KR101867902B1 - 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 피하 지방 두께 측정 시스템 및 방법 - Google Patents

지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 피하 지방 두께 측정 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 소정 범위의 광을 출력시키는 발광부; 상기 발광부에서 출력된 상기 광을 수신하는 적어도 둘 이상의 수신소자를 구비하며 상기 수신소자들은 각각 소정거리 이격되는 수광부; 상기 수광부로부터 수신된 광신호를 증폭시키는 증폭단; 상기 수광부에서 수신되는 광신호의 노이즈를 제거하는 필터부; 및 상기 수광부에서 수신되는 광신호의 진폭을 검출하는 검출부;를 포함하여 구성되고, 상기 발광부는 지방층에 흡수성이 높은 파장의 빛을 방출하는 제1 광원; 및 물에 흡수성이 높은 파장의 빛을 방출하는 제2 광원을 포함하여 구성되어 인체에 무해한 광원파장대역을 사용한 자동 측정 알고리즘으로 측정자에 따른 오차가 적으며, 플랫폼 자체가 보편적인 단말기와 연동되어 사용자 편의 중심으로 설계된 플랫폼의 형태를 지니므로, 사용자가 편리하게 사용할 수 있어 건강검진 시장 및 생활 스포츠 분야에 상당한 파급효과를 지닐 수 있다.

Description

지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 피하 지방 두께 측정 시스템 및 방법{System and method for measuring subcutaneous fat thickness using the deviation of the absorption peak wavelength of fat and water}
본 발명은 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 체지방 두께 측정 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 NIR-VIS(Near Infrared Ray-Visible Spectroscopy) 대역의 파장 중 지방과 물에서 각각 광 흡수계수(absorption coefficient)가 최대인 빛의 파장 이용하여 빛이 인체 조직(Tissue)을 통과한 후 두 파장의 흡수율 피크의 거리에 따른 편이를 감지하여 인체 지방층의 두께를 측정하는 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
비만은 고혈압, 뇌출혈, 심장질환, 호흡곤란, 암 등의 발병 위험을 증가시키는 중요한 인자로 산업화와 더불어 전 세계적으로 비만인구는 증가 추세이다. 비만의 진단을 위해 체지방량을 측정하여 평가하는 것이 가장 정확한 방법이지만 실제 체지방량을 정확히 측정하기는 어려운 것이 현실이다. 따라서 종래의 체지방량을 측정하는 기술은 주로 간접 측정방식으로 평가하게 되며, 그 중 많이 사용하는 방법이 체중과 키를 이용하여 비만을 분석하는 BMI 방법이다. BMI방법은 피측정자가 장비 위에 올라선 후 손목과 발목에 낮은 교류 전압을 통과시켜 주파수에 따라 일정한 저항이 발생하는 원리를 이용하여 간접추정방식으로 체지방량을 측정 생체전기 임피던스법(Bioelectrical Impedance Analysis), 스킨폴드 캘리퍼라는 간단한 도구만 있으면 체지방량의 산출 가능한 피부두겹법 등이 가장 보편적이다. 전문적인 의료수준의 체지방량 분석법으로는 DXA (이중에너지 X-선 흡수법), CT, MRI, 초음파 등이 있다.
먼저, 체질량지수(BMI; Body Mass Index)를 이용하는 방법은 체중과 키의 관계로 계산되는 체질량지수를 구하여 구해진 체질량지수에 따라 비만도를 설정하는 방법이다.
체질량지수는 자신의 몸무게(kg)를 키의 제곱(㎡)으로 나눈 값으로 구할 수 있다. 체질량 지수는 서양인 젊은이에 맞추어 측정되는 값이므로 서양인, 젊은이에게 잘 맞으며, 동양인이나 노인에게는 다소 맞지 않을 수도 있다. 예컨대, 노인층에는 약간 살찐 정도인 BMI 25~30(전비만) 내외가 적당하다는 주장이 설득력을 가진다. 따라서 체질량지수를 이용한 비만도로 건강을 설명하는 것은 연령층 및 개인적인 차이에 따라 모순이 발생할 수 있다.
또한 체질량지수는 보편적으로 사용하는 비만을 평가하는 평가지수이지만 근육량, 유전적 원인, 개인적 차이를 반영하지 못하기 때문에 정확한 자료로는 사용되지 못하는 문제점이 있다.
도 1은 일반적인 생체전기저항분석 방법을 이용하여 체지방량을 측정하는 것을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 생체전기저항분석(Bioelectrical Impedance Analysis)를 이용한 체지방률에 의한 비만 진단은 신체의 지방과 근육은 전기가 서로 다르게 흐르므로 이러한 전기의 흐름 차이를 이용하여 지방의 비율을 계산하는 방법이다. 생체전기저항분석은 사람의 몸에 약한 전류를 흘려주면 전기는 전동성이 높은 체수분을 따라 흐르게 되고, 몸 안에 이런 체수분이 많게 되면 전기가 흐르는 통로가 넓어지고, 체수분이 적으면 전기가 흐르는 통로가 좁아지게 되는데 이를 인체저항, 즉 "임피던스"라는 측정치로 나타내게 된다.
생체전기저항 분석법은 직접 지방을 측정하는 것이 아니라 인체 내의 다른 성분, 즉 체수분량을 측정하여 이를 기반으로 단백질 및 무기질의 양을 추정한 후 인체의 수분:단백질:무기질:체지방의 비례관계를 이용해 간접적으로 체지방량을 추정하는 방식으로, 이는 인체의 정확한 체지방량을 반영한다고 볼 수 없다.
도 2는 종래기술에 따른 스킨폴드 캘리퍼를 이용하여 체지방량을 측정하는 것을 나타낸 도면이다.
스킨폴드 캘리퍼(Skinfold Calipers)를 이용하여 국소 부위의 두께를 측정하는 피부주름두께측정방식(Skinfold thickness)이다. 스킨폴드 캘리퍼(Skinfold Calipers)를 이용하는 방법은 간단한 도구만 있으면 체지방량 예측이 가능하기 때문에 체지방율을 측정할 수 있는 가장 간단하고 저렴한 방법이다. 하지만, 측정을 위해 잘 훈련된 측정자가 아니라면 측정오차가 상당히 크다는 단점을 지닌다.
즉, 캘리퍼로 피부주름두께를 측정할 때 신체의 여러 부위를 측정하여 체질지수를 산출하는데, 다지점 측정 시 측정자가 가하는 압력에 따라 값이 변하게 되므로 숙련된 측정자가 정확한 부위를 정확한 압력으로 측정해야 하는 어려움이 있다.
체지방량 또는 지방 두께를 측정하는 방법으로 비교적 정확도가 높은 방법으로는 수중 밀도법(underwater weighing), 이중에너지 X선 흡수법(DEXA), 체내 총 수분량 측정법, CT 촬영법 등이 있으나 이는 측정기계가 고가이거나, 방사선을 사용하기도 하므로 인체에 유해할 수 있으며, 또한, 공통적으로 고가의 장비를 운용할 수 있는 전문가가 필요한 문제점이 있어 널리 사용되지 못하고 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 기존 분광학적 지방두께관련 측정기술로 한국공개특허 제10-2009-001288899호(기준반사체를 이용한 체지방 및 피하지방의 두께 측정장치 및 방법, 인용발명1) 및 한국공개특허 제10-2008-0020340호(체지방 측정 장치 및 그 방법, 인용발명2)가 개시되어 있다.
인용발명들은 분광학적인 특성을 이용하여 피하지방의 두께를 측정하는 기술 및 그의 장치에 대해 보여주고 있다. 광을 사용하여 체지방을 측정하는 방법은 근적외선 파장 대역의 광이 피부 조직을 통과할 때 흡수되고 산란되는 특성을 이용하는 방법이다. 근적외선 파장 대역은 650~1000nm 내의 파장을 의미하며, 피부 조직 내에서 비교적 흡수율이 적고 인체에 무해한 장점이 있다.
그러나, 인용발명1에서 기준반사체의 적용은 기구적인 측면과 두께를 측정하는 알고리즘 측면에서 시스템 복잡도를 야기한다. 인용발명2는 다수의 광원인 레이저 또는 발광다이오드의 출력 파워가 각기 다를 수 있기 때문에 이를 해결하기 위해 각기 광원에 출력 제어 회로가 구비되어야 하고, 더욱이 광원의 특성상 온도에 따른 출력 파워의 변화 및 파장의 편이가 발생하므로 이를 보상하기 위한 보상 알고리즘을 추가되어야 하는 복잡성을 지니게 된다는 문제점이 있다.
인용발명1 : 한국공개특허 제10-2009-001288899호(기준반사체를 이용한 체지방 및 피하지방의 두께 측정장치 및 방법) 인용발명2 : 한국공개특허 제10-2008-0020340호(체지방 측정 장치 및 그 방법)
따라서, 본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 NIR-VIS(Near Infrared Ray-Visible Spectroscopy) 대역의 파장 중 지방과 물에서 각각 최대로 흡수되는 빛의 파장 이용하여 빛이 인체 조직(Tissue)을 통과한 후 흡수율 피크 파장의 변화를 감지하여 인체 지방층의 두께를 측정하는 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소정 범위의 광을 출력시키는 발광부; 상기 발광부에서 출력된 상기 광을 수신하는 적어도 둘 이상의 수신소자를 구비하며 상기 수신소자들은 각각 소정거리 이격되는 수광부; 상기 수광부로부터 수신된 광신호를 증폭시키는 증폭단; 상기 증폭단에서 증폭된 광신호의 노이즈를 제거하는 필터부; 및 상기 필터부에서 노이즈가 제겅된 광신호의 진폭을 검출하는 검출부;를 포함하여 구성되고, 상기 발광부는, 지방층에 흡수성이 높은 파장의 빛을 방출하는 제1 광원; 및 물에 흡수성이 높은 파장의 빛을 방출하는 제2 광원을 포함하여 구성된다.
지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 시스템은, 상기 제1 광원 및 상기 제 광원을 통해 수신된 정보를 이용하여 상기 체지방 두께 정보를 산출하고 상기 산출된 체지방 두께 정보를 수신하여 이를 송신하는 통신부; 및 상기 통신부로부터 상기 체지방 두께 정보를 수신하여 이를 출력하는 출력부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 수신소자들 중 상기 발광부와 가장 가까운 수신소자에서 수신된 상기 제1광원 및 상기 제2광원의 광신호의 수신강도를 각각 제1기준광량 및 제2기준광량으로 설정하고, 상기 발광부와 가장 가까운 수신소자 이외의 수신소자들로부터 수신된 상기 제1광원의 수신강도인 제1측정광량 및 상기 제2광원의 수신강도인 제2측정광량을 각각 다음의 수학식에 의해 각각의 제1측정흡수율 및 제2측정흡수율의 변화량으로 계산하도록 구성될 수 있다.
상기 정규화된 제1측정흡수율과 상기 제2측정흡수율의 변화량을 이용하여 산출된 특정 수신소자와 상기 광원의 거리를 산출하고, 산출된 상기 거리로부터 체지방의 두께를 산출하도록 구성될 수 있다.
상기 출력부는, 상기 각 신체부위의 체지방 정보를 지방분포도로서 출력하도록 구성될 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
(a) 발광부에서 각각 지방에 흡수율이 높은 파장의 빛을 방출하는 제1광원 및 물에 흡수율이 높은 제2광원이 각각 소정의 신체부위에 출력되는 단계;
(b) 소정간격을 가지고 다수 개 배치된 수신소자들이 출력된 상기 제1광원 및 제2광원으로부터 출력되어 반사된 광을 수신되는 단계;
(c) 상기 수신소자들 중 제1광원 및 상기 제2광원으로부터 가장 가까운 수신소자에서 수신된 수신강도를 각각 제1기준광량 및 제2기준광량으로 하고, 상기 발광부와 가장 가까운 수신소자 이외의 수신소자들에서 수신된 상기 제1광원의 수신강도인 제1측정광량 및 상기 제2광원의 수신강도인 제2 측정광량을 각각 제1측정흡수율과 제2측정흡수율로 계산하는 단계; 및
(d) 상기 제1측정흡수율과 상기 제2측정흡수율의 변화량를 이용하여 산출된 특정 수신소자와 상기 광원의 거리를 산출하고, 산출된 상기 거리로부터 체지방의 두께를 산출하는 단계;를 포함하여 구성된다.
지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 방법은, 상기 (d) 단계 이후, (e) 산출된 상기 체지방의 두께 정보를 출력시키는 단계;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 (c)의 단계에서,
상기 제1광원의 수신강도인 제1측정광량 및 상기 제2광원의 수신강도인 제2측정광량을 다음의 수학식에 의해 흡수율로 계산할 수 있다.
Figure 112017069396814-pat00001
Figure 112017069396814-pat00002
여기서, A1(N)는 제1측정흡수율, P1(N)은 제1측정광량, P1(1)은 제1기준광량, A2(N)는 제2측정흡수율, P2(N)은 제2측정광량 및 P2(1)는 제2기준광량을 각각 나타냄.
상기 (d) 단계에서 있어서, 상기 제1측정흡수율(A1(N))과 제2측정흡수율(A2(N))의 변화량(ΔA1(N), ΔA2(N))을 각각 다음의 수학식에 의해 계산하는 것인 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 방법.
Figure 112017069396814-pat00003
Figure 112017069396814-pat00004
여기서, ΔA1(N)는 제1측정흡수율 변화량, ΔA2(N)는 제2측정흡수율 변화량을 각각 나타냄.
상기 (d) 단계에서 있어서, 상기 체지방의 두께는 다음의 수학식에 의해 계산하는 것인 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 방법.
Figure 112017069396814-pat00005
여기서, t는 체지방의 두께이고, D는 특정 수신소자의 위치와 광원과의 거리를 나타내는 것임
산출된 상기 체지방의 두께 정보의 출력은, 체지방분포도로서 출력되도록 구성되는 것인 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 방법.
따라서 본 발명의 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 시스템 및 방법은 인체에 무해한 광원파장대역을 사용한 자동 측정 알고리즘으로 측정자에 따른 오차가 적으며, 플랫폼 자체가 보편적인 단말기와 연동되어 사용자 편의 중심으로 설계된 플랫폼의 형태를 지니므로, 사용자가 편리하게 사용할 수 있어 건강검진 시장 및 생활 스포츠 분야에 상당한 파급효과를 지닐 수 있다.
또한, 본 발명의 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 시스템 및 방법은 간단하고 저렴하게 측정이 가능하다. 이와 더불어 Modal Analysis를 통해 지방의 분포맵을 보여주기 때문에 에스테틱 관점에서 얼굴의 지방 분포를 인지하여 마사지나 피부관리의 효율성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 시스템 및 방법은 지방에 흡수율이 높은 파장을 출력시키는 광원과 수분에 흡수율이 높은 광원을 각각 사용하고 동일한 전원을 이용하며 2개의 광원으로부터 수광된 빛의 비율을 이용하여 지방층의 두께를 관측하므로 광의 출력 세기에 상관없이 정확한 지방층 두께값을 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 시스템 및 방법은 수광소자의 개수를 증가시켜 해상도를 증가시키면 지방층과 수분층의 흡수 그래프를 이용하여 지방층을 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 생체전기저항분석 방법을 이용하여 체지방량을 측정하는 것을 나타낸 도면.
도 2는 종래기술에 따른 스킨폴드 캘리퍼를 이용하여 체지방량을 측정하는 것을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 체지방 측정장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 지방과 물에서의 광 파장에 따른 흡수계수를 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 체지방 측정하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지방층과 수분층으로 구성된 팬텀에서 광원과 수광소자와의 거리에 따른 광파장을 흡수 정도를 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬텀을 측정한 제1광원과 제2광원의 흡수율이 변화율을 나타내는 그래프.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1측정광량 흡수율 변화량(ΔA1(N))과 제2측정광량 흡수율 변화량(ΔA2(N))의 차이를 나타낸 그래프.
이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 체지방 측정장치를 나타낸 블록 구성도이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 지방과 물에서의 광 파장에 따른 흡수계수를 나타낸 그래프이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 체지방 측정하는 과정을 나타낸 순서도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지방층과 수분층으로 구성된 팬텀에서 광원과 수광소자와의 거리에 따른 광파장을 흡수 정도를 나타낸 그래프이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬텀을 측정한 제1광원과 제2광원의 흡수율이 변화율을 나타내는 그래프이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1측정광량 흡수율 변화량(ΔA1(N))과 제2측정광량 흡수율 변화량(ΔA2(N))의 차이를 나타낸 그래프이다.
도 3 내지 도 8을 참조하면, 먼저, 발광부(100)에서 서로 파장이 다른 빛인 제1광원(110) 및 제2광원(112)이 각각 소정의 신체부위를 향하여 조사된다(S202단계, S212단계). 이때, 제1 광원(110) 및 제2 광원(112)은 최대한 인접하여 구성시키고, 제1광원(110)은 지방에 흡수성이 높은 파장을 출사하도록 하고 제2광원(112)은 물에 흡수성이 높은 파장의 빛이 출사되도록 한다.
발광부(100)에서 파장이 서로 다른, 바람직하게는 상기한 바와 같이 지방에 대한 흡수율이 높은 빛을 발광하는 제1광원(110) 및 물에 대한 흡수율이 높은 제2광원(112)이 체지방의 두께가 측정될 신체부위로 조사된다. 도 4a를 참조하면 지방에서의 흡수율이 높은 파장은 대략 930nm의 파장을 가지며, 물에서의 흡수율이 높은 파장은 대략 970nm의 파장을 가지는 것을 알 수 있다.
다음, 수신소자들(201~20n)은 제1광원(110) 및 제2광원(112)로부터 조사되어 반사된 광을 수광한다(S204단계, S214단계). 발광부(100)에서 조사된 제1광원(110) 및 제2광원(112)의 광신호가 상기 신체부위를 통과하여, 소정간격을 가지고 다수 개 배치된 수신소자들(201~20n)에 의해 각각 수신된다.
다음 제어부(300)에서, 수신소자들(201~20n)에서 수신된, 제1광원(110)으로부터 출사되어 수신된 광의 수신강도인 제1측정광량(P1(N)) 및 제2광원(112)으로부터 출사되어 수신된 수신강도인 제2측정광량(P2(N))을 측정한다(S206단계, S216단계).
수신소자들(201~20n) 중 발광부(100)와 가장 가까운 수신소자(201)에서 수신된 각각의 광원(110, 112)으로부터의 조사되어 수신된 광신호의 수신강도를 각각 제1기준광량(P1(1)) 및 제2기준광량(P2(1))으로 하여, 상기 발광부와 가장 가까운 수신소자 이외의 수신소자들(202~20n)에서 수신된 제1측정광량(P1(N)) 및 제2측정광량(P2(N))을 각각 다음의 수학식 1 및 수학식 2에 의해 제1측정흡수율(A1(N))과 제2측정흡수율(A2(N))을 계산한다(S208단계, S218단계).
Figure 112017069396814-pat00006
Figure 112017069396814-pat00007
다음, 제어부(300)에서, 상기 제1측정흡수율(A1(N))과 제2측정흡수율(A2(N))의 변화량(ΔA1(N), ΔA2(N))을 각각 다음의 수학식 3 및 수학식 4에 의해 계산한다(S209단계, S219단계).
Figure 112017069396814-pat00008
Figure 112017069396814-pat00009
S220단계에서 계산된 제1측정흡수율 변화량(ΔA1(N))과 제2측정흡수율 변화량(ΔA2(N))의 차를 이용하여 특정 수신소자의 위치와 상기 광원 사이의 거리(D)를 산출한다(S230단계).
제어부(300)는 산출된 거리(D)로부터 체지방의 두께를 계산한다(S240단계). 한편, 체지방의 두께는 후술하는 수학식 5를 이용하여 계산할 수 있다.
제1측정흡수율 변화량(ΔA1(N))과 제2측정흡수율 변화량(ΔA2(N))의 차로써 그래프를 산출한다.
도 7을 참조하면, 지방층과 수분층으로 구성된 팬텀을 측정한 제1광원과 제2광원의 흡수율이 변화되는 것을 알 수 있다. 또한, 도 8을 참조하면, 제1측정광량 흡수율 변화량(ΔA1(N))과 제2측정광량 흡수율 변화량(ΔA2(N))의 차 그래프에 변곡점이 나타남을 확인할 수 있다. 이러한 변곡점이 발생하는 특정 수신소자의 위치와 광원과의 거리(D)가 산출되고, 산출된 거리(D)를 광확산 분광법을 이용하여 지방층의 두께를 산출할 수 있다. 이러한 지방층의 두께(t) 산출식으로서 일례로, 다음의 간단한 수학식 5를 사용할 수 있다.
Figure 112017069396814-pat00010
출력부(510)에서, 산출된 체지방의 두께(t) 정보가 출력된다(S250). 산출된 체지방의 두께(t) 정보가 통신부(400)를 통하여 단말부(500)로 전송되고, 출력부(510)를 통하여 출력된다. 이러한 체지방 두께 정보의 출력은 공지된 여러 방법을 이용하여 출력될 수 있으나, 모달 해석(Modal analysis)을 이용하여 체지방분포도로서 출력될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 체지방 측정장치 및 측정방법에 의하면 인체에 무해한 광원파장대역을 사용한 자동 측정 알고리즘으로 측정자에 따른 오차가 적으며, 플랫폼 자체가 보편적인 단말기와 연동되어 사용자 편의 중심으로 설계된 플랫폼의 형태를 지니므로, 건강검진 뿐만 아니라 스포츠용으로도 사용자가 편리하게 사용할 수 있어 건강검진 시장 및 생활 스포츠 분야에 상당한 파급효과를 지닐 수 있다. 지방 두께 측정을 위해 기존에는 절개법을 사용하거나 비침습적인 방법으로는 MRI를 사용하지만, 본 발명의 결과를 사용하여 간단하고 저렴하게 측정이 가능하다. 이와 더불어 Modal Analysis를 통해 지방의 분포맵을 보여주기 때문에 에스테틱 관점에서 얼굴의 지방 분포를 인지하여 마사지나 피부관리의 효율성을 높일 수 있다.
상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 발광부 110: 제1광원
112 : 제2;광원 120: 광원구동부
200: 수광부 201~20n: 수신소자
210: 증폭단 220: 필터부
230: 검출부 300: 제어부
310: A/D변환부 400: 통신부
500: 단말부 510: 출력부
520: 컨트롤러

Claims (11)

  1. 소정 범위의 광을 출력시키는 발광부;
    상기 발광부에서 출력된 상기 광을 수신하는 적어도 둘 이상의 수신소자를 구비하며 상기 수신소자들은 각각 소정거리 이격되는 수광부;
    상기 수광부로부터 수신된 광신호를 증폭시키는 증폭단;
    상기 증폭단에서 증폭된 광신호의 노이즈를 제거하는 필터부; 및
    상기 필터부에서 노이즈가 제거된 광신호의 진폭을 검출하는 검출부;를 포함하여 구성되고,
    상기 발광부는,
    지방층에 흡수되는 파장의 빛을 방출하는 제1 광원; 및
    물에 흡수되는 파장의 빛을 방출하는 제2 광원;을 포함하고,
    상기 수신소자들 중 상기 발광부와 가장 가까운 수신소자에서 수신된 상기 제1광원 및 상기 제2광원의 광신호의 수신강도를 각각 제1기준광량 및 제2기준광량으로 설정하고, 상기 발광부와 가장 가까운 수신소자 이외의 수신소자들로부터 수신된 상기 제1광원의 수신강도인 제1측정광량(P1(N)) 및 상기 제2광원의 수신강도인 제2측정광량(P2(N))을 이용하여 각각 다음의 수학식에 의해 각각의 제1측정흡수율(A1(N)) 및 제2측정흡수율(A2(N))의 변화량으로 계산하는 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 시스템.
    Figure 112018021477970-pat00025

    Figure 112018021477970-pat00026

    여기서, A1(N)는 제1측정흡수율, P1(N)은 제1측정광량, P1(1)은 제1기준광량, A2(N)는 제2측정흡수율, P2(N)은 제2측정광량 및 P2(1)는 제2기준광량을 각각 나타냄
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광원 및 상기 제 광원을 통해 수신된 정보를 이용하여 체지방 두께 정보를 산출하고 상기 산출된 상기 체지방 두께 정보를 수신하여 이를 송신하는 통신부; 및
    상기 통신부로부터 상기 체지방 두께 정보를 수신하여 이를 출력하는 출력부;를 더 포함하는 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1측정흡수율과 상기 제2측정흡수율의 변화량을 이용하여 산출된 특정 수신소자와 상기 광원의 거리를 산출하고, 산출된 상기 거리로부터 체지방의 두께를 산출하도록 구성되는 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 출력부는,
    소정의 신체부위에 대응하는 상기 체지방 두께 정보를 지방분포도로서 출력하도록 구성되는 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 시스템.
  6. (a) 발광부에서 각각 지방에 흡수율이 높은 파장의 빛을 방출하는 제1광원 및 물에 흡수율이 높은 제2광원이 각각 소정의 신체부위에 출력되는 단계;
    (b) 소정간격을 가지고 다수 개 배치된 수신소자들이 출력된 상기 제1광원 및 제2광원으로부터 출력되어 반사된 광을 수신되는 단계;
    (c) 상기 수신소자들 중 제1광원 및 상기 제2광원으로부터 가장 가까운 수신소자에서 수신된 수신강도를 각각 제1기준광량 및 제2기준광량으로 하고, 상기 발광부와 가장 가까운 수신소자 이외의 수신소자들에서 수신된 상기 제1광원의 수신강도인 제1측정광량 및 상기 제2광원의 수신강도인 제2측정광량을 각각 제1 측정흡수율과 제2측정흡수율로 계산하는 단계; 및
    (d) 상기 제1측정흡수율과 상기 제2측정흡수율의 변화량을 이용하여 산출된 특정 수신소자와 상기 제1 광원 및 제2 광원과의 거리를 산출하고, 산출된 상기 거리로부터 체지방의 두께를 산출하는 단계;를 포함하고,
    상기 (c)의 단계에서,
    상기 제1광원의 수신강도인 제1측정광량 및 상기 제2광원의 수신강도인 제2측정광량을 다음의 수학식에 의해 상기 제1측정흡수율 및 제2 측정흡수율로 계산하는 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 방법.
    Figure 112018021477970-pat00027

    Figure 112018021477970-pat00028

    여기서, A1(N)는 제1측정흡수율, P1(N)은 제1측정광량, P1(1)은 제1기준광량, A2(N)는 제2측정흡수율, P2(N)은 제2측정광량 및 P2(1)는 제2기준광량을 각각 나타냄
  7. 제6항에 있어서, 상기 (d) 단계 이후,
    (e) 산출된 상기 체지방의 두께 정보를 출력시키는 단계;를 더 포함하는 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 방법.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서, 상기 (d) 단계에서 있어서,
    상기 제1측정흡수율(A1(N))과 제2측정흡수율(A2(N))의 변화량(ΔA1(N), ΔA2(N))을 각각 다음의 수학식에 의해 계산하는 것인 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 방법.
    Figure 112017118475480-pat00013

    Figure 112017118475480-pat00014

    여기서, ΔA1(N)는 제1측정흡수율 변화량, ΔA2(N)는 제2측정흡수율 변화량을 각각 나타냄.
  10. 제9항에 있어서, 상기 (d) 단계에서 있어서,
    상기 체지방의 두께는 다음의 수학식에 의해 계산하는 것인 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 방법.
    Figure 112017069396814-pat00015

    여기서, t는 체지방의 두께이고, D는 특정 수신소자의 위치와 광원과의 거리를 나타내는 것임
  11. 제7항에 있어서,
    산출된 상기 체지방의 두께 정보의 출력은,
    체지방분포도로서 출력되도록 구성되는 것인 지방과 물의 최대 흡수 파장을 이용한 지방 두께 측정 방법.
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