7进行躯干部体脂肪率(%Fatt)的运算处理。该运算处理根据存储在存储部4中的皮下脂肪组织量(AFS)、内脏脂肪组织量(AFV)、躯干部骨骼肌组织横截面积量(AMM)、以及内脏器组织量(AVM),用下式进行计算。
%Fatt=(AFS+AFV)/[(AFS+AFV)+AMM+AVM]×100…式54接着,在步骤S95中,由运算兼控制部7进行内脏脂肪率(%VFat)的运算处理。根据由前述运算处理算出并存储在存储部4中的躯干部体脂肪率(%Fatt)、内脏脂肪/皮下脂肪比(V/S),由下式进行该处理。
%VFat=%Fatt×(V/S)/[(V/S)+1]最后,在步骤S96中,运算兼控制部7进行如下的显示处理使由如前所述的运算处理求出的内脏脂肪组织信息(AFV、%VFat)、体组成信息(%Fatt、AMM、AFS、AVM)、体格指数(BMI)、通过后述的处理得到的建议指导等显示在显示部5b上。由此,结束一系列的处理(步骤S97)。
接着,参照图70的子流程图,详细叙述前述步骤S90的内脏器组织量(AVM)以及内脏器组织阻抗(ZVM)的估计处理。该估计处理,在步骤S98中使用存储在存储部4中的诸多数值以及前述式40算出内脏器组织量(AVM),在步骤S99中使用存储在存储部4中的诸多数值以及前述式41执行。
接着,参照图71的子流程图,详细叙述前述步骤S91的内脏脂肪组织阻抗(ZFV)以及内脏脂肪组织量(AFV)的估计处理。该估计处理,在步骤S100中使用存储在存储部4中的诸多数值以及前述的式36算出内脏脂肪组织阻抗(ZFV),在步骤S101中使用存储在存储部4中的身高H以及算出的内脏脂肪组织阻抗(ZFV)以及前述式39,算出内脏脂肪组织量(AFV)。
接着,参照表示第一实施方式的图72的子流程图,详细叙述步骤S86的躯干部阻抗测量处理。在该第一个式中,进行在前项10.(28)以及(29)中说明的“由呼吸引起的变动的影响消除处理”以及“基于饮食以及膀胱等中的水分贮留(尿等)的异常值判断处理”。首先,在步骤S102中,运算兼控制部7根据来自显示兼输入部5的指示,进行计数器等初始设定躯干部的阻抗Ztm的测定数据采样数的初始设定。
接着,在步骤S103中,运算兼控制部7进行是否为测定定时的判断。而且,当判断为是测定定时时,在步骤S104中,运算兼控制部7进行躯干部阻抗(Ztm)测定电极配置设定处理,进行躯干部阻抗(Ztmx)测量处理。并且,在步骤S105中,进行皮下脂肪组织层阻抗(ZFS)测定电极配置设定处理和皮下脂肪组织层阻抗(ZFSx)测量处理,返回到步骤S103。
另一方面,当在步骤S103中判断为不是测定定时时,转移到步骤S106,对躯干部阻抗(Ztmx)和皮下脂肪组织层阻抗(ZFSx),进行测量阻抗(Zx)数据平滑处理(移动平均处理等)、即Zx=(Zx-1+Zx)/2。然后,在步骤S107中,进行躯干部阻抗测量数据呼吸变动校正处理。关于该校正处理,与图65中说明的相同。此外,皮下脂肪组织层阻抗(ZFSx)难以受到呼吸变动的影响,因此,不像躯干部阻抗那样进行校正处理。
接着,在步骤S108中,运算兼控制部7进行按各部位的测量阻抗的时间序列稳定性确认处理。这是通过判断步骤S107的躯干部阻抗测量数据呼吸变动校正处理后的各值是否收敛于规定次数规定变动以内的值而进行的。在步骤S109中,运算兼控制部7判断测定的Ztmx和ZFSx是否满足稳定条件。该判断在每个呼吸周期的呼吸的中间值进入规定次数规定以内的稳定区域的时候,判断为是呼吸中间值确定。在该步骤S109中,当判断为满足了稳定条件时,转移到步骤S110,将确定的中间值的阻抗值作为躯干部的阻抗值、皮下脂肪组织层阻抗值、将最终稳定条件判断值作为测定值结果值登记到存储部4中。另一方面,在步骤S109中,当判断为不满足稳定条件时,返回到步骤S103重复同样的处理。
接着步骤S110,在步骤S111中,运算兼控制部7进行根据饮食以及膀胱尿贮留的异常值判断处理,并且,在步骤S112中使用报知器蜂鸣器15(参照图2)等,由蜂鸣器等报知测定的完成,完成测定。此外,步骤S111的异常值判断处理如图68的子流程图所示。
<利用了腱膜的内脏脂肪组织等的测定>
最后,说明用于测定利用了腱膜的内脏脂肪组织等的动作。该动作与图69至图72说明的动作大致相同。因而,在此只说明它们的不同点。
首先,在该实施例中,按照图73所示的子流程图进行步骤S89中的皮下脂肪组织量(AFS)估计处理。如图73所示,在步骤S113中,该估计处理使用存储在存储部4中的诸多数值以及前述的式22-1、22-2来进行。
另外,在该实施例中,不进行步骤S105的测量处理、即与皮下脂肪组织层阻抗相关的处理,与此关联,不进行与步骤S103、S107、S109、S110中的皮下脂肪组织层阻抗关联的处理。
关于其他点,可以认为与图69至图72说明的相同。
根据本发明第二特征的实施例下面说明基于如前所述的本发明测定原理的用于测定躯干部内脏脂肪组织、以及/或者躯干部皮下脂肪组织的本发明躯干部内脏/皮下脂肪测定方法及装置的第二特征的实施例。
图74是表示本发明的躯干部内脏/皮下脂肪测定装置的一个实施例的外观的概要透视图,图75是用于说明使用图74的装置测定躯干部内脏脂肪组织以及皮下脂肪组织层时的使用方式的概要图。图76是表示作为能够代替图74的实施例装置中的腹部接触电极部的其他实施方式的腹部接触电极部的概要图,图77是用于说明图76的腹部接触电极部的使用方式的概要图。图78是表示图74的装置(还包含设为图76的腹部接触电极的情况)结构的框图。
如这些从图74到图78所示,本实施例的躯干部内脏/皮下脂肪测定装置201主要由主体部202、体重测定部203、腹部接触电极部204或者204A构成。体重测定部203通过电缆205连接在主体部202上,腹部接触电极部204或者204A通过电缆206连接在主体部202上。如图78明确所示,主体部202中主要具备电力供给部221、运算兼控制部222、部位阻抗测定部223、存储部224、显示兼输入部225、蜂鸣器报知部226、打印部227。
部位阻抗测定部223主要具备电流供给部331、电流施加电极切换部332、电压测量电极转换部333、电压测定部334。如图74明确所示,显示兼输入部225在主体部202的前面侧提供有由各种操作键等构成的输入部225a、由液晶显示面板等构成的显示部225b。另外,在主体部202的前面侧还提供有蜂鸣器报知部226。电流供给部201向本装置的电气系统各部提供电力。
如图74所示,体重测定部202如公知的体重计那样,具备内置了重量检测部、放大部以及AD变换部的载台231,测定基于身体重量特定信息(体重)的电压。并且,另外在载台231的上面设置有左脚用电流施加电极210a以及右脚用电流施加电极210b、左脚用电压测量电极211a以及右脚用电压测量电极211b。
如图74明确所示,腹部接触电极部204具备腹部接触板241、在该腹部接触板241的前面侧的左右设置的左手用把手242以及右手用把手243。在腹部接触板241的后面侧设置有210e、210f以及210g、和配置在靠近这些各电流施加电极的位置上的三个电压测量电极211e、211f以及211g。另外,在左手用把手242中设置有左手用电流施加电极210c、左手用电压测量电极211c,在右手用把手243中设置有右手用电流施加电极210d、右手用电压测量电极211d。此外,设置在左手用把手242以及右手用把手243上的电极,也可以是兼用作电流施加电极以及电压测量电极的单一电极。
如图76明确所示,腹部接触电极部204A具备有腹部接触中央板241A、腹部接触左板241B和腹部接触右板241C,腹部接触左板241B以及腹部接触右板241C相对于腹部接触中央板241的侧缘,通过具有挠性的适当的接合材料铰链连接。由此,腹部接触中央板241A、腹部接触左板241B以及腹部接触右板241C紧贴在腹部,配置在那里的电极紧贴在腹部表面。腹部接触左板241B的前面侧的左侧缘附近设置有左手用把手242A,腹部接触右板241C的前面侧的右侧缘附近设置有右手用把手243A。
腹部接触左板241B的后面侧例如设置有两个电流施加电极210h、210i、和配置在靠近这些各电流施加电极的位置上的两个电压测量电极211h、211i。另外,在腹部接触中央左板241A的后面侧例如设置有两个电流施加电极210j、210k、和配置在靠近这些各电流施加电极的位置上的两个电压测量电极211j、211k。并且,另外在腹部接触右板241C的后面侧例如设置有两个电流施加电极210l、210m、和配置在靠近这些各电流施加电极的位置上的两个电压测量电极211l、211m。在左手用把手242A上设置有左手用电流施加电极210c和左手用电压测量电极211c,在右手用把手243A上设置有右手用电流施加电极210d和右手用电压测量电极211d。此外,设置在左手用把手242A以及右手用把手243A上的电极,也可以是兼用作电流施加电极以及电压测量电极的单一电极。
如图77明确所示,腹部接触中央板241A的前面侧设置有由各种操作键等构成的输入部225a、以及显示部225b。此时,代替在图74的实施例中设置的主体部202,也可以将该腹部接触中央板241A作为主体部构成。另外,也可以不将这些输入部以及显示部配置在前面侧,而是配置在后面侧。并且,也能够省略载台231,只由图77构成。
关于如前所述配置在各板的后面侧的电流施加电极以及电压测量电极的数量、位置关系、形状,不限定于图示的例子,在后述的皮下脂肪组织厚的测量中,重要的是选择对于容易得到如下信息的最佳数量、位置关系以及形状。
(a)皮下脂肪组织厚测量部位,作为皮下脂肪组织沉积最大的部位,使用脐围周上的脐旁、肩胛骨下部和髂骨棱上缘部(侧腹部)的某个或者全部信息。
(b)皮下脂肪组织厚测量部位,作为皮下脂肪组织沉积最薄的部位,使用脐围周上的脐凹部、脊骨部和腱膜部(腹直肌和外腹斜肌间的结合腱部)的某个或者全部的信息。特别是使用个体差大的腱膜部(腹直肌和外腹斜肌之间的结合腱部)的信息。
(c)皮下脂肪组织厚测量部位,使用前述皮下脂肪组织沉积最大的部位候补部和最薄的部位组合信息。
(d)皮下脂肪组织分布是脐围周处的横截面积关于连接脐和脊骨的直线左右线对称。因而,只要测量左右某一个的皮下脂肪组织分布信息即可。
(e)由于在脐旁和肩胛骨下部间皮下脂肪组织厚的部位间分布的关联性很好地一致,因此能够由某个信息代用。
(f)因此,用脐旁、腱膜部和髂骨棱上缘部(侧腹部)的腹前侧部区间的三点,能够进行可靠性高的估计。
(g)该皮下脂肪组织厚测量使用配置在躯干腹部的电流施加电极正下方的电位差或者阻抗信息。
运算兼控制部222根据身体重量特定信息(体重)、各种部位阻抗(上肢阻抗、下肢部阻抗、躯干部阻抗等)、从式1到式54等,运算躯干中部骨骼肌组织量、下肢部骨骼肌组织量、上肢部骨骼肌组织量、内脏器组织量、皮下脂肪组织量、内脏脂肪组织量、躯干腹部脂肪组织量、腹部脂肪组织量、躯干腹部内脏脂肪/皮下脂肪比等,或进行由呼吸引起的变动的影响消除处理、内脏器组织异常判断等的处理,或进行其他各种输入输出、测定、运算等。
部位阻抗测定部223如公知的生物体阻抗测定装置(例如,体脂肪计、体组成计等)那样,具备电流供给部331、电流施加电极转换部332、电压测量电极转换部333以及电压测定部334,在运算兼控制部222的控制下,通过电流施加电极转换部332以及电压测量电极转换部333,适当切换使用如前所述的电流施加电极210a~210m、电压测量电极211a~211m,从而能够由电位差测定部334测定基于各种身体部位间的生物体阻抗(各种部位阻抗)的电位差。
存储部224存储身高、四肢长、躯干部长、躯干中部等身体特定信息、式1~式54等。另外,存储部204还存储用于如后所述的健康指导建议的合适的消息等。
显示兼输入部225由输入部225a和显示部225b成为一体的触摸面板式的液晶显示器构成,输入包含身高的身体特定化信息,另外,显示各种结果、建议信息等。蜂鸣器报知部226根据测定结果等发出警报等。打印部227打印由显示部225b显示的各种结果、建议信息等。
此外,根据本发明的装置并不限于图74或者图76所示的结构例,能够获取各种结构以及形状。例如,在图74的实施例中,将主体部202和体重测定部203分开设置,但是也可以使主体部202和体重测定部203构成为一体。
接着,特别参照图75以及图77,说明图74以及图76的实施例的使用形态。首先,说明图74的实施例使用形态,如图75所示,要测定体脂肪组织的用户分别用左手和右手抓住腹部接触电极部204的左手用把手242和右手用把手243,站在体重测定部203的载台231上,使腹部接触电极部204的腹部接触板241的后面侧接触在腹部的规定位置上。用户在站到载台231之前,或者站上去后,能够操作主体部202的输入部225a来输入规定的身体特定化信息,或进行与显示在显示部225b的各种指示相应的操作。
在该状态下,用户的左手和右手能够分别接触到左手电流施加电极210c和左手电压测量电极211c、以及右手电流施加电极210d和右手电压测量电极211d。另外,用户的左脚部右脚部的脚底能够分别接触到左脚电流施加电极210a和左脚电压测量电极211a、以及右脚电流施加电极210b和右脚电压测量电极211b。并且,用户的腹部的规定地方能够与设置在腹部接触电极部204上的从电流施加电极210e到210g中的规定的电流施加电极以及从电压测量电极211e到211g中的规定的电压测量电极接触。
同样地,当使用图76的实施例的腹部接触电极部204A时,如图77所示,想测定体脂肪组织的用户用左手以及右手分别抓住腹部接触电极部204A的左手用把手242A以及右手用把手243A,站在体重测定部203的载台231上,使腹部接触电极部204A的腹部接触中央板241A、腹部接触左板241B以及腹部接触右板241C的后面侧接触在腹部的规定位置上。在该状态下,用户的左手和右手能够分别接触到左手电流施加电极210c和左手电压测量电极211c、以及右手电流施加电极210d和右手电压测量电极211d。另外,用户的左脚和右脚的脚底能够分别接触到左脚电流施加电极210a和左脚电压测量电极211a、以及右脚电流施加电极210b和右脚电压测量电极211b。并且,用户的腹部的规定地方能够与设置在腹部接触电极部204A上的从电流施加电极210h到210m中的规定的电流施加电极以及从电压测量电极211h到211m中的规定的电压测量电极接触。
这些电流施加电极210a到210m和电压测量电极211a到211m,也可以对SUS材料以及树脂材料表面进行金属镀膜处理等来实现。通过在金属电极表面上涂敷保湿性高分子膜,在测定前喷上水分或浸水来使用该类型的电极。通过浸水,能够确保与皮肤的电接触的稳定性。另外,没有特别图示,但是也可以使用粘着性贴付类型的电极。这是将可更换的粘着垫贴付在各电极的基础电极面上来确保与皮肤的接触稳定性的类型。该类型例如具有在低频治疗器、心电图电极等中经常使用,测定后取下废弃的一次性方式;只在垫表面被污染而密接性降低或水分蒸发时进行废弃更换,废弃之前的期间用护板等保管的方式。
关于根据本发明第二特征的实施例,也适用与前面关于图5~图14的说明相同的说明。
并且,参照图79到图84,说明用于测量基于四肢部和躯干部组合电极配置的脂肪组织、在此特别是皮下脂肪组织层的感应法。图79到图84表示如下的感应法将通电用的一个电流施加电极(把手电极)设置在手掌上,将另一个电流施加电极设置在躯干腹部内(腱膜上),将其他两个电压测量电极对配置在躯干腹部上。
图79到图81表示如下的新感应法在手掌上设置通电用的一个电流施加电极作为把手电极,将另一个电流施加电极设置在躯干腹部内(腱膜上),将其他两个电压测量电极也配置在躯干腹部上;图79涉及右臂-躯干腹部通电测量,图80涉及左臂-躯干腹部通电测量,图81涉及两臂-躯干腹部通电测量。在图79的右臂-躯干腹部通电测量中,将一个电压测量电极靠近在躯干腹部的脐围周附近配置的电流施加电极(骨骼肌组织层上的一方有利)进行配置,另一个可以配置在如果确保距脐围周上的电流施加电极超过能够避免扩展电阻影响的距离,就能够测量同等电位的任何位置上任何地方。该考虑方法也同样适用于图80以下所示的新感应法的电极配置。
图82示出了与新感应法中的右脚-躯干腹部通电测量相关的图,其中,该新感应法将通电用的电流施加电极的一个作为脚电极设置在脚底上,将另一个电流施加电极设置在躯干腹部内(腱膜上),其他两个电压测量电极也配置在躯干腹部上。此外,虽然没有图示,但是根据与图82所示的电极配置相同的考虑方法,还有左脚-躯干腹部通电测量、两脚-躯干腹部通电测量的电极配置。另外,虽然没有图示,但是还有根据相同的考虑方法,在头部耳部上(作为夹住耳垂等的夹子电极)设置通电用的一个电流施加电极、将另一个电流施加电极设置在躯干腹部内(腱膜上)进行配置的新感应法,在该新感应法中,考虑根据右耳-躯干腹部通电测量、左耳-躯干腹部通电测量、器官(Organ)感应法的右耳-躯干腹部通电测量等。
图83示出了新感应法中的根据器官感应法的右臂-躯干腹部通电测量相关的图,其中该新感应法将通电用的一个电流施加电极设置在手掌上,将另一个电流施加电极设置在躯干腹部内(腱膜上),将两个电压测量电极的一个作为把手电极设置在与电流施加电极左右相对的手掌上,将另一个配置在躯干腹部上。在该新感应法中,虽然没有图示,但是还可考虑根据相同考虑方法的器官感应法的左臂-躯干腹部通电测量等。
图84示出了与新感应法中的根据器官感应法的右脚-躯干腹部通电测量相关的图,其中,该新感应法在脚底作为脚电极设置通电用的一个电流施加电极,将另一个电流施加电极设置在躯干腹部内(腱膜上),将两个电压测量电极的一个作为脚电极设置在与电流施加电极左右相对的脚底,将另一个配置在躯干腹部上。在该新感应法中,虽然没有图示,但是还可考虑根据相同考虑方法的器官感应法的左脚-躯干腹部通电测量等。
图85是通过使用参照图79到图84说明的新感应法,表示针对根据本发明用于得到皮下脂肪组织层信息的最佳皮下脂肪组织测量部位的电极配置例的概要图。该图85的电极配置例是用于测量作为本发明中的皮下脂肪组织厚测量部位从前述(a)项到(g)项所述中(f)项所述的最佳的三点部位、即“脐旁、腱膜部和髂骨棱上缘部(侧腹部)的腹前侧部区间的三点”中的皮下脂肪组织层厚的电极配置例。在图85所示的电极配置中,电流施加电极210B1配置于靠近腹部216的脐A的脐旁,电流施加电极210B2配置于腱膜215,电流施加电极210B3配置于侧腹部,与这些电流施加电极成对的另一个电流施加电极210A1配置在四肢部的某个上。另一方面,如前参照图15所述,电压测量电极341、342以及343分别靠近电流施加电极正下方的扩展电阻影响占支配地位的位置、即电流施加电极210B1、210B2以及210B3进行配置。与此相对,另一个电压测量电极361配置在四肢部的某个(与四肢部电流施加电极不同的位置)上。通过由电流施加电极210A1和电流施加电极210B1施加的电流I1产生的、在电压测量电极361和电压测量电极341之间产生的电位差V1的电位差测量值,与脐旁的皮下脂肪组织层部的阻抗ZFS1值成比例,另外,与脐旁的皮下脂肪组织层的厚度LFS1成比例。同样地,通过由电流施加电极210A1和电流施加电极210B2施加的电流I2产生的、在电压测量电极361和电压测量电极342之间产生的电位差V2的电位差测量值,与腱膜部中的皮下脂肪组织层部的阻抗ZFS2成比例,另外,与腱膜部中的皮下脂肪组织层的厚度LFS2成比例。另外,同样地,通过由电流施加电极210A1和电流施加电极210B3施加的电流I3产生的、在电压测量电极361和电压测量电极343之间产生的电位差V3的电位差测量值,与侧腹部中的皮下脂肪组织层部的阻抗ZFS3成比例,还与腱膜部中的皮下脂肪组织层的厚度LFS3成比例。
以本发明前述实施例的装置来说,作为图85的电极配置例中的电流施加电极210A1,在设置在体重测定部203的载台231上面的电流施加电极210a、210b以及设置在腹部接触电极部204的左手用把手242以及右手用把手243上的电流施加电极210c、210d之中,使用在运算兼控制部222的控制下由电流施加电极转换部332转换选择的电极。下面同样,作为图85的电极配置例中的电流施加电极210B1、210B2、210B3,在设置在腹部接触电极部204、204A上的电流施加电极210e~210m之中,使用在运算兼控制部222的控制下由电流施加电极转换部332转换选择的电极。此时,根据本发明装置的具体方式,用户需要按照显示在主体部202的显示部225b等上的指示,变更腹部接触电极部204、204A的与腹部的接触位置,使规定的电流施加电极接触在腹部的最佳位置上。作为图85的电极配置例中的电压测量电极361,在设置在体重测定部203的载台231上面的电压测量电极211a、211b以及设置在腹部接触电极部204的左手用把手242以及右手用把手243上的电压测量电极211c、211d之中,使用在运算兼控制部222的控制下由电压测量电极转换部333转换选择的电极。另外,作为图85的电极配置例中的电压测量电极341、342、343,在设置在腹部接触电极204、204A上的电压测量电极211e~211m之中,使用在运算兼控制部222的控制下由电压测量电极转换部333转换选择的电极。此时,根据本发明装置的具体方式,用户需要按照显示在主体部202的显示部225b等上的指示,变更腹部接触电极部204、204A的与腹部的接触位置,使规定的电压测量电极接触在腹部的最佳位置上。
下面参照与图86所示的基本流程图关联的子流程图,说明图74到图78所示的本发明实施例中的躯干部内脏/皮下脂肪测定装置(躯干部皮下脂肪测定装置)的操作以及动作。
图86所示的基本流程图虽然步骤编号以及参照编号等不同,但是实质上与图69所示的基本流程图相同。因而,在该基本流程图中,也进行与图69的基本流程图所说明的处理相同的处理。
另外,关于步骤SA9,首先代替前述的式24,由下式算出皮下脂肪组织层阻抗ZFS。
ZFS=aa1×ZFS1+bb1×ZFS2+cc1×ZFS3+dd1…式49在此,aa1、bb1、cc1、dd1是常数,根据男女提供不同的值。
而且,根据前述的式45,算出皮下脂肪组织量AFS。
对于步骤SA10的内脏器组织量(AVM)以及内脏器组织阻抗(ZVM)的估计处理,进行与图70的子流程图所说明的处理相同的处理。
对于步骤SA11的内脏脂肪组织阻抗(ZFV)以及内脏脂肪组织量(AFV)的估计处理,进行与图71的子流程图所说明的处理相同的处理。
下面参照表示第一实施方式的图87的子流程图,详细叙述步骤SA6的躯干部阻抗测量处理。在该第一方式中,进行在前项10.(28)以及(29)中说明的“由呼吸引起的变动的影响消除处理”以及“基于饮食以及膀胱等中的水分贮留(尿等)的异常值判断处理”。首先,在步骤SA22中,运算兼控制部222根据来自输入部225a的指示,进行计数器等的初始设定躯干部的阻抗Ztm的测定数据的采样数的初始设定。
接着,在步骤SA23中,运算兼控制部222进行是否为测定定时的判断。而且,当判断为是测定定时时,在步骤SA24中运算兼控制部222进行躯干部阻抗(Ztm)测定电极配置设定处理,进行躯干部阻抗(Ztmx)测量处理。并且,在步骤SA25中,进行皮下脂肪组织层部阻抗(ZFS1)测定电极配置设定处理和皮下脂肪组织层部阻抗(ZFS1x)测量处理(脐旁部)。另外,在步骤SA26中,进行皮下脂肪组织层部阻抗(ZFS2)测定电极配置设定处理和皮下脂肪组织层部阻抗(ZFS2x)测量处理(腱膜部)。并且,另外在步骤SA27中,进行皮下脂肪组织层部阻抗(ZFS3)测定电极配置设定处理和皮下脂肪组织层部阻抗(ZFS3x)测量处理(侧腱膜部),返回到步骤SA23。
另一方面,当在步骤SA23中判断为不是测定定时时,转移到步骤SA28,对躯干部阻抗(Ztmx)和皮下脂肪组织层部阻抗(ZFS1-3x),进行测量阻抗(Zx)数据平滑处理(移动平均处理等)、即Zx=(Zx-1+Zx)/2。由此,在步骤SA29中,进行躯干部阻抗测量数据呼吸变动校正处理。在后面叙述该校正处理。此外,皮下脂肪组织层部阻抗(ZFS1-3x)由于难以受到呼吸变动的影响,因此不像躯干部阻抗那样进行校正处理。
接着,在步骤SA30中运算兼控制部222进行按各部位的测量阻抗的时间序列稳定性确认处理。这通过判断步骤SA29的躯干部阻抗测量数据呼吸变动校正处理后的各值是否收敛于规定次数规定变动以内的值来进行。在步骤SA31中,运算兼控制部222进行测定的Ztmx和ZFS1-3x是否满足稳定条件的判断。该判断是如下在每个呼吸周期的呼吸的中间值进入规定次数规定以内的稳定域的时候,判断为呼吸中间值确定。在该步骤SA31中,当判断为满足了稳定条件时,转移到步骤SA32,将确定的中间值的阻抗值作为躯干部的阻抗值、皮下脂肪组织层部阻抗值,将最终稳定条件判断值作为测定值结果值登记在存储部224。即,将满足了稳定条件的Ztmx作为Ztm进行登记,将满足了稳定条件的ZFS1x作为ZFS1进行登记,将满足了稳定条件的ZFS2x作为ZFS2进行登记,将满足了稳定条件的ZFS3x作为ZFS3进行登记。另一方面,在步骤SA31中,当判断为没有满足稳定条件时,返回到步骤SA23重复相同的处理。
接着步骤SA32,在步骤SA33中,运算兼控制部222进行根据饮食以及膀胱尿贮留等的异常值判断处理,并且,在步骤SA34中,使用报知器蜂鸣器226(参照图78)等,由蜂鸣器等报知测定的完成,完成测定。
对于步骤SA29的躯干部阻抗测量数据呼吸变动校正处理,进行与图65的子流程图所说明的处理相同的处理。
对于步骤SA33的基于饮食膀胱尿贮留等的异常值判断处理,进行与图66的子流程图所说明的处理相同的处理。
根据本发明第三特征的实施例下面说明基于如前所述的本发明测定原理的、本发明的躯干部内脏/皮下脂肪测定方法以及装置的根据第三特征的实施例。
图88是表示本发明的躯干部内脏/皮下脂肪测定装置的第一实施例的外观的概要透视图,图89是用于说明图88的躯干部内脏/皮下脂肪测定装置的使用方式的概要图。图90~图92是表示图88的主体部411的主要结构和本发明中的电极结构的框图。本发明如图90所示,采用共用电极C、电流施加电极413以及电压测量电极414这三电极法。但是,如后所述,通过设置电流施加电极选择部420a以及电压测量电极选择部420b,还可以使用如图91以及图92那样的电极结构。
在图91的电极结构中,设置有两个电流施加电极413a、413b和两个电压测量电极414a、414b。这些电极,如图88所示,例如作为把手电极使用。另外,在图92的电极结构中,设置有多个电流施加电极413a~413n和多个电压测量电极414a~414n。这些电极作为配置在四肢上的把手电极以及脚电极、或者配置在躯干腹部的电极使用,根据使用方式选择这些多个电极中的适当电极组合。
本发明的躯干部内脏/皮下脂肪测定装置由主体部411、左右把手部530以及540构成。把手部530以及540和主体部411,为了能够紧贴在躯干腹部上,通过具有挠性的接合材料连接。把手部530、540如图89所示,各手持把手,将它们接触在被试者的测定部位、例如腹部上而使用。在左右把手上分别设置有把手电极。左手用把手电极含有电流施加电极413a和电压测量电极414a,右手用把手电极含有电流施加电极413b和电压测量电极414b。
主体部411的前面设置有具有操作部451和显示部452的操作显示面板405、报知器蜂鸣器422等,从图90~图92可知,在其内部例如设置有运算兼控制部421、电源部418、存储部404、阻抗测定部406。如图88所示,在把手部530以及540的后面即接触在腹部的面上,设置有一个共用电极C、多个躯干腹部用的电流施加电极413e、413f、413g、以及多个躯干腹部用的电压测量电极414e、414f、414g。电流施加电极413(即413a~413n)是用于在被试者的测定部位施加电流的电极,电压测量电极414(即414a~414n)是用于测量被试者的测定部位中的电位差的电极。
在图88所示的实施例中,共用电极C设置在左把手部530上,也可以设置在右把手部540上。另外,电流施加电极413e、413f、413g以及电压测量电极414e、414f、414g只要设置在与共用电极C相对的侧,也可以设置在与图示相反侧的左把手部530上。并且,电流施加电极以及电压测量电极不仅可以设置在左右把手部530、540上,如图所示,其一部分也可以设置在主体部的后面侧上。另外,如果电极没有设置在后面侧,则主体部也可以具有能够进行里外翻转的可动性。即,显示部面板405不是配置在主体部的前面侧,可以配置在后面侧。
操作部451可用于包含身高、体重等的身体特定信息的输入等,操作显示面板405通过显示部452显示各种结果、建议信息等。该操作显示面板405也可以形成为操作部451和显示部452成为一体的触摸面板式的液晶显示器。
运算兼控制部421根据从操作部451输入的身体特定化信息(身高、体重等)、测量的阻抗以及前述的式子,运算躯干部骨骼肌组织横截面积量、躯干部骨骼肌组织层阻抗、内脏脂肪组织阻抗、内脏脂肪组织量、内脏器组织量、内脏器组织阻抗、皮下脂肪组织量、躯干部内脏脂肪/皮下脂肪比等,或进行由呼吸引起的变动的影响消除处理、内脏器组织异常判断等处理,或进行其他各种输入输出、测定、运算等。
电源部418向本装置的电气系统各部提供电力。存储部404除了存储身高、体重、躯干长、腹周围长等身体特定信息、前述的式子等之外,还存储如后所述的用于健康指导建议的适当的消息等。
阻抗测定部406中包含向电流施加电极413提供电流的电流源412、用于选择电流施加电极413的电流施加电极选择部420a、用于选择电压测量电极414的电压测量电极选择部420b、放大由电压测量电极414测定电位差的差动放大器423、用于滤波的带通滤波器(BPF)424、检波部425、放大器426、以及A/D变换器427等。
电流施加电极413以及电压测量电极414也可以对SUS材料以及树脂材料表面进行金属镀膜处理等来实现。该类型的电极通过在金属电极表面上涂敷保湿性高分子膜,在测定前喷上水分、或浸水来使用。通过浸水,能够确保与皮肤的电气接触的稳定性。另外,虽然没有特别图示,但是也能够使用粘着性粘贴类型的电极。这是将可更换的粘着垫粘贴在各电极的基础电极面上来确保与皮肤的接触稳定性的类型。该类型例如有如下方式在低频治疗器、心电图电极等中经常使用、测定后取下废弃的一次性方式;只在垫表面被污染密接性降低或水分蒸发时进行废弃更换,在废弃之前的期间用护板等保管的方式。针对电极部的长期保管或水分补给以及污染脱落等,还可以设为可装卸的构造。装卸构造可考虑多用于心电图电极等的吊钩式、或挠性基板用的连接器等。
图93是表示本发明的躯干部内脏/皮下脂肪测定装置的第二实施例的外观的概要透视图,图94是用于说明的图93的装置的使用方式的概要图。图93的实施例,除了在主体部411和左右把手部530、540上代替躯干腹部用电极而设置有共用电极这点外,具有与图88的实施例相同的结构。即,图93的实施例在把手部530、主体部411以及把手部540上分别设置有共用电极C1、C2、C3。这些共用电极C1、C2、C3,既可以只单独使用某一个,或者也可以电气短路这些电极作为一体的共用电极使用。
图95是表示本发明的躯干部内脏/皮下脂肪测定装置的第三实施例的外观的概要透视图,图96是图95的装置的把手部540的放大图。图95的实施例由体重计形主体部411、以及能够从该主体部411拉出的把手部530、540构成。把手部530、540和主体部411,分别由电线520L、520R连接。
在把手部530中设置有电流施加电极413a以及电压测量电极414a,在把手部540中设置有电流施加电极413b以及电压测量电极414b。另外,在一个的把手部540的一端部上设置有共用电极C。该共用电极C如图所示,在测定时挤压在腹部使用。
在主体部411的上面设置有下肢用的脚电极,该脚电极包含左脚用的电流施加电极413c以及电压测量电极414c、右脚用的电流施加电极413d以及电压测量电极414d。另外,在主体部411的上面还设置有操作显示面板405。
图97是表示本发明的躯干部内脏/皮下脂肪测定装置的第四实施例外观的概要透视图,图98是用于说明图97的装置的使用方式的概要图。图97的实施例由主体部411、一个把手部535构成。把手部535是将第一以及第二实施例的左右把手部一体化形成的。主体部411和把手部535由电线520连接。
在把手部535的用来用左手抓住的把手上设置有电流施加电极413a以及电压测量电极414a,在把手部535的用来用右手抓住的把手上设置有电流施加电极413b以及电压测量电极414b。另外,在把手部535的与躯干部接触的接触面上设置有共用电极C。该共用电极C如图所示,在测定时挤压在腹部上使用。
图99以及图100是表示根据本发明的躯干部内脏/皮下脂肪测定装置的第五实施例外观的概要透视图。该第五实施例由图100所示的体重计形主体部411和图99所示的一个把手部535构成。把手部535与第四实施例相同,是将左右把手部一体化形成的。主体部411和把手部535由电线520连接。
第五实施例也与第四实施例相同,在把手部535的用来由左手抓住的把手上设置有电流施加电极413a以及电压测量电极414a,在把手部535的用来由右手抓住的把手上设置有电流施加电极413b以及电压测量电极414b。另外,在把手部535的与躯干部接触的接触面上设置有共用电极C。该通电电极C如图所示,在测定时挤压在腹部上使用。
在第五实施例中,在主体部411的上面设置有下肢用的脚电极,该脚电极与第三实施例相同,包含左脚用的电流施加电极413c以及电压测量电极414c、右脚用的电流施加电极413d以及电压测量电极414d。另外,在主体部411的上面还设置有操作显示面板45。
在上述本发明的各实施例中,作为把手电极,在左右的各把手上配置有电流施加电极和电压测量电极,但是也可以在某一个把手上配置电流施加电极,在另一个把手上配置电压测量电极。另外,作为脚电极,分别对左右脚配置有电流施加电极和电压测量电极,但是也可以对某一个脚配置电流施加电极,对另一个脚配置电压测量电极。
对于根据本发明第三特征的实施例,也适用与图6、图9~图13所述的说明相同的说明。
本发明采用了如下的三电极法能够用具有大的电极面积的一个电极共同实现在四电极法的四电极中、一端侧的电流施加电极和电压测量电极。此外,如上所述将该能够共用的电极称为共用电极C。通过扩大电极面积,能够减轻以及忽略由与皮肤的接触面积阻抗造成的影响和电流施加电极正下方的扩展电阻影响。
根据本发明的一个实施例,对于该共用电极C的电极面积的限制条件如下。即,电极面积是36cm2以上(一般的电极大小2.0×2.0=4.0cm2以上的9倍),腹围周方向的电极宽度是从腹围周的1/10左右到其以上,相对于躯干长度方向的电极长度是3cm以上到躯干长的1/10左右。另外,共用电极C以外的电流施加电极413以及电压测量电极414设为一般电极大小2.0×2.0=4.0cm2。
根据本发明的一个实施例,将根据本发明的三电极法应用于四肢感应法。此时,配置在躯干部的电极只有该共用电极,其他电极(其他端侧的电流施加电极和电压测量电极)配置在四肢上。
在该实施例中,通过如下的结构进一步得到有用的效果。
(1)这种四肢感应法采用适合躯干腹部的内脏脂肪组织测量的电极配置。
(2)共用电极配置成在脐围周方向上较长的形状。
(3)共用电极配置成在覆盖脐围周附近上的左右外腹斜肌和腹直肌的接合腱膜部的左右某一个或者两者的脐围周方向上较长的形状。
(4)四肢上的电极是配置在上肢时,将左右某个设为将电流施加电极配置在左右某一个上,将电压测量电极配置在另一个上。当配置在下肢时,也设为左右分担配置。
(5)在本感应法中,将共用电极配置在躯干腹部,四肢的电极配置在上肢或者下肢上。
(6)是与上肢的组合时,躯干腹部的共用电极配置在比脐围周位置或者脐围周位置稍微在躯干长度方向上向下肢侧错开的位置。
(7)是与下肢的组合时,躯干腹部的共用电极配置在比脐围周位置或者脐围周位置稍微在躯干长度方向上向上肢侧错开的位置。
(8)共用电极配置在脐围周位置或者其上下附近位置,因此,在位置决定中使用脐位。
(9)装置的形态是与上肢的组合时,也可以是如下的组合类型(便携类型)、或者在其他壳体中由电缆连接电极的类型在躯干腹部接触面上配置共用电极,在接触面以外的例如表面侧上配置操作显示部,在左右配置腹部接触用的把手部,左右把手部上设置前述四肢配置电极。
(10)装置的形态是与下肢的组合时,是分离类型,脚电极与体重测量部构成为一体的类型有用性高,其中,该分离类型在躯干腹部接触面上配置共用电极,在接触面以外的例如表面侧上配置操作显示部,在左右或者某一个上配置腹部接触用的把手部,其左右把手部通过电缆与脚电极电气连接。
(11)装置的形态除了腹部接触电极部用手的抵靠以外,也可以是带式固定方式。
(12)装置的形态具备根据现有的四肢感应法的脚电极和把手电极,兼备本腹部共用电极,能够重新进行根据本感应法的躯干腹部内脏脂肪组织测量。
图101~图111表示本发明的躯干部内脏/皮下脂肪测定方法中的电极配置例。在该电极配置例中,共用电极配置在躯干腹部,电流施加电极以及电压测量电极配置在身体其他部位、例如四肢或者躯干腹部等。特别是,图101~图107示出了四肢感应法中的电极配置例,电流施加电极以及电压测量电极配置在上肢或者下肢上。图108~图111示出了躯干腹部中的电极配置例,电流施加电极以及电压测量电极配置在躯干腹部上。
图101示出了与上肢的组合的电极配置例。在该电极配置例中,作为电流施加电极使用右手用电流施加电极413b,作为电压测量电极使用左手用电压测量电极414a,将这些电极与配置在躯干腹部上的共用电极C组合使用。通过测定在共用电极C和电流施加电极413b之间施加电流I时的共用电极C和电压测量电极414a之间的电位差V,得到躯干部阻抗。
图102也与图101相同,示出了与上肢的组合的电极配置例。在该电极配置例中,作为电流施加电极使用左手用电流施加电极413a,作为电压测量电极使用右手用电压测量电极414b,将这些电极与配置在躯干腹部上的共用电极C组合使用。通过测定在共用电极C和电流施加电极413a之间施加电流I时的共用电极C和电压测量电极414b之间的电位差V,得到躯干部阻抗。
图103示出了与下肢的组合的电极配置例。在该电极配置例中,作为电流施加电极使用右脚用电流施加电极413d,作为电压测量电极使用左脚用电压测量电极414c,将这些电极与配置在躯干腹部上的共用电极C组合使用。通过测定在共用电极C和电流施加电极413d之间施加电流I时的共用电极C和电压测量电极414c之间的电位差V,得到躯干部阻抗。
图104也与图103相同,示出了与下肢的组合的电极配置例。在该电极配置例中,作为电流施加电极使用左脚用电流施加电极413c,作为电压测量电极使用右脚用电压测量电极414d,将这些电极与配置在躯干腹部上的共用电极C组合使用。通过测定在共用电极C和电流施加电极413c之间施加电流I时的共用电极C和电压测量电极414d之间的电位差V,得到躯干部阻抗。
如图101~图104所示,共用电极C在脐围周方向上配置为长度方向的形状。具体地说,共用电极在覆盖脐围周附近上的左右外腹斜肌和腹直肌的接合腱膜部S两者的脐围周方向上成为纵向形状的配置。即,配置成夹着脐A覆盖左右腱膜部S双方。
如图105~图107的电极配置例所示,共用电极C不仅配置成覆盖左右腱膜部S双方,也可以配置成覆盖左右腱膜部的某一个。
如图101~图104所示,与上肢的组合时,躯干腹部的共用电极C配置在比脐围周位置稍微向下肢侧错开的位置上。另一方面,与下肢的组合时,躯干腹部的共用电极配置在比脐围周位置稍微向上肢侧错开的位置上。通过这样配置,能够收集将躯干部上的假想电极位置P和共用电极C之间作为测定对象区间的体内组织信息。另外,共用电极C配置在脐围周位置或者其上下附近位置上,因此,能够在位置决定中使用脐位(脐A的位置)。即,使共用电极C的上缘或者下缘对齐脐围位置,能够容易地决定共用电极C的位置。
图108~图111是躯干腹部横截面,示出了在脐位腹围周部横截通电时的与躯干腹部配置的电极的组合的电极配置例。在图108~图111中,电流施加电极413e以及413g分别配在脐旁部以及肩胛骨下部,电压测量电极414e、414f以及414g配置在确保能够避免这些电流施加电极的扩展电阻影响的距离的位置上。
在图108的电极配置例中,通过测定在共用电极C和电流施加电极413e之间施加电流4I1时的共用电极C和电压测量电极414f之间的电位差V2,得到用于求出内脏脂肪组织量的躯干部阻抗。
同样地,在图109的电极配置例中,通过测定在共用电极C和电流施加电极413e之间施加电流I1时的共用电极C和电压测量电极414g之间的电位差V3,得到用于求出内脏脂肪组织量的躯干部阻抗。
同样地,在图110的电极配置例中,通过测定在共用电极C和电流施加电极413g之间施加电流I3时的共用电极C和电压测量电极414f之间的电位差V2,得到用于求出内脏脂肪组织量的躯干部阻抗。
同样地,在图111的电极配置例中,通过测定在共用电极C和电流施加电极413g之间施加电流I3时的共用电极C和电压测量电极414e之间的电位差V1,得到用于求出内脏脂肪组织量的躯干部阻抗。
下面说明图88~图111所示的本发明实施例中的躯干内脏脂肪测定装置的操作以及动作。
对于该躯干内脏脂肪测定装置的操作以及动作,进行与图86的基本流程图所说明的处理相同的处理。
对于前述的步骤SA9的皮下脂肪组织量(AFS)的估计处理,与图73的子流程图所说明的处理相同,使用存储在存储部404中的诸多数值等以及前述式22-1、22-2进行。
对于前述的步骤SA10的内脏器组织量(AVM)以及内脏器组织阻抗(ZVM)的估计处理,进行与图70的子流程图所说明的处理相同的处理。
对于前述的步骤SA11的内脏脂肪组织阻抗(ZFV)以及内脏脂肪组织量(AFV)的估计处理,进行与图71的子流程图所说明的处理相同的处理。
下面参照表示第一实施方式的图112的子流程图,详细叙述步骤SA6的躯干部阻抗(Zx)的测量处理。在该第一实施方式中,进行在前项10.(27)以及(28)中说明的“由呼吸引起的变动的影响消除处理”以及“基于饮食以及膀胱等中的水分贮留(尿等)的异常值判断处理”。首先,在步骤SB23中,运算兼控制部421根据来自操作部451等的指示,进行计数器等的初始设定、例如躯干部阻抗Ztm的测定数据的采样数的初始设定。
接着,在步骤SB24中,运算兼控制部421进行是否为测定定时的判断。而且,当判断为是测定定时时,在步骤SB25中运算兼控制部421进行躯干部阻抗(Ztm)测定电极配置设定处理,进行躯干部阻抗(Ztmx)测量处理。
另一方面,在步骤SB24中判断为不是测定定时时,转移到步骤SB26,对躯干部阻抗(Ztmx)进行测量阻抗(Zx)数据平滑处理(移动平均处理等)、即Zx=(Zx-1+Zx)/2。由此,在步骤SB27中,进行躯干部阻抗测量数据呼吸变动校正处理。
接着,在步骤SB28中,运算兼控制部421进行按各部位的测量阻抗的时间序列稳定性确认处理。这通过判断步骤SB27的躯干部阻抗测量数据呼吸变动校正处理后的各值是否收敛于规定次数规定变动以内的值来进行。
在步骤SB29中,运算兼控制部421进行测定的Ztmx是否满足稳定条件的判断。该判断在每个呼吸周期的呼吸的中间值进入规定次数规定以内的稳定区域的时候,判断为呼吸中间值确定。在该步骤SB29中,当判断为满足了稳定条件时,转移到步骤SB30,将确定的中间值的阻抗值作为躯干部阻抗值或皮下脂肪组织层阻抗,将最终稳定条件判断值作为测定结果值登记到存储部404。即,将满足稳定条件的Ztmx作为Ztm登记。另一方面,在步骤SB29中,当判断为不满足稳定条件时,返回到步骤SB24重复同样的处理。
接着步骤SB30,在步骤SB31中,运算兼控制部421进行基于饮食以及膀胱尿贮留等的异常值判断处理,并且,在步骤SB32中,使用报知器蜂鸣器422(参照图90),由蜂鸣器等报知测定的完成,完成测定。
对于步骤SB27的躯干部阻抗测量数据呼吸变动校正处理,进行与图65的子流程图所说明的处理相同的处理。
对于步骤SB31的基于饮食以及膀胱尿贮留等的异常值判断处理,进行与图66的子流程图所说明的处理相同的处理。
通过这样的操作以及动作,能够求出躯干部(躯干部腹部)的内脏脂肪组织信息,并且,进行由呼吸引起的变动的影响消除处理、基于饮食以及膀胱等中的水分贮留(尿等)的异常判断处理,还能够提供与其相应的建议信息。此外,在前述实施例中,作为体脂肪率求出躯干部内脏脂肪组织信息,但是并不限于此,可通过使用适当的变换式等,作为横截面积量、体积量、重量等求出。
根据本发明,沿袭现有的简易测量法对于与其水平相应的内脏器组织附近附着、蓄积脂肪组织的蓄积程度,能够获得精度高的筛检信息。
根据本发明,可通过小型简便的装置高精度地测定躯干部内脏脂肪组织,因此,还能够作为最佳的家庭用装置。而且,还能够进行测定前的腹部状况检查、即内脏器装置等中的炎症、病症体液分布异常的早期检查等,还能够提供与其相应的适当的健康指导建议。因此,能够以简便的方法,在适当地进行根据饮食以及运动的每日的规定饮食、且维持为此的动机,进行可继续的健康维持增进的自我管理的方面,得到对用户有益的诸多信息,是非常有用的。
根据本发明,通过限定皮下脂肪组织厚测量部位和测量法,能够高精度地测定躯干部的皮下脂肪组织层信息,另外,通过将高精度的测定皮下脂肪组织层信息利用于躯干部的内脏组织信息的估计,能够高精度地测定躯干部内脏脂肪组织。
权利要求
1.一种躯干部内脏/皮下脂肪测定方法,从电流施加电极对向躯干部施加电流,由电压测量电极对测定在前述躯干部上产生的电位差,测定前述躯干部的阻抗,从而求出前述躯干部的内脏脂肪组织信息、以及/或者皮下脂肪组织层信息,其特征在于,前述电流施加电极对的一个电流施加电极配置在前述躯干部上,另一个电流施加电极配置在从前述躯干部突出的部位上。
2.根据权利要求1所述的躯干部内脏/皮下脂肪测定方法,其特征在于,在对估计躯干腹部周围上的皮下脂肪组织量有用性高的至少一个部位上配置一个电流施加电极,将与该一个电流施加电极成对的另一个电流施加电极配置在从躯干部突出的部位上,在前述躯干腹部周围上靠近前述一个电流施加电极的位置上配置一个电压测量电极,将与该一个电压测量电极成对的另一个电压测量电极配置在与配置前述另一个电流施加电极的部位不同的从前述躯干部突出的部位上,通过测定躯干部的阻抗求出躯干部皮下脂肪组织层信息。
3.根据权利要求1所述的躯干部内脏/皮下脂肪测定方法,其特征在于,包含如下各阶段测定下肢部的生物体阻抗、上肢部的生物体阻抗以及躯干部的生物体阻抗,根据前述测定的下肢部的生物体阻抗和身体特定化信息求出下肢部骨骼肌组织量,根据前述测定的上肢部的生物体阻抗和身体特定化信息求出上肢部骨骼肌组织量,根据前述求出的下肢部骨骼肌组织量以及上肢部骨骼肌组织量、和身体特定化信息求出躯干部骨骼肌组织量,根据该求出的躯干部骨骼肌组织量和身体特定化信息求出躯干部骨骼肌组织层的阻抗,求出躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗,根据身体特定化信息求出躯干部内脏器组织的阻抗,根据前述求出的躯干部的生物体阻抗、和前述求出的躯干部骨骼肌组织层的阻抗、躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗以及躯干部的内脏器组织的阻抗求出躯干部内脏脂肪组织的阻抗,根据该求出的躯干部内脏脂肪组织的阻抗和身体特定化信息求出躯干部内脏脂肪组织量,求出前述躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗的阶段包括在对估计躯干腹部周围上的皮下脂肪组织量有用性高的至少一个部位上配置一个电流施加电极,将与该一个电流施加电极成对的另一个电流施加电极配置在从躯干部突出的部位上,在前述躯干腹部周围上靠近前述一个电流施加电极的位置上配置一个电压测量电极,将与该一个电压测量电极成对的另一个电压测量电极配置在与配置前述另一个电流施加电极的部位不同的从前述躯干部突出的部位上,求出躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗。
4.根据权利要求1所述的躯干部内脏/皮下脂肪测定方法,其特征在于,通过设置作为前述电流施加电极对以及前述电压测量电极对的一个电流施加电极以及电压测量电极而共用的具有大的电极面积的一个共用电极,将测定所需的电极结构设为电流施加电极、电压测量电极以及共用电极这三个电极,将前述共用电极配置在躯干部、且将前述电流施加电极以及前述电压测量电极分别配置在对测定有用的身体的部位上来进行躯干部阻抗的测定。
5.一种躯干部内脏/皮下脂肪测定装置,具备向躯干部施加电流的电流施加电极对、和测定在前述躯干部上产生的电位差的电压测量电极对,通过测定前述躯干部的阻抗,求出前述躯干部的内脏脂肪组织信息、以及/或者皮下脂肪组织层信息,其特征在于,前述电流施加电极对的一个电流施加电极配置在前述躯干部上,另一个电流施加电极配置在从前述躯干部突出的部位上。
6.根据权利要求5所述的躯干部内脏/皮下脂肪测定装置,其特征在于,具备至少一组电流施加电极对和至少一组电压测量电极对,通过测定躯干部的阻抗求出躯干部皮下脂肪组织层信息,其中,前述至少一组电流施加电极对由在对估计躯干腹部周围上的皮下脂肪组织量有用性高的至少一个部位上配置的一个电流施加电极、和配置在从躯干部突出的部位上与前述一个电流施加电极成对的另一个电流施加电极构成;前述至少一组电压测量电极对由在前述躯干腹部周围上靠近前述一个电流施加电极的位置上配置的一个电压测量电极、和配置在与配置前述另一个电流施加电极的部位不同的从前述躯干部突出的部位上、与前述一个电压测量电极成对的另一个电压测量电极构成。
7.根据权利要求5所述的躯干部内脏/皮下脂肪测定装置,其特征在于,具备下肢部生物体阻抗测定单元,用于测定下肢部的生物体阻抗;上肢部生物体阻抗测定单元,用于测定上肢部的生物体阻抗;躯干部生物体阻抗测定单元,用于测定躯干部的生物体阻抗;下肢部骨骼肌组织量估计单元,根据前述测定的下肢部的生物体阻抗和身体特定化信息,估计下肢部骨骼肌组织量;上肢部骨骼肌组织量估计单元,根据前述测定的上肢部的生物体阻抗和身体特定化信息,估计上肢部骨骼肌组织量;躯干部骨骼肌组织量估计单元,根据前述估计的下肢部骨骼肌组织量以及上肢部骨骼肌组织量、和身体特定化信息,估计躯干部骨骼肌组织量;躯干部骨骼肌组织层阻抗估计单元,根据前述估计的躯干部骨骼肌组织量和身体特定化信息,估计躯干部骨骼肌组织层的阻抗;躯干部皮下脂肪组织层阻抗估计单元,估计躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗;躯干部内脏器组织阻抗估计单元,根据身体特定化信息,估计躯干部的内脏器组织的阻抗;躯干部内脏脂肪组织阻抗估计单元,根据前述估计的躯干部的生物体阻抗、和前述估计的躯干部骨骼肌组织层的阻抗、躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗以及躯干部的内脏器组织的阻抗,估计躯干部内脏脂肪组织的阻抗;以及躯干部内脏脂肪组织量估计单元,根据前述估计的躯干部内脏脂肪组织的阻抗和身体特定化信息,估计躯干部内脏脂肪组织量,前述躯干部皮下脂肪组织层阻抗估计单元具备至少一组电流施加电极对和至少一组电压测量电极对,求出躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗,其中,前述至少一组电流施加电极对,由在对估计躯干腹部周围上的皮下脂肪组织量有用性高的至少一个部位上配置的一个电流施加电极、和配置在从躯干部突出的部位上与前述一个电流施加电极成对的另一个电流施加电极构成;前述至少一组电压测量电极对,由在前述躯干腹部周围上靠近前述一个电流施加电极的位置上配置的一个电压测量电极、和配置在与配置前述另一个电流施加电极的部位不同的从前述躯干部突出的部位上、与前述一个电压测量电极成对的另一个电压测量电极构成。
8.根据权利要求5所述的躯干部内脏/皮下脂肪测定装置,其特征在于,具备下肢部生物体阻抗测定单元,用于测定下肢部的生物体阻抗;上肢部生物体阻抗测定单元,用于测定上肢部的生物体阻抗;躯干部生物体阻抗测定单元,用于测定躯干部的生物体阻抗;躯干部骨骼肌组织量估计单元,根据前述测定的下肢部的生物体阻抗以及上肢部的生物体阻抗、和身体特定化信息,估计躯干部骨骼肌组织量;躯干部骨骼肌组织层阻抗估计单元,根据前述估计的躯干部骨骼肌组织量和身体特定化信息,估计躯干部骨骼肌组织层的阻抗;躯干部皮下脂肪组织层阻抗估计单元,估计躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗;躯干部内脏器组织阻抗估计单元,根据身体特定化信息,估计躯干部的内脏器组织的阻抗;躯干部内脏脂肪组织阻抗估计单元,根据前述估计的躯干部的生物体阻抗、和前述估计的躯干部骨骼肌组织层的阻抗、躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗以及躯干部的内脏器组织的阻抗,估计躯干部内脏脂肪组织的阻抗;以及躯干部内脏脂肪组织量估计单元,根据前述估计的躯干部内脏脂肪组织的阻抗和身体特定化信息,估计躯干部内脏脂肪组织量,前述躯干部皮下脂肪组织层阻抗估计单元具备至少一组电流施加电极对和至少一组电压测量电极对,求出躯干部的皮下脂肪组织层的阻抗,其中,前述至少一组电流施加电极对,由在对估计躯干腹部周围上的皮下脂肪组织量有用性高的至少一个部位上配置的一个电流施加电极、和配置在从躯干部突出的部位上与前述一个电流施加电极成对的另一个电流施加电极构成;前述至少一组电压测量电极对,由在前述躯干腹部周围上靠近前述一个电流施加电极的位置上配置的一个电压测量电极、和配置在与配置前述另一个电流施加电极的部位不同的从前述躯干部突出的部位上、与前述一个电压测量电极成对的另一个电压测量电极构成。
9.根据权利要求5所述的躯干部内脏/皮下脂肪测定装置,其特征在于,通过设置作为前述电流施加电极对以及前述电压测量电极对的一个电流施加电极以及电压测量电极而共用的具有大的电极面积的一个共用电极,将测定所需的电极结构设为电流施加电极、电压测量电极以及共用电极三个电极,前述共用电极被配置在躯干部、且前述电流施加电极以及前述电压测量电极被分别配置在对测定有用的身体的部位上。
全文摘要
提供一种躯干部内脏/皮下脂肪测定方法及装置。躯干部内脏/皮下脂肪测定方法,从电流施加电极对向躯干部施加电流,由电压测量电极对测定在前述躯干部上产生的电位差,测定前述躯干部的阻抗,从而求出前述躯干部的内脏脂肪组织信息、以及/或者皮下脂肪组织层信息,其特征在于,前述电流施加电极对的一个电流施加电极配置在前述躯干部上,另一个电流施加电极配置在从前述躯干部突出的部位上。
文档编号A61B5/053GK1891147SQ20061009025
公开日2007年1月10日 申请日期2006年7月7日 优先权日2005年7月7日
发明者增尾善久, 笠原靖弘 申请人:株式会社百利达
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