体組成計の精度は、数字の正しさを意味しない

体組成計は、体脂肪率を測っていません。体重計と呼ばれることも多い、あの家庭用の機器のことです。

体組成計は、体脂肪率ではなく電気抵抗を測っている

家庭用の体組成計に乗ると、足の電極から微弱な電流が流れます。この電流に対する体の抵抗、つまりインピーダンスを測るのが生体インピーダンス法です。これが体組成計の測定原理であり、家庭用の体重計に体脂肪率の表示が付いているものも、手で握る形の機器も、測定方法の骨格は同じです。

体の中で電流が通りやすいのは、水分と電解質を多く含む組織です。筋肉や血液はよく通し、脂肪は通しにくい。だから抵抗の大きさは、体の中の水分量とおおよそ結びつきます。

ただし、抵抗そのものは体脂肪率ではありません。機器は測った抵抗値に、身長・体重・年齢・性別といった情報を組み合わせ、推定式に通して体水分量を出し、そこから除脂肪量を、最後に引き算で脂肪量を出します。性別が入力に含まれているため、男性と女性では同じ抵抗値からでも別の値が返ります。

つまり、画面に出てくる体脂肪率は、測定値ではなく計算結果です。「体組成計はなぜ体脂肪率がわかるのか」という問いへの答えは、わかっているのではなく、推定している、になります。

体重計・体脂肪計・体組成計は、どう違うのか

同じ機器が、売り場やメーカーによって体重計とも、体脂肪計とも、体組成計とも呼ばれます。厳密な線引きはなく、体重だけを量るものを体重計、体脂肪率まで表示するものを体脂肪計、除脂肪体重や骨格筋量まで並べるものを体組成計と呼び分けることが多い、という程度の区別です。

ただし、体脂肪率より先の数字を出している機器は、呼び名にかかわらず、ここまで見てきた生体インピーダンス法を使っています。体重計に付いている体脂肪率も、体脂肪計が出す体脂肪率も、推定の経路は同じです。呼び名が変わっても、精度と正確さの関係は変わりません。体重計の体脂肪率が正確なのかを調べる場合も、体脂肪計の精度を調べる場合も、この先で見ていく内容は同じものを指しています。

3つの数字は、同じ確からしさで並んでいない

多くの体組成計は、体重・体脂肪率・筋肉量を並べて表示します。同じ画面に同じ大きさで並んでいますが、成り立ちが違います。

体重は、はかりが直接測っています。推定は入っていません。体脂肪率は、電気抵抗から推定式で計算した値です。推定が一段。筋肉量は、その推定した除脂肪量から、さらに推定した骨量などを差し引いた値です。推定が二段。

推定は、段を重ねるほど幅が広がります。実際、DXA（二重エネルギーX線吸収測定法）という基準法と比べた研究では、体脂肪率、除脂肪量、骨ミネラル量のそれぞれに固有のずれの幅が報告されています^[1]。骨ミネラル量の推定にも一致範囲の幅があるということは、それを差し引いて出す筋肉量には、体脂肪率のずれと骨量のずれの両方が乗るということです。

「体組成計の筋肉量がおかしい」「筋トレを続けているのに筋肉量が増えない」「先月と変わらない」「むしろ減った」という感覚には、こうした事情が関係している可能性があります。表示されている筋肉量は、体の中の筋肉を測った値ではありません。推定を二段重ねているぶん、表示の振れ幅が体の変化より大きくなることがあり、その場合の表示は増えた側にも減った側にも出ます。

除脂肪体重・除脂肪量・筋肉量・骨格筋量は、どう違うのか

言葉が混ざりやすいので、並べておきます。

除脂肪体重と除脂肪量は、体重から脂肪の重さを引いた残りです。骨も内臓も水分も、ここに含まれます。筋肉量はその中の一部で、多くの家庭用機器では、除脂肪量から推定した骨量などを差し引いた値を指します。骨格筋量はさらに狭く、骨に付いて体を動かす筋肉の重さで、内臓の筋肉は含みません。骨格筋率は、その骨格筋量が体重に占める割合です。

同じ機器の中でも、これらは別々の推定を経ています。数字の使い道については、除脂肪体重を計算したあと、それを何に使うのかで扱っています。

精度は高い。それでも乗るたびに数字が違う

「毎回違う」「乗るたびに違う」「当てにならない」という体感には、二つの別々の原因が混ざっています。そして、そのうち片方は機器の精度の話ではありません。

一つ目は、機器そのもののばらつき、つまり精度です。これは小さい。同じ日に同じ条件で繰り返し測った場合の再現性は非常に高く、ある研究では体脂肪率や除脂肪量指数の級内相関係数が0.998以上と報告されています^[2]。同じ条件なら、同じ数字が返ってきます。

二つ目は、体の側の変化です。こちらが大きい。電気抵抗は体の水分の状態で変わるため、飲食・発汗・入浴・運動・時間帯によって、体は測るたびに違う状態になっています。つまり、測り方が変われば結果も変わります。同じ研究で、日をまたいだ体水分量の変動は最大0.5リットル、体重の変動は最大0.7キログラムと報告されています^[2]。体重が一晩で動く話も、同じ水分の変化を体重の側から見たものです。

飲水の影響を直接調べた研究もあります。体重1キログラムあたり12ミリリットル、平均で約830ミリリットルの水分を1分以内に摂取したところ、体脂肪率の表示は最大で1.2パーセントポイント動きました。何も飲まなかった対照条件でも、2時間のあいだに最大0.7パーセントポイントの変動が見られています^[3]。

コップ4杯ぶんの水を飲めば、表示は1パーセントポイント動く。朝と夜で数字が違うのも、風呂上がりに数字が変わるのも、食後に数字がずれるのも、機械の不調ではありません。測っている体のほうが変わっています。

「精度」と「正確さ」は、別のことを指している

ここまでの二つは、言葉を分けると整理がつきます。

精度は、同じ条件で繰り返し測ったときに同じ数字が返ってくるかどうかです。体組成計はこれが高い。これに対して正確さは、その数字が本当の値にどれだけ近いかを指します。こちらには幅がある。

日常では両方まとめて「精度」と呼ぶことが多く、そのために「精度が高いはずなのに数字が合わない」という食い違いが生まれます。実際には矛盾していません。同じ条件なら同じ数字を返す機器が、その数字の絶対値については幅を持っている、というだけです。

このあとの二つの節は、それぞれ別のほうを扱います。次に見るのが正確さの話、その次が使い道の話です。

なお、ここで挙げた研究の数値はいずれも多周波の機器を用いた測定によるものです^[1][2][3]。家庭用の、足だけに電極がある簡易な機器で同じ水準が得られるとは限りません。

正確さのほうには、幅がある

機種を買い替えたら体脂肪率が数パーセント変わった、という話は珍しくありません。これは精度の問題ではなく、正確さの側の話で、やはり仕組みから説明がつきます。

電気抵抗から体水分量を求める推定式は、機器ごとに異なります。どの周波数の電流を使うか、電極を足だけに置くか両手両足の四点に置くか、どの集団のデータをもとに式を作ったか。これらが違えば、同じ抵抗値からでも違う推定値が出ます。式の中身は公開されていないことが多く、外から正確性を検証することもできません。

基準法との比較でも、結果は一つに定まっていません。ある研究では、体脂肪率について平均で約4パーセントポイントの系統的なずれが報告されました^[2]。別の研究では平均差が約2.5パーセントポイントで、個人ごとの一致範囲はマイナス2.7からプラス7.7パーセントポイントに及んでいます^[1]。

ずれの大きさは研究によって違い、しかも個人ごとの幅は10パーセントポイント近くあります。つまり、すべての機器に共通する補正値のようなものは存在しません。同じことは、内臓脂肪レベルや基礎代謝といった、さらに先で計算される表示にも当てはまります。

そもそも、こうした推定は「脂肪と除脂肪にはそれぞれ一定の密度がある」といった前提の上に成り立っており、報告されている密度の値そのものにも幅があります^[4]。前提に幅があるのですから、結果に幅があるのは当然の帰結です。

別の機器で出た数字と自分の数字を並べても、その差が体の違いなのか式の違いなのかは区別できません。ジムの機器と家の機器で違う値が出るのは、どちらかが間違っているからではありません。

では、この数字はどう使えるのか

ここまでを整理すると、体組成計の数字には二つの顔があります。

正確さ、つまり絶対値としては弱い。機器をまたぐと数値が変わり、共通の補正もできません。「自分の本当の体脂肪率は何パーセントか」という問いに、家庭用の体組成計は答えられません。

精度、つまり推移としては強い。同じ機器の再現性は級内相関係数0.998以上であり^[2]、条件を揃えて測り続けるかぎり、同じ推定式が同じ方向のずれを持ち込みます。ずれが一定なら、差を取ったときに消えます。上がったのか下がったのかは読めます。

この非対称が、実務上の使い分けになります。デバイスが返す数値をどう決断につなげるかという問題も、睡眠の側で同じ形をしています。

単発の絶対値は弱い。式の違いと条件の違いが乗っています。別の機器との数値比較は、そもそも成り立ちません。一方で同一機器・同一条件での推移は強く、ずれが打ち消し合う方向に働きます。そして体重と体脂肪率から計算した除脂肪体重の推移は、さらに強い。骨量の推定という二段目が乗らないからです。

最後の行が、体組成計の筋肉量ではなく除脂肪体重を追うという選択の根拠です。除脂肪体重は、体重に「1マイナス体脂肪率」を掛けるだけで出ます。体脂肪率の推定誤差はそのまま引き継ぎますが、骨量の推定という二段目が乗りません。

条件を揃えるとは、何を揃えることか

「体脂肪率の正しい測り方」を探すと、時刻や飲食のタイミングについての情報が見つかります。ただ、ここまで見てきたとおり、家庭用の機器で絶対値の正確さを上げることには限界があります。条件を揃えることに意味があるのは、正確さのためではなく、推移を読むためです。

表示が動く原因は体水分の状態でした。したがって、揃える対象は体水分に影響するものになります。測る時刻、起床からの時間、飲食からの時間、入浴からの時間、運動の前か後か、そして同じ機器を使うこと。これらが毎回違えば、体の変化と条件の差が混ざったものが表示に出ます。

正しい測り方が一つあるわけではありません。朝に測っても夜に測っても、そのどちらかが本当の値になるわけではないからです。どの条件を選ぶかより、同じ条件を繰り返せることのほうが効きます。続けにくい条件では揃わない日が増え、そのぶん推移は読みにくくなります。

平均や理想の値より、自分の推移を見る

「40代男性の体脂肪率の平均は」「理想の筋肉量は」という数値を探す動機は自然なものです。ただ、ここまで見てきたとおり、手元の機器が返す絶対値は、平均値と同じ土俵に乗っていません。平均値がどの測定法で出されたものかによって、比べる相手が変わってしまいます。

比べる相手として確実なのは、同じ機器・同じ条件で測った、過去の自分の数字です。これは推定式の違いも測定法の違いも入り込まない、唯一の比較になります。