JP3848818B2 - 生体の代謝状態を解析する装置及び記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体の代謝の状態を解析することができるように構成された生体の代謝状態を解析する装置、又は生体の代謝のうちエネルギー代謝状態を解析することにより生体の代謝の状態を解析することができるように構成された生体の代謝状態を解析する装置及び記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の生体の代謝状態を解析する装置としては、例えば、特開平１１−２１６１２１号公報に開示されている健康管理指針アドバイス装置が知られている。このアドバイス装置は、身体インピーダンスの計測値を健康管理に有益な指針情報に変換する変換手段を備え、前記身体インピーダンス計測値に基づいて前記健康管理に有益な指針情報を提供するものである。
【０００３】
前記健康管理に有益な指針情報としては、身体インピーダンスの計測値に基づくエネルギー代謝量の推定によって提供される代謝状態指標が開示されている。このエネルギー代謝量の推定原理は、前記身体インピーダンスの計測値が末梢血管の拡張・収縮による血流量変化と比例し、その血流量変化が代謝を促進すると考えられる酸素供給量及び熱の放散と比例しているというものである。
【０００４】
一方、ヒトが体内に蓄えられた糖質、脂質等を酸化してエネルギーを産生する過程は代謝の一プロセスであり、その状態を知ることはヒトの代謝を評価してその人の健康状態を評価する一つの大きな指標となる。この代謝の状態を測定する方法として、例えば、被験者が呼吸マスクをして一定時間運動を行い、吸気と呼気の酸素および二酸化炭素の含有量をガス分析機で測定し、被験者の酸素消費量を求めて、代謝の一状態を評価していた。あるいは、被験者の大気中での体重と水中での体重の差から体脂肪量を求めて、代謝の一状態を評価していた。また、例えば特開平６−１１４０２４号公報、特開平７−３０３６１７号公報に開示されているように、ＢＩ（Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｍｐｅｄａｎｃｄ）法を応用して、生体電気抵抗から、比較的簡便に体脂肪率を計測する方法も開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の健康管理指針アドバイス装置では、身体インピーダンスの計測値のみに基づいてエネルギー代謝量を算出する方法が具体的に開示されているに止まり、その他代謝の状態と深い関連のある身体特定化情報等がエネルギー代謝量（代謝状態指標）の算出に対して、示唆はされているが直接的かつ充分に反映されてはいなかった。このため、このアドバイス装置では、より少ない情報に基づいて、前記指針情報としての代謝状態指標（エネルギー代謝量）の推定を行っていたことから、代謝の状態を的確に表現することは困難であった。
【０００６】
一方、前記従来の酸素マスクをして運動をしたり、水中での体重を測定する方法は、精度の高い測定が出来る反面、大がかりな測定装置と測定および解析のための長い時間、被験者の多大な精神的および肉体的な負担を要したり、専門の医師のもとで行わなければならなかったりして、費用や簡便さの上で大きな問題があった。
【０００７】
また、ＢＩ法を応用して生体内の体脂肪率を測定する方法は、その簡便さから広く普及し始めているが、体脂肪率からは肥満や痩せといった被験者の形態的な特徴を測定するにとどまり、肥満や痩せの病態生理学的機序や治療の選択及び効果を評価するものではなかった。
【０００８】
この発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、生体の代謝状態を的確かつ簡便に測定することができるように構成した生体の代謝状態を解析する装置及び記録媒体を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置は、被験者の身体情報を入力する入力手段と、前記入力手段で入力された被験者の身体情報を用いて、生体の細胞内好気呼吸の状態を間接的に表す内呼吸指数を算出する制御手段と、前記制御手段で処理された処理結果を出力する出力手段と、
を備え、前記制御手段は、身体情報として入力された被験者の身長Ｈ（ｃｍ）、体重Ｗ（ｋｇ）及び生体電気抵抗値Ｚ（Ω）から、式１乃至３のいずれかの計算式を用いて体密度ＢＤを算出する体密度算出手段と、前記体密度算出手段で算出された体密度ＢＤから、式４に代入することによって内呼吸指数を算出する内呼吸指数算出手段とを備えたことを特徴とする。
（式１）は、体密度ＢＤ＝Ａ−（Ｂ×Ｗ×Ｚ）／Ｈ 2 ＋Ｃ×Ｚである。但し、Ａは定数、Ｂ及びＣは比例係数である。また、（式２）は、体密度ＢＤ＝Ａ−（Ｂ×Ｗ×Ｚ）／Ｈ 2 ＋Ｃ×Ｗである。但し、Ａは定数、Ｂ及びＣは比例係数である。（式３）は、体密度ＢＤ＝ａ−（ｂ×Ｗ×Ｚ）／Ｈ 2 である。但し、ａ及びｂは定数である。（式４）は、内呼吸指数＝（ＢＤ−１）×１０００である。
【００１０】
請求項２に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置は、さらに、予め医学的判断によって、内呼吸指数に基づいて決定された代謝状態の評価データを記憶する記憶手段を備え、前記制御手段を、前記算出された内呼吸指数を用いて、前記記憶手段に記憶された評価データを検索するように構成するとともに、前記検索された評価結果を前記出力手段に出力するように構成したことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記入力手段から除脂肪量ＤＦＴと基礎除脂肪量ａＷを入力し、前記制御手段は、入力された前記除脂肪量ＤＦＴと基礎除脂肪量ａＷに基づいて式５を用いて差ΔＤＦＴを算出する差ΔＤＦＴ算出手段をさらに備えたことを特徴とする。（式４）は、ΔＤＦＴ＝ＤＦＴ−ａＷである。但し、係数ａは体重Ｗに対する基礎除脂肪量の割合を表わす除脂肪量係数である。
【００１２】
請求項４に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置は、請求項１乃至請求項３に記載の発明において、前記入力手段から、異なる２時点の初めの時点をＡ、後の時点をＢとし、少なくとも前記異なる２時点において測定された２組の前の時点の体脂肪量ＦＴＡ、後の時点の体脂肪量ＦＴＢが入力され、前記制御手段は、前記体脂肪量ＦＴＡ，ＦＴＢに基づいて式６を用いて脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢを算出するエネルギー生産量算出手段をさらに備えたことを特徴とする。（式６）は、ＥＡＢ＝（ＦＴＡ−ＦＴＢ）×ｂである。但し、係数ｂは脂肪１ｇが燃焼された時の脂肪組織からのエネルギー産生量を表すエネルギー係数である。ここで、係数ｂは脂肪１ｇを燃焼させるために必要な酸素消費量係数、係数ｃは脂肪１ｇを燃焼させた時のエネルギー係数であり、例えば、１ｇの脂肪を燃焼させたときに必要な酸素の量および生成した二酸化炭素、水、エネルギーの量を表した式、１ｇ・ｆａｔ＋２．０２３Ｌ・Ｖｏ２＝１．４３６Ｌ・ＣＯ２＋１．０７ｇ・Ｈ２Ｏ＋３９．６３ＫＪ・Ｅより、ｂ＝１．４３６と導くことができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の生体の代謝状態を解析する装置において、前記入力手段から、異なる２時点の初めの時点をＡ、後の時点をＢとし、少なくとも前記異なる２時点において測定された２組の前の時点の体脂肪量ＦＴＡ、後の時点の体脂肪量ＦＴＢが入力され、前記制御手段は、前記体脂肪量ＦＴＡ，ＦＴＢに基づいて式７を用いて脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢを算出する酸素消費量算出手段をさらに備えたことを特徴とする。（式７）は、Ｖｏ２ＡＢ＝（ＦＴＡ−ＦＴＢ）×ｃ／ＦＴＡ／ＴＡＢである。但し、ｃは脂肪１ｇが燃焼された時の酸素消費量を表す酸素消費量係数Ｔであり、上記１ｇの脂肪を燃焼させたときに必要な酸素の量および生成した二酸化炭素、水、エネルギーの量を表した式より、同様にｃ＝３９．６３と導くことができる。ＡＢは２時点間の時間差である。
【００１４】
請求項６に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の生体の代謝状態を解析する装置であって、被験者の代謝に関連する身体情報を用いて被験者の代謝関連指標を算出する制御手段を備えた中央解析コンピュータと、その中央解析コンピュータに通信手段を介して接続される入出力端末機器とを備え、前記入出力端末機器は、被験者の身体情報を入力する入力手段と、前記中央解析コンピュータにより算出処理された結果を出力する出力手段とを備え、前記入出力端末機器の入力手段に被験者の身体情報を入力し、その入力された被験者の身体情報を、前記通信手段を介して中央解析コンピュータに送信し、前記中央解析コンピュータの制御手段に、前記送信された被験者の身体情報を用いて代謝関連指標を算出させ、その算出された代謝関連指標を、前記通信手段により入出力端末機器に送信して出力手段に出力させるように構成したことを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体では、コンピュータを、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の生体の代謝状態を解析する装置として機能させるためのプログラムを記録させたことを特徴とする。
【００２３】
請求項３に記載の発明における除脂肪量、請求項４又は５に記載の発明における体脂肪量は、いかなる算出手段で算出されていてもよく、例えばＭＲＩ（磁気共鳴画像診断法）、ＣＴ（コンピュータＸ線断層撮影法）等により取得されたデータに基づいて算出されたもの、身長、体重および生体電気抵抗の測定値に基づいて算出されたもの等が挙げられる。
【００２５】
請求項６に係る発明の生体の代謝状態を解析する装置においては、体重はあらかじめ汎用されている体重計を用いて測定した値をキーボード等で入力させ、記憶させてもよく、体重計を解析装置に接続し、直接にデータを取り込んでもよい。除脂肪量、または体脂肪量はまたあらかじめ算出された値をキーボード等を用いて直接入力させ、記憶させてもよく、それらの算出手段を解析装置に備え、上記のデータに基づいて除脂肪量、または体脂肪量を算出し、記憶させてもよい。この場合、上記の算出手段は、簡便さの点から身長、体重および生体電気抵抗の測定値に基づいて算出される算出手段であることが好ましい。身長および体重の測定値としては、汎用されている身長計および体重計と同様のものを用いて測定した測定値を用いることができる。また、生体電気抵抗の測定値としては、１対の電極間に微弱な電流を流すことにより測定した測定値を用いることができる。測定は、一般的に行われているように、両手あるいは両足に電極を密着させて行われていてもよく、また体表面の任意の２点に電極を密着させ、体表面の任意の２点間の生体電気抵抗が測定されていてもよい。
【００２６】
また、上記のデータを取得するために、例えばＭＲＩ処理装置、ＣＴ装置、身長計、体重計、生体電気抵抗測定装置等を解析装置に接続し、直接にデータを取り込むこともできる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化したエネルギー代謝状態の解析方法および装置の第１実施形態について、図１〜図４を参照しつつさらに詳細に説明する。
【００３４】
まず、本実施形態のエネルギー代謝状態の解析方法による解析手順について、図１に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
解析を開始すると、まずＳ１００で、時点Ａにおける時刻ＴＡ、除脂肪量ＤＦＴＡ、体脂肪量ＦＴＡ、または体水分量Ｈ２ＯＡを算出するために必要なデータＤａｔａＴＡ、および必要に応じて体重ＷＡが入力される。データＤａｔａＴＡは例えば身長、体重および生体電気抵抗の測定値であってもよく、ＭＲＩ（磁気共鳴画像診断法）、ＣＴ（コンピュータＸ線断層撮影法）等により取得されたデータであってもよい。ここで、体水分量の変化量、体脂肪量の変化量、脂肪組織における酸素消費量または脂肪組織からのエネルギー産生量を算出しようとする場合は、異なる２時点のデータが必要であるため、例えば時点Ａおよび時点Ｂにおける測定時刻ＴＡ、ＴＢおよび各測定時刻におけるデータＤａｔａＴＡ、ＤａｔａＴＢが入力される。測定時刻ＴＡ、ＴＢおよびデータＤａｔａＴＡ、ＤａｔａＴＢは、データ処理部２内の記憶部５に記憶される（図２を併せて参照）。
【００３５】
このとき、時点Ａ−時点Ｂ間において、例えば仕事、運動、食事摂取、薬物投与などを行ってもよく、香り、画像、音楽等により刺激を与えてもよい。このような場合には、それらの行動や刺激が被験者のエネルギー代謝に及ぼす影響についての評価を行うことが可能となる。
【００３６】
Ｓ１１０では、除脂肪量と基礎除脂肪量との差ΔＤＦＴ、除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢ、体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢ、体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢ、脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢまたは脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢのうち、解析したい項目を選択し、入力する。
【００３７】
すると、データがデータ処理部２内の記憶部５から、演算部４に送られ、算出が行われる。除脂肪量と基礎除脂肪量との差ΔＤＦＴを選択した場合には、Ｓ１２１に進み、例えばデータＤａｔａＴＡより時点Ａにおける除脂肪量ＤＦＴＡが求められ、次いで、Ｓ１３１で基礎除脂肪量ａＷが求められる。次に、Ｓ１４１で時点Ａにおける除脂肪量ＤＦＴＡが、式
ΔＤＦＴ＝ＤＦＴ−ａＷ
に導入され（ここで、ＤＦＴの値として時点Ａにおける除脂肪量ＤＦＴＡを、Ｗの値として時点Ａにおける体重ＷＡを導入する）除脂肪量と基礎除脂肪量との差ΔＤＦＴが求められる。
【００３８】
除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢを選択した場合には、Ｓ１２１に進み、データＤａｔａＴＡ、ＤａｔａＴＢより時点Ａにおける除脂肪量ＤＦＴＡ、ＤＦＴＢが求められる。次に、Ｓ１４２で除脂肪量ＤＦＴＡ、ＤＦＴＢが、式
ΔＤＦＴＡＢ＝ＤＦＴＢ−ＤＦＴＡ
に導入され、除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢが求められる。
【００３９】
体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢを選択した場合には、Ｓ１２２に進み、データＤａｔａＴＡ、ＤａｔａＴＢより時点Ａにおける体水分量Ｈ２ＯＡ、Ｈ２ＯＢが求められる。次に、Ｓ１４３で体水分量Ｈ２ＯＡ、Ｈ２ＯＢが、式
ΔＨ２ＯＡＢ＝Ｈ２ＯＢ−Ｈ２ＯＡ
に導入され、体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢが求められる。
【００４０】
体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢを選択した場合には、Ｓ１２３に進み、データＤａｔａＴＡ、ＤａｔａＴＢより時点Ａにおける体脂肪量ＦＴＡ、ＦＴＢが求められる。次に、Ｓ１４４で体脂肪量ＦＴＡ、ＦＴＢが、式
ΔＦＴＡＢ＝ＦＴＡ−ＦＴＢ
に導入され、体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢが求められる。
【００４１】
さらに、脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢを選択した場合には、Ｓ１５１に進み、式
Ｖｏ２ＡＢ＝（ＦＴＡ−ＦＴＢ）×ｃ ／ＦＴＡ／ＴＡＢ
より、脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢが求められる。また、脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢを選択した場合には、Ｓ１５２に進み、式
ＥＡＢ＝（ＦＴＡ−ＦＴＢ）×ｂ
より、脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢが求められる。
【００４２】
Ｓ１６０で、算出された除脂肪量と基礎除脂肪量との差ΔＤＦＴ、除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢ、体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢ、体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢ、脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢまたは脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢは、表示部６に表示され、エネルギ−代謝状態の解析を行うことができる。ここで、時点Ａが時点Ｂより前であるとき、それぞれの値が正に大きいほどエネルギー代謝が亢進していることを表す。このとき、測定データＤａｔａＴＡや、Ｓ１００で入力された個人データなどを併せて表示させてもよい。
【００４３】
図２には、本実施形態のエネルギー代謝状態の解析装置１の原理ブロック図を示す。この解析装置１においては、体重、除脂肪量、体脂肪量、または体水分量を入力、あるいは除脂肪量、体脂肪量、または体水分量を算出するために必要なデータを入力する入力手段７と、入力されたデータや算出結果を表示する表示部６（本発明の表示手段に該当する）とが、入出力インターフェイス３を介してデータ処理部２に接続されている。データ処理部２内には、除脂肪量、体脂肪量、または体水分量を算出するために必要なデータから、除脂肪量、体脂肪量、または体水分量を算出し、また、除脂肪量と基礎除脂肪量との差、除脂肪量の変化量、体脂肪量の変化量、体水分量の変化量、脂肪組織における酸素消費量を算出する演算部４（本発明の算出手段および演算手段に該当する）と、データ、算出結果等を記憶する記憶部５（本発明の記憶手段に該当する）とが備えられている。
【００４４】
図３には、本発明を具現化したエネルギー代謝状態の解析装置１の側面図を示す。この解析装置１には、データ処理装置２（図２のデータ処理部２に該当する）、ディスプレイ６（図２の表示部６に該当する）、キーボード８、身長測定部９、体重測定部１０、および生体電気抵抗測定部１１，１２（図２の入力手段７に該当する）が備えられている。
【００４５】
解析装置１の測定台１６には、被験者Ｍの体重を測定するための体重測定部１０が、埋め込まれるように設置されている。また、測定台１６の一端には柱部１５が立設され、柱部１５には被験者Ｍの身長を測定するための身長測定部９が備え付けられている。柱部１５の身長測定部９の下方には、パネル部１４が設けられており、パネル部１４には、キーボード８およびディスプレイ６が備え付けられている。
【００４６】
この解析装置１には、電極１１、１２が備えられており、電極１１は、足用電極１１Ａ、手用電極１１Ｂ、電極パッド１２により構成されている。足用電極１１Ａは、体重測定部１０に埋め込まれるように設置され、被験者Ｍの左右の足裏を密着させて測定が行えるようにされている。足用電極１１Ａは、各足に対して１個ずつの２電極でもよいが、体表面と足用電極１１Ａとの接触抵抗を低減させ、測定精度を向上させる目的で、各足に対して２個ずつ配置することが好ましい。また、パネル部１４上には、手用電極１１Ｂが設置されていて、被験者Ｍの左右の手の平をそれぞれ密着させて測定が行えるようにされている。手用電極１１Ｂも、足用電極１１Ａと同様に、各手に対して１個ずつでもよいが、測定精度の向上のために各手に対して２個ずつ配置することが好ましい。足用電極１１Ａおよび手用電極１１Ｂは、図示しない内部回路の切り替えにより、例えば右手−左手間、右手−右足間など、任意の２つの電極間の生体電気抵抗を測定することが可能とされている。
【００４７】
また、パネル部１４側方には、２組の電極パッド１２が、接続コード１３を介して接続されている。１組の電極パッド１２は、電流を流す電流電極１２Ａと、電圧を計測する電圧電極１２Ｂから構成されている。そして、２組の電極パッド１２を、体表面の任意の２点に密着させることにより、任意の２点間の生体電気抵抗の測定が可能とされている。例えば、図４ａ）に示すように、ももの両端に電極パッド１２を配置し、生体電気抵抗を測定すると、被験者Ｍのももの筋組織の代謝の状態を強く反映した情報を得ることができる。また、図４ｂ）のように、被験者Ｍの右肩の前後に電極パッド１２を配置して生体電気抵抗を測定すると、被験者Ｍの右肩の筋組織の代謝の状態を強く反映した情報を得ることができる。また、図４ｃ）のように、被験者Ｍの腹部および背部に電極パッド１２を配置して生体電気抵抗を測定すると、被験者Ｍの腹部の臓器の代謝の状態を強く反映した情報を得ることができる。
【００４８】
測定台１６上のパネル部１４下方には、データ処理装置２が設置されている。なお、図示はしないが、身長測定部９、体重測定部１０、パネル部１４および電極１１，１２は、入出力インターフェイス３を介してデータ処理装置２に接続されている。
【００４９】
上記のように構成されたエネルギー代謝状態の解析装置１に、キーボード８から時点Ａにおける測定時刻ＴＡが入力される。
すると、身長測定部９および体重測定部１０に測定の指示が送られる。体重ＷＡは、被験者Ｍが体重測定部１０上に直立静止することにより、自動的に測定される。身長ＨＡは、被験者Ｍが柱部１５の前に直立した状態で身長測定部９によりレーザを上下にスキャンさせ、被験者Ｍの頭頂部の位置を計測することにより、自動的に測定される。
【００５０】
次に、生体電気抵抗Ｒを測定する電極１１または１２を選択し、キーボード８より入力する。手用電極１１Ｂまたは足用電極１１Ａを選択する場合には、右手−左手、右足−左足、右手−右足、右手−左足、左手−右足、左手−左足の６通りの経路から、任意の一つ以上を選択することができる。また、電極パッド１２を選択することもできる。
【００５１】
電極１１、１２を選択すると、生体電気抵抗測定部１１，１２に測定の指示が送られる。すると、電極間に微弱な電流が流されて、生体電気抵抗ＲＡの測定が行われる。手用電極１１Ｂまたは足用電極１１Ａを選択した場合には、手用電極１１Ｂに手のひらの皮膚が直接接するように押し当て、または足用電極１１Ａに足裏の皮膚が直接接するように押し当てることにより、自動的に測定が行われる。また、電極パッド１２を選択した場合には、２組の電極パッド１２を、体表面の任意の２点に密着させることにより、自動的に測定が行われる。このとき、図示しない内部回路の切り替えにより、複数の経路についての生体電気抵抗ＲＡの測定が一度に行われてもよい。
【００５２】
次に、除脂肪量と基礎除脂肪量との差ΔＤＦＴ、除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢ、体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢ、体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢ、脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢまたは脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢより、解析したい項目を選択し、キーボード８から入力する。
【００５３】
すると、体重ＷＡ、身長ＨＡ、生体電気抵抗ＲＡはデータ処理装置２内の演算部４に送られ、時点Ａにおける除脂肪量ＤＦＴＡ、体脂肪量ＦＴＡまたは体水分量Ｈ２ＯＡが算出される。これらの算出値は、データ処理装置２内の記憶部５に送られ、記憶される。
【００５４】
ここで、除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢ、体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢ、体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢ、脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢまたは脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢを算出しようとする場合は、上記の過程を所定の間隔をおいて２回以上繰り返して行わせる。このとき、次の測定までの間に例えば仕事、運動、食事摂取、薬物投与などを行ってもよく、香り、画像、音楽等により刺激を与えてもよい。このような場合には、それらの行動や刺激が被験者のエネルギー代謝に及ぼす影響についての評価を行うことが可能となる。
【００５５】
次に、解析したい項目として、除脂肪量と基礎除脂肪量との差ΔＤＦＴを選択した場合には、データ処理装置２内の記憶部５に記憶されていた、時点Ａにおける体重ＷＡおよび除脂肪量ＤＦＴＡ、が演算部４に送られ、算出が実行される。また、除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢ、体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢ、体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢ、脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢまたは脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢを選択した場合には、データ処理装置２内の記憶部５に記憶されていた、異なる２時点Ａ、Ｂにおける除脂肪量ＤＦＴＡ、ＤＦＴＢ、体脂肪量ＦＴＡ、ＦＴＢまたは体水分量Ｈ２ＯＡ、Ｈ２ＯＢが演算部４に送られ、算出が実行される。算出されたそれぞれの値は、ディスプレイ６に表示される。
【００５６】
以上のように、本実施形態によれば、エネルギー代謝の状態を現す有効な指標である除脂肪量と基礎除脂肪量との差、除脂肪量の変化量、体脂肪量の変化量、体水分量の変化量、脂肪組織からのエネルギー産生量および脂肪組織における酸素消費量が的確かつ簡便に求められる。これにより、多大な負担を強いることなく、エネルギー代謝の状態を解析することができ、適切な病態診断、治療の選択、治療効果の判定をするために役立てることができる。
【００５７】
本実施形態のエネルギー代謝状態の解析方法および装置により求められる除脂肪量の基礎除脂肪量との差、除脂肪量の変化量、体脂肪量の変化量、体水分量の変化量とは、一定時間内に一定の生理学的条件下で、燃料である脂肪が水と二酸化炭素に変換された量を示し、その値が正に大きいほどエネルギ−代謝が亢進していることを表す。また、脂肪組織からのエネルギー産生量および脂肪組織における酸素消費量は、脂肪が水と二酸化炭素に変換される際に使用された酸素量と、産生されたエネルギー量を示し、その値が正に大きいほど脂肪組織におけるエネルギ−代謝が亢進していることを表す。酸素を用いた好気呼吸は、酸素を使用しない嫌気呼吸よりもエネルギー産生効率がはるかによく、除脂肪量の基礎除脂肪量との差、除脂肪量の変化量、体脂肪量の変化量、体水分量の変化量、脂肪組織からのエネルギー産生量および脂肪組織における酸素消費量の増加は好気呼吸によるエネルギー代謝が脂肪細胞内で活発に行われていることを意味し、逆にそれらの低下は好気呼吸によるエネルギー代謝が活発に行われていないことを意味する。よって、これらを年齢、性別、種族を一致させた被験者で解析し比較することで、エネルギー代謝の状態を把握することができる。
【００５８】
また、本実施形態のエネルギー代謝状態の解析装置によれば、体表面の任意の２点に１対の電極を接触させ、任意の２点間の生体電気抵抗を測定することができる。これにより、特定の部位の代謝の状態を測定でき、その部位に関連した疾患の診断及び治療効果の判定に応用が可能である。例えば、右手−右足間の生体電気抵抗からは主に右半身の代謝の状態が分かり、左手−左足間の生体電気抵抗からは主に左半身の代謝の状態が分かる。これにより、脳血官障害の発症初期診断や片麻痺になった場合の代謝の状態が測定でき、治療の効果や経過、予後の判断に用いることができる。さらに、悪性腫瘍が身体のある部位に限局している場合も、該当部位の代謝を測定することにより、早期診断が可能となる。
【００５９】
以上のように、本実施形態のエネルギー代謝状態の解析方法および装置は、肥満、痩せ、糖尿病、摂食異常症といった代謝異常症の病態診断、治療の選択、治療効果の判定をする上で有用である。また、悪性腫瘍、感染症、炎症性疾患、外傷、免疫性疾患、内分泌疾患などに伴う代謝の状態の診断、治療にも用いることができる。さらに、脂肪組織における酸素消費量は化学受容体によって調節されており、この化学受容体は自律神経系の制御を受けるため、自律神経系の機能検査にも有用である。交感神経系の刺激は脂肪組織における酸素消費量と脂肪組織からのエネルギー産生量を増加させ、交感神経系の刺激伝達障害が存在すると脂肪組織における酸素消費量と脂肪組織からのエネルギー産生量が低下するため、内分泌疾患、呼吸不全、腫瘍、感染、炎症、外傷性疾患などの二次的に代謝に影響を及ぼす基礎疾患が除外された被験者に対して、脂肪組織における酸素消費量の測定は交感神経系の脂肪代謝に関する活性度の指標にもなりうる。
（第２実施形態）
以下、この発明を具体化した第２実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００６０】
図５に示すように、生体の代謝状態解析装置２０は、被験者の身体情報を入力する入力手段２１と、その入力手段２１で入力された被験者の身体情報を処理する制御手段２２と、その制御手段２２で処理された処理結果等を出力する出力手段２３と、を備えている。さらに、この解析装置２０は、生体の代謝状態解析プログラムを記録した記録媒体２４（例えばフロッピーディスク）より同解析プログラムを読取り可能に構成された読取り装置２５と、その読取られた解析プログラム等を蓄積及び保存可能に構成されたデータファイル２６と、を備えている。
【００６１】
入力手段２１は、制御手段２２と電気的に接続された図示しないキーボード又はマウスによって構成され、前記被験者の身体情報を入力することができるようになっている。この入力手段２１は、前記被験者の身体情報を構成する被験者の特定情報、物理学的情報及び時間情報を入力することができるように構成されている。前記物理学的情報は、形態学的情報及び電気的情報から構成されている。
【００６２】
前記特定情報としては、被験者の氏名、年齢、性別、人種が入力される。また、前記形態学的情報としては、被験者の身長Ｈ及び体重Ｗが入力され、前記電気的情報としては被験者の生体電気抵抗値Ｚが入力される。また、前記時間情報としては、前記被験者の身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを測定したときの測定日時が入力される。
【００６３】
前記生体電気抵抗値Ｚは、被験者の身体表面の任意の２点に密着させた電極間に微弱な電流を流すことによって測定される電流電圧値から求められる生体の電気抵抗値（インピーダンス）である。この生体電気抵抗値Ｚは、前記電極を密着させた２点間の中間位置に存在する生体組織の電気抵抗値を計測し、例えば、右手―右足間の生体電気抵抗値からは主に右半身の電気抵抗値が計測され、右足―左足間の生体電気抵抗値からは主に下半身の電気抵抗値が計測され、右手―左手間の生体電気抵抗値からは主に上半身の電気抵抗値が計測されるようになっている。
【００６４】
制御手段２２は、中央処理装置（ＣＰＵ）と、この解析装置２０のオペレーションソフトプログラム等を格納したリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、ＣＰＵが処理する処理結果等を一時的に保存するためのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、から構成されている。
【００６５】
ＣＰＵは、読取り装置２５と電気的に接続され、前記記録媒体２４に記録された解析プログラムを読取ることができるように構成されている。この解析プログラムは、生体の代謝状態を解析するためのアプリケーションソフトからなる制御プログラムと、その制御プログラムに従って処理された演算処理結果を評価するための種々の評価データと、を備えている。
【００６６】
ＣＰＵは、データファイル２６と電気的に接続されている。このデータファイル２６は、前記読取り装置２５を介して記録媒体２４から読取られた解析プログラムを蓄積及び保存（記憶）することができるように構成されている。さらに、このデータファイル２６は、前記入力手段２１で入力された被験者の身体情報と、その身体情報及び前記評価データに基づいて評価された代謝状態に関する被験者の評価結果と、を蓄積及び保存（記憶）することができるように構成されている。
【００６７】
すなわち、ＣＰＵは、前記データファイル２６に記憶された制御プログラムに従って、内呼吸指数、ボディ・マス・インデックス（Body Mass Index；以下、ＢＭＩと略記する）の算出等の種々の演算処理を実行するとともに、その演算処理結果に基づいてデータファイル２６に記憶されている種々の評価データを検索するように構成されている。
【００６８】
前記内呼吸指数は、生体の細胞内好気呼吸の状態を間接的に表す指標として、生体の代謝状態を容易かつ的確に表現することができるうえ、被験者等に感覚的に理解しやすくなるように工夫が凝らされている。この内呼吸指数は、被験者の体密度ＢＤを測定することによって算出される指数である。前記体密度ＢＤは、被験者の身長Ｈ（ｃｍ）、体重Ｗ（ｋｇ）及び生体電気抵抗値Ｚ（Ω）を、公知の計算式、例えば下記数式（１ａ）、数式（１ｂ）又は数式（２）に代入することによって算出され得る。
【００６９】
体密度ＢＤ ＝ Ａ −（Ｂ×Ｗ×Ｚ）／Ｈ2＋Ｃ×Ｚ ……（１ａ）
但し、Ａは定数、Ｂ及びＣは比例係数。
体密度ＢＤ ＝ Ａ −（Ｂ×Ｗ×Ｚ）／Ｈ2＋Ｃ×Ｗ ……（１ｂ）
但し、Ａは定数、Ｂ及びＣは比例係数。
【００７０】
体密度ＢＤ ＝ ａ−（ｂ×Ｗ×Ｚ）／Ｈ2 ……（２）
但し、ａ及びｂは定数。
そして、前記内呼吸指数は、前記数式（１ａ）、数式（１ｂ）又は数式（２）で算出された被験者の体密度ＢＤを下記数式（３）に代入することによって算出される。
【００７１】
内呼吸指数 ＝（ＢＤ−１）×１０００ ……（３）
なお、本実施形態において、内呼吸指数は、体密度ＢＤを用いて算出されるものを言い、生体電気抵抗値Ｚのみによって算出されるものではない。従って、この内呼吸指数は、代謝状態と関連の深い要素である被験者の身長Ｈ及び体重Ｗが勘案されたものであり、前記従来の健康管理指針アドバイス装置と比較して、より一層代謝状態を的確に表現することができるものである。
【００７２】
一方、前記ＢＭＩは、公知の肥満を表す指標の１種であり、被験者の身長Ｈ（ｍ）及び体重Ｗ（ｋｇ）を下記数式（４）に代入することによって算出される。
ＢＭＩ ＝ Ｗ／Ｈ2 ……（４）
前記評価データとしては、代謝状態の評価データ、形態学的特徴の評価データ及び代謝形態学的健康状態の評価データが含まれる。前記代謝状態の評価データは、予め医学的判断によって被験者の年齢、性別、人種及び内呼吸指数に基づいて決定されたものであり、形態学的特徴の評価データは、予め医学的判断によって被験者の人種及びＢＭＩに基づいて決定されたものである。
【００７３】
例えば、日本人の場合における前記代謝状態の評価データの例を下記表１及び表２に示すとともに、形態学的特徴の評価データの例を下記表３に示す。なお、表１の内呼吸指数は前記数式（１ｂ）及び数式（３）によって算出された内呼吸指数に基づいて決定されたものであり、表２の内呼吸指数は前記数式（２）及び数式（３）によって算出された内呼吸指数に基づいて決定されたものである。
【００７４】
【表１】
【００７５】
【表２】
【００７６】
【表３】
また、前記代謝形態学的健康状態の評価データは、予め医学的判断によって、前記代謝状態の評価データと、形態学的特徴の評価データとの組合せに基づいて決定されたものである。上記日本人の場合を例にした代謝形態学的健康状態の評価データを下記表４に示す。
【００７７】
【表４】
一方、このデータファイル２６は、上記入力手段２１で入力された被験者の身体情報、前記制御手段２２によって演算処理された被験者の内呼吸指数及びＢＭＩ（以下、演算処理結果と記載する）、並びに前記制御手段２２によって検索された被験者の代謝状態の評価結果、形態学的特徴の評価結果及び代謝形態学的健康状態の評価結果（以下、評価結果と記載する）を被験者毎にまとめて記憶するように構成されている。このまとめて記憶されたデータ（以下、ファイルデータと記載する）は、データファイル２６内でファイル形式で記憶される。
【００７８】
出力手段２３は、制御手段２２と電気的に接続された図示しないモニタによって構成されている。この出力手段２３は、前記被験者の身体情報、演算処理結果及び評価結果をモニタ画面上に出力表示する。さらに、この出力手段２３は、同じ被験者の身体情報がデータファイル２６に記憶されている場合には、その記憶されているファイルデータの全て又は最新のデータの一部を同時に出力表示するようになっている。
【００７９】
上記代謝状態解析装置２０による生体の代謝状態の解析方法を説明する。
この生体の代謝状態解析装置２０を使用する際には、まず、被験者の身体情報を構成する身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを公知の測定方法を用いて測定する。次に、図６に示すように、入力手段２１からＣＰＵに開始信号を入力するとともに、ステップＳ２００（以下、Ｓ２００とのみ記載する。その他のステップについても同様である）において、被験者の身体情報としての被験者の氏名、年齢、性別及び人種、並びに前記測定された被験者の身長Ｈ、体重Ｗ、生体電気抵抗値Ｚ及び測定日時を入力する。
【００８０】
前記入力手段２１からの入力により、ＣＰＵはまず、Ｓ２１０において、前記被験者の身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚから内呼吸指数を算出して一時的にＲＡＭに記憶させる。続いて、ＣＰＵはＳ２２０において、データファイル２６に記憶されている代謝状態の評価データを検索し、前記被験者情報と、前記算出された内呼吸指数との組合せによる評価を行って代謝状態の評価結果を一時的にＲＡＭに記憶させる。
【００８１】
次に、ＣＰＵはＳ２３０において、前記被験者の身長Ｈ及び体重ＷからＢＭＩを算出して一時的にＲＡＭに記憶させる。続いて、ＣＰＵはＳ２４０において、データファイル２６に記憶されている形態学的特徴の評価データを検索し、前記算出されたＢＭＩの評価を行って形態学的特徴の評価結果を一時的にＲＡＭに記憶させる。
【００８２】
次に、ＣＰＵはＳ２５０において、データファイル２６に記憶されている代謝形態学的健康状態の評価データを検索し、前記評価された代謝状態の評価結果と、形態学的特徴の評価結果との組合せによる評価を行って代謝形態学的健康状態の評価結果を一時的にＲＡＭに記憶させる。
【００８３】
次に、ＣＰＵはＳ２６０において、同じ被験者の身体情報がデータファイル２６に記憶されているか否かを判断する。このとき、同じ被験者の身体情報がデータファイル２６に記憶されていた場合にはＣＰＵはＳ２７０の処理を行い、記憶されていなかった場合にはＳ２８０の処理を行う。なお、データファイル２６内に記憶されているファイルデータのファイル名として、被験者を確実に特定することができるとともにその情報内容が変わらない不変特定情報である被験者の氏名を記載することによって、前記Ｓ２６０におけるＣＰＵの判断を容易に行うことができる。
【００８４】
Ｓ２７０において、ＣＰＵはデータファイル２６から前記同じ被験者のファイルデータを読出してモニタ画面上に出力表示させるとともに、上記ＲＡＭに一時的に記憶された被験者の身体情報、演算処理結果及び評価結果を読出してモニタ画面上に出力表示させる。続いて、ＣＰＵはＳ２９０において、前記モニタ画面上に出力表示された被験者の身体情報、演算処理結果、評価結果及びファイルデータ全てをまとめて、データファイル２６のファイルデータ上に上書保存して記憶させる。その後、ＣＰＵはＳ２００に戻って同様の処理を繰り返す。
【００８５】
一方、Ｓ２８０において、ＣＰＵは上記ＲＡＭに一時的に記憶された被験者の身体情報、演算処理結果及び評価結果を読出してモニタ画面上に出力表示させる。続いて、ＣＰＵはＳ３００において、前記モニタ画面上に出力表示された被験者の身体情報、演算処理結果及び評価結果をまとめてデータファイル２６に別名保存して記憶させる。なお、このデータファイル２６に別名保存する際のファイル名は、不変特定情報である被験者の氏名をそのまま用いるのが好ましい。その後、ＣＰＵはＳ２００に戻って同様の処理を繰り返す。
【００８６】
さらに、被験者は、上記身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを測定したときとは異なる生理学的状態下で、改めて身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを測定し（このとき、身長Ｈの変化がほとんど見られない場合には改めて測定する必要はない）、その測定結果と上記被験者の身体情報とを代謝状態解析装置２０の入力手段２１に入力して解析するのがより好ましい。
【００８７】
このとき、特に生体電気抵抗値Ｚの日内変動等による測定誤差を低減させてより的確な解析結果を得ることができる。さらに、異なる生理学的状態下の少なくとも２時点における内呼吸指数を算出することにより、それらの差を導出すことができることから、代謝状態の変化を明確に数値化することができ、解析や診断の補助となり得る。
【００８８】
前記異なる生理学的状態下の組合せとしては、例えば、下記（ａ）〜（ｖ）に示されるような組合せが挙げられる。
（ａ） 夜間絶食起床後空腹時と就寝前までの生活時間帯の中で少なくとも１回以上の別の時間
（ｂ） 夜間絶食起床後空腹時とぶどう糖経口投与後
（ｃ） 夜間絶食起床後空腹時と運動負荷後
（ｄ） 夜間絶食起床後空腹時と薬物投与後
（ｅ） 前記（ｄ）で記載の薬物の少なくとも１つは、β３−アドレナリン作動性受容体促進薬（beta3-adrenergic agonists）又はレプチン（leptin）を含む。
【００８９】
（ｆ） 食物、有機化合物、自然配合物及び飲物から選ばれる少なくとも１種を摂取する前後
（ｇ） 家事、散歩、体操、スポーツ等主に肉体的な運動をする前後
（ｈ） 勉強、事務仕事、知的創作等主に精神的な労働をする前後
（ｉ） 睡眠の前後
（ｊ） 薬物投与又は服用の前後
（ｋ） 入浴、サウナ、寒冷被曝等被験者の存在する室温、環境温を変える前後
（ｌ） 身体の局所に温冷刺激を加える前後
（ｍ） 痛覚刺激を加える前後
（ｎ） 接触や摩擦等触覚刺激を加える前後
（ｏ） 指圧やマッサージ等の鈍的圧力刺激を身体表面に加える前後
（ｐ） 鍼等の鋭的圧力刺激を身体表面に加える前後
（ｑ） 振動刺激を加える前後
（ｒ） 音や音楽等の聴覚刺激を加える前後
（ｓ） 明暗、色彩、画像等の視覚刺激を加える前後
（ｔ） 香りや臭い等の嗅覚刺激を加える前後
（ｕ） 禅、ヨガ、瞑想等睡眠ではない精神的な休息を与える前後
（ｖ） 気巧や念力等気による刺激を加える前後
上記実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
【００９０】
・ 実施形態の生体の代謝状態解析装置２０は、被験者の身体情報を入力する入力手段２１と、その入力手段２１で入力された被験者の身体情報を用いて内呼吸指数及びＢＭＩを算出する制御手段２２と、その制御手段２２で算出された内呼吸指数及びＢＭＩを出力する出力手段２３とを備えている。このため、生体の代謝状態を的確かつ簡便に測定することができる。さらに、生体の代謝状態を的確に表現することができる新規な指標としての内呼吸指数と、生体の代謝状態に深い関連のあるＢＭＩとを組合わせて生体の代謝状態（代謝形態学的健康状態）を評価することができることから、生体の代謝状態をより包括的かつ的確に解析評価することができる。また、前記内呼吸指数のみについても、前記従来の健康管理指針アドバイス装置によるエネルギー代謝量の推定と比較して、生体の代謝状態と深い関連のある被験者の身長Ｈ及び体重Ｗを考慮に入れた算出式により算出されていることから、生体の代謝状態をより一層的確に表現することができるものである。
【００９１】
また、この内呼吸指数は、被験者の身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを測定することによって容易に算出することができることから、家庭や職場等の非医療施設における日常生活の中でも非常に手軽に代謝状態の評価を行うことができる。従って、多くの慢性代謝疾患等の自覚症状が出にくい隠れた代謝異常を来たす疾患の発見にも応用することができる。
【００９２】
また、この解析装置２０は、異なる生理学的状態下の２時点において解析する必要はなく、１時点における解析結果のみでも充分に代謝状態を解析評価することができるように構成されている。このため、例えば、病院の外来患者に対し診断の場ですぐに（短時間で）結果が得られ、その得られた結果に基づいてその場で医師による診断を行うことができる。
【００９３】
・ 被験者の身体情報として、被験者の身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを入力手段２１に入力するように構成することによって、内呼吸指数及びＢＭＩの両者を容易に算出することができることから、生体の代謝状態を容易に解析することができる。さらに、この解析装置２０は、被験者の身体情報として、被験者の氏名、年齢、人種及び測定日時を入力することができるようになっている。このため、前記被験者の年齢及び人種を入力することによって、被験者の代謝状態をより的確かつ詳細に解析評価することができる。
【００９４】
さらに、被験者の身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを測定した測定日時を入力することによって、被験者の生理学的状態との関連で代謝状態を評価、診断することができることから、より的確な評価を行うことができる。すなわち、生体電気抵抗値Ｚ（場合によっては体重Ｗも）はかなりの日内変動があることが知られており、一般に起床直後から朝は比較的高値を示し、夕方にかけては低値で安定化する傾向を示し、さらに就寝近くになると少しずつ上昇する傾向がある。また、運動、発汗、飲食等によっても影響を受けることが知られている。このため、測定日時を同時に出力手段２３に出力表示させることによって、これらの影響を勘案した評価、診断が可能となる。
【００９５】
また、不変特定情報として被験者の氏名を入力することによって、データファイル２６における被験者のファイルデータの管理を容易に行うことができる。このため、上記Ｓ２６０において、同じ被験者のファイルデータが存在するか否かの判断を容易に行わせることができて便利である。
【００９６】
・ この解析装置２０は、記憶手段としてのデータファイル２６を備えていることから、医学的及び健康学的に生体の代謝状態を容易に評価することができる。すなわち、前記データファイル２６は、予め医学的判断によって内呼吸指数に基づいて決定された表１又は表２に示される代謝状態の評価データを記憶していることから、被験者の代謝状態の評価を容易に行うことができるとともに、予め医学的判断によってＢＭＩに基づいて決定された表３に示される形態学的特徴の評価データを記憶していることから、被験者の形態学的特徴の評価を容易に行うことができる。さらに、このデータファイル２６は、前記代謝状態の評価データと形態学的特徴の評価データとの組合せによる代謝形態学的健康状態の評価データを記憶していることから、被験者の代謝形態学的健康状態の評価を容易に行うことができる。
【００９７】
・ この解析装置２０は、出力手段２３により出力された情報としての被験者の身体情報、演算処理結果及び評価結果を記憶する記録手段としてのデータファイル２６を備えるとともに、そのデータファイル２６に記憶された処理結果等を出力手段２３に出力するように構成されている。このため、異なる生理学的状態における代謝状態を容易に比較しながら評価、診断することができることから、被験者の代謝状態を容易かつ的確に推測することができる。
【００９８】
さらに、上記Ｓ２９０において、前記出力手段２３に出力された情報を、同じ被験者の情報と同じファイルデータにまとめて上書保存するように構成されている。このため、過去に遡って同じ被験者の情報を容易に閲覧することができるうえ、ファイルデータの管理を容易に行うことができる。
【００９９】
・ 異なる生理学的状態下において測定された少なくとも２時点における被験者の身体情報を解析することによって、より誤差の少ない的確な評価、診断を行うことができる。さらに、異なる生理学的状態下の少なくとも２時点において解析された内呼吸指数等の差を容易に導出すことができることから、代謝状態の変化等を明確に数値化することができ、解析や診断の補助となり得る。
（第３実施形態）
以下、第３実施形態を、上記各実施形態を適宜参照しつつ説明する。
【０１００】
図７に示すように、第３実施形態の生体の代謝状態解析装置３０は、第１端末コンピュータ３１及びその他複数の端末コンピュータ３１ａ，３１ｂと、中央解析コンピュータ３２と、それら各コンピュータ３１，３１ａ，３１ｂと中央解析コンピュータ３２との間を接続する通信手段を構成する通信回線３３とを備えている。前記通信回線３３は、例えば、インターネット、イントラネット、電話回線、無線通信等のオンライン通信回線が使用される。
【０１０１】
第１端末コンピュータ３１及びその他の端末コンピュータ３１ａ，３１ｂは、各被験者によって操作される。また、医師又は看護婦によって操作されてもよい。なお、前記その他の端末コンピュータ３１ａ，３１ｂは以下特に説明しないが、いずれも第１端末コンピュータ３１と同様の構成、作用及び効果を有する。
【０１０２】
この第１端末コンピュータ３１は、被験者の身体情報を入力する第１入力手段４１（キーボード）と、この第１端末コンピュータ３１の制御を行う第１制御手段４２（第１ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭから構成される）と、被験者の代謝状態に関する処理結果等を出力表示するための第１出力手段４３（モニタ）とを備えている。さらに、この第１端末コンピュータ３１は、前記通信回線３３と接続される送受信手段４４と、この第１端末コンピュータ３１と中央解析コンピュータ３２との間の情報の送受信等を行わせるためのアプリケーションソフトプログラムを記憶させた第１記憶手段４５と、前記第１出力手段４３に出力される処理結果等を記録するための記録手段としての第１記録手段４６とを備えている。
【０１０３】
中央解析コンピュータ３２は、前記第１端末コンピュータ３１の第１入力手段４１から入力された被験者の身体情報等を用いて被験者の代謝関連指標を算出する中央解析制御手段５１と、予め医学的判断によって代謝関連指標に基づいて決定された代謝状態に関する種々の評価データ等を記憶している記憶手段としての中央記憶手段５２と、前記通信回線３３と接続され、種々の情報を送受信するための通信手段を構成する送受信手段５３とを備えている。
【０１０４】
前記中央解析制御手段５１は、中央解析ＣＰＵと、この中央解析コンピュータ３２のオペレーションソフトプログラム等を格納したＲＯＭと、中央解析ＣＰＵが処理する演算処理結果等を一時的に記憶するためのＲＡＭとから構成されている。さらに、前記中央記憶手段５２は、この中央解析コンピュータ３２が実行する被験者の代謝状態を解析するためのアプリケーションソフトプログラムを記憶している。
【０１０５】
上記第１端末コンピュータ３１の第１入力手段４１に入力される被験者の身体情報としては、上記第２実施形態と同様に、被験者の特定情報、物理学的情報、時間情報等が挙げられる。
【０１０６】
前記中央解析制御手段５１は、第１入力手段４１で入力された被験者の身体情報を用いて、上記各実施形態と同様に、内呼吸指数、除脂肪量ＤＦＴ、体脂肪量ＦＴ、体水分量Ｈ２Ｏ、除脂肪量と基礎除脂肪量の差ΔＤＦＴ、ＢＭＩ等の代謝関連指標を算出する。また、この中央解析制御手段５１は、前記第１入力手段４１で入力された代謝関連指標と、前記第１記録手段４６に記録蓄積された同じ被験者の過去の代謝関連指標とを用いて、異なる２時点（Ａ点とＢ点）間の除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢ、異なる２時点（Ａ点とＢ点）間の体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢ、異なる２時点（Ａ点とＢ点）間の体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢ、異なる２時点（Ａ点とＢ点）間の脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢ、異なる２時点（Ａ点とＢ点）間の全身又は脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢ等の代謝関連指標を算出する。
【０１０７】
一方、前記中央記憶手段５２には、上記第２実施形態と同様に、予め医学的判断によって内呼吸指数及びＢＭＩに基づいて決定された種々の評価データが記憶されている。
【０１０８】
さらに、この中央記憶手段５２には、図示しない除脂肪量ＤＦＴ、体脂肪量ＦＴ、体水分量Ｈ２Ｏ、除脂肪量と基礎除脂肪量の差ΔＤＦＴ、異なる２時点間の体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢ、異なる２時点間の体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢ、異なる２時点間の除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢ、異なる２時点間のエネルギー産生量ＥＡＢ及び異なる２時点間の酸素消費量Ｖｏ２ＡＢに関する代謝関連指標の評価データとしての種々のエネルギー代謝状態の評価データが記憶されている。これら評価データは、予め医学的判断によって決定（性別、年齢、人種、時間帯等も加味されている）された正常値、異常値及びその境界域の値を基準にして、エネルギー代謝状態の亢進、正常、軽度低下及び低下の４段階に区分されている。
【０１０９】
次に、この解析装置３０による生体の代謝状態の解析方法を説明する。
この解析装置３０を使用する際には、まず、上記第２実施形態と同様に、被験者の身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを測定する。次に、図８に示すように、被験者は、第１端末コンピュータ３１をスタートさせた後、ステップＳ４００において、第１入力手段４１に被験者の身体情報（特定情報、物理化学的情報及び時間情報）を入力する。続いて、第１ＣＰＵはＳ４１０において、第１記録手段４６に過去の代謝関連指標が記録されているか否かを判別し、ＹＥＳの場合にはＳ４２０の処理を行い、ＮＯの場合にはＳ４３０の処理を行う。
【０１１０】
第１ＣＰＵはＳ４２０において、第１記録手段４６に記録されている過去の代謝関連指標、最も好ましくは記録日時の最も新しい代謝関連指標を読出す。続いて、第１ＣＰＵはＳ４４０において、前記読出された過去の代謝関連指標と、上記第１入力手段４１から入力された被験者の身体情報とを、送受信手段４４及び通信回線３３を介して中央解析コンピュータ３２に送信し、中央解析コンピュータ３２の中央解析ＣＰＵにＳ４５０の処理を行わせる。また、第１ＣＰＵはＳ４３０において、前記第１入力手段４１から入力された被験者の身体情報を、送受信手段４４及び通信回線３３を介して中央解析コンピュータ３２に送信し、中央解析コンピュータ３２の中央解析ＣＰＵにＳ４５０の処理を行わせる。
【０１１１】
一方、中央解析コンピュータ３２は、常時、各端末コンピュータ３１，３１ａ，３１ｂから被験者の身体情報等を受信することができるように待機している。そして、この中央解析コンピュータ３２の中央解析ＣＰＵは、Ｓ４５０において前記第１端末コンピュータ３１から送信された被験者の身体情報等を受信して中央解析制御手段５１に入力する。この入力された被験者の身体情報等は、中央解析制御手段５１のＲＡＭに一時的に記憶される。
【０１１２】
次に、中央解析ＣＰＵはＳ４６０において、前記入力された被験者の身体情報を用いて、内呼吸指数、除脂肪量ＤＦＴ、体脂肪量ＦＴ、体水分量Ｈ２Ｏ、除脂肪量と基礎除脂肪量の差ΔＤＦＴ及びＢＭＩを算出する。また、中央解析ＣＰＵに被験者の過去の代謝関連指標が入力されている場合には、その代謝関連指標を用いて、異なる２時点間の除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢ、異なる２時点間の体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢ、異なる２時点間の体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢ、異なる２時点間の脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢ及び異なる２時点間の酸素消費量Ｖｏ２ＡＢを算出する。これら算出された代謝関連指標は、中央解析制御手段５１のＲＡＭに一時的に記憶される。
【０１１３】
次に、中央解析ＣＰＵはＳ４７０において、前記算出された代謝関連指標を用いて、中央記憶手段５２に記憶されている種々の評価データを検索し、種々の代謝関連指標の評価結果を得る。この得られた評価結果は中央解析制御手段５１のＲＡＭに一時的に記憶される。続いて、中央解析ＣＰＵはＳ４８０において、上記中央解析制御手段５１のＲＡＭに記憶されている被験者の身体情報、処理結果及び評価結果を、送受信手段５３及び通信回線３３を介して第１端末コンピュータ３１に送信する。
【０１１４】
最後に、第１端末コンピュータ３１の第１ＣＰＵは、Ｓ４９０において、前記中央解析コンピュータ３２から送信された被験者の身体情報、処理結果及び評価結果を受信して、第１記録手段４６に記憶させるとともに第１出力手段４３に出力表示させる。そして、前記被験者は、この第１出力手段４３に表示された情報に基づいて代謝状態に関する自己管理を行う。
【０１１５】
また、前記被験者は、異なる生理学的状態下において継続して物理学的情報を測定し、その測定結果としての身体情報をこの解析装置３０によって解析するのが好ましい。前記異なる生理学的状態下としては、上記第２実施形態で記載された異なる生理学的状態下の組合せを含んでいるのが好ましい。このとき、第１端末コンピュータ３１の第１記録手段４６に蓄積された情報に基づいて、代謝状態に関する自己管理を容易かつ的確に行うことができる。
【０１１６】
従って、この解析装置３０は、被験者の身体情報を用いて被験者の代謝関連指標を算出する中央解析制御手段５１を備えた中央解析コンピュータ３２と、その中央解析コンピュータ３２に通信回線３３を介して接続される第１端末コンピュータ３１とを備えている。さらに、前記第１端末コンピュータ３１は、被験者の身体情報を入力する第１入力手段４１と、前記中央解析コンピュータ３２により算出処理された結果を出力する第１出力手段４３とを備えている。このため、前記第１入力手段４１に被験者の身体情報を入力することによって、中央解析コンピュータ３２で算出処理された代謝関連指標を第１出力手段４３に出力表示させることができることから、生体の代謝状態を的確かつ簡便に測定することができる。
【０１１７】
さらに、この解析装置３０は、中央解析コンピュータ３２に代謝関連指標を算出処理させるとともに種々の評価データを検索させるように構成されている。このため、各被験者は、処理速度が速く大容量の中央解析コンピュータ３２によって、処理結果及び評価結果を容易かつ迅速に入手することができる。従って、各被験者は、家庭又は職場に前記中央解析コンピュータ３２に匹敵する高性能な端末コンピュータ３１，３１ａ，３１ｂを設置する必要がなく、設備投資を軽減させることができる。また、中央記憶手段５２に記憶されている種々の評価データは、中央解析コンピュータ３２のみを改良することによって、全ての被験者が常に最新の評価データに基づく評価結果を入手することが可能となる。
【０１１８】
【実施例】
以下、上記各実施形態を具体化した実施例について説明する。
｛エネルギー代謝状態の解析｝
以下、本発明をさらに詳細に説明するために、本実施形態のエネルギー代謝状態の解析方法による試験例を挙げる。
【０１１９】
＜試験方法＞
外来勤務の看護婦Ａ、Ｂ（いずれも４５才、日本人）を被験者とし、勤務開始前に身長、体重、生体電気抵抗を測定し、これより除脂肪量、体脂肪量、体水分量を算出した。続いて、被験者Ａ、Ｂに３時間の勤務を行わせ、勤務終了後に身長、体重、生体電気抵抗を測定し、これより除脂肪量、体脂肪量、体水分量を算出した。またこの間、飲食、トイレの使用はなかった。これらの値より、被験者Ａ、Ｂの除脂肪量の基礎除脂肪量との差、除脂肪量の変化量、体脂肪量の変化量、体水分量の変化量、脂肪組織からのエネルギー産生量および脂肪組織における酸素消費量を算出した。
【０１２０】
＜試験結果および考察＞
被験者Ａ、Ｂの勤務開始前および勤務終了後の身長、体重、除脂肪量、体脂肪量、体水分量、除脂肪量の基礎除脂肪量との差、除脂肪量の変化量、体脂肪量の変化量、体水分量の変化量、脂肪組織からのエネルギー産生量および脂肪組織における酸素消費量を表５に示した。
【０１２１】
【表５】
表５より、勤務時間前および勤務時間後における除脂肪量と基礎除脂肪量との差は、被験者Ａよりも被験者Ｂの方が正に大きかった。これより、前記いずれの時点でも被験者Ａよりも被験者Ｂの方が脂肪細胞のエネルギー代謝が亢進していると考えられた。
【０１２２】
勤務時間前および勤務時間後の除脂肪量の変化量、体水分量の変化量、体脂肪量の変化量、脂肪組織からのエネルギー産生量および脂肪組織における酸素消費量は、いずれも被験者Ａよりも被験者Ｂの方が正に大きかった。これより、被験者Ｂは被験者Ａよりも勤務時間前から勤務時間後の間において脂肪細胞のエネルギー代謝が亢進していると考えられた。
【０１２３】
被験者Ａおよび被験者Ｂの体重の変化は勤務前後で共に０.３kgの減少を呈した。
以上のことより、被験者Ａの肥満の原因に脂肪細胞のエネルギー代謝が低下が関与していることが示され、脂肪細胞のエネルギー代謝を増加させる治療が有効と考えられた。
【０１２４】
以上のように、本発明のエネルギ−代謝状態の解析方法および装置によれば、エネルギー代謝の状態を現す有効な指標である除脂肪量の基礎除脂肪量との差、除脂肪量の変化量、体脂肪量の変化量、体水分量の変化量、脂肪組織からのエネルギー産生量および脂肪組織における酸素消費量を簡便に算出できることが明らかとなった。これにより、エネルギー代謝の状態を簡便に診断し、適切な治療の選択、および治療効果の判定を容易に行うことが可能になると期待される。
【０１２５】
｛代謝状態の解析１｝
外来勤務の看護婦である被験者Ｃ及びＤは、いずれも４５歳の日本人女性である。午前９時の勤務開始前に、各被験者の身長Ｈ（ｃｍ）、体重Ｗ（ｋｇ）及び生体電気抵抗値Ｚ（Ω）を測定し、それらの測定結果と、各被験者の年齢、性別及び人種データを生体の代謝状態解析装置２０に入力して解析させることによって、内呼吸指数及びＢＭＩを算出させるとともに、それらの演算処理結果を用いて形態学的特徴、代謝状態及び代謝形態学的健康状態の評価を行わせた。なお、前記内呼吸指数の算出には、上記数式（１ｂ）及び数式（３）が用いられた。
【０１２６】
続いて、同被験者Ｃ及びＤに３時間の勤務を行わせた後に体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを測定し、それら測定結果を同様に、生体の代謝状態の解析装置２０に入力することによって各被験者の形態学的特徴の評価、代謝状態の評価（表中では代謝状態の評価１と記載）及び代謝形態学的健康状態の評価を行った。なお、この勤務時間中に飲食及びトイレの使用は行われなかった。結果を表６に示す。
【０１２７】
【表６】
表６の結果より、被験者Ｃは、勤務前後に行われた２回の解析ともに同様な結果が得られ、形態学的特徴は肥満（Ｏ）であるうえ、代謝が常に低下している（ｄ）と推測されることから、代謝形態学的健康状態は常に良好でない（×）可能性が高いと判断された。そして、この被験者Ｃについては、医師による受診が要であると判断される。
【０１２８】
一方、被験者Ｄは、勤務前後に行われた２回の解析によって、形態学的特徴は正常（Ｎ）であると判断された。さらに、勤務前には軽度の代謝低下（ｓ）が見られたが、勤務後には正常な代謝状態（ｎ）となったことがモニタリングされた。このモニタリング結果から、勤務前の午前９時の時点における代謝の軽度低下（ｓ）は、おそらく起床直後午前中に生じやすい軽度の生理学的な代謝低下であると推測される。従って、異なる２時点の測定（経時的モニタリング）によって、被験者Ｄの代謝形態学的健康状態は大旨正常であるという推測を行うことができる。
【０１２９】
従って、異なる２時点における解析結果を用いて被験者の代謝の状態を経時的にモニタリングすることによって、より的確な代謝形態学的健康状態の推測を行うことができることが確認された。
【０１３０】
｛代謝状態の解析２｝
表７に示される被験者Ｅ、Ｆ及びＨは女性の外来通院糖尿病患者、被験者Ｇ及びＩは男性の外来通院糖尿病患者、被験者Ｊは男性で甲状腺機能亢進症と後に診断された患者である。午前１０時３０分に、各被験者の身長Ｈ（ｃｍ）、体重Ｗ（ｋｇ）及び生体電気抵抗値Ｚ（Ω）を測定し、それらの測定結果と、各被験者の年齢、性別及び人種データ（全て日本人）を生体の代謝状態解析装置２０に入力して解析させることによって、上記代謝状態の解析１と同様に、内呼吸指数及びＢＭＩの算出、並びに形態学的特徴の評価、代謝状態の評価（表中では代謝状態の評価１と記載）及び代謝形態学的健康状態の評価を行わせた。さらに、各被験者について、測定直後の血糖値を測定した。これらの結果を表７に示す。
【０１３１】
【表７】
表７の結果より、被験者Ｅ及びＦは形態学的特徴は正常（Ｎ）であるが、代謝の低下（ｄ）が認められることから、代謝形態学的健康状態は良好でない（×）と判断された。また、被験者Ｇは、形態学的特徴は肥満（Ｏ）であり、代謝状態は軽度低下（ｓ）であることから、代謝形態学的健康状態はあまり良好でない（△）と判断された。
【０１３２】
これら被験者Ｅ、Ｆ及びＧは、いずれも血糖値が正常範囲内にあることから、形態学的特徴と、代謝形態学的健康状態と、血糖値との間には密接な相関関係が見られなかった。これらの結果から、単一の指標のみを用いて糖尿病患者に対して医学的判断を下すのは非常に困難であることが確認され、代謝形態学的健康状態を含めた総合的な診断の必要性があるものと推測される。
【０１３３】
被験者Ｈは形態学的特徴は正常（Ｎ）であるが、軽度の代謝低下（ｓ）が認められることから、代謝形態学的健康状態はあまり良好でない（△）と判断された。このとき、被験者Ｈの血糖値は高い値を呈したが、このとき同時に測定された血中ヘモグロビンＡ１ｃは７.０と正常範囲であった。従って、測定された高血糖は、一過性のもので生体の代謝状態はさほど悪くないと推測される。
【０１３４】
被験者Ｉは、形態学的特徴は痩せ（Ｌ）であり、代謝状態は低下（ｄ）であった。このとき、被験者Ｉの血糖値は高値を呈しているうえ、血中ヘモグロビンＡ１ｃは１４.０と高値であった。この被験者Ｉは、糖尿病がひどい状態で、インスリン分泌が著しく不足しているものと医学的に推測される。
【０１３５】
被験者Ｊは被験者Ｉと同様に、形態学的特徴は痩せ（Ｌ）であるが、代謝状態は亢進（ｉ）であると判断された。血糖値は正常範囲内であったため、その原因を改めて調査してみたところ、甲状腺ホルモン量が高い値を呈したことから、甲状腺機能亢進症と診断された。
【０１３６】
従って、糖尿病のコントロールには第一に血糖の管理が重要といわれていたが、必ずしも血糖の管理だけでは必要充分なコントロールを的確に行うことができないことが確認された。この知見は、血糖のコントロールが良好であっても合併症を併発するケースとして、しばしば臨床上経験されてきた事実と一致する。
【０１３７】
このように、代謝状態を解析することによって医学的又は健康学的に新規な診断又は判断材料を提供することができる。そして、この生体の代謝状態解析装置２０は、血糖値とは独立した新規な代謝学的診断や代謝の自己管理の補助に有益となり得る。さらに、この代謝状態の解析によって、癌、悪性腫瘍、感染、炎症、外傷、膠原病、甲状腺疾患、副腎疾患、心不全、腎不全の予測診断の補助にも役立てることが可能であると推測される。
【０１３８】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 第２実施形態において、代謝状態を表す指標として、内呼吸指数の代わりに体内電気導電部位率を用いること。すなわち、この解析装置２０は、被験者の身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを用いて、体内電気導電部位率を算出してモニタ画面出力表示させることができるように構成されている。この解析装置２０のデータファイル２６に、予め医学的判断によって、被験者の年齢、性別及び人種と、体内電気導電部位率とに基づいて決定された代謝状態の評価データを記憶させることによって、その評価データを上記内呼吸指数に基づいて決定された代謝状態の評価データと同様に処理することができるようになっている。
【０１３９】
前記体内電気導電部位率（％）は、被験者の身体表面に密着させた２つの電極間に微弱な電流を流し、その２つの電極間又はその途中の任意の２点間の電圧（インピーダンス）を測定し、その電流電圧値及び被験者の体重Ｗとから求められる被験者の生体内の電気導電性部位の体重Ｗに占める割合である。この体内電気導電部位率は、本発明者らの鋭意研究によって採用されたものであり、体内で電流が通過する部分は水分を含有するため、体内の代謝の影響を反映しやすい性質を利用している。つまり、前記体内の水分は、様々な生理的条件に対して生体が体内の恒常性を保つために変化する組織液、血液、リンパ液、代謝水等に応じて値が変動しやすい。よって体重あたりの体内で電流が通過する部分の比率を求めることで、体内の代謝の状態を間接的に捉えることができるというものである。さらに、この体内電気導電部位率は、上記内呼吸指数と同様に、代謝状態の亢進に比例して数値が上昇するように構成されていることから、生体の代謝状態を感覚的に理解することができるようになっている。
【０１４０】
この体内電気導電部位率は、例えば、上記数式（１ａ）又は数式（１ｂ）によって算出された体密度ＢＤを、下記数式（５）に代入するか、或いは上記数式（２）によって算出された体密度ＢＤを、下記数式（６）に代入することにより算出される。
【０１４１】
体内電気導電部位率 ＝ 100−(4.57／ＢＤ−4.142)×100 ……（５）
体内電気導電部位率 ＝ 100−(4.95／ＢＤ−4.5)×100 …（６）
なお、この体内電気導電部位率と代謝状態の評価データとの関係（日本人の場合）を表８に示すとともに、上記実施例において解析された被験者Ｃ〜Ｊの体内電気導電部位率及びその代謝状態の評価（表中では代謝状態の評価２と記載されている）を上記表６及び表７に示した。
【０１４２】
【表８】
このように構成した場合でも、内呼吸指数を用いたときと同様に、生体の代謝状態をより的確に解析評価することができる。また、第３実施形態において、代謝関連指標として体内電気導電部位率を算出するように構成してもよい。
【０１４３】
・ 第２又は第３実施形態において、肥満を表す指標又は代謝関連指標として、ＢＭＩの代わりに肥満度を用いること。この肥満度（％）は、被験者の身長Ｈを用いて、その身長Ｈの人（標準的な体型の人）の標準体重を算出した後、被験者の実測体重Ｗから前記標準体重を引いた値を標準体重で割ったものに１００を乗じることによって算出される。なお、前記標準体重は、被験者の身長Ｈ（ｍ）の２乗に２２を乗じることによって、又は被験者の身長Ｈ（ｃｍ）から１００を引いた値に０．９を乗じることによって算出される。日本人の場合、この肥満度がマイナス１０％未満の場合には痩せ気味（Ｌ）、マイナス１０％以上かつ１０％未満の場合には正常（Ｎ）、１０％以上かつ２０％未満の場合には過体重（Ｍ）、２０％以上の場合には肥満（Ｏ）と評価されるようになっている。このように構成した場合でも、ＢＭＩを用いたときと同様に、生体の代謝状態をより的確に解析評価することができる。
【０１４４】
・ 第２又は第３実施形態において、内呼吸指数による代謝状態の評価結果に基づいて、表９に示されるように、体内免疫状態の評価結果、神経系状態の評価結果、ストレスに対する生体反応の評価結果及びストレスに対する生体状態の評価結果から選ばれる少なくとも１種を検索し、出力手段２３又は第１出力手段４３に出力表示させること。
【０１４５】
【表９】
すなわち、前記内呼吸指数は、生体の細胞内好気呼吸の状態を間接的に反映する指数であり、内呼吸指数が高値の場合は、細胞の代謝が亢進していることを示唆するだけでなく、生体の免疫状態が亢進していることも示唆する。つまり、免疫系が活性化しているとは、生体に異物反応が生じていることを暗示し、腫瘍、感染、炎症、外傷性疾患が存在することを示唆する。逆に内呼吸指数が低下した場合には、生体が外的異物に対して免疫力が弱いことを示唆する。さらに内呼吸指数が高値の場合は体内の神経系の活性が高まっていることも示唆される。例えば、四肢の内呼吸指数や生体電気抵抗部位率が亢進している場合は、四肢の運動機能が高まっている状態を示唆し、逆に低下している状態では、脳血管障害による麻痺の初期或いは後遺症の回復度の指標等にも応用することができる。
【０１４６】
また、代謝疾患や内分泌疾患、呼吸不全、循環器疾患、神経系疾患、腫瘍、感染、炎症、外傷性疾患などの２次的に代謝に影響を及ぼす基礎疾患が除外された被験者（代謝学的に健康な被験者）に対して、内呼吸指数又は代謝の状態を表わす指標は、交感神経系の活性度の指標にもなることから、ストレスに対する生体の状態の指標となりうる。つまり、上記条件下で内呼吸指数が低下している状態とは、交感神経系の活性が低下している状態でもあり、それはストレスに対して反応が低下していて体が疲弊している状態を意味する。逆に上記条件下で内呼吸指数が上昇している状態とは、交感神経系の活性が亢進している状態でもあり、それはストレスに対して生体の反応が亢進して過剰適応している状態を意味する。
【０１４７】
また、生理学的に異なる２時点の内呼吸指数の差からも同様に差が大きければ交感神経系がよく活性されている状態でストレスに対する生体の反応は亢進しており、身体はストレスに過剰適応している状態であることを意味する。一方、異なる２時点の内呼吸指数の差が小さければ交感神経系の活性が低下している状態でストレスに対する生体の反応は低下しており、身体はストレスに対して疲弊している状態であることを意味する。
【０１４８】
・ 各実施形態において、生体電気抵抗の測定値（生体電気抵抗値Ｚ）として、例えば、筋肉、脂肪、肝臓等の臓器固有の周波数を用いてインピーダンスを測定し、その測定値を用いて臓器固有の内呼吸指数、電気導電部位率、酸素消費量、エネルギー産生量、水分量の変化、除脂肪量の変化、及び除脂肪量と基礎除脂肪量の差、から選ばれる少なくとも１種を算出させ、臓器毎の代謝状態を解析するように構成すること。このように構成した場合、臓器単位で代謝の状態を解析することができることから、各疾患の鑑別診断に対する感度を向上させることができる。また、代謝器官である筋肉、脂肪又は肝臓の固有の代謝状態を把握することができることから、被験者の身体の代謝状態の生理学的機構をより明確に把握することができ、より一層有効な治療の開発や選択を行うことが可能になる。
【０１４９】
・ 第２実施形態の解析装置２０に、酸素消費量、エネルギー産生量、体内水分量の変化量、体脂肪量の差、除脂肪量の変化量、除脂肪量と基礎除脂肪量の差、脂肪組織の酸素消費量、筋肉電気導電部位率、及び脂肪電気導電部位率から選ばれる少なくとも１種を出力表示させるように構成すること。このように構成した場合、代謝状態の評価を行うための判断材料が増えることから、より包括的かつ的確な評価、診断を行うことができる。
【０１５０】
・ 第２実施形態において、入力手段２１に、物理学的情報を構成する除脂肪量、基礎除脂肪量、体脂肪量及び体水分量から選ばれる少なくとも１種を入力し、その入力された物理学的情報を加味した代謝状態の評価を行うことができるように構成すること。
【０１５１】
・ 第２又は第３実施形態において、被験者の身体情報を構成する物理学的情報としての体密度ＢＤを入力するように構成すること。なお、この体密度ＢＤは、例えば、被験者の身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを用いて、解析装置２０又は解析装置３０以外の計算機や手計算等により予め算出されたものが好適に使用される。また、例えば、磁気共鳴画像診断法（ＭＲＩ）やコンピュータＸ線断層撮影法（ＣＴ）等により取得されたデータに基づいて算出されたもの、又は水で満たされた浴槽中で被験者の体積を測定し、その測定値と被験者の体重Ｗとから算出されたものを使用してもよい。このように構成した場合、内呼吸指数は、ＭＲＩやＣＴ等により取得されたデータや被験者の体重Ｗ等の代謝状態と関連の深い要素が勘案されることによって、前記従来の健康管理指針アドバイス装置と比較して、代謝状態をより一層的確に表現することができる。従って、生体の代謝状態をより一層的確に測定することができる。
【０１５２】
・ 第２又は第３実施形態において、被験者の氏名を入力手段２１に入力しないように構成すること。又は、被験者の氏名の代わりに被験者を特定することができるように構成した、例えばＩＤ番号等の不変特定情報を入力すること。或いは、被験者の特定情報を入力せずに、匿名にて解析することができるように構成すること。
【０１５３】
・ 第２又は第３実施形態において、被験者の年齢の代わりに特定情報を構成する不変特定情報としての生年月日を入力手段２１又は第１入力手段４１に入力し、その入力された被験者の生年月日から制御手段２２又は中央解析制御手段５１により年齢を算出させるように構成すること。このように構成した場合、被験者の年齢を入力した場合と同様な解析を行うことができる。また、被験者の不変特定情報として、データファイル２６に記憶されるファイルデータのファイル名としても容易に利用することができる。
【０１５４】
・ 第２又は第３実施形態において、被験者の身体情報を構成する測定日時を入力しないように構成するとともに、制御手段２２又は中央解析制御手段５１内に測定手段を構成する計時装置を設け、被験者の身体情報が入力手段２１又は第１入力手段４１に入力された時間を、計時装置により自動的にＲＡＭに記憶させるように構成すること。
【０１５５】
・ 第２又は第３実施形態において、被験者の身体情報として、被験者の身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを測定したときの被験者の生理学的状態を入力するように構成すること。このとき、被験者の身体情報を構成する測定日時を省略してもよい。このように構成した場合、被験者の生理学的状態と評価結果とを容易に対比することができることから、より的確な評価、診断を行うことができる。
【０１５６】
・ 各実施形態において、被験者の生理学的状態に関する選択肢（例えば、上記（ａ）〜（ｖ）に記載されているようなもの）を、表示部６、出力手段２３又は第１出力手段４３に画面表示するとともに、その表示された選択肢を見ながら、被験者が選択入力することができるように構成してもよい。
【０１５７】
・ 第２又は第３実施形態において、被験者の年齢、性別及び人種から選ばれる少なくとも１種を入力手段２１又は第１入力手段４１に入力しないように構成すること。このように構成した場合、年齢、性別又は人種による多少の誤差は見られるが、生体の代謝状態を的確に解析評価することが可能である。
【０１５８】
・ 第２実施形態において、Ｓ２００において、被験者の身体情報を構成する不変特定情報（例えば、氏名や生年月日）を入力手段２１に入力した後、制御手段２２によりデータファイル２６に同じ被験者の不変特定情報が記憶されているか否かを判断させるように構成すること。なお、同じ被験者の不変特定情報が記憶されている場合には、そのファイルデータから被験者の性別及び人種を自動的に制御手段２２に入力するように構成すること。また、前記ファイルデータに記憶されている測定日時からＣＰＵが適宜判断することによって、被験者の年齢や身長Ｈを制御手段２２に入力するように構成してもよい。
【０１５９】
・ 第２実施形態において、例えば、体脂肪率、除脂肪率、体脂肪量、体水分量、除脂肪量、除脂肪量と基礎除脂肪量との差、体脂肪量の変化量、体水分量の変化量、除脂肪量の変化量、脂肪組織からのエネルギー産生量、及び脂肪組織における酸素消費量から選ばれる少なくとも１種を算出して出力手段２３に出力するように構成すること。このように構成した場合、生体の代謝状態を評価するための判断材料が増えることから、さらに的確かつ詳細に代謝状態を解析評価することができる。
【０１６０】
・ 第２又は第３実施形態において、出力手段２３又は第１出力手段４３として、例えば、ＣＲＴや液晶ディスプレイ等のフラットパネル、プリンタ、３次元造形装置を使用すること。このように構成した場合、評価結果等を色や３次元形状を工夫して視覚的に表現することができる。
【０１６１】
・ 第２又は第３実施形態において、出力手段２３又は第１出力手段４３として、例えば、音声による聴覚的表示、色や画像等によって視覚的に鑑別できるように構成すること。
【０１６２】
・ 第２実施形態において、記録媒体２４又はデータファイル２６として、例えば、ハードディスク、記録可能なＣＤ、ＤＶＤ等のディスクメディア、I磁気カードやスマートカード等の記録媒体を使用すること。
【０１６３】
・ 第２実施形態において、データファイル２６を、記憶手段としての第１データファイルと、記録手段としての第２データファイルに分けて構成し、第１データファイルに前記解析プログラムを記憶させ、第２データファイルに前記被験者の身体情報、演算処理結果及び評価結果を記憶させるように構成すること。
【０１６４】
・ 第２実施形態において、生体の代謝状態解析装置２０に、入力手段２１を構成する測定手段としての身長計、体重計及び生体電気抵抗値測定用電極を設けること。又は、入力手段２１を構成する測定手段としての体重計及び生体電気抵抗値測定用電極を設けること。或いは、入力手段２１を構成する測定手段としての体重計又は生体電気抵抗値測定用電極を設けること。また、前記生体電気抵抗値測定用電極の代わりに、入力手段２１を構成する測定手段としてのＭＲＩ又はＣＴを設けてもよい。或いは、第３実施形態において、第１端末コンピュータ３１に入力手段を構成する測定手段を設けること。これらのように構成した場合、被験者の身体情報を容易かつ正確に入力することができる。
【０１６５】
・ 第３実施形態において、被験者の身体情報として、被験者の電子メールアドレス、電話番号、ホームドクター名、家族歴、既往歴、現病歴等を入力するように構成すること。
【０１６６】
・ 第３実施形態において、第１端末コンピュータ３１の第１記録手段４６に記録蓄積されている被験者の各代謝関連指標の推移を示すグラフを作成させて出力表示させるように構成すること。或いは、中央解析コンピュータ３２に前記グラフを作成させ、第１端末コンピュータ３１の第１出力手段４３に出力表示させるように構成してもよい。
【０１６７】
・ 第３実施形態において、中央解析コンピュータ３２に入力手段及び出力手段を設け、中央解析コンピュータ３２を操作する人が中央記憶手段５２内に格納されているアプリケーションソフトプログラムを改変することができるように構成すること。
【０１６８】
・ 第２実施形態において、制御手段２２によりＢＭＩを算出しないように構成するとともに、データファイル２６に形態学的特徴の評価データ及び代謝形態学的健康状態の評価データを記憶しないように構成し、さらに出力手段２３にそれらの評価結果を出力しないように構成すること。
【０１６９】
・ 第３実施形態において、内呼吸指数、除脂肪量ＤＦＴ、体脂肪量ＦＴ、体水分量Ｈ２Ｏ、除脂肪量と基礎除脂肪量の差ΔＤＦＴ、異なる２時点間の除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢ、異なる２時点間の体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢ、異なる２時点間の体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢ、異なる２時点間の脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢ、異なる２時点間の全身又は脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢ及びＢＭＩから選ばれる少なくとも１種を算出しないように構成してもよい。
【０１７０】
・ 第２実施形態において、代謝状態の評価結果及び形態学的特徴の評価結果を出力手段２３に出力させずに、代謝形態学的健康状態の評価結果のみを出力するように構成すること。さらに、内呼吸指数及びＢＭＩを出力手段に出力しないように構成してもよい。また、第３実施形態において検索される評価データのうち１つ又は２つ以上の評価データについて検索しないように構成してもよい。
【０１７１】
・ 第２実施形態において、読取り装置２５を省略するとともに、解析プログラムを予めデータファイル２６に記憶させること。
・ 第２実施形態において、データファイル２６を省略し、解析プログラムをＲＯＭ又はＲＡＭに記憶させること。なおこのとき、読取り装置２５を省略してもよい。
【０１７２】
・ 第２実施形態において、記憶手段及び記録手段としてのデータファイル２６を省略し、制御手段２２に、内呼吸指数、又は内呼吸指数及びＢＭＩ、を算出させて、その演算処理結果を出力手段２３に出力させるように構成すること。このとき、読取り装置２５を省略し、解析プログラムを予めＲＯＭ又はＲＡＭに記憶させてもよい。さらにこのとき、例えば、表１〜表４に示されるような代謝状態の評価データ、形態学的特徴の評価データ及び代謝形態学的健康状態の評価データから選ばれる少なくとも１種の生体の代謝状態評価データ検索表を別途作成し、前記演算処理結果から評価結果を被験者自らが検索するように構成してもよい。
【０１７３】
・ 第２実施形態において、データファイル２６に代謝形態学的健康状態の評価データを記憶しないように構成し、出力手段２３に代謝状態の評価結果及び形態学的評価結果のみを出力するように構成すること。
【０１７４】
・ 第２実施形態において、図６におけるＳ２６０、Ｓ２７０、Ｓ２９０及びＳ３００を省略して、被験者の身体情報、演算処理結果及び評価結果を記録手段としてのデータファイル２６に保存しないように構成すること。
【０１７５】
・ 第３実施形態において、第１記録手段４６を省略してもよい。
・ 第３実施形態において、中央記憶手段に種々の評価データを記憶しないように構成してもよい。
【０１７６】
・ 第３実施形態において、第１端末コンピュータ３１の第１制御手段４２を省略し、第１入力手段４１、第１出力手段４３及び送受信手段４４のみによって構成することによって、第１端末コンピュータ３１を、被験者の身体情報を入力するとともに処理結果及び評価結果を出力するための入出力端末機器とすること。
【０１７７】
・ 第３実施形態において、中央記憶手段５２又は第１記憶手段４５に記憶されているアプリケーションソフトプログラムを、フロッピーディスク、ＣＤ―ＲＯＭ、ＤＶＤ、Ｉ磁気カード、スマートカード等のコンピュータ読取り可能な記録媒体に記録すること。さらに、中央記憶手段５２に記憶されている種々の評価データも同時に前記記録媒体に記録するのが好ましい。或いは、これらのアプリケーションソフトプログラムを通信回線３３を介して異なるコンピュータにダウンロードすることができるように構成してもよい。
【０１７８】
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
（１） 生体の代謝状態を解析する装置であって、被験者の身体情報を入力する入力手段と、前記入力手段で入力された被験者の身体情報を用いて代謝状態を表す指標及び肥満を表す指標を算出する制御手段と、前記制御手段で処理された処理結果を出力する出力手段と、を備えた生体の代謝状態を解析する装置。
【０１７９】
（２） 前記身体情報は、被験者の身長、体重及び生体電気抵抗値、又はそれらを用いて算出された体密度であり、前記代謝状態を表す指標は、内呼吸指数又は体内電気導電部位率であり、前記肥満を表す指標は、ボディ・マス・インデックス又は肥満度であることを特徴とする前記（１）に記載の生体の代謝状態を解析する装置。
【０１８０】
（３） さらに、予め医学的判断によって、代謝状態を表す指標と、肥満を表す指標と、の組合せに基づいて決定された代謝形態学的健康状態の評価データを記憶する記憶手段を備え、前記制御手段を、前記算出された代謝状態を表す指標と、肥満を表す指標と、を用いて、前記記憶手段に記憶された代謝形態学的健康状態の評価データを検索するように構成するとともに、前記検索された代謝形態学的健康状態の評価結果を前記出力手段に出力するように構成した前記（１）又は前記（２）に記載の生体の代謝状態を解析する装置。
【０１８１】
（４） さらに被験者の身体情報を測定する測定手段を備え、被験者の身体情報を測定して前記制御手段に入力するように構成した請求項１から請求項５、請求項１７から請求項１９及び前記（１）から前記（３）のいずれかに記載の生体の代謝状態を解析する装置。
【０１８２】
（５） 請求項１に記載の生体の代謝状態を解析する装置を用いて生体の代謝状態を解析する方法であって、入力手段に被験者の身体情報を入力し、前記入力手段で入力された被験者の身体情報を用いて、制御手段により、生体の細胞内好気呼吸の状態を間接的に表す内呼吸指数を算出し、前記制御手段で処理された処理結果を出力手段に出力することを特徴とする生体の代謝状態を解析する方法。
【０１８３】
（６） 前記（１）に記載の生体の代謝状態を解析する装置を用いて生体の代謝状態を解析する方法であって、入力手段に被験者の身体情報を入力し、前記入力手段で入力された被験者の身体情報を用いて、制御手段により代謝状態を表す指標及び肥満を表す指標を算出し、前記制御手段で処理された処理結果を出力手段に出力することを特徴とする生体の代謝状態を解析する方法。
【０１８４】
（７） 請求項１に記載の生体の代謝状態を解析する装置に用いられ、生体の代謝状態を解析するコンピュータ読取り可能なプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムは、被験者の身体情報を入力手段より入力する手順と、前記入力手段で入力された被験者の身体情報を用いて、制御手段により、生体の細胞内好気呼吸の状態を間接的に表す内呼吸指数を算出する手順と、前記制御手段で処理された処理結果を出力手段に出力する手順と、を備えた方法を実行することを特徴とするコンピュータ読取り可能なプログラムを記録した記録媒体。
【０１８５】
（８） 前記（１）に記載の生体の代謝状態を解析する装置に用いられ、生体の代謝状態を解析するコンピュータ読取り可能なプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムは、被験者の身体情報を入力手段より入力する手順と、前記入力手段で入力された被験者の身体情報を用いて、制御手段により代謝状態を表す指標及び肥満を表す指標を算出する手順と、前記制御手段で処理された処理結果を出力手段に出力する手順と、を備えた方法を実行することを特徴とするコンピュータ読取り可能なプログラムを記録した記録媒体。
【０１８６】
（９） 前記入出力端末機器の端末入力手段に入力される被験者の身体情報を、被験者の身長、体重及び生体電気抵抗値とするとともに、前記中央解析コンピュータの制御手段で算出される代謝関連指標を、生体の細胞内好気呼吸の状態を間接的に表す内呼吸指数、体内電気導電部位率、除脂肪量、体脂肪量、体水分量、除脂肪量と基礎除脂肪量の差、異なる２時点間の除脂肪量の変化量、異なる２時点間の体脂肪量の変化量、異なる２時点間の体水分量の変化量、異なる２時点間のエネルギー産生量、異なる２時点間の酸素消費量、ボディ・マス・インデックス及び肥満度から選ばれる少なくとも１種とすることを特徴とする請求項１７から請求項１９のいずれかに記載の生体の代謝状態を解析する装置。
【０１８７】
（１０） さらに、前記中央解析コンピュータに、予め医学的判断によって代謝関連指標に基づいて決定された代謝状態の評価データを記憶する記憶手段を備え、前記制御手段を、前記算出された代謝関連指標を用いて、前記記憶手段に記憶された評価データを検索するように構成するとともに、前記検索された評価結果を前記入出力端末機器の出力手段に出力するように構成した請求項１７から請求項１９及び前記（９）のいずれかに記載の生体の代謝状態を解析する装置。
【０１８８】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置によれば、生体の代謝状態を的確かつ簡便に測定し、容易に解析することができる。
【０１８９】
請求項２に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、生体の代謝状態を医学的に評価することができる。
【０１９０】
請求項３に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加えて、代謝の状態を現す有効な指標である除脂肪量の基礎除脂肪量との差により、被験者に多大な負担を強いることなく、エネルギー代謝の状態を的確かつ簡便に測定することができる。
【０１９１】
請求項４に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置によれば、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、脂肪組織からのエネルギー産生量が的確かつ簡便に求められる。これにより、被験者に多大な負担を強いることなく、エネルギー代謝の状態を的確かつ簡便に測定することができる。
【０１９２】
請求項５に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置によれば、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明の効果に加えて、脂肪組織における酸素消費量が的確かつ簡便に求められる。これにより、被験者に多大な負担を強いることなく、エネルギー代謝の状態を的確かつ簡便に測定することができる。
【０１９３】
請求項６に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置によれば、生体謝状態を的確かつ簡便に測定することができる。
【０１９４】
請求項７に記載のコンピュータ読取り可能なプログラムを記録した記録媒体によれば、コンピュータを請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の生体の代謝状態を解析する装置として機能させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態によるエネルギー代謝状態の解析の手順を示すフローチャート。
【図２】 第１実施形態のエネルギー代謝状態解析装置の原理ブロック図。
【図３】 第１実施形態のエネルギー代謝状態の解析装置の側面図。
【図４】 第１実施形態において電極パッドにより体表面の任意の２点間の生体電気抵抗を測定した図。
【図５】 第２実施形態の解析装置の電気的構成を示すブロック図。
【図６】 第２実施形態の解析装置の処理を示すフローチャート。
【図７】 第３実施形態の解析装置の電気的構成を示すブロック図。
【図８】 第３実施形態の解析装置の処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…エネルギー代謝状態の解析装置、４…演算部（算出手段、演算手段）、５…記憶部（記憶手段）、６…表示部（表示手段）、２０…生体の代謝状態を解析する装置としての生体の代謝状態解析装置、２１…入力手段、２２…制御手段、２３…出力手段、２４…記録媒体、２６…記憶手段及び記録手段としてのデータファイル、３０…生体の代謝状態を解析する装置としての生体の代謝状態解析装置、３１…端末入出力手段としての第１端末コンピュータ、３１ａ，３１ｂ…端末入出力手段としての端末コンピュータ、３２…中央解析コンピュータ、３３…通信手段を構成する通信回線、４１…入力手段としての第１入力手段、４３…出力手段としての第１出力手段、４４…通信手段を構成する送受信手段、５１…制御手段としての中央解析制御手段、５３…通信手段を構成する送受信手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体の代謝の状態を解析することができるように構成された生体の代謝状態を解析する装置、又は生体の代謝のうちエネルギー代謝状態を解析することにより生体の代謝の状態を解析することができるように構成された生体の代謝状態を解析する装置及び記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の生体の代謝状態を解析する装置としては、例えば、特開平１１−２１６１２１号公報に開示されている健康管理指針アドバイス装置が知られている。このアドバイス装置は、身体インピーダンスの計測値を健康管理に有益な指針情報に変換する変換手段を備え、前記身体インピーダンス計測値に基づいて前記健康管理に有益な指針情報を提供するものである。
【０００３】
前記健康管理に有益な指針情報としては、身体インピーダンスの計測値に基づくエネルギー代謝量の推定によって提供される代謝状態指標が開示されている。このエネルギー代謝量の推定原理は、前記身体インピーダンスの計測値が末梢血管の拡張・収縮による血流量変化と比例し、その血流量変化が代謝を促進すると考えられる酸素供給量及び熱の放散と比例しているというものである。
【０００４】
一方、ヒトが体内に蓄えられた糖質、脂質等を酸化してエネルギーを産生する過程は代謝の一プロセスであり、その状態を知ることはヒトの代謝を評価してその人の健康状態を評価する一つの大きな指標となる。この代謝の状態を測定する方法として、例えば、被験者が呼吸マスクをして一定時間運動を行い、吸気と呼気の酸素および二酸化炭素の含有量をガス分析機で測定し、被験者の酸素消費量を求めて、代謝の一状態を評価していた。あるいは、被験者の大気中での体重と水中での体重の差から体脂肪量を求めて、代謝の一状態を評価していた。また、例えば特開平６−１１４０２４号公報、特開平７−３０３６１７号公報に開示されているように、ＢＩ（Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｍｐｅｄａｎｃｄ）法を応用して、生体電気抵抗から、比較的簡便に体脂肪率を計測する方法も開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の健康管理指針アドバイス装置では、身体インピーダンスの計測値のみに基づいてエネルギー代謝量を算出する方法が具体的に開示されているに止まり、その他代謝の状態と深い関連のある身体特定化情報等がエネルギー代謝量（代謝状態指標）の算出に対して、示唆はされているが直接的かつ充分に反映されてはいなかった。このため、このアドバイス装置では、より少ない情報に基づいて、前記指針情報としての代謝状態指標（エネルギー代謝量）の推定を行っていたことから、代謝の状態を的確に表現することは困難であった。
【０００６】
一方、前記従来の酸素マスクをして運動をしたり、水中での体重を測定する方法は、精度の高い測定が出来る反面、大がかりな測定装置と測定および解析のための長い時間、被験者の多大な精神的および肉体的な負担を要したり、専門の医師のもとで行わなければならなかったりして、費用や簡便さの上で大きな問題があった。
【０００７】
また、ＢＩ法を応用して生体内の体脂肪率を測定する方法は、その簡便さから広く普及し始めているが、体脂肪率からは肥満や痩せといった被験者の形態的な特徴を測定するにとどまり、肥満や痩せの病態生理学的機序や治療の選択及び効果を評価するものではなかった。
【０００８】
この発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、生体の代謝状態を的確かつ簡便に測定することができるように構成した生体の代謝状態を解析する装置及び記録媒体を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置は、被験者の身体情報を入力する入力手段と、前記入力手段で入力された被験者の身体情報を用いて、生体の細胞内好気呼吸の状態を間接的に表す内呼吸指数を算出する制御手段と、前記制御手段で処理された処理結果を出力する出力手段と、
を備え、前記制御手段は、身体情報として入力された被験者の身長Ｈ（ｃｍ）、体重Ｗ（ｋｇ）及び生体電気抵抗値Ｚ（Ω）から、式１乃至３のいずれかの計算式を用いて体密度ＢＤを算出する体密度算出手段と、前記体密度算出手段で算出された体密度ＢＤから、式４に代入することによって内呼吸指数を算出する内呼吸指数算出手段とを備えたことを特徴とする。
（式１）は、体密度ＢＤ＝Ａ−（Ｂ×Ｗ×Ｚ）／Ｈ 2 ＋Ｃ×Ｚである。但し、Ａは定数、Ｂ及びＣは比例係数である。また、（式２）は、体密度ＢＤ＝Ａ−（Ｂ×Ｗ×Ｚ）／Ｈ 2 ＋Ｃ×Ｗである。但し、Ａは定数、Ｂ及びＣは比例係数である。（式３）は、体密度ＢＤ＝ａ−（ｂ×Ｗ×Ｚ）／Ｈ 2 である。但し、ａ及びｂは定数である。（式４）は、内呼吸指数＝（ＢＤ−１）×１０００である。
【００１０】
請求項２に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置は、さらに、予め医学的判断によって、内呼吸指数に基づいて決定された代謝状態の評価データを記憶する記憶手段を備え、前記制御手段を、前記算出された内呼吸指数を用いて、前記記憶手段に記憶された評価データを検索するように構成するとともに、前記検索された評価結果を前記出力手段に出力するように構成したことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記入力手段から除脂肪量ＤＦＴと基礎除脂肪量ａＷを入力し、前記制御手段は、入力された前記除脂肪量ＤＦＴと基礎除脂肪量ａＷに基づいて式５を用いて差ΔＤＦＴを算出する差ΔＤＦＴ算出手段をさらに備えたことを特徴とする。（式４）は、ΔＤＦＴ＝ＤＦＴ−ａＷである。但し、係数ａは体重Ｗに対する基礎除脂肪量の割合を表わす除脂肪量係数である。
【００１２】
請求項４に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置は、請求項１乃至請求項３に記載の発明において、前記入力手段から、異なる２時点の初めの時点をＡ、後の時点をＢとし、少なくとも前記異なる２時点において測定された２組の前の時点の体脂肪量ＦＴＡ、後の時点の体脂肪量ＦＴＢが入力され、前記制御手段は、前記体脂肪量ＦＴＡ，ＦＴＢに基づいて式６を用いて脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢを算出するエネルギー生産量算出手段をさらに備えたことを特徴とする。（式６）は、ＥＡＢ＝（ＦＴＡ−ＦＴＢ）×ｂである。但し、係数ｂは脂肪１ｇが燃焼された時の脂肪組織からのエネルギー産生量を表すエネルギー係数である。ここで、係数ｂは脂肪１ｇを燃焼させるために必要な酸素消費量係数、係数ｃは脂肪１ｇを燃焼させた時のエネルギー係数であり、例えば、１ｇの脂肪を燃焼させたときに必要な酸素の量および生成した二酸化炭素、水、エネルギーの量を表した式、１ｇ・ｆａｔ＋２．０２３Ｌ・Ｖｏ２＝１．４３６Ｌ・ＣＯ２＋１．０７ｇ・Ｈ２Ｏ＋３９．６３ＫＪ・Ｅより、ｂ＝１．４３６と導くことができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の生体の代謝状態を解析する装置において、前記入力手段から、異なる２時点の初めの時点をＡ、後の時点をＢとし、少なくとも前記異なる２時点において測定された２組の前の時点の体脂肪量ＦＴＡ、後の時点の体脂肪量ＦＴＢが入力され、前記制御手段は、前記体脂肪量ＦＴＡ，ＦＴＢに基づいて式７を用いて脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢを算出する酸素消費量算出手段をさらに備えたことを特徴とする。（式７）は、Ｖｏ２ＡＢ＝（ＦＴＡ−ＦＴＢ）×ｃ／ＦＴＡ／ＴＡＢである。但し、ｃは脂肪１ｇが燃焼された時の酸素消費量を表す酸素消費量係数Ｔであり、上記１ｇの脂肪を燃焼させたときに必要な酸素の量および生成した二酸化炭素、水、エネルギーの量を表した式より、同様にｃ＝３９．６３と導くことができる。ＡＢは２時点間の時間差である。
【００１４】
請求項６に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の生体の代謝状態を解析する装置であって、被験者の代謝に関連する身体情報を用いて被験者の代謝関連指標を算出する制御手段を備えた中央解析コンピュータと、その中央解析コンピュータに通信手段を介して接続される入出力端末機器とを備え、前記入出力端末機器は、被験者の身体情報を入力する入力手段と、前記中央解析コンピュータにより算出処理された結果を出力する出力手段とを備え、前記入出力端末機器の入力手段に被験者の身体情報を入力し、その入力された被験者の身体情報を、前記通信手段を介して中央解析コンピュータに送信し、前記中央解析コンピュータの制御手段に、前記送信された被験者の身体情報を用いて代謝関連指標を算出させ、その算出された代謝関連指標を、前記通信手段により入出力端末機器に送信して出力手段に出力させるように構成したことを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体では、コンピュータを、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の生体の代謝状態を解析する装置として機能させるためのプログラムを記録させたことを特徴とする。
【００２３】
請求項３に記載の発明における除脂肪量、請求項４又は５に記載の発明における体脂肪量は、いかなる算出手段で算出されていてもよく、例えばＭＲＩ（磁気共鳴画像診断法）、ＣＴ（コンピュータＸ線断層撮影法）等により取得されたデータに基づいて算出されたもの、身長、体重および生体電気抵抗の測定値に基づいて算出されたもの等が挙げられる。
【００２５】
請求項６に係る発明の生体の代謝状態を解析する装置においては、体重はあらかじめ汎用されている体重計を用いて測定した値をキーボード等で入力させ、記憶させてもよく、体重計を解析装置に接続し、直接にデータを取り込んでもよい。除脂肪量、または体脂肪量はまたあらかじめ算出された値をキーボード等を用いて直接入力させ、記憶させてもよく、それらの算出手段を解析装置に備え、上記のデータに基づいて除脂肪量、または体脂肪量を算出し、記憶させてもよい。この場合、上記の算出手段は、簡便さの点から身長、体重および生体電気抵抗の測定値に基づいて算出される算出手段であることが好ましい。身長および体重の測定値としては、汎用されている身長計および体重計と同様のものを用いて測定した測定値を用いることができる。また、生体電気抵抗の測定値としては、１対の電極間に微弱な電流を流すことにより測定した測定値を用いることができる。測定は、一般的に行われているように、両手あるいは両足に電極を密着させて行われていてもよく、また体表面の任意の２点に電極を密着させ、体表面の任意の２点間の生体電気抵抗が測定されていてもよい。
【００２６】
また、上記のデータを取得するために、例えばＭＲＩ処理装置、ＣＴ装置、身長計、体重計、生体電気抵抗測定装置等を解析装置に接続し、直接にデータを取り込むこともできる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化したエネルギー代謝状態の解析方法および装置の第１実施形態について、図１〜図４を参照しつつさらに詳細に説明する。
【００３４】
まず、本実施形態のエネルギー代謝状態の解析方法による解析手順について、図１に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
解析を開始すると、まずＳ１００で、時点Ａにおける時刻ＴＡ、除脂肪量ＤＦＴＡ、体脂肪量ＦＴＡ、または体水分量Ｈ２ＯＡを算出するために必要なデータＤａｔａＴＡ、および必要に応じて体重ＷＡが入力される。データＤａｔａＴＡは例えば身長、体重および生体電気抵抗の測定値であってもよく、ＭＲＩ（磁気共鳴画像診断法）、ＣＴ（コンピュータＸ線断層撮影法）等により取得されたデータであってもよい。ここで、体水分量の変化量、体脂肪量の変化量、脂肪組織における酸素消費量または脂肪組織からのエネルギー産生量を算出しようとする場合は、異なる２時点のデータが必要であるため、例えば時点Ａおよび時点Ｂにおける測定時刻ＴＡ、ＴＢおよび各測定時刻におけるデータＤａｔａＴＡ、ＤａｔａＴＢが入力される。測定時刻ＴＡ、ＴＢおよびデータＤａｔａＴＡ、ＤａｔａＴＢは、データ処理部２内の記憶部５に記憶される（図２を併せて参照）。
【００３５】
このとき、時点Ａ−時点Ｂ間において、例えば仕事、運動、食事摂取、薬物投与などを行ってもよく、香り、画像、音楽等により刺激を与えてもよい。このような場合には、それらの行動や刺激が被験者のエネルギー代謝に及ぼす影響についての評価を行うことが可能となる。
【００３６】
Ｓ１１０では、除脂肪量と基礎除脂肪量との差ΔＤＦＴ、除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢ、体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢ、体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢ、脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢまたは脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢのうち、解析したい項目を選択し、入力する。
【００３７】
すると、データがデータ処理部２内の記憶部５から、演算部４に送られ、算出が行われる。除脂肪量と基礎除脂肪量との差ΔＤＦＴを選択した場合には、Ｓ１２１に進み、例えばデータＤａｔａＴＡより時点Ａにおける除脂肪量ＤＦＴＡが求められ、次いで、Ｓ１３１で基礎除脂肪量ａＷが求められる。次に、Ｓ１４１で時点Ａにおける除脂肪量ＤＦＴＡが、式
ΔＤＦＴ＝ＤＦＴ−ａＷ
に導入され（ここで、ＤＦＴの値として時点Ａにおける除脂肪量ＤＦＴＡを、Ｗの値として時点Ａにおける体重ＷＡを導入する）除脂肪量と基礎除脂肪量との差ΔＤＦＴが求められる。
【００３８】
除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢを選択した場合には、Ｓ１２１に進み、データＤａｔａＴＡ、ＤａｔａＴＢより時点Ａにおける除脂肪量ＤＦＴＡ、ＤＦＴＢが求められる。次に、Ｓ１４２で除脂肪量ＤＦＴＡ、ＤＦＴＢが、式
ΔＤＦＴＡＢ＝ＤＦＴＢ−ＤＦＴＡ
に導入され、除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢが求められる。
【００３９】
体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢを選択した場合には、Ｓ１２２に進み、データＤａｔａＴＡ、ＤａｔａＴＢより時点Ａにおける体水分量Ｈ２ＯＡ、Ｈ２ＯＢが求められる。次に、Ｓ１４３で体水分量Ｈ２ＯＡ、Ｈ２ＯＢが、式
ΔＨ２ＯＡＢ＝Ｈ２ＯＢ−Ｈ２ＯＡ
に導入され、体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢが求められる。
【００４０】
体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢを選択した場合には、Ｓ１２３に進み、データＤａｔａＴＡ、ＤａｔａＴＢより時点Ａにおける体脂肪量ＦＴＡ、ＦＴＢが求められる。次に、Ｓ１４４で体脂肪量ＦＴＡ、ＦＴＢが、式
ΔＦＴＡＢ＝ＦＴＡ−ＦＴＢ
に導入され、体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢが求められる。
【００４１】
さらに、脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢを選択した場合には、Ｓ１５１に進み、式
Ｖｏ２ＡＢ＝（ＦＴＡ−ＦＴＢ）×ｃ ／ＦＴＡ／ＴＡＢ
より、脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢが求められる。また、脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢを選択した場合には、Ｓ１５２に進み、式
ＥＡＢ＝（ＦＴＡ−ＦＴＢ）×ｂ
より、脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢが求められる。
【００４２】
Ｓ１６０で、算出された除脂肪量と基礎除脂肪量との差ΔＤＦＴ、除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢ、体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢ、体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢ、脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢまたは脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢは、表示部６に表示され、エネルギ−代謝状態の解析を行うことができる。ここで、時点Ａが時点Ｂより前であるとき、それぞれの値が正に大きいほどエネルギー代謝が亢進していることを表す。このとき、測定データＤａｔａＴＡや、Ｓ１００で入力された個人データなどを併せて表示させてもよい。
【００４３】
図２には、本実施形態のエネルギー代謝状態の解析装置１の原理ブロック図を示す。この解析装置１においては、体重、除脂肪量、体脂肪量、または体水分量を入力、あるいは除脂肪量、体脂肪量、または体水分量を算出するために必要なデータを入力する入力手段７と、入力されたデータや算出結果を表示する表示部６（本発明の表示手段に該当する）とが、入出力インターフェイス３を介してデータ処理部２に接続されている。データ処理部２内には、除脂肪量、体脂肪量、または体水分量を算出するために必要なデータから、除脂肪量、体脂肪量、または体水分量を算出し、また、除脂肪量と基礎除脂肪量との差、除脂肪量の変化量、体脂肪量の変化量、体水分量の変化量、脂肪組織における酸素消費量を算出する演算部４（本発明の算出手段および演算手段に該当する）と、データ、算出結果等を記憶する記憶部５（本発明の記憶手段に該当する）とが備えられている。
【００４４】
図３には、本発明を具現化したエネルギー代謝状態の解析装置１の側面図を示す。この解析装置１には、データ処理装置２（図２のデータ処理部２に該当する）、ディスプレイ６（図２の表示部６に該当する）、キーボード８、身長測定部９、体重測定部１０、および生体電気抵抗測定部１１，１２（図２の入力手段７に該当する）が備えられている。
【００４５】
解析装置１の測定台１６には、被験者Ｍの体重を測定するための体重測定部１０が、埋め込まれるように設置されている。また、測定台１６の一端には柱部１５が立設され、柱部１５には被験者Ｍの身長を測定するための身長測定部９が備え付けられている。柱部１５の身長測定部９の下方には、パネル部１４が設けられており、パネル部１４には、キーボード８およびディスプレイ６が備え付けられている。
【００４６】
この解析装置１には、電極１１、１２が備えられており、電極１１は、足用電極１１Ａ、手用電極１１Ｂ、電極パッド１２により構成されている。足用電極１１Ａは、体重測定部１０に埋め込まれるように設置され、被験者Ｍの左右の足裏を密着させて測定が行えるようにされている。足用電極１１Ａは、各足に対して１個ずつの２電極でもよいが、体表面と足用電極１１Ａとの接触抵抗を低減させ、測定精度を向上させる目的で、各足に対して２個ずつ配置することが好ましい。また、パネル部１４上には、手用電極１１Ｂが設置されていて、被験者Ｍの左右の手の平をそれぞれ密着させて測定が行えるようにされている。手用電極１１Ｂも、足用電極１１Ａと同様に、各手に対して１個ずつでもよいが、測定精度の向上のために各手に対して２個ずつ配置することが好ましい。足用電極１１Ａおよび手用電極１１Ｂは、図示しない内部回路の切り替えにより、例えば右手−左手間、右手−右足間など、任意の２つの電極間の生体電気抵抗を測定することが可能とされている。
【００４７】
また、パネル部１４側方には、２組の電極パッド１２が、接続コード１３を介して接続されている。１組の電極パッド１２は、電流を流す電流電極１２Ａと、電圧を計測する電圧電極１２Ｂから構成されている。そして、２組の電極パッド１２を、体表面の任意の２点に密着させることにより、任意の２点間の生体電気抵抗の測定が可能とされている。例えば、図４ａ）に示すように、ももの両端に電極パッド１２を配置し、生体電気抵抗を測定すると、被験者Ｍのももの筋組織の代謝の状態を強く反映した情報を得ることができる。また、図４ｂ）のように、被験者Ｍの右肩の前後に電極パッド１２を配置して生体電気抵抗を測定すると、被験者Ｍの右肩の筋組織の代謝の状態を強く反映した情報を得ることができる。また、図４ｃ）のように、被験者Ｍの腹部および背部に電極パッド１２を配置して生体電気抵抗を測定すると、被験者Ｍの腹部の臓器の代謝の状態を強く反映した情報を得ることができる。
【００４８】
測定台１６上のパネル部１４下方には、データ処理装置２が設置されている。なお、図示はしないが、身長測定部９、体重測定部１０、パネル部１４および電極１１，１２は、入出力インターフェイス３を介してデータ処理装置２に接続されている。
【００４９】
上記のように構成されたエネルギー代謝状態の解析装置１に、キーボード８から時点Ａにおける測定時刻ＴＡが入力される。
すると、身長測定部９および体重測定部１０に測定の指示が送られる。体重ＷＡは、被験者Ｍが体重測定部１０上に直立静止することにより、自動的に測定される。身長ＨＡは、被験者Ｍが柱部１５の前に直立した状態で身長測定部９によりレーザを上下にスキャンさせ、被験者Ｍの頭頂部の位置を計測することにより、自動的に測定される。
【００５０】
次に、生体電気抵抗Ｒを測定する電極１１または１２を選択し、キーボード８より入力する。手用電極１１Ｂまたは足用電極１１Ａを選択する場合には、右手−左手、右足−左足、右手−右足、右手−左足、左手−右足、左手−左足の６通りの経路から、任意の一つ以上を選択することができる。また、電極パッド１２を選択することもできる。
【００５１】
電極１１、１２を選択すると、生体電気抵抗測定部１１，１２に測定の指示が送られる。すると、電極間に微弱な電流が流されて、生体電気抵抗ＲＡの測定が行われる。手用電極１１Ｂまたは足用電極１１Ａを選択した場合には、手用電極１１Ｂに手のひらの皮膚が直接接するように押し当て、または足用電極１１Ａに足裏の皮膚が直接接するように押し当てることにより、自動的に測定が行われる。また、電極パッド１２を選択した場合には、２組の電極パッド１２を、体表面の任意の２点に密着させることにより、自動的に測定が行われる。このとき、図示しない内部回路の切り替えにより、複数の経路についての生体電気抵抗ＲＡの測定が一度に行われてもよい。
【００５２】
次に、除脂肪量と基礎除脂肪量との差ΔＤＦＴ、除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢ、体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢ、体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢ、脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢまたは脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢより、解析したい項目を選択し、キーボード８から入力する。
【００５３】
すると、体重ＷＡ、身長ＨＡ、生体電気抵抗ＲＡはデータ処理装置２内の演算部４に送られ、時点Ａにおける除脂肪量ＤＦＴＡ、体脂肪量ＦＴＡまたは体水分量Ｈ２ＯＡが算出される。これらの算出値は、データ処理装置２内の記憶部５に送られ、記憶される。
【００５４】
ここで、除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢ、体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢ、体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢ、脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢまたは脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢを算出しようとする場合は、上記の過程を所定の間隔をおいて２回以上繰り返して行わせる。このとき、次の測定までの間に例えば仕事、運動、食事摂取、薬物投与などを行ってもよく、香り、画像、音楽等により刺激を与えてもよい。このような場合には、それらの行動や刺激が被験者のエネルギー代謝に及ぼす影響についての評価を行うことが可能となる。
【００５５】
次に、解析したい項目として、除脂肪量と基礎除脂肪量との差ΔＤＦＴを選択した場合には、データ処理装置２内の記憶部５に記憶されていた、時点Ａにおける体重ＷＡおよび除脂肪量ＤＦＴＡ、が演算部４に送られ、算出が実行される。また、除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢ、体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢ、体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢ、脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢまたは脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢを選択した場合には、データ処理装置２内の記憶部５に記憶されていた、異なる２時点Ａ、Ｂにおける除脂肪量ＤＦＴＡ、ＤＦＴＢ、体脂肪量ＦＴＡ、ＦＴＢまたは体水分量Ｈ２ＯＡ、Ｈ２ＯＢが演算部４に送られ、算出が実行される。算出されたそれぞれの値は、ディスプレイ６に表示される。
【００５６】
以上のように、本実施形態によれば、エネルギー代謝の状態を現す有効な指標である除脂肪量と基礎除脂肪量との差、除脂肪量の変化量、体脂肪量の変化量、体水分量の変化量、脂肪組織からのエネルギー産生量および脂肪組織における酸素消費量が的確かつ簡便に求められる。これにより、多大な負担を強いることなく、エネルギー代謝の状態を解析することができ、適切な病態診断、治療の選択、治療効果の判定をするために役立てることができる。
【００５７】
本実施形態のエネルギー代謝状態の解析方法および装置により求められる除脂肪量の基礎除脂肪量との差、除脂肪量の変化量、体脂肪量の変化量、体水分量の変化量とは、一定時間内に一定の生理学的条件下で、燃料である脂肪が水と二酸化炭素に変換された量を示し、その値が正に大きいほどエネルギ−代謝が亢進していることを表す。また、脂肪組織からのエネルギー産生量および脂肪組織における酸素消費量は、脂肪が水と二酸化炭素に変換される際に使用された酸素量と、産生されたエネルギー量を示し、その値が正に大きいほど脂肪組織におけるエネルギ−代謝が亢進していることを表す。酸素を用いた好気呼吸は、酸素を使用しない嫌気呼吸よりもエネルギー産生効率がはるかによく、除脂肪量の基礎除脂肪量との差、除脂肪量の変化量、体脂肪量の変化量、体水分量の変化量、脂肪組織からのエネルギー産生量および脂肪組織における酸素消費量の増加は好気呼吸によるエネルギー代謝が脂肪細胞内で活発に行われていることを意味し、逆にそれらの低下は好気呼吸によるエネルギー代謝が活発に行われていないことを意味する。よって、これらを年齢、性別、種族を一致させた被験者で解析し比較することで、エネルギー代謝の状態を把握することができる。
【００５８】
また、本実施形態のエネルギー代謝状態の解析装置によれば、体表面の任意の２点に１対の電極を接触させ、任意の２点間の生体電気抵抗を測定することができる。これにより、特定の部位の代謝の状態を測定でき、その部位に関連した疾患の診断及び治療効果の判定に応用が可能である。例えば、右手−右足間の生体電気抵抗からは主に右半身の代謝の状態が分かり、左手−左足間の生体電気抵抗からは主に左半身の代謝の状態が分かる。これにより、脳血官障害の発症初期診断や片麻痺になった場合の代謝の状態が測定でき、治療の効果や経過、予後の判断に用いることができる。さらに、悪性腫瘍が身体のある部位に限局している場合も、該当部位の代謝を測定することにより、早期診断が可能となる。
【００５９】
以上のように、本実施形態のエネルギー代謝状態の解析方法および装置は、肥満、痩せ、糖尿病、摂食異常症といった代謝異常症の病態診断、治療の選択、治療効果の判定をする上で有用である。また、悪性腫瘍、感染症、炎症性疾患、外傷、免疫性疾患、内分泌疾患などに伴う代謝の状態の診断、治療にも用いることができる。さらに、脂肪組織における酸素消費量は化学受容体によって調節されており、この化学受容体は自律神経系の制御を受けるため、自律神経系の機能検査にも有用である。交感神経系の刺激は脂肪組織における酸素消費量と脂肪組織からのエネルギー産生量を増加させ、交感神経系の刺激伝達障害が存在すると脂肪組織における酸素消費量と脂肪組織からのエネルギー産生量が低下するため、内分泌疾患、呼吸不全、腫瘍、感染、炎症、外傷性疾患などの二次的に代謝に影響を及ぼす基礎疾患が除外された被験者に対して、脂肪組織における酸素消費量の測定は交感神経系の脂肪代謝に関する活性度の指標にもなりうる。
（第２実施形態）
以下、この発明を具体化した第２実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００６０】
図５に示すように、生体の代謝状態解析装置２０は、被験者の身体情報を入力する入力手段２１と、その入力手段２１で入力された被験者の身体情報を処理する制御手段２２と、その制御手段２２で処理された処理結果等を出力する出力手段２３と、を備えている。さらに、この解析装置２０は、生体の代謝状態解析プログラムを記録した記録媒体２４（例えばフロッピーディスク）より同解析プログラムを読取り可能に構成された読取り装置２５と、その読取られた解析プログラム等を蓄積及び保存可能に構成されたデータファイル２６と、を備えている。
【００６１】
入力手段２１は、制御手段２２と電気的に接続された図示しないキーボード又はマウスによって構成され、前記被験者の身体情報を入力することができるようになっている。この入力手段２１は、前記被験者の身体情報を構成する被験者の特定情報、物理学的情報及び時間情報を入力することができるように構成されている。前記物理学的情報は、形態学的情報及び電気的情報から構成されている。
【００６２】
前記特定情報としては、被験者の氏名、年齢、性別、人種が入力される。また、前記形態学的情報としては、被験者の身長Ｈ及び体重Ｗが入力され、前記電気的情報としては被験者の生体電気抵抗値Ｚが入力される。また、前記時間情報としては、前記被験者の身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを測定したときの測定日時が入力される。
【００６３】
前記生体電気抵抗値Ｚは、被験者の身体表面の任意の２点に密着させた電極間に微弱な電流を流すことによって測定される電流電圧値から求められる生体の電気抵抗値（インピーダンス）である。この生体電気抵抗値Ｚは、前記電極を密着させた２点間の中間位置に存在する生体組織の電気抵抗値を計測し、例えば、右手―右足間の生体電気抵抗値からは主に右半身の電気抵抗値が計測され、右足―左足間の生体電気抵抗値からは主に下半身の電気抵抗値が計測され、右手―左手間の生体電気抵抗値からは主に上半身の電気抵抗値が計測されるようになっている。
【００６４】
制御手段２２は、中央処理装置（ＣＰＵ）と、この解析装置２０のオペレーションソフトプログラム等を格納したリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、ＣＰＵが処理する処理結果等を一時的に保存するためのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、から構成されている。
【００６５】
ＣＰＵは、読取り装置２５と電気的に接続され、前記記録媒体２４に記録された解析プログラムを読取ることができるように構成されている。この解析プログラムは、生体の代謝状態を解析するためのアプリケーションソフトからなる制御プログラムと、その制御プログラムに従って処理された演算処理結果を評価するための種々の評価データと、を備えている。
【００６６】
ＣＰＵは、データファイル２６と電気的に接続されている。このデータファイル２６は、前記読取り装置２５を介して記録媒体２４から読取られた解析プログラムを蓄積及び保存（記憶）することができるように構成されている。さらに、このデータファイル２６は、前記入力手段２１で入力された被験者の身体情報と、その身体情報及び前記評価データに基づいて評価された代謝状態に関する被験者の評価結果と、を蓄積及び保存（記憶）することができるように構成されている。
【００６７】
すなわち、ＣＰＵは、前記データファイル２６に記憶された制御プログラムに従って、内呼吸指数、ボディ・マス・インデックス（Body Mass Index；以下、ＢＭＩと略記する）の算出等の種々の演算処理を実行するとともに、その演算処理結果に基づいてデータファイル２６に記憶されている種々の評価データを検索するように構成されている。
【００６８】
前記内呼吸指数は、生体の細胞内好気呼吸の状態を間接的に表す指標として、生体の代謝状態を容易かつ的確に表現することができるうえ、被験者等に感覚的に理解しやすくなるように工夫が凝らされている。この内呼吸指数は、被験者の体密度ＢＤを測定することによって算出される指数である。前記体密度ＢＤは、被験者の身長Ｈ（ｃｍ）、体重Ｗ（ｋｇ）及び生体電気抵抗値Ｚ（Ω）を、公知の計算式、例えば下記数式（１ａ）、数式（１ｂ）又は数式（２）に代入することによって算出され得る。
【００６９】
体密度ＢＤ ＝ Ａ −（Ｂ×Ｗ×Ｚ）／Ｈ2＋Ｃ×Ｚ ……（１ａ）
但し、Ａは定数、Ｂ及びＣは比例係数。
体密度ＢＤ ＝ Ａ −（Ｂ×Ｗ×Ｚ）／Ｈ2＋Ｃ×Ｗ ……（１ｂ）
但し、Ａは定数、Ｂ及びＣは比例係数。
【００７０】
体密度ＢＤ ＝ ａ−（ｂ×Ｗ×Ｚ）／Ｈ2 ……（２）
但し、ａ及びｂは定数。
そして、前記内呼吸指数は、前記数式（１ａ）、数式（１ｂ）又は数式（２）で算出された被験者の体密度ＢＤを下記数式（３）に代入することによって算出される。
【００７１】
内呼吸指数 ＝（ＢＤ−１）×１０００ ……（３）
なお、本実施形態において、内呼吸指数は、体密度ＢＤを用いて算出されるものを言い、生体電気抵抗値Ｚのみによって算出されるものではない。従って、この内呼吸指数は、代謝状態と関連の深い要素である被験者の身長Ｈ及び体重Ｗが勘案されたものであり、前記従来の健康管理指針アドバイス装置と比較して、より一層代謝状態を的確に表現することができるものである。
【００７２】
一方、前記ＢＭＩは、公知の肥満を表す指標の１種であり、被験者の身長Ｈ（ｍ）及び体重Ｗ（ｋｇ）を下記数式（４）に代入することによって算出される。
ＢＭＩ ＝ Ｗ／Ｈ2 ……（４）
前記評価データとしては、代謝状態の評価データ、形態学的特徴の評価データ及び代謝形態学的健康状態の評価データが含まれる。前記代謝状態の評価データは、予め医学的判断によって被験者の年齢、性別、人種及び内呼吸指数に基づいて決定されたものであり、形態学的特徴の評価データは、予め医学的判断によって被験者の人種及びＢＭＩに基づいて決定されたものである。
【００７３】
例えば、日本人の場合における前記代謝状態の評価データの例を下記表１及び表２に示すとともに、形態学的特徴の評価データの例を下記表３に示す。なお、表１の内呼吸指数は前記数式（１ｂ）及び数式（３）によって算出された内呼吸指数に基づいて決定されたものであり、表２の内呼吸指数は前記数式（２）及び数式（３）によって算出された内呼吸指数に基づいて決定されたものである。
【００７４】
【表１】
【表２】
【表３】
【００７７】
【表４】
【００７８】
出力手段２３は、制御手段２２と電気的に接続された図示しないモニタによって構成されている。この出力手段２３は、前記被験者の身体情報、演算処理結果及び評価結果をモニタ画面上に出力表示する。さらに、この出力手段２３は、同じ被験者の身体情報がデータファイル２６に記憶されている場合には、その記憶されているファイルデータの全て又は最新のデータの一部を同時に出力表示するようになっている。
【００７９】
上記代謝状態解析装置２０による生体の代謝状態の解析方法を説明する。
この生体の代謝状態解析装置２０を使用する際には、まず、被験者の身体情報を構成する身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを公知の測定方法を用いて測定する。次に、図６に示すように、入力手段２１からＣＰＵに開始信号を入力するとともに、ステップＳ２００（以下、Ｓ２００とのみ記載する。その他のステップについても同様である）において、被験者の身体情報としての被験者の氏名、年齢、性別及び人種、並びに前記測定された被験者の身長Ｈ、体重Ｗ、生体電気抵抗値Ｚ及び測定日時を入力する。
【００８０】
前記入力手段２１からの入力により、ＣＰＵはまず、Ｓ２１０において、前記被験者の身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚから内呼吸指数を算出して一時的にＲＡＭに記憶させる。続いて、ＣＰＵはＳ２２０において、データファイル２６に記憶されている代謝状態の評価データを検索し、前記被験者情報と、前記算出された内呼吸指数との組合せによる評価を行って代謝状態の評価結果を一時的にＲＡＭに記憶させる。
【００８１】
次に、ＣＰＵはＳ２３０において、前記被験者の身長Ｈ及び体重ＷからＢＭＩを算出して一時的にＲＡＭに記憶させる。続いて、ＣＰＵはＳ２４０において、データファイル２６に記憶されている形態学的特徴の評価データを検索し、前記算出されたＢＭＩの評価を行って形態学的特徴の評価結果を一時的にＲＡＭに記憶させる。
【００８２】
次に、ＣＰＵはＳ２５０において、データファイル２６に記憶されている代謝形態学的健康状態の評価データを検索し、前記評価された代謝状態の評価結果と、形態学的特徴の評価結果との組合せによる評価を行って代謝形態学的健康状態の評価結果を一時的にＲＡＭに記憶させる。
【００８３】
次に、ＣＰＵはＳ２６０において、同じ被験者の身体情報がデータファイル２６に記憶されているか否かを判断する。このとき、同じ被験者の身体情報がデータファイル２６に記憶されていた場合にはＣＰＵはＳ２７０の処理を行い、記憶されていなかった場合にはＳ２８０の処理を行う。なお、データファイル２６内に記憶されているファイルデータのファイル名として、被験者を確実に特定することができるとともにその情報内容が変わらない不変特定情報である被験者の氏名を記載することによって、前記Ｓ２６０におけるＣＰＵの判断を容易に行うことができる。
【００８４】
Ｓ２７０において、ＣＰＵはデータファイル２６から前記同じ被験者のファイルデータを読出してモニタ画面上に出力表示させるとともに、上記ＲＡＭに一時的に記憶された被験者の身体情報、演算処理結果及び評価結果を読出してモニタ画面上に出力表示させる。続いて、ＣＰＵはＳ２９０において、前記モニタ画面上に出力表示された被験者の身体情報、演算処理結果、評価結果及びファイルデータ全てをまとめて、データファイル２６のファイルデータ上に上書保存して記憶させる。その後、ＣＰＵはＳ２００に戻って同様の処理を繰り返す。
【００８５】
一方、Ｓ２８０において、ＣＰＵは上記ＲＡＭに一時的に記憶された被験者の身体情報、演算処理結果及び評価結果を読出してモニタ画面上に出力表示させる。続いて、ＣＰＵはＳ３００において、前記モニタ画面上に出力表示された被験者の身体情報、演算処理結果及び評価結果をまとめてデータファイル２６に別名保存して記憶させる。なお、このデータファイル２６に別名保存する際のファイル名は、不変特定情報である被験者の氏名をそのまま用いるのが好ましい。その後、ＣＰＵはＳ２００に戻って同様の処理を繰り返す。
【００８６】
さらに、被験者は、上記身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを測定したときとは異なる生理学的状態下で、改めて身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを測定し（このとき、身長Ｈの変化がほとんど見られない場合には改めて測定する必要はない）、その測定結果と上記被験者の身体情報とを代謝状態解析装置２０の入力手段２１に入力して解析するのがより好ましい。
【００８７】
このとき、特に生体電気抵抗値Ｚの日内変動等による測定誤差を低減させてより的確な解析結果を得ることができる。さらに、異なる生理学的状態下の少なくとも２時点における内呼吸指数を算出することにより、それらの差を導出すことができることから、代謝状態の変化を明確に数値化することができ、解析や診断の補助となり得る。
【００８８】
前記異なる生理学的状態下の組合せとしては、例えば、下記（ａ）〜（ｖ）に示されるような組合せが挙げられる。
（ａ） 夜間絶食起床後空腹時と就寝前までの生活時間帯の中で少なくとも１回以上の別の時間
（ｂ） 夜間絶食起床後空腹時とぶどう糖経口投与後
（ｃ） 夜間絶食起床後空腹時と運動負荷後
（ｄ） 夜間絶食起床後空腹時と薬物投与後
（ｅ） 前記（ｄ）で記載の薬物の少なくとも１つは、β３−アドレナリン作動性受容体促進薬（beta3-adrenergic agonists）又はレプチン（leptin）を含む。
【００８９】
（ｆ） 食物、有機化合物、自然配合物及び飲物から選ばれる少なくとも１種を摂取する前後
（ｇ） 家事、散歩、体操、スポーツ等主に肉体的な運動をする前後
（ｈ） 勉強、事務仕事、知的創作等主に精神的な労働をする前後
（ｉ） 睡眠の前後
（ｊ） 薬物投与又は服用の前後
（ｋ） 入浴、サウナ、寒冷被曝等被験者の存在する室温、環境温を変える前後
（ｌ） 身体の局所に温冷刺激を加える前後
（ｍ） 痛覚刺激を加える前後
（ｎ） 接触や摩擦等触覚刺激を加える前後
（ｏ） 指圧やマッサージ等の鈍的圧力刺激を身体表面に加える前後
（ｐ） 鍼等の鋭的圧力刺激を身体表面に加える前後
（ｑ） 振動刺激を加える前後
（ｒ） 音や音楽等の聴覚刺激を加える前後
（ｓ） 明暗、色彩、画像等の視覚刺激を加える前後
（ｔ） 香りや臭い等の嗅覚刺激を加える前後
（ｕ） 禅、ヨガ、瞑想等睡眠ではない精神的な休息を与える前後
（ｖ） 気巧や念力等気による刺激を加える前後
上記実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
【００９０】
・ 実施形態の生体の代謝状態解析装置２０は、被験者の身体情報を入力する入力手段２１と、その入力手段２１で入力された被験者の身体情報を用いて内呼吸指数及びＢＭＩを算出する制御手段２２と、その制御手段２２で算出された内呼吸指数及びＢＭＩを出力する出力手段２３とを備えている。このため、生体の代謝状態を的確かつ簡便に測定することができる。さらに、生体の代謝状態を的確に表現することができる新規な指標としての内呼吸指数と、生体の代謝状態に深い関連のあるＢＭＩとを組合わせて生体の代謝状態（代謝形態学的健康状態）を評価することができることから、生体の代謝状態をより包括的かつ的確に解析評価することができる。また、前記内呼吸指数のみについても、前記従来の健康管理指針アドバイス装置によるエネルギー代謝量の推定と比較して、生体の代謝状態と深い関連のある被験者の身長Ｈ及び体重Ｗを考慮に入れた算出式により算出されていることから、生体の代謝状態をより一層的確に表現することができるものである。
【００９１】
また、この内呼吸指数は、被験者の身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを測定することによって容易に算出することができることから、家庭や職場等の非医療施設における日常生活の中でも非常に手軽に代謝状態の評価を行うことができる。従って、多くの慢性代謝疾患等の自覚症状が出にくい隠れた代謝異常を来たす疾患の発見にも応用することができる。
【００９２】
また、この解析装置２０は、異なる生理学的状態下の２時点において解析する必要はなく、１時点における解析結果のみでも充分に代謝状態を解析評価することができるように構成されている。このため、例えば、病院の外来患者に対し診断の場ですぐに（短時間で）結果が得られ、その得られた結果に基づいてその場で医師による診断を行うことができる。
【００９３】
・ 被験者の身体情報として、被験者の身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを入力手段２１に入力するように構成することによって、内呼吸指数及びＢＭＩの両者を容易に算出することができることから、生体の代謝状態を容易に解析することができる。さらに、この解析装置２０は、被験者の身体情報として、被験者の氏名、年齢、人種及び測定日時を入力することができるようになっている。このため、前記被験者の年齢及び人種を入力することによって、被験者の代謝状態をより的確かつ詳細に解析評価することができる。
【００９４】
さらに、被験者の身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを測定した測定日時を入力することによって、被験者の生理学的状態との関連で代謝状態を評価、診断することができることから、より的確な評価を行うことができる。すなわち、生体電気抵抗値Ｚ（場合によっては体重Ｗも）はかなりの日内変動があることが知られており、一般に起床直後から朝は比較的高値を示し、夕方にかけては低値で安定化する傾向を示し、さらに就寝近くになると少しずつ上昇する傾向がある。また、運動、発汗、飲食等によっても影響を受けることが知られている。このため、測定日時を同時に出力手段２３に出力表示させることによって、これらの影響を勘案した評価、診断が可能となる。
【００９５】
また、不変特定情報として被験者の氏名を入力することによって、データファイル２６における被験者のファイルデータの管理を容易に行うことができる。このため、上記Ｓ２６０において、同じ被験者のファイルデータが存在するか否かの判断を容易に行わせることができて便利である。
【００９６】
・ この解析装置２０は、記憶手段としてのデータファイル２６を備えていることから、医学的及び健康学的に生体の代謝状態を容易に評価することができる。すなわち、前記データファイル２６は、予め医学的判断によって内呼吸指数に基づいて決定された表１又は表２に示される代謝状態の評価データを記憶していることから、被験者の代謝状態の評価を容易に行うことができるとともに、予め医学的判断によってＢＭＩに基づいて決定された表３に示される形態学的特徴の評価データを記憶していることから、被験者の形態学的特徴の評価を容易に行うことができる。さらに、このデータファイル２６は、前記代謝状態の評価データと形態学的特徴の評価データとの組合せによる代謝形態学的健康状態の評価データを記憶していることから、被験者の代謝形態学的健康状態の評価を容易に行うことができる。
【００９７】
・ この解析装置２０は、出力手段２３により出力された情報としての被験者の身体情報、演算処理結果及び評価結果を記憶する記録手段としてのデータファイル２６を備えるとともに、そのデータファイル２６に記憶された処理結果等を出力手段２３に出力するように構成されている。このため、異なる生理学的状態における代謝状態を容易に比較しながら評価、診断することができることから、被験者の代謝状態を容易かつ的確に推測することができる。
【００９８】
さらに、上記Ｓ２９０において、前記出力手段２３に出力された情報を、同じ被験者の情報と同じファイルデータにまとめて上書保存するように構成されている。このため、過去に遡って同じ被験者の情報を容易に閲覧することができるうえ、ファイルデータの管理を容易に行うことができる。
【００９９】
・ 異なる生理学的状態下において測定された少なくとも２時点における被験者の身体情報を解析することによって、より誤差の少ない的確な評価、診断を行うことができる。さらに、異なる生理学的状態下の少なくとも２時点において解析された内呼吸指数等の差を容易に導出すことができることから、代謝状態の変化等を明確に数値化することができ、解析や診断の補助となり得る。
（第３実施形態）
以下、第３実施形態を、上記各実施形態を適宜参照しつつ説明する。
【０１００】
図７に示すように、第３実施形態の生体の代謝状態解析装置３０は、第１端末コンピュータ３１及びその他複数の端末コンピュータ３１ａ，３１ｂと、中央解析コンピュータ３２と、それら各コンピュータ３１，３１ａ，３１ｂと中央解析コンピュータ３２との間を接続する通信手段を構成する通信回線３３とを備えている。前記通信回線３３は、例えば、インターネット、イントラネット、電話回線、無線通信等のオンライン通信回線が使用される。
【０１０１】
第１端末コンピュータ３１及びその他の端末コンピュータ３１ａ，３１ｂは、各被験者によって操作される。また、医師又は看護婦によって操作されてもよい。なお、前記その他の端末コンピュータ３１ａ，３１ｂは以下特に説明しないが、いずれも第１端末コンピュータ３１と同様の構成、作用及び効果を有する。
【０１０２】
この第１端末コンピュータ３１は、被験者の身体情報を入力する第１入力手段４１（キーボード）と、この第１端末コンピュータ３１の制御を行う第１制御手段４２（第１ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭから構成される）と、被験者の代謝状態に関する処理結果等を出力表示するための第１出力手段４３（モニタ）とを備えている。さらに、この第１端末コンピュータ３１は、前記通信回線３３と接続される送受信手段４４と、この第１端末コンピュータ３１と中央解析コンピュータ３２との間の情報の送受信等を行わせるためのアプリケーションソフトプログラムを記憶させた第１記憶手段４５と、前記第１出力手段４３に出力される処理結果等を記録するための記録手段としての第１記録手段４６とを備えている。
【０１０３】
中央解析コンピュータ３２は、前記第１端末コンピュータ３１の第１入力手段４１から入力された被験者の身体情報等を用いて被験者の代謝関連指標を算出する中央解析制御手段５１と、予め医学的判断によって代謝関連指標に基づいて決定された代謝状態に関する種々の評価データ等を記憶している記憶手段としての中央記憶手段５２と、前記通信回線３３と接続され、種々の情報を送受信するための通信手段を構成する送受信手段５３とを備えている。
【０１０４】
前記中央解析制御手段５１は、中央解析ＣＰＵと、この中央解析コンピュータ３２のオペレーションソフトプログラム等を格納したＲＯＭと、中央解析ＣＰＵが処理する演算処理結果等を一時的に記憶するためのＲＡＭとから構成されている。さらに、前記中央記憶手段５２は、この中央解析コンピュータ３２が実行する被験者の代謝状態を解析するためのアプリケーションソフトプログラムを記憶している。
【０１０５】
上記第１端末コンピュータ３１の第１入力手段４１に入力される被験者の身体情報としては、上記第２実施形態と同様に、被験者の特定情報、物理学的情報、時間情報等が挙げられる。
【０１０６】
前記中央解析制御手段５１は、第１入力手段４１で入力された被験者の身体情報を用いて、上記各実施形態と同様に、内呼吸指数、除脂肪量ＤＦＴ、体脂肪量ＦＴ、体水分量Ｈ２Ｏ、除脂肪量と基礎除脂肪量の差ΔＤＦＴ、ＢＭＩ等の代謝関連指標を算出する。また、この中央解析制御手段５１は、前記第１入力手段４１で入力された代謝関連指標と、前記第１記録手段４６に記録蓄積された同じ被験者の過去の代謝関連指標とを用いて、異なる２時点（Ａ点とＢ点）間の除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢ、異なる２時点（Ａ点とＢ点）間の体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢ、異なる２時点（Ａ点とＢ点）間の体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢ、異なる２時点（Ａ点とＢ点）間の脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢ、異なる２時点（Ａ点とＢ点）間の全身又は脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢ等の代謝関連指標を算出する。
【０１０７】
一方、前記中央記憶手段５２には、上記第２実施形態と同様に、予め医学的判断によって内呼吸指数及びＢＭＩに基づいて決定された種々の評価データが記憶されている。
【０１０８】
さらに、この中央記憶手段５２には、図示しない除脂肪量ＤＦＴ、体脂肪量ＦＴ、体水分量Ｈ２Ｏ、除脂肪量と基礎除脂肪量の差ΔＤＦＴ、異なる２時点間の体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢ、異なる２時点間の体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢ、異なる２時点間の除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢ、異なる２時点間のエネルギー産生量ＥＡＢ及び異なる２時点間の酸素消費量Ｖｏ２ＡＢに関する代謝関連指標の評価データとしての種々のエネルギー代謝状態の評価データが記憶されている。これら評価データは、予め医学的判断によって決定（性別、年齢、人種、時間帯等も加味されている）された正常値、異常値及びその境界域の値を基準にして、エネルギー代謝状態の亢進、正常、軽度低下及び低下の４段階に区分されている。
【０１０９】
次に、この解析装置３０による生体の代謝状態の解析方法を説明する。
この解析装置３０を使用する際には、まず、上記第２実施形態と同様に、被験者の身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを測定する。次に、図８に示すように、被験者は、第１端末コンピュータ３１をスタートさせた後、ステップＳ４００において、第１入力手段４１に被験者の身体情報（特定情報、物理化学的情報及び時間情報）を入力する。続いて、第１ＣＰＵはＳ４１０において、第１記録手段４６に過去の代謝関連指標が記録されているか否かを判別し、ＹＥＳの場合にはＳ４２０の処理を行い、ＮＯの場合にはＳ４３０の処理を行う。
【０１１０】
第１ＣＰＵはＳ４２０において、第１記録手段４６に記録されている過去の代謝関連指標、最も好ましくは記録日時の最も新しい代謝関連指標を読出す。続いて、第１ＣＰＵはＳ４４０において、前記読出された過去の代謝関連指標と、上記第１入力手段４１から入力された被験者の身体情報とを、送受信手段４４及び通信回線３３を介して中央解析コンピュータ３２に送信し、中央解析コンピュータ３２の中央解析ＣＰＵにＳ４５０の処理を行わせる。また、第１ＣＰＵはＳ４３０において、前記第１入力手段４１から入力された被験者の身体情報を、送受信手段４４及び通信回線３３を介して中央解析コンピュータ３２に送信し、中央解析コンピュータ３２の中央解析ＣＰＵにＳ４５０の処理を行わせる。
【０１１１】
一方、中央解析コンピュータ３２は、常時、各端末コンピュータ３１，３１ａ，３１ｂから被験者の身体情報等を受信することができるように待機している。そして、この中央解析コンピュータ３２の中央解析ＣＰＵは、Ｓ４５０において前記第１端末コンピュータ３１から送信された被験者の身体情報等を受信して中央解析制御手段５１に入力する。この入力された被験者の身体情報等は、中央解析制御手段５１のＲＡＭに一時的に記憶される。
【０１１２】
次に、中央解析ＣＰＵはＳ４６０において、前記入力された被験者の身体情報を用いて、内呼吸指数、除脂肪量ＤＦＴ、体脂肪量ＦＴ、体水分量Ｈ２Ｏ、除脂肪量と基礎除脂肪量の差ΔＤＦＴ及びＢＭＩを算出する。また、中央解析ＣＰＵに被験者の過去の代謝関連指標が入力されている場合には、その代謝関連指標を用いて、異なる２時点間の除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢ、異なる２時点間の体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢ、異なる２時点間の体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢ、異なる２時点間の脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢ及び異なる２時点間の酸素消費量Ｖｏ２ＡＢを算出する。これら算出された代謝関連指標は、中央解析制御手段５１のＲＡＭに一時的に記憶される。
【０１１３】
次に、中央解析ＣＰＵはＳ４７０において、前記算出された代謝関連指標を用いて、中央記憶手段５２に記憶されている種々の評価データを検索し、種々の代謝関連指標の評価結果を得る。この得られた評価結果は中央解析制御手段５１のＲＡＭに一時的に記憶される。続いて、中央解析ＣＰＵはＳ４８０において、上記中央解析制御手段５１のＲＡＭに記憶されている被験者の身体情報、処理結果及び評価結果を、送受信手段５３及び通信回線３３を介して第１端末コンピュータ３１に送信する。
【０１１４】
最後に、第１端末コンピュータ３１の第１ＣＰＵは、Ｓ４９０において、前記中央解析コンピュータ３２から送信された被験者の身体情報、処理結果及び評価結果を受信して、第１記録手段４６に記憶させるとともに第１出力手段４３に出力表示させる。そして、前記被験者は、この第１出力手段４３に表示された情報に基づいて代謝状態に関する自己管理を行う。
【０１１５】
また、前記被験者は、異なる生理学的状態下において継続して物理学的情報を測定し、その測定結果としての身体情報をこの解析装置３０によって解析するのが好ましい。前記異なる生理学的状態下としては、上記第２実施形態で記載された異なる生理学的状態下の組合せを含んでいるのが好ましい。このとき、第１端末コンピュータ３１の第１記録手段４６に蓄積された情報に基づいて、代謝状態に関する自己管理を容易かつ的確に行うことができる。
【０１１６】
従って、この解析装置３０は、被験者の身体情報を用いて被験者の代謝関連指標を算出する中央解析制御手段５１を備えた中央解析コンピュータ３２と、その中央解析コンピュータ３２に通信回線３３を介して接続される第１端末コンピュータ３１とを備えている。さらに、前記第１端末コンピュータ３１は、被験者の身体情報を入力する第１入力手段４１と、前記中央解析コンピュータ３２により算出処理された結果を出力する第１出力手段４３とを備えている。このため、前記第１入力手段４１に被験者の身体情報を入力することによって、中央解析コンピュータ３２で算出処理された代謝関連指標を第１出力手段４３に出力表示させることができることから、生体の代謝状態を的確かつ簡便に測定することができる。
【０１１７】
さらに、この解析装置３０は、中央解析コンピュータ３２に代謝関連指標を算出処理させるとともに種々の評価データを検索させるように構成されている。このため、各被験者は、処理速度が速く大容量の中央解析コンピュータ３２によって、処理結果及び評価結果を容易かつ迅速に入手することができる。従って、各被験者は、家庭又は職場に前記中央解析コンピュータ３２に匹敵する高性能な端末コンピュータ３１，３１ａ，３１ｂを設置する必要がなく、設備投資を軽減させることができる。また、中央記憶手段５２に記憶されている種々の評価データは、中央解析コンピュータ３２のみを改良することによって、全ての被験者が常に最新の評価データに基づく評価結果を入手することが可能となる。
【０１１８】
【実施例】
以下、上記各実施形態を具体化した実施例について説明する。
｛エネルギー代謝状態の解析｝
以下、本発明をさらに詳細に説明するために、本実施形態のエネルギー代謝状態の解析方法による試験例を挙げる。
【０１１９】
＜試験方法＞
外来勤務の看護婦Ａ、Ｂ（いずれも４５才、日本人）を被験者とし、勤務開始前に身長、体重、生体電気抵抗を測定し、これより除脂肪量、体脂肪量、体水分量を算出した。続いて、被験者Ａ、Ｂに３時間の勤務を行わせ、勤務終了後に身長、体重、生体電気抵抗を測定し、これより除脂肪量、体脂肪量、体水分量を算出した。またこの間、飲食、トイレの使用はなかった。これらの値より、被験者Ａ、Ｂの除脂肪量の基礎除脂肪量との差、除脂肪量の変化量、体脂肪量の変化量、体水分量の変化量、脂肪組織からのエネルギー産生量および脂肪組織における酸素消費量を算出した。
【０１２０】
＜試験結果および考察＞
被験者Ａ、Ｂの勤務開始前および勤務終了後の身長、体重、除脂肪量、体脂肪量、体水分量、除脂肪量の基礎除脂肪量との差、除脂肪量の変化量、体脂肪量の変化量、体水分量の変化量、脂肪組織からのエネルギー産生量および脂肪組織における酸素消費量を表５に示した。
【０１２１】
【表５】
【０１２２】
勤務時間前および勤務時間後の除脂肪量の変化量、体水分量の変化量、体脂肪量の変化量、脂肪組織からのエネルギー産生量および脂肪組織における酸素消費量は、いずれも被験者Ａよりも被験者Ｂの方が正に大きかった。これより、被験者Ｂは被験者Ａよりも勤務時間前から勤務時間後の間において脂肪細胞のエネルギー代謝が亢進していると考えられた。
【０１２３】
被験者Ａおよび被験者Ｂの体重の変化は勤務前後で共に０.３kgの減少を呈した。
以上のことより、被験者Ａの肥満の原因に脂肪細胞のエネルギー代謝が低下が関与していることが示され、脂肪細胞のエネルギー代謝を増加させる治療が有効と考えられた。
【０１２４】
以上のように、本発明のエネルギ−代謝状態の解析方法および装置によれば、エネルギー代謝の状態を現す有効な指標である除脂肪量の基礎除脂肪量との差、除脂肪量の変化量、体脂肪量の変化量、体水分量の変化量、脂肪組織からのエネルギー産生量および脂肪組織における酸素消費量を簡便に算出できることが明らかとなった。これにより、エネルギー代謝の状態を簡便に診断し、適切な治療の選択、および治療効果の判定を容易に行うことが可能になると期待される。
【０１２５】
｛代謝状態の解析１｝
外来勤務の看護婦である被験者Ｃ及びＤは、いずれも４５歳の日本人女性である。午前９時の勤務開始前に、各被験者の身長Ｈ（ｃｍ）、体重Ｗ（ｋｇ）及び生体電気抵抗値Ｚ（Ω）を測定し、それらの測定結果と、各被験者の年齢、性別及び人種データを生体の代謝状態解析装置２０に入力して解析させることによって、内呼吸指数及びＢＭＩを算出させるとともに、それらの演算処理結果を用いて形態学的特徴、代謝状態及び代謝形態学的健康状態の評価を行わせた。なお、前記内呼吸指数の算出には、上記数式（１ｂ）及び数式（３）が用いられた。
【０１２６】
続いて、同被験者Ｃ及びＤに３時間の勤務を行わせた後に体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを測定し、それら測定結果を同様に、生体の代謝状態の解析装置２０に入力することによって各被験者の形態学的特徴の評価、代謝状態の評価（表中では代謝状態の評価１と記載）及び代謝形態学的健康状態の評価を行った。なお、この勤務時間中に飲食及びトイレの使用は行われなかった。結果を表６に示す。
【０１２７】
【表６】
【０１２８】
一方、被験者Ｄは、勤務前後に行われた２回の解析によって、形態学的特徴は正常（Ｎ）であると判断された。さらに、勤務前には軽度の代謝低下（ｓ）が見られたが、勤務後には正常な代謝状態（ｎ）となったことがモニタリングされた。このモニタリング結果から、勤務前の午前９時の時点における代謝の軽度低下（ｓ）は、おそらく起床直後午前中に生じやすい軽度の生理学的な代謝低下であると推測される。従って、異なる２時点の測定（経時的モニタリング）によって、被験者Ｄの代謝形態学的健康状態は大旨正常であるという推測を行うことができる。
【０１２９】
従って、異なる２時点における解析結果を用いて被験者の代謝の状態を経時的にモニタリングすることによって、より的確な代謝形態学的健康状態の推測を行うことができることが確認された。
【０１３０】
｛代謝状態の解析２｝
表７に示される被験者Ｅ、Ｆ及びＨは女性の外来通院糖尿病患者、被験者Ｇ及びＩは男性の外来通院糖尿病患者、被験者Ｊは男性で甲状腺機能亢進症と後に診断された患者である。午前１０時３０分に、各被験者の身長Ｈ（ｃｍ）、体重Ｗ（ｋｇ）及び生体電気抵抗値Ｚ（Ω）を測定し、それらの測定結果と、各被験者の年齢、性別及び人種データ（全て日本人）を生体の代謝状態解析装置２０に入力して解析させることによって、上記代謝状態の解析１と同様に、内呼吸指数及びＢＭＩの算出、並びに形態学的特徴の評価、代謝状態の評価（表中では代謝状態の評価１と記載）及び代謝形態学的健康状態の評価を行わせた。さらに、各被験者について、測定直後の血糖値を測定した。これらの結果を表７に示す。
【０１３１】
【表７】
【０１３２】
これら被験者Ｅ、Ｆ及びＧは、いずれも血糖値が正常範囲内にあることから、形態学的特徴と、代謝形態学的健康状態と、血糖値との間には密接な相関関係が見られなかった。これらの結果から、単一の指標のみを用いて糖尿病患者に対して医学的判断を下すのは非常に困難であることが確認され、代謝形態学的健康状態を含めた総合的な診断の必要性があるものと推測される。
【０１３３】
被験者Ｈは形態学的特徴は正常（Ｎ）であるが、軽度の代謝低下（ｓ）が認められることから、代謝形態学的健康状態はあまり良好でない（△）と判断された。このとき、被験者Ｈの血糖値は高い値を呈したが、このとき同時に測定された血中ヘモグロビンＡ１ｃは７.０と正常範囲であった。従って、測定された高血糖は、一過性のもので生体の代謝状態はさほど悪くないと推測される。
【０１３４】
被験者Ｉは、形態学的特徴は痩せ（Ｌ）であり、代謝状態は低下（ｄ）であった。このとき、被験者Ｉの血糖値は高値を呈しているうえ、血中ヘモグロビンＡ１ｃは１４.０と高値であった。この被験者Ｉは、糖尿病がひどい状態で、インスリン分泌が著しく不足しているものと医学的に推測される。
【０１３５】
被験者Ｊは被験者Ｉと同様に、形態学的特徴は痩せ（Ｌ）であるが、代謝状態は亢進（ｉ）であると判断された。血糖値は正常範囲内であったため、その原因を改めて調査してみたところ、甲状腺ホルモン量が高い値を呈したことから、甲状腺機能亢進症と診断された。
【０１３６】
従って、糖尿病のコントロールには第一に血糖の管理が重要といわれていたが、必ずしも血糖の管理だけでは必要充分なコントロールを的確に行うことができないことが確認された。この知見は、血糖のコントロールが良好であっても合併症を併発するケースとして、しばしば臨床上経験されてきた事実と一致する。
【０１３７】
このように、代謝状態を解析することによって医学的又は健康学的に新規な診断又は判断材料を提供することができる。そして、この生体の代謝状態解析装置２０は、血糖値とは独立した新規な代謝学的診断や代謝の自己管理の補助に有益となり得る。さらに、この代謝状態の解析によって、癌、悪性腫瘍、感染、炎症、外傷、膠原病、甲状腺疾患、副腎疾患、心不全、腎不全の予測診断の補助にも役立てることが可能であると推測される。
【０１３８】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 第２実施形態において、代謝状態を表す指標として、内呼吸指数の代わりに体内電気導電部位率を用いること。すなわち、この解析装置２０は、被験者の身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを用いて、体内電気導電部位率を算出してモニタ画面出力表示させることができるように構成されている。この解析装置２０のデータファイル２６に、予め医学的判断によって、被験者の年齢、性別及び人種と、体内電気導電部位率とに基づいて決定された代謝状態の評価データを記憶させることによって、その評価データを上記内呼吸指数に基づいて決定された代謝状態の評価データと同様に処理することができるようになっている。
【０１３９】
前記体内電気導電部位率（％）は、被験者の身体表面に密着させた２つの電極間に微弱な電流を流し、その２つの電極間又はその途中の任意の２点間の電圧（インピーダンス）を測定し、その電流電圧値及び被験者の体重Ｗとから求められる被験者の生体内の電気導電性部位の体重Ｗに占める割合である。この体内電気導電部位率は、本発明者らの鋭意研究によって採用されたものであり、体内で電流が通過する部分は水分を含有するため、体内の代謝の影響を反映しやすい性質を利用している。つまり、前記体内の水分は、様々な生理的条件に対して生体が体内の恒常性を保つために変化する組織液、血液、リンパ液、代謝水等に応じて値が変動しやすい。よって体重あたりの体内で電流が通過する部分の比率を求めることで、体内の代謝の状態を間接的に捉えることができるというものである。さらに、この体内電気導電部位率は、上記内呼吸指数と同様に、代謝状態の亢進に比例して数値が上昇するように構成されていることから、生体の代謝状態を感覚的に理解することができるようになっている。
【０１４０】
この体内電気導電部位率は、例えば、上記数式（１ａ）又は数式（１ｂ）によって算出された体密度ＢＤを、下記数式（５）に代入するか、或いは上記数式（２）によって算出された体密度ＢＤを、下記数式（６）に代入することにより算出される。
【０１４１】
体内電気導電部位率 ＝ 100−(4.57／ＢＤ−4.142)×100 ……（５）
体内電気導電部位率 ＝ 100−(4.95／ＢＤ−4.5)×100 …（６）
なお、この体内電気導電部位率と代謝状態の評価データとの関係（日本人の場合）を表８に示すとともに、上記実施例において解析された被験者Ｃ〜Ｊの体内電気導電部位率及びその代謝状態の評価（表中では代謝状態の評価２と記載されている）を上記表６及び表７に示した。
【０１４２】
【表８】
【０１４３】
・ 第２又は第３実施形態において、肥満を表す指標又は代謝関連指標として、ＢＭＩの代わりに肥満度を用いること。この肥満度（％）は、被験者の身長Ｈを用いて、その身長Ｈの人（標準的な体型の人）の標準体重を算出した後、被験者の実測体重Ｗから前記標準体重を引いた値を標準体重で割ったものに１００を乗じることによって算出される。なお、前記標準体重は、被験者の身長Ｈ（ｍ）の２乗に２２を乗じることによって、又は被験者の身長Ｈ（ｃｍ）から１００を引いた値に０．９を乗じることによって算出される。日本人の場合、この肥満度がマイナス１０％未満の場合には痩せ気味（Ｌ）、マイナス１０％以上かつ１０％未満の場合には正常（Ｎ）、１０％以上かつ２０％未満の場合には過体重（Ｍ）、２０％以上の場合には肥満（Ｏ）と評価されるようになっている。このように構成した場合でも、ＢＭＩを用いたときと同様に、生体の代謝状態をより的確に解析評価することができる。
【０１４４】
・ 第２又は第３実施形態において、内呼吸指数による代謝状態の評価結果に基づいて、表９に示されるように、体内免疫状態の評価結果、神経系状態の評価結果、ストレスに対する生体反応の評価結果及びストレスに対する生体状態の評価結果から選ばれる少なくとも１種を検索し、出力手段２３又は第１出力手段４３に出力表示させること。
【０１４５】
【表９】
【０１４６】
また、代謝疾患や内分泌疾患、呼吸不全、循環器疾患、神経系疾患、腫瘍、感染、炎症、外傷性疾患などの２次的に代謝に影響を及ぼす基礎疾患が除外された被験者（代謝学的に健康な被験者）に対して、内呼吸指数又は代謝の状態を表わす指標は、交感神経系の活性度の指標にもなることから、ストレスに対する生体の状態の指標となりうる。つまり、上記条件下で内呼吸指数が低下している状態とは、交感神経系の活性が低下している状態でもあり、それはストレスに対して反応が低下していて体が疲弊している状態を意味する。逆に上記条件下で内呼吸指数が上昇している状態とは、交感神経系の活性が亢進している状態でもあり、それはストレスに対して生体の反応が亢進して過剰適応している状態を意味する。
【０１４７】
また、生理学的に異なる２時点の内呼吸指数の差からも同様に差が大きければ交感神経系がよく活性されている状態でストレスに対する生体の反応は亢進しており、身体はストレスに過剰適応している状態であることを意味する。一方、異なる２時点の内呼吸指数の差が小さければ交感神経系の活性が低下している状態でストレスに対する生体の反応は低下しており、身体はストレスに対して疲弊している状態であることを意味する。
【０１４８】
・ 各実施形態において、生体電気抵抗の測定値（生体電気抵抗値Ｚ）として、例えば、筋肉、脂肪、肝臓等の臓器固有の周波数を用いてインピーダンスを測定し、その測定値を用いて臓器固有の内呼吸指数、電気導電部位率、酸素消費量、エネルギー産生量、水分量の変化、除脂肪量の変化、及び除脂肪量と基礎除脂肪量の差、から選ばれる少なくとも１種を算出させ、臓器毎の代謝状態を解析するように構成すること。このように構成した場合、臓器単位で代謝の状態を解析することができることから、各疾患の鑑別診断に対する感度を向上させることができる。また、代謝器官である筋肉、脂肪又は肝臓の固有の代謝状態を把握することができることから、被験者の身体の代謝状態の生理学的機構をより明確に把握することができ、より一層有効な治療の開発や選択を行うことが可能になる。
【０１４９】
・ 第２実施形態の解析装置２０に、酸素消費量、エネルギー産生量、体内水分量の変化量、体脂肪量の差、除脂肪量の変化量、除脂肪量と基礎除脂肪量の差、脂肪組織の酸素消費量、筋肉電気導電部位率、及び脂肪電気導電部位率から選ばれる少なくとも１種を出力表示させるように構成すること。このように構成した場合、代謝状態の評価を行うための判断材料が増えることから、より包括的かつ的確な評価、診断を行うことができる。
【０１５０】
・ 第２実施形態において、入力手段２１に、物理学的情報を構成する除脂肪量、基礎除脂肪量、体脂肪量及び体水分量から選ばれる少なくとも１種を入力し、その入力された物理学的情報を加味した代謝状態の評価を行うことができるように構成すること。
【０１５１】
・ 第２又は第３実施形態において、被験者の身体情報を構成する物理学的情報としての体密度ＢＤを入力するように構成すること。なお、この体密度ＢＤは、例えば、被験者の身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを用いて、解析装置２０又は解析装置３０以外の計算機や手計算等により予め算出されたものが好適に使用される。また、例えば、磁気共鳴画像診断法（ＭＲＩ）やコンピュータＸ線断層撮影法（ＣＴ）等により取得されたデータに基づいて算出されたもの、又は水で満たされた浴槽中で被験者の体積を測定し、その測定値と被験者の体重Ｗとから算出されたものを使用してもよい。このように構成した場合、内呼吸指数は、ＭＲＩやＣＴ等により取得されたデータや被験者の体重Ｗ等の代謝状態と関連の深い要素が勘案されることによって、前記従来の健康管理指針アドバイス装置と比較して、代謝状態をより一層的確に表現することができる。従って、生体の代謝状態をより一層的確に測定することができる。
【０１５２】
・ 第２又は第３実施形態において、被験者の氏名を入力手段２１に入力しないように構成すること。又は、被験者の氏名の代わりに被験者を特定することができるように構成した、例えばＩＤ番号等の不変特定情報を入力すること。或いは、被験者の特定情報を入力せずに、匿名にて解析することができるように構成すること。
【０１５３】
・ 第２又は第３実施形態において、被験者の年齢の代わりに特定情報を構成する不変特定情報としての生年月日を入力手段２１又は第１入力手段４１に入力し、その入力された被験者の生年月日から制御手段２２又は中央解析制御手段５１により年齢を算出させるように構成すること。このように構成した場合、被験者の年齢を入力した場合と同様な解析を行うことができる。また、被験者の不変特定情報として、データファイル２６に記憶されるファイルデータのファイル名としても容易に利用することができる。
【０１５４】
・ 第２又は第３実施形態において、被験者の身体情報を構成する測定日時を入力しないように構成するとともに、制御手段２２又は中央解析制御手段５１内に測定手段を構成する計時装置を設け、被験者の身体情報が入力手段２１又は第１入力手段４１に入力された時間を、計時装置により自動的にＲＡＭに記憶させるように構成すること。
【０１５５】
・ 第２又は第３実施形態において、被験者の身体情報として、被験者の身長Ｈ、体重Ｗ及び生体電気抵抗値Ｚを測定したときの被験者の生理学的状態を入力するように構成すること。このとき、被験者の身体情報を構成する測定日時を省略してもよい。このように構成した場合、被験者の生理学的状態と評価結果とを容易に対比することができることから、より的確な評価、診断を行うことができる。
【０１５６】
・ 各実施形態において、被験者の生理学的状態に関する選択肢（例えば、上記（ａ）〜（ｖ）に記載されているようなもの）を、表示部６、出力手段２３又は第１出力手段４３に画面表示するとともに、その表示された選択肢を見ながら、被験者が選択入力することができるように構成してもよい。
【０１５７】
・ 第２又は第３実施形態において、被験者の年齢、性別及び人種から選ばれる少なくとも１種を入力手段２１又は第１入力手段４１に入力しないように構成すること。このように構成した場合、年齢、性別又は人種による多少の誤差は見られるが、生体の代謝状態を的確に解析評価することが可能である。
【０１５８】
・ 第２実施形態において、Ｓ２００において、被験者の身体情報を構成する不変特定情報（例えば、氏名や生年月日）を入力手段２１に入力した後、制御手段２２によりデータファイル２６に同じ被験者の不変特定情報が記憶されているか否かを判断させるように構成すること。なお、同じ被験者の不変特定情報が記憶されている場合には、そのファイルデータから被験者の性別及び人種を自動的に制御手段２２に入力するように構成すること。また、前記ファイルデータに記憶されている測定日時からＣＰＵが適宜判断することによって、被験者の年齢や身長Ｈを制御手段２２に入力するように構成してもよい。
【０１５９】
・ 第２実施形態において、例えば、体脂肪率、除脂肪率、体脂肪量、体水分量、除脂肪量、除脂肪量と基礎除脂肪量との差、体脂肪量の変化量、体水分量の変化量、除脂肪量の変化量、脂肪組織からのエネルギー産生量、及び脂肪組織における酸素消費量から選ばれる少なくとも１種を算出して出力手段２３に出力するように構成すること。このように構成した場合、生体の代謝状態を評価するための判断材料が増えることから、さらに的確かつ詳細に代謝状態を解析評価することができる。
【０１６０】
・ 第２又は第３実施形態において、出力手段２３又は第１出力手段４３として、例えば、ＣＲＴや液晶ディスプレイ等のフラットパネル、プリンタ、３次元造形装置を使用すること。このように構成した場合、評価結果等を色や３次元形状を工夫して視覚的に表現することができる。
【０１６１】
・ 第２又は第３実施形態において、出力手段２３又は第１出力手段４３として、例えば、音声による聴覚的表示、色や画像等によって視覚的に鑑別できるように構成すること。
【０１６２】
・ 第２実施形態において、記録媒体２４又はデータファイル２６として、例えば、ハードディスク、記録可能なＣＤ、ＤＶＤ等のディスクメディア、I磁気カードやスマートカード等の記録媒体を使用すること。
【０１６３】
・ 第２実施形態において、データファイル２６を、記憶手段としての第１データファイルと、記録手段としての第２データファイルに分けて構成し、第１データファイルに前記解析プログラムを記憶させ、第２データファイルに前記被験者の身体情報、演算処理結果及び評価結果を記憶させるように構成すること。
【０１６４】
・ 第２実施形態において、生体の代謝状態解析装置２０に、入力手段２１を構成する測定手段としての身長計、体重計及び生体電気抵抗値測定用電極を設けること。又は、入力手段２１を構成する測定手段としての体重計及び生体電気抵抗値測定用電極を設けること。或いは、入力手段２１を構成する測定手段としての体重計又は生体電気抵抗値測定用電極を設けること。また、前記生体電気抵抗値測定用電極の代わりに、入力手段２１を構成する測定手段としてのＭＲＩ又はＣＴを設けてもよい。或いは、第３実施形態において、第１端末コンピュータ３１に入力手段を構成する測定手段を設けること。これらのように構成した場合、被験者の身体情報を容易かつ正確に入力することができる。
【０１６５】
・ 第３実施形態において、被験者の身体情報として、被験者の電子メールアドレス、電話番号、ホームドクター名、家族歴、既往歴、現病歴等を入力するように構成すること。
【０１６６】
・ 第３実施形態において、第１端末コンピュータ３１の第１記録手段４６に記録蓄積されている被験者の各代謝関連指標の推移を示すグラフを作成させて出力表示させるように構成すること。或いは、中央解析コンピュータ３２に前記グラフを作成させ、第１端末コンピュータ３１の第１出力手段４３に出力表示させるように構成してもよい。
【０１６７】
・ 第３実施形態において、中央解析コンピュータ３２に入力手段及び出力手段を設け、中央解析コンピュータ３２を操作する人が中央記憶手段５２内に格納されているアプリケーションソフトプログラムを改変することができるように構成すること。
【０１６８】
・ 第２実施形態において、制御手段２２によりＢＭＩを算出しないように構成するとともに、データファイル２６に形態学的特徴の評価データ及び代謝形態学的健康状態の評価データを記憶しないように構成し、さらに出力手段２３にそれらの評価結果を出力しないように構成すること。
【０１６９】
・ 第３実施形態において、内呼吸指数、除脂肪量ＤＦＴ、体脂肪量ＦＴ、体水分量Ｈ２Ｏ、除脂肪量と基礎除脂肪量の差ΔＤＦＴ、異なる２時点間の除脂肪量の変化量ΔＤＦＴＡＢ、異なる２時点間の体脂肪量の変化量ΔＦＴＡＢ、異なる２時点間の体水分量の変化量ΔＨ２ＯＡＢ、異なる２時点間の脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢ、異なる２時点間の全身又は脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢ及びＢＭＩから選ばれる少なくとも１種を算出しないように構成してもよい。
【０１７０】
・ 第２実施形態において、代謝状態の評価結果及び形態学的特徴の評価結果を出力手段２３に出力させずに、代謝形態学的健康状態の評価結果のみを出力するように構成すること。さらに、内呼吸指数及びＢＭＩを出力手段に出力しないように構成してもよい。また、第３実施形態において検索される評価データのうち１つ又は２つ以上の評価データについて検索しないように構成してもよい。
【０１７１】
・ 第２実施形態において、読取り装置２５を省略するとともに、解析プログラムを予めデータファイル２６に記憶させること。
・ 第２実施形態において、データファイル２６を省略し、解析プログラムをＲＯＭ又はＲＡＭに記憶させること。なおこのとき、読取り装置２５を省略してもよい。
【０１７２】
・ 第２実施形態において、記憶手段及び記録手段としてのデータファイル２６を省略し、制御手段２２に、内呼吸指数、又は内呼吸指数及びＢＭＩ、を算出させて、その演算処理結果を出力手段２３に出力させるように構成すること。このとき、読取り装置２５を省略し、解析プログラムを予めＲＯＭ又はＲＡＭに記憶させてもよい。さらにこのとき、例えば、表１〜表４に示されるような代謝状態の評価データ、形態学的特徴の評価データ及び代謝形態学的健康状態の評価データから選ばれる少なくとも１種の生体の代謝状態評価データ検索表を別途作成し、前記演算処理結果から評価結果を被験者自らが検索するように構成してもよい。
【０１７３】
・ 第２実施形態において、データファイル２６に代謝形態学的健康状態の評価データを記憶しないように構成し、出力手段２３に代謝状態の評価結果及び形態学的評価結果のみを出力するように構成すること。
【０１７４】
・ 第２実施形態において、図６におけるＳ２６０、Ｓ２７０、Ｓ２９０及びＳ３００を省略して、被験者の身体情報、演算処理結果及び評価結果を記録手段としてのデータファイル２６に保存しないように構成すること。
【０１７５】
・ 第３実施形態において、第１記録手段４６を省略してもよい。
・ 第３実施形態において、中央記憶手段に種々の評価データを記憶しないように構成してもよい。
【０１７６】
・ 第３実施形態において、第１端末コンピュータ３１の第１制御手段４２を省略し、第１入力手段４１、第１出力手段４３及び送受信手段４４のみによって構成することによって、第１端末コンピュータ３１を、被験者の身体情報を入力するとともに処理結果及び評価結果を出力するための入出力端末機器とすること。
【０１７７】
・ 第３実施形態において、中央記憶手段５２又は第１記憶手段４５に記憶されているアプリケーションソフトプログラムを、フロッピーディスク、ＣＤ―ＲＯＭ、ＤＶＤ、Ｉ磁気カード、スマートカード等のコンピュータ読取り可能な記録媒体に記録すること。さらに、中央記憶手段５２に記憶されている種々の評価データも同時に前記記録媒体に記録するのが好ましい。或いは、これらのアプリケーションソフトプログラムを通信回線３３を介して異なるコンピュータにダウンロードすることができるように構成してもよい。
【０１７８】
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
（１） 生体の代謝状態を解析する装置であって、被験者の身体情報を入力する入力手段と、前記入力手段で入力された被験者の身体情報を用いて代謝状態を表す指標及び肥満を表す指標を算出する制御手段と、前記制御手段で処理された処理結果を出力する出力手段と、を備えた生体の代謝状態を解析する装置。
【０１７９】
（２） 前記身体情報は、被験者の身長、体重及び生体電気抵抗値、又はそれらを用いて算出された体密度であり、前記代謝状態を表す指標は、内呼吸指数又は体内電気導電部位率であり、前記肥満を表す指標は、ボディ・マス・インデックス又は肥満度であることを特徴とする前記（１）に記載の生体の代謝状態を解析する装置。
【０１８０】
（３） さらに、予め医学的判断によって、代謝状態を表す指標と、肥満を表す指標と、の組合せに基づいて決定された代謝形態学的健康状態の評価データを記憶する記憶手段を備え、前記制御手段を、前記算出された代謝状態を表す指標と、肥満を表す指標と、を用いて、前記記憶手段に記憶された代謝形態学的健康状態の評価データを検索するように構成するとともに、前記検索された代謝形態学的健康状態の評価結果を前記出力手段に出力するように構成した前記（１）又は前記（２）に記載の生体の代謝状態を解析する装置。
【０１８１】
（４） さらに被験者の身体情報を測定する測定手段を備え、被験者の身体情報を測定して前記制御手段に入力するように構成した請求項１から請求項５、請求項１７から請求項１９及び前記（１）から前記（３）のいずれかに記載の生体の代謝状態を解析する装置。
【０１８２】
（５） 請求項１に記載の生体の代謝状態を解析する装置を用いて生体の代謝状態を解析する方法であって、入力手段に被験者の身体情報を入力し、前記入力手段で入力された被験者の身体情報を用いて、制御手段により、生体の細胞内好気呼吸の状態を間接的に表す内呼吸指数を算出し、前記制御手段で処理された処理結果を出力手段に出力することを特徴とする生体の代謝状態を解析する方法。
【０１８３】
（６） 前記（１）に記載の生体の代謝状態を解析する装置を用いて生体の代謝状態を解析する方法であって、入力手段に被験者の身体情報を入力し、前記入力手段で入力された被験者の身体情報を用いて、制御手段により代謝状態を表す指標及び肥満を表す指標を算出し、前記制御手段で処理された処理結果を出力手段に出力することを特徴とする生体の代謝状態を解析する方法。
【０１８４】
（７） 請求項１に記載の生体の代謝状態を解析する装置に用いられ、生体の代謝状態を解析するコンピュータ読取り可能なプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムは、被験者の身体情報を入力手段より入力する手順と、前記入力手段で入力された被験者の身体情報を用いて、制御手段により、生体の細胞内好気呼吸の状態を間接的に表す内呼吸指数を算出する手順と、前記制御手段で処理された処理結果を出力手段に出力する手順と、を備えた方法を実行することを特徴とするコンピュータ読取り可能なプログラムを記録した記録媒体。
【０１８５】
（８） 前記（１）に記載の生体の代謝状態を解析する装置に用いられ、生体の代謝状態を解析するコンピュータ読取り可能なプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムは、被験者の身体情報を入力手段より入力する手順と、前記入力手段で入力された被験者の身体情報を用いて、制御手段により代謝状態を表す指標及び肥満を表す指標を算出する手順と、前記制御手段で処理された処理結果を出力手段に出力する手順と、を備えた方法を実行することを特徴とするコンピュータ読取り可能なプログラムを記録した記録媒体。
【０１８６】
（９） 前記入出力端末機器の端末入力手段に入力される被験者の身体情報を、被験者の身長、体重及び生体電気抵抗値とするとともに、前記中央解析コンピュータの制御手段で算出される代謝関連指標を、生体の細胞内好気呼吸の状態を間接的に表す内呼吸指数、体内電気導電部位率、除脂肪量、体脂肪量、体水分量、除脂肪量と基礎除脂肪量の差、異なる２時点間の除脂肪量の変化量、異なる２時点間の体脂肪量の変化量、異なる２時点間の体水分量の変化量、異なる２時点間のエネルギー産生量、異なる２時点間の酸素消費量、ボディ・マス・インデックス及び肥満度から選ばれる少なくとも１種とすることを特徴とする請求項１７から請求項１９のいずれかに記載の生体の代謝状態を解析する装置。
【０１８７】
（１０） さらに、前記中央解析コンピュータに、予め医学的判断によって代謝関連指標に基づいて決定された代謝状態の評価データを記憶する記憶手段を備え、前記制御手段を、前記算出された代謝関連指標を用いて、前記記憶手段に記憶された評価データを検索するように構成するとともに、前記検索された評価結果を前記入出力端末機器の出力手段に出力するように構成した請求項１７から請求項１９及び前記（９）のいずれかに記載の生体の代謝状態を解析する装置。
【０１８８】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置によれば、生体の代謝状態を的確かつ簡便に測定し、容易に解析することができる。
【０１８９】
請求項２に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、生体の代謝状態を医学的に評価することができる。
【０１９０】
請求項３に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加えて、代謝の状態を現す有効な指標である除脂肪量の基礎除脂肪量との差により、被験者に多大な負担を強いることなく、エネルギー代謝の状態を的確かつ簡便に測定することができる。
【０１９１】
請求項４に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置によれば、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、脂肪組織からのエネルギー産生量が的確かつ簡便に求められる。これにより、被験者に多大な負担を強いることなく、エネルギー代謝の状態を的確かつ簡便に測定することができる。
【０１９２】
請求項５に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置によれば、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明の効果に加えて、脂肪組織における酸素消費量が的確かつ簡便に求められる。これにより、被験者に多大な負担を強いることなく、エネルギー代謝の状態を的確かつ簡便に測定することができる。
【０１９３】
請求項６に記載の発明の生体の代謝状態を解析する装置によれば、生体謝状態を的確かつ簡便に測定することができる。
【０１９４】
請求項７に記載のコンピュータ読取り可能なプログラムを記録した記録媒体によれば、コンピュータを請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の生体の代謝状態を解析する装置として機能させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態によるエネルギー代謝状態の解析の手順を示すフローチャート。
【図２】 第１実施形態のエネルギー代謝状態解析装置の原理ブロック図。
【図３】 第１実施形態のエネルギー代謝状態の解析装置の側面図。
【図４】 第１実施形態において電極パッドにより体表面の任意の２点間の生体電気抵抗を測定した図。
【図５】 第２実施形態の解析装置の電気的構成を示すブロック図。
【図６】 第２実施形態の解析装置の処理を示すフローチャート。
【図７】 第３実施形態の解析装置の電気的構成を示すブロック図。
【図８】 第３実施形態の解析装置の処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…エネルギー代謝状態の解析装置、４…演算部（算出手段、演算手段）、５…記憶部（記憶手段）、６…表示部（表示手段）、２０…生体の代謝状態を解析する装置としての生体の代謝状態解析装置、２１…入力手段、２２…制御手段、２３…出力手段、２４…記録媒体、２６…記憶手段及び記録手段としてのデータファイル、３０…生体の代謝状態を解析する装置としての生体の代謝状態解析装置、３１…端末入出力手段としての第１端末コンピュータ、３１ａ，３１ｂ…端末入出力手段としての端末コンピュータ、３２…中央解析コンピュータ、３３…通信手段を構成する通信回線、４１…入力手段としての第１入力手段、４３…出力手段としての第１出力手段、４４…通信手段を構成する送受信手段、５１…制御手段としての中央解析制御手段、５３…通信手段を構成する送受信手段。
Claims (7)
- 生体の代謝状態を解析する装置であって、
被験者の身体情報を入力する入力手段と、
前記入力手段で入力された被験者の身体情報を用いて、生体の細胞内好気呼吸の状態を間接的に表す内呼吸指数を算出する制御手段と、
前記制御手段で処理された処理結果を出力する出力手段と、
を備え、
前記制御手段は、身体情報として入力された被験者の身長Ｈ（ｃｍ）、体重Ｗ（ｋｇ）及び生体電気抵抗値Ｚ（Ω）から、式１乃至３のいずれかの計算式を用いて体密度ＢＤを算出する体密度算出手段と、
前記体密度算出手段で算出された体密度ＢＤから、
式４に代入することによって内呼吸指数を算出する内呼吸指数算出手段とを備えたことを特徴とする生体の代謝状態を解析する装置。
体密度ＢＤ＝Ａ−（Ｂ×Ｗ×Ｚ）／Ｈ 2 ＋Ｃ×Ｚ・・・（式１）
但し、Ａは定数、Ｂ及びＣは比例係数
体密度ＢＤ＝Ａ−（Ｂ×Ｗ×Ｚ）／Ｈ 2 ＋Ｃ×Ｗ・・・（式２）
但し、Ａは定数、Ｂ及びＣは比例係数
体密度ＢＤ＝ａ−（ｂ×Ｗ×Ｚ）／Ｈ 2 ・・・（式３）
但し、ａ及びｂは定数
内呼吸指数＝（ＢＤ−１）×１０００・・・（式４） - さらに、予め医学的判断によって、内呼吸指数に基づいて決定された代謝状態の評価データを記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段を、前記算出された内呼吸指数を用いて、前記記憶手段に記憶された評価データを検索するように構成するとともに、
前記検索された評価結果を前記出力手段に出力するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の生体の代謝状態を解析する装置。 - 請求項１又は請求項２に記載の生体の代謝状態を解析する装置において、
前記入力手段から除脂肪量ＤＦＴと基礎除脂肪量ａＷを入力し、
前記制御手段は、入力された前記除脂肪量ＤＦＴと基礎除脂肪量ａＷに基づいて式５を用いて差ΔＤＦＴを算出する差ΔＤＦＴ算出手段をさらに備えた
ことを特徴とする生体の代謝状態を解析する装置。
ΔＤＦＴ＝ＤＦＴ−ａＷ・・・（式５）
但し、係数ａは体重Ｗに対する基礎除脂肪量の割合を表わす除脂肪量係数 - 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の生体の代謝状態を解析する装置において、
前記入力手段から、異なる２時点の初めの時点をＡ、後の時点をＢとし、少なくとも前記異なる２時点において測定された２組の前の時点の体脂肪量ＦＴＡ、後の時点の体脂肪量ＦＴＢが入力され、
前記制御手段は、前記体脂肪量ＦＴＡ，ＦＴＢに基づいて式６を用いて脂肪組織からのエネルギー産生量ＥＡＢを算出するエネルギー生産量算出手段をさらに備えた
ことを特徴とする生体の代謝状態を解析する装置。
ＥＡＢ＝（ＦＴＡ−ＦＴＢ）×ｂ・・・（式６）
但し、係数ｂは脂肪１ｇが燃焼された時の脂肪組織からのエネルギー産生量を表すエネルギー係数 - 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の生体の代謝状態を解析する装置において、
前記入力手段から、異なる２時点の初めの時点をＡ、後の時点をＢとし、少なくとも前記異なる２時点において測定された２組の前の時点の体脂肪量ＦＴＡ、後の時点の体脂肪量ＦＴＢが入力され、
前記制御手段は、前記体脂肪量ＦＴＡ，ＦＴＢに基づいて式７を用いて脂肪組織における酸素消費量Ｖｏ２ＡＢを算出する酸素消費量算出手段をさらに備えた
ことを特徴とする生体の代謝状態を解析する装置。
Ｖｏ２ＡＢ＝（ＦＴＡ−ＦＴＢ）×ｃ／ＦＴＡ／ＴＡＢ・・・（式７）
但し、ｃは脂肪１ｇが燃焼された時の酸素消費量を表す酸素消費量係数、ＴＡＢは２時点間の時間差 - 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の生体の代謝状態を解析する装置であって、
被験者の代謝に関連する身体情報を用いて被験者の代謝関連指標を算出する制御手段を備えた中央解析コンピュータと、その中央解析コンピュータに通信手段を介して接続される入出力端末機器とを備え、
前記入出力端末機器は、被験者の身体情報を入力する入力手段と、前記中央解析コンピュータにより算出処理された結果を出力する出力手段とを備え、
前記入出力端末機器の入力手段に被験者の身体情報を入力し、
その入力された被験者の身体情報を、前記通信手段を介して中央解析コンピュータに送信し、
前記中央解析コンピュータの制御手段に、前記送信された被験者の身体情報を用いて代謝関連指標を算出させ、
その算出された代謝関連指標を、前記通信手段により入出力端末機器に送信して出力手段に出力させるように構成した生体の代謝状態を解析する装置。 - コンピュータを、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の生体の代謝状態を解析する装置として機能させるためのプログラムを記録させたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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