電気インピーダンストモグラフィを応用した実用的な腹部脂肪測定機

摘要

The aim of the present study was the development of a safe and low-cost visceral fat estimating device using electrical impedance tomography to image cross-sections of the human abdomen. The device has a mechanism to attach 64 electrodes with double-ring allocation. Alternating current of 1.0 mArms with frequency of 500 kHz was applied to subject's umbilical level, then the potential difference between every adjoining two electrodes and the abdominal outline were measured. After that, the conductivity image was derived by means of iteration of the finite element method and non-linear numerical optimization. We estimated the ratio of the abdominal fat by the fitting of the truncated mixed-distribution on the brightness of pixels in the image. This report describes the whole procedure from the impedance measurement to the abdominal fat estimation. By the modification of the electrode allocation, electronic circuit design and image reconstruction software, derived images were improved, allowing us to achieve stable imaging though the number of measured subjects was limited.%本研究では電気インピーダンストモグラフィを応用して腹部断面のイメージングを行い，内臓脂肪を推定する，安全かつ安価な装置の開発を目標とした．開発した装置は，64個の電極を2段のリング状に配置し，被験者の腹部に装着する機構を装備した．500kHz，1.0m Armsの交流電流を臍の高さに流し，隣接する電極間の電位差と輪郭形状を測定した．その後，有限要素法と非線形数値最適化を繰り返すことにより，腹部導電率分布画像を得た．さらに，この画像中の画素の輝度分布に，打ち切られた混合分布を当てはめて，腹部脂肪比率の推定を行った．本報告では，インピーダンス測定から腹部脂肪量推定までの一連のプロセスを報告する．電極配置，電子回路デザイン及び画像再構成ソフトウエアの改良により，得られた画像は改善され，現在のところ被験者は少人数だが安定な画像化が達成された．