KR102050277B1 - Bioimpedance measuring apparatus and method - Google Patents
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Abstract
생체 임피던스 측정 장치에 관한 것이며, 생체 임피던스 측정 장치는, 복수의 주파수 신호를 랜덤하게 이용하여 생성된 인가신호를 피검자의 신체 부위에 부착된 전극에 인가하는 신호 인가부; 및 상기 인가신호에 대응하여 신체 부위로부터 상기 전극을 통해 출력된 전류를 출력신호로서 검출하고, 검출된 상기 출력신호에 기초하여 상기 신체 부위를 통과한 복수의 주파수 신호의 성분에 대한 상기 피검자의 생체 임피던스를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다.The present invention relates to a bioimpedance measuring apparatus, comprising: a signal applying unit configured to apply an applied signal generated by randomly using a plurality of frequency signals to an electrode attached to a body part of a subject; And detecting a current output from the body part through the electrode in response to the application signal as an output signal, and based on the detected output signal, the biometrics of the subject with respect to the components of the plurality of frequency signals passing through the body part. It may include a measuring unit for measuring the impedance.
Description
본원은 생체 임피던스 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for measuring bioimpedance.
체지방 등의 측정을 위해 생체 임피던스 측정 장치가 널리 사용되고 있다. 몸의 성분 중에서 근육은 수분이 많은 반면 지방은 수분이 없기 때문에, 생체 임피던스 값은 근육이 많으면 낮아지고 지방이 많으면 높아지는 특징이 있다. 이러한 생체 임피던스의 측정을 통해서는 피검자의 체수분량, 근육량, 지방량 등을 간편하고 높은 재현도로 구할 수 있다.Bioimpedance measuring devices are widely used for measuring body fat. Among the components of the body, the muscles are rich in water, but fat is not water, the bioimpedance value is characterized by a low muscle mass and high fat. Through the measurement of the bioimpedance, the body water, muscle mass, fat mass, etc. of the subject can be obtained with a simple and high reproducibility.
종래 생체 임피던스 측정 장치들은 신체 부위, 예를 들면 양 손, 양 발에 전극을 부착하고, 그 전극들 중 측정 부위에 따라 한 쌍을 선택하여 측정을 위한 전류 신호를 인가한 후 측정 부위에 따라 적절한 전극쌍을 선택하여 그 양단의 전압을 측정함으로써 생체 임피던스를 측정한다.Conventional bioimpedance measurement apparatus attaches electrodes to body parts, for example, both hands and feet, selects a pair according to the measurement site among the electrodes, applies a current signal for measurement, and then selects an appropriate signal according to the measurement site. The bioimpedance is measured by selecting an electrode pair and measuring the voltage at both ends thereof.
그런데, 세포막의 영향으로 인해 세포외 수분은 저주파수에서 반응하지만, 세포내 수분은 고주파수에 반응하므로, 생체 내의 체지방을 정확히 측정하기 위해서는 복수의 주파수에 대한 측정이 이루어져야 한다. 하지만, 종래의 기술로는 부위별 측정 및 복수의 주파수에 대한 측정시 전체 임피던스 측정 시간이 상당히 길어지고, 길어진 측정 시간 중에 피검자가 움직이거나 말을 하게 되는 경우 생체 임피던스 값이 불안정해짐에 따라, 정확한 생체 임피던스의 측정이 어려울 수 있다. However, due to the influence of the cell membrane, extracellular water reacts at low frequencies, but intracellular water responds to high frequencies, so in order to accurately measure body fat in vivo, a plurality of frequencies should be measured. However, according to the related art, the overall impedance measurement time becomes considerably longer in the area-specific measurement and the measurement of the plurality of frequencies, and when the subject moves or speaks during the longer measurement time, the bioimpedance value becomes unstable. Measurement of bioimpedance can be difficult.
즉, 종래 생체 임피던스 측정 기술은 여러 주파수 성분에 대해 신호 인가 및 측정하는 과정이 여러 차례 반복되어야 하므로, 측정 시간이 많이 소요되는 문제가 있었다. 일예로, 종래 생체 임피던스 측정 기술로는 바디 임피던스(Body Impedance)를 한번 측정하는데에 대략 2~3초가 걸리므로, 일예로 4가지 주파수를 5가지 부위에서 20회 측정하는 경우 전체 측정시간이 약 60초 가량 상당 시간 소요된다.That is, in the conventional bioimpedance measurement technology, a signal application and measurement process must be repeated several times for various frequency components, which causes a problem in that measurement time is required. For example, in the conventional bioimpedance measurement technology, it takes approximately 2 to 3 seconds to measure the body impedance once. For example, when measuring 4
또한, 측정 신호는 상당히 높은 주파수의 정현파 성분이기 때문에 피검자의 신체가 안테나 역할을 하게 되어 외부의 전자기장이 측정 결과 신호에 섞이게 된다. 특히, 생체 임피던스 측정 장치가 주로 설치되는 병원이나 휘트니스 센터 등에서는 진단장비, 러닝머신 등 많은 전자기장 노이즈원에 노출되어 있으며, 또한 측정 장치의 전원을 통해 노이즈가 유입되는 경우도 있다. 이에 따라 민감한 생체의 임피던스를 정확히 구하는 것이 더 어렵게 된다.In addition, since the measurement signal is a sinusoidal component of a fairly high frequency, the subject's body acts as an antenna, and the external electromagnetic field is mixed with the measurement result signal. In particular, in hospitals and fitness centers in which bioimpedance measuring devices are mainly installed, many electromagnetic noise sources such as diagnostic equipment and treadmills are exposed, and noise may be introduced through power of the measuring device. This makes it more difficult to accurately determine the impedance of sensitive organisms.
한편, 기존의 생체 임피던스 측정 방식에서 측정 시간이 많이 걸리고 주위의 전기 노이즈(잡음)의 영향으로 측정 오차가 커지는 문제 등을 줄이기 위해, 피검자의 신체(인체)에 복수의 주파수를 동시에 인가하는 다중 통신 방식이 사용되고 있다.On the other hand, in order to reduce the problem that the measurement time takes a long time in the conventional bioimpedance measurement method and the measurement error becomes large due to the influence of ambient electric noise (noise), multiple communication for simultaneously applying a plurality of frequencies to the body (human body) of the subject. The method is being used.
다중 통신 방식은 채널 공유(Sharing the channel) 유형에 따라 TDMA(time division multipleaccess), FDMA(frequency division multipleaccess), CDMA(code division multipleaccess), CSMA(Carrier Sense MultipleAccess) 방식 등으로 구분될 수 있고, 정보 전송(Transmitting information) 유형에 따라 ODFM(Orthogonal frequency-division multiplexing), DSSS(direct sequence spread spectrum), FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum) 방식 등으로 구분될 수 있다.The multiple communication scheme may be classified into a time division multiple access (TDMA), a frequency division multiple access (FDMA), a code division multiple access (CDMA), a carrier sense multiple access (CSMA) scheme, and the like, depending on the type of sharing the channel. Depending on the type of transmission information, it may be classified into orthogonal frequency-division multiplexing (ODFM), direct sequence spread spectrum (DSSS), and frequency hopping spread spectrum (FHSS).
이때, 종래에 다중 통신 방식을 이용한 생체 인피던스 측정 기술로서 CDMA의 DSSS 방식이 적용된 생체 인피던스 측정 기술이 제안된 바 있다. CDMA의 DSSS 방식에 대한 구체적인 설명은 다음과 같다.In this case, conventionally, a bioimpedance measurement technique using a DSSS scheme of CDMA has been proposed as a bioimpedance measurement technique using a multiple communication scheme. A detailed description of the DSSS method of CDMA is as follows.
도 1은 DSSS 방식을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a DSSS scheme.
도 1을 참조하면, DSSS(direct sequence spread spectrum) 방식은 가장 기본적인 확산대역 방식으로서, 디지털 전송 신호에 주기가 훨씬 짧은 펄스열을 곱하여 전송함으로써 주파수 대역폭을 많이 차지하도록 유도한다. 확산 신호를 수신한 후에는 전송에 사용된 펄스열과 완전히 일치하는 펄스열을 다시 곱해주면 원래의 신호가 복조된다. 여기서 변복조에 사용되는 펄스열 자체가 일종의 암호(code)가 되어서 이 암호가 없으면 이론적으로 원신호의 복조가 불가능하다. 이러한 DSSS 방식에서는 암호 펄스열을 직접 곱함으로써 비화특성이 생기게 된다.Referring to FIG. 1, the direct sequence spread spectrum (DSSS) scheme is the most basic spread spectrum scheme, and induces a digital bandwidth to occupy a large frequency bandwidth by multiplying and transmitting a pulse string having a much shorter period. After receiving the spread signal, the original signal is demodulated by multiplying again the pulse train that exactly matches the pulse train used for transmission. Here, the pulse train itself used for modulation and demodulation becomes a kind of code, and without this code, theoretically, demodulation of the original signal is impossible. In such a DSSS scheme, a secretion characteristic is generated by directly multiplying an encrypted pulse train.
달리 말해, DSSS는 원래의 데이터(original data, User Data) 신호에 의사잡음코드(PN Code, Pseudo Noise Code, 의사 랜덤 잡음 확산 코드, pseudo random noise spreading code)를 곱하는 확산 스펙트럼 기술로서, 이 확산 코드(Code)는 높은 칩 속도(코드의 비트 전송률)를 가지며, 그 결과 광대역 시간 연속으로 스크램블된 신호가 얻어질 수 있다. 즉, DSSS 방식은 전송할 신호(User Data)를 직접 PN 코드로 스크램블하는 방식으로서, 송신 신호(Transmitted Signal)는 원래의 데이터(User Data) 신호에 PN 코드를 곱함으로써 생성되며, 이에 따라 전송할 신호는 PN 코드의 대역폭으로 확산될 수 있다. CDMA의 DSSS에 대한 설명은 도 2를 참조하여 보다 쉽게 이해될 수 있다.In other words, DSSS is a spread-spectrum technique that multiplies the original data (User Data) signal by PN code, pseudo noise code, pseudo random noise spreading code. Code has a high chip rate (bit rate of code), and as a result, a scrambled signal can be obtained in a wideband time sequence. In other words, the DSSS method is a method of directly scrambled a signal to be transmitted (User Data) with a PN code, and the transmitted signal is generated by multiplying the original data signal by the PN code. It can spread to the bandwidth of the PN code. A description of DSSS of CDMA can be more easily understood with reference to FIG.
도 2는 CDMA의 DSSS 신호의 생성 예를 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining an example of generation of a DSSS signal of CDMA.
도 2를 참조하면, CDMA의 DSSS 방식의 경우에는 일예로 전송할 신호가 f1, f2, f3, f4, f5와 같이 5개인 경우, 전송할 신호의 수에 대응하도록 서로 다른 PN 코드 1 내지 5를 발생시켜 전송할 5개의 신호 각각을 서로 다른 PN 코드의 대역폭으로 확산시킬 수 있다. 이때, 전송할 5개의 신호 각각에 대한 확산된 신호는 f1-DSSS, f2-DSSS, f3-DSSS, f4-DSSS, f5-DSSS와 같이 표현될 수 있다. 이후 확산된 5개의 신호들을 합함으로써 CDMA의 DSSS 방식에서 이용되는 송신 신호(CDMA_DSSS)가 생성될 수 있다.Referring to FIG. 2, in the case of the CSS DSSS scheme, for example, when there are five signals to be transmitted, such as f1, f2, f3, f4, and f5,
도 3은 도 2에서 생성된 송신 신호(CDMA_DSSS 신호)의 신호 스펙트럼(Signal Spectrum)을 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a signal spectrum of the transmission signal (CDMA_DSSS signal) generated in FIG. 2.
도 3을 참조하면, 서로 다른 PN 코드 1 내지 5에 의해 확산된 5개의 신호(즉, 5개의 확산된 신호인 f1-DSSS, f2-DSSS, f3-DSSS, f4-DSSS, f5-DSSS)는 서로 합해도(병합해도) 간섭없이 검출 가능하다. 따라서, CDMA의 DSSS 방식에서는 도 3과 같이 확산된 신호를 동시에 전송 가능하며, PN 코드 1 내지 5의 길이를 증가시키면 전송 파워(Power)를 낮출 수 있다.Referring to FIG. 3, five signals spread by
이와 같은 CDMA의 DSSS 방식은 생체 임피던스 측정에 적용될 수 있다.The DSSS method of the CDMA can be applied to the measurement of the bioimpedance.
도 4는 CDMA의 DSSS 신호의 신호 스펙트럼의 예를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating an example of a signal spectrum of a DSSS signal of CDMA.
도 4를 참조하면, 일예로 CDMA의 DSSS방식을 이용한 생체 임피던스의 측정을 위해, 피검자의 신체에 부착된 하나의 전극에는 도 4에 도시된 신호 스펙트럼에 대응하는 신호가 인가될 수 있다. 즉, CDMA의 DSSS방식을 이용한 생체 임피던스 측정시에는 하나의 전극에 일예로 도 4에 도시된 신호 스펙트럼에 대응하는 신호로서 복수의 주파수 신호(구체적인 예로, 파란색, 노란색, 빨간색, 초록색으로 표현된 4개의 주파수)를 동시에 인가할 수 있다. Referring to FIG. 4, for example, to measure bioimpedance using the DSSS method of CDMA, a signal corresponding to the signal spectrum shown in FIG. 4 may be applied to one electrode attached to a body of a subject. That is, when measuring the bioimpedance using the DSSS method of CDMA, a plurality of frequency signals (specifically, 4 represented by blue, yellow, red, green, etc.) as a signal corresponding to the signal spectrum shown in FIG. Frequency) can be applied simultaneously.
이러한 CDMA의 DSSS방식을 이용한 생체 임피던스 측정 방법은, 복수의 주파수를 동시에 인가할 수 있음에 따라 종래 기술들 대비 측정 시간과 측정 오차를 줄일 수 있다. The bioimpedance measuring method using the DSSS method of the CDMA can reduce the measurement time and the measurement error compared to the prior arts by applying a plurality of frequencies at the same time.
그런데, 보다 많은 수의 생체 임피던스 측정을 통해 체지방을 정확히 측정하고자, 일예로, 피검자의 여러 신체 부위에 복수의 전극을 부착(예를 들어, 양 손, 양 발에 전극 부착시 피검자의 신체에는 4개의 전극이 부착됨)시키고, CDMA의 DSSS방식으로 복수의 주파수 신호를 복수의 전극 각각에 인가하여 생체 임피던스를 측정한다고 가정하자. However, in order to accurately measure body fat by measuring a larger number of bioimpedance, for example, a plurality of electrodes are attached to various body parts of the subject (for example, when the electrodes are attached to both hands and both feet, 4 Two electrodes are attached) and a plurality of frequency signals are applied to each of the plurality of electrodes by the CDMA DSSS method.
이러한 경우, 생체 임피던스 측정을 위해 피검자에게 인가되는 신호의 스펙트럼은, 도 4와 같은 신호 스펙트럼이 복수의 전극의 수에 비례하여 z축 방향으로 4배 증가된 것과 같이 표현될 수 있다. 이는 CDMA의 DSSS방식을 이용한 생체 임피던스 측정 방법의 경우, 전극의 수가 증가할수록 그 수에 비례하여 피검자에게 가해지는 파워(power)가 증가하게 되고, 그로 인해 피검자의 신체에 과부하가 가해져 쇼크로 인해 피검자가 위험해질 수 있음을 의미한다. 즉, CDMA의 DSSS방식을 이용한 생체 임피던스 측정 방법은 피검자에게 가해지는 파워(power)를 고려하여 피검자의 신체에 부착되는 전극의 수가 제한되는 단점, 달리 말해, 전극의 수를 증가시키는 데에 한계가 있다. 또한 CDMA_DSSS방식을 구현하기 위한 하드웨어(Hardware)는 매우 복잡하여 부품수가 많다는 단점이 있다.In this case, the spectrum of the signal applied to the subject for measuring the bioimpedance may be expressed as the signal spectrum as shown in FIG. 4 is increased four times in the z-axis direction in proportion to the number of electrodes. In the case of the bioimpedance measurement method using the DSSS method of the CDMA, the power applied to the subject increases in proportion to the number of electrodes as the number of electrodes increases, thereby overloading the subject's body and causing the subject to suffer from shock. Means it can be dangerous. That is, the bioimpedance measuring method using the DSSS method of the CDMA has a disadvantage in that the number of electrodes attached to the subject's body is limited in consideration of the power applied to the subject, in other words, there is a limit in increasing the number of electrodes. have. In addition, the hardware (Hardware) for implementing the CDMA_DSSS method is very complicated, there is a disadvantage that the number of parts.
본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-0458392호에 개시되어 있다.Background art of the present application is disclosed in Korea Patent Publication No. 10-0458392.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기존의 생체 임피던스 측정 방식에서 측정 시간이 많이 걸리고 주위의 전기 노이즈(잡음)의 영향으로 측정 오차가 커지는 문제 등을 해소할 수 있는 인체에 복수의 주파수를 동시에 인가하는 다중 통신 방식을 이용한 생체 임피던스 측정 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.The present application is to solve the above-described problems of the prior art, a plurality of the human body that can solve the problem that the measurement time takes a lot in the conventional bioimpedance measurement method and the measurement error is increased due to the influence of ambient electrical noise (noise). An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for measuring a bioimpedance using a multi-communication method to simultaneously apply a frequency of.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래에 CDMA의 DSSS방식을 이용한 생체 임피던스 측정 방법의 경우 피검자에게 가해지는 파워를 고려하여 피검자의 신체에 부착되는 전극의 수가 제한되는 단점, 달리 말해, 전극의 수를 증가시키는 데에 한계가 있었던 문제를 해소할 수 있는 생체 임피던스 측정 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.The present application is to solve the above-mentioned problems of the prior art, the conventional method of measuring the impedance of the bio-impedance using the DSSS method of the CDMA in consideration of the power applied to the subject is limited the number of electrodes attached to the subject's body, otherwise In other words, it is an object of the present invention to provide a bioimpedance measuring apparatus and method that can solve the problem of limiting the number of electrodes.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전극의 수에 제한받지 않고 피검자의 생체 임피던스를 동시 다발로 측정할 수 있는 생체 임피던스 측정 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a bio-impedance measuring device and method capable of simultaneously measuring the bio-impedance of a subject without being limited to the number of electrodes.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problem to be achieved by the embodiments of the present application is not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may exist.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 측면에 따른 생체 임피던스 측정 장치는, 복수의 주파수 신호를 랜덤하게 이용하여 생성된 인가신호를 피검자의 신체 부위에 부착된 전극에 인가하는 신호 인가부; 및 상기 인가신호에 대응하여 신체 부위로부터 상기 전극을 통해 출력된 전류를 출력신호로서 검출하고, 검출된 상기 출력신호에 기초하여 상기 신체 부위를 통과한 복수의 주파수 신호의 성분에 대한 상기 피검자의 생체 임피던스를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다.As a technical means for achieving the above technical problem, the bioimpedance measuring device according to the first aspect of the present application, to apply an applied signal generated by using a plurality of frequency signals randomly to the electrode attached to the body part of the subject A signal applying unit; And detecting a current output from the body part through the electrode in response to the application signal as an output signal, and based on the detected output signal, the biometrics of the subject with respect to the components of the plurality of frequency signals passing through the body part. It may include a measuring unit for measuring the impedance.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 측면에 따른 생체 임피던스 측정 방법은, 복수의 주파수 신호를 랜덤하게 이용하여 생성된 인가신호를 피검자의 신체 부위에 부착된 전극에 인가하는 단계; 및 상기 인가신호에 대응하여 신체 부위로부터 상기 전극을 통해 출력되는 전류를 출력신호로서 검출하고, 검출된 상기 출력신호에 기초하여 상기 신체 부위를 통과한 복수의 주파수 신호의 성분에 대한 상기 피검자의 생체 임피던스를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.As a technical means for achieving the above technical problem, the bioimpedance measuring method according to the first aspect of the present application is to apply an applied signal generated by using a plurality of frequency signals randomly to the electrode attached to the body part of the subject step; And detecting a current output from the body part through the electrode in response to the application signal as an output signal, and based on the detected output signal, the living body of the subject with respect to the components of the plurality of frequency signals passing through the body part. It may include measuring the impedance.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제3 측면에 따른 컴퓨터 프로그램은, 본원의 제2 측면에 따른 생체 임피던스 측정 방법을 실행시키기 위하여 기록매체에 저장되는 것일 수 있다.As a technical means for achieving the above technical problem, the computer program according to the third aspect of the present application, may be stored in the recording medium to execute the bioimpedance measuring method according to the second aspect of the present application.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-mentioned means for solving the problems are merely exemplary and should not be construed as limiting the present application. In addition to the above-described exemplary embodiments, additional embodiments may exist in the drawings and detailed description of the invention.
본원은 CDMA의 FHSS 방식을 적용하여 생성된 인가신호를 이용해 피검자의 생체 임피던스를 측정하는 생체 임피던스 측정 장치 및 방법을 제공하므로, 기존의 생체 임피던스 측정 방식에서 측정 시간이 많이 걸리고 주위의 전기 노이즈(잡음)의 영향으로 측정 오차가 커지는 문제를 효과적으로 개선할 수 있다. The present invention provides a bioimpedance measuring apparatus and method for measuring the bioimpedance of the subject using the applied signal generated by applying the FHSS method of the CDMA, it takes a lot of measurement time in the conventional bioimpedance measuring method and the ambient electric noise (noise ) Can effectively improve the problem of large measurement errors.
또한, 종래에 CDMA의 DSSS방식을 이용한 생체 임피던스 측정 방법의 경우 피검자에게 가해지는 파워를 고려하여 피검자의 신체에 부착되는 전극의 수(즉, 생체 임피던스 측정을 위해 이용되는 전극의 수)가 제한되었던 문제가 있었다. 이에 반해, 본원은 생체 임피던스 측정을 위해 이용되는 전극의 수에 제한받지 않고, 증가되는 복수의 주파수 신호의 수와 증가되는 전극의 수에 비례하여, 두 수(복수의 주파수 신호의 수와 전극의 수)의 곱에 대응하는 수의 생체 임피던스를 동시 다발적으로 측정할 수 있다. In addition, in the conventional method of measuring bioimpedance using the DSSS method of CDMA, the number of electrodes (ie, the number of electrodes used for measuring the bioimpedance) attached to the subject's body was limited in consideration of the power applied to the subject. There was a problem. In contrast, the present application is not limited to the number of electrodes used for the measurement of the bioimpedance, and in proportion to the number of the plurality of frequency signals increased and the number of the electrodes increased, two numbers (the number of the plurality of frequency signals and the number of electrodes The biological impedance of the number corresponding to the product of number) can be measured simultaneously.
본원의 생체 임피던스 측정 장치 및 방법은 동시 다발적 측정이 가능함에 따라 전기 노이즈(잡음)의 영향으로 인한 측정 오차를 줄이면서 측정 시간을 효과적으로 줄일 수 있다.The bioimpedance measuring apparatus and the method of the present application can effectively reduce the measurement time while reducing the measurement error due to the effect of electrical noise (noise) as the simultaneous multiple measurement is possible.
또한, 본원은 CDMA_FHSS방식을 이용하는 생체 임피던스 측정 장치 및 방법을 제공함으로써, 종래 대비 생체 임피던스 측정 장치의 하드웨어(Hardware)의 구현이 간단하고 부품 수를 효과적으로 줄일 수 있다.In addition, the present application provides a device and method for measuring the bioimpedance using the CDMA FHSS method, which makes it simple to implement hardware of the bioimpedance measuring device compared to the conventional method and effectively reduces the number of components.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.However, the effects obtainable herein are not limited to the effects as described above, and other effects may exist.
도 1은 DSSS 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 CDMA의 DSSS 신호의 생성 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에서 생성된 송신 신호의 신호 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 4는 CDMA의 DSSS 신호의 신호 스펙트럼의 예를 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본원의 일 실시예에 따른 생체 임피던스 측정 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 생체 임피던스 측정 장치에서 신호 발생부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 생체 임피던스 측정 장치에서 신호 발생부의 구성의 다른 일예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 생체 임피던스 측정 장치에 의하여 생성된 인가신호인 CDMA_FHSS 신호의 신호 스펙트럼을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 생체 임피던스 측정 장치에 의하여 생성된 인가신호의 신호 스펙트럼의 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본원의 일 실시예에 따른 생체 임피던스 측정 장치에서 신호 검출부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 11은 본원의 일 실시예에 따른 생체 임피던스 측정 장치에서 복수의 전극을 이용할 때의 장치 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 12는 본원의 일 실시예에 따른 생체 임피던스 측정 방법에 대한 동작 흐름도이다.1 is a diagram for explaining a DSSS scheme.
2 is a diagram for explaining an example of generation of a DSSS signal of CDMA.
3 is a diagram illustrating a signal spectrum of a transmission signal generated in FIG. 2.
4 is a diagram illustrating an example of a signal spectrum of a DSSS signal of CDMA.
5A and 5B are views illustrating a schematic configuration of a bioimpedance measuring apparatus according to an embodiment of the present application.
6 is a diagram illustrating a configuration of a signal generator in a bioimpedance measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present application.
7 is a view showing another example of the configuration of the signal generator in the bioimpedance measuring apparatus according to an embodiment of the present application.
8 is a diagram schematically showing a signal spectrum of a CDMA_FHSS signal, which is an applied signal generated by a bioimpedance measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present application.
9 is a diagram illustrating an example of a signal spectrum of an applied signal generated by the bioimpedance measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present application.
10 is a diagram illustrating a configuration of a signal detector in a bioimpedance measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
FIG. 11 is a diagram schematically illustrating a device configuration when using a plurality of electrodes in a bioimpedance measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
12 is a flowchart illustrating a method of measuring bioimpedance according to an embodiment of the present application.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present disclosure. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted for simplicity of explanation, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is "connected" to another part, it is not only "directly connected" but also "electrically connected" or "indirectly connected" with another element in between. "Includes the case.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is said to be located on another member "on", "upper", "top", "bottom", "bottom", "bottom", this means that any member This includes not only the contact but also the presence of another member between the two members.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding the other components unless specifically stated otherwise.
본원은 CDMA의 FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum) 방식을 이용한 생체 임피던스 측정 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a bioimpedance measurement technique using the frequency hopping spread spectrum (FHSS) method of CDMA.
도 5a 및 도 5b는 본원의 일 실시예에 따른 생체 임피던스 측정 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이고, 도 6은 본원의 일 실시예에 따른 생체 임피던스 측정 장치에서 신호 발생부의 구성을 나타낸 도면이다. 이하에서는 본원의 일 실시예에 따른 생체 임피던스 측정 장치(100)를 설명의 편의상 '본 장치(100)'라 하기로 한다.5A and 5B are views showing a schematic configuration of a bioimpedance measuring apparatus according to an embodiment of the present application, Figure 6 is a view showing the configuration of a signal generator in the bioimpedance measuring apparatus according to an embodiment of the present application. Hereinafter, the
도 5a, 도 5b 및 도 6을 참조하면, 본 장치(100)는 피검자(10)의 생체 임피던스를 측정하는 장치로서 신호 인가부(110) 및 측정부(130)를 포함할 수 있다. 신호 인가부(110)는 신호 발생부(120)를 포함하고, 측정부(130)는 신호 검출부(140)를 포함할 수 있다. 다만 이에만 한정되는 것은 아니고, 신호 발생부(120)는 신호 인가부(110)와는 별도의 구성으로 구비되고, 신호 검출부(140)는 측정부(130)와는 별도의 구성으로 구비될 수 있다. 5A, 5B, and 6, the
신호 인가부(110)는 피검자(10)의 생체 임피던스를 측정을 위해, 복수의 주파수 신호를 랜덤하게 이용하여 생성된 인가신호(S1)를 피검자(10)의 신체 부위에 부착된 전극(20)에 인가할 수 있다. The
이때, 도 5a 및 도 5b를 참조한 설명에서는 피검자(10)의 신체 부위에 부착된 전극(20)이 일예로 1채널(1CH)로 구성된 경우에 대하여 설명하기로 한다. 1채널로 구성된 전극(20)은 전류원 단자로서 한 쌍의 제1 단자(21a, 21b) 및 검출 단자로서 한 쌍의 제2 단자(22a, 22b)를 포함할 수 있다. 즉, 피검자(10)의 신체 부위에 부착되는 전극(20)은 제1 단자(21a, 21b) 및 제2 단자(22a, 22b)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 단자(21a, 21b)는 본 장치(100)에서 발생된 인가신호(S1)를 피검자(10)의 신체로 인가하기 위한 전류원 단자(Current Source electrode), 달리 말해 신체에 대하여 인가신호(S1)의 인가가 이루어지는 전류원 단자를 의미할 수 있다. 또한, 제2 단자(22a, 22b)는 전류원에 의해 발생하는 전압을 검출하여 신호 검출부(140)로 제공하는 단자, 달리 말해 인가신호(S1)에 대응하여 신체를 통과한 출력신호(S2)에 대한 출력이 이루어지는 검출 단자(Detection electrode)를 의미할 수 있으며, 제2 단자(22a, 22b)를 통해 출력(검출)된 출력신호(S2)는 신호 검출부(140)로 입력될 수 있다. 5A and 5B, a case in which the
즉, 본 장치(100)의 신호 발생부(120)를 통해 발생되는 인가신호(S1)는 신호 인가부(110)에 의하여 전극(20)의 제1 단자(21a, 21b)를 통해 피검자의 신체로 인가될 수 있으며, 제2 단자(22a, 22b)를 통해 신체로부터 출력되는 출력신호(S2)는 본 장치(100)의 신호 검출부(140)로 입력될 수 있다.That is, the application signal S1 generated through the
또한, 인가신호(S1)의 생성시 고려되는 복수의 주파수 신호는 서로 다른 복수의 주파수 신호, 즉 서로 다른 주파수 대역을 갖는 복수의 신호라 달리 표현될 수 있다. 본 장치(100)에 대한 설명에서는 복수의 주파수 신호로서 일예로 5개의 주파수 신호가 이용되는 것으로 예시하기로 한다. 즉, 복수의 주파수 신호는 제1 주파수 신호(f1, 1), 제2 주파수 신호(f2, 2), 제3 주파수 신호(f3, 3), 제4 주파수 신호(f4, 4) 및 제5 주파수 신호(f5, 5)를 포함할 수 있다. 다만, 복수의 주파수 신호의 수는 이에만 한정되는 것은 아니고, 다양하게 설정 가능하다. 예시적으로, 제1 주파수 신호(f1, 1)는 5K, 제2 주파수 신호(f2, 2)는 50K, 제3 주파수 신호(f3, 3)는 100K, 제4 주파수 신호(f4, 4)는 250K 및 제5 주파수 신호(f5, 5)는 500K일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the plurality of frequency signals considered in generating the application signal S1 may be differently represented as a plurality of different frequency signals, that is, a plurality of signals having different frequency bands. In the description of the
신호 발생부(120)는 주파수 발생부(121), PN 코드 발생부(122) 및 주파수 합성 발진부(123)를 포함할 수 있다. The
이때, 전극(20)이 일예로 1채널(1CH)로 구성된 경우에 대하여 설명함에 있어서, 이하 설명에서는 설명의 편의상 신호 발생부(120)에 포함된 PN 코드 발생부(122)는 제1 송신 PN 코드 발생부(122)라 달리 표현하고, 신호 검출부(140)에 포함된 PN 코드 발생부(143)는 제1 수신 PN 코드 발생부(143)라 달리 표현하기로 한다. 다만, 후술할 설명에 의하면 신호 발생부(120)에 포함된 PN 코드 발생부(122)와 신호 검출부(140)에 포함된 PN 코드 발생부(143)는 동일한 PN 코드 발생부일 수 있으므로, 신호 발생부(120)에 포함된 PN 코드 발생부(122)와 신호 검출부(140)에 포함된 PN 코드 발생부(143)는 제1 PN 코드 발생부(122, 143)라 달리 표현될 수도 있다.In this case, in the case where the
또한, 주파수 합성 발진부(123)도 마찬가지로, 이하 설명에서는 설명의 편의상 신호 발생부(120)에 포함된 주파수 합성 발진부(123)는 제1 송신 주파수 합성 발진부(123)라 달리 표현하고, 신호 검출부(140)에 포함된 주파수 합성 발진부(144)는 제1 수신 주파수 합성 발진부(144)라 달리 표현하기로 한다. 다만, 후술할 설명에 의하면 신호 발생부(120)에 포함된 주파수 합성 발진부(123)와 신호 검출부(140)에 포함된 주파수 합성 발진부(144)는 동일한 주파수 합성 발진부일 수 있으므로, 신호 발생부(120)에 포함된 주파수 합성 발진부(123)와 신호 검출부(140)에 포함된 주파수 합성 발진부(144)는 제1 주파수 합성 발진부(123, 144)라 달리 표현될 수도 있다.In addition, the frequency synthesized
주파수 발생부(121, frequency generator)는 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)를 발생시킬 수 있다. 주파수 발생부(121)를 통해 발생된 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)는 제1 송신 주파수 합성 발진부(123)에 입력될 수 있다.The
예시적으로, 피검자 신체(인체)에 대하여, 100kHz보다 낮은 주파수는 세포막을 따라 흐르기 때문에 세포 밖(세포외)의 수분을 측정하는데 이용될 수 있고, 100kHz이상의 높은 주파수는 세포막을 뚫고 흐르기 때문에 전체 수분량을 정하는데 이용될 수 있다.For example, for a subject's body (human body), a frequency lower than 100 kHz may be used to measure extracellular (extracellular) moisture because it flows along the cell membrane, while a high frequency above 100 kHz flows through the cell membrane and thus total moisture content. It can be used to determine
이를 고려하여 주파수 발생부(121)는 일예로 100Hz 내지 1MHz 중 서로 다른 주파수를 갖는 복수의 주파수 신호를 발생시킬 수 있다. 이를 통해, 본 장치(100)는 피검자(10)에 대하여 세포 내수분, 세포 외수분, 전체 체수분량, 체지방 등의 체성분을 측정할 수 있다. 특히, 본 장치(100)는 100Hz 내지 1MHz 중 서로 다른 주파수를 갖는 복수의 주파수 신호를 이용해 생체 임피던스를 측정함으로써, 세포 내수분, 세포 외수분 및 전체 체수분량을 동시에 측정할 수 있다.In consideration of this, the
제1 송신 PN 코드 발생부(122, PN sequence generator)는 CDMA의 FHSS 방식을 이용한 생체 임피던스를 측정함에 있어서, 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)를 랜덤하게 스크램블(scramble)하기 위한 하나의 PN 코드로서 제1 PN 코드를 발생시킬 수 있다.The first
제1 송신 주파수 합성 발진부(123, frequency synthesizer)는 제1 송신 PN 코드 발생부(122)로부터 발생된 PN 코드(제1 PN 코드)의 적용에 의해 주파수 발생부(121)를 통해 발생된 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5) 각각을 랜덤하게 스크램블할 수 있다.A plurality of first
신호 발생부(120)는 제1 송신 주파수 합성 발진부(123)에 의하여 랜덤하게 스크램블된 복수의 주파수 신호를 인가신호(S1)로서 생성하여 발생시킬 수 있다. 여기서, 랜덤하게 스크램블된 복수의 주파수 신호인 인가신호(S1)는 달리 표현하여 랜덤하게 스크램블된 멀티플렉싱(multiplexing)된 복수의 주파수 신호라 달리 표현될 수 있다.The
구체적으로, 제1 송신 주파수 합성 발진부(123)는 제1 PN 코드의 적용에 의해 주파수 발생부(121)를 통해 발생된 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)를 랜덤하게 스크램블할 수 있으며, 이를 통해 랜덤하게 스크램블된 복수의 주파수 신호를 인가신호(S1)로서 생성할 수 있다. 즉, 제1 송신 주파수 합성 발진부(123)는 제1 PN 코드의 적용에 의해 후술할 도 9의 신호 스펙트럼과 같이 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)가 랜덤하게 스크램블된 인가신호(S1)를 생성할 수 있다. 이후 신호 발생부(120)는 제1 송신 주파수 합성 발진부(123)에 의해 생성된 인가신호(S1)를 발생시킬 수 있다.In detail, the first transmission
신호 인가부(110)는 신호 발생부(120)를 통해 발생된 인가신호(S1)를 전극(10)에 인가할 수 있다. 이때, 신호 인가부(110)는 전극(10)에 인가신호(S1)를 인가할 때, 일예로 신호 발생부(120)를 통해 발생된 인가신호를 피검자(10)의 신체에 인가하기 위해 적절한 전류원으로 변환하여 인가할 수 있으며, 다만 이에만 한정되는 것은 아니다. The
한편, 도 7은 본원의 일 실시예에 따른 생체 임피던스 측정 장치에서 신호 발생부의 구성의 다른 일예를 나타낸 도면이다.On the other hand, Figure 7 is a view showing another example of the configuration of the signal generator in the bioimpedance measuring apparatus according to an embodiment of the present application.
도 7을 참조하면, 제1 송신 주파수 합성 발진부(123)는 아날로그 스위치(analog switch, 123a)를 포함할 수 있다. 아날로그 스위치(123a)는 제1 송신 PN 코드 발생부(122)로부터 발생된 제1 PN 코드의 적용에 의해 제어될 수 있다.Referring to FIG. 7, the first transmission
구체적으로, 아날로그 스위치(123a)는 제1 PN 코드의 적용에 의해 주파수 발생부(121)로부터 전달되는 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)를 랜덤(Random)하게 스위칭시킬 수 있다(달리 표현하여, 랜덤하게 선택할 수 있다). 이때, 아날로그 스위치(123a)에 의한 랜덤 스위칭은 일예로 미리 설정된 시간 동안 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 아날로그 스위치(123a)에 의한 랜덤 스위칭(선택)에 의하여 제1 송신 주파수 합성 발진부(123)로부터 랜덤하게 스크램블된 복수의 주파수 신호가 발생될 수 있으며, 제1 송신 주파수 합성 발진부(123)는 랜덤하게 스크램블된 복수의 주파수 신호를 합하여 인가신호(S1)를 생성하고, 신호 발생부(120)는 생성된 인가신호(S1)를 발생시킬 수 있다.In detail, the
이때, 신호 발생부(120)를 통해 발생되는 인가신호(S1)는 CDMA의 FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum) 방식을 고려하여 발생된 인가신호(S1)로서, CDMA_FHSS 신호라 표현될 수 있다. 이러한 인가신호(S1), 즉 CDMA_FHSS 신호의 신호 스펙트럼은 도 8과 같이 표현될 수 있다.In this case, the authorization signal S1 generated through the
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 생체 임피던스 측정 장치에 의하여 생성된 인가신호인 CDMA_FHSS 신호의 신호 스펙트럼을 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 8 is a diagram schematically illustrating a signal spectrum of a CDMA_FHSS signal, which is an applied signal generated by a bioimpedance measuring apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 8을 참조하면, 랜덤하게 스크램블된 복수의 주파수 신호인 인가신호(S1, 즉 CDMA_FHSS 신호)는 하나의 PN 코드(제1 PN 코드)에 의해 랜덤하게 스위칭된 5개의 신호로서, 이들 5개의 신호들은 서로 합해도(병합해도) 간섭없이 검출이 가능하기 때문에, 본 장치(100)는 복수의 주파수 신호(f1, f2, f3, f4, f5)를 전극에 동시에 인가할 수 있다. Referring to FIG. 8, the application signal S1 (that is, the CDMA_FHSS signal), which is a plurality of randomly scrambled frequency signals, is five signals that are randomly switched by one PN code (first PN code), and these five signals. Since they can be detected without interference even if they are combined with each other, the
특히, 본 장치(100)에 의해 생성되는 인가신호(CDMA_FHSS 신호)는, 인가신호 생성시 고려되는 PN 코드가 인가되는 신호(즉, 주파수 발생부를 통해 발생된 5개의 주파수 신호)의 스펙트럼을 앞서 설명한 도 2 및 3에서의 CDMA_DSSS 신호의 생성시와는 달리 확산시키지 않는다.In particular, the authorization signal (CDMA_FHSS signal) generated by the
이는 다음을 의미할 수 있다. 도 2 및 3에서의 CDMA_DSSS 신호의 생성시에는 PN 코드가 인가되는 신호를 확산시킴에 따라, 전극의 수를 증가시켜 복수의 전극에 CDMA_DSSS 신호를 인가하는 경우 피검자에게 가해지는 파워의 증가로 피검자가 위험해질 수 있었다. 이에 반해, 본 장치(100)에 의한 CDMA_FHSS 신호의 생성시에는 PN 코드가 인가되는 신호(f1, f2, f3, f4, f5)를 확산시키는 것 없이 랜덤하게 스위칭시키는 것(즉, 후술할 설명에 의하면, 인가되는 신호를 복수의 주파수 채널 중 어느 주파수 채널에 위치시킬 것인지를 랜덤하게 결정하는 것)이므로, 본 장치(100)는 전극의 수를 증가시켜 복수의 전극에 CDMA_FHSS 신호를 인가하더라도 피검자에게 가해지는 파워를 일정 수준으로 유지하면서 복수의 주파수 신호를 이용해 피검자의 생체 임피던스를 용이하게 측정할 수 있음을 의미할 수 있다.This may mean the following. In the generation of the CDMA_DSSS signal in FIGS. 2 and 3, as the PN code spreads the signal, the number of electrodes is increased, and when the CDMA_DSSS signal is applied to the plurality of electrodes, the subject increases the power applied to the subject. It could be dangerous. In contrast, when the CDMA_FHSS signal is generated by the
이하에서는 전극(특히 제1 단자)에 인가되는 인가신호(S1), 즉 신호 발생부(120)를 통해 발생되는 인가신호(S1)에 대하여 보다 자세히 설명하기로 하며, 이는 도 9를 참조하여 보다 쉽게 이해될 수 있다.Hereinafter, the application signal S1 applied to the electrode (particularly the first terminal), that is, the application signal S1 generated through the
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 생체 임피던스 측정 장치에 의하여 생성된 인가신호의 신호 스펙트럼의 예를 나타낸 도면이다.9 is a diagram illustrating an example of a signal spectrum of an applied signal generated by a bioimpedance measuring device according to an exemplary embodiment of the present application.
도 9를 참조하면, 신호 발생부(120)를 통해 발생되는 인가신호(S1)는, 한 타임 슬롯마다 복수의 주파수 신호(1, 2,3, 4, 5) 중 제1 송신 PN 코드 발생부(122)를 통해 발생된 PN 코드(제1 PN 코드)의 적용에 의해 랜덤하게 선택된 어느 하나의 주파수 신호의 성분이, 복수의 주파수 신호 각각에 대응하는 대역폭을 갖도록 분할된 복수의 주파수 슬롯 중 랜덤하게 선택된 어느 하나의 주파수 신호에 대응하는 주파수 슬롯에 위치하도록 생성된 신호일 수 있다.Referring to FIG. 9, the application signal S1 generated through the
여기서, 한 타임 슬롯마다라 함은 타임 슬롯들 TS1, TS2, …, TS12 각각 마다를 의미할 수 있다. 또한, 복수의 주파수 슬롯이라 함은 주파수 발생부(121)를 통해 발생된 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5) 각각에 대응하는 대역폭을 갖도록 분할된 복수의 주파수 슬롯(FS1, FS2, FS3, FS4, FS5)을 의미할 수 있다. 즉, 복수의 주파수 슬롯은 제1 주파수 신호(f1, 1)에 대응하는 대역폭을 갖는 제1 주파수 슬롯(FS1), 제2 주파수 신호(f2, 2)에 대응하는 대역폭을 갖는 제2 주파수 슬롯(FS2), 제3 주파수 신호(f3, 3)에 대응하는 대역폭을 갖는 제3 주파수 슬롯(FS3), 제4 주파수 신호(f4, 4)에 대응하는 대역폭을 갖는 제4 주파수 슬롯(FS4), 제5 주파수 신호(f5, 5)에 대응하는 대역폭을 갖는 제5 주파수 슬롯(FS5)을 포함할 수 있다. Here, each time slot means time slots TS1, TS2,... This may mean every TS12. In addition, the plurality of frequency slots refers to a plurality of frequency slots FS1, which are divided to have a bandwidth corresponding to each of the plurality of
즉, 인가신호(S1)는 각각의 타임 슬롯(TS1, TS2, …, TS12) 마다 복수의 주파수 신호 중 랜덤하게 선택된 어느 하나의 주파수 신호의 성분이 포함되도록 생성된 신호일 수 있다. 이때, 랜덤하게 선택된 하나의 주파수 신호의 성분은 복수의 주파수 슬롯 중 랜덤하게 선택된 하나의 주파수 신호에 대응하는 주파수 슬롯에 위치할 수 있다. 달리 표현하여, 인가신호(S1)는 신호 스펙트럼으로 표현됨에 있어서, 타임 슬롯 각각에 복수의 주파수 신호 중 랜덤하게 선택된 어느 하나의 주파수 신호의 성분만 포함되도록 생성될 수 있다. That is, the application signal S1 may be a signal generated to include a component of one frequency signal randomly selected from among a plurality of frequency signals for each time slot TS1, TS2,..., TS12. In this case, a component of one randomly selected frequency signal may be located in a frequency slot corresponding to one randomly selected frequency signal among a plurality of frequency slots. In other words, the applied signal S1 may be generated in the signal spectrum so that each of the time slots includes only components of any one frequency signal randomly selected from among a plurality of frequency signals.
일예로, 제1 송신 주파수 합성 발진부(123)가 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)를 랜덤하게 스크램블할 때, PN 코드의 적용에 의해 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5) 중 랜덤하게 제1 주파수 신호(1)가 선택된 경우, 제1 주파수 신호의 성분(1a)이 한 타임 슬롯내에서 제1 주파수 신호의 성분(1a)에 대응하는 주파수 슬롯(FS1)에 위치하도록 인가신호(S1)가 생성될 수 있다. 다른 일예로, PN 코드의 적용에 의해 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5) 중 랜덤하게 제3 주파수 신호(3)가 선택된 경우, 제3 주파수 신호의 성분(3a)이 한 타임 슬롯내에서 제3 주파수 신호의 성분(3a)에 대응하는 주파수 슬롯(FS3)에 위치하도록 인가신호(S1)가 생성될 수 있다. 이하 다른 주파수 신호(2, 4, 5)가 랜덤하게 선택된 경우에 대한 설명은 앞서 제1 주파수 신호(1)가 랜덤하게 선택된 경우에 대해 설명한 내용과 동일 내지 유사하게 이해될 수 있으며, 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.For example, when the first transmission
또한, 인가신호(S1)는 복수의 주파수 신호의 성분 각각이 복수의 주파수 신호의 수에 대응하는 타임 슬롯 내에서 하나씩 위치하도록 생성된 신호일 수 있다. 달리 표현하여, 인가신호(S1)는 복수의 주파수 신호의 수에 대응하는 타임 슬롯 내에서, 타임 슬롯 각각에 복수의 주파수 신호의 성분 각각이 하나씩 위치하도록(나타나도록) 생성된 신호일 수 있다. In addition, the application signal S1 may be a signal generated such that each component of the plurality of frequency signals is located one by one in a time slot corresponding to the number of the plurality of frequency signals. In other words, the application signal S1 may be a signal generated such that each of the components of the plurality of frequency signals is positioned (represented) in each of the time slots within a time slot corresponding to the number of the plurality of frequency signals.
즉, 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)가 5개인 경우, 인가신호(S1)는 복수의 주파수 신호의 수(5개)에 대응하는 타임 슬롯 내에서(즉, 제1 타임 슬롯 TS1 내지 제5 타임 슬롯 TS5 내에서), 타임 슬롯(FS1 내지 FS5) 각각에 복수의 주파수 신호의 성분(즉, 제1 주파수 신호의 성분 1a, 제2 주파수 신호의 성분 2a, 제3 주파수 신호의 성분 3a, 제4 주파수 신호의 성분 4a, 제5 주파수 신호의 성분 5a) 각각이 하나씩 위치하도록(나타나도록) 생성된 신호일 수 있다. That is, when the plurality of
또한, 인가신호(S1)는, 복수의 주파수 신호의 수에 대응하는 타임 슬롯마다 복수의 주파수 신호의 성분 각각이 하나씩 위치하도록 생성될 수 있다. 즉, 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)가 5개인 경우 인가신호(S1)는 제1 타임 슬롯(TS1) 내지 제5 타임 슬롯(TS5) 내에서 복수의 주파수 신호의 성분(1a, 2a, 3a, 4a, 5a) 각각이 하나씩 위치하도록(포함되도록) 생성되고, 제6 타임 슬롯(TS6) 내지 제10 타임 슬롯(TS10) 내에서 복수의 주파수 신호의 성분(1b, 2b, 3b, 4b, 5b) 각각이 하나씩 위치하도록 생성될 수 있다. In addition, the application signal S1 may be generated such that each component of the plurality of frequency signals is positioned for each time slot corresponding to the number of the plurality of frequency signals. That is, when the plurality of
이에 따르면, 인가신호(S1)는 복수의 주파수 신호의 성분 각각이 복수의 주파수 신호의 수에 대응하는 타임 슬롯 내에서 하나씩 위치하도록 생성되되, 각 타임 슬롯에 위치하는 주파수 신호의 성분은 해당 주파수 신호에 대응하는 주파수 슬롯에 위치하도록 생성될 수 있다.Accordingly, the application signal S1 is generated such that each of the components of the plurality of frequency signals is located one by one in a time slot corresponding to the number of the plurality of frequency signals, and the components of the frequency signals located in each time slot are corresponding frequency signals. It may be generated to be located in the frequency slot corresponding to the.
또한, 인가신호(S1)는 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5) 중 랜덤하게 선택된 제1 주파수 신호의 성분이 제1 타임 슬롯에 위치하고, 복수의 주파수 신호 중 랜덤하게 선택된 제2 주파수 신호의 성분이 제2 타임 슬롯에 위치하도록 생성된 신호일 수 있다.In addition, the application signal S1 includes a component of the first frequency signal randomly selected from among the plurality of
구체적으로 도 9를 참조하면, 일예로 제1 송신 주파수 합성 발진부(123)가 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)를 랜덤하게 스크램블할 때, PN 코드의 적용에 의해 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5) 중 제1 주파수 신호(1) → 제2 주파수 신호(2) → 제4 주파수 신호(4) → 제3 주파수 신호(3) → 제5 주파수 신호(5) → 제1 주파수 신호(1) → 제3 주파수 신호(3) → 제5 주파수 신호(5) 순으로 랜덤하게 선택되었다고 가정하자.Specifically, referring to FIG. 9, when the first transmission
이러한 경우, 인가신호(S1)는 제1 주파수 신호(1)의 성분(1a)이 제1 타임 슬롯(TS1)에 위치하고, 제2 주파수 신호(2)의 성분(2a)이 제2 타임 슬롯(TS2)에 위치하고, 제4 주파수 신호(4)의 성분(4a)이 제3 타임 슬롯(TS3)에 위치하고, 제3 주파수 신호(3)의 성분(3a)가 제4 타임 슬롯(TS4)에 위치하고, 제5 주파수 신호(5)의 성분(5a)이 제5 타임 슬롯(TS5)에 위치하도록 생성될 수 있다. 또한, 인가신호(S1)는 제1 주파수 신호(1)의 성분(1b)이 제6 타임 슬롯(TS6)에 위치하고, 제3 주파수 신호(3)의 성분(3b)이 제7 타임 슬롯(TS7)에 위치하고, 제5 주파수 신호(5)의 성분(5b)이 제8 타임 슬롯(TS8)에 위치하도록 생성될 수 있다.In this case, the application signal S1 has the component 1a of the
특히, 인가신호(S1)는 제1 주파수 신호(1)의 성분(1a)이 제1 타임 슬롯(TS1)에서 제1 주파수 신호(1)에 대응하는 주파수 슬롯인 제1 주파수 슬롯(FS1)에 위치하도록 생성될 수 있다. 또한, 인가신호(S1)는 제2 주파수 신호(2)의 성분(2a)이 제2 타임 슬롯(TS2)에서 제2 주파수 신호(2)에 대응하는 주파수 슬롯인 제2 주파수 슬롯(FS2)에 위치하도록 생성될 수 있다. 또한, 인가신호(S1)는 제4 주파수 신호(4)의 성분(4a)이 제3 타임 슬롯(TS3)에서 제4 주파수 신호(4)에 대응하는 주파수 슬롯인 제4 주파수 슬롯(FS4)에 위치하도록 생성될 수 있다.In particular, the application signal S1 is applied to the first frequency slot FS1 in which the component 1a of the
이처럼, 신호 발생부(120)를 통해 발생된 인가신호(S1), 달리 말해 전국(20)에 인가함으로써 피검자(10)의 신체(인체)로 인가되는 인가신호(S1)는, 복수의 주파수 신호 중 한 타임 슬롯당 하나의 주파수 신호의 성분만 위치하도록(포함되도록) 생성될 수 있다. 이러한 인가신호(S1)는 주파수 도약 확산 스펙트럼(Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS)를 이용한 코드 분할 다중 접속(code division multipleaccess, CDMA) 방식으로 생성된 신호라 할 수 있다. 즉, 인가신호(S1)는 CDMA의 FHSS 방식을 이용해 생성된 신호라 할 수 있다.As such, the application signal S1 generated through the
즉, DSSS 방식에서는 전송할 신호(피검자의 신체에 인가할 신호)에 암호 펄스열을 직접 곱함으로써 비화특성이 생기는 반면, 본 장치(100)에서 고려하는 FHSS 방식에서는 이러한 펄스열이 주파수열로 입력되도록 인가신호(S1)가 생성될 수 있다. 이에 따르면, 본 장치(100)에서의 인가신호(S1)는 암호 펄스열(즉, PN 코드)이 지정하는 대로 전극(20)에 인가될 복수의 주파수 신호가 실시간으로 계속 변화되도록 생성, 달리 말해 복수의 주파수 신호의 성분이 한 타임 슬롯마다 하나씩 다른 주파수 슬롯에 위치하도록(할당되도록) 생성될 수 있다.In other words, in the DSSS method, a non-signaling characteristic is generated by directly multiplying a signal to be transmitted (a signal to be applied to the subject's body) by a coded pulse string, whereas in the FHSS method considered by the
측정부(130)는 신호 인가부(110)에 의하여 전극(20)에 인가된 인가신호(S1)에 대응하여 신체 부위로부터 전극(20)을 통해 출력된 전류를 출력신호(S2)로서 검출하고, 검출된 출력신호(S2)에 기초하여 피검자(10)의 신체 부위를 통과한(통과하여 출력된) 복수의 주파수 신호의 성분에 대한 피검자(10)의 생체 임피던스를 측정할 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 설명은 도 10을 참조하여 보다 쉽게 이해될 수 있다.The measuring
도 10은 본원의 일 실시예에 따른 생체 임피던스 측정 장치에서 신호 검출부(140)의 구성을 나타낸 도면이다.10 is a view showing the configuration of the
도 10을 참조하면, 측정부(130)는 신호 검출부(140)를 포함할 수 있으며, 신호 검출부(140)는 전류검출부(141), 주파수 검출부(142), PN 코드 발생부(143) 및 주파수 합성 발진부(144)를 포함할 수 있다. 이때, 신호 검출부(140)에 포함된 PN 코드 발생부(143)는 앞서 설명한 바와 같이 제1 수신 PN 코드 발생부(143)라 달리 표현될 수 있다. 또한, 신호 검출부(140)에 포함된 주파수 합성 발진부(144)는 앞서 설명한 바와 같이 제1 수신 주파수 합성 발진부(144)라 달리 표현될 수 있다.Referring to FIG. 10, the measuring
전류검출부(141)는 신호 인가부(110)에 의해 전극(20)으로 인가신호(S1)가 인가된 이후, 전극(20)을 통해 출력된 전류를 출력신호(S2)로서 검출할 수 있다. 즉, 전류검출부(141)는 전극(20)으로부터 출력되는 전류를 출력신호(S2)로서 검출할 수 있으며, 검출된 출력신호(S2)를 주파수 검출부(142)에 포함된 복수의 서브 주파수 검출부(142a, 142b, 142c, 142d, 142e) 각각에 전달할 수 있다. The
이때, 출력신호(S2)는 전극(20) 중 제2 단자(22a, 22b)를 통해 출력될 수 있다. 전류검출부(141)는 일예로 제2 단자(22a, 22b)를 통해 출력되는 출력신호(S2)로서 전류를 검출할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니고, 전류원에 의해서 발생하는 전압을 출력신호(S2)로서 제2 단자(22a, 22b)를 통해 검출할 수 있다. In this case, the output signal S2 may be output through the
주파수 검출부(142)는 전류검출부(141)에 의해 검출된 출력신호(S2)에 대응하는(포함된) 복수의 주파수 신호의 성분을 검출할 수 있다. 이를 위해, 주파수 검출부(142)는 복수의 주파수 신호의 성분 각각을 검출하는 복수의 서브 주파수 검출부(142a, 142b, 142c, 142d, 142e)를 포함할 수 있다. The
전극(20)에 인가되는 인가신호(S1)에는 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)의 성분이 포함되어 있으므로, 전극(20)으로부터 출력되는 출력신호(S2)도 마찬가지로 5개의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)의 성분이 포함되어 있을 수 있다. 따라서, 복수의 서브 주파수 검출부(142a, 142b, 142c, 142d, 142e)는 제1 주파수 신호(1)의 성분을 검출하는 제1 서브 주파수 검출부(142a), 제2 주파수 신호(2)의 성분을 검출하는 제2 서브 주파수 검출부(142b), 제3 주파수 신호(3)의 성분을 검출하는 제3 서브 주파수 검출부(142c), 제4 주파수 신호(4)의 성분을 검출하는 제4 서브 주파수 검출부(142d) 및 제5 주파수 신호(5)의 성분을 검출하는 제5 서브 주파수 검출부(142e)를 포함할 수 있다.Since the application signal S1 applied to the
PN 코드 발생부(143), 즉 제1 수신 PN 코드 발생부(143)는 신호 발생부(120)에서 고려된 PN 코드(제1 PN 코드)와 동일한 PN 코드(제1 PN 코드')를 발생시킬 수 있다. 즉, 제1 수신 PN 코드 발생부(143)는 신호 발생부(120)에 포함된 제1 송신 PN 코드 발생부(122)와 동일한 PN 코드 발생부일 수 있으며, 이를 통해 제1 송신 PN 코드 발생부(122)에서 발생시키는 PN 코드와 동일한 PN 코드인 제1 PN 코드를 발생시킬 수 있다. The
제1 수신 주파수 합성 발진부(144)는 제1 수신 PN 코드 발생부(143)로부터 발생된 PN 코드(제1 PN 코드)의 적용에 의해 신호 발생부(120)의 주파수 발생부(121)를 통해 발생된 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)와 동일한 복수의 주파수 신호(1', 2', 3', 4', 5')를 발생시킬 수 있다. 즉, 제1 수신 주파수 합성 발진부(114)는 제1 수신 PN 코드 발생부(143)로부터 발생된 PN 코드(제1 PN 코드')의 적용에 의해 동일한 복수의 주파수 신호(1', 2', 3', 4', 5')를 발생시키고, 발생된 동일한 복수의 주파수 신호(1', 2', 3', 4', 5') 각각을 복수의 서브 주파수 검출부(142a, 142b, 142c, 142d, 142e) 각각에 전달할 수 있다. 제1 수신 주파수 합성 발진부(144)는 제1 송신 주파수 합성 발진부(123)와 동일한 주파수 합성 발진부일 수 있다. The first reception
이후, 복수의 서브 주파수 검출부(142a, 142b, 142c, 142d, 142e) 각각은, 전류검출부(141)로부터 전달받은 출력신호(S2)와 제1 수신 주파수 합성 발진부(144)로부터 전달받은 동일한 복수의 주파수 신호(1', 2', 3', 4', 5') 중 어느 하나의 주파수 신호에 기반하여, 출력신호(S2)에 대하여(달리 말해 출력신호로부터) 제1 수신 주파수 합성 발진부(144)로부터 전달받은 어느 하나의 주파수 신호에 대응하는 주파수 신호의 성분을 검출할 수 있다.Thereafter, each of the plurality of
구체적으로, 제1 서브 주파수 검출부(142a)는 전류검출부(141)로부터 출력신호(S2)를 전달받고, 제1 수신 주파수 합성 발진부(144)로부터 동일한 복수의 주파수 신호(1', 2', 3', 4', 5') 중 어느 하나의 주파수 신호로서 제1 주파수 신호(1')를 전달받을 수 있다. 이후, 제1 서브 주파수 검출부(142a)는 전달받은 출력신호(S2)와 제1 주파수 신호(1')를 입력값으로 하여 출력신호(S2)에 대하여(출력신호로부터) 제1 주파수 신호(1')의 성분을 검출할 수 있다.In detail, the first
마찬가지로, 제2 서브 주파수 검출부(142b)는 전류검출부(141)로부터 출력신호(S2)를 전달받고, 제1 수신 주파수 합성 발진부(144)로부터 동일한 복수의 주파수 신호(1', 2', 3', 4', 5') 중 어느 하나의 주파수 신호로서 제2 주파수 신호(2')를 전달받을 수 있다. 이후, 제2 서브 주파수 검출부(142b)는 전달받은 출력신호(S2)와 제2 주파수 신호(2')를 입력값으로 하여 출력신호(S2)에 대하여(출력신호로부터) 제2 주파수 신호(2')의 성분을 검출할 수 있다.Similarly, the second
이하 다른 서브 주파수 검출부(142c, 142d, 142e)에 대한 설명은 앞서 제1 서브 주파수 검출부(142a)에 대하여 설명한 내용과 동일 내지 유사하게 이해될 수 있으며, 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, descriptions of the other
이러한 신호 검출부(140)는 복수의 서브 주파수 검출부(142a, 142b, 142c, 142d, 142e)를 통해 출력신호(S2)로부터 출력신호(S2)에 포함된 복수의 주파수 신호의 성분(달리 말해, 신체 부위를 통과하여 출력된 복수의 주파수 신호의 성분)을 각각 분리해낼 수 있다. The
측정부(130)는 신호 검출부(140)를 통해 검출된 복수의 주파수 신호의 성분에 대한 피검자(10)의 생체 임피던스를 측정할 수 있다. 즉, 신호 검출부(140)는 출력신호(S2)로부터 출력신호(S2)에 대응하는(포함된) 복수의 주파수 신호의 성분을 검출할 수 있으며, 측정부(130)는 신호 검출부(140)에 의해 검출된 복수의 주파수 신호의 성분에 대한 피검자(10)의 생체 임피던스를 측정할 수 있다. 다시 말해, 측정부(130)는 출력신호(S2)로부터 피검자(10)의 신체에 인가된 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)의 성분에 대한 생체 임피던스를 측정(계산)할 수 있다. The
도 11은 본원의 일 실시예에 따른 생체 임피던스 측정 장치(100)에서 복수의 전극을 이용할 때의 장치 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 이때, 도 11을 참조한 설명에서는 피검자(10)의 신체 부위에 복수의 전극(20)이 일예로 4채널(4CH)로 구성된 경우에 대하여 설명하기로 한다.FIG. 11 is a view schematically illustrating an apparatus configuration when using a plurality of electrodes in the
도 11을 참조하면, 4채널(CH)로 구성되는 복수의 전극(20)은, 일예로 1채널에 대응하여 전류원 단자로서 한 쌍의 제1A 단자(21a, 21b)와 검출 단자로서 한 쌍의 제2A 단자(22a, 22b), 2채널에 대응하여 전류원 단자로서 한 쌍의 제1B 단자(21b, 21c)와 검출 단자로서 한 쌍의 제2B 단자(22b, 22c), 3채널에 대응하여 전류원 단자로서 한 쌍의 제1C 단자(21c, 21d)와 검출 단자로서 한 쌍의 제2C 단자(22c, 22d), 4채널에 대응하여 전류원 단자로서 한 쌍의 제1D 단자(21d, 21a)와 검출 단자로서 한 쌍의 제2D 단자(22d, 22a)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 11, a plurality of
피검자(10)의 신체 부위에 복수의 전극(20)이 부착되는 경우, 본 시스템(100)의 신호 인가부(110)는 복수의 전극(20) 각각에 대응하여 구비되는 복수의 신호 발생부(120a, 120b, 120c, 120d)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 복수의 전극(20)을 이용하는 경우, 신호 인가부(110)는 복수의 전극(20)의 채널 수에 대응하는 수로 구비되는 복수의 신호 발생부(120a, 120b, 120c, 120d)를 포함할 수 있다. 즉, 신체 부위에 복수의 전극(20)이 부착되는 경우, 신호 인가부(110)는 복수의 신호 발생부(120a, 120b, 120c, 120d)를 포함할 수 있으며, 복수의 신호 발생부(120a, 120b, 120c, 120d)는 복수의 전극(20)의 채널 수에 대응하는 수로 구비될 수 있다. When the plurality of
이때, 복수의 신호 발생부(120a, 120b, 120c, 120d) 각각은 앞서 설명한 신호 발생부(120)와 동일한 구성일 수 있으며, 따라서 이하 생략된 설명이라 하더라도 신호 발생부(120)에 대하여 설명된 내용은 복수의 신호 발생부 각각에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다. 다만, 복수의 신호 발생부(120a, 120b, 120c, 120d)가 구비되는 경우에는, 복수의 신호 발생부(120a, 120b, 120c, 120d) 각각에 포함된 제1 송신 PN 코드 발생부가 서로 다른 PN 코드를 발생시킬 수 있다. 보다 구체적인 설명은 다음과 같다. In this case, each of the plurality of
신호 인가부(110)는, 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)를 랜덤하게 이용하여 복수의 신호 발생부(120a, 120b, 120c, 120d) 각각에 의해 생성된 인가신호(S1a, S1b, S1c, S1d)를 복수의 전극(20)에 인가할 수 있다. 이때, 복수의 전극(20)에 인가되는 인가신호(S1a, S1b, S1c, S1d) 각각은, 복수의 전극(20)에 인가되는 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)에 대하여, 복수의 신호 발생부(120a, 120b, 120c, 120d) 각각에 포함된 제1 송신 PN 코드 발생부 각각으로부터 발생되는 서로 다른 PN 코드(서로 다른 랜덤 넘버)가 적용된 신호일 수 있다. 달리 표현하여, 복수의 전극(20)에 인가되는 인가신호(S1a, S1b, S1c, S1d) 각각은, 복수의 전극(20) 각각에 인가되는 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)에 대하여, 복수의 신호 발생부(120a, 120b, 120c, 120d) 각각의 제1 송신 PN 코드 발생부에 의해 발생되는 서로 다른 PN 코드가 적용됨에 따라 랜덤하게 스크램블된 복수의 주파수 신호일 수 있다.The
구체적인 예로, 제1 신호 발생부(120a)에 포함된 제1 송신 PN 코드 발생부는 제1 PN 코드를 발생시킬 수 있으며, 제1 신호 발생부(120a)는 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)에 제1 PN 코드를 적용함으로써, 랜덤하게 스크램블된 복수의 주파수 신호로서 제1 인가신호(S1a)를 발생시킬 수 있다. 마찬가지로, 제2 신호 발생부(120b)에 포함된 제1 송신 PN 코드 발생부는 제2 PN 코드를 발생시킬 수 있으며, 제2 신호 발생부(120b)는 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)에 제2 PN 코드를 적용함으로써, 랜덤하게 스크램블된 복수의 주파수 신호로서 제2 인가신호(S1b)를 발생시킬 수 있다. 이하 제3 인가신호(S1c) 및 제4 인가신호(S1d)의 발생 과정에 대한 설명은 앞서 제1 인가신호(S1a)의 발생 과정에 대하여 설명한 내용과 동일 내지 유사하게 이해될 수 있으며, 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.As a specific example, the first transmission PN code generator included in the
신호 인가부(110)는 제1 신호 발생부(120a)를 통해 발생된 제1 인가신호(S1a)를 복수의 전극(20) 중 제1A 단자(21a, 21b)에 인가하고, 제2 신호 발생부(120b)를 통해 발생된 제2 인가신호(S1b)를 복수의 전극(20) 중 제1B 단자(21b, 21c)에 인가할 수 있다. 또한, 신호 인가부(110)는 제3 신호 발생부(120c)를 통해 발생된 제3 인가신호(S1c)를 복수의 전극(20) 중 제1C 단자(21c, 21d)에 인가하고, 제4 신호 발생부(120d)를 통해 발생된 제4 인가신호(S1d)를 복수의 전극(20) 중 제1D 단자(21d, 21a)에 인가할 수 있다. The
이러한 신호 인가부(110)는, 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)에 대하여 복수의 신호 발생부(120a, 120b, 120c, 120d)를 통해 발생된 서로 다른 PN 코드(4개의 PN 코드)를 적용함에 따라, 4개의 인가신호(S1a, S1b, S1c, S1d)를 복수의 전극(20) 중 4채널에 대응하는 전류원 단자인 제1A 단자(21a, 21b), 제1B 단자(21b, 21c), 제1C 단자(21c, 21d) 및 제1D 단자(21d, 21a) 각각에 인가할 수 있다. 즉, 본 장치(100)는 5개의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)를 이용하여, 각기 다른 PN 코드가 적용된 4개의 인가신호(S1a, S1b, S1c, S1d)를 생성하고, 생성된 4개의 인가신호(S1a, S1b, S1c, S1d) 각각을 복수의 전극(20)에 인가할 수 있다.The
또한, 피검자(10)의 신체 부위에 복수의 전극(20)이 부착되는 경우, 본 시스템(100)의 측정부(130)는 복수의 신호 발생부(120a, 120b, 120c, 120d) 각각과 1:1로 대응하여 구비되고, 대응하는 신호 발생부에서 고려된 PN 코드와 동일한 PN 코드를 발생시키는 PN 코드 발생부(즉, 제1 수신 PN 코드 발생부)를 포함하는 복수의 신호 검출부(140a, 140b, 140c, 140d)를 포함할 수 있다.In addition, when the plurality of
이때, 복수의 신호 검출부(140a, 140b, 140c, 140d) 각각은 복수의 전극(20)을 통해 출력되는 전류(전압)를 통합 출력신호(S3, 미도시)로서 검출할 수 있다. 달리 말해, 복수의 전극(20)을 통해 출력되는 통합 출력신호(S3)는 복수의 신호 검출부(140a, 140b, 140c, 140d) 각각으로 입력될 수 있다. In this case, each of the plurality of
이때, 통합 출력신호(S3)에는 제1 출력신호(S2a), 제2 출력신호(S2b), 제3 출력신호(S2c) 및 제4 출력신호(S2d)가 포함될 수 있다. 구체적으로, 복수의 전극(20) 중 1채널에 대응하는 제2A 단자(22a, 22b)를 통해 출력되는 제1 출력신호(S2a)는 본 장치(100)에 의해 통합 출력신호(S3)로서 검출되어 제1 신호 검출부(140a)로 인가될 수 있다. 또한, 복수의 전극(20) 중 2채널에 대응하는 제2B 단자(22b, 22c)를 통해 출력되는 제2 출력신호(S2b)는 본 장치(100)에 의해 통합 출력신호(S3)로서 검출되어 제2 신호 검출부(140b)로 인가될 수 있다. 또한, 복수의 전극(20) 중 3채널에 대응하는 제2C 단자(22c, 22d)를 통해 출력되는 제3 출력신호(S2c)는 본 장치(100)에 의해 통합 출력신호(S3)로서 검출되어 제3 신호 검출부(140c)로 인가될 수 있다. 또한, 복수의 전극(20) 중 4채널에 대응하는 제2D 단자(22d, 22a)를 통해 출력되는 제4 출력신호(S2d)는 본 장치(100)에 의해 통합 출력신호(S3)로서 검출되어 제4 신호 검출부(140d)로 인가될 수 있다. In this case, the integrated output signal S3 may include a first output signal S2a, a second output signal S2b, a third output signal S2c, and a fourth output signal S2d. Specifically, the first output signal S2a output through the
또한, 복수의 신호 검출부(140a, 140b, 140c, 140d) 각각은, 입력받은 통합 출력신호(S3)에 대하여 복수의 신호 발생부(120a, 120b, 120c, 120d)를 통해 발생되는 서로 다른 PN 코드(제1 PN 코드, 제2 PN 코드, 제3 PN 코드, 제4 PN 코드)와 동일한 서로 다른 PN 코드(제1 PN 코드', 제2 PN 코드', 제3 PN 코드', 제4 PN 코드')를 적용함으로써 통합 출력신호(S3)에 대응하는 복수의 주파수 신호의 성분을 검출할 수 있다.In addition, each of the plurality of
구체적으로, 복수의 신호 검출부(140a, 140b, 140c, 140d)는 복수의 신호 발생부(120a, 120b, 120c, 120d) 각각과 대응하도록 구비될 수 있다. 이때, 복수의 신호 검출부(140a, 140b, 140c, 140d) 각각은 앞서 설명한 신호 검출부(140)와 동일한 구성일 수 있으며, 따라서 이하 생략된 설명이라 하더라도 신호 발생부(120)에 대하여 설명된 내용은 복수의 신호 검출부(140a, 140b, 140c, 140d) 각각에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다. 다만, 복수의 신호 검출부(140a, 140b, 140c, 140d)가 구비되는 경우에는, 복수의 신호 검출부(140a, 140b, 140c, 140d) 각각에 포함된 제1 수신 PN 코드 발생부가 복수의 신호 발생부(120a, 120b, 120c, 120d)에서 발생되는 서로 다른 PN 코드에 대응하여 그와 동일한 서로 다른 PN 코드를 발생시킬 수 있다.In detail, the plurality of
이에 따르면, 제1 신호 검출부(140a)는 제1 신호 발생부(120a)에 대응하여 구비될 수 있다. 제1 신호 검출부(140a)에 포함된 제1 수신 PN 코드 발생부는 제1 신호 발생부(120a)에서 발생되는 PN 코드(제1 PN 코드)와 동일한 PN 코드(제1 PN 코드')를 발생시킬 수 있다. 제1 신호 검출부(140a)에 포함된 복수의 서브 주파수 검출부 각각은, 제1 신호 검출부(140a)에 포함된 제1 수신 주파수 합성 발진부로부터 제1 PN 코드'가 적용된 복수의 주파수 신호 중 어느 하나의 주파수 신호를 각각 전달받을 수 있으며, 또한 제1 신호 검출부(140a)에 포함된 전류검출부로부터 통합 출력신호(S3)(즉, 제2A 단자를 통해 검출된 통합 출력신호)를 전달받을 수 있다. 이를 통해 제1 신호 검출부(140a)는 제1 PN 코드'의 적용에 의하여 통합 출력신호(S3)에 대응하는 복수의 주파수 신호의 성분을 검출할 수 있다.Accordingly, the
이와 마찬가지로, 제2 신호 검출부(140b)는 제2 신호 발생부(120b)에 대응하여 구비될 수 있다. 제2 신호 검출부(140b)에 포함된 제2 수신 PN 코드 발생부는 제2 신호 발생부(120b)에서 발생되는 PN 코드(제2 PN 코드)와 동일한 PN 코드(제2 PN 코드')를 발생시킬 수 있다. 제2 신호 검출부(140b)에 포함된 복수의 서브 주파수 검출부 각각은, 제2 신호 검출부(140b)에 포함된 제2 수신 주파수 합성 발진부로부터 제2 PN 코드'가 적용된 복수의 주파수 신호 중 어느 하나의 주파수 신호를 각각 전달받을 수 있으며, 또한 제2 신호 검출부(140b)에 포함된 전류검출부로부터 통합 출력신호(S3)(즉, 제2B 단자를 통해 검출된 통합 출력신호)를 전달받을 수 있다. 이를 통해 제2 신호 검출부(140b)는 제2 PN 코드'의 적용에 의하여 통합 출력신호(S3)에 대응하는 복수의 주파수 신호의 성분을 검출할 수 있다.Similarly, the
제3 신호 검출부(140c)는 제3 신호 발생부(120c)에 대응하여 구비될 수 있다. 제3 신호 검출부(140c)에 포함된 제3 수신 PN 코드 발생부는 제3 신호 발생부(120c)에서 발생되는 PN 코드(제3 PN 코드)와 동일한 PN 코드(제3 PN 코드')를 발생시킬 수 있다. 제3 신호 검출부(140c)에 포함된 복수의 서브 주파수 검출부 각각은, 제3 신호 검출부(140c)에 포함된 제3 주파수 합성 발진부로부터 제3 PN 코드'가 적용된 복수의 주파수 신호 중 어느 하나의 주파수 신호를 각각 전달받을 수 있으며, 또한 제3 신호 검출부(140c)에 포함된 전류검출부로부터 통합 출력신호(S3)(즉, 제2C 단자를 통해 검출된 통합 출력신호)를 전달받을 수 있다. 이를 통해 제3 신호 검출부(140c)는 제3 PN 코드'의 적용에 의하여 통합 출력신호(S3)에 대응하는 복수의 주파수 신호의 성분을 검출할 수 있다.The
이하 제4 신호 검출부(140d)를 통해 출력신호(S3)에 대응하는 복수의 주파수 신호의 성분을 검출하는 과정에 대한 설명은 앞서 설명한 제1 신호 검출부(140a)를 통해 출력신호(S3)에 대응하는 복수의 주파수 신호의 성분을 검출하는 과정에 대하여 설명한 내용과 동일 내지 유사하게 이해될 수 있다.Hereinafter, a description of a process of detecting components of the plurality of frequency signals corresponding to the output signal S3 through the
즉, 제1 신호 발생부(120a)에 포함된 PN 코드 발생부는 제1 송신 PN 코드 발생부, 제1 신호 검출부(140a)에 포함된 PN 코드 발생부는 제1 수신 PN 코드 발생부라 표현될 수 있다. 제2 신호 발생부(120b)에 포함된 PN 코드 발생부는 제2 송신 PN 코드 발생부, 제2 신호 검출부(140b)에 포함된 PN 코드 발생부는 제2 수신 PN 코드 발생부라 표현될 수 있다. 제3 신호 발생부(120c)에 포함된 PN 코드 발생부는 제3 송신 PN 코드 발생부, 제3 신호 검출부(140c)에 포함된 PN 코드 발생부는 제3 수신 PN 코드 발생부라 표현될 수 있다. 제4 신호 발생부(120d)에 포함된 PN 코드 발생부는 제4 송신 PN 코드 발생부, 제4 신호 검출부(140d)에 포함된 PN 코드 발생부는 제4 수신 PN 코드 발생부라 표현될 수 있다. That is, the PN code generator included in the
또한, 제1 신호 발생부(120a)에 포함된 주파수 합성 발진부는 제1 송신 주파수 합성 발진부, 제1 신호 검출부(140a)에 포함된 주파수 합성 발진부는 제1 수신 주파수 합성 발진부라 표현될 수 있다. 제2 신호 발생부(120b)에 포함된 주파수 합성 발진부는 제2 송신 주파수 합성 발진부, 제2 신호 검출부(140b)에 포함된 주파수 합성 발진부는 제2 수신 주파수 합성 발진부라 표현될 수 있다. 제3 신호 발생부(120c)에 포함된 주파수 합성 발진부는 제3 송신 주파수 합성 발진부, 제3 신호 검출부(140c)에 포함된 주파수 합성 발진부는 제3 수신 주파수 합성 발진부라 표현될 수 있다. 제4 신호 발생부(120d)에 포함된 주파수 합성 발진부는 제4 송신 주파수 합성 발진부, 제4 신호 검출부(140d)에 포함된 주파수 합성 발진부는 제4 수신 주파수 합성 발진부라 표현될 수 있다.In addition, the frequency synthesized oscillator included in the
이러한 본 장치(100)에 의하면, 복수의 전극(20)을 통해서는 제1 PN 코드가 적용된 5개의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)의 성분, 제2 PN 코드가 적용된 5개의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)의 성분, 제3 PN 코드가 적용된 5개의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)의 성분 및 제4 PN 코드가 적용된 5개의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)의 성분이 인가될 수 있으며, 복수의 전극(20)으로부터 출력되는 통합 출력신호(S3)에는 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)에 대하여 서로 다른 4개의 PN 코드가 적용됨에 따라 20개(5×4=20)의 주파수 신호의 성분이 포함되어 있다고 할 수 있다.According to the
즉, 측정부(130)는 통합 출력신호(S3)에 대하여 복수의 신호 검출부(140a, 140b, 140c, 140d)를 통해 발생된 서로 다른 PN 코드(제1 PN 코드', 제2 PN 코드', 제3 PN 코드', 제4 PN 코드')를 적용함에 따라, 복수의 신호 검출부(140a, 140b, 140c, 140d)를 통해 20개의 주파수 신호의 성분을 검출할 수 있다. 따라서, 측정부(130)는 통합 출력신호(S3)로부터 20개의 주파수 신호의 성분에 대한 생체 임피던스를 측정(계산)할 수 있다. 다시 말해, 측정부(130)는 통합 출력신호(S3)에 대하여 복수의 신호 검출부(140a, 140b, 140c, 140d) 각각에 의해 발생되는 서로 다른 PN 코드가 적용됨에 따라, 통합 출력신호(S3)에 대응하는 복수의 주파수 신호에 대한 피검자의 생체 임피던스를 측정할 수 있다.That is, the
측정부(130)는 복수의 신호 검출부(140a, 140b, 140c, 140d)에 의하여 피검자의 생체 임피던스로서 복수의 주파수 신호의 수와 전극의 수(특히, 복수의 전극의 채널 수)의 곱에 대응하는 수의 생체 임피던스를 측정할 수 있다. 즉, 본 장치(100)는 복수의 주파수 신호의 수와 전극의 수(특히, 복수의 전극의 채널 수)의 곱에 대응하는 수의 생체 임피던스를 동시 다발로 측정할 수 있다.The
도 11을 참조한 일예에서는 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)의 수가 5개이고, 전극(21, 22, 23, 24)의 수가 4개이므로, 측정부(130)는 20개(5×4=20)의 주파수 신호의 성분에 대한 생체 임피던스를 측정할 수 있다. 만약, 다른 일예로 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)의 수가 5개이고, 전극(21, 22, 23, 24)의 수가 6개인 경우, 측정부(130)는 30개(5×6=30)의 주파수 신호의 성분에 대한 생체 임피던스를 측정할 수 있다.In the example referring to FIG. 11, since the number of the plurality of
한편, 복수의 전극은 피검자(10)의 양 팔, 양 다리, 몸통 등의 부위에 부착될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. On the other hand, the plurality of electrodes may be attached to the portion of the arm, both legs, the body of the subject 10, but is not limited thereto.
본 장치(100)에서는 복수의 전극의 수(복수의 전극의 채널 수)에 대응하여 복수의 신호 발생부(120a, 120b, 120c, 120d)와 복수의 신호 검출부(140a, 140b, 140c, 140d) 각각이 신호 발생부와 신호 검출부 간에 세트(쌍)로 구비될 수 있다. 이때, 본 장치(100)에서는 각 세트(즉, 4개의 세트로서 제1 신호 발생부와 제1 신호 검출부, 제2 신호 발생부와 제2 신호 검출부 등)에서 사용하는 PN 코드 발생부의 PN 코드(랜덤 넘버)가 서로 다르기 때문에(달리 표현하여, 서로 다른 PN 코드를 사용하기 때문에), 4개의 세트 각각이 동일한 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)를 사용하더라도 서로 간섭을 받지 않게 된다. In the
달리 말해, 본 장치(100)는 복수의 전극을 통해(이용해) 멀티채널(예를 들어, 4채널)로 생체 임피던스를 측정함에 있어서, 동일한 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)에 대해 멀티플렉싱(multiplexing)된 신호(즉, 멀티플렉싱된 동일한 5개의 주파수 신호)를 4개의 채널(4 채널) 각각에서 모두 동일하게 이용하더라도, 각 채널에서 이용되는 멀티플렉싱된 신호에 적용되는 PN 코드는 서로 다른 PN 코드가 적용(즉, 각 채널별로 서로 다른 PN 코드가 적용, 각 채널별로 서로 다른 랜덤 넘버가 적용)되기 때문에, 각 채널에서 이용되는 신호들 간의 혼합이 발생되지 않을 수 있다. In other words, the
즉, 본 장치(100)에서는 대상체로 신호 인가시 1채널에서 고려되는 멀티플렉싱된 신호, 2채널에서 고려되는 멀티플렉싱된 신호, 3채널에서 고려되는 멀티플렉싱된 신호 및 4채널에서 고려되는 멀티플렉싱된 신호 각각에 서로 다른 PN 코드를 적용하여 인가하고, 대상체로부터 신호 검출시 각 채널별로 적용되었던 서로 다른 PN 코드와 동일한 서로 다른 PN 코드를 적용하여 신호를 검출하기 때문에, 각 채널에 대하여 동일한 복수의 주파수 신호(1, 2, 3, 4, 5)를 이용하더라도 각 채널에서 이용되는 신호들 간에 혼합이 발생하지 않으며, 이를 통해 복수의 주파수 신호의 수와 채널의 수의 곱에 대응하는 수로 생체 임피던스를 동시 다발로 측정 가능하다. 다시 말해, 본 장치(100)는 멀티채널을 쓰더라도 각 채널별로 서로 다른 PN 코드를 이용함으로써, 각 채널별로 이용되는 복수의 주파수 신호들 간에 혼선이 이루어지지 않고 각각 개별적으로 신호들을 검출할 수 있다. That is, in the
이때, 본 장치(100)는 4채널 각각에서 멀티플렉싱된 동일한 5개의 주파수 신호가 이용됨에 있어서, 일부의 타임 슬롯에서 주파수 간섭이 발생하더라도, 전체 주파수 신호 내지 일부의 주파수 신호(구체적인 예로, 주파수 간섭이 발생한 타임 슬롯의 이전 타임 슬롯 및/또는 이후 타임 슬롯에서의 주파수 신호)를 이용함으로써 신호 검출(분석)이 가능하다. 즉, 본 장치(100)는 일부의 타임 슬롯에서 주파수 신호의 간섭이 있더라도, PN 코드(즉, 랜덤 신호)의 특징에 의하여, 간섭이 발생한 주파수 신호에 대한 적분시 간섭이 발생한 주파수 신호가 상쇄(cancel out)될 수 있다.In this case, since the
따라서, 본 장치(100)는 일예로 5개의 복수의 주파수 신호를 이용하고 피검자의 신체에 부착된 4개의 전극을 이용해 생체 임피던스를 측정하고자 하는 경우, 20가지의 생체 임피던스를 동시 다발로 측정할 수 있다.Therefore, when the
앞선 설명에서 복수의 주파수 신호의 수가 5개이고, 복수의 전극의 수(복수의 전극의 채널 수)가 4개인 것으로 예시하였으나, 이는 본원의 이해를 돕기 위한 하나의 예시일 뿐, 이에 한정되는 것은 아니고, 주파수 신호의 수 및 전극의 수는 다양하게 설정 가능하다. 즉, 주파수 신호의 수와 전극의 수(본 장치에서 이용하는 복수의 전극의 채널 수)를 증가시키는 경우에는 증가되는 수에 비례하여 앞선 일예에서 언급한 20가지 생체 임피던스의 수 보다 더 많은 수의 생체 임피던스를 동시 다발로 측정할 수 있다.In the foregoing description, the number of the plurality of frequency signals is five, and the number of the plurality of electrodes (the number of channels of the plurality of electrodes) is illustrated as four, but this is only one example to help the present disclosure, but is not limited thereto. The number of frequency signals and the number of electrodes can be variously set. In other words, when the number of frequency signals and the number of electrodes (the number of channels of a plurality of electrodes used in the apparatus) are increased, the number of living bodies is larger than the number of the 20 biological impedances mentioned in the previous example in proportion to the increasing number. The impedance can be measured in simultaneous bundles.
또한, 예시적으로 본원은 2개의 유니트(unit)가 서로 다른 랜덤코드를 사용하고 동일한 5개의 주파수(예를 들어, 5K. 50K. 100K. 250K, 500k)를 사용하는 FHSS_BIA 시스템을 제공할 수 있다. 또한, 본원은 인체를 모델링한 데모시스템으로서 1개의 유니트를 포함할 수 있으며, 상기 1개의 유니트는 두 채널이 같은 주파수 신호를 사용하더라도 랜덤코드만 달리하면 주파수 신호들 간에 혼선이 일어나지 않도록 할 수 있다. 이때. 데모시스템에서는 같은 주파수 신호로서 일예로 5개의 주파수 신호(예를 들어, 5K. 50K. 100K. 250K, 500k)가 이용될 수 있다.Also, by way of example, the present disclosure may provide an FHSS_BIA system in which two units use different random codes and use the same five frequencies (eg, 5K. 50K. 100K. 250K, 500k). . In addition, the present application as a demonstration system modeling the human body may include one unit, even if the two channels use the same frequency signal can be a cross-talk between the frequency signals only if the random code is different . At this time. In the demo system, for example, five frequency signals (eg, 5K. 50K. 100K. 250K, 500k) may be used as the same frequency signal.
이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.Hereinafter, based on the details described above, the operation flow of the present application will be briefly described.
도 12는 본원의 일 실시예에 따른 생체 임피던스 측정 방법에 대한 동작 흐름도이다.12 is a flowchart illustrating a method of measuring bioimpedance according to an embodiment of the present application.
도 12에 도시된 생체 임피던스 측정 방법은 앞서 설명된 본 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 본 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 생체 임피던스 측정 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.The bioimpedance measuring method illustrated in FIG. 12 may be performed by the
도 12를 참조하면, 단계S11에서 신호 인가부는, 생체 임피던스 측정을 위해 서로 다른 복수의 주파수 신호를 랜덤하게 이용하여 생성된 인가신호를 피검자의 신체 부위에 부착된 전극에 인가할 수 있다.Referring to FIG. 12, in step S11, the signal applying unit may apply an applied signal generated by randomly using a plurality of different frequency signals to measure the bioimpedance to an electrode attached to a body part of a subject.
이때, 본원의 일 실시예에 따른 생체 임피던스 측정 방법은 단계S11 이전에, PN 코드 발생부(즉, 제1 송신 PN 코드 발생부)로부터 발생된 PN 코드의 적용에 의해 랜덤하게 스크램블된 복수의 주파수 신호를 인가신호로서 생성하여 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이후, 단계S11에서는 신호 인가부가 랜덤하게 스크램블된 복수의 주파수 신호인 인가신호를 전극에 인가할 수 있다.At this time, the bioimpedance measuring method according to an embodiment of the present application, a plurality of frequencies randomly scrambled by the application of the PN code generated from the PN code generator (that is, the first transmission PN code generator) before step S11 The method may further include generating and generating a signal as an applied signal. Thereafter, in step S11, the signal applying unit may apply an application signal, which is a plurality of frequency signals scrambled randomly, to the electrode.
이때, 인가신호는, 한 타임 슬롯마다 복수의 주파수 신호 중 PN 코드의 적용에 의해 랜덤하게 선택된 어느 하나의 주파수 신호의 성분이, 복수의 주파수 신호 각각에 대응하는 대역폭을 갖도록 분할된 복수의 주파수 슬롯 중 랜덤하게 선택된 하나의 주파수 신호에 대응하는 주파수 슬롯에 위치하도록 생성된 신호일 수 있다.In this case, the applied signal includes a plurality of frequency slots in which components of one frequency signal randomly selected by application of a PN code among a plurality of frequency signals are divided into bandwidths corresponding to each of the plurality of frequency signals. It may be a signal generated to be located in a frequency slot corresponding to one of the randomly selected frequency signal.
또한, 인가신호는, 복수의 주파수 신호의 성분 각각이 복수의 주파수 신호의 수에 대응하는 타임 슬롯 내에서 하나씩 위치하도록 생성된 신호일 수 있다.Further, the application signal may be a signal generated such that each component of the plurality of frequency signals is located one by one in a time slot corresponding to the number of the plurality of frequency signals.
또한, 인가신호는, 복수의 주파수 신호 중 랜덤하게 선택된 제1 주파수 신호의 성분이 제1 타임 슬롯에 위치하고, 복수의 주파수 신호 중 랜덤하게 선택된 제2 주파수 신호의 성분이 제2 타임 슬롯에 위치하도록 생성된 신호일 수 있다.In addition, the applied signal may include a component of a first frequency signal randomly selected from among a plurality of frequency signals located in a first time slot, and a component of a second frequency signal randomly selected from among a plurality of frequency signals located in a second time slot. It may be a generated signal.
다음으로, 단계S12에서 측정부는, 인가신호에 대응하여 신체 부위로부터 전극을 통해 출력되는 전류를 출력신호로서 검출하고, 검출된 출력신호에 기초하여 신체 부위를 통과한 복수의 주파수 신호의 성분에 대한 피검자의 생체 임피던스를 측정할 수 있다.Next, in step S12, the measurement unit detects a current output through the electrode from the body part in response to the application signal as an output signal, and for the components of the plurality of frequency signals passing through the body part based on the detected output signal. The subject's bioimpedance can be measured.
이를 위해, 단계S12는 출력신호에 대응하는 복수의 주파수 신호의 성분을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.To this end, step S12 may include detecting components of the plurality of frequency signals corresponding to the output signal.
이때, 검출하는 단계에서는, 전류검출부를 통해 검출된 전류를 출력신호로서 주파수 검출부에 전달하고, 인가신호의 생성시 고려된 PN 코드와 동일한 PN 코드의 적용에 의해 주파수 합성 발진부(즉, 제1 수신 주파수 합성 발진부)로부터 발생된 복수의 주파수 신호(주파수 발생부에서 발생된 복수의 주파수 신호)와 동일한 복수의 주파수 신호를 주파수 검출부에 전달할 수 있다. 또한, 검출하는 단계에서는, 전달받은 동일한 복수의 주파수 신호와 전달받은 출력신호를 이용하여 주파수 검출부에서 출력신호에 대응하는 복수의 주파수 신호의 성분을 검출할 수 있다.At this time, in the detecting step, the current detected by the current detector is transmitted to the frequency detector as an output signal, and the frequency synthesized oscillator (ie, the first reception) is applied by applying the same PN code as the PN code considered in generating the applied signal. A plurality of frequency signals identical to a plurality of frequency signals (a plurality of frequency signals generated by the frequency generator) generated from the frequency synthesized oscillator may be transmitted to the frequency detector. In the detecting step, the frequency detector may detect components of the plurality of frequency signals corresponding to the output signals by using the same plurality of frequency signals and the output signals.
상술한 설명에서, 단계 S11 내지 S12는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.In the above description, steps S11 through S12 may be further divided into additional steps, or combined into fewer steps, according to embodiments herein. In addition, some steps may be omitted as necessary, and the order between the steps may be changed.
본원의 일 실시 예에 따른 생체 임피던스 측정 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 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. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 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.The bioimpedance measuring method according to an exemplary embodiment of the present disclosure may be implemented in the form of program instructions that may be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
또한, 전술한 생체 임피던스 측정 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.In addition, the above-described bioimpedance measuring method may be implemented in the form of a computer program or an application executed by a computer stored in a recording medium.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present application is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the following claims rather than the above description, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present application.
100: 생체 임피던스 측정 장치
110: 신호 인가부
120: 신호 발생부
130: 측정부
140: 신호 검출부
20: 전극100: bioimpedance measuring device
110: signal applying unit
120: signal generator
130: measuring unit
140: signal detection unit
20: electrode
Claims (18)
복수의 주파수 신호를 랜덤하게 이용하여 생성된 인가신호를 피검자의 신체 부위에 부착된 전극에 인가하는 신호 인가부; 및
상기 인가신호에 대응하여 신체 부위로부터 상기 전극을 통해 출력된 전류를 출력신호로서 검출하고, 검출된 상기 출력신호에 기초하여 상기 신체 부위를 통과한 복수의 주파수 신호의 성분에 대한 상기 피검자의 생체 임피던스를 측정하는 측정부,
를 포함하고,
상기 신호 인가부는, 상기 복수의 주파수 신호를 발생시키는 주파수 발생부 및 PN 코드 발생부로부터 발생된 PN 코드의 적용에 의해 서로 다른 주파수 대역을 갖는 상기 복수의 주파수 신호 각각을 랜덤하게 스크램블하는 주파수 합성 발진부를 포함하는 신호 발생부를 포함하고,
상기 신호 발생부는 랜덤하게 스크램블된 복수의 주파수 신호를 상기 인가신호로서 생성하여 발생시키며,
상기 인가신호는,
상기 복수의 주파수 신호를 서로 합하여도 상기 복수의 주파수 신호 각각을 간섭없이 검출 가능하도록, 한 타임 슬롯마다 상기 복수의 주파수 신호 중 상기 PN 코드의 적용에 의해 랜덤하게 선택된 어느 하나의 주파수 신호의 성분이, 상기 복수의 주파수 신호 각각에 대응하는 대역폭을 갖도록 분할된 복수의 주파수 슬롯 중 상기 랜덤하게 선택된 어느 하나의 주파수 신호에 대응하는 주파수 슬롯에 위치하도록 생성되되, 상기 복수의 주파수 신호의 성분 각각이 상기 복수의 주파수 신호의 수에 대응하는 타임 슬롯 내에서 하나씩 위치하도록 생성된 신호인 것인, 생체 임피던스 측정 장치.A bioimpedance measuring apparatus using a frequency hopping spread spectrum method of code division multiple access,
A signal applying unit for applying an application signal generated by using a plurality of frequency signals randomly to an electrode attached to a body part of the subject; And
A bioimpedance of the subject with respect to components of a plurality of frequency signals that have passed through the body part based on the detected output signal, based on the detected output signal; Measuring unit for measuring,
Including,
The signal applying unit is a frequency synthesized oscillator for randomly scrambled each of the plurality of frequency signals having different frequency bands by the application of a frequency generator for generating the plurality of frequency signals and a PN code generated from the PN code generator. Including a signal generator comprising a,
The signal generator generates and generates a plurality of randomly scrambled frequency signals as the application signal,
The application signal is,
The component of any one frequency signal randomly selected by the application of the PN code among the plurality of frequency signals in each time slot so that each of the plurality of frequency signals can be detected without interference even when the plurality of frequency signals are added together. A frequency slot corresponding to any one of the randomly selected frequency signals among the plurality of frequency slots divided to have bandwidths corresponding to the plurality of frequency signals, wherein each component of the plurality of frequency signals is And a signal generated to be located one by one in a time slot corresponding to the number of frequency signals.
상기 인가신호는,
상기 복수의 주파수 신호 중 랜덤하게 선택된 제1 주파수 신호의 성분이 제1 타임 슬롯에 위치하고, 상기 복수의 주파수 신호 중 랜덤하게 선택된 제2 주파수 신호의 성분이 제2 타임 슬롯에 위치하도록 생성된 신호인 것인, 생체 임피던스 측정 장치.The method of claim 1,
The application signal is,
A component generated such that a component of a first frequency signal randomly selected from among the plurality of frequency signals is located in a first time slot, and a component of a second frequency signal randomly selected from among the plurality of frequency signals is located in a second time slot That is, a bioimpedance measuring device.
상기 측정부는, 상기 전극을 통해 출력된 전류를 출력신호로서 검출하는 전류검출부 및 상기 출력신호에 대응하는 복수의 주파수 신호의 성분을 검출하는 주파수 검출부를 포함하는 신호 검출부를 포함하고,
상기 주파수 검출부는, 상기 복수의 주파수 신호의 성분 각각을 검출하는 복수의 서브 주파수 검출부를 포함하며,
상기 전류검출부는 검출된 상기 출력신호를 상기 복수의 서브 주파수 검출부 각각에 전달하는 것인, 생체 임피던스 측정 장치.The method of claim 1,
The measurement unit includes a signal detector including a current detector for detecting a current output through the electrode as an output signal and a frequency detector for detecting components of a plurality of frequency signals corresponding to the output signal,
The frequency detector includes a plurality of sub-frequency detectors that detect respective components of the plurality of frequency signals.
And the current detector transfers the detected output signal to each of the plurality of sub-frequency detectors.
상기 신호 검출부는,
상기 신호 발생부에서 고려된 PN 코드와 동일한 PN 코드를 발생시키는 PN 코드 발생부 및 상기 PN 코드 발생부로부터 발생된 PN 코드의 적용에 의해 주파수 발생부를 통해 발생된 복수의 주파수 신호와 동일한 복수의 주파수 신호를 발생시키는 주파수 합성 발진부를 포함하고,
상기 주파수 합성 발진부는, 발생된 상기 동일한 복수의 주파수 신호 각각을 상기 복수의 서브 주파수 검출부 각각에 전달하는 것인, 생체 임피던스 측정 장치.The method of claim 6,
The signal detector,
A plurality of frequencies equal to a plurality of frequency signals generated through a frequency generator by applying a PN code generator that generates the same PN code as the PN code considered by the signal generator and a PN code generated by the PN code generator A frequency synthesized oscillator for generating a signal,
And the frequency synthesized oscillator transmits each of the generated plurality of identical frequency signals to each of the plurality of sub-frequency detectors.
상기 복수의 서브 주파수 검출부 각각은, 상기 전류검출부로부터 전달받은 상기 출력신호와 상기 주파수 합성 발진부로부터 전달받은 상기 동일한 복수의 주파수 신호 중 어느 하나의 주파수 신호에 기반하여, 상기 출력신호에 대하여 상기 주파수 합성 발진부로부터 전달받은 어느 하나의 주파수 신호에 대응하는 주파수 신호의 성분을 검출하는 것인, 생체 임피던스 측정 장치.The method of claim 7, wherein
Each of the plurality of sub-frequency detectors is configured to synthesize the frequency with respect to the output signal based on one of the frequency signals of the output signal received from the current detector and the same plurality of frequency signals received from the frequency synthesized oscillator. Biometric impedance measuring apparatus for detecting a component of the frequency signal corresponding to any one of the frequency signal received from the oscillator.
상기 신호 인가부는, 상기 신체 부위에 복수의 전극이 부착되는 경우, 상기 복수의 전극 각각에 대응하여 구비되는 복수의 신호 발생부를 포함하고,
상기 신호 인가부는 상기 복수의 주파수 신호를 랜덤하게 이용하여 상기 복수의 신호 발생부 각각에 의해 생성된 인가신호를 상기 복수의 전극에 인가하되,
상기 복수의 전극에 인가되는 인가신호 각각은,
상기 복수의 전극 각각에 인가되는 복수의 주파수 신호에 대하여, 상기 복수의 신호 발생부 각각에 포함된 PN 코드 발생부 각각으로부터 발생되는 서로 다른 PN 코드가 적용된 신호인 것인, 생체 임피던스 측정 장치.The method of claim 1,
The signal applying unit includes a plurality of signal generators provided corresponding to each of the plurality of electrodes when the plurality of electrodes are attached to the body part.
The signal applying unit applies an application signal generated by each of the plurality of signal generators to the plurality of electrodes by using the plurality of frequency signals at random,
Each of the applied signals applied to the plurality of electrodes,
And a plurality of PN codes generated from each of the PN code generators included in each of the plurality of signal generators are applied to a plurality of frequency signals applied to each of the plurality of electrodes.
상기 측정부는, 상기 신체 부위에 상기 복수의 전극이 부착되는 경우, 상기 복수의 신호 발생부 각각과 1:1로 대응하여 구비되고, 대응하는 신호 발생부에서 고려된 PN 코드와 동일한 PN 코드를 발생시키는 PN 코드 발생부를 포함하는 복수의 신호 검출부를 포함하고,
상기 복수의 신호 검출부 각각은, 상기 복수의 전극을 통해 출력되는 전류를 통합 출력신호로서 검출하고, 상기 통합 출력신호에 대하여 상기 복수의 신호 발생부를 통해 발생되는 서로 다른 PN 코드와 동일한 서로 다른 PN 코드를 적용함으로써 상기 통합 출력신호에 대응하는 복수의 주파수 신호의 성분을 검출하는 것인, 생체 임피던스 측정 장치.The method of claim 9,
When the plurality of electrodes are attached to the body part, the measurement unit is provided in correspondence with each of the plurality of signal generators in a 1: 1 manner, and generates the same PN code as the PN code considered in the corresponding signal generator. A plurality of signal detection units including a PN code generation unit
Each of the plurality of signal detectors detects current output through the plurality of electrodes as an integrated output signal, and different PN codes that are the same as different PN codes generated through the plurality of signal generators with respect to the integrated output signal. And detecting a component of a plurality of frequency signals corresponding to the integrated output signal.
상기 측정부는,
상기 복수의 신호 검출부에 의하여 상기 피검자의 생체 임피던스로서 상기 복수의 주파수 신호의 수와 상기 전극의 수의 곱에 대응하는 수의 생체 임피던스를 측정하는 것인, 생체 임피던스 측정 장치.The method of claim 10,
The measuring unit,
And measuring the bioimpedance of the number corresponding to the product of the number of the plurality of frequency signals and the number of the electrodes as the bioimpedance of the subject by the plurality of signal detectors.
서로 다른 주파수 대역을 갖는 복수의 주파수 신호를 랜덤하게 이용하여 생성된 인가신호를 피검자의 신체 부위에 부착된 전극에 인가하는 단계; 및
상기 인가신호에 대응하여 신체 부위로부터 상기 전극을 통해 출력되는 전류를 출력신호로서 검출하고, 검출된 상기 출력신호에 기초하여 상기 신체 부위를 통과한 복수의 주파수 신호의 성분에 대한 상기 피검자의 생체 임피던스를 측정하는 단계,
를 포함하고,
상기 생체 임피던스 측정 방법은,
상기 인가하는 단계 이전에, PN 코드 발생부로부터 발생된 PN 코드의 적용에 의해 랜덤하게 스크램블된 복수의 주파수 신호를 상기 인가신호로서 생성하여 발생시키는 단계를 더 포함하고,
상기 인가하는 단계는, 랜덤하게 스크램블된 복수의 주파수 신호인 상기 인가신호를 상기 전극에 인가하며,
상기 인가신호는,
상기 복수의 주파수 신호를 서로 합하여도 상기 복수의 주파수 신호 각각을 간섭없이 검출 가능하도록, 한 타임 슬롯마다 상기 복수의 주파수 신호 중 상기 PN 코드의 적용에 의해 랜덤하게 선택된 어느 하나의 주파수 신호의 성분이, 상기 복수의 주파수 신호 각각에 대응하는 대역폭을 갖도록 분할된 복수의 주파수 슬롯 중 상기 랜덤하게 선택된 어느 하나의 주파수 신호에 대응하는 주파수 슬롯에 위치하도록 생성되되, 상기 복수의 주파수 신호의 성분 각각이 상기 복수의 주파수 신호의 수에 대응하는 타임 슬롯 내에서 하나씩 위치하도록 생성된 신호인 것인, 생체 임피던스 측정 방법.In the bioimpedance measurement method using the frequency hopping spread spectrum method of code division multiple access (Code Division Multiple Access),
Applying an applied signal generated by randomly using a plurality of frequency signals having different frequency bands to an electrode attached to a body part of a subject; And
A biometric impedance of the subject with respect to components of a plurality of frequency signals passing through the body part on the basis of the detected output signal, based on the detected output signal; Measuring step,
Including,
The bioimpedance measurement method,
Before the applying step, further comprising the step of generating and generating a plurality of randomly scrambled frequency signals as the application signal by the application of the PN code generated from the PN code generator,
The applying may include applying the application signal, which is a plurality of randomly scrambled frequency signals, to the electrode,
The application signal is,
The component of any one frequency signal randomly selected by the application of the PN code among the plurality of frequency signals in each time slot so that each of the plurality of frequency signals can be detected without interference even when the plurality of frequency signals are added together. A frequency slot corresponding to any one of the randomly selected frequency signals among the plurality of frequency slots divided to have bandwidths corresponding to the plurality of frequency signals, wherein each component of the plurality of frequency signals is And a signal generated to be located one by one in a time slot corresponding to a number of frequency signals.
상기 인가신호는,
상기 복수의 주파수 신호 중 랜덤하게 선택된 제1 주파수 신호의 성분이 제1 타임 슬롯에 위치하고, 상기 복수의 주파수 신호 중 랜덤하게 선택된 제2 주파수 신호의 성분이 제2 타임 슬롯에 위치하도록 생성된 신호인 것인, 생체 임피던스 측정 방법.The method of claim 12,
The application signal is,
A component generated such that a component of a first frequency signal randomly selected from among the plurality of frequency signals is located in a first time slot, and a component of a second frequency signal randomly selected from among the plurality of frequency signals is located in a second time slot That is, the method of measuring bioimpedance.
상기 측정하는 단계는, 상기 출력신호에 대응하는 복수의 주파수 신호의 성분을 검출하는 단계를 포함하고,
상기 검출하는 단계에서는,
전류검출부를 통해 검출된 전류를 출력신호로서 주파수 검출부에 전달하고, 상기 인가신호의 생성시 고려된 PN 코드와 동일한 PN 코드의 적용에 의해 발생된 상기 복수의 주파수 신호와 동일한 복수의 주파수 신호를 상기 주파수 검출부에 전달하며, 전달받은 상기 동일한 복수의 주파수 신호와 전달받은 상기 출력신호를 이용하여 상기 주파수 검출부에서 상기 출력신호에 대응하는 복수의 주파수 신호의 성분을 검출하는 것인, 생체 임피던스 측정 방법.The method of claim 12,
The measuring may include detecting a component of a plurality of frequency signals corresponding to the output signal,
In the detecting step,
The current detected by the current detection unit is transferred to the frequency detection unit as an output signal, and the plurality of frequency signals identical to the plurality of frequency signals generated by the application of the same PN code as the PN code considered in generating the application signal are generated. And transmitting the frequency signal to the frequency detector and detecting the components of the plurality of frequency signals corresponding to the output signal by using the same plurality of frequency signals and the output signals.
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