KR20130027187A - 상호 연결된 상판부 및 지지대를 사용하여 체성분을 측정하는 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

체성분를 측정하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 체성분 측정 장치의 지지대는 본체부의 상판부와 연결된다. 피측정자의 체중을 측정하는 로드셀은 상판부의 아래에 위치한다. 하판부는 상판부 및 로드셀을 지지한다. 로드셀은 상판부, 지지대 및 핸들부의 무계를 반영하여 영점 조절된다. 상기의 영점 조절에 의해 피측정자의 체중이 지지대 및 핸들부 등에 분산되어 실리더라도 피측정자의 체중이 정확하게 측정될 수 있다. 또한, 피측정자가 체중을 측정하기 위한 특별한 자세를 취할 필요가 없기 때문에 체성분 측정 절차가 단순하고 신속하게 수행될 수 있다.

Description

상호 연결된 상판부 및 지지대를 사용하여 체성분을 측정하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR BODY COMPOSITION MEASUREMENT HAVING UPPER PLATE AND SUPPORT FRAME LINKED MUTUALLY}
아래의 실시예들은 체성분 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
상판부 및 지지대가 상호 연결된 체성분 측정 장치 및 상기의 체성분 측정 장치를 사용하여 피측정자의 체성분을 측정하는 방법이 개시된다.
인체는 수분, 단백질, 뼈 및 지방으로 구성되어 있다. 따라서, 상기의 수분, 단백질, 뼈 및 지방의 합은 체중을 이룬다.
체성분 측정은, 이러한 인체(또는, 다른 생명체)를 구성하는 개별 성분을 정량적으로 측정하는 것이다.
비만 및 근육량 등 건강에 대한 관심이 증대되고, 체지방량 측정에 대한 필요성이 증대됨에 따라, 다양한 체성분 측정기의 개발이 활성화되었다.
예컨대, 체내 지방량은, 피측정자가 비만인지 여부를 판단하는 주요 지표로서, 성인병의 발병 원인이 될 수 있으며, 미용과도 깊은 관련이 있다. 또한, 채내 수분량은, 몸의 중요한 구성 요소이면서 에너지를 발생시키는 근육량과 밀접한 관계가 있다. 체내 근육량은 피측정자의 영양상태를 나타내는 지표로서, 넓은 의학적 응용 범위를 갖는다.
특히, 암 환자 또는 투석기 환자와 같이, 질병의 추이 및 영양 상태가 상호 관련된 질병을 갖는 환자에 대해서는, 체내 근육량을 주기적으로 측정함으로써 질병의 진행 속도나 치료의 효과가 진단될 수 있다. 또한, 체내 근육량을 주기적으로 측정함으로써, 소아의 성장 또는 발육 상태가 진단될 수 있고, 노약자의 영양 상태 또한 진단될 수 있다. 따라서, 체성분의 구성 요소를 파악하는 것은 인체에 대한 가장 기초적인 검진으로서 필요성이 증대되고 있다.
체성분을 분석하는 방법으로서, 생체 전기 임피던스(Bioelectrical Impedance Analysis)를 이용한 방법이 사용될 수 있다. 생체 전기 임피던스를 이용한 체성분 분석 방법은, 적은 비용이 들고 인체에 무해하다는 장점을 갖기 때문에, 폭 넓게 사용될 수 있다.
생체 전기 임피던스 방법은 피측정자의 체내로 약한 교류 전류를 보냄으로써 인체의 전기 저항 또는 전기 임피던스를 측정한다. 생체 전기 임피던스 방법은 측정된 전기 임피던스(또는, 전기 저항) 및 피측정자에 대한 정보를 이용하여 피측정자의 체액의 양, 근육량, 및 체지방량 등을 산출할 수 있다.
피측정에 대한 정보는 피측정자의 신장, 체중, 연령 및 성별 등을 포함할 수 있다. 이러한 피측정자에 대한 정보는, 측정 또는 사용자의 입력에 의해 획득될 수 있다. 예컨대, 피측정자의 연령 및 성별은, 예컨대 키보드를 사용한, 입력 등을 통해 체성분 측정 기기로 입력될 수 있다. 또한, 피측정자의 신장 및 체중은, 실제 측정 또는 입력을 통해 체성분 측정 기기로 입력될 수 있다.
이러한 체성분 측정 방법은, 한국공개특허 제10-2006-0028230호, 제10-2005-0120576호 및 제10-2004-0015838호 등을 통해 제안되었다.
본 발명의 일 실시예는 본체의 상판부 및 지지대가 상호 연결된 체성분 측정 장치 및 상기의 체성분 측정 장치를 사용한 체성분 측정 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 피측정자의 정보를 입력받거나 피측정자의 생체 임피던스를 측정하는 동시에 피측정자의 체중을 측정하는 체성분 측정 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따르면, 피측정자의 양 손에 접촉하는 핸들부, 상기 피측정자의 양 발에 접촉하는 상판부, 상기 상판부의 아래에 위치한 로드셀, 상기 상판부 및 상기 로드셀을 지지하는 하판부 및 상기 상판부 및 상기 핸들부에 결합된 지지대를 포함하고, 상기 피측정자의 체중에 의한 힘은 상기 상판부를 통해 상기 로드셀로 가해지고, 상기 로드셀은 상기 로드셀로 가해진 힘에 기반하여 상기 피측정자의 체중과 관련된 체중 정보를 생성하는, 체성분 측정 장치가 제공된다.
상기 상판부는, 상기 피측정자의 오른발과 접촉하는 제1 전극부 및 상기 피측정자의 왼발과 접촉하는 제2 전극부를 포함할 수 있다.
상기 핸들부는, 상기 피측정자의 오른손과 접촉하는 제3 전극부 및 상기 피측정자의 왼손과 접촉하는 제4 전극부를 포함할 수 있다.
상기 체성분 측정 장치는, 상기 체중 정보, 제1 전극부, 제2 전극부, 제3 전극부 및 제4 전극부를 통해 측정된 신호에 기반하여 상기 피측정자의 체성분을 산출하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 체성분 측정 장치는, 상기 피측정자의 사용자 정보를 입력 받는 입력부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 제1 전극부, 제2 전극부, 제3 전극부 및 제4 전극부를 통해 상기 피측정자의 임피던스를 측정할 수 있고, 상기 체중 정보, 상기 사용자 정보 및 상기 측정된 임피던스에 기반하여 상기 피측정자의 체성분을 산출할 수 있다.
상기 로드셀은 상기 핸들부, 상기 지지대 및 상기 상판부의 무게를 반영하여 영점 조절될 수 있다.
상기 체성분 측정 장치는, 일 말단은 상기 상판부와 결합되고 다른 말단은 상기 지지대와 결합된 힌지를 더 포함할 수 있다.
상기 체성분 측정 장치는, 상기 상판부의 바닥 면 또는 상기 하판부의 바닥 면에 부착된 지지부를 더 포함할 수 있다. 상기 체성분 측정 장치가 평형을 유지할 때 상기 지지부 및 지면은 일정한 거리를 유지할 수 있다.
상기 지지부는, 나사 면을 통해 상기 상판부의 바닥 면 또는 상기 하판부의 바닥 면에 부착되고, 상기 거리는 상기 지지부의 회전에 의해 조절될 수 있다.
상기 핸들부는 우 핸들, 좌 핸들, 우 케이블 및 좌 케이블을 포함할 수 있다. 상기 우 핸들은 상기 우 케이블을 통해 상기 체성분 측정 장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 좌 핸들은 상기 좌 케이블을 통해 상기 체성분 측정 장치와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 로드셀은 상기 우 핸들, 상기 좌 핸들, 상기 우 케이블 및 상기 좌 케이블의 무게를 반영하여 영점 조절될 수 있다.
본 발명의 다른 일 측에 따르면, 로드셀이 피측정자의 체중을 측정하여 상기 체중과 관련된 정보를 생성하는 단계, 입력부가 상기 피측정자의 사용자 정보를 수신하는 단계, 임피던스 측정부가 상기 피측정자의 임피던스를 측정하는 단계 및 체성분 측정부가 상기 체중과 관련된 정보, 상기 사용자 정보 및 상기 임피던스에 기반하여 상기 피측정자의 체성분을 측정하는 단계를 포함하고, 상기 체중을 측정하는 단계는 상기 사용자 정보를 수신하는 단계 및 상기 임피던스를 측정하는 단계 중 적어도 하나의 단계와 병렬로 수행되는, 체성분 측정 방법이 제공된다.
상기 임피던스를 측정하는 단계는, 제어부가 상기 피측정자가 상기 임피던스를 측정하기에 적합한 자세를 취하였는지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 사용자 정보를 수신하는 단계는, 상기 피측정자가 상기 입력부를 조작하여 상기 사용자 정보를 입력하는 것을 대기하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 임피던스는 상기 피측정자의 양 손에 접촉하는 핸들부 및 상기 피측정자의 양 발에 접촉하는 상판부를 통해 측정될 수 있다.
상기 로드셀은 상기 상판부의 아래에 위치할 수 있다. 상기 상판부 및 상기 핸들부는 지지대를 통해 결합될 수 있다.
상기 피측정자의 체중에 의한 힘은 상기 상판부를 통해 상기 로드셀로 가해질 수 있고, 상기 로드셀은 상기 로드셀로 가해진 힘에 기반하여 상기 피측정자의 체중과 관련된 체중 정보를 생성할 수 있다.
본체의 상판부 및 지지대가 상호 연결된 체성분 측정 장치 및 상기의 체성분 측정 장치를 사용한 체성분 측정 방법이 제공된다.
피측정자의 정보를 입력받거나 피측정자의 생체 임피던스를 측정하는 동시에 피측정자의 체중을 측정하는 체성분 측정 장치 및 방법이 제공된다.
도 1은 체성분 측정 장치를 나타낸다.
도 2는 체성분 측정 장치를 사용한 체성분 측정 절차를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정 장치를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 체성분 측정 장치를 사용한 체성분 측정 절차를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 지지부를 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 예에 따른 핸들부의 구성을 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 예에 따른 체성분 측정 장치의 체성분 측정을 위한 구성을 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정 방법의 흐름도이다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예를, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 체성분 측정 장치를 나타낸다.
체성분 측정 장치(100)는 본체부(110), 지지대(120), 핸들부(130), 입력부(140) 및 출력부(150)를 포함할 수 있다. 체성분 측정 장치(100)의 구성 요소 중 본체부(110)를 제외한 일부는 본체부(110)의 윗 편에 위치한다. 체성분 측정 장치(100)의 구성 요소 중 본체부(110)를 제외한 일부를 상체부로 명명한다. 예컨대, 상체부는 지지대(120), 핸들부(130), 입력부(140) 및 출력부(150)를 포함할 수 있다.
지지대(120)는 본체부(110)에 결합되어, 본체부(110)로부터 상부로 연장된다.
지지대(120)의 상부에 있는 핸들부(130)에는 오른손 전극부(180) 및 왼손 전극부(190)가 연결되어 있다. 즉, 핸들부(130)(또는 체성분 측정 장치(100))는 오른손 전극부(180) 및 왼손 전극부(190)를 포함할 수 있다. 사용자는 선 자세에서 양 손의 전극부들(180 및 190)을 잡을 수 있고, 입력부(140)를 조작할 수 있고, 출력부(150)를 확인할 수 있다.
본체부(110)는 하판부(112), 로드셀(load cell)(114) 및 상판부(116)를 포함할 수 있다.
상판부(116)의 상부에는 오른발 전극부(160) 및 왼발 전극부(170)가 연결되어 있다. 즉, 상판부(또는, 본체부(110)나 체성분 측정 장치(100))는 오른발 전극부(160) 및 왼발 전극부(170)를 포함할 수 있다.
피측정자는 상판부(116) 위에 올라서서 자신의 체성분을 측정한다. 구체적으로, 피측정자는 체성분 측정을 위해 상판부(116) 위의 오른발 전극부(160) 위에 자신의 오른발을 올려 놓으며, 왼발 전극부(170) 위에 자신의 왼발을 올려 놓는다. 따라서, 상판부(116)는 발판의 역할을 한다.
로드셀(114)은 상판부(110)의 아래에 위치한다. 로드셀(114)은 상판부(116)의 아랫 면에 부착될 수 있다. 로드셀(114)은 로드셀의 윗면으로 가해지는 힘을 측정함으로써 피측정자의 체중을 측정하거나, 피측정자의 체중에 관련된 정보를 생성할 수 있다.
하판부(112)는 상판부(116) 및 로드셀(114)을 지지한다. 따라서, 하판부(112)를 지지부로 명명할 수 있다. 또한, 하판부(112)는 지지대(112)를 포함한 상체부를 지지한다. 즉, 하판부(112) 및 상체부는 일체로 상호 연결(또는, 결합)된다.
도 2는 체성분 측정 장치를 사용한 체성분 측정 절차를 나타낸다.
도 2에서, 체성분 측정 장치(100)를 이용한 3 단계의 체성분 측정 절차가 도시되었다.
제1 단계(210)는, 피측정자의 체중을 측정하는 단계이다.
체중을 측정하는 로드셀(114)은 상판부(116) 만을 지지한다. 즉, 지지대(120) 등 상체부의 구성 요소들은 하판부(112)에 연결되어 있기 때문에, 상체부의 무게로 인해 가해지는 힘은 로드셀(114)로는 전달되지 않는다. 따라서, 피측정자의 체중이 핸들부(130) 등을 통해 분산될 경우, 분산된 체중은 하판부(112)에 가해질 뿐 로드셀(114)의 측정 결과에 반영되지 않는다. 따라서, 제1 단계(210)에서, 피측정자의 체중은 상판부(116)에만 실려야 하며, 피측정자는, 지지대(120)에 기대거나 핸들부(130)를 붙잡는 등의 행동을 하면 안된다. 이러한 제약은, 특히 피측정자의 거동이 불편한 경우, 체성분 측정에 있어서 곤란함을 야기한다.
제2 단계(220)는, 피측정자의 사용자 정보를 입력하는 단계이다.
피측정자는 입력부(140)를 통해 사용자 정보를 입력한다. 사용자 정보 및 상기 사용자 정보의 사용 방법의 일 예가 도 7을 참조하여 하기에서 상세히 설명된다. 피측정자가 사용자 정보를 입력할 경우, 피측정자는 사용자 정보를 입력하기 위해 움직일 수 있다. 이-, 상기의 움직임에 의해 상판부(116)를 통해 로드셀(114)로 가해지는 피측정자의 체중이 불규칙하게 변동할 수 있다.
제3 단계(230)는, 피측정자의 임피던스를 측정하기 위해, 피측정자가 양 손의 전극부들(180 및 190)를 잡는 동작을 취하는 단계이다. 이 때, 피측정자의 전극부들(180 및 190)을 잡음에 의해, 피측정자의 체중이 상판부(116)를 통해 로드셀(114)로 전부 전달되지 않고, 상체부를 통해 하판부(112)로 분산될 수 있다.
전술된 단계들(210, 220 및 230)은 체성분 측정 장치(100)의 기능에 따라 임의의 순서로 수행될 수도 있다. 그러나, 피측정자의 체중이 상판부(116)를 통해 로드셀(114)로 가해져야하는 체성분 측정 장치(100)의 특성 상, 제1 단계(210)는 제2 단계(220) 및 제3 단계(230)와 분리되어 수행되어야 한다. 또한, 체성분 측정 장치(100)는 출력부(150)를 통해, 영상 또는 음성 등을 사용하여 피측정자가 각 단계(210, 220 및 230)에 적합한 자세를 취해줄 것을 요청하여야 하고, 피측정자가 적합한 자세를 취했는지 여부를 양 손의 전극부들(180 및 190) 및 양 발의 전극부들(160 및 170)을 통해 수신되는 신호 등을 사용하여 확인해야 한다.
경우에 따라(예컨대, 피측정자가 지지대(120) 또는 핸들부(130) 등에 기댄 경우), 체성분 측정 장치(100)는 피측정자가 적합한 자세를 취했는지 여부를 정확하게 판별하지 못할 수 있으며, 피측정자의 체중을 정확하게 측정하지 못할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정 장치를 나타낸다.
체성분 측정 장치(300)(이하, 장치(300)로 약술한다)는 하판부(312), 로드셀(314), 상판부(316), 지지대(320), 핸들부(330)를 포함한다. 장치(300)는 힌지(318), 입력부(340), 출력부(350)를 더 포함할 수 있다. 하판부(312), 로드셀(314), 상판부(316) 및 힌지(318)는 본체부(310)를 구성할 수 있다. 상체부는 지지대(320) 및 핸들부(330)를 의미할 수 있다.
입력부(340) 및 출력부(350)의 도시된 위치는 단지 예시적인 것이다. 입력부(340) 및 출력부(350)는 장치(300) 내의 다른 곳(예컨대, 상판(316)의 위)에 위치할 수 있다. 만약, 도시된 것처럼, 입력부(340) 및 출력부(350)가 상체부(예컨대, 지지대(320) 및 핸들부(330)의 결합 지점)에 위치한 경우, 상체부는 입력부(340) 및 출력부(350)를 더 포함할 수 있다.
핸들부(330)는 피측정자의 양 손에 접촉한다.
상판부(316)는 피측정자의 양 발에 접촉한다.
로드셀(314)은 상판부(316)의 아래에 위치한다. 로드셀(314)은 상판부(316)의 아랫 면에 부착될 수 있다. 로드셀(314)은 로드셀의 윗면으로 가해지는 힘을 측정함으로써 피측정자의 체중을 측정할 수 있다. 피측정자의 체중에 의핸 힘은 상판부(316)를 통해 로드셀(314)로 가해진다. 로드셀(314)은 로드셀(314)로 가해진 힘에 기반하여 피측정자의 체중을 측정하거나, 피측정자의 체중과 관련된 체중 정보를 생성할 수 있다.
로드셀(314)은 상체부, 즉 핸들부(330), 지지대(320) 및 상판부(316)의 무게를 반영하여 영점 조절될 수 있다. 예컨대, 입력부(340) 및 출력부(350)가 상체부에 포함된 경우, 로드셀(314)은 입력부(340) 및 출력부(350)의 무게를 반영하여 영점 조절될 수 있다.
장치(300)는 힌지(318)를 더 포함할 수 있다. 힌지(318)는 직각(또는, 직각에 가까운 각도)으로 굽어진 형태를 가질 수 있다. 힌지(318)의 직각 면의 일 말단은 상판부(316)와 결합될 수 있고, 다른 말단은 지지대(320)와 결합(또는, 연결)될 수 있다. 장치(300)가 힌지(318)를 포함하는 경우, 로드셀(314)은 힌지의 무게를 반영하여 영점 조절될 수 있다.
지지대(320)는 상판부(316) 및 핸들부(330)에 결합된다. 지지대(320)는 피측정자가 용이하게 핸들부(330)를 쥘 수 있도록, 핸들부(320)가 상판부(316)로부터 일정한 간격을 가질 수 있게 한다.
입력부(340)는 피측정자의 사용자 정보를 입력 받을 수 있다.
출력부(350)는 체성분 측정 결과 및 체성분 측정을 위해 피측정자에게 전달할 메시지를 출력할 수 있다.
하기에서, 장치(300)의 전극에 대해 설명한다.
상판부(316)는 피측정자의 오른발과 접촉하는 오른발 전극부(360) 및 피측정자의 왼발과 접촉하는 왼발 전극부(370)를 포함할 수 있다. 핸들부(330)는 피측정자의 오른손과 접촉하는 오른손 전극부(380) 및 피측정자의 왼손과 접촉하는 왼손 전극부(390)를 포함할 수 있다.
4 개의 전극부들(360, 370, 380 및 390)은 각각 전압이 인가되는 전압 전극(364, 374, 382 또는 392) 및 전류가 인가되는 전류 전극(362, 372, 384 또는 394)를 포함할 수 있다.
오른발 전극부(360)는 피측정자의 오른발(또는, 오른발바닥)에 접촉하는 오른발 전압 전극(364) 및 오른발 전류 전극(362)을 포함할 수 있다. 왼발 전극부(370)는 피측정자의 왼발(또는, 왼발바닥)에 접촉하는 왼발 전류 전극(374) 및 왼발 전압 전극(372)을 포함할 수 있다. 오른손 전극부(380)는 피측정자의 오른손에 접촉하는 오른손 전압 전극(382) 및 오른손 전류 전극(384)을 포함할 수 있다. 왼손 전극부(390)는 피측정자의 왼손에 접촉하는 왼손 전압 전극(392) 및 왼손 전류 전극(394)을 포함할 수 있다.
여기서, 전극부들(360, 370, 380 및 390) 내에서의 전압 전극들(364, 374, 382 및 392) 및 전류 전극들(362, 372, 384 및 394)의 위치는 예시적인 것으로, 전압 전극들(360, 370, 380 및 390) 및 전류 전극들(362, 372, 384 및 394)의 위치는 서로 바뀔 수 있다.
예컨대, 도 3에서 오른손 전압 전극(382)는 오른쪽 엄지와 접촉하고, 오른손 전류 전극(384)은 오른쪽 손바닥과 접촉하는 것으로 도시되었지만, 반대로 오른손 전압 전극(382)이 오른쪽 손바닥과 접촉하고, 오른손 전류 전극(384)이 오른쪽 엄지와 접촉하도록 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 체성분 측정 장치를 사용한 체성분 측정 절차를 나타낸다.
도 4의 제1 단계(410)는 도 2의 제2 단계(220)에 대응할 수 있다. 도 4의 제2 단계(420)는 도 2의 제3 단계(230)에 대응할 수 있다..
도 3에서 도시된 것과 같이, 상체부는 상판부(116)와 물리적으로 연결되었다. 상체부의 무게로 인해 가해지는 힘은 상판부(116)를 통해 로드셀(114)로 전달된다. 따라서, 피측정자가 상체부에 접촉하거나 상체부에 기댄 경우라도 피측정자의 무게로 가해지는 힘은 모두 로드셀(114)로 전달될 수 있다. 로드셀(114)은 상체부의 모든 구성 요소들의 무게로 인해 가해지는 힘을 기준으로 영점 조절되어 있다. 따라서, 피측정자가 상체부에 접촉하거나 상체부에 기댄 경우라도, 로드셀(114)은 순수한 피측정자의 체중(또는, 상기 체중에 의해 가해지는 힘)을 인식할 수 있다.
따라서, 도 2를 참조하여 설명된 체성분 측정 절차와는 다르게, 체성분 측정 장치(300)는 피측정자의 체중을 측정하기 위한 별개의 단계를 요구하지 않을 수 있다. 피측정자의 사용자 정보를 입력하는 제1 단계(410) 및 피측정자의 임피던스를 측정하는 제2 단계(420)는 각각 별개로 수행될 수 있으나, 피측정자의 체중은 제1 단계(410) 및 제2 단계(420) 중 적어도 하나의 단계와 동시에 수행될 수 있다.
또한, 피측정자의 거동에 대한 제약이 감소하였기 때문에, 단계(410 및 420)의 진행에 대한 안내 및 피측정자가 바른 자세를 취하게 하기 위한 안내의 필요가 감소한다. 안내에 필요한 일부 단계 및 체중을 측정하기 위해 피측정자가 부동 자세를 유지해야하는 단계가 제거됨에 의해, 체성분 측정을 위해 소요되는 시간이 감소할 수 있다.
또한, 사용자 정보 입력 및 임피던스 측정의 2 개의 단계들로만 체성분이 측정될 수 있기 때문에, 피측정자는 반드시 고정된 순서로 단계들(410 및 420)을 진행할 필요가 없으며, 장치(300)의 구성이 단순해질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 지지부를 설명한다.
장치(300)는 하판부(312) 등 장치(300)를 고정시키기 위한 고정부(510)를 포함할 수 있다. 고정부(510)는 하판부(312) 또는 상판부(316)를 지지할 수 있다.
도 3을 참조하여 전술된 것처럼, 상체부는 상판부(316) 위에 올려질 수 있으며, 힌지(318)를 통해 상판부(316)의 측면으로 연결될 수 있다. 이러한 경우, 장치(300)는, 상체부가 하판부(312)에 연결된 경우에 비해, 상체부가 지면으로부터 더 멀리 떨어진 불안정한 구조를 가질 수 있다. 따라서, 피측정자가 상체부에 과도한 힘을 가할 경우, 장치(300)가 기울어지거나 쓰러질 수 있다. 톡히, 피측정자가 고령자인 경우, 체성분 측정을 위해 장치(300) 위로 오르면서 상체부를 잡을 가능성이 높다.
지지부(520)는 장치(300)의 균형을 유지한다. 지지부(520)는 상체부에 힘이 가해지더라도 장치(300)가 기울어지거나 쓰러지는 것을 방지한다. 지지부(520)는 하판부(312)의 바닥 면에 부착될 수 있다. 장치(300)가 평형을 유지할 때, 지지부(520) 및 지면은 일정한 거리를 유지한다. 또한, 지지부(520)는 상판부(316)(또는, 힌지(318))의 바닥 면에 부착될 수 있다. 이때, 상판부(316)(또는, 힌지(318)) 중 지지부(520)가 부착된 부분은 하판부(312)에 비해 돌출된 부분이다.
지지부(520)는 나사 면을 통해 하판부(312), 상판부(316) 또는 힌지(318)의 바닥 면에 부착될 수 있다. 지지부(520)는 회전에 의해 상기의 바닥 면으로 더 삽입될 수 있다. 따라서, 지지부(520) 및 지면과의 거리는 지지부(520)를 회전시킴으로써 조절될 수 있다.
고정부(510) 및 지지부(520)는 탄성력있는 소재로 만들어질 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 예에 따른 핸들부의 구성을 설명한다.
핸들부(330)는 우 핸들(632) 및 좌 핸들(636)을 포함할 수 있다. 도 3의 고정된 핸들부(330)와는 달리, 본 예의 핸들부(330)는 피측정자가 들어올릴 수 있는 핸들들(632 및 634)을 포함한다.
우 핸들(632)은 오른손 전극부(380)를 포함하고, 좌 핸들(634)는 왼손 전극부(390)를 포함한다.
양 손의 전극부들(380 및 390)를 통해 측정된 신호는 장치(300)의 다른 부분으로 전송되어야 한다. 따라서, 우 핸들(632)은 우 케이블(634)을 통해 장치(300)와 전기적으로 연결되고, 좌 핸들(636)은 좌 케이블(638)을 통해 장치(300)와 전기적으로 연결된다.
핸들부(330)가 케이블을 통해 연결된 경우, 피측정자는 생체 정보 측정을 위해 자신의 양 손으로 좌 핸들(632) 및 우 핸들(634)을 들어올린다. 이-, 피측정자의 체중에 양 핸들들(632 및 636)의 무게가 더해질 수 있다. 따라서, 도 1을 참조하여 설명된 것과 같이, 로드셀(114)이 하판부(112)에 연결된 경우, 로드셀(114)에 의해 측정되는 피측정자의 체중에 대한 정보가 부정확하게 측정될 수 있다.
따라서, 핸들들(632 및 636) 및 케이블들(634 및 638)의 이동에 따른 영향을 받지 않기 위해서는 핸들들(632 및 636) 및 케이블들(634 및 638)의 무게 또한 로드셀(314)의 영점 조절에 반영되어야 한다.
장치(300)가 사용되지 않을 때, 핸들들(632 및 636) 및 케이블들(634 및 638)은 고리, 걸쇠 등의 결속구를 통해 상체부에 거치될 수 있다. 따라서, 핸들들(632 및 636) 및 케이블들(634 및 638) 또한 상체부에 포함되는 것으로 볼 수 있으며, 장치(300)의 로드셀(314)은 핸들들(632 및 636) 및 케이블들(634 및 638)의 무게를 반영하여 영점 조절될 수 있다.
도 6에서 도시된 것에 따르면, 장치(300)의 우 핸들(632) 및 좌 핸들(626)이 피측정자에 의해 들어 올려 진다. 전술된 영점 조절의 원리는 장치(300)가 상이한 방식으로 동작할 경우에도 적용될 수 있다. 예컨대, 장치(300)의 핸들부(330) 전체가 들어 올려 지는 경우에도, 전술된 영점 조절의 원리가 적용될 수 있다.
장치(300)의 핸들부(330) 전체가 들어 올려 지는 경우, 입력부(340) 및 출력부(350) 중 하나 이상은 상판부(316)에 부착될 수 있다. 또는, 입력부(340) 및 출력부(350) 중 하나 이상은 작은 크기로 핸들부(330)에 부착될 수 있다. 핸들부(330)는 케이블을 통해 본체부(310)에 연결될 수 있다. 이때, 장치(300)의 로드셀(314)은 핸들부(330)의 무게를 반영하여 영점 조절될 수 있다. 즉, 로드셀(314)은 피측정자의 체중 측정 시 로드셀(314)로 가해지는 힘에는 핸들부(330)의 무게에 의해 발생된 힘이 포함된다는 것을 반영하여 영점 조절될 수 있다. 입력부(340) 및 출력부(350)가 핸들부(330)에 부착된 경우, 로드셀(314)은 핸들부(330), 입력부(340) 및 출력부(350)의 무게를 반영하여 영점 조절될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 예에 따른 체성분 측정 장치의 체성분 측정을 위한 구성을 설명한다.
장치(300)는 제어부(740)를 포함할 수 있다. 제어부(740)는 임피던스 측정부(750) 및 체성분 측정부(760)를 포함할 수 있다.
제어부(740)는 본체부(310) 또는 핸들부(330) 등 장치(300) 내의 임의의 위치 내에 있을 수 있다.
제어부(740)는 오른발 전극부(360), 왼발 전극부(370), 오른손 전극부(380) 및 왼손 전극부(390)를 통해 측정된 신호에 기반하여 피측정자의 체성분을 산출할 수 있다.
로드셀(314) 또는 제어부(740)는 피측정자의 체중에 관련된 정보를 기반으로 피측정자의 체중을 산출할 수 있다.
제어부(740)는 오른발 전극부(360), 왼발 전극부(370), 오른손 전극부(380) 및 왼손 전극부(390)를 통해 피측정자의 임피던스를 측정할 수 있다. 제어부(740)는, 피측정자의 체중(또는, 체중에 관련된 정보), 입력부(340)를 통해 입력된 사용자 정보 및 측정된 피측정자의 임피던스에 기반하여 피측정자의 체성분을 산출할 수 있다.
제어부(740)는 측정된 신호, 임피던스, 피측정자의 체중, 사용자 정보 및 산출된 체성분에 대한 정보를 출력부(350)로 전송할 수 있다. 출력부(350)는 전송된 정보를 화면에 출력할 수 있다.
하기에서, 체성분 산출 방법의 일 예가 상세하게 설명된다.
우측 팔의 손목에서부터 우측 어깨 조인트까지의 임피던스를 Zra, 좌측 팔의 손목에서부터 좌측 어깨 조인트까지의 임피던스를 Zla, 우측다리의 발목에서부터 우측 골반 조인트까지의 임피던스를 Zrl, 좌측다리의 발목에서부터 좌측 골반 조인트까지의 임피던스를 Zll, 그리고 상체 몸통의 임피던스를 Zt로 표시한다.
손바닥에서부터 손목까지의 임피던스, 엄지손가락부터 손목까지의 임피던스, 앞발바닥에서부터 발목까지의 임피던스, 및 뒷발바닥부터 발목까지의 임피던스 등은 피측정자의 임피던스 측정에 영향을 미치지 않을 수 있다.
제어부(740)는 전극들(362, 364, 372, 374, 382, 384, 392 및 394)로부터 신호들(722, 724, 726, 728, 712, 714, 716 및 818)을 송수신할 수 있다.
임피던스 측정부(750)는 전극들(362, 364, 372, 374, 382, 384, 392 및 394)을 통해 피측정자의 임피던스를 측정할 수 있다.
체성분 측정부(760)는 사용자 정보, 측정된 체중 및 측정된 임피던스에 기반하여 피측정자의 체성분을 산출할 수 있다.
임피던스 측정부(750) 또는 제어부(740)는 전자 스위치 및 앰프, A/D 변환기를 포함할 수 있다.
전자 스위치는 스위칭을 통해 전류 및 전압이 측정되는 전극들(362, 364, 372, 374, 382, 384, 392 및 394) 간의 측정 경로를 변형시킬 수 있다.
앰프는 제어부(740)가 수신한 신호들(722, 724, 726, 728, 712, 714, 716 및 718)을 증폭시킬 수 있다.
A/D 변환기는 증폭된 신호들(722, 724, 726, 728, 712, 714, 716 및 718)을 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환시킬 수 있다.
임피던스 측정부(750)는 디지털로 변환된 신호들(722, 724, 726, 728, 712, 714, 716 및 718)이 나타내는 데이터를 저장 및 사용하여 피측정자의 임피던스를 측정할 수 있다.
전술된 것과 같이, 전극들(362, 364, 372, 374, 382, 384, 392 및 394)은 인체의 말단 부위인 양 손과 양 발에 접촉할 수 있다.
손에서는, 손바닥이 전극들(384 및 394)에 각각 접촉하며, 엄지가 전극들(382 및 392)에 각각 접촉할 수 있다.
발에서는, 앞발바닥이 전극들(362 및 372)에 각각 접촉하며 및 뒷발바닥이 전극들(364 및 374)에 각각 접촉한다.
부위별 임피던스를 측정하기 위하여 제어부(740)(또는, 임피던스 측정부(750))는 전자 스위치를 조작하여 제어부(740) 및 전극들(362, 364, 372, 374, 382, 384, 392 및 394) 사이에서, 예정된 순서에 따라 전류 및 전압의 측정 경로를 온/오프로 순차적으로 조작한다. 제어부(740)(또는, 임피던스 측정부(750))는 이러한 조작을 자동으로 제어한다.
하기에서, 인체의 부위 별로 임피던스를 측정하는 방법을 설명한다.
임피던스 측정부(750)는 오른쪽 손바닥과 접촉하는 오른손 전류 전극(384) 및 오른쪽 앞발바닥과 접촉하는 오른발 전류 전극(362) 사이에 저주파수 정현파 교류 전류가 흐르도록 전자 스위치를 연결시킬 수 있고, 전자 스위치가 연결되면, 오른쪽 엄지와 접촉하는 오른손 전압 전극(382) 및 왼쪽 엄지와 접촉하는 왼손 전압 전극(392) 사이에서의 전압을 측정할 수 있다.
임피던스 측정부(750)는 흘려준 전류 및 측정된 전압 간의 비율에 따라, 저주파수에서의 임피던스 Zra를 산출할 수 있다. 또한, 동일한 방법을 사용하여, 임피던스 측정부(750)는 고주파에서의 임피던스 Zra를 산출할 수 있다.
본 예에서는 손바닥 전극 및 앞발바닥 전극이 전류 전극을 형성하고, 엄지 전극 및 뒷발바닥 전극이 전압 전극으로 사용되었으나, 반대로 엄지 전극 및 뒷발바닥 전극이 전류 전극을 형성할 수 있고, 손바닥 전극 및 앞발바닥 전극이 전압 전극으로 사용될 수 있다.
임피던스 측정부(750)에 의하여 측정된 임피던스 값들(Zra, Zla, Zt, Zrl, 및 Zll)은 체성분 측정부(760)에게 제공된다.
로드셀(314)에 의해 측정된 피측정자의 체중과 관련된 정보(또는, 피측정자의 체중)는 신호(735)로서 체성분 측정부(760)에게 전송된다.
신호(735)를 통해 전달된 측정된 체중은, 앰프 및 A/D 변환기를 통해 체성분 측정부(760)로 전달될 수 있다.
체성분 측정부(760)는 사용자 정보, 측정된 체중 측정된 임피던스에 기반하여 체액의 양(Total Body Water; TBW), 제지방(FFM), 체지방(FAT) 및 부위별 인체 성분 등과 같은 피측정자의 체성분을 산출할 수 있다.
인체 각 부위별로 포함되어 있는 수분의 양은 Ht/Z에 비례할 수 있다. 이 때 Z는 해당 부위의 임피던스 값이며, Ht는 피측정자의 신장이다.
몸 전체에 포함되어 있는 수분의 양(TBW)은 각 부위별 수분량을 합한 것으로 하기의 수학식 1에 기반하여 계산될 수 있다.
Figure pat00001
여기서 C1, C2 및 C3은 수학식 1을 만족시키는 상수로, 회기 분석법에 의하여 결정될 수 있다.
수학식 1은 체성분 측정부(760) 내에 프로그램으로 내장될 수 있다.
인체의 구성 성분들 중에서 체지방은 극히 적은 수분을 포함한다. 따라서, 체지방 내에 존재하는 수분의 양은 무시될 수 있다.
지방 이외의 성분(FFM)은 약 73% 수분을 포함하기 때문에, 지방 이외의 성분(FFM)은 하기의 수학식 2에 기반하여 계산될 수 있다.
Figure pat00002
체지방의 양(FAT)은 체중에서 지방 이외의 성분(FFM)을 뺀 값으로 하기의 수학식 3에 기반하여 계산될 수 있다.
Figure pat00003
또한, 체지방율(Percent Body Fat : % BF)은 하기의 수학식 4에 기반하여 계산될 수 있다.
Figure pat00004
체성분 측정부(760)는 부위별 체수분량(Segmental Water; SW)를 계산할 수 있다.
오른팔의 체수분량은 하기의 수학식 5에 기반하여 계산될 수 있다.
Figure pat00005
여기서, SWra는 오른팔에 있는 수분량, Zhra는 높은 주파수에서 측정한 오른 팔의 임피던스, 그리고 Zlra는 낮은 주파수에서 측정한 오른팔의 임피던스이다.
이와 유사하게, 왼팔, 몸통, 오른쪽 다리 및 왼쪽 다리의 체수분량들도 각각 하기의 수학식 6, 수학식 7, 수학식 8 또는 수학식 9에 기반하여 측정될 수 있다.
Figure pat00006
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 측정 방법의 흐름도이다.
체중 측정 단계(810)에서, 로드셀(314)은 피측정자의 체중을 측정하여, 피측정자의 체중과 관련된 정보를 생성한다. 로드셀(314)은 상판부(316)의 아래에 위치하고, 상판부(316) 및 핸들부(330)는 지지대를 통해 결합된다. 체중 측정 단계(810)는 도 2의 제1 단계(210)에 대응할 수 있다.
사용자 정보 수신 단계(820)에서, 입력부(340)는 피측정자의 사용자 정보를 수신한다. 사용자 정보 수신 단계(820)는 도 4의 제1 단계(410)에 대응할 수 있다.
사용자 정보 수신 단계(820)는, 출력부(350)가 사용자 정보를 입력하도록 피측정자에게 요청하는 메시지를 출력하는 단계를 포함할 수 있으며, 피측정자가 입력부(340)를 조작하여 사용자 정보를 입력하는 것을 대기하는 단계를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기의 메시지는 체성분 측정에 필요한 사용자 정보의 항목들을 열거할 수 있으며, 상기의 항목들을 입력부(340)를 통해 입력할 것을 요청하는 내용을 포함할 수 있다.
임피던스 측정 단계(830)에서, 임피던스 측정부(750)는 피측정자의 임피던스를 측정한다. 임피던스는 피측정자의 양 손에 접촉하는 핸들부(330) 및 피측정자의 양 발에 접촉하는 상판부(316)를 통해 측정된다. 임피던스 측정 단계(830)는 도 4의 제2 단계(420)에 대응할 수 있다.
임피던스 측정 단계(830)는, 출력부(350)가 임피던스를 측정하기에 적합한 자세를 취하도록 피측정자에게 요청하는 메시지를 출력하는 단계를 포함할 수 있으며, 제어부(740)가 피측정자가 임피던스를 측정하기에 적합한 자세를 취하였는지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기의 메시지는 피측정자에게 양 손으로 오른손 전극부(380) 및 왼손 전극부(390)를 쥐고, 오른발 전극부(360) 및 왼발 전극부(370) 위에 올라설 것을 요청하는 내용을 포함할 수 있다. 제어부(740)는 전극들(362, 364, 372, 374, 382, 384, 392 및 394)로부터 수신된 신호들에 기반하여 피측정자가 임피던스를 측정하기에 적합한 자세를 취하였는지 여부를 판단할 수 있다.
체성분 측정 단계(840)에서, 체성분 측정부(760)는 체중과 관련된 정보, 사용자 정보 및 임피던스에 기반하여 피측정자의 체성분을 측정한다.
피측정자 정보 수신 단계(820) 및 임피던스 측정 단계(830)의 실행 순서는 바뀔 수 있다. 또한, 체중 측정 단계(810)는 사용자 정보 수신 단계(820) 및 임피던스 측정 단계(830) 중 적어도 하나의 단계와 병렬로 수행될 수 있다.
체성분 측정 결과 출력 단계(850)에서, 출력부(850)는 측정된 체성분을 출력한다.
앞서 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 기술적 내용들이 본 실시예에도 그대로 적용될 수 있다. 따라서 보다 상세한 설명은 이하 생략하기로 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
300: 체성분 측정 장치
310: 본체부
312: 하판부
314: 로드셀
316: 상판부
320: 지지대
330: 핸들부

Claims (15)

  1. 피측정자의 양 손에 접촉하는 핸들부;
    상기 피측정자의 양 발에 접촉하는 상판부;
    상기 상판부의 아래에 위치한 로드셀;
    상기 상판부 및 상기 로드셀을 지지하는 하판부; 및
    상기 상판부 및 상기 핸들부에 결합된 지지대
    를 포함하고,
    상기 피측정자의 체중에 의한 힘은 상기 상판부를 통해 상기 로드셀로 가해지고, 상기 로드셀은 상기 로드셀로 가해진 힘에 기반하여 상기 피측정자의 체중과 관련된 체중 정보를 생성하는, 체성분 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상판부는,
    상기 피측정자의 오른발과 접촉하는 제1 전극부; 및
    상기 피측정자의 왼발과 접촉하는 제2 전극부
    를 포함하고,
    상기 핸들부는,
    상기 피측정자의 오른손과 접촉하는 제3 전극부; 및
    상기 피측정자의 왼손과 접촉하는 제4 전극부
    를 포함하고,
    상기 체중 정보, 제1 전극부, 제2 전극부, 제3 전극부 및 제4 전극부를 통해 측정된 신호에 기반하여 상기 피측정자의 체성분을 산출하는 제어부
    를 더 포함하는, 체성분 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피측정자의 사용자 정보를 입력 받는 입력부
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는 제1 전극부, 제2 전극부, 제3 전극부 및 제4 전극부를 통해 상기 피측정자의 임피던스를 측정하고, 상기 체중 정보, 상기 사용자 정보 및 상기 측정된 임피던스에 기반하여 상기 피측정자의 체성분을 산출하는, 체성분 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 로드셀은 상기 핸들부, 상기 지지대 및 상기 상판부의 무게를 반영하여 영점 조절된, 체성분 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    일 말단은 상기 상판부와 결합되고 다른 말단은 상기 지지대와 결합된 힌지
    를 더 포함하는, 체성분 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상판부의 바닥 면 또는 상기 하판부의 바닥 면에 부착된 지지부
    를 더 포함하고,
    상기 체성분 측정 장치가 평형을 유지할 때 상기 지지부 및 지면은 일정한 거리를 유지하는, 체성분 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지지부는, 나사 면을 통해 상기 상판부의 바닥 면 또는 상기 하판부의 바닥 면에 부착되고, 상기 거리는 상기 지지부의 회전에 의해 조절되는, 체성분 측정 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 핸들부는 우 핸들, 좌 핸들, 우 케이블 및 좌 케이블을 포함하고,
    상기 우 핸들은 상기 우 케이블을 통해 상기 체성분 측정 장치와 전기적으로 연결되고, 상기 좌 핸들은 상기 좌 케이블을 통해 상기 체성분 측정 장치와 전기적으로 연결된, 체성분 측정 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 로드셀은 상기 우 핸들, 상기 좌 핸들, 상기 우 케이블 및 상기 좌 케이블의 무게를 반영하여 영점 조절된, 체성분 측정 장치.
  10. 로드셀이 피측정자의 체중을 측정하여 상기 체중과 관련된 정보를 생성하는 단계;
    입력부가 상기 피측정자의 사용자 정보를 수신하는 단계;
    제어부가 상기 피측정자의 임피던스를 측정하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 체중과 관련된 정보, 상기 사용자 정보 및 상기 임피던스에 기반하여 상기 피측정자의 체성분을 측정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 체중을 측정하는 단계는 상기 사용자 정보를 수신하는 단계 및 상기 임피던스를 측정하는 단계 중 적어도 하나의 단계와 병렬로 수행되는, 체성분 측정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 임피던스를 측정하는 단계는,
    상기 제어부가 상기 피측정자가 상기 임피던스를 측정하기에 적합한 자세를 취하였는지 여부를 판단하는 단계
    를 포함하는, 체성분 측정 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 사용자 정보를 수신하는 단계는,
    상기 피측정자가 상기 입력부를 조작하여 상기 사용자 정보를 입력하는 것을 대기하는 단계
    를 포함하는, 체성분 측정 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    출력부가 상기 측정된 체성분을 출력하는 단계
    를 더 포함하는, 체성분 측정 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 임피던스는 상기 피측정자의 양 손에 접촉하는 핸들부 및 상기 피측정자의 양 발에 접촉하는 상판부를 통해 측정되고,
    상기 로드셀은 상기 상판부의 아래에 위치하고, 상기 상판부 및 상기 핸들부는 지지대를 통해 결합된, 체성분 측정 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 피측정자의 체중에 의한 힘은 상기 상판부를 통해 상기 로드셀로 가해지고, 상기 로드셀은 상기 로드셀로 가해진 힘에 기반하여 상기 피측정자의 체중과 관련된 체중 정보를 생성하는, 체성분 측정 방법.
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