KR20030091052A

KR20030091052A - 신체의 자세균형을 측정하는 기능을 갖는 체중계

Info

Publication number: KR20030091052A
Application number: KR1020030031090A
Authority: KR
Inventors: 차기철; 권재원
Original assignee: 주식회사 바이오스페이스
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2003-12-01
Also published as: JP2003339671A

Abstract

본 발명은 하중을 측정하는 과정과, 신체의 자세균형을 측정하는 과정을 하나의 기기로 동시에 행할 수 있도록 하기 위한 것으로, 생체전기 임피던스법을 이용한 체지방 분석장치부분은 측정대(3)에 설치하는 왼발용 전극(1), 지지대(5)에 설치하는 오른발용 전극(2), 전자회로부(6), 피검자의 신상 정보를 입력하기 위한 입력키(7), 표시화면(8)으로 이루어지는 것을 특징으로 하고, 신체 좌우의 자세균형을 측정하는 기기부분은 전체 기기를 지지하고, 오른발을 싣는 지지대(5), 지지대(5)에 설치하는 하중센서, 하중센서 상에 설치하는 측정대로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

신체의 자세균형을 측정하는 기능을 갖는 체중계{Scale for Measuring Body Posture Balance}

발명의 분야

본 발명은 생체전기 임피던스(Bioelectrical Impedance Analysis; BIA)법을 이용하여 체지방을 분석하는 기능과, 하중센서로 신체의 자세균형을 측정하는 기능을 갖는 체중계에 관한 것이다.

발명의 배경

생체전기 임피던스법은, 전류가 수분을 포함하는 근육을 통해 흐르는 원리에근거하여, 인체 내에 미약한 교류전기를 흘려서, 인체의 전기저항 또는 전기 전도도를 측정하고, 신장 및 체중을 측정하고, 그로부터 체내 수분량과 체지방량을 산출하는 방법이다. 생체전기 임피던스법을 이용하여 체지방을 분석하는 종래의 체중계는 도8(a), 도8(b)에 나타낸 바와 같이, 전체 기기를 지지하는 지지대(5)와, 지지대(5) 상에 설치된 하중센서(4)와, 하중센서(4) 상에 설치된 측정대(3)로 구성되어 있다. 측정대(3)에는 양 발바닥이 접촉하는 2개의 전극(1, 2)이 설치되어 있고, 피검자가 측정대(3)에 오름으로써 체중과 임피던스를 측정할 수 있도록 되어 있다.

신체활동에 있어서 자세균형은, 근력과 생체역학적 정보, 신경학적 감각정보를 받아 운동을 조절하는 운동조절능력이다. 이 자세균형은 사람들이 일상생활을 보내는데, 안정한 자세를 유지하고, 스포츠 활동 시에 최대의 능력을 발휘하여 부상을 방지하기 위해 반드시 필요한 능력으로, 자세균형 유지능력의 상실은 바르지 않은 자세, 신경계통의 이상, 신체발달의 불균형 등을 판별하기 위한 기본정보가 된다. 이와 같은 신체의 자세균형의 검사는 임상과 관련하여 스포츠 의학과 재활의학 분야에서 부상선수와 환자들의 검사 및 재활훈련에 활용되고 있다. 종래의 자세균형을 측정하는 기기는 통상 하중센서(4)를 도9와 같이 각각 양발 아래쪽에 설치하고, 일정시간 양발에 걸리는 하중을 측정하는 방식을 채용하고 있다.

상술한 체지방 측정과 자세균형 검사는 양자 모두 임상적인 면에서 기본적이면서도 매우 활용성이 높은 검사이다. 또한, 양 검사는 상호 측정의 관련성이 높고, 부위별 체성분 구성은 자세균형과 밀접한 관계가 있다. 따라서, 양 검사는 동시에 행하여 결과를 상호 참조할 수 있도록 하는 것이 임상적인 면에서 보다 유용하다. 그러나, 종래의 체지방을 측정하는 기능을 갖는 체중계와, 종래의 자세균형을 측정하는 기기를 별도로 이용하여 상기 검사를 개별로 시행하는 것은 번거롭고 시간의 낭비이다. 따라서, 본 특허출원의 발명자는 이러한 결점을 해결하기 위한 하나의 방법으로서, 생체전기 임피던스법을 이용하여 체지방을 측정하는 기능과, 신체의 자세균형을 측정하는 기능을 겸하여 갖추고 있는 체중계를 개발하였다.

본 발명의 목적은 체지방을 측정하는 과정과, 신체의 자세균형을 측정하는 과정을 하나의 기기로 동시에 행할 수 있도록 하는 체중계를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

도1은 본 발명의 구성장치의 개략도이다.

도2는 본 발명의 개략적인 전기회로의 구성도이다.

도3은 본 발명에 있어서, 피검자의 자세균형의 시간경과에 따른 변화를 나타내는 도면이다.

도4는 본 발명에 있어서 하중센서를 발의 전후에 설치한 개략도이다.

도5는 피검자가 본 발명에 따른 체중계를 이용하여 체지방과 자세균형을 측정하는 모습을 나타낸 개략도이다.

도6은 본 발명에 있어서 손바닥에 접촉하는 손용 전극을 더 설치하는 개략도이다.

도7은 피검자가 본 발명에 따른 체중계를 이용하여 체지방과 자세균형을 측정함에 있어서 더 설치된 손용 전극을 사용하는 개략도이다.

도8은 생체전기 임피던스법을 이용하여 체지방을 측정하는 종래의 체중계의 개략도이다.

도9는 신체 좌우의 자세균형을 측정하는 종래 기기의 개략도이다.

* 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 *

1 : 왼발용 전극2 : 오른발용 전극

3 : 측정대4 : 하중센서

5 : 지지대6 : 전자회로부

7 : 입력키8 : 표시화면

9 : 손용 전극10 : 전선

11 : 프린터

발명의 요약

본 발명의 생체전기 임피던스법을 이용한 체지방 분석장치부분은, 측정대(3)에 설치하는 왼발 전극(1), 지지대(5)에 설치하는 오른발 전극(2), 전자회로부(6), 피검자의 신상 정보를 입력하기 위한 입력키(7), 표시화면(8), 및 왼발용 전극의 하단에만 설치한 하중센서(4)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 신체 좌우의 자세균형을 측정하는 기기부분은, 전체 기기를 지지하고, 오른발을 싣는 지지대(5), 지지대(5)에 설치하는 하중센서(4), 하중센서(4) 상에 설치하는 측정대(3)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 신체 좌우의 자세균형을 측정하는 기기부분은 전체 기기를 지지하고, 오른발을 싣는 지지대(5), 지지대(5)에 설치하는 하중센서(4), 하중센서(4) 상에 설치하는 측정대(3)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞에서 서술한 2개의 기기를 하나의 장치에 구성함에 있어서, 왼발은 하중센서(4)가 부착된 측정대(3)에 의해 지지되고, 오른발은 지지대(5)에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다. 종래의 체지방을 측정하는 기능을 갖는 체중계와 달리, 본 발명에 따른 체중계는 생체 임피던스 측정을 위한 양 발 전극(1, 2)이 각각 측정대(3) 위와 지지대(5) 위에 나누어져 설치되어 있다. 이것은 신체의 자세균형을 측정하기 위해, 하중센서(4)를 왼쪽 측정대의 아래쪽에 독립적으로 설치하기 때문이다.

이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

발명의 구체예에 대한 상세한 설명

도1은 본 발명의 구성장치의 개략도이고, 도1(a)는 평면도, 도1(b)는 정단면도이다.

본 발명의 분석장치는 종래의 체지방을 측정하는 기능을 갖는 체중계와 같이 하중센서로 피검자의 체중을 측정한다.

제1동작에 있어서, 피검자는 본 발명의 체중계에 오르고, 왼발을 측정대(3) 위에 설치된 왼발 전극(1) 위에 싣고, 오른발을 왼발과 동일한 측정대(3) 상에 싣는다. 상술한 제1동작에 의하면, 왼발과 오른발은 하중센서(4) 위에 설치된 측정대(3) 상에 동시에 위치하지만, 왼발은 왼발용 전극(1) 위에 접촉하여 위치하고, 오른발은 단순히 측정대(3) 위에만 위치하고, 하중센서(4)로 체중을 측정한다.

체중측정이 완료되면, 제2동작에 있어서, 피검자는 발을 벌려 오른발을 측정대(3)에서 지지대(5)에 설치된 오른발용 전극(2)으로 옮긴다. 상기 제2동작에 의하면, 왼발은 움직이지 않고 왼발용 전극(1)에 고정하고, 단순히 오른발을 벌려 오른발용 전극(2)으로 이동하여 접촉하면 임피던스를 측정한다.

임피던스는 발에서 측정되고, 임피던스값과 입력 데이터를 이용하여 하기와 같은 체지방량을 측정한다.

FFM=f(h, w, R, sex, age)… ①

여지방율(fat free mass; FFM)은 height(h), weight(w), impedance(R), sex, age의 함수로 나타내어진다.

구체적으로는 FFM은 다음과 같이 정해진다.

FFM=C₁h²/R + C₂W + C₃… ②

체지방량은,

FAT=Weit - FFM

체지방율은,

%BF=FAT / Weit × 100

이상, 임피던스의 측정과 체지방량의 계산에 대하여 살펴보았다.

상술한 제2동작으로 임피던스를 측정하는 동안, 또는 임피던스 측정 후에도 왼발은 여전히 하중센서(4) 상에 설치된 측정대(3) 위에 위치하기 때문에, 왼발에 분산되는 피검자 체중의 일부가 하중센서(4)에 의해 계속해서 모니터링됨으로써, 신체 좌우의 자세균형을 측정하는 기능이 행하여진다.

본 발명의 상술한 자세균형 측정기능은 종래의 기기와는 달리, 하중센서(4)가 오른발에는 존재하지 않고 왼발에만 존재하고 있고, 자세균형의 변화를 파악함에 있어서, 왼발에 분산되는 체중의 일부로부터 왼발과 오른발에 걸리는 체중을 상대적으로 파악하는 것을 특징으로 한다.

도3은 신체 좌우의 자세균형의 시간경과에 따른 변화를 나타낸 것으로, 그래프 a에 나타낸 바와 같이, 왼발에 부가되는 하중과 오른발에 부가되는 하중의 차는 건강한 사람의 경우 일정 범위 내에서 변화하지만, 그래프 b에 나타낸 바와 같이, 자세균형에 문제가 있는 사람의 경우는 표준범위를 넘는다.

도2는 본 발명의 개략적인 전기회로의 구성도이다.

도2에서 본 발명의 구성요소를 보면, 하중센서(4), 왼발용 전극(1), 오른발용 전극(2), 정현파(正弦波) 교류전류(Ⅰ)를 발생시키는 장치(12)와 전극간의 전압(V)의 차를 측정하는 장치(13)를 포함하는 임피던스 측정회로(14), 측정 및 입력된 데이터를 이용하여 계산, 저장, 표시 등 제어하는 마이크로 프로세서(15), 성별, 연령, 신장 등의 피검자 정보를 입력하는 입력키(7), 체중과 체지방량, 자세균형 등의 결과를 나타내기 위한 표시화면(8), 결과를 출력하기 위한 프린터(11)로 구성되는 것을 특징으로 하고, 생체전기 임피던스를 측정하여 체지방량을 측정하고, 자세균형을 동시에 측정하는 장치이다.

도4는 본 발명에 있어서 하중센서(4)를 발의 전후에 설치한 개략도로, 도4(a)는 평면도, 도4(b)는 정단면도이다.

하중센서(4)를 설치함에 있어서, 도1과는 달리 발의 전후에 설치하여, 신체 좌우의 균형뿐만 아니라, 신체 전후방의 자세균형을 측정할 수 있다.

왼발용 전극(1)과, 오른발용 전극(2)을 통하여 발의 임피던스값을 측정하고, 동시에 하중센서(4)를 통하여 왼발에 부하되는 중심의 변화를 측정하여 균형을 측정한다.

도6은 본 발명에 있어서 손바닥에 접촉하는 손용 전극(9)을 더 설치한 개략구성도이다.

도6(a)는 손으로 잡는 원통체(20)의 원주방향으로 전극(19a, 19a)을 배치한 손용 전극(9)의 예를, 도6(b)는 원통체(20)의 외주의 축방향 상하에 전극(19b, 19b)을 배치한 손용 전극(9)의 예를, 도6(c)는 원통체(20)의 외주에 전극(19c)과 원통체(20)의 끝에 엄지손가락이 접촉하는 전극(9d)을 배치한 손용 전극(9)의 예를나타내고, 각 도면에서 전극(19)은 전선(10)으로 도2에 나타낸 전기회로부(6)에 접속되어 있다.

도7에 나타낸 바와 같이, 손바닥으로 손용 전극(9)을 잡고, 발바닥을 전극(1, 2)에 접촉시키고, 전기회로부(6)의 스위치를 전환함으로써, 부위별 임피던스를 측정할 수 있다. 따라서, 피검자가 본 발명에 따른 체중계를 이용하여 체지방과 자세균형을 측정함에 있어서 더 설치된 손용 전극(9)을 통하여 체내의 지방을 부위별로 측정할 수 있다.

본 발명의 구성요소에서는 한쪽 발에만 하중센서를 이용함으로써 기기의 구성요소를 최소화하고, 상호측정의 관련성이 높은 피검자의 체성분과 근력 및 신경계 질환이 영향을 미치는 신체의 자세균형을 동시에 편리하게 측정할 수 있다. 인체의 임피던스 측정에 걸리는 시간과 자세균형의 모니터링에 걸리는 시간을 동시에 행함으로써, 본 발명의 하나의 장치로 2개의 검사를 행할 수 있는 발명의 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims

하중센서(4)와, 전자회로부(6)와, 피검자의 신상 정보를 입력하기 위한 입력키(7)와, 표시화면(8)으로 구성되고, 생체전기 임피던스법을 이용하여 체지방을 측정할 수 있는 기능을 갖는 체중계에 있어서,

전체 기기를 지지하는 지지대(5)와, 지지대 위에 설치된 하중센서(4)와, 상기 하중센서 상에 설치된 하중 측정대(3)와, 하중 측정대(3)에 설치되고, 왼발을 올려 접촉하는 왼발용 전극(1)과, 지지대(5)에 설치되고 오른발을 올려 접촉하는 오른발용 전극(2)으로 구성하는 것을 특징으로 하고, 피검자가 기기에 올라, 제1동작에서 오른발로 측정대(3)를 밟을 때에 체중을 측정하고, 제2동작에서 오른발을 벌려 오른발용 전극(2)을 밟을 때에 임피던스를 측정하여 체지방을 산출하는 기능과, 왼발에 걸리는 하중을 계속해서 측정하여 자세균형을 측정하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 체중계.
제1항에 있어서, 상기 하중센서가 오른발에 설치되어 있는 자세균형 측정기능을 갖는 것을 특징으로 하는 체중계.
제1항에 있어서, 상기 왼발에 설치된 하중센서가 발의 전후에 2개 이상 설치되어, 전후방향으로의 자세균형을 측정하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 체중계.
제3항에 있어서, 상기 좌우에 설치된 하중센서를 오른발에 설치하여 자세균형을 측정하는 것을 특징으로 하는 체중계.
제1항에 있어서, 양손으로 잡을 때, 손바닥과 손가락에 각각 손에 접촉하는 한 쌍의 전극을 더 설치하고, 전극과 전자회로 사이에 설치된 전자 스위치를 이용하여 전류의 입력과 전압의 출력을 제어함으로써 부위별 임피던스 측정기능을 갖는 자세균형 측정기능을 갖는 것을 특징으로 하는 체중계.
제5항에 있어서, 왼발에 설치된 하중센서를 오른발에 설치하여 자세균형을 측정하는 것을 특징으로 하는 체중계.
제1항에 있어서, 측정대에 설치된 전극을 떼어내어, 청구항 5의 손용 전극만을 각각 손에 한 쌍의 전극을 설치한 상태의 임피던스를 측정하여 체지방을 측정하고, 분리된 측정대를 이용하여 자세균형을 측정하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 체중계.
제7항에 있어서, 왼발에 설치된 하중센서를 오른발에 설치하여 자세균형을 측정하는 것을 특징으로 하는 체중계.
제1항 내지 제7항의 어느 한 항에 있어서, 상기 하중센서를 오른발과 왼발의 하부에 각각 설치하여 하나의 동작으로 자세균형 측정능력을 갖는 것을 특징으로 하는 체성분 체중계.