KR20160055006A - 손목형 체성분 측정 장치 및 이를 이용한 체성분 측정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치는, 상기 본체부 또는 스트랩의 안쪽 면에 배치되어 피검체의 손목에 접촉 가능하게 형성된 제1 입력 전극 및 제1 출력 전극; 상기 본체부 또는 스트랩의 바깥쪽 면에 형성된 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극; 상기 제 1 및 제 2 입력 전극에 전류를 인가하고, 상기 제 1 및 제 2 출력 전극으로부터 전압을 검출하여 상기 피검체의 체임피던스를 측정하는 측정부; 상기 손목형 체성분 측정 장치가 착장된 손목이 왼손 손목인지 오른손 손목인지 감지하는 센서부; 및 상기 센서부에 의해 감지된 손목이 왼손 손목인지 오른손 손목인지에 따라 상기 제1 및 제2 입력 전극과 상기 제1 및 제2 출력전극의 배치를 변환하는 전극 변환부; 를 포함할 수 있다.
Description
본 개시는 체성분 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
의학 발달 및 평균 수명의 연장과 함께 건강 관리에 대한 관심이 증가하고 있다. 이와 관련해서, 의료기기에 대한 관심도 높아지고 있다. 이는 병원이나 검사 기관에서 사용되는 다양한 의료기기뿐 아니라, 공공기관 등에 비치되는 중소형 의료기기나, 개인이 소장 또는 휴대할 수 있는 소형 의료기기 및 헬스 케어(health care) 장치까지 그 범위가 확대되고 있다.
헬스 케어 장치의 일종인 체성분 측정기는, 인체를 구성하는 수분, 단백질, 뼈 및 지방 등의 체성분의 정량에 따른 인체 저항을 정밀하게 측정하여 체성분을 분석하는 방법인 생체 전기 임피던스법(Bio electrical Impedance Analysis, BIA)을 이용하여 체성분을 측정한다. 생체 전기 임피던스법은 인체를 임피던스의 조합으로 간주하여 인체에 전류를 흘러보내고, 전류에 의한 전압을 측정하여 전류와 전압으로부터 인체의 임피던스를 측정한다.
손목형 체성분 측정 장치 및 이를 이용한 체성분 측정 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 본체부 및 상기 본체부에 연결된 스트랩을 구비하는 손목형 체성분 측정 장치는 상기 본체부 또는 스트랩의 안쪽 면에 배치되어 피검체의 손목에 접촉 가능하게 형성된 제1 입력 전극 및 제1 출력 전극; 상기 본체부 또는 스트랩의 바깥쪽 면에 형성된 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극; 상기 제 1 및 제 2 입력 전극에 전류를 인가하고, 상기 제 1 및 제 2 출력 전극으로부터 전압을 검출하여 상기 피검체의 체임피던스를 측정하는 측정부; 상기 손목형 체성분 측정 장치가 착장된 손목이 왼손 손목인지 오른손 손목인지 감지하는 센서부; 및 상기 센서부에 의해 감지된 손목이 왼손 손목인지 오른손 손목인지에 따라 상기 제1 및 제2 입력 전극과 상기 제1 및 제2 출력전극의 배치를 변환하는 전극 변환부; 를 포함할 수 있다.
상기 측정부는 상기 제1 및 제2 입력 전극에 전류를 인가하는 전류 제공부; 상기 제1 및 제2 출력 전극으로부터 전압을 검출하는 전압 검출부; 및 상기 전류와 상기 전압으로부터 상기 피검체의 임피던스를 산출하는 임피던스 산출부;를 포함할 수 있다.
상기 전극 변환부는 상기 전류 제공부와 상기 전압 검출부의 양 단자에 연결되는 상기 제1 및 제2 입력 전극과 상기 제1 및 제2 출력 전극의 단자를 변환하는 복수의 스위치를 포함할 수 있다.
상기 제 1 입력 전극 및 제 1 출력 전극이 배열된 방향과, 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극이 배열된 방향은 상기 스트랩의 길이 방향과 일치하지 않을 수 있다.
상기 제 1 입력 전극 및 제 1 출력 전극이 배열된 방향과, 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극이 배열된 방향은 상기 스트랩의 길이 방향과 수직일 수 있다.
상기 센서부에 의해 감지된 상기 손목형 체성분 측정장치가 착장된 손목이 왼손 손목인지 오른손 손목인지에 따라, 상기 제1 입력 전극 및 제2 입력 전극이 손 방향에 위치하고, 상기 제1 출력 전극 및 제2 출력 전극이 몸 방향에 위치하도록 전극의 배치가 변환될 수 있다.
상기 센서부는 소정의 간격을 사이에 두고 피검체의 요골동맥과 마주보도록 배치되는 하나 이상의 센서를 포함하며, 상기 하나 이상의 센서는 요골동맥으로부터 수신된 생체 신호를 이용하여 상기 손목형 체성분 측정 장치가 배치된 손목이 왼손 손목인지 오른손 손목인지를 감지할 수 있다.
상기 하나 이상의 센서는 ECG(ELECTROCARDIOGRAPHY), GSR(GALVANIC SKIN REFLEX), PPG 신호 또는 맥파(pulse wave)를 검출하는 광센서일 수 있다.
상기 센서부는 소정의 간격을 사이에 두고 상기 스트랩의 길이 방향과 수직하도록 배치되는 하나 이상의 센서를 포함하며, 상기 하나 이상의 센서는 피검체의 움직임에 따라 수신된 신호를 이용하여 상기 손목형 체성분 측정 장치가 배치된 손목이 왼손 손목인지 오른손 손목인지를 감지할 수 있다.
상기 하나 이상의 센서는 가속도 센서부일 수 있다.
상기 손목형 체성분 측정 장치가 착장된 손목이 왼손 손목 또는 오른손 손목인지가 입력되는 입력부;를 더 포함할 수 있다.
상기 측정부에서 측정된 체임피던스로부터 상기 피검체의 체성분이 분석되며, 상기 체성분은, 체지방, 체수분, 골격근량, 단백질, 무기질, 내장지방, 체세포량, 뼈 무기질 함량, 근육 강도, 부종 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
체임피던스 측정시 상기 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극과 접촉될, 상기 피검체의 말단 신체 부위의 임피던스를 저장하는 메모리부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 본체부 및 상기 본체부에 연결된 스트랩을 구비하는 손목형 체성분 측정 장치는, 상기 본체부 또는 상기 스트랩의 안쪽 면에 배치되어 피검체의 손목에 접촉 가능하게 형성된 제1 입력 전극 및 제1 출력 전극; 상기 본체부 또는 상기 스트랩의 바깥쪽 면에 형성된 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극; 상기 제 1 및 제 2 입력 전극에 전류를 인가하고, 상기 제 1 및 제 2 출력 전극으로부터 전압을 검출하여 상기 피검체의 체임피던스를 측정하는 측정부; 상기 손목형 체성분 측정 장치가 왼손 또는 오른손 손목에 착장된 경우 측정된 제1 측정치를 저장하는 메모리부; 및 상기 메모리부에 저장된 상기 제1 측정치와 상기 손목형 체성분 측정장치에 의해 측정된 제2 측정치를 비교하여 감지된 손목이 왼손 손목인지 오른손 손목인지에 따라 상기 제1 및 제2 입력 전극과 상기 제1 및 제2 출력전극의 배치를 변환하는 전극 변환부; 를 포함할 수 있다.
상기 측정부는 상기 제1 및 제2 입력 전극에 전류를 인가하는 전류 제공부; 상기 제1 및 제2 출력 전극으로부터 전압을 검출하는 전압 검출부; 및 상기 전류와 상기 전압으로부터 상기 피검체의 임피던스를 산출하는 임피던스 산출부;를 포함할 수 있다.
상기 전극 변환부는 상기 전류 제공부와 상기 전압 검출부의 양 단자에 연결되는 상기 제1 및 제2 입력 전극과 상기 제1 및 제2 출력 전극의 단자를 변환하는 복수의 스위치를 포함할 수 있다.
상기 제 1 입력 전극 및 제 1 출력 전극이 배열된 방향과, 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극이 배열된 방향은 상기 스트랩의 길이 방향과 일치하지 않을 수 있다.
상기 제 1 입력 전극 및 제 1 출력 전극이 배열된 방향과, 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극이 배열된 방향은 상기 스트랩의 길이 방향과 수직일 수 있다.
상기 센서부에 의해 감지된 상기 손목형 체성분 측정장치가 착장된 손목이왼손 손목인지 오른손 손목인지에 따라, 상기 제1 입력 전극 및 제2 입력 전극이 손 방향에 위치하고, 상기 제1 출력 전극 및 제2 출력 전극이 몸 방향에 위치하도록 전극의 배치가 변환될 수 있다.
상기 측정부에서 측정된 체임피던스로부터 상기 피검체의 체성분이 분석되며, 상기 체성분은, 체지방, 체수분, 근육 강도, 부종 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 메모리는 체임피던스 측정시 상기 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극과 접촉될, 상기 피검체의 말단 신체 부위의 임피던스를 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예 따른 제1항의 손목형 체성분 측정 장치를 이용한 체성분 측정 방법은, 한 쌍의 입력 전극이 손 방향에 위치하고 한 쌍의 출력 전극이 몸 방향에 위치하는 경우, 상기 말단 신체 부위 중 적어도 하나를 제 2 입력 전극, 제 2 출력 전극에 접촉하는 단계; 상기 한 쌍의 입력 전극 간에 전류를 제공하고 상기 한 쌍의 출력 전극 간에 전압을 측정하는 단계; 체임피던스를 산출하는 단계; 를 포함할 수 있다.
상기 한 쌍의 입력 전극이 몸 방향에 배치되고 상기 한 쌍의 출력 전극이 손 방향에 배치되는 경우, 상기 한 쌍의 입력 전극과 상기 한 쌍의 출력 전극의 전극 배치를 변환하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치는 상대적으로 높은 정확도로 피검체의 임피던스를 측정하여 피검체의 체성분을 측정할 수 있다.
더불어, 피검체가 손목형 체성분 측정 장치를 착장하는 방식을 감지하여 전극 배치를 변환할 수 있으므로, 손목형 체성분 측정 장치의 착장 자유도가 높아 피검체 편의성이 증대된다.
도 1a 및 도 1b는 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치의 외형이 보이는 사시도로서, 각각 스트랩의 외측면과 내측면을 나타낸다.
도 2는 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치를 이용한 체성분 측정 자세의 일 예를 나타낸다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치의 개략적인 구성을 보이는 블록도이며, 도 3b는 손목형 체성분 측정 장치에 포함된 측정부의 예시적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4a는 도 2와 같은 측정 자세에서 체임피던스 측정시의 개략적인 회로도를 나타내며, 도 4b는 체임피던스 측정시의 등가회로도를 나타낸다. 도 4c는 전극 배치 및 전극부와 접촉하는 신체의 말단부에 따른 체임피던스의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 복수의 센서를 이용하여 생체 신호를 검출하기 위한 손목 및 생체 신호 처리 장치에 대한 사시도이다.
도 6은 생체 신호 처리 장치에 의해 측정된 생체 신호의 신호 파형을 나타낸 그래프이다.
도 7은 피검체가 팔을 회전시킴에 따른 팔의 일 단부를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 전극부 및 이와 연결된 회로도를 나타낸다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따라 상대적 위치가 변화된 복수의 전극부 및 이와 연결된 회로도를 나타낸다.
도 10은 일 실시예에 따른 체성분 측정 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
도 2는 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치를 이용한 체성분 측정 자세의 일 예를 나타낸다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치의 개략적인 구성을 보이는 블록도이며, 도 3b는 손목형 체성분 측정 장치에 포함된 측정부의 예시적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4a는 도 2와 같은 측정 자세에서 체임피던스 측정시의 개략적인 회로도를 나타내며, 도 4b는 체임피던스 측정시의 등가회로도를 나타낸다. 도 4c는 전극 배치 및 전극부와 접촉하는 신체의 말단부에 따른 체임피던스의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 복수의 센서를 이용하여 생체 신호를 검출하기 위한 손목 및 생체 신호 처리 장치에 대한 사시도이다.
도 6은 생체 신호 처리 장치에 의해 측정된 생체 신호의 신호 파형을 나타낸 그래프이다.
도 7은 피검체가 팔을 회전시킴에 따른 팔의 일 단부를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 전극부 및 이와 연결된 회로도를 나타낸다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따라 상대적 위치가 변화된 복수의 전극부 및 이와 연결된 회로도를 나타낸다.
도 10은 일 실시예에 따른 체성분 측정 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.
이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1a 및 도 1b는 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치(100)의 외형이 보이는 사시도로서, 각각 스트랩의 외측면과 내측면을 나타낸다. 도 2는 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치(100)를 이용한 체성분 측정 자세의 일 예를 나타낸다.
도 1a, 도 1b 및 도 2를 참조하면, 손목형 체성분 측정 장치(100)는 본체부(MB)와 스트랩(ST)을 포함한다. 스트랩(ST)은 본체부(MB)와 연결되어 피검체의 손목에 착용 가능하도록 본체부(MB)의 양측에 두 개로 구비된다. 두 스트랩(ST) 중 어느 하나의 안쪽 면(STb)에 제 1 입력 전극(110), 제 1 출력 전극(115)이 형성되고, 바깥쪽 면(STa)에 제 2 입력 전극(120) 및 제 2 출력 전극(125)이 형성된다.
제 1 입력 전극(110), 제 1 출력 전극(115)은 손목형 체성분 측정 장치(100)가 사용자, 즉, 체성분 측정 대상이 되는 피검체에 착용될 때, 피검체의 손목과 접촉하게 되는 전극이다.
제 2 입력 전극(120), 제 2 출력 전극(125)은 손목형 체성분 측정 장치(100)가 착용되지 않은 다른 손목의 말단 신체 부위가 접촉되는 전극이다. 제 2 입력 전극(120), 제 2 출력 전극(125)과 접촉할 수 있는 다른 손목의 말단 신체부위가 특정 영역으로 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 손가락 하나, 복수의 손가락, 손바닥, 손등 또는 손의 측면 등이 제 2 입력 전극(120), 제 2 출력 전극(125)에 접촉될 수 있다. 측정을 위해, 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 손가락을 제 2 입력 전극(120), 제 2 출력 전극(125)에 동시에 접촉하거나 서로 다른 손가락을 각각 제 2 입력 전극(120), 제 2 출력 전극(125)에 접촉하는 것도 가능하다.
제 1 입력 전극(110) 및 제 1 출력 전극(115)은 각각 제 2 입력 전극(120) 및 제 2 출력 전극(125)과 마주하는 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것이며, 이들이 서로 정확히 마주하지 않아도 무방하다.
제 1 입력 전극(110) 및 제 1 출력 전극(115)은, 피검체가 손목형 체성분 측정 장치(100)를 착장한 경우 피검체와 직접 접촉할 수 있도록 스트랩(ST)의 안쪽 면(STb) 또는 본체부(MB)의 안쪽면에 배치될 수 있으며, 제 2 입력 전극(120) 및 제 2 출력 전극(125)은 스트랩(ST)의 바깥쪽 면(STa) 또는 본체부(MB)의 바깥쪽 면에 배치될 수 있다. 이 때, 스트랩(ST)의 안쪽 면(STb) 또는 본체부(MB)의 안쪽면에 배치된 제 1 입력 전극(110) 및 제 1 출력 전극(115)과, 스트랩(ST)의 바깥쪽 면(STa) 또는 본체부(MB)의 바깥쪽 면에 배치된 제 2 입력 전극(120) 및 제 2 출력 전극(125)은 스트랩(ST)의 길이 방향과 나란하지 않게 배치될 수 있다. 일 예로서, 도 1a, 도 1b 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 입력 전극(110) 및 제 1 출력 전극(115)은 스트랩(ST)의 안쪽 면(STb)에 배치되고, 제 2 입력 전극(120) 및 제 2 출력 전극(125)은 스트랩(ST)의 바깥쪽 면(STa)에 배치될 수 있으며, 제 1 입력 전극(110) 및 제 1 출력 전극(115)과 제 2 입력 전극(120) 및 제 2 출력 전극(125)은 스트랩(ST)의 길이 방향과 수직으로 배치될 수 있다. 제 1 입력 전극(110) 및 제 1 출력 전극(115)과 제 2 입력 전극(120) 및 제 2 출력 전극(125)은 양팔을 경유하는 폐회로를 형성할 수 있으며, 한 쌍의 전극이 나머지 다른 한 쌍의 전극 보다 더 손 방향 또는 몸 방향에 배치됨에 따라 형성될 수 있는 폐회로의 경로의 길이를 구별하여 체임피던스를 측정할 수 있다. 복수의 전극을 이용하여 체임피던스를 측정하는 구체적인 방법 및 제 1 입력 전극(110) 및 제 1 출력 전극(115)과, 제 2 입력 전극(120) 및 제 2 출력 전극(125)의 상대적인 배치관계는 도 3a, 도 3b 및 도 4 를 참조하여 후술한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 손목형 체성분 측정 장치(100)의 개략적인 구성을 보이는 블록도이며, 도 3b는 손목형 체성분 측정 장치(100)에 포함된 측정부(140)의 예시적인 구성을 나타내는 블록도이다. 도 4a는 도 2와 같은 측정 자세에서 체임피던스 측정시의 개략적인 회로도를 나타내며, 도 4b는 도 2와 같은 측정 자세에서 체임피던스 측정시의 등가회로도를 나타낸다. 도 4c는 전극 배치 및 전극부와 접촉하는 신체의 말단부에 따른 체임피던스의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 측정부(140)는 제 1 입력 전극(110) 및 제 2 입력 전극(120)에 전류를 인가하고, 제 1 출력 전극(115) 및 제 2 출력 전극(125)으로부터 전압을 측정하여, 피검체의 체임피던스(body impedance)를 측정한다.
측정부(140)는 제 1 입력 전극(110) 및 제 2 입력 전극(120)에 전류를 공급하는 전류 제공부(142), 제 1 출력 전극(115) 및 제 2 출력 전극(125)간의 전압을 검출하는 전압 검출부(144), 입력된 전류와 검출된 전압을 이용하여 피검체의 체임피던스를 산출하는 임피던스 산출부(146)를 포함할 수 있다. 전압 검출부(144)는 제 1 출력 전극(115) 및 제 2 출력 전극(125)간의 전압을 증폭시키는 연산 증폭기 및 노이즈를 제거하는 필터 등을 포함할 수 있다.
측정부(140)에서 측정된 체임피던스는 분석부에서 피검체의 체성분 분석에 사용될 수 있다. 이러한 분석부는 메모리(160)에 프로그램 형태로 저장되어 있을 수 있고, 프로세서(155)에 의해 실행될 수 있다.
프로세서(155)는 손목형 체성분 측정 장치(100)의 전반적인 기능 및 동작을 제어하는 하드웨어일 수 있다. 프로세서(155)는 메모리(160)에 저장된 프로그램을 실행함으로써 측정부(140)에서 측정된 체임피던스를 이용하여 체성분을 분석할 수 있다. 여기서, 체성분은 피검체의 체지방, 피부 특성(예를 들어, 체수분), 근육 강도, 부종 유무 등일 수 있다. 체임피던스로부터 체성분을 분석하는 것은 공지기술인 바 구체적인 설명은 생략한다.
프로세서(155)는 체임피던스로부터 체성분 분석 작업을 수행할 뿐 아니라, 예를 들어, 체임피던스를 측정할 수 있도록 측정부를 제어할 수 있고, 또한, 분석된 체성분 결과를 디스플레이하기 위해 영상 신호로 처리할 수도 있다.
프로세서(155)는 하나의 마이크로프로세서 모듈의 형태로 구현되거나, 또는 둘 이상의 마이크로프로세서 모듈들이 조합된 형태로 구현될 수도 있다. 즉, 프로세서(155)의 구현 형태는 어느 하나에 의해 제한되지 않는다.
메모리(160)는 손목형 체성분 측정 장치(100)의 동작을 위한 프로그램과, 이에 필요한 데이터 등이 저장될 수 있다. 메모리(160)는 통상적인 저장매체로서 예를 들어, 하드디스크드라이브(Hard Disk Drive, HDD), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래쉬메모리 (Flash Memory) 및 메모리카드(Memory Card)를 포함할 수 있다.
메모리(160)에는 측정부(140)에서 측정한 체임피던스를 보정하는 프로그램, 보정된 체임피던스로부터 체성분을 분석하는 프로그램 등이 저장될 수 있다. 또한, 피검체의 신장, 체중, 성별 등의 부가 데이터가 저장될 수 있다. 그리고, 체임피던스 보정을 위해 필요한, 피검체의 말단 신체 부위별 임피던스, 예를 들어, 손가락 임피던스 등이 저장될 수 있다.
사용자 인터페이스(170)는 피검체로부터 손목형 체성분 측정 장치(100)를 조작하기 위한 입력을 수신할 수도 있고, 프로세서(155)가 처리한 피검체의 체성분에 대한 정보를 출력할 수도 있다. 사용자 인터페이스(170)는 피검체가 손목형 체성분 측정 장치(100)를 조작하기 위한 입력부(171)와, 손목형 체성분 측정 장치(100)의 결과물을 출력하는 출력부(172)를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스(170)의 입력부(171)는 피검체가 직접 손목형 체성분 측정 장치(100)를 조작하기 위한 버튼, 키 패드, 스위치, 다이얼 또는 터치 인터페이스를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(170)의 출력부(172)는 영상을 디스플레이하기 위한 표시부를 포함할 수 있으며, 터치스크린으로 구현될 수 있다. 표시부는 디스플레이 패널로서, LCD 패널, OLED 패널 등을 포함할 수 있고, 분석된 체성분 분석 결과에 대한 정보를 영상 또는 텍스트로 표시할 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스(170)는 HID(Human Interface Device) 들을 연결하기 위한 I/O 포트를 구비할 수 있고, 영상의 입/출력을 위한 I/O 포트를 구비할 수 있다.
피검체는, 사용자 인터페이스(170)의 입력부(171)를 통해 손목형 체성분 측정 장치(100)의 착장 위치, 피검체의 신장, 체중, 성별 등의 부가 데이터를 입력할 수 있고, 측정된 체성분 결과에 대한 정보를 획득할 수 있다.
도 1a, 도 1b 및 도 3a에는, 제 1 입력 전극(110), 제 2 입력 전극(120), 제 1 출력 전극(115), 제 2 출력 전극(125)이 스트랩(ST)에 배치되고, 측정부(140), 프로세서(155), 메모리(160), 사용자 인터페이스(170)가 본체부(MB)에 배치되도록 도시되어 있으나, 본 발명에 이에 한정되는 것은 아니다. 제 1 입력 전극(110), 제 2 입력 전극(120), 제 1 출력 전극(115), 제 2 출력 전극(125) 또한, 피검체의 손목과 손목형 체성분 측정 장치(100)가 착용되지 않은 다른 손목의 말단 신체 부위에 접촉되도록 본체부(MB)의 전면과 후면에 나누어 배치될 수 있다. 또한, 손목형 체성분 측정 장치(100)는, 제 1 입력 전극(110), 제 2 입력 전극(120), 제 1 출력 전극(115), 제 2 출력 전극(125)과 측정부(140), 프로세서(155), 메모리(160), 사용자 인터페이스(170)을 포함하는 하나의 모듈 단위로 구성되어 본체부(MB) 또는 스트랩(ST)에 배치될 수 있다.
도 2, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 피검체는 손목형 체성분 측정 장치(100)를 피검체의 왼손목에 착용하고, 오른손 검지 손가락(f1)을 제 2 입력 전극(120) 및 제 2 출력 전극(125)에 접촉할 수 있다.
피검체의 등가 임피던스에서, 오른팔, 몸통, 왼팔 등의 임피던스는 체임피던스(Zbody)를 형성할 수 있으며, 측정에 사용된 오른손 검지 손가락(f1)의 저항은 Zf1이다. 오른손 검지 손가락(f1)으로 제 2 입력 전극(120)과 제 2 출력 전극(125)에 동시에 접촉하고 있으므로, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 제 1 출력 전극(115), 제 2 출력 전극(125)을 통해 측정된 전압으로부터 산출되는 임피던스는 Zbody + Zf1이 된다. 이 값으로부터, 오른손 검지 손가락(f1)의 임피던스(Zf1)를 빼면 체임피던스(Zbody)가 된다. 오른손 검지 손가락(f1)의 임피던스(Zf1)는 미리 측정되어 메모리(160)에 저장될 수 있다.
측정시에 피검체는 검지 손가락 외에, 엄지, 중지 약지 등의 다른 손가락을 사용할 수 있고, 이 경우에도, 미리 저장된 엄지 손가락 임피던스, 중지 손가락 임피던스 등의 값으로부터 측정 임피던스를 보정하여 체임피던스를 산출할 수 있다. 이 때, 상술한 바와 같이 손목형 체성분 측정장치(100)에서 체임피던스(Zbody) 측정하기 위해 한 쌍의 입력전극(110, 120)과 한 쌍의 출력전극(115, 125)이 손목형 체성분 측정장치(100)의 안쪽 면(STb)과 바깥쪽 면(STa)에 나누어 배치된다. 본 발명의 일 실시예에서는 손가락 임피던스(Zf)를 별도로 산출하고 추후에 이를 보정하여 체임피던스(Zbody)를 측정하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 손가락을 포함하는 전체 임피던스를 측정할 수도 있으며, 서로 이격된 전극에 두 개 이상의 손가락을 떨어뜨린 채 접촉시키는 경우, 손가락 임피던스(Zf)의 영향을 제외한 체임피던스(Zbody)를 직접 측정할 수도 있다.
도 4c는 한 쌍의 입력전극(110, 120)이 손 방향에 배치되는 경우와 몸 방향에 배치되는 경우에 대한 체임피던스(Zbody)의 변화량을 나타낸 그래프이다. 도 4c를 참조하면, 한 쌍의 입력전극(110, 120)이 손 방향에 배치되었을 때 한 쌍의 입력전극(110, 120)이 몸 방향에 배치되었을 때보다 손목형 체성분 측정 장치(100)가 착용되지 않은 다른 손목의 말단 신체 부위, 예를 들어 검지, 중지, 약지 또는 검지/중지의 접촉에 따라 측정된 체임피던스(Zbody) 변화량이 줄어들어 좀더 안정적인 측정값을 얻을 수 있다. 즉, 측정하고자 하는 대상을 사이에 두고, 일정한 전류가 흐르고 있는 전류로 위에서 전압을 측정하는 것이 안정적인 값을 측정할 수 있다. 따라서, 한 쌍의 입력전극(110, 120)이 피검체의 손 방향에 배치되고, 한 쌍의 출력 전극(115, 125)이 피검체의 몸 방향에 배치되는 것이 바람직하다.
일 예로서, 손목형 체성분 측정장치(100)는 피검체의 왼손 또는 오른손 손목에 착장될 수 있으며, 착장되는 손목에 따라 한 쌍의 입력전극(110, 120)과 한 쌍의 출력전극(115, 125)의 배치가 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 1a, 도 1b 및 도 2를 참조하면, 손목형 체성분 측정장치(100)가 왼손 손목에 착장되는 경우, 한 쌍의 입력전극(110, 120)이 손 방향에 배치되는 반면, 한 쌍의 출력전극(115, 125)이 피검체의 몸 방향에 배치된다. 반면, 손목형 체성분 측정장치(100)가 오른손 손목에 착장되는 경우, 한 쌍의 입력전극(110, 120)이 피검체의 몸 방향에 배치되는 반면, 한 쌍의 출력전극(115, 125)이 피검체의 손 방향에 배치된다. 따라서, 체성분 측정장치(100)가 착장되는 손목이 결정된다면, 체성분 측정장치(100) 착장되는 손목 방향에 따라 복수의 전극이 배치되는 위치를 조정하여 보다 안정적인 체임피던스(Zbody) 값을 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 체성분 측정장치(100)가 착장되는 손목을 결정하기 위해 피검체는, 사용자 인터페이스(170)에 배치된 입력부(171)에 손목형 체성분 측정장치(100)가 착장되는 손목의 유형을 입력할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수의 전극을 이용하여 측정된 체임피던스(Zbody) 값을 이용하여 손목형 체성분 측정장치(100)가 착장된 손목 위치를 결정할 수 있다. 도 2 및 도 4c를 참조하면, 손목형 체성분 측정장치(100)가 왼손 손목에 착장되고, 한 쌍의 입력전극(110, 120)과 한 쌍의 출력전극(115, 125)이 손 방향 또는 몸 방향에 배치된 경우에 대한 체임피던스(Zbody) 값의 변화량이 검출될 수 있다. 이 때, 손목형 체성분 측정장치(100)가 왼손 손목에 착장되고, 한 쌍의 입력전극(110, 120)이 손 방향에 배치되고 한 쌍의 출력전극(115, 125)이 몸 방향에 배치되는 경우를 디폴트로 설정하고, 이 경우 측정되는 제1 측정치 예를 들어, 제1 체임피던스(Zbody)의 변화량을 메모리(160)에 저장한다. 피검체가 동일한 전극 배치를 구비한 손목형 체성분 측정장치(100)를 착장하고 제2 측정치 예를 들어, 제2 체임피던스(Zbody)를 측정하여 메모리(160)에 입력된 체임피던스(Zbody) 값의 변화량과 동일한 변화량이 측정되는 경우, 손목형 체성분 측정장치(100)가 왼손 손목에 착장되었음을 확인할 수 있으며, 메모리(160)에 입력된 측정치, 예를 들어 체임피던스(Zbody)의 변화량보다 큰 변화량이 측정되는 경우, 손목형 체성분 측정장치(100)가 오른손 손목에 착장되었음을 확인할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 체성분 측정장치(100)가 착장되는 손목을 결정하기 위해 센서부를 이용하여 손목형 체성분 측정장치(100)가 착장되는 손목을 감지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 복수의 센서를 이용하여 생체 신호를 검출하기 위한 손목 및 생체 신호 처리 장치에 대한 사시도이다. 도 6은 생체 신호 처리 장치에 의해 측정된 생체 신호의 신호 파형을 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 생체 신호 처리 장치(300)는 요골동맥(350)과 가까운 피부 표면에서 접촉식 또는 비접촉식으로 광을 조사하기 위한 복수의 광 센서부(311, 312)와 상기 광 센서부로부터 감지된 신호를 처리하기 위한 프로세서(미도시)를 포함한다. 복수의 광 센서부(311, 312)는 ECG(ELECTROCARDIOGRAPHY), GSR(GALVANIC SKIN REFLEX), PPG 신호 및 맥파(pulse wave) 등과 같은 피검체의 생체 신호를 검출하는 센서이다. 복수의 광 센서부(311, 312)는 피검체에 광을 조사하여 반사된 신호로 생체 신호를 검출할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 복수의 광 센서부(311, 312)는 피검체에 전기적 신호, 자기적 신호 또는 압력 등을 이용하여 생체 신호를 검출할 수도 있다.
일 예로서, 생체 신호 처리 장치(300)는 동맥 혈압을 측정하기 위하여, 요골동맥(350)을 대상으로 광을 조사함으로써 PPG 신호를 검출할 수 있다. 요골동맥(350)이 지나가는 손목의 피부 표면에서 PPG 신호를 검출하는 경우, 손목 내부의 피부 조직의 두께 등과 같은 검출 오차를 발생시키는 외부적 요인들의 영향을 가장 적게 받을 수 있다. 또한, 요골동맥(350)은 손목 내의 다른 종류의 혈관들보다 정확한 PPG 신호를 검출할 수 있는 혈관에 해당되는 것으로 알려져 있다. 다만, 생체 신호 처리 장치(300)가 적용될 수 있는 혈관이, 요골동맥에 제한되는 것은 아니며, 요골동맥(350) 외에도 손목의 다른 영역의 혈관들을 이용하여 PPG 신호를 검출할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서는 광-전기 변환 방식으로 생체 신호를 검출하는 방법이 서술되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 압력-전기 변환 방식, 기계식, 자기식 등으로 생체 신호를 검출할 수도 있다.
제1 광 센서부(311)와 제2 광 센서부(312)는 소정의 간격을 사이에 두고 본체부(MB) 또는 스트랩(ST)의 안쪽 면(STb)에 배치될 수 있으며, 스트랩(ST)의 길이 방향과 수직하고, 요골동맥(350)과 마주보도록 배치될 수 있다. 제1 광 센서부(311)와 제2 광 센서부(312)는 소정의 간격을 사이에 두고 이격되어 있으므로, 소정의 시간 차를 두고 유사한 생체 신호, 예를 들어 동맥 혈압이 측정될 수 있다. 도 6을 참조하면, 제1 광 센서부(311)의 시간에 따른 동맥 혈압의 제1 신호 파형(S)과 제2 광 센서부(312)의 시간에 따른 동맥 혈압의 제2 신호 파형(P)이 나타난다. 제1 신호 파형(S)과 제2 신호 파형(P)은 유사한 형태로 측정되며, 시간에 따른 제1 신호 파형(S) 위상이 제2 신호 파형(P)의 위상보다 앞서는 것을 확인할 수 있다. 신호 파형의 위상차이를 통해 제1 광 센서부(311)에서 제2 광 센서부(312)로 혈류가 흐르는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같은 손목형 체성분 측정장치(100)에서 제1 신호 파형(S)의 위상이 제2 신호 파형(P)의 위상보다 앞서도록 측정되는 경우, 손목형 체성분 측정장치(100)가 왼손 손목에 착장되어 있음을 확인할 수 있다. 도시되지 않았으나, 제2 신호 파형(P)의 위상이 제1 신호 파형(S)의 위상보다 앞서도록 측정되는 경우, 손목형 체성분 측정장치(100)가 오른손 손목에 착장되어 있음을 확인할 수 있다.
도 7은 피검체가 팔을 회전시킴에 따른 팔의 일 단부의 가속도 변화를 예시적으로 도시한 도면이다.
피검체는 손목형 체성분 측정장치(100)를 착장한 채 팔을 회전시킬 수 있으며, 이 때, 복수의 가속도 센서가 배치된 가속도 측정 장치를 통해 손목형 체성분 측정장치(100)가 착장된 손목의 유형을 확인할 수 있다.
도 7을 참조하면, 가속도 측정 장치(400)는 피검체가 팔을 회전시키는 경우 발생되는 가속도 성분을 감지하기 위한 복수의 가속도 센서부(411, 412)와 상기 복수의 가속도 센서부로부터 감지된 신호를 처리하기 위한 프로세서(미도시)를 포함한다. 복수의 가속도 센서부(411, 412)는 X축 또는 Y축 중 하나 이상의 가속도 성분을 측정할 수 있다. 피검체가 소정의 각속도(ω)로 팔을 회전시키는 경우, X축 성분의 가속도(ax)와 Y축 성분의 가속도(ay)는 아래와 같이 표시될 수 있다.
제1 가속도 센서부(411)와 제2 가속도 센서부(412)는 소정의 간격을 사이에 두고 손목형 체성분 측정장치(100)의 본체부(MB) 또는 스트랩(ST)의 안쪽 면(STb)에 배치될 수 있으며, 스트랩(ST)의 길이 방향과 수직하도록 배치된다. 제1 가속도 센서부(411)와 제2 가속도 센서부(412)는 소정의 간격을 사이에 두고 이격되어 있으므로, 피검체의 어깨 또는 팔꿈치를 중심으로 하는 회전반경이 서로 상이하다. 따라서, 제1 회전 반경(r1)을 구비한 제1 가속도 센서부(411)의 X축 성분의 가속도(ax1)와 Y축 성분의 가속도(ay1) 및 제2 가속도 센서부(412)의 X축 성분의 가속도(ax2)와 Y축 성분의 가속도(ay2)는 아래와 같이 표시될 수 있다.
이 때, 제1 가속도 센서부(411)와 제2 가속도 센서부(412)는 동일한 회전 궤도에 배치되므로 제1 가속도 센서부(411)와 제2 가속도 센서부(412)의 각속도(ω) 및 각가속도(
)는 동일하다.
도 7에 도시된 바와 같은 손목형 체성분 측정장치(100)에서, 제2 가속도 센서부(412)의 X축 성분의 가속도(ax2) 또는 Y축 성분의 가속도(ay2)가 제1 가속도 센서부(411)의 X축 성분의 가속도(ax1) 또는 Y축 성분의 가속도(ay1) 보다 큰 경우, 제2 가속도 센서부(412)의 회전 반경(r2)이 제1 가속도 센서부(411)의 회전 반경(r1) 보다 크다. 따라서, 손목형 체성분 측정장치(100)가 오른손 손목에 착장되어 있음을 확인할 수 있다.
도시되지 않았으나, 제2 가속도 센서부(412)의 X축 성분의 가속도(ax2) 또는 Y축 성분의 가속도(ay2)가 제1 가속도 센서부(411)의 X축 성분의 가속도(ax1) 또는 Y축 성분의 가속도(ay1) 보다 작은 경우, 제2 가속도 센서부(412)의 회전 반경(r2)이 제1 가속도 센서부(411)의 회전 반경(r1) 보다 작다. 따라서, 손목형 체성분 측정장치(100)가 왼손 손목에 착장되어 있음을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이 피검체가 입력부(171)에 입력하거나, 센서부등이 이용되어 손목형 체성분 측정장치(100)가 착장된 손목의 유형이 결정될 수 있다. 손목형 체성분 측정장치(100)이 착장된 손목의 유형에 따라 복수의 전극의 상대적 위치가 변화될 수 있으므로, 측정 위치에 따른 변화값이 작은 체임피던스를 측정하기 위해 손목형 체성분 측정장치(100)이 착장된 손목의 유형에 따라 복수의 전극의 상대적 위치 또한 변화가 이루어져야 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 전극부 및 이와 연결된 회로도를 나타낸다. 도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따라 상대적 위치가 변화된 복수의 전극부 및 이와 연결된 회로도를 나타낸다.
도 1a, 도 1b 및 도 8을 참조하면, 스트랩(ST)의 안쪽 면(STb)에 제1 전극(111) 및 제2 전극(116)이 배치되고, 스트랩(ST)의 바깥쪽 면(STa)에 제3 전극(126) 및 제4 전극(121)이 배치된다. 이 때, 제1 전극(111) 및 제4 전극(121)은 피검체의 손 방향에 배치된 채, 전류 제공부(142)의 양측 단자에 연결된 한 쌍의 전류 전극이다. 제2 전극(116) 및 제3 전극(126)은 피검체의 몸 방향에 배치된 채, 전압 검출부(144)의 양측 단자에 연결된 한 쌍의 전압 전극이다. 제1 전극 내지 제4 전극(111, 116, 126, 121)은 제1 스위치 내지 제4 스위치(131-134)를 이용하여 회로부의 고정 단자와 연결된다.
피검체는 손목형 체성분 측정장치(100)가 착장되는 손목의 유형을 바꿀 수 있다. 예를 들어 손목형 체성분 측정장치(100)가 착장되는 손목이 왼손 손목에서 오른손 손목으로 변화되는 경우, 제1 전극(111) 및 제4 전극(121)은 피검체의 몸 방향에 배치되며, 제2 전극(116) 및 제3 전극(126)은 피검체의 손 방향에 배치된다. 이 경우, 제1 전극(111) 및 제4 전극(121)이 한 쌍의 전류 전극이고 제2 전극(116) 및 제3 전극(126)이 한 쌍의 전압 전극이라면, 한 쌍의 전류 전류 전극이 피검체의 몸 방향에 배치되고, 한 쌍의 전압 전극이 피검체의 손 방향에 배치되어 상대적으로 변화량이 큰 체임피던스가 측정될 수 있다. 이 때, 제1 전극(111) 및 제4 전극(121)이 한 쌍의 전압 전극으로 변환되고 제2 전극(116) 및 제3 전극(126)이 한 쌍의 전류 전극으로 변환된다면, 상대적으로 변화량이 작은 체임피던스가 측정될 수 있다.
일 예로서, 한 쌍의 전류 전극과 한 쌍의 전압 전극의 배치를 변경하기 위한 전극 변환부로서 예를 들어, 스위치가 이용될 수 있다. 예를 들어 본 발명의 일 실시예에 따른 도 9a를 참조하면, 제1 전극(111)에 연결된 제1 스위치(131)가 전압 검출부(144)의 일측 단자에 연결되고, 제2 전극(116)에 연결된 제2 스위치(132)가 전류 제공부(142)의 일측 단자에 연결되도록 제1 스위치(131)와 제2 스위치(132)의 연결 부분이 변경된다. 이 때, 제3 전극(126)에 연결된 제3 스위치(133) 또한 전류 제공부(142)의 일측 단자에 연결되고, 제4 전극(121)에 연결된 제4 스위치(134)가 전압 검출부(144)의 일측 단자에 연결되도록 제3 스위치(133)와 제4 스위치(134)의 연결 부분이 변경된다. 이에 따라 제2 전극(116)과 제3전극(126)이 전류 제공부(142)의 양 단에 연결되고 제1 전극(111)과 제4 전극(121)이 전압 검출부(144)의 양 단에 연결될 수 있다. 따라서, 손목형 체성분 측정장치(100)가 착장되는 손목이 왼손 손목에서 오른손 손목으로 변화되는 경우에도 전류 제공부(142)의 양 단에 연결되는 한 쌍의 전류 전극 즉, 제2 전극(116) 및 제3 전극(126)이 손 방향에 배치되고, 전압 검출부(144)의 양 단에 연결되는 한 쌍의 전압 전극 즉, 제1 전극(111) 및 제4 전극(121)이 몸 방향에 배치될 수 있다.
또 다른 예로서, 한 쌍의 전류 전극과 한 쌍의 전압 전극의 배치를 변경하기 위해 추가 회로 구성이 이용될 수 있다. 예를 들어 본 발명의 일 실시예에 따른 도 9b를 참조하면, 전압 검출부(144)의 양측 단자와 전류 제공부(142)의 양측 단자에 연결되는 추가 회로도가 배치된다. 제1 전극(111)에 연결된 제1 스위치(131)가 전압 검출부(144)의 추가 회로도의 일측 단자에 연결되고, 제2 전극(116)에 연결된 제2 스위치(132)가 전류 제공부(142)의 추가 회로도의 일측 단자에 연결되도록 제1 스위치(131)와 제2 스위치(132)의 연결 부분이 변경된다. 이 때, 제3 전극(126)에 연결된 제3 스위치(133) 또한 전류 제공부(142)의 추가 회로도의 일측 단자에 연결되고, 제4 전극(121)에 연결된 제4 스위치(134)가 추가 회로도의 전압 검출부(144)의 일 단에 연결되도록 제3 스위치(133)와 제4 스위치(134)의 연결 부분이 변경된다. 이에 따라 제2 전극(116)과 제3전극(126)이 전류 제공부(142)의 양 단에 연결되고 제1 전극(111)과 제4 전극(121)이 전압 검출부(144)의 양측 단자에 연결될 수 있다. 따라서, 체성분 측정장치(100)가 착장되는 손목이 왼손 손목에서 오른손 손목으로 변화되는 경우에도 전류 제공부(142)의 양측 단자에 연결되는 한 쌍의 전류 전극 즉, 제2 전극(116) 및 제3 전극(126)이 손 방향에 배치되고, 전압 검출부(144)의 양측 단자에 연결되는 한 쌍의 전압 전극 즉, 제1 전극(111) 및 제4 전극(121)이 몸 방향에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 손목형 체성분 측정장치(100)가 착장되는 손목의 유형에 따라 한 쌍의 전압 전극과 한 쌍의 전류 전극의 배치를 변화시키기 위한 전기적 구성 또는 구조적 변경 또한 이용될 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 체성분 측정 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
손목형 체성분 측정 장치(100)의 착장 위치 즉, 왼손 손목 또는 오른손 손목 중 어디에 손목형 체성분 측정 장치(100)가 착장되었는지 피검체에 의해 입력되거나 센서부를 통해 감지된다. (S210)
손목형 체성분 측정 장치(100)가 착장되는 손목의 유형에 따라, 한 쌍의 입력 전극이 손 방향에 배치되고 한 쌍의 출력 전극이 몸 방향에 배치되었는지가 결정된다. (S211)
한 쌍의 입력 전극이 몸 방향에 배치되고 한 쌍의 출력 전극이 손 방향에 배치되는 경우, 스위치등을 이용한 전극 배치의 변환이 이루어진다. (S212)
한 쌍의 입력 전극이 손 방향에 배치되고 한 쌍의 출력 전극이 몸 방향에 배치된 경우, 제 2 입력 전극, 제 2 출력 전극에 해당 신체 부위가 접촉된다(S215).
측정부는 제 1, 제 2 입력 전극 간에 전류를 공급하고, 제 1, 제 2 출력 전극 간의 전압을 측정한다(S220).
입력 전류, 검출 전압으로부터 임피던스를 산출한다(S225). 산출된 임피던스는 앞서 예시한 바와 같이, Za+Zbody, Zbody 가 될 수 있다. Za는 접촉한 말단 신체 부위(a)의 임피던스이다.
상기 산출된 체임피던스로부터 체성분을 분석한다(S235).
분석된 체성분 결과는 영상 또는 텍스트의 형태로 출력된다(S240).
임피던스 보정(S230)을 위해서 측정에 사용하고자 하는 말단 신체 부위(a)에 대한 임피던스를 미리 측정하여 저장할 수 있다.
이러한 본원 발명인 손목형 체성분 측정 장치 및 이를 이용한 체성분 측정 방법은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 손목형 체성분 측정 장치 ST: 스트랩
110: 제 1 입력 전극 115: 제 1 출력 전극
120: 제 2 입력 전극 125: 제 2 출력 전극
311, 312: 광 센서부 411, 412: 가속도 센서부
131-134: 스위치 MB: 본체부
110: 제 1 입력 전극 115: 제 1 출력 전극
120: 제 2 입력 전극 125: 제 2 출력 전극
311, 312: 광 센서부 411, 412: 가속도 센서부
131-134: 스위치 MB: 본체부
Claims (23)
- 본체부 및 상기 본체부에 연결된 스트랩을 구비하는 손목형 체성분 측정 장치에 있어서,
상기 본체부 또는 스트랩의 안쪽 면에 배치되어 피검체의 손목에 접촉 가능하게 형성된 제1 입력 전극 및 제1 출력 전극;
상기 본체부 또는 스트랩의 바깥쪽 면에 형성된 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극;
상기 제 1 및 제 2 입력 전극에 전류를 인가하고, 상기 제 1 및 제 2 출력 전극으로부터 전압을 검출하여 상기 피검체의 체임피던스를 측정하는 측정부;
상기 손목형 체성분 측정 장치가 착장된 손목이 왼손 손목인지 오른손 손목인지 감지하는 센서부; 및
상기 센서부에 의해 감지된 손목이 왼손 손목인지 오른손 손목인지에 따라 상기 제1 및 제2 입력 전극과 상기 제1 및 제2 출력전극의 배치를 변환하는 전극 변환부; 를 포함하는
손목형 체성분 측정 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 측정부는
상기 제1 및 제2 입력 전극에 전류를 인가하는 전류 제공부;
상기 제1 및 제2 출력 전극으로부터 전압을 검출하는 전압 검출부; 및
상기 전류와 상기 전압으로부터 상기 피검체의 임피던스를 산출하는 임피던스 산출부;를 포함하는,
손목형 체성분 측정 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 전극 변환부는 상기 전류 제공부와 상기 전압 검출부의 양 단자에 연결되는 상기 제1 및 제2 입력 전극과 상기 제1 및 제2 출력 전극의 단자를 변환하는 복수의 스위치를 포함하는
손목형 체성분 측정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제 1 입력 전극 및 제 1 출력 전극이 배열된 방향과, 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극이 배열된 방향은 상기 스트랩의 길이 방향과 일치하지 않는,
손목형 체성분 측정 장치. - 제4항에 있어서,
상기 제 1 입력 전극 및 제 1 출력 전극이 배열된 방향과, 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극이 배열된 방향은 상기 스트랩의 길이 방향과 수직인,
손목형 체성분 측정 장치. - 제 4 항 또는 제5항에 있어서,
상기 센서부에 의해 감지된 상기 손목형 체성분 측정장치가 착장된 손목이 왼손 손목인지 오른손 손목인지에 따라, 상기 제1 입력 전극 및 제2 입력 전극이 손 방향에 위치하고, 상기 제1 출력 전극 및 제2 출력 전극이 몸 방향에 위치하도록 전극의 배치가 변환되는,
손목형 체성분 측정 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 센서부는 소정의 간격을 사이에 두고 피검체의 요골동맥과 마주보도록 배치되는 하나 이상의 센서를 포함하며,
상기 하나 이상의 센서는 요골동맥으로부터 수신된 생체 신호를 이용하여 상기 손목형 체성분 측정 장치가 배치된 손목이 왼손 손목인지 오른손 손목인지를 감지하는,
손목형 체성분 측정 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 하나 이상의 센서는 ECG(ELECTROCARDIOGRAPHY), GSR(GALVANIC SKIN REFLEX), PPG 신호 또는 맥파(pulse wave)를 검출하는 광센서인,
손목형 체성분 측정 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 센서부는 소정의 간격을 사이에 두고 상기 스트랩의 길이 방향과 수직하도록 배치되는 하나 이상의 센서를 포함하며,
상기 하나 이상의 센서는 피검체의 움직임에 따라 수신된 신호를 이용하여 상기 손목형 체성분 측정 장치가 배치된 손목이 왼손 손목인지 오른손 손목인지를 감지하는,
손목형 체성분 측정 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 하나 이상의 센서는 가속도 센서부인,
손목형 체성분 측정 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 손목형 체성분 측정 장치가 착장된 손목이 왼손 손목 또는 오른손 손목인지가 입력되는 입력부;를 더 포함하는
손목형 체성분 측정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 측정부에서 측정된 체임피던스로부터 상기 피검체의 체성분이 분석되며, 상기 체성분은, 체지방, 체수분, 골격근량, 단백질, 무기질, 내장지방, 체세포량, 뼈 무기질 함량, 근육 강도, 부종 중 적어도 하나를 포함하는,
손목형 체성분 측정 장치. - 제1항에 있어서,
체임피던스 측정시 상기 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극과 접촉될, 상기 피검체의 말단 신체 부위의 임피던스를 저장하는 메모리부;를 더 포함하는
손목형 체성분 측정 장치. - 본체부 및 상기 본체부에 연결된 스트랩을 구비하는 손목형 체성분 측정 장치에 있어서,
상기 본체부 또는 상기 스트랩의 안쪽 면에 배치되어 피검체의 손목에 접촉 가능하게 형성된 제1 입력 전극 및 제1 출력 전극;
상기 본체부 또는 상기 스트랩의 바깥쪽 면에 형성된 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극;
상기 제 1 및 제 2 입력 전극에 전류를 인가하고, 상기 제 1 및 제 2 출력 전극으로부터 전압을 검출하여 상기 피검체의 체임피던스를 측정하는 측정부;
상기 손목형 체성분 측정 장치가 왼손 또는 오른손 손목에 착장된 경우 측정된 제1 측정치를 저장하는 메모리부; 및
상기 메모리부에 저장된 상기 제1 측정치와 상기 손목형 체성분 측정장치에 의해 측정된 제2 측정치를 비교하여 감지된 손목이 왼손 손목인지 오른손 손목인지에 따라 상기 제1 및 제2 입력 전극과 상기 제1 및 제2 출력전극의 배치를 변환하는 전극 변환부; 를 포함하는
손목형 체성분 측정 장치. - 제 14항에 있어서,
상기 측정부는
상기 제1 및 제2 입력 전극에 전류를 인가하는 전류 제공부;
상기 제1 및 제2 출력 전극으로부터 전압을 검출하는 전압 검출부; 및
상기 전류와 상기 전압으로부터 상기 피검체의 임피던스를 산출하는 임피던스 산출부;를 포함하는,
손목형 체성분 측정 장치. - 제 15 항에 있어서,
상기 전극 변환부는 상기 전류 제공부와 상기 전압 검출부의 양 단자에 연결되는 상기 제1 및 제2 입력 전극과 상기 제1 및 제2 출력 전극의 단자를 변환하는 복수의 스위치를 포함하는
손목형 체성분 측정 장치. - 제14항에 있어서,
상기 제 1 입력 전극 및 제 1 출력 전극이 배열된 방향과, 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극이 배열된 방향은 상기 스트랩의 길이 방향과 일치하지 않는,
손목형 체성분 측정 장치. - 제17항에 있어서,
상기 제 1 입력 전극 및 제 1 출력 전극이 배열된 방향과, 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극이 배열된 방향은 상기 스트랩의 길이 방향과 수직인,
손목형 체성분 측정 장치. - 제 17항 또는 제 18항에 있어서,
상기 센서부에 의해 감지된 상기 손목형 체성분 측정장치가 착장된 손목이왼손 손목인지 오른손 손목인지에 따라, 상기 제1 입력 전극 및 제2 입력 전극이 손 방향에 위치하고, 상기 제1 출력 전극 및 제2 출력 전극이 몸 방향에 위치하도록 전극의 배치가 변환되는,
손목형 체성분 측정 장치. - 제15 항에 있어서,
상기 측정부에서 측정된 체임피던스로부터 상기 피검체의 체성분이 분석되며, 상기 체성분은, 체지방, 체수분, 근육 강도, 부종 중 적어도 하나를 포함하는,
손목형 체성분 측정 장치. - 제15항에 있어서,
상기 메모리는 체임피던스 측정시 상기 제 2 입력 전극 및 제 2 출력 전극과 접촉될, 상기 피검체의 말단 신체 부위의 임피던스를 저장하는
손목형 체성분 측정 장치. - 제1항의 손목형 체성분 측정 장치를 이용한 체성분 측정 방법에 있어서,
한 쌍의 입력 전극이 손 방향에 위치하고 한 쌍의 출력 전극이 몸 방향에 위치하는 경우, 말단 신체 부위 중 적어도 하나를 제 2 입력 전극, 제 2 출력 전극에 접촉하는 단계;
상기 한 쌍의 입력 전극 간에 전류를 제공하고 상기 한 쌍의 출력 전극 간에 전압을 측정하는 단계;
체임피던스를 산출하는 단계; 를 포함하는
체성분 측정 방법. - 제 22 항에 있어서,
상기 한 쌍의 입력 전극이 몸 방향에 배치되고 상기 한 쌍의 출력 전극이 손 방향에 배치되는 경우, 상기 한 쌍의 입력 전극과 상기 한 쌍의 출력 전극의 전극 배치를 변환하는 단계;를 더 포함하는,
체성분 측정 방법.
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