KR102360027B1 - 손목형 체성분 측정 장치 및 이를 이용한 체성분 측정 방법 - Google Patents

손목형 체성분 측정 장치 및 이를 이용한 체성분 측정 방법 Download PDF

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Abstract

손목형 체성분 측정 장치는 본체부와 스트랩을 구비하는 손목형 체성분 측정 장치에 있어서, 상기 스트랩의 안쪽 면에 배치되어 피검체의 손목에 접촉 가능하게 형성된 제1 입력 전극 및 제1 출력 전극; 상기 스트랩의 바깥쪽 면에 형성된 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극; 상기 제1 및 제2 입력 전극에 전류를 인가하고, 상기 제1 및 제2 출력 전극으로부터 전압을 검출하여 상기 피검체의 체임피던스를 측정하는 측정부; 상기 측정부에서 측정된 체임피던스로부터 상기 피검체의 체성분을 분석하는 분석부;를 포함한다.

Description

손목형 체성분 측정 장치 및 이를 이용한 체성분 측정 방법{APPARATUS FOR MEASURING A BODY COMPOSITION AND METHOD FOR MEASURING A BODY COMPOSITION USING THE SAME}
본 개시는 체성분 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
의학 발달 및 평균 수명의 연장과 함께 건강 관리에 대한 관심이 증가하고 있다. 이와 관련해서, 의료기기에 대한 관심도 높아지고 있다. 이는 병원이나 검사 기관에서 사용되는 다양한 의료기기뿐 아니라, 공공기관 등에 비치되는 중소형 의료기기나, 개인이 소장 또는 휴대할 수 있는 소형 의료기기 및 헬스 케어(health care) 장치까지 그 범위가 확대되고 있다.
헬스 케어 장치의 일종인 체성분 측정기는 비지방조직과 지방조직의 전기저항의 차이를 이용하여 신체에 저에너지의 교류파를 흘려보내 신체내의 지방 및 수분의 비율 및 양을 얻는 방법인 생체 전기저항 분석법(Bio electrical Impedance Analysis, BIA)을 이용하여 체성분을 측정하는 것을 말한다. 생체 전기저항분석법은 인체를 임피던스의 조합으로 간주하여 인체에 일정한 전류를 입력하고, 인체 임피던스에 의한 전압을 측정하여 전류와 전압으로부터 인체의 임피던스를 측정한다.
한국 공개특허공보 제10-2001-0106959호(2001.12.07)에서는 체지방 측정용 손목 시계를 개시하고 있다.
손목형 체성분 측정 장치 및 이를 이용한 체성분 측정 방법을 제공한다.
일 유형에 따르는 손목형 체성분 측정 장치는 본체부와 스트랩을 구비하는 손목형 체성분 측정 장치에 있어서, 상기 스트랩의 안쪽 면에 배치되어 피검체의 손목에 접촉 가능하게 형성된 제1 입력 전극 및 제1 출력 전극; 상기 스트랩의 바깥쪽 면에 형성된 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극; 상기 제1 및 제2 입력 전극에 전류를 인가하고, 상기 제1 및 제2 출력 전극으로부터 전압을 검출하여 상기 피검체의 체임피던스를 측정하는 측정부; 상기 측정부에서 측정된 체임피던스로부터 상기 피검체의 체성분을 분석하는 분석부;를 포함한다.
상기 제 1 입력 전극 및 제 1 출력 전극이 배열된 방향과, 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극이 배열된 방향은 상기 스트랩의 길이 방향과 수직일 수 있다.
또는, 상기 제 1 입력 전극 및 제 1 출력 전극이 배열된 방향과, 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극이 배열된 방향은 상기 스트랩의 길이 방향일 수 있다.
또는, 상기 제 1 입력 전극 및 제 1 출력 전극이 배열된 방향과, 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극이 배열된 방향 중 하나는 상기 스트랩의 길이 방향이고, 나머지 하나는 상기 스트랩의 길이 방향과 수직일 수 있다.
상기 측정부는 상기 제 1 및 제 2 입력 전극에 전류를 인가하는 전류 제공부; 상기 제 1 및 제 2 출력 전극으로부터 전압을 검출하는 전압 검출부; 및 상기 전류와 상기 전압으로부터 상기 피검체의 임피던스를 산출하는 임피던스 산출부;를 포함할 수 있다.
상기 손목형 체성분 측정 장치는 상기 피검체의 몸무게, 나이, 성별 중 적어도 하나가 입력되는 입력부;를 더 포함할 수 있다.
상기 입력부는 상기 본체부에 배치될 수 있다.
상기 손목형 체성분 측정 장치는 체임피던스 측정시 상기 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극과 접촉될, 상기 피검체의 말단 신체 부위의 임피던스를 저장하는 저장부;를 더 포함할 수 있다.
상기 분석부는 측정시 사용된 상기 말단 신체 부위의 임피던스를 사용하여 상기 측정부에서 측정된 체임피던스를 보정하고, 보정된 체임피던스로부터 피검체의 체성분을 분석할 수 있다.
상기 체성분은, 체지방, 체수분, 근육 강도, 부종 중 적어도 하나를 포함할하는 수 있다.
상기 손목형 체성분 측정 장치는 상기 분석부에서 분석된 상기 피검체의 체성분에 대한 정보를 표시하는 디스플레이부;를 더 포함할 수 있다.
상기 디스플레이부는 상기 본체부에 배치될 수 있다.
상기 손목형 체성분 측정 장치는 상기 분석부에서 분석한 체성분에 대한 정보를 외부 기기로 송신하는 통신부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 일 유형에 따르면, 상술한 어느 하나의 손목형 체성분 측정 장치를 이용한 체성분 측정 방법은 피검체의 말단 신체 부위의 임피던스를 측정하여 저장하는 준비 단계; 피검체의 하나 이상의 말단 신체 부위의 임피던스를 측정하여 저장하는 준비 단계; 체임피던스 측정에 사용될 말단 신체 부위의 정보를 입력받는 입력 단계; 상기 말단 신체 부위 중 적어도 하나를 제 2 입력 전극, 제 2 출력 전극에 접촉한 상태에서 체임피던스를 측정하는 측정 단계; 상기 입력 단계에서의 입력에 따라 보정 필요 여부를 판단하고, 보정이 필요한 경우, 상기 저장된 말단 신체 부위의 임피던스를 사용하여, 상기 측정된 체임피던스를 보정하는 보정 단계; 측정된 체임피던스로부터 피검체의 체성분을 분석하는 분석 단계;를 포함한다.
상기 준비 단계는 상기 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극에 상기 손목형 체성분 측정 장치가착용되지 않은 손목의 말단 신체 부위를 접촉한 상태에서 체임피던스를 측정하고 측정된 결과를 제 1 임피던스로 저장하는 단계; 피검체의 다른 손목을 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극에 접촉한 상태에서 체임피던스를 측정하고, 측정된 결과를 제 2 임피던스로 저장하는 단계; 상기 제 1 및 제 2 임피던스로부터, 상기 말단 신체부위의 임피던스를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 말단 신체 부위를 변경하며, 상기 제 1 임피던스로 저장하는 단계, 상기 제 2 임피던스로 저장하는 단계, 상기 산출하는 단계를 반복할 수 있다.
상기 측정 단계는 상기 말단 신체 부위 중 하나가 상기 제 2 입력 전극, 제 2 출력 전극을 동시에 접촉하거나, 상기 말단 신체 부위 중 두 개가 제 2 입력 전극, 제 2 출력 전극을 각각 접촉한 상태에서 이루어질 수 있다.
상기 체성분 측정 방법은 상기 분석부에서 분석된 상기 피검체의 체성분에 대한 정보를 영상 정보로 변환하여 표시하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 피검체의 체성분에 대한 정보가 표시되는 디스플레이부는 상기 손목형 체성분 측정 장치 또는 외부 기기에 배치될 수 있다.
상기 체성분 측정 방법은 상기 분석부에서 분석한 체성분에 대한 정보를 외부 기기로 송신하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 손목형 체성분 측정 장치는 피검체의 손목에 착용가능하며, 피검체의 체성분을 용이하게 측정할 수 있다.
상기 손목형 체성분 측정 장치는 측정에 필요한 네 개의 전극이 모두 한 쪽 스트랩에 형성되어 사용자 편의성이 증대된다.
또한, 피검체의 측정 자세에 따른 다양한 신체 부위 임피던스를 미리 저장하여 측정된 값을 보정할 수 있으므로, 측정 자세의 자유도가 높아 사용자 편의성이 증대된다.
도 1a 및 도 1b는 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치의 외형 보이는 사시도로서, 각각 스트랩의 외측면과 내측면을 보인다.
도 2는 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치의 개략적인 구성을 보이는 블록도이다.
도 3은 도 2의 손목형 체성분 측정 장치에 채용된 측정부의 예시적인 구성을 보이는 블록도이다.
도 4는 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치를 이용한 체성분 측정 자세의 일 예를 보인다.
도 5는 도 4와 같은 측정 자세에서, 피검체의 등가 임피던스를 개략적으로 보인다.
도 6은 도 4와 같은 측정 자세에서 체임피던스 측정시의 등가회로도를 보인다.
도 7은 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치를 이용한 체성분 측정 자세의 다른 예를 보인다.
도 8은 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치를 이용한 체성분 측정 자세의 또 다른 예를 보인다.
도 9는 도 8과 같은 측정 자세에서 체임피던스 측정시의 등가회로도를 보인다.
도 10은 실시예에 따른 체성분 측정 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
도 11은 실시예에 따른 체성분 측정 방법에서 임피던스 보정을 위해 사용될 다양한 신체 말단 부위의 임피던스를 측정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 12a 및 도 12b는 도 1의 체성분 측정 장치의 스트랩에 제 1 입력 전극, 제 1 출력 전극, 제 2 입력 전극, 제 2 출력 전극이 배치된 다른 예를 보인다.
도 13a 및 도 13b는 도 1의 체성분 측정 장치의 스트랩에 제 1 입력 전극, 제 1 출력 전극, 제 2 입력 전극, 제 2 출력 전극이 배치된 또 다른 예를 보인다.
도 14는 실시예와 비교예에 따른 체성분 측정 장치를 이용한 체성분 분석 결과를 보이는 그래프이다.
도 15는 실시예와 비교예에 따른 체성분 측정 장치를 이용한 체성분 분석 결과를 보이는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.
이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1a 및 도 1b는 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치(100 )의 외형 보이는 사시도로서, 각각 스트랩의 외측면과 내측면을 보인다. 도 2는 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치(100)의 개략적인 구성을 보이는 블록도이다. 그리고, 도 3은 도 2의 손목형 체성분 측정 장치(100)에 채용된 측정부(140)의 예시적인 구성을 보이는 블록도이다.
도면들을 참조하면, 손목형 체성분 측정 장치(100)는 본체부(MB)와 스트랩(ST)을 포함한다. 스트랩(ST)은 본체부(MB)와 연결되어 피검체의 손목에 착용 가능하도록 본체부(MB)의 양측에 두 개로 구비된다. 두 스트랩(ST) 중 어느 하나의 안쪽 면(STb)에 제 1 입력 전극(110), 제 1 출력 전극(115)이 형성되어 있고, 상기 스트랩(ST)의 바깥쪽 면(STa)제 2 출력 전극(120) 및 제 2 입력 전극(125)이 형성되어 있다.
스트랩(ST)의 안쪽 면(STb)에 제 1 입력 전극(110) 및 제 1 출력 전극(115)이 배열된 방향과, 스트랩(ST)의 바깥쪽 면(STa)에 제 2 출력 전극(120) 및 제 2 입력 전극(125)이 배열된 방향은 도시된 바와 같이, 스트랩(ST)의 길이 방향과 수직일 수 있다. 다만, 이에 한정되지는 않는다.
제 1 입력 전극(110), 제 1 출력 전극(115), 제 2 출력 전극(120) 및 제 2 입력 전극(125)은 모두 한 쪽 스트랩에 구비되고 있으며, 특히, 측정시 피검체의 신체 일부와 접촉이 필요한 제 2 출력 전극(120) 및 제 2 입력 전극(125)이 한 쪽 스트랩(ST)에 형성된 점에 의해 사용자의 편의성이 증대될 수 있다.
또한, 제 1 입력 전극(110) 및 제 1 출력 전극(115)은 각각 제 2 입력 전극(125) 및 제 2 출력 전극(120)과 마주하는 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것이며, 이들이 서로 정확히 마주하지 않아도 무방하다.
제 1 입력 전극(110), 제 1 출력 전극(115)은 손목형 체성분 측정 장치(100)가 사용자, 즉, 체성분 측정 대상이 되는 피검체에 착용될 때, 피검체의 손목과 접촉하게 되는 전극이다. 제 1 입력 전극(110)은 전류가 인가되는 전극이고, 제 1 출력 전극(115)은 출력 전압 측정을 위한 전극이다.
제 2 출력 전극(120), 제 2 입력 전극(125)은 손목형 체성분 측정 장치(100)가 착용되지 않은 다른 손목의 말단 신체 부위가 접촉되는 전극으로, 제 2 출력 전극(120)은 전류가 인가되는 전극이고, 제 2 입력 전극(125)은 출력 전압 측정을 위한 전극이다. 손가락, 또는 손의 측면이 제 2 출력 전극(120), 제 2 입력 전극(125)에 접촉될 수 있다. 측정을 위해, 서로 다른 손가락을 각각 제 2 출력 전극(120), 제 2 입력 전극(125)에 접촉할 수 있고, 또는 하나의 손가락을 제 2 출력 전극(120), 제 2 입력 전극(125)에 동시에 접촉하는 것도 가능하다.
측정부(140)는 제 1 입력 전극(110) 및 제 2 출력 전극(120)에 전류를 인가하고, 제 1 출력 전극(115) 및 제 2 입력 전극(125)으로부터 전압을 측정하여, 피검체의 체임피던스(body impedance)를 측정한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 측정부(140)는 제 1 입력 전극(110) 및 제 2 출력 전극(120)에 전류를 공급하는 전류 제공부(142), 제 1 출력 전극(115) 및 제 2 입력 전극(125)간의 전압을 검출하는 전압 검출부(144), 입력된 전류와 검출된 전압을 이용하여 피검체의 체임피던스를 산출하는 임피던스 산출부(146)를 포함할 수 있다. 전압 검출부(144)는 제 1 출력 전극(115) 및 제 2 입력 전극(125)간의 전압을 증폭시키는 연산 증폭기 및 노이즈를 제거하는 필터 등을 포함할 수 있다.
측정부(140)에서 측정된 체임피던스는 분석부에서 피검체의 체성분 분석에 사용될 수 있다. 이러한 분석부는 메모리(160)에 프로그램 형태로 저장되어 있을 수 있고, 프로세서(155)에 의해 실행될 수 있다.
프로세서(155)는 손목형 체성분 측정 장치(100)의 전반적인 기능 및 동작을 제어하는 하드웨어일 수 있다. 프로세서(155)는 메모리(160)에 저장된 프로그램을 실행함으로써 측정부(140)에서 측정된 체임피던스를 이용하여 체성분을 분석할 수 있다. 여기서, 체성분은 피검체의 체지방, 피부 특성(예를 들어, 체수분), 근육 강도, 부종 유무 등일 수 있다. 체임피던스로부터 체성분을 분석하는 것은 공지기술인 바 구체적인 설명은 생략한다.
프로세서(155)는 체임피던스로부터 체성분 분석 작업을 수행할 뿐 아니라, 예를 들어, 체임피던스를 측정할 수 있도록 측정부를 제어할 수 있고, 또한, 분석된 체성분 결과를 디스플레이하기 위해 영상 신호로 처리할 수도 있다.
프로세서(155)는 하나의 마이크로프로세서 모듈의 형태로 구현되거나, 또는 둘 이상의 마이크로프로세서 모듈들이 조합된 형태로 구현될 수도 있다. 즉, 프로세서(155)의 구현 형태는 어느 하나에 의해 제한되지 않는다.
메모리(160)는 손목형 체성분 측정 장치(100)의 동작을 위한 프로그램과, 이에 필요한 데이터가 저장될 수 있다. 메모리(160)는 통상적인 저장매체로서 예를 들어, 하드디스크드라이브(Hard Disk Drive, HDD), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래쉬메모리 (Flash Memory) 및 메모리카드(Memory Card)를 포함할 수 있다.
메모리(160)에는 측정부(140)에서 측정한 체임피던스를 보정하는 프로그램, 보정된 체임피던스로부터 체성분을 분석하는 프로그램 등이 저장될 수 있다. 또한, 피검체의 신장, 체중, 성별 등의 부가 데이터가 저장될 수 있다. 그리고, 체임피던스 보정을 위해 필요한, 피검체의 말단 신체 부위별 임피던스, 예를 들어, 손가락 임피던스 등이 저장될 수 있다.
사용자 인터페이스(170)는 피검체로부터 손목형 체성분 측정 장치(100)를 조작하기 위한 입력을 수신할 수도 있고, 프로세서(155)가 처리한 피검체의 체성분에 대한 정보를 출력할 수도 있다. 사용자 인터페이스(170)는 사용자가 손목형 체성분 측정 장치(100)를 조작하기 위한 입력부와, 손목형 체성분 측정 장치(100)의 결과물을 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스(170)는 피검체가 직접 손목형 체성분 측정 장치(100)를 조작하기 위한 버튼, 키 패드, 스위치, 다이얼 또는 터치 인터페이스를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(170)는 영상을 디스플레이하기 위한 표시부를 포함할 수 있으며, 터치스크린으로 구현될 수 있다. 표시부는 디스플레이 패널로서, LCD 패널, OLED 패널 등을 포함할 수 있고, 분석된 체성분 분석 결과에 대한 정보를 영상 또는 텍스트로 표시할 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스(170)는 HID(Human Interface Device) 들을 연결하기 위한 I/O 포트를 구비할 수 있고, 영상의 입/출력을 위한 I/O 포트를 구비할 수 있다.
사용자는 사용자 인터페이스(170)를 통해 피검체의 신장, 체중, 성별 등의 부가 데이터를 입력할 수 있고, 측정된 체성분 결과에 대한 정보를 획득할 수 있다.
손목형 체성분 측정 장치(100)는 또한, 측정된 체임피던스 정보나, 분석된 체성분 정보를 외부 기기에 인가하기 위한 통신부(165)를 더 포함할 수 있다. 통신부(165)는 외부 기기와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 통신부(165)는 외부 기기와 블루투스(bluetooth) 통신, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신, 근거리 무선 통신(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신, 지그비(Zigbee) 통신, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신, WFD(Wi-Fi Direct) 통신, UWB(ultra wideband) 통신, Ant+ 통신 WIFI 통신 방법을 이용하여 통신할 수 있고, 이에 제한되지 않는다. 외부 기기는 예를 들어, 체성분 분석 결과를 프린트하는 프린터, 체성분 분석 결과를 디스플레이하는 표시 장치일 수 있고, 또는, 측정된 체임피던스로부터 체성분을 분석하는 다른 분석 기기일 수 있다. 이러한 분석 기기는 사용자가 휴대한 휴대 단말기의 형태로 구현될 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 입력 전극(110), 제 2 출력 전극(120), 제 1 출력 전극(115), 제 2 입력 전극(125)은 스트랩(ST)에 배치되고, 측정부(140), 프로세서(155), 메모리(160), 통신부(165), 사용자 인터페이스(170)는 본체부(MB)에 배치될 수 있으며, 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본체부(MB)에는 추가적으로, 손목형 체성분 측정 장치(100)가 시계로 겸용될 수 있도록 시계 모듈이 더 포함될 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치를 이용한 체성분 측정 자세의 일 예를 보인다. 도 5는 도 4와 같은 측정 자세에서, 피검체의 등가 임피던스를 개략적으로 보인다. 도 6은 도 4와 같은 측정 자세에서 체임피던스 측정시의 등가회로도를 보인다.
도 4를 참조하면, 피검체는 손목형 체성분 측정 장치(100)를 피검체의 왼손목에 착용하고, 오른손 검지 손가락(f1)을 제 2 출력 전극(120) 및 제 2 입력 전극(125)에 접촉할 수 있다.
피검체의 등가 임피던스는 도 5와 같다. 오른팔, 몸통, 왼팔의 임피던스는 각각 Z1, Z2, Z3로 나타낼 수 있고, 체임피던스(Zbody)는 Z1+Z2+Z3가 된다. 측정에 사용된 오른손 검지 손가락(f1)의 저항은 Zf1이다. 오른손 검지 손가락(f1)으로 제 2 출력 전극(120)과 제 2 입력 전극(125)에 동시에 접촉하고 있으므로, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 출력 전극(115), 제 2 입력 전극(125)을 통해 측정된 전압으로부터 산출되는 임피던스는 Zbody + Zf1이 된다. 이 값으로부터, 오른손 검지 손가락(f1)의 임피던스(Zf1)를 빼면 체임피던스(Zbody)가 된다. 오른손 검지 손가락(f1)의 임피던스(Zf1)는 미리 측정되어 저장될 수 있다.
측정시에 피검체는 검지 손가락 외에, 엄지, 중지 약지 등의 다른 손가락을 사용할 수 있고, 이 경우에도, 미리 저장된 엄지 손가락 임피던스, 중지 손가락 임피던스 등의 값으로부터 측정 임피던스를 보정하여 체임피던스를 산출할 수 있다.
도 7은 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치를 이용한 체성분 측정 자세의 다른 예를 보인다.
피검체는 오른손 주먹 측면으로 제 2 출력 전극(120), 제 2 입력 전극(125)에 접촉할 수도 있다. 오른손 주먹 측면 임피던스가 미리 저장되어 있는 경우, 이와 같은 자세로 임피던스 측정 및 보정이 가능하다.
도 8은 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치를 이용한 체성분 측정 자세의 또 다른 예를 보인다. 도 9는 도 8과 같은 측정 자세에서 체임피던스 측정시의 등가회로도를 보인다.
도 8을 참조하면, 피검체는 오른손 검지 손가락(f1)과 중지 손가락(f2)으로 각각 제 2 출력 전극(120), 제 2 입력 전극(125)을 접촉할 수 있다.
제 1 입력 전극(110), 제 2 입력 전극(125) 사이에 인가된 전류는 오른손 중지 손가락(f2), 오른팔, 몸통, 왼팔로 이어지는 폐회로를 따라 흐르고, 오른손 검지 손가락(f1)에는 전류가 흐르지 않는다. 즉, Zf1에는 전류가 흐르지 않는다. 따라서, 도 9에 도시된 바와 같이, 제 1 출력 전극(115), 제 2 출력 전극(120) 사이에서 측정된 전압으로부터 측정한 임피던스는 Zbody이며, 따로 보정이 필요하지 않다.
도 10은 실시예에 따른 체성분 측정 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다. 도 11은 실시예에 따른 체성분 측정 방법에서 임피던스 보정을 위해 사용될 다양한 신체 말단 부위의 임피던스를 측정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
체성분 측정을 위해, 피검체는 손목형 체성분 측정 장치를 왼손 손목 또는 오른손 손목에 착용한다.
측정 모드를 선택하는 단계(S210)에서, 측정 자세가 입력될 수 있고, 또한, 피검체의 신장, 체중 등이 입력될 수 있다. 측정 자세로서, 한 손가락 또는 두 손가락 접촉 여부, 그리고, 제 2 입력 전극, 제 2 출력 전극에 접촉할 말단 신체 부위의 정보, 예를 들어, 손가락 종류 또는 주먹 측면 등과 같은 사항을 입력한다.
다음, 측정 모드에서 선택된 자세로, 제 2 입력 전극, 제 2 출력 전극에 해당 신체 부위를 접촉한다(S220).
측정부는 제 1, 제 2 입력 전극 간에 전류를 공급하고, 제 1, 제 2 출력 전극 간의 전압을 측정한다(S225).
입력 전류, 검출 전압으로부터 임피던스를 산출한다(S230). 산출된 임피던스는 측정 자세에 따라, 앞서 예시한 바와 같이, Za+Zbody, Zbody 가 될 수 있다. Za는 접촉한 말단 신체 부위(a)의 임피던스이다.
다음, 측정 자세, 즉, 접촉한 말단 신체 부위에 따라 임피던스를 보정하여 체임피던스를 산출한다(S230). 이 단계에서, 먼저, 접촉한 말단 신체 부위에 따라 보정이 필요한 경우인지 판단하고, 보정이 필요한 경우 보정을 수행한다. 하나의 말단 신체 부위, 예를 들어, 한 손가락이나 손바닥 측면 등으로 제 2 입력 전극, 제 2 출력 전극에 모두 접촉한 경우, 해당 말단 신체 부위의 임피던스 값을 이용한 보정을 수행한다. 두 손가락으로 각각 제 2 입력 전극, 제 2 출력 전극에 따로 접촉한 경우, 도 9의 등가회로에서 설명한 바와 같이 보정은 필요하지 않으며, 측정된 값이 체임피던스가 된다.
다음, 결과적으로 얻어진 체임피던스로부터 체성분을 분석한다(S235).
분석된 체성분 결과는 영상 또는 텍스트의 형태로 출력된다(S240).
임피던스 보정(S230)을 위해서 측정에 사용하고자 하는 말단 신체 부위(a)에 대한 임피던스를 미리 측정하여 저장할 수 있다.
도 11을 참조하면, 먼저, 제 2 입력 전극, 제 2 출력 전극에 말단 신체 부위(a)를 접촉한다(S310). 말단 신체 부위(a)는 예를 들어, 손목형 체성분 측정 장치를 착용하지 않은 왼손 또는 오른손의 손가락들, 주먹, 손바닥 등이 될 수 있다.
다음, 제 1, 제 2 입력 전극에 전류를 제공하고, 제 1, 제 2 출력 전극간의 전압을 측정한다(S315).
입력 전류, 출력 전압으로부터 임피던스(Z1)을 산출하여 저장한다.
다음, 제 2 입력 전극, 제 2 출력 전극에 손목형 체성분 측정 장치를 착용하지 않은 손의 손목을 접촉한다(S325).
다음, 제 1, 제 2 입력 전극에 전류를 제공하고, 제 1, 제 2 출력 전극간의 전압을 측정하고(S330), 입력 전류, 출력 전압으로부터 임피던스(Z2)을 산출하여 저장한다.
저장된 Z1, Z2로부터 해당 말단 신체 부위(a)의 임피던스를 산출하고 저장한다(S340). 말단 신체 부위(a)의 임피던스는 Z1-Z2가 된다.
상기 단계들은 왼손, 오른손을 바꾸고, 말단 신체 부위를 바꾸며 반복할 수 있고, 저장된 데이터는 체임피던스 보정에 활용된다.
도 12a 및 도 12b는 도 1의 체성분 측정 장치(100)의 스트랩(ST)에 제 1 입력 전극(110), 제 1 출력 전극(115), 제 2 출력 전극(120), 제 2 입력 전극(125)이 배치된 다른 예를 보인다.
도면들을 참조하면, 스트랩의 바깥쪽 면(STa)에 제 2 출력 전극(120), 제 2 입력 전극(125)이 배열된 방향은 스트랩(ST)의 길이 방향이며, 또한, 스트랩(ST)의 안쪽 면(STb)에 제 1 입력 전극(110) 및 제 1 출력 전극(115)이 배열된 방향도 스트랩(ST)의 길이 방향이다.
제 1 입력 전극(110) 및 제 1 출력 전극(115)이 배열된 방향과, 제 2 출력 전극(120) 및 제 2 입력 전극(125)이 배열된 방향은 서로 다를 수도 있다.
도 13a 및 도 13b는 도 1의 체성분 측정 장치(100)의 스트랩(ST)에 제 1 입력 전극(110), 제 1 출력 전극(115), 제 2 출력 전극(120), 제 2 입력 전극(125)이 배치된 또 다른 예를 보인다.
도면들을 참조하면, 스트랩의 바깥쪽 면(STa)에 제 2 출력 전극(120), 제 2 입력 전극(125)이 배열된 방향은 스트랩(ST)의 길이 방향이며, 스트랩(ST)의 안쪽 면(STb)에 제 1 입력 전극(110) 및 제 1 출력 전극(115)이 배열된 방향도 스트랩(ST)의 길이 방향과 수직이다. 스트랩(ST)의 안쪽 면(STb)과 바깥쪽 면(STa)에서 상기 방향은 서로 뒤바뀔수도 있다.
도 14는 실시예와 비교예에 따른 체성분 측정 장치를 이용한 체성분(체지방량) 분석 결과를 보이는 그래프이고, 도 15는 실시예와 비교예에 따른 체성분 측정 장치를 이용한 체성분(체지방률) 분석 결과를 보이는 그래프이다.
비교예는 상용의 측정기로서, 그래프들을 참조하면, 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치에서 분석된 결과들은 비교예에 의한 결과와 거의 동일하다.
이러한 본원 발명인 손목형 체성분 측정 장치 및 이를 이용한 체성분 측정 방법은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100 - 손목형 체성분 측정 장치
110 - 제 1 입력 전극 115 - 제 1 출력 전극
120 -제 2 출력 전극 125 -제 2 입력 전극
MB - 본체부 ST - 스트랩

Claims (20)

  1. 본체부와 스트랩을 구비하는 손목형 체성분 측정 장치에 있어서,
    상기 스트랩의 안쪽 면에 배치되어 피검체의 손목에 접촉 가능하게 형성된 제1 입력 전극 및 제1 출력 전극;
    상기 스트랩의 바깥쪽 면에 형성된 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극;
    상기 제 1 및 제 2 입력 전극에 전류를 인가하고, 상기 제 1 및 제 2 출력 전극으로부터 전압을 검출하여 상기 피검체의 체임피던스를 측정하는 측정부;
    상기 측정부에서 측정된 체임피던스로부터 상기 피검체의 체성분을 분석하는 분석부; 및
    피검체의 하나 이상의 말단 신체 부위의 임피던스가 미리 저장된 저장부;를 포함하며,
    상기 스트랩은 상기 본체부의 양측에 연결된 두 개의 스트랩 부분을 포함하며, 상기 제1 입력 전극, 제1 출력 전극, 제2 입력 전극, 제2 출력 전극은 모두 같은 스트랩 부분에 배치되며,
    상기 분석부는 상기 측정부가 피검체의 체임피던스를 측정하는 측정 자세에 따라 보정 필요 여부를 판단하고, 보정이 필요한 경우, 상기 저장된 말단 신체 부위의 임피던스를 사용하여, 상기 측정부에서 측정된 체임피던스를 보정하는, 손목형 체성분 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 입력 전극 및 제 1 출력 전극이 배열된 방향과, 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극이 배열된 방향은 상기 스트랩의 길이 방향과 수직인 손목형 체성분 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 입력 전극 및 제 1 출력 전극이 배열된 방향과, 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극이 배열된 방향은 상기 스트랩의 길이 방향인 손목형 체성분 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 입력 전극 및 제 1 출력 전극이 배열된 방향과, 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극이 배열된 방향 중 하나는 상기 스트랩의 길이 방향이고, 나머지 하나는 상기 스트랩의 길이 방향과 수직인 손목형 체성분 측정 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 측정부는
    상기 제1 및 제2 입력 전극에 전류를 인가하는 전류 제공부;
    상기 제1 및 제2 출력 전극으로부터 전압을 검출하는 전압 검출부; 및
    상기 전류와 상기 전압으로부터 상기 피검체의 임피던스를 산출하는 임피던스 산출부;를 포함하는 손목형 체성분 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 피검체의 몸무게, 나이, 성별 중 적어도 하나가 입력되는 입력부;를 더 포함하는 손목형 체성분 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 입력부는 본체부에 배치되는 손목형 체성분 측정 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 체성분은,
    체지방, 체수분, 근육 강도, 부종 중 적어도 하나를 포함하는 손목형 체성분 측정 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 분석부에서 분석된 상기 피검체의 체성분에 대한 정보를 표시하는 디스플레이부;를 더 포함하는 손목형 체성분 측정 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 상기 본체부에 배치된 손목형 체성분 측정 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 분석부에서 분석한 체성분에 대한 정보를 외부 기기로 송신하는 통신부;를 더 포함하는 손목형 체성분 측정 장치.
  14. 삭제
  15. 제1항에 있어서,
    상기 말단 신체부위의 임피던스는
    상기 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극에 상기 손목형 체성분 측정 장치가 착용되지 않은 손목의 말단 신체 부위를 접촉한 상태에서 측정된 체임피던스인 제 1 임피던스와
    상기 제 2 입력 전극 및 상기 제 2 출력 전극에 상기 손목형 체성분 측정 장치가 착용되지 않은 손목을 접촉한 상태에서 측정된 체임피던스인 제 2 임피던스로부터, 계산된 값인, 손목형 체성분 측정 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 말단 신체 부위는 복수개이며, 상기 복수개의 말단 신체 부위에 대응하는 복수개의 임피던스가 상기 저장부에 미리 저장되는, 손목형 체성분 측정 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 측정 자세는
    피검체의 한 손가락이 상기 제 2 입력 전극, 제 2 출력 전극에 동시에 접촉하는 자세, 또는,
    피검체의 두 손가락이 상기 제 2 입력 전극, 제 2 출력 전극에 각각 접촉하는 자세인, 손목형 체성분 측정 장치.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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