KR100885396B1 - 생체 임피던스 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생체 임피던스 측정 장치에 관한 것으로, 피측정자의 양발 각각에 접촉되는 발전극체가 서로 이격되도록 배열되는 적어도 3개의 전극들을 구비하도록 구현함으로써 피측정자가 발전극이 설치된 발판의 어느 부위를 밟더라도 피측정자의 생체 임피던스 측정이 가능하도록 한 것이다.

생체 임피던스, 체지방 측정, 발전극, 손전극

Description

생체 임피던스 측정 장치{Bioelectrical Impedance Analysis Apparatus}

도 1 은 종래의 생체 임피던스 측정 장치의 일 예를 도시한 도면

도 2 는 인체 부위별로 생체 임피던스를 측정하기 위한 인체의 전기적 모델을 도시한 도면

도 3 은 종래의 인체 부위별로 생체 임피던스를 측정할 수 있는 생체 임피던스 측정 장치의 일 예를 도시한 도면

도 4 는 본 발명에 따른 생체 임피던스 측정 장치의 일 실시예에 따른 외관도

도 5 는 본 발명에 따른 생체 임피던스 측정 장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도

도 6 은 본 발명에 따른 생체 임피던스 측정 장치의 발전극 배열 구조의 일 예를 도시한 도면

도 7 은 본 발명에 따른 생체 임피던스 측정 장치의 발전극 배열 구조의 또 다른 예를 도시한 도면

도 8 은 본 발명에 따른 생체 임피던스 측정 장치의 발전극 배열 구조의 또 다른 예를 도시한 도면

도 9 는 본 발명에 따른 생체 임피던스 측정 장치의 발전극 배열 구조의 또 다른 예를 도시한 도면

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 발판 20 : 상부체

30 : 지지부재 100 : 생체 임피던스 측정 장치

110 : 조작부 120 : 표시부

130 : 발전극체 131 : 전류 인가용 전극

132 : 전압 측정용 전극 140 : 임피던스 측정부

150 : 제어부 160 : 손전극체

본 발명은 생체 임피던스 측정 장치에 관한 것으로, 특히 생체 임피던스 측정 장치의 발전극 구조에 관련한 것이다.

생체 임피던스 측정(BIA : Bioelectrical Impedance Analysis) 기술은 인체의 체수분을 전기적인 방법을 사용하여 측정하는 기술이다. 인체로 약한 교류 전류 전기 신호를 보낼 때 전기는 전도성이 높은 체수분을 따라 흐르게 된다. 수분이 많고 적음은 전기가 흐르는 통로의 넓고 좁음을 결정하게 되는데, 이를 임피던스(Impedance)라는 측정치로 나타내게 된다.

임피던스(Z)란 전기가 흘러갈 때 이를 방해하는 힘이다. 임피던스는 공학적으로는 전기저항(R)과 리액턴스(Xc)의 벡터합으로 결정된다.

그런데, 인체의 경우 임피던스와 전기저항값은 약 2∼3Ω 정도밖에 차이가 나지 않으며, 이 차이는 무시할 수 있을 정도로 작은 값이기 때문에 생체 임피던스 측정(BIA : Bioelectrical Impedance Analysis) 분야에서는 임피던스는 전기저항값과 같다고 볼 수 있다.

도체의 전기저항(R)은 비저항(ρ)과 도체의 길이(L)에 비례하고, 단면적(A)에 반비례한다.

이 식으로부터 도체의 부피(V)는 비저항(ρ)과 도체의 길이(L) 및 전기저항(R)의 함수로 표현할 수 있다.

이 식을 인체에 적용하면, 도체의 부피(V)는 인체의 체수분에 대응되고, 비저항(ρ)는 체수분의 단위부피당 저항(C)에 대응되고, 도체의 길이(L)은 인체의 키에 대응되고, 전기저항(R)은 인체저항 즉, 인체의 생체 임피던스(Bioelectrical Impedance)에 대응되므로, 체수분을 구하는 식은 다음과 같다.

상기 인체의 키는 측정가능한 값이며, 상기 체수분의 단위부피당 저항(C)은 체수분에는 단위 부피당 일정량의 전해질이 녹아있으므로, 일정한 상수값으로 표현할 수 있으므로, 인체의 생체 임피던스(Bioelectrical Impedance)값을 알기만 하면 인체의 체수분을 구할 수 있다.

신체를 구성하는 체성분은 체수분, 단백질, 체지방, 무기질(뼈)의 4가지 성분으로 주로 구성되어 있다. 이들 4가지 성분이 체중에서 차지하는 비율은 성별과 개인차는 있으나, 대략 55: 20: 20: 5 정도이다. 그런데 이들 성분들중 체수분량과 체지방량을 알면 나저지 성분들을 구할 수 있다. 왜냐하면 단백질과 체수분은 근육을 형성하는 주성분으로 이들은 상호 비례적인 관계를 가지고 있다. 즉 건강한 근육은 약 73%가 물로 되어 있으며 나저지 27%가 단백질이다. 무기질은 주로 뼈를 형성하는 주성분이며 뼈의 무게는 근육량과 밀접한 관계를 가지고 있다. 따라서, 체수분량으로부터 단백질량과 무기질량을 구할 수 있으므로, 체수분량과 체지방량을 알면 체성분을 이루는 4가지 성분 모두를 알 수 있다.

즉, 인체의 생체 임피던스(Bioelectrical Impedance)값을 구하면, 인체의 체수분량을 구할 수 있고, 이 체수분량으로부터 단백질량과 무기질량을 구할 수 있으며, 체수분량으로부터 단백질량과 무기질량을 빼면 체지방량이 구해지게 된다. 따라서, 인체의 생체 임피던스 측정을 통해 인체의 체지방 등의 임상정보 획득이 가능해진다.

도 1 은 인체의 생체 임피던스 측정 장치의 일 예를 도시한 도면이다. 도면에 도시한 바와 같이, 인체의 생체 임피던스를 측정하기 위해서 인체의 오른쪽 손 목 및 손등과, 오른쪽 발목 및 발등에 ECG(ElectroCardioGram) 등에 사용하는 접착식 전극을 부착시키고 이들 전극을 생체 임피던스 측정 장치에 연결시킨다. 생체 임피던스 측정 장치는 손등과 발등에 있는 전극에 전류(i)를 흘려준다. 전류는 오른팔, 몸통, 오른다리를 통과하여 인체를 흐르게 되며, 이 때, 생체 임피던스 측정 장치가 손등과 발등에 있는 전극 사이의 전압(V)을 측정한다. 그러면, 오옴의 법칙

로부터 인체저항(R)값 즉, 생체 임피던스값이 구해진다. 이 인체저항(R)값을 상기한 체수분을 구하는 식에 대입하면, 인체의 체수분량을 구할 수 있고, 상기에 설명한 바와 같이 이 체수분량으로부터 단백질량과 무기질량을 구할 수 있으며, 체수분량으로부터 단백질량과 무기질량을 빼면 체지방량이 구해지게 된다. 따라서, 인체의 생체 임피던스 측정을 통해 인체의 체성분을 이루는 4가지 성분인 체수분, 단백질, 체지방, 무기질의 구성 비율을 구할 수 있으므로, 인체의 체지방 등의 임상정보 획득이 가능해진다.

도 2 는 인체 부위별로 생체 임피던스를 측정하는 원리를 도시한 도면이고, 도 3 은 도 2 에 도시한 원리를 적용하여 인체부위별로 생체 임피던스를 측정할 수 있도록 한 생체 임피던스 측정 장치의 일 예를 도시한 도면이다.

인체의 팔, 다리, 몸통은 그 인체저항(생체 임피던스) 크기가 상당히 다르다. 인체저항은 팔에서 250Ω 정도로 매우 크며, 몸통은 25Ω 정도밖에 되지 않는다. 이렇게 부위별로 큰 생체 임피던스의 차이는 도 1 에 도시한 바와 같이 팔, 다 리, 몸통의 구별없이 전신의 임피던스만을 측정하는 생체 임피던스 측정 장치의 정밀도에 매우 큰 영향을 미친다.

예를 들어 표준의 체형보다 1kg의 근육 성분이 몸통에 더 많은 경우 2∼3Ω의 작은 저항값 변화를 일으키지만, 같은량의 근육이 팔에 첨가되는 경우 20∼30Ω의 큰 저항값의 차이를 가져온다. 다시 말하여 같은량의 수분이나 근육량이어도 인체의 어느 부위에 있는가에 따라 생체 임피던스에 미치는 감도가 크게 다르다.

도 1 에 도시한 것과 같은 생체 임피던스 측정 장치의 경우 손목에서 발목까지의 인체 전신의 인체저항(생체 임피던스)을 측정하였고, 그 인체저항 값은 팔, 몸통, 다리 각각의 생체 임피던스의 합으로 약 500Ω 정도였다. 만약, 1kg의 근육이 몸통에 더해진 경우 인체저항 값은 503Ω으로 변화하지만, 같은량이 팔에 더해지는 경우 인체저항 값은 530Ω 정도로 큰 변화를 일으킨다.

건강한 인체는 팔, 다리, 몸통의 크기가 비교적 비례 관계를 유지하여 이러한 문제점이 두드러지게 나타나지 않지만, 나이가 들고 활동량이 줄어들면서 팔, 다리는 쇠퇴해지고 몸통이 비대해지는 경향이 나타나면서 이러한 현상은 종래의 생체 임피던스 측정 장치의 측정 오차로 나타나게 된다. 따라서, 종래의 생체 임피던스 측정 장치는 환자, 운동선수, 몸통이 비대한 사람, 심한 비만 환자, 노약자, 어린이등과 같이 체형이 평균 성인 남녀와 다른 피측정자에게서는 큰 측정오차를 나타낸다.

도 2 는 인체 부위별로 생체 임피던스를 측정하기 위한 인체의 전기적 모델을 나타내고 있다. 도 2 에 도시한 인체의 전기적 모델은 도 1 에 도시한 것과는 달리 인체를 하나의 인체저항을 가진 전도체로 가정하지 않고, 오른팔, 왼팔, 몸통, 오른다리 및 왼다리 각각에 5개의 인체저항을 가진 전도체로 가정하고 있다.

도면에서, 부위별 전기저항은 R_RA, R_LA, R_T, R_RL, R_LL로 표시되어 있다. 저항 R₁과 R₂는 엄지손가락과 손바닥 저항을 나타내며, 손목 부위에서 가지를 만들어 밖으로 뻗어 있다. 저항 R₃과 R₄는 뒤꿈치와 앞발 부위의 저항을 나타내며 발목 부위에서 가지를 만들어 밖으로 뻗어 있다.

측정을 위하여 피측정자는 발전극(E5,E6,E7,E8)을 밟고 손전극(E1,E2,E3,E4)을 쥔 후 차려 자세를 취하면, 생체 임피던스 측정 장치가 인체 부위별로 생체 임피던스를 자동 측정하여 결과를 출력한다. 상기 손전극 및 발전극으로는 스테인레스판으로 제작된 8 개의 금속면이 사용되었다.

부위별 인체저항을 측정하는 방법을 알아보면, 예컨대, 오른팔의 인체저항(R_RA)을 측정하기 위해서는 손전극 E1 과 발전극 E5 사이에서 전류를 흘려주고, 손전극 E2 와 손전극 E4 사이에서 전압을 측정한다. 전류는 R₁ -> R_RA -> R_T -> R_RL - R₃를 통하여 흐르며, 전압은 R₂ -> R_RA -> R_LA -> R₂로 형성되는 루프에서 측정된다. 전류가 흘러간 통로와 전압이 측정된 루프는 R_RA 에서 중첩되어 오른팔의 인체저항(R_RA)을 측정하게 된다. 이러한 측정에서 생체 임피던스 측정 장치의 전압 측정 단자의 입력 임피던스가 상당히 큰 경우 R₁∼R₄에 걸친 말단의 인체 저항값은 오른 팔 저항을 측정함에 영향을 미치지 않는다. 이것은 접촉저항이 변화하여 R₁∼R₄의 저항값이 변화해도 인체의 부위별 저항값을 측정함에 영향을 미치지 않음을 의미한다.

오른편의 다른 부위의 생체 임피던스는 오른팔을 측정하는 것과 유사하게 측정한다. 손전극 E1 과 발전극 E5 사이에서 전류를 흘려주고, 손전극 E4와 발전극 E8사이에서 전압을 측정하면 몸통의 인체저항(R_T)을, 발전극 E6와 발전극 E8사이에서 전압을 측정하면 오른쪽 다리의 인체저항(R_RL)을 구할 수 있다. 왼편의 부위별 생체 임피던스를 구하기 위해서는 손전극 E3과 발전극 E7 사이에서 전류를 흘려주고, 손전극 E2 와 손전극 E4 사이에서 전압을 측정하면 왼쪽팔의 인체저항(R_LA)을, 발전극 E6와 발전극 E8사이에서 전압을 측정하면 왼쪽 다리의 인체저항(R_LL)을 구할 수 있다.

부위별 생체 임피던스 측정기술은 생체 임피던스를 오른팔, 왼팔, 몸통, 오른다리, 왼다리로 구별하여 측정한다. 각각의 부위도 완전한 원통형은 아니나, 팔과 몸통의 차이와 같은 큰 차이가 아니므로 그 정밀도를 크게 높일 수 있다. 실제로 팔에서도 손목과 상완위에서의 단면적은 2-3배의 크기 차이를 나타낼 수 있으나 생체 임피던스 측정시 이로 인한 오차는 2 - 3%밖에 되지 않는다.

도 2 및 도 3 에 도시한 인체 부위별로 생체 임피던스를 측정하기 위한 생체 임피던스 측정 장치는 오른팔, 왼팔, 몸통, 오른다리, 왼다리를 각각 측정하는 부 위별 측정 기능을 가지고 있어, 체형 변화에 따른 부위별 개인차에서 오는 오차를 제거함으로써 측정의 정밀도를 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 부위별로 제공된 체성분 분석을 통하여, 상체 발달, 하체 허약과 같은 신체 균형과 부위별 부종진단은 매우 유용한 임상 정보를 제공할 수 있다.

그러나, 상기한 도 1 에 도시한 생체 임피던스 측정 장치는 전극의 부착과 탈착이 번거로울 뿐만 아니라, 정확한 위치에 부착시켜야 하기 때문에 훈련된 측정자가 필요한 문제점이 있었다. 또한, 피측정자가 누울 때 체수분은 하체에서 상체로 흐르며 재분포하게 되는데, 이때 걸리는 시간은 5 - 10분 정도가 필요하여 측정시간이 많이 걸리고, 침대의 설치 등 넓은 면적을 필요로 한다.

도 2 및 도 3 에 도시한 생체 임피던스 측정 장치는 도체로 만들어진 전극에 인체의 피부를 접촉시킴으로써 전기적 연결을 이루는 터치식 구조를 채택하여 상기한 도 1 에 도시한 생체 임피던스 측정 장치의 단점인 측정 오차 및 시간적 손실을 최소화하고 측정의 정밀도를 높일 수 있도록 한 것이다. 이 생체 임피던스 측정 장치는 전극의 부착과 탈착이라는 번거로움이 없고, 이러한 간편성 때문에 오른손과 발뿐만 아니라 왼손과 발에도 적용하는 8점 전극법이 가능하다. 8점 전극법은 인체 각 부위별로 임피던스를 측정할 수 있는 부위별 측정 기술을 쉽게 할 수 있다는 장점이 있다.

그런데, 도 2 및 도 3 에 도시한 바와 같은 터치식 구조의 생체 임피던스 측정 장치는 피측정자의 발바닥과 발 뒤꿈치에 접촉하는 고정된 발전극(1)을 구비하고 있다. 이 발전극(1)의 하나는 전류를 인체에 인가하기 위한 전극(1a)이고, 다른 하나는 전압을 측정하기 위한 전극(1b)이다. 전류 전극(1a)과, 전압 전극(1b)을 분리함으로써 신체 접촉 면적을 넓힐 수 있고 이에 따라 접촉 저항을 줄일 수 있는 등 정확한 측정값 획득에 유리하다. 이 터치식 구조의 생체 임피던스 측정 장치는 생체 임피던스 측정시 피측정자가 하나의 전극에 발바닥을 접촉하고, 이와 동시에 다른 하나의 전극에 발 뒤꿈치를 정확히 접촉해야만 정확한 생체 임피던스 값 획득이 가능하다.

따라서, 피측정자가 전극을 밟지 않고 선다거나, 아이와 같이 발이 작은 경우 두 전극에 동시에 발을 접촉할 수가 없을 경우 생체 임피던스 측정에 곤란함이 있었다. 또 사용자 입장에서는 발전극에 정확히 자리잡기 위해 시간이 걸리고 불편하였다. 실제로 헬쓰센터에서 대개의 노인들이나 경험이 없는 사람들은 전문가의 도움을 받지 않고는 정확한 측정을 하기 어려웠는데, 주된 이유 중 하나는 바로 이 발전극에 있었다.

더욱이, 손전극을 동시에 사용할 경우 피측정자가 발을 앞뒤로 움직일 수 있는 여지가 없었기 때문에, 손전극을 유동 가능한 구조로 제작하여야 했다. 손전극(2)은 본체로부터 줄로 연결하여 설치하거나, 힌지 구조를 가진 바 끝단에 설치되곤 하는데, 이에 따라 손전극 설치 구조에 대한 추가적인 설계가 필요하고, 구조가 복잡해지면서 제작 비용도 상승하는 문제가 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사용자가 손쉽게 사용할 수 있는 발전극 구조를 제시하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 측정시 별도의 노력 없이도 측정 정밀도를 달성할 수 있는 발전극 구조를 제시하는 것을 목적으로 한다.

더 나아가 본 발명은 피측정자의 발 위치에 유동 가능성을 부여함으로써 손전극의 구조를 단순화하여 전체적으로 제작 비용을 낮추면서도 사용상의 편의성을 개선하는 것을 추가적인 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 본 발명에 따른 생체 임피던스 측정 장치는 피측정자의 양발 각각에 접촉되는 발전극체가 서로 이격되도록 배열되는 적어도 3개의 전극들을 구비하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 본 발명에 따른 생체 임피던스 측정 장치가 피측정자의 양발 각각에 접촉되되, 서로 이격되도록 배열되는 적어도 3개의 전극들을 구비한 발전극체와 피측정자의 양손 각각에 접촉되는 손전극체를 구비하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 피측정자가 발전극이 설치된 발판의 어느 부위를 밟더라도 피측정자의 생체 임피던스 측정이 가능하고, 더나아가 피측정자가 발을 자유로이 이동 가능하므로, 고정된 구조의 손전극을 채용할 수 있어 장치 구조가 간단해져 설계 및 제작 비용을 낮출 수 있는 장점을 가진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다. 도 4 는 본 발명에 따른 생체 임피던스 측정 장치의 일 실시예에 따른 외관도, 도 5 는 본 발명에 따른 생체 임피던스 측정 장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다.

도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 생체 임피던스 측정 장치(100)는 피측정자가 발로 밟을 수 있는 발판(10)과, 사용자 입력 및 화면 표시를 위한 상부체(20)와 상기 발판(10)과 상부체(20)를 지지하는 지지부재(30)를 포함하여 이루어지며, 상기 발판(10)과 상부체(20) 및 지지부재(30) 중의 적당한 부분에 설치되는 조작부(110)와, 표시부(120)와, 발전극체(130)와, 임피던스 측정부(140)와, 제어부(150)를 포함한다.

상기 조작부(110)는 생체 임피던스 측정을 위한 사용자 입력을 하는 키버튼, 터치패드 등의 입력수단으로, 사용자 조작을 용이하게 하기 위해 상기 상부체(20)에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 표시부(120)는 생체 임피던스 측정 결과를 표시하여 사용자에게 알리기 위한 LCD 등의 표시수단으로, 사용자가 용이하게 측정 결과를 볼 수 있게 하기 위해 상기 상부체(20)에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 발전극체(130)는 피측정자의 양발 각각에 접촉되는 부분으로, 상기 발판(10)의 상부면에 설치된다. 이 때, 상기 발전극체(130)가 서로 이격되도록 배열되는 적어도 3개의 전극들을 구비하여 피측정자가 발판의 어느 부위를 밟더라도 항상 피측정자의 발에 전극이 접촉되므로, 피측정자의 생체 임피던스 측정이 용이해진다.

한편, 상기 발전극체(130)의 서로 이격되도록 배열되는 전극들은 전류 인가용 전극(131)과, 전압 측정용 전극(132)을 포함한다. 상기 전류 인가용 전극(131) 은 이와 접촉되는 피측정자의 발을 통해 인체에 전류를 인가하기 위해 전원(도면 도시 생략)을 접속하는 단자이다. 상기 전압 측정용 전극(132)은 이와 접촉되는 피측정자의 발을 통해 인체에 흐르는 인체저항(생체 임피던스)를 검출하기 위해 임피던스 측정 회로를 연결하기 위한 단자이다.

상기 임피던스 측정부(140)는 피측정자의 생체 임피던스를 측정하는 임피던스 측정 회로로, 상기 발판(10)과 상부체(20)와 지지부재(30) 중의 어느 하나의 내부에 구성할 수 있다. 상기 제어부(150)는 장치 전반을 제어하되, 상기 임피던스 측정부(140)에 의해 측정된 생체 임피던스를 처리하여 생체 임피던스 측정 결과를 상기 표시부(120)를 통해 표시하도록 제어하는 마이크로 컨트롤러로, 상기 발판(10)과 상부체(20)와 지지부재(30) 중의 어느 하나의 내부에 IC칩 형태로 설치할 수 있다.

상기한 구성을 갖는 본 발명에 따른 생체 임피던스 측정 장치의 생체 임피던스 측정 동작을 알아보면, 피측정자가 생체 임피던스 측정을 위해 발판(10)에 발을 접촉하면, 피측정자가 발판(10)의 어느 부위를 밟더라도 항상 피측정자의 발이 발판(10)의 상부면에 형성된 발전극체(130)의 서로 이격되도록 배열되는 전류 인가용 전극(131)과 전압 측정용 전극(132)에 접촉되게 된다.

이 상태에서 상기 조작부(110)를 통해 생체 임피던스 측정을 위한 사용자 입력을 하면, 제어부(150)의 제어하에 상기 전류 인가용 전극(131)을 통해 피측정자의 인체에 전류가 인가되고, 상기 전압 측정용 전극(132)에 연결되는 임피던스 측정부(140)를 통해 상기 도 2 에서 설명한 방법으로 피측정자의 생체 임피던스가 측 정되어, 생체 임피던스 측정 결과가 상기 표시부(120)를 통해 표시되게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 생체 임피던스 측정 장치는 피측정자가 발판의 어느 부위를 밟더라도 항상 피측정자의 발에 전극이 접촉됨으로써, 종래의 생체 임피던스 측정 장치와는 달리 피측정자가 전극에 발을 정확히 접촉하려고 주의할 필요가 없으며, 발이 작은 아이들의 생체 임피던스 측정도 가능하게 되어 피측정자에 대한 생체 임피던스 측정이 매우 용이하다.

한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 발전극체(130)의 서로 이격되도록 배열되는 전류 인가용 전극(131)과, 전압 측정용 전극(132)이 서로 교번하여 배열되는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 전류 인가용 전극(131)과 전압 측정용 전극(132)이 일정하지 않은 간격으로 배열될 수 도 있으나, 일정 간격으로 배열되는 것이 바람직하다.

즉, 이 실시예는 전류 인가용 전극(131)과, 전압 측정용 전극(132)을 예컨대 약 3cm 이격된 상태로 서로 교번되도록 배열하고, 전류 인가용 전극(131)들을 모아 전원입력단자(도면 도시 생략)에 연결시키고, 전압 측정용 전극(132)들을 모아 임피던스 측정단자(도면 도시 생략)에 연결함으로써 이 자체가 도 1 과 같은 4극 전극법 효과를 가지게 되어 접촉저항을 크게 낮추도록 한 것이다. 이 실시예에 따른 본원발명은 서로 이격된 상태로 서로 교번되도록 배열되는 소형의 전류 인가용 전극(131)과, 전압 측정용 전극(132)들이 피측정자의 발에 접촉되므로, 접촉저항을 크게 낮출 수 있다.

한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 본 발명에 따른 생체 임피던스 측 정 장치가 피측정자의 양손 각각에 접촉되는 손전극체(160)를 더 포함한다. 도면에서 미설명 부호 161은 전류 인가용 전극, 162는 전압 측정용 전극이다. 이 때, 상기 손전극체(160)를 상기 상부체(20) 또는 지지부재(30) 상부에 고정되도록 설치함으로써 손전극을 줄로 연결하거나 바 형태로 구현하는 종래의 생체 임피던스 측정 장치들에 비해 장치 구조가 간단해져 설계 및 제작 비용을 낮출 수 있게 된다.

물론, 종래의 생체 임피던스 측정 장치들에도 고정된 손전극을 설치할 수도 있으나, 이 경우 피측정자가 발을 자유로이 이동하지 못하였기 때문에 고정된 손전극을 설치한 경우 피측정자가 손전극을 손으로 잡을때 피측정자의 신장에 따라 자세가 일정하지 않아 생체 임피던스 측정값에 일관성이 없었다. 이런 문제를 해결하기 위해 종래의 생체 임피던스 측정 장치들은 손전극을 줄로 연결하여 설치하거나, 피측정자의 양손쪽으로 길게 늘여지는 바형의 손전극을 채용하였는데, 이렇게 함으로써 종래의 경우 손전극 연결 구조에 대한 추가적인 설계가 필요했고, 손전극 제작 비용도 상승하는 문제가 있었다.

그러나, 본 발명에 따른 생체 임피던스 측정 장치는 피측정자가 발전극이 설치된 발판의 어느 부위를 밟더라도 피측정자의 생체 임피던스 측정이 가능하므로, 피측정자가 발을 자유롭게 앞뒤로 이동할 수 있기 때문에 고정된 손전극 구조를 채용하더라도 일정한 자세를 취할 수 있다. 즉, 키가 작은 아이의 경우 손전극체 쪽으로 가까이 발을 이동하여 손전극체를 잡고, 키가 큰 어른의 경우 손전극체와 멀리 떨어지는 방향으로 발을 이동하여 손전극체를 잡으면, 자세가 안정된 상태에서 생체 임피던스 측정이 가능해진다. 이런 고정된 구조의 손전극을 채용할 경우 제작 비용을 낮출 수 있으므로, 판매시 가격 경쟁력이 우수해진다.

한편, 본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 도면 도시는 생략하였으나, 상기 손전극체(160)를 상기 발전극체(130)와 같이 서로 이격되도록 배열되는 적어도 3개의 전극들을 구비하도록 구성하여 피측정자가 어느 부위를 손으로 잡더라도 항상 피측정자의 손에 전극이 접촉되도록 구현할 수도 있다. 상기 전극들은 전류 인가용 전극과, 전압 측정용 전극을 포함하며, 서로 이격되도록 배열되는 전류 인가용 전극과, 전압 측정용 전극이 서로 교번하여 배열되는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 전류 인가용 전극과 전압 측정용 전극이 일정하지 않은 간격으로 배열될 수 도 있으나, 일정 간격으로 배열되는 것이 바람직하다.

도 6 내지 도 9 에서는 본 발명에 따른 생체 임피던스 측정 장치의 발전극 배열 구조의 다양한 실시예를 도시하고 있다.

도 6 은 바형의 전류 인가용 전극과, 전압 측정용 전극을 이격된 상태로 서로 교번되도록 배열한 바형 슬릿 방식의 발전극체를 도시한 도면이다.

도 7 은 사각형의 전류 인가용 전극과, 전압 측정용 전극을 이격된 상태로 서로 교번되도록 배열한 행렬 방식의 발전극체를 도시한 도면이다.

도 8 은 사각 고리 형태의 전류 인가용 전극과, 전압 측정용 전극을 이격된 상태로 서로 교번되도록 배열한 사각 고리 방식의 발전극체를 도시한 도면이다.

도 9 는 V자 형태의 전류 인가용 전극과, 전압 측정용 전극을 이격된 상태로 서로 교번되도록 배열한 V형 슬릿 방식의 발전극체를 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 생체 임피던스 측정 장치의 발전극체는 상기 도 6 내지 도 9 에 도시한 형태 외에도 전류 인가용 전극과, 전압 측정용 전극을 이격된 상태로 서로 교번되도록 배열한 모든 형태의 발전극 구조를 포괄한다.

위와 같이 구성함에 의해, 본 발명에 따른 생체 임피던스 측정 장치는 피측정자가 발전극이 설치된 발판의 어느 부위를 밟더라도 피측정자의 생체 임피던스 측정이 가능하고, 더나아가 피측정자가 발을 자유로이 이동 가능하므로, 고정된 구조의 손전극을 채용할 수 있게 되므로 상기에서 제시한 본 발명의 목적을 달성할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 생체 임피던스 측정 장치는 피측정자가 발전극이 설치된 발판의 어느 부위를 밟더라도 피측정자의 생체 임피던스 측정이 가능하고, 더나아가 피측정자가 발을 자유로이 이동 가능하므로, 고정된 구조의 손전극을 채용할 수 있어 장치 구조가 간단해져 설계 및 제작 비용을 낮출 수 있는 매우 유용한 효과를 가진다.

본 발명은 첨부된 도면에 의해 참조되는 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만, 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 범위 내에서 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.

Claims (10)

1. 생체 임피던스 측정 결과를 표시하기 위한 표시부와, 피측정자의 양발 각각에 접촉되는 발전극체와, 피측정자의 생체 임피던스를 측정하는 임피던스 측정부와, 장치 전반을 제어하되 상기 임피던스 측정부에 의해 측정된 생체 임피던스를 처리하여 생체 임피던스 측정 결과를 상기 표시부를 통해 표시하도록 제어하는 제어부를 구비하는 생체 임피던스 측정 장치에 있어서,

   상기 발전극체가 적어도 3개의 전류 인가용 전극과 전압 측정용 전극이 서로 이격되도록 교번하여 배열되는 것을 특징으로 하는 생체 임피던스 측정 장치.
2. 제1항에 있어서,

   피측정자의 양손 각각에 접촉되되, 적어도 3개의 전류 인가용 전극과 전압 측정용 전극이 서로 이격되도록 교번하여 배열되는 손전극체를;

   더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 임피던스 측정 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 생체 임피던스 측정 장치가:

   사용자 입력을 위한 조작부를;

   더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 임피던스 측정 장치.
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