技术领域
本发明涉及用于评估内脏脂肪面积的方法和系统。更具体地说， 涉及应用生物电阻抗评估内脏脂肪面积的方法和系统。
背景技术
近年来，内脏脂肪的蓄积作为对健康有严重影响并能引起生活方 式疾病发生的因素日益受到注目。了解内脏脂肪蓄积方法的一例是利 用X射线CT评估内脏脂肪面积。然而，由于用到X射线，要使用这 一方法，放射线学技术人员是必不可少的。这使得这一方法不能广泛 使用。另外，不能说这个方法很理想，因为它使受检者遭到X射线的 照射。此外，这个方法还有一个问题，其操作费用太高。
同时，在脐部的腹围和内脏脂肪面积之间存在关联，并且有办法 利用这一关联评估内脏脂肪面积。
然而，严重影响脐部腹围的测量值的有测量腹围的位置，腹部的 紧张程度，测量的时间，即餐前还是餐后，以及受检者的状况，比如 受检者的姿势。因此，当需要只根据测量值或着重于测量值来评估内 脏脂肪面积时，该评估多半会受到上述测量条件的影响。另外，当受 检者试图自己测量脐部腹围时，受检者多半会在测量时使其腹部紧张 或使测量脱离正确姿势。
发明概述
本发明的目的在于提供一种评估内脏脂肪面积的方法和系统，人 人可用其评估内脏脂肪面积，使用安全，不会受到X射线照射，费用 低廉，并且精确度适当。
根据本发明的一个方面，提供一种根据将受检者的身高，体重， 脂肪量和年龄作为参数的方程评估受检者的内脏脂肪面积的方法。
根据本发明的一个实施方式，当将身高表示为H，体重表示为 Wt，脂肪量表示为FM，年龄表示为Age，内脏脂肪面积表示为VFA， 并且常数表示为C1，C2，C3和C4时，该方程可表示为VFA＝C1× H2/Wt+C2×FM+C3×Age+C4。
根据本发明的另一个实施方式，当将身高表示为H，体重表示为 Wt，脂肪量表示为FM，年龄表示为Age，内脏脂肪面积表示为VFA， 并且常数表示为C21，C22，C23和C24时，该方程可表示为VFA＝C21× H/Wt+C22×FM+C23×Age+C24。
根据本发明的另一个实施方式，当将身高表示为H，体重表示为 Wt，脂肪量表示为FM，年龄表示为Age，内脏脂肪面积表示为VFA， 并且常数表示为C31，C32，C33和C34时，该方程可表示为VFA＝C31× H3/Wt+C32×FM+C33×Age+C34。
根据本发明的另一个实施方式，当将身高表示为H，体重表示为 Wt，脂肪量表示为FM，年龄表示为Age，内脏脂肪面积表示为VFA， 并且常数表示为C41，C42，C43，C44和C45时，该方程可表示为VFA＝ C41×H+C42Wt+C43×FM+C44×Age+C45。
根据本发明的另一个方面，提供一种根据表示为VFA＝C1× H2/Wt+C2×FM+C3×Age+C4的方程评估受检者的内脏脂肪面积的方 法，其中将受检者的身高表示为H，体重表示为Wt，脂肪量表示为 FM，年龄表示为Age，内脏脂肪面积表示为VFA，并且常数表示为 C1，C2，C3和C4。
根据本发明的一个实施方式，脂肪量是根据受检者的身体的两肢 之间的生物电阻抗计算得出。
根据本发明的另一个实施方式，身体的两肢是双足。
根据本发明的另一个实施方式，身体的两肢是双手。
根据本发明的另一个实施方式，身体的两肢是一手一足。
根据本发明的另一个实施方式，脂肪量是躯干的脂肪量。
根据本发明的另一个实施方式，在方程中，至少根据一个个人参 数进行修正，这些参数是日活动强度，有无月经，初潮年龄和初潮后 过去的年数。
根据本发明的一个方面，提供一种评估受检者的内脏脂肪面积的 系统，其构成包括第一输入单元，第二输入单元，第三输入单元，第 四输入单元，计算单元和显示单元，其中所述第一输入单元输入受检 者的身高，所述第二输入单元输入受检者的体重，所述第三输入单元 输入受检者的脂肪量，所述第四输入单元输入受检者的年龄，所述计 算单元根据第一，第二，第三和第四输入单元的数据计算内脏脂肪面 积，而所述显示单元显示计算单元计算出的内脏脂肪面积。
根据本发明的一个实施方式，第一输入单元是身高测量装置。
根据本发明的另一个实施方式，第一输入单元是用于手工输入身 高的按键输入单元。
根据本发明的另一个实施方式，第二输入单元是体重传感器。
根据本发明的另一个实施方式，第二输入单元是用于手工输入受 检者的体重的按键输入单元。
根据本发明的另一个实施方式，第三输入单元是体脂测定器。
根据本发明的另一个实施方式，第三输入单元是用于手工输入受 检者的脂肪量的按键输入单元。
根据本发明的另一个实施方式，第二和第三输入单元是装设有体 脂测定器的人体秤。
根据本发明的另一个实施方式，计算单元根据表示为VFA＝C1× H2/Wt+C2×FM+C3×Age+C4的方程执行计算，其中身高表示为H， 体重表示为Wt，脂肪量表示为FM，年龄表示为Age，内脏脂肪面积 表示为VFA，并且常数表示为C1，C2，C3和C4。
根据本发明的另一个实施方式，计算单元根据表示为VFA＝C21× H/Wt+C22×FM+C23×Age+C24的方程执行计算，其中身高表示为H， 体重表示为Wt，脂肪量表示为FM，年龄表示为Age，内脏脂肪面积 表示为VFA，并且常数表示为C21，C22，C23和C24。
根据本发明的另一个实施方式，计算单元根据表示为VFA＝C31× H3/Wt+C32×FM+C33×Age+C34的方程执行计算，其中身高表示为H， 体重表示为Wt，脂肪量表示为FM，年龄表示为Age，内脏脂肪面积 表示为VFA，并且常数表示为C31，C32，C33和C34。
根据本发明的另一个实施方式，计算单元根据表示为VFA＝C41× H+C42Wt+C43×FM+C44×Age+C45的方程执行计算，其中身高表示 为H，体重表示为Wt，脂肪量表示为FM，年龄表示为Age，内脏脂 肪面积表示为VFA，并且常数表示为C41，C42，C43，C44和C45。
根据本发明的一个方面，提供一种评估受检者的内脏脂肪面积的 系统，其构成包括第一按键输入单元，体重传感器，体脂测定器，第 二按键输入单元，计算单元和显示单元，其中所述第一按键输入单元 手工输入受检者的身高，所述体重传感器测量受检者的体重，所述体 脂测定器测量受检者的体脂，所述第二按键输入单元手工输入受检者 的年龄，所述计算单元根据表示为VFA＝C1×H2/Wt+C2×FM+C3× Age+C4的方程执行计算，其中由第一按键输入单元输入到身高表示为 H，由第二按键输入单元输入的受检者的年龄表示为Age，由所述体 重传感器测量的体重表示为Wt，由所述体脂测定器测定的脂肪量表示 为FM，内脏脂肪面积表示为VFA，而常数表示为C1，C2，C3和C4， 并且所述显示单元显示计算单元计算出的内脏脂肪面积。
根据本发明的一个实施方式，脂肪量是根据受检者的身体的两肢 之间的生物电阻抗计算得出。
根据本发明的另一个实施方式，身体的两肢是双足。
根据本发明的另一个实施方式，身体的两肢是双手。
根据本发明的另一个实施方式，身体的两肢是一手一足。
根据本发明的另一个实施方式，脂肪量是躯干的脂肪量。
根据本发明的另一个实施方式，在方程中，至少根据一个个人参 数进行修正，这些参数是日活动强度，有无月经，初潮年龄和初潮后 过去的年数。
附图简述
图1为作为本发明的一个实施方式的内脏脂肪面积评估系统的外 观透视示意图。
图2为示出图1的内脏脂肪面积评估系统电路配置框图。
图3为说明用来进行为评估内脏脂肪面积所要求的测量和用来评 估内脏脂肪面积的步骤以及图1的内脏脂肪面积评估系统的操作指南 的流程图。
图4为示出显示于图1的内脏脂肪面积评估系统上的测量值和由 测量值计算得出的值的一个示例的示图。
图5为示出年龄和利用X射线CT测量的内脏脂肪面积的关系曲 线图。
图6为示出身高和利用X射线CT测量的内脏脂肪面积的关系曲 线图。
图7为示出体重和利用X射线CT 量的内脏脂肪面积的关系曲 线图。
图8为示出BMI(体重指数，也称体块指数-译者注)和利用X射 线CT测量的内脏脂肪面积的关系曲线图。
图9为示出利用X射线CT测量的内脏脂肪面积和利用生物电阻 抗方法测量的脂肪量的关系曲线图。
图10为示出利用X射线CT测量的内脏脂肪面积和利用生物电阻 抗方法评估的内脏脂肪面积的关系曲线图(男性)。
图11为示出利用X射线CT测量的内脏脂肪面积和利用生物电阻 抗方法评估的内脏脂肪面积的关系曲线图(女性)。
图12A和B为示出根据本发明的系统的第二实施方式的外部配置 图。
图13为示出图12A和B的系统的电路配置框图。
图14为说明用来进行为评估内脏脂肪面积所要求的测量和用来 评估内脏脂肪面积的步骤的流程图以及图12A和B的系统的操作指 南。
图15为示出显示于图12A和B的内脏脂肪面积评估系统上的测 量值和由测量值计算得出的值的一个示例的示图。
标号1和60表示内脏脂肪面积评估系统；2为平台；3a，3b，58a 和58b为载流电极；4a，4b，59a和59b为测量电极；5a为UP(向上) 键；5b为DOWN(向下)键；6为设定键；7a至7e为个人键；9为显示 单元；10为电极切换单元；15为体重传感器；20为电路板；21为高 频恒流电路；22为电压测量电路；23为A/D变换器；24为微处理器； 而25为存储器。
发明的实施方式
下面参照附图对本发明的具体实施方式予以详细说明。
首先，对作为本发明的基础的内脏脂肪面积评估方法予以描述。
本发明对下列各量进行了回归分析：利用X射线CT确定的内脏 脂肪面积，年龄，身高，体重，BMI以及利用生物电阻抗方法确定的 脂肪量。BMI是“Body Mass Index”的缩写。更具体说，是一个将 体重(kg)除以身高的平方(m)而得到的量。
图5为示出男性年龄和利用X射线CT测量的内脏脂肪面积的相 关性的曲线图。相关系数为0.43。与此类似，图5为示出男性身高和 利用X射线CT测量的内脏脂肪面积的相关性的曲线图。相关系数为 0.05。图7为示出男性体重和利用X射线CT测量的内脏脂肪面积的 相关性的曲线图。相关系数为0.60。图8为示出男性BMI和利用X 射线CT测量的内脏脂肪面积的相关性的曲线图。相关系数为0.70。 图9为示出男性脂肪量和利用X射线CT测量的内脏脂肪面积的相关 性的曲线图。相关系数为0.67。
之后，执行多元回归分析，利用表示内脏脂肪面积的VFA作为目 标变量，和利用表示身高的H，表示体重的Wt，表示脂肪量的FT以 及表示年龄的Age作为说明变量。在男性的场合，多元关联系数为 0.83，如图10所示。在女性的场合，多元关联系数为0.81，如图11 所示。
由这些关联，可得出下列的回归方程：
VFA＝C1×H2/Wt+C2×FM+C3×Age+C4 (1)
其中C1～C4为常数。因此，将身高，体重，年龄及由生物电阻抗 确定的FM代入到(1)就可得到VFA。
已知常数C1至C4随个人参数而变化，这些参数包括日活动强度， 有无月经，初潮年龄和初潮后过去的年数。因此，当根据这些个人参 数进行修正时，内脏脂肪面积的评估更准确。
下面对作为本发明的实施方式之一的如上所述的内脏脂肪面积评 估系统予以描述。
图1为内脏脂肪面积评估系统的外观透视示意图。图2为示出图1 的内脏脂肪面积评估系统电路配置框图。在本实施方式的评估系统1 的人体秤的称重平台2上设置有载流电极3a和3b，用来在活体中形 成电流通路，测量电极4a和4b，用来检测在活体中出现的电位差， 设定键6，用来设定个人数据，包括身高，年龄及性别和时间，UP键 5a，用来使数值增加，DOWN键5b，用来使数值减少，个人键7a至 7e，用来根据检索取得的个人数据进行测量，以及显示单元9，用来 显示设定的状态，测量结果或判断结果。另外，如图2所示，在平台 2内部，设置有一个体重传感器15，用来检测载荷并将其变换为电信 号，一个电路板20等等。个人键7a至7e和设定键6也用作电源开关。 在按下个人键7a至7e或设定键6时，系统启动。同时，在测量结果 显示后或即或是在输入数据时经过一定的时间，系统就会停止工作。
电路板20包括一个显示单元9，设置在平台2上，设定键6，UP 键5a，DOWN键5b，高频低电流电路21，用来向载流电极3a和3b 施加一个很弱的高频恒流，一个电压测量电路22，用来测量位于测量 电极4a和4b之间的活体中的电位差，一个A/D变换器电路23，用来 将来自电压测量电路22或体重传感器15的模拟信号变换为数字信号， 一个存储器25，用来存储设定和注册的条件，测量数据等等，以及一 个微处理器24，用来根据测量条件，测量得到的生物电阻抗和体重数 据计算百分体脂并进行控制。电路板20通过导线与载流电极3a和3b， 测量电极4a和4b，体重传感器15及个人键7a，7b，7c和7d中的每 一个相连接。
图3为说明本实施方式中的用来评估内脏脂肪面积的步骤以及内 脏脂肪面积评估系统的操作指南的流程图。下面将参考流程图对全盘 操作予以描述。步骤S2至S5将予以简单介绍，因为是现有技术。在 按下个人键7a至7e中的任何一个或设定键6时，系统启动。当设定 键6按下时，可设定个人数据，包括身高，年龄和性别。同时，当有 一个个人键按下时，就从存储器25读出利用设定键设定的个人数据， 并根据此数据进行测量。在步骤S1，判断设定键6是否按下。如按下 的是设定键6以外的键，系统进入步骤S6。在步骤S2，输入要设定的 个人数。在显示单元9上显示个人数“1”。每当按下UP键5a时， 个人数增加1。在按下设定键6时，个人数设定并将存储于存储器25 中。在步骤S3，输入性别并以与个人数同样的方式进行设定。在步骤 S4，设定身高。在此步骤中，由于在显示单元9上显示身高的初始值， 可分别利用UP键5a或DOWN键5b予以增减。当数值达到要求值时， 可按下设定键6予以确认。在步骤S5，以与设定身高同样的方式设定 年龄。之后，程序结束。
在步骤S6，如个人键7a至7e中的任何一个都未按下，系统返回 步骤S1。在步骤S7，从25中读出与按下的个人键相应的个人数据， 如性别，并显示于显示单元9上，以便受检者检查其按下的个人键是 否正确。在步骤S8，当受检者站立在平台2上时，其体重就被测量。 在步骤S9，如不能获得稳定的测量值，系统就返回步骤S8。在步骤 S10，将体重值存储于存储器25。
在步骤S12，以下面方式测量生物电阻抗。就是说，高频恒流电 路21输出一个一个很弱的高频恒流I。此输出电流通过载流电极3a 和3b施加于受检者。此时，通过受检者的电流由电压测量电路22作 为测量电极4a和4b之间的活体中出现的电位差检测。这一模拟输出 由A/D变换器电路23变换为数字信号V。利用等式Z＝V/I可确定生 物电阻抗Z。在步骤S13，如不能获得稳定的测量值，系统返回到步 骤S12。在步骤S14，将测量的生物电阻抗值存储于存储器25中。
之后，系统前进到步骤S15，根据体重，身高和在步骤S12中测 量的生物电阻抗值计算百分体脂。对于计算百分体脂的方法的描述略 去，因为是本专业人士所熟知的。为确定脂肪量，可将体重乘以百分 体脂。
在步骤S16，利用方程(1)评估内脏脂肪面积。
在步骤S17，如图4所示，在显示单元9上显示测量值和由测量 值计算得出的值。
在上述实施方式中，提供了一个人体秤和一个体脂测定器。不过， 在使用不带有人体秤的体脂测定器(如卡式体脂测定器)的场合，可以 利用UP键5a，DOWN键5b和设定键6手工输入体重值。在此场合， 男性和女性的平均体重值预先存储于存储器25中，并且可以利用UP 键5a和DOWN键5b使数值增减并利用设定键6确认为受检者的体 重。另外，在使用不带有百分体脂测定器的普通计算器的场合，百分 体脂可通过手工方式输入，与输入体重值的场合相同。至于身高值， 尽管在上述实施方式中是利用按键以手工方式输入，但也可以使用测 量装置来取得身高值。
根据百分体脂的定义，一旦体重和百分体脂确定了，就可确定脂 肪量。因此，如可以使用带有体脂测定器的普通人体秤，就可以确定 评估内脏脂肪面积的方程(1)的所有输入变量，并可以利用本发明的评 估方法评估内脏脂肪面积。
在本实施方式的评估系统1中，测量的是双足之间的生物电阻抗。 不过，本发明不限于此，也可以代之以测量双手之间或手足之间的生 物电阻抗。
下面描述本发明的另一实施方式。图12A和B为示出根据本发明 的内脏脂肪评估系统的第二实施方式的外部配置图。本实施方式的评 估系统60不同于图1所示的第一实施方式，区别在于还提供了手用电 极56和57。与第一实施方式相同的构件赋予与第一实施方式中系统 构件的同一标号。左手用电极56包含一个恒流施加电极58a和一个电 压测量电极59a。与此类似，右手用电极57包含一个恒流施加电极58b 和一个电压测量电极59b。
图13为本实施方式的评估系统60的电路块配置框图。8个与双手 双足相连接的电极，即电极3a，3b，4a，4b，58a，58b，59a，59b， 与电极切换单元10相连接。电极切换单元10通过高频恒流电路21和 电压测量电路22与控制单元13相连接。控制单元13包含一个微型计 算机，并且与存储器25相连接以便此处各种数据。
下面参照图14对本实施方式的评估系统60的操作予以说明。执 行与图3中的步骤同样操作的步骤赋予与图3相同的步骤号。步骤S1 至步骤S10的描述略去，因为与图3中的步骤S1至步骤S10相同。
在步骤S21，电极切换单元10根据控制单元13的指示进行切换， 其中的交流电由高频恒流电路21供给电极3a和3b，而电压由电压测 量电路22在电极4a和4b上测量。之后，控制单元13由测量的电压 计算生物电阻抗(BI)。这样，测量BI是针对整个身体和身体的下列四 肢的每一个，即右足，左足，右手和左手。在步骤S22，如不能获得 稳定的测量值，系统就返回步骤S21。在步骤S23，将测量的BI存储 于存储器25。
在步骤S24，由BI计算百分体脂和脂肪量。首先，由整个身体的 BM计算整个身体的百分体脂和脂肪量。之后，由右足，左足，右手 和左手的每一个的BI分别计算右足，左足，右手和左手的百分体脂， 无脂量和脂肪量。之后，计算身体四肢的总脂肪量。其后，从整个身 体的脂肪量减去四肢的总脂肪量而确定躯干的脂肪量。
在步骤S25，利用方程(1)评估内脏脂肪面积。采用躯干的脂肪量 作为方程中的脂肪量FM。
在步骤S26，如图15所示，在显示单元9上显示测量值和由测量 值计算出的值。
用来评估内脏脂肪面积的方程(1)可采取下面的方程(2)的形式。就 是说，利用内脏脂肪面积VFA作为目标变量和利用身高H，体重Wt， 脂肪量FM和年龄Age作为说明变量，可得到下面的回归方程。
VFA＝C21×H/Wt+C22×FM+C23×Age+C24 (2)
其中C21至C24为常数。
与此类似，也可以得到下面的方程(3)与(4)。
VFA＝C31×H3/Wt+C32×FM+C33×Age+C34 (3)
其中C31至C34为常数。
VFA＝C41×H+C42Wt+C43×FM+C44×Age+C45 (4)
其中C41至C45为常数。
已知在方程(1)的场合，常数C21至C24，常数C31至C34，常数C41至C45为随个人参数而变化，这些参数包括日活动强度，有无月经， 初潮年龄和初潮后过去的年数。因此，当根据这些个人参数进行修正 时，内脏脂肪面积的评估更准确。
本发明是根据取受检者的身高，体重和性别以及以生物电阻抗方 法测量的受检者的脂肪量作为参数的方程评估受检者的内脏脂肪面 积。因而，可以对受检者的内脏脂肪面积进行评估而无需担心受检者 受到X射线的照射。
另外，本发明的上述方程表示为VFA＝C1×H2/Wt+C2×FM+C3× Age+C4，其中将受检者的身高表示为H，体重表示为Wt，脂肪量表 示为FM，年龄表示为Age，内脏脂肪面积表示为VFA，并且常数表 示为C1，C2，C3和C4。因此，内脏脂肪面积可以评估得相当准确。
另外还有，在本发明的上述方程中，还根据受检者的个人参数进 行修正，这些参数包括日活动强度，有无月经，初潮年龄和初潮后过 去的年数。因此，内脏脂肪面积的评估可得到进一步的提高。
除此之外，本发明的构成包括输入受检者身高的第一输入单元， 输入受检者体重的第二输入单元，输入受检者脂肪量的第三输入单元， 输入受检者年龄的第四输入单元，根据第一，第二，第三和第四输入 单元的数据计算内脏脂肪面积的计算单元和显示计算单元计算出的内 脏脂肪面积的显示单元。因而，内脏脂肪面积的评估可得到改进。
另外，本发明的第二和第三输入单元是装设有体脂测定器的人体 秤。因而现有的技术可有效地应用。
另外还有，本发明的计算单元根据表示为VFA＝C1×H2/Wt+C2× FM+C3×Age+C4的方程执行计算，其中身高表示为H，体重表示为 Wt，脂肪量表示为FM，年龄表示为Age，内脏脂肪面积表示为VFA， 并且常数表示为C1，C2，C3和C4。因而，内脏脂肪面积的评估可得 到改进。
另外还有，本发明的计算单元在计算内脏脂肪面积中进行根据个 人参数的修正，这些参数是日活动强度，有无月经，初潮年龄和初潮 后过去的年数。因而，内脏脂肪面积的评估可得到进一步的改进。
如上所述，根据本发明，由于不使用X射线，不存在X射线照射 的问题。这意味着本发明不需要放射线学技术人员，因而易于使用。 结果，使得在家中防止肥胖或与生活方式有关系的疾病和由个人监视 进步情况成为可能。另外，由于周长的测量不需要准确地在腹部的脐 部进行，测量时出现的误差少，测量可更准确，并且受检者精神压力 小，并可由其本人自己进行更准确的测量。除此之外，由检验者引起 的人为误差减小，而内脏脂肪可以以合适的准确度进行评估。