KR20050093446A - 피시(ｐｃ) 연결형 체중계를 이용한 체지방율 산출 방법및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PC 연결형 체중계를 이용한 체지방율 산출 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 장치는 측정자 정보와 설정값 등을 입력하기 위한 입력부; 입력된 측정자 정보와 성별/연령별 체지방 대조표가 저장된 메모리; 측정자의 현재체중을 측정하기 위한 체중 측정수단; 체중 측정 후 상기 입력부를 통해 입력된 정보와, 상기 메모리에 저장된 신장정보로부터 체질량 지수를 산출하는 체질량 지수 산출부; 측정자에 대응하는 체질량 대조표를 참조하여 상기 체질량 지수로부터 체지방율을 산출하는 체지방율 산출부; 상기 산출된 체지방율을 근육량이나 복부 비만도, 골격 등에 따라 보정하는 보정부; 및 상기 보정된 체지방율을 표시하는 표시부를 포함한다.

따라서, 본 발명에 따르면 비만과 관련하여 인체의 측정에서 직접 측정이 가능한 물리량인 체중과 신장을 지표로 하는 체질량 지수를 구한 후 체지방율을 산출하고, 다시 이를 개인특성에 맞게 보정함으로써 매우 정확하게 체지방율을 구할 수 있다.

Description

피시(ＰＣ) 연결형 체중계를 이용한 체지방율 산출 방법 및 그 장치{ Method and Apparatus of calculating body fat rates using Weight scale }

본 발명은 체지방율 산출방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PC 연결형 체중계를 이용한 체지방율 산출 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

최근들어, 건강과 비만에 대한 일반인들의 관심이 커지면서 비만 및 체중 조절의 척도로서 체지방율의 이용이 확대되고 있다. 그러나 현재 시중에 나와 있는 체지방 측정 장치들은 사용이 번거롭거나 전기적 접촉의 위험성 등을 안고 있으며 그 측정 수치가 정확하지 못해서 비만의 판단 기준이 되는 값으로 활용하기에 무리가 있다.

통상, 체지방율을 측정하는 기존 측정 방법으로는 피하지방 측정(Skinfold thickness) 방법과, 수중 체지방 측정 방법 (수중체밀도법), C/T 촬영에 의한 방법, 및 체 임피던스에 의한 체지방율 측정(Bio-Impedance Analysis)방법 등이 알려저 있다.

여기서, 피하지방 측정(Skinfold thickness) 방법은 두께를 측정할 수 있는 도구(예: 캘리퍼)로 신체 특정 부위의 살을 집어서 해당 부위의 피하 지방 두께를 산출해내는 방법이다. 통상, 상완위 부위의 삼두근(triceps)과 어깨밑 살(견갑골 하부)을 집어 그 두께를 가지고 비만여부를 판정하게 된다. 이 방법은 휴대가 간편한 도구를 이용하여 누구나 측정할 수 있다는 장점이 있지만, 측정 후 계산이 필요하며 부위에 따라서는 혼자서 측정이 불가능하고, 의복의 안쪽 피부에 대한 측정이므로 수치심을 유발할 수도 있는 단점이 있다. 또한 사람의 피부는 무르고 탄력이 있기 때문에 숙련된 사람과 그렇지 않은 사람의 측정 오차가 크게 발생할 수 있으며, 피하지방은 그 분포 형태가 성별과 나이 그리고 개인차에 따라 다르게 나타나기 때문에 정확한 측정을 해도 전체 체지방율을 환산하기 어려운 문제점이 있다.

또한 수중 체지방 측정 방법(수중체밀도법)은 피측정자가 물 속에 잠긴 상태에서 수중 체중과 부피를 측정하고 물 밖에서 다시 체중을 측정하는 것이다. 부피는 피측정자가 물속에 들어가기 전과 후의 물의 부피 차이를 물의 온도 등을 고려해서 산출해 내고, 다시 피측정자의 잔기량(폐와 장, 기타 신체 내에 남아 있는 공기량)을 측정 또는 산출하여 부피의 보정값으로 사용하여 최종적인 부피를 얻는다. 이렇게 얻은 값들을 이용해서 체지방율을 산출한다. 수중 체지방 측정법은 피측정자가 완전히 물에 잠길 수 있고 부피 측정이 가능한 대형 수조가 요구되며, 이외에도 잔기량 측정을 위한 산소희석기/ 헬륨-산소 호흡기 등의 장비가 필요하다. 그리고 피측정자는 측정전에 측정방법과 안전에 대한 충분한 교육을 받아야 하며, 전문적인 지식과 안전에 대한 대비가 가능한 측정자가 필요하다. 이 방법에 의한 측정은 숨을 완전히 내뿜은 상태에서 물속에 잠겨있는 채로 이루어지기 때문에 피측정자는 어느정도 괴로움을 감수해야 한다. 때문에 이 방법은 전문적인 연구시설에서 체지방 연구를 위해서만 사용된다. 그리고 이 방법 역시 체지방을 직접적으로 측정하는 것이 아니라 부피와 무게를 측정하고, 이 값들로부터 실험적 산출값을 얻는 것이다.

또한 C/T 촬영에 의한 방법은 단층촬영기를 이용하는 방법으로 널리 사용되지는 않지만, 최근 몇몇 비만관련 의료원에서 시도하면서 알려지게 되었다. 단층 촬영을 하게 되면 신체의 횡단면을 볼 수 있는데, 바로 이점을 이용해서 단면에서의 지방 면적을 구해내는 것이다. 이 방법은 지방층을 실제로 보면서 그 분포와 면적을 확인할 수 있다는 점에서 매우 정확하고 획기적이다. 그러나 실제 체지방율을 구하려면 신체의 모든 부위에 대한 단층 촬영이 이루어짐과 동시에 그 면적을 일일이 계산하여야 한다는 문제점과 매우 고가의 장비와 전문지식을 가진 측정자가 필요하다는 문제점이 있다.

또한 체 임피던스에 의한 체지방율 측정(Bio-Impedance Analysis)은 현재 가장 보편화된 체지방 측정 방법으로, 관련 제품이 많이 나와 있다. 이 방법의 기본 아이디어는 인체의 "전기적 부피"를 산출하여 인체 부피를 구한다는 것이다. 이렇게 측정된 부피는 수중 체지방 측정 방법과 마찬가지로 활용된다. 임피던스는 교류 전기 신호에 대한 저항성분이다. 인체를 하나의 저항체로 보고, 특정 주파수를 갖는 전류를 흘렸을 때의 임피던스를 측정하고, 이 값을 실험적인 팩터들로 보정하면 "전기적 부피"를 구할 수 있다. 여기서 전기적 부피는 인체에서 전기를 통과시킬 수 있는 물질, 즉 수분을 많이 포함하는 물질들의 부피를 말한다. 따라서 이렇게 구한 부피는 체수분량으로 바로 환산되며, 체수분량을 기초로 하여 체지방율을 산출하는 것이다. 임피던스에 의한 체지방율의 측정은 인체의 수분량을 기준으로 측정이 이루어지기 때문에 인체의 수분 분포가 안정적이어야 측정상의 오차를 최소화할 수 있다. 많은 양의 물을 마시거나 식사/운동/음주 후에는 신체의 수분 함유율이나 수분 분포가 안정적이지 않기 때문에 오차가 커지는 문제점이 있다. 또 다른 문제점은 체지방 측정기가 사용하기 번거롭다는 것이다. 일반적으로 사용되는 손으로 잡고 측정하는 방식은 키와 체중을 피측정자가 임의로 입력해야하는 문제점도 있고, 측정중에 정확한 자세를 취해야 정상적인 측정결과가 나온다는 문제점이 있다. 가정용 체중계를 포함한 체지방계는 체중을 임의로 입력하는 것보다는 정확한 체중을 적용할 수 있다는 장점이 있지만 양말을 벗고 올라서야 한다는 등의 번거로움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 간단한 측정과 통계적 데이터를 기반으로 피측정자 개인의 특성을 최대한 반영하여 정확하게 체지방을 측정할 수 있는 피시(PC) 연결형 체중계를 이용한 체지방율 산출 방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 방법은, 성별, 연령별로 체지방 대조표를 생성하여 저장하는 단계; 측정자의 성별, 연령, 신장, 옷무게 등 측정자의 정보를 입력하는 단계; 피시(PC) 연결형 디지털 체중계를 이용하여 체중을 측정하는 단계; 상기 측정된 체중값과 입력된 신장값으로부터 측정자의 체질량 지수를 산출하는 단계; 상기 저장된 체지방 대조표에서 측정자의 조건 해당되는 성별 및 연령의 체지방 대조표를 읽어와 상기 산출된 체질량 지수에 의해 체지방율을 산출하는 단계; 상기 산출된 체지방율을 측정자의 신체조건에 따라 보정하는 단계; 및 상기 보정된 체지방율을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 체중 측정단계는 입력단계에서 입력된 옷무게를 측정된 체중값에서 감산하여 실제 체중값을 산출하고, 이전에 기록된 데이터의 최저 체중치를 이용하여 측정시간의 변화에 따른 측정 체중값의 오차를 보정하고, 상기 체지방율을 산출하는 단계는 상기 체지방 대조표에서 해당 체질량 지수의 값이 없을 경우, 인접 값의 기울기를 이용하여 체지방율을 산출한다.

또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 측정자 정보와 설정값 등을 입력하기 위한 입력부; 입력된 측정자 정보와 성별/연령별 체지방 대조표가 저장된 메모리; 측정자의 현재체중을 측정하기 위한 체중 측정수단; 체중 측정 후 상기 입력부를 통해 입력된 정보와, 상기 메모리에 저장된 신장정보로부터 체질량 지수를 산출하는 체질량 지수 산출부; 측정자에 대응하는 체질량 대조표를 참조하여 상기 체질량 지수로부터 체지방율을 산출하는 체지방율 산출부; 상기 산출된 체지방율을 근육량이나 복부 비만도, 골격 등에 따라 보정하는 보정부; 및 상기 보정된 체지방율을 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명이 적용되기에 적합한 컴퓨터 연결형 체중계 시스템을 도시한 구성 블럭도로서, 본 발명이 적용되는 체중계 시스템은 측정자의 현재 체중을 측정할 수 있는 체중계(10)와, 체중계(10)와 USB포트로 연결되어 있고 측정자 정보를 입력하거나 측정자별 데이터를 DB로 관리하는 개인용 컴퓨터(PC: 20), 개인용 컴퓨터(20)를 체중관리 사이트(40)와 연결하기 위한 인터넷(30), 다이어트 관련정보나 데이터를 제공하는 체중관리 사이트(40)로 구성된다.

도 1을 참조하면, 체중계(10)는 PC(20)와 USB 방식으로 연결되어 측정자의 체중을 측정하고, 개인용 컴퓨터(20)는 하드웨어(21)와 운영체제(22), 응용 프로그램(23)을 포함하여 체중계(10)와 통신하고 본 발명에 따른 체지방율 산출 절차를 처리하며, 측정자의 측정정보를 데이터베이스로 관리한다. 개인용 컴퓨터(20)는 인터넷(30)을 통해 체중관리 사이트(40)의 웹 서버에 접속할 수 있으며, 체중관리 사이트(40)가 제공하는 다양한 서비스를 이용할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 체지방율 산출 장치의 기능 블럭도로서, 본 발명의 장치는 입력부(210)와, 측정자 정보와 성별/연령별 체지방 대조표가 저장된 메모리(240), 체중 측정부(230), 체중 측정 후 입력부(210)를 통해 입력된 정보와 체중 정보로부터 체질량 지수를 산출하는 체질량 지수 산출부(222), 체질량 지수 산출부(22)의 체질량 지수를 해당 체지방 대조표와 비교하여 체지방율을 산출하는 체지방율 산출부(223), 산출된 체지방율을 근육/비만도/골격 등에 따라 보정하는 보정부(250), 및 보정된 체지방율을 표시하는 표시부(250)로 구성된다.

도 2를 참조하면, 입력부(210)는 체지방율 산출에 필요한 측정자 정보를 입력하기 위한 키보드 등이고, 제어부(220)는 마이크로 프로세서(221)와 소프트웨어에 의해 구현되는 구성으로서 체질량지수 산출부(222)와, 체지방율 산출부(223), 보정부(224)로 이루어진다. 체중 측정부(230)는 측정자의 현재 체중을 측정하고, 메모리(240)에는 각종 데이터 및 체지방 대조표 등이 미리 저장되어 있으며, 표시부(250)는 측정된 체중값과 체지방율 등을 표시한다.

체질량지수 산출부(222)는 측정된 체중값과 측정자의 신장 정보를 이용하여 체질량 지수를 산출한다. 이때, 측정자의 정확한 체중을 측정하기 위해 옷입고 재기모드에서 설정된 옷무게를 감산하여 보다 정확한 체중을 측정하고, 체중의 변화를 고려하기 위해 최저 체중을 이용함과 아울러 시계열분석을 적용한다.

체지방율 산출부(223)는 체질량지수 산출부(222)에서 산출된 체질량지수와 측정자의 성별 및 나이에 따라 정해지는 표준 체지방 대조표를 이용하여 측정자의 체지방율을 산출한다. 이때 산출된 체질량 지수가 체지방 대조표에 없을 경우에는 인접한 값들을 이용하여 기울기로 산출한다.

보정부(224)는 체지방율 산출부(223)에서 산출된 체지방율을 측정자의 신체조건(특성) 등에 따라 보정하여 보다 정확한 체지방율을 산출한다.

도 3은 본 발명에 따라 체지방율을 산출하는 절차를 도시한 순서도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 체지방율 산출 절차는 성별, 연령별 체지방 대조표 생성 및 저장 단계(S1)와, 측정자의 성별, 연령, 신장, 옷무게 등 측정자의 정보를 입력하는 단계(S2), 체중을 측정하는 단계(S3), 옷무게를 감산하여 실제 체중값을 산출하는 단계(S3,S4), 측정시간의 변화에 따른 측정 체중값의 오차를 보정하는 단계(S5), 측정 체중값으로부터 체질량지수를 산출하는 단계(S6), 저장된 '체지방 대조표'에서 해당 성별 연령의 체지방 대조표를 읽어와 체질량 지수에 의해 체지방율을 산출하는 단계(S7), 산출된 체지방율을 근육의 정도에 따라 보정하는 단계(S8), 산출된 체지방율을 복부 비만도에 따라 보정하는 단계(S9), 산출된 체지방율을 체격(골격)에 따라 보정하는 단계(S10), 최종적으로 체지방율을 출력하는 단계(S11)를 포함한다. 이때 입력된 고정밀도 의료기기 측정치와의 차이값에 의해 보정하는 단계를 더 구비할 수도 있다.

1. 체지방 대조표 생성/저장 단계

본 발명은 통계 조사를 통해 얻어진 표준 체지방 대조표를 기준으로 체지방율을 환산해내는 방법이다. 충분히 많은 인원으로부터 전문기관의 측정을 통해 체지방에 영향을 줄 수 있는 요인(성별, 나이, 신장, 체중, 복부비만도, 근육량, 체격등)들을 조사하고, 이 요인들과 체지방율과의 상관관계를 조사하였다. 조사결과 상관관계가 높은 팩터를 체지방율 환산의 기본 지표로 삼고, 나머지 팩터들을 추가 보정값을 얻는데 사용한다. 조사결과에 따르면 체질량 지수(체중과 신장과의 관계를 나타내는 지수)와 체지방율의 상관관계가 매우 높은 것으로 나타났다.

따라서 본 발명은 최대한 정확히 측정자의 체질량 지수를 구하고, 이 체질량 지수와 체지방율의 상관관계를 성별, 나이에 따라 분류하여 대조표(이하, '체지방 대조표')를 만들고 이후, 이 체지방 대조표를 이용하여 체질량 지수 측정을 통해 체지방율을 환산하는 것이다. 그리고 보다 정확한 체지방율을 구하기 위해 복부 비만도, 근육량, 체격 등의 요소를 고려하여 산출된 체지방율을 다시 보정함으로써 체질과 체격이 예외적인 측정자의 특성까지도 감안하여 정확하게 체지방율을 산출할 수 있다.

다음 표 1은 본 발명에 사용될 수 있는 체지방 대조표의 예로서, 남자이고 11세의 경우의 예이고, 다음 표 2는 남자이고 12~14세일 경우의 예이다.

체질량지수	체지방율
8	8
...	...
17.14	18.1
18.05	20
19.97	20.7
21.89	21.4
22	22.1
23.57	24.7
24.55	25.8
25.53	26.9
...	...
35	37.5

체질량지수	체지방율
8	8
...	...
17.14	18.1
18.05	20
19.97	20.7
21.89	21.4
22	22.1
23.57	24.7
24.55	25.8
25.53	26.9
...	...
35	37.5

상기 체지방 대조표들은 하나의 예에 불과한 것이고, 표준 체지방 대조표는 시대적인 환경에 따라 다양한 형태로 변화되는 것이 당연하다.

2. 설정값 입력단계

도 4는 도 3에 도시된 체지방율 산출 절차에서 옷입고 재기 모드의 입력 화면의 예이고, 도 5는 도 3에 도시된 체지방율 산출 절차에서 체격, 체질 보정을 위한 입력 화면의 예이다.

본 발명에서는 직접 측정할 수 있는 물리량을 정확하게 측정하여 지표로 사용하는데, 비만과 관련한 인체의 측정에서 가장 중요하면서도 정확히 측정할 수 있는 물리량은 '체중'과 '신장'이라 할 수 있다. 본 발명에 적용되는 체중계(10)는 50g 눈금으로 체중을 측정하므로 매우 정확한 수치까지 측정할 수 있다.

또한 체지방율 산출에서 정확한 체중 측정이 기본인데, 일반적으로 옷을 입고 측정하는 경우 옷무게에 의해서 체지방율 환산값은 상당한 오차를 보일 수 밖에 없다. 따라서 옷무게를 감안하여 체중을 측정할 수 있는 방법이 필요한데, 본 발명에 따른 체중계(10)는 옷무게를 설정할 수 있는 기능이 제공되어 옷무게를 제외한 순수한 신체의 무게를 구할 수 있다.

도 4를 참조하면, 옷입고 재기모드 입력화면에서 입력부(210)를 이용하여 상대적인 옷무게를 입력하는데, 예컨대 여름일 경우에는 1.0 Kg으로, 봄가을일 경우에는 1.3 Kg으로, 겨울일 경우에는 1.8 Kg으로 입력한다.

또한 사용자정보 입력화면은 도 5에 도시된 바와 같이, 사용자의 이름, 성별, 나이, 신체형, 신체활동 정보 등을 입력하고, 신체정보로서 목표체중, 신장, 가슴둘레, 허리둘레, 엉덩이둘레 등을 입력한다. 이러한 입력값들은 측정자의 신체적 특성을 고려한 보정에서 사용될 수 있다.

3. 체중측정 및 체질량 지수 산출단계

실제 체지방율은 하루 중 크게 변하지 않는데 반하여 기존의 체지방율 측정기는 측정 당시의 체중에 따라 측정 결과의 차이가 심하다. 이는 측정 당시의 체중을 근거로 체지방율을 바로 환산하기 때문이다. 예컨대, 식사전/후, 운동전/후, 용변전/후 등으로 인체의 체중은 하루 사이에도 1.5kg 이상의 차이를 보이기도 한다. 따라서 본 발명의 체중계(10)는 체중의 변화를 감안한 측정방식을 채택한다. 즉, 일 최저 체중이 하루 중 변하는 체중을 대표할 수 있으므로 체질량 지수 계산 시 일 최저 체중을 기준하여 계산한다.

또한 체중 변화에 비해 체질량 지수는 며칠 사이에 크게 변하지 않는다. 보통 섭취된 음식은 24~48 시간 중에 체성분으로 변한다. 따라서 금일로부터 충분히 이전 날짜들의 체중을 시계열 분석하여 보다 정확한 체질량 지수를 산출해 낼 수 있다. 예를 들어, 측정결과가 다음 표 3과 같이 나온 경우에 단일 시점 측정 방법과 시계열 분석법에 의한 체지방율 측정 차이를 살펴보면 다음과 같다.

날짜	1월1일	1월2일	1월3일	1월4일	1월5일
실제측정체중	70	70.55	70.15	72	70
단일시점 측정에 의한 체지방율	22.15	22.29	22.19	22.65	22.15
시계열 측정법에 의한 체지방율	22.15	22.24	22.18	22.31	22.38

먼저, 상기 표 3의 측정 결과를 비교해 보면, 평소보다 1.5~2kg 많이 측정된 1월 4일의 측정 결과에서 단일시점 측정에 의한 방법은 체지방도 역시 상당히 높게 환산되었음을 볼 수 있다. 체중이 하루 중에도 1.5kg 정도가 변할 수 있다는 것과 체지방율은 하루 사이에 큰 폭으로 변하지 않음을 감안하면 체지방율 환산이 잘못된 것임을 쉽게 판단할 수 있다. 이에 반해 시계열 분석법에 의한 환산 결과를 보면 평소보다 약간 높은 결과로 나타났을 뿐임을 알 수 있다. 이는 1월 4일자 측정 당시 체중을 최근 체중들로 보정하므로써 얻어지는 결과이며, 실제 신체 체지방 변화에 가까운 결과임을 알 수 있다. 이와 같은 체지방율의 변화는 도 6 및 도 7에 도시된 그래프를 통해 직관적으로 확인할 수 있어 양쪽 방법의 타당성을 쉽게 비교할 수 있다.

도 6은 종래의 단일시점 측정법에 의한 체지방율 그래프 화면의 예이고, 도 7은 본 발명에 따른 시계열 분석법에 의한 체지방율 그래프 화면의 예이다.

도 6의 그래프는 체지방율이 체중에 따라 지나치게 변동하여 그 값의 신뢰도가 떨어지는 것을 알 수 있고, 도 7의 그래프는 변화가 완만하게 나타나 실제 체질량 지수에 대응하는 것임을 알 수 있다.

옷무게 보정에 의해 정확한 체중값이 구해지면, 체중과 신장으로부터 체질량 지수를 산출한다. 이때 측정 당시의 체질량 지수는 앞서 살펴본 바와 같이, 식사 전/후, 운동 전/후, 용변 전/후에 따라 큰 차이를 나타낸다. 따라서 본 발명에서는 측정시의 체질량 지수 오차를 줄이기 시계열 분석법에 의하여 4일간의 이동 평균 체중에 의한 체질량 지수를 구하고, 이 값을 이용하여 체지방율을 구한다.

통상의 체질량 지수는 다음 수학식1로 구해지고, 본 발명에 따른 이동평균 체질량지수는 다음 수학식2와 같이 구해진다. 수학식2에서 이동평균체중은 다음 수학식3과 같이 구해진다.

본 발명에 따른 시계열분석에 의한 체질량 지수(이동평균 체질량 지수라 함)는 상기 수학식2와 같이 이동평균 체중을 신장의 제곱으로 나눈 것인데, 이동평균 체중은 수학식3과 같이 금일의 현재 체중뿐만 아니라 3일 전까지의 최저체중을 고려하여 산출한다. 즉, 현재일을 기준으로 이전의 일자별 체중에 해당 일자의 중요도를 고려하여 산출하는데, 일자별 중요도는 다음 표 4와 같이 현재를 20%, 1일 전을 40%, 2일 전을 25%, 3일 전을 15%로 설정할 수 있다.

다음 표 4는 이전 데이터가 모두 있는 경우 본 발명에 따라 체질량 지수를 구하는 예이고, 다음 표 5는 이전 데이터의 일부가 없는 경우 본 발명에 따라 체질량 지수를 구하는 예이다.

구분	체중	중요도	비율 적용값
현재	69	20%	69×0.2=13.8
1일전 최저	68	40%	27.2
2일전 최저	69	25%	17.25
3일전 최저	70	15%	10.50
최종 이동평균 체중			68.75
최종 이동평균 체질량지수			68.75/(1.75)2=22.45

측정자의 신장이 175 Cm이고, 3일전 최저체중이 70 Kg, 2일전 최저체중이 69 Kg, 1일전 최저체중이 68 Kg, 현재 측정한 체중이 69 Kg이라고 할 때, 해당 일의 중요도를 고려하여 이동평균을 구하면 상기 표4와 같 68.75 Kg이되고, 최종 이동평균 체질량지수는 22.45가 된다.

만일, 해당 데이터가 없는 경우 다음 표 5와 같이 해당 날짜의 비율을 다음 날짜의 비율에 더하여 계산한다. 즉, 측정자의 신장이 175 Cm이고, 3일전 최저체중이 70 Kg, 2일전에는 측정 체중이 없고, 1일전 최저체중이 68 Kg, 현재 측정한 체중이 69 Kg이라고 할 때, 2일전의 중요도를 1일전의 중요도에 더해서 이동평균체중을 구하면 다음 표 5와 같 68.5 Kg이 되고, 최종 이동평균 체질량지수는 22.38이 된다.

구분	체중	중요도	비율 적용값
현재	69	20%	69×0.2=13.8
1일전 최저	68	40%+25%	68×0.65=44.2
		0%
3일전 최저	70	15%	10.50
최종 이동평균 체중			68.5
최종 이동평균 체질량지수			68.5/(1.75)2=22.38

4. 체지방율 산출단계

체질량 지수가 구해지면, 측정자의 성별, 나이에 따라 해당 체지방 대조표를 읽어와 체질량 지수로부터 대응하는 체지방율을 산출한다. 이때, 체지방 대조표에 의한 체지방율 환산은 '체지방 대조표' 에 정확히 해당되는 데이터가 있는 경우와 해당 데이터가 없는 경우로 구분하여 환산할 수 있다. 즉, '체지방 대조표' 에 정확히 해당되는 데이터가 있는 경우에는 대조표의 체질량 지수에 해당되는 체지방율로 바로 구하고, '체지방 대조표' 에 정확히 해당되는 데이터가 없는 경우에는 다음에 설명하는 바와 같이 체지방 대조표 변화 기울기에 기초하여 계산된 체지방율로 구한다.

예컨대, 측정자에 대응하는 체지방 대조표가 다음 표 6과 같고, 산출된 체질량 지수가 23.98이라면 해당 체질량지수가 체지방 대조표에 존재하므로 측정자의 체지방율은 21.2가 된다.

체질량지수	체지방율
...
20.44	20.2
23.98	21.2
21.19	21.8
...

그런데 측정자의 체질량지수가 22.40이라할 경우에는 해당 체질량지수가 체지방 대조표에 존재하지 않으므로 기울기를 고려하여 계산해야 한다. 체지방 대조표가 상기 표 6과 같은 경우 ,체질량 지수 변화 대비 체지방율 변화 기울기의 그래프는 도 8에 도시된 바와 같다.

도 8을 참조하면, 횡축은 체질량 지수를 나타내고 종축은 체지방율을 나타내며, 본 발명에 따라 체질량 지수 변화 대비 체지방율 변화 기울기를 통한 체지방율을 구하는 방식은 다음과 같다.

먼저, 다음 수학식 4에 따라 기울기를 구한 후, 기울기를 이용하여 다음 수학식 5와 같이 체지방율을 구한다.

따라서 상기 표 6 및 도 8과 같이 체질량지수가 22.40인 경우에는 체지방율은 20.2 + ((22.40 - 20.44) * ((21.2-20.2)/(23.98-20.44))) = 20.75 로 구해진다.

5. 체지방율 보정단계

위와 같이 체지방 대조표에 의해 체지방율을 구한 후, 최종적인 체지방율은 다음 수학식6에서와 같이 보정을 통해 구한다. 즉, 최종 체지방율은 체지방 대조표로 구한 체지방율에 체격과 체형, 비만도에 따른 보정을 통해 구해지며, 따라서 같은 체질량지수라 하더라도 개인의 체격, 체질 차이에 따른 보정에 의해 체지방율은 다르게 구해진다.

본 발명의 실시예에서 보정은 다음 수학식 6과 같이 측정자의 근육량에 대응한 '근육 보정계수'와, 복부 비만도에 대응한 '복부 비만도 보정계수', 체격(골격)에 대응한 '체격 보정계수'에 의해 이루어지는데 이러한 보정요소는 하나의 예에 불과한 것이고, 이들 보정요소 중에서 어느 하나의 요소만을 고려하거나 다른 요소들을 부가하여 고려할 수도 있다.

근육량이 매우 많거나 골격이 굵은 사람들의 경우, 또는 근육량이 매우 적거나 골격이 가는 사람들의 경우는 동일한 체중의 일반적인 사람들과 비교하여 체성분이 상당히 다르게 나타난다. 예를 들어, 레슬링 선수의 경우, 같은 체중의 일반인에 비해 체지방율이 낮게 나타나며, 반면에 복부 비만이 심한 사람은 체지방율이 높게 나타난다. 따라서 각 개인의 체격이나 체질에 따른 보정이 필요하다. 이런 보정을 통해 특이한 체격 혹은 체질 소유자들도 정밀한 측정치를 얻을 수 있다.

먼저, 각 항목별로 다수의 표본(통계적 의미가 있는 수의 표본) 조사를 통해 근육량(체격이나 체질)에 따른 등급을 구분하고, 각 등급에 따른 보정계수를 구한다. 즉, 정상 체질량 지수(21~23)에 해당되는 표본을 선정하여 체지방율, 근육량, 복부비만도, 체격을 조사한다. 이어 전체 표본의 평균 근육량, 복부 비만도, 체격(어깨 넓이)을 구한 후 체지방율 분포에 따라 표본을 5개 등급으로 분류한다. 그리고 각 등급의 근육량, 복부 비만도, 체격(어깨 넓이)의 범위를 구하여 대조표의 체지방율과 각 등급의 체지방율의 차이를 통해 각 등급의 보정계수를 구한다.

다음 표 7은 위와 같은 절차를 통해 구한 근육량에 따른 보정을 위한 근육보정표의 예이이다.

근육소유정보	근육 보정계수
근육이 아주 많음	0.8
근육이 다소 많음	0.9
보통(일반형)	1
근육이 부족함(운동부족형)	1.1
근육이 아주 부족함(심한운동 부족형)	1.2

상기 표 7과 같이 근육보정표가 정의되면, 측정자의 근육량에 따라 등급을 확인하여 해당되는 보정 계수를 적용한다. 즉, 대조표의 체지방율에 근육보정표에서 해당하는 등급의 보정 계수를 곱하여 근육 보정 체지방율을 구한다.

이어서 복부 비만도 등급을 확인하여 해당되는 보정 계수를 적용한다. 복부 비만도에 의한 보정을 위해서 먼저 복부 비만 보정표를 남녀 성별로 구분하여 정의한다. 다음 표 8은 남자의 경우 복부비만 보정표의 예로서, 복부 비만도에 따라 보정 계수를 정의한다.

복부 비만도	보정계수
0.85 이하	0.8
0.85~0.9	0.9
0.9~0.95	1
0.95~1.0	1.1
1.0 이상	1.2

측정자의 복부비만도에 따라 일차 보정된 체지방율에서 해당하는 등급의 보정 계수를 곱하여 복부 비만 보정 체지방율을 구한다.

이어 체격(골격)의 등급을 확인하여 해당되는 보정 계수를 적용한다. 체격에 의한 보정은 복부 비만 체지방율에 체격 보정표에서 해당하는 등급의 보정 계수를 곱하여 최종 체지방율을 구한다. 체격(골격)에 따른 보정은 분류 기준이 될 수 있는 체격의 척도(예컨대, 어깨넓이, 머리크기, 뼈굵기 등)에 따라 다양하게 나타날 수 있으나 어깨넓이를 척도로 한 경우 체격 보정표는 다음 표 9와 같다.

어깨넓이(Cm)	체격 보정계수
45 이하	1.2
45~48	1.1
48~51	1
51~54	0.9
54 이상	0.8

이와 같이 측정자의 근육정도, 복부 비만도, 어깨넓이 등을 고려하여 최종적으로 도 9에 도시된 바와 같이 정확한 체지방율을 출력하여 표시한다. 도 9는 본 발명에 따른 실제 측정 화면의 예로서, 측정 체중과 산출된 체질량 지수, 보정된 체지방율이 표시되어 있다.

한편, 이상에서 살펴 본 통계치를 통한 환산의 특성상, 특이한 체질을 가진 개인의 예외치를 100% 보정하기는 어려울 것이다. 따라서 개인별로 고정밀도 측정 기기에서 얻어진 측정치와 체중계 측정치와의 차이값을 입력할 수 있게 하여 개인별로 보정을 할 수 있도록 함으로써 보다 정확한 측정이 가능하도록 한다. 만약, 체중계를 사용하는 개인이 자신의 체지방율을 확신한다면 그 수치를 입력할 수도 있고, 이후 체중계에서 산출되어 나타나는 값은 입력받은 수치를 기준으로 보정되어 나타난다.

도 10은 본 발명에 따라 웹을 이용하여 체지방율을 산출하는 화면의 예이다.

본 발명에 따른 체지방 대조표를 이용한 체지방 산출 방법에서는 정확한 체중, 신장 등 몇가지 자신의 신체 정보를 알고 있다면 별도의 측정없이 체지방율을 산출할 수 있다. 따라서 체중계에 구현된 체지방 환산 알고리즘을 웹페이지 상에 구현하여 네트웍에 연결된 사람이라면 누구라도 자신의 체지방을 알아 볼 수 있다.

도 10을 참조하면, 웹 서비스 사이트에 접속하면, 로그인한 후 측정자의 정보를 입력하고, 체중과 신장 등 신체정보를 입력하면 체지방율을 산출하여 그래프와 함께 표시해준다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 비만과 관련하여 인체의 측정에서 직접 측정이 가능한 물리량인 체중과 신장을 지표로 하는 체질량 지수를 구한 후 체지방율을 산출하고, 다시 이를 개인특성에 맞게 보정함으로써 매우 정확하게 체지방율을 구할 수 있다. 특히, 본 발명에서 사용되는 디지탈 체중계는 50g 눈금으로 체중을 측정하므로 매우 정확한 수치까지 측정할 수 있고, 옷무게를 감안하여 측정자의 순수한 체중만으로 체지방율을 산출한다.

또한 실제 체지방율은 하루 중 크게 변하지 않는데 반하여 기존의 체지방율 측정기는 측정 당시의 체중에 따라 측정 결과의 차이가 심하였으나 본 발명은 일 최저 체중 및 시계열분석을 이용하여 체중의 변화를 고려하여 정확하게 체지방율을 산출할 수 있다.

또한 같은 체중이라도 개인의 체질, 체격에 따라 체지방율이 크게 다르므로 본 발명에서는 측정자의 근육량, 복부 비만정도, 체격(골격) 등 측정자의 신체적 특성을 고려하여 체지방율을 정밀하게 보정함으로써 보다 정확하게 체지방율을 구할 수 있다. 더욱이 본 발명에서는 개인의 체지방율을 지속적으로 측정하고, 누적된 데이터를 분석하여 좀 더 정확성을 높이고, 이를 위해 컴퓨터의 데이터 처리 능력을 이용한다.

도 1은 본 발명이 적용되기에 적합한 컴퓨터 연결형 체중계 시스템을 도시한 구성 블럭도,

도 2는 본 발명에 따른 체지방율 산출 장치의 기능 블럭도,

도 3은 본 발명에 따라 체지방율을 산출하는 절차를 도시한 순서도,

도 4는 도 3에 도시된 입력단계에서 옷입고 재기 모드의 입력 화면 예,

도 5는 도 3에 도시된 입력단계에서 체격, 체질 보정을 위한 입력화면의 예,

도 6은 단일시점 측정법에 의한 체지방율 그래프 화면의 예,

도 7은 시계열 분석법에 의한 체지방율 그래프 화면의 예,

도 8은 체질량지수 변화 대비 체지방율 변화 기울기를 도시한 그래프의 예,

도 9는 본 발명에 따른 옷무게 적용 상태의 실제 측정 화면의 예,

도 10은 웹을 이용한 측정화면의 예.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 체중계 20: 개인용 컴퓨터

23: 응용 소프트웨어 30: 인터넷

40: 체중관리 사이트 210; 입력부

220: 연산부 230: 체중측정부

240: 메모리 240-1,240-2: DB

250: 표시부

Claims (8)

1. 성별, 연령별로 체지방 대조표를 생성하여 저장하는 단계;

   측정자의 성별, 연령, 신장, 옷무게 등 측정자의 정보를 입력하는 단계;

   피시(PC) 연결형 디지털 체중계를 이용하여 체중을 측정하는 단계;

   상기 측정된 체중값과 입력된 신장값으로부터 측정자의 체질량 지수를 산출하는 단계;

   상기 저장된 체지방 대조표에서 측정자의 조건 해당되는 성별 및 연령의 체지방 대조표를 읽어와 상기 산출된 체질량 지수에 의해 체지방율을 산출하는 단계;

   상기 산출된 체지방율을 측정자의 신체조건에 따라 보정하는 단계; 및

   상기 보정된 체지방율을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PC 연결형 체중계를 이용한 체지방율 산출 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 체중 측정단계는

   입력단계에서 입력된 옷무게를 측정된 체중값에서 감산하여 실제 체중값을 산출하고, 이전에 기록된 데이터의 최저 체중치를 이용하여 측정시간의 변화에 따른 측정 체중값의 오차를 보정하는 것을 특징으로 하는 PC 연결형 체중계를 이용한 체지방율 산출 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 체지방율을 산출하는 단계는

   상기 체지방 대조표에서 해당 체질량지수의 값이 없을 경우, 인접 값의 기울기를 이용하여 체지방율을 산출하는 것을 특징으로 하는 PC 연결형 체중계를 이용한 체지방율 산출 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 보정단계는

   산출된 체지방율을 근육량의 정도에 따라 보정하는 것을 특징으로 하는 PC 연결형 체중계를 이용한 체지방율 산출 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 보정단계는

   산출된 체지방율을 복부 비만도에 따라 보정하는 것을 특징으로 하는 PC 연결형 체중계를 이용한 체지방율 산출 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 보정단계는

   산출된 체지방율을 체격(골격)에 따라 보정하는 것을 특징으로 하는 PC 연결형 체중계를 이용한 체지방율 산출 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 체지방율 산출 방법은 웹을 통해 서비스되는 것을 특징으로 하는 PC 연결형 체중계를 이용한 체지방율 산출 방법.
8. 측정자 정보와 설정값 등을 입력하기 위한 입력부;

   입력된 측정자 정보와 성별/연령별 체지방 대조표가 저장된 메모리;

   측정자의 현재체중을 측정하기 위한 체중 측정수단;

   체중 측정 후 상기 입력부를 통해 입력된 정보와, 상기 메모리에 저장된 신장정보로부터 체질량 지수를 산출하는 체질량 지수 산출부;

   측정자에 대응하는 체질량 대조표를 참조하여 상기 체질량 지수로부터 체지방율을 산출하는 체지방율 산출부;

   상기 산출된 체지방율을 근육량이나 복부 비만도, 골격 등에 따라 보정하는 보정부; 및

   상기 보정된 체지방율을 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 PC 연결형 체중계를 이용한 체지방율 산출 장치.