JP2004180860A

JP2004180860A - Electric characteristic measuring apparatus

Info

Publication number: JP2004180860A
Application number: JP2002350254A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Ueda; 伸介上田; Ei Taniguchi; 映谷口
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2004-07-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make a resistance value R∞ of a frequency ∞ and the overall moisture quantity of a human body accurately calculatable by preventing the occurrence of leakage currents in a high-frequency region. <P>SOLUTION: The occurrence of a high-frequency leakage current between the human body and ground is eliminated by using a battery in a bodily moisture quantity measuring apparatus, which measures the bodily moisture quantity of the human body by making a weak current of a plurality of frequencies from a low frequency to a high frequency to flow in the human body and the bodily moisture quantity which is the body composition of the human body based on the measured multi-frequency living body impedance, as the driving power source 40 of the measuring apparatus. In addition, a switch 41 which is provided between a measuring section 2 and the driving power source 40 is turned off except measuring time. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低周波から高周波に至る複数の周波数の微弱な電流を人体に流すことにより多周波生体インピーダンスを測定し、測定した多周波生体インピーダンスに基づいて物理量を演算する電気特性測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、体内の水分量などの物理量を演算する装置として、生体電気インピーダンス値を測定することにより、簡易に被験者の体内水分量を求めるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、このような体温の変動を考慮した多周波生体インピーダンス測定による体水分量状態判定装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
ところで、このような多周波生体インピーダンス測定では、周波数を低周波から高周波に至る複数の周波数の交流電流を用いて生体電気インピーダンスを測定している。
【０００５】
図５は、多周波生体電気インピーダンス法の測定原理を示している。
【０００６】
人体の細胞は、細胞膜のため、低周波の電流は通さないが高周波の電流は通す性質がある。すなわち、多周波数でインピーダンスを計測すると、体水分量を細胞内液（筋肉組織等）量と細胞外液（血液等）量とに分けて測定することができる。
【０００７】
この場合、例えば低周波である２．５ｋＨｚから高周波である３５０ｋＨｚまで、例えば２．５ｋＨｚ刻みの周波数（１４０ポイント）でインピーダンスを測定すると、その測定結果は、図６に示すようにな半円弧形状となる。このような測定データの軌跡は、Ｃｏｌｅ−Ｃｏｌｅの円と言われている。この軌跡を延長して、周波数０と周波数∞の抵抗値を算出すると、周波数０の抵抗値Ｒ０は細胞外だけを流れる抵抗値を示し、周波数∞の抵抗値Ｒ∞は細胞外と細胞内両方を流れる抵抗値を示すことになる。
【０００８】
従って、抵抗値Ｒ０から細胞外液量を、抵抗値Ｒ∞から全体水分量を計算によって求めることができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−３１８８４５号公報
【特許文献２】
特開２００２−４５３４６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の体水分量状態判定装置では、駆動電源をＡＣ電源から取っている。この場合、図８に示すように、アース−コンセント−ＡＣ電源−コード−装置−人体−アース、といった閉回路が形成され、人体とアースとの間に非常に大きな容量のコンデンサＣが存在し、高周波域の漏れ電流が発生する。そのため、高周波域ではインピーダンスの測定に影響を与え、正確なインピーダンスを測定することができないといった問題があった。すなわち、この場合のインピーダンスの測定結果は、図７に一部一点鎖線で示すような半円弧形状６１となり、高周波領域（破線で囲んだ部分）６３の曲線が、漏れ電流が無い場合の曲線（実線で示す曲線）６２より内側を通る曲線となる。
【００１１】
このように、正確なインピーダンスを測定できなければ、インピーダンスの軌跡も正確な円弧を描けず、周波数∞の抵抗値Ｒ∞の算出値も不正確な値となり、結果として、全体水分量の正確な計算ができないといった問題があった。
【００１２】
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、高周波域の漏れ電流の発生を防止することにより、周波数∞の抵抗値Ｒ∞の正確な算出を可能とし、結果として、全体水分量の正確な計算を可能とした電気特性測定装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気特性測定装置は、低周波から高周波に至る複数の周波数の微弱な電流を人体に流すことにより多周波生体インピーダンスを測定し、測定した多周波生体インピーダンスに基づいて物理量を演算する電気特性測定装置において、前記装置の駆動電源として電池を使用することにより、人体とアースとの間の高周波の電流漏れを無くしたことを特徴としている。
【００１４】
このような特徴を有する本発明によれば、駆動電源に電池を使用することにより、閉回路を形成していたアース−電源間が遮断され、その結果、人体とアースとの間の高周波の電流漏れを無くすことができる。これにより、測定データの軌跡は、Ｃｏｌｅ−Ｃｏｌｅの円と言われる半円弧状の綺麗な軌跡を描くため、この軌跡を延長して周波数∞の抵抗値Ｒ∞を算出すると、抵抗値Ｒ∞は細胞外と細胞内両方を流れる正確な抵抗値を示すことになる。その結果、従来に比べて、全体水分量のより正確な計算が可能となる。
【００１５】
また、本発明の電気特性測定装置によれば、多周波生体インピーダンスを測定する測定処理部と前記駆動電源との間に開閉スイッチを設け、測定時以外は前記開閉スイッチをオフすることを特徴としている。これにより、測定時以外の電池の消費電力を減らすことができるので、駆動電源として電池を用いた場合でも、長時間の動作が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本実施の形態の電気特性測定装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００１８】
本実施の形態の電気特性測定装置は、生体インピーダンスを測定する測定ブロックＡと、測定された生体インピーダンスに基づいて体水分量を演算処理する演算処理ブロックＢとに大別される。
【００１９】
演算処理ブロックＢは、測定及び計測処理を実行するＣＰＵ１１、測定処理プログラムや計測処理プログラム、及び各種定数や演算式等を格納するＲＯＭ１２、各種演算結果を格納するとともに、測定処理時及び演算処理時にはワークエリアとして働くＲＡＭ１３、測定結果や演算結果等を表示する表示部１４、測定に関するデータや演算に関するデータを入力するキーボード等の入力部１５を備えている。
【００２０】
測定ブロックＡは、測定処理部２及び電極部３からなる。
【００２１】
測定処理部２は、基準となるクロックを発生する基準クロック発生器２１、ＲＯＭ１２に格納されている測定処理プログラムに従いＣＰＵ１１から送信されてくる測定制御信号に基づいて多くの周波数成分を含む交流信号（交流電流Ｉａ）を発生する測定信号発生器２２、発生した交流電流Ｉａを一定の電流で駆動するバッファ回路２３、一定の電流で駆動後の交流電流Ｉａを出力する交流電流出力用端子２３ａ、人体を流れてきた交流電流Ｉｂを入力する交流電流入力用端子２４ａ、入力された交流電流Ｉｂを電圧に変換する電流／電圧変換器２４、変換後の電圧信号Ｖｃからノイズ成分を除去するＬＰＦ２５、ノイズ成分除去後のアナログ信号である電圧信号Ｖｃをデジタル信号に変換してＣＰＵ１１に入力するためのＡ／Ｄ変換器２６、電圧検出用端子２７ａ，２７ｂを有する差動増幅器２７、差動増幅器２７により検出された電位差信号Ｖｐからノイズ成分を除去するＬＰＦ２８、ノイズ成分除去後のアナログ信号である電位差信号Ｖｐをデジタル信号に変換してＣＰＵ１１に入力するためのＡ／Ｄ変換器２９等を備えている。
【００２２】
１対の交流電流入出力端子２３ａ，２４ａには、測定ケーブル３１ａ，３２ａを介して１対の電流印加用電極３１，３２が接続されており、１対の電圧検出用端子２７ａ，２７ｂには、測定ケーブル３３ａ，３４ａを介して１対の電圧検出用電極３３，３４が接続されている。
【００２３】
本実施の形態の電気特性測定装置は、図２に示すように、被験者が仰向けになった状態でベッド等の上に横になり、この状態で、一方の電流印加用電極３１と電圧検出用電極３３とを手の甲側の手首付近に近接させて貼り付け、他方の電流印加用電極３２と電圧検出用電極３４とを足の甲側の足首付近に近接させて貼り付けて使用する。すなわち、本実施の形態では、電流印加用電極３１，３２の間に電圧検出用電極３３，３４を配置した４端子法により、誤差の少ない安定した測定を実現している。
【００２４】
この状態で、測定信号発生器２２により、２．５ｋＨｚから３５０ｋＨｚまで、２．５ｋＨｚ刻みの周波数成分（１４０ポイント）を含む交流電流Ｉａを発生させ、バッファ回路２３、交流電流出力用端子２３ａ、測定ケーブル３１ａ及び電流印加用電極３１を介して人体に印加する。そして、電流印加用電極３２、測定ケーブル３２ａ、交流電流入力用端子２４ａ、電流／電圧変換器２４、ＬＰＦ２５及びＡ／Ｄ変換器２６を介して入力された電流信号と、電圧検出用電極３３，３４、測定ケーブル３３ａ，３４ａ、差動増幅器２７、ＬＰＦ２８及びＡ／Ｄ変換器２９を介して入力された電位差信号とに基づき、ＣＰＵ１１では、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）演算を行うことにより、一度に１４０ポイントのインピーダンス測定を行う。その測定データの軌跡は、図７に実線で示すような半円弧形状６２のＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅの円となるので、この軌跡を延長して、周波数０と周波数∞の抵抗値を算出すると、周波数０の抵抗値Ｒ０は細胞外だけを流れる抵抗値を示し、周波数∞の抵抗値Ｒ∞は細胞外と細胞内両方を流れる抵抗値を示すことになる。従って、抵抗値Ｒ０から細胞外液量を、抵抗値Ｒ∞から全体水分量を計算によって求める。なお、このような抵抗値Ｒ０，Ｒ∞の計算、及び体水分量の計算自体は従来周知の技術であり、例えば従来の技術の欄に示した特開２００２−４５３４６号公報等にも開示されているので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２５】
上記構成において、本実施の形態では、これら測定ブロックＡ及び演算処理ブロックＢ内の各機能ブロックを駆動する駆動電源４０として、ＡＣ電源ではなく、１次電池または２次電池等の電池を使用する構成としている。
【００２６】
また、本実施の形態では、駆動電源４０と測定ブロックＡの各機能ブロックとの間に開閉スイッチ４１を設け、この開閉スイッチ４１の開閉制御をＣＰＵ１１からの指示によって行う構成としている。すなわち、ＣＰＵ１１は、測定時以外は開閉スイッチ４１をオフとして、測定処理部２の各機能ブロックへの電源供給を停止し、測定時のみ開閉スイッチ４１をオンとして、測定処理部２の各機能ブロックに電源を供給する構成とする。これにより、測定時以外の電池の消費電力を減らすことができるので、駆動電源４０として電池を用いた場合でも、長時間の動作が可能となる。また、電源供給をオフすることに加え、測定時以外のＣＰＵ１２の処理速度を落とすことによって、電池の消費電力をさらに減らすことができる。
【００２７】
このように、本実施の形態の電気特性測定装置によれば、駆動電源に電池を使用することにより、従来のＡＣ電源を使用していた場合に形成されていたアース−電源間が遮断され、その結果、人体とアースとの間の高周波の電流漏れを無くすことができる。
【００２８】
図３及び図４は、駆動電源に電池を用いて多周波生体インピーダンスを測定した場合と、ＡＣ電源を用いて多周波生体インピーダンスを測定した場合のそれぞれの測定データを示しており、図５は、この測定データに従ってプロットしたときの軌跡を示している。図５中実線で示す軌跡５１が、駆動電源に電池を用いて多周波生体インピーダンスを測定したときの軌跡であり、一部一点鎖線で示す軌跡５２が、ＡＣ電源を用いて多周波生体インピーダンスを測定したときの軌跡である。
【００２９】
これにより、測定データの軌跡は、Ｃｏｌｅ−Ｃｏｌｅの円に沿った綺麗な半円弧状の軌跡（図６中実線で示す軌跡５１）を描くため、この軌跡を延長して周波数∞の抵抗値Ｒ∞を算出すると、抵抗値Ｒ∞は細胞外と細胞内両方を流れる正確な抵抗値を示すことになる。その結果、従来に比べて、全体水分量のより正確な計算が可能となる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の電気特性測定装置によれば、駆動電源に電池を使用することにより、従来のＡＣ電源を使用していた場合に形成されていたアース−電源間が遮断され、その結果、人体とアースとの間の高周波の電流漏れを無くすことができる。これにより、測定データの軌跡は、Ｃｏｌｅ−Ｃｏｌｅの円に沿った綺麗な半円弧状の軌跡を描くため、この軌跡を延長して周波数∞の抵抗値Ｒ∞を算出すると、抵抗値Ｒ∞は細胞外と細胞内両方を流れる正確な抵抗値を示すことになる。その結果、従来に比べて、全体水分量などのより正確な計算が可能となる。
【００３１】
また、多周波生体インピーダンスを測定する測定処理部と駆動電源である電池との間に開閉スイッチを設け、測定時以外は開閉スイッチをオフする構成としたので、測定時以外の電池の消費電力を減らすことができ、長時間の動作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の電気特性測定装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】電極を人体に貼り付ける状態を示す説明図である。
【図３】駆動電源に電池を用いて多周波生体インピーダンスを測定した場合と、ＡＣ電源を用いて多周波生体インピーダンスを測定した場合のそれぞれの測定データを一覧形式にまとめて示す図表である。
【図４】駆動電源に電池を用いて多周波生体インピーダンスを測定した場合と、ＡＣ電源を用いて多周波生体インピーダンスを測定した場合のそれぞれの測定データを一覧形式にまとめて示す図表である。
【図５】駆動電源として電池とＡＣ電源とを使用し、２．５ｋＨｚから３５０ｋＨｚまでを２．５ｋＨｚ刻みの周波数（１４０ポイント）でインピーダンスを測定した測定データの軌跡を示すグラフである。
【図６】多周波生体電気インピーダンス法の測定原理を示す説明図である。
【図７】２．５ｋＨｚから３５０ｋＨｚまでを２．５ｋＨｚ刻みの周波数（１４０ポイント）でインピーダンスを測定した場合の測定データの軌跡を示すグラフである。
【図８】体水分量の計測時に高周波電流が漏れる様子を説明する図である。
【符号の説明】
Ａ測定ブロック
Ｂ演算処理ブロック
２測定処理部
３電極部
１１ＣＰＵ
１２ＲＯＭ
１３ＲＡＭ
１４表示部
１５入力部
２１基準クロック発生器
２２測定信号発生器
２３バッファ回路
２３ａ交流電流出力用端子
２４電流／電圧変換器
２４ａ交流電流入力端子
２５，２８ＬＰＦ
２６，２９Ａ／Ｄ変換器
３１，３２電流印加用電極
３３，３４電圧検出用電極
３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ測定ケーブル
４０駆動電源（電池）
４１開閉スイッチ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrical characteristic measuring device that measures a multi-frequency bioimpedance by passing weak currents of a plurality of frequencies from a low frequency to a high frequency through a human body, and calculates a physical quantity based on the measured multi-frequency bioimpedance.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for calculating a physical quantity such as a water content in a body, there is a device for easily obtaining a water content in a subject by measuring a bioelectric impedance value (for example, see Patent Document 1).
[0003]
Also, a body water content state determination device based on multi-frequency bioimpedance measurement in consideration of such fluctuations in body temperature has been proposed (for example, see Patent Document 2).
[0004]
By the way, in such multi-frequency bioimpedance measurement, bioelectric impedance is measured using alternating currents of a plurality of frequencies ranging from a low frequency to a high frequency.
[0005]
FIG. 5 shows the measurement principle of the multifrequency bioelectric impedance method.
[0006]
Since the cells of the human body are cell membranes, they have the property of not passing low-frequency currents but passing high-frequency currents. That is, when impedance is measured at multiple frequencies, the amount of body water can be measured separately for the amount of intracellular fluid (such as muscle tissue) and the amount of extracellular fluid (such as blood).
[0007]
In this case, for example, when the impedance is measured at a frequency (140 points) in steps of 2.5 kHz, for example, from a low frequency of 2.5 kHz to a high frequency of 350 kHz, the measurement result shows a semicircular arc shape as shown in FIG. It becomes. Such a locus of measurement data is called a Cole-Cole circle. By extending this trajectory and calculating the resistance values at the frequency 0 and the frequency ∞, the resistance value R0 at the frequency 0 indicates the resistance value flowing only outside the cell, and the resistance value R∞ at the frequency ∞ indicates both the extracellular and intracellular values. The resistance value flowing through the resistor.
[0008]
Therefore, the extracellular fluid amount can be calculated from the resistance value R0, and the total water content can be calculated from the resistance value R∞.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-11-318845 [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-45346
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned conventional body moisture content state determination device, the driving power is taken from the AC power. In this case, as shown in FIG. 8, a closed circuit such as earth-outlet-AC power supply-cord-device-human body-earth is formed, and a capacitor C having a very large capacitance exists between the human body and the earth. Leakage current in the high frequency range occurs. For this reason, there is a problem that the measurement of impedance is affected in a high frequency range, and accurate impedance cannot be measured. That is, the measurement result of the impedance in this case is a semicircular arc shape 61 as partially shown by a dashed line in FIG. 7, and the curve of the high frequency region (portion surrounded by the broken line) 63 is the curve when there is no leakage current ( The curve passes through the inside of a curve (shown by a solid line) 62.
[0011]
As described above, if the accurate impedance cannot be measured, the locus of the impedance cannot draw an accurate arc, and the calculated value of the resistance value R∞ at the frequency ∞ becomes an inaccurate value. There was a problem that calculation was not possible.
[0012]
The present invention has been conceived in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to prevent the occurrence of a leakage current in a high frequency range, thereby enabling an accurate calculation of a resistance value R∞ at a frequency ∞. Another object of the present invention is to provide an electrical characteristic measuring device capable of accurately calculating the total water content.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The electric characteristic measuring apparatus of the present invention measures a multi-frequency bioimpedance by passing weak currents of a plurality of frequencies from a low frequency to a high frequency through a human body, and calculates a physical quantity based on the measured multi-frequency bioimpedance. The characteristic measuring device is characterized in that a high-frequency current leak between a human body and the ground is eliminated by using a battery as a driving power source of the device.
[0014]
According to the present invention having such a feature, by using a battery as the driving power source, the ground-power source forming a closed circuit is cut off, and as a result, a high-frequency current between the human body and the ground is generated. Leaks can be eliminated. Accordingly, the locus of the measurement data draws a beautiful semi-arc-shaped locus called a Cole-Cole circle. If the locus is extended to calculate the resistance R 値 at the frequency 、, the resistance R∞ becomes It will show accurate resistance values flowing both outside and inside the cell. As a result, a more accurate calculation of the total water content becomes possible as compared with the related art.
[0015]
Further, according to the electrical characteristic measuring apparatus of the present invention, an open / close switch is provided between the measurement processing unit that measures multi-frequency bioimpedance and the drive power supply, and the open / close switch is turned off except during measurement. I have. As a result, the power consumption of the battery other than at the time of measurement can be reduced, so that long-time operation is possible even when a battery is used as the driving power supply.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of the electrical characteristic measuring device according to the present embodiment.
[0018]
The electrical characteristic measuring apparatus according to the present embodiment is roughly divided into a measurement block A for measuring bioelectrical impedance and an arithmetic processing block B for performing arithmetic processing on body water content based on the measured bioelectrical impedance.
[0019]
The arithmetic processing block B stores a CPU 11 for executing measurement and measurement processing, a ROM 12 for storing a measurement processing program and a measurement processing program, various constants and arithmetic expressions, and various arithmetic results. It includes a RAM 13 serving as a work area, a display unit 14 for displaying measurement results and calculation results, and an input unit 15 such as a keyboard for inputting data related to measurement and data related to calculation.
[0020]
The measurement block A includes a measurement processing section 2 and an electrode section 3.
[0021]
The measurement processing unit 2 includes a reference clock generator 21 that generates a reference clock, an AC signal (including many frequency components) based on a measurement control signal transmitted from the CPU 11 according to a measurement processing program stored in the ROM 12. A measuring signal generator 22 for generating the AC current Ia), a buffer circuit 23 for driving the generated AC current Ia with a constant current, an AC current output terminal 23a for outputting the AC current Ia after driving with the constant current, , An AC current input terminal 24a for inputting the AC current Ib flowing therethrough, a current / voltage converter 24 for converting the input AC current Ib to a voltage, an LPF 25 for removing noise components from the converted voltage signal Vc, and noise. A / D converter 26 for converting voltage signal Vc, which is an analog signal after removing components, into a digital signal and inputting it to CPU 11 A differential amplifier 27 having voltage detection terminals 27a and 27b, an LPF 28 for removing a noise component from the potential difference signal Vp detected by the differential amplifier 27, and a potential difference signal Vp which is an analog signal after removing the noise component is converted into a digital signal. And an A / D converter 29 for inputting the data to the CPU 11.
[0022]
A pair of current application electrodes 31, 32 are connected to the pair of AC current input / output terminals 23a, 24a via measurement cables 31a, 32a, and a pair of voltage detection terminals 27a, 27b are connected to the pair of voltage detection terminals 27a, 27b. A pair of voltage detection electrodes 33 and 34 are connected via measurement cables 33a and 34a.
[0023]
As shown in FIG. 2, the electrical characteristic measuring apparatus of the present embodiment lays down on a bed or the like with the subject lying on his / her back, and in this state, one of the current applying electrode 31 and the voltage detecting The electrode 33 is attached close to the back of the hand near the wrist, and the other current application electrode 32 and the voltage detection electrode 34 are attached close to the back of the foot near the ankle. That is, in the present embodiment, stable measurement with little error is realized by the four-terminal method in which the voltage detection electrodes 33 and 34 are arranged between the current application electrodes 31 and 32.
[0024]
In this state, the measurement signal generator 22 generates an AC current Ia including frequency components (140 points) in 2.5 kHz steps from 2.5 kHz to 350 kHz, and outputs the buffer circuit 23, the AC current output terminal 23 a, The voltage is applied to the human body via the cable 31a and the current applying electrode 31. The current signal input through the current application electrode 32, the measurement cable 32a, the AC current input terminal 24a, the current / voltage converter 24, the LPF 25, and the A / D converter 26, and the voltage detection electrode 33, The CPU 11 performs an FFT (Fast Fourier Transform) operation at a time based on the potential difference signal input via the measurement cables 33a, 34a, the differential amplifier 27, the LPF 28, and the A / D converter 29, and thereby at once. Measure the impedance at 140 points. Since the locus of the measurement data is a Cole-Cole circle having a semicircular shape 62 as shown by a solid line in FIG. 7, by extending this locus and calculating the resistance values at the frequency 0 and the frequency ∞, the frequency 0 A resistance value R0 of the frequency ∞ indicates a resistance value flowing only outside the cell, and a resistance value R∞ of the frequency ∞ indicates a resistance value flowing both outside the cell and inside the cell. Therefore, the extracellular fluid amount is calculated from the resistance value R0, and the total water content is calculated from the resistance value R∞. The calculation of the resistance values R0 and R∞ and the calculation of the body water content are conventionally well-known techniques, and are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-45346 described in the section of the prior art. Therefore, detailed description is omitted here.
[0025]
In the above configuration, in the present embodiment, a battery such as a primary battery or a secondary battery is used as the drive power supply 40 for driving each of the functional blocks in the measurement block A and the arithmetic processing block B instead of the AC power supply. It has a configuration.
[0026]
In the present embodiment, an open / close switch 41 is provided between the drive power supply 40 and each functional block of the measurement block A, and the open / close switch 41 is controlled by an instruction from the CPU 11. That is, the CPU 11 turns off the open / close switch 41 except during measurement, stops power supply to each function block of the measurement processing unit 2, turns on the open / close switch 41 only during measurement, and turns on each function block of the measurement processing unit 2. Power is supplied to the As a result, power consumption of the battery other than at the time of measurement can be reduced, so that even when a battery is used as the driving power supply 40, long-time operation is possible. Further, in addition to turning off the power supply, the processing speed of the CPU 12 other than at the time of measurement is reduced, so that the power consumption of the battery can be further reduced.
[0027]
As described above, according to the electric characteristic measuring device of the present embodiment, by using a battery as a drive power supply, the ground-power supply formed when a conventional AC power supply is used is cut off, As a result, high frequency current leakage between the human body and the ground can be eliminated.
[0028]
FIG. 3 and FIG. 4 show measurement data of a case where multi-frequency bioimpedance is measured using a battery as a driving power source and a case where multi-frequency bioimpedance is measured using an AC power source, respectively. Shows a locus when plotted according to the measurement data. A locus 51 shown by a solid line in FIG. 5 is a locus when multi-frequency bioimpedance is measured using a battery as a drive power source, and a locus 52 partially shown by a dashed line is a locus 52 using an AC power source. It is a locus at the time of measurement.
[0029]
Thus, the locus of the measurement data draws a beautiful semi-arc-shaped locus (the locus 51 shown by a solid line in FIG. 6) along the Cole-Cole circle. When ∞ is calculated, the resistance value R∞ indicates an accurate resistance value flowing both inside and outside the cell. As a result, a more accurate calculation of the total water content becomes possible as compared with the related art.
[0030]
【The invention's effect】
According to the electric characteristic measuring apparatus of the present invention, by using a battery as a drive power supply, the ground-power supply formed when a conventional AC power supply is used is cut off. And high-frequency current leakage between them can be eliminated. Thereby, the locus of the measurement data draws a beautiful semi-arc-shaped locus along the Cole-Cole circle, and when this locus is extended to calculate the resistance R∞ at the frequency 、, the resistance R∞ becomes It will show accurate resistance values flowing both outside and inside the cell. As a result, more accurate calculation of the total water content and the like can be performed as compared with the related art.
[0031]
In addition, an open / close switch is provided between the measurement processing unit that measures multi-frequency bioimpedance and the battery that is the driving power source, and the open / close switch is turned off except during measurement. The operation can be performed for a long time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an electrical characteristic measuring device according to an embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state in which electrodes are attached to a human body.
FIG. 3 is a table summarizing respective measurement data in a case where the multi-frequency bioimpedance is measured using a battery as a driving power source and in a case where the multi-frequency bioimpedance is measured using an AC power source.
FIG. 4 is a table showing, in a list form, respective measurement data in a case where multi-frequency bioimpedance is measured using a battery as a driving power source and in a case where multi-frequency bioimpedance is measured using an AC power source.
FIG. 5 is a graph showing a locus of measurement data obtained by measuring impedance from 2.5 kHz to 350 kHz at a frequency of 2.5 kHz (140 points) using a battery and an AC power source as a driving power source.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a measurement principle of the multifrequency bioelectric impedance method.
FIG. 7 is a graph showing a locus of measured data when impedance is measured from 2.5 kHz to 350 kHz at a frequency (140 points) in steps of 2.5 kHz.
FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which a high-frequency current leaks when measuring a body water content.
[Explanation of symbols]
A Measurement block B Operation processing block 2 Measurement processing unit 3 Electrode unit 11 CPU
12 ROM
13 RAM
14 Display Unit 15 Input Unit 21 Reference Clock Generator 22 Measurement Signal Generator 23 Buffer Circuit 23a AC Current Output Terminal 24 Current / Voltage Converter 24a AC Current Input Terminals 25, 28 LPF
26, 29 A / D converters 31, 32 Current application electrodes 33, 34 Voltage detection electrodes 31a, 32a, 33a, 34a Measurement cable 40 Drive power supply (battery)
41 Open / close switch

Claims

低周波から高周波に至る複数の周波数の微弱な電流を人体に流すことにより多周波生体インピーダンスを測定し、測定した多周波生体インピーダンスに基づいて物理量を演算する電気特性測定装置において、前記装置の駆動電源として電池を使用することにより、人体とアースとの間の高周波の電流漏れを無くしたことを特徴とする電気特性測定装置。A multi-frequency bioimpedance is measured by passing a weak current of a plurality of frequencies from low frequency to high frequency through a human body, and an electrical characteristic measuring device that calculates a physical quantity based on the measured multifrequency bioimpedance is driven. An electric characteristic measuring apparatus characterized in that high-frequency current leakage between a human body and ground is eliminated by using a battery as a power supply.

多周波生体インピーダンスを測定する測定処理部と前記駆動電源との間に開閉スイッチが設けられており、測定時以外は前記開閉スイッチをオフすることを特徴とする請求項１に記載の電気特性測定装置。The electrical characteristic measurement according to claim 1, wherein an open / close switch is provided between the measurement processing unit that measures multi-frequency bioimpedance and the drive power supply, and the open / close switch is turned off except during measurement. apparatus.