KR20040068852A - 체성분 분석기 및 체성분 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 체성분 분석기 및 그 분석방법에 관한 것으로서, 특히, 양말을 벗지 않고도 발목에 간단히 전극을 접촉시켜 체성분을 측정할 수 있고, 무좀균 등의 세균으로부터 청결을 유지할 수 있는 구조를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 체성분 분석기는 체중계 위에 돌설되도록 한쌍의 발목접촉부(80a)(80b)를 설치하고, 상기 각 발목접촉부의 내면 중간부에 피측정자의 발목이 접촉 될 수 있도록 하는 전극을 설치한다.

따라서, 체성분 측정시 번거롭게 양말을 벗을 필요가 없으며, 무좀 등의 세균에 감염될 염려를 줄일 수 있다.

Description

체성분 분석기 및 체성분 측정방법{Body composition analyzing device and measuring method}

본 발명은 체성분 분석기 및 그 분석방법에 관한 것으로서, 특히 발목 부위를 간단히 전극에 접촉할 수 있는 장치 구조로 하여 인체의 임피던스를 측정하고, 이를 연산하여 체성분을 분석함으로써 체성분 측정 시 양말을 벗는 번거로움이 없고, 무좀균 등의 세균 감염을 줄일 수 있고, 위생적이면서도 측정이 간편한 체성분 분석기 및 그 분석방법을 제공하는 것에 관한 것이다.

일반적으로, 신장에서 90을 뺀 수를 표준체중으로 설정하여 비만 여부를 알아보는 방법이 널리 사용되어 왔으나, 이 측정값은 개인별로 오차가 너무 심한 문제점이 존재하여 다양한 체성분 측정법이 개발되고 있는 실정이다. 이러한 체성분 측정방법으로는 수중 체중법, 스킨 홀드법, 중수희석법, 초음파를 이용하는 방법 그리고 생체전기 임피던스 분석법 등이 알려져 있다.

여기서, 생체전기 임피던스 분석법은 인체에 미세한 전류를 흘려주어 통전 중 인체의 임피던스를 측정하여 체내 성분을 분석하는 방법으로서, 체내수분, 전해질, 근육 등을 포함하는 체지방 조직은 도체로 가정하고, 인체성분중 전도성이 낮은 지방부분은 절연체로 가정하여 측정된 임피던스를 바탕으로 체성분을 분석하는 방법이다.

참조된 도면, 도 1은 종래 체성분 분석기의 작동을 설명하기 위한 개략도이다. 종래의 체성분 분석기를 이용한 체성분 분석방법은 도 1에 도시된 바와 같이 피측정자(1)의 양손(1a,1b)과 양발(2a,2b)에 클립 등의 부착도구나 접착도구를 사용하여 전극선(110)에 의하여 연결된 전극(10a,10b,10c,10d)과, 전극선(120)에 의하여 연결된 전극(22a,22b,22c,22d)을 각각 부착하고 전류를 통전시켜 임피던스를 측정한 다음, 그 측정된 값을 연산하여 체성분을 분석하는 방법으로서, 4전극 방식이라 불린다.

이러한 종래의 4전극 분석방법은 측정 결과가 정확한 반면 정확한 위치에 전극(10a,10b,10c,10d,22a,22b,22c,22d)을 부착하여야 정확한 측정이 가능하게 되기 때문에 전문가의 도움이 필요하여 일반인에 의한 정확한 측정이 어렵다는 문제점이 있으며, 인체에 전극이 부착되는 위치가 측정 시마다 변경되어 오차가 발생하게 되어 측정값의 신뢰가 떨어지는 문제점이 있다.

또 다른 종래의 체성분 분기를 이용한 체성분 분석방법은 도2에 도시된 바와 같이, 측정되는 전극의 위치를 동일하게 하기 위하여 발판에 형성된 전극(10c,10d,22c,22d)에 발바닥을 접촉하는 방법으로 인체 임피던스를 측정하는 방법이 있다. 이 방법은 측정 시 뛰어난 재현성을 가지는 장점이 있으나, 체성분의 측정 시 발바닥을 통해 전류를 흘려주어야 하기 때문에, 측정 시에 반드시 양말을 벗은 맨발의 상태에서만 측정이 가능하여, 측정 시마다 양말을 벗어야하는 불편함이 있다. 특히, 양말을 벗고 체성분을 측정하기 때문에, 다수의 피측정자가 사용할 경우 발판 부위에 대한 청결이 요구되며, 무좀균에 감염된 피측정자가 측정을 할 경우, 측정 후 발판 전극을 청결히 청소해 주고, 무좀균을 살균해 주어야 하는 등 번거로운 점이 있다.

또한, 무좀균에 오염된 전극판은 살균하기가 어렵기 때문에, 무좀균의 전염으로부터 피측정자를 보호하기가 곤란한 실정이다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 피측정자의 발목이 접촉될 수 있도록 체중계 위에 발목접촉부를 돌설하여 구성하고, 발목접촉부의 중간부에 임피던스 측정용 전극을 설치한다.

상기와 같이 임피던스 측정용 전극을 설치함으로서, 전문가의 도움 없이도 체성분의 정확한 측정이 가능하고, 측정값의 재현성이 향상됨은 물론, 양말을 벗지 않아도 되므로 측정이 간편하고, 무좀의 전염으로부터 안전하며, 위생적인 장점이 있다.

도 1은 종래기술에 의한 체성분 분석을 위한 동작의 일례를 나타내는 개략도,

도 2는 종래기술에 의한 체성분 분석을 위한 동작의 또 다른 일례를 나타내는 개략도,

도 3은 종래기술에 따른 체성분 분석기의 발바닥 전극의 접촉 상태를 나타내는 요부부,

도 4는 종래 기술에 따른 체성분 분석기의 발판이 무좀균에 의해 오염된 상태를 나타내는 예시도

도 5는 본 발명의 체성분 분석기의 한 실시예를 나타내는 입체도,

도 6은 본 발명의 체성분 분석기의 또 다른 실시예를 나타내는 상세도,

도 7은 본 발명의 체성분 분석기에 있어서, 양말을 벗지 않고 체성분을 측정하는 모습을 나타낸 상세도,

도 8은 본 발명에 의한 체성분 분석기의 구성 블록도,

도 9는 본 발명에 의한 체성분 분석방법의 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

1 : 피측정자 1a,1b: 손

2a,2b: 발 8a,8b : 전극 손잡이

20 : 체중계 21 : 발판

10a,10b,10c,10d,22a,22b,22c,22d : 전극

31 : 드라이브 회로

32 : 인체 임피던스 검출부 40 : 메모리부

51 : 터치스크린 52 : 키패드

60 : 주연산 처리부 71 : 프핀터부

72 : 디스플레이부 80a,80b : 발목접촉부

61 : 통신부 62 : 음성처리부

63: 스피커

본 발명에 의한 체성분 분석기는 전극에 신체부위를 접촉하여 전류를 통하도록 한 후 임피던스를 측정함으로써 체성분을 분석하게 되는 체성분 분석기에 있어서, 상기 전극이 피측정자의 발목과 접촉될 수 있는 구조로 되어있으며, 체성분 측정 시 양말을 벗을 필요가 없도록 구성된 것을 특징으로 한다.

더불어, 본 발명에 의한 다른 특징인 체성분 분석방법은 피측정자의 몸에 전극을 연결하고 전류를 통하도록 하여 임피던스를 측정함으로써 체성분을 분석하게 되는 체성분 분석방법에 있어서, 피측정자의 체중을 측정한 후, 피측정자가 후방으로 약간 이동하여 전극에 발목을 접촉시키고, 임피던스를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 체성분 분석기의 구조 및 작용에 대하여 구체적으로 설명한다. 도 5는 본 발명의 체성분 분석기의 한 실시예 구조를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 체성분 분석기의 다른 실시예 구조를 나타내는 도면이다. 도 7은 본 발명의 체성분 분석기를 이용하여 양말을 벗지 않고 체성분을 측정할 경우 피측정자의 발목과 체성분 분석기가 접촉되는 구조를 나타내는 도면이다. 도 8은 본 발명의 체성분 분석기의 또 다른 실시예 구조를 나타내는 도면이고, 도 9a, 도 9b는 본발명의 체성분 분석기의 발목전극부의 전극 접촉과정을 나타내는 도면이다.

또, 도 10은 본 발명의 분석기의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 11은 본 발명의 체성분 분석기의 동작과정을 설명하기 위한 순서도이다.

본 발명에 의한 체성분 분석기는 도 5내지 도 9b에 도시된 바와 같이 피측정자(1)가 본 발명의 체성분 분석기의 체중계의 상부 발판에 양말을 벗지 않은 상태로 올라서면서 그 상부에 설치된 발목전극부에(80a,80b) 발목을 접촉한 후 인체임피던스를 측정한다. 발판(21)에는 피측정자(1)가 양발(2a,2b)을 올려놓고 서 있을 때 발목에 접하게 되는 전극(10c,10d, 22c, 22d)이 형성되어 있고, 그 발판(21)의 하부에는 체중계(20)가 위치하게 된다. 따라서, 체성분 분석 시에 체중이 자동으로 측정되어 그 측정값이 주연산 처리부(60)에 입력되어 체성분 분석에 정보로서 활용되도록 되어 있다. 전극 손잡이(8a,8b)는 일정길이의 봉이 일정한 반경으로 절곡된 모양으로 이루어지고, 전후 단부의 직경이 점차 감소되는 모양으로 이루어져 있다. 따라서, 피측정자(1)는 전극손잡이(8a,8b)를 용이하게 감싸 쥘 수 있고, 손바닥이 접속하는 부분에 전극(10a, 22a, 10b, 22b)이 용이하게 접촉된다.

물론, 이러한 발목접촉부(80a,80b)에 구성되는 전극(10c,10d,22c,22d)과 전극 손잡이(8a,8b)에 구성되는 전극(10a,22a,10b,22b)은 주연산 처리부(60) 등이 설치되는 본체에 전기적으로 연결되어 있고, 체중계(20) 또한 본체에 전기적으로 연결되도록 구성되어 있다.

따라서, 피측정자(1)는 양발(2a,2b)을 발판(21)의 전극(10c,10d,22c,22d) 위치에 접촉되도록 체중계(20) 위에 서서 양손(1a,1b)에 상기 전극손잡이(8a,8b)를잡고 있으면, 체성분 분석이 자동적으로 이루어진다.

이때, 피측정자(1)와 전극(10a, 10b, 10c, 10d, 22a, 22b, 22c, 22d)이 접하게 되는 부분이 여러 번에 걸쳐 측정이 이루어지더라도 거의 동일한 위치에서 서로 접하게 되기 때문에 높은 재현성을 가질 수 있으며, 특히, 인체 임피던스를 측정할 때 상기 발목접촉부의 전극에 피측정자의 발목이 접촉되기 때문에, 번거롭게 양말을 벗을 필요가 없고, 발바닥을 접촉하여 측정할 경우 발생되는 무좀균의 전염으로부터 안전하며, 위생적이다.

또, 본 발명의 다른 구조의 체성분 분석기는 도 6과 같이 전극 손잡이가 없이 발목전극부 만으로 임피던스를 측정하여도 본 발명의 목적은 달성할 수 있다.

피측정자(1)가 도 6과 같이 전극(10c,22c,10d,22d)이 설치된 발판에 양말을 벗지 않은 상태로 올라서면서 그 상부에 설치된 발목접촉부(80a,80b)에 구성된 전극에 발목을 접촉한 후 인체임피던스를 측정한다. 발판(21)에는 피측정자(1)가 양발(2a,2b)을 올려놓고 서 있을 때 전극(10c,22c,10d,22d)이 각각의 발목에 접촉되도록 구성된다. 그 발판(21)의 하부에는 체중계(20)가 위치하게 된다. 따라서, 체성분 분석 시에 체중과 임피던스가 자동으로 측정되어 그 측정값이 주연산 처리부(60)에 입력되고 체성분 분석에 정보로서 활용된다.

본 발명의 체성분 분석기는 전극 손잡이(8a,8b)에 구성되는 전극(10a,10b,22a,22b)과, 발목접촉부의 전극(10b, 10d, 22b 22d)이 미세 전류를 통전시키는 드라이브 회로(31)와, 전류 통전시 발생된 인체의 전압을 측정하여 인체의 임피던스를 검출하는 인체 임피던스 검출부(32)를 구비한다. 상기 임피던스검출부는 임피던스 측정부(30)에 연결되어 피측정자(1)의 인체의 임피던스가 측정되고, 그 측정값은 메모리부(40)에 저장된다. 메모리부(40)에는 이 인체 임피던스 측정값 외에 다른 여러 정보들이 저장될 수 있는데, 피측정자(1)의 신장, 성별, 연령 등이 그것이다. 이러한 피측정자(1)의 개인정보는 터치 스크린(51)이나 키패드(52)와 같은 데이터 입력부(50)를 통하여 피측정자(1)가 직접 입력할 수 있다.

상기 메모리부(40)에 저장된 인체 임피던스 측정값과 같은 각종의 정보는 주연산 처리부(60)로 이동하게 된다. 주연산 처리부(60)는 입력된 각종의 정보를 연산하여 체지방을 분석하고 이를 디스플레이부(72) 또는 프린터부(71)로 이루어지는 출력부(70)를 통하여 출력하게 되는 동시에 음성처리부(62)와 스피커(63)를 통해 외부로 음성신호로 출력할 수 있다. 또한, 주연산 처리부(60)는 시리얼 통신부(61)에 연결되어 여러 자료를 송수신할 수 있다. 예를 들면, FT 병원용 혈압계와 통신을 하여 최고혈압, 최저혈압, 맥박수, 평균혈압, 심근부하지수, 맥파음도유형, 총말초혈관저항, 혈류속도를 입력받고 그 결과를 출력할 수 있다. 물론, 이러한 구성은 4전극 방식의 통상적인 체성분 분석기의 원리와 동일하다.

주연산 처리부(60)에서 이루어지는 체성분 분석은 여러 가지 방법에 의해 이루어질 수 있고, 통상의 경우와 마찬가지로 연산에 사용되는 보정식은 임상자료를 바탕으로 결정된다. 그 분석결과는 체수분량, 체지방량, 체지방율, 비만도, 체질량지수, 기초대사량 등으로 연산되어 출력된다.

본 발명에 의한 체성분 분석방법은 도 10 및 도 11을 주로 참고하여 구체적으로 설명한다.

본 발명의 체성분 분석기는 전원을 온(on)하면 장치가 초기 상태인 체중 측정모드로 설정되고, 체중계의 발판(21) 위의 표시부 위에 피측정자가 올라서면 체중이 측정된다(S1).

주연산 처리부(60)는 체중계의 발판(21) 위의 미동 및 피측정자의 이탈을 감지하여 정상적인 체중 측정이 이루어지는가를 판단(S2)하고, 정상적인 체중 측정이 이루어지는 것으로 판단한 경우에는 측정된 체중 데이터를 메모리부(40)에 저장하고 디스플레이부(72)및 스피커(63)를 통하여 출력한다(S3). 만일, 주연산 처리부(60)가 정상적인 체중 측정이 이루어지지 않은 것으로 판단한 경우에는 시스템 초기 단계인 체중 측정모드로 다시 이동한다.

상기 체중 측정이 종료되면 피측정자의 개인정보를 입력하도록 스피커(63) 또는 디스플레이부(72) 등을 통하여 안내하고, 피측정자는 그 안내에 따라 성별, 연령, 신장 등의 개인정보를 입력부(50)를 이용하여 입력한다(S4).

상기 개인정보가 입력되면 주연산 처리부(60)는 개인정보가 정확히 입력되는가를 판단하고(S5), 그 개인정보가 입력되는 과정에서 피측정자의 체중의 변화가 오차 범위에 있는가를 동시에 판단한다(S6).

개인정보가 정확히 입력되고, 피측정자의 체중의 변화가 오차 범위에 있는 것으로 판단되면 주연산 처리부(60)는 발목접촉부의 전극 및 전극 손잡이 전극의 위치에 피측정자의 신체가 정확히 접촉될 수 있도록 디스플레이부(72) 및 스피커(63)를 통하여 안내하고(S7), 피측정자가 전극 손잡이(8a),(8b)를 감싸 쥐면주연산 처리부(60)는 각 전극이 피측정자의 신체로부터 접촉불량이 있는가를 판단한다(S8).

한편, 주연산 처리부(60)는 개인정보 입력과정에서 피측정자의 체중이 오차 범위 내에 있고, 개인정보의 입력에 오류가 있는 경우에는 단계(S4)로 이동하여 개인정보를 수정하여 입력할 수 있도록 컨트롤하고, 개인정보는 정확히 입력되었으나 피측정자의 체중의 변화가 오차 범위를 벗어나는 경우에는 피측정자가 체중계(20)의 발판(21)으로부터 이탈 한 것으로 판단하여 단계(S1)로 이동하도록 컨트롤한다.

이어서, 각 전극의 접촉 불량이 없는 경우에는 임피던스를 측정(S9)한다.

상기와 같이 임피던스 측정 상태가 되면 드라이브 회로(31)를 통하여 전극손잡이(8a,8b)의 전극(10a,10b,22a,22b)과 발목접촉부의 전극(10c,10d,22c,22d)에 미세 전류를 통전시키고, 그 전극 구간의 전압을 측정하여 연산함으로써 이루어진다.

이어서, 상기 임피던스를 측정하는 중에 주연산 처리부(60)는 전극의 접촉 불량이 발생하거나 이탈이 일어나는가를 판단(S10)한다. 전극의 이탈이나 접촉 불량이 없는 경우에는 측정되는 임피던스 데이터와 기억장치에 입력된 피측정자의 개인정보를 결합하여 주연산 처리부가(60)가 연산함으로써 피측정자의 체수분량, 체지방량, 체지방율, 비만도, 체질량지수, 기초대사량 등을 산출하고, 그 결과를 메모리부(40)에 저장하고, 출력부(70)를 통하여 출력한다(S11).

단계(S10)에서 전극의 이탈이나 접촉 불량이 발생하는 경우에는 단계(S7)로 이동하여 임피던스를 재 측정할 수 있도록 한다.

이어서, 상기 인피던스 측정이 종료된 후, 피측정자가 체중계의 발판 위에서내려오면 체성분 분석기는 초기 상태로 돌아간다.

본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변형 실시될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 의한 체성분 분석기는 발목접촉부의 내면 중간부에 구성된 발바닥 전극에 피측정자의 발목 부분을 접촉시켜 인체 임피던스를 측정하기 때문에, 측정 시 양말을 벗을 필요가 없고, 무좀균 등의 세균 감염을 줄일 수 있으며, 전문가의 도움 없이 정확한 측정을 수행할 수 있고, 전극의 접속 위치가 측정 시마다 동일하게 유지되기 때문에 높은 재현성을 가지는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 피측정자의 손발에 전극을 연결하고 전류를 통하도록 하여 임피던스를 측정함으로써 체성분을 분석하게 되는 체성분 분석기에 있어서,

   상기 피측정자의 발에 접촉되는 전극은 상기 체성분 분석기의 발판에 돌설된 한 쌍의 발목접촉부 내면 중간부에 피측정자의 발목 부위가 접촉될 수 있도록 구성되는 적어도 1개 이상의 발목 전극으로 이루어지고, 상기 피측정자의 손에 접촉되는 전극은 손으로 감싸 쥘 수 있도록 구성되는 적어도 1개 이상의 전극을 구비한 전극 손잡이를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 체성분 분석기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 발판은 상기 체성분 분석기의 체중계 위에 구성되는 것을 특징으로 하는 체성분 분석기.
3. 체중계와, 연산처리부와, 피측정자의 양 손이 접촉되는 한 쌍의 전극 손잡이와, 피측정자의 양 발이 접촉되는 한 쌍의 발목 전극을 포함하여 구비하는 체성분 분석기를 이용하여 상기 손잡이 전극과 발목 전극에 전류를 통하도록 하여 임피던스를 측정함으로써 체성분을 분석하는 체성분 분석방법에 있어서,

   피측정자가 체중계의 발판 위에 올라가 체중을 측정하는 단계,

   상기 발판 위에 돌설된 발목접촉부의 내면 쪽으로 피측정자의 양 발목 부분을 이동시켜 그 발목접촉부의 내면 중앙부에 구성된 발목 전극에 피측정자의 각각의 발목을 접촉시키고, 피측정자의 양 손은 한 쌍의 전극 손잡이에 접촉시키는 단계,

   상기 각각의 전극에 전류를 통전시켜 피측정자의 인체 임피던스를 측정하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 체성분 분석방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 피측정자의 측정된 체중과 인체 임피던스 정보는 주연산 처리부로 전송되어 피측정자의 체성분을 분석하는 것을 특징으로 하는 체성분 분석방법.