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.