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Dokumentenidentifikation DE602004008012T2 13.12.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001530948
Titel Verfahren und Vorrichtung zur subkutanen Fettdickemessung
Anmelder Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka, JP
Erfinder Kondoh, Kazuya, Katano-shi Osaka 576-0022, JP;
Uchida, Shinji, Neyagawa-shi Osaka 572-0807, JP
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Aktenzeichen 602004008012
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 15.11.2004
EP-Aktenzeichen 040271025
EP-Offenlegungsdatum 18.05.2005
EP date of grant 08.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.12.2007
IPC-Hauptklasse A61B 5/107(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse G01B 11/06(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   G01N 21/17(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   G01N 21/27(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   G01N 21/35(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Dicke von subkutanem Fett, bei dem die Dicke von lokalem subkutanem Fett optisch gemessen wird, eine Vorrichtung zum Messen der Dicke von subkutanem Fett sowie ein Programm und ein Aufzeichnungsmedium hierfür.

Hintergrund der Erfindung

In 13 ist ein herkömmliches Verfahren zum Messen der Dicke von subkutanem Fett 4 in einem lebenden Körper durch ein Lichtempfangselement 3 beschrieben, das Licht empfängt, das durch eine Lichtquelle 2 an einer Oberfläche des lebenden Körpers 1 in den lebenden Körper 1 eintritt, durch den lebenden Körper hindurchläuft, während es darin gestreut und absorbiert wird, und sodann an der Oberfläche des lebenden Körpers wieder austritt (siehe hierzu beispielsweise das japanische offengelegte Patent Nr. 2000-155091). Die gesamte Offenbarung der vorgenannten Druckschrift ist zur Gänze durch Verweisung in die vorliegende Offenbarung aufgenommen. Darüber hinaus wird in der vorgenannten Druckschrift ein Verfahren zum Kompensieren einer Schwankung infolge eines Farbunterschiedes der Haut 5 unter Verwendung der Stärke desjenigen Lichtes beschrieben, das von einem Lichtempfangselement 3 empfangen wird, das wiederum in der Nähe der Lichtquelle angeordnet ist.

Muskeln und Fett weisen merklich unterschiedliche Eigenschaften der Lichtausbreitung auf. Muskeln absorbieren mehr Licht, während Fett mehr Licht streut. Der Unterschied bei den Eigenschaften der Lichtausbreitung ist bei Licht mit einer Wellenlänge zwischen 500 nm und 1000 nm merklich. Daher wird, wenn das subkutane Fett 4 dicker ist, mehr Licht, das von der Lichtquelle 2 in die Oberfläche des lebenden Körpers geht, in dem subkutanen Fett 4 gestreut und diffundiert nicht nur in Richtung der Tiefe, sondern auch in seitlicher Richtung.

Daher nimmt das Licht, das in seitlicher Richtung diffundiert und von der Oberfläche des lebenden Körpers 1 ausgeht, entsprechend der Zunahme der Dicke des subkutanen Fettes 4 zu. Die Dicke und die Menge des subkutanen Fettes 4 können durch das Lichtempfangselement 3 bestimmt werden, das das von der Oberfläche des lebenden Körpers 1 ausgehende Licht empfängt.

Darüber hinaus sind entsprechend diesem Verfahren die Lichtquelle 2 und mehrere Lichtempfangselemente 3 derart angeordnet, dass mehrere Lichtempfangs-/Lichtemissionslängen festgestellt werden können. Beim Bestimmen der Stärke des Lichtes, das von jedem der Lichtempfangselemente 3 empfangen wird, wird daher ein Fehler infolge eines Farbunterschiedes der Haut 5 unter Verwendung der Stärke des Lichtes kompensiert, das von demjenigen Lichtempfangselement empfangen wird, das wiederum der Lichtquelle 2 am nächsten ist.

Die Druckschrift US 6,587,702 B1 offenbart ein nichtinvasives System zur Bestimmung von Eigenschaften sowie zum Klassifizieren des Zustandes und der Struktur einer Gewebeprobe, wobei das System in einem Absorptionsspektrum des In-vivo-Gewebes im Nahinfrarot arbeitet. Da dieses System einen Wellenlängenbereich von 1110 bis 2500 nm verwendet, ergeben sich Messungen der Dicke von subkutanem Fett, bei denen eine Berichtigung der Einflüsse von Wasser erreicht werden kann.

Aus der Druckschrift US 2002/0173780 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren für fotokosmetische und fotodermatologische Behandlungen bekannt. Aus dieser Druckschrift ist zudem eine Beziehung zwischen Wasser und dem Absorptionsvermögen von Blut bekannt.

Die Druckschrift EP 1 013 219 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Messen von Information über einen lebenden Körper, wobei die Vorrichtung die zur Messung von Körperfett unter Verwendung einer Lichtemissionsvorrichtung und von Lichtempfangsvorrichtungen zum Erfassen eines transmittierenden Lichtstrahles nach dessen Durchlauf durch das Gewebe des Objektes und eines reflektierten Lichtstrahles und einer CPU zum Berechnen der Dicke des subkutanen Fettes geeignet ist, wobei die Lichtempfangsvorrichtungen in verschiedenen Abständen von der Lichtemissionsvorrichtung angeordnet sind, um Effekte zu kompensieren, die mit den Eigenschaften der Haut des Objektes, an dem die Messung durchgeführt wird, in Zusammenhang stehen.

Obwohl die vorstehend beschriebene herkömmliche Vorrichtung zum Messen der Dicke von subkutanem Fett einen Fehler infolge eines Farbunterschiedes der Haut 5 kompensieren kann, kann sie keine Fehler ausgleichen, die von Schwankungen bei der Lichtabsorption durch das subkutane Fett 4 herrühren, die wiederum durch eine Schwankung der Blutmenge bedingt sind.

Das subkutane Fett 4 eines den Messgegenstand darstellenden menschlichen Körpers umfasst ein Netzwerk von Blutgefäßen und kann insgesamt als einheitliches Gebilde betrachtet werden. Die Menge des durch das Gebilde fließenden Blutes schwankt jedoch in Abhängigkeit von Anstrengung oder Schlaf, was eine Schwankung der Blutkonzentration bedingt, was wiederum zur Folge hat, dass die Lichtabsorption durch das subkutane Fett 4 schwankt.

Wie vorstehend beschrieben worden ist, tritt bei der herkömmlichen Vorrichtung zum Messen der Dicke von subkutanem Fett ein Problem dahingehend auf, dass diese Vorrichtung Fehler infolge einer Schwankung der Lichtabsorption durch das subkutane Fett 4 nicht kompensieren kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Zur Lösung des vorbeschriebenen Problems besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zum Messen der Dicke von subkutanem Fett, durch das man Information über das subkutane Fett, so beispielsweise die Dicke des subkutanen Fettes, mit hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit erhalten kann, ein Verfahren zum Messen der Dicke von subkutanem Fett sowie ein Programm und ein Aufzeichnungsmedium hierfür bereitzustellen.

Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Dicke von subkutanem Fett, das umfasst:

einen Bestrahlungsschritt des Bestrahlens einer Oberfläche eines lebenden Körpers mit mehreren Lichtstrahlen, die verschiedene Mittenwellenlängen haben;

einen Lichtempfangsschritt des Empfangens der mehreren Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen, die von der Oberfläche eines lebenden Körpers ausgehen, und des Messens der Stärke jedes der empfangenen mehreren Lichtstrahlen;

einen Berechnungsschritt des Berechnens der Dicke von subkutanem Fett des lebenden Körpers aus den Stärken der mehreren empfangenen Lichtstrahlen, die in dem Lichtempfangsschritt gemessen werden, unter Verwendung einer Beziehung zwischen Dicken von subkutanem Fett und Stärken mehrerer Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Mittenwellenlängen, wenn die Blutkonzentrationen im subkutanen Fett voneinander verschieden sind;

wobei die mehreren Lichtstrahlen zwei Lichtstrahlen einer ersten Mittenwellenlänge beziehungsweise einer zweiten Mittenwellenlänge sind,

die erste Mittenwellenlänge zwischen 650 nm und 700 nm fällt und die zweite Mittenwellenlänge zwischen 800 nm und 850 nm fällt.

Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Dicke von subkutanem Fett entsprechend dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei

die Beziehung eine Beziehung zwischen der Stärke jedes der mehreren empfangenen Lichtstrahlen, die in Schritten festgestellt wird, die dem Bestrahlungsschritt und dem Lichtempfangsschritt entsprechen und für eine Oberfläche eines lebenden Körpers mit einer bekannten Dicke von subkutanem Fett durchgeführt werden, und der bekannten Dicke von subkutanem Fett ist, und

es mehrere Beziehungen zwischen der Stärke von empfangenem Licht und der Dicke von subkutanem Fett für mehrere Blutkonzentrationen gibt.

Der dritte Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Dicke von subkutanem Fett entsprechend dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei der Berechnungsschritt einschließt:

Vergleichen der bekannten Dicken von subkutanem Fett, die jeweils den Stärken der mehreren empfangenen Lichtstrahlen entsprechen, die in dem Lichtempfangsschritt für die Blutkonzentrationen festgestellt werden; und

Ermitteln einer Beziehung zwischen der Blutkonzentration und der bekannten Dicke von subkutanem Fett, bei der der gleiche Wert, den die Stärken der mehreren empfangenen Lichtstrahlen gemeinsam haben, festgestellt wird, und Bestimmen der bekannten Dicke von subkutanem Fett, die durch die ermittelte Beziehung gegeben ist, als die Dicke von subkutanem Fett der Oberfläche eines lebenden Körpers.

Der vierte Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Dicke von subkutanem Fett entsprechend dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei in dem Lichtempfangsschritt die mehreren Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen, die von der Oberfläche eines lebenden Körpers ausgehen, an einer Vielzahl von Stellen an der Oberfläche eines lebenden Körpers empfangen werden.

Der fünfte Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Dicke von subkutanem Fett entsprechend dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, umfassend:

einen Körperfettanteilberechnungsschritt des Berechnens eines Körperfettanteils, mit dem der Körperfettanteil einer Person, die Gegenstand des Messens ist, aus der berechneten Dicke eines subkutanen Fettes unter Verwendung von Informationen über das Gewicht, das Geschlecht, die Größe, das Alter und den Messungsteil der Person, die Gegenstand des Messens ist und die Oberfläche eines lebenden Körpers hat, oder einiger dieser Größen berechnet wird.

Der sechste Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Dicke von subkutanem Fett, die umfasst:

eine Bestrahlungseinrichtung zum Bestrahlen einer Oberfläche eines lebenden Körpers mit mehreren Lichtstrahlen, die unterschiedliche Mittenwellenlängen haben;

eine Lichtempfangseinrichtung zum Empfangen der mehreren Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen, die von der Oberfläche eines lebenden Körpers ausgehen, und zum Messen der Stärke jedes der mehreren empfangenen Lichtstrahlen;

eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen der Dicke von subkutanem Fett des lebenden Körpers aus den Stärken der mehreren empfangenen Lichtstrahlen, die durch die Lichtempfangseinrichtung gemessen werden, unter Verwendung einer Beziehung zwischen Dicken von subkutanem Fett und Stärken mehrerer Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Mittenwellenlängen, wenn die Blutkonzentrationen im subkutanen Fett voneinander verschieden sind; und

wobei die von der Bestrahlungseinrichtung emittierten Lichtstrahlen zwei Lichtstrahlen einer ersten Mittenwellenlänge beziehungsweise einer zweiten Mittenwellenlänge sind, die erste Mittenwellenlänge zwischen 650 nm und 700 nm fällt und die zweite Mittenwellenlänge zwischen 800 nm und 850 nm fällt.

Der siebte Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Dicke von subkutanem Fett entsprechend dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung,

wobei die Beziehung eine Beziehung zwischen der Stärke jedes der mehreren empfangenen Lichtstrahlen ist, die durch die Bestrahlungseinrichtung und die Lichtempfangseinrichtung festgestellt wird, wobei die Lichtempfangseinrichtung die jeweiligen Vorgänge für eine Oberfläche eines lebenden Körpers mit einer bekannten Dicke von subkutanem Fett unter den gleichen Bedingungen durchführt, und der bekannten Dicke von subkutanem Fett ist, und

es mehrere Beziehungen zwischen der Stärke von empfangenem Licht und der Dicke von subkutanem Fett für mehrere Blutkonzentrationen gibt.

Der achte Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Dicke von subkutanem Fett entsprechend dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei die Berechnungseinrichtung:

die bekannten Dicken von subkutanem Fett vergleicht, die jeweils den Stärken der mehreren empfangenen Lichtstrahlen entsprechen, die durch Lichtempfangseinrichtungen für die Blutkonzentrationen festgestellt werden; und

eine Beziehung zwischen der Blutkonzentration und der bekannten Dicke von subkutanem Fett ermittelt, bei der der gleiche Wert, den die Stärken der mehreren empfangenen Lichtstrahlen gemeinsam haben, festgestellt wird, und die bekannte Dicke von subkutanem Fett, die durch die ermittelte Beziehung gegeben ist, als die Dicke von subkutanem Fett der Oberfläche eines lebenden Körpers bestimmt.

Der neunte Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Dicke von subkutanem Fett entsprechend dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wobei die Lichtempfangseinrichtung die mehreren Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen empfängt, die von der Oberfläche eines lebenden Körpers, an einer Vielzahl von Stellen an der Oberfläche eines lebenden Körpers ausgehen.

Der zehnte Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Dicke von subkutanem Fett entsprechend dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung, die des weiteren umfasst:

eine Einrichtung zum Berechnen des Körperfettanteils, mit dem der Körperfettanteil einer Person, die Gegenstand des Messens ist, aus der berechneten Dicke von subkutanem Fett unter Verwendung von Informationen über das Gewicht, das Geschlecht, die Größe, das Alter und den Messungsteil der Person, die Gegenstand des Messens ist und die Oberfläche eines lebenden Körpers hat, oder einiger dieser Größen berechnet wird.

Der elfte Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Programm, das einen Computer veranlasst, einen Berechnungsschritt eines Verfahrens zum Messen der Dicke von subkutanem Fett entsprechend dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung auszuführen, wobei der Berechnungsschritt dazu dient, die Dicke von subkutanem Fett eines lebenden Körpers aus den Stärken mehrerer empfangener Lichtstrahlen, die in dem Lichtempfangsschritt gemessen werden, unter Verwendung einer Beziehung zwischen Dicken von subkutanem Fett und Stärken mehrerer Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Mittenwellenlängen zu berechnen, wenn die Blutkonzentrationen im subkutanen Fett voneinander verschieden sind.

Der zwölfte Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsmedium, das von einem Computer verarbeitet werden kann und ein Programm entsprechend dem elften Aspekt speichert.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden ein Verfahren zum Messen der Dicke von subkutanem Fett, durch das man Information über das subkutane Fett, so beispielsweise die Dicke des subkutanen Fettes, mit hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit feststellen kann, ein Verfahren zum Messen der Dicke von subkutanem Fett sowie ein Programm und ein Aufzeichnungsmedium hierfür bereitgestellt.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

1 ist ein Diagramm, das eine einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entsprechende optische Vorrichtung zum Messen der Dicke von subkutanem Fett zeigt.

2 ist eine Draufsicht auf einen Formungsabschnitt der optischen Vorrichtung zum Messen der Dicke von subkutanem Fett bei einer Betrachtung von der Seite einer Oberfläche eines lebenden Körpers aus.

3 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen der Stärke des empfangenen Messlichtes und der Dicke des subkutanen Fettes gemäß der Bestimmung durch Simulation zeigt.

4 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen der Stärke des empfangenen Messlichtes unter simulationsgestützter Berücksichtigung einer Schwankung der Lichtabsorption durch Fett und der Dicke des subkutanen Fettes zeigt.

5 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Umrechnungswert des Wertes für die Dicke des subkutanen Fettes aus der Bestimmung durch eine Umrechnungsformel und mit einer Kompensierung einer Schwankung der Lichtabsorption durch Fett und der Dicke des subkutanen Fettes zeigt.

6 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen der Stärke des empfangenen Messlichtes unter simulationsgestützter Berücksichtigung einer Schwankung der Lichtabsorption durch Haut und der Dicke des subkutanen Fettes zeigt.

7 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Umrechnungswert des Wertes für die Dicke des subkutanen Fettes aus der Bestimmung durch eine Umrechnungsformel und mit einer Kompensierung einer Schwankung der Lichtabsorption durch Haut und Fett und der Dicke des subkutanen Fettes zeigt.

8 zeigt eine Beziehung zwischen der Dicke des subkutanen Fettes und der Stärke des empfangenen Lichtes einer Wellenlänge von 800 nm aus einer Bestimmung durch eine Simulation.

9 zeigt eine Beziehung zwischen der Dicke des subkutanen Fettes und der Stärke des empfangenen Lichtes einer Wellenlänge von 680 nm aus einer Bestimmung durch eine Simulation.

10 ist ein Graph, der die Schwankungen der Stärken des empfangenen Lichtes einer Wellenlänge von 680 nm und des empfangenen Lichtes einer Wellenlänge von 800 nm infolge der Schwankung der Blutkonzentration zeigt.

11 ist ein Graph, der Beziehungen zwischen den Stärken des Lichtes mit 680 nm und des Lichtes von 800 nm für schwankende Dicken des Fettes und eine konstante Blutkonzentration aus der Berechnung durch eine Simulation zeigt.

12 ist ein Graph, der sich durch Vergrößerung des in 11 gezeigten Graphen in der Nähe des Ursprungs ergibt.

13 ist ein Diagramm, das eine herkömmliche optische Vorrichtung zum Messen der Dicke von subkutanem Fett zeigt.

1
Oberfläche eines lebenden Körpers
2
Lichtquelle
3
Lichtempfangselement
4
Fett
5
Haut
6
Muskel
7
Formungsabschnitt
8
Lichtquellenabschnitt
9
Lichtempfangsabschnitt
10
Messlichtempfangselement
11
Kompensationslichtempfangsabschnitt
12
erste Lichtquelle
13
zweite Lichtquelle
14
Berechnungsabschnitt
15
Anzeigeabschnitt
16
Kommunikationsabschnitt
17
Eingabeabschnitt
18
Licht beim Erreichen des Messlichtempfangselementes
19
Licht beim Erreichen des Kompensationslichtempfangselementes

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Erstes Ausführungsbeispiel

Zunächst wird ein erstes Ausführungsbeispiel beschrieben.

1 ist ein Blockdiagramm, das eine diesem Ausführungsbeispiel entsprechende Vorrichtung zum Messen von subkutanem Fett zeigt, und 2 ist eine Draufsicht auf einen Formungsabschnitt 7 der Vorrichtung zum Messen von subkutanem Fett bei einer Betrachtung von der Seite einer Oberfläche eines lebenden Körpers 1.

Die diesem Ausführungsbeispiel entsprechende Vorrichtung zum Messen von subkutanem Fett ist in der Lage, durch eine Fettschicht 4 verursachte Schwankungen der Lichtabsorption zu kompensieren. Neben dem Blut enthalten die Haut 5 und der Muskel 6 Melanin beziehungsweise Myoglobin, die diejenigen Bestandteile darstellen, die eine beträchtliche Menge des Lichtes absorbieren. Da das subkutane Fett 4 jedoch kein Melanin und Myoglobin enthält, absorbiert das Blut das Licht in erster Linie. Dies bedeutet, dass eine durch das subkutane Fett 4 verursachte Schwankung der Lichtabsorption in erster Linie durch eine Schwankung der darin enthaltenen Blutmenge verursacht wird. Es ist bekannt, dass das Lichtabsorptionsspektrum von Blut mit der Sauerstoffkonzentration schwankt. Befindet sich ein lebender Körper im Ruhezustand, so ist die Sauerstoffkonzentration konstant, weshalb das Lichtabsorptionsspektrum des Blutes in dem subkutanen Fett 4 ebenfalls konstant ist. Durch Verwenden von Lichtstrahlen, die leicht durch den lebenden Körper hindurchtreten können, nämlich einer Mehrzahl von Lichtstrahlen mit Wellenlängen von 650 nm, die vom Blut stärker absorbiert werden, bis 850 nm, die von dem Blut weniger absorbiert werden, können Schwankungen der Lichtabsorption in dem subkutanen Fett 4 kompensiert werden.

Durch Berechnen der Dicke des subkutanen Fettes aus den Messungen für zwei Mittenwellenlängen im Bereich von 650 nm und 850 nm, deren Lichtabsorptionen sich besonders stark unterscheiden, kann die Dicke des subkutanen Fettes darüber hinaus genauer bestimmt werden.

Zudem kann durch Empfangen des Lichtes von der Oberfläche des lebenden Körpers 1 an verschiedenen Stellen an der Oberfläche des lebenden Körpers 1 eine Farbschwankung der Haut 5 kompensiert werden, weshalb die Dicke des subkutanen Fettes genauer bestimmt werden kann.

Durch Einbeziehung von Information, so beispielsweise von Gewicht, Geschlecht, Größe, Alter, Messstelle oder dergleichen, kann zudem der Körperfettanteil, der in engem Zusammenhang mit der Dicke des subkutanen Fettes steht, berechnet werden.

Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist an der Oberfläche eines lebenden Körpers 1, der sich aus drei Schichten, nämlich der Haut 5, dem subkutanen Fett 4 und dem Muskel 6 zusammensetzt, ein Formungsabschnitt 7 angeordnet, der die Oberfläche des lebenden Körpers 1 im Wesentlichen eben macht.

In dem Formungsabschnitt 7 sind ein Lichtquellenabschnitt 8 mit zwei Lichtquellen und ein Lichtempfangsabschnitt 9 vorgesehen.

Der Lichtempfangsabschnitt 9 setzt sich aus einem Messlichtempfangselement 10 (zweites Lichtempfangselement) und einem Kompensationslichtempfangselement 11 (erstes Lichtempfangselement) zusammen. Der Abstand zwischen dem Messlichtempfangselement 10 und dem Lichtquellenabschnitt 8 beträgt 35 mm, während der Abstand zwischen dem Kompensationslichtempfangselement 11 und dem Lichtquellenabschnitt 8 gleich 20 mm ist. Eine Lichtemissionsöffnung des Lichtquellenabschnittes 8 weist einen Durchmesser von 5 mm auf, während die Lichteintrittsöffnungen des Messlichtempfangselementes 10 und des Kompensationslichtempfangselementes 11 einen Durchmesser von 5 mm aufweisen. Hierbei liegt der Abstand zwischen dem Messlichtempfangselement 10 und dem Lichtquellenabschnitt 8 vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von 35 mm bis 80 mm, und der Abstand zwischen dem Kompensationslichtempfangselement 9 und dem Lichtquellenabschnitt 6 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 15 mm bis 30 mm. Hierbei ist eine erste Lichtquelle 12 des Lichtwellenabschnittes 8 eine LED mit einer Mittenwellenlänge von 660 nm. Eine zweite Lichtquelle 13, die ebenfalls in dem Lichtquellenabschnitt 8 vorgesehen ist, ist eine LED mit einer Mittenwellenlänge von 850 nm.

Vorzugsweise sind die erste Lichtquelle 12 und die zweite Lichtquelle 13 Lichtquellenelemente, so beispielsweise eine Laserdiode oder eine LED, mit einer Mittenwellenlänge von 650 nm bis 700 nm beziehungsweise einer Mittenwellenlänge von 800 nm bis 850 nm, da der Unterschied der jeweiligen durch das Blut verursachten Lichtabsorptionen dann merklich wird. Darüber hinaus wird vorgezogen, wenn ein Lichtleitelement, so beispielsweise eine optische Faser, verwendet wird, um das Licht von den Lichtquellenelementen zur Oberfläche des lebenden Körpers 1 zu leiten, damit die in den Lichtquellenelementen erzeugte Wärme nicht auf die Oberfläche des lebenden Körpers 1 übertragen wird.

Die hier zum Einsatz kommenden Lichtempfangselemente des Lichtempfangsabschnittes 9 sind Photodioden. Die Lichtempfangselemente können einen fotoelektrischen Wandler, so beispielsweise einer CdS-Messer (Kadmiumsulfidmesser), enthalten. Darüber hinaus kann ein Lichtleitelement, so beispielsweise eine optische Faser, verwendet werden, um das Licht von der Oberfläche des lebenden Körpers zu den Lichtempfangselementen zu leiten.

Darüber hinaus ist der Formungsabschnitt 7 im Wesentlichen eben, sodass die Oberfläche des lebenden Körpers 1 stabil eben gemacht wird, weshalb die Reproduzierbarkeit von Messungen verbessert wird. Der Formungsabschnitt 7 weist die Form einer Scheibe mit einem Durchmesser von 60 mm auf und ist zum Zwecke der Lichtabschirmung aus schwarzem ABS (Akrylnitrilbutadienstyrol) hergestellt. Da das Material des Formungsabschnittes 7 ein geringes Reflexionsvermögen bezüglich des Lichtes aus dem Lichtquellenabschnitt 8 aufweist, kann eine Rückkehr des Lichtes von der Oberfläche des lebenden Körpers 8 in den lebenden Körper verhindert werden, und der Lichtempfangsabschnitt 9 kann nur dasjenige Licht empfangen, das sich durch einen tiefen Teil des lebenden Körpers hindurch ausgebreitet hat. Damit wird die Genauigkeit der Messung verbessert. Darüber hinaus kann das Material Störlicht abblocken, das ein Rauschen aus der Umgebung des Lichtquellenabschnittes 8 ist, sodass die Messgenauigkeit weiter verbessert wird. Der Messabschnitt 7 ist verjüngt, sodass keine scharfe Kante in Kontakt mit der Oberfläche des lebenden Körpers 1 kommt, weshalb dann, wenn der Formungsabschnitt an die Oberfläche des lebenden Körpers gedrückt wird, die den Messgegenstand darstellende Person keinen Schmerz infolge einer scharten Kante verspürt.

Ein Berechnungsabschnitt 14 berechnet die Dicke des subkutanen Fettes 4 auf Grundlage der Stärke des empfangenen Lichtes, das von dem Lichtempfangsabschnitt 9 festgestellt worden ist. Die berechnete Dicke des subkutanen Fettes 4 wird in einem Anzeigeabschnitt 15 angezeigt und in Form von Daten über einen Kommunikationsabschnitt 16 an eine weitere Vorrichtung gesendet.

Werden Daten im Zusammenhang mit Größe, Gewicht, Alter, Geschlecht, Messabschnitt oder dergleichen der den Messgegenstand bildenden Person direkt über einen Eingabeabschnitt 17 oder von einer anderen Vorrichtung über den Kommunikationsabschnitt 16 eingegeben, so kann der Körperfettanteil, der mit der Dicke des subkutanen Fettes 4 in Zusammenhang steht, ebenfalls von dem Berechnungsabschnitt 14 berechnet und mit dem Anzeigeabschnitt 15 angezeigt oder in Form von Daten über den Kommunikationsabschnitt 16 an eine weitere Vorrichtung übertragen werden.

Nachstehend wird ein Verfahren zum Berichtigen eines Messfehlers beschrieben, der auftritt, wenn die Blutkonzentration in dem subkutanen Fett schwankt. Entsprechend der herkömmlichen Technik schwankt die Stärke des Lichtes mit der Blutkonzentration in dem subkutanen Fett 4, und die Schwankung verursacht einen Messfehler in dem Berechnungsabschnitt 14. Dies ergibt sich augenscheinlich aus dem Umstand, dass bei einer Schwankung der Blutkonzentration in dem subkutanen Fett 4 das Simulationsergebnis der Stärke des empfangenen Lichtes mit einer Wellenlänge von 800 nm, wie in 4 durch weiße Punkte angedeutet ist, schwankt, weshalb es schwierig wird, die Dicke des Fettes aus der Stärke des Lichtes zu bestimmen.

Daher werden Lichtstrahlen mit Wellenlängen von 600 nm bis 850 nm, nämlich ein Lichtstrahl mit einer Wellenlänge zwischen 650 nm und 700 nm, der vom Blut stärker absorbiert wird, und ein Lichtstrahl mit einer Wellenlänge zwischen 800 nm und 850 nm, der vom Blut weniger absorbiert wird, verwendet, wodurch ein Berichtigen des Messfehlers infolge von Schwankungen der Blutkonzentration in dem subkutanen Fett 4 möglich wird.

8 zeigt eine durch Simulation bestimmte Beziehung zwischen der Stärke des empfangenen Lichtes und einer bekannten Dicke von subkutanem Fett für den Fall, dass eine Lichtquelle mit einer Mittenwellenlänge von 800 nm für diejenigen Fälle gegeben ist, in dem die Blutkonzentration in der Fettschicht auf einem normalen Pegel ist, in dem die Blutkonzentration von dem normalen Pegel aus um 25% (um 25% höhere Blutkonzentration) zunimmt und in dem die Blutkonzentration von dem normalen Pegel aus um 25% (um 25% niedrigere Blutkonzentration) absinkt. 9 zeigt eine durch Simulation bestimmte Beziehung zwischen der Stärke des empfangenen Lichtes und der bekannten Dicke von subkutanem Fett für den Fall, dass eine Lichtquelle mit einer Mittenwellenlänge von 680 nm unter denselben Bedingungen für die Blutkonzentration wie in 8 verwendet wird.

Für eine bekannte Dicke des subkutanen Fettes von 15 mm als wahrer Wert ist die Stärke des empfangenen Lichtes bei der um 25% niedrigeren Blutkonzentration für beide Lichtstrahlen am größten. Wird die Stärke des empfangenen Lichtes für den Fall der normalen Blutkonzentration auf den Graph angewendet, so ist die sich ergebende Dicke des subkutanen Fettes größer als der wahre Wert. Da die Graphen für die beiden Wellenlängen in Abhängigkeit von der Blutkonzentration unterschiedlich schwanken, wird die Dicke des subkutanen Fettes für Licht mit 800 nm als ungefähr 18 mm und die Dicke des subkutanen Fettes für Licht mit 680 nm als ungefähr 28 mm berechnet. Daher wird die Dicke des subkutanen Fettes bei zwei verschiedenen Wellenlängen als zwei verschiedene Werte bestimmt.

Aus dem Umstand, dass die Messung der Dicke des subkutanen Fettes unter Verwendung von zwei Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen zu unterschiedlichen Werten, siehe vorstehende Beschreibung, führt, ergibt sich, dass Schwankungen der Blutkonzentration Schwankungen des Messergebnisses bedingen.

Das Licht mit 800 nm und das Licht mit 680 nm unterscheiden sich voneinander bezüglich der Schwankung der Stärke des empfangenen Lichtes infolge der Schwankung der Blutkonzentration und bezüglich der Schwankung der Stärke des empfangenen Lichtes infolge der Schwankung der Dicke des subkutanen Fettes. Dies bedeutet, dass zusätzlich zu der vorstehend unter Bezugnahme auf 3 beschriebene Tatsache, dass die Menge des empfangenen Lichtes mit einer Zunahme der Wellenlänge des bei der Messung verwendeten Lichtes zunimmt, eine Schwankung der Blutkonzentration die Stärke des empfangenen Lichtes für einen Lichtstrahl mit größerer Mittenwellenlänge kleiner macht, wenn Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen für die Messung verwendet werden, siehe 10.

Unter Berücksichtigung dieses Aspektes kann die Schwankung der Blutkonzentration im subkutanen Fett 4 durch eine Umrechnungsformel kompensiert werden, die mittels Regressionsanalyse unter Verwendung der Stärke der beiden Lichtstrahlen verschiedener Wellenlängen als Parameter bestimmt wird.

Nachstehend wird die Vorgehensweise bei der Messung unter Verwendung der Umrechnungsformel beschrieben.

Als erster Vorgang wird in einem Zustand, in dem die Lichtquelle 8 abgeschaltet ist, der Formungsabschnitt 7 an die Oberfläche des lebenden Körpers 1 gepresst.

Als zweiter Vorgang wird die erste Lichtquelle 12 angeschaltet. Das Licht 18, das das Messlichtempfangselement 10 erreicht hat, wird gemessen, um die Stärke Y21 des empfangenen Messlichtes festzustellen.

Als dritter Vorgang werden die erste Lichtquelle 12 abgeschaltet und die zweite Lichtquelle 13 angeschaltet. Das Licht 18, das das Messlichtempfangselement 10 erreicht hat, wird gemessen, um die Stärke Y22 des empfangenen Messlichtes festzustellen.

Als vierter Vorgang wird die Dicke des subkutanen Fettes 14 in dem Berechnungsabschnitt 14 berechnet. Die Dicke X des subkutanen Fettes kann aus der nachfolgenden Formel 1 bestimmt werden. X = A × Y22 + B × Y21 + CFormel 1

Hierbei bezeichnen die Buchstaben A, B und C Konstanten, die mittels Regressionsanalyse aus Kombinationen der Stärken Y21 und Y22 des empfangenen Lichtes bestimmt werden, das durch eine Messung an mehreren lebenden Körpern festgestellt wird, deren Dicken X des subkutanen Fettes bekannt sind, und zwar für den Fall, dass die Blutkonzentrationen im subkutanen Fett voneinander verschieden sind. Die bekannten Dicken X des subkutanen Fettes können aus Bildern bestimmt werden, die mittels Ultraschalldiagnosevorrichtungen, MRI oder einer Röntgenröhre aufgenommen worden sind. Sind das subkutane Fett und die Stärken Y21 und Y22 ermittelt, so können die Konstanten A, B und C festgestellt werden, ohne dass die Blutkonzentration im subkutanen Fett gemessen würde. Daher gibt Formel 1 eine Beziehung zwischen der Dicke des subkutanen Fettes und der Stärken der mehreren Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Mittenwellenlängen für den Fall an, dass die Blutkonzentrationen im subkutanen Fett voneinander verschieden sind.

Die Stärken Y22 und Y21 des empfangenen Lichtes der beiden Wellenlängen werden für den Fall, dass die durch das subkutane Fett 4 verursachte Lichtabsorption schwankt, berechnet, wobei die Parameter A, B und C auf Grundlage des Berechnungsergebnisses bestimmt werden. 5 zeigt eine Beziehung zwischen Werten für die Dicke des subkutanen Fettes gemäß Bestimmung aus Formel 1 und den Stärken des empfangenen Lichtes und den Werten für die Dicke des subkutanen Fettes, die Bedingungen für die Simulation darstellen. Ein Vergleich von 4 und 5 macht deutlich, dass in 5 die Schwankung der Dicke des subkutanen Fettes unterdrückt wird und die durch das subkutane Fett verursachte Schwankung des Absorptionslichtes kompensiert wird. Vorzugsweise wird die Umrechnungsformel 1 in dem Berechnungsabschnitt 14, der der Berechnungseinrichtung der vorliegenden Erfindung entspricht, gespeichert.

Nachstehend wird ein weiteres Verfahren beschrieben.

11 zeigt übereinandergelegte Ausdrucke, die eine Beziehung zwischen den Stärken von empfangenen Lichtstrahlen mit Wellenlängen von 680 nm und 800 nm für den Fall, dass die Blutkonzentration im Fett konstant ist und die Dicke des Fettes schwankt, und eine Beziehung zwischen den Stärken der empfangenen Lichtstrahlen mit Wellenlängen von 680 nm und 800 nm für den Fall, dass die Dicke des Fettes konstant ist und die Blutkonzentration im Fett schwankt, zeigen. 11 zeigt damit dieselben Ausdrucke wie 8 und 9, wobei an den Achsen die Stärken der empfangenen Lichtstrahlen der Wellenlängen aufgetragen sind. 12 zeigt Graphen, die man durch Vergrößern der in 11 gezeigten Graphen für den Bereich der Stärke des empfangenen Lichtes zwischen 0 und 1 feststellt. 11 und 12 entsprechen der Beziehung der vorliegenden Erfindung zwischen den Dicken von subkutanem Fett und den Stärken mehrerer Lichtstrahlen unterschiedlicher Mittenwellenlängen. Die Beziehung, die in 11 und 12 gezeigt ist, wird vorzugsweise in dem Berechnungsabschnitt 14 gespeichert, der der Berechnungseinrichtung der vorliegenden Erfindung entspricht.

Wie aus 11 ersichtlich ist, sind, wenn die Blutkonzentration im Fett konstant ist und die Dicke des subkutanen Fettes schwankt, die sich ergebenden Graphen, die die Beziehungen zwischen den Stärken der empfangenen Lichtstrahlen mit Wellenlängen von 680 nm und 800 nm zeigen, parabolisch. Bleibt demgegenüber die Dicke des subkutanen Fettes konstant und schwankt die Konzentration im Fett, so sind die sich ergebenden Graphen, die die Beziehungen zwischen den Stärken der empfangenen Lichtstrahlen mit Wellenlängen von 680 nm und 800 nm zeigen, linear.

Darüber hinaus zeigt 11, dass mit Zunahme der Dicke des subkutanen Fettes die Wirkung der Blutkonzentration auf die Blutkonzentration größer wird und die Stärke des empfangenen Lichtes stärker spürbar schwankt. Ist die Dicke des Fettes beispielsweise gleich 5,0 mm und schwankt die Blutkonzentration im Fett, so befindet sich der Graph, der die Beziehung zwischen den Stärken der empfangenen Lichtstrahlen mit Wellenlängen von 680 nm und 800 nm zeigt, in 11 in der Umgebung des Ursprungs. In diesem Fall ist, wie durch weiße Kreise angedeutet ist, die Stärke des empfangenen Lichtes für diejenigen Fälle im Wesentlichen gleich, in denen die Blutkonzentration normal ist, die Blutkonzentration um 25% niedriger als normal ist und die Blutkonzentration um 25% höher als normal ist. Beträgt die Dicke des Fettes demgegenüber 40 mm und schwankt die Blutkonzentration im Fett, so befindet sich der Graph, der die Beziehung zwischen den Stärken der empfangenen Lichtstrahlen mit Wellenlängen von 680 nm und 800 nm zeigt, in 11 in demjenigen Bereich, der am weitesten vom Ursprung entfernt ist. In diesem Fall schwankt, wie durch schwarze Kreise angedeutet ist, die Stärke des empfangenen Lichtes für diejenigen Fälle merklich, in denen die Blutkonzentration um 25% niedriger als normal ist, die Blutkonzentrationen normal ist und die Blutkonzentration um 25% höher als normal ist.

Durch Ziehen einer Linie, die diejenigen Markierungen verbindet, die die gleiche Dicke des subkutanen Fettes bezeichnen, ergibt sich eine Näherungslinie.

Die Näherungslinien für die Dicken des subkutanen Fettes schneiden einander nicht, was in 11 und 12 ersichtlich ist.

Wird daher die Messung an einem Messgegenstand, bei dem die Dicke des subkutanen Fettes nicht bekannt ist, unter Verwendung von Licht mit 680 nm und Licht mit 800 nm ausgeführt, wird die Messung der Stärke des empfangenen Lichtes mit 680 nm in 11 oder 12 an der horizontalen Achse aufgetragen, wird die Messung der Stärke des empfangenen Lichtes mit 800 nm in 11 oder 12 an der vertikalen Achse aufgetragen und wird eine Näherungslinie bestimmt, an der der Schnitt der Linien in Erstreckung von den Punkten auf den jeweiligen Achsen liegt, so kann die Dicke des subkutanen Fettes gemäß Definition durch die Näherungslinie als Dicke des subkutanen Fettes des relevanten Messgegenstandes betrachtet werden.

Ist beispielsweise bei einem Messgegenstand, bei dem die Dicke des subkutanen Fettes nicht bekannt ist, die Stärke des empfangenen Lichtes, das bei der Messung unter Verwendung des Lichtes mit 800 nm festgestellt worden ist, gleich 0,8 und die Stärke des empfangenen Lichtes, das bei der Messung unter Verwendung des Lichtes mit 680 nm festgestellt worden ist, gleich 0,56, so liegt der Schnitt der Linien, die sich von diesen Messungen aus bei einem Auftragen auf der vertikalen und horizontalen Achse erstrecken, auf einer Näherungslinie, die eine Dicke des Fettes von 15 mm beschreibt, wie durch die großen schwarzen Kreise in 11 und 12 angedeutet ist. Dies bedeutet, dass die vorher nicht bekannte Dicke des subkutanen Fettes des Messgegenstandes gleich 15 mm ist. In der Zeichnung ist der große schwarze Kreis zwischen der Dreiecksmarkierung zur Bezeichnung der normalen Blutkonzentration und der Dreiecksmarkierung zur Bezeichnung der um 25% niedrigeren Blutkonzentration angeordnet. Dies bedeutet, dass die Blutkonzentration im subkutanen Fett des Messgegenstandes in einem Bereich zwischen der normalen Blutkonzentration und der um 25% niedrigeren Blutkonzentration liegt. Ein spezifischer Wert der Blutkonzentration kann hierbei auf Grundlage der Schwankungen der Blutkonzentration und der Stärke des empfangenen Lichtes, wie in 8 und 9 gezeigt ist, auf denen 12 beruht, geschätzt werden.

Wie vorstehend beschrieben worden ist, kann entsprechend diesem Ausführungsbeispiel für den Fall, dass die Stärke des empfangenen Lichtes für die beiden Lichtstrahlen mit Mittenwellenlängen von 800 nm und 680 nm bestimmt wird, die Dicke des subkutanen Fettes des Messgegenstandes unabhängig von der Blutkonzentration eindeutig bestimmt werden.

Auf diese Weise kann, wenn die in 11 und 12 gezeigte Beziehung als vorab bestimmte Beziehung entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird, die Dicke des subkutanen Fettes auch dann richtig aus den Stärken der beiden empfangenen Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen berechnet werden, wenn die Blutkonzentration in der Fettschicht schwankt.

Nachstehend wird eine Verfahrensweise bei der Messung beschrieben.

Entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel wird gemäß nachstehender Beschreibung kein Kompensationslichtempfangselement 11 verwendet. Daher kann die dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechende Vorrichtung zum Messen der Dicke von subkutanem Fett nicht das Kompensationslichtempfangselement 11 enthalten. Das Kompensationslichtempfangselement 11 wird beim zweiten Ausführungsbeispiel verwendet.

Als erster Vorgang wird in einem Zustand, in dem der Lichtquellenabschnitt 8 abgeschaltet ist, der Formungsabschnitt 7 gegen die Oberfläche des lebenden Körpers 1 gedrückt.

Als zweiter Vorgang wird die erste Lichtquelle 12 angeschaltet. Das Licht 18, das das Messlichtempfangselement 10 erreicht hat, wird gemessen, um die Stärke Y21 des empfangenen Lichtes festzustellen.

Als dritter Vorgang wird die erste Lichtquelle 12 ausgeschaltet und die zweite Lichtquelle 13 eingeschaltet. Das Licht 18, das das Messlichtempfangselement 10 erreicht hat, wird gemessen, um die Stärke Y22 des empfangenen Messlichtes festzustellen.

Als vierter Vorgang wird die Stärke des subkutanen Fettes 14 in dem Berechnungsabschnitt 14 berechnet. Die Dicke des subkutanen Fettes kann aus 11 und 12 bestimmt werden, die Information über eine Beziehung zwischen den Werten Y22 und Y21 und der Dicke des Fettes bereitstellen.

Zweites Ausführungsbeispiel

Nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Die dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entsprechende Vorrichtung zum Messen der Dicke von subkutanem Fett ist genauso wie diejenige des ersten Ausführungsbeispieles ausgebildet, weshalb nachfolgend eine Beschreibung der Ausgestaltung unterbleibt.

Nachstehend wird die Verfahrensweise beim zweiten Ausführungsbeispiel hauptsächlich unter Bezugnahme auf die Unterschiede zwischen dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben.

Das erste Ausführungsbeispiel betrifft die Dicke des subkutanen Fettes gemäß Bestimmung aus Formel 1 und die Stärken des empfangenen Lichtes, wodurch die Schwankung der Dicke des subkutanen Fettes unterdrückt wird, wodurch wiederum eine durch das subkutane Fett verursachte Schwankung der Lichtabsorption kompensiert wird.

Damit ist die Stärke des empfangenen Messlichtes aufgrund der Wirkung der durch die Haut 5 verursachten Schwankung der Lichtstreuung und der Lichtabsorption fehlerhaft. Wird nun eine Simulation der Lichtabsorption durch die Haut 5 und das subkutane Fett 4 ausgeführt, so schwankt die Stärke des empfangenen Lichtes von 800 nm so, wie durch die weißen Kreise in 6 gezeigt ist. Es ist ersichtlich, dass die Bestimmung der Dicke des Fettes aus der Stärke des empfangenen Lichtes schwieriger wird. Um den Effekt der Schwankungen der Lichtabsorption durch die Haut 5 und das subkutane Fett 4 mittels einer Simulation zu kompensieren, werden zudem die Stärken Y11 und Y12 zum Kompensieren von Licht verwendet, das von dem Kompensationslichtempfangselement gemessen wird. Dies bedeutet, dass entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel die Stärken Y22 und Y21 des empfangenen Messlichtes und die Stärken Y11 und Y12 des empfangenen Kompensationslichtes verwendet werden, um die Dicke des subkutanen Fettes bestimmen.

Die dem zweiten Ausführungsbeispiel entsprechende Vorrichtung zum Messen der Dicke von subkutanem Fett kompensiert die Schwankung der Stärke des empfangenen Lichtes aus der Messung durch das Messlichtempfangselement 10 infolge der Farbunterschiede der Haut mittels Verwendung der Stärke des empfangenen Lichtes aus der Messung durch das Kompensationslichtempfangselement 11.

Nachstehend wird die Verfahrensweise bei der Messung beschrieben.

Als erster Vorgang wird in einem Zustand, in dem der Lichtquellenabschnitt 8 abgeschaltet ist, der Formungsabschnitt 7 gegen die Oberfläche des lebenden Körpers 1 gedrückt.

Als zweiter Vorgang wird die erste Lichtquelle 12 angeschaltet. Licht 19, das das Kompensationslichtempfangselement 11 erreicht hat, wird gemessen, um die Stärke Y11 zum Kompensieren des empfangenen Lichtes zu erhalten. Licht 18, das das Messlichtempfangselement 10 erreicht hat, wird gemessen, um die Stärke Y21 des empfangenen Messlichtes festzustellen.

Als dritter Vorgang wird die erste Lichtquelle 12 abgeschaltet und die zweite Lichtquelle 13 angeschaltet. Licht 19, das das Kompensationslichtempfangselement 11 erreicht hat, wird gemessen, um die Stärke Y12 des empfangenen Kompensationslichtes festzustellen. Licht 18, das das Messlichtempfangselement 10 erreicht hat, wird gemessen, um die Stärke Y22 des empfangenen Lichtes festzustellen.

Als vierter Vorgang wird die Dicke des subkutanen Fettes 4 in dem Berechnungsabschnitt 14 berechnet. Die Dicke X des subkutanen Fettes 4 ist durch die nachfolgende Formel 2 bestimmt. X = A × Y22/Y12 + B × Y21/11 + CFormel 2

Hierbei bezeichnen die Buchstaben A, B und C Konstanten, die mittels Regressionsanalyse aus Kombinationen der Stärken Y11, Y12, Y21 und Y22 des empfangenen Lichtes aus der Feststellung mittels einer Messung für mehrere lebende Körper bestimmt werden, deren Dicken X des subkutanen Fettes bekannt sind. Die bekannten Dicken X des subkutanen Fettes können durch Bilder bestimmt werden, die mittels einer Ultraschalldiagnosevorrichtung, MRI oder einer Röntgenröhre aufgenommen worden sind.

Die Stärken Y22, Y21, Y11 und Y12 der beiden empfangenen Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen werden für den Fall, dass die Lichtabsorptionen durch die Haut 5und das subkutane Feld 4 schwanken, berechnet, und es werden die Parameter A, B und C auf Grundlage des Ergebnisses der Berechnung bestimmt. 7 zeigt eine Beziehung zwischen den geschätzten Werten der Dicke des subkutanen Fettes aus der Bestimmung durch Formel 2 und den Stärken des empfangenen Lichtes und Werten für die Dicke des subkutanen Fettes aus einer Berechnung durch Simulation. Aus einem Vergleich von 6 und 7 ist ersichtlich, dass die Schwankungen der Dicke des subkutanen Fettes unterdrückt und die Schwankungen der Lichtabsorption durch die Haut und das subkutane Fett kompensiert werden.

Während die Beschreibung dieses Ausführungsbeispieles auf die Bestimmung der Dicke des subkutanen Fettes abstellt, ist die Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht auf die Dicke des subkutanen Fettes beschränkt. Information über die Dicke des subkutanen Fettes hinaus, so beispielsweise der Körperfettanteil, kann ebenfalls festgestellt werden. In diesem Fall kann der Körperfettanteil aus der Dicke des subkutanen Fettes und Information über sämtliche oder einige der Parameter Größe, Gewicht, Alter, Geschlecht, Messteil und dergleichen berechnet werden.

Darüber hinaus können ungeachtet der Tatsache, dass zwei Lichtstrahlen verschiedener Wellenlängen, nämlich Licht mit einer Mittenwellenlänge von 680 nm und Licht mit einer Mittenwellenlänge von 800 nm, bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen verwendet worden sind, in anderen Fällen drei oder mehr Arten von Lichtstrahlen mit Mittenwellenlängen verwendet werden.

Ein Programm entsprechend der vorliegenden Erfindung ist ein Programm, das einen Computer in die Lage versetzt, sämtliche oder einige der Schritte des Verfahrens zum Messen der Dicke von subkutanem Fett entsprechend der vorbeschriebenen vorliegenden Erfindung auszuführen. Es kann auch ein Programm sein, das in Zusammenarbeit mit dem Computer läuft.

Darüber hinaus wird entsprechend der vorliegenden Erfindung ein Medium bereitgestellt, das ein Programm speichert, das einen Computer in die Lage versetzt, sämtliche oder einige der Vorgänge in sämtlichen oder einigen Schritten der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen der Dicke von subkutanem Fett gemäß vorstehender Beschreibung auszuführen, wobei das Medium entsprechend der vorliegenden Erfindung ein Medium sein kann, das von einem Computer gelesen werden kann, sodass das gelesene Programm die vorstehend beschriebenen Vorgänge in Zusammenarbeit mit dem Computer ausführen kann.

Die Wendung „einige der Schritte" bezeichnet einige Schritte von den mehreren Schritten oder einige Vorgänge bei einem bestimmten Schritt.

Darüber hinaus umfasst die vorliegende Erfindung ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium, auf dem das Programm entsprechend der vorliegenden Erfindung aufgezeichnet wird.

Als eine Implementierung kann das Programm entsprechend der vorliegenden Erfindung auf einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet werden und in Zusammenarbeit mit einem Computer laufen.

Als eine Implementierung kann das Programm entsprechend der vorliegenden Erfindung über ein Kommunikationsmedium übermittelt und von einem Computer gelesen werden und in Zusammenarbeit mit dem Computer laufen.

Eine Datenstruktur entsprechend der vorliegenden Erfindung kann eine Datenbank, ein Datenformat, eine Datentabelle, eine Datenliste oder ein Datentyp sein.

Darüber hinaus kann das Aufzeichnungsmedium ein ROM oder dergleichen sein, und das Kommunikationsmedium kann ein Kommunikationsmechanismus sein, so beispielsweise das Internet oder Licht, Funkwellen, akustische Wellen oder dergleichen.

Der Computer entsprechend der vorbeschriebenen vorliegenden Erfindung ist nicht ausschließlich Hardware, so beispielsweise eine CPU, sondern kann auch Firmware oder ein Betriebssystem sein oder eine Peripherievorrichtung enthalten.

Darüber hinaus kann gemäß vorstehender Beschreibung die Anordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung auch in der Form von Software oder Hardware implementiert werden.

Beim Verfahren zum Messen von subkutanem Fett, der Vorrichtung zum Messen von subkutanem Fett sowie dem Programm und dem Aufzeichnungsmedium hierfür kann entsprechend der vorliegenden Erfindung Information über das subkutane Fett, so beispielweise die Dicke des subkutanen Fettes, mit hoher Genauigkeit und hoher Reproduzierbarkeit festgestellt werden, wobei das Verfahren zum Messen von subkutanem Fett, die Vorrichtung zum Messen von subkutanem Fett sowie das Programm und das Aufzeichnungsmedium hierfür entsprechend der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise bei der optischen Messung der Dicke von lokalem subkutanem Fett zum Einsatz kommen können.


Anspruch[de]
Verfahren zum Messen der Dicke von subkutanem Fett, das umfasst:

einen Bestrahlungsschritt des Bestrahlens einer Oberfläche eines lebenden Körpers mit mehreren Lichtstrahlen, die verschiedene Mittenwellenlängen haben;

ein Lichtempfangsschritt des Empfangens mehrerer Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen, die von der Oberfläche eines lebenden Körpers ausgehen, und Messen der Stärke jedes der empfangenen mehreren Lichtstrahlen;

einen Berechnungsschritt des Berechnens der Dicke von subkutanem Fett des lebenden Körpers aus den Stärken der mehreren empfangenen Lichtstrahlen, die in dem Lichtempfangsschritt gemessen werden, unter Verwendung einer Beziehung zwischen Dicken von subkutanem Fett und Stärken mehrerer Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Mittenwellenlängen, um Schwankungen der Blutkonzentrationen in dem subkutanen Fett zu kompensieren;

wobei die mehreren Lichtstrahlen zwei Lichtstrahlen einer ersten Mittenwellenlängen beziehungsweise einer zweiten Mittenwellenlänge sind,

die erste Mittenwellenlänge zwischen 650 nm und 700 nm fällt, und die zweite Mittenwellenlänge zwischen 800 nm und 850 nm fällt.
Verfahren zum Messen der Dicke von subkutanem Fett nach Anspruch 1, wobei die Beziehung eine Beziehung zwischen der Stärke jedes der mehreren empfangenen Lichtstrahlen ist, die in Schritten festgestellt wird, die dem Bestrahlungsschritt und dem Lichtempfangsschritt entsprechen und für eine Oberfläche eines lebenden Körpers mit einer bekannten Dicke von subkutanem Fett durchgeführt werden, und der bekannten Dicke von subkutanem Fett ist, und es mehrere Beziehungen zwischen der Stärke von empfangenem Licht und der Dicke von subkutanem Fett für mehrere Blutkonzentrationen gibt. Verfahren zum Messen der Dicke von subkutanem Fett nach Anspruch 2, wobei der Berechnungsschritt einschließt:

Vergleichen der Dicken von subkutanem Fett, die jeweils den Stärken der mehreren empfangenen Lichtstrahlen entsprechen, die in dem Lichtempfangsschritt für die Blutkonzentrationen festgestellt werden; und

Ermitteln einer Beziehung zwischen der Blutkonzentration und der bekannten Dicke von subkutanem Fett, bei der der gleiche Wert, den die Stärken der mehreren empfangenen Lichtstrahlen gemeinsam haben, festgestellt wird, und Bestimmen der bekannten Dicke von subkutanem Fett, die durch die ermittelte Beziehung gegeben ist, als die Dicke von subkutanem Fett der Oberfläche eines lebenden Körpers.
Verfahren zum Messen der Dicke von subkutanem Fett nach Anspruch 1, wobei in dem Lichtempfangsschritt die mehreren Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen, die von der Oberfläche eines lebenden Körpers ausgehen, an einer Vielzahl von Stellen an der Oberfläche eines lebenden Körpers empfangen werden. Verfahren zum Messen der Dicke von subkutanem Fett nach Anspruch 1, das des weiteren umfasst:

einen Schritt des Berechnens eines Körper-Fettanteils, mit dem der Körper-Fettanteil einer Person, die Gegenstand des Messens ist, aus der berechneten Dicke eines subkutanen Fettes unter Verwendung von Informationen über das Gewicht, das Geschlecht, die Größe, das Alter und den Messungsteil der Person, die Gegenstand des Messens ist und die Oberfläche eines lebenden Körpers hat, oder einiger dieser Größen berechnet wird.
Vorrichtungen zum Messen einer Dicke von subkutanem Fett, die umfasst:

eine Bestrahlungseinrichtung zum Bestrahlen einer Oberfläche eines lebenden Körpers mit mehreren Lichtstrahlen, die unterschiedliche Mittenwellenlängen haben;

eine Lichtempfangseinrichtung zum Empfangen der mehreren Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen, die von der Oberfläche eines lebenden Körpers ausgehen, und zum Messen der Stärke jedes der mehreren empfangenen Lichtstrahlen;

eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen der Dicke von subkutanem Fett des lebenden Körpers aus den Stärken der mehreren empfangenen Lichtstrahlen, die durch die Lichtempfangseinrichtung gemessen werden, unter Verwendung einer Beziehung zwischen Dicken von subkutanem Fett und Stärken mehrerer Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Mittenwellenlängen, um Schwankungen der Blutkonzentrationen in dem subkutanem Fett zu kompensieren und

wobei die von der Bestrahlungseinrichtung emittierten Lichtstrahlen zwei Lichtstrahlen einer ersten Mittenwellenlänge beziehungsweise einer zweiten Mittenwellenlänge sind,

die erste Mittenwellenlänge zwischen 650 nm und 700 nm fällt, und die zweite Mittenwellenlänge zwischen 800 nm 850 nm fällt.
Vorrichtung zum Messen der Dicke von subkutanem Fett nach Anspruch 6, wobei die Beziehung eine Beziehung zwischen der Stärke jedes der mehreren empfangenen Lichtstrahlen ist, die durch die Bestrahlungseinrichtung und die Lichtempfangseinrichtung festgestellt wird, wobei die Lichtempfangseinrichtung die jeweiligen Vorgänge für eine Oberfläche eines lebenden Körpers mit einer bekannten Dicke von subkutanem Fett unter den gleichen Bedingungen durchführt, und der bekannten Dicke von subkutanem Fett ist, und es mehrere Beziehungen zwischen der Stärke von empfangenem Licht und der Dicke von subkutanem Fett für mehrere Blutkonzentrationen gibt. Vorrichtung zum Messen der Dicke von subkutanem Fett nach Anspruch 7, wobei die Berechungseinrichtung

die bekannten Dicken von subkutanem Fett vergleicht, die jeweils den Stärken der mehreren empfangenen Lichtstrahlen entsprechen, die durch Lichtempfangseinrichtungen für die Blutkonzentrationen festgestellt werden;

und eine Beziehung zwischen der Blutkonzentration und der bekannten Dicke von subkutanem Fett ermittelt, bei der der gleiche Wert, den die Stärken der mehreren empfangenen Lichtstrahlen gemeinsam haben, festgestellt wird, und die bekannte Dicke von subkutanem Fett, die durch die ermittelte Beziehung gegeben ist, als der Dicke von subkutanem Fett der Oberfläche eines lebenden Körpers bestimmt.
Vorrichtung zum Messen der Dicke von subkutanem Fett nach Anspruch 6, wobei die Lichtempfangseinrichtung die mehreren Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen empfängt, die von der Oberfläche eines lebenden Körpers, an einer Vielzahl von Stellen an der Oberfläche eines lebenden Körpers ausgehen. Vorrichtung zum Messen der Dicke von subkutanem Fett nach Anspruch 6, die des weiteren umfasst:

eine Einrichtung zum Berechnen des Körperfett-Anteils, mit dem der Körperfettanteil einer Person, die Gegenstand des Messens ist, aus der berechneten Dicke von subkutanem Fett unter Verwendung von Informationen über das Gewicht, das Geschlecht, die Größe, das Alter und den Messungsteil der Person, die Gegenstand des Messens ist und die Oberfläche eines lebenden Körpers hat, oder einiger dieser Größen berechnet wird.
Programm, das einen Computer veranlasst, einen Berechnungsschritt eines Verfahrens zur Messen der Dicke von subkutanem Fett nach Anspruch 1 ausführen, wobei der Berechnungsschritt dazu dient, die Dicke von subkutanem Fett eines lebenden Körpers aus den Stärken mehrerer empfangener Lichtstrahlen, die in dem Lichtempfangsschritt gemessen werden, unter Verwendung einer Beziehung zwischen Dicken von subkutanem Fett und Stärken mehrerer Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Mittenwellenlängen zu berechnen, um Schwankungen der Blutkonzentrationen in dem subkutanem Fett zu kompensieren. Aufzeichnungsmedium, das von einem Computer verarbeitet werden kann und ein Programm nach Anspruch 11 speichert.






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