DE112011104906T5

DE112011104906T5 - Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung und Körperfett-Messvorichtung

Info

Publication number: DE112011104906T5
Application number: DE112011104906T
Authority: DE
Inventors: Takehiro Hamaguchi; Shinichi Ito; Yasuaki Murakawa; Kazuhisa Tanabe
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Fukuda Denshi Co Ltd
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2013-11-14
Also published as: CN103402427B; WO2012111210A1; US9068810B2; JP5703816B2; JP2012170535A; CN103402427A; US20130301060A1

Abstract

Die Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung weist auf: einen Lichtreflexionsabschnitt (120), der an einer Position eines Nabels (305n) des Messsubjekts zu platzieren ist, einen Kontaktabschnitt (130), der auf einer Seitenfläche des Rumpfbereichs (305) des Messsubjekts zu platzieren ist, eine Stützsäule (101) mit einer Kontaktdetektionseinheit (140), die den Kontakt mit dem Kontaktabschnitt (130) detektiert, und die sich in senkrechter Richtung erstreckt, eine Messstange (102), die um einen ersten Lagerpunkt (A1) im Hinblick auf die Stützsäule (101) senkrecht schwenkbar gelagert ist und die sich über dem Rumpfbereich des Messsubjekts erstreckt, einen optischen Sensor (103), der durch die über dem Rumpfbereich des Messsubjekts positionierte Messstange (102) gehalten wird und der um einen zweiten Lagerpunkt (A2) so schwenkbar gehalten wird, dass er in Schwerkraftrichtung nach unten hängt, und einen Winkelsensor (S1, S2), der am ersten Lagerpunkt (A1) oder am zweiten Lagerpunkt (A2) vorgesehen ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung zur Messung einer Rumpfbereichsbreite und einer Rumpfbereichstiefe eines Messsubjekts sowie eine Körperfett-Messvorrichtung, die die Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung verwendet.
Hintergrund der Technik
Seit einigen Jahren gewinnt die Körperfettmasse an Bedeutung als Indikator, der zur Gesundheitsbestimmung eines Messsubjekts verwendet wird. Insbesondere wird der Viszeralfettmasse stärkere Beachtung als Indikator zuteil, um zu bestimmen, ob eine Person unter Stammfettsucht leidet. Annahmen zufolge verursacht Stammfettsucht lebensstilbedingte Erkrankungen, die leicht zu Arteriosklerose führen können, z. B. Diabetes, Hypertonie und Hyperlipidämie, und diese Indikatoren sind für die Prävention solcher Erkrankungen vielversprechend. „Viszeralfett” bezeichnet Fett, das sich um die inneren Organe auf der Innenseite der Bauchmuskeln und Rückenmuskeln ansammelt, und unterscheidet sich vom Unterhautfett, das zur Oberfläche des Rumpfbereichs liegt. Typischerweise wird der vom Viszeralfett eingenommene Bereich (Fläche) in einem Querschnitt des Rumpfbereichs, der dem Nabel entspricht (nachstehend „Viszeralfett-Querschnittsbereich” genannt), als Indikator für die Viszeralfettmasse verwendet.
Bildanalysetechnik
Normalerweise misst man die Viszeralfettmasse durch Analyse von Bildern, die mit Röntgencomputertomographie (CT), Magnetresonanztomographie (MRT) o. ä. erhalten werden. Bei einer solchen Bildanalyse wird der Viszeralfett-Querschnittsbereich anhand eines tomographischen Bild des Rumpfbereichs geometrisch berechnet, das mit Hilfe von Röntgen-CT, MRT o. ä. gewonnen wird. Dabei müssen aber mehrere große Ausrüstungen eingesetzt werden, die in einer medizinischen Einrichtung installiert sind, z. B. Röntgen-CT-, MRT- oder andere Maschinen, um ein solches Messverfahren zu nutzen; somit ist es äußerst schwierig, mit einem solchen Messverfahren die Viszeralfettmasse auf täglicher Basis zu messen. Zudem wirft Röntgen-CT das Problem von Strahlenexposition auf und kann somit nicht unbedingt als erwünschtes Messverfahren bezeichnet werden.
Körperimpedanztechnik
Als Alternative zu diesen Messverfahren gilt eine Körperimpedanztechnik. Die Körperimpedanztechnik ist ein Verfahren zur Messung der Körperfettmasse, das in Körperfett-Messvorrichtungen im Haushalt breiten Einsatz findet; bei dieser Technik werden Elektroden in Kontakt mit den vier Gliedmaßen platziert, die Körperimpedanz wird mit Hilfe dieser Elektroden gemessen, und anhand der gemessenen Körperimpedanz wird die Körperfettmasse berechnet. Diese Haushaltsvorrichtung zur Körperfettmessung ermöglicht, das Ausmaß von Körperfettaufbau durchweg im gesamten Körper oder in spezifischen Bereichen, z. B. den vier Gliedmaßen, dem Rumpfbereich o. ä., genau zu messen.
Damit die Viszeralfettmasse, Unterhautfettmasse usw. mit Hilfe der Körperimpedanz mit hohem Genauigkeitsgrad gemessen werden kann, ist es notwendig, den Körperbau des Messsubjekts im Rumpfbereich zu messen, z. B. die Rumpfbereichsbreite und Rumpfbereichstiefe, und die Messungen in Berechnungsverfahren zur Berechnung der Körperfettmasse zu verwenden. Offenbart sind Vorrichtungen zur Messung des Körperbaus des Messsubjekts im Rumpfbereich in der JP 2005-288023A (Patentliteratur 1), JP 2008-23232A (Patentliteratur 2), JP 2008-237571A (Patentliteratur 3), JP 2009-22482A (Patentliteratur 4) und JP 2010-69250A (Patentliteratur 5).
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2005-288023A
Patentliteratur 2: JP 2008-23232A
Patentliteratur 3: JP 2008-237571A
Patentliteratur 4: JP 2009-22482A
Patentliteratur 5: JP 2010-69250A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei den Messvorrichtungen zur Messung des Körperbaus des Messsubjekts im Rumpfbereich, die in der o. g. Patentliteratur offenbart sind, handelt es sich um große Vorrichtungen, die den Umfang des Rumpfbereichs des Messsubjekts umgeben, und sie haben einen großen Raumbedarf zum Installieren und Unterbringen der Messvorrichtungen bei Verwendung im Haushalt. Da zudem die Messvorrichtungen viele Bedieneinheiten haben und ihr Innenaufbau relativ kompliziert ist, steht zu befürchten, dass die Kosten der Messvorrichtungen steigen.
Die Erfindung kam zur Lösung der o. g. Probleme zustande, und ihr liegt als Aufgabe zugrunde, eine Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung bereitzustellen, die nicht großdimensioniert ist, einen einfachen Aufbau hat und auch eine Konfiguration hat, die Kostenanstieg unterdrücken kann, sowie eine Körperfett-Messvorrichtung bereitzustellen, die die Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung verwendet.
Problemlösung
Eine erfindungsgemäße Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung ist eine Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung zur Messung einer Rumpfbereichsbreite und einer Rumpfbereichstiefe eines mit dem Gesicht nach oben liegenden Messsubjekts, die aufweist: eine Stützsäule, die auf einer Seitenfläche des Rumpfbereichs des Messsubjekts zu platzieren ist; eine Messstange, die um einen ersten Lagerpunkt im Hinblick auf die Stützsäule senkrecht schwenkbar gelagert ist und die sich über dem Rumpfbereich des Messsubjekts erstreckt; einen Abstandssensor, der durch die über dem Rumpfbereich des Messsubjekts positionierte Messstange gehalten wird und der um einen zweiten Lagerpunkt so schwenkbar gehalten wird, dass er in Schwerkraftrichtung nach unten hängt; einen Winkelsensor, der am ersten Lagerpunkt oder am zweiten Lagerpunkt vorgesehen ist; und eine Steuereinheit, die Informationen über einen Neigungswinkel der Messstange im Hinblick auf eine senkrechte Richtung, die vom Winkelsensor erhalten werden, und Informationen verarbeitet, die vom Abstandssensor erhalten werden.
Die Steuereinheit misst die Rumpfbereichsbreite und Rumpfbereichstiefe des Messsubjekts auf der Grundlage von Abstandsinformationen, die auf der Grundlage von Informationen erhalten werden, die vom Abstandssensor erhalten werden, und der Neigungswinkelinformationen der Messstange im Hinblick auf die senkrechte Richtung, die vom Winkelsensor erhalten werden.
Gemäß einer weiteren Form weist die Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung ferner auf: einen Lichtreflexionsabschnitt, der an einer Position eines Nabels des Messsubjekts zu platzieren ist; und eine Kontaktdetektionseinheit, die auf der Stützsäule vorgesehen ist und die Kontakt mit dem Rumpfbereich detektiert, wobei ein optischer Sensor als Abstandssensor verwendet wird und bei Messung der Rumpfbereichsbreite und Rumpfbereichstiefe des Messsubjekts die Steuereinheit Informationen über den Kontakt mit dem Rumpfbereich von der Kontaktdetektionseinheit erhält und die Rumpfbereichsbreite und Rumpfbereichstiefe des Messsubjekts auf der Grundlage von Informationen über einen Abstand zwischen dem optischen Sensor und dem Lichtreflexionsabschnitt misst, der auf der Grundlage der Informationen erhalten wird, die vom optischen Sensor in einem Zustand, in dem vom optischen Sensor abgestrahltes Licht am Lichtreflexionsabschnitt reflektiert wird und zum optischen Sensor zurückkehrt, und der Neigungswinkelinformationen der Messstange im Hinblick auf die senkrechte Richtung erhalten werden, die vom Winkelsensor erhalten werden.
Gemäß einer weiteren Form ist ein Kontaktabschnitt auf einer Seitenfläche des Rumpfbereichs des Messsubjekts platziert, und die Kontaktdetektionseinheit sendet Informationen über einen Stromfluss zur Steuereinheit, wenn der Kontaktabschnitt mit der Kontaktdetektionseinheit in Kontakt steht, und Informationen über fehlenden Stromfluss zur Steuereinheit, wenn der Kontaktabschnitt nicht mit der Kontaktdetektionseinheit in Kontakt steht.
Gemäß einer weiteren Form sind der Lichtreflexionsabschnitt und der Kontaktabschnitt auf einem Gürtelteil vorgesehen, das um den Rumpfbereich des Messsubjekts anzulegen ist.
Gemäß einer weiteren Form hat die Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung einen Griffabschnitt auf einer Gegenseite zu der Seite, auf der der optische Sensor vorgesehen ist, wobei der erste Lagerpunkt der Messstange dazwischen eingefügt ist, wobei ein Messungsstartschalter, der ein Signal zum Starten einer durch die Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung durchgeführten Messung zur Steuereinheit sendet, in der Umgebung des Griffabschnitts vorgesehen ist.
Eine erfindungsgemäße Körperfett-Messvorrichtung weist eine der o. g. Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtungen auf.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Erfindungsgemäß ist es möglich, eine Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung bereitzustellen, die nicht groß dimensioniert ist, einen einfachen Aufbau hat und auch eine Konfiguration hat, die Kostenanstieg unterdrücken kann, sowie eine Körperfett-Messvorrichtung bereitzustellen, die die Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung verwendet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1(A) und 1(B) sind Darstellungen der Grundlagen der Messung, die durch eine Körperfett-Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird.
2 ist eine Darstellung der Funktionsblockkonfiguration der Körperfett-Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3 ist eine Querschnittansicht einer schematischen Konfiguration einer Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
4 ist eine Querschnittansicht von Einzelheiten des Aufbaus einer Kontaktdetektionseinheit und eines Kontaktabschnitts, die in einer Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung angewendet werden.
5 ist eine Perspektivansicht einer spezifischen Konfiguration einer Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
6 ist eine schematische Darstellung eines Messverfahrens, das durch eine Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird.
Beschreibung der Ausführungsformen
Nachstehend werden eine Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung und eine Körperfett-Messvorrichtung gemäß von Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Bei der Diskussion von Anzahlen, Beträgen bzw. Mengen usw. in den nachfolgenden Ausführungsformen ist, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, der Schutzumfang der Erfindung nicht unbedingt auf diese Anzahlen, Beträge bzw. Mengen usw. beschränkt. Außerdem können gleiche und entsprechende Komponenten gleiche Bezugszahlen tragen, und auf ihre wiederholte Beschreibung kann verzichtet sein.
Vor der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung werden zunächst Begriffe definiert, die Teile des Körpers ausdrücken. „Rumpfbereich” bezeichnet den Bereich unter Ausschluss des Kopfs, des Halses und der vier Gliedmaße und entspricht dem Rumpf (Torso) des Körpers. „Rückenbereich” bezeichnet den auf der Rückseite des Rumpfbereichs liegenden Bereich und entspricht dem Bereich des Rumpfbereichs unter Ausschluss der Bauchbereichsseite und der Brustkorbbereichsseite. „Rückenbereichsfläche” bezeichnet die gesamte Körperoberfläche des Rückenbereichs und gibt die Oberfläche des Rumpfbereichs an, die bei Betrachtung eines Messsubjekts von der Rückseite zu sehen ist. Weiterhin bezeichnet „Körperachse” eine Achse, die in der Richtung liegt, in der sich der Rumpfbereich erstreckt, oder anders gesagt eine Achse, die sich etwa in senkrechter Richtung zu einem Seitenquerschnitt des Rumpfbereichs des Messsubjekts erstreckt.
1(A) und 1(B) sind Darstellungen der Grundlagen der Messung, die durch eine Körperfett-Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird. Hierbei zeigt 1(A) die Platzierung von Elektroden beim Erhalten einer Körperimpedanz für den gesamten Rumpfbereich, wogegen 1(B) die Platzierung von Elektroden beim Erhalten einer Körperimpedanz für einen Oberflächenschichtbereich auf der Rückenbereichsseite des Rumpfbereichs zeigt. Zunächst werden die Grundlagen der durch die erfindungsgemäße Körperfett-Messvorrichtung durchgeführten Messung anhand von 1(A) und 1(B) beschrieben. Zu beachten ist, dass 1(A) und 1(B) beide das Messsubjekt von seiner Rückseite zeigen.
Grundlagen der durch die Körperfett-Messvorrichtung durchgeführten Messung
Gemäß 1(A) werden Elektroden EIa_A1 und EIa_A2 an der Oberfläche des linken Arms des Messsubjekts bzw. an der Oberfläche des rechten Arms des Messsubjekts angebracht, um die Körperimpedanz für den gesamten Rumpfbereich zu erhalten. Gleichermaßen werden Elektroden EIB_A1 und EIb_A2 an der Oberfläche des linken Beins des Messsubjekts bzw. an der Oberfläche des rechten Beins des Messsubjekts angebracht. Vier Elektrodenpaare werden an der Rückenbereichsfläche des Messsubjekts angebracht, wobei jedes Paar so angeordnet wird, dass es der Körperachsenrichtung folgt, und wobei die vier Paare in Breitenrichtung des Rumpfbereichs angeordnet sind. Anders gesagt werden gemäß 1(A) insgesamt acht Elektroden oder Elektroden EVa_A1, EVb_A1, EVa_A2, EVb_A2, EVa_A3, EVb_A3, EVa_A4 und EVb_A4 an der Rückenbereichsfläche des Messsubjekts angebracht.
In diesem Zustand wird ein Konstantstrom IA, der den Rumpfbereich durchläuft, am Messsubjekt mit Hilfe der Elektroden EIa_A1, EIa_A2, EIB_A1 und EIb_A2 angelegt, die an beiden Armen bzw. beiden Beinen angebracht sind. Während der Konstantstrom IA anliegt, wird eine Potenzialdifferenz V_A1 mit Hilfe des Paars Elektroden EVa_A1 und EVb_A1 detektiert, die an der Rückenbereichsfläche angebracht sind, eine Potenzialdifferenz V_A2 wird mit Hilfe des Paars Elektroden EVa_A2 und EVb_A2 detektiert, die an der Rückenbereichsfläche angebracht sind, eine Potenzialdifferenz V_A3 wird mit Hilfe des Paars Elektroden EVa_A3 und EVb_A3 detektiert, die an der Rückenbereichsfläche angebracht sind, und eine Potenzialdifferenz V_A4 wird mit Hilfe des Paars Elektroden EVa_A4 und EVb_A4 detektiert, die an der Rückenbereichsfläche angebracht sind.
Eine Körperimpedanz Zt des gesamten Rumpfbereichs wird anhand der so detektierten Potenzialdifferenzen V_A1, V_A2, V_A3 und V_A4 berechnet. Zu beachten ist, dass es bei Ermittlung der Körperimpedanz Zt hierbei durch Berechnen des Mittelwerts der vier genannten Potenzialdifferenzen V_A1, V_A2, V_A3 und V_A4 möglich ist, den Einfluss von Schwankungen der Fettverteilung im Rumpfbereich zu reduzieren.
In diesem Zustand fließt der Konstantstrom IA zwischen beiden Armen und beiden Beinen, die in einem Abstand vom Rumpfbereich positioniert sind, weshalb nahezu der gesamte angelegte Konstantstrom IA Bereiche mit niedrigem elektrischen Widerstand oder anders gesagt Bereiche außer Fett durchläuft. Folglich wird die Körperimpedanz Zt, die anhand der mit Hilfe des Konstantstroms IA gemessenen Potenzialdifferenzen V_A1, V_A2, V_A3 und V_A4 berechnet wird, durch die Menge fettfreier Bereiche (innere Organe, Muskeln und Knochen) im Rumpfbereich stark beeinflusst. Somit kann der von fettfreien Bereichen eingenommene Bereich (nachstehend „fettfreier Querschnittsbereich” genannt) Sa im Querschnitt des Rumpfbereichs in einem der Lage des Nabels entsprechenden Bereich auf der Grundlage der Körperimpedanz Zt geschätzt werden.
Weiterhin werden gemäß 1(B) die vier Elektrodenpaare an der Rückenbereichsfläche des Messsubjekts angebracht, wobei jedes Paar so angeordnet wird, dass es der Körperachsenrichtung folgt, und wobei die vier Paare in Breitenrichtung des Rumpfbereichs angeordnet sind, um die Körperimpedanz des Oberflächenschichtbereichs auf der Rückenbereichsseite des Rumpfbereichs zu erhalten. Anders gesagt werden gemäß 1(B) insgesamt acht Elektroden oder Elektroden EIa_B1, EIb_B1, EVa_B1, EVb_B1, EVa_B2, EVb_B2, EIa_B2 und EIb_B2 an der Rückenbereichsfläche des Messsubjekts angebracht.
In diesem Zustand wird ein Konstantstrom I_B1, der den Rückenbereich lokal durchläuft, am Messsubjekt mit Hilfe des Paars Elektroden EIa_B1 und EIb_B1 angelegt, und ein Konstantstrom I_B2, der den Rückenbereich lokal durchläuft, wird am Messsubjekt mit Hilfe des Paars Elektroden EIa_B2 und EIb_B2 angelegt. Während die Konstantströme I_B1 und I_B2 anliegen, wird eine Potenzialdifferenz V_B1 mit Hilfe des Paars Elektroden EVa_B1 und EVb_B1 detektiert, die an der Rückenbereichsfläche angebracht sind, und eine Potenzialdifferenz V_B2 wird mit Hilfe des Paars Elektroden EVa_B2 und EVb_B2 detektiert, die an der Rückenbereichsfläche angebracht sind. Hierbei sind die Stromwerte der beiden am Messsubjekt angelegten Konstantströme I_B1 und I_B2 auf den gleichen Wert eingestellt.
Eine Körperimpedanz Zs des Oberflächenschichtbereichs auf der Rückenbereichsseite des Rumpfbereichs wird anhand der so berechneten Potenzialdifferenzen V_B1 und V_B2 berechnet. Zu beachten ist, dass es bei Ermittlung der Körperimpedanz Zs hierbei durch Berechnen des Mittelwerts der beiden genannten Potenzialdifferenzen V_B1 und V_B2 möglich ist, den Einfluss von Schwankungen der Fettverteilung im Oberflächenschichtbereich im Rückenbereich des Rumpfbereichs zu reduzieren. Zu beachten ist, dass Potenzialdifferenzen auch an vier Stellen durch Schaltkreise so gemessen werden können, dass die Elektroden, an denen Strom angelegt wurde, als Elektroden zum Detektieren der Potenzialdifferenzen dienen und die Elektroden, die die Potenzialdifferenzen detektierten, als Elektroden zum Anlegen von Strom dienen. Dies ermöglicht, den Einfluss von Schwankungen im Unterhautfett usw. weiter zu reduzieren.
In diesem Zustand werden die Konstantströme I_B1 und I_B2 am Rückenbereich des Rumpfbereichs lokal angelegt, wodurch nahezu die Gesamtheit beider angelegter Konstantströme I_B1 und I_B2 den Oberflächenschichtbereich des Rückenbereichs durchläuft. Folglich wird die Körperimpedanz Zs, die anhand der mit Hilfe der Konstantströme I_B1 und I_B2 gemessenen Potenzialdifferenzen V_B1 und V_B2 berechnet wird, durch die Unterhautfettmasse stark beeinflusst. Somit kann der Unterhautfett-Querschnittsbereich (im Folgenden „Unterhautfett-Querschnittsbereich” genannt) Sb im Querschnitt des Rumpfbereichs, der die Lage des Nabels aufweist, auf der Grundlage dieser Körperimpedanz Zs geschätzt werden.
Als Nächstes wird ein Beispiel für ein Berechnungsverfahren zum Berechnen einer Viszeralfettmasse mit Hilfe der so erhaltenen Körperimpedanzen Zt und Zs beschrieben.
Wird der Gesamtbereich des Querschnitts des Rumpfbereichs an dem Bereich, der der Lage des Nabels entspricht (nachstehend „Rumpfbereich-Querschnittsbereich” genannt) als St zugrunde gelegt, kann ein Viszeralfett-Querschnittsbereich Sx durch die nachstehende Formel (1) mit Hilfe des Rumpfbereich-Querschnittsbereichs St, des fettfreien Querschnittsbereichs Sa und des Unterhautfett-Querschnittsbereichs Sb berechnet werden. Sx = St – Sa – Sb (Formel 1)
Hierbei kann der Rumpfbereich-Querschnittsbereich St mit Hilfe der Umfangslänge des Rumpfbereichs (der sogenannten Taillenlänge), der Breite des Rumpfbereichs, der Tiefe des Rumpfbereichs usw. berechnet werden. Soll beispielsweise der Rumpfbereich-Querschnittsbereich St anhand der Breite und Tiefe des Rumpfbereichs berechnet werden, kann unter der Annahme, dass die Breite des Rumpfbereichs als 2 × a zugrunde gelegt wird und die Tiefe des Rumpfbereichs als 2 × b zugrunde gelegt wird, und aufgrund der Tatsache, dass der Rumpfbereich eine allgemein ovale Querschnittsform hat, der Rumpfbereich-Querschnittsbereich St durch die folgende Formel (2) näherungsweise berechnet werden. St = π × a × b (Formel 2)
Allerdings enthält der durch die o. g. Formel (2) näherungsweise berechnete Rumpfbereich-Querschnittsbereich St mit hoher Wahrscheinlichkeit einen erheblichen Fehlergrad, weshalb bevorzugt ist, einen genaueren Rumpfbereich-Querschnittsbereich St zu ermitteln, indem dieser Rumpfbereich-Querschnittsbereich St mit einem Koeffizient α zur Fehlerreduzierung multipliziert wird. Man erhält diesen Koeffizient α beispielsweise durch Ermitteln des Optimalwerts für α, der St' = α × π × a × b erfüllt, anhand der Beziehung zwischen a und b und einem Rumpfbereich-Querschnittsbereich St', der anhand einer Stichprobe einer großen Anzahl von Röntgen-CT-Bildern erhalten wird.
Folglich kann die o. g. Formel (2) durch die folgende Formel (3) mit Hilfe des Koeffizienten α mit einem niedrigeren Fehlergrad näherungsweise berechnet werden. St = α × π × a × b (Formel 3)
Zu beachten ist, dass es bevorzugt ist, den zur Korrektur wie zuvor beschrieben multiplizierten Koeffizient α gegebenenfalls in Übereinstimmung mit Informationen zu optimieren, z. B. Geschlecht, Alter, Größe, Gewicht usw. des Messsubjekts (nachstehend werden diese Informationen gemeinsam als „Messsubjektinformationen” bezeichnet). Anders gesagt kann der Rumpfbereich-Querschnittsbereich St mit höherem Genauigkeitsgrad näherungsweise berechnet werden, indem der Wert des Koeffizienten α gemäß den Messsubjektinformationen geändert wird.
Wie zuvor beschrieben, kann der fettfreie Querschnittsbereich Sa auf der Grundlage der Körperimpedanz Zt des gesamten Rumpfbereichs berechnet werden. Allerdings kann der fettfreie Querschnittsbereich Sa nicht genau berechnet werden, indem nur die Körperimpedanz Zt des gesamten Rumpfbereichs verwendet wird. Das heißt, in der Tendenz ist der fettfreie Querschnittsbereich Sa proportional zur Größe des Rumpfbereichs, weshalb es nötig ist, den anhand der Körperimpedanz Zt erhaltenen Wert weiter umzuwandeln, um den fettfreien Querschnittsbereich Sa zu berechnen. Folglich kann der fettfreie Querschnittsbereich Sa beispielsweise durch die folgende Formel (4) ausgedrückt werden. Sa = β × a × (1/Zt) Formel (4)
Hier ist a ein Wert, der wie zuvor erwähnt die Hälfte der Breite des Rumpfbereichs beträgt, und ist somit ein Wert, der mit der Größe des Rumpfbereichs zusammenhängt. Allerdings sind die mit der Größe des Rumpfbereichs zusammenhängenden Werte nicht auf a beschränkt, und beispielsweise kann a × b verwendet werden, um die Breite und Tiefe des Rumpfbereichs widerzuspiegeln, der Rumpfbereich-Querschnittsbereich St kann verwendet werden, die Umfangslänge des Rumpfbereichs kann verwendet werden usw.
Weiterhin repräsentiert β einen Koeffizient zum Umwandeln der Körperimpedanz Zt des gesamten Rumpfbereichs in den fettfreien Querschnittsbereich Sa, und ein Optimalwert lässt sich beispielsweise auf der Grundlage einer Stichprobe einer großen Anzahl von Röntgen-CT-Bildern auf die gleiche Weise wie bei der Ermittlung des Koeffizienten α ermitteln. Anders gesagt kann der Optimalwert für β, der Sa' = β × a × (1/Zt) erfüllt, anhand der Beziehung zwischen einem fettfreien Querschnittsbereich Sa', der mit einer Stichprobe einer großen Anzahl von Röntgen-CT-Bildern erhalten wird, der Körperimpedanz Zt des gesamten Rumpfbereichs des Messsubjekts, der durch Röntgen-CT abgebildet wird, und dem o. g. Wert a ermittelt werden.
Zu beachten ist, dass der Koeffizient β vorzugsweise gegebenenfalls in Übereinstimmung mit den Messsubjektinformationen auf die gleiche Weise wie der zuvor erwähnte Koeffizient α optimiert wird. Anders gesagt kann der fettfreie Querschnittsbereich Sa mit höherem Genauigkeitsgrad näherungsweise bestimmt werden, indem der Wert des Koeffizienten β gemäß den Messsubjektinformationen geändert wird.
Weiterhin kann wie zuvor beschrieben der Unterhautfett-Querschnittsbereich Sb auf der Grundlage der Körperimpedanz Zs des Oberflächenschichtbereichs auf der Rückenbereichsseite des Rumpfbereichs berechnet werden. Allerdings kann der Unterhautfett-Querschnittsbereich Sb nicht genau berechnet werden, indem nur die Körperimpedanz Zs des Oberflächenschichtbereichs auf der Rückenbereichsseite des Rumpfbereichs verwendet wird. Das heißt, in der Tendenz ist der Unterhautfett-Querschnittsbereich Sb proportional zur Größe des Rumpfbereichs, weshalb es nötig ist, den anhand der Körperimpedanz Zs erhaltenen Wert weiter umzuwandeln, um den Unterhautfett-Querschnittsbereich Sb zu berechnen. Folglich kann der Unterhautfett-Querschnittsbereich Sb beispielsweise durch die folgende Formel (5) ausgedrückt werden. Sb = γ × a × Zs (Formel 5)
Hier ist a ein Wert, der wie zuvor erwähnt die Hälfte der Breite des Rumpfbereichs beträgt, und ist somit ein Wert, der mit der Größe des Rumpfbereichs zusammenhängt. Allerdings sind die mit der Größe des Rumpfbereichs zusammenhängenden Werte nicht auf a beschränkt, und beispielsweise kann a × b verwendet werden, um die Breite und Tiefe des Rumpfbereichs widerzuspiegeln, der Rumpfbereich-Querschnittsbereich St kann verwendet werden, die Umfangslänge des Rumpfbereichs kann verwendet werden usw.
Weiterhin repräsentiert γ einen Koeffizient zum Umwandeln der Körperimpedanz Zs des Oberflächenschichtbereichs auf der Rückenbereichsseite des Rumpfbereichs in den Unterhautfett-Querschnittsbereich Sb, und ein Optimalwert lässt sich beispielsweise auf der Grundlage einer Stichprobe einer großen Anzahl von Röntgen-CT-Bildern auf die gleiche Weise wie bei der Ermittlung des Koeffizienten α oder des Koeffizienten β ermitteln. Anders gesagt kann der Optimalwert für γ, der Sb' = γ × a × Zs erfüllt, anhand der Beziehung zwischen einem Unterhautfett-Querschnittsbereich Sb', der mit einer Stichprobe einer großen Anzahl von Röntgen-CT-Bildern erhalten wird, der Körperimpedanz Zs des Oberflächenschichtbereichs auf der Rückenbereichsseite des Rumpfbereichs des Messsubjekts, der durch Röntgen-CT abgebildet wird, und dem o. g. Wert a ermittelt werden.
Zu beachten ist, dass der Koeffizient γ vorzugsweise gegebenenfalls in Übereinstimmung mit den Messsubjektinformationen wie der zuvor erwähnte Koeffizient α und Koeffizient β optimiert wird. Anders gesagt kann der Unterhautfett-Querschnittsbereich Sb mit höherem Genauigkeitsgrad näherungsweise bestimmt werden, indem der Wert des Koeffizienten γ gemäß den Messsubjektinformationen geändert wird.
Wie bisher beschrieben, wird in der Körperfett-Messvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der Viszeralfett-Querschnittsbereich Sx auf der Grundlage der o. g. Formel (1) mit Hilfe des Rumpfbereich-Querschnittsbereichs St, des fettfreien Querschnittsbereichs Sa in der Berechnung auf der Grundlage der Körperimpedanz Zt des gesamten Rumpfbereichs und des Unterhautfett-Querschnittsbereichs Sb in der Berechnung auf der Grundlage der Körperimpedanz Zs des Oberflächenschichtbereichs auf der Rückenbereichsseite des Rumpfbereichs berechnet; insbesondere wird der Viszeralfett-Querschnittsbereich Sx auf der Grundlage der folgenden Formel (6) berechnet, indem die o. g. Formel (3) durch die Formel (5) in der o. g. Formel (1) ersetzt wird. Sx = α × π × a × b – β × a × (1/Zt) – γ × a × Zs (Formel 6)
Funktionsblock der Körperfett-Messvorrichtung
2 ist eine Darstellung der Funktionsblockkonfiguration der Körperfett-Messvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform. Im Folgenden wird die Funktionsblockkonfiguration der Körperfett-Messvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform anhand von 2 beschrieben.
Wie 2 zeigt, weist eine Körperfett-Messvorrichtung 1A gemäß dieser Ausführungsform primär auf: eine Steuereinheit 10; eine Konstantstrom-Erzeugungseinheit 21; eine Anschlussumschalteinheit 22; eine Potenzialdifferenz-Detektionseinheit 23; eine Messsubjektinformations-Eingabeeinheit 25; eine Rumpfbereichsmaß-Messeinheit 100; eine Anzeigeeinheit 26; eine Bedieneinheit 27; eine Stromquelleneinheit 28; eine Speichereinheit 29; und mehrere Elektroden HR, HL, BU1–BU4, BL1–BL4, FR und FL, die am Körper des Messsubjekts angebracht sind. Die Steuereinheit 10 weist eine Berechnungsverarbeitungseinheit 11 auf, und die Berechnungsverarbeitungseinheit 11 hat eine Körperimpedanz-Messeinheit 12 und eine Körperzusammensetzungsinformations-Bezugseinheit 14.
Die Rumpfbereichsmaß-Messeinheit 100 dient zur Messung einer Rumpfbereichsbreite 2 × a und einer Rumpfbereichstiefe 2 × b und misst die Rumpfbereichsbreite 2 × a und die Rumpfbereichstiefe 2 × b durch Erhalten von Informationen von einem Messungsstartschalter 150 zum Starten der Messung, einem optischen Sensor 103, Winkelsensoren S1 und S2 und einer Kontaktdetektionseinheit 140. Die Konfiguration der Vorrichtung wird später beschrieben.
Die Steuereinheit 10 ist beispielsweise als CPU (zentrale Prozessoreinheit) konfiguriert und ist eine Einheit zum Steuern der Körperfett-Messvorrichtung 1A insgesamt. Insbesondere gibt die Steuereinheit 10 Befehle zu den verschiedenen o. g. Funktionsblöcken aus, empfängt Eingaben verschiedener Arten von Informationen von den verschiedenen o. g. Funktionsblöcken, führt verschiedene Arten von Berechnungsverfahren auf der Grundlage der verschiedenen Arten empfangener Informationen durch usw. Die verschiedenen Arten von Berechnungsverfahren werden durch die o. g. Berechnungsverarbeitungseinheit 11 durchgeführt, die in der Steuereinheit 10 vorgesehen ist.
Die o. g. mehreren Elektroden weisen auf: Armelektroden HR und HL, die als Elektroden für die oberen Gliedmaße dienen, die in Kontakt mit Oberflächen der oberen Gliedmaße des Messsubjekts platziert werden; Rückenbereichselektroden BU1–BU4 und BL1–BL4, die in Kontakt mit der Rückenbereichsfläche des Messsubjekts platziert werden; und Beinelektroden FR und FL, die als Elektroden für die unteren Gliedmaße dienen, die in Kontakt mit den Oberflächen der unteren Gliedmaße des Messsubjekts platziert werden. Von diesen werden die Armelektroden HR und HL in Kontakt mit den Handflächen der Hände des Messsubjekts platziert, und die Beinelektroden FR und FL werden in Kontakt mit den Fußsohlen der Füße des Messsubjekts platziert. Weiterhin werden gemäß 1(A) und 1(B) die Rückenbereichselektroden BU1–BU4 und BL1–BL4 in Reihen angeordnet und in Kontakt mit der Rückenbereichsfläche des Messsubjekts platziert. Zu beachten ist, dass die Armelektroden HR und HL, die Rückenbereichselektroden BU1–BU4 und BL1–BU4 sowie die Beinelektroden FR und FL alle mit der zuvor beschriebenen Anschlussumschalteinheit 22 elektrisch verbunden sind.
Die Anschlussumschalteinheit 22 ist beispielsweise als Relaisschaltung konfiguriert; auf der Grundlage von Befehlen, die von der Steuereinheit 10 eingegeben werden, verbindet die Anschlussumschalteinheit 22 elektrisch spezifische, aus den o. g. mehreren Elektroden ausgewählte Elektroden mit der Konstantstrom-Erzeugungseinheit 21 und verbindet elektrisch spezifische, aus den o. g. mehreren Elektroden ausgewählte Elektroden mit der Potenzialdifferenz-Detektionseinheit 23. Dadurch fungieren die Elektroden, die durch die Anschlussumschalteinheit 22 mit der Konstantstrom-Erzeugungseinheit 21 elektrisch verbunden sind, als Konstantstrom-Anlegeelektroden, und die Elektroden, die durch die Anschlussumschalteinheit 22 mit der Potenzialdifferenz-Detektionseinheit 23 elektrisch verbunden sind, fungieren als Potenzialdifferenz-Detektionselektroden. Dadurch, dass die Anschlussumschalteinheit 22 auf der Grundlage von Befehlen arbeitet, die von der Steuereinheit 10 eingegeben werden, fungieren anders gesagt Elektroden aus den o. g. mehreren Elektroden HR und HL, BU1–BU4 und BL1–BL4, FR und FL als die jeweiligen Elektroden EIa_A1, EIa_A2, EVa_A1, EVb_A1, EVa_A2, EVb_A2, EVa_A3, EVb_A3, EVa_A4, EVb_A4, EIb_A1 und EIb_A2 gemäß 1(A) und die jeweiligen Elektroden EIa_B1, EIb_B1, EVa_B1, EVb_B1, EVa_B2, EVb_B2, EIa_B2 und EIb_B2 gemäß 1(B).
Die Konstantstrom-Erzeugungseinheit 21 erzeugt einen Konstantstrom auf der Grundlage eines von der Steuereinheit 10 eingegebenen Befehls und führt den erzeugten Konstantstrom über die Anschlussumschalteinheit 22 zu den genannten Konstantstrom-Anlegeelektroden. Ein hochfrequenter Strom (beispielsweise 50 kHz, 500 μA), der zur Messung von Körperzusammensetzungsinformationen wirksam verwendet werden kann, ist als Konstantstrom ausgewählt, der durch die Konstantstrom-Erzeugungseinheit 21 erzeugt wird. Dadurch kann der Konstantstrom über die Konstantstrom-Anlegeelektroden am Messsubjekt angelegt werden.
Die Potenzialdifferenz-Detektionseinheit 23 detektiert eine Potenzialdifferenz zwischen den Elektroden, die durch die Anschlussumschalteinheit 22 mit der Potenzialdifferenz-Detektionseinheit 23 elektrisch verbunden sind (d. h. den Potenzialdifferenz-Detektionselektroden), und gibt die detektierte Potenzialdifferenz zur Steuereinheit 10 aus. Dadurch wird die Potenzialdifferenz zwischen den Potenzialdifferenz-Detektionselektroden in einem Zustand detektiert, in dem der o. g. Konstantstrom am Messsubjekt anliegt.
Verschiedene Arten von Informationen, die von der Rumpfbereichsmaß-Messeinheit 100 erhalten werden, werden zur Steuereinheit 10 gesendet und Berechnungsverfahren durch die Steuereinheit 10 unterzogen, und die Rumpfbereichsbreite 2 × a und Rumpfbereichstiefe 2 × b werden berechnet und zur Körperzusammensetzungsinformations-Bezugseinheit 14 ausgegeben.
Die Messsubjektinformations-Eingabeeinheit 25 ist eine Einheit zum Erhalten von Informationen über das Messsubjekt, die in Berechnungsverfahren verwendet werden, die durch die Berechnungsverarbeitungseinheit 11 durchgeführt werden, und ist zum Beispiel aus Tasten u. ä. konfiguriert, die vom Messsubjekt betätigt werden können. Hierbei gehören zu den Messsubjektinformationen das Geschlecht, das Alter, die Größe und/oder das Gewicht usw. des Messsubjekts, was zuvor erwähnt wurde. Die Messsubjektinformations-Eingabeeinheit 25 empfängt die Eingabe der Messsubjektinformationen und gibt die empfangenen Messsubjektinformationen zur Steuereinheit 10 aus. Zu beachten ist, dass die Messsubjektinformations-Eingabeeinheit 25 in der Konfiguration der Erfindung nicht unbedingt notwendig ist, und ob die Messsubjektinformations-Eingabeeinheit 25 bereitgestellt wird, kann auf der Grundlage dessen bestimmt werden, ob es nötig ist, die Messsubjektinformationen in den Berechnungsverfahren zu verwenden, die durch die Berechnungsverarbeitungseinheit 11 durchgeführt werden.
Die Berechnungsverarbeitungseinheit 11 weist die Körperimpedanz-Messeinheit 12, die Körperforminformations-Messeinheit 13 und die Körperzusammensetzungsinformations-Bezugseinheit 14 auf, wie zuvor erwähnt wurde. Außerdem weist die Körperzusammensetzungsinformations-Bezugseinheit 14 eine Viszeralfettmassen-Berechnungseinheit 14a und eine Unterhautfettmassen-Berechnungseinheit 14b auf. Die Körperimpedanz-Messeinheit 12 berechnet die Körperimpedanz auf der Grundlage eines von der Potenzialdifferenz-Detektionseinheit 23 eingegebenen Signals und gibt diese Körperimpedanz zur Körperzusammensetzungsinformations-Bezugseinheit 14 aus.
Die Körperzusammensetzungsinformations-Bezugseinheit 14 berechnet und erhält die Körperzusammensetzungsinformationen auf der Grundlage der von der Körperimpedanz-Messeinheit 12 eingegebenen Körperimpedanz, der von der Rumpfbereichsmaß-Messeinheit 100 erhaltenen Breite und Tiefe des Rumpfbereichs und in einigen Fällen auch der von der Messsubjektinformations-Eingabeeinheit 25 eingegebenen Messsubjektinformationen. Insbesondere berechnet die Viszeralfettmassen-Berechnungseinheit 14a eine Viszeralfettmasse, und die Unterhautfettmassen-Berechnungseinheit 14b berechnet eine Unterhautfettmasse.
Die Anzeigeeinheit 26 ist beispielsweise als LCD (Flüssigkristallanzeige) o. ä. konfiguriert und zeigt die durch die Körperzusammensetzungsinformations-Bezugseinheit 14 berechneten Körperzusammensetzungsinformationen an, was zuvor erwähnt wurde. Insbesondere werden die durch die Viszeralfettmassen-Berechnungseinheit 14a berechnete Viszeralfettmasse und die durch die Unterhautfettmassen-Berechnungseinheit 14b berechnete Unterhautfettmasse auf der Anzeigeeinheit 26 auf der Grundlage von Signalen angezeigt, die von der Steuereinheit 10 ausgegeben werden. Hierbei wird in der Körperfett-Messvorrichtung 1A gemäß dieser Ausführungsform die Viszeralfettmasse zum Beispiel als Viszeralfett-Querschnittsbereich angezeigt, und die Unterhautfettmasse wird zum Beispiel als Unterhautfett-Querschnittsbereich angezeigt.
Die Bedieneinheit 27 ist eine Einheit, über die das Messsubjekt Befehle in die Körperfett-Messvorrichtung 1A eingibt, und ist beispielsweise als Tasten u. ä. konfiguriert, die vom Messsubjekt betätigt werden können. Zu beachten ist, dass die Bedieneinheit 27 verschiedene Arten von Bedientasten aufweist, z. B. eine Netztaste, eine Messtaste usw.
Die Stromquelleneinheit 28 ist eine Einheit zum Zuführen von elektrischem Strom zur Steuereinheit 10 und verwendet eine interne Stromquelle, z. B. eine Batterie, eine externe Stromquelle, z. B. eine Netzsteckdose, o. ä.
Die Speichereinheit 29 ist beispielsweise als Schreib-/Lesespeicher (RAM) oder Lesespeicher (ROM) konfiguriert und ist eine Einheit zum Speichern verschiedener Arten von Daten, Programmen u. ä. für die Körperfett-Messvorrichtung 1A. Beispielsweise speichert die Speichereinheit 29 die o. g. Messsubjektinformationen, die berechneten Körperzusammensetzungsinformationen, ein Körperzusammensetzungsinformations-Messprogramm zum Durchführen eines Körperzusammensetzungsinformations-Messverfahrens (später erwähnt) usw.
Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung 100
Als Nächstes werden Einzelheiten des Aufbaus der Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung 100, die als Rumpfbereichsmaß-Messeinheit dient, anhand von 3 bis 6 beschrieben. Zu beachten ist, dass 3 eine Querschnittansicht einer schematischen Konfiguration der Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung 100 ist, 4 eine Querschnittansicht von Einzelheiten des Aufbaus einer Kontaktdetektionseinheit 140 und eines Kontaktabschnitts 130 ist, die in der Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung 100 verwendet werden, 5 eine Perspektivansicht einer spezifischen Konfiguration der Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung 100 ist und 6 eine schematische Darstellung eines Messverfahrens ist, das durch die Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung 100 durchgeführt wird.
Gemäß 3 und 4 ist die Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung 100 eine Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung zur Messung einer Rumpfbereichsbreite 2 × a und einer Rumpfbereichstiefe 2 × b eines mit dem Gesicht nach oben liegenden Messsubjekts. Die Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung 100 hat einen Lichtreflexionsabschnitt 120, der an einer Position eines Nabels 305n des Messsubjekts zu platzieren ist, einen Kontaktabschnitt 130, der auf einer Seitenfläche eines Rumpfbereichs 305 des Messsubjekts zu platzieren ist (in 3 einer rechten Körperseite), eine Stützsäule 101, die einen Kontaktdetektionsabschnitt 140 hat, der auf der Seitenfläche des Rumpfbereichs 305 des Messsubjekts positioniert ist und den Kontakt mit dem Kontaktabschnitt 130 detektiert, und die sich in senkrechter Richtung erstreckt, eine Messstange 102, die um einen ersten Lagerpunkt A1 im Hinblick auf die Stützsäule 101 senkrecht schwenkbar gelagert ist und die sich über dem Rumpfbereich 305 des Messsubjekts erstreckt, und einen optischen Sensor 103, der durch die über dem Rumpfbereich des Messsubjekts positionierte Messstange 102 gehalten wird und der um einen zweiten Lagerpunkt A2 so schwenkbar gehalten wird, dass er in Schwerkraftrichtung nach unten hängt. Obwohl in dieser Ausführungsform in 3 der Fall dargestellt ist, in dem der erste Lagerpunkt A1 senkrecht über der Kontaktdetektionseinheit 140 positioniert ist, ist die Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt.
Ein Griff 102g, der vom Messsubjekt zu halten ist, ist auf einer Endseite entgegengesetzt zur anderen Endseite der Messstange 102 vorgesehen, an der der optische Sensor 103 vorgesehen ist, wobei der erste Lagerpunkt A1 der Messstange 102 dazwischen eingefügt ist. Ferner kann der Griff mit den Armelektroden HR und HL versehen sein. Ein Messungsstartschalter 150, der Signale zum Starten der durch die Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung 100 durchgeführten Messung zur Steuereinheit 10 sendet, ist an der Messstange 102 in der Umgebung des Griffs 102g vorgesehen. Zu beachten ist, dass der Messungsstartschalter 150 nicht unbedingt an der Messstange 102 vorgesehen ist und durch eine drahtlose Fernsteuerung, eine drahtgebundene Fernsteuerung o. ä. bedient werden kann.
Ein erster Winkelsensor S1 zum Messen eines Schnittwinkels θ1 der Stützsäule 101 und der Messstange 102 (Neigungswinkel der Messstange 102 im Hinblick auf die senkrechte Richtung) ist am ersten Lagerpunkt A1 vorgesehen, und ein zweiter Winkelsensor S2 zum Messen eines Schnittwinkels θ2 der Messstange 102 und der optischen Achsenrichtung des optischen Sensors 103 (Neigungswinkel der Messstange 102 im Hinblick auf die senkrechte Richtung) ist am zweiten Lagerpunkt A2 vorgesehen. Da sich in dieser Ausführungsform die Stützsäule 101 in senkrechter Richtung erstreckt und sich die optische Achsenrichtung des optischen Sensors 103 in senkrechter Richtung erstreckt, sind der Schnittwinkel θ1 und der Schnittwinkel θ2 gleich. Somit braucht der Winkelsensor nur entweder am ersten Lagerpunkt A1 oder am zweiten Lagerpunkt A2 vorgesehen zu sein.
Obwohl in dieser Ausführungsform eine Konfiguration Anwendung findet, in der der Lichtreflexionsabschnitt 120 und der Kontaktabschnitt 130 auf einem Riemen- bzw. Gürtelteil 110 vorgesehen sind, das um den Rumpfbereich 305 des Messsubjekts anzulegen ist, ist die Konfiguration nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann eine Klebefolie an den Rückflächen des Lichtreflexionsabschnitts 120 und des Kontaktabschnitts 130 angebracht sein, um den Lichtreflexionsabschnitt 120 und Kontaktabschnitt 130 direkt am Rumpfbereich 305 des Messsubjekts zu befestigen.
Außerdem wird gemäß 4 eine Konfiguration verwendet, in der ein leitendes Plattenteil für den Kontaktabschnitt 130 verwendet wird und die erste Kontaktdetektionseinheit 140a und die zweite Kontaktdetektionseinheit 140b für die Kontaktdetektionseinheit 140 verwendet werden, so dass Elektrifizierung zwischen der ersten Kontaktdetektionseinheit 140a und der zweiten Kontaktdetektionseinheit 140b dadurch gewährleistet wird, dass der Kontaktabschnitt 130 Kontakt mit der ersten Kontaktdetektionseinheit 140a und der zweiten Kontaktdetektionseinheit 140b herstellt.
Steht also der Kontaktabschnitt 130 mit der Kontaktdetektionseinheit 140 in Kontakt, werden Informationen über den Stromfluss zur Steuereinheit 10 gesendet, und steht der Kontaktabschnitt 130 nicht mit der Kontaktdetektionseinheit 140 in Kontakt, werden Informationen über fehlenden Stromfluss zur Steuereinheit 10 gesendet.
Zu beachten ist, dass die Konfiguration gemäß 4 ein Beispiel darstellt und es möglich ist, einen anderen Mechanismus anzuwenden, solange der Aufbau einen Mechanismus hat, der den Kontakt oder Nichtkontakt detektiert.
Messverfahrensablauf
Nachstehend wird ein Verfahrensablauf zur Messung einer Rumpfbereichsbreite 2 × a und einer Rumpfbereichstiefe 2 × b des Messsubjekts mit Hilfe der Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung 100 anhand von 3 und 6 beschrieben. Liegt das Messsubjekt in einer Position mit dem Gesicht nach oben, wird der Kontaktabschnitt 130 so positioniert, dass er mit der Kontaktdetektionseinheit 140 in Kontakt steht. Steht der Kontaktabschnitt 130 nicht mit der Kontaktdetektionseinheit 140 in Kontakt, ist es unmöglich, die Messung zu starten.
Das Messsubjekt hält den Griff 102g und stellt den Neigungswinkel der Messstange 102 so ein, dass der optische Sensor 103 genau über dem Lichtreflexionsabschnitt 120 positioniert ist. Vom optischen Sensor 103 abgestrahltes Licht kehrt zum optischen Sensor 103 zurück, da der optische Sensor 103 genau über dem Lichtreflexionsabschnitt 120 positioniert ist, weshalb ein Abstand h3 zwischen dem optischen Sensor 103 und dem Lichtreflexionsabschnitt 120 gemessen werden kann.
Das Messsubjekt bestätigt, dass der optische Sensor 103 genau über dem Lichtreflexionsabschnitt 120 positioniert ist, und betätigt den Messungsstartschalter 150. Damit wird die durch die Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung 100 durchgeführte Messung gestartet.
Gemäß 6 sind ein Abstand h1 von einer Basisposition B, an der das Messsubjekt mit dem Gesicht nach oben liegt, zum ersten Lagerpunkt A1, eine Länge L1 vom ersten Lagerpunkt A1 zum zweiten Lagerpunkt A2 und ein Abstand h2 vom zweiten Lagerpunkt A2 zum optischen Sensor 103 vorab in die Steuereinheit 10 eingegeben.
Daher wird eine senkrechte Länge h4 vom ersten Lagerpunkt A1 zum zweiten Lagerpunkt A2 dadurch, dass die Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung 100 θ1 (oder θ2) und den Abstand h3 misst, auf der Grundlage der folgenden Formel (7) berechnet. h4 = L1 × cosθ1 (Formel 7)
Außerdem wird eine waagerechte Länge h5 vom ersten Lagerpunkt A1 zum zweiten Lagerpunkt A2 auf der Grundlage der folgenden Formel (8) berechnet. h5 = L1 × sinθ1 (Formel 8)
Als Ergebnis wird bei Verwendung des Gürtelteils 110 die Rumpfbereichsbreite 2 × a des Messsubjekts durch die folgende Formel (9) berechnet, wobei die Dicke des Gürtels t beträgt. 2 × a = 2 × (h5 – t) (Formel 9)
Weiterhin wird die Rumpfbereichstiefe 2 × b des Messsubjekts durch die folgende Formel (10) berechnet. 2 × b = [(h1 + h4) – (h2 + h3) – 2 × t] (Formel 10)
Die durch die Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung 100 gemessene Rumpfbereichsbreite 2 × a und Rumpfbereichstiefe 2 × b des Messsubjekts werden in der Steuereinheit 10 verwendet, um den Rumpfbereich-Querschnittsbereich St durch die o. g. Formeln (2) oder (3), den Unterhautfett-Querschnittsbereich Sb durch die Formel (5) und den Viszeralfett-Querschnittsbereich Sx durch die Formel (6) zu berechnen.
Gemäß der Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung 100 in dieser Ausführungsform kann die Vorrichtungskonfiguration aufgrund der Konfiguration vereinfacht sein, in der die Stützsäule 100 und die Messstange 102 verwendet werden. Außerdem ist es möglich, die Größe der Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung 100 zu reduzieren, weil die Konfiguration zum Einsatz kommt, in der die Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung 100 nur auf einer Seite der Seiten des Messsubjekts platziert wird.
Da weiterhin die Messstange 102 um nur eine Stelle, d. h. den ersten Lagerpunkt A1, im Hinblick auf die Stützsäule 101 schwenkt, kann das Messsubjekt selbst die Messstange 102 problemlos bedienen, eine Pflegekraft ist nicht erforderlich, und die Messung kann durch das Messsubjekt selbst durchgeführt werden.
Somit ist es in der Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung 100 und der die Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung verwendenden Körperfett-Messvorrichtung möglich, größere Maßstäbe der Vorrichtung zu vermeiden, den Aufbau zu vereinfachen und zudem Kostenanstieg zu unterdrücken.
Zu beachten ist, dass zwar die Konfiguration zum Einsatz kommt, in der der Kontakt mit der Stützsäule 101 detektiert wird, indem der Kontaktabschnitt 130 in der o. g. Ausführungsform an einer Seite des Rumpfbereichs des Messsubjekts (Körperseite) vorgesehen ist, es aber auch möglich ist, die Konfiguration zu verwenden, in der die Kontaktdetektionseinheit 140 direkt Kontakt mit einer Seite des Rumpfbereichs des Messsubjekts (Körperseite) herstellt.
Obwohl ferner in dieser Ausführungsform die Konfiguration zum Einsatz kommt, in der sich die Stützsäule 101 in senkrechter Richtung erstreckt und der erste Lagerpunkt A1 an einer Position im Wesentlichen senkrecht über der Kontaktdetektionseinheit 140 vorgesehen ist, kann die Position des ersten Lagerpunkts A1 auf der Seite einer Rumpfbereichsseite (rechte Seite in 3) oder an der Außenseite des Rumpfbereichs (linke Seite in 3) liegen. Da der Betrag der Positionsverschiebung des ersten Lagerpunkts A1 in waagerechter Richtung im Hinblick auf die Kontaktdetektionseinheit 140 vorab in der Steuereinheit 10 gespeichert ist, ist es möglich, die Rumpfbereichsbreite 2 × a und die Rumpfbereichstiefe 2 × b des Messsubjekts auf der Grundlage von Informationen über den Neigungswinkel der Messstange 102 im Hinblick auf die senkrechte Richtung zu messen, der von den Winkelsensoren S1 und S2 erhalten wird.
Obwohl zusätzlich die o. g. Ausführungsform der Erfindung ein Beispiel beschreibt, in dem die Berechnungsverarbeitung so konfiguriert ist, dass der Viszeralfett-Querschnittsbereich als Viszeralfettmasse und der Unterhautfett-Querschnittsbereich als Unterhautfettmasse berechnet werden, kann die Berechnungsverarbeitung so konfiguriert sein, dass ein anderer Indikator als der Viszeralfett-Querschnittsbereich, z. B. Viszeralfettvolumen, Viszeralfettgewicht, Viszeralfettlevel o. ä., als Viszeralfettmasse berechnet wird und ein anderer Indikator als der Unterhautfett-Querschnittsbereich, z. B. Unterhautfettvolumen, Unterhautfettgewicht, Unterhautfettlevel o. ä., als Unterhautfettmasse berechnet wird.
Zu beachten ist, dass die vorstehende Ausführungsform zwar den Fall beschreibt, in dem der Abstand h3 mit Hilfe des optischen Sensors 103 und des Lichtreflexionsabschnitts 120 bestimmt wird, der auf dem Gürtelteil 110 vorgesehen ist, das um den Rumpfbereich des Messsubjekts gebunden ist, die Erfindung aber nicht darauf beschränkt ist. Beispielsweise ist bei Verwendung eines Bereichssensors (zum Beispiel Produktnummer GP2D12, hergestellt von Sharp Corp. o. ä.), in dem eine infrarotemittierende Diode anstelle des optischen Sensors 103 zum Einsatz kommt, kein Lichtreflexionsabschnitt 120 erforderlich. Ferner ist bei Bereitstellung eines Ein/Aus-Schalters, der auf der Grundlage des Kontakts des Rumpfbereichs des Messsubjekts funktioniert, an der Stützsäule 101 anstelle des Kontaktabschnitts 130 und der Kontaktdetektionseinheit 140 kein Gürtelteil 110 erforderlich.
Wird der Abstand h3 mit Hilfe des Bereichssensors bestimmt, ist bevorzugt, dass eine Position, an der der Abstand durch den Bereichssensor gemessen wird, mit Hilfe eines Laserpointers o. ä. klar angezeigt wird, damit das Messsubjekt selbst die Position zur Messung des Bauchbereichs erkennen kann. Zu beachten ist, dass bei Abstandsmessung mit Hilfe des optischen Sensors 103 und des Lichtreflexionsabschnitts 120 die Messung automatisch abgeschlossen wird, wenn Licht vom Lichtreflexionsabschnitt 120 zurückläuft, und bei Verwendung des Bereichssensors ohne Einsatz des Lichtreflexionsabschnitts das Messsubjekt den Abstand manuell misst.
Obwohl eine Ausführungsform der Erfindung zuvor beschrieben wurde, ist die hier offenbarte Ausführungsform in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht als Einschränkung zu betrachten. Der Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche festgelegt, und alle Änderungen, die der Bedeutung und dem Äquivalenzbereich der Ansprüche entsprechen, sollen darin mit erfasst sein.
Bezugszeichenliste

1A: Körperfett-Messvorrichtung
10: Steuereinheit
11: Berechnungsverarbeitungseinheit
12: Körperimpedanz-Messeinheit
13: Körperforminformations-Messeinheit
14: Körperzusammensetzungsinformations-Bezugseinheit
14a: Viszeralfettmassen-Berechnungseinheit
14b: Unterhautfettmassen-Berechnungseinheit
21: Konstantstrom-Erzeugungseinheit
22: Anschlussumschalteinheit
23: Potenzialdifferenz-Detektionseinheit
24A: Rumpfbereichsbreiten-Detektionseinheit
24B: Rumpfbereichstiefen-Detektionseinheit
25: Messsubjektinformations-Eingabeeinheit
26: Anzeigeeinheit
27: Bedieneinheit
28: Stromquelleneinheit
29: Speichereinheit
100: Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung (Rumpfbereichsmaß-Messeinheit)
101: Stützsäule
102: Messstange
102g: Griff
103: optischer Sensor
110: Gürtelteil
120: Lichtreflexionsabschnitt
130: Kontaktabschnitt
140: Kontaktdetektionseinheit
140a: erste Kontaktdetektionseinheit
140b: zweite Kontaktdetektionseinheit
150: Messungsstartschalter
305: Rumpfbereich
305n: Nabel
A1: erster Lagerpunkt
A2: zweiter Lagerpunkt
S1: erster Winkelsensor
S2: zweiter Winkelsensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2005-288023 A [0005]
JP 2008-23232 A [0005]
JP 2008-237571 A [0005]
JP 2009-22482 A [0005]
JP 2010-69250 A [0005]

Claims

Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung (100) zur Messung einer Rumpfbereichsbreite (2a) und einer Rumpfbereichstiefe (2b) eines mit dem Gesicht nach oben liegenden Messsubjekts, die aufweist: eine Stützsäule (101), die auf einer Seitenfläche des Rumpfbereichs des Messsubjekts zu platzieren ist; eine Messstange (102), die um einen ersten Lagerpunkt (A1) im Hinblick auf die Stützsäule (101) senkrecht schwenkbar gelagert ist und die sich über dem Rumpfbereich des Messsubjekts erstreckt; einen Abstandssensor (103), der durch die über dem Rumpfbereich des Messsubjekts positionierte Messstange (102) gehalten wird und der um einen zweiten Lagerpunkt (A2) so schwenkbar gehalten wird, dass er in Schwerkraftrichtung nach unten hängt; einen Winkelsensor (S1, S2), der am ersten Lagerpunkt (A1) oder am zweiten Lagerpunkt (A2) vorgesehen ist; und eine Steuereinheit (10), die Informationen über einen Neigungswinkel der Messstange (102) im Hinblick auf eine senkrechte Richtung, die vom Winkelsensor (S1, S2) erhalten werden, und Informationen verarbeitet, die vom Abstandssensor (103) erhalten werden, wobei die Steuereinheit (10) die Rumpfbereichsbreite (2a) und die Rumpfbereichstiefe (2b) des Messsubjekts auf der Grundlage von Abstands- (h2) Informationen, die auf der Grundlage von Informationen erhalten werden, die vom Abstandssensor (103) erhalten werden, und der Neigungswinkelinformationen (θ1) der Messstange (102) im Hinblick auf die senkrechte Richtung misst, die vom Winkelsensor (S1, S2) erhalten werden.
Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner aufweist: einen Lichtreflexionsabschnitt (120), der an einer Position eines Nabels (305n) des Messsubjekts zu platzieren ist; und eine Kontaktdetektionseinheit (140), die auf der Stützsäule (101) vorgesehen ist und die Kontakt mit dem Rumpfbereich detektiert, wobei ein optischer Sensor (103) als Abstandssensor verwendet wird und bei Messung der Rumpfbereichsbreite (2a) und der Rumpfbereichstiefe (2b) des Messsubjekts die Steuereinheit Informationen über den Kontakt mit dem Rumpfbereich von der Kontaktdetektionseinheit (140) erhält und die Rumpfbereichsbreite (2a) und die Rumpfbereichstiefe (2b) des Messsubjekts auf der Grundlage von Informationen über einen Abstand (h3) zwischen dem optischen Sensor (103) und dem Lichtreflexionsabschnitt (120) misst, der auf der Grundlage der Informationen erhalten wird, die vom optischen Sensor (103) in einem Zustand, in dem vom optischen Sensor (103) abgestrahltes Licht am Lichtreflexionsabschnitt (120) reflektiert wird und zum optischen Sensor (103) zurückkehrt, und der Neigungswinkelinformationen (θ1) der Messstange (102) im Hinblick auf die senkrechte Richtung erhalten werden, die vom Winkelsensor (S1, S2) erhalten werden.
Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Kontaktabschnitt (130) auf einer Seitenfläche des Rumpfbereichs (305) des Messsubjekts platziert ist und die Kontaktdetektionseinheit (140) sendet: Informationen über einen Stromfluss zur Steuereinheit (10), wenn der Kontaktabschnitt (130) mit der Kontaktdetektionseinheit (140) in Kontakt steht, und Informationen über fehlenden Stromfluss zur Steuereinheit (10), wenn der Kontaktabschnitt (130) nicht mit der Kontaktdetektionseinheit (140) in Kontakt steht.
Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Lichtreflexionsabschnitt (120) und der Kontaktabschnitt (130) auf einem Gürtelteil (110) vorgesehen sind, das um den Rumpfbereich des Messsubjekts anzulegen ist.
Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung nach Anspruch 2 mit einem Griffabschnitt (102g) auf einer Gegenseite zu der Seite, auf der der optische Sensor (103) vorgesehen ist, wobei der erste Lagerpunkt (A1) der Messstange (102) dazwischen eingefügt ist, wobei ein Messungsstartschalter (150), der ein Signal zum Starten einer durch die Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung durchgeführten Messung zur Steuereinheit (10) sendet, in der Umgebung des Griffabschnitts (102g) vorgesehen ist.
Körperfett-Messvorrichtung, die eine Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung (100) zur Messung einer Rumpfbereichsbreite (2a) und einer Rumpfbereichstiefe (2b) eines mit dem Gesicht nach oben liegenden Messsubjekts aufweist, wobei die Rumpfbereichsmaß-Messvorrichtung (100) aufweist: eine Stützsäule (101), die auf einer Seitenfläche des Rumpfbereichs des Messsubjekts zu platzieren ist; eine Messstange (102), die um einen ersten Lagerpunkt (A1) im Hinblick auf die Stützsäule (101) senkrecht schwenkbar gelagert ist und die sich über dem Rumpfbereich des Messsubjekts erstreckt; einen Abstandssensor (103), der durch die über dem Rumpfbereich des Messsubjekts positionierte Messstange (102) gehalten wird und der um einen zweiten Lagerpunkt (A2) so schwenkbar gehalten wird, dass er in Schwerkraftrichtung nach unten hängt; einen Winkelsensor (S1, S2), der am ersten Lagerpunkt (A1) oder am zweiten Lagerpunkt (A2) vorgesehen ist; und eine Steuereinheit (10), die Informationen über einen Neigungswinkel der Messstange (102) im Hinblick auf eine senkrechte Richtung, die vom Winkelsensor (S1, S2) erhalten werden, und Informationen verarbeitet, die vom Abstandssensor (103) erhalten werden, und wobei die Steuereinheit (10) die Rumpfbereichsbreite (2a) und die Rumpfbereichstiefe (2b) des Messsubjekts auf der Grundlage von Abstands- (h2) Informationen, die auf der Grundlage von Informationen erhalten werden, die vom Abstandssensor (103) erhalten werden, und der Neigungswinkelinformationen (θ1) der Messstange (102) im Hinblick auf die senkrechte Richtung misst, die vom Winkelsensor (S1, S2) erhalten werden.