WO2004073517A1

WO2004073517A1 - 内臓脂肪計測装置、内臓脂肪計測方法、プログラム、及び記録媒体

Info

Publication number: WO2004073517A1
Application number: PCT/JP2004/001710
Authority: WO
Inventors: Kazuya Kondoh; Shinji Uchida
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2003-02-18
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2004-09-02
Also published as: JPWO2004073517A1; EP1595498A1; JP4367410B2; EP1595498A4; CN100443048C; US7860547B2; US20050197575A1; CN1697625A

Abstract

内臓脂肪の量などを求めるために皮下脂肪を計測する際、計測時の計測部位の変形や計測者の計測方法の違いにより、計測結果がばらつき、安定した計測値を得ることがむずかしかった。　生体表面１に所定の面部を圧着させて皮下脂肪厚を計測する皮下脂肪計測部２、皮下脂肪計測部２から生体表面１へ加わる圧力を計測する押し当て圧力計測部６、生体表面１への圧力の無い状態での複数種類の皮下脂肪厚の値と、その複数種類の皮下脂肪厚のそれぞれについての生体表面へ加わる圧力と、その圧力が加わっている状態での皮下脂肪厚との関係についての情報を持つデータベース２５、皮下脂肪計測部２で計測した皮下脂肪厚と、押し当て圧力計測部６で計測した生体表面１へ加わる圧力に基づいて、データベース２５を利用して、生体表面１への圧力が無い状態での皮下脂肪厚を算出する演算部７と、算出された皮下脂肪厚から内臓脂肪の量を算出する内臓脂肪演算部５１を備えた。

Description

明細書内臓脂肪計測装置、内臓脂肪計測方法、プログラム、及び記録媒体技術分野

本発明は、内臓脂肪に関する情報を計測する内臓脂肪計測装置、内臓脂肪計測方法、プログラム、及び記録媒体に関するものである。背景技術

従来、皮下脂肪厚を計測する方法としては、超音波を用いた方法（例えば、特許第 2953909号公報参照）や、近赤外光を用いた方法（例えば、特許第 3035791,号公報参照）、キヤリパーを用いた方法

(例えば、特開平 10— 314145号公報参照）が知られている。また、内臓脂肪面積はウェスト周囲径に相関性が高いという報告があった

(例えば、松澤祐次、外 1 3名、 "新しい肥満の判定と肥満症の診断基準" 「肥満研究」 Vo l . 6 No. 1 2000 <委員会報告 >日本肥満学会肥満症診断基準検討委員会参照）。

なお、特許第 2953909号公報、特許第 303579 1号公報、及び「松澤祐次、外 1 3名、 "新しい肥満の判定と肥満症の診断基準"

「肥満研究」 Vo l . 6 No. 1 2000く委員会報告 >日本肥満学会肥満症診断基準検討委員会」の文献の全ての開示は、そっくりそのまま引用する（参照する）ことにより、ここに一体化する。

しかしながら、従来の超音波を用いた方法や近赤外光を用いた方法では、超音波や近赤外光を計測部位へ接触させて計測するために、柔らかい皮下脂肪は変形してしまう。この計測部位への接触具合のばらつきにより、計測'される皮下脂肪厚が安定せず、計測再現性が悪化するという課題があった。また、皮下脂肪が変形してしまうために、得られた皮下脂肪厚は、自然状態の計測部位に力が加わっていない場合の値とは異なるという課題があった。一方、キヤリパーを用いた方法では、計測場所を正確に決定することがむずかしい。さらに、皮膚の引っ張り方や計測方法など、計測者により'異なるために計測値がばらつくな'どの課題があつた。

また、内臓脂肪面積に相関があるというウェスト周囲径については、人によっては（特に男女間では）皮下脂肪と内臓脂肪の割合が違うために、皮下脂肪が厚く内臓脂肪が少ない人と、皮下脂肪が薄く内臓脂肪が多い人では、内臓脂肪面積に差があるのにウェスト周囲径には差が出ない、という課題があった。つまり、ウェスト周囲径は、内臓脂肪量に相関性のある情報量であるが、皮下脂肪の影響が考慮されていない情報量である。また、ウェスト周囲径を計測する場合に、メジャーを使うと測定者によってメジャーの引っ張り強さがばらつくので、ウェスト周囲径の測定再現性も悪かった。発明の開示

そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑み、計測再現性の良い、計測部位に圧力が加わっていない状態での皮下脂肪厚を計測することにより、その皮下脂肪厚から内臓脂肪量に相関性のある情報を正確に計測出来る内臓脂肪計測装置、内臓脂肪計測方法、プログラム、及び記録媒体を提供することを目的とするものである。

また、別の本発明は、皮下脂肪による影響を含まない、内臓脂肪量に相関性のある情報量を計測できる内臓脂肪計測装置、内臓脂肪計測方法、プログラム、及び記録媒体を提供することを目的とするものである。第 1の本発明は、生体表面に所定の面部を圧着させて皮下脂肪厚を鼾測する皮下脂肪計測部と、

前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚に基づいて前記生体表面への圧力が無い状態での皮下脂肪厚を算出する演算部と、

算出された前記皮下脂肪厚から内臓脂肪量と相関性を有する情報量を算出する内臓脂肪演算部とを備えた、内臓脂肪計測装置である。 · また、第 2の本発明は、前記皮下脂肪計測部から前記生体表面へ加わる圧力を計測する押し当て圧力計測部と、 '

生体表面への圧力の無い状態での複数種類の皮下脂肪厚の値と、前記複数種類の皮下脂肪厚のそれぞれについての前記生体表面へ加わる圧力と、前記圧力が加わっている状態での皮下脂肪厚との関係についての情報を持つデータベースとを備え、 .

前記演算部は、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚と、前記押し当て圧力計測部で計測した前記生体表面へ加わる圧力に基づいて、前記データベースを利用して、前記生体表面への圧力が無い状態での皮下脂肪厚を算出する、第 1の本発明の内臓脂肪計測装置である。

また、第 3の本発明は、生体表面への圧力の無い状態での複数種類の皮下脂肪厚の値と、前記複数種類の皮下脂肪厚のそれぞれについての前記生体表面に前記所定の圧力値以上の圧力が加わっている状態での皮下脂肪厚との関係についての情報を持つデータベースを備え、

前記皮下脂肪計測部は、前記生体表面に前記所定の圧力値以上で前記所定の面部を圧着させて前記皮下脂肪厚を計測し、 ' 前記演算部は、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚に基づいて、前記データベースを利用して、前記生体表面への圧力が無い状態での皮下脂肪厚を算出する、第 1の本発明の内臓脂肪計測装置である。また、第 4の本発明は、前記内臓脂肪量と相関性を有する情報量とは

、内臓脂肪の量であり、

前記内臓脂肪演算部は、算出された前記皮下脂肪厚から、数 1を利用して前記内臓脂肪の量を算出する、第 1の本発明の内臓脂肪計測装置である。

(数 1 )

S二 D。X T。+Eo

ここで、 Sは、前記内臓脂肪の量、

Toは、算出された、前記生体表面への圧力が無い状態での皮下脂肪厚

D。、 E。は、所定の定数

また、第 5の本発明は、生体表面に所定の面部を圧着させて皮下脂肪厚を計測する皮下脂肪計測部と、

前記皮下脂肪計測部から前記生体表面へ加わる圧力を計測する押し当て圧力計測部と、 .

前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚と、前記押し当て圧力計測部で計測した前記生体表面へ加わる圧力に基づいて、数 2を利用して内臓脂肪の量を算出する内臓脂肪演算部とを備えた、内臓脂肪計測装置である。

(数 2)

S=D X ( (T— B e - ^CF) / ( (A— 1 ) e - ^CF+ 1 ) ) +E ここで、 Sは、前記内臓脂肪の量、 ' Fは、前記押し当て圧力計測部で計測した前記生体表面へ加わる圧力、

Tは、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚、

A、 B、 C、 D、 Eは、所定の定数、 eは、自然対数の底

また、第 6の本発明は、生体表面に所定の圧力値以上で所定の面部を圧着させて皮下脂肪厚を計測する皮下脂肪計測部と、

前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚に基づいて、数 3を利用して内臓脂肪の量を算出する内臓脂肪演算部とを備えた、内臓脂肪計測装置である。

(数 3 )

S = D X T oo+ E

ここで、 Sは、前記内臓脂肪の量、

τ_∞は、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚、

D、 Eは、所定の定数

また、第 7の本発明は、前記内臓脂肪量と相関性を有する情報量とは

、内臓脂肪の量であり、

前記内臓脂肪演算部は、腹囲を入力する腹囲入力部を有し、

算出された前記皮下脂肪厚から、数 4を利用して前記内臓脂肪の量を算出する、第 1の本発明の内臓脂肪計測装置である。

(数 4 )

S = G。X L— H。X T。+ I o

ここで、 Sは、前記内臓脂肪の量、

T oは、算出された、前記生体表面への圧力が無い状態での皮下脂肪厚、

Lは、前記腹囲

G。、 H。、 I。は、所定の定数

また、第 8の本発明は、生体表面に所定の面部を圧着させて皮下脂肪厚を計測する皮下脂肪計測部と、

前記皮下脂肪計測部から前記生体表面へ加わる圧力を計測する押し当て圧力計測部と、

腹囲を入力する腹囲入力部を有し、前皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚と、前記押し当て圧力計測部で計測した前記生体表面へ加わる圧力に基づいて、数 5を利用して内臓脂肪の量を算出する内臓脂肪演算部とを備えた、内臓脂肪計測装置である。

(数 5)

S =GX L-HX ( (T-B e- ^CF) / ( (A— 1 ) e - ^CF+ 1 ) ) +

I

ここで、 Sは、前記內臓脂肪の量、

Fは、前記押し当て圧力計測部で計測した前記生体表面へ加わる圧力、

Tは、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚、

Lは、前記腹囲

A、 B、 C、 D、 E、 G、 H、 Iは、所定の定数

eは、自然対数の底

また、第 9の本発明は、生体表面に所定の圧力値以上で所定の面部を圧着させて皮下脂肪厚を計測する皮下脂肪計測部と、

腹囲を入力する腹囲入力部を有し、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚に基づいて、数 6を利用して内臓脂肪の量を算出する内臓脂肪演算部とを備えた、内臓脂肪計測装置である。

(数 6)

S =G X L -HX T_∞+ I

ここで、 Sは、前記内臓脂肪の量、

τ_∞は、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚、

Lは、前記腹囲

G、 H、 Iは、所定の定数また、第 1 0の本発明は、前記所定の圧力値は、 l O O O O P a以上である、第 3または 6の本発明の内臓脂計測装置である。 '

また、第 1 1の本発明は、前記皮下脂肪計測部は、光式皮下脂肪計測装置である、第 1〜9の本発明のいずれかの内臓脂肪計装置である。

また、第 1 2の本発明は、前記皮下脂肪計測部は、超音波計測装置である、第 1〜 9の本発明のいずれかの内臓脂肪計測装置である。

また、第 1 3の本発明は、前記皮下脂肪計測部は、

反射波により前記皮下脂肪厚を計測する超音波素子と、

前記超音波素子と前記生体表面の間に密閉された空間を形成するドーム状の蓋と、 ' '

前記空間に満たされた軟体とを有する、第 1 2の本発明の内臓脂肪計測装置である。 .

また、第 1 4の本発明は、前記腹囲を計測する腹囲計測部を備え、前記腹囲入力部は、計測された前記腹囲を入力する、第 7〜9の本発明のレ、ずれかの内臓脂肪計測装置である。

また、第 1 5の本発明は、前記腹囲計測部は、

ひもと、

前記ひもを卷き取るリールと、

前記リールの回転数をカウントするカウンタとを有する、第 1 4の本発明の内臓脂肪計測装置である。

また、第 1 6の本発明は、前記腹囲計測部は、前記ひもの張力を所定の値に保持する張力調節機構を有する、第 1 5の本発明の内臓脂肪計測装置である。

また、第 1 7の本発明は、前記皮下脂肪計測部を前記生体表面の所定' の位置に固定する固定部を有する、第 1〜 9の本発明のいずれかの内臓脂肪計測装置である。また、第 1 ·8の本発明は、前記固定部は、臍部に挿入する突起部を有する、第 1 7の本発明の内臓脂肪計測装置である。

また、第 1 9の本発明'は、生体表面に所定の面部を圧着させて皮下脂肪厚を計測する皮下脂肪計測ステップと、

前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚に基づいて前記生体表面への圧力が無い状態での皮下脂肪厚を算出する演算ステップと、

算出された前記^下脂肪厚から内臓脂肪量と相関性を有する情報量を算出する内臓脂肪演算ステップとを備えた、内臓脂肪計測方法である。

また、第 20の本発明は、生体表面に所定の面部を圧着させて皮下脂肪厚を計測する皮下脂肪計測ステップと、

前記皮下脂肪計測部から前記生体表面へ加わる圧力を計測する押し当て圧力計測ステップと、 '

前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚と、前記押し当て圧力計測部で計測した前記生体表面へ加わる圧力に基づいて、数 2を利用して内臓脂肪の量を算出する内臓脂肪演算ステップとを備えた、内臓脂肪計測方法である。

(数 2 )

S =DX ( (T-B e"^CF) / ( (A- 1) e- ^CF+ 1) ) +E ここで、 Sは、前記内臓脂肪の量、

Fは、前記押し当て圧力計測部で計測した前記生体表面へ加わる圧, 力、 .

Tは、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚、

A、 B、 C、 D、 Eは、所定の定数、

eは、自然対数の底

また、第 2 1の本発明は、生体表面に所定の圧力値以上で所定の面部を圧着させて皮下脂肪厚を計測する皮下脂肪計測ステップと、前記皮下脂肪計柳部で計測した皮下脂肪厚に基づいて、数 3を利用して内臓脂肪の量を算出する内臓脂肪演算ステップとを備えた、内臓脂肪計測方法である。

(数 3) .

ここで、 Sは、前記内臓脂肪の量、

τ_∞は、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚、

D、 Eは、所定の定数

また、第 2 2の本発明は、生体表面に所定の面部を圧着させて皮下脂肪厚を計測する皮下脂肪計測ステップと、

前記皮下脂肪計測部から前記生体表面へ加わる圧力を計測する押し当て圧力計測ステップと、

腹囲を入力する腹囲入力部を有し、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚と、前記押し当て圧力計測部で計測した前記生体表面へ加わる圧力に基づいて、数 5を利用して内臓脂肪の量を算出する内臓脂肪演算ステップとを備えた、内臓脂肪計測方法である。

(数 5)

S = GX L-HX ( (T一 B e一 ^CF) / ( (A— 1 ) e- ^CF+ 1 ) ) +

I

ここで、 Sは、前記内臓脂肪の量、

Tは、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚、

Lは、前記腹囲

A、 B、 C、 D、 E、 G、 H、 Iは、所定の定数

eは、自然対数の底また、第 2 3の本発明は、生体表面に所定の圧力値以上で所定の面部を圧着させて皮下脂肪厚を計測する皮下脂肪計測ステツプと、

腹囲を入力する腹囲入力部を有し、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚に基づいて、数 6を利用して内臓脂肪の量を算出する内臓脂肪演算ステップとを備えた、内臓脂肪計測方法である。

(数 6)

S -G X L -HX T_∞+ I

ここで、 Sは、前記内臓脂肪の量、

τ_∞は、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚、 ' '

Lは、前記腹囲

G、 H、 Iは、所定の定数

また、第 24の本発明は、第 1の本発明の内臓脂肪計測装置の、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚に基づいて前記生体表面への圧力が無い状態での皮下脂肪厚を算出する演算部と、

算出された前記皮下脂肪厚から内臓脂肪量と相関性を有する情報量を算出する内臓脂肪演算部として、コンピュータを機能させるためのプログラムである。 , また、第 2 5の本発明は、請求項 5記載の内臓脂肪計測装置の、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚と、前記押し当て圧力計測部で計測した前記生体表面へ加わる圧力に基づいて、数 2を利用して内臓脂肪の量を算出する内臓脂肪演算部として、コンピュータを機能させるためのプログラムである。

(数 2)

S=DX ( (T一 B e- ^CF) / ( (A— 1) e- ^CF+ 1) ) +E ここで、 Sは、前記内臓脂肪の量、

Tは、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚、

A、 B、 C、 D、 Eは、所定の定数、

eは、自然対数の底

また、第 26の本発明、第 6の本発明の内臓脂肪計測装置の、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚に基づいて、数 3を利用して内臓脂肪の量を算出する内臓脂肪演算部として、コンピュータを機能させるためのプログラムである。

(数 3)

S =D X T_∞+ E

ここで、 Sは、前記内臓脂肪の量、

τ_∞は、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚、

D、 Eは、所定の定数

, また、第 2 7の本発明は、第 8の本発明の内臓脂肪計測装置の、腹囲を入力する腹囲入力部を有し、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚と、前記押し当て圧力計測部で計測した前記生体表面へ加ねる圧力に基づいて、数 5を利用して内臓脂肪の量を算出する内臓脂肪演算部として、コンピュータを機能させるためのプログラムである。

(数 5 ) '

S =GX L-HX ( (T一 B e - ^CF) / ( (A— 1 ) e"^CF+ 1) ) +

I

ここで、 Sは、前記内臓脂肪の量、

Tは、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚、

Lは、前記腹囲 A、 B、 C、 D、 E、 G、 H、 Iは、所定の定数

eは、自然対数の底

また、第 2 8の本発明は、第 9の本発明の内臓脂肪計測装置の、腹囲を入力する腹 K入力部を有し、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚に基づいて、数 6を利用して内臓脂肪の量を算出する内臓脂肪演算部として、コンピュータを機能させるためのプログラムである。

(数 6 )

S = G X L 一 H X T_∞+ I ·

ここで、 Sは、前記内臓脂肪の量、

T ooは、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚、

Lは、前記腹囲

G、 H、 Iは、所定の定 > また、. 第 2 9の本発明は、第 2 4〜2 8の本発明のいずれかのプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。

本発明の原理について簡単に説明する。

本発明の内臓脂肪計測装置は、可視光から近赤外光領域波長の光を生体表面から生体内に照射した時の拡散反射光を計測することにより皮下' 脂肪厚を算出するか、もしくは超音波の反射波を計測することで皮下脂肪厚を算出する、皮下脂肪計測部を有する。また本発明の内臓脂肪計測装置は、皮下脂肪計測部を生体表面に押し当てた圧力を計測する押し当て圧力計測部を有している。本発明の説明において、この皮下脂肪計測部が生体表面に押し当てる圧力を、押し当て圧力と呼ぶ。 '

皮下脂肪計測部で計測された皮下脂肪厚と、押し当て圧力計測部で計測された押し当て圧力との関係は図 1のような曲線になる。図 1に示すように、押し当て圧力が無い状態での複数の異なる皮下脂肪厚毎に異なる曲線となるが、この曲線は押し当て圧力とそのときに計測される皮下脂肪厚により一意的に決まる。従って、予めこれちの曲線のデータを得ておき、この曲線の関係を用いることにより、押し当て圧力の無い状態での皮下脂肪厚を求めることができる。例えば、計測した皮下脂肪厚が

H 1であり、その皮下脂肪厚を計測したときの押し当て圧力が P' lであつた場合、図 1より、 H Iに対して、押し当て圧力の無い状態での皮下脂肪厚 H 2を一意に求めることができる。本発明の内臓脂肪計測装置が有する演算部は、この複数の曲線の情報を持つデータベースを用いて、，押して圧力の無い状態での皮下脂肪厚を高精度に算出する。そして、このようにして算出された、押し当て圧力の無い状態での皮下脂肪厚から内臓脂肪演算部が内臓脂肪量と相関性を有する情報量を算出する。また、皮下脂肪計測部で計測された皮下脂肪厚と、押し当て圧力との関係は、押し当て圧力が大きい場合、図 2のようになる。すなわち、押し当て圧力がある一定の値以上であれば、測定される皮下脂肪厚は太線で示すように一定の安定した値となる。この押し当て圧力のある一定の値は、皮下脂肪厚が厚くなるほど大きくなる。従って、皮下脂肪厚が非常に厚い場合のこの押し当て圧力の一定の値よりも大きい圧力値を規定値とすることにより、押し当て圧力がその規定値以上であれば、皮下脂肪の厚さに関わらず、皮下脂肪計測部は安定した太線の部分の皮下脂肪厚の値を計測できることになる。そして、図 2の曲線は、この安定した太線の部分の皮下脂肪厚により一意的に決まる。図 2の曲線のデータを予め得ておき、この曲線の関係を用いることにより、安定した太線の部分の皮下脂肪厚の値から、押し当て圧力の無い状態での皮下脂肪厚を求めることができる。例えば図 2において、規定値の押し当て圧力 P 2を加えた状態で計測された皮下脂肪厚が H 3であつた場合、この曲線の関係を用いることにより、 H 3に対して、押し当て圧力の無い状態での皮下脂肪厚 H 4を一意に求めることができる。前述した図 1の関係を用いる場合には、曲線上の全データが必要となるが、図 2の関係を用いる場合には、規定値以上の押し当て圧力で計測した各皮下脂肪厚に対して、押し当て圧力の無い状態での皮下脂肪厚の値のみ関連付けられていればよい。図 2の場合の本発明の内臓脂肪計測装置が有する演算部は、規定値以上の押し当て圧力で計測される皮下脂肪厚と、それに対する押し当て圧力の無い状態での皮下脂肪厚のデータを持つデータベースを用いて、押し当て圧力の無い状態での皮下脂肪厚を高精度に算,'出する。そして、このようにして算出された、押し当て圧力の無い状態での皮下脂肪厚から内臓脂肪演算部が内臓脂肪量と相関性を有する情報量を算出する。

このように、本発明の内臓脂肪計測装置は、.上記で得られた、再現性の良い押し当て圧力の無い状態での皮下脂肪厚の値を利用するものである。 '

図面の簡単な説明

図 1は、押し当て圧力と皮下脂肪厚の関係から押し当て圧力が無い状態での皮下脂肪厚を導出する、本発明の第 1の原理の説明図である。

図 2は、押し当て圧力と皮下脂肪厚の関係から押し当て圧力が無い状態でめ皮下脂肪厚を導出する、本発明の第 2の原理の説明図である。図 3は、本発明の実施の形態 1の内臓脂肪計測装置の構成図である。図 4は、本発明の実施の形態 1の皮下脂肪計測部の平面図である。図 5は、本発明の実施の形態 1における押し当て圧力と皮下脂肪厚の関係を示す図である。

図 6は、本発明の実施の形態 2の内臓脂肪計測装置の構成図である。図 7は、本発明の実施の形態 2の超音波素子で観測される波形の概念図である。図 8は、本発明の実施の形態 2の押し当て圧力計測部で計測した押し当て圧力と皮下脂肪厚の関係を示す図である。

図 9は、本発明の実施の形態 3の内臓脂肪計測装置の構成図である。図 1 0は、本発明の実施の形態 3における押し当て圧力と皮下脂肪厚の関係を示す図である。

' 図 1 1は、本発明の実施の形態 3における押し当て圧力の規定値決定のための、.押し当て圧力と皮下脂肪厚の関係を示す図である。

図 1 2は、本発明の実施の形態 4における内臓脂肪計測装置の構成図である。

図 1 3は、本発明の実施の形態 5における内臓脂肪計測装置の構成図である。

図 1 4は、本発明の実施の形態 6における内臓脂肪計測装置の構成図である。

. 図 1 5は、本発明の実施の形態 7の内臓脂肪量と相関性を有する情報量決定のための、内臓脂肪面積と皮下脂肪厚との関係を示す生体の胴部の断面図である。

図 1 6は、本発明の実施の形態 8の内臓脂肪計測装置の構成図である _c 図 1 7は、本発明の実施の形態 9の内臓脂肪計測装置の構成図である _c 図 1 8は、本発明の実施の形態 1 0の内臓脂肪計測装置の構成図である。

(符号の説明）

1 生体表面

2 皮下脂肪計測部 ' ' 3 L E D

4 第 1のフォトダイォード第 2のフォトダイォード

押し当て圧力計測部

演算部

超音波素子

軟体

ドーム状の蓋

第 1の波

第 2の波

押し当て圧力検知部

皮下脂肪

内臓脂肪面積、

生体

腹囲計測部

ひも

リ一ノレ

カウンタ · . 固定部

張力調整部

内臓脂肪演算部

圧カノ脂肪厚関連データ

安定脂肪厚関連データ

皮膚

筋肉

内臓脂肪演算部

内臓脂肪演算部 ' 5 3 内臓脂肪演算部

5 4 内臓脂肪演算部

5 5 内臓脂肪演算部発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

(実施の形態 1 )

図 3は、本発明の実施の形態 1の内臓脂肪計測装置の構成を示している。

生体表面 1上に配置された皮下脂肪計測部 2は、光式皮下脂肪計測装置であり、内部に中心波長 6 6 0 n mの L E D 3が配置され、第 1のフォトダイオード 4が 4 5 mmの距離、第 2のフォトダイォード 5が 2 2 . 5 mmの距離を離して配置されている。図 4に、皮下脂肪計測部 2の平面図を示す。皮下脂肪計測部 2の生体表面 1に接する部分の形状は、図 4のように両端が半円形状となる小判型である。この小判型の生体表面 1に接する面が、本発明の生体表面 1に圧着させる皮下脂肪計測部 2の面部であり、 L E D 3の発光波長の領域での反射率が 0 . 2以下の材質でできているか、または塗装されている。皮下脂肪計測部 2'_が生体表面 1に加える押し当て圧力を計測する押し当て圧力計測部 6は、ロードセルおよびその周辺回路からなる。そして、押し当て圧力の無い状態での皮下脂肪厚を算出する演算部 7が備えられている。圧力 Z脂肪厚関連データ 2 5は、図 1に示すような、皮下脂肪厚計測の際に生体表面 1に加わっている押し当て圧力と、そのときに計測される皮下脂肪厚との関係についての情報を、複数の皮下脂肪厚について有するデータベースである。また、押し当て圧力が無い状態での皮下脂肪厚から内臓脂肪の量を算出する内臓脂肪演算部 5 1が備えられている。また、 1 4は皮下脂肪、 3 0は皮膚、 3 1は筋肉である。

次に、本実施の形態 1の内臓脂肪計測装置の動作について説明すると ' ともに、皮下脂肪計測方法の実施の形態について説明する。

LED 3から出射され、生体内部で散乱 ·減衰を繰り返し、再び生体表面に現れた光を計測したときの第 1のフォトダイオード 4での受光量 V Iと、第 2のフォトダイオード 5での受光量 V 2とから、皮下脂肪厚 Tは、数 7のように表される。 .

(数 7)

T = AX (V 1 /V 2) -Ι-Β

ここで Α、 Βは、 LED 3の波長および出射特性やフォトダイオード 4、 5の受光特性により、一意に決定される。ここで、 LED 3の波長は 6 0 0〜 1 0 0 0 nmであればよレヽ。

そして、皮下脂肪厚が厚い場合と薄い場合について、本実施の形態 1 の内臓脂肪計測装置を用いて計測した押し当て圧力と皮下脂肪厚の関係は図 5のようになり、図 1で示す押し当て圧力と皮下脂肪厚との曲線関係があることがわかる。

圧力脂肪厚関連データ 2 5は、この、押し当て圧力と、皮下脂肪計測部 2で計測した皮下脂肪厚の関係についての情報を、複数の皮下脂肪厚について有するデータベースである。

まず、圧力脂肪厚関連データ 2 5を作成する。押し当て圧力が無い状態での複数の皮下脂肪厚の各々について、押し当て圧力が無い状態も含めた複数の押し当て圧力での皮下脂肪厚の測定、及びその皮下脂肪厚側定時の押し当て圧力の計測を行ない、これらのデータを取得する。これらのデータ取得の際、必ずしも全て測定を本実施の形態 1の内臓脂肪計測装置で行なう必要は無く、計測値が本実施の形態 1の内臓脂肪計測装置と相関性のある他の内臓脂肪計測装置または皮下脂肪厚計測装置で測定してもよい。そして、得られた複数の押し当て圧力で計測した皮下脂肪厚の値とその皮下脂肪厚側定時の押し当て圧力の镇を、本実施の形態 1の内臓脂肪計測装置における測定値に換算し、複数の押し当て圧力が無い状態での皮下脂肪厚の値と関連付けて、圧力/脂肪厚関連データ

2 5を作成する。

本実施の形態 1の内臓脂肪計測装置は、上記で作成した圧力 Z脂肪厚関連データ 2 5を利用して、皮下脂肪厚の計測を行なう。以下、その皮下脂肪厚の計測の動作及び方法について説明する。

皮下脂肪厚計測部 2で計測された皮下脂肪厚が演算部 7に送信されると共に、その皮下脂肪厚を測定した時の皮下脂肪計測部 2が生体表面 1 に加えていた押し当て圧力を押し当て圧力計測部 6が計測し、その押し当て圧力の値が演算部 7に送信される。演算部 7は、上記で作成した圧力 Z脂肪厚関連データ 2 5を用いて、計測された押し当て圧力と計測された皮下脂肪厚に基づいて、押し当て圧力が 0の場合の皮下脂肪厚、すなわち押し当て圧力の無い状態での皮下脂肪厚の値を算出する。

次に、演算部 7で算出された押し当て圧力の無い状態での皮下脂肪厚が内臓脂肪演算部 5 1に送信される。内臓脂肪演算部 5 1は、その送信されてきた皮下脂肪厚から内臓脂肪の量などの内臓脂肪量と相関性を有する情報量を算出する。

すなわち、内臓脂肪演算部 5 1は、以下の数 1を利用して、内臓脂肪の量 Sを算出する。

(数 1 )

S = D。 X T。十 E 0

ここで、 Sは、内臓脂肪の量、

T oは、算出された、生体表面への圧力が無い状態での皮下脂肪厚、 D。、 E。は、所定の定数

すなわち、数 1は、押し当て圧力の無い状態での皮下脂肪厚 T。が大きければ大きいほど内臓脂肪の量 Sも大きくなるという相関性を示している。

なお、所定の定数 D。、 E。は、予め以下のような方法により求めておく。

すなわち、押し当て圧力が無い状態での複数の皮下脂肪厚の各々について、内臓脂肪の量を算出する。内臓脂肪の量の算出は、例えば生体の X線 C Tの断層画像で白く映っている部分の面積を求めこれを内臓脂肪の量とすればよい。これらのデータ取得の際、必ずしも全て測定を本実施の形態 1の内臓脂肪計測装置で行なう必要は無く、計測値が本実施の形態 1の内臓脂肪計測装置と相関性のある他の内臓脂肪計測装置で測定してもよい。このようにして押し当て圧力が無い状態での皮下脂肪厚と内臓脂肪の量との値の複数の組が得られる。このようにして得られた値の複数の組について、回帰分析を行い、数 1に用いられる所定の定数 D 。、及び E。を決定する。

このように、本実施の形態 1の内臓脂肪計測装置は、押し当て圧力の無い状態での皮下脂肪厚を正確に計測することが出来るので、内臓脂肪の量などの内臓脂肪量に相関性のある情報を正確に計測することが出来る。

(実施の形態 2 )

図 6は、本発明の実施の形態 2の内臓脂肪計測装置の構成を示している。

本実施の形態 2は、実施の形態 1の皮下脂肪計測部 2を、超音波素子 8およびその周辺回路を組み込んだ超音波計測装置としたものであり、その他の構成は実施の形態 1と同様である。超音波素子 8と生体表面 1の間の密閉された空間は軟体 9で満たされており、軟体は堅牢なドーム状の蓋 1 0で覆われている。軟体 9は.、超音波を遅延させる超音波遅延線であって、シリコンゴムゃ樹脂から成る、もしくは柔らかい透明フィルムでジヱルや水を覆ったものである。そして、このドーム状の蓋 1 0が生体表面 1に接する面の形状は、図 4に示す実施の形態 1の皮下脂肪計測部 2と同様の、両端が半円形状の小判型である。

次に、本実施の形態 2の内臓脂肪計測装置の動作について説明する。超音波素子 8から出射されたパルス波が、各生体組織の界面で反射し、超音波素子 8で観測される波形は図 7のようになる。その波形は、皮膚 3 0での反射波である第 1の波 1 1、皮下脂肪 1 4と筋肉 3 1の境界の反射波である第 2の波 1 2の順にならぶ。これらの 2つの波の時間差 tに超音波の速度 Vを掛け合わせた値の半分が皮下脂肪厚となる。

ここで、軟体 9は生体表面 1と超音波素子 8の接合性を向上させるだけでなく、生体内部での多重反射および超音波のサイドローブの影響を減少させることができる。しかも、超音波素子 8、ドーム状の蓋 1 0、生体表面 1で囲まれているために、押し当て圧力が変化しても軟体 9の形状は変化しない。そのため、観測される第 1の波 1 1の位置は押し当て圧力にかかわらず安定し、皮下脂肪の厚みの変化に対して第 2の波 1 2の位置のみが変化する。これに対し、軟体 9の形状が固定されない場合には、皮下脂肪の厚みの変化に対して、第 1の波 1 1と第 2の波 1 2 とが共に変化してしまう。従って、軟体 9の形状が固定されない場合に比べて、安定した皮下脂肪厚の計測が可能となる。

本実施の形態 2の皮下脂肪計測部 2で計測した皮下脂肪厚と、押し当て圧力計測部 6で計測した押し当て圧力の関係を図 8に示す。実施の形態 1の場合と同様に、図 1で示す押し当て圧力と皮下脂肪厚との曲線関係があることがわかる。

実施の形態 1と同様に、まず、圧力 Z脂肪厚関連データ 2 5のデータベースを作成する。複数の押し当て圧力の無い状態での皮下脂肪厚の各々について、押し当て圧力が無い状態も含めた複数の押し当て圧力での皮下脂肪厚の測定、及びその皮下脂肪厚側定時の押し当て圧力の計測を行ない、これらのデータを取得する。そして、得られた複数の押し当て圧力で計測した皮下脂肪厚の値とその皮下脂肪厚側定時の押し当て圧力の値を、複数の押し当て圧力が無い状態での皮下脂肪厚の値と関連付けて、圧力 Z脂肪厚関連データ 2 5を作成する。ここで、実施の形態 1と同様に、これらのデータ取得時に必ずしも本実施の形態 2の内臓脂肪計測装置を使用する必要はない。本実施の形態 2の内臓脂肪計測装置以外の他の内臓脂肪計測装置で測定した測定値を使用する場合には、本実施の形態 2の内臓脂肪計測装置における測定値に換算した値から圧力 Ζ脂肪厚関連データ 2 5を作成する。

本実施の形態 2の内臓脂肪計測装置は、上記で作成した圧力 Ζ脂肪厚関連データ 2 5'を利用して、皮下脂肪厚の計測を行なう。実施の形態 1 の場合と同様に、皮下脂肪厚計測部 2で計測された皮下脂肪厚と押し当て圧力計測部 6で計測された押し当て圧力に基づき、圧力ノ脂肪厚関連データ 2 5を用いて、演算部 7は押し当て圧力の無い状態での皮下脂肪厚を算出することができる。

次に、演算部 7で算出された押し当て圧力の無い状態での皮下脂肪厚が内臓脂肪演算部 5 1に送信される。内臓脂肪演算部 5 1は、その送信されてきた皮下脂肪厚から内臓脂肪の量などの内臓脂肪量と相関性を有する情報量を算出する。なお、内臓脂肪演算部 5 1は、実施の形態 1と同様のものであるので詳細な説明は省略する。

なお、本実施の形態 2の皮下脂肪計測部 2は、 1つの超音波素子 8で皮下脂肪厚を計測することとしたが、超音波素子 8は複数存在するか、または超音波素子 8を生体表面 1に対して平行に走査し、得られた断層画像から皮下脂肪厚を測定してもよい。

(実施の形態 3 )

図 9は、本発明の実施の形態 3の内臓脂肪計測装置の構成を示している。実施の形態 1と同様の部分に関しては省略し、相違な点についてのみ記述する。

実施の形態 1と構造が異なる点は、押し当て圧力計測部 6が押し当て圧力検知部 1 3となっている点、及び圧力 Z脂肪厚関連データ 2 5が安定脂肪厚関連データ 2 6となっている点の 2点である。押し当て圧力検知部 1 3は、ばねとスィッチからなる構造で、皮下脂肪計測部 2が生体表面 1に加える押し当て圧力が規定値の 1 0 0 0 0 P a以上となったときにスィッチが O Nとなる。この押し当て圧力の規定値とは、本発明の所定の圧力値であって、皮下脂肪の厚さに関係なく、安定した皮下脂肪厚の計測値が得られる押し当て圧力の値である。安定脂肪厚関連データ

2 6は、図 2に示すような、規定値以上の押し当て圧力を加えている状態で計測した皮下脂肪厚と、その皮下脂肪厚に対する押し当て圧力の無い状態での皮下脂肪厚の関係の情報を、複数の皮下脂肪厚について有するデータベースである。以下、本実施の形態 3の内臓脂肪計測装置の動作について説明するとともに、皮下脂肪計測方法の実施の形態について説明する。

まず、皮下脂肪計測部 2を生体表面 1に押し当てる。図 1 0に、測定した押し当て圧力と皮下脂肪厚の関係を示す。この場合、押し当て圧力が約 6 0 0 0 P a以上になると、皮下脂肪厚の収縮が止まり皮下脂肪厚が安定することがわかる。これにより、図 2.で示す押し当て圧力と皮下脂肪厚との曲線関係があることがわかる。安定脂肪厚関連データ 2 6は、押し当て圧力が 1 0 0 0 0 P a以上のときに皮下脂肪計測部 2で計測した皮下脂肪厚と、その計測された皮下脂肪厚に対する押し当て圧力が無い状態での皮下脂肪厚'との関係についての情報を、複数の皮下脂肪厚について有するデータベースである。

まず、安定脂肪厚関連データ 2 6を作成する。押し当て圧力が 1 0 0 O O P aのときの複数の皮下脂肪厚の測定と、その複数の皮下脂肪厚の各々に対する押し当て圧力が無い状態での皮下脂肪厚の測定を行ない、これらのデータを取得する。押し当て圧力が無い状態での皮下脂肪厚の測定は、本実施の形態 3の内臓脂肪計測装置以外の内臓脂肪計測装置で測定してもよい。そして、本実施の形態 3の内臓脂肪計測装置で 1 0 0 0 0 P aの押し当て圧力のときに測定した複数の皮下脂肪厚と、その測定された各皮下脂肪厚に対する押し当て圧力が無い状態での皮下脂肪厚の値を関連付けて、安定脂肪厚関連データ 2 6のデータベースを作成する。

本実施の形態 3の内臓脂肪計測装置は、上記で作成した安定脂肪厚関連データ 2 6を利用して、皮下脂肪厚の計測を行なう。以下、その皮下脂肪厚の計測の動作及び方法について説明する。 '

押し当て圧力が 1 0 0 0 0 P a以上になると、押し当て圧力検知部 1 3のスィッチが O Nとなり、皮下脂肪計測部 2で計測された皮下脂肪厚のデータが、皮下脂肪計測部 2から演算部 7に出力される。演算部 7で · は、上記で作成した安定脂肪厚関連データ 2 6を用いて、皮下脂肪計測部 2で計測された皮下脂肪厚のデータから、押し当て圧力が無い状態での皮下脂肪厚を算出する。図 1 0の場合には、規定値である押し当て圧力が 1 0 0 0 0 P aの状態で皮下脂肪計測部 2で計測された皮下脂肪厚が 1 5 mmであり、その皮下脂肪厚 1 5 mmに対する押し当て圧力が無い状態での皮下脂肪厚として 3 5 mmという値が演算部 7にて算出される。

次に、演箅部 7で算出された押し当て圧力の無い状態での皮下脂肪厚が内臓脂肪演算部 5 1に送信される。内臓脂肪演算部 5 1は、その送信されてきた皮下脂肪厚から内臓脂肪の量などの内臓脂肪量と相関性を有する情報量を算出する。なお、内臓脂肪演算部 5 1は、実施の形態 1で説明したものと同様であるので詳細な説明は省略する。

次に、押し当て圧力の規定値について説明する。

図 1 1は、皮下脂肪計測部 2の形状のみが本実施の形態 3とは異なる内臓脂肪計測装置で計測した時の、皮下脂肪厚と押し当て圧力の関係を示した図であり、異なる 3種類の皮下脂肪厚について示している。皮下脂肪計測部 2の形状が異なる場合でも、皮下脂肪厚と押し当て圧力との関係は、本実施の形態 3と同様の曲線関係となる。

人体で最も皮下脂肪の厚い腹部において'、男性でほぼ 1 0 0 %、女性でも約 9 5 %で、その皮下脂肪厚は 5 O mm以下である。従って、図 1 1の X印のプロットで示される曲線から、 1 0 0 0 0 P a以上の押し当て圧力にて、ほぼ全ての人の皮下脂肪厚は安定し、再現性のよい皮下脂肪厚の計測が可能になると言える。これにより、押し当て圧力の規定値を l O O O O P aとした。

.なお、実施の形態 2と同様に、皮下脂肪計測部 2は超音波素子を用いたものでも良い。

さらに、実施の形態 3の内臓脂肪計測装置は、押し当て圧力検知部 1 3を備えているとして説明したが、押し当て圧力検知部 1 3を備えていない構成であっても構わない。内臓脂肪計測装置が押し当て圧力検知部 1 3を備えていない場合には、皮下脂肪計測部 2を生体表面 1に押し当て圧力の規定値を超えるように強く押し付けて皮下脂肪計測部 2で皮下脂肪厚を計測することにより、押し当て圧力検知部 1 3を備えていなくても安定した皮下脂肪厚の計測をすることが出来る。

本実施の形態 3の内臓脂肪計測装置により、測定中の押し当て圧力のばらつきによる測定誤差は軽減され、安定した計測が可能となり、測定再現性が向上する。

また、押し当て圧力計測部に高価なロードセルおよび周辺回路を用いず、ばねとスィツチの単純な構成で同等以上の測定が可能となる。

(実施の形態 4 )

図 1 2は、本発明の実施の形態 4の内臓脂肪計測装置の構成を示している。

実施の形態 4の内臓脂肪計測装置は、実施の形態 1における図 3の内臓脂肪計測装置とは、以下の点が相違している。すなわち、実施の形態 4の内臓脂肪計測装置は、図 3の内臓脂肪計測装置とは異なり、圧力 Z 脂肪厚関連データ 2 5を備えていない。また、演算部 7の代わりに内臓脂肪演算部 5 2を備えている。それ以外は実施の形態 1における図 3の内臓脂肪計測装置と同様である。

次に、このような本実施の形態の動作を説明する。

皮下脂肪厚計測.部 2で計測された皮下脂肪厚が内臓脂肪演算部 5 2に送信されると共に、その皮下脂肪厚を測定した時の皮下脂肪計測部 2が生体表面 1に加えていた押し当て圧力を押し当て圧力計測部 6が計測し、その押し当て圧力の値が内臓脂肪演算部 5 2に送信される。内臓脂肪演算部 5 2は、皮下脂肪厚計測部 2で計測された皮下脂肪厚と、圧力計測部 6が計測した押し当て圧力の値から、内臓脂肪の量などの内臓脂肪量と相関性を有する情報量を算出する。すなわち.、内臓脂肪演算部 5 2 は、以下の数 2を利用して内臓脂肪の量 Sを算出する。

(数 2 )

S = D X ( ( T— B e— ^{C F}) / ( ( A— 1 ) e— ^{C F} + 1 ) ) + E ここで、 Sは、内臓脂肪の量、

Fは、押し当て圧力計測部で計測した生体表面へ加わる圧力、 τは、皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚、

A、 B、 C、 D、 Eは、所定の定数、

eは、自然対数の底

皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚 Tは、押し当て圧力 Fによって変動する。すなわち、押し当て圧力 Fが大きくなれば計測される皮下脂肪厚 Tは小さくなり、押し当て圧力 Fが小さくなれば計測される皮下脂肪厚 Tは大きくなる。数 2は、押し当て圧力 Fのばらつきによる皮下脂肪厚 Tのばらつきを補正し、正確な内臓脂肪の量 Sを求めるものである。

ここで、数 2について説明する。

今、押し当て圧力が規定値以上の場合に皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚を T_∞、押し当て圧力が無い状態での皮下脂肪厚を Τ。、押し当て圧力が任意の値の場合に皮下脂肪計測部で計測された皮下脂肪厚を Τ 、押し当て圧力を Fとすると'、これらの間には以下の関係がある。

Τ = ( Τ。一 T_∞) e -^{C F} + T_∞

i

ただし Cは所定の定数である。例えば、 Cは、押し当て圧力が 1 0 0 0 0 P aの場合を考慮して、 e - a c l 0— ³を満たすような値とすればよいが、これに限らず、押し当て圧力が 1 0 0 0 0 P aの場合に、 e - が無視出来るくらい小さな値になるような Cであれば、 _e - ^{o c} = 1 0— ³を満たすような値以外の値であっても構わない。

この式は、皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚 Tは押し当て圧力が增加するにつれて指数関数的に減少することを示している。そして、押し当て圧力が規定値以上になった場合、皮下脂肪厚は、実質上 T こ一致することを示している。

T。は、所定の定数 A、 Bを用いて、以下のように表すことが出来る。 To = AT_∞+B

ここで、 A、 Bは、皮下脂肪計測部の形状に依存する定数である。本実施の形態の皮下脂肪計測部 2を用いた場合、皮下脂肪厚の単位を mm とするときには、 Aは 1. 4、 Bは 0. 5になる。この式を T、 Το、 Τ_∞の間の関係式に代入すると、以下のようになる。

Τ= (Τ。一 T_∞) e— ^CF+T_∞

=T_∞ ( (A— 1) e- ^CF+ 1) +B e— ^CF

従って T_∞を求めると、以下のようになる。

T_∞= (T-B e"^CF) / ( (A— 1) e - ^CF+ 1)

この式を、後述する数 3に代入することにより、数 2を得ることが出来る。

このように、本実施の形態 4の内臓脂肪計測装置は、押し当て圧力のばらつきによる皮下脂肪厚のばらっきを正しく補正し、内臓脂肪の量などの内臓脂肪量に相関性のある情報を正確に計測することが出来る。

(実施の形態 5)

図 1 3は、本発明の実施の形態 5の内臓脂肪計測装置の構成を示している。

実施の形態 5の内臓脂肪計測装置は、実施の形態 2における図 6の内臓脂肪計測装置とは、以下の点が相違している。すなわち、実施の形態 5の内臓脂肪計測装置は、図 3の内臓脂肪計測装置とは異なり、圧カ脂肪厚関連データ 25を備えていない。また、演算部 7の代わり.に内臓脂肪演算部 52を備えている。それ以外は実施の形態 2における図 6の内臓脂肪計測装置と同様である。

次に、このような本実施の形態の動作を説明する。

皮下脂肪厚計測部 2では、皮下脂肪厚が計測され、押し当て圧力計測部 6では、押し当て圧力が計測される。内臓脂肪演算部 5 2は、皮下脂肪厚計測部 2で計測された皮下脂肪厚と、圧力計測部 6が計測した押し当て圧力の値から、内臓脂肪の量などの内臓脂肪量と相関性を有する情報量を算出する。なお、内臓脂肪演算部 5 2は実施の形態 1のものと同様である。

このように、本実施の形態 5の内臓脂肪計測装置は、実施の形態 4と同様に押し当て圧力のばらつきによる皮下脂肪厚のばらつきを正しく補正し、内臓脂肪の量などの内臓脂肪量に相関性のある情報を正確に計測することが出来る。

(実施の形態 6 )

図 1 4は、本発明の実施の形態 6の内臓脂肪計測装置の構成を示している。

実施の形態 6の内臓脂肪計測装置は、実施の形態 3における図 9の内臓脂肪計測装置とは、以下の点が相違している。すなわち、実施の形態 6の内臓脂肪計測装置は、図 9の内臓脂肪計測装置とは異なり、安定脂肪厚関連データ 2 6を備えていない。また、演算部 7の代わりに内臓脂肪演算部 5 3を備えている。それ以外は実施の形態 3における図 9の内臓脂肪計測装置と同様である。 ' 次に、このような本実施の形態の動作を説明する。

皮下脂肪厚計測部 2で計測された皮下脂肪厚が内臓脂肪演算部 5 ' 2に送信される。皮下脂肪厚計測部 2で計測された皮下脂肪厚は、実施の形態 3で説明したように、押し当て圧力が規定値以上の場合に計測された皮下脂肪厚であって、皮下脂肪の厚さに関係なく、安定した計測値が得られている。

内臓脂肪演算部 5 3は、皮下脂肪厚計測部 2で計測された押し当て圧力が規定値以上の場合に計測された皮下脂肪厚から、内臓脂肪の量などの内臓脂肪量と相関性を有する情報量を算出する。すなわち、内臓脂肪演算部 5 3は、以下の数 3を利用して内臓脂肪の量 Sを算出する。

(数 3 )

S = D X T_∞+ E

ここで、 Sは、内臓脂肪の量、

T_∞は、皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚、

D、 Eは、所定の定数

すなわち、数 3は、押し当て圧力が規定値以上の場合に計測された皮下脂肪厚 T_∞が大きければ大きいほど内臓脂肪の量 Sも大きくなるという相関性を示している。

なお、所定の定数 D、 Eは、予め以下のような方法により求めておく。すなわち、押し当て圧力が無い状態での複数の皮下脂肪厚の各々について、内臓脂肪の量を算出する。内臓脂肪の量の算出は、例えば生体の X線 C Tの断層画像で白く映っている部分の面積を求めこれを内臓脂肪の量とすればよい。これらのデータ取得の際、必ずしも全て測定を本実施の形態 6の内臓脂肪計測装置で行なう必要は無く、計測値が本実施の形態 6の内臓脂肪計測装置と相関性のある他の内臓脂肪計測装置で測定してもよい。このようにして押し当て圧力が規定値状の場合の皮下脂肪厚と内臓脂肪の量との値の複数の組が得られる。このようにして得られた値の複数の組について、回帰分析を行い、数 3に用いられる所定の定数 D、及ぴ Eを決定する。

このように、本実施の形態 6の内臓脂肪計測装置は、押し当て圧力が規定値以上の場合の皮下脂肪厚を正確に計測することが出来るので、内臓脂肪の量などの内臓脂肪量に相関性のある情報を正確に計測することが出来る。

(実施の形態' 7 ) 本発明の実施の形態 7の内臓脂肪計測方法について、図 1 5を用いて説明する。図 1 5は、生体の胴部をほぼ円とした時の、腹囲部分の断面図である。同じ腹囲でも、左図の皮下脂肪 1 4が薄い場合と、右図の皮下脂肪 1 4が厚い場合では、内部に含まれる内臓脂肪面積 1 5には大きな差がある。 . .

ここで、腹囲に対して皮下脂肪 1 4のばらつきを補正する必要がある。そのためには、生体表面に力がかからない状態での皮下脂肪厚が必要であるので、押し当て圧力が無い状態での皮下脂肪厚の測定に、実施の形態 1乃至 3のいずれかの内臓脂肪計測装置を用いる。

さらに、メジャーなどで腹囲 Lを計測し、腹囲 Lと押し当て圧力が無い状態での皮下脂肪厚 T。から、皮下脂肪厚を除いた腹囲 L' は、生体の臍付近の断面がほぼ円であることから、数 8のように求められる。

(数 8)

L ' =L一 2 Χ π Χ Τ。

この方法により、皮下脂肪厚の違いによるばらつきを抑えた、精度の良い内臓脂肪量の指標となる、内臓脂肪量と相関性を有する情報量である皮下脂肪厚を除いた腹囲 L' を得ることができる。

また、内臓脂肪の量を Sとすると、上記皮下脂肪厚を除いた腹囲 L' を用いて、次のように表すことが出来る。

S = AL ' + Β

ここで、 Α及ぴ Βは所定の定数である。

この式に数 8を代入すると、内臓脂肪の量 Sは、以下のように表すことが出来る。

S = A (： L一 2 Χ π Χ Τ₀) -I- Β

=AL— 2 Χ π ΧΑΧ Τ。-卜 Β

ここで、 Αを G。とおき、 2 X π X AXを H。とおき、 Βを I。とおけば、'内臓脂肪の量 Sを求める数 4が得られる。

(数 4)

S =G₀X L一 H。 X T 0 + I 0

ここで、 Sは、内臓脂肪の量、

Toは、算出された、生体表面への圧力が無い状態での皮下脂肪厚、

Lは、腹囲

G。、 H。、 I。は、所定の定数

従って、数 4を用いて内臓脂肪の量 Sを求めることが出来る。また、数 4において、所定の定数 G。、 H。、 I。については、 S、 L、 T。の値の複数の組を予め求めておき、回帰分析を行うことによって決定することも出来る。

また、図 1 5に示すように腹囲全部で皮下脂肪厚は均一でないので、皮下脂肪厚を除いた腹囲 L，を求めるのに、押し当て圧力が規定俥以上の場合の皮下脂肪厚 T_∞を用いてもよい。押し当て圧力が規定値以上の場合の皮下脂肪厚 T_∞を用いて皮下脂肪厚を除いた腹囲を L，，とすると、 L' ，は以下の式で表すことが出来る。

L ' ， =L— 2 Χ π Χ Τ∞

この式を内臓脂肪の量を表す式 S二 AL， ' +Bに代入すると、内臓脂肪の量は、以下のように表すことが出来る。

S = A (L- 2 X X T_∞) + B

=AL— 2 Χ π ΧΑΧ Τ_∞+Β

ここで、 Αを Gとおき、 2 Χ π ΧΑΧを Hとおき、 Βを I とおけば、内臓脂肪の量 Sを求める数 6が得られる。

(数 6)

S =GX L -H X T_∞+ I

ここで、 Sは、内臓脂肪の量、 T_∞は、押し当て圧力が規定値以上の場合の皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚、

Lは、腹囲

G、 H、 Iは、所定の定数

数 6を用いることにより、押し当て圧力が規定値以上の場合の皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚 T_∞から内臓脂肪の量を正確に求めることが出来る。また、数 6において、所定の定数 G、 H、 Iについては、 S 、 L、 T_∞の値の複数の組を予め求めておき、回帰分析を行うことによつて決定することも出来る。

ここで、押し当て圧力が規定値以上の場合に皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚を Τ_∞、押し当て圧力が無い状態での皮下脂肪厚を Τ。、押し当て圧力が任意の値の場合に皮下脂肪計測部で計測された皮下脂肪厚を Τ、押し当て圧力を Fとすると、これらの間には以下の関係がある。

Τ = ( Τ。― T_∞) e - ^{C F} + T_∞

ただし Cは所定の定数である。例えば、 Cは、押し当て圧力が 1 0 0 0 0 P aの場合を考慮して、 _e - 。。二 1 0— ³を満たすような値とすればよいが、これに限らず、押し当て圧力が 1 0 0 0 0 P aの場合に、 e - _{1 Q}。。。c:が無視出来るくらい小さな値になるような Cであれば、 _e - ^{o c} = 1 0— ³を満たすような値以外の値であっても構わない。

この式は、皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚 Tは押し当て圧力が増加するにつれて指数関数的に減少することを示している。そして、押し当て圧力が規定値以上になった場合、皮下脂肪厚は、実質上 T o こ一致することを示している。

Τ。は、所定の定数 Α、 Βを用いて、以下のように表すことが出来る。 Τ ο = Α Τ_∞+ Β

ここで、 Α、 Βは、皮下脂肪計測部の形状に依存する定数である。本実施の形態の皮下脂肪計測部 2を用いた場合、皮下脂肪厚の単位を mm とするときには、 Aは 1. 4、 Bは 0. 5になる。この式を T、 To、 Τ_∞の間の関係式に代入すると、以下のようになる。

Τ= (Τ。一 T_∞) e— ^CF+T_∞

= ( (A— 1) T_∞+B) e- ^CF+T_∞

=T_∞ ( (A- 1) e- ^CF+ 1 ) +B e"^CF

従ってを求めると、以下のようになる。

T_∞= (Τ一 B e— ^CF) / ( (A- 1 ) e- ^CF+ 1)

この式を、数 6に代入することにより、数 5を得ることが出来る。 (数 5)

S = GX L-HX ( (T一 B e- ^CF) / ( (A— 1) e— ^CF+ 1 ) ) +

I

ここで、 Sは、内臓脂肪の量、

Fは、押し当て圧力計測部で計測した生体表面へ加わる圧力、

Tは、皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚、

Lは、腹囲

A、 B、 C、 D、 E、 G、 H、 Iは、所定の定数

eは、自然対数の底

数 5を用いることにより、押し当て圧力が規定値以下の場合であっても、皮下脂肪計測部で計測された皮下脂肪厚 Tの押し当て圧力 Fによる変動を補正することができので、正確に内臓脂肪の量を算出することが出来る。

なお、従来の報告（松澤祐次、外 1 3名、 "新しい肥満の判定と肥満症の診断基準" 「肥満研究」 V o l . 6 N o . 1 2000<委員会報告 >日本肥満学会肥満症診断基準検討委員会参照）では内臓脂肪面積と相関性のある情報量としてウェスト周囲径を用いているが、本発明では、ウェスト'周囲径ょりも測定再現性の高い、臍の部分の周囲系である腹囲を用いている。

(実施の形態 8 )

図 1 6は、本発明の実施の形態 8の内臓脂肪計測装置の構成を示している。実施の形態 1乃至 3と同様の部分に関しては省略し、相違な点についてのみ記述する。

実施の形態 1乃至 3と構造が異なる点は、生体 1 6の腹囲を計測する腹囲計測部 1 7を備えており、また、内臓脂肪演算部 2 4を備えている点である。腹囲計測部 1 7は、ひも 1 8と、ひも 1 8を卷き取るリール 1 9と、リール 1 9の回転をカウントするカウンタ 2 0と、固定部 2 2 を備えている。固定部 2 2は、臍の穴に押し当てる突起 2 1を有しており、突起 2 1は、生体表面での内臓脂肪計測装置の位置を規定するようになっている。また、腹囲計測部 1 7は、ひも 1 8を生体 1 6に一周して再び固定する部位を有する。また、リール 1 9には所定の張力でひも 1 8を引っ張る張力調整部 2 3があり、生体 1 6をひも 1 8がー周した場合にたるむことや、ひも 1 8を引きすぎて生体 1 6にひも 1 8が食い込むことによる腹囲の測定誤差を軽減している。

以下、本実施の形態 8の内臓脂肪計測装置の動作について説明する。ひも 1 8がリール 1 9に卷き取られた状態から、生体 1 6を一周して腹囲計測部 1 7に固定されるまでにリール 1 9が回転した回転数を、力ゥンタ 2 0がカウントすることで腹囲 Lを計測する。ここで、リール 1 9の回転数をカウントするのではなく、ひも 1 8に単位長さごとにつけられたマークをカウントするこ.とによって腹囲 Lを計測してもよい。生体の臍付近の断面がほぼ円であることから、この計測された腹囲 L と、押し当て圧力が無い状態での皮下脂肪厚 Tとから、実施の形態 7で説明した数 8を用いて皮下脂肪厚を除いた腹囲 L，を求めることができる。この方法により、内臓脂肪演算部 2 4では、皮下脂肪厚を除いた腹囲 L ' を算出する。これにより、各個人の皮下脂肪厚のばらつきを補正した、精度の高い内臓脂肪の指標となる情報量である皮下脂肪厚を除いた腹囲 L，を求めることができる。

また、内臓脂肪演算部 2 4は、計測された腹囲 Lと、押し当て圧力が無い状態での皮下脂肪厚 Tとから、実施の形態 7で説明した数 4を用いて内臓脂肪の量を求める。

このように、実施の形態 8の内臓脂肪計測装置は、皮下脂肪厚を除いた腹囲 L ' や内臓脂肪の量を正確に求めることが出来る。

なお、本実施の形態 8では、押し当て圧力計測部 6及び圧力 Z脂肪厚関連データ 2 5としているが、これらを押し当て圧力検知部 1 3及び安定脂肪厚関連データ 2 6としても良い。

また、内臓脂肪演算部 2 4は演算部 7を同一とする構成であっても良い。

(実施の形態 9 ) .

図 1 7は、本発明の実施の形態 9の内臓脂肪計測装置の構成を示している。実施の形態 8と同様の部分に関しては省略し、相違な点についてのみ記述する。

実施の形態 8と構造が異なる点は、内臓脂肪演算部 5 4を備え、演算部 7及び圧力 Z脂肪厚関連データ 2 5を備えていない点である。それ以外は、実施の形態 8と同様である。

次に、このような本実施の形態の動作を説明する。

実施の形態 9の内臓脂肪計測装置の腹囲計測部 1 7は、実施の形態 8 と同様にして、腹囲 Lを計測する。

そして、腹囲計測部 1 7は計測した腹囲 Lを内臓脂肪演算部 5 4に送信する。また、押し当て圧力計測部 6は、押し当て圧力を計測し、内臓脂肪演算部 5 4に送信する。また、皮下脂肪計測部 2は、皮下脂肪厚を計測し、内臓脂肪演算部 5 4に送信する。

内臓脂肪演算部 5 4は、押し当て圧力を F、皮下脂肪計測部 2で計測された皮下脂肪厚.を T、腹囲 Lとして、実施の形態 7で説明した数 5を利用して内臓脂肪の量 Sを求める。

それ以外は実施の形態 8と同様であるので説明を省略する。

このように、実施の形態 9の内臓脂肪計測装置は、皮下脂肪厚を除いた腹囲 L ' や内臓脂肪の量を正確に求めることが出来る。

(実施の形態 1 0 )

図 1 8は、本発明の実施の形態 1 0の図 1 7は、本発明の実施の形態 9の内臓脂肪計測装置の構成を示している。実施の形態 8と同様の部分に関しては省略し、相違な点についてのみ記述する。

実施の形態 8と構造が異なる点は、内臓脂肪演算部 5 5を備え、演算部 7及び圧力/脂肪厚関連データ 2 5を'備えておらず、また押し当て圧力計測部 6の代わりに押し当て圧力検知部 1 3を備えている点である。実施の形態 8と同様である。

次に、このような本実施の形態の動作を説明する。

実施の形態 1 0の内臓脂肪計測装置の腹囲計測部 1 7は、実施の形態 8と同様にして、腹囲 Lを計測する。そして、腹囲計測部 1 7は計測した腹囲 Lを内臓脂肪演算部 5 5に送信する。

また、実施の形態 1 0の内臓脂肪計測装置の皮下^肪計測部 2は、実施の形態 3と同様にして皮下脂肪厚を計測する。すなわち、皮下脂肪厚計測部 2は、規定値以上の押し当て圧力が加わった状態で皮下脂肪厚を計測する。そして、皮下脂肪厚計測部 2は、計測した皮下脂肪厚を内臓脂肪演算部 5 5に送信する。

内臓脂肪演算部 5 5は、規定値以上の押し当て圧力が加わっている状態で皮下脂肪計測部 2で計測された皮下脂肪厚を T_∞、腹囲 Lとして、実施の形態 7で説明した数 6を利用して内臓脂肪の量 Sを求める。

このように、実施の形態 1 0の内臓脂肪計測装置は、皮下脂肪厚を除いた腹囲 L ' や内臓脂肪の量を正確に求めることが出来る。

また、各実施の形態において、圧力 Ζ脂肪厚関連データ 2 5または安定脂肪厚関連データ 2 6を演算部 7とは別に設ける構成としているが、これらのデータベースが演算部 7に含まれる構成であってもよい。

また、各実施の形態における内臓脂肪計測装置およぴ内臓脂肪計測装置によって得られた、皮下脂肪厚、内臓脂肪量と、身長、体重から、体脂肪率を計算することもできる。

また、得られた皮下脂肪厚、内臓脂肪量を、別途設けられた通信手段によって、外部の機器に伝達することもできる。

なお、本発明のプログラムは、上述した本発明の内臓脂肪計測装置および内臓脂肪計測装置の、演算部または内臓脂肪演算部のいずれかまたは両方の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであつて、コンピュータと協働して動作するプログラムである。

また、本発明の記録媒体は、上述し.た本発明の内臓脂肪計測装置およぴ内臓^^方計測装置の、演算部または内臓脂肪演算部の機能をコンビュータにより実行させるためのプログラム、またはデータベースの、全部または一部を担持した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可 . 能かつ、読み取られた前記プログラムまたは前記データベースが前記コンピュータと協働して利用される記録媒体である。

また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み '取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。また、記録媒体としては、 R O M等が含まれ、伝送媒体としては、ィンターネット等の伝送媒体、光 ·電波 ·音波等が含まれる。

また、上述した本発明のコンピュータは、 C P U等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、 O S、更に周辺機器を含むものであっても良い。

なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。産業上の利用可能性

本発明により、計測再現性の良い、計測部位に圧力が加わっていない状態での皮下脂肪厚を計測できる内臓脂肪計測装置及び内臓脂肪計測方法を提供することができる。 '

また、別の本発明により、皮下脂肪による影響を含まない、内臓脂肪量に相関性のある情報量を計測できる内臓脂肪計測装置及び内臓脂肪計測方法を提供することができる。

Claims

求の

1 . 生体表面に所定の面部を圧着させて皮下脂肪厚を計測する皮下脂肪計測部と、

算出された前記皮下脂肪厚から内臓脂肪量と相関性を有する情報量を算出する内臓脂肪演算部とを備えた、内臓脂肪計測装置。

2 . 前記皮下脂肪計測部から前記生体表面へ加わる圧力を計測する押し当て圧力計測部と、

生体表面への圧力の無い状態での複数種類の皮下脂肪厚の値と、前記複数種類の皮下脂肪厚のそれぞれについての前記生体表面へ加わる圧力と、前記圧力が加わっている状態での皮下脂肪厚との関係についての情報を持つデータベースとを備え、

前記演算部は、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚と、前記押し当て圧力計測部で計測した前記生体表面へ加わる圧力に基づいて、前記データベースを利用して、前記生体表面への圧力が無い状態での皮下脂肪厚を算出する、請求項 1記載の内臓脂肪計測装置。

3 . 生体表面への圧力の無い状態での複数種類の皮下脂肪厚の値と、前記複数種類の皮下脂肪厚のそれぞれについての前記生体表面に前記所定の圧力値以上の圧力が加わっている状態での皮下脂肪厚との関係についての情報を持つデータベースを備え、

前記皮下脂肪計測部は、前記生体表面に前記所定の圧力値以上で前記所定の面部を圧着.させて前記皮下脂肪厚を計測し、

前記演算部は、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚に基づいて、前記データベースを利用して、前記生体表面への圧力が無い状態での皮下脂肪厚を算出する、請求項 1記載の内臓脂肪計測装置。

4. 前記内臓脂肪量と相関性を有する情報量とは、内臓脂肪の量であり、

前記内臓脂肪演算部は、算出された前記皮下脂肪厚から、数 1を利用して前記内臓脂肪の量を算出する、請求項 1記載の内臓脂肪計測装置。

(数 1 )

S =DoX To+ E 0

ここで、 Sは、前記内臓脂肪の量、

D。、 E。は、所定の定数

5. 前記内臓脂肪量と相関性を有する情報量とは、内臓脂肪の量であり、

算出された前記皮下脂肪厚から、数 4を利用して前記内臓脂肪の量を算出する、請求項 1記載の内臓脂肪計測装置。

(数 4)

5 = Go X L -Ho X T o + I o

ここで、 Sは、前記内臓脂肪の量、

Toは、算出された、前記生体表面への圧力が無い状態での皮下脂肪厚、

Lは、前記腹囲

G。、 H。、 I。は、所定の定数

6. 前記所定の圧力値は、 1 0 00 0 P a以上である、請求項 3記載の内臓脂肪計測装置。

7 . 前記皮下脂肪計測部は、光式皮下脂肪計測装置である、請求項

1〜 5のいずれかに記載の内臓脂肪計測装置。

8 . 前記皮下脂肪計測部は、超音波計測装置である、請求項 1〜5 のいずれかに記載の内臓脂肪計測装置。

9 . 前記皮下脂肪計測部は、 .

反射波により前記皮下脂肪厚を計測する超音波素子と、

前記超音波 *子と前記生体表面の間に密閉された空間を形成するドーム状の蓋と、

前記空間に満たされた軟体とを有する、請求項 8記載の内臓脂肪計測

1 0 . 前記腹囲を計測する腹囲計測部を備え、

前記腹囲入力部は、計測された前記腹囲を入力する、請求項 5記載の内臓脂肪計測装置。

1 1 . 前記腹囲計測部は、

ひもと、

前記ひもを卷き取るリールと、

前記リールの回転数をカウントするカウンタとを有する、請求項 1 0 記載の内臓脂肪計測装置。 '

1 2 . 前記腹囲計測部は、前記ひもの張力を所定の値に保持する張力調節機構を有する、請求項 1 1に記載の内臓脂肪計測装置。

1 3 . 前記皮下脂肪計測部を前記生体表面の所定の位置に固定する固定部を有する、請求項 1〜 5の'いずれかに記載の内臓脂肪計測装置。

1 4 . 前記固定部は、臍部に挿入する突起部を有する、請求項 1 3記載の内臓脂肪計測装置。

1 5 . 生体表面に所定の面部を圧着ざせて皮下脂肪厚を計測する皮下脂肪計測ステップと、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚に基づいて前記生体表面への圧力が無い状態での皮下脂肪厚を算出する演算ステップと、

算出された前記皮下脂肪厚から内臓脂肪量と相関性を有する情報量を算出する内臓脂肪演算ステップとを備えた、内臓脂肪計測方法。

.1 6 . 請求項 1記載の'内臓脂肪計測装置の、前記皮下脂肪計測部で計測した皮下脂肪厚に基づいて前記生体表面への圧力が無い状態での皮下脂肪厚を算出する演算部と、

算出された前記皮下脂肪厚から内臓脂肪量と相関性を有する情報量を算出する内臓脂肪演算部として、コンピュータを機能させるためのプログラム。

1 7 . 請求項 1 6記載のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。