KR20040085124A - Human body component analyzer using methods of bioelectrical impedance analysis and bone mineral density measurement - Google Patents

Human body component analyzer using methods of bioelectrical impedance analysis and bone mineral density measurement Download PDF

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KR20040085124A
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Abstract

PURPOSE: A human body component analyzer is provided to achieve improved accuracy of measurement by measuring the total body mineral mass of a human body through the use of bone mineral density measurement. CONSTITUTION: A human body component analyzer comprises a bio impedance measurement unit for measuring bio impedance through a bioelectrical impedance analysis method; a bone mineral density measurement unit; a weight measurement unit; an input unit(60) for inputting information of object person for measurement; a control unit for obtaining a human body component analysis result by using the total body water calculated from the bio impedance measured by the bio impedance measurement unit, total body mineral mass calculated from the measurement of the bone mineral density measurement unit, and the weight measured by the weight measurement unit; and an output unit for outputting the result of analysis. The bio impedance measurement unit includes a foot electrode and a hand electrode(12).

Description

생체 전기 임피던스 분석법과 골밀도 측정법을 이용한 인체 성분 분석기{Human body component analyzer using methods of bioelectrical impedance analysis and bone mineral density measurement}Human body component analyzer using methods of bioelectrical impedance analysis and bone mineral density measurement}

본 발명은 인체 성분 분석기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 생체 전기 임피던스 분석법과 골밀도 측정법을 이용한 인체 성분 분석기에 관한 것이다.The present invention relates to a human component analyzer, and more particularly, to a human component analyzer using a bioelectrical impedance analysis method and a bone density measurement method.

체지방률은 개인이나 집단의 영양상태를 결정하는 중요한 요소이며, 최근에는 비만 환자가 급격히 증가하는 추세이므로 비만으로 인한 성인병도 급증하고 있다. 비만 여부를 판단하는 기준은 체지방률의 수준이므로 비만 정도를 판별하기 위해 체지방률을 측정해야 한다. 비만 환자의 체지방 측정은 건강 위험도 평가뿐 아니라 치료기준 마련에도 필요하다. 즉, 체지방 측정은 환자의 표준체중을 결정하거나 운동과 식사요법을 선택하는 데에도 필요하다. 그리고 주기적인 체지방 측정은 운동이나 식사요법의 효과나 비만 약제의 효과, 영양 상태를 평가하는 데에도 도움이 될 수 있다.Body fat percentage is an important factor in determining the nutritional status of individuals and groups. Recently, obesity patients are rapidly increasing, and the adult disease caused by obesity is also rapidly increasing. Since the criterion for determining obesity is the level of body fat percentage, body fat percentage should be measured to determine the degree of obesity. Body fat measurement in obese patients is necessary not only for assessing health risks but also for setting treatment criteria. In other words, body fat measurements are also necessary to determine a patient's standard weight or to choose exercise and diet. Regular body fat measurements can also help to assess the effects of exercise or diet, the effectiveness of obesity medications, and nutritional status.

한편, 체성분 측정 방법으로서 체지방 지수(body mass index), 허리둘레, 피부 두께 등 신체의 질량과 치수를 측정하여 계산하는 방법이 있고, 이중 에너지 X선 흡수법(dual energy X-ray absorptiometry), 비중법(underwater weighing: 수중 체중 측정법), 생체 전기 임피던스 분석법(bioelectric impedance analysis), 근적외선 측정법(near-infrared interactance), 동위원소 사용법, CT, MRI 등의 계측기를 이용하는 방법이 있다.On the other hand, as a method of measuring body composition, there is a method of measuring the mass and dimensions of the body such as body mass index, waist circumference, skin thickness, etc., and dual energy X-ray absorptiometry and specific gravity. Underwater weighing, bioelectric impedance analysis, near-infrared interactance, isotope usage, CT, MRI, etc.

이 중 생체 전기 임피던스 분석법은 가격이 저렴하고 인체에 무해한 장점이있어 널리 사용되고 있다. 이는 체수분량을 측정하여 제지방량(FFM: Fat Free Mass)을 계산하고, 이를 이용하여 나머지 체성분, 즉 무기질량, 단백질량을 비율에 따라 각각 추산하는데도 사용된다. 그러나, 체수분량과 제지방량의 비율과, 제지방량 중의 무기질량 및 단백질량의 구성 비율은 나이, 성별, 인종, 개인 건강 상태에 따라 다르기 때문에, 종래의 방식처럼 상수로 가정하면 정확성이 결여된다는 문제가 있다.Among them, bioelectrical impedance analysis is widely used because of its low cost and harmlessness to human body. It is also used to calculate the fat free mass (FFM) by measuring the amount of body water, and using this to estimate the remaining body composition, that is, the inorganic mass, the amount of protein according to the ratio. However, since the ratio of body water content and lean body mass, and the composition ratio of inorganic mass and protein amount in lean body mass are different according to age, gender, race, and personal health state, the problem of lack of accuracy if it is assumed to be a constant like the conventional method There is.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 생체 전기 임피던스와 골밀도를 동시에 측정함으로써, 체수분량과 함께 신체의 골 무기질량을 구하고, 체수분량과 제지방량의 비율 및 제지방량 중 무기질량의 비율을 보정하여, 더 정확한 체성분량을 산출할 수 있는, 생체 전기 임피던스 분석법과 골밀도 측정법을 이용한 인체 성분 분석기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain the bone mineral mass of the body together with the body water amount by simultaneously measuring the bioelectrical impedance and bone density, and the ratio of body water content and lean body mass and lean body mass. It is to provide a human body component analyzer using a bioelectrical impedance analysis method and a bone density measurement method, by correcting the ratio of the inorganic mass and calculating a more accurate body composition amount.

도 1은 본 발명에 의한 인체 성분 분석기의 개략적인 사시도이다.1 is a schematic perspective view of a human body analyzer according to the present invention.

도 2는 도 1의 A-A선에 대한 상세 단면도로서, 골밀도 측정에 정량적 초음파법을 이용한 경우이다.FIG. 2 is a detailed cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 1, in which quantitative ultrasound is used to measure bone density.

도 3은 도 1의 A-A선에 대한 상세 단면도로서, 이중 에너지 X선 흡수법을 이용한 경우이다.3 is a detailed cross-sectional view taken along line A-A of FIG.

도 4는 신장 · 체중계의 사시도이다.4 is a perspective view of a height and weight scale.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 발전극 12: 손전극10: power generation pole 12: hand electrode

20: 초음파프로브(ultrasonic probe)20: Ultrasonic probe

50: 로드셀(load cell) 60: 입력부, 디스플레이50: load cell 60: input unit, display

70: 발 측정부70: foot measurement unit

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 생체 전기 임피던스 분석법과 골밀도 측정법을 이용한 인체 성분 분석기는 생체 전기 임피던스 분석법에 의하여 생체 임피던스를 측정하는 생체 임피던스 측정부; 골밀도 측정부; 체중 측정부; 피측정자의 정보를 입력하고, 기기의 동작 제어를 위한 입력이 수행되는 입력부; 상기 생체 임피던스 측정부에서 측정된 생체 임피던스로부터 계산된 체수분량과, 상기 골밀도 측정부의 측정치로부터 계산된 무기질량과, 상기 체중 측정부에서 측정된 체중을 이용하여, 인체 성분 분석 결과를 산출하는 제어부; 및 상기 분석 결과를 출력하는 디스플레이 및/또는 프린터로 이루어지는 출력부를 포함한다.In order to achieve the above object, the human body component analyzer using the bioelectrical impedance analysis method and the bone density measurement method according to the present invention includes a bioimpedance measurement unit for measuring the bioimpedance by the bioelectrical impedance analysis method; Bone density measuring unit; Weight measuring unit; An input unit configured to input information of a subject and perform input for controlling the operation of the device; A controller for calculating a human body component analysis result using the body water amount calculated from the bioimpedance measured by the bioimpedance measuring unit, the inorganic mass calculated from the measured value of the bone density measuring unit, and the weight measured by the weight measuring unit; And an output unit including a display and / or a printer for outputting the analysis result.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

본 발명은 생체 전기 임피던스 분석 결과와 골밀도 측정 결과를 이용하여 인체 내의 체수분량, 무기질량, 단백질량, 체지방량 등을 종래의 생체 전기 임피던스 분석만을 이용한 경우보다 더 정확히 측정하는 장치이다. 기존의 생체 전기 임피던스 분석법이 체수분량만을 측정하는데 반해, 본 발명에서는 골밀도 측정법을 이용하여 인체의 무기질량을 함께 측정함으로써, 더 정확히 인체의 성분을 측정할 수 있게 되는 것이다.The present invention is a device for more accurately measuring the amount of body water, inorganic mass, protein, body fat, etc. in the human body using the bioelectrical impedance analysis results and bone density measurement results than conventional bioelectrical impedance analysis alone. While the conventional bioelectrical impedance analysis method measures only the body water content, in the present invention, by measuring the inorganic mass of the human body using the bone density measurement method, it is possible to more accurately measure the components of the human body.

이와 같은, 본 발명에 의한 생체 전기 임피던스 분석법과 골밀도 측정법을 이용한 인체 성분 분석기는 생체 임피던스 측정부, 골밀도 측정부, 체중 측정부, 입력부, 제어부, 및 출력부를 포함한다.As such, the human body analyzer using the bioelectrical impedance analysis method and the bone density measurement method according to the present invention includes a bioimpedance measuring unit, a bone density measuring unit, a weight measuring unit, an input unit, a control unit, and an output unit.

상기 생체 임피던스 측정부는 전술한 공지의 생체 전기 임피던스 분석법에 의해서 생체 임피던스를 측정하는 부분으로서, 발전극(10) 및 손전극(12)을 포함하는 것이 바람직하다.The bioimpedance measurement unit is a part for measuring the bioimpedance by the above-described known bioelectrical impedance analysis method, and preferably includes a power generation electrode 10 and a hand electrode 12.

상기 골밀도 측정부는 정량적 초음파법 또는 이중 에너지 X선법에 의하여 골밀도를 측정하는 것이 바람직하다. 먼저, 정량적 초음파법은 종골(calcaneus)이나 경골(tibia), 또는 지골(phalanx)에 초음파를 투과 또는 표면으로 전송시켜 초음파의 속도(SOS: Speed Of Sound)와 주파수별 감쇄(BUA: Broadband Ultrasound Attenuation)를 구하는 방법으로서, 피부로 입사된 초음파가 뼈에 반사되어 돌아오는 신호를 이용하여 연조직의 두께를 계측하는 방식으로 골밀도의 측정이 이루어진다. 다음으로, 이중 에너지 X선 흡수법은 두 가지 서로 다른 에너지 레벨, 예를 들어 50kVp와 80kVp의 X선을 발생시켜 팔목, 손가락, 종골, 척추, 대퇴골, 또는 신체 전체의 골밀도를 측정하는 방법이다.The bone density measuring unit preferably measures the bone density by quantitative ultrasound or dual energy X-ray method. First, quantitative ultrasonography transmits ultrasonic waves to the calcaneus, tibia, or phalanx, or transmits them to the surface. As a method of obtaining), bone density is measured by measuring the thickness of the soft tissue by using a signal that the ultrasonic wave incident on the skin is reflected back to the bone. Next, the dual energy X-ray absorption method is a method of measuring the bone density of the wrist, finger, calcaneus, spine, femur, or the whole body by generating X-rays of two different energy levels, for example, 50 kVp and 80 kVp.

상기 골밀도 측정부는 종골의 골밀도를 측정하는 것이 바람직하다(도 2 및 도 3 참조). 정량적 초음파법을 이용하는 경우에, 골밀도 측정부는 초음파 프로브(20)를 포함한다(도 2 참조). 이렇게 초음파 프로브(20)를 이용해서 골밀도를 측정하는 장치는 이미 알려진 것이다. 이중 에너지 X선 흡수법을 이용하는 경우에, 골밀도 측정부는 X선 발생부(30) 및 X선 영상 감지부(40)를 포함한다. 여기서, 상기 X선 발생부(30)는 X선 튜브(32) 및 고압 발생부(34)를 포함하고, 상기 X선 영상 감지부(40)는 신틸레이터(scintillator)(42), 렌즈(44), 및 전하결합소자(CCD: Charge Coupled Device)(46)를 포함한다(도 3 참조). 이러한 구성요소들을 이용해서 골밀도를 측정하는 장치는 이미 알려진 것이다.The bone density measuring unit preferably measures the bone density of the calcaneus (see FIGS. 2 and 3). In the case of using quantitative ultrasound, the bone density measuring unit includes an ultrasonic probe 20 (see FIG. 2). Thus, a device for measuring bone density using the ultrasonic probe 20 is already known. In the case of using the dual energy X-ray absorption method, the bone density measurement unit includes an X-ray generator 30 and an X-ray image detector 40. The X-ray generator 30 includes an X-ray tube 32 and a high pressure generator 34, and the X-ray image detector 40 includes a scintillator 42 and a lens 44. ), And a charge coupled device (CCD) 46 (see FIG. 3). Devices for measuring bone density using these components are already known.

상기 체중 측정부는 로드셀(load cell)(50) 또는 체중계인 것이 바람직하다.The weight measuring unit is preferably a load cell 50 or a weight scale.

상기 입력부는 나이, 성별 등의 피측정자의 정보를 입력하고, 기기의 동작 제어를 위한 입력이 수행되는 부분이다.The input unit is a part for inputting information of a subject, such as age and gender, and performing input for controlling the operation of the device.

상기 제어부는 측정 과정과 출력을 제어하고, 얻어진 측정 데이터를 분석, 연산하여 결과를 산출하는 부분이다. 여기서, 상기 분석, 연산, 및 결과 산출을 구체적으로 설명하면, 상기 생체 임피던스 측정부에서 측정된 생체 임피던스로부터 계산된 체수분량과, 상기 골밀도 측정부의 측정치로부터 계산된 무기질량과, 상기 체중 측정부에서 측정된 체중을 이용하여, 인체 성분 분석 결과를 산출하는 것을말한다. 여기서, 상기 인체 성분 분석 결과는 제지방량, 체지방량, 체지방률, 단백질량, 및 시간에 따른 골밀도 변화 추세 데이터로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다.The controller controls the measurement process and the output, and analyzes and calculates the obtained measurement data to calculate a result. Herein, the analysis, calculation, and result calculation will be described in detail. The body mass calculated from the bioimpedance measured by the bioimpedance measuring unit, the inorganic mass calculated from the measured value of the bone density measuring unit, and the weight measuring unit By using the measured weight, it refers to the calculation of the human body component analysis result. Here, the human body component analysis result is preferably at least one selected from the group consisting of lean body mass, body fat mass, body fat percentage, protein amount, and bone density change trend data over time.

상기 출력부는 상기 결과를 출력하는 디스플레이(60) 및/또는 프린터로 이루어진다.The output is comprised of a display 60 and / or a printer for outputting the results.

본 발명에 의한 인체 성분 분석기는 신장 측정부를 더 포함하며, 상기 체중 측정부와 상기 신장 측정부가 일체로서 이루어지는 것이 바람직하다.The human body analyzer according to the present invention further includes a height measuring unit, and preferably, the weight measuring unit and the height measuring unit are integrally formed.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 인체 성분 분석기를 개략적으로 도시한 것이다. 이는 피측정자가 발을 삽입하는 발 측정부(70), 피측정자가 발을 삽입한 상태에서 손으로 감아쥐는 부분으로 생체 전기 임피던스를 측정하기 위한 손전극(12), 나이, 성별 등의 피측정자 정보를 입력하고 기기의 동작 제어를 위한 입력이 수행되는 입력부(60), 및 측정 및 분석 결과를 보여주는 디스플레이(60)를 포함한다. 여기서, 상기 입력부(60)는 터치스크린 방식을 채용하고 있어 디스플레이(60) 상에서 입력이 수행된다. 이러한 입력 방식은 하나의 예에 불과하고 다른 방식의 입력도 물론 가능하다.1 schematically illustrates a human body analyzer according to a preferred embodiment of the present invention. This is a foot measuring unit 70 for inserting a foot by the subject, a part of the subject holding the foot by inserting the foot, and a hand electrode 12 for measuring the bioelectrical impedance, a subject such as age and gender. And an input unit 60 for inputting information and performing input for controlling the operation of the device, and a display 60 showing measurement and analysis results. In this case, the input unit 60 adopts a touch screen method so that an input is performed on the display 60. This input method is only one example, and other types of inputs are also possible.

상기 발 측정부(70)는 종골의 골밀도 측정부에 따라서 도 2 또는 도 3과 같은 구조를 가진다. 도 2는 골밀도 측정법으로서 정량적 초음파법을 이용하는 경우를, 도 3은 골밀도 측정법으로서 이중 에너지 X선 흡수법을 이용하는 경우를 도시한 것이다.The foot measuring unit 70 has a structure as shown in FIG. 2 or 3 according to the bone density measuring unit of the calcaneus. FIG. 2 shows a case where quantitative ultrasound is used as a bone density measurement method, and FIG. 3 shows a case where a dual energy X-ray absorption method is used as a bone density measurement method.

골밀도 측정법으로서 정량적 초음파법을 이용하는 경우를 보면(도 2 참조), 피측정자의 발(1)의 좌우에 초음파 프로브(20)가 자체의 정합층이나 별도의 결합 매질을 이용하여 밀착되어 종골의 초음파 투과 속도(SOS)와 감쇄 특성(BUA)을 측정할 수 있다. 또한, 한쪽 발의 하나 또는 그 이상의 발 전극(10)과 다른쪽 발의 하나 또는 그 이상의 발 전극(10)이 손 전극(12)과 한 조를 이루어 생체 전기 임피던스를 측정할 수 있다. 피측정자의 발(1)을 지지하는 지지판(72) 아래에는 로드셀(50)이 설치되어 피측정자의 체중을 측정할 수 있다. 로드셀(50)은 각 발마다 하나 또는 그 이상 설치할 수 있다. 여기서 발 측정부(70) 내에 로드셀(50)이 없을 수도 있으며, 이 경우에는 별도의 체중계 또는 신장 · 체중계(52)를 구비하게 된다. 별도의 체중계를 구비하는 경우에는 측정된 체중값은 유선 또는 무선으로 도 1의 인체 성분 분석기로 전송되며, 신장값은 입력부(60)에서 직접 입력하게 된다. 별도의 신장 · 체중계(52)(도 4)를 구비하는 경우에는 측정된 신장 및 체중 값이 유선 또는 무선으로 도 1의 인체 성분 분석기로 전송된다.In the case of using quantitative ultrasonography as a method for measuring bone density (see FIG. 2), the ultrasound probe 20 is adhered to the left and right sides of the subject's foot 1 using its own matching layer or a separate bonding medium, and the calcaneus The transmission rate SOS and the damping characteristic BUA can be measured. In addition, one or more foot electrodes 10 of one foot and one or more foot electrodes 10 of the other foot may be paired with the hand electrode 12 to measure bioelectrical impedance. A load cell 50 is installed below the support plate 72 supporting the feet 1 of the subject to measure the weight of the subject. One or more load cells 50 may be installed in each foot. In this case, there may be no load cell 50 in the foot measuring unit 70, and in this case, a separate scale or height and weight scale 52 is provided. In the case of having a separate weight scale, the measured weight value is transmitted to the human body analyzer of FIG. 1 by wire or wirelessly, and the height value is directly input by the input unit 60. When a separate height and weight scale 52 (FIG. 4) is provided, the measured height and weight values are transmitted to the human body analyzer of FIG. 1 by wire or wirelessly.

골밀도 측정법으로서 이중 에너지 X선 흡수법을 이용하는 경우를 보면(도 3 참조), 50kVp와 80kVp의 에너지 레벨을 가지는 X선을 발생시켜 종골의 골밀도를 측정하게 된다. 이 밖에 발전극(10) 관련 부분과, 로드셀(50) 및 체중계 또는 신장 · 체중계(52) 관련 부분은 위의 정량적 초음파법에 의한 경우와 동일하다. 미설명 번호 80은 인체 성분 분석기의 기본 몸체를 나타낸다.In the case of using the dual energy X-ray absorption method as a bone density measurement method (see FIG. 3), X-rays having energy levels of 50 kVp and 80 kVp are generated to measure bone density of calcaneus. In addition, the part related to the power generation pole 10 and the load cell 50 and the weight scale or the height / weight scale 52-related portion are the same as the case by the above quantitative ultrasonic method. Reference number 80 indicates the basic body of the human body analyzer.

이하에서는 본 발명에 있어서 제지방량, 체지방량, 체지방률, 단백질량, 및시간에 따른 골밀도 변화 추세 데이터 등의 각종 수치가 어떻게 계산되는지를 설명한다.Hereinafter, in the present invention, how various values such as lean body mass, body fat mass, body fat percentage, protein amount, and bone density change trend data over time are calculated will be described.

체수분량(TBW: Total Body Water)은 신체 임피던스 측정을 통해서 다음과 같이 구할 수 있다.Total body water (TBW) can be calculated as follows through body impedance measurement.

TBW = H2/ZTBW = H 2 / Z

부위별 임피던스를 이용할 경우 다음과 같이 구한다.When using the impedance of each part, get as follows.

TBW = A(H2/Za1+ H2/Za2) + B × H2/Zb + C(H2/Zc1+ H 2 /Zc2)TBW = A (H 2 / Za 1 + H 2 / Za 2 ) + B × H 2 / Zb + C (H 2 / Zc 1 + H 2 / Zc 2 )

여기서 A, B, C는 상수이고, H는 신장(Height), Za1, Za2, Zb, Zc1, Zc2는 각 부위별 임피던스이다.Where A, B, and C are constants, and H is height, Za 1 , Za 2 , Zb, Zc 1 , and Zc 2 are impedances of respective parts.

체수분량(TBW: Total Body Water)과 제지방량(FFM: Fat Free Mass)의 비율은 0.70 ~ 0.76의 값을 가지며, WLR(Water Lean Ratio)로 표기하기로 한다.The ratio of total body water (TBW) and fat free mass (FFM) has a value of 0.70 to 0.76, which will be referred to as WLR (Water Lean Ratio).

FFM = TBW / WLRFFM = TBW / WLR

체중(BM: Body Mass)은 체지방량(FM: Fat Mass)과 제지방량(FFM: Fat Free Mass)의 합으로 나타낸다.Body weight (BM) is expressed as the sum of body mass (FM) and fat free mass (FFM).

BM = FM + FFMBM = FM + FFM

여기서 제지방량(FFM: Fat Free Mass)은 다시 무기질량(TMM: Total body Mineral Mass)과 단백질량(TPM: Total body Protein Mass), 체수분량(TBW: Total Body Water)의 합으로 나타낼 수 있다.The fat free mass (FFM) may be expressed as a sum of total body mineral mass (TMM), total body protein mass (TPM) and total body water (TBW).

FFM = TMM + TPM + TBWFFM = TMM + TPM + TBW

종래의 생체 임피던스만을 측정하는 방법에서는 무기질량(TMM)과 단백질량(TPM)의 비율을 상수로 가정하였으나, 본 발명에서는 골밀도 측정 결과를 이용하여 무기질량(TMM)을 구하므로 단백질량(TPM)과 제지방량(FFM)을 더 정확히 알아낼 수 있다. 무기질량(TMM)과 단백질량(TPM)의 비율 및 무기질량(TMM)과 제지방량(FFM)의 비율은 체성분의 표준 측정법인 수중 체중 측정법을 이용하여 알아낼 수 있다.In the conventional method of measuring only bioimpedance, the ratio of inorganic mass (TMM) and protein amount (TPM) is assumed as a constant. However, in the present invention, the inorganic mass (TMM) is calculated using the result of bone density measurement. You can find out more about FFM. The ratio of the inorganic mass (TMM) and the amount of protein (TPM) and the ratio of the inorganic mass (TMM) and the lean body mass (FFM) can be found using the underwater weight measurement method which is a standard measurement method of body composition.

이중 에너지 X선법을 이용할 경우, 골 무기질 함유량(BMC: Bone Mineral Content)을 측정하여 무기질량(TMM)을 구할 수 있다(Comparison of methods for assessing body composition changes over 1y in postmenopausal women, p401, 2000년).Using dual-energy X-ray methods, bone mineral content (BMC) can be measured to determine the inorganic mass (TMM) (Comparison of methods for assessing body composition changes over 1y in postmenopausal women, p401, 2000). .

TMM = BMC × 1.279TMM = BMC × 1.279

정량적 초음파법을 이용할 경우, 무기질량(TMM)은 다음과 같다.When using quantitative ultrasound, the inorganic mass (TMM) is as follows.

TMM = f(H, SOS, BUA)TMM = f (H, SOS, BUA)

여기서, H는 신장(Height), SOS는 초음파의 속도(Speed Of Sound), BUA는 주파수별 감쇄(Broadband Ultrasound Attenuation)이다.Here, H is height, SOS is speed of sound, and BUA is broadband ultrasound attenuation.

골밀도(BMD: Bone Mineral Density)는 골다공증의 진단에 사용되며, WHO(World Health Organization)에서 제시한 바에 의하면, 표준 집단(해당 성별, 20대 연령)의 골밀도(BMD) 평균과 표준 편차를 이용하여 다음과 같이 T-스코어(T-score)를 구하고, 이 값에 따라 골다공증 여부를 판별한다.Bone Mineral Density (BMD) is used for the diagnosis of osteoporosis, and the World Health Organization (WHO) suggests that the BMD mean and standard deviation of the standard population (applicable gender, age 20s) is used. Obtain a T-score as follows, and determine whether or not osteoporosis according to this value.

T-score = (PV - YAV )/ SDYA T-score = (PV-YAV) / SD YA

여기서, PV는 환자의 골밀도(BMD) 측정값, YAV는 표준 집단의 측정 골밀도(BMD) 평균값, SDYA는 표준 집단의 측정 골밀도(BMD) 표준 편차이다.Where PV is the BMD measurement of the patient, YAV is the mean BMD of the standard population, and SD YA is the BMD standard deviation of the standard population.

T-스코어는 골밀도(BMD) 이외에 정량적 초음파법을 이용하여 구할 수도 있다. 이 경우에는 골밀도(BMD) 대신에 초음파 투과 속도(SOS)와 감쇄량(BUA)을 조합한 수치, 예를 들면 골품질지수(BQI: Bone Quality Index)를 이용한다.T-scores can also be obtained using quantitative ultrasound in addition to BMD. In this case, instead of bone density (BMD), a value obtained by combining ultrasonic transmission rate (SOS) and attenuation amount (BUA), for example, bone quality index (BQI) is used.

BQI = f(SOS,BUA)BQI = f (SOS, BUA)

WHO의 기준에 따르면 T-스코어 값에 따라 아래 표 1과 같이 판별할 수 있다.According to the WHO standard, it can be determined according to the T-score value as shown in Table 1 below.

측정값Measures 분류Classification T > -1.0T> -1.0 정상normal -1.0 ≥ T > -2.5-1.0 ≥ T> -2.5 저 골밀도(osteopenia: low bone mass)Low bone mass (osteopenia) -2.5 ≥ T-2.5 ≥ T 골다공증(osteoporosis)Osteoporosis

통상적으로, 골밀도는 20 ~ 30대 사이에 최대치를 나타내고, 그 후 연령이 증가함에 따라 점차 감소된다. 여성의 경우 폐경기 직후에는 급격한 감소를 보이며, 호르몬 대체 요법(HRT: Hormone Replacement Therapy)이나 비스포스포네이트(bisphosphonates) 치료를 받으면 골밀도가 증가하게 된다.Typically, bone density peaks between the 20s and 30s and then gradually decreases with age. In women, menopause shows a sharp decline immediately after menopause and increases bone mineral density when treated with Hormone Replacement Therapy (HRT) or bisphosphonates.

또한, 비만은 폐경기 후 여성에게 골다공증의 방어 인자로 오래 전부터 알려져 있다(Arch. Intern. Med., 136권, p298-304, 1976년; Geriatrics, 44권, p45-54, 1989년). 이는 지방조직에서 전환되어 생성되는 에스트로겐의 효과(J. Clin. Endocrinol. Metab., 36권, p207-218, 1973년)와, 성호르몬-결합 글로불린(SHBG:Sex Hormone-Binding Globulin)의 영향(Horm. Meta. Res., 22권, p303-306, 1990년)으로 알려져 있다.Obesity has long been known as a protective factor in osteoporosis in postmenopausal women (Arch. Intern. Med., Vol. 136, p298-304, 1976; Geriatrics, Vol. 44, p45-54, 1989). This is due to the effects of estrogens produced by conversion in adipose tissue (J. Clin. Endocrinol. Metab., Vol. 36, p207-218, 1973) and the effects of sex hormone-binding globulin (SHBG). Horm. Meta.Res., Vol. 22, p303-306, 1990).

이를 이용해서 골밀도의 변화량 예측에 체지방률(체지방량/체중)을 사용할 수 있으며, 다음과 같은 수식으로 골밀도(BMD) 또는 골품질지수(BQI)의 변화를 계산할 수 있다.Using this, body fat percentage (body fat mass / weight) can be used to predict changes in bone density, and changes in bone density (BMD) or bone quality index (BQI) can be calculated using the following formula.

BQI(m) = BQI(0) + s(F, T) × mBQI (m) = BQI (0) + s (F, T) × m

여기서, m은 예측 시점까지의 시간을 월(month) 단위로 나타낸 것이고, BQI(m)은 m개월 이후의 BQI, BQI(0)는 현재의 BQI, s(F,T)는 체지방률(F)과 치료방법(T)에 따른 BQI 변화계수를 의미한다.Where m is the time until the forecast time in months, BQI (m) is the BQI after m months, BQI (0) is the current BQI, and s (F, T) is the percent body fat (F) And BQI change coefficient according to treatment method (T).

이와 같이, 골밀도 측정 결과와 함께 생체 임피던스의 측정 결과를 시간 또는 연령에 따른 골밀도 변화 추세(trend) 추정에 이용할 수 있다.In this manner, the measurement result of the bioimpedance together with the bone density measurement result may be used to estimate a trend of bone density change with time or age.

상기한 바와 같이 본 발명은 골밀도 측정 기술과 생체 임피던스 측정 기술을 함께 이용하여 기존의 생체 임피던스만을 이용하던 인체 성분 분석보다 더 정확한 분석 결과를 얻을 수 있으며, 기존의 골밀도 측정 기술보다 더 정확하고 구체적인 골밀도의 변화량 추정도 가능하다.As described above, the present invention can obtain a more accurate analysis result than the analysis of the human body components using only the conventional bioimpedance by using the bone density measurement technology and the bioimpedance measurement technology, more accurate and specific bone density than the conventional bone density measurement technology It is also possible to estimate the variation of.

또한, 상기 두 가지 측정 기술이 하나의 장치로 결합되어 빠르고 간편하게 측정 결과를 얻을 수 있다.In addition, the two measurement techniques can be combined into one device for quick and easy measurement results.

이상에서 살펴본 본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention described above has been described in detail only with respect to the specific examples described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes are possible within the technical spirit of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended claims. will be.

Claims (8)

생체 전기 임피던스 분석법에 의하여 생체 임피던스를 측정하는 생체 임피던스 측정부;A bioimpedance measuring unit measuring a bioimpedance by a bioelectrical impedance analysis method; 골밀도 측정부;Bone density measuring unit; 체중 측정부;Weight measuring unit; 피측정자의 정보를 입력하고, 기기의 동작 제어를 위한 입력이 수행되는 입력부;An input unit configured to input information of a subject and perform input for controlling the operation of the device; 상기 생체 임피던스 측정부에서 측정된 생체 임피던스로부터 계산된 체수분량과, 상기 골밀도 측정부의 측정치로부터 계산된 무기질량과, 상기 체중 측정부에서 측정된 체중을 이용하여, 인체 성분 분석 결과를 산출하는 제어부; 및A controller for calculating a human body component analysis result using the body water amount calculated from the bioimpedance measured by the bioimpedance measuring unit, the inorganic mass calculated from the measured value of the bone density measuring unit, and the weight measured by the weight measuring unit; And 상기 분석 결과를 출력하는 디스플레이 및/또는 프린터로 이루어지는 출력부;An output unit comprising a display and / or a printer for outputting the analysis result; 를 포함하는 생체 전기 임피던스 분석법과 골밀도 측정법을 이용한 인체 성분 분석기.Human component analyzer using a bioelectrical impedance analysis method and a bone density measurement method comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 생체 임피던스 측정부는 발전극 및 손전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 전기 임피던스 분석법과 골밀도 측정법을 이용한 인체 성분 분석기.The bioimpedance measuring unit is a human body component analyzer using a bioelectrical impedance analysis method and a bone density measurement method comprising a power generation electrode and a hand electrode. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 골밀도 측정부는 종골의 골밀도를 측정하는 것을 특징으로 하는 생체 전기 임피던스 분석법과 골밀도 측정법을 이용한 인체 성분 분석기.The bone density measuring unit is a human component analyzer using a bioelectrical impedance analysis method and a bone density measurement method characterized in that for measuring the bone density of calcaneus. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 골밀도 측정부는 정량적 초음파법을 이용하는 것을 특징으로 하는 생체 전기 임피던스 분석법과 골밀도 측정법을 이용한 인체 성분 분석기.The bone density measuring unit is a human body component analyzer using a bioelectrical impedance analysis method and a bone density measurement method characterized in that using a quantitative ultrasonic method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 골밀도 측정부는 이중 에너지 X선 흡수법을 이용하는 것을 특징으로 하는 생체 전기 임피던스 분석법과 골밀도 측정법을 이용한 인체 성분 분석기.The bone density measuring unit is a human body component analyzer using a bioelectrical impedance analysis method and a bone density measurement method characterized in that using the dual energy X-ray absorption method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 체중 측정부는 로드셀 또는 체중계인 것을 특징으로 하는 생체 전기 임피던스 분석법과 골밀도 측정법을 이용한 인체 성분 분석기.The body weight analyzer using a bioelectrical impedance analysis method and a bone density measurement method, characterized in that the load cell or the weight scale. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 인체 성분 분석 결과는 제지방량, 체지방량, 체지방률, 단백질량, 및 시간에 따른 골밀도 변화 추세 데이터로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인것을 특징으로 하는 생체 전기 임피던스 분석법과 골밀도 측정법을 이용한 인체 성분 분석기.The human body component analysis result is at least one selected from the group consisting of lean body mass, body fat mass, body fat percentage, protein amount, and bone density change trend data over time. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 신장 측정부를 더 포함하며, 상기 체중 측정부와 상기 신장 측정부가 일체로서 이루어진 것을 특징으로 하는 생체 전기 임피던스 분석법과 골밀도 측정법을 이용한 인체 성분 분석기.And a height measuring unit, wherein the weight measuring unit and the height measuring unit are integrally formed.
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