KR102556007B1

KR102556007B1 - 생체신호 측정장치 및 방법

Info

Publication number: KR102556007B1
Application number: KR1020150141040A
Authority: KR
Inventors: 정명훈; 남궁각; 고영준; 배정목; 이열호; 장형석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-10-07
Filing date: 2015-10-07
Publication date: 2023-07-17
Also published as: US10285620B2; CN107049314B; US11653850B2; EP3153099A1; US20190133487A1; CN107049314A; KR20170041511A; EP3153099B1; US20230301540A1; US20170100052A1

Abstract

실시예에 따른 생체신호 측정장치는, 복수의 전극을 피검체의 표면에 접촉시키고 임피던스 측정부른 다른 모드로 스위칭 해가면서 임피던스를 측정한다. 생체신호 측정장치는 서로 다른 모드에서 얻어진 임피던스 값으로부터 피검체의 생체 임피던스를 획득한다. 이때 생체신호 측정장치는 임피던스 측정부의 전류원의 내부 임피던스 값을 이용하여 획득되는 생체 임피던스 값의 정확도를 높인다.

Description

생체신호 측정장치 및 방법{Apparatus and method for measuring bio signal}

생체신호를 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

사용자의 신체에 전극을 접촉시키고, 전극을 이용하여 생체 임피던스(Bio Impedance)를 측정함으로써, 측정된 생체 임피던스로부터 체지방을 산출하는 방법이 사용된다. 체지방 측정기는 신체 부위별의 체지방의 축적 정도를 정확하게 측정할 수 있어서 가정뿐만 아니라 다양한 분야에서 이용되고 있다.

생체 임피던스를 이용하여 체지방을 측정하는 경우에는, 사용자의 신체의 일부에 직접 전극을 접촉시켜 측정을 수행하기 때문에, 전극과 신체의 접촉에 따른 접촉 임피던스가 생체 임피던스의 측정에 영향을 미친다.

공개특허공보 제10-2006-0040497호(2006.09.08)

접촉 임피던스에 영향을 받지 않고 생체정보를 측정하는 방법 및 장치를 제공한다.

또한, 전류원의 내부임피던스를 고려함으로써, 측정 값의 정확도를 높일 수 있는 생체정보를 측정하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 실시 예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.

일 측면에 있어서,

복수의 전극을 피검체의 표면에 접촉시키는 단계;

전압계와 내부 임피던스를 유발하는 전류원을 포함하는 임피던스 측정부를 제1 모드로 스위칭하는 단계;

상기 제1 모드에서 상기 피검체에 대한 제1 임피던스를 측정하는 단계;

상기 임피던스 측정부를 제2 모드로 스위칭하는 단계;

상기 제2 모드에서 상기 피검체에 대한 제2 임피던스를 측정하는 단계;

상기 제1 및 제2 임피던스와, 상기 전류원의 내부 임피던스로부터 상기 피검체의 생체 임피던스를 획득하는 단계;를 포함하는 생체신호 측정방법이 제공된다.

상기 복수의 전극은, 제1 내지 제4 전극을 포함하며,

상기 제1 모드에서,

상기 전류원은 상기 제1 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결될 수 있다.

상기 제2 모드에서,

상기 전류원은 상기 제1 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결되며,

상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 단락(short)되고, 상기 제3 전극과 제4 전극이 단락(short)될 수 있다.

상기 피검체의 생체 임피던스를 획득하는 단계는, 내부 임피던스를 고려하여 상기 제1 및 제2 임피던스 값에서 상기 복수의 전극과 상기 피검체의 표면 사이의 접촉 임피던스의 효과를 보상함으로써 상기 피검체의 생체 임피던스를 획득할 수 있다.

상기 피검체의 생체 임피던스를 획득하는 단계는, 수학식 1에 의해 상기 피검체의 생체 임피던스를 획득할 수 있다.

......수학식 1

β는 수학식 2에 의해서 정의된다.

......수학식 2

(Z_4p = 제1 임피던스, Z_2p = 제2 임피던스, Z_i = 임피던스 측정부의 입력 임피던스, Z_S = 전류원의 내부 임피던스를 의미한다.)

상기 생체신호 측정방법은, 상기 전류원에 대해 병렬 임피던스를 추가로 연결함으로써, 상기 전류원의 내부 임피던스의 유효 값을 변경시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 병렬 임피던스는 상기 전류원의 내부 임피던스보다 작을 수 있다.

상기 제1 내지 제4 전극과 상기 피검체의 표면 사이의 접촉 임피던스들은 각각 서로 다른 임피던스 값을 가질 수 있다.

상기 제2 모드에서,

상기 전류원은 상기 제2 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결되며,

상기 제1 전극은 상기 전류원으로부터 전기적으로 단절될 수 있다.

상기 생체신호 측정방법은, 상기 임피던스 측정부를 제3 모드로 스위칭하는 단계; 및 상기 제3 모드에서 상기 피검체에 대한 제3 임피던스를 측정하는 단계;를 더 포함하며,

상기 제3 모드에서,

상기 전류원은 상기 제1 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제1 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결되며,

상기 제2 전극은 상기 전류원으로부터 전기적으로 단절될 수 있다.

상기 생체신호 측정방법은, 상기 임피던스 측정부를 제4 모드로 스위칭하는 단계; 및 상기 제4 모드에서 상기 피검체에 대한 제4 임피던스를 측정하는 단계;를 더 포함하며,

상기 제4 모드에서,

상기 전류원은 상기 제1 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제2 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되며,

상기 제3 전극은 상기 전류원으로부터 전기적으로 단절될 수 있다.

상기 생체신호 측정방법은,

상기 임피던스 측정부를 제5 모드로 스위칭하는 단계; 및

상기 제5 모드에서 상기 피검체에 대한 제5 임피던스를 측정하는 단계;를 더 포함하며,

상기 제5 모드에서,

상기 전류원은 상기 제1 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결되며,

상기 제4 전극은 상기 전류원으로부터 전기적으로 단절될 수 있다.

상기 피검체의 생체 임피던스를 획득하는 단계는, 상기 제1 내지 제 5 임피던스 값에서 상기 제1 내지 제4 전극과 상기 피검체의 표면 사이의 접촉 임피던스의 효과를 보상함으로써 상기 피검체의 생체 임피던스를 획득할 수 있다.

상기 생체신호 측정방법은, 상기 피검체의 생체 임피던스로부터 상기 피검체의 생체정보를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 피검체의 생체정보는, 상기 피검체의 체지방량, 기초대사량, 골격근량, 혈류량, 호흡, 심박수 및 심박수 변이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다른 측면에 있어서,

복수의 전극을 피검체의 표면에 접촉시키는 단계;

전류계, 전압계 및 내부 임피던스를 유발하는 전류원을 포함하는 임피던스 측정부를 제1 모드로 스위칭하는 단계;

상기 전류계를 이용하여 상기 제1 모드에서 상기 전류원으로부터 상기 복수의 전극에 공급되는 전류량을 측정하는 단계;

상기 제1 모드에서 상기 복수의 전극에 공급되는 전류량 및 상기 전압계에서 측정되는 전압으로부터 상기 피검체에 대한 제1 임피던스를 결정하는 단계;

상기 임피던스 측정부를 제2 모드로 스위칭하는 단계;

상기 전류계를 이용하여 상기 제2 모드에서 상기 전류원으로부터 상기 복수의 전극에 공급되는 전류량을 측정하는 단계;

상기 제2 모드에서 상기 복수의 전극에 공급되는 전류량 및 상기 전압계에서 측정되는 전압으로부터 상기 피검체에 대한 제2 임피던스를 결정하는 단계; 및

상기 제1 및 제2 임피던스로부터 상기 피검체의 생체 임피던스를 획득하는 단계;를 포함하는 생체신호 측정방법이 제공된다.

다른 측면에 있어서,

피검체의 표면에 접촉하는 복수의 전극을 포함하는 전극부;

전압계 및 내부 임피던스를 유발하는 전류원을 포함하는 임피던스 측정부;

상기 임피던스 측정부가 제1 모드인 상태에서 상기 피검체에 대한 제1 임피던스를 측정하고, 상기 임피던스 측정부가 제2 모드인 상태에서 상기 피검체에 대한 제2 임피던스를 측정하도록 상기 임피던스 측정부를 제어하는 모드 제어부; 및

상기 제1 및 제2 임피던스와, 상기 내부 임피던스로부터 상기 피검체의 생체 임피던스를 획득하는 생체 임피던스 획득부;를 포함하는 생체신호 측정장치가 제공된다.

상기 전극부는, 제1 내지 제4 전극을 포함하며,

상기 모드 제어부는, 상기 제1 모드에서

상기 전류원이 상기 제1 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결되도록 상기 임피던스 측정부를 제어할 수 있다.

상기 모드 제어부는, 상기 제2 모드에서

상기 전류원이 상기 제1 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결되며,

상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 단락(short)되고, 상기 제3 전극과 제4 전극이 단락(short)되도록 상기 임피던스 측정부를 제어할 수 있다.

상기 생체 임피던스 획득부는, 상기 내부 임피던스를 고려하여 상기 제1 및 제2 임피던스 값에서 상기 복수의 전극과 상기 피검체의 표면 사이의 접촉 임피던스의 효과를 보상함으로써 상기 피검체의 생체 임피던스를 획득할 수 있다.

상기 생체 임피던스를 획득부는, 수학식 1에 의해 상기 피검체의 생체 임피던스를 획득할 수 있다.

......수학식 1

β는 수학식 2에 의해서 정의된다.

......수학식 2

상기 임피던스 측정부는 상기 전류원에 병렬로 연결되어, 상기 전류원의 내부 임피던스의 유효 값을 변경시키는 전류원 병렬 임피던스를 더 포함할 수 있다.

상기 전류원 병렬임피던스는 상기 전류원의 내부 임피던스보다 작은 크기의 임피던스 값을 가질 수 있다.

상기 모드 제어부는, 상기 제2 모드에서

상기 전류원이 상기 제2 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결되며,

상기 제1 전극은 상기 전류원으로부터 전기적으로 단절되도록 상기 임피던스 측정부를 제어할 수 있다.

상기 모드 제어부는, 상기 임피던스 측정부가 제3 모드인 상태에서 상기 피검체에 대한 제3 임피던스를 측정하도록 상기 임피던스 측정부를 제어하되,

상기 제3 모드에서

상기 제2 전극은 상기 전류원으로부터 전기적으로 단절되도록 상기 임피던스 측정부를 제어할 수 있다.

상기 모드 제어부는, 상기 임피던스 측정부가 제4 모드인 상태에서 상기 피검체에 대한 제4 임피던스를 측정하도록 상기 임피던스 측정부를 제어하되,

상기 제4 모드에서

상기 제3 전극은 상기 전류원으로부터 전기적으로 단절되도록 상기 임피던스 측정부를 제어할 수 있다.

상기 모드 제어부는, 상기 임피던스 측정부가 제5 모드인 상태에서 상기 피검체에 대한 제5 임피던스를 측정하도록 상기 임피던스 측정부를 제어하되,

상기 제5 모드에서

상기 제4 전극은 상기 전류원으로부터 전기적으로 단절되도록 상기 임피던스 측정부를 제어할 수 있다.

상기 생체 임피던스 획득부는, 상기 제1 내지 제 5 임피던스 값에서 상기 제1 내지 제4 전극과 상기 피검체의 표면 사이의 접촉 임피던스의 효과를 보상함으로써 상기 피검체의 생체 임피던스를 획득할 수 있다.

상기 생체신호 측정장치는, 상기 피검체의 생체 임피던스로부터 상기 피검체의 생체정보를 출력하는 생체정보 출력부를 더 할 수 있다.

다른 측면에 있어서,

피검체의 표면에 접촉하는 복수의 전극을 포함하는 전극부;

전압계, 내부 임피던스를 유발하는 전류원, 및 상기 전류원과 상기 전극부 사이에 마련되어 상기 전류원으로부터 상기 전극부에 공급되는 전류량을 측정하는 전류계를 포함하는 임피던스 측정부;

상기 제1 및 제2 임피던스로부터 상기 피검체의 생체 임피던스를 획득하는 생체 임피던스 획득부;를 포함하는 생체신호 측정장치가 제공된다.

상기 제1 임피던스는 상기 제1 모드인 상태에서 상기 전압계에 의해 측정된 전압 값과 상기 전류계에 의해 측정된 전류 값에 의해 결정되고,

상기 제2 임피던스는 상기 제2 모드인 상태에서 상기 전압계에 의해 측정된 전압 값과 상기 전류계에 의해 측정된 전류 값에 의해 결정될 수 있다.

일 실시 예에 따른 생체정보 측정장치는 접촉 임피던스에 상관없이 생체 임피던스를 측정할 수 있다.

일 실시 예에 따른 생체정보 측정장치는 작은 크기의 전극을 이용하여 생체 임피던스를 측정할 수 있다.

일 실시 예에 따른 생체정보 측정장치는 전류원의 내부임피던스를 고려함으로써 생체 임피던스 측정값의 정확도를 높일 수 있다.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 생체신호 측정장치를 대략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 임피던스 측정부와 전극부를 예시적으로 나타낸 회로도 이다.
도 3은 제2 모드에서 임피던스 측정부 및 전극부를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 전류원의 내부 임피던스를 고려하여 도 2에서 나타낸 제1 모드에서의 임피던스 측정부회로도를 다시 나타낸 것이다.
도 5는 제2 모드에서 임피던스 측정부 및 전극부를 내부 임피던스를 고려하여 나타낸 도면이다.
도 6은 실시예에 따른 생체신호 측정장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 7은 실시예에 따른 생체신호 측정장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 8은 전류원의 내부 임피던스를 고려한 경우와 고려하지 않은 경우를 비교한 실험결과를 나타낸 도면이다.
도 9는 전류원에 인가되는 전압과 전류원의 출력전류 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 10은 실시예에 따른 생체신호 측정장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 11은 전류원 병렬임피던스이 없는 상태에서 제1 임피던스 값의 변화에 따라 전극부에 공급되는 전류량의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 12는 전류원 병렬임피던스을 연결한 상태에서 제1 임피던스 값의 변화에 따라 전극부에 공급되는 전류량의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 13은 실시예에 따른 생체신호 측정장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 14는 임피던스 측정부가 제2 모드인 상태를 설명하기 위한 회로도이다.
도 15는 실시예에 따른 생체신호 측정장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 16은 임피던스 측정부가 제2 모드인 상태를 설명하기 위한 회로도이다.
도 17은 임피던스 측정부가 제3 모드인 상태를 설명하기 위한 회로도이다.
도 18은 임피던스 측정부가 제4 모드인 상태를 설명하기 위한 회로도이다.
도 19는 임피던스 측정부가 제5 모드인 상태를 설명하기 위한 회로도이다.
도 20 및 도 21는 실시예에 따른 생체신호 측정장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 22는 실시예에 따른 생체신호 측정장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 23은 실시예에 따른 생체신호 측정장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 24는 예시적인 실시예에 따른 생체신호 측정장치를 대략적으로 나타낸 블록도이다.
도 25 및 도 26은 생체신호 측정장치의 일 구현예를 보여주는 사시도들이다.
도 27은 예시적인 실시예에 따른 생체신호 측정방법을 나타낸 흐름도이다.
도 28은 예시적인 실시예에 따른 생체신호 측정방법을 나타낸 흐름도이다.
도 29는 예시적인 실시예에 따른 생체신호 측정방법을 나타낸 흐름도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 실시 예들을 상세히 설명한다.

본 실시예들에서 사용되는 용어는 본 실시예들에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 기술분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 임의로 선정된 용어도 있으며, 이 경우 해당 실시예의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서, 본 실시예들에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 실시예들의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

실시예들에 대한 설명들에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 실시예들에 기재된 “...부”, “...모듈”의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 실시예들에서 사용되는 “구성된다” 또는 “포함한다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 실시예들에서 사용되는 “제 1” 또는 “제 2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 대상들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 상기 대상들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 대상을 다른 대상과 구별하는 목적으로만 사용된다.

하기 실시예들에 대한 설명은 권리범위를 제한하는 것으로 해석되지 말아야 하며, 해당 기술분야의 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 것은 실시예들의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다. 이하 첨부된 도면들을 참조하면서 오로지 예시를 위한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)를 대략적으로 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)는 전극부(110)와, 임피던스 측정부(120), 모드 제어부(130) 및 생체 임피던스 획득부(140)를 포함할 수 있다.

전극부(110)는 적어도 둘 이상의 전극을 포함할 수 있다. 생체신호 측장장치(100)가 스마트 워치와 같은 웨어러블 디바이스인 경우, 전극부(110)의 전극들은 사용자가 웨어러블 디바이스를 착용했을 때 사용자의 신체와 접촉될 수 있다. 전극부(110)의 전극들 중 하나는 사용자가 웨어러블 디바이스를 착용했을 때에 신체와 접촉되고 나머지 하나는 사용자의 동작에 의하여 신체에 접촉될 수도 있다.

임피던스 측정부(120)는 BIA(Bio Impedance Analyzer) 방식을 사용하여 신체를 포함하는 전기 회로의 임피던스를 측정한다. 임피던스 측정부(120)는 전극부(110)의 제1 전극(110a)를 통해 전류를 인가하고, 전극부(110)의 전극들 사이에 전압을 측정할 수 있다. 임피던스 측정부(120)에서 전극들 사이의 전압을 측정함으로써 회로의 임피던스를 측정할 수 있다.

모드 제어부(130)는 임피던스 측정부(120) 내부 회로의 연결모드를 변경할 수 있다. 모드 제어부(130)가 임피던스 측정부(120) 내부 회로의 연결모드를 변경함에 따라 임피던스 측정부(120)에서 측정하는 임피던스 값이 달라질 수 있다.

생체 임피던스 획득부(140)는 임피던스 측정부(120)에서 측정된 임피던스 값들을 이용하여 피검체의 생체 임피던스를 측정할 수 있다. 여기서, 피검체란 생체신호 측정장치를 착용한 생체를 의미하는 것으로 인체 또는 동물의 생체 조직을 포함할 수 있다. 생체 임피던스 획득부(140)는 임피던스 측정부(120)에서 측정된 임피던스 값들로부터 전극부(110)의 전극들과 피검체 사이의 접촉 임피던스에 상관없이 생체 임피던스 값을 획득할 수 있다.

도 2는 임피던스 측정부(120)와 전극부(110)를 예시적으로 나타낸 회로도 이다. 임피던스 측정부(120)의 내부 회로 구성은 모드 제어부(130)에 의해 변경될 수 있다. 이하에서는, 도 2에서 나타낸 임피던스 측정부(120)의 회로 연결 상태를 제1 모드라고 한다.

도 2에서 Zc는 전극들(110a, 110b, 110c, 110d)과 피검체와의 접촉 임피던스이다. Zm은 피검체의 생체 임피던스이다. Zi는 AFE(Analog Front End)의 임피던스를 나타내고, AFE는 임피던스 측정부를 나타낸다. 전류원(122)은 정전류를 생성할 수 있다. 전류원(122)에서 생성된 전류 중 적어도 일부는 전극부(110)의 전극(110a, 110d)를 통해 피검체로 인가될 수 있다. 전압계(124)는 제2 및 제3 전극(110b, 110c) 사이의 전압(Vm)을 측정할 수 있다. 전압계(124)에 의하여 측정되는 전압은 ADC(129)로 출력된다. ADC(129)는 아날로그 신호로 입력된 전압을 디지털 신호로 변환할 수 있다. 임피던스 측정부(120)의 전압계(124)에서 측정된 전압 값으로부터 임피던스 측정부(120)에서 측정한 임피던스 값이 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 모드에서 임피던스 측정부(120)가 측정한 제1 임피던스(Z_4P)는 전압계(124)에서 측정된 전압(Vm)을 전류원(122)의 출력 전류 값으로 나눈 값으로 결정될 수 있다. 제1 임피던스(Z_4P)는 수학식 1로 표현될 수 있다.

.... 수학식 1

수학식 1에서 Zi는 회로특성에 의해 결정되는 값이며 제1 임피던스(Z_4p)는 측정으로 얻어지는 값이므로 두 개의 미지수 Zm과 Zc가 있다. 두 개의 미지수를 구하기 위해, 방정식이 하나 더 필요하다. 모드 제어부(130)는 임피던스 측정부(120)의 내부 스위치(126)를 조절하여 임피던스 측정부(120)의 회로연결을 제2 모드로 스위칭 할 수 있다.

도 3은 제2 모드에서 임피던스 측정부(120) 및 전극부(110)를 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 제2 모드에서, 제1 전극(110a)과 제2 전극(110b)이 단락(short)될 수 있다. 또한, 제2 모드에서 제3 전극(110c)과 제4 전극(110d)이 단락(short)될 수 있다. 모드 제어부(130)는 임피던스 측정부(120)의 내부 회로연결을 제2 모드로 스위칭하기 위해 임피던스 측정부(120) 내부의 스위치들(126a, 126b)을 조절할 수 있다. 예시적으로, 모드 제어부(130)는, 제2 모드에서 임피던스 측정부(120)의 제1 스위치(126a)와 제2 스위치(126b)를 닫힘 상태로 스위칭 할 수 있다. 제1 스위치(126a)가 닫힘 상태가 되면, 제1 전극(110a)과 제2 전극(110b)이 서로 단락(short)될 수 있다. 또한, 제2 스위치(126b)가 닫힘 상태가 되면, 제3 전극(110c)과 제4 전극(110d)가 서로 단락(short)될 수 있다.

제2 모드에서 전압계(124)에 의해 측정된 전압 값(Vm)으로부터 제2 임피던스(Z_2P)가 결정될 수 있다. 예를 들어, 제2 임피던스(Z_2P)는 제2 모드에서 전압계(124)에 의해 측정된 전압 값(Vm)을 전류원(122)의 출력 전류 값으로 나눔으로써 얻어질 수 있다. 임피던스 측정부(120)에서 측정한 제2 임피던스(Z_2P)는 수학식 2로 표현될 수 있다.

.... 수학식 2

수학식 1 및 수학식 2를 살펴보면, Z_4P, Z_2P는 측정되는 값이고, Zi는 AFE의 특성에 따라 결정되는 값이다. 따라서, 수학식 1 및 수학식 2를 연립하여, Z_m과 Z_C를 계산할 수 있으며, Z_C의 값을 알지 못하거나 계산하지 못하더라도, Z_m을 계산할 수 있다.

그런데, 수학식 1 및 수학식 2에서 표현된 제1 및 제2 임피던스(Z_4P, Z_2P)의 측정 값은 전압계(124)에서 측정되는 전압(Vm)을 전류계(122)의 전류(I)로 나눔으로써 얻어지는 값들이다. 그런데, 실제로 전류계(122)의 전류(I)가 전극부(110)로 모두 전달되지 않을 수 있다. 왜냐하면, 실제 전류계(122)는 이상적인 전류계(122)와 달리 내부 임피던스를 포함하여, 항상 일정한 전류를 전극부(110)에 공급하지 않을 수 있기 때문이다. 상기 내부 임피던스는 다양한 원인으로 유발될 수 있다. 상기 내부 임피던스는 전류계(122)의 전기적 성분에 의해 유발되거나, 그 밖에 다른 원인으로 유발될 수도 있다.

도 4는 전류원(122)의 내부 임피던스를 고려하여 도 2에서 나타낸 제1 모드에서의 임피던스 측정부(120) 회로도를 다시 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면, 임피던스 측정부(120)는 전류원(122)에 병렬로 연결된 내부 임피던스(Z_S)를 포함할 수 있다. 전류원(122)으로부터 나온 전류(I)는 내부 임피던스(Z_S)로 흐르는 전류(I₂)와 전극부(110)를 향해 흐르는 전류(I₁)로 나뉠 수 있다. 전극부(110)의 전극들(110a, 110b, 110c, 110d)과 피검체 사이의 접촉 임피던스(Z_C)의 크기가 내부 임피던스(Z_S)와 비교하여 상당히 작은 경우, 전류(I₁)의 크기가 전류(I₂)의 크기보다 상당히 클 수 있다. 이 경우, 전극부(110)를 향해 흐르는 전류(I₁)를 전류원(122)의 출력전류(I) 값과 거의 동일하게 볼 수 있다. 따라서, 내부 임피던스(Z_S)를 고려하지 않아도 생체 임피던스(Zm)을 구하는데 큰 무리가 없을 수 있다.

하지만, 전극들(110a, 110b, 110c, 110d)의 면적을 작게하면, 접촉 임피던스(Z_C)의 크기가 커질 수 있다. 접촉 임피던스(Z_C)의 크기가 커지면, 전류(I₁)의 크기가 전류(I₂)의 크기와 비슷해지거나 더 작아질 수도 있다. 그렇게 되면 전극부(110)로 공급되는 전류(I₁)와 전류계(122)의 출력전류(I) 사이에 차이가 많이 나게 될 수 있다. 그리고, 전극부(110)로 공급되는 전류(I₁)와 전류계(122)의 출력전류(I) 사이에 차이가 커지게 되면, 수학식 1 및 수학식 2로부터 구한 생체 임피던스(Zm) 값의 정확도가 떨어질 수 있다.

생체 임피던스 획득부(140)는 제1 및 제2 임피던스(Z_4P, Z_2P)로부터 생체 임피던스(Z_m)를 획득할 때, 내부 임피던스(128; Z_S)를 고려하여 생체 임피던스(Z_m) 값의 정확도를 높일 수 있다. 내부 임피던스(Z_S)를 고려하였을 때, 도 2에서 나타낸 제1 모드에서의 회로도는 도 4로 변환될 수 있다. 또한, 제1 임피던스(Z_4p)의 표현식은 수학식 1에서 아래 수학식 3으로 변경될 수 있다.

... 수학식 3

수학식 3을 참조하면, 제1 임피던스(Z_4P)의 표현식에서 내부 임피던스(Z_S)에 의존하는 인자가 포함됨을 알 수 있다. 이때, 수학식 3의 곱셈 인자 중 마지막 인자는, Z_S >> Z_C 인 경우, 거의 1에 수렴할 수 있다. 그렇게 되면, 수학식 3은 수학식 1과 같아질 수 있다. 하지만, 전극부(110)의 전극들(110a, 110b, 110c, 110d)의 크기가 작아지게 되면, Z_S >> Z_C 의 조건이 만족되지 않을 수 있다. 그리고, Z_S >> Z_C 의 조건이 만족되지 않으면 수학식 1과 수학식 3은 서로 달라지게 된다. 따라서, 생체신호 측정장치(100)를 소형화 함에 따라 전류원(122)의 내부 임피던스(Z_S)가 주는 영향이 커질 수 있다.

모드 제어부(130)는 임피던스 측정부(120)의 제1 스위치(126a)와 제2 스위치(126b)를 닫힘 상태로 전환함으로써 임피던스 측정부(120)를 제2 모드로 전환할 수 있다. 내부 임피던스(128)을 고려하였을 때 도 3에서 나타낸 제2 모드에서의 회로도는 도 5와 같이 변경될 수 있다.

도 5는 제2 모드에서 임피던스 측정부(120) 및 전극부(110)를 내부 임피던스(Z_S)를 고려하여 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 제1 전극(110a)과 제2 전극(110b)이 서로 단락되어 하나의 전극으로 취급될 수 있다. 이로 인해, 제1 전극(110a)과 피검체 사이의 접촉 임피던스와 제2 전극(110b)과 피검체 사이의 접촉 임피던스가 병렬로 연결되어 하나의 접촉 임피던스(1/2*Z_C)으로 취급될 수 있다. 또한, 제3 전극(110c)과 제4 전극(110d)이 서로 단락되어 하나의 전극으로 취급될 수 있다. 이로 인해, 제3 전극(110c)과 피검체 사이의 접촉 임피던스와 제4 전극(110d)과 피검체 사이의 접촉 임피던스가 병렬로 연결되어 하나의 접촉 임피던스(1/2*Z_C)으로 취급될 수 있다. 도 5에서 나타낸 제2 모드에서 측정된 제2 임피던스(Z_2P)는 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.

.... 수학식 4

수학식 3 및 수학식 4를 살펴보면, Z_4P, Z_2P는 측정되는 값이고, Zi는 AFE의 특성에 따라 결정되는 값이다. 따라서, 수학식 3 및 수학식 4를 연립하여, Z_m과 Z_C를 계산할 수 있으며, Z_C의 값을 알지 못하거나 계산하지 못하더라도, Z_m을 계산할 수 있다.

임피던스 측정부(120)는 제1 임피던스(Z_4P)의 측정결과와 제2 임피던스(Z_2P)의 측정결과에 대한 정보를 생체 임피던스 획득부(140)에 전달할 수 있다. 예시적으로, 임피던스 측정부(120)의 ADC(129)는 전압계(124)에서 측정된 전압 값을 디지털 신호로 변환하여 생체 임피던스 획득부(140)에 전송할 수 있다. 전류원(122)의 출력 전류의 크기가 일정하므로 생체 임피던스 획득부(140)는 전송받은 전압 값으로부터 제1 및 제2 임피던스(Z_4P, Z_2P) 값을 얻어낼 수 있다. 다른 예로, ADC(129)는 전압계(124)에서 측정된 전압 값을 전류원(122)의 출력 전류 값으로 나눈 값을 디지털 신호로 변환하여 생체 임피던스 획득부(140)에 전송할 수도 있다.

생체 임피던스 획득부(140)는, 제1 임피던스(Z_4P)와 제2 임피던스(Z_2P) 및 내부 임피던스(Z_S)로부터 생체 임피던스(Z_m)를 획득할 수 있다.

도 6은 실시예에 따른 생체신호 측정장치를 설명하기 위한 회로도이다.

도 6을 참조하면, 임피던스 측정부(120)의 ADC(129)는 측정된 전압의 크기 또는 전압의 크기로부터 얻어진 임피던스 값을 디지털 신호로 변환하여 생체 임피던스 획득부(140)에 전달할 수 있다. 생체 임피던스 획득부(140)는 생체 임피던스(Zm)를 계산하기 위한 CPU(141)를 포함할 수 있다. CPU(141)는 수학식 3 및 수학식 4를 연립하여 생체 임피던스(Zm)를 계산할 수 있다. 예시적으로 생체 임피던스 획득부(140)의 CPU(141)는 수학식 5를 이용하여 생체 임피던스(Zm)를 계산할 수 있다.

.... 수학식 5

수학식 5에서 β는 아래 수학식 6에 따라 정의될 수 있다.

.... 수학식 6

다른 예로 생체 임피던스 획득부(140)는 생체 임피던스(Zm)를 직접 계산하지 않고 룩업 테이블을 이용하여 생체 임피던스(Zm)를 획득할 수도 있다.

도 7은 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)를 설명하기 위한 회로도이다.

도 7을 참조하면, 생체 임피던스 획득부(140)는 룩업 테이블(146)을 이용하여 생체 임피던스를 획득할 수 있다.

생체 임피던스 획득부(140)는 2개의 스위치(142a, 142b), 2개의 레지스터(144a, 144b) 및 룩업 테이블(146)을 포함할 수 있다. 2개의 스위치(142a, 142b)는 임피던스 측정부(120)의 상태에 따라 연결 여부가 결정될 수 있다. 예를 들어, 임피던스 측정부(120)가 제1 모드인 경우 위쪽 스위치(142a)가 닫히고, 아래쪽 스위치(142b)가 열릴 수 있다. 또한, 임피던스 측정부(120)가 제2 모드인 경우 위쪽 스위치(142a)가 열리고, 아래쪽 스위치(142b)가 닫힐 수 있다.

레지스터(144a, 144b)는 전압 값 또는 임피던스 값을 저장한다. 예를 들어, 제1 모드에서 측정된 전압 값 또는 임피던스 값이 위쪽 레지스터(144a)에 저장되고, 제2 모드에서 측정된 전압 값 또는 임피던스 값이 아래쪽 레지스터(144b)에 저장될 수 있다.

룩업 테이블(146)은 레지스터(144a, 144b)들에 저장된 전압 또는 임피던스의 값들을 입력받아 생체 임피던스를 출력할 수 있다. 예를 들어, 룩업 테이블(146)은 2개의 전압의 값들이 입력되면, 2개의 전압 값들에 대응하는 값을 결정할 수 있다. 다른 예로, 룩업 테이블(146)은 제1 및 제2 임피던스의 값들(Z_4P, Z_2P)이 입력되면, 제1 및 제2 임피던스의 값들(Z_4P, Z_2P)에 대응하는 값을 결정할 수 있다.

결정된 값은 생체 임피던스를 나타낸다. 예를 들어, 룩업 테이블(146)은 2개의 전압의 값들에 대한 2 X 2 테이블을 저장하고 있을 수 있다. 다른 예로, 룩업 테이블(146)은 제1 및 제2 임피던스 값들(Z_4P, Z_2P)에 대한 2 X 2 테이블을 저장하고 있을 수 있다.

가로축은 제1 모드에서 측정된 전압 또는 제1 임피던스 값(Z_4P)이고, 세로축은 제2 모드에서 측정된 전압 또는 제2 임피던스 값(Z_2P)일 수 있다. 룩업 테이블(146)은 가로축의 값 및 세로축의 값이 결정되면, 가로축의 값 및 세로축의 값에 대응하는 생체 임피던스(Z_m)를 결정할 수 있다.

도 8은 전류원(122)의 내부 임피던스(Z_S)를 고려한 경우와 고려하지 않은 경우를 비교한 실험결과를 나타낸 도면이다.

도 8에서 가로축은 전극들(110a, 110b, 110c, 110d)과 피검체 표면 사이의 접촉 임피던스(Z_C) 값을 나타낸다. 또한, 세로축은 획득된 생체 임피던스 값(Z_m)을 나타낸다. 도 8에서는 동일한 생체 임피던스(Z_m ;대략 1kΩ)를 접촉 임피던스의 크기(Z_C)를 바꾸어가며 측정한 결과를 나타낸 것이다. 도 9의 실험에서 Zi=2MΩ, Zs=50KΩ 으로 설정되었다. 도 9의 G1 그래프는 예시적인 실시예에 따라 내부 임피던스(Z_S)를 고려하여 생체 임피던스(Z_m) 획득한 결과이다. G2 그래프는 내부 임피던스(Z_S)를 고려하지 않고 생체 임피던스(Z_m)를 획득한 결과이다.

도 8을 참조하면, G2 그래프에서 접촉 임피던스 값(Z_C)이 점점 커짐에 따라 획득한 생체 임피던스 값(Z_m)이 점점 작아진다. 동일한 피검체를 대상으로 실험이 이루어졌음에도 전류원(122)의 내부 임피던스(Z_S)를 고려하지 않으면, 접촉 임피던스 값(Z_C)에 따라 획득된 생체 임피던스 값(Z_m)이 실제 값과 달라질 수 있다. 예를 들어, 접촉 임피던스(Z_C)가 3KΩ 인 상태에서 G2 그래프에 의해 얻어진 생체 임피던스 값(Z_m)과 실제 값의 오차율이 대략 10.2% 정도이다.

G2 그래프와 달리 G1 그래프에서는 접촉 임피던스 값(Z_C)에 관계없이 획득된 생체 임피던스 값(Z_m)이 거의 일정하다. 즉, 내부 임피던스(Z_S)를 고려하여 생체 임피던스(Z_m)를 획득하면, 접촉 임피던스(Z_C)가 큰 상태에서도 획득된 생체 임피던스 값(Z_m)의 정확도가 높을 수 있다. 예를 들어, 접촉 임피던스(Z_C)가 3KΩ 인 상태에서 G1 그래프에 의해 얻어진 생체 임피던스 값(Z_m)과 실제 값의 오차율은 대략 1.7% 정도에 불과하다.

이상에서 도 4 내지 도 8을 참조하여 예시적인 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)가 생체 임피던스(Z_m)를 측정하는 원리에 대하여 설명하였다. 전술한 실시예에 따르면, 생체신호 측정장치(100)는 임피던스 측정부(120)의 모드를 변경하면서 피검체로부터 제1 및 제2 임피던스(Z_4P, Z_2P)를 측정할 수 있다. 또한, 생체신호 측정장치(100)는 제1 및 제2 임피던스(Z_4P, Z_2P)로부터 접촉 임피던스(Z_C)의 효과를 소거하고 피검체의 생체 임피던스(Z_m)를 획득할 수 있다. 생체 신호 측정장치(100)는 전류원(122)의 내부 임피던스(Z_S)를 고려하여 생체 임피던스(Z_m)를 획득할 수 있다. 이를 통해, 생체 신호 측정장치(100)는 접촉 임피던스(Z_C) 값에 관계없이, 생체 임피던스(Z_m) 값을 높은 정확도로 획득할 수 있다.

이상의 설명에서는 전류원(122)에 병렬 연결된 내부 임피던스(Z_S)를 이미 알고 있는 상수 값으로 취급하였다. 하지만, 내부 임피던스(Z_S)는 전류원(122) 양단에 인가되는 전압의 크기에 따라 변할 수 있다. 내부 임피던스(Z_S)가 변하는 이유는 전류원(122) 양단에 인가되는 전압의 크기에 따라 전류원(122) 내부 소자의 출력특성이 달라질 수 있기 때문이다. 예시적으로 전류원(122)은 복수의 트랜지스터를 포함할 수 있다. 이상적인 트랜지스터는 포화영역(saturation region)에서 출력전류의 크기가 일정하게 유지될 수 있다. 하지만, 실제 트랜지스터는 포화영역에서 전압과 전류의 비율이 조금씩 변할 수 있다.

도 9에서 가로축은 전류원(122) 양단에 인가되는 전압을 나타내고, 세로축은 전류원(122)의 출력전류를 나타낸다. 도 9을 참조하면, 전류원(122) 양단에 인가되는 전압이 증가함에 따라 전류원(122)의 출력전류가 조금씩 변하다가 전압이 임계 값을 넘어가면 출력전류가 급격히 줄어든다. 출력전류가 급격히 줄어드는 구간에서는 전류원(122)의 트랜지스터가 선형영역(linear region) 또는 차단영역(cut off region)에 도달했다고 볼 수 있다. 반면, 출력전류가 완만하게 변하는 구간에서는 전류원(122)의 트랜지스터가 포화영역(saturation region)에 있다고 볼 수 있다. 실험에 쓰이는 전압 값은 포화영역 안의 전압 값이 이용될 수 있다.

이상적인 트랜지스터와 달리, 실제 트랜지스터는 포화영역 안에서 전압 값의 변화에 의해 출력 전류 값이 조금씩 변할 수 있다. 이로 인해, 전류원(122)의 출력전류가 전류원(122) 양단에 걸리는 전압 값의 변화에 의해 변할 수 있다. 이러한 효과는 전류원(122)에 병렬 연결된 내부 임피던스(Z_S)가 변하는 것과 등치로 볼 수 있다. 따라서, 생체 임피던스 획득부(140)는 생체 임피던스(Z_m)를 구할 때, 전류원(122)에 인가되는 전압을 고려하여, 내부 임피던스 값(Z_S)를 다르게 설정해야 획득하는 생체 임피던스 값(Z_m)의 정확도를 높일 수 있다.

그런데, 전술한 바와 같이, 내부 임피던스 값(Z_S)을 매번 다르게 설정해주는 것은 상당히 번거로운 일일 수 있다. 임피던스 측정부(120)는 전류원(122)에 병렬로 연결되어 전류원(122)의 내부 임피던스(Z_S)의 유효 값을 변경시키는 전류원 병렬임피던스를 더 포함할 수 있다.

도 10은 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)를 설명하기 위한 회로도이다.

도 10을 참조하면, 임피던스 측정부(120)는 전류원(122)에 병렬로 연결되어, 전류원(122)의 내부 임피던스(Z_S)의 유효 값을 변경시키는 전류원 병렬임피던스(127; Z_SEXT)를 더 포함할 수 있다. 도 10에서 나타낸 회로도에서 전류원(122)의 내부 임피던스(Z_S)와 전류원 병렬임피던스(Z_SEXT)이 병렬로 합성될 수 있다. 따라서, 전류원(122)의 내부 임피던스의 유효 값이 변할 수 있다. 변화된 내부 임피던스의 유효 값은 수학식 7에 의해 표현될 수 있다.

.... 수학식 7

수학식 7에서 Z_SEFF 는 전류원(122)의 내부 임피던스의 유효 값으로, 내부 임피던스(Z_S)와 전류원 병렬임피던스(Z_SEXT)의 합성 임피던스이다.

내부 임피던스(Z_S)가 변할 때, 내부 임피던스의 유효 값(Z_SEFF)의 변화량은 내부 임피던스(Z_S)의 변화량보다 작을 수 있다. 내부 임피던스(Z_S)의 변화에 대한 내부 임피던스의 유효 값(Z_SEFF)의 변화율은 수학식 8로 표현될 수 있다.

.... 수학식 8

수학식 8을 보면

의 크기가 항상 1보다 작음을 알 수 있다. 이는 내부 임피던스의 유효 값(Z_SEFF)의 변화량은 내부 임피던스(Z_S)의 변화량보다 작음을 의미한다. 게다가 전류원 병렬임피던스(Z_SEXT)의 값이 작으면

의 크기가 더 작아짐을 알 수 있다. 다만, 전류원 병렬임피던스(Z_SEXT)의 값이 너무 작으면, 전극부(110)를 향해 공급되는 전류량이 부족할 수 있다. 따라서, 전류원 병렬임피던스(Z_SEXT)의 크기는 내부 임피던스의 유효 값(Z_SEFF)의 변화율을 작게 하면서 전극부(110)로 공급되는 전류량이 부족하지 않도록 적절히 조절될 수 있다. 예를 들어, 전류원 병렬임피던스(Z_SEXT)의 크기는 내부 임피던스(Z_S)보다 작을 수 있다.

도 11은 전류원 병렬임피던스(127; Z_SEXT)이 없는 상태에서 제1 임피던스(Z_4P) 값의 변화에 따라 전극부(110)에 공급되는 전류량의 변화를 나타낸 그래프이다.

도 11에서 가로축은 임피던스 측정부(120)에서 측정된 제1 임피던스(Z_4P)의 크기를 나타낸다. 세로축은 전류원(122)에서 출력된 전류 가운데 전극부(110)로 공급되는 전류(도 4의 I₁)를 의미한다.

도 11를 참조하면, 제1 임피던스(Z_4P)의 크기가 증가함에 따라 전극부(110)로 공급되는 전류의 크기가 불규칙하게 변함을 알 수 있다. 이는 전류원(122)의 내부 임피던스(Z_S)가 불규칙하게 변하기 때문이다. 따라서, 생체 임피던스 획득부(140)는 측정 환경이 바뀔 때마다 전류원(122)의 내부 임피던스(Z_S)를 다시 설정해주어야 하며 이러한 작업은 시간과 계산자원을 소모시킬 수 있다.

도 12는 전류원 병렬임피던스(127; Z_SEXT)을 연결한 상태에서 제1 임피던스(Z_4P) 값의 변화에 따라 전극부(110)에 공급되는 전류량의 변화를 나타낸 그래프이다.

도 12에서 가로축은 임피던스 측정부(120)에서 측정된 제1 임피던스(Z_4P)의 크기를 나타낸다. 세로축은 전류원(122)에서 출력된 전류 가운데 전극부(110)로 공급되는 전류(도 4의 I₁)를 의미한다.

도 12를 참조하면, 제1 임피던스(Z_4P)의 크기가 증가함에 따라 전극부(110)로 공급되는 전류의 크기변화의 그래프가 거의 직선에 가까울 수 있다. 이는 내부 임피던스의 유효 값(Z_SEFF)이 거의 변하지 않아 전류가 실질적으로 제1 임피던스(Z_4P)에만 의존하기 때문이다. 따라서, 생체 임피던스 획득부(140)는 측정환경이 바뀌더라도 전류원(122)의 내부 임피던스 유효값(Z_SEFF)을 바꾸지 않아도 생체 임피던스(Z_m) 값을 얻을 수 있다. 또한, 도 12의 그래프가 직선을 그리기 때문에, 전극부(110)에 공급되는 전류량의 예측이 용이해질 수 있다.

도 4내지 도 12를 참조한 설명에서는 제1 내지 제4 전극(110a, 110b, 110c, 110d)들에 대한 접촉 임피던스(Z_C)가 모두 동일한 예를 들어 설명하였다. 하지만, 경우에 따라 제1 내지 제4 전극(110a, 110b, 110c, 110d)들에 대한 접촉 임피던스(Z_C)는 서로 동일하지 않을 수도 있다.

도 13은 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)를 설명하기 위한 회로도이다.

도 13을 참조하면, 전극들(110a, 110b, 110c, 110d)별로 피검체와의 접촉 임피던스가 서로 다를 수 있다. 도 13에서는 하나의 접촉 임피던스가 다른 접촉 임피던스의 배수로 나타내어지는 경우를 도시하였다. 예를 들어, 제1 및 제4 전극(110a, 110d)이 제2 및 제3 전극(110b, 110c)에 비해 면적이 1/k배 작은 경우, 제2 및 제3 전극(110b, 110c)의 접촉 임피던스는 Z_C 로 나타내고 제1 및 제4 전극(110a, 110d)의 접촉 임피던스는 k*Z_C로 나타낼 수 있다.

도 14는 임피던스 측정부(120)가 제2 모드인 상태를 설명하기 위한 회로도이다.

도 14를 참조하면, 도 13에서 제1 및 제2 스위치(126a, 126b)가 닫힘상태로 전환되어 제1 전극(110a)과 제2 전극(110b)이 단락 되고, 제3 전극(110c)과 제4 전극(110d)이 서로 단락 될 수 있다. 제1 전극(110a)과 제2 전극(110b)이 단락 되면서 제1 전극(110a)의 접촉 임피던스(k*Z_C)와 제2 전극(110b)의 접촉 임피던스(Zc)가 병렬 연결되어 kZ_C /(k+1)의 합성 임피던스 값을 가질 수 있다. 또한, 제3 전극(110c)과 제4 전극(110d)이 단락 되면서 제3 전극(110c)의 접촉 임피던스(Z_C)와 제4 전극(110d)의 접촉 임피던스(k*Zc)가 병렬 연결되어 kZ_C /(k+1)의 합성 임피던스 값을 가질 수 있다.

임피던스 측정부(120)는 도 13에서 나타낸 제1 모드에서 제1 임피던스(Z_4P)를 측정하고 도 14에서 나타낸 제2 모드에서 제2 임피던스(Z_2P)를 측정할 수 있다. 또한, 생체 임피던스 획득부(140)는 제1 및 제2 임피던스(Z_4P, Z_2P)와 전류원(122)의 내부 임피던스(Z_S)를 고려하여 전극들(110a, 110b, 110c, 110d)의 접촉 임피던스 효과를 보상함으로써 생체 임피던스(Z_m)를 획득할 수 있다. 생체 임피던스 획득부(140)가 생체 임피던스(Z_m)를 획득할 때 수학식 9가 사용될 수 있다.

.... 수학식 9

수학식 9에서 β는 수학식 6에 의해 정의된다. 생체 임피던스 획득부(140)는 수학식 9를 이용하여 생체 임피던스(Z_m)를 직접 계산하거나 룩업 테이블(146)을 이용하여 생체 임피던스(Z_m)를 획득할 수 있다.

전술한 예에서는 전극들(110a, 110b, 110c, 110d)의 단면적 비교로부터 접촉 임피던스들 사이에 배수관계가 성립하였다. 하지만, 경우에 따라서 접촉 임피던스들 사이에 배수관계가 성립하지 않을 수도 있다.

도 15는 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)를 설명하기 위한 회로도이다.

도 15를 참조하면, 제1 내지 제4 전극(110a, 110b, 110c, 110d)의 접촉 임피던스들(Z_C1, Z_C2, Z_C3, Z_C4)이 모두 서로 다른 값을 가질 수 있다. 도 4에서와 달리, 도 15의 회로도에서는 접촉 임피던스들(Z_C1, Z_C2, Z_C3, Z_C4)이 모두 서로 다른 값을 가지므로 미지수가 총 5개(Z_m, Z_C1, Z_C2, Z_C3, Z_C4)이다. 따라서, 도 1에서 나타낸 모드 제어부(130)는 임피던스 측정부(120)를 5가지 모드로 제어할 수 있다. 모드 제어부(130)는 도 15에서 나타낸 바와 같이 임피던스 측정부(120)를 제1 모드로 제어할 수 있다. 제1 모드에서, 전류원(122)은 제1 전극(110a)과 제4 전극(110d) 사이에 연결되고, 전압계(124)는 제2 전극(110b)과 제3 전극(110c) 사이에 연결될 수 있다. 제1 모드에서 측정된 제1 임피던스(Z₁)은 수학식 10으로 표현될 수 있다.

.... 수학식 10

도 16은 임피던스 측정부(120)가 제2 모드인 상태를 설명하기 위한 회로도이다. 도 14에서 나타낸 제2 모드에서는 2-포인트에서 생체 임피던스(Z_m) 측정이 이루어진 반면, 도 16에서 나타낸 제2 모드에서는 3-포인트에서 생체 임피던스(Z_m) 측정이 이루어질 수 있다.

도 16을 참조하면, 제2 모드에서, 전류원(122)이 제2 전극(110b)과 제4 전극(110d) 사이에 연결될 수 있다. 모드 제어부(130)는 전류원(122)이 제2 전극(110b)과 제4 전극(110d) 사이에 연결되도록 제1 스위치(126a)를 닫힘 상태로 전환할 수 있다. 또한, 전압계(124)는 제2 전극(110b)과 제3 전극(110c) 사이에 연결될 수 있다. 그리고, 제1 전극(110a)은 전류원(122)으로부터 전기적으로 단절될 수 있다. 제1 전극(110a)이 전류원(122)과 전기적으로 단절되도록, 모드 제어부(130)는 제3 스위치(126c)를 열림 상태로 전환할 수 있다. 제1 전극(110a)이 전류원(122)과 전기적으로 단절됨에 따라 제1 전극(110a)으로 전류가 흐르지 않을 수 있다. 제1 전극(110a)에 전류가 흐르지 않게 되면서, 제2 모드에서는 3-포인트 측정이 이루어질 수 있다. 제2 모드에서 측정된 제2 임피던스(Z₂)은 수학식 11로 표현될 수 있다.

.... 수학식 11

도 17은 임피던스 측정부(120)가 제3 모드인 상태를 설명하기 위한 회로도이다.

도 17을 참조하면, 제3 모드에서, 전류원(122)이 제1 전극(110a)과 제4 전극(110d) 사이에 연결될 수 있다. 또한, 전압계(124)는 제1 전극(110a)과 제3 전극(110c) 사이에 연결될 수 있다. 모드 제어부(130)는 전압계(124)가 제1 전극(110a)과 제3 전극(110c) 사이에 연결되도록 제1 스위치(126a)를 닫힘 상태로 전환할 수 있다. 그리고, 제2 전극(110b)은 전류원(122)으로부터 전기적으로 단절될 수 있다. 제2 전극(110b)이 전류원(122)과 전기적으로 단절되도록, 모드 제어부(130)는 제4 스위치(126d)를 열림 상태로 전환할 수 있다. 제2 전극(110b)이 전류원(122)과 전기적으로 단절됨에 따라 제2 전극(110b)으로 전류가 흐르지 않을 수 있다. 제2 전극(110b)에 전류가 흐르지 않게 되면서, 제3 모드에서는 3-포인트 측정이 이루어질 수 있다. 제3 모드에서 측정된 제3 임피던스(Z₃)은 수학식 12로 표현될 수 있다.

.... 수학식 12

도 18은 임피던스 측정부(120)가 제4 모드인 상태를 설명하기 위한 회로도이다.

도 18을 참조하면, 제4 모드에서, 전류원(122)이 제1 전극(110a)과 제4 전극(110d) 사이에 연결될 수 있다. 또한, 전압계(124)는 제2 전극(110b)과 제4 전극(110d) 사이에 연결될 수 있다. 모드 제어부(130)는 전압계(124)가 제2 전극(110b)과 제4 전극(110d) 사이에 연결되도록 제2 스위치(126b)를 닫힘 상태로 전환할 수 있다. 그리고, 제3 전극(110c)은 전류원(122)으로부터 전기적으로 단절될 수 있다. 제3 전극(110c)이 전류원(122)과 전기적으로 단절되도록, 모드 제어부(130)는 제5 스위치(126e)를 열림 상태로 전환할 수 있다. 제3 전극(110c)이 전류원(122)과 전기적으로 단절됨에 따라 제3 전극(110c)으로 전류가 흐르지 않을 수 있다. 제3 전극(110c)에 전류가 흐르지 않게 되면서, 제4 모드에서는 3-포인트 측정이 이루어질 수 있다. 제4 모드에서 측정된 제4 임피던스(Z₄)은 수학식 13으로 표현될 수 있다.

.... 수학식 13

도 19는 임피던스 측정부(120)가 제5 모드인 상태를 설명하기 위한 회로도이다.

도 19를 참조하면, 제5 모드에서, 전류원(122)이 제1 전극(110a)과 제3 전극(110c) 사이에 연결될 수 있다. 모드 제어부(130)는 전류원(122)이 제1 전극(110a)과 제3 전극(110c) 사이에 연결되도록 제2 스위치(126b)를 닫힘 상태로 전환할 수 있다. 또한, 전압계(124)는 제2 전극(110b)과 제3 전극(110c) 사이에 연결될 수 있다. 그리고, 제4 전극(110d)은 전류원(122)으로부터 전기적으로 단절될 수 있다. 제4 전극(110d)이 전류원(122)과 전기적으로 단절되도록, 모드 제어부(130)는 제6 스위치(126f)를 열림 상태로 전환할 수 있다. 제4 전극(110d)이 전류원(122)과 전기적으로 단절됨에 따라 제4 전극(110d)으로 전류가 흐르지 않을 수 있다. 제4 전극(110d)에 전류가 흐르지 않게 되면서, 제5 모드에서는 3-포인트 측정이 이루어질 수 있다. 제5 모드에서 측정된 제5 임피던스(Z₅)은 수학식 14로 표현될 수 있다.

.... 수학식 14

이상에서 도 16 내지 도 19에서는 제1 내지 제4 전극(110a, 110b, 110c, 110d) 중 어느 하나를 전류원(122)으로부터 전기적으로 단절시킴으로써 3-포인트 측정을 하는 예를 나타냈다. 하지만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 내지 제4 전극(110a, 110b, 110c, 110d) 중 어느 하나를 피검체로부터 분리함으로써 3-포인트 측정이 이루어질 수도 있다.

임피던스 측정부(120)가 제1 내지 제 5 임피던스(Z₁, Z₂, Z₃, Z₄, Z₅)를 측정하면, 생체 임피던스 획득부(140)는 제1 내지 제 5 임피던스(Z₁, Z₂, Z₃, Z₄, Z₅)에서 접촉 임피던스들(Z_C1, Z_C2, Z_C3, Z_C4)의 효과를 보상함으로써 생체 임피던스(Z_m)을 획득할 수 있다. 생체 임피던스 획득부(140)는 접촉 임피던스들(Z_C1, Z_C2, Z_C3, Z_C4)의 효과를 보상함에 있어서, 전류원(122)의 내부 임피던스(Z_S)를 고려할 수 있다. 예시적으로 생체 임피던스(Z_m)은 수학식 10 내지 수학식 14를 연립하여 획득될 수 있다. 수학식 10 내지 수학식 14에서 제1 내지 제 5 임피던스(Z₁, Z₂, Z₃, Z₄, Z₅)는 측정되는 값이고 Zi는 AFE의 특성에 따라 결정되는 값이다. 따라서, 수학식 10 내지 수학식 14를 연립하여, Z_C1, Z_C2, Z_C3, Z_C4과 Z_m을 계산할 수 있으며, Z_C1, Z_C2, Z_C3, Z_C4의 값을 알지 못하거나 계산하지 못하더라도, Z_m을 계산할 수 있다. 생체 임피던스 획득부(140)는 생체 임피던스(Z_m)을 획득하기 위해 상기 수학식 10 내지 수학식 14의 연립 방정식을 직접 계산할 수 있다. 다른 예로, 생체 임피던스 획득부(140)는 도 8에서 나타낸 룩업 테이블(146)을 이용하여 생체 임피던스(Z_m)를 획득할 수도 있다. 룩업 테이블(146)은 제1 내지 제 5 임피던스(Z₁, Z₂, Z₃, Z₄, Z₅) 값 또는 제1 내지 제5 모드에서 측정된 전압 값(V_m)으로부터 생체 임피던스 값(Z_m)을 출력할 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 도 4에서 나타낸 실시예에서는 전류원(122)의 출력전류(I)와 전극부(110)에 공급되는 전류(I₁)가 다른 것을 보상하기 위해 생체 임피던스 획득부(140)가 생체 임피던스(Z_m)를 획득하는데 이용되는 관계식을 수학식 1 및 수학식 2에서 수학식 3 및 수학식 4로 변경하였다. 하지만, 실시예가 전술한 것에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 생체 임피던스 획득부(140)가 생체 임피던스 값(Z_m)을 획득하는데 내부 임피던스 값(Z_S)을 이용하지 않을 수도 있다.

도 20 및 도 21는 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)를 설명하기 위한 회로도이다. 도 20은 임피던스 측정부(120)가 제1 모드인 상태를 나타내며 도 21는 임피던스 측정부(120)가 제2 모드인 상태를 나타낸다.

도 20 및 도 21를 참조하면, 임피던스 측정부(120)는 전극부(110)에 공급되는 전류(I₁)를 측정하는 전류계(125)를 포함할 수 있다. 전류계(125)는 예시적으로 전류원(122)과 전극부(110) 사이에 마련될 수 있다. 또한 전류계(125)에는 측정된 전류의 크기를 디지털 신호로 변환하기 위한 제2 ADC(129b)가 연결되어 있을 수 있다. 제1 임피던스(Z_4P)는 제1 모드에서 전압계(124)에 의해 측정된 전압 값(V_m)을 전류계(125)에 의해 측정된 전류 값(I₁)으로 나눈 값으로 결정될 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조한 설명에서는 전압(V_m)을 전류원(122)의 출력전류(I)로 나누어 제1 및 제2 임피던스(Z_4P, Z_2P)를 결정하였다. 따라서, 제1 및 제2 임피던스(Z_4P, Z_2P)의 표현식인 수학식 3 및 수학식 4는 전류원(122)의 내부 임피던스(Z_S)에 의존하는 항을 포함한다.

반면, 도 20 및 도 21에서 나타낸 실시예에서는 전압(V_m)을 전류계(125)에서 측정된 전류(I₁)로 나누어 제1 및 제2 임피던스(Z_4P, Z_2P)를 결정할 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 임피던스(Z_4P, Z_2P)는 각각 수학식 1 및 수학식 2에 의해 표현될 수 있다. 수학식 1 및 수학식 2에서는 전류원(122)의 내부 임피던스(Z_S)에 의존하는 항이 존재하지 않는다. 즉, 생체 임피던스 획득부(140)는 전류원(122)의 내부 임피던스(Z_S) 값을 이용하지 않고도 수학식 1 및 수학식 2를 연립하여 생체 임피던스(Z_m)를 획득할 수 있다.

도 22는 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)를 설명하기 위한 회로도이다.

도 22를 참조하면, 임피던스 측정부(120)의 제1 ADC(129a)는 전압계(124)에서 측정된 전압의 크기를 디지털 신호로 변환하여 생체 임피던스 획득부(140)의 CPU(141)에 전달할 수 있다. 그리고 제2 ADC(129b)는 전류계(125)에서 측정된 전류의 크기를 디지털 신호로 변환하여 생체 임피던스 획득부(140)의 CPU(141)에 전달할 수 있다. CPU(141)는 입력 받은 전압 값과 전류 값으로부터 제1 및 제2 임피던스(Z_4P, Z_2P)를 계산할 수 있다. CPU(141)는 수학식 1 및 수학식 2를 연립하여 생체 임피던스(Z_m)를 계산할 수 있다.

도 23은 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)를 설명하기 위한 회로도이다.

도 23을 참조하면, 생체 임피던스 획득부(140)는 임피던스 결정부(145)를 포함할 수 있다. 임피던스 결정부(145)는 임피던스 측정부(120)로부터 측정된 전압 및 전류에 대한 정보를 수신하여 제1 및 제2 임피던스(Z_4P, Z_2P)를 결정할 수 있다. 예시적으로 임피던스 결정부(145)는 제1 임피던스 결정부(145a) 및 제2 임피던스 결정부(145b)를 포함할 수 있다.

제1 ADC(129a)는 전압계(124)에서 측정된 전압의 크기를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 제2 ADC(129b)는 전류계(125)에서 측정된 전류의 크기를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 제1 및 제2 ADC(129a, 129b)와 제1 및 제2 임피던스 결정부(145a, 145b) 사이의 연결은 스위치들(142a, 142b, 143a, 143b)의 연결상태에 따라 달라질 수 있다.

예를 들어, 임피던스 측정부(120)가 제1 모드인 상태에서는 위쪽 스위치들(142a, 143a)이 닫히고, 아래쪽 스위치들(142b, 143b)이 열릴 수 있다. 제1 임피던스 결정부(145a)는 제1 모드인 상태에서 측정된 전압 및 전류 값을 입력 받아서 제1 임피던스(Z_4P)를 결정할 수 있다.

임피던스 측정부(120)가 제2 모드인 상태에서는 위쪽 스위치들(142a, 143a)이 열리고, 아래쪽 스위치들(142b, 143b)이 닫힐 수 있다. 제2 임피던스 결정부(145B)는 제2 모드인 상태에서 측정된 전압 및 전류 값을 입력 받아서 제2 임피던스(Z_2P)를 결정할 수 있다.

룩업 테이블(146)은 제1 및 제2 임피던스 결정부(145a, 145b)에서 결정된 제1 및 제2 임피던스 값들(Z_4P, Z_2P)을 입력 받아 생체 임피던스(Z_4P)를 출력할 수 있다.

이상에서 생체신호 측정장치(100)가 피검체의 생체 임피던스(Z_m)를 획득하는 방법에 관하여 설명하였다. 생체신호 측정장치(100)는 피검체의 생체 임피던스(Z_m)로부터 피검체의 생체정보를 출력할 수도 있다.

도 24는 예시적인 실시예에 따른 생체신호 측정장치(100)를 대략적으로 나타낸 블록도이다.

도 24를 참조하면, 생체신호 측정장치(100)는 생체 임피던스(Z_m)로부터 피검체의 생체정보를 출력하는 생체정보 출력부(150)를 더 포함할 수 있다. 생체 정보 출력부(150)는 피검체의 체지방량, 기초대사량, 골격근량, 혈류량, 호흡, 심박수 및 심박수 변이 등과 같은 생체정보를 출력할 수 있다. 예시적으로, 생체정보 출력부(150)는 피검체의 신체 정보와 생체 임피던스 획득부(140)에서 획득된 생체 임피던스(Z_m)를 이용하여 피검체의 생체정보를 출력할 수 있다. 여기서, 피검체의 신체 정보는 피검체의 나이, 키, 몸무게 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.

도 25 및 도 26은 생체신호 측정장치(100)의 일 구현예를 보여주는 사시도들이다.

도 25 및 도 26을 참조하면, 생체신호 측정장치(100)는 손목에 착용할 수 있는 스마트 위처, 또는 손가락에 착용할 수 있는 스마트 반지 등의 웨어러블 기기의 형태로 구현될 수 있다. 2-포인트 측정 방식의 경우, 전극들(110a, 110b, 110c, 110d)는 각각 생체신호 측정장치(100)의 내측에 위치할 수 있다. 사용자가 생체신호 측정 장치(100)를 손목에 착용하면, 전극들(110a, 110b, 110c, 110d)은 손목 부위의 피부에 접촉될 수 있다.

도 27은 예시적인 실시예에 따른 생체신호 측정방법을 나타낸 흐름도이다.

도 27을 참조하면, 생체신호 측정장치(100)는 임피던스 측정부(120)의 측정모드를 바꾸어 가면서 제1 및 제2 임피던스(Z_4P, Z_2P)를 측정할 수 있다. 그리고, 생체신호 측정장치(100)는 제1 및 제2 임피던스(Z_4P, Z_2P)와 전류원(122)의 내부 임피던스(Z_S)로부터 피검체의 생체 임피던스(Z_m)을 획득할 수 있다. 또한, 생체신호 측정장치(100)는 획득된 생체 임피던스(Z_m)로부터 피검체의 생체정보를 출력할 수 있다.

단계 1110에서, 전극부(110)의 전극들(110a, 110b, 110c, 110d)을 피검체의 표면에 접촉시킬 수 있다. 전극들(110a, 110b, 110c, 110d)의 전부가 피검체의 표면에 접촉될 수도 있고 전극들(110a, 110b, 110c, 110d) 중 일부 만이 피검체의 표면에 접촉될 수도 있다.

단계 1120에서, 모드 제어부(130)는 임피던스 측정부(120)를 제1 모드로 스위칭할 수 있다. 예시적으로 임피던스 측정부(120)는 제1 모드일 때 도 4에서 나타낸 것과 같은 상태로 스위칭 될 수 있다. 모드 제어부(130)는 임피던스 측정부(120)의 모드를 제어하기 위해 임피던스 측정부(120)의 스위치들(126a, 126b)을 제어할 수 있다.

단계 1130에서, 임피던스 측정부(120)는 제1 임피던스(Z_4P)를 측정할 수 있다. 예시적으로, 도 4에서 나타낸 바와 같이, 임피던스 측정부(120)는 전압계(124)를 이용해 전극들(110c, 110d) 사이의 전압(V_m)을 측정함으로써 제1 임피던스(Z_4P)를 측정할 수 있다.

단계 1140에서, 모드 제어부(130)는 임피던스 측정부(120)를 제2 모드로 스위칭할 수 있다. 예시적으로 임피던스 측정부(120)는 제1 모드일 때 도 5에서 나타낸 것과 같은 상태로 스위칭 될 수 있다. 하지만, 이는 예시적인 것에 불과할 뿐 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 모드는 임피던스 측정부(120)가 제1 모드일 때와 서로 다른 임피던스 값을 측정하도록 하면 족하다. 따라서 임피던스 측정부(120)는 제2 모드에서 도 5에서 나타낸 것과 다른 상태로 스위칭 될 수도 있다.

단계 1150에서, 임피던스 측정부(120)는 제2 임피던스(Z_2P)를 측정할 수 있다. 예시적으로, 도 5에서 나타낸 바와 같이, 임피던스 측정부(120)는 전압계(124)를 이용해 전극들(110c, 110d) 사이의 전압(V_m)을 측정함으로써 제2 임피던스(Z_2P)를 측정할 수 있다.

단계 1160에서, 생체 임피던스 획득부(140)는 제1 및 제2 임피던스(Z_4P, Z_2P)와 전류원(122)의 내부 임피던스(Z_S)로부터 생체 임피던스(Z_m)을 획득할 수 있다. 생체 임피던스 획득부(140)가 생체 임피던스(Z_m)를 획득할 때 전류원의 내부 임피던스(Z_S)를 고려하기 때문에 획득된 생체 임피던스 값(Z_m)의 정확도가 높아질 수 있다.

단계 1170에서, 생체정보 출력부(150)는 생체 임피던스(Z_m)로부터 피검체의 생체정보를 출력할 수 있다. 생체정보 출력부(150)가 출력하는 피검체의 생체정보는 피검체의 체지방량, 기초대사량, 골격근량, 혈류량, 호흡, 심박수 및 심박수 변이 등을 포함할 수 있다. 생체정보 출력부(150)는 도 25에서 나타낸 것과 같이 디스플레이부를 통해 피검체의 생체정보를 표시할 수 있다.

도 27에서는 임피던스 측정부(120)가 두 개의 모드에서 제1 및 제2 임피던스(Z_4P, Z_2P)를 측정하는 예를 나타냈다. 하지만, 임피던스 측정부(120)가 임피던스를 측정하는 모드의 개수는 더 늘어날 수 있다. 예를 들어, 도 15에서 나타낸 바와 같이 전극들(110a, 110b, 110c, 110d)의 접촉 임피던스들(Z_C1, Z_C2, Z_C3, Z_C4)이 모두 서로 다른 경우, 모드 제어부(130)는 더 많은 개수의 모드로 임피던스 측정부(120)를 제어할 수 있다.

도 28은 예시적인 실시예에 따른 생체신호 측정방법을 나타낸 흐름도이다.

도 28을 참조하면, 생체신호 측정방법은, 임피던스 측정부(120)의 측정모드를 바꾸어 가면서 제1 내지 제 5 임피던스(Z₁, Z₂, Z₃, Z₄, Z₅)를 측정할 수 있다.

1220 단계에서, 모드 제어부(130)는 임피던스 측정부(120)를 도 15에서 나타낸 것과 같이 제1 모드로 스위칭 할 수 있다. 또한, 임피던스 측정부(120)는 제1 모드에서 제1 임피던스(Z₁)를 측정할 수 있다. 임피던스 측정부(120)는 전압계(124)를 이용하여 전압을 측정함으로써 제1 임피던스(Z₁)를 측정할 수 있다.

1230 단계에서, 모드 제어부(130)는 임피던스 측정부(120)를 도 16에서 나타낸 것과 같이 제2 모드로 스위칭 할 수 있다. 또한, 임피던스 측정부(120)는 제2 모드에서 제2 임피던스(Z₂)를 측정할 수 있다. 제2 모드에서는 제1 전극(110a)이 임피던스 측정에 사용되지 않으면서 3 포인트 측정이 이루어질 수 있다.

1240 단계에서, 모드 제어부(130)는 임피던스 측정부(120)를 도 17에서 나타낸 것과 같이 제3 모드로 스위칭 할 수 있다. 또한, 임피던스 측정부(120)는 제3 모드에서 제3 임피던스(Z₃)를 측정할 수 있다. 제3 모드에서는 제2 전극(110b)이 임피던스 측정에 사용되지 않으면서 3 포인트 측정이 이루어질 수 있다.

1250 단계에서, 모드 제어부(130)는 임피던스 측정부(120)를 도 18에서 나타낸 것과 같이 제4 모드로 스위칭 할 수 있다. 또한, 임피던스 측정부(120)는 제4 모드에서 제4 임피던스(Z₄)를 측정할 수 있다. 제4 모드에서는 제3 전극(110c)이 임피던스 측정에 사용되지 않으면서 3 포인트 측정이 이루어질 수 있다.

1260 단계에서, 모드 제어부(130)는 임피던스 측정부(120)를 도 19에서 나타낸 것과 같이 제5 모드로 스위칭 할 수 있다. 또한, 임피던스 측정부(120)는 제5 모드에서 제5 임피던스(Z₅)를 측정할 수 있다. 제5 모드에서는 제4 전극(110d)이 임피던스 측정에 사용되지 않으면서 3 포인트 측정이 이루어질 수 있다.

1270 단계에서, 생체 임피던스 획득부(140)는 제1 내지 제 5 임피던스(Z₁, Z₂, Z₃, Z₄, Z₅) 및 전류원(122)의 내부 임피던스(Z_S)로부터 생체 임피던스(Z_m)를 획득할 수 있다. 생체 임피던스 획득부(140)는 수학식 10 내지 수학식 14를 연립하여, Z_C1, Z_C2, Z_C3, Z_C4과 Z_m을 계산할 수 있으며, Z_C1, Z_C2, Z_C3, Z_C4의 값을 알지 못하거나 계산하지 못하더라도, Z_m을 계산할 수 있다. 또한, 생체 임피던스 획득부(140)는 생체 임피던스 값(Z_m)을 직접 계산하지 않고 룩업 테이블을 이용하여 생체 임피던스 값(Z_m)을 출력할 수도 있다.

도 29는 예시적인 실시예에 따른 생체신호 측정방법을 나타낸 흐름도이다.

도 29를 참조하면, 임피던스 측정부(120)가 각 모드에서 전극들(110b, 110c) 사이의 전압 뿐만 아니라 전극부(110)로 공급되는 전류량(I₁) 또한 측정할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 임피던스(Z_4P, Z_2P)는 각 모드에서 전압계(124)에 의해 측정된 전압(V_m)뿐만 아니라 전류계(125)에 의해 측정된 전류(I₂)도 함께 고려하여 결정될 수 있다.

이하 도 29의 각 단계들을 도 20 내지 도 23을 함께 참조하여 설명한다.

단계 1320에서, 모드 제어부(130)는 임피던스 측정부(120)를 도 20에서 나타낸 것과 같이 제1 모드로 스위칭할 수 있다.

단계 1330에서, 임피던스 측정부(120)의 전류계(125)는 전극부(110)로 공급되는 전류량(I₁)을 측정할 수 있다. 전류계(125)가 전류량(I₁)을 측정함으로써 전류원(122)의 내부 임피던스(Z_S)에 의해 전극부(110)에 공급되는 전류량(I₁)이 변하는 것을 생체 임피던스(Z_m) 획득에 반영할 수 있다.

단계 1340에서, 생체 임피던스 획득부(140)는 제1 모드에서 측정된 전압(V_m) 및 전류(I₁)로부터 제1 임피던스(Z_4P)를 결정할 수 있다. 생체 임피던스 획득부(140)는 도 22에서 나타낸 바와 같이 CPU(141)를 이용하여 제1 임피던스(Z_4P)를 결정할 수 있다. 생체 임피던스 획득부(140)는 도 23에서 나타낸 바와 같이, 제1 임피던스(Z_4P)를 결정하는 제1 임피던스 결정부(145a)를 포함할 수도 있다.

단계 1350에서, 모드 제어부(130)는 임피던스 측정부(120)를 도 21에서 나타낸 것과 같이 제2 모드로 스위칭할 수 있다.

단계 1360에서, 임피던스 측정부(120)의 전류계(125)는 전극부(110)로 공급되는 전류량(I₁)을 측정할 수 있다. 전류계(125)가 전류량(I₁)을 측정함으로써 전류원(122)의 내부 임피던스(Z_S)에 의해 전극부(110)에 공급되는 전류량(I₁)이 변하는 것을 생체 임피던스(Z_m) 획득에 반영할 수 있다.

단계 1370에서, 생체 임피던스 획득부(140)는 제2 모드에서 측정된 전압(V_m) 및 전류(I₁)로부터 제2 임피던스(Z_2P)를 결정할 수 있다. 생체 임피던스 획득부(140)는 도 22에서 나타낸 바와 같이 CPU(141)를 이용하여 제2 임피던스(Z_2P)를 결정할 수 있다. 생체 임피던스 획득부(140)는 도 23에서 나타낸 바와 같이, 제2 임피던스(Z_2P)를 결정하는 제2 임피던스 결정부(145b)를 포함할 수도 있다.

단계 1380에서, 생체 임피던스 획득부(140)는 제1 및 제2 임피던스(Z_4P, Z_2P)로부터 생체 임피던스(Z_m)를 획득할 수 있다. 이때, 생체 임피던스(Z_m)는 수학식 1 및 수학식 2를 연립하여 푼 결과로부터 얻어질 수 있다. 제1 및 제2 임피던스(Z_4P, Z_2P)를 결정하는 과정에서 이미 전류원(122)의 내부 임피던스(Z_S)에 의한 전류 변화가 고려되었기 때문에, 생체 임피던스 획득부(140)는 내부 임피던스(Z_S) 값을 이용하지 않고도 생체 임피던스(Z_m)를 획득할 수 있다.

이상에서 도 1 내지 도 29를 참조하여, 실시예들에 따른 생체신호 측정장치 및 방법에 관하여 설명하였다.

본 실시 예들에 따른 장치는 프로세서, 프로그램 데이터를 저장하고 실행하는 메모리, 디스크 드라이브와 같은 영구 저장부(permanent storage), 외부 장치와 통신하는 통신 포트, 터치 패널, 키(key), 버튼 등과 같은 사용자 인터페이스 장치 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어 모듈 또는 알고리즘으로 구현되는 방법들은 상기 프로세서상에서 실행 가능한 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체 상에 저장될 수 있다. 여기서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로 마그네틱 저장 매체(예컨대, ROM(read-only memory), RAM(random-access memory), 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc)) 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 매체는 컴퓨터에 의해 판독가능하며, 메모리에 저장되고, 프로세서에서 실행될 수 있다.

본 실시 예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예는 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 실시 예는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. “매커니즘”, “요소”, “수단”, “구성”과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.

본 실시 예에서 설명하는 특정 실행들은 예시들로서, 어떠한 방법으로도 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다.

본 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 “상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 한정되는 것은 아니다. 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 기술적 사상을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

100: 생체신호 측정장치
110: 전극부
120: 임피던스 측정부
130: 모드 제어부
140: 생체 임피던스 획득부
150: 생체정보 출력부

Claims

제1 내지 제4 전극을 포함하는 복수의 전극을 피검체의 표면에 접촉시키는 단계;
전압계와 내부 임피던스를 유발하는 전류원을 포함하는 임피던스 측정부를 제1 모드로 스위칭하는 단계;
상기 제1 모드에서 상기 피검체에 대한 제1 임피던스를 측정하는 단계;
상기 임피던스 측정부를 제2 모드로 스위칭하는 단계;
상기 제2 모드에서 상기 피검체에 대한 제2 임피던스를 측정하는 단계;
상기 제1 및 제2 임피던스와, 상기 전류원의 내부 임피던스 및 상기 임피던스 측정부의 입력 임피던스를 이용하여 상기 피검체의 생체 임피던스를 획득하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 모드에서,
상기 전류원은 상기 제1 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결되며,
상기 제2 모드에서,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 병렬 연결되고, 상기 제3 전극과 상기 제4 전극은 병렬 연결되며
상기 전류원 및 상기 전압계 각각의 일단은 상기 병렬 연결된 상기 제1 전극과 제2 전극에 연결되고, 상기 전류원 및 상기 전압계 각각의 타단은 상기 병렬 연결된 상기 제3 전극과 제4 전극에 연결되는 생체신호 측정방법.
삭제
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제 1 항에 있어서,
상기 피검체의 생체 임피던스를 획득하는 단계는, 내부 임피던스를 고려하여 상기 제1 및 제2 임피던스 값에서 상기 복수의 전극과 상기 피검체의 표면 사이의 접촉 임피던스의 효과를 보상함으로써 상기 피검체의 생체 임피던스를 획득하는 생체신호 측정방법.
제 4 항에 있어서,
상기 피검체의 생체 임피던스를 획득하는 단계는, 수학식 1에 의해 상기 피검체의 생체 임피던스를 획득하는 생체신호 측정방법.

.... 수학식 1
β는 수학식 2에 의해서 정의된다.

.... 수학식 2
(Z_4p = 제1 임피던스, Z_2p = 제2 임피던스, Z_i = 임피던스 측정부의 입력 임피던스, Z_S = 전류원의 내부 임피던스를 의미한다.)
제 1 항에 있어서,
상기 전류원에 대해 병렬 임피던스를 추가로 연결함으로써, 상기 전류원의 내부 임피던스의 유효 값을 변경시키는 단계;를 더 포함하는 생체신호 측정방법.
제 6 항에 있어서,
상기 병렬 임피던스는 상기 전류원의 내부 임피던스보다 작은 생체신호 측정방법.
제 1항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 전극과 상기 피검체의 표면 사이의 접촉 임피던스들은 각각 서로 다른 임피던스 값을 가지는 생체신호 측정방법.
삭제
제1 내지 제4 전극을 포함하는 복수의 전극을 피검체의 표면에 접촉시키는 단계;
전압계와 내부 임피던스를 유발하는 전류원을 포함하는 임피던스 측정부를 제1 모드로 스위칭하는 단계;
상기 제1 모드에서 상기 피검체에 대한 제1 임피던스를 측정하는 단계;
상기 임피던스 측정부를 제2 모드로 스위칭하는 단계;
상기 제2 모드에서 상기 피검체에 대한 제2 임피던스를 측정하는 단계;
상기 제1 및 제2 임피던스와, 상기 전류원의 내부 임피던스, 상기 임피던스 측정부의 입력 임피던스를 이용하여 상기 피검체의 생체 임피던스를 획득하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 모드에서,
상기 전류원은 상기 제1 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결되며,
상기 제2 모드에서,
상기 전류원은 상기 제2 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결되며, 상기 제1 전극은 상기 전류원으로부터 전기적으로 단절되고,
상기 임피던스 측정부를 제3 모드로 스위칭하는 단계; 및
상기 제3 모드에서 상기 피검체에 대한 제3 임피던스를 측정하는 단계;를 더 포함하며,
상기 제3 모드에서,
상기 전류원은 상기 제1 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제1 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결되며,
상기 제2 전극은 상기 전류원으로부터 전기적으로 단절되는 생체신호 측정방법.
제 10 항에 있어서,
상기 임피던스 측정부를 제4 모드로 스위칭하는 단계; 및
상기 제4 모드에서 상기 피검체에 대한 제4 임피던스를 측정하는 단계;를 더 포함하며,
상기 제4 모드에서,
상기 전류원은 상기 제1 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제2 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되며,
상기 제3 전극은 상기 전류원으로부터 전기적으로 단절되는 생체신호 측정방법.
제 11 항에 있어서,
상기 임피던스 측정부를 제5 모드로 스위칭하는 단계; 및
상기 제5 모드에서 상기 피검체에 대한 제5 임피던스를 측정하는 단계;를 더 포함하며,
상기 제5 모드에서,
상기 전류원은 상기 제1 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결되며,
상기 제4 전극은 상기 전류원으로부터 전기적으로 단절되는 생체신호 측정방법.
제 12 항에 있어서,
상기 피검체의 생체 임피던스를 획득하는 단계는, 상기 제1 내지 제 5 임피던스 값에서 상기 제1 내지 제4 전극과 상기 피검체의 표면 사이의 접촉 임피던스의 효과를 보상함으로써 상기 피검체의 생체 임피던스를 획득하는 생체신호 측정방법.
제 1 항에 있어서,
상기 피검체의 생체 임피던스로부터 상기 피검체의 생체정보를 출력하는 단계를 더 포함하는 생체신호 측정방법.
제 14 항에 있어서,
상기 피검체의 생체정보는, 상기 피검체의 체지방량, 기초대사량, 골격근량, 혈류량, 호흡, 심박수 및 심박수 변이 중 적어도 하나를 포함하는 생체신호 측정방법.
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제1 내지 제4 전극을 포함하며, 피검체의 표면에 접촉하는 복수의 전극을 포함하는 전극부;
전압계와 내부 임피던스를 유발하는 전류원을 포함하는 임피던스 측정부;
상기 임피던스 측정부가 제1 모드인 상태에서 상기 피검체에 대한 제1 임피던스를 측정하고, 상기 임피던스 측정부가 제2 모드인 상태에서 상기 피검체에 대한 제2 임피던스를 측정하도록 상기 임피던스 측정부를 제어하는 모드 제어부; 및
상기 제1 및 제2 임피던스와, 상기 내부 임피던스 및 상기 임피던스 측정부의 입력 임피던스를 이용하여 상기 피검체의 생체 임피던스를 획득하는 생체 임피던스 획득부;를 포함하고,
상기 모드 제어부는,
상기 제1 모드에서, 상기 전류원이 상기 제1 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결되도록 상기 임피던스 측정부를 제어하고,
상기 제2 모드에서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 병렬 연결되고, 상기 제3 전극과 상기 제4 전극은 병렬 연결되며, 상기 전류원 및 상기 전압계 각각의 일단은 상기 병렬 연결된 상기 제1 전극과 제2 전극에 연결되고, 상기 전류원 및 상기 전압계 각각의 타단은 상기 병렬 연결된 상기 제3 전극과 제4 전극에 연결되도록 상기 임피던스 측정부를 제어하는 생체신호 측정장치.
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제 18 항에 있어서,
상기 생체 임피던스 획득부는, 상기 내부 임피던스를 고려하여 상기 제1 및 제2 임피던스 값에서 상기 복수의 전극과 상기 피검체의 표면 사이의 접촉 임피던스의 효과를 보상함으로써 상기 피검체의 생체 임피던스를 획득하는 생체신호 측정장치.
제 21 항에 있어서,
상기 생체 임피던스를 획득부는, 수학식 1에 의해 상기 피검체의 생체 임피던스를 획득하는 생체신호 측정장치.

.... 수학식 1
β는 수학식 2에 의해서 정의된다.

.... 수학식 2
(Z_4p = 제1 임피던스, Z_2p = 제2 임피던스, Z_i = 임피던스 측정부의 입력 임피던스, Z_S = 전류원의 내부 임피던스를 의미한다.
제 18 항에 있어서,
상기 임피던스 측정부는 상기 전류원에 병렬로 연결되어, 상기 전류원의 내부 임피던스의 유효 값을 변경시키는 전류원 병렬 임피던스를 더 포함하는 생체신호 측정장치.
제 23 항에 있어서,
상기 전류원 병렬임피던스는 상기 전류원의 내부 임피던스보다 작은 크기의 임피던스 값을 가지는 생체신호 측정장치.
제 18 항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 전극과 상기 피검체의 표면 사이의 접촉 임피던스들은 각각 서로 다른 임피던스 값을 가지는 생체신호 측정장치.
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제1 내지 제4 전극을 포함하며, 피검체의 표면에 접촉하는 복수의 전극을 포함하는 전극부;
전압계와 내부 임피던스를 유발하는 전류원을 포함하는 임피던스 측정부;
상기 임피던스 측정부가 제1 모드인 상태에서 상기 피검체에 대한 제1 임피던스를 측정하고, 상기 임피던스 측정부가 제2 모드인 상태에서 상기 피검체에 대한 제2 임피던스를 측정하도록 상기 임피던스 측정부를 제어하는 모드 제어부; 및
상기 제1 및 제2 임피던스와, 상기 전류원의 상기 내부 임피던스, 상기 임피던스 측정부의 입력 임피던스를 이용하여 상기 피검체의 생체 임피던스를 획득하는 생체 임피던스 획득부;를 포함하고,
상기 모드 제어부는,
상기 제1 모드에서, 상기 전류원이 상기 제1 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결되도록 상기 임피던스 측정부를 제어하고,
상기 제2 모드에서, 상기 전류원이 상기 제2 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결되며, 상기 제1 전극은 상기 전류원으로부터 전기적으로 단절되도록 상기 임피던스 측정부를 제어하고,
상기 모드 제어부는, 상기 임피던스 측정부가 제3 모드인 상태에서 상기 피검체에 대한 제3 임피던스를 측정하도록 상기 임피던스 측정부를 제어하되,
상기 제3 모드에서
상기 전류원은 상기 제1 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제1 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결되며,
상기 제2 전극은 상기 전류원으로부터 전기적으로 단절되도록 상기 임피던스 측정부를 제어하는 생체신호 측정장치.
제 27 항에 있어서,
상기 모드 제어부는, 상기 임피던스 측정부가 제4 모드인 상태에서 상기 피검체에 대한 제4 임피던스를 측정하도록 상기 임피던스 측정부를 제어하되,
상기 제4 모드에서
상기 전류원은 상기 제1 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제2 전극과 상기 제4 전극 사이에 연결되며,
상기 제3 전극은 상기 전류원으로부터 전기적으로 단절되도록 상기 임피던스 측정부를 제어하는 생체신호 측정장치.
제 28 항에 있어서,
상기 모드 제어부는, 상기 임피던스 측정부가 제5 모드인 상태에서 상기 피검체에 대한 제5 임피던스를 측정하도록 상기 임피던스 측정부를 제어하되,
상기 제5 모드에서
상기 전류원은 상기 제1 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결되고, 상기 전압계는 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 연결되며,
상기 제4 전극은 상기 전류원으로부터 전기적으로 단절되도록 상기 임피던스 측정부를 제어하는 생체신호 측정장치.
제 29 항에 있어서,
상기 생체 임피던스 획득부는, 상기 제1 내지 제 5 임피던스 값에서 상기 제1 내지 제4 전극과 상기 피검체의 표면 사이의 접촉 임피던스의 효과를 보상함으로써 상기 피검체의 생체 임피던스를 획득하는 생체신호 측정장치
제 18 항에 있어서,
상기 피검체의 생체 임피던스로부터 상기 피검체의 생체정보를 출력하는 생체정보 출력부를 더 포함하는 생체신호 측정장치.
제 31 항에 있어서,
상기 피검체의 생체정보는, 상기 피검체의 체지방량, 기초대사량, 골격근량, 혈류량, 호흡, 심박수 및 심박수 변이 중 적어도 하나를 포함하는 생체신호 측정장치.
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