KR20230012960A

KR20230012960A - 골격근의 특정 주파수를 통한 체성분 분석장치 및 분석방법

Info

Publication number: KR20230012960A
Application number: KR1020220018060A
Authority: KR
Inventors: 김철현; 송건형
Original assignee: 순천향대학교 산학협력단
Priority date: 2021-07-16
Filing date: 2022-02-11
Publication date: 2023-01-26

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 제 1 전극, 적어도 하나의 제 2 전극, 및 상기 적어도 하나의 제 1 전극과 상기 적어도 하나의 제 2 전극에 전기적으로 연결된 제어부를 포함하며, 제어부는 서로 다른 주파수에서 임피던스와 리액턴스를 측정하여 체성분 분석 대상체의 사지의 골격근량을 추정하는, 체성분 분석장치에 관한 것이다.

Description

골격근의 특정 주파수를 통한 체성분 분석장치 및 분석방법{BODY COMPOSITION ANALYSIS DEVICE BY SKELETAL MUSCLE-SPECIFIC FREQUENCIES AND METHOD THEREOF}

신체에 전류를 인가하여 체성분을 분석하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

체성분을 분석하는 한 방법으로 이중에너지 X선 흡수 계측법(Dual-energy X-ray Absorptiometry; DXA)이 알려져있다. DXA를 이용한 체성분 분석장치는 골격근량 검사의 기준이 되지만 방사선 노출 위험이 있는 고가의 대형장비인 점에서 그 활용이 제한적이었다.

체성분을 분석하는 다른 방법으로서 생체전기저항 측정법(Bioelectrical Impedance Analysis; BIA)이 알려져있다. BIA는, 신체에 전류를 인가하여 신체의 리지스턴스(R), 리액턴스(Xc), 임피던스(Z)를 측정하고, 신장의 제곱(Ht²)과 신체 임피던스(Z)의 비(ratio)인 임피던스지수(ZI)에 기초하여 세포외액(extracellular index; ECF), 총 체수분(total body water; TBW) 및 무지방량(fat-free mass; FFM)을 추정할 수 있다.

이러한 종래의 BIA를 이용한 체성분 분석장치는 체지방 측정을 목적으로 한 것으로 50kHz의 단일 주파수만을 사용하여, 근육량 측정에 대해서는 그 설명력이 약 78% 정도에 그치는 점에서 DXA를 대체하기 부족한 문제점이 있었다.

본 발명은 골격근량 측정에 대한 정밀도를 높인 체성분 분석 장치 및 분석 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 적어도 하나의 제 1 전극, 적어도 하나의 제 2 전극, 및 상기 적어도 하나의 제 1 전극과 상기 적어도 하나의 제 2 전극에 전기적으로 연결된 제어부를 포함하며, 제어부는 서로 다른 주파수에서 임피던스와 리액턴스를 측정하여 체성분 분석 대상체의 사지의 골격근량을 추정하는, 체성분 분석장치를 제공한다.

상기 적어도 하나의 제 1 전극은 전류를 인가하기 위해 대상체의 제 1 측정 부위에 부착될 수 있도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 제 2 전극은 전압을 측정하기 위해 대상체의 제 2 측정 부위에 부착될 수 있도록 구성된다.

그리고 상기 제어부는, 상기 대상체에 제 1 주파수(f1)의 교류 전류를 인가하여 임피던스(Z_@f1)를 측정하고, 상기 대상체에 제 2 주파수(f2)의 교류 전류를 인가하여 리액턴스(Xc_@f2)를 측정하고, 상기 임피던스(Z_@f1)와 상기 리액턴스(Xc_@f2)에 기초하여 상기 대상체의 골격근량을 추정하며, 상기 제 1 주파수는 상기 제 2 주파수보다 크다.

일 실시예로서, 상기 제어부는 상기 임피던스(Z_@f1)에 기초하여 제 1 주파수에서의 임피던스 지수(ZI_@f1)를 계산하고, 임피던스 지수(ZI_@f1)는

이고, Ht는 대상체의 신장(㎝)이고, 상기 임피던스 지수(ZI_@f1)와 상기 리액턴스(Xc_@f2)에 기초하여 골격근량을 추정할 수 있다.

일 실시예로서, 상기 제 1 주파수(f1)는, 2㎒ 이상 3㎒ 이하의 범위에서 결정될 수 있다. 일 실시예로서, 상기 제 2 주파수(f2)는, 5㎑ 이상 50㎑ 이하의 범위에서 결정될 수 있다.

일 실시예로서 상기 제어부는, 상기 임피던스 지수(ZI_@f1)와 상기 리액턴스(Xc_@f2)에 추가로, 대상체의 인종, 연령, 체중, 성별 중 적어도 하나에 기초하여 골격근량을 추정할 수 있다.

한편, 본 발명은 체성분 분석 대상체에, 제 1 주파수(f1)의 교류 전류를 인가하여 임피던스(Z_@f1)를 측정하고 상기 제 1 주파수보다 낮은 제 2 주파수(f2)의 교류 전류를 인가하여 리액턴스(Xc_@f2)를 측정하는 단계; 및 상기 임피던스(Z_@f1)와 리액턴스(Xc_@f2)에 기초하여 골격근량을 추정하는 단계를 포함하는, 체성분 분석방법을 제공한다.

일 실시예로서 상기 골격근량을 추정하는 단계는, 상기 임피던스(Z_@f1)에 기초하여 제 1 주파수에서의 임피던스 지수(ZI_@f1)를 계산하는 단계; 및 상기 임피던스 지수(ZI_@f1)와 리액턴스(Xc_@f2)에 기초하여 골격근량을 추정하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서 임피던스 지수(ZI_@f1)는

이고, Ht는 대상체의 신장(㎝)이다.

일 실시예로서, 상기 임피던스 지수(ZI_@f1)와 리액턴스(Xc_@f2)에 기초하여 골격근량을 추정하는 단계는 임피던스 지수(ZI_@f1)와 상기 리액턴스(Xc_@f2)에 추가로 대상체의 인종, 연령, 체중, 성별 중 적어도 하나에 기초하여 골격근량을 추정할 수 있다.

본 발명은 2㎒ 이상 3㎒ 이하의 고주파수 대역에서 신체의 임피던스를 측정하고, 그보다 저주파수 대역에서 신체의 리액턴스를 측정함으로써, BIA를 이용하면서도 팔과 다리의 골격근량(ASM)에 대한 설명력을 약 92%까지 향상시키는 효과가 있다. 따라서, DXA 장비를 이용하지 않고서도 간편하게 근감소증 진단이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 분석장치의 블록도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 분석방법의 순서도이고,
도 3은 도 2의 분석방법에서 골격근량 추정단계의 일 실시예를 도시한 순서도이고,
도 4는 도 2의 분석방법에서 골격근량 추정단계의 추가적인 실시예를 도시한 순서도이고,
도 5는 이변량 선형회귀분석을 통한 각 주파수에서의 임피던스 지수와 리지스턴스 지수의 ASM 예측 정확도 및 결정계수를 나타낸 그래프이고,
도 6은 2㎒에서의 임피던스 지수와 5㎑에서의 리액턴스를 이용한 MF-BIA에 대한 이변량 회귀 분석과 Bland-Altman 플롯을 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명의 여러 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.

본 발명에 따른 체성분 분석장치는, 서로 다른 주파수에서 신체의 임피던스(Z)와 리액턴스(Xc)를 측정하고, 측정된 임피던스와 리액턴스에 기초하여 골격근량을 추정한다.

신체는 고유 저항값을 가지는데, 신체의 부위별로 피부조직, 뼈조직, 근육조직, 지방조직의 구성비율이 달라지므로 고유 저항값 역시 달라지게 된다. BIA를 이용한 체성분 분석은 신체에 특정 주파수의 교류 전류를 인가하여 신체의 저항값을 측정함으로써 간접적으로 체성분을 추정하여 이루어진다. 종래의 BIA를 이용한 체성분 분석에서는, 하기 수학식 1에서 높은 임피던스(Z) 값을 얻기 위해서, 리액턴스(Xc)의 측정값이 최대가 되도록 단일 저주파수(50㎑)를 갖는 교류 전류를 사용했다.

이러한 종래의 저주파수에서의 임피던스 측정에 의한 체성분 분석은 뼈조직과 근육조직의 비율이 다른 신체부위보다 높은 사지에 대한 골격근량(appendicular skeletal muscle mass, ASM) 추정에 대한 설명력이 77% 정도로 체지방 추정에 대한 설명력보다 현저히 떨어지는 문제가 있었다.

본 발명은 2㎒ 이상 3㎒ 이하의 고주파수 대역에서 신체의 임피던스를 측정하고, 그보다 저주파수 대역에서 신체의 리액턴스를 측정함으로써, BIA를 이용하면서도 팔과 다리의 골격근량(ASM)에 대한 설명력을 약 92%까지 향상시키는 효과가 있다. 이하에서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 분석장치의 블록도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 분석장치(100)는, 적어도 하나의 제 1 전극 (110), 적어도 하나의 제 2 전극(120), 교류 전류 발생기(130), 전압 측정기(140), 제어부(150)를 포함할 수 있다.

적어도 하나의 제 1 전극(110)은 신체의 제 1 측정 부위에 전류를 인가하기 위한 전극이다. 상기 교류 전류 발생기(130)는 적어도 하나의 제 1 전극(110)과 전기적으로 연결되어 기결정된 주파수를 갖는 교류 전류가 신체로 흐르도록 한다. 적어도 하나의 제 2 전극(120)은 신체의 제 2 측정 부위에 부착되어, 기결정된 주파수의 전류가 흐를때의 신체의 전압을 측정하기 위한 전극이다. 상기 적어도 하나의 제 2 전극(120)에는 전압 측정기(140)가 전기적으로 연결되어 신체의 전압을 측정한다.

제어부(150)는, 상기 교류 전류 발생기(130)를 제어하여 제 1 주파수(f1)의 교류 전류를 제 1 측정 부위에 인가한다. 또한 제어부(150)는, 제 1 주파수에서의 신체의 전압을 측정하도록 전압 측정기(140)를 제어함으로써 임피던스(Z_@f1)를 측정한다. 그리고 제어부(150)는, 상기 교류 전류 발생기(130)를 제어하여 상기 제 1 주파수(f1)보다 낮은 주파수인 제 2 주파수(f2)의 교류 전류를 제 1 측정 부위에 인가한다. 또한 제어부(150)는, 제 2 주파수에서의 신체의 전압을 측정하도록 전압 측정기(140)를 제어함으로써, 리액턴스(Xc_@f2)를 측정한다.

예를 들어, 제 1 전극(110)은 손등에 부착되고 제 2 전극(120)은 손목이나 중지에 부착된 상태에서 상기 제어부(150)가 임피던스(Z_@f1)와 리액턴스(Xc_@f2)를 측정할 수 있다. 또는 제 1 전극(110)은 발등에 부착되고 제 2 전극(120)은 발목에 부착된 상태에서 상기 제어부(150)가 임피던스(Z_@f1)와 리액턴스(Xc_@f2)를 측정할 수 있다.

또는, 손목이나 팔뚝, 다리 등에 장착할 수 있는 웨어러블 기기의 형태로 제 1 전극과 제 2 전극이 구비될 수도 있다. 다시 말해, 본 발명에 따른 체성분 분석장치는 사지의 임의의 부위에 장착 가능한 웨어러블 기기일 수 있으며, 기기에서 신체와 닿는 부분에 상기 제 1 전극과 제 2 전극이 배치될 수 있다.

이는 예시적인 것으로, 제 1 전극과 제 2 전극이 각각 2개씩 구비되어 4점식으로 임피던스와 리액턴스가 측정될 수도 있고, 제 1 전극과 제 2 전극이 각각 4개씩 구비되어 8점식으로 임피던스와 리액턴스가 측정될 수도 있다. 4점식 및 8점식 측정방식은 공지된 것이므로 상세한 설명을 생략한다.

제어부(150)는, 제 1 주파수(f1)에서 측정된 임피던스(Z_@f1)와, 제 2 주파수(f2)에서 측정된 리액턴스(Xc_@f2)에 기초하여 사지의 골격근량을 추정할 수 있다. 제 1 주파수(f1)는 제 2 주파수(f2)보다 크다. 일 실시예로서, 제 1 주파수(f1)는 2㎒ 이상 3㎒ 이하의 범위에서 결정되며, 제 2 주파수(f2)는 5㎑ 이상 50㎑ 이하의 범위에서 결정된다.

제어부(150)는, 일 실시예로서 상기 임피던스(Z_@f1)에 기초하여 하기 수학식 2에 따라 임피던스 지수(ZI_@f1)를 계산하고, 제 1 주파수에서의 임피던스 지수(ZI_@f1)와 제 2 주파수에서의 리액턴스(Xc_@f2)에 기초하여 사지의 골격근량을 추정할 수 있다.

여기서, Ht는 신장이며, 단위는 ㎝이다.

임피던스 지수(ZI_@f1)와 리액턴스(Xc_@f2)를 독립변수로 한 골격근량 추정식은 회귀분석을 통해 기결정될 수 있다. 이는 후술한다.

제어부(150)는, 추가적인 실시예로서 인종, 연령, 체중, 성별 중 적어도 하나에 더 기초하여 사지의 골격근량을 추정할 수 있다. 예를 들어, 하기 수학식 3과 같이 임피던스 지수, 리액턴스, 성별(SEX)에 기초하여 골격근량(ASM)을 추정할 수 있다.

여기서, SEX_M1F0의 값은, 남성일 경우 1, 여성일 경우 0이다.

또한 제어부(150)는, 체중(kg), 연령(yr)을 추가적인 독립변수로 사용하여 골격근량을 추정할 수 있다. 그리고 제어부(150)는, 각 독립변수의 계수(매개변수) a 내지 c 및 절편 d 중 적어도 하나의 값을 인종에 기초하여 결정할 수 있다.

본 발명에서는 선택적인 구성으로서 메모리(160) 및 입출력 장치(170)를 더 포함할 수 있다.

메모리(160)에는, 골격근량 추정에 사용되는 독립변수들, 예를 들어 체성분 분석 대상체의 인종, 체중, 신장, 연령, 성별 등에 관한 정보가 기저장될 수 있다. 또한, 제어부(150)는 임피던스, 리액턴스와 같은 측정된 변수들, 그리고 골격근량 추정식을 메모리(160)에 추가로 저장할 수 있다. 그리고 제어부(150)는 메모리(160)에 기저장된 골격근량 추정식, 대상체의 인종, 체중, 신장, 연령, 성별 등의 정보에 기초하여 대상체별 골격근량을 추정할 수 있다.

입출력 장치(170)는 체성분 분석에 필요한 데이터, 체성분 분석 요청 등을 입력받고, 입력값, 측정값, 체성분 분석 결과 등을 디스플레이할 수 있는 어떠한 장치여도 좋다. 예를 들어, 입출력 장치(170)는 터치스크린일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 입출력 장치(170)는, 키패드, 터치패드, 키보드와 같은 입력 장치 및 모니터와 같은 디스플레이 장치를 포함할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 분석방법을 도시한 순서도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 체성분 분석방법은, 서로 다른 주파수에서 신체의 임피던스와 리액턴스를 측정하는 단계(S110), 임피던스와 리액턴스에 기초하여 골격근량을 추정하는 단계(S130)를 포함한다.

구체적으로 임피던스와 리액턴스를 측정하는 단계(S110)에서는, 제1주파수(f1)를 갖는 교류 전류를 신체에 인가하여 임피던스(Z_@f1)를 측정하고, 제2주파수(f2)를 갖는 교류 전류를 신체에 인가하여 리액턴스(Xc_@f2)를 측정한다. 여기서, 제 1 주파수(f1)는 제 2 주파수(f2)보다 크다. 일 실시예로서, 제 1 주파수(f1)는 2㎒ 이상 3㎒ 이하의 범위에서 결정되며, 제 2 주파수(f2)는 5㎑ 이상 50㎑ 이하의 범위에서 결정된다. 신체에 전극을 부착하여 임피던스 및 리액턴스를 측정하는 상세한 방법은 전술하였으므로 설명을 생략한다.

도 3은 도 2의 분석방법에서 골격근량을 추정하는 단계(S130)의 일 실시예를 도시한 순서도이고, 도 4는 도 2의 분석방법에서 골격근량을 추정하는 단계(S130)의 추가적인 실시예를 도시한 순서도이다.

도 3을 참조하면, 골격근량을 추정하는 단계는 측정된 임피던스에 기초하여 임피던스 지수를 계산하는 단계(S131)와, 임피던스 지수와 리액턴스에 기초하여 골격근량을 추정하는 단계(S133)를 포함한다.

임피던스 지수를 계산하는 단계(S131)에서는, 제1주파수(f1)에서 측정한 임피던스(Z_@f1)와 전술한 수학식 2를 이용하여 임피던스 지수(ZI_@f1)를 계산한다. 그리고 임피던스 지수와 리액턴스에 기초하여 골격근량을 추정하는 단계(S133)에서는 임피던스 지수(ZI_@f1)와 리액턴스(Xc_@f2)를 각각 독립변수로 하여 골격근량(ASM)을 추정한다.

추가적인 실시예로서, 골격근량을 추정하는 단계에서는 대상체의 인종, 연령, 체중, 성별 중 적어도 하나에 더 기초하여 골격근량을 추정할 수 있다. 도 4를 참조하면, 추가적인 실시예에 따른 골격근량을 추정하는 단계는, 임피던스 지수 계산단계(S131)와, 대상체의 인종, 연령, 체중, 성별 중 적어도 하나, 임피던스 지수(ZI_@f1), 리액턴스(Xc_@f2)에 기초하여 골격근량을 추정하는 단계(S135)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이 수학식 3처럼 성별에 더 기초하여 골격근량을 추정할 수 있다. 이는 전술하였으므로 상세한 설명을 생략한다.

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 체성분 분석장치와 분석방법은, 골격근 조직에서 전도도가 향상되는 고주파수 대역에서 임피던스를 측정하고, 골격근 세포의 양을 정확하게 측정할 수 있는 저주파수 대역에서 리액턴스를 측정하는 방식으로 서로 다른 주파수에서 임피던스와 리액턴스를 측정함으로써, 사지의 골격근량 추정 정확도를 향상시켰다.

이하에서는, DXA로 측정한 골격근량을 참조로 하여, 5㎑, 50㎑, 250㎑, 500㎑, 1㎒, 2㎒, 및 3㎒ 등의 다주파수 BIA(multifrequency BIA, MF-BIA)를 이용한 골격근량 추정값의 정확도를 설명한다.

골격근량 측정에는 70세 내지 92세의 지원자(남성 94명, 여성 101명)들이 참가하였으며, 전신 DXA 스캔(Prodigy Advance, GE Lunar, 미국)을 수행하여 각 참가자의 총 골격 및 사지 골격에서의 무기질 함량(total and appendicular bone mineral content), 체지방량(fat mass), 제지방량(lean mass)을 측정하여 참조로 하였다. 그리고 8점 측정방식으로 참가자들의 임피던스와 리지스턴스를 1㎑, 5㎑, 50㎑, 250㎑, 500㎑, 1㎒, 2㎒, 및 3㎒의 다주파수에서 300㎂의 교류 전류로 측정하였다. 측정된 임피던스(Z)와 리지스턴스(R)에 기초하여 하기 수학식 4 및 5에 따라 각 주파수에서의 임피던스 지수(ZI)와 리지스턴스 지수(RI)를 계산하였다.

지원자의 2/3를 개발그룹으로 하여 단계적 선형 회귀 분석을 통해 특정 주파수에 대한 골격근량 추정식을 개발하였고, 지원자의 1/3을 내부 교차-검증 그룹으로 하여 골격근량 추정식을 검증하였다.

각 주파수의 임피던스 지수(ZI)를 독립 변수로 입력하고 골격근량(ASM)을 종속변수로 입력한 각 이변량 회귀분석에서 표준추정오차(SEE)와 결정계수(R ² )는 도 5와 같다. 0.5 내지 3㎒의 범위 중 1㎒의 임피던스 지수(ZI _@1㎒ ), 2㎒의 임피던스 지수(ZI _@2㎒ ), 3㎒의 임피던스 지수(ZI _@3㎒ )가 결정계수의 설명값이 0.915로 가장 높았다. 또한 2㎒의 임피던스 지수(ZI _@2㎒ )와 3㎒의 임피던스 지수(ZI _@3㎒ )는 표준추정오차에 따라 가장 높은 예측 정확도를 보였다.

도 6은 2㎒에서의 임피던스 지수와 5㎑에서의 리액턴스에 기초한 MF-BIA에 대한 이변량 회귀 분석과 Bland-Altman 플롯을 나타낸 그래프이다. 검은 원은 여자 참가자이며 하얀 원은 남자 참가자를 뜻한다. 도 6의 (A) 그래프는 최적-적합 선(line of best-fit)을 도시한 것이고, (B) 그래프는 내부 교차-검증 그룹에서의 DXA와 BIA로 각각 측정한 골격근량의 차이값을 y축에 나타내고 차이의 평균값(하기 수학식 6)을 x축에 나타낸 것이다.

2㎒에서의 임피던스 지수와 5㎑에서의 리액턴스에 기초하여 개발그룹에서 개발된 골격근량 추정식을, 교차-검증 그룹에서 골격근량을 예측하는데 사용하였다. 교차-검증 그룹에서 추정된 골격근량은 DXA로 측정된 골격근량과 거의 차이가 없었으며, 총 오차(total error)는 1.00㎏이었다. 도 6의 (A) 그래프에 나타난 바와 같이 교차-검증 그룹에서 예측된 골격근량은 기울기 1.00 (P < 0.001)로 측정된 골격근량과 유의한 관계를 가지며, y-절편은 이변량 선형회귀분석에 의해 0 (P = 967)과 유의한 차이를 보이지 않았다. Bland-Altman 플롯을 도시한 도 6의 (B) 그래프에서, DXA 측정값과 BIA 추정값의 차이ASM_(DXA-BIA)는 그 평균값(상기 수학식 6 참조)과 유의한 상관관계가 없었다.

이렇게 교차검증을 통해 최종적으로 개발한 한국 노령인구에 대한 골격근량 추정식의 예시는 하기 수학식 7과 같다.

여기서, 성별(SEX)는 남자인 경우 1이고 여자인 경우 0이다. 수학식 7에서는 골격근에 특징적인 주파수인 2㎒에서 측정된 임피던스에 기초하여 골격근량을 예측하지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 전술한 바와 같이 3㎒에서 측정된 임피던스를 사용하는 경우에도 높은 정밀도로 골격근량의 예측이 가능하다. (도 5 참조)

수학식 7의 2㎒의 임피던스 지수는 골격근량에서의 변동성의 91.5%의 설명력을 나타내었으며, 체중 및 리액턴스(Xc_@5㎑)와 결합했을 때 누적 결정계수(R ² )가 조정된 결정계수에 의해 최대 93.0%의 변동성을 설명하였다.

수학식 7을 바탕으로, 본 발명에 따른 체성분 분석장치 및 분석방법을 이용하여 노령 환자의 근감소증(sarcopenia)을 진단한 결과 195명의 지원자 중 185명에 대해서 근감소증 진단이 일치하였다. 즉, 2㎒의 임피던스 지수와 5㎑의 리액턴스에 기초하여 수학식 7에 따라 195명의 근감소증을 진단한 결과, 약 94.9%의 일치도(Overall agreement)로 근감소증을 진단할 수 있었다. 이때의 민감도(sensitivity)는 71.4, 특이도(Specificity)는 98.8, 양성예측치(PPV)는 91.3, 음성예측치(NPV)는 95.3으로, 근감소증이 있는 경우에는 있는 것으로 잘 예측되었고 없는 경우에는 없는 것으로 잘 예측되었다.

근감소증 진단에 있어서 종래의 단일 저주파수를 사용한 BIA 분석의 경우와 비교를 위해서 하기 수학식 8의 Vermeiren 추정식을 사용하여 동일한 지원자들에 대해서 근감소증을 진단하였다.

여기서, Ht는 신장(cm)이고, Wt는 체중(㎏)이고, SEX는 남자는 1, 여자는 0이다.

Vermeiren 추정식을 사용한 경우 55.4%의 일치도로 근감소증을 진단하였다. 민감도는 100으로 높았으나 특이도가 47.3이고 양성예측치가 25.6으로, 실질적으로 근감소증이 있는 경우에도 근감소증이 있는 것으로 진단하는 비율이 매우 낮았으며, 따라서 종래의 단일 주파수를 사용한 BIA의 경우 근감소증 진단에 적합하지 않음을 알 수 있었다. 특히 Cohen's Kappa 값을 비교해보면 수학식 7을 이용한 본 발명은 0.779인 반면 Vermeiren 추정식을 사용한 경우 0.216으로 확인되었다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.

Claims

전류를 인가하기 위해 체성분 분석 대상체의 제 1 측정 부위에 부착될 수 있는 적어도 하나의 제 1 전극;
전압을 측정하기 위해 상기 대상체의 제 2 측정 부위에 부착될 수 있는 적어도 하나의 제 2 전극; 및
상기 적어도 하나의 제 1 전극과 상기 적어도 하나의 제 2 전극에 전기적으로 연결된 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 대상체에 제 1 주파수(f1)의 교류 전류를 인가하여 임피던스(Z_@f1)를 측정하고, 상기 대상체에 제 2 주파수(f2)의 교류 전류를 인가하여 리액턴스(Xc_@f2)를 측정하고, 상기 임피던스(Z_@f1)와 상기 리액턴스(Xc_@f2)에 기초하여 상기 대상체의 사지의 골격근량을 추정하며,
상기 제 1 주파수는 상기 제 2 주파수보다 크고,
상기 제1 측정 부위와 상기 제2 측정 부위는 상기 대상체의 사지 중 일부인, 체성분 분석장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 임피던스(Z_@f1)에 기초하여 제 1 주파수에서의 임피던스 지수(ZI_@f1)를 계산하고,
임피던스 지수(ZI_@f1)는
이고,
Ht는 대상체의 신장(㎝)이고,
상기 임피던스 지수(ZI_@f1)와 상기 리액턴스(Xc_@f2)에 기초하여 상기 사지의 골격근량을 추정하는, 체성분 분석장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 주파수(f1)는, 2㎒ 이상 3㎒ 이하의 범위에서 결정되는, 체성분 분석장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 주파수(f2)는, 5㎑ 이상 50㎑ 이하의 범위에서 결정되는, 체성분 분석장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 임피던스 지수(ZI_@f1)와 상기 리액턴스(Xc_@f2)에 추가로, 대상체의 인종, 연령, 체중, 성별 중 적어도 하나에 기초하여 사지의 골격근량을 추정하는, 체성분 분석장치.
체성분 분석 대상체에, 제1 전극을 이용해 제 1 주파수(f1)의 교류 전류를 인가하여 임피던스(Z_@f1)를 측정하고, 제2 전극을 이용해 상기 제 1 주파수보다 낮은 제 2 주파수(f2)의 교류 전류를 인가하여 리액턴스(Xc_@f2)를 측정하는 단계; 및
상기 임피던스(Z_@f1)와 리액턴스(Xc_@f2)에 기초하여 상기 대상체의 사지의 골격근량을 추정하는 단계를 포함하고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 상기 대상체의 사지에 위치하는, 체성분 분석방법.
제 6 항에 있어서,
상기 사지의 골격근량을 추정하는 단계는,
상기 임피던스(Z_@f1)에 기초하여 제 1 주파수에서의 임피던스 지수(ZI_@f1)를 계산하는 단계; 및
상기 임피던스 지수(ZI_@f1)와 리액턴스(Xc_@f2)에 기초하여 사지의 골격근량을 추정하는 단계를 포함하며,
임피던스 지수(ZI_@f1)는
이고,
Ht는 대상체의 신장(㎝)인, 체성분 분석방법.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 주파수(f1)는, 2㎒ 이상 3㎒ 이하의 범위에서 결정되는, 체성분 분석방법.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 제 2 주파수(f2)는, 5㎑ 이상 50㎑ 이하의 범위에서 결정되는, 체성분 분석방법.
제 7 항에 있어서,
상기 임피던스 지수(ZI_@f1)와 리액턴스(Xc_@f2)에 기초하여 사지의 골격근량을 추정하는 단계는,
상기 임피던스 지수(ZI_@f1)와 리액턴스(Xc_@f2)에 추가로 대상체의 인종, 연령, 체중, 성별 중 적어도 하나에 기초하여 사지의 골격근량을 추정하는, 체성분 분석방법.