KR100829214B1 - 체지방 측정 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 광 검출기 및 둘 이상의 광원을 포함하는 체지방 측정 장치의 체지방 측정 방법은, 상기 둘 이상의 광원으로부터 생체 조직에 조사된 광 신호를 상기 광 검출기를 통해 검출하고, 상기 검출한 각각의 광 신호 세기를 측정하는 단계; 상기 둘 이상의 광원 중 제1 광원 및 제2 광원 간의 거리와, 상기 제1 광원에 대응하는 제1 광 신호 세기 및 제2 광원에 대응하는 제2 광 신호 세기의 차를 이용하여 상기 제1 광 신호 세기 및 상기 제2 광 신호 세기에 대한 기울기를 산출하는 단계; 및 상기 산출한 기울기 값으로부터 상기 생체 조직의 체지방 두께를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

체지방, 광 센서, 기울기, 비율

Description

체지방 측정 장치 및 그 방법{BODY FAT MEASUREMENT APPRATUS AND METHOD FOR OPERATING THE APPRATUS}

도 1은 본 발명에 따른 체지방 측정 장치의 구성을 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 체지방 측정 장치의 광 센서 모듈의 윗면을 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 체지방 측정 장치의 광 센서 모듈의 측면을 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 체지방 측정 장치를 통해 측정한 광 신호 세기 및 광 검출부와 광원 간의 거리의 관계를 도시한 그래프.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 체지방 두께와 기울기 간의 상관 관계를 도시한 그래프.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 체지방 두께와 기울기 간의 상관 관계를 도시한 그래프.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 체지방 측정 방법의 흐름을 도시한 순서도.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 체지방 측정 방법의 흐름을 도시한 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110: 광센서 모듈 120: 전기 신호 연산부

130: 출력 수단

본 발명은 체지방 측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 둘 이상의 광원 간의 각각의 이격 거리 및 상기 각각의 광원에 대응하여 생체 조직으로부터 검출한 광 신호의 세기 간의 상관 관계를 이용하여 체지방 두께를 측정하는 체지방 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

건강과 미용은 현대 사회의 화두 중 큰 부분을 차지한다. 최근 건강하고 즐거운 인생을 목표로 하는 웰빙이 붐을 일으키고 있는 것도 이와 맥을 같이한다. 건강을 측정할 수 있는 지표 중의 하나로 비만도를 측정하는 방법이 있다. 비만도를 측정하는 방법 역시 다양한데 이중 체내 지방의 비율을 구하는 체지방률을 보편적 기준으로 사용한다. 이는 미용의 이유로 다이어트를 수행하는 사람들에게도 공통으로 적용할 수 있다.

체지방률을 측정하는 방법은 수중에서 체중을 재는 체평균밀도 측정법(body average density measurement), 인체의 특정 부위의 지방두께를 측정하여 체지방률을 구하는 스킨폴드 테스트(skinfold test), 인체에 미약한 전류를 흘려 체내 저항을 구하여 체지방률을 계산하는 생체 저항법(body impedance analysis), 체중과 허 리둘레를 이용한 체지방 계산법(weight and waist relation table), 등이 있으나 설비가 복잡하고 측정이 부정확하다는 문제점이 있다.

최근 간단한 설비와 정확한 측정을 위하여 광을 이용한 체지방 측정법이 제안되고 있다. 광을 이용하여 체지방을 측정하는 체지방 측정 장치의 원리는 광원에서 방출된 광을 인체의 측정 부위에 조사하였을 때 체내에서 후방 산란을 일으켜 산란한 광신호를 광 검출기로 검출하여 체지방을 계산하는 방법이 그것이다.

이러한 체지방 측정 방법은 다른 체지방 측정 방법에 비해 비침습적(non-invasive)이고 짧은 시간 내게 간단하게 체지방 두께를 측정할 수 있어, 소형으로 제작되어 주로 휴대용 장치로 구현되고 있다. 이 때, 중요한 것은 누가 언제 어디서 측정하더라도 정확한 측정을 보장할 수 있느냐가 관건이 될 것이다. 그러나, 주로 소형으로 제작되어 휴대용 장치로 구현되거나, 휴대 단말기 등에 탑재되는 종래 기술에 따른 휴대형 체지방 측정 장치로는 항상 정확한 체지방 두께 측정을 사실상 기대하기 어려운 실정이다.

이에, 사용자가 언제 어디서나 휴대하고 다니면서 보다 편리하고 정확하게 체지방 두께를 측정할 수 있도록 하는 체지방 측정 장치의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 각 광원 간의 거리 및 상기 각 광원에 대응하여 생체 조직으로부터 검출한 광 신호 세기만을 이용하여 체지방 두께를 연산함으로써, 체지방 두께를 보다 효율적으로 산출할 수 있는 체지방 측정 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 각 광원 간의 거리와 상기 각 광원에 대응하는 광 신호 세기를 통해 산출하는 기울기 또는 상기 기울기 간의 비율(ratio)와 체지방 두께 간의 상관 관계를 이용하여 상기 체지방 두께를 연산함으로써, 보다 간단하면서도 정확하게 체지방 두께를 측정할 수 있는 체지방 측정 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 광 검출기 및 둘 이상의 광원을 포함하는 체지방 측정 장치의 체지방 측정 방법은, 상기 둘 이상의 광원으로부터 생체 조직에 조사된 광 신호를 상기 광 검출기를 통해 검출하고, 상기 검출한 각각의 광 신호 세기를 측정하는 단계; 상기 둘 이상의 광원 중 제1 광원 및 제2 광원 간의 거리와, 상기 제1 광원에 대응하는 제1 광 신호 세기 및 제2 광원에 대응하는 제2 광 신호 세기의 차를 이용하여 상기 제1 광 신호 세기 및 상기 제2 광 신호 세기에 대한 기울기를 산출하는 단계; 및 상기 산출한 기울기 값으로부터 상기 생체 조직의 체지방 두께를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 광 검출기 및 셋 이상의 광원을 포함하는 체지방 측정 장치의 체지방 측정 방법은, 상기 셋 이상의 광원으로부터 생체 조직에 조사된 광 신호를 상기 광 검출기를 통해 검출하고, 상기 검출한 각각의 광 신호 세기를 측정하는 단계; 상기 셋 이상의 광원 중 제1 광원 및 제2 광원 간의 거리와, 상기 제1 광원에 대응하는 제1 광 신호 세기 및 제2 광원에 대응하는 제2 광 신호 세기의 차 를 이용하여 상기 제1 광 신호 세기 및 상기 제2 광 신호 세기에 대한 제1 기울기를 산출하는 단계; 상기 셋 이상의 광원 중 제3 광원 및 제4 광원 간의 거리와, 상기 제3 광원에 대응하는 제3 광 신호 세기 및 제4 광원에 대응하는 제4 광 신호 세기의 차를 이용하여 상기 제3 광 신호 세기 및 상기 제4 광 신호 세기에 대한 제2 기울기를 산출하는 단계; 및 상기 제1 기울기 및 상기 제2 기울기의 비율(ratio)를 이용하여 상기 생체 조직의 체지방 두께를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 체지방 측정 장치는, 생체 조직으로 광을 조사하는 둘 이상의 광원; 상기 생체 조직 내부에서 산란된 광 신호를 검출하여 전기 신호로 변환하는 광 검출부; 및 상기 검출한 광 신호의 세기를 측정하는 광 신호 세기 측정부; 상기 각각의 광원 간의 이격 거리 및 상기 각각의 광원에 대응하여 검출한 광 신호 세기를 이용하여 상기 생체 조직의 체지방 두께를 측정하는 체지방 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 광 센서 모듈을 포함하는 체지방 측정 장치는 이동통신 단말기, PDA (Personal Digital Assistant), 휴대형 게임기, MP3 플레이어, PMP (Personal Multimedia Player), DMB (Digital Multimedia Broadcasting) 단말기, 휴대용 혈당 측정기, 또는 악력 운동기구 중 어느 하나에 포함될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 체지방 측정 장치에 포함되는 광 센서 모듈이 상기 기술한 휴대용 기기의 일부로 구성됨으로써, 본 발명에 따른 체지방 측정 장치를 구현할 수 있다. 또한, 상기 체지방 측정 장치는 상술한 휴대용 기기에 설치되지 아니하고, 독립적 인(stand-alone) 구성을 갖도록 설계될 수도 있다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 생체 조직이라 함은 인체를 그 대상으로 국한하지 아니한다. 즉, 피부와 근육 사이에 피하 지방층을 갖는 모든 생물체에 대하여 본 발명에 따른 광 센서 모듈을 포함하는 체지방 측정 장치를 사용할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 체지방 측정 장치의 구성을 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 체지방 측정 장치는 크게 광 센서 모듈(110), 전기신호 연산부(120), 및 출력 수단(130)을 포함하여 구성될 수 있다. 광 센서 모듈(110)은 광량 조절부(111), 광원부(112), 및 광 검출부(113)를 포함하여 구성될 수 있다. 전기신호 연산부(120)는 광 신호 세기 측정부(121), 체지방 측정부(122), 및 출력 제어부(123)를 포함하여 구성될 수 있다. 출력 수단(130)은 디스플레이 수단(131) 및 음향 출력 수단(132)을 포함하여 구성될 수 있다.

광 센서 모듈(110)의 광원부(112)는 둘 이상의 광원을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 광원은 당업계에서 널리 사용되고 있는 탑 뷰 LED(Light Emitting Diode)를 포함하는 점광원(point light source)의 형태로 구현될 수도 있고, 면광원(surface light source)의 형태로 구현될 수도 있다. 또한, 상기 광원은 상기 탑 뷰 LED뿐만 아니라, 사이드 뷰 LED를 포함하여 구현될 수도 있다. 탑 뷰 LED가 상기 광원으로 구현된 경우에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 체지방 측정 장치의 광 센서 모듈의 윗면을 도시한 도면이다.

도 2에는 광 센서 모듈(110)의 광 검출부(210) 및 광원부를 위에서 바라본 정면도가 도시되어 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 광원부는 둘 이상 설치될 수 있다. 즉, 상기 광원부는 체지방 두께 측정을 위하여 최소 두 개가 설치될 수도 있고, 세 개 이상이 설치될 수도 있다. 이러한 광원부의 개수가 증가함에 따라 피검 부위에 대한 체지방 측정에 이용될 수 있는 반사광의 레퍼런스(reference)가 증가되므로, 측정 결과의 정확도가 제고될 수 있다. 도 2에서는 상기 광원부가 세 개(광원부 S1, 광원부 S2, 및 광원부 S3) 설치된 경우를 예로 들어 설명한다.

상기 둘 이상의 광원부와 광 검출부(210)는 횡으로 배열된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 각 광원부는 광 검출부(210)를 기준으로 SD1, SD2, 및 SD3의 거리만큼 이격되어 각각 횡으로 배열된다.

상기 광원부는 광원(212) 및 가이드 수단(211)을 포함한다. 광원(212)은 각 광원부에 하나 이상 설치될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 광 검출부(210)와 횡으로 어레이(array)된 광원부는 각각 하나 이상의 광원을 포함하도록 구현될 수 있다. 광원(212)의 설치 개수 및 위치는 당업자의 판단에 따라 다양한 방법으로 구현될 수 있다. 광원(212)은 상술한 바와 같이 당업계에서 널리 사용되고 있는 탑 뷰 LED(Light Emitting Diode)를 포함하는 점광원(point light source)의 형태로 구현될 수 있고, 면광원(surface light source)의 형태로 구현될 수도 있다.

가이드 수단(211)은 광원(212)으로부터 조사되는 광이 수직 방향으로 피검 부위에 조사될 수 있도록 상기 광의 진행 방향을 가이드한다. 일반적으로 탑 뷰 LED는 그 방사각이 크기 때문에 수직 방향으로 출력되는 광의 세기가 감소되는 경향이 있다. 따라서, 가이드 수단(211)은 상기 탑 뷰 LED로부터 출력되는 광의 방사각을 줄여 상기 광이 피검 부위에 수직으로 입사되도록 함으로써, 상기 광 세기 감소를 최소화할 수 있다. 상기와 같은 동작을 위하여, 가이드 수단(211)은 프리즘 시트로 구현될 수 있다. 또한, 가이드 수단(211)은 상기 프리즘 시트뿐만 아니라, 상기와 같은 동작을 구현하는 당업계에서 널리 사용되는 다양한 수단을 모두 포함하여 구현될 수 있다.

이와 같이, 광원(212)으로부터 발광된 빛은 가이드 수단(211)을 통해 수직 방향으로 가이드되어 상기 피검 부위에 조사된다. 즉, 탑 뷰 광원(212)으로부터 발광된 빛은 가이드 수단(211)의 상면을 통해 피검 위치로 조사된다. 이 때, 상기 광은 가이드 수단(211) 상면 전체를 통해 조사된다. 즉, 가이드 수단(211) 상면의 면적만큼 상기 광이 면광으로 조사된다.

광원(212) 및 가이드 수단(211)을 포함하는 상기 광원부는 광 검출부(210)와 선정된(predetermined) 거리만큼 이격되어 설치될 수 있다. 즉, 광원부 S1은 광 검출부(210)와 SD1의 거리만큼 이격되어 설치될 수 있고, 광원부 S2는 광 검출부(210)와 SD2의 거리만큼 이격되어 설치될 수 있으며, 광원부 S3는 광 검출부(210)와 SD3의 거리만큼 이격되어 설치될 수 있다. 상기 각 광원부와 광 검출부(210) 간의 이격 거리(SD1, SD2, SD3)는 피검 부위에서 측정 가능한 체지방 두께의 임계치에 따라 다양하게 설계될 수 있다. 즉, SD가 큰 경우, 측정 가능한 체지방 두께 의 임계치는 상대적으로 커지게 된다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 광원부 S1과 광 검출부(210) 간의 거리를 표피를 보상하기 위해 2mm 내지 5mm로 구현될 수 있다.

또한, 각 광원부의 광원(212)에서 출력되는 광량은 광 검출부(210)와 이격된 거리에 따라 그 크기가 증가하도록 설정될 수 있다. 즉, 광원부 S1의 광원(212)으로부터 출력되는 광량, 광원부 S2의 광원(212)으로부터 출력되는 광량, 및 광원부 S3의 광원(212)으로부터 출력되는 광량의 순서대로 그 크기가 크도록 설정될 수 있다. 상기 광량 크기의 설정은 광량 조절부(111)에 의해 제어될 수 있다. 각각의 광원(212)으로부터 출력되는 광의 파장은 서로 동일하도록 설정될 수 있다.

또한, 상기 광원(212) 및 가이드 수단(211)으로 구성되는 광원부는 휴대용 단말기에 장착하기 위해 1.5mm 미만의 두께를 갖도록 설계될 수 있다. 상술한 바와 같이 상기 가이드 수단에 상기 둘 이상의 광원을 어레이(Array) 형태로 설치함으로써, 상기와 같이 얇은 두께를 갖는 광원부를 설계할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 광 센서 모듈(110)은 설치 두께에 제약이 심한 휴대용 단말기에 최적화되어 설치될 수 있다.

또한, 상기와 같이 각 탑 뷰 광원을 가이드 수단에 어레이 형태로 배열함으로써 휴대용 단말기의 두께 또는 크기 제한에 구애 받지 않고 얇은 두께로 비교적 넓은 면적을 갖는 면광원을 구현할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 체지방 측정 장치의 광 센서 모듈의 측면을 도시한 도면이다.

앞서 도 2를 통해 설명한 바와 같이, 도 3에 도시된 각각의 광원부(S1, S2, S3)는 광 검출부(D)와 각각의 거리만큼 이격되어 설치될 수 있다. 광량 조절부(111)는 이격거리가 큰 순서대로 조사되는 광량의 크기가 크도록 각 광원부에 인가되는 구동 전류의 세기를 제어할 수 있다. 즉, 광원부 S3에 인가되는 전류의 세기는 광원부 S2에 인가되는 전류의 세기보다 크고, 광원부 S2에 인가되는 전류의 세기는 광원부 S1에 인가되는 전류의 세기보다 크도록 구현될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 광량 조절부(111)는 광원부(112)가 포함하는 하나 이상의 광원에 인가되는 구동 전류를 조절한다. 즉, 광원부(112)가 복수 개의 광원을 포함하여 구성되는 경우, 광량 조절부(111)는 광 검출부(113)와 상기 각 광원과의 이격 거리에 비례하여 각 광원으로부터 출력되는 광량의 세기가 크도록 상기 각각의 광원에 인가되는 구동 전류의 크기를 조절할 수 있다.

광 검출부(113)는 생체 조직 내부로 입사되어 산란한 산란광을 수신하여 전기 신호로 변환한다. 즉, 광 검출부(113)는 광원부(112)로부터 사용자의 체내로 조사된 광이 측정 위치, 즉, 상기 생체 조직으로부터 산란된 산란광을 수신하고, 이를 전기 신호로 변환한다. 상기 동작을 위하여 광 검출부(113)는 광 신호를 전기 신호로 변환하는 소정의 광전 변환 소자(optical-electrical transducing element)을 포함하도록 구현될 수 있다.

광 신호 세기 측정부(121)는 광 검출부(113)를 통해 검출한 상기 각각의 광 신호에 대한 세기를 측정한다. 광 신호 세기 측정부(121)는 상기 각 광원으로부터 조사되는 광량의 크기 및 소정의 증폭기 이득(gain)을 보정하여 상기 광 신호 세기 를 측정할 수 있다. 즉, 광 신호 세기 측정부(121)는 앞서 설명한 바와 같이, 광원과 광 검출부(113) 간의 이격 거리에 따라 달라지는 광량의 크기와, 광 검출부(113)로부터 검출한 광 신호를 소정의 증폭기를 통해 증폭하는 경우 상기 증폭기 이득을 고려하여 표준화시킨 후 상기 광 신호 세기를 측정할 수 있다.

체지방 측정부(122)는 상기 각각의 광원 간의 이격 거리 및 상기 각각의 광원에 대응하여 검출한 광 신호 세기를 이용하여 상기 생체 조직의 체지방 두께를 측정한다.

본 발명에 따르면, 체지방 측정부(122)의 체지방 측정 방법은 크게 2가지 실시예로 구분될 수 있다. 제1 실시예는 두 개 이상의 광 신호로부터 하나 이상의 기울기를 산출하여 상기 기울기와 소정의 함수를 이용하여 체지방 두께를 연산하는 경우이다. 제2 실시예는 세 개 이상의 광 신호로부터 둘 이상의 기울기를 산출한 후 상기 기울기 간의 비율(ratio)과 소정의 함수를 이용하여 체지방 두께를 연산하는 경우이다.

체지방 측정부(122)는 상기 체지방 두께 측정을 위하여 상기 제1 실시예에 따른 상기 함수 및 상기 제2 실시예에 따른 상기 함수를 유지한다. 상기 함수는 소정의 실험을 통해 선정된 알고리즘 형태의 프로그램으로 구현될 수 있다. 따라서, 체지방 측정부(122)는 상기 함수 알고리즘을 포함하는 상기 프로그램이 기록된 소정의 메모리를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 함수는 체지방 두께와 각 광 세기 간의 기울기와의 상관 관계를 통해 실험적으로 도출될 수 있다. 이는 추후 상세히 설명하기로 한다.

우선 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 체지방 측정부(122)는 둘 이상의 광원 중, 제1 광원 및 제2 광원 간의 거리와, 상기 제1 광원에 대응하는 제1 광 신호 세기 및 상기 제2 광원에 대응하는 제2 광 신호 세기의 차를 이용하여 상기 제1 광 신호 세기 및 상기 제2 광 신호 세기에 대한 기울기를 산출한다. 이는 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 체지방 측정 장치를 통해 측정한 광 신호 세기 및 광 검출부와 광원 간의 거리의 관계를 도시한 그래프이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 광 신호 세기는 광 검출부 및 광원 간의 거리와 반비례하는 특성을 갖는다. 도 4의 그래프에서, SD 1은 상기 제1 광원과 광 검출부와의 거리를 의미하고, SD 2는 상기 제2 광원과 광 검출부와의 거리를 의미하며, SD 3는 제3 광원과 광 검출부와의 거리를 의미한다. 체지방 측정부(122)는 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원에 대한 기울기를 산출할 수 있다.

즉, 상기 제1 광원에 대응하는 광 세기(그래프 상에서 SD 1에 대응하는 광 세기)와 상기 제2 광원에 대응하는 광 세기(그래프 상에서 SD 2에 대응하는 광 세기)의 차를 상기 제1 광원과 상기 제2 광원 간의 이격 거리(SD 2 - SD 1)를 이용하여 상기 기울기를 산출할 수 있다. 이 때, 체지방 측정부(122)는 상기 각 광 세기에 로그값을 취하여 상기 기울기를 산출할 수 있다.

다시 도 1에서, 상기 기울기를 산출한 후, 체지방 측정부(122)는 상기 기울기 값과 본 발명의 제1 실시예에 따른 함수를 이용하여 체지방 두께를 연산한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 함수에 대해서는 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 체지방 두께와 기울기 간의 상관 관계를 도시한 그래프이다.

도 5의 그래프는 생체 조직에 대하여 체지방 두께를 측정하고, 상기 생체 조직에서 본 발명의 제1 실시예에 따른 체지방 측정 장치를 통해 두 개의 광원 간 거리차에 따른 기울기를 측정한 결과를 도시한 그래프이다. 즉, 상기 체지방 두께는 CT 촬영을 통해 측정한 결과이고, 상기 기울기는 상기 CT 촬영된 생체 조직에서 본 발명의 제1 실시예에 따른 체지방 측정 장치를 통해 측정한 결과를 의미한다. 상기 측정은 다수의 사용자 및 각 사용자의 다양한 신체 부위에 대해 수행되었다.

도 5의 그래프에 도시된 바와 같이, 체지방 두께는 상기 기울기와 비례 관계를 갖는 것을 알 수 있다. 즉, 기울기 값이 증가할수록 체지방 두께 또한 증가함을 알 수 있다. 따라서, 상기 기울기와 체지방 두께의 상관 관계로부터 상기 기울기를 매개 변수로 하는 체지방 두께 측정 함수를 도출할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 상기 체지방 두께 측정 함수는 "체지방 두께 = 제2 상수 + (제1 상수 * 기울기)" 로 설정될 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 상기 제1 상수는 157이고, 상기 제2 상수는 31.8로 설정될 수 있다. 상기 제1 상수 및 상기 제2 상수는 상기 값뿐만 아니라, 당업자의 실험결과에 따라 소정의 오차 범위 내에서 보다 다양한 값으로 설정될 수 있다.

따라서, 체지방 측정부(122)는 상기 체지방 두께 측정 함수와 상기 산출한 기울기를 이용하여 상기 체지방 두께를 연산할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 광 세기 및 광원 간 거리에 따른 기울기를 상기 체지방 측정 함수에 대입하여 체지방 두께를 측정함으로써, 보다 효율적으로 정확하게 체지방을 측정할 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 체지방 측정부(122)는 셋 이상의 광원 중, 제1 광원 및 제2 광원 간의 거리와, 상기 제1 광원에 대응하는 제1 광 신호 세기 및 상기 제2 광원에 대응하는 제2 광 신호 세기의 차를 이용하여 상기 제1 광 신호 세기 및 상기 제2 광 신호 세기에 대한 제1 기울기를 산출한다. 또한, 체지방 측정부(122)는 상기 셋 이상의 광원 중, 제3 광원 및 제4 광원 간의 거리와, 상기 제3 광원에 대응하는 제3 광 신호 세기 및 상기 제4 광원에 대응하는 제4 광 신호 세기의 차를 이용하여 상기 제3 광 신호 세기 및 상기 제4 광 신호 세기에 대한 제2 기울기를 산출한다.

즉, 앞서 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예를 통해 설명한 바와 같이, 제2 실시예에 따른 체지방 측정부(122)는 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원에 대한 기울기를 산출한다. 또한, 체지방 측정부(122)는 제3 광원 및 제4 광원에 대한 기울기를 더 산출한다. 상기 제3 광원은 상기 제1 광원 또는 상기 제2 광원일 수도 있다. 즉, 체지방 측정부(122)는 상기 제1 광원과 상기 제4 광원에 대한 기울기를 산출할 수도 있고, 상기 제2 광원과 상기 제4 광원에 대한 기울기를 산출할 수도 있다. 이는 광원이 3개로 구성되는 경우에 적용될 수 있다.

체지방 측정부(122)는 상기 제1 기울기 및 제2 기울기와 본 발명의 제2 실시예에 따른 함수를 이용하여 체지방 두께를 연산한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 상기 함수에 대해서는 도 6를 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 체지방 두께와 기울기 간의 상관 관계를 도시한 그래프이다.

도 6의 그래프는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 5의 그래프에서와 같이, 생체 조직에 대하여 체지방 두께를 측정하고, 상기 생체 조직에서 본 발명의 제2 실시예에 따른 체지방 측정 장치를 통해 두 개의 광원 간 거리차에 따른 기울기를 하나 이상 측정하여 상기 각 기울기 간의 비율(ratio)을 도시한 그래프이다. 즉, 상기 체지방 두께는 CT 촬영을 통해 측정한 결과이고, 상기 기울기는 상기 CT 촬영된 생체 조직에서 본 발명의 제2 실시예에 따른 체지방 측정 장치를 통해 측정한 결과를 의미한다. 상기 기울기 비율은 두 개 이상의 기울기에 대하여 산출할 수 있다. 즉, 두 개의 기울기를 서로 나누어 산출할 수도 있고, 세 개 이상의 기울기에 대하여 비율을 산출할 수도 있다.

도 6의 그래프에 도시된 바와 같이, 체지방 두께는 상기 기울기 비율과 2차 함수의 비례 관계를 갖는 것을 알 수 있다. 즉, 기울기 비율이 증가할수록 체지방 두께 또한 2차 함수의 비례로 증가함을 알 수 있다. 따라서, 상기 기울기 비율과 체지방 두께의 상관 관계로부터 상기 기울기 비율을 매개 변수로 하는 체지방 두께 측정 함수를 도출할 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 상기 체지방 두께 측정 함수는 "체지방 두께 = 제3 상수 - (제1 상수 * 기울기 비율) + (제2 상수 * 기울기 비율²)"으로 설정될 수 있다. 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 상기 제1 상수는 86.2186이고, 상기 제2 상수는 58.0241이며, 상기 제3 상수는 34.2544로 설정될 수 있다. 상기 제1 상수, 상기 제2 상수, 및 상기 제3 상수는 상기 값뿐만 아니라, 당업자의 실험결과에 따라 소정의 오차 범위 내에서 보다 다양한 값으로 설정될 수 있다.

따라서, 체지방 측정부(122)는 상기 체지방 두께 측정 함수와 상기 산출한 기울기 비율을 이용하여 상기 체지방 두께를 연산할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 광 세기 및 광원 간 거리에 따른 둘 이상의 기울기 간의 비율을 상기 체지방 측정 함수에 대입하여 체지방 두께를 측정함으로써, 보다 효율적으로 정확하게 체지방을 측정할 수 있다.

출력 제어부(123)는 상기 체지방 정보가 출력 수단(130)을 통해 디스플레이 또는 재생되도록 제어한다. 출력 수단(130)은 상기 측정된 체지방 정보를 디스플레이 수단(131) 또는 음향 출력 수단(132) 등을 통해 디스플레이하거나 재생할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 체지방 측정 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 체지방 측정 장치는 광 검출기 및 둘 이상의 광원을 포함한다. 상기 체지방 측정 장치는 상기 둘 이상의 광원을 통해 생체 조직으로 광을 조사한다(단계(711)). 상기 체지방 측정 장치는 상기 둘 이상의 광원으로부터 생체 조직에 조사되어 후방산란된 광 신호를 상기 광 검출기를 통해 검출하고(단계(712)), 상기 검출한 각각의 광 신호 세기를 측정한다(단계(713)).

상기 체지방 측정 장치는 상기 둘 이상의 광원 중 제1 광원 및 제2 광원 간 의 거리와, 상기 제1 광원에 대응하는 제1 광 신호 세기 및 제2 광원에 대응하는 제2 광 신호 세기의 차를 이용하여 상기 제1 광 신호 세기 및 상기 제2 광 신호 세기에 대한 기울기를 산출한다(단계(714)).

단계(714)에서, 상기 체지방 측정 장치는 상기 제1 광 신호 세기 값 및 상기 제2 광 신호 세기 값에 각각 로그(log)를 취하여 제1 광 신호 세기 로그값 및 제2 광 신호 세기 로그값을 산출하고, 상기 제1 광 신호 세기 로그값과 상기 제2 광 신호 세기 로그값 간의 차를 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원 간의 거리값으로 나누어(dividing) 상기 기울기를 산출할 수 있다.

상기 체지방 측정 장치는 상기 기울기 값에 제1 상수(constant)를 곱하고, 상기 곱한 값에 제2 상수를 더하여 상기 생체 조직의 체지방 두께를 연산한다(단계(715)). 상기 제1 상수는 157이고, 상기 제2 상수는 31.8로 설정될 수 있다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 체지방 측정 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 체지방 측정 장치는 광 검출기 및 셋 이상의 광원을 포함한다. 상기 체지방 측정 장치는 상기 둘 이상의 광원을 통해 생체 조직으로 광을 조사한다(단계(811)). 상기 체지방 측정 장치는 상기 둘 이상의 광원으로부터 생체 조직에 조사되어 후방산란된 광 신호를 상기 광 검출기를 통해 검출하고(단계(812)), 상기 검출한 각각의 광 신호 세기를 측정한다(단계(813)).

상기 체지방 측정 장치는 상기 셋 이상의 광원 중 제1 광원 및 제2 광원 간의 거리와, 상기 제1 광원에 대응하는 제1 광 신호 세기 및 제2 광원에 대응하는 제2 광 신호 세기의 차를 이용하여 상기 제1 광 신호 세기 및 상기 제2 광 신호 세기에 대한 제1 기울기를 산출한다(단계(814)).

단계(814)에서, 상기 체지방 측정 장치는 상기 제1 광 신호 세기 값 및 상기 제2 광 신호 세기 값에 각각 로그(log)를 취하여 제1 광 신호 세기 로그값 및 제2 광 신호 세기 로그값을 산출하고, 상기 제1 광 신호 세기 로그값과 상기 제2 광 신호 세기 로그값 간의 차를 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원 간의 거리값으로 나누어(dividing) 상기 제1 기울기를 산출할 수 있다.

또한, 상기 체지방 측정 장치는 상기 셋 이상의 광원 중 제3 광원 및 제4 광원 간의 거리와, 상기 제3 광원에 대응하는 제3 광 신호 세기 및 제4 광원에 대응하는 제4 광 신호 세기의 차를 이용하여 상기 제3 광 신호 세기 및 상기 제4 광 신호 세기에 대한 제2 기울기를 산출한다(단계(815)).

단계(815)에서, 상기 체지방 측정 장치는 상기 제3 광 신호 세기 값 및 상기 제4 광 신호 세기 값에 각각 로그(log)를 취하여 제3 광 신호 세기 로그값 및 제4 광 신호 세기 로그값을 산출하고, 상기 제3 광 신호 세기 로그값과 상기 제4 광 신호 세기 로그값 간의 차를 상기 제3 광원 및 상기 제4 광원 간의 거리값으로 나누어(dividing) 상기 제2 기울기를 산출할 수 있다.

상기 체지방 측정 장치는 상기 제1 기울기 값을 상기 제2 기울기 값으로 나누어 기울기 비율(ratio)를 산출한다(단계(816)). 상기 체지방 측정 장치는 상기 비율 값에 제1 상수(constant)를 곱하여 제1 값을 산출하고, 상기 비율 값을 제곱한 값에 제2 상수를 곱하여 제2 값을 산출하며, 제3 상수에서 상기 제1 값을 차감 (subtraction)한 후 상기 제2 값을 더하여 상기 생체 조직의 체지방 두께를 연산한다(단계(817)). 상기 제1 상수는 86.2186이고, 상기 제2 상수는 58.0241이며, 상기 제3 상수는 34.2544로 설정될 수 있다.

비록 간단히 설명하였으나, 도 7 및 도 8을 통해 설명한 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 체지방 측정 방법은, 도 1 내지 도 6을 통해 설명한 본 발명의 체지방 측정 장치의 제1 실시예에 따른 체지방 측정 동작 및 제2 실시예에 따른 체지방 측정 동작을 모두 포함하여 구현될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 체지방 측정 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같 은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

본 발명의 체지방 측정 장치 및 방법에 따르면, 각 광원 간의 거리 및 상기 각 광원에 대응하여 생체 조직으로부터 검출한 광 신호 세기만을 이용하여 체지방 두께를 연산함으로써, 체지방 두께를 보다 효율적으로 산출할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 체지방 측정 장치 및 방법에 따르면, 각 광원 간의 거리와 상기 각 광원에 대응하는 광 신호 세기를 통해 산출하는 기울기 또는 상기 기울기 간의 비율(ratio)와 체지방 두께 간의 상관 관계를 이용하여 상기 체지방 두께를 연산함으로써, 보다 간단하면서도 정확하게 체지방 두께를 측정할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (15)

1. 광 검출기 및 둘 이상의 광원을 포함하는 체지방 측정 장치의 체지방 측정 방법에 있어서,

   상기 둘 이상의 광원으로부터 생체 조직에 조사된 광 신호를 상기 광 검출기를 통해 검출하고, 상기 검출한 각각의 광 신호 세기를 측정하는 단계;

   상기 둘 이상의 광원 중 제1 광원 및 제2 광원 간의 거리와, 상기 제1 광원에 대응하는 제1 광 신호 세기 및 제2 광원에 대응하는 제2 광 신호 세기의 차를 이용하여 상기 제1 광 신호 세기 및 상기 제2 광 신호 세기에 대한 기울기를 산출하는 단계; 및

   상기 산출한 기울기를 포함하는 체지방 두께 측정 함수를 통해, 상기 생체 조직의 체지방 두께를 측정하는 단계를 포함하고,

   생체 조직의 체지방 두께를 측정하는 상기 단계는,

   '제2 상수 + (제1 상수 * 기울기)'를 만족하는 상기 체지방 두께 측정 함수를 통해, 상기 체지방 두께를 측정하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 체지방 측정 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 검출한 각각의 광 신호 세기를 측정하는 상기 단계는,

   상기 각 광원으로부터 조사되는 광량 및 소정의 증폭기 이득(gain)을 보정하여 상기 각 광 신호 세기를 표준화하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 체지방 측정 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1 광 신호 세기 및 상기 제2 광 신호 세기에 대한 기울기를 산출하는 상기 단계는,

   상기 제1 광 신호 세기 값 및 상기 제2 광 신호 세기 값에 각각 로그(log)를 취하여 제1 광 신호 세기 로그값 및 제2 광 신호 세기 로그값을 산출하는 단계; 및

   상기 제1 광 신호 세기 로그값과 상기 제2 광 신호 세기 로그값 간의 차를 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원 간의 거리값으로 나누는(dividing) 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 체지방 측정 방법.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 제1 상수는 157이고, 상기 제2 상수는 31.8인 것을 특징으로 하는 체지방 측정 방법.
6. 광 검출기 및 셋 이상의 광원을 포함하는 체지방 측정 장치의 체지방 측정 방법에 있어서,

   상기 셋 이상의 광원으로부터 생체 조직에 조사된 광 신호를 상기 광 검출기를 통해 검출하고, 상기 검출한 각각의 광 신호 세기를 측정하는 단계;

   상기 셋 이상의 광원 중 제1 광원 및 제2 광원 간의 거리와, 상기 제1 광원에 대응하는 제1 광 신호 세기 및 제2 광원에 대응하는 제2 광 신호 세기의 차를 이용하여 상기 제1 광 신호 세기 및 상기 제2 광 신호 세기에 대한 제1 기울기를 산출하는 단계;

   상기 셋 이상의 광원 중 제3 광원 및 제4 광원 간의 거리와, 상기 제3 광원에 대응하는 제3 광 신호 세기 및 제4 광원에 대응하는 제4 광 신호 세기의 차를 이용하여 상기 제3 광 신호 세기 및 상기 제4 광 신호 세기에 대한 제2 기울기를 산출하는 단계; 및

   상기 산출된 제1 기울기 값을 상기 산출된 제2 기울기 값으로 나누어 기울기의 비율(ratio)을 산출하고, 상기 산출된 비율을 포함하는 체지방 두께 측정 함수를 통해, 상기 생체 조직의 체지방 두께를 측정하는 단계를 포함하고,

   생체 조직의 체지방 두께를 측정하는 상기 단계는,

   '제3 상수 - (제1 상수 * 비율) + (제2 상수 * 비율²)'를 만족하는 상기 체지방 두께 측정 함수를 통해, 상기 체지방 두께를 측정하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 체지방 측정 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제3 광원은 상기 제1 광원 또는 상기 제2 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 체지방 측정 방법.
8. 제6항에 있어서,

   상기 검출한 각각의 광 신호 세기를 측정하는 상기 단계는,

   상기 각 광원으로부터 조사되는 광량 및 소정의 증폭기 이득(gain)을 보정하여 상기 각 광 신호 세기를 표준화하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 체지방 측정 방법.
9. 제6항에 있어서,

   상기 제1 광 신호 세기 및 상기 제2 광 신호 세기에 대한 제1 기울기를 산출하는 상기 단계는,

   상기 제1 광 신호 세기 값 및 상기 제2 광 신호 세기 값에 각각 로그(log)를 취하여 제1 광 신호 세기 로그값 및 제2 광 신호 세기 로그값을 산출하는 단계; 및

   상기 제1 광 신호 세기 로그값과 상기 제2 광 신호 세기 로그값 간의 차를 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원 간의 거리값으로 나누는(dividing) 단계

   를 포함하고,

   상기 제3 광 신호 세기 및 상기 제4 광 신호 세기에 대한 제2 기울기를 산출하는 상기 단계는,

   상기 제3 광 신호 세기 값 및 상기 제4 광 신호 세기 값에 각각 로그(log)를 취하여 제3 광 신호 세기 로그값 및 제4 광 신호 세기 로그값을 산출하는 단계; 및

   상기 제3 광 신호 세기 로그값과 상기 제4 광 신호 세기 로그값 간의 차를 상기 제3 광원 및 상기 제4 광원 간의 거리값으로 나누는(dividing) 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 체지방 측정 방법.
10. 삭제
11. 제6항에 있어서,

    상기 제1 상수는 86.2186이고, 상기 제2 상수는 58.0241이며, 상기 제3 상수는 34.2544인 것을 특징으로 하는 체지방 측정 방법.
12. 제1항 내지 제3항, 제5항 내지 제9항, 제11항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
13. 생체 조직으로 광을 조사하는 둘 이상의 광원;

    상기 생체 조직 내부에서 산란된 광 신호를 검출하여 전기 신호로 변환하는 광 검출부; 및

    상기 검출한 광 신호의 세기를 측정하는 광 신호 세기 측정부;

    상기 각각의 광원 간의 이격 거리 및 상기 각각의 광원에 대응하여 검출한 광 신호 세기를 이용하여 상기 생체 조직의 체지방 두께를 측정하는 체지방 측정부를 포함하고,

    상기 체지방 측정부는,

    상기 검출된 복수의 광 신호 세기에 대한 기울기를 산출하고, 상기 산출한 기울기를 포함하며 '제2 상수 + (제1 상수 * 기울기)'를 만족하는 체지방 두께 측정 함수를 통해, 상기 생체 조직의 체지방 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는 체지방 측정 장치.
14. 제13항에 있어서,

    상기 광 신호 세기 측정부는,

    상기 각 광원으로부터 조사되는 광량 및 증폭기 이득을 보정하여 상기 각 광 신호 세기를 표준화 하는 것을 특징으로 하는 체지방 측정 장치.
15. 제13항에 있어서,

    상기 체지방 측정부는,

    상기 복수의 광 신호 세기 값에 각각 로그(log)를 취하여 광 신호 세기 로그값을 산출하고, 상기 복수의 광 신호 세기 로그값 간의 차를 상기 광원 간의 거리값으로 나누어 상기 기울기를 산출하는 것을 특징으로 하는 체지방 측정 장치.

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