KR20050033776A

KR20050033776A - 체지방 측정 전자기기, 그 방법 및 이를 이용한 건강관리시스템

Info

Publication number: KR20050033776A
Application number: KR1020030069703A
Authority: KR
Inventors: 황진상; 여형석; 김경호; 이정환; 박재찬
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-10-07
Filing date: 2003-10-07
Publication date: 2005-04-13
Also published as: US20050080353A1; CN1628607A; JP2005111268A

Abstract

체지방 측정이 가능한 전자기기, 그 방법 및 이를 이용한 건강관리 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 체지방 측정이 가능한 전자기기는 전자기기; 전자기기에서 피검자가 전자기기를 사용하기위해 접근하는 위치에 설치되는 두 전극쌍; 및 피검자가 두 전극쌍에 접촉하면 피검자의 생체 임피던스를 측정하고, 측정된 생체 임피던스로부터 피검자의 체지방을 측정하는 측정부를 포함함을 특징으로한다.

Description

체지방 측정 전자기기, 그 방법 및 이를 이용한 건강관리 시스템{Electronic equipment and method for measuring fat, health management system using them}

본 발명은 체지방 측정 전자기기, 그 방법 및 건강관리 시스템에 관한 것이다.

신체를 구성하는 주요 성분은 수분, 단백질, 체지방(fat), 무기질의 4가지 성분으로 주로 구성되어있다. 이들 성분이 체중에서 차지하는 비율은 성별과 개인에 따라 다르나 대략 55:20:20:5이다. 이들 4가지 체성분은 체수분량으로부터 알 수 있다. 왜냐하면 단백질과 체수분은 근육을 형성하는 주성분으로 상호비례적인 관계를 가지고있다. 즉, 건강한 근육은 약 73%가 물로 되어있으며 나머지 27%가 단백질이다. 무기질은 주로 뼈를 형성하는 무게이며 뼈의 무게는 다시 근육량과 밀접한 관계를 가지고있다. 즉, 체수분량으로부터 단백질량과 무기질량을 구할 수 있고, 체중으로부터 체수분량과 단백질량 그리고 무기질량을 빼어 체지방량을 구하게된다. 현재 체지방 측정에서 가장 많이 사용되는 방법은 생체전기 임피던스법(Bioelectrical Impedance Analysis, BIA)이며, 이외에도 수중 체밀도법, 컴퓨터 단층 촬영법 및 피하지방 두께 측정법 등이 있다.

생체전기 임피던스법은 체수분량과 신체의 전기저항이 역비례 관계가 있는 점에 착안하여 체지방을 측정하는 방법이다. 생체전기 임피던스법은 측정이 단순하고 빠르면 비관혈적(non-invasive)이라는 장점이 있다. 인체에 약한 교류전류 전기신호를 보낼 때, 전기는 전도성이 높은 체수분을 따라 흐르게된다. 수분이 많고 적음에 따라 전기가 흐르는 통로의 넓고 좁음이 결정되는데, 이에 따른 측정치가 생체 임피던스(Bio-Impedance)이다. 생체 임피던스로부터 체성분을 산출하는 원리는, 먼저 인체에 50kHz의 주파수 대역에서 약 1mA의 미세한 교류전류를 흘려준다. 전류가 인체에 흐를 때, 인체 저항을 측정하고 이를 이용하여 체수분량을 구한다. 체수분량으로부터 단백질량과 무기질량을 구하고, 단백질량, 무기질량 및 체중을 이용하여 체지방량을 구하게된다.

건강관리를 위하여 이러한 생체전기 임피던스법을 이용하여 생활 주변에서 보다 용이하게 체지방을 측정하는 것이 필요하다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 가정에서 접근이 용이한 전자기기에 생체 임피던스 측정을 위한 전극을 구비함으로써 체지방을 용이하게 측정할 수 있는 체지방 측정 전자기기 및 그 방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 가정에서 접근이 용이한 전자기기를 이용하여 체지방을 측정하고, 측정된 체지방을 기반으로하여 피검자의 건강관리를 돕는 건강관리 시스템을 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 이루기위한, 본 발명은 전자기기; 상기 전자기기에서 피검자가 상기 전자기기를 사용하기위해 접근하는 위치에 설치되는 두 전극쌍; 및 피검자가 상기 두 전극쌍에 접촉하면 상기 피검자의 생체 임피던스를 측정하고, 측정된 생체 임피던스로부터 피검자의 체지방을 측정하는 측정부를 포함함을 특징으로한다.

상기 기술적 과제를 이루기위한, 본 발명은 전자기기에서 피검자가 상기 전자기기를 사용하기위해 접근하는 위치에 설치된 두 전극쌍에 접촉된 피검자의 생체 임피던스를 측정하여 피검자의 체지방을 측정하는 방법에 있어서, 상기 두 전극쌍에 피검자의 접촉이 소정 시간이상 진행되면 피검자의 신상 정보를 입력받는 단계; 피검자로부터 체지방 측정이 선택되면, 피검자의 신상 정보를 입력받는 단계; 피검자의 생체 임피던스를 측정하는 단계; 및 측정된 생체 임피던스를 이용하여 피검자의 체지방 데이터를 계산하고, 계산된 체지방 데이터를 피검자에게 알리는 단계를 포함함을 특징으로한다.

상기 다른 기술적 과제를 이루기위한, 본 발명은 인터넷에 연결되고, 전자기기에서 피검자가 상기 전자기기를 사용하기위해 접근하는 위치에 설치된 두 전극쌍에 접촉된 피검자의 생체 임피던스를 측정하여 피검자의 체지방을 측정하는 체지방 측정 전자기기; 복수의 피검자들에 대한 ID, 각 피검자에 대응하는 적어도 체중 및 신장을 포함하는 신상정보 및 체지방 데이터에 따른 건강정보를 저장하는 데이터 베이스; 및 상기 전자기기로부터 피검자의 ID 또는 피검자의 신상정보, 그리고 측정된 체지방 데이터를 입력받으면, 해당 피검자의 신상정보와 체지방 데이터를 비교하고, 비교결과에 적합한 건강정보를 상기 전자기기로 출력하는 인터넷 서버를 포함함을 특징으로한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명에 따른 체지방 측정 전자기기에 대한 블럭도를 도시한 것이다. 도시된 바에 따르면, 체지방 측정 전자기기(1)는 전면부에 양 손잡이(2)를 구비한다. 양 손잡이(2)는 소정 간격으로 이격된 두 전극쌍(3, 4)을 구비한다. 제1전극쌍(3)에는 전류 발생기(6)가 연결되고, 제2전극쌍(4)에는 전압 측정기(5)가 연결된다.

또한 체지방 측정 전자기기(1)는 키 입력을 위한 키 입력부(7)를 더 구비하고, 피검자에게 정보를 보여주는 디스플레이부(8)를 구비한다. 또한 체지방 측정 전자기기(1)는 전류 발생기(6) 및 전압 측정기(5)에 연결되는 정보처리부(9)를 전자기기(1)의 내부에 내장된 형태로 구비한다.

여기서, 양 손잡이(2)는 반드시 양 손으로 쥘 수 있는 손잡이 형태일 필요는 없고, 두 전극쌍(3,4)이 설치되어 두 전극쌍(3,4)을 터치함으로써 생체전기를 측정할 수 있는 버튼 형태도 가능하다. 도 2 및 도 3은 체지방 측정 전자기기 전면부에 설치되는 두 전극쌍의 다른 실시예들을 도시한 것이다. 도 2는 체지방 측정 냉장고의 손잡이에 일직선 형태로 두 전극쌍이 설치되고 이를 이용하여 피검자의 체지방을 측정하는 모습을 도시한 것이고, 도 3은 체지방 측정 전자렌지 등에 버튼형태로 두 전극쌍이 설치되고 이를 이용하여 피검자의 체지방을 측정하는 모습을 도시한 것이다.

피검자가 양 손으로 두 전극쌍(3, 4)을 접촉하면 인체가 임피던스로 작용하여 폐회로가 형성되고, 전류 발생기(6)에서 발생된 1mA정도의 전류가 제1전극(3)을 통해 인체에 흐르게된다. 인체에 의해 형성되는 생체 임피던스에 걸리는 전압을 제2전극(4)을 통해 전압 측정기(5)를 이용하여 측정한다.

키 입력부(7)는 피검자로부터 키 입력을 받기위한 것이다. 디스플레이부(8)는 피검자에게 필요한 정보를 디스플레이한다. 디스플레이부(8)는 평소에는 전자기기 고유의 데이터, 예를 들어 냉장고의 경우라면 현재 냉장고의 내부 온도 등을 디스플레이하고있다가, 피검자가 체지방을 측정하는 경우라면 해당 데이터를 디스플레이하게된다.

이외에도 체지방 전자기기(1)는 필요에 따라 피검자에게 정보제공을 위한 스피커나 LED 등을 더 구비할 수도 있다.

정보처리부(9)는 증폭기(91), A/D변환기(92), 제어부(93), 저장부(94) 및 통신부(95)를 구비하여, 피검자와 대화형(interactive)으로 키 입력부(7)를 통해 필요한 데이터를 입력받거나 디스플레이부(8)로 디스플레이함으로써 피검자의 체지방을 측정하게 된다.

증폭기(91)는 전류 발생기(6) 및 전압 측정기(5)에 연결되어 생체에 공급된 전류 및 생체에 발생된 전압을 읽어서 증폭한다. A/D변환기(92)는 증폭된 값들을 디지털 값으로 변환하고, 제어부(93)는 변환된 전류 및 전압을 이용하여 생체 임피던스를 계산하며, 생체 임피던스로부터 체지방을 계산하게된다.

피검자의 체중을 Wt, 신장을 Ht, 측정된 생체 임피던스를 R이라 하면, 체수분량(Total Body Water) TBW는 이들 파라미터들을 이용한 회귀분석법(regression analysis equation)에 의해 다음 식과 같이 구해진다.

TBW=a*Ht²/R+b*Wt+c*나이+d

여기서, a,b,c 및 d는 가중 상수이다.

수학식 1의 계산 방법에서 신장과 체중은 필수 파라미터이고, 나이, 성별 등의 파라미터는 필요에 따라 생략 또는 추가되기도 한다.

살찌지않은 체중(Fat-Free Mass, FFM)은 몸에서 지방이 아닌 부분이 차지하는 체중을 말하는 것으로, 약 73%의 수분과, 20%의 단백질, 6%의 무기질 그리고 1%의 찌꺼기(ash)로 구성되며, 체수분량으로부터 다음 식과 같이 수치화할 수 있다.

FFM=TBW/0.73

체지방량은 체중으로부터 FFM을 감산하여 구할 수 있다. 체지방율(Percent Body Fat, %BF)은 체중과 체지방량으로부터 다음 식과 같이 구할 수 있다.

%BF=(체지방량/Wt)*100

제어부(93)는 계산한 체지방량 또는 체지방율과 같은 체지방 데이터를 해당 피검자의 신상정보, 예를 들어 피검자의 이름, 신장, 체중, 나이, 성별 등과 함께 저장부(94)에 저장한다. 저장부(94)는 피검자가 최초 체지방 검사를 실시할 때 피검자에 의해 입력된 신상정보를 저장하고, 체지방 데이터를 측정시마다 저장하여 피검자의 요청에 따라 체지방 데이터의 변화추이를 피검자에게 제공할 수도 있다. 저장부(94)는 또한 피검자로부터 입력받은 데이터 이외에도 제품이 출시될 때 세팅된 데이터, 예를 들어 연령별, 성별, 신장 또는 체중 등에 따른 적정 체지방 데이터를 저장할 수도 있다.

제어부(93)는 또한 키 입력부(7)를 통해 피검자의 개인정보를 비롯한 각종 필요한 정보를 입력받고, 디스플레이부(8)를 통해 피검자에게 필요한 정보를 디스플레이한다. 피검자에게 디스플레이하는 정보는 통신부(5) 및 인터넷(10)을 통해 인터넷 서버(11)로부터 전달받은 건강정보일 수 있다.

인터넷 서버(11)는 피검자에 대한 건강정보, 예를 들어 체지방 데이터에 따른 권장 음식, 칼로리, 권장 운동 등과 관련한 정보를 저장하는 데이터베이스(12)를 더 구비한다.

데이터베이스(12)는 또한 복수의 피검자에 대한 ID, 해당 ID를 갖는 피검자에 대해 신장, 체중, 나이, 성별 또는 현재의 체지방 데이터 등과 같은 개인 신상정보를 더 저장할 수도 있다.

인터넷 서버(11)는 제어부(93)로부터 피검자의 ID와 체지방 데이터만을 전달받을 수도 있고, 피검자의 신상정보 및 체지방 데이터를 모두 전달받을 수도 있다.

인터넷 서버(11)는 체지방 측정 전자기기(1)로부터 전달받은 데이터에 대해 피검자의 신장, 체중, 나이, 성별 또는 현재의 체지방 데이터와 관련하여 그에 따른 적절한 건강정보를 데이터베이스(12)에서 검색한 후 제어부(93)에 제공한다.

제어부(93)에 의해 수행되는 체지방 측정 과정을 도 4의 흐름도를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 제어부(93)는 두 전극쌍(3,4)이 일정시간 이상 접촉된 상태인지를 판별한다(21단계). 제어부(93)는 두 전극쌍(3,4)이 일정시간 이상 접촉되어있으면, 저장부(94)에 저장된 피검자 리스트를 디스플레이하고(23단계), 피검자는 피검자 리스트에서 자신을 선택한다(24단계).

21단계에서 제어부(93)는 피검자가 체지방을 측정하기위해서 두 전극쌍(3, 4)을 접촉한 것인지 혹은 우연히 접촉한 것인지의 여부를 알기위해서 디스플레이부(8)를 통해 체지방을 측정할 것인지에 대한 질문을 피검자에게 질문하고, 그 답을 입력받는 단계를 더 구비할 수도 있다(22단계).

24단계에서 피검자는 피검자 리스트에 자신의 이름이 없으면, 자신의 신상 정보를 입력할 수도 있다.

제어부(93)는 양손이 정위치, 즉 두 전극쌍(3,4)을 통해 충분히 측정이 가능한 위치에 있는지를 점검한다(25단계). 점검은 예를 들어 전류 발생기(6) 및 전압 측정기(5)를 이용하여 측정된 전압이 소정 임계값 이상인지를 검사하는 방법으로 이루어질 수도 있다.

25단계에서 양손이 정위치에 있지않다면, 정위치 안내화면을 디스플레이한다(26단계). 양손이 정위치에 있다면, 생체 임피던스를 측정한다(27단계). 측정된 생체 임피던스로부터 체지방 데이터를 계산하고 저장부(94)의 해당 피검자에 대응하여 저장한다(28단계). 체지방이 피검자의 체중, 신장 또는 성별 등과 대비하여 정상인지를 판별하여(29단계), 정상이라면 정상 메시지를 디스플레이한다(30단계). 정상이 아니라면 해당되는 비정상 메시지, 예를 들어 체지방 부족 혹은 과다 등의 메시지를 디스플레이하고(31단계), 해당 조치방법을 디스플레이한다(32단계). 조치 방법은 인터넷 서버(11)로부터 제공된 정보일 수도 있고, 제품이 출시될 때 미리 저장부(94)에 저장되어있던 정보일 수도 있다. 이 때, 정상 또는 비정상 메시지는 스피커(미도시)를 통해 음성으로 제공될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 항상 전원이 온(on) 상태에 있으면서 가정에서 용이하게 접근할 수 있는 가전제품을 포함한 전자기기들에 체지방 측정 장치를 구현함으로써 별도의 체지방 측정 기구가 필요하지않고 간편하게 체지방을 측정할 수 있다.

특히, 냉장고 또는 전자렌지 등 음식을 보관하거나 조리하는 가전제품에 손잡이 또는 버튼을 이용하여 체지방 측정 장치를 구현한다면, 피검자가 체지방 측정 결과를 참고하여 음식섭취를 조절할 수 있으므로 체중조절에도 효과가 있다.

또한 측정 결과에 따라 인터넷을 통해 인터넷 서버에 접근하여 필요한 건강 정보를 피검자에게 알려줄 수 있으므로 정보에 접근하기가 편리하다.

도 1은 본 발명에 따른 체지방 측정 전자기기에 대한 블럭도를 도시한 것이다.

도 2는 냉장고의 손잡이에 일직선 형태로 두 전극쌍이 설치되고 이를 이용하여 피검자의 체지방을 측정하는 모습을 도시한 것이다.

도 3은 전자렌지 등에 버튼형태로 두 전극쌍이 설치되고 이를 이용하여 피검자의 체지방을 측정하는 모습을 도시한 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 체지방 측정 방법에 대한 흐름도를 도시한 것이다.

Claims

전자기기;

상기 전자기기에서 피검자가 상기 전자기기를 사용하기위해 접근하는 위치에 설치되는 두 전극쌍; 및

피검자가 상기 두 전극쌍에 접촉하면 상기 피검자의 생체 임피던스를 측정하고, 측정된 생체 임피던스로부터 피검자의 체지방을 측정하는 측정부를 포함함을 특징으로하는 체지방 측정 전자기기.
제1항에 있어서, 상기 두 전극쌍은

상기 전자기기에 부착된 손잡이에 설치되는 것을 특징으로하는 체지방 측정 전자기기.
제1항에 있어서, 상기 두 전극쌍은

상기 전자기기에 버튼형태로 설치되는 것을 특징으로하는 체지방 측정 전자기기.
제1항에 있어서, 상기 측정부는

상기 두 전극쌍에 피검자가 연결되면, 하나의 전극쌍을 통해 피검자에게 전류를 흘리고 다른 전극쌍을 통해서 피검자에게 걸린 전압을 측정하는 회로부;

적어도 피검자의 신장 및 체중을 포함한 신상정보를 입력하기위한 키 입력부;

상기 측정된 전류 및 전압을 이용하여 생체 임피던스를 계산하고, 상기 입력된 신상정보를 이용하여 체지방 데이터를 계산하는 정보처리부; 및

상기 계산된 체지방 데이터를 피검자에게 알리는 출력부를 구비하는 체지방 측정 장치를 포함함을 특징으로하는 체지방 측정 전자기기.
제4항에 있어서, 상기 정보처리부는

상기 회로부에서 측정된 전류 및 전압을 디지털 값으로 변환하는 아날로그/디지털 변환기; 및

디지털 값으로 변환된 전류 및 전압을 이용하여 생체 임피던스를 계산하고, 상기 생체 임피던스 및 상기 피검자의 신상정보를 이용하여 피검자의 체지방 데이터를 계산하는 제어부를 포함함을 특징으로하는 체지방 측정 전자기기.
제5항에 있어서,

상기 피검자의 신상 정보 및 체지방 데이터를 저장하는 저장부를 더 구비함을 특징으로하는 체지방 측정 전자기기.
제5항에 있어서, 상기 정보처리부는

상기 제어부의 체지방 계산 결과에 따라 인터넷에 접속하는 통신부를 더 구비하고, 상기 제어부는 인터넷에 연결된 인터넷 서버에 상기 피검자의 신상정보 및 체지방 데이터를 제공하고 그에 따른 건강정보를 상기 인터넷 서버로부터 수신하여 상기 출력부를 통해 피검자에게 제공하는 것을 특징으로하는 체지방 측정 전자기기.
전자기기에서 피검자가 상기 전자기기를 사용하기위해 접근하는 위치에 설치된 두 전극쌍에 접촉된 피검자의 생체 임피던스를 측정하여 피검자의 체지방을 측정하는 방법에 있어서,

상기 두 전극쌍에 피검자의 접촉이 소정 시간이상 진행되면 피검자의 신상 정보를 입력받는 단계;

피검자의 생체 임피던스를 측정하는 단계; 및

측정된 생체 임피던스를 이용하여 피검자의 체지방 데이터를 계산하고, 계산된 체지방 데이터를 피검자에게 알리는 단계를 포함함을 특징으로하는 체지방 측정 방법.
제8항에 있어서,

상기 두 전극쌍에 피검자의 접촉이 소정 시간이상 진행되면 피검자에게 체지방 측정을 할 것인지를 질문하고, 피검자의 응답을 입력받는 단계를 더 구비함을 특징으로하는 체지방 측정 방법.
제8항에 있어서, 상기 피검자의 신상 정보는

상기 전자기기에 저장되어있는 피검자 리스트를 피검자에게 출력하고, 피검자로부터 피검자 리스트중 자신에 해당하는 항목을 입력받고, 상기 전자기기에 저장되어있는 정보중 입력받은 항목에 대응하는 정보를 독출하여 얻는 것을 특징으로하는 체지방 측정 방법.
제8항에 있어서, 상기 피검자의 신상 정보는

피검자로부터 적어도 신장 및 체중을 포함하는 신상정보를 입력받아 얻는 것을 특징으로하는 체지방 측정 방법.
제8항에 있어서,

피검자의 체지방 데이터가 비정상으로 판단되면, 인터넷을 통해 소정 인터넷 서버에 접속하고 상기 인터넷 서버로 적어도 피검자의 체지방 데이터를 포함하는 피검자 정보를 전송하는 단계;

상기 인터넷 서버로부터 피검자의 체지방 데이터에 따른 건강정보를 전달받는 단계; 및

상기 건강정보를 피검자에게 알리는 단계를 더 구비함을 특징으로하는 체지방 측정 방법.
인터넷에 연결되고, 전자기기에서 피검자가 상기 전자기기를 사용하기위해 접근하는 위치에 설치된 두 전극쌍에 접촉된 피검자의 생체 임피던스를 측정하여 피검자의 체지방을 측정하는 체지방 측정 전자기기;

복수의 피검자들에 대한 ID, 각 피검자에 대응하는 적어도 체중 및 신장을 포함하는 신상정보 및 체지방 데이터에 따른 건강정보를 저장하는 데이터 베이스; 및

상기 체지방 측정 전자기기로부터 피검자의 ID 또는 피검자의 신상정보, 그리고 측정된 체지방 데이터를 입력받으면, 해당 피검자의 신상정보와 체지방 데이터를 비교하고, 비교결과에 적합한 건강정보를 상기 체지방 측정 전자기기로 출력하는 인터넷 서버를 포함함을 특징으로하는 건강관리 시스템.
제13항에 있어서, 상기 체지방 측정 전자기기는

전자기기;

상기 피검자가 상기 전자기기를 사용하기위해 접근하는 위치에 설치되는 두 전극쌍;

상기 두 전극쌍에 피검자가 연결되면, 하나의 전극쌍을 통해 피검자에게 전류를 흘리고 다른 전극쌍을 통해서 피검자에게 걸린 전압을 측정하는 회로부;

적어도 피검자의 신장 및 체중을 포함한 신상정보를 입력하기위한 키 입력부;

상기 측정된 전류 및 전압을 이용하여 생체 임피던스를 계산하고, 상기 입력된 피검자의 신상정보를 이용하여 체지방 데이터를 계산하는 정보처리부;

상기 계산된 체지방 데이터를 피검자에게 알리는 출력부; 및

상기 정보처리부에 의해 인터넷에 접속하여 상기 인터넷 서버와 통신하는 통신부를 구비함을 특징으로하는 건강관리 시스템.
제14항에 있어서, 상기 두 전극쌍은

상기 전자기기에 부착된 손잡이에 설치되는 것을 특징으로하는 건강관리 시스템.
제14항에 있어서, 상기 두 전극쌍은

상기 전자기기에 버튼형태로 설치되는 것을 특징으로하는 건강관리 시스템.
제14항에 있어서, 상기 정보처리부는

상기 측정부에서 측정된 전류 및 전압을 디지털 값으로 변환하는 아날로그/디지털 변환기; 및

디지털 값으로 변환된 전류 및 전압을 이용하여 생체 임피던스를 계산하고, 상기 생체 임피던스 및 상기 피검자의 신상정보를 이용하여 피검자의 체지방 데이터를 계산하는 제어부를 구비함을 특징으로하는 건강관리 시스템.
제17항에 있어서,

상기 피검자의 신상 정보 및 체지방 데이터를 저장하는 저장부를 더 구비함을 특징으로하는 건강관리 시스템.