JP3171248B2 - 身体インピ―ダンス計測用プロ―ブ - Google Patents

身体インピ―ダンス計測用プロ―ブ

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JP3171248B2
JP3171248B2 JP03357199A JP3357199A JP3171248B2 JP 3171248 B2 JP3171248 B2 JP 3171248B2 JP 03357199 A JP03357199 A JP 03357199A JP 3357199 A JP3357199 A JP 3357199A JP 3171248 B2 JP3171248 B2 JP 3171248B2
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grip
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electrodes
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    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B5/48Other medical applications
    • A61B5/4869Determining body composition
    • A61B5/4872Body fat

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  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、被検者の特定化
情報と体内インピーダンス測定情報より、体内脂肪、除
脂肪量、体脂肪率、水分量、基礎代謝量等を算出し、こ
の算出結果を基に、健康管理への指針情報を提示する健
康管理指針アドバイス装置等に採用される身体インピー
ダンス計測用プローブに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、体内脂肪を測定するために、
4電極式体内インピーダンス測定法が知られている。こ
の体内インピーダンス測定法は、図24に示すように、
本体装置1と、この本体装置1からリード線6で接続さ
れる高周波信号を印加するための1対の電極2、3と、
身体抵抗電位計測用の1対の電極4、5を備えた装置を
用いる。
【0003】そして、被検者をベッドに寝かせ、図25
に示すように右手と右足に、それぞれ電極2、3を装着
し、さらに、その右手と右足の電極2、3に互いに近い
側に、身体抵抗電位計測用の電極4、5を装着し、本体
装置1より、電極2、3に高周波信号を印加して被検者
体に通電し、電極4、5間の電位差を計測し、この計測
された電位差と通電電流から、被検者体の生体インピー
ダンスを求めるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の身体イ
ンピーダンス計測装置の電極は、身体に貼着されるもの
であり、被検者に対し、拘束性がある上、電極の装着、
操作が複雑であり、また装着箇所が異なることもあり、
計測の再現性にも問題があった
【0005】この発明は上記問題点に着目してなされた
ものであって、測定毎の再現性が良好で、測定に信頼性
のある身体インピーダンス計測用プローブを提供するこ
とを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の身体インピー
ダンス計測用プローブは、被検者の右手及び左手に接触
させることにより被検者の身体のインピーダンスを測定
するための身体インピーダンス計測用プローブにおい
て、前記身体インピーダンス計測用プローブは、右手と
左手の掌で把持する一対のグリップ部を構成し、前記各
グリップ部は、それぞれ高周波信号印加用電極と身体抵
抗電位計測用電極を、把持すると各々が掌に接する位置
互いに離間して備え、かつ前記高周波信号印加用電極
と身体抵抗電位計測用電極は互いの位置を前記グリップ
の軸方向にずらして設けている。
【0007】
【課題を解決するための手段】この身体インピーダンス
計測用プローブは、各グリップ部は、それぞれ高周波信
号印加用電極と身体抵抗電位計測用電極を、把持すると
各々が掌に接する位置で互いに離間して備え、かつ前記
高周波信号印加用電極と身体抵抗電位計測用電極は互い
の位置を前記グリップの軸方向にずらして設けている
ので、手の掌による把持部分が軸回転方向とずれたとし
ても、身体の末梢側となる電極が入れ替わることがな
く、測定毎の再現性が損なわれることがない。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態により、この発
明をさらに詳細に説明する。図1は、この発明の一実施
形態として、この発明の身体インピーダンス計測用プロ
ーブを採用した携帯用の健康管理指針アドバイス装置の
外観斜視図である。この実施形態装置は、本体部11
と、この本体部11の左右両端部に、本体部11に一体
的に構成される左手用グリップ部(握部)12と、右手
用グリップ部(握部)13とから構成されている。また
本体部11の前面には、電源スイッチ14、スタート指
示や被検者の身体的特徴である身長、体重等を入力する
ためのキースイッチ15、さらに測定結果やアドバイス
情報を表示するための表示部16が設けられている。こ
の表示部16は、左手用グリップ部12と右手用グリッ
プ部13との間のほぼ中央になるように配置されてい
る。
【0009】左手用グリップ部12、右手用グリップ部
13とも、垂直のほぼ円柱状であり、それぞれの表面に
は高周波信号印加用の電極17、18と、抵抗電位計測
用の電極19、20が設けられている。これら電極1
7、18及び電極19、20は、図1に図示していない
が、本体部11内の回路部と電気的に接続されている。
また、グリップ部12、13の本体部側は、手で握った
際に、指がそれぞれフィットして位置決めされるように
凹部9が設けられる。
【0010】左手用グリップ部12と右手用グリップ部
13間の距離Lは、図2の(b)に示すように、ほぼ肩
幅と同程度に設定されている。測定を行う場合は、図2
の(a)で示すように、被検者Aが、左右の両手でグリ
ップ部12、13を握り、両手を真っすぐ前方に延ばし
て水平にして、本体部11を肩の高さにとめる。また、
左手用グリップ部12の高周波信号印加用の電極17及
び電位計測用の電極19は、左手の図3に示す部分が、
それぞれ番号に対応する電極が接触するように、また右
手用グリップ部13の高周波信号印加用の電極18及び
抵抗電位計測用の電極20は、右手の図4に示す部分
が、それぞれ番号に対応する電極に接触するように、配
置されている。また、電極17、18、19、20は、
掌との接触を良好とするために、グリップ部12、13
の非電極形成面より突出して形成してある。この突出構
成の具体例は後述する。
【0011】図5は、電極17、18と、電極19、2
0に接続される本体部11内の回路構成を示すブロック
図である。実施形態装置の内部回路は、周波数f0 の定
電流高周波信号を発生する高周波信号発生部21(10
≦f0 ≦100KHZ)と、電極19、20からの電位
信号を受ける差動増幅器22と、周波数f0 以外の信号
をカットするためのバンドパスフィルタ23と、高周波
信号成分を復調する復調回路24と、アナログ信号をデ
ジタル信号に変換するA/D変換器25と、ROM26
と、RAM27と、A/D変換器25からの入力やデー
タ入力部15からの身長、体重、年令、性別、日時等の
データを取込み、インピーダンスの測定処理演算や、健
康管理指針アドバイス情報を抽出する処理を実行するC
PU28、警告を行うためのブザー29、測定結果を例
えば、プリンタ等へ通信で出力する測定結果出力部3
0、電源用の電池8等を備えている。
【0012】上記実施形態装置において測定を行う際
は、図6に示すように、左右の手で、それぞれ左手用グ
リップ部12と右手用グリップ部13をつかむ。高周波
信号発生部21より、周波数f0 の信号が電極17、1
8に印加され、電極17、左手の掌、電極19、生体
(インピーダンス)、電極20、右手の掌、電極18と
通電され、電極19、20の電位が差動増幅器22に加
えられ、電位差信号が得られる。
【0013】次に、上記実施形態装置の測定動作を図7
に示すフロー図を参照して説明する。 電源スイッチ1
4がONされると、RAM等の初期化や、各回路素子、
表示素子のチエックを行う等の測定準備処理を行う(ス
テップST〔以下STと略す〕1)。次に被検者が、デ
ータ入力部15より、身長、体重、年令、性別等の身体
特徴化情報と測定日時データを入力する(ST2)。こ
れらのデータが入力完了するまで、待機し(ST2、S
T3)、データ入力が完了すると、データ入力部15の
スタートSWがONされるのを待機する(ST4)。こ
こでは、ST3の“READYか”の判定YESで、表
示部16に“スタートSWをONして下さい”の指示表
示を出して、被検者のキー操作を促してもよい。スター
トSWがONされると、数秒間のタイムディレーをおい
て(ST5)、測定を開始した旨の報知をブザー29で
報知あるいは表示部16で表示する(ST6)。ST5
におけるディレータイムは、被検者がスタートSWをO
Nしてから、左右両手で、グリップ部12、13を完
全、正確に握り得るに充分な時間に設定する。
【0014】インピーダンスが測定されると、その両手
間インピーダンス測定値が正常範囲で安定しているか、
どうかを確認し(ST7、ST8)、安定していない場
合は、表示部16で“グリップをしっかり握って下さ
い”の表示をするとともに、ブザー29を動作させてそ
の旨を報知する(ST9)。ST8において、正常で安
定している場合には、測定処理及び、体脂肪の変換演算
を実行し(ST10)、測定終了を表示部16、ブザー
29で報知する(ST11)とともに、その後測定結果
を表示部16に表示し、必要に応じ、指針アドバイス情
報も表示する(ST12)。
【0015】また、この発明の他の実施形態として、図
8に示すように、本体部11とグリップ部12、13の
ケース自体を一体成形としてもよい。これにより、生産
が容易となり、小型、安価な装置が実現できる。また、
この発明のさらに他の実施形態として、図9に示すよう
に、本体部11の両端から、外方に向けて水平に棒状の
左手用のグリップ部12と右手用のグリップ部13を延
設し、これらのグリップ部12、13にそれぞれ高周波
信号印加用の電極17、18と抵抗電位計測用の電極1
9、20を形成する。この場合の電極配置も、両手でグ
リップ部12、13を握ったときに図3と図4に示す掌
の位置に、各電極が接触するように配置しておく。
【0016】また、この発明のさらに他の実施形態とし
て、図10に示すように左手用グリップ部12と右手用
グリップ部13は、それぞれ電極形成部が垂直円柱状で
あるが、本体部11に対して、それぞれ左右方向(矢印
で示す)に出入れ自在に調整し得る構造としてもよい。
このように構成することにより、個人的に身幅に差があ
る例えば子供、女性等が被検者となる場合でも、グリッ
プ部間を常に肩幅とすることができ、被検者が変わって
も、精度の良い測定を行うのに好都合である。
【0017】また、図1、図8に示す実施形態では、本
体部11の表示部16と、グリップ部12、13間は、
貫通穴を設ける構成としているが、この発明の他の実施
形態として、図11に示すように、カメラ型の本体部1
1の両端部に、それぞれ両手の掌がフィットするような
形状に凹部12a、13aを設け、これらを左手用のグ
リップ部12と右手用のグリップ部13としてもよい。
なお、この実施例では、グリップ部12、13をそれぞ
れ左手と右手で握った場合、図3、図4に示す掌の番号
の位置が、それぞれ電極17、18、19、20に接触
するように、配置する。
【0018】また、このカメラ型をした、本体部11の
両端のグリップ部12、13の裏面を、図12の横断面
部(図11のA−A’で切断)に示すように、裏面方向
に突出部12bと凹部12cを形成し、この突出部12
bと凹部12cに、左手の親指以外の指を引っ掛け、表
面凹部12aの親指とともに、しっかり握ることによ
り、掌の所定部をしっかりと電極17、19に接触させ
ることができる。
【0019】この実施形態装置において、グリップ部1
2、13を握った状態で、図13に示すように、同時に
親指でスタートSWのボタン15aを押せる位置に、ス
タートSWのボタン15aを配置することにより、スタ
ートSWをONし得る状態で、左右両手は、しっかりと
電極17、18、19、20に接触しているので、図7
で説明したタイムディレーは、ほとんど不要となる。
【0020】また、図10に示した実施形態では、本体
部11に対し、左右のグリップ部12、13をそれぞれ
横方向に摺動自在にして、両グリップ間の距離を変え得
るようにしたが、両グリップ間の距離を変えるため、図
10のものに代えて、図14に示すように、グリップ部
12、13をそれぞれ本体部11に対し、回動可能な軸
支手段31、32にアーム33、34で保持し、軸支手
段31、32で矢符のように回動させて、グリップ部1
2とグリップ部13間の距離を変えるようにしてもよ
い。
【0021】また、図1の実施形態等では、グリップ部
12、13は、縦配置(垂直型)を示し、図9の実施例
等では、グリップ部12、13は、横配置(水平型)を
示したが、この発明では、図15で示すように、本体部
11に対し、電極を形成したグリップ部12、13が傾
斜角を持った傾斜型でもさしつかえない。次に、上記各
実施形態におけるグリップ部の電極構造について説明す
る。グリップ部12の電極17、19はいずれも、電極
の非形成部35に対し、突出している。すなわち、図1
6の(b)に示すようグリップ12の母材36上に、シ
リコーンゴム等のシール材17a(19a)が形成さ
れ、その上面に電極17(19)が形成されている。電
極材料としては、SUS、Ag、Ag−Agcl等が使
用される。図16の(a)はグリップ部の斜視図、図1
6の(b)は電極部の断面図である。また、さらに図1
7に示すように、電極17の表面に、エンボス突出形状
17b(19b)を形成することにより、より一層、電
極に対し掌の接触を強力にすることができる。図17の
(a)は、電極部の平面図、図17の(b)は電極部の
断面図である。
【0022】また、高周波信号印加用の電極17、19
を、図6に示すように、抵抗電位計測用の電極18、2
0に対し、長く形成することにより、個人毎の手のサイ
ズの相違、手の圧等による電極の接触抵抗等による影響
を少なくなるようにしている。上記各実施形態装置の内
部回路用の電源8は、装置の携帯用を実現するために電
池が使用されている。この電池としては、環境衛生への
配慮から、ポリアセン二次電池または、水素貯蔵・合金
二次電池が使用される。本体部11に二次電池を収納す
るので、AC100Vを直流電圧に変換して二次電池を
充電するためのACアダプタを付属させることが望まし
い。もっとも、人体漏れ電流による安全確保のため、A
Cアダブタ接続時、本装置のインピーダンス測定回路が
リレー等により絶縁されるか、ACアダプタが二重絶縁
等により、十分な医療機器の安全を確保できる機能であ
ることが必要である。
【0023】上記各実施形態装置では、グリップ部を確
実に握っている状態で、インピーダンス測定を行うこと
が望ましい。したがって、より精度の高い測定を行うに
は、グリップ部が握れた状態、つまり掌が電極に接触し
たことを検出して、その検出出力に応答して測定を開始
すればよい。図18は、有接点スイッチのONにより、
接触有無を検出する場合を示しており、グリップ部12
の裏面側に、常態では、バネ41により、接点42、4
3が非接触常態にある〔図18の(a)参照〕。被検者
が測定のため、グリップ部12を、しっかりと握ると、
操作板44がバネ41に接して、グリップ部12の方に
接近し、やがて接点42、43が接触する〔図18の
(b)参照〕。このONにより、接触有無検出回路45
がON信号を出力し、CPU28が、このON信号に応
じて、測定開始指令を出力する。
【0024】図19は、握り力を抵抗変化式の感圧セン
サを用いて、検出するものであり、グリップ部12の本
体部裏面側に、グリップ部表面と操作板44間に、感圧
ゴムセンサ46を設けている。常態では、感圧ゴムセン
サ46には、圧力が加えられないが、被検者が測定のた
めにグリップ部12を握ると、指先端の握力で、操作板
44がグリップ部12の方に、引っ張られて、その力に
より感圧ゴムセンサ46は圧力を受け、応じて抵抗値が
変化する。抵抗値が変化すると、図19の(b)の回路
において、感圧ゴムセンサ46の端子電圧も変化し、こ
の電圧がAmp47で増幅されて、コンパレータ48に
加えられ、基準電圧と比較される。そしてコンパレータ
48は、圧力の有無に応じて、HighあるいはLow
の論理信号を出力する。CPU28は、これに応答し、
圧力有の場合は、測定開始指令信号を出力する。
【0025】図20は、この発明の他の実施形態健康管
理指針アドバイス装置の一部省略回路構成を示すブロッ
ク図である。この回路は、グリップ部12、13に配置
した複数電極17、18、19、20の接続、あるいは
接続信号線I1 、I2 、E1、E2 を、電極信号切替部
49で切替えることができ、この切替により、左手と右
手の掌のインピーダンスを測定し、握力、つまり接触の
有無を計測することができる。なお電極信号切替部49
の切替は、CPU28からの切替コントロール信号によ
り行う。
【0026】次に、この実施形態回路により、左手と右
手のそれぞれの掌の接触抵抗を求めて握力を測定し、所
定の握力有とした場合に、インピーダンス測定処理を開
始する場合の動作を図23に示すフロー図により説明す
る。電源SWがONされて、動作がスタートし、測定準
備処理を行い(ST21)、身体特定化情報等を入力し
(ST22)、READY、YESとなる(ST23)
までの処理は、図7の場合と同じである。この実施形態
では、ST23のREADY、YESに続いて、先ず左
掌の接触抵抗を測定する(ST24)。この処理は、C
PU28より、切替コントロール信号を電極信号切替部
49に送り、電極信号切替部49を、図21に示す接続
に切替える。この接続は、右掌側の電極18、20をO
PENにし、左掌側の電極17、19に信号発生部21
からの信号が印加されるように接続するとともに、電極
17、19を差動増幅器22の入力に接続するものであ
り、電極17、19間及び左掌を通して流れる電流と、
両電極間の電位差により、左掌と電極17、19の接触
抵抗を計測する。
【0027】左掌の接触抵抗が求まると、次に右掌の接
触抵抗の測定に移る(ST25)。この処理も、CPU
28からの切替コントロール信号を電極信号切替部49
に送ることによりなされる。このステップにおける切替
処理により、電極信号切替部49の接続は、図22に示
すものとなる。この接続は、図21とは逆に、左掌側の
電極17、19をOPENにし、右掌側の電極18、2
0に信号発生部21からの信号が印加されるように接続
するとともに、電極18、20を差動増幅器22の入力
に接続する。これにより、左掌の場合と同様にして、右
掌の接触抵抗が測定される。
【0028】次に、測定した両掌の抵抗値が、規定値以
下か否か判別し(ST26)、規定値以下でなければ、
被検者のグリップ部12、13の握力が、なお不十分で
あるとして“グリップ部を正確に握って下さい”の表示
を表示部16に表示して(ST27)、ST24に戻
り、ST24〜ST27の処理を繰り返す。ST26で
両掌の抵抗値が規定値以下である場合には、グリップが
正常に握られているものとして、測定開始を表示部に表
示し(ST28)、後はST29〜ST31で、図7の
ST10〜ST12と同様の処理を行う。
【0029】
【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、グリッ
それぞれ高周波信号印加用電極と身体抵抗電位計
測用電極を、把持すると各々が掌に接する位置で互いに
離間して備え、かつ前記高周波信号印加用電極と身体抵
抗電位計測用電極は互いの位置を前記グリップ部の軸方
向にずらして設けているので、手の掌で把持する部分が
軸回転方向にずれたとしても、測定毎の再現性が損なわ
れることはなく、再現性の良い測定が可能になる。
【0030】請求項2に係る発明によれば、高周波信号
印加用電極は手の掌の土手以外の中指、薬指近傍部分
位置になるように形成し、身体抵抗電位計測用電極
手の掌の土手の部分に位置するように形成したいる
ので、高周波信号印加用電極を常に末梢側に置くことが
でき、精度の良い測定ができる。請求項3に係る発明に
よれば、グリップ部は手で把持する位置決め部を備えて
いるので、位置決め部により常に被験者は同じ握り位置
で測定されるので、再現性がより向上する。
【0031】請求項4に係る発明によれば、測定開始す
るための測定開始操作指示手段を備えているので、測定
開始を指示してから握り直すことが不必要であるので、
身体を早く安定させることができ、測定の信頼性が向上
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態を示す携帯用の健康管理
指針アドバイス装置の外観斜視図である。
【図2】同実施形態装置の使用状態を説明する図であ
る。
【図3】同実施形態装置において、グリップ部を握った
場合の左手の電極対応位置を示す図である。
【図4】同実施形態装置において、グリップ部を握った
場合の右手の電極対応位置を示す図である。
【図5】同実施形態装置の内部回路構成を示すブロック
図である。
【図6】同実施形態装置のグリップ状態と、高周波信号
印加、抵抗電位導出を説明する図である。
【図7】同実施形態装置の動作を説明するためのフロー
図である。
【図8】この発明の他の実施形態を示す携帯用の健康管
理指針アドバイス装置の外観図である。
【図9】この発明の、さらに他の実施形態を示す携帯用
の健康管理指針アドバイス装置の外観斜視図である。
【図10】この発明の、さらに他の実施形態を示す携帯
用の健康管理指針アドバイス装置の外観図である。
【図11】この発明の、さらに他の実施形態を示す携帯
用の健康管理指針アドバイス装置の外観斜視図である。
【図12】同実施形態装置のグリップ部を説明するため
の図である。
【図13】この発明の、さらに他の実施形態を示す携帯
用の健康管理指針アドバイス装置の外観斜視図である。
【図14】この発明の、さらに他の実施形態を示す携帯
用の健康管理指針アドバイス装置の外観斜視図である。
【図15】この発明の、さらに他の実施形態を説明する
ための概略図である。
【図16】各実施形態装置に使用される電極の構造を説
明する図である。
【図17】各実施形態装置に使用される電極の他の構造
例を説明する図である。
【図18】グリップ部における、掌の接触有無検出の一
例を説明する図である。
【図19】グリップ部における掌の接触有無検出の他の
例を説明する図である。
【図20】この発明のさらに、他の実施形態を示す健康
管理指針アドバイス装置の一部省略の回路構成を示すブ
ロック図である。
【図21】同実施形態装置における左掌のインピーダン
スを測定する場合の電極信号切替部の接続を示す回路図
である。
【図22】同実施形態装置における右掌のインピーダン
スを測定する場合の電極信号切替部の接続を示す回路図
である。
【図23】同実施形態装置の動作を説明するためのフロ
ー図である。
【図24】従来の生体インピーダンスの測定を説明する
図である。
【図25】従来の生体インピーダンスの測定における手
及び足への電極装着を説明する図である。
【符号の説明】
11 本体部 12、13 グリップ部 17、18 高周波信号印加用の電極 19、20 身体抵抗電位計測用の電極

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検者の右手及び左手に接触させることに
    より被検者の身体のインピーダンスを測定するための身
    体インピーダンス計測用プローブにおいて、 前記身体インピーダンス計測用プローブは、右手と左手
    の掌で把持する一対のグリップ部を構成し、 前記各グリップ部は、それぞれ高周波信号印加用電極と
    身体抵抗電位計測用電極を、把持すると各々が掌に接す
    る位置で互いに離間して備え、かつ前記高周波信号印加
    用電極と身体抵抗電位計測用電極は互いの位置を前記グ
    リップの軸方向にずらして設けたことを特徴とする身
    体インピーダンス計測用プローブ。
  2. 【請求項2】前記高周波信号印加用電極は、手の掌の土
    手以外の中指、薬指近傍の部分の位置になるように形成
    し、前記身体抵抗電位計測用電極は、手の掌の土手の部
    分に位置するように形成したことを特徴とする請求項1
    記載の身体インピーダンス計測用プローブ。
  3. 【請求項3】前記グリップ部は、手で把持する位置決め
    部を備えいることを特徴とする請求項1又は請求項2
    記載の身体インピーダンス計測用プローブ。
  4. 【請求項4】測定開始を指示するための測定開始操作指
    示手段を備えていることを特徴とする請求項1、請求項
    2又は請求項3記載の身体インピーダンス計測用プロー
    ブ。
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