KR20140024241A

KR20140024241A - 수분계

Info

Publication number: KR20140024241A
Application number: KR1020137010615A
Authority: KR
Inventors: 미유키 코야마; 케이스케 요시노
Original assignee: 데루모 가부시끼 가이샤
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2014-02-28
Also published as: EP2623026B1; US20130274566A1; CN103153179B; WO2012042878A1; JP5646939B2; US9433370B2; EP2623026A4; CN103153179A; EP2623026A1; KR101748807B1; RU2013119266A; RU2601104C2; JP2012071055A

Abstract

본 발명은, 피검자의 수분량을 간단히 측정할 수 있어, 피검자가 적정한 수분 조절을 행하기 위한 지원수단으로서 유효한 수분계를 제공하는 것이다.
피검자의 수분을 측정하는 수분계(1)는, 피검자(M)의 겨드랑이 밑(R)에 유지되어, 겨드랑이 밑(R)의 피부면에 접촉시키기 위한 측정 전류 공급용의 전극부(30A,30B)와 전위 측정용의 전극부(100A,100B)를 구비하여 피검자(M)의 수분량을 측정하는 수분 측정부(30)를 가지며, 피검자(M)의 겨드랑이 밑(R)에 유지되어, 피검자(M)의 체온을 측정하는 체온 측정부(31)를 갖는다.

Description

수분계{MOISTURE METER}

본 발명은, 피검자의 겨드랑이 밑에 끼워 생체의 수분을 측정하는 수분계에 관한 것이다.

피검자의 생체의 수분을 측정하는 것은 중요하다. 생체에 있어서의 탈수증상은, 생체 내의 수분이 감소하는 병태로서, 일상에서 자주 발현되며, 특히 발한이나 체온상승에 의해 많은 수분이 체내에서 체외로 배출되는 운동시나 또는 기온이 높을 때에 많이 발현되는 증상이다. 특히, 고령자에 있어서는, 생체의 수분 유지 능력 자체가 저하되어 있는 경우가 많기 때문에, 고령자는 일반적인 건강한 정상인에 비해 탈수증상을 일으키기 쉬운 것으로 알려져 있다.

일반적으로, 고령자가 되면, 물을 저장하는 근육이 감소하거나, 신장 기능의 저하로 인해 소변량이 증대되거나, 감각의 둔화로 인해 갈증을 깨닫기 어려워지거나, 세포 내에서 필요로 하는 수분이 적어지게 된다. 이러한 탈수증상을 방치하면, 탈수증상이 발단이 되어 심각한 증상으로 진행되는 경우가 있다. 또, 이러한 탈수증상은 유유아(乳幼兒)에서도 볼 수 있다. 유유아는 원래 수분량이 많지만, 스스로 수분 보급을 호소할 수가 없어, 보호자가 알아채는 것이 늦기 때문에, 탈수증상을 일으키는 경우가 있다.

통상적으로, 생체 내의 수분이 체중의 2% 이상 소실된 시점에서 체온 조절의 장해가 일어난다고 하는데, 체온 조절의 장해는 체온의 상승을 일으키며, 체온의 상승은 다시 생체 내의 수분 감소를 초래하게 되는 악순환에 빠지게 되어, 마침내는 열중증(熱中症)이라 불리는 병태에까지 도달한다. 열중증에는, 열경련, 열피로, 열사병 등의 병태가 있으며, 때로는 전신의 장기 장해가 일어나는 경우도 있어, 탈수증상을 적확하게 파악함으로써 열중증에 이르게 되는 위험을 미연에 회피할 수 있도록 하는 것이 요망된다.

탈수증상을 파악하는 장치로서는, 양손으로 핸들을 유지하는 장치에 의해 인체 임피던스를 측정하여, 이를 통해 수분량을 산출하는 것이 알려져 있다(특허 문헌 1~3 참조).

또한, 다른 탈수증상을 파악하는 장치로서, 혀 점막, 볼 점막 혹은 구개 등의 구강 내의 수분을 측정하는 구강 수분계 등이 알려져 있다(특허 문헌 4~6 참조).

또, 피부의 수분량의 계측방법으로서는, 체외(in vitro)에서의 중량법이나 칼 피셔법을 비롯하여, 체내(in vivo)에서의 ATR 분광법, 나아가 보다 간편한 체내(in vivo)에서의 계측법인 고주파 임피던스법이나 전기 전도도법이 일반적으로 이용되고 있다.

일본 특허 공개 공보 H11－318845호 일본 특허 공보 제3977983호 일본 특허 공보 제3699640호 국제 공개 공보 WO2004/028359 일본 특허 공개 공보 제2001－170088호 일본 특허 공개 공보 제2005－287547호

「임피던스법에 의한 체지(體肢)의 수분 분포의 추정과 그 응용」(의용 전자와 생체 공학, vol.23, No.6, 1985)

그런데, 양손으로 핸들을 유지하는 등의 장치에 의해 인체 임피던스를 측정하여, 인체 임피던스로부터 수분량을 산출하는 수분계는, 손의 피부로부터 임피던스를 측정하기 때문에, 피부의 습도나 팔의 근육량 등에 의한 영향을 받기 쉬우며, 고령자나 신체에 장해가 있는 사람에 있어서는 장치가 대형이고, 서서 측정해야만 하여 사용편의성이 불량하다.

일반적으로, 체온이 상승하면 생체 전기 임피던스값은 하강하고, 체온이 하강하면 생체 전기 임피던스값은 상승한다고 하는 것처럼, 체온이 변동하면 생체 전기 임피던스값, 즉 수분량도 변동하는 것으로 알려져 있다. 그러나, 종래의 수분계는, 이와 같이 체온의 변동에 따라 생체 전기 임피던스값이 변동하는 것을 전혀 고려하지 않고 측정된 생체 전기 임피던스값으로부터 체수분량을 산출하기 때문에, 정확한 체수분량을 구할 수 없으며, 따라서 탈수증상을 정확하게 검출할 수가 없다. 예컨대, 체수분량이 감소되고, 체온이 상승하고 있는 경우에는, 체수분량의 감소에 의해 생체 전기 임피던스값은 상승하지만, 체온의 상승에 의해 생체 전기 임피던스값은 하강하기 때문에, 측정된 생체 전기 임피던스값으로부터 산출한 체수분량으로 판정하여도, 탈수상태는 검출되지 않는 경우도 발생할 수 있다. 이 때문에, 임피던스법에 의해 측정을 실시할 경우, 비측정자의 체온이 어느 정도인지를 알 필요가 있으나, 체온 측정에 의한 임피던스값의 보정, 또는 발열하고 있기 때문에 정확한 수분량을 판정할 수 없다는 등의 경고 등은 실시되고 있지 않다.

또, 혀 점막, 볼 점막 혹은 구개 등의 구강 내의 수분을 측정하는 구강 수분계는, 피검자간 상호 감염을 막기 위해, 구강 내에 직접 삽입하는 부분에 피검자마다 새롭게 교환할 수 있는 커버를 장착해야만 하는데, 커버의 교환 장착을 잊을 가능성도 있어, 고령자나 신체에 장해가 있는 사람에게 있어서는 사용편의성이 불량하다.

또한, 일본 특허 공보 제13977983호에 기재된 탈수상태 판정장치는, 체온 측정을 엄지로 측정하는 체온 센서를 구비하며, 그 체온에 근거하여 생체 전기 임피던스의 측정값을 보정하고, 그 보정된 생체 전기 임피던스값에 근거하여 탈수상태의 판정을 수행한다고 하는 등, 체온을 고려하여 생체 전기 임피던스값을 근거로 탈수상태를 판정하는 것이기 때문에, 탈수상태는 보다 정확하게 판정되고, 피검자는 탈수상태를 정확하게 검사할 수가 있다.

그러나, 상기 문헌에서는, 체온은 엄지에 의해 측정하고 있지만, 엄지에 의한 체온 측정에는 무리가 있어, 현실적인 수법은 아니다.

의료 현장에 있어서는, 몇 가지 방법으로 탈수를 판단하고 있다. 예컨대, 채혈 데이터에 의한 탈수를 나타내는 소견으로서는, 높은 값의 헤마토크릿(hematocrit), 높은 값의 나트륨, 요소 질소 25mg/dL 이상, 요소 질소/크레아티닌 비 25 이상, 요산치 7mg/dl 이상 등을 기초로 판단하고 있다. 그러나, 이러한 방법에 있어서는 채혈이 필요하므로, 재택(在宅) 등의 경우 이용할 수가 없다.

그 외의 판단방법으로서는, 혀, 구강 내의 건조상태, 겨드랑이 밑의 건조상태, 「왠지 모르게 기운이 없다」는 등의 의욕 저하, 「축 늘어져 있어 반응이 둔하다」는 등의 의식의 둔화 등을 들 수 있지만, 모두 의료종사자만이 가능한 감과 경험이 필요하며, 누구라도 가능한 것은 아니다.

따라서, 본 발명은, 피검자의 수분량을 간단하게 측정할 수 있으며, 탈수를 조기 발견함으로써, 피검자가 적정한 수분 조절을 수행하기 위한 지원수단으로서 유효한 수분계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 수분계는, 피검자의 수분을 측정하는 수분계로서, 상기 피검자의 겨드랑이 밑에 유지되고, 상기 겨드랑이 밑의 피부 면에 접촉시키기 위한 측정 전류 공급용의 전극부와 전위 측정용의 전극부를 구비하며, 상기 피검자의 수분량을 측정하는 전기식의 수분 측정부를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면, 피검자의 수분량을 간단하게 측정할 수가 있어, 피검자가 적정한 수분 조절을 수행하기 위한 지원수단으로서 유효하다.

본 발명에 있어서의 전기식의 수분 측정부는, 임피던스식과 정전용량식 중 어느 하나를 선택하여 이용할 수 있다.

일반적으로, 땀샘은 아포크린 선(Apocrine gland)과 에크린 선(Eccrine gland)의 2 종류가 있는 것으로 알려져 있다. 사람의 경우, 에크린 선은 전신에 분포되어 있으나, 아포크린 선은, 겨드랑이 밑, 외이도(外耳道), 하복부, 외음부 등의 한정된 부분에만 존재한다.

여기서, 수분계를 이용하여, 피검자의 수분량을 적절히 측정할 수 있는 생체의 부위로서 겨드랑이 밑을 선택하여, 피검자의 생체의 수분량을 측정하는 것은, 상기한 이유에 의해 수분량을 겨드랑이 밑에서 측정하는 것이 피검자의 생체 전신의 수분 상태를 가장 잘 반영하고 있기 때문이다.

일반적으로, 체온이 상승하면 생체 전기 임피던스값은 하강하고, 체온이 하강하면 생체 전기 임피던스값은 상승한다고 하는 것처럼, 체온이 변동하면 생체 전기 임피던스값, 즉 수분량도 변동하는 것으로 알려져 있다. 그러나, 종래의 수분계에서는, 이와 같이 체온의 변동에 따라 생체 전기 임피던스값이 변동하는 것을 전혀 고려하지 않고 측정된 생체 전기 임피던스값으로부터 체수분량을 산출하기 때문에, 정확한 체수분량을 구할 수 없으며, 따라서 탈수증상을 정확하게 검출할 수가 없다. 예컨대, 체수분량이 감소되고, 체온이 상승하고 있는 경우에는, 체수분량의 감소에 의해 생체 전기 임피던스값은 상승하지만, 체온의 상승에 의해 생체 전기 임피던스값은 하강하기 때문에, 측정된 생체 전기 임피던스값으로부터 산출한 체수분량으로 판정하여도, 탈수상태는 검출되지 않는 경우도 발생할 수 있다. 이 때문에, 임피던스법에 의해 측정을 실시할 경우, 비측정자의 체온이 어느 정도인지를 알 필요가 있으나, 체온 측정에 의한 임피던스값의 보정, 또는 발열하고 있기 때문에 정확한 수분량을 판정할 수 없다는 등의 경고 등은 실시되고 있지 않다.

상기한 이유에 의해, 바람직하게는, 상기 피검자의 상기 겨드랑이 밑에 유지되어, 상기 피검자의 체온을 측정하는 체온 측정부를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면, 피검자의 겨드랑이 밑에 있어서 피검자의 수분량을 측정하는 동시에 피검자의 체온도 측정함으로써, 수분량과 체온의 상관관계를 이용하여, 피검자 상태의 판단에 이용할 수가 있다.

바람직하게는, 본체부와, 상기 본체부의 일단에 배치되며, 상기 임피던스식의 수분 측정부와 상기 체온 측정부를 유지하고 상기 겨드랑이 밑에 끼워져 유지되는 측정부의 유지부와, 상기 본체부의 타단에 배치되며, 측정된 상기 피검자의 수분량과 측정된 상기 피검자의 체온을 표시하는 표시부를 유지하는 표시부의 유지부를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면, 피검자가 손에 들기 쉽거나 혹은 잡기 쉬운 형상으로서, 측정부의 유지부는, 겨드랑이 밑에 끼워져 유지된 상태이고, 표시부의 유지부는, 겨드랑이 밑으로부터 전방으로 돌출가능하여, 측정자는 상기 표시부에 표시된 수분량과 체온을 눈으로 보고 확인할 수 있다.

바람직하게는, 복수의 상기 체온 측정부가, 상기 측정부의 유지부에 유지되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면, 복수의 체온 측정부를 이용함으로써, 측정된 체온을 평균화하여 얻을 수 있으므로, 보다 정확한 수분량과 체온을 얻을 수가 있다.

또 마찬가지로, 복수의 수분 측정부를 이용함으로써 측정된 수분량을 평균화하여 얻을 수 있다. 체온 측정부와 수분 측정부를 양자 모두 가질 경우, 체온 측정에 걸리는 시간이 수분 측정에 걸리는 시간보다 길어져, 시차가 생긴다. 이러한 시차를 이용하여, 동일한 수분 측정부에 의해, 복수 회 측정하여 평균화하는 방법이어도 무방하다. 예컨대, 체온을 1회 측정하고 있는 동안에, 수분 계측을 10회 실시하는 등이다.

바람직하게는, 상기 임피던스식의 수분 측정부의 각 상기 전극부는, 상기 겨드랑이 밑의 피부면에 직접 접촉시키기 위한 전극 단자와, 상기 전극 단자를 상기 겨드랑이 밑의 피부 면에 꽉 누르기 위한 탄성 변형 부재를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면, 수분량과 체온을 측정할 때에, 전극 단자를 겨드랑이 밑의 피부면에 대하여 확실히 접촉시킬 수가 있다.

바람직하게는, 상기 임피던스식의 수분 측정부의 각 상기 전극부는, 상기 겨드랑이 밑의 피부면에 직접 접촉시키기 위한 전극 단자와, 상기 겨드랑이 밑의 피부면에 밀착함으로써 상기 전극 단자를 상기 겨드랑이 밑의 피부면에 꽉 누르기 위한 밀착 부재를 갖는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 수분계는, 피검자의 수분을 측정하는 수분계로서, 상기 피검자의 겨드랑이 밑에 유지되고, 상기 피검자의 수분량을 측정하기 위해 상기 겨드랑이 밑의 수분을 측정하기 위한 정전용량식의 수분 측정부를 가지며, 상기 수분 측정부는, 복수의 전극을 이용해 정전용량을 검지하여, 함수(含水)율에 따라 변화하는 유전율의 변화량에 의해 수분량을 측정하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면, 피검자의 겨드랑이 밑에 있어서 정전용량식으로 수분량을 측정할 수 있다.

본 발명은, 피검자의 수분량을 간단하게 측정할 수 있어, 피검자가 적정한 수분 조절을 행하는 지원수단으로서 유효한 수분계를 제공할 수가 있다.

도 1은 본 발명의 수분계의 실시형태를 피검자가 사용하고 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 나타내는 수분계의 외관을 각 방향으로부터 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 나타내는 수분계의 기능 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 임피던스식의 수분 측정부의 전극부의 구조예를 나타내는 도면이다.
도 5는 임피던스식의 수분 측정부의 다른 구조예를 나타내는 도면이다.
도 6은 피검자(M)의 생체의 수분량과 피검자(M)의 생체의 체온간의 상관관계로부터, 피검자의 증상예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 수분계의 수분량 검출 동작예를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시형태의 외관을 각 방향으로부터 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시형태의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 10은 도 9의 수분 측정부의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 11은 본 발명의 수분계의 실시형태에 있어서의 전극 구조의 변형예를 나타내는 도면이다.

이하에, 본 발명의 바람직한 실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

또한, 이하에서 기술하는 실시의 형태는, 본 발명의 적합한 구체예이기 때문에, 기술적으로 바람직한 여러 한정이 부가되어 있지만, 본 발명의 범위는 이하의 설명에 있어서 특별히 본 발명을 한정하는 취지의 기재가 없는 한, 이러한 양태로 한정되는 것은 아니다.

도 1은, 본 발명의 수분계의 바람직한 실시형태를 피검자가 사용하고 있는 상태를 나타내는 도면이다. 도 2는, 도 1에 나타내는 수분계의 외관의 구조예를 나타내는 도면이다.

도 2에 나타내는 수분계(1)의 부분(1A)은, 수분계(1)의 정면 부분을 나타내고, 수분계(1)의 부분(1B)은, 수분계(1)의 상면 부분을 나타내며, 수분계(1)의 부분(1C)은, 부분(1A)으로 나타낸 수분계(1)를 지면(紙面) 좌측에서 본 측면 부분을 나타내고, 수분계(1)의 부분(1D)은, 부분(1A)으로 나타낸 수분계(1)를 지면 우측에서 본 측면 부분이다.

도 1과 도 2에 나타내는 수분계(1)는, 전자 수분계 혹은 겨드랑이형(arm pit type) 전자 수분계라고도 하며, 수분계(1)는 소형이고 휴대가 가능한 수분계이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 수분계(1)는 개략적으로는, 본체부(10)와, 측정부의 유지부(11)와, 표시부의 유지부(12)를 구비하며, 수분계(1)의 전체의 중량은, 예컨대 약 20g 정도로 경량으로 제작되어 있다.

본체부(10)와 측정부의 유지부(11)와 표시부의 유지부(12)는, 예컨대 플라스틱에 의해 제작되어 있으며, 본체부(10)의 일단은, 측정부의 유지부(11)에 연속하여 형성되어 있고, 본체부(10)의 타단은, 표시부의 유지부(12)에 연속하여 형성되어 있다.

본체부(10)는, 피검자(M) 또는 측정자가 손에 들기 쉽거나 혹은 잡기 쉬운 형상으로 형성되어 있으며, 예컨대 본체부(10)는, 외측으로 완만하게 만곡된 제 1 만곡부분(10B)과, 내측으로 크게 만곡된 제 2 만곡부분(10C)을 가지고 있고, 제 2 만곡부분(10C)은 제 1 만곡부분(10B)에 비해 보다 크게 만곡되어 있다.

본체부(10)가 이러한 특징적인 형상으로 형성되어 있는 것은, 피검자(M) 또는 측정자가 본체부(10)를 손에 들거나 혹은 잡고, 수분계(1)의 측정부의 유지부(11)를 겨드랑이 밑(R)에 끼워 넣어 확실히 유지시킬 수 있도록 하기 위함이다. 이와 같이, 수분계(1)를 이용하여, 피검자(M)의 수분량을 적절히 측정할 수 있는 생체의 부위로서 겨드랑이 밑(R)을 선택해 피검자(M)의 생체의 수분량을 측정하는 것은, 다음의 이유 때문이다. 즉, 수분량을 겨드랑이 밑(R)에서 측정하는 것은, 피검자(M)의 생체 전신의 수분 상태를 반영하고 있기 때문이다. 예컨대 야윈 고령자라 하더라도, 수분계(1)의 측정부의 유지부(11)는, 신체와 상완(上腕) 사이의 겨드랑이 밑(R)에 확실히 끼워 넣어 유지할 수 있다. 또, 피검자가 유유아(乳幼兒)여도, 겨드랑이 밑(R)이면 측정부의 유지부(11)를 용이하게 끼워 넣어 확실히 유지시킬 수 있기 때문이다.

도 2에 나타내는 수분계(1)의 치수를 예시하면, 본체부(10)의 치수예로서는, 큰 사이즈(어른용)로는 전체 길이(L)가 약 110mm, 중간 사이즈로는 전체 길이(L)가 약 110mm, 작은 사이즈(유유아용)로는 전체 길이(L)가 약 90mm로 설정되어 있으며, 수분계(1)는 측정부의 유지부(11)와 표시부의 유지부(12)의 일부를 제외하고 거의 평판 형상을 가지고 있다.

또, 본체부(10)의 중앙부(10A)의 두께(T2)는 약 7mm, 측정부의 유지부(11)의 최대 두께(T1)는 약 9mm 정도, 그리고 표시부의 유지부(12) 부근의 최대 두께(T3)는 약 14mm 정도로 되어 있다.

그러나, 수분계(1)의 이러한 치수는, 상술한 치수예로 한정되는 것은 아니며, 임의로 선정할 수 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 수분계(1)의 측정부의 유지부(11)는, 원형상의 외주부(11D)와, 한 쪽의 볼록부(11C)와 다른 쪽의 볼록부(11C)를 가지고 있으며, 도 1에 나타내는 피검자(M)의 겨드랑이 밑(R)에는, 측정부의 유지부(11)를 2개의 볼록부(11C)를 이용하여 끼워 넣어 상완(K)에 의해 위에서 눌러 유지하면, 피검자(M)의 생체의 수분량과 체온을 안정적으로 측정할 수 있게 되어 있다. 한쪽의 볼록부(11C)는, 측정부의 유지부(11)의 정면측에 형성되며, 다른 쪽의 볼록부(11C)는, 측정부의 유지부(11)의 이면측에 형성되어 있다.

이와 같이, 수분계(1)의 측정부의 유지부(11)가 겨드랑이 밑(R)에 유지된 상태에서는, 본체부(10)가, 피검자의 상체(B)의 측면부에 밀착함으로써 수분계(1)는 보다 확실하게 피검자의 상체(B)측에 유지될 수 있다.

예컨대, 도 1에 나타내는 바와 같이, 수분계(1)를 사용할 때에는, 표시부의 유지부(12)는, 피검자(M)의 전방(D)을 향해 거의 수평으로 유지시킬 수 있다. 측정부의 유지부(11)와 표시부의 유지부(12) 사이의 거리, 즉 본체부(10)의 길이는, 피검자(M)가 측정부의 유지부(11)를 겨드랑이 밑(R)에 끼웠을 경우에, 표시부의 유지부(12) 내의 표시부(20)가, 겨드랑이 밑(R)의 외측의 위치(피검자(M)의 몸체부와 상완(K)에 의해 끼이지 않는 위치)에 오도록 설정되어 있다.

도 2에 나타내는 표시부의 유지부(12)는, 원형상의 외주부(12B)를 가지고 있으며, 표시부의 유지부(12)의 정면측에는 예컨대 원형상의 표시부(20)가 유지되어 있다. 상기 표시부(20)로서는, 예컨대 액정표시장치, 유기 EL 장치 등을 채용할 수 있다. 표시부의 유지부(12)의 배면측에는 음성 발생부로서의 스피커(29)가 배치되어 있다. 이와 같이, 표시부의 유지부(12)의 정면측에는 표시부(20)가 배치되고, 배면측에는 스피커(29)가 배치되어 있으므로, 표시부(20)와 스피커(29)는 겨드랑이 밑(R)에 위치되는 일이 없기 때문에, 피검자(M)는 표시부(20)에 표시되는 수분량과 체온을 확실히 눈으로 보고 확인할 수 있으며, 스피커(29)로부터 발생되는 음성 안내 등을 들을 수가 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 표시부(20)는, 피검자의 생체 내의 수분량(%) 표시 화면(이하, '수분량 표시 화면'이라 함 ; 21)과, 체온(℃) 표시화면(이하, '체온 표시 화면'이라 함 ; 22)을 가지고 있다. 수분량 표시 화면(21)은, 수분 시사 마크(23)를 가지고 있으며, 비교적 큰 사이즈의 디지털 표시(24)에 의해, 예컨대 40% 등으로 표시할 수 있다. 도 2의 예에서는, 체온 표시 화면(22)은, 수분량의 디지털 표시(24)에 비해 작게 표시된 체온의 디지털 표시(25)에 의해, 피검자의 체온을 표시할 수 있다. 그러나, 표시부(20)의 구성은, 도 2에 나타내는 예로 한정되지 않으며, 수분량의 디지털 표시(24)와 체온의 디지털 표시(25)의 크기는, 같은 정도로 하여도 무방하다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 수분계(1)의 측정부의 유지부(11)는, 이른바 생체 전기 임피던스식(이하 '임피던스식'이라 함)의 수분 측정부(30)와, 체온 측정부(31)를 유지하고 있다. 측정부의 유지부(11)의 표면에는, 예컨대 딤플 가공 등에 의해 요철을 설치함으로써, 미끄러짐 방지 수단을 배치하는 것이 바람직하다. 이로써, 피검자(M)가, 측정부의 유지부(11)를 겨드랑이 밑(R)에 끼워 넣었을 경우에, 수분계(1)의 측정부의 유지부(11)를 확실히 안정적으로 끼워 유지할 수 있는 형상을 갖는 동시에, 열용량을 작게 하여 열평형 상태에 조기에 도달시킬 수가 있다.

도 2에 나타내는 임피던스식의 수분 측정부(30)는, 도 1에 나타내는 피검자의 겨드랑이 밑(R)에 있어서, 생체 전기 임피던스를 이용하여 피검자(M)의 생체의 수분량을 측정하는 부분이다.

도 2에 예시하는 바와 같이, 바람직하게는 측정부의 유지부(11)의 한쪽의 볼록부(11C)에는, 제 1 측정 전류 공급용의 전극부(30A)와 제 1 전위 측정용의 전극부(100A)가 배치되고, 측정부의 유지부(11)의 다른 쪽의 볼록부(11C)에는, 제 2 측정 전류 공급용의 전극부(30B)와 제 2 전위 측정용의 전극부(100B)가 배치되어 있다.

예컨대, 도 1에 나타내는 바와 같이, 임피던스식의 수분 측정부(30)가 피검자의 겨드랑이 밑(R)에 끼워 넣어지면, 제 1 측정 전류 공급용의 전극부(30A)와 제 1 전위 측정용의 전극부(100A)는, 상체(B)의 측면부측의 피부면(V)에 밀착되고, 제 2 측정 전류 공급용의 전극부(30B)와 제 2 전위 측정용의 전극부(100B)는, 상완(K)의 내면측의 피부면(V)에 밀착되게 되어 있다.

이로써, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제 1 측정 전류 공급용의 전극부(30A) 및 제 1 전위 측정용의 전극부(100A)와 제 2 측정 전류 공급용의 전극부(30B) 및 제 2 전위 측정용의 전극부(100B)는, 겨드랑이 밑(R)의 피부면(V)에 대하여, 확실하게 직접 접촉시킬 수 있으며, 이로써 피검자(M)의 수분량을 측정하게 되어 있다. 제 1 측정 전류 공급용의 전극부(30A) 및 제 2 측정 전류 공급용의 전극부(30B)와 제 1 전위 측정용의 전극부(100A) 및 제 2 전위 측정용의 전극부(100B)의 구조예는, 이후에 도 4와 도 5를 참조하여 설명한다.

또, 도 2의 체온 측정부(31)는, 도 1에 나타내는 피검자의 겨드랑이 밑(R)에 있어서, 피검자(M)의 생체의 체온을 측정하는 부분으로서, 바람직하게는 측정부의 유지부(11)의 외주부(11D)를 따라 노출되도록 배치되어 있다.

도 2로 돌아오면, 체온 측정부(31)는, 피검자의 겨드랑이 밑(R)에 있어서, 생체의 체온을 측정하는 부분이며, 바람직하게는 측정부의 유지부(11)의 외주부(11D)를 따라 노출되도록 배치되어 있다. 이로써, 체온 측정부(31)는 겨드랑이 밑(R)의 피부면에 대하여, 확실히 직접 접촉시킬 수가 있다.

체온 측정부(31)는, 도 1에 나타내는 피검자(M)의 겨드랑이 밑(R)에 접촉함으로써 체온을 검지하게 되어 있으며, 체온 측정부(31)는 예컨대 서미스터를 갖는 것이나, 열전쌍(thermocouple)을 갖는 것을 채용할 수 있다. 예컨대, 서미스터에 의해 검출된 온도 신호는, 디지털 신호로 변환하여 출력되게 되어 있다. 상기 서미스터는, 예컨대 스테인리스의 금속 캡에 의해 액밀(液密)하게 보호되어 있다.

도 3은, 도 2에 나타내는 수분계(1)의 기능 구성을 나타내는 블록도이다.

도 3에 나타내는 수분계(1)의 블록에서는, 본체부(10)는, 제어부(40), 전원부(41), 타이머(42), 표시부의 구동부(43), 연산 처리부(44), ROM(읽어내기 전용 메모리 ; 45), EEPROM(전기적으로 프로그램 내용을 소거 및 재기입할 수 있는 PROM ; 46), RAM(랜덤 액세스 메모리(47))을 내장하고 있다. 임피던스식의 수분 측정부(30)와 체온 측정부(31)는 측정부의 유지부(11)에 배치되며, 표시부(20)와 스피커(29)는 표시부의 유지부(12)에 배치되어 있다.

도 3의 전원부(41)는, 충전가능한 2차 전지 혹은 1차 전지로서, 제어부(40)와 임피던스식의 수분 측정부(30)와 온도측정부(31)에 전원을 공급한다. 제어부(40)는, 전원 스위치(10S)와, 임피던스식의 수분 측정부(30)와 온도측정부(31)와, 타이머(42)와, 표시부의 구동부(43)와, 연산 처리부(44)에 전기적으로 접속되어 있으며, 제어부(40)는 수분계(1)의 전체의 동작을 제어하게 되어 있다.

도 3의 표시부(20)는, 표시부의 구동부(43)에 전기적으로 접속되어 있으며, 표시부의 구동부(43)는, 제어부(40)로부터의 지령에 따라, 표시부(20)에는 도 2에 예시하는 바와 같이, 컵과 같은 수분 시사 마크(23), 수분량의 디지털 표시(24), 그리고 체온의 디지털 표시(25)를 표시시키게 되어 있다.

도 3의 연산 처리부(44)는, 스피커(29)와, ROM(45), EEPROM(46), RAM(47)에 전기적으로 접속되어 있다. ROM(45)은, 타이머(42)에 의해 계측된 타이밍에 근거하여, 임피던스식의 수분 측정부(30)에 의해 측정된 임피던스값으로부터 얻어지고 있는 수분량 데이터와, 온도측정부(31)에 의해 측정된 체온 데이터로부터 산출된 수분량 데이터와 체온 데이터의 시간 변화에 근거하여, 피검자의 수분량과 체온을 예측 연산하는 프로그램을 저장하고 있다. EEPROM(46)은, 소정의 음성 데이터를 저장하고 있다. RAM(47)은, 산출된 수분량 데이터와 체온 데이터를 각각 시계열로 기억할 수가 있다.

앞서 기술한 바와 같이, 일반적으로, 체온이 상승하면 생체 전기 임피던스값은 하강하고, 체온이 하강하면 생체 전기 임피던스값은 상승한다고 하는 것처럼, 체온이 변동하면 생체 전기 임피던스값, 즉 수분량도 변동하는 것으로 알려져 있다. 이 때문에, 측정된 체온 데이터를 이용하여 생체 전기 임피던스값의 보정을 행할 수가 있다.

연산 처리부(44)는, ROM(45)에 저장된 프로그램에 따른 피검자의 수분량과 체온의 예측 연산이나, 스피커(29)에 대한 음성 데이터의 출력 등을 실시한다.

여기서, 임피던스식의 수분 측정부(30)에 대해 설명한다.

본 발명의 실시형태의 수분계(1)에 있어서의 생체 전기 임피던스식에 의한 수분량의 측정에서는, 다음과 같이 말할 수 있다. 인체의 세포 조직은, 다수의 세포로 구성되어 있으며, 각 세포는, 세포외액으로 채워진 환경에 존재한다. 이러한 세포 조직에 전류를 흘렸을 경우에는, 저주파 교류전류는, 주로 세포외액영역을 흐르고, 고주파 교류전류의 경우에는, 세포외액영역 및 세포내를 흐른다.

이와 같이 전류를 세포조직에 흘렸을 경우의, 세포외액영역의 전기 임피던스값은 저항성분만으로 이루어지며, 세포의 전기 임피던스값은, 세포막이 나타내는 용량 성분과 세포내액이 나타내는 저항성분이 직렬로 접속된 것이 된다.

피검체(M)의 생체(신체)의 전기적 특성은, 조직 또는 장기의 종류에 따라 현저히 다르다. 이러한 각 조직이나 장기를 포함하는 신체 전체의 전기적 특성은, 생체 전기 임피던스에 의해 나타낼 수가 있다.

이러한 생체 전기 임피던스값은, 피검자의 신체 표면에 장착된 복수의 전극 사이에 미소 전류를 흘림으로써 측정되는 것으로서, 이와 같이 하여 얻어진 생체 전기 임피던스값으로부터, 피검자의 체지방율, 체지방중량, 제(除)지방체중, 체수분량 등을 추계(推計)할 수가 있다(비특허 문헌 1：「임피던스법에 의한 체지의 수분 분포의 추정과 그 응용」, 의용 전자와 생체 공학, vol. 23, No.6, 1985 참조).

생체 내의 수분량에 관해서는, 세포 외액 저항과 세포 내액 저항을 계산함으로써 추정하는 방법이 알려져 있다. 수분량의 측정에 관해서는, 생체 내의 수분량이 많을 때에는 생체 전기 임피던스값은 낮은 값을 나타내고, 생체 내의 수분량이 적을 때에는 생체 전기 임피던스값은 높은 값을 나타내며, 세포 외액 저항과 세포 내액 저항을 계산함으로써 추정하는 방법이 알려져 있다.

도 3에 예시하는 임피던스식의 수분 측정부(30)는, 피검자(M)의 생체에 교류 전류를 인가하여, 생체 전기 임피던스값을 측정하는 장치이다.

임피던스식의 수분 측정부(30)는, 제 1 측정 전류 공급용의 전극부(30A) 및 제 2 측정 전류 공급용의 전극부(30B)와, 제 1 전위 측정용의 전극부(100A) 및 제 2 전위 측정용의 전극부(100B)와, 교류전류 출력회로(101)와, 2개의 차동 증폭기(102,103)와, 전환기(104)와, A/D 변환기(105)와, 기준 저항기(106)를 갖는다.

제 1 측정 전류 공급용의 전극부(30A) 및 제 2 측정 전류 공급용의 전극부(30B)와, 제 1 전위 측정용의 전극부(100A) 및 제 2 전위 측정용의 전극부(100B)는, 예컨대 도 2에 나타내는 측정부의 유지부(11)에 있어서 외부에 노출되어 설치되어 있다. 이로써, 이들 4개의 전극부(30A, 30B, 100A, 100B)는, 도 1에 나타내는 피검자(M)의 겨드랑이 밑(R)의 피부면에 직접 접촉시킬 수가 있다.

도 3의 교류전류 출력회로(101)는, 제어부(40)와 제 1 측정 전류 공급용의 전극부(30A)와 제 2 측정 전류 공급용의 전극부(30B)에 전기적으로 접속되며, 교류전류 출력회로(101)와 제 1 측정 전류 공급용의 전극부(30A)의 사이에는, 기준 저항기(106)가 배치되어 있다. 차동 증폭기(102)는 상기 기준 저항기(106)의 양단부에 접속되어 있다. 또 하나의 차동 증폭기(103)는, 제 1 전위 측정용의 전극부(100A)와 제 2 전위 측정용의 전극부(100B)에 전기적으로 접속되어 있다. 2개의 차동 증폭기(102,103)는, 전환기(104)와 A/D 변환기(105)를 통해 제어부(40)에 전기적으로 접속되어 있다.

도 3에 있어서, 제어부(40)가 교류전류 출력회로(101)에 미리 정한 생체 인가용 신호를 공급하면, 교류전원 출력회로(101)는 기준 저항기(106)를 통해 제 1 측정 전류 공급용의 전극부(30A)와 제 2 측정 전류 공급용의 전극부(30B)에 대하여, 교류의 측정 전류를 공급한다. 한쪽의 차동 증폭기(102)는, 기준 저항기(106)의 양단의 전위차를 검출한다. 다른 쪽의 차동 증폭기(103)는, 전위 측정용의 전극부(100A, 100B)의 전위 차를 검출한다. 전환기(104)는, 차동 증폭기(102,103)로부터의 전위차 출력 중 어느 하나를 선택하여 A/D 변환기(105)에 보내며, A/D 변환기(105)는, 차동 증폭기(102,103)의 전위차 출력을 아날로그/디지털 변환하여 제어부(40)에 공급하게 되어 있다.

다음으로, 도 4와 도 5를 참조하여, 상술한 임피던스식의 수분 측정부(30)의 제 1 측정 전류 공급용의 전극부(30A) 및 제 2 측정 전류 공급용의 전극부(30B)와, 제 1 전위 측정용의 전극부(100A) 및 제 2 전위 측정용의 전극부(100B)의 구조예를 설명한다.

또한, 제 1 측정 전류 공급용의 전극부(30A) 및 제 2 측정 전류 공급용의 전극부(30B)와, 제 1 전위 측정용의 전극부(100A) 및 제 2 전위 측정용의 전극부(100B)의 구조는, 같은 것을 채용할 수 있다. 도 4와 도 5에서는, 피부면(V)과 상기 피부면(V)에 있는 수분(W)을 나타내고 있다.

도 4(A)에 나타내는 제 1 측정 전류 공급용의 전극부(30A) 및 제 2 측정 전류 공급용의 전극부(30B)와, 제 1 전위 측정용의 전극부(100A) 및 제 2 전위 측정용의 전극부(100B)의 구조는, 전극 단자(70)와, 반원형의 판형상의 탄성 변형 부재(71)와, 전극 단자 안내부(72)를 가지고 있다. 도전성을 갖는 전극 단자(70)는 배선(74)에 접속되어 있으며, 탄성 변형 부재(71)의 일단부는 전극 단자(70)의 바닥부에 고정되어 있고, 탄성 변형 부재(71)의 타단부는 도 2의 측정부의 유지부(11) 내의 고정 부분(75)에 고정되어 있다. 전극 단자 안내부(72)는, 통형상 부분(73)을 가지고 있으며, 통형상 부분(73) 내에는, 전극 단자(70)의 하부가 삽입되어 있다. 이로써, 전극 단자(70)의 선단부가 화살표 G 방향으로 피부면(V)에 대해 가압되면, 전극 단자(70)는, 탄성 변형 부재(71)의 탄발력에 저항하며 화살표 H 방향으로 눌리므로, 전극 단자(70)의 선단부를 피부면(V)에 대하여 떨어지지 않도록 하여 확실히 접촉시킬 수가 있다.

도 4(B)에 나타내는 제 1 측정 전류 공급용의 전극부(30A) 및 제 2 측정 전류 공급용의 전극부(30B)와, 제 1 전위 측정용의 전극부(100A) 및 제 2 전위 측정용의 전극부(100B)의 구조는, 전극 단자(70)와, 원기둥형상의 쿠션재의 탄성 변형 부재(76)와, 전극 단자 안내부(72)를 가지고 있다. 도전성을 갖는 전극 단자(70)는 배선(74)에 접속되어 있고, 탄성 변형 부재(76)의 상단부의 오목부(77)에는 전극 단자(70)의 바닥부가 끼워져 고정되어 있으며, 탄성 변형 부재(76)의 타단부는 도 2의 측정부의 유지부(11) 내의 고정 부분(75)에 고정되어 있다. 전극 단자 안내부(72)는, 통형상 부분(73)을 가지고 있으며, 통형상 부분(73) 내에는, 탄성 변형 부재(76)의 상단부가 삽입되어 있다. 이로써, 전극 단자(70)의 선단부가 화살표 G 방향으로 피부면(V)에 대해 가압되면, 전극 단자(70)는, 탄성 변형 부재(76)의 탄발력에 저항하며 화살표 H 방향으로 눌리므로, 전극 단자(70)의 선단부를 피부면(V)에 대해 떨어지지 않도록 하여 확실히 접촉시킬 수가 있다.

도 4(C)에 나타내는 제 1 측정 전류 공급용의 전극부(30A) 및 제 2 측정 전류 공급용의 전극부(30B)와, 제 1 전위 측정용의 전극부(100A) 및 제 2 전위 측정용의 전극부(100B)의 구조는, 전극 단자(70)와, 코일 스프링형상의 탄성 변형 부재(78)와, 전극 단자 안내부(72)를 가지고 있다. 도전성을 갖는 전극 단자(70)는 배선(74)에 접속되어 있으며, 탄성 변형 부재(78)의 일단부는 전극 단자(70)의 바닥부에 고정되고, 탄성 변형 부재(78)의 타단부는 도 2의 측정부의 유지부(11) 내의 고정 부분(75)에 고정되어 있다. 전극 단자 안내부(72)는, 통형상 부분(73)을 가지고 있으며, 통형상 부분(73) 내에는, 전극 단자(70)의 하부가 삽입되어 있다. 이로써, 전극 단자(70)의 선단부가 화살표 G 방향으로 피부면(V)에 대해 가압되면, 전극 단자(70)는, 탄성 변형 부재(78)의 탄발력에 저항하며 화살표 H 방향으로 눌리므로, 전극 단자(70)의 선단부는 피부면(V)에 대해 떨어지지 않도록 하여 확실히 접촉시킬 수가 있다.

도 4(D)에 나타내는 제 1 측정 전류 공급용의 전극부(30A) 및 제 2 측정 전류 공급용의 전극부(30B)와, 제 1 전위 측정용의 전극부(100A) 및 제 2 전위 측정용의 전극부(100B)의 구조는, 전극 단자(70)와, 점착 부재(80)와, 전극 단자 고정부(81)를 가지고 있다. 도전성을 갖는 전극 단자(70)는 배선(74)에 접속되어 있으며, 전극 단자(70)의 하부는, 통형상의 전극 단자 고정부(81)에 끼워 넣어져 고정되어 있다. 점착 부재(80)는, 전극 단자(70)를 겨드랑이 밑(R)의 피부면에 가압하기 위한 밀착부재로서, 도 2의 측정부의 유지부(11)의 표면 부분(83) 상에 부착하여 고정되어 있다. 이로써, 전극 단자(70)의 선단부가 화살표 G 방향으로 피부면(V)에 대해 가압되면, 점착 부재(80)가 피부면(V)에 점착되므로, 전극 단자(70)의 선단부는, 화살표 H 방향으로 눌린 상태에서, 피부면(V)에 대해 떨어지지 않도록 하여 확실히 접촉시킬 수가 있다.

도 4(E)에 나타내는 제 1 측정 전류 공급용의 전극부(30A) 및 제 2 측정 전류 공급용의 전극부(30B)와, 제 1 전위 측정용의 전극부(100A) 및 제 2 전위 측정용의 전극부(100B)의 구조는, 전극 단자(70)와, 흡반(吸盤)(85)과, 전극 단자 고정부(81)를 가지고 있다. 도전성을 갖는 전극 단자(70)는 배선(74)에 접속되어 있으며, 전극 단자(70)의 하부는, 통형상의 전극 단자 고정부(81)에 끼워 넣어져 고정되어 있다. 흡반(85)은, 전극 단자(70)를 겨드랑이 밑(R)의 피부면에 가압하기 위한 밀착부재로서, 도 2의 측정부의 유지부(11)의 표면 부분(83) 상에 부착하여 고정되어 있다. 이로써, 전극 단자(70)의 선단부가 화살표 G 방향으로 피부면(V)에 대해 가압되면, 흡반(85)이 피부면(V)에 달라붙어, 전극 단자(70)의 선단부는, 화살표 H 방향으로 눌린 상태에서, 피부면(V)에 대해 떨어지지 않도록 하여 확실히 접촉시킬 수가 있다.

탈수상태가 계속되면 여러가지 증상으로 진행되는 것으로 알려져 있다. 그 중에서도 열중증은 큰 문제가 되고 있다. 이러한 증상을 조기 발견하는 방법, 또는 그 증상의 심각도를 판단하는 방법으로서는, 수분량과 함께 체온을 계측하는 것이 바람직하다. 피검자(M)의 생체의 수분량과 피검자(M)의 생체의 체온간의 상관관계로부터 예컨대, 피검자의 증상예로서 이하와 같이 판단할 수 있음을, 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6에 나타내는 피검자(M)의 생체의 수분량과 피검자(M)의 생체의 체온간의 상관관계는, 예컨대 도 3의 ROM(45)에 저장되어 있다.

도 6에 있어서, 수분량이 낮은 경우에, 체온이 정상치이면 피검자는 경도(輕度)의 탈수증상이며, 수분량이 정상인 경우에, 체온이 정상이면 피검자는 건강한 상태이다. 이에 대하여, 수분량이 낮은 경우에, 체온이 높으면 피검자는 중도(重度)의 탈수증상이며, 수분량이 정상인 경우에, 체온이 높으면 피검자는 감기와 같은 탈수 이외의 질환이라 할 수 있다.

이와 같이, 피검자의 생체의 수분량과 체온으로부터, 피검자의 건강, 경도 및 중도의 탈수증상, 감기증상을 판단할 수 있게 되므로, 본 발명의 실시형태의 수분계(1)에서는, 겨드랑이 밑(R)에 있어서의 수분량의 측정과 체온의 측정이 중요하다. 상술한 피검자의 증상의 판단예는, 도 2의 표시부(20)에 표시하도록 하여도 무방하다.

도 7은 수분계(1)가, 피검자(M)의 수분량과 체온을 검출하는 동작예를 나타내는 흐름도이다.

다음으로, 도 7을 참조하여, 도 1과 도 2에 나타내는 수분계(1)가 피검자(M)의 수분량과 체온을 검출하는 동작예를 설명한다.

도 7의 단계 S1에서는, 피검자가 도 3에 나타내는 전원 스위치(10S)를 온(ON)으로 하여 온 신호를 제어부(40)에 보내면, 수분계(1)는 측정 가능 상태가 된다. 단계 S2에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 피검자(M)가 수분계(1)의 측정부의 유지부(11)를 겨드랑이 밑(R)에 대하여, 도 2의 2개의 볼록부(11C)를 이용하여 끼워 넣는다.

이와 같이 수분계(1)의 측정부의 유지부(11)가 겨드랑이 밑(R)에 유지된 상태에서는, 본체부(10)가 피검자의 상체(B)의 측면부에 밀착함으로써 수분계(1)는 보다 확실하게 피검자의 상체(B)에 유지될 수 있으며, 예컨대, 표시부의 유지부(12)는, 피검자(M)의 전방(D)을 향해 거의 수평으로 위치시킬 수가 있다.

더욱이, 측정부의 유지부(11)와 표시부의 유지부(12) 사이의 거리는, 피검자(M)가 측정부의 유지부(11)를 겨드랑이 밑(R)에 끼웠을 경우에, 표시부(20)가 겨드랑이 밑(R)의 외측의 위치(몸체부와 상완에 의해 끼워지지 않는 위치)에 오므로, 피검자(M)는 표시부의 유지부(12)의 표시부(20)의 수분량의 디지털 표시(24)와 체온의 디지털 표시(25)를 용이하게 눈으로 볼 수 있다. 더욱이, 피검자(M)는 스피커(29)로부터 발생되는 음성 안내를 들을 수가 있다.

도 7의 단계 S3에서는, 수분계(1)의 측정부의 유지부(11)가 겨드랑이 밑(R)에 유지되면, 연산 처리부(44)는, 수분계(1)의 초기화를 실시하고, 타이머(42)로부터의 타이밍 신호에 근거하여, 소정의 샘플링의 타이밍으로, 수분 측정부(30)에 의해 측정된 수분량 데이터 신호(P1)와, 온도측정부(31)에 의해 측정된 체온 데이터 신호(P2)를 취득한다.

이와 같이, 수분 측정부(30)로부터 수분량 데이터 신호(P1)를 얻는 경우에는, 도 1에 예시하는 바와 같이 피검자(M)의 겨드랑이 밑(R)에 접촉되어 있는 제 1 측정 전류 공급용의 전극부(30A)와 제 2 측정 전류 공급용의 전극부(30B)가, 교류전류 출력회로(101)로부터 피검자(M)에 대해 교류 전류를 인가한다. 그리고, 피검자의 겨드랑이 밑(R)에 접촉되어 있는 제 1 전위 측정용의 전극부(100A)와 제 2 전위 측정용의 전극부(100B)가, 피검자의 겨드랑이 밑(R)에서의 2점의 전위차를 검출하고, 이 전위차가 다른 쪽의 차동 증폭기(103)에 공급되며, 다른 쪽의 차동 증폭기(103)는, 피검자(M)의 2점간의 전위차 신호를 전환기(104)측에 출력한다.

한쪽의 차동 증폭기(102)는, 기준 저항기(106)의 전위차 신호를 전환기(104) 측에 출력한다. 제어부(40)가 전환기(104)를 전환함으로써, 한쪽의 차동 증폭기(102)로부터의 전위차 신호와 다른 쪽의 차동 증폭기(103)로부터의 전위차 신호가, A/D 변환기(105)에 의해 아날로그/디지털 변환되어 제어부(40)에 공급되며, 제어부(40)는 그 디지털 신호에 근거하여 생체 전기 임피던스값을 구한다. 상기 제어부(40)는, 얻어진 생체 전기 임피던스값으로부터 수분량 데이터(P1)를 연산한다. 상기 수분량 데이터(P1)는, 제어부(40)로부터 연산 처리부(44)로 보내진다.

단계 S4에서는, 연산 처리부(44)는, 수분량 데이터(P1)와 온도측정부(31)에 의해 측정된 체온 데이터(P2)로부터 얻어지는, 피검자의 수분량 데이터와 체온 데이터의 시간 변화에 근거하여, 피검자(M)의 수분량과 체온을 예측 연산할 수 있다.

도 7의 단계 S5에서는, 연산된 피검자(M)의 수분량의 값과 체온의 값을, 도 3의 스피커(29)로부터 음성 안내하는 동시에, 도 3과 도 2에 나타내는 표시부(20)의 수분량 표시화면(21)에는 비교적 큰 사이즈의 디지털 표시(24)를 할 수 있고, 체온 표시화면(22)에는 체온의 디지털 표시(25)를 할 수가 있다.

단계 S6에서는, 피검자(M)가 수분계(1)에 의한 측정을 종료할 경우에는, 도 3의 전원 스위치(10S)를 오프(OFF)하지만, 측정을 종료하지 않는 경우에는, 단계 S3으로 돌아가 다시 단계 S3에서 S6의 처리를 반복하게 된다.

상술한 본 발명의 실시형태의 수분계(1)는, 피검자(M)의 수분량을 적절히 측정할 수 있는 겨드랑이 밑(R)에서 측정가능한 구조를 갖는다. 임피던스식의 수분 측정부(30)의 제 1 측정 전류 공급용의 전극부(30A) 및 제 2 측정 전류 공급용의 전극부(30B)와, 제 1 전위 측정용의 전극부(100A) 및 제 2 전위 측정용의 전극부(100B)에 의해 측정된 생체 전기 임피던스값으로부터, 연산 처리부(44)는, 수분량 데이터(P1)와, 온도측정부(31)에 의해 측정된 체온 데이터(P2)로부터 얻어지는, 피검자의 수분량 데이터와 체온 데이터의 시간 변화에 근거하여, 피검자의 수분량과 체온을 예측 연산할 수가 있다. 이로써, 일상 생활에 있어서의 건강의 유지에 매우 중요한 수분 조절은 물론, 구갈(口渴)감으로 인해 적절한 음수(飮水) 행동이 곤란한 유유아나 고령자 혹은 격렬한 운동시 등에 적정한 수분 조절을 수행하는 지원 수단으로서 유효하다.

또, 피검자(M)의 수분량을 적절히 측정할 수 있는 생체의 부위로서 겨드랑이 밑(R)을 선택하여 측정하는 것, 수분량을 겨드랑이 밑(R)에서 측정하는 것은, 피검자(M)의 생체 전신의 수분 상태를 반영하고 있기 때문이다. 또, 일반적으로, 고령자의 피부는 건조해지기 쉬우며 사람에 따른 편차가 많다. 그 중에서도, 겨드랑이 밑(R)은 다른 부위에 비해 외부로부터의 영향이 적기 때문에, 측정의 편차가 적어 적합하다. 야윈 고령자라 하더라도, 수분계(1)의 측정부의 유지부(11)는, 신체와 상완 사이의 겨드랑이 밑(R)에 확실히 끼워 넣어 유지할 수 있다. 또, 피검자가 유유아여도, 겨드랑이 밑(R)이면 측정부의 유지부(11)를 용이하게 끼워 넣어 확실히 유지할 수 있기 때문이다. 나아가, 수분 측정부(30)는 겨드랑이 밑(R) 중에서도 한 가운데를 확보하는 구조를 가짐으로써 측정 정밀도가 보다 높아진다.

또한, 본 발명의 실시형태의 수분계(1)는, 바람직하게는 이와 같이 피검자(M)의 수분량을 적절히 측정할 때에, 겨드랑이 밑(R)의 체온도 동시에 측정할 수 있는 구조를 가지고 있다. 이로써, 도 5에 나타내는 바와 같이, 의료 종사자나 간호자는, 구강 등으로부터 수분을 측정하는 경우에 비해, 피검자(M)의 겨드랑이 밑(R)에 수분계(1)의 측정부의 유지부(11)를 끼워 유지시키는 것뿐이므로, 피검자(M)의 수분량을 용이하게 측정할 수가 있다.

도 2에 예시하는 바와 같이, 표시부(20)에 표시된 피검자(M)의 생체의 수분량과 피검자(M)의 생체의 체온간의 관계로부터, 수분량이 낮은 경우에 체온이 정상치이면 피검자는 경도의 탈수증상이며, 수분량이 정상인 경우에 체온이 정상이면 피검자는 건강한 상태이다. 이에 대하여, 수분량이 낮은 경우에 체온이 높으면 피검자는 중도의 탈수증상이며, 수분량이 정상인 경우에 체온이 높으면 피검자는 감기증상인 것으로, 예컨대 의사에 의해 대략적인 판단이 가능하다.

본 발명의 수분계의 실시형태는, 피검자의 수분을 측정하는 수분계로서, 피검자의 겨드랑이 밑에 유지되어, 겨드랑이 밑의 피부면에 접촉시키기 위한 측정 전류 공급용의 전극부와 전위 측정용의 전극부를 구비하며, 피검자의 수분량을 측정하는 임피던스식의 수분 측정부를 갖는다. 이로써, 피검자의 수분량을 간단하게 측정할 수 있으며, 피검자가 적정한 수분 조절을 행하기 위한 지원 수단으로서 유효하다. 여기서, 수분계를 이용하여, 피검자의 수분량을 적절히 측정할 수 있는 생체의 부위로서 겨드랑이 밑을 선택하여, 피검자의 생체의 수분량을 측정하는 것은, 수분량을 겨드랑이 밑(R)에서 측정하는 것이 피검자(M)의 생체 전신의 수분 상태를 반영하고 있기 때문이다.

바람직하게는, 피검자의 겨드랑이 밑에 유지되어, 피검자의 체온을 측정하는 체온 측정부를 갖는다. 이로써, 피검자의 겨드랑이 밑에 있어서 피검자의 수분량을 측정하는 동시에 피검자의 체온도 측정함으로써, 수분량과 체온의 상관관계를 이용하여, 피검자의 상태에 대한 판단에 이용할 수가 있다.

바람직하게는, 본체부와, 본체부의 일단에 배치되며, 임피던스식의 수분 측정부와 체온 측정부를 유지하고 겨드랑이 밑에 끼워져 유지되는 측정부의 유지부와, 본체부의 타단에 배치되며, 측정된 피검자의 수분량과 측정된 피검자의 체온을 표시하는 표시부를 유지하는 표시부의 유지부를 갖는다. 이로써, 피검자(M)가 손에 들기 쉽거나 혹은 잡기 쉬운 형상이며, 측정부의 유지부는, 겨드랑이 밑에 끼워져 유지된 상태이고, 표시부의 유지부는, 겨드랑이 밑으로부터 전방으로 돌출가능하여, 측정자는 상기 표시부에 표시된 수분량과 체온을 눈으로 보고 확인할 수가 있다.

바람직하게는, 복수의 체온 측정부가, 측정부의 유지부에 의해 유지되어 있다. 이로써, 복수의 체온 측정부를 이용함으로써, 측정된 체온을 평균화하여 얻을 수 있기 때문에, 보다 정확한 수분량과 체온을 얻을 수가 있다.

바람직하게는, 임피던스식의 수분 측정부의 각 전극부는, 겨드랑이 밑의 피부면에 직접 접촉시키기 위한 전극 단자와, 전극 단자를 겨드랑이 밑의 피부면에 꽉 누르기 위한 탄성 변형 부재를 갖는다. 이로써, 수분량과 체온을 측정할 때에, 전극 단자를 겨드랑이 밑의 피부면에 대해 확실히 접촉시킬 수가 있다.

바람직하게는, 임피던스식의 수분 측정부의 각 전극부는, 겨드랑이 밑의 피부면에 직접 접촉시키기 위한 전극 단자와, 겨드랑이 밑의 피부면에 밀착함으로써 전극 단자를 겨드랑이 밑의 피부면에 꽉 누르기 위한 밀착 부재를 갖는다. 이로써, 수분량과 체온을 측정할 때에, 전극 단자를 겨드랑이 밑의 피부면에 대해 확실히 접촉시킬 수가 있다.

도 9는, 수분계의 또 다른 실시형태로서의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 9에 있어서, 도 3과 동일한 부호가 사용된 부위는 같은 구조이며, 본 실시형태에서는, 수분 측정부(30)의 구성이 도 10에서 나타낸 바와 같이 정전용량을 이용한 것으로 되어 있다는 점에서 다른 것이다. 이하, 공통되는 부분의 설명은 도 3의 설명을 원용하며, 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.

도 9의 수분 측정부(30)는 도 10에 나타내는 구성으로 되어 있다.

즉, 측정 대상물인 피검자(M)의 생체의 정전용량을 계측하고, 함수율에 따라 변화하는 유전율의 변화량으로부터 수분량을 측정한다. 수분 측정부(30)는, 용기부(60)와 2개의 전극(61, 62)을 갖는다. 용기부(60)는, 수지제의 주위 부분(63)과 덮개 부분(64)을 가지고 있으며, 2개의 전극(61, 62)은 덮개 부분(64)에 이격되어 서로 전기 절연된 상태에서, 덮개 부분(64)으로부터 외측으로 노출되도록 하여 배치되어 있다. 이로써, 2개의 전극(61, 62)이 겨드랑이 밑(R)의 피부와 피부상의 수분(W)에 접촉함으로써, 피검자(M)의 생체의 정전용량을 계측하여, 함수율에 따라 변화하는 유전율의 변화량으로부터 수분량을 측정하게 되어 있다. 2개의 전극(61, 62)으로부터의 수분량 데이터 신호(P1)는, 제어부(40)에 보내지며, 연산 처리부(44)는, 수분량 데이터 신호(P2)에 근거하여 수분량을 계산한다.

이와 같이, 수분 측정부(30)는, 복수의 전극(61, 62)을 이용해 정전용량을 검지하여, 함수율에 따라 변화하는 유전율의 변화량에 의해 수분량을 측정하기 때문에, 피검자의 겨드랑이 밑에 있어서 정전용량식으로 수분량을 측정할 수 있다. 정전용량은 이하의 식에 의해 구할 수 있다. S와 d에 대해서는 일정 값을 취한다고 생각하면, 정전용량(C)은 유전율(ε)의 값에 비례하여, 수분량이 많을수록 유전율과 정전용량의 값은 커진다.

정전용량(C) = ε×S/d(F)

유전율 = ε

S = 센서 표면의 크기

d = 전극간 거리

이로써, 연산 처리부(44)는, 수분 측정부(30)에 의해 측정된 수분량 데이터(P1)와, 온도측정부(31)에 의해 측정된 체온 데이터(P2)로부터 얻어지는, 피검자의 수분량 데이터와 체온 데이터의 시간 변화에 근거하여, 피검자의 수분량과 체온을 예측 연산한다.

따라서, 정전용량을 이용한 계측의 경우에는, 전극은 서로 절연된 2개의 전극만 설치하면 되어, 임피던스식과 같이, 측정 전류 공급용의 전극부와, 전위 측정용의 전극부를 한 쌍씩 설치할 필요가 없어 간편하다.

도 11은, 전극 구조의 변형예를 나타내고 있다.

임피던스식인 경우와 정전용량식인 경우의 양자 모두에 대해, 본 전극 방식을 이용할 수 있다.

먼저 임피던스식인 경우에 대해 설명한다.

도 11에 나타내는 바와 같이, 전극부(110)는, 수분계(1)의 제 1 부분(1C)의 측면에 노출되어 형성된 구조가 이용되고 있다.

상기 전극부(110)는, 예컨대 직사각형으로 형성된 절연체인 베이스부(103)와, 상기 베이스부(103)의 표면에 형성된 선형상의 도체인 빗살형 전극(comb-shaped electrode ; 102, 103)을 미소(微小) 간격을 두고 대향시킨 구성으로 되어 있다. 각 빗살형 전극(102, 103)의 단부에는 단자부(102a, 103a)가 각각 형성되어 있다.

빗살형 전극(102)을 제 1 전위 측정용의 전극부로 하고, 빗살형 전극(103)을 제 2 전위 측정용의 전극부로 함으로써, 각 전극부의 상기 단자부에 각각 전원으로부터 소정의 구동 전류를 공급함으로써, 임피던스식의 수분 측정을 실시할 수가 있다.

또, 도 11에서 설명한 빗살형 전극의 구조, 즉, 빗살형 전극(102)과 빗살형 전극(103)만을 이용하는 동시에, 제 1 측정 전류 공급용의 전극부(30A)와 제 2 측정 전류 공급용의 전극부(30B), 제 1 전위 측정용의 전극부(100A)와 제 2 전위 측정용의 전극부(100B)도 형성하지 않고, 정전용량식으로 수분 측정을 수행하도록 하여도 무방하다.

이 경우, 도시된 바와 같이 2개의 빗살형 전극(102과 103)을 미소 간격을 두고 대향시켜 배치하고, 한쪽의 전극에 전류를 인가하여, 검체 물질로서의 수분을 산화하며, 다른 한 쪽의 전극에서 산화된 물질을 환원하여 원래의 물질로 되돌린다. 즉, 2개의 전극 사이에서 산화와 환원을 반복하게 함으로써 검체 물질로서의 수분을 검출할 수가 있다. 이 경우, 바람직하게는, 듀얼 모드에 의해 검출을 수행한다.

듀얼 모드로 하려면, 구체적으로는, 빗살형 전극(102)에 수분에 대한 산화전위를 인가하고, 다른 한 쪽의 빗살형 전극(103)에 환원 전위를, 도 9의 전원부(41)로부터 인가한다. 이로써 듀얼 모드에서는, 산화와 환원을 반복하는, 이른바 레독스 사이클(redox cycle ; 산화 환원 순환)이 일어나, 전류를 증가시켜 검출 감도를 향상시킬 수가 있다.

또한, 도 11의 절연재인 기판(101)으로서는, 전극 기판으로서, 표면 혹은 전체가 절연성인 기판이면 되며, 예컨대, 산화막이 부착된 실리콘 기판, 석영 기판, 산화 알루미늄 기판, 유리 기판, 플라스틱 기판 등을 이용할 수 있다. 전극용 재료로서는 적합한 도체로서, 금, 백금, 은, 크롬, 티탄, 스테인리스 등의 금속 혹은 반도체, 도전성 카본, 도전성 잉크 등을 사용할 수 있다.

전극부의 제조방법으로서는, 절연 기판(101) 위에 상기한 도체 금속 등을, 증착이나 스퍼터링, CVD(화학적 기상성장법) 등에 의해 박막으로서 막형성하고, 이것을 예컨대 포토리소그래피법에 의해, 빗살형 전극의 형상으로 형성할 수 있다. 또, 포토리소그래피법 이외에도, 절연재료인 기판(101)상에, 잉크젯 프린터 등에 의해 도전성 잉크로 빗살형 전극을 묘화(描畵)하도록 하여도 무방하다.

전극 구조를 이러한 구조로 함으로써, 수분 측정부(30)가, 겨드랑이 밑(R)의 가장 함몰되어 있는 곳에 접할 수 있게 된다.

그런데, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되지 않으며, 본 발명은 다양한 수정과 변경이 가능하고, 특허 청구의 범위에 기재된 범위에서 다양한 변형이 가능하다.

도시예에서는, 1개의 수분 측정부(30)와 1개의 체온 측정부(31)가, 측정부의 유지부(11)에 배치되어 있다.

그러나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 도 8에 예시하는 바와 같이, 복수의 체온 측정부(31)가, 측정부의 유지부(11)에 배치되도록 하여도 무방하다. 이로써, 각 체온 측정부(31)로부터 얻어지는 체온을 평균화함으로써, 체온의 측정 정밀도를 보다 높일 수가 있다.

1 : 수분계
10 : 본체부
11 : 측정부의 유지부
12 : 표시부
M : 피검자
R : 겨드랑이 밑
11 : 측정부의 유지부
12 : 표시부의 유지부
12 : 표시부의 유지부
20 : 표시부
30 : 수분 측정부
30A, 30B : 측정 전류 공급용의 전극부
31 : 체온 측정부
100A, 100B : 전위 측정용의 전극부
110 : 전극부

Claims

피검자의 수분을 측정하는 수분계로서,
상기 피검자의 겨드랑이 밑에 유지되고, 상기 겨드랑이 밑의 피부면에 접촉시키기 위한 측정 전류 공급용의 전극부와 전위 측정용의 전극부를 구비하며, 상기 피검자의 수분량을 측정하는 임피던스식의 수분 측정부를 갖는 것을 특징으로 하는 수분계.
제 1항에 있어서,
상기 피검자의 상기 겨드랑이 밑에 유지되며, 상기 피검자의 체온을 측정하는 체온 측정부를 갖는 것을 특징으로 하는 수분계.
제 2항에 있어서,
본체부와, 상기 본체부의 일단에 배치되며, 상기 임피던스식의 수분 측정부와 상기 체온 측정부를 유지하고 상기 겨드랑이 밑에 끼워져 유지되는 측정부의 유지부와, 상기 본체부의 타단에 배치되며, 측정된 상기 피검자의 수분량과 측정된 상기 피검자의 체온을 표시하는 표시부를 유지하는 표시부의 유지부를 갖는 것을 특징으로 하는 수분계.
제 3항에 있어서,
복수의 상기 체온 측정부가, 상기 측정부의 유지부에 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 수분계.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 임피던스식의 수분 측정부의 각 상기 전극부는, 상기 겨드랑이 밑의 피부면에 직접 접촉시키기 위한 전극 단자와, 상기 전극 단자를 상기 겨드랑이 밑의 피부면에 꽉 누르기 위한 탄성 변형 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 수분계.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 임피던스식의 수분 측정부의 각 상기 전극부는, 상기 겨드랑이 밑의 피부면에 직접 접촉시키기 위한 전극 단자와, 상기 겨드랑이 밑의 피부면에 밀착함으로써 상기 전극 단자를 상기 겨드랑이 밑의 피부면에 꽉 누르기 위한 밀착 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 수분계.
피검자의 수분을 측정하는 수분계로서,
상기 피검자의 겨드랑이 밑에 유지되고, 상기 피검자의 수분량을 측정하기 위해 상기 겨드랑이 밑의 수분을 측정하기 위한 정전용량식의 수분 측정부를 가지며,
상기 수분 측정부는, 복수의 전극을 이용하여 정전용량을 검지하며, 함수율에 따라 변화하는 유전율의 변화량에 의해 수분량을 측정하는 것을 특징으로 하는 수분계.
제 7항에 있어서,
상기 피검자의 상기 겨드랑이 밑에 유지되며, 상기 피검자의 체온을 측정하는 체온 측정부를 갖는 것을 특징으로 하는 수분계.
제 8항에 있어서,
본체부와, 상기 본체부의 일단에 배치되며, 상기 정전용량식의 수분 측정부와 상기 체온 측정부를 유지하고 상기 겨드랑이 밑에 끼워져 유지되는 측정부의 유지부와, 상기 본체부의 타단에 배치되며, 측정된 상기 피검자의 수분량과 측정된 상기 피검자의 체온을 표시하는 표시부를 유지하는 표시부의 유지부를 갖는 것을 특징으로 하는 수분계.
제 9항에 있어서,
복수의 상기 체온 측정부가, 상기 측정부의 유지부에 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 수분계.
제 7항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정전용량식의 수분 측정부의 각 상기 전극부는, 상기 겨드랑이 밑의 피부면에 직접 접촉시키기 위한 전극 단자와, 상기 전극 단자를 상기 겨드랑이 밑의 피부면에 꽉 누르기 위한 탄성 변형 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 수분계.
제 7항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정전용량식의 수분 측정부의 각 상기 전극부는, 상기 겨드랑이 밑의 피부면에 직접 접촉시키기 위한 전극 단자와, 상기 겨드랑이 밑의 피부면에 밀착함으로써 상기 전극 단자를 상기 겨드랑이 밑의 피부면에 꽉 누르기 위한 밀착 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 수분계.