JP2005532862A - 生体電気インピーダンス測定ユニット - Google Patents

Abstract

本発明は、携帯容易な生体電気インピーダンス測定ユニットに係り、より詳しくは、表示部と入力部と制御部を含む外部機器に接続して生体電気インピーダンスを測定することが可能なユニットに関するものである。本発明に係る生体電気インピーダンス測定ユニットは、絶縁性本体と、前記本体の前後面それぞれに一対ずつ隔設された４つの導電性電極と、表示部と操作部と制御部を含む外部装置とのデータ通信を行うために前記本体に連結されたコネクタと、前記本体の内部に設置されたメモリと、前記本体の内部に設置された制御部とを含み、前記制御部は、前記操作部に入力された命令を前記外部装置から前記コネクタを介して受信し、前記電極からの測定結果に基づいて生体電気インピーダンスを演算し、前記演算された結果を前記外部装置へ伝送することを特徴とする。本発明によれば、制御部、表示部及び入力部を含む外部機器と接続し、外部機器の資源を用いて生体電気インピーダンスを測定することができる、互換性に優れた生体電気インピーダンス測定ユニットを提供する。

Description

本発明は、携帯容易な生体電気インピーダンス測定ユニットに関し、より詳細には、表示部と入力部と制御部を含む外部機器に接続して生体電気インピーダンスを測定することが可能なユニットに関するものである。

２０００年２月２１日に出願された発明の名称「携帯用生体電気インピーダンス測定装置」の特許文献１には、従来の生体電気インピーダンスを測定する機器、特に生体電気インピーダンスを測定して被測定者の体脂肪などの演算を行う携帯用体脂肪測定器に関する技術が開示されている。前記特許文献に開示された携帯用生体電気インピーダンス測定装置は、図１に示すように、４つの端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、表示部７、操作部１１、制御部１０、メモリ部１４、定電流発生部１２、電圧測定部１３及び電源部１６を含んでいる。前記携帯用体脂肪測定器において、前記メモリ部１０は、体脂肪計算のためのプログラムを内蔵しており、前記制御部１０は、前記電圧測定部１３で測定した端子電圧に基づいて、前記メモリ部１０に内蔵されたプログラムを実行して被測定者の生体電気インピーダンス及び体脂肪の演算を行い、その結果を前記表示部７に表示する。

一方、携帯電話やＰＤＡなどの機器に生体電気の測定が可能な別途の回路を内蔵させ、携帯電話やＰＤＡなどの表示部、入力部、制御部、メモリなどの資源を用いて体脂肪測定機能をさらに加えた多機能携帯型体脂肪測定器についての技術も開示されている。２０００年５月２４日に出願された発明の名称「体脂肪測定兼用携帯電話端末機」の特許文献２には、携帯電話に体脂肪測定機能を追加して体脂肪を測定し、測定された体脂肪情報を携帯電話の送信部を通じて基地局のサーバに伝送することが可能な技術的構成が開示されている。図２は前記体脂肪測定兼用携帯電話端末機のシステム構成図である。この発明は、従来の携帯電話に体成分測定のためのインピーダンス測定部２０とモード選択スイッチ３０を付加し、携帯電話の制御回路で動作可能なインピーダンス測定及び演算のための別途のプログラムを提供することにより、携帯電話機能及び体脂肪測定機能を備えた携帯電話端末機を提案している。
韓国特許出願第１０−２０００−０００８１００号明細書 韓国特許出願第１０−２０００−００２８０８１号明細書

しかし、前記「携帯用生体電気インピーダンス測定装置」は、外部機器と接続するための機能が欠如しているため、需要者のニーズ、すなわち体脂肪測定器をインピーダンス測定のために必要な最小限の構成にユニット化し、様々な外部機器の共通資源、例えばメモリ、表示装置などを用いて体脂肪の測定を行えるようにして、体脂肪測定器の重量及び大きさを減らし且つ生産コストを節減することが可能なより低価の体脂肪測定器に対する要求を満足させていない。

また、前記「体脂肪測定兼用携帯電話端末機」は、生体電気インピーダンス測定のための最小限のユニットを携帯電話に内蔵させ、携帯電話の資源を活用することにより、体脂肪測定器の生産コストをダウンさせる方案を提示しているが、異なる種類の携帯電話または携帯電話以外の他の機器には接続して使用することができないという欠点があった。また、端末機の製造コストのアップをもたらし、端末機の取替時に体脂肪測定部のみを分離してリサイクルすることが不可能であって資源の浪費を招くという問題点があった。

本発明は、かかる問題点を解決するためのもので、その目的は、制御部、表示部、入力部を含む外部機器に接続し、外部機器の資源を用いて生体電気インピーダンスを測定することが可能なユニットを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、外部機器の種類を問わずに制御部、入力部、表示部を有する機器であれば接続して生体電気インピーダンスを測定することが可能な、互換性に優れた生体電気インピーダンス測定ユニットを提供することにある。

また、本発明の別の目的は、外部機器から、生体電気インピーダンス値に基づいて体成分の測定が可能な各種プログラムをダウンロードして実行可能な生体電気インピーダンス測定ユニットを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る生体電気インピーダンス測定ユニットは、絶縁性の材料から製作された本体と、前記本体の前後面それぞれに１対ずつ隔設された４つの導電性電極と、表示部、操作部及び制御部を含む外部装置とのデータ通信を行うために前記本体に連結されたコネクタと、前記本体の内部に設置されたメモリと、前記本体の内部に設置された制御部とを含み、前記制御部は、前記操作部に入力された命令を前記外部装置から前記コネクタを介して受信し、前記電極からの測定結果に基づいて生体電気インピーダンスを演算し、前記演算された結果を前記外部装置へ伝送することを特徴とする。

また、本発明に係る生体電気インピーダンス測定ユニットは、前記制御部が、前記操作部に入力された命令と身長、体重、性別、年齢を含む被測定者の身体情報とを前記コネクタを介して前記外部装置から受信し、前記電極からの測定結果に基づいて生体電気インピーダンスを演算し、演算された生体電気インピーダンスに基づいて被測定者の体成分演算を行った後、前記体成分の演算結果を前記外部装置へ伝送することを特徴とする。

また、本発明に係る生体電気インピーダンス測定ユニットは、前記制御部が、前記コネクタを介して前記外部装置から体制分演算のためのプログラムを受信してメモリ部に格納し、前記操作部に入力された命令と被測定者の身体情報とを前記外部装置から受信し、前記電極からの測定結果に基づいて生体電気インピーダンスを演算し、演算された生体電気インピーダンスに基づいて被測定者の体成分演算を行った後、前記体成分の演算結果を前記外部装置へ伝送することを特徴とする。

また、本発明に係る生体電気インピーダンス測定ユニットは、前記体成分演算の結果が、体脂肪量、体脂肪率、体水分量、蛋白質量、無機質量、腹部脂肪率、内臓脂肪率、身体発達点数、肥満度、栄養状態、筋肉形態、体細胞量、体表面積、基礎代謝量、体密度からなるグループから選択されたことを特徴とする。

また、本発明に係る生体電気インピーダンス測定ユニットは、前記コネクタが、前記外部装置から電源の供給を受けるための端子をさらに含むことを特徴とする。

また、本発明に係る生体電気インピーダンス測定ユニットは、前記本体の一面に設置された、生体電気インピーダンスの測定を指示するための操作スイッチをさらに含むことを特徴とする。

また、本発明に係る生体電気インピーダンス測定ユニットは、前記本体の一面に、前記本体を紐で吊るすための貫通孔が設けられていることを特徴とする。

また、本発明に係る生体電気インピーダンス測定ユニットは、前記コネクタが前記生体電気インピーダンス測定ユニット本体の一面に一体に取り付けられていることを特徴とする。

以下に添付図面を参照しながら、本発明に係る生体電気インピーダンス測定ユニットの好適な実施形態を詳細に説明する。

図３は本発明の一実施形態に係る生体電気インピーダンス測定ユニットの概略斜視図、図４は本発明の一実施形態に係る生体電気インピーダンス測定ユニットのシステム構成図である。

図３に示すように、本発明の一実施形態に係る生体電気インピーダンス測定ユニットは、本体１１０と、前記本体１１０の一面に連結されたコネクタ１２０と、前記本体の前後面にそれぞれ一対ずつ設けられた導電性電極１３０、１３１、１３２、１３３とから構成される。

前記本体は、絶縁性材料からなっており、図４に示したような制御部２１０、メモリ２５０を含む体脂肪測定のための部品からなる内部回路装置２００が内蔵されている。本実施形態において、本体の形状は長方形であるが、これに限定されない。たとえば、回路装置２００を内蔵することが可能な、適当な空間を内部に有するものであればいずれでもよい。

コネクタ１２０は図３に示すようにケーブル１２１により本体１１０の一面に連結されている。ケーブル１２０は本体１１０を通過して内部回路装置２００と接続されている。ところが、コネクタ１２０は、図７に示した他の実施形態のように、測定ユニット１００自体を外部機器と直接接続させることができるよう、本体１１０の一面に本体１１０と一体に設置することもできる。

図４に示すように、本発明の一実施形態において、本体１１０の内部に設置された内部回路装置２００は制御部２１０とメモリ２５０から構成される。

制御部２１０は、外部装置Ｗの操作部に入力された命令をコネクタ１２０を介して受信し、前記電極１３０、１３１、１３２、１３３からの測定結果に基づいて生体電気インピーダンスを演算し、前記演算された結果を前記外部装置Ｗへ伝送する機能を行う。制御部２１０は、前記の機能を行うために、主に演算及び制御機能を行うマイクロプロセッサ２４０と、前記マイクロプロセッサ２４０に連結され、マイクロプロセッサ２４０の制御命令に従って電極から電圧を測定する測定部２２０と、測定されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２３０とから構成される。測定部２２０は、前記複数の電極１３０、１３１、１３２、１３３に電流を供給し電圧を測定する回路から構成されている。このような技術的構成は、当該技術分野で通常の知識を有する者に公知になっている技術なので、その説明を省略する。

前記メモリ２５０には、測定部２２０を作動させて生体電気を測定するためのプログラムと、測定された信号に基づいて生体電気インピーダンスを演算するためのプログラムとが格納されている。その他にも、前記メモリ２５０には、前記外部機器Ｗから伝送された被測定者の身体情報、すなわち年齢、性別、身長、体重、血液型、胸周り、血圧、食習性、平均運動時間などに関する情報が格納できる。さらに、前記メモリ２５０には、前記生体電気インピーダンス値に基づいて被測定者の様々な体成分を演算するためのプログラムが格納されることもある。前記体成分演算のためのプログラムは、前記メモリ２５０に内蔵させて製作することもできるが、外部機器Ｗから必要な体成分分析のためのプログラムの伝送を選択的に受けるようにすることが好ましい。この際、外部機器Ｗが無線または有線でインターネットに接続され、インターネットに連結されたサーバから前記選択された体成分演算プログラムを受信して生体電気測定ユニットにさらに伝送するようにすることがより好ましい。

前記生体電気インピーダンスに基づいて体成分の分析が可能な演算プログラムの種類としては、体脂肪量演算プログラム、体脂肪率演算プログラム、体水分量演算プログラム、蛋白質量演算プログラム、無機質量演算プログラム、腹部脂肪率演算プログラム、内臓脂肪量演算プログラム、身体発達点数演算プログラム、肥満度（％）演算プログラム、栄養状態演算プログラム、筋肉形態演算プログラム、体細胞量（ｋｇ）演算プログラム、体質量指数（ｋｇ／ｍ３）演算プログラム、体表面積（ｍ３）演算プログラム、基礎代謝量（ｋｃａｌ）演算プログラム、体密度（ｋｇ／ｍ３）演算プログラム、筋肉形態演算プログラムなどがある。ここで、前記栄養状態演算プログラムは、被測定者の蛋白質、脂肪質、無機質の不足または過多に対する分析を行うプログラムであり、前記筋肉形態演算プログラムは、被測定者の体重に対する筋肉の程度を低筋肉型、比例型、筋肉型に判定するプログラムである。

図５は本発明の一実施形態に係る生体電気インピーダンス測定ユニットの使用状態を示す説明図、図６は本発明の一実施形態に係る生体電気インピーダンス測定ユニットの動作手順を説明するフローチャートである。

図５に示すように、本発明の一実施形態に係る生体電気インピーダンス測定ユニットを使用する場合、まずコネクタ１２０を外部機器Ｗの入出力端子ソケットに接続する。本実施形態の使用状態図においては、外部機器Ｗとして携帯電話を採用しているが、これに限定されず、ＰＤＡやコンピュータなど表示部と操作部と制御部を含む機器であってプログラムを行うことが可能な外部装置であればいずれでも構いません。次に、図５に示すように、両手の親指と人指し指を各対の電極に接触させ、生体電気インピーダンスを測定する。この際、コネクタを接続した後、一定の時間が経過すると、自動的に生体電気インピーダンスを測定するようにすることができるが、別途の測定開始信号を入力するための測定スイッチ１４０を設置し、測定者が測定準備完了後に前記測定スイッチ１４０を押して測定を開始するようにすることもできる。

次に、図６ａ及び図６ｂのフローチャートを参照して生体電気インピーダンス測定ユニットの作動について説明する。

図６ａに示した一実施形態のフローチャートは、体成分の測定において、被測定者の生体電気測定とインピーダンスの演算は測定ユニットで行われ、前記演算されたインピーダンス値を外部機器Ｗに伝送し、外部機器で選択された体成分に対する演算を行う場合のフローチャートである。この場合、生体電気インピーダンスの測定及び演算のためのプログラムはメモリに格納されており、被測定者の身元情報及び体成分演算のためのプログラムは外部機器のメモリに格納されている。

まず、測定ユニットのコネクタを外部機器の入出力端子に接続すると、測定ユニット１００と外部機器Ｗそれぞれのメモリに格納された外部装置自動認識プログラムが動作し、コネクタが接続されているか否かをチェックする（Ｓ１１０）。

外部機器Ｗ及び測定ユニット１００両方ともコネクタの接続状態をチェックすると、外部機器の表示部に被測定者の身の上情報を入力しなさいというメッセージが表示され、身の上情報が様式に合わせて入力されると、外部機器は測定ユニットに身の上情報入力完了信号を伝送する。

入力された身の上情報は外部機器のメモリに格納され、追って測定ユニットからインピーダンス値の伝送を受けて外部機器で体成分演算を行うときに使用される。

測定ユニットは、身の上情報入力完了信号を受信し（Ｓ１２０）、電極に生体電気を測定するために手指が適切に接触しているか否かをチェックする（Ｓ１３０）。被測定者の手指接触状態が正常であれば、制御部は生体電気を測定し（Ｓ１５０）、接触状態が非正常であれば、再測定メッセージを外部機器へ伝送する。この際、生体電気の測定は、電極接触状態をチェックした後一定の時間が経過すると自動的に行われるようにするか、或いは図５に示した測定スイッチ１４０を設置し、被測定者が測定スイッチを押すと行うようにすることができる。

次に、測定された生体電気値をメモリ２５０に格納し（Ｓ１６０）、前記格納された値に基づいて生体電気インピーダンス値の演算を行う（Ｓ１７０）。

その後、演算されたインピーダンス値を外部機器へ伝送する（Ｓ１８０）。外部機器は、インピーダンス値を受信した後、選択された体成分演算のためのプログラムを行い、再測定するか否かに対する入力を受けて測定ユニットに伝送する。

測定ユニットは、再測定を行うか否かをチェックし、再測定を行う場合には電極接触状態チェック段階にフィードバックされ、再測定を行わない場合にはコネクタの連結を解除するようにするメッセージを伝送する。

最後に、コネクタの連結が解除されたか否かをチェックし（Ｓ２００）、解除された場合には終了する（Ｓ２２０）。

図６ｂに示した他の実施形態のフローチャートは、体成分測定において、被測定者の生体電気測定、インピーダンスの演算及び体成分の演算が両方とも測定ユニットで行われ、外部機器は身体情報の入力と演算結果を表示部に出力する場合のフローチャートである。この場合、生体電気インピーダンス測定及び体成分演算のためのプログラムはメモリに格納されている。ところが、体成分演算のためのプログラムは固定されたものではなく、追加の体成分演算のためのプログラムの伝送を外部機器から受けてメモリに格納することもできる。格納されたプログラムは、追加の体成分演算プログラムの伝送を受ける前までは引き続き定められた体成分の測定に用いられる。外部機器から追加の体成分演算のためのプログラムの伝送を受けるために、外部機器は、表示部に選択可能な体成分演算プログラムを表示し、入力部を介して選択命令が入力されると、演算ユニットへ選択プログラムを伝送する。演算ユニットは、これを受信してメモリに格納する。このような手続きは、選択的に図６ｂのフローチャートに追加できる。

図６ｂに示したフローチャートが図６ａのフローチャートと異なる点は、入力された被測定者の身の上情報を外部機器から受信してメモリに格納するという点である。

また、図６ｂの手続きが図６ａの手続きと異なる点は、インピーダンスの演算後、体成分演算を行い、体成分演算結果を外部機器に伝送するという点である。外部機器は、単に伝送された体成分結果値を表示装置に表示し、別途の体成分演算を行わない。したがって、外部機器の資源の利用が身の上情報の入力及び表示に止まるため、その活用を極小化して外部機器本来の機能への影響を最小限にすることができるという利点がある。

図７は本発明の他の実施形態を示す斜視図である。図７に示した実施形態が図３の実施形態と異なる点は、コネクタ１２０を本体１１０の側面に一体に取り付けた点である。コネクタを本体１１０と一体に取り付けると、よりコンパクトに製作することができるという点と、測定データの伝送誤りを減らすことができるという利点がある。また、前記本体１１０を紐で吊るすことが可能な貫通孔１５０が本体１１０の一面に設けられている点も図３の実施形態と異なる。前記貫通孔は、紐で衣服または身体の一部または図７に示したように外部機器に吊るして携帯容易にするためのものである。

本発明によれば、制御部、表示部、入力部を含む外部機器と接続し、外部機器の資源を用いて生体電気インピーダンスを測定することが可能なユニットを提供し、低価の体成分測定機器を提供することができる。

また、本発明は、外部機器の種類を問わずに制御部、入力部、表示部を有する機器であれば接続して生体電気インピーダンスを測定することができる、互換性に優れた生体電気インピーダンス測定ユニットを提供する。

また、本発明は、外部機器から生体電気インピーダンス値に基づいて体成分の測定が可能な各種プログラムをダウンロードして実行可能な測定ユニットを提供し、最小限のメモリでも様々な種類の体成分分析が可能になる。

以上説明し図面に示した本発明の一実施形態は、本発明の技術的思想を限定するものと解釈されてはならない。本発明の保護範囲は請求の範囲に記載された事項によってのみ制限され、本発明の技術分野で通常の知識を有する者は本発明の技術的思想を様々な形態に改良・変更することが可能である。したがって、このような改良及び変更は、通常の知識を有する者に自明なことである限り、本発明の保護範囲に属するであろう。

従来の携帯用体脂肪計のブロック図である。 従来の体脂肪測定兼用携帯電話端末機のブロック図である。 本発明の一実施形態に係る生体電気インピーダンス測定ユニットの概略図である。 本発明の一実施形態に係る生体電気インピーダンス測定ユニットのブロック図である。 本発明の一実施形態に係る生体電気インピーダンス測定ユニットの使用状態を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係る生体電気インピーダンス測定ユニットの動作手順を説明するフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る生体電気インピーダンス測定ユニットの動作手順を説明するフローチャートである。 本発明の他の実施形態を示す概略図である。

Claims (8)

1. 絶縁性の材料から製作された本体と、
   前記本体の前後面それぞれに一対ずつ隔設された４つの導電性電極と、
   表示部と操作部と制御部を含む外部装置とのデータ通信を行うために前記本体に連結されたコネクタと、
   前記本体の内部に設置されたメモリと、
   前記本体の内部に設置された制御部とを含み、
   前記制御部が、前記操作部に入力された命令を前記外部装置から前記コネクタを介して受信し、前記電極からの測定結果に基づいて生体電気インピーダンスを演算し、前記演算された結果を前記外部装置へ伝送する、
   生体電気インピーダンス測定ユニット。
2. 前記制御部が、前記操作部に入力された命令と身長、体重、性別、年齢を含む被測定者の身体情報とを前記外部装置から前記コネクタを介して受信し、前記電極からの測定結果に基づいて生体電気インピーダンスを演算し、演算された生体電気インピーダンスに基づいて被測定者の体成分演算を行い、前記体成分の演算結果を前記外部装置へ伝送する、請求項１に記載の生体電気インピーダンス測定ユニット。
3. 前記制御部が、前記コネクタを介して前記外部装置から体成分演算のためのプログラムを受信してメモリ部に格納し、前記操作部に入力された命令と被測定者の身体情報とを前記外部装置から受信し、前記電極からの測定結果に基づいて生体電気インピーダンスを演算し、演算された生体電気インピーダンスに基づいて被測定者の体成分演算を行い、前記体成分の演算結果を前記外部装置へ伝送する、請求項１に記載の生体電気インピーダンス測定ユニット。
4. 前記体成分演算の結果が、体脂肪量、体脂肪率、体水分量、蛋白質量、無機質量、腹部脂肪率、内臓脂肪量、身体発達点数、肥満度、栄養状態、筋肉形態、体細胞量、体表面積、基礎代謝量、体密度からなるグループから選択される、請求項２または３に記載の生体電気インピーダンス測定ユニット。
5. 前記コネクタが前記外部装置から電源の供給を受けるための端子を更に備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の生体電気インピーダンス測定ユニット。
6. 前記本体の一面に設置された、生体電気インピーダンスの測定を指示するための操作スイッチを更に備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の生体電気インピーダンス測定ユニット。
7. 前記本体の一面に、前記本体を紐で吊るすための貫通孔が設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の生体電気インピーダンス測定ユニット。
8. 前記コネクタが前記生体電気インピーダンス測定ユニット本体の一面に一体に取り付けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の生体電気インピーダンス測定ユニット。

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