專利名稱：腹部阻抗測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于人體的腹部阻抗測量裝置。
技術(shù)背景為了對人體的內(nèi)臟脂肪和皮下脂肪的面積進行精確測量，已經(jīng)使用了基于通過各種CT (計算斷層成像)程序(包括X-射線CT和阻抗CT) 或MRI (磁共振成像)所獲得的斷層攝影圖像來計算體脂數(shù)據(jù)的體脂確 定裝置。常規(guī)上已經(jīng)進行了這樣的研究，其中基于使用與被試者腹部接觸的 阻抗測量電極所測得的阻抗來計算體脂指標。例如，根據(jù)一項研究，基 于使用一對與腹部的前表面和后表面接觸的電流供應(yīng)電極以及與腹部側(cè) 面接觸的電壓測量電極所測得的阻抗，并且基于腰圍來計算人體的內(nèi)臟 脂肪的質(zhì)量或面積。如在Miwa RYO的"Development of Visceral-fat Measuring Method Using Abdominal Bioelectrical Impedance", Himan Kenkyu (Journal of Japan Society for the Study of Obesity), Japan, Japan Society for the Study of Obesity, 2003, Vol,9， No.2， pp.32-38中所公開的， 所述計算方法是根據(jù)CT結(jié)果、阻抗和腰圍之間的關(guān)聯(lián)而得到的。如Hermann SCHARFETTER等人的Assessing abdominal fatness with local bioimpedance analysis: Basics and experimental findings (在 2007 年 2 月 15日的在線搜索中找到)URL : http:〃www.imt.tugraz.at/scharfetter/no—sync/publications/scharfetter—IJO—01. pd併search-'hermannO/o20scharfetteiyo20assessingO/o20abdominal 以及在 JP-A-11-113870中所公開的，已經(jīng)存在這樣的研究，其中，阻抗測量電極 安裝在巻繞被試者腹部的帶上，由此使阻抗測量電極與腹部的前表面接 觸，并且根據(jù)所測得的腹部阻抗來估計皮下脂肪質(zhì)量。在對人的生物阻抗的測量中，即使對于一個特定被試者，所測得的 結(jié)果也可能根據(jù)測量電極的位置而不同。因此，為了保證測量的可再現(xiàn) 性，測量電極應(yīng)該總是設(shè)置在相同的位置。例如，可以考慮將穿過被試 者肚臍并且垂直于中線的橫斷面作為基準面，應(yīng)該總是相對于基準面來 設(shè)置測量電極。然而，在實踐中，難以將阻抗測量電極設(shè)置在這樣的基準位置。例 如，在設(shè)置有阻抗測量電極的帶巻繞在腹部周圍的方法中，存在這樣的 可能性由于帶的變形而使得測量電極的位置可能不對齊。此外，當(dāng)被 試者例如是臥床不起的殘疾人或者是臥床不起的老年人時，將帶巻繞在 腹部需要十分小心。JP-A-2005-288023在圖14中公開了一種用于測量阻抗的裝置，其中 電壓測量電極安裝在固定的支承部上，電流供應(yīng)電極安裝在可旋轉(zhuǎn)的薄 片(flap)上。將電極按壓在被試者腹部的前表面上。然而，因為JP-A-2005-288023中的技術(shù)必須將電極按壓在被試者腹 部的前表面上，所以阻抗的測量結(jié)果可能根據(jù)按壓強度而變化。盡管電 流供應(yīng)電極安裝在其上的可旋轉(zhuǎn)薄片可以相對于固定的支承部進行旋 轉(zhuǎn)，但是每個薄片相對于固定支承部的轉(zhuǎn)角是手動調(diào)整的，即使對于單 個被試者也不能設(shè)置為恒定。阻抗測量結(jié)果可能根據(jù)轉(zhuǎn)角而變化。因此， 不能總是獲得測量的相同可再現(xiàn)性。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明提供了一種腹部阻抗測量裝置，其使得能夠?qū)㈦姌O容 易地設(shè)置在被試者的腹部，從而可以按高度的可再現(xiàn)性來測量阻抗。根據(jù)本發(fā)明， 一種腹部阻抗測量裝置包括多個電極，用于測量被 試者的腹部阻抗；以及用于按如下方式支承所述多個電極的電極支承構(gòu) 件使得所述多個電極從所述電極支承構(gòu)件突起，所述電極支承構(gòu)件包 括排列在一個方向上的多個段，所述多個電極中的每一個安裝在不同的 段上，相鄰的段可旋轉(zhuǎn)地相互連接，所述電極支承構(gòu)件包括用于限制相 鄰段之間的相對轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角限制部。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，因為電極支承構(gòu)件包括可旋轉(zhuǎn)地相互連接的多個段， 并且各個電極安裝在不同段上，所以通過簡單地定位電極支承構(gòu)件，電 極支承構(gòu)件可以由于施加在電極支承構(gòu)件的各個元件上的重力而圍繞被 試者的腹部輪廓在段的邊沿處彎曲，從而從電極支承構(gòu)件突起的電極與 被試者的腹部接觸。因此，可以容易地將電極設(shè)置在被試者的腹部。此 外，因為電極支承構(gòu)件可以由于施加在電極支承構(gòu)件的各個元件上的重 力而彎曲并且與被試者的腹部輪廓一致，由此使電極與被試者的腹部接 觸，所以無需其他力來保持電極與被試者的腹部相接觸。因此，對于特 定被試者，各個電極以基本恒定的力和基本恒定的朝向(即按高度的可 再現(xiàn)性)與腹部接觸。此外，轉(zhuǎn)角限制部防止多個段的相互過旋轉(zhuǎn)。因為被試者的腹部的 橫截面一般為橢圓形，所以優(yōu)選地以如下方式將電極支承構(gòu)件設(shè)置在被 試者的腹部周圍使得電極支承構(gòu)件在段的邊沿處以鈍角而不是銳角彎 曲，從而可以將各個段設(shè)置成與大致橢圓輪廓的一部分基本平行。 一旦 由于多個段的相互過旋轉(zhuǎn)而使得電極支承構(gòu)件以較小的角度(例如銳角) 彎曲，則要花費一些時間來將電極支承構(gòu)件適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在被試者的腹部 周圍。通過用轉(zhuǎn)角限制部來防止多個段的相互過旋轉(zhuǎn)，可以節(jié)省將電極 支承構(gòu)件適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在被試者的腹部周圍的時間。在優(yōu)選實施方式中，所述多個電極包括用于將電流施加到被試者腹 部的兩個電流供應(yīng)電極、以及與被試者腹部的兩個部位相接觸以測量與 其接觸的所述兩個部位之間的電壓的兩個電壓測量電極。所述電流供應(yīng) 電極安裝在所述電極支承構(gòu)件的兩個段上。所述電壓測量電極安裝在所 述電極支承構(gòu)件的與其上安裝有所述電流供應(yīng)電極的段不同的兩個段 上。在其上安裝有一個電流供應(yīng)電極的段與其上安裝有一個電壓測量電 極的段之間至少存在一個段。因為在其上安裝有一個電流供應(yīng)電極的段與其上安裝有一個電壓測 量電極的段之間存在至少一個段，所以，與其上安裝有電流供應(yīng)電極的 段和其上安裝有電壓測量電極的段直接連接的設(shè)計相比，可以增強機構(gòu) 的移動的自由度，并且可以縮短其上安裝有電極的段的長度。因此，對于不同體型的多個被試者，電極支承構(gòu)件可以彎曲為與各種腹部輪廓一 致，對于特定被試者，可以使各個電極按基本恒定的朝向與腹部接觸。在優(yōu)選實施方式中，按如下方式提供所述電極支承構(gòu)件的所述轉(zhuǎn)角 限制部位置離所述電極支承構(gòu)件的中央越近的轉(zhuǎn)角限制部將相鄰段之 間的相對轉(zhuǎn)角限制在越大范圍內(nèi)，位置離所述電極支承構(gòu)件的中央越遠 的轉(zhuǎn)角限制部將相鄰段之間的相對轉(zhuǎn)角限制在越小范圍內(nèi)。對于一般的 人體形態(tài)，因為這種轉(zhuǎn)角限制便于將電極支承機構(gòu)變形為與通常的被試 者腹部輪廓相似的彎曲形狀，并且按高可再現(xiàn)性將電極設(shè)置在適當(dāng)位置 處，所以這種轉(zhuǎn)角限制比其中位置離電極支承構(gòu)件的中央越遠的轉(zhuǎn)角限 制部將相鄰段之間的相對轉(zhuǎn)角限制在越大范圍內(nèi)的設(shè)計更優(yōu)選。此外， 可以使電極支承構(gòu)件迅速地從拉直的狀態(tài)變形為與被試者腹部輪廓相似 的彎曲形狀。在優(yōu)選實施方式中，各個電極包括可以與被試者的腹部接觸的凸曲 面，所述凸曲面被設(shè)置為與所述電極支承構(gòu)件分離。具有發(fā)達腹肌的被 試者或者較瘦的被試者可能由于腹肌而在其前表面上具有大幅的起伏。 因此，如果電極不包括凸曲面，則存在這樣的可能即使電極面向腹肌 的凹陷(位于在腹肌的凹陷的內(nèi)部)，電極也不與被試者的皮膚接觸。相 反，當(dāng)各個電極都包括與被試者的腹部接觸的凸曲面并且凸曲面被設(shè)置 為與電極支承構(gòu)件分離時，即使電極面向腹肌的凹陷(即位于腹肌的凹 陷的內(nèi)部)，電極也可靠地與被試者的皮膚接觸。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的身體組成確定裝置的立體圖； 圖2是示出圖1中的身體組成確定裝置的前視圖；圖3是示出正在測量被試者的生物阻抗的圖1中身體組成確定裝置 的前視圖；圖4是示出圖1中的身體組成確定裝置中的阻抗測量單元的平面圖； 圖5是示出圖1中的身體組成確定裝置的電結(jié)構(gòu)的框圖； 圖6是沿圖4中的線VI-VI截取的剖面圖；圖7是示出阻抗測量單元12并示出電極支承構(gòu)件中的相鄰段之間的 各個相對轉(zhuǎn)角的允許范圍的前視圖；圖8是示出在未提供轉(zhuǎn)角限制部的情況下由操作者握持手柄段的阻 抗測量單元的前視圖；以及圖9是示出放置在由于腹肌而在其前表面上具有大幅起伏的被試者 上吋的阻抗測量單元的前視圖。
具體實施方式
后文中將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的實施方式。在附圖中，長度的 比例可能與實際產(chǎn)品的長度比例不同。圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的身體組成確定裝置的立體圖，圖2 是該身體組成確定裝置的前視圖。該身體組成確定裝置包括腹部寬度確定 裝置IO和阻抗測量單元12。如后面將要描述的，根據(jù)本實施方式的腹部阻 抗測量裝置包括腹部寬度確定裝置10的一些部件和整個阻抗測量單元12。如圖2中所示出的，腹部寬度確定裝置IO包括外殼(殼體)(即框) 16，人(即被試者14)可以位于框16的內(nèi)部?？?6是便攜式的，并且 通常為U形和通常為矩形，而且具有開放的一側(cè)，由此被試者可以容易 地位于所述框內(nèi)。因此，即使被試者14是臥床不起的殘疾人或者是臥床 不起的老年人，也可以將框16容易地定位在被試者14周圍?？?6具有一對一般為平行的腿部(leg) 18a和18b以及固定在腿部 18a和18b的每一個的頂部上的連接部20。在被試者仰躺的情況下，將 腿部18a和18b放置在被試者14仰躺的地板或床上，并且連接部20與 被試者14腹部的前表面相對。距離測量裝置安裝在框16上，來測量多個已知位置和被試者14的 輪廓上的多個測量點之間的距離。在本實施方式中，距離測量裝置包括 安裝在框16的內(nèi)表面上的多個光學(xué)距離傳感器22。光學(xué)距離傳感器22 設(shè)置在垂直平面中。在附圖中，將字母a到h附加到標號22，以標識各 個距離傳感器22。在圖示的實施方式中，提供了八個距離傳感器22a到 22h，但是距離傳感器22的數(shù)目并不限于本實施方式中的數(shù)目。傳感器22a到22d固定在腿部18a，而傳感器22e到22h固定在腿部18b。傳感 器22a到22d的陣列和傳感器22e到22h的陣列之間的距離間隔稱作L。盡管未示出，但是各個光學(xué)距離傳感器22包括用于發(fā)射光束(例如 但不限于紅外光束)的發(fā)光器和用于接收從被試者14上的測量點反射的 光的光接收元件。基于接收到的光的狀態(tài)，光接收元件產(chǎn)生對應(yīng)于從對 應(yīng)傳感器到測量點的距離的電信號。圖2中的La到Lh分別表示由傳感器22a到22h測量的距離。每個 光學(xué)距離傳感器22的光接收元件接收從穿過對應(yīng)距離傳感器22的水平 線(距離測量線)與被試者14的交點反射的光。該點是距離傳感器22 測量的測量點。例如，光學(xué)距離傳感器22a的光接收元件接收從穿過對 應(yīng)距離傳感器22a的水平線與被試者14的交點反射的光，并且它產(chǎn)生對 應(yīng)于從對應(yīng)傳感器22a到所述點的距離La的電信號。類似地，傳感器22b 到22h分別產(chǎn)生對應(yīng)于距離Lb到Lh的電信號。圖1中的箭頭表示傳感 器22a和22e的距離測量線的方向。連接傳感器22a和22e的虛線表示距 離測量線在一條直線上。傳感器22b和22f的距離測量線也在一條直線上。 傳感器22c和22g的距離測量線也在一條直線上。傳感器22d和22h的 距離測量線也在一條直線上。身體組成確定裝置的控制臺布置在連接部20處。更具體地說，如圖1中所示出，提供有用于顯示身體組成確定裝置的操作指南和確定結(jié)果的 顯示器24、以及用于響應(yīng)于操作者的操控而向身體組成確定裝置提供命 令的人工接口 25 (包括按鈕等)。在連接部20內(nèi)部，提供有電路(將在 后面描述)來控制身體組成確定裝置l。如圖2中所示出，發(fā)光器26位于連接部20處，用于向框16內(nèi)部發(fā) 射光束。發(fā)光器26例如可以是但不限于是發(fā)射其中每一個的橫截面都很 窄的一個或更多個光束的激光器。發(fā)光器26可以由分別發(fā)射多個光束的 多個發(fā)光元件組成，或者可以由單個發(fā)光元件組成。通過從發(fā)光器26發(fā)射的光束的幫助，操作者可以將框16 (并由此 將傳感器22a到22h)調(diào)整到相對于被試者14合適的位置和合適的朝向。 例如，可以將框16布置在穿過被試者14的肚臍并且與被試者14的中線垂直的橫斷面中，由此可以將傳感器22a到22h布置在橫斷面中。通過 從發(fā)光器26發(fā)射的光束的幫助，操作者還可以將阻抗測量單元12調(diào)整 到相對于被試者14合適的位置和合適的朝向。例如，可以使阻抗測量單 元12位于穿過被試者14的肚臍并且與被試者14的中線垂直的橫斷面中， 由此使電極30和32也位于該橫斷面中。如圖2到4中所示出，阻抗測量單元12包括用于測量被試者的腹部 阻抗的多個電極30和32、以及用于支承電極30和32的電極支承構(gòu)件 33。電極支承構(gòu)件33包括操作者握持的手柄段(中央段)34、以及從手 柄段34的各個端部沿著手柄段34的縱向延伸的一對臂部36。在本實施 方式中，每個臂部36包括三個臂部段38a、 38b和38c，但是組成每個臂部的臂部段的數(shù)目并不限于本實施方式中的數(shù)目。如圖4中所示出的， 當(dāng)從垂直于圖4的紙面的方向觀察時，這些段(包括手柄段34和臂部段 38a、 38b和38c)排列在一個方向上。如將要詳細描述的，臂部段38a鉸接到手柄段34、臂部段38b鉸接 到臂部段38a，臂部段38c也鉸接到臂部段38b。因此，阻抗測量單元12 的電極支承構(gòu)件33可以在這些元件的邊緣處彎曲。這些臂部段都具有相 同的尺寸，并且當(dāng)兩個臂部36處于相互對應(yīng)的位置時，阻抗測量單元12 關(guān)于手柄段34軸對稱。電極30和32分別安裝在不同的段上。電流供應(yīng)電極30接合到離手 柄段34最遠的臂部段38c的下表面，而電壓測量電極32接合到離手柄 段34最近的臂部段38a的下表面。因此，在每個臂部36中，在其上安 裝有一個電流供應(yīng)電極30的段38c和其上安裝有一個電壓測量電極32 的段38a之間插有一個段38b。然而，各個臂部中的在電流供應(yīng)電極30 和電壓測量電極32之間的臂部段的數(shù)目并不限于本實施方式中的數(shù)目， 該數(shù)目可以為兩個或更多個。臂部段按使得電極30和32從臂部段突起的方式支承電極30和32。 以如下的方式使用電極30和32:電極30和32如圖3中示出的那樣與被 試者14接觸，即，電流供應(yīng)電極30將電流施加到被試者14，電壓測量 電極32用于測量電壓測量電極32之間的電壓。可以基于所述電流和電壓計算被試者14的腹部的生物阻抗。因為阻抗測量單元12的電極支承構(gòu)件33可彎曲，所以電極30和32可以與被試者14的腹部適當(dāng)?shù)亟佑|。 如圖4中所示出，當(dāng)從垂直于圖4的紙面的方向觀察時，電極30和32 排列在電極支承構(gòu)件33的縱向方向上。在框16的連接部20內(nèi)部，提供有電流供應(yīng)電路42 (見圖5)來向 電流供應(yīng)電極30提供電流，提供有電壓測量電路44 (見圖5)來對測量 電極32之間的電壓進行測量。將連接部20和手柄段34相連接的電纜40 包括用于將這些電路與電極30及32電連接的導(dǎo)線。阻抗測量單元12可 以在由電纜40的長度限定的空間內(nèi)相對于框16進行移動。接著，將參照圖5描述身體組成確定裝置的電結(jié)構(gòu)。在框16的連接 部20的內(nèi)部，提供有電路來控制身體組成確定裝置1。更具體地說，在 連接部20的內(nèi)部，提供了微計算機52、切換器53、 A/D (模擬到數(shù)字) 轉(zhuǎn)換器54、前面提及的電流供應(yīng)電路42以及前面提及的電壓測量電路 44。微計算機52與顯示器24、人工接口25、電流供應(yīng)電路42、電壓測 量電路44、發(fā)光器26以及A/D轉(zhuǎn)換器54電連接。響應(yīng)于來自人工接口 25的命令，微計算機52使發(fā)光器26發(fā)射光束。 響應(yīng)于來自人工接口 25的確定腹部寬度的命令，微計算機52驅(qū)動用于傳 感器的驅(qū)動機構(gòu)(未示出)，以使傳感器22a到22h的發(fā)光元件發(fā)射光束。切換器53將來自光學(xué)距離傳感器22a到22h的光接收元件的輸出信 號一個接一個按順序傳送到A/D轉(zhuǎn)換器54。 A/D轉(zhuǎn)換器54將從切換器53 提供的信號按順序轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。將該數(shù)字信號提供給微計算機52。因 此，將對應(yīng)于來自光學(xué)距離傳感器22a到22h的輸出信號的數(shù)字距離信號 提供給微計算機52。每個數(shù)字距離信號表示對應(yīng)的光學(xué)距離傳感器22和被 試者14上與對應(yīng)的光學(xué)距離傳感器22相對應(yīng)的測量點之間的間隔距離。微計算機52用作基于從傳感器輸出的距離信號來估計被試者14的 腹部寬度值的寬度估計器。為了此目的，微計算機52基于距離信號來計 算被試者14的腹部的測量點間距離。更具體地說，基于來自傳感器22a 和22e的距離信號，微計算機52根據(jù)下式來計算測量點間距離Wl (見 圖2):10Wl -L-:La-Le基于來自傳感器22b和22f的距離信號，按照W2 = L - Lb - Lf來計 算測量點間距離W2。此外，基于來自傳感器22c和22g的距離信號，按 照W3 = L - Lc - Lg來計算測量點間距離W3 ，而基于來自傳感器22d和 22h的距離信號，按照W4 = L-Ld-Lh來計算測量點間距離W4。之后，作為寬度估計器，微計算機52從測量點間距離Wl到W4中 選擇最大值。將該最大值取為被試者14的腹部寬度值。微計算機52使 顯示器24示出該寬度值。在從人工接口 25接收了測量阻抗的命令時，微計算機52驅(qū)動電流 供應(yīng)電路42和電壓測量電路44，從而電流供應(yīng)電路42在電流供應(yīng)電極 30之間傳遞電流，電壓測量電路44測量電壓測量電極32之間的電壓。 微計算機52計算生物阻抗，所述生物阻抗與由電壓測量電路44測量的 電壓和提供給電流供應(yīng)電極30的電流的比率相關(guān)。根據(jù)本實施方式的腹部阻抗測量裝置包括前面提及的阻抗測量單元 12、和腹部寬度確定裝置10的一些部件(具體地說，框16、發(fā)光器26 以及微計算機52)。微計算機52還用作身體組成指標計算器，用于基于腹部阻抗測量裝 置測量(即由微計算機52計算)的阻抗和微計算機52估計的寬度值來 計算身體組成指標。身體組成指標例如包括但不限于皮下脂肪厚度、腹 部肌肉厚度、皮下脂肪面積、內(nèi)臟脂肪面積、腹部總脂肪面積、軀干脂 肪率以及全身脂肪率。例如在日本特開2005-288023號公報(2005年公 開)中已經(jīng)公知用于確定身體組成指標的理論，所以本文未對它們進行 描述。在此通過引用并入日本特開2005-288023號公報的全部內(nèi)容。微計 算機52使顯示器24示出這些計算出的指標。圖6是沿圖4中的線VI-VI截取的剖面圖。在圖6中，按較大的比 例示出一個臂部36，而另一個臂部36與圖6中所示出的臂部是對稱并相 同的。參照圖6，將描述電極支承構(gòu)件33的段(包括手柄段34以及臂部 段38a、 38b和38c)的細節(jié)。如圖6中所示出的，臂部段38a、 38b和38c中的每一個包括固定于彼此的上殼60和下殼62，并且具有中空結(jié)構(gòu)，由殼60和62限定了內(nèi)部 空間64。類似地，手柄段34包括固定于彼此的上殼70和下殼72，并且 具有中空結(jié)構(gòu)，由殼70和72限定了內(nèi)部空間74。在臂部段38a的內(nèi)部 空間64中，按穿透臂部段38a的下殼62的方式設(shè)置有用電導(dǎo)體制作的 螺釘67，并且螺釘67緊固于具有中空結(jié)構(gòu)的一個電壓測量電極32的插 孔(hub) 32a。圖5中的電壓測量電路44通過導(dǎo)線(未示出)與螺釘67 連接。另一方面，在臂部段38c的內(nèi)部空間64中，按穿透臂部段38c的 下殼62的方式設(shè)置有用電導(dǎo)體制作的螺釘69，并且螺釘69緊固于具有 中空結(jié)構(gòu)的一個電流供應(yīng)電極30的插孔30a。圖5中的電流供應(yīng)電路42 通過導(dǎo)線(未示出)與螺釘69連接。在各個臂部段38a、 38b和38c的一端形成有開口 66,而在各個臂部 段38a、 38b和38c的另一端形成有一對突起68 (同樣見圖4)。在手柄 段34的每一端形成有開口 76。臂部段38a的突起68插入到手柄段34的 一個開口 76中，并且通過銷80可旋轉(zhuǎn)地連接到形成在手柄段34的內(nèi)壁 82。因此，臂部段38a可以圍繞手柄段34內(nèi)的同軸銷80旋轉(zhuǎn)。臂部段 38b的突起68插入到臂部段38a的開口 66中，并且通過銷80可旋轉(zhuǎn)地 連接到形成在臂部段38a的內(nèi)壁84。因此，臂部段38b可以圍繞臂部段 38a內(nèi)的同軸銷80旋轉(zhuǎn)。臂部段38c的突起68插入到臂部段38b的開口 66中，并且通過銷80可旋轉(zhuǎn)地連接到形成在臂部段38b的內(nèi)壁84。因 此，臂部段38c可以圍繞臂部段38b內(nèi)的同軸銷80旋轉(zhuǎn)。用阻塞板86 阻塞臂部段38c的開口 66。因此，在電極支承構(gòu)件33中，相鄰的段可旋轉(zhuǎn)地相互連接。電極支 承構(gòu)件33還包括用于限制相鄰段之間的相對轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角限制部。更具體 地說，手柄段34的下殼72包括位于手柄段34的開口 76附近的側(cè)面轉(zhuǎn) 角限制壁90和下部轉(zhuǎn)角限制壁92。臂部段38a相對于手柄段34的旋轉(zhuǎn) 受側(cè)面轉(zhuǎn)角限制壁90和下部轉(zhuǎn)角限制壁92的限制。更具體地說，當(dāng)臂 部段38a的突起68的側(cè)邊沿碰在側(cè)面轉(zhuǎn)角限制壁90上時，圖6中的臂 部段38a相對于手柄段34在順時針方向上的旋轉(zhuǎn)停止，而當(dāng)臂部段38a 的突起68的下邊沿碰在下部轉(zhuǎn)角限制壁92上時，臂部段38a在逆時針方向上的旋轉(zhuǎn)停止。因此，臂部段38a的突起68的右下角(圖6中)的 角度與手柄段34的側(cè)面轉(zhuǎn)角限制壁90和下部轉(zhuǎn)角限制壁92的相遇所形 成的角度之間的角度差為臂部段38a相對于手柄段34的允許旋轉(zhuǎn)范圍。 在圖7中由m表示允許旋轉(zhuǎn)角度范圍。此外，臂部段38a和38b中的每一個的下殼62包括位于其開口 66 附近的作為轉(zhuǎn)角限制部的側(cè)面轉(zhuǎn)角限制壁94和下部轉(zhuǎn)角限制壁96。當(dāng)臂 部段38b的突起68的側(cè)邊沿碰在臂部段38a的側(cè)面轉(zhuǎn)角限制壁94上時， 圖6中的臂部段38b相對于臂部段38a在順時針方向上的旋轉(zhuǎn)停止，而 當(dāng)臂部段38b的突起68的下邊沿碰在臂部段38a的下部轉(zhuǎn)角限制壁96 上時，臂部段38b在逆時針方向上的旋轉(zhuǎn)停止。因此，臂部段38b的突 起68的右下角(圖6中)的角度與臂部段38a的側(cè)面轉(zhuǎn)角限制壁94和 下部轉(zhuǎn)角限制壁96的相遇所形成的角度之間的角度差為臂部段38b相對 于臂部段38a的允許旋轉(zhuǎn)范圍。在圖7中由62表示允許旋轉(zhuǎn)角度范圍。當(dāng)臂部段38c的突起68的側(cè)邊沿碰在臂部段38b的側(cè)面轉(zhuǎn)角限制壁 94上時，圖6中的臂部段38c相對于臂部段38b在順時針方向上的旋轉(zhuǎn) 停止，而當(dāng)臂部段38c的突起68的下邊沿碰在臂部段38b的下部轉(zhuǎn)角限 制壁96上時，臂部段38c在逆時針方向上的旋轉(zhuǎn)停止。因此，臂部段38c 的突起68的右下角(圖6中)的角度與臂部段38b的側(cè)面轉(zhuǎn)角限制壁94 和下部轉(zhuǎn)角限制壁96的相遇所形成的角度之間的角度差為臂部段38c相 對于臂部段38b的允許旋轉(zhuǎn)范圍。在圖7中由"表示允許旋轉(zhuǎn)角度范圍。圖7是示出阻抗測量單元12并示出電極支承構(gòu)件33中的相鄰段之 間的各個相對轉(zhuǎn)角允許范圍的前視圖。在圖7中示出的狀態(tài)中，所有的段 都拉直，并且所有這些段之間的相對轉(zhuǎn)角都為零。在這種狀態(tài)下，臂部段 38a的突起68 (圖6中示出)的側(cè)邊沿與側(cè)面轉(zhuǎn)角限制壁90接觸，臂部 段38b的突起68的側(cè)邊沿與臂部段38a的側(cè)面轉(zhuǎn)角限制壁94接觸，并且 臂部段38c的突起68的側(cè)邊沿與臂部段38b的側(cè)面轉(zhuǎn)角限制壁94接觸。從圖7中的狀態(tài)，臂部段38a可以相對于手柄段34旋轉(zhuǎn)允許旋轉(zhuǎn)角 度范圍ei至虛幻線指示的傾斜位置。當(dāng)臂部段38a旋轉(zhuǎn)到虛幻線指示的 傾斜位置時，臂部段38a的突起68 (圖6中示出)的下邊沿與下部轉(zhuǎn)角限制臂部92接觸。從圖7中的狀態(tài)，臂部段38b可以相對于臂部段38a旋轉(zhuǎn)允許旋轉(zhuǎn) 角度范圍M至虛幻線指示的傾斜位置。當(dāng)臂部段38b旋轉(zhuǎn)到虛幻線指示 的傾斜位置時，臂部段38b的突起68 (圖6中示出)的下邊沿與臂部段 38a的下部轉(zhuǎn)角限制臂部96接觸。從圖7中的狀態(tài)，臂部段38c可以相對于臂部段38b旋轉(zhuǎn)允許旋轉(zhuǎn) 角度范圍M至虛幻線指示的傾斜位置。當(dāng)臂部段38c旋轉(zhuǎn)到虛幻線指示 的傾斜位置時，臂部段38c的突起68 (圖6中示出)的下邊沿與臂部段 38b的下部轉(zhuǎn)角限制臂部96接觸。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，因為電極支承構(gòu)件33包括這些可旋轉(zhuǎn)地相互連接的 段(手柄段34以及臂部段38a、 38b和38c)，并且因為多個電極30和 32分別安裝在不同段上，所以通過如圖3中示出的那樣簡單地定位電極 支承構(gòu)件33，電極支承構(gòu)件33可以由于施加在電極支承構(gòu)件33的各個 元件上的重力而圍繞被試者14的腹部輪廓在段的邊沿處彎曲，從而從電 極支承構(gòu)件33突起的電極30和32與被試者14的腹部接觸。因此，可 以容易地將電極30和32設(shè)置在被試者14的腹部處。此外，因為可以通 過施加在電極支承構(gòu)件33的各個元件上的重力而使得電極支承構(gòu)件33 彎曲并且與被試者14的腹部輪廓一致，由此使電極30和32與被試者14 的腹部接觸，所以無需其他力來保持電極30和32與被試者14的腹部相 接觸。因此，對于單個被試者14，各個電極30和32以基本恒定的力和 基本恒定的朝向(即按高度的可再現(xiàn)性)與腹部接觸。此外，轉(zhuǎn)角限制部防止多個段的相互過旋轉(zhuǎn)。因為被試者14的腹部 的橫截面一般為橢圓形，所以優(yōu)選地以如下方式將電極支承構(gòu)件33設(shè)置 在被試者14的腹部周圍使得電極支承構(gòu)件33在段的邊沿處以鈍角而 不是銳角彎曲，從而各個段被設(shè)置成與大致橢圓輪廓的一部分基本平行。 一旦由于多個段的相互過旋轉(zhuǎn)而使得電極支承構(gòu)件33以較小的角度(例 如銳角)彎曲，則要花費一些時間來將電極支承構(gòu)件33適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在被 試者的腹部周圍。圖8是示出在未提供轉(zhuǎn)角限制部的情況下由操作者握 持手柄段34的阻抗測量單元12的前視圖。在圖8中示出的狀態(tài)中，因為不存在轉(zhuǎn)角限制部，所以每個臂部段38a相對于手柄段34旋轉(zhuǎn)接近直 角的角度。因此，電極支承構(gòu)件33不能迅速地變形到與被試者14的腹 部輪廓一致的狀態(tài)(例如在圖3中示出的狀態(tài))。通過用轉(zhuǎn)角限制部防止 段的相互過旋轉(zhuǎn)，可以節(jié)省將阻抗測量單元12適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在被試者的腹 部周圍的時間。在每個臂部36中，在其上安裝有一個電流供應(yīng)電極30的段38c與 其上安裝有一個電壓測量電極32的段38a之間插有至少一個(具體地說， 在本實施方式中為一個)段38b。因此，與其上安裝有電流供應(yīng)電極30 的段38c和其上安裝有電壓測量電極32的段38a直接連接的設(shè)計相比， 可以增強機構(gòu)的移動的自由度，并且可以縮短其上安裝有電極30和32 的段38a和38c的長度。因此，對于不同體型的多個被試者14，電極支 承構(gòu)件33可以彎曲并且與各種腹部輪廓一致，對于特定被試者14，電極 30和32中的每一個可以按基本恒定的朝向與腹部接觸。優(yōu)選地，按如下方式提供電極支承構(gòu)件33中的轉(zhuǎn)角限制部離中央 的手柄段34越遠，相鄰段的相對旋轉(zhuǎn)的允許旋轉(zhuǎn)角度范圍越小。因此優(yōu) 選地，貝〉^>63。對于一般的人體類型，因為這種轉(zhuǎn)角限制便于將電極 支承機構(gòu)33變形成與通常的被試者腹部輪廓一致的彎曲形狀，并且按高 可再現(xiàn)性將電極30和32設(shè)置在適當(dāng)位置處，所以這種轉(zhuǎn)角限制比 0KW〈03的設(shè)計更優(yōu)選。此外，可以使電極支承構(gòu)件33迅速地從拉直 的狀態(tài)變形成與被試者腹部輪廓一致的彎曲形狀。如圖6中所示出的，電極30和32中的每一個包括與被試者14的腹 部接觸的凸曲面100以及從凸曲面100光滑延續(xù)的圓柱形外周面102。外 周面12沿電極的軸向的長度優(yōu)選地等于或大于3.5毫米，并且更優(yōu)選地 等于或大于5.0毫米。優(yōu)選地，將外周面102的長度確定為足以使得凸曲 面被設(shè)置為與電極支承構(gòu)件33分離。如圖9中所示出，具有發(fā)達腹肌的被試者14或者較瘦的被試者14 可能由于腹肌而在其前表面上具有比圖3中示出的被試者14的起伏更大 幅的起伏。因此，如果電極30和34不包括凸曲面，則存在這樣的可能 即使電極30和32面向腹肌的凹陷104(位于在腹肌的凹陷104的內(nèi)部)，電極30和32也不與被試者14的皮膚接觸。相反，當(dāng)如本實施方式那樣 電極30和32中的每一個都包括與被試者14的腹部接觸的凸曲面100并 且凸曲面100被設(shè)置為與電極支承構(gòu)件33分離時，即使電極30和32面 向腹肌的凹陷104 (即位于腹肌的凹陷104的內(nèi)部)，電極30和32也可 靠地與被試者14的皮膚接觸。 變型例在上述實施方式中，轉(zhuǎn)角限制部為位于與其旋轉(zhuǎn)受到限制的段相鄰 的段內(nèi)的壁(側(cè)面轉(zhuǎn)角限制壁90或94和下部轉(zhuǎn)角限制壁92或96)。然 而，并非旨在將本發(fā)明的范圍限制在該實施方式。轉(zhuǎn)角限制部可以是銷、 桿、臺階、或者固定或形成在相鄰段處的用于限制轉(zhuǎn)角的任何其他手段。在上述實施方式中，多個傳感器22固定到框16。然而，傳感器可 以可移動地接合到各個腿部18a和18b，并且在已知位置驅(qū)動各個傳感器 以測量從對應(yīng)傳感器到被試者輪廓上的多個測量點的距離。在上述實施方式中，將光學(xué)距離傳感器22用作距離測量裝置來以非 接觸方式測量從多個已知位置到被試者14的輪廓上的多個測量點的距 離。然而，距離測量裝置可以是其他類型的非接觸距離測量裝置。在上述實施方式中，直接根據(jù)被試者14的腹部寬度和生物阻抗計算 身體組成指標。然而，可以根據(jù)腹部寬度計算其他指標(例如腹部的橫 截面面積或腰圍)，然后根據(jù)該指標和生物阻抗計算身體組成指標。在上述實施方式中，為了確定腹部寬度，將傳感器22a到22h布置 在穿過被試者14的肚臍并與被試者14的中線垂直的橫斷面中。然而， 通過調(diào)整發(fā)光器26相對于傳感器22a到22h的位置，可以將傳感器22a 到22h布置在垂直于被試者14的中線的另一橫斷面中來確定腹部寬度。在上述實施方式中，為了測量腹部的生物阻抗，可以將電極30和 32也布置在穿過被試者14的肚臍并與被試者14的中線垂直的橫斷面中。 然而，通過調(diào)整相對于電極30和32的手柄34上的標記位置以及光接收 元件位置中的至少一個，可以將電極30和32布置在垂直于被試者14的 中線的另一橫斷面中來測量腹部的生物阻抗。
權(quán)利要求
1、一種腹部阻抗測量裝置，該腹部阻抗測量裝置包括多個電極，用于測量被試者的腹部阻抗；以及電極支承構(gòu)件，用于按如下方式支承所述多個電極使得所述多個電極從所述電極支承構(gòu)件突起，所述電極支承構(gòu)件包括排列在一個方向上的多個段，所述多個電極中的每一個安裝在不同的段上，相鄰的段可旋轉(zhuǎn)地相互連接，所述電極支承構(gòu)件包括用于限制相鄰段之間的相對轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角限制部。
2、 如權(quán)利要求1所述的腹部阻抗測量裝置，其中，所述多個電極包括用于將電流施加到被試者腹部的兩個電流供應(yīng)電極、以及與被試者腹部的兩個部位相接觸以測量與其接觸的所述兩個部位之間的電壓的兩個電壓測量電極，所述電流供應(yīng)電極安裝在所述電極支承構(gòu)件的兩個段上，所述電壓測量電極安裝在所述電極支承構(gòu)件的與其上安裝有所述電流供應(yīng)電極的所述兩個段不同的兩個段上，在其上安裝有一個電流供應(yīng)電極 的段與其上安裝有一個電壓測量電極的段之間至少存在一個段。
3、 如權(quán)利要求l所述的腹部阻抗測量裝置，其中，所述電極支承構(gòu) 件的所述轉(zhuǎn)角限制部是按如下方式設(shè)置的位置離所述電極支承構(gòu)件的 中央越近的轉(zhuǎn)角限制部將相鄰段之間的相對轉(zhuǎn)角限制在越大范圍內(nèi)，位 置離所述電極支承構(gòu)件的中央越遠的轉(zhuǎn)角限制部將相鄰段之間的相對轉(zhuǎn) 角限制在越小范圍內(nèi)。
4、 如權(quán)利要求l所述的腹部阻抗測量裝置，其中，各個電極包括可 以與被試者的腹部接觸的凸曲面，所述凸曲面被設(shè)置為與所述電極支承 構(gòu)件分離。
全文摘要
本發(fā)明提供腹部阻抗測量裝置。所述腹部阻抗測量裝置包括用于測量被試者的腹部阻抗的多個電極，并且包括按如下方式支承所述多個電極的電極支承構(gòu)件使得所述多個電極從所述電極支承構(gòu)件突起。所述電極支承構(gòu)件包括排列在一個方向上的多個段，所述多個電極分別安裝在不同的段上，相鄰的段可旋轉(zhuǎn)地相互連接。所述電極支承構(gòu)件還包括用于限制相鄰段之間的相對轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)角限制部。
文檔編號A61B5/053GK101273888SQ20081008291
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月27日
發(fā)明者辻浩司 申請人:株式會社百利達