KR100316473B1 - Apparatus for Body Composition Analysis and for Postural Balance Measurement and Method of Using the Same - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 장치는 피측정자의 우측 손바닥, 우측 엄지, 좌측손바닥 및 좌측 엄지를 각각 접촉하기 위한 전극(3, 4, 5, 6); 피측정자의 우측 앞발바닥, 우측 뒷발바닥, 좌측 앞발바닥 및 좌측 뒷발바닥을 각각 접촉하기 위한 전극(7, 8, 9, 10); 우측힘판(11)의 하부에 설치되어 우측발에 의하여 인가되는 하중을 측정하기 위한 우측하중센서(1); 좌측힘판(12)의 하부에 설치되어 좌측발에 의하여 인가되는 하중을 측정하기 위한 좌측하중센서(2); 고주파수 또는 저주파수의 정현파 전류를 발생시키고 전극간 전압차를 측정하는 임피던스 측정회로(19); 전극사이의 전류 및 전압의 측정경로를 변경시켜 인체부위별 임피던스를 측정할 수 있도록 전극과 임피던스 측정회로(19) 사이에 설치되는 전자 스위치(18); 성별, 연령, 신장 등의 피검자 정보를 입력하는 키보드(24); 및 입력된 데이터를 저장하고 측정된 신호를 이용해 자세균형과 인체성분을 계산하고, 그 결과를 표시화면(15)에 출력하며, 전자 스위치(19)를 제어하는 마이크로 프로세서(23);로 구성되는 자세균형을 측정하고 생체전기 임피던스를 이용하여 인체성분 분석을 동시에 할 수 있는 장치에 관한 것이다.The device according to the invention comprises electrodes 3, 4, 5, 6 for contacting the right palm, right thumb, left palm and left thumb of the subject, respectively; Electrodes 7, 8, 9, 10 for contacting the right forefoot, right hind paw, left forefoot and left hind paw, respectively; A right load sensor 1 installed below the right power plate 11 to measure a load applied by the right foot; A left load sensor 2 installed below the left force plate 12 to measure a load applied by the left foot; An impedance measuring circuit 19 for generating a high frequency or low frequency sinusoidal current and measuring a voltage difference between electrodes; An electronic switch 18 installed between the electrode and the impedance measuring circuit 19 to change the current and voltage measurement paths between the electrodes so as to measure impedance for each human body part; A keyboard 24 for inputting subject information such as gender, age, height, etc .; And a microprocessor 23 for storing the input data and calculating the posture balance and the human body component using the measured signals, outputting the result on the display screen 15, and controlling the electronic switch 19. The present invention relates to a device capable of simultaneously measuring body balance and analyzing human components using bioelectrical impedances.
Description
발명의 분야Field of invention
본 발명은 자세균형 측정기능을 갖는 인체성분 분석장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 피검자의 양쪽 발 위치에 각각의 하중측정센서를 부착하여 각각의 발에 주어지는 하중을 각각 측정하여 자세균형을 측정하고, 인체부위별 임피던스를 측정하여 인체성분을 측정할 수 있는 인체성분 분석장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 자세균형 및 인체성분을 측정하는 방법에 관한 것도 포함한다.The present invention relates to a human component analysis device having a posture balance measurement function. More specifically, the present invention attaches the respective load measuring sensors to the position of both feet of the subject to measure the load given to each foot to measure the posture balance, and to measure the human body components by measuring the impedance of each body part. It relates to a human component analysis device. The present invention also includes methods for measuring postural balance and body composition.
발명의 배경Background of the Invention
피검자가 차려 자세로 직립으로 선 자세에서의 체중은 오른다리와 왼 다리에 양분되나 그 크기가 항상 동일한 것은 아니다. 피검자가 중추신경계 및 근 골격계에 이상이 있을 때 건강인보다 좌우의 하중분배에서 불균형은 더욱 심하게 일어난다. 체중이 중심선에서 좌우, 앞뒤로 얼마나 벗어났나를 측정하여 자세 균형을 정량적으로 측정하는 기기를 자세균형 측정 시스템이라 하며 재활 환자의 진단 및 치료에 널리 이용되고 있다.The weight in the posture of the subject standing upright is divided into the right leg and the left leg, but the size is not always the same. When the subject has abnormalities in the central nervous system and musculoskeletal system, the imbalance occurs more severely in the right and left load distribution than in the healthy person. A device for measuring the balance of the posture quantitatively by measuring how much the weight deviates from the left and right and back and forth from the center line is called a posture balance measurement system and is widely used for diagnosis and treatment of rehabilitation patients.
피검자의 신경계 및 근골격계 이상으로 신체부위에 이상이 발생할 때, 이는 부위별 근육량 및 체수분량에도 영향을 미치게 된다. 예를 들어, 병변이나 외상을 경험하고 있는 다리가 다른 쪽에 비하여 흔히 수축한다거나 부어 오를 수 있다. 피검자의 자세균형과 인체부위별 근육량을 동시에 측정하면 진단 및 치료에 신뢰성 높은 정보를 제공할 수 있다.When abnormalities occur in the body parts of the subject's nervous system and musculoskeletal disorders, this also affects muscle mass and body water content of each part. For example, a leg that is experiencing a lesion or trauma can often contract or swell compared to the other side. Simultaneous measurement of the subject's posture balance and muscle mass of each human body can provide reliable information for diagnosis and treatment.
생체전기 임피던스(Bioelectrical Impedance Analysis)란 인체에 전극을 접촉시키고, 인체내로 약한 교류전류를 흘려주면서 인체의 전기저항 혹은 임피던스를측정하고 이러한 측정으로부터 인체의 수분량, 근육량, 지방량 등의 인체성분을 측정하는 기술이다. 특별히 본 발명에서는 이러한 생체임피던스를 인체부위별 즉, 오른팔, 왼팔, 몸통, 오른다리, 왼다리에서 각각 적용하여 부위별로 인체성분을 제공하는 분석장치를 자세균형 제어시스템과 연결시켜 두 가지 측정을 동시에 제공한다.Bioelectrical Impedance Analysis (BIOelectrical Impedance Analysis) measures the electrical resistance or impedance of the human body by contacting the electrodes to the human body, flowing a weak alternating current into the human body, and measuring the human body components such as the amount of water, muscle mass, fat, etc. Technology. In particular, in the present invention, the bioimpedance is applied to each part of the human body, that is, the right arm, the left arm, the torso, the right leg, and the left leg, respectively. to provide.
본 발명자는 이미 대한민국특허 제123408호와 제161602호, 그리고 미국특허 제5,720,296호의 생체전기 임피던스법을 이용한 인체성분 분석장치를 발명한 바 있다. 특별히 이들 발명에서는 인체를 부위별로 측정하여 부위별로 인체성분을 제공하는 기술을 실현시켰다.The present inventors have already invented a human body component analyzer using the bioelectrical impedance method of the Republic of Korea Patent No. 123408 and No. 161602, and US Patent No. 5,720, 296. In particular, these inventions have realized a technique for measuring the human body for each part to provide a human component for each part.
본 발명자는 생체전기 임피던스를 이용하여 인체부위별 성분을 분석하는 장치에 인체의 좌우균형을 측정하는 기능을 추가하여 자세균형과 인체성분을 동시에 측정할 수 있는 본 발명의 장치를 개발하기에 이른 것이다.The present inventors have developed a device of the present invention which can measure postural balance and human body components simultaneously by adding a function of measuring left and right balance of the human body to a device for analyzing components of each human body using bioelectrical impedance. .
본 발명의 목적은 피검자의 체중중심이 벗어나는 자세동요(postural sway)를 측정하는 자세균형과 부위별 임피던스를 측정하여 체중의 무게중심 이동과 부위별 인체 성분량을 동시에 측정할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention to measure the postural sway (postural sway) out of the weight center of the subject by measuring the impedance of each position and the impedance to provide a device that can simultaneously measure the weight center of movement and the amount of human body components will be.
본 발명의 다른 목적은 피검자의 자세균형과 인체부위별 근육량을 동시에 측정하여 진단 및 치료에 보다 신뢰성 높은 정보를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide more reliable information for diagnosis and treatment by simultaneously measuring the subject's posture balance and muscle mass for each part of the human body.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 모두 하기 설명되는 본 발명에 의해서모두 달성될 수 있다.Both the above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.
제1도는 본 발명에 따른 자세균형 측정기능을 갖는 인체성분 분석장치의 개략적인 사시도이다.1 is a schematic perspective view of a human body component analyzer having a posture balance measuring function according to the present invention.
제2도는 본 발명에 따른 자세균형 측정기능을 갖는 인체성분 분석장치의 개략적인 전기회로 구성도이다.2 is a schematic electric circuit diagram of an apparatus for analyzing human body components having a posture balance measurement function according to the present invention.
제3도는 인체의 각 부위별 전극과 임피던스를 개략적으로 도시한 인체모델이다.3 is a human body model schematically showing the electrode and impedance of each part of the human body.
제4도는 본 발명에 따른 자세균형 측정기능을 갖는 인체성분 분석장치의 다른 실시예이다.4 is another embodiment of a human component analysis device having a posture balance measurement function according to the present invention.
*도면의 주요부호에 대한 간단한 설명** Brief description of the major symbols in the drawings *
1: 우측하중센서 2: 좌측하중센서1: right load sensor 2: left load sensor
3: 우측 손바닥 전극 4: 우측 엄지전극3: right palm electrode 4: right thumb electrode
5: 좌측 손바닥 전극 6: 좌측 엄지전극5: left palm electrode 6: left thumb electrode
7: 우측 앞발바닥 전극 8: 우측 뒷발바닥 전극7: Right forefoot electrode 8: Right forefoot electrode
9: 좌측 앞발바닥 전극 10:좌측 뒷발바닥 전극9: left forefoot electrode 10: left forefoot electrode
11: 우측 힘판 12: 좌측 힘판11: right power plate 12: left power plate
13: 하판 지지대 14: 손 전극 전선13: bottom support 14: hand electrode wire
15: 전자 회로부 16: 표시 화면15: electronic circuit section 16: display screen
17: 인터페이스 단자 18: 부위별 측정용 전자 스위치17: Interface terminal 18: Electronic switch for measuring parts
19: 임피던스 측정회로 20: 임피던스 측정용 신호 증폭기19: impedance measuring circuit 20: signal amplifier for impedance measurement
21: 하중 측정용 신호 증폭기 22: A/D 변환기21: Signal amplifier for load measurement 22: A / D converter
23: 마이크로 프로세서 24: 키보드23: microprocessor 24: keyboard
25: 프린터 26: 바퀴25: printer 26: wheels
27: 우측후단부 하중센서 28: 우측전단부 하중센서27: Right rear load sensor 28: Right front load sensor
29: 좌측후단부 하중센서 30: 좌측전단부 하중센서29: Left rear load sensor 30: Left front load sensor
본 발명에 따른 장치는 피측정자의 우측 손바닥, 우측 엄지, 좌측손바닥 및 좌측 엄지를 각각 접촉하기 위한 전극(3, 4, 5, 6); 피측정자의 우측 앞발바닥, 우측 뒷발바닥, 좌측 앞발바닥 및 좌측 뒷발바닥을 각각 접촉하기 위한 전극(7, 8, 9, 10); 우측힘판(11)의 하부에 설치되어 우측발에 의하여 인가되는 하중을 측정하기 위한 우측하중센서(1); 좌측힘판(12)의 하부에 설치되어 좌측발에 의하여 인가되는 하중을 측정하기 위한 좌측하중센서(2); 고주파수 또는 저주파수의 정현파 전류를 발생시키고 전극간 전압차를 측정하는 임피던스 측정회로(19); 전극사이의 전류 및 전압의 측정경로를 변경시켜 인체부위별 임피던스를 측정할 수 있도록 전극과 임피던스 측정회로(19) 사이에 설치되는 전자 스위치(18); 성별, 연령, 신장 등의 피검자 정보를 입력하는 키보드(24); 및 입력된 데이터를 저장하고 측정된 신호를 이용해 자세균형과 인체성분을 계산하고, 그 결과를 표시화면(15)에 출력하며, 전자 스위치(19)를 제어하는 마이크로 프로세서(23);로 구성되는 자세균형을 측정하고 생체전기 임피던스를 이용하여 인체성분을 분석할 수 있는 장치에 관한 것이다.The device according to the invention comprises electrodes 3, 4, 5, 6 for contacting the right palm, right thumb, left palm and left thumb of the subject, respectively; Electrodes 7, 8, 9, 10 for contacting the right forefoot, right hind paw, left forefoot and left hind paw, respectively; A right load sensor 1 installed below the right power plate 11 to measure a load applied by the right foot; A left load sensor 2 installed below the left force plate 12 to measure a load applied by the left foot; An impedance measuring circuit 19 for generating a high frequency or low frequency sinusoidal current and measuring a voltage difference between electrodes; An electronic switch 18 installed between the electrode and the impedance measuring circuit 19 to change the current and voltage measurement paths between the electrodes so as to measure impedance for each human body part; A keyboard 24 for inputting subject information such as gender, age, height, etc .; And a microprocessor 23 for storing the input data and calculating the posture balance and the human body component using the measured signals, outputting the result on the display screen 15, and controlling the electronic switch 19. The present invention relates to a device capable of measuring postural balance and analyzing human components using bioelectrical impedances.
이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the contents of the present invention.
제1도는 본 발명에 자세균형 측정기능을 갖는 인체성분 분석장치의 개략적인 사시도이다. 제1도에서 본 발명에 따른 측정 방법을 상세히 살펴보면, 피검자가직립으로 선 자세에서 양발을 어깨 넓이로 벌려 좌우 힘판(11, 12)에 장착된 발전극(7, 8, 9, 10)을 밟고, 유연한 전선으로 연결된 손전극(3, 4, 5, 6)을 양손으로 잡고 차려 자세를 취할 때 오른쪽 힘판에 부과되는 하중은 오른쪽 하중 센서(1)가 측정하고 왼쪽 힘판에 부과되는 하중은 왼쪽하중센서(2)가 측정한다. 측정된 센서 하중은 신호 증폭기(21)와 A/D 변환기(22)를 통하여 마이크로프로세서(23)에 저장되고 마이크로프로세서(23)는 부위별 측정 모드에 따라 전자스위치(18)를 제어하고 임피던스측정회로(19)는 피검자의 인체 부위별 저항 혹은 임피던스를 측정한다. 측정된 하중과 임피던스는 증폭기(20, 21)와 A/D 변환기(22)를 통하여 마이크로프로세서(23)에 저장되고 마이크로프로세서(23)에 저장된 데이터를 이용하여 체중 중심의 좌우 편차를 시간에 따라 계산한다. 입력된 데이터, 즉 신장, 연령, 성별과 측정된 부위별 임피던스 값을 이용하여 부위별 인체 성분을 계산하고 필요에 따라 전신의 성분을 계산하고 결과를 표시화면(16)과 프린터(25)에 출력하는 것을 특징으로 한다. 특히, 본 발명은 부위별 인체성분 분석과 자세균형을 동시에 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.1 is a schematic perspective view of a human body component analyzer having a posture balance measuring function according to the present invention. Looking at the measurement method according to the present invention in detail in Figure 1, the examinee standing on the power poles (7, 8, 9, 10) mounted on the left and right force plates (11, 12) with both feet shoulder width in a standing position standing upright When holding the hand electrodes (3, 4, 5, 6) connected by flexible wires with both hands, the load on the right force plate is measured by the right load plate (1) and the load on the left force plate is left load. The sensor 2 measures. The measured sensor load is stored in the microprocessor 23 through the signal amplifier 21 and the A / D converter 22, and the microprocessor 23 controls the electronic switch 18 according to the measurement mode for each part and measures the impedance. The circuit 19 measures resistance or impedance for each part of the human body of the examinee. The measured load and impedance are stored in the microprocessor 23 through the amplifiers 20 and 21 and the A / D converter 22, and the left and right deviations of the center of gravity are determined over time using the data stored in the microprocessor 23. Calculate Using the input data, namely height, age, gender, and measured impedance values for each part, the human body components are calculated for each part, and if necessary, the components of the whole body are calculated and the results are displayed on the display screen 16 and the printer 25. Characterized in that. In particular, the present invention provides an apparatus and method capable of simultaneously measuring the analysis of body composition and postural balance for each part.
제2도는 본 발명에 따른 자세균형 측정기능을 갖는 인체성분 분석장치의 개략적인 전기회로 구성도이다. 제2도에서 본 발명에서의 기기 구성 요소를 살펴보면, 오른발에 부과된 하중을 측정하는 오른쪽하중센서(1), 오른쪽하중센서 위에 설치된 오른발 전극(7, 8), 왼발에 부과된 하중을 측정하는 왼쪽하중센서(2), 왼쪽하중센서 위에 설치된 왼발 전극(9, 10), 정현파 교류전류를 발생시키는 장치와 전극간 전압 차이를 측정하는 장치를 포함한 임피던스 측정회로(19), 인체 부위별 측정을 위해 전류 흐름과 전압 측정 경로를 변경하기 위한 전자스위치(18), 전자스위치를 제어하고 측정 및 입력된 데이터를 이용하여 계산, 저장, 표시등을 제어하는 마이크로프로세서(23), 성별, 연령, 신장 등의 피검자 정보를 입력하는 키보드(24), 필요에 따라서는 외부의 컴퓨터와 연결시키기 위한 인터페이스 단자(17) 및 인체 성분 결과를 출력하기 위한 표시화면(16)과 프린터(25)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하며, 특별히 부위별 인체 성분 분석과 자세 균형을 측정하는 장치이다.2 is a schematic electric circuit diagram of an apparatus for analyzing human body components having a posture balance measurement function according to the present invention. Looking at the device components in the present invention in Figure 2, the right load sensor (1) measuring the load imposed on the right foot, the right foot electrodes (7, 8) installed on the right load sensor, the load imposed on the left foot Impedance measurement circuit (19) including the left load sensor (2), the left foot electrodes (9, 10) installed on the left load sensor, a device for generating a sinusoidal alternating current and a device for measuring the voltage difference between the electrodes, measurements by body parts Electronic switch 18 for changing the current flow and voltage measurement paths, microprocessor 23 for controlling the electronic switch and using the measured and input data to control calculation, storage, and indicators, gender, age, height, etc. To the keyboard 24 for inputting the subject's information, to an interface terminal 17 for connecting to an external computer, and to a display screen 16 and a printer 25 for outputting human body component results, if necessary. It is characterized in that it is configured, in particular the device for measuring the balance of posture and analysis of the human body composition by parts.
제3도에서는 본 발명에 따른 인체 부위별 임피던스 모델과 전극 접촉 위치를 설명하고 있다. 우측 팔의 손목에서부터 우측 어깨 조인트까지의 임피던스를 Z ra , 좌측 팔의 손목에서부터 좌측 어깨 조인트까지의 저항을 Z la , 우측다리의 발목에서부터 우측 힙 조인트까지의 저항을 Z rl , 좌측다리의 발목에서부터 좌측 힙 조인트까지의 저항을 Z ll , 상체 몸통의 저항을 Z t 로 한다.3 illustrates the impedance model and the electrode contact position for each part of the human body according to the present invention. The impedance from the wrist of the right arm to the right shoulder joint is Z ra , the resistance from the wrist of the left arm to the left shoulder joint is Z la , the resistance from the ankle of the right leg to the right hip joint is Z rl , from the ankle of the left leg Let Z ll be the resistance to the left hip joint, and Z t for the upper body.
손바닥에서부터 손목까지의 저항, 엄지손가락에서부터 손목까지의 저항, 앞발바닥에서부터 발목까지의 저항, 그리고 뒷발바닥에서부터 발목까지의 저항들도 표시되어 있으나 측정에 영향을 미치지 않는다.Resistances from palm to wrist, thumb to wrist, forefoot to ankle, and back to ankle are also shown but do not affect measurements.
제4도는 본 발명에 따른 자세균형 측정기능을 갖는 인체성분 분석장치의 다른 실시예이다. 제4도에서 본 발명에서의 기기 구성 요소를 살펴보면 하중을 측정하는 센서가 4개임을 제외하면 나머지 부분은 제1도와 동일하다. 제4도에서 본 발명에 따른 측정 방법을 상세히 살펴보면, 피검자가 직립으로 선 자세에서 양발을 어깨 넓이로 벌려 우측전후와 좌측전후에 설치된 하중센서(27, 28, 29, 30)에 장착된 발전극(7, 8, 9, 10)을 밟고, 유연한 전선으로 연결된 손전극(3, 4, 5, 6)을 양손으로 잡고 차려 자세를 취할 때 양발에 부과되는 하중은 4개의 하중센서(27, 28, 29, 30)에 분산되어지고 이때, 4개의 하중센서(27, 28, 29, 30)는 각각에 걸리는 하중을 측정한다. 측정된 센서 하중은 신호 증폭기(21)와 A/D 변환기(22)를 통하여 마이크로프로세서(23)에 저장되고 마이크로프로세서(23)는 부위별 측정에 따라 전자스위치(18)를 제어하고 임피던스측정회로(19)는 피검자의 인체 부위별 저항 혹은 임피던스를 측정한다. 측정된 하중과 임피던스는 증폭기(20, 21)와 A/D 변환기(22)를 통하여 마이크로프로세서(23)에 저장되고 마이크로프로세서(23)에 저장된 데이터를 이용하여 체중 중심의 전후좌우 편차를 시간에 따라 계산한다. 입력된 데이터, 즉 신장, 연령, 성별과 측정된 부위별 임피던스 값을 이용하여 부위별 인체 성분을 계산하고 필요에 따라 전신의 성분을 계산하고 결과를 표시화면(16)과 프린터(25)에 출력하는 것을 특징으로 한다. 특히, 본 발명은 부위별 인체성분 분석과 자세균형을 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.4 is another embodiment of a human component analysis device having a posture balance measurement function according to the present invention. Looking at the device components in the present invention in Figure 4 is the same as Figure 1 except for the four sensors for measuring the load. Looking at the measurement method according to the present invention in detail in Figure 4, the test subject is a power pole mounted on the load sensor (27, 28, 29, 30) installed in the front and rear left and right with both feet in the shoulder position in an upright position When (7, 8, 9, 10) is stepped on, holding the hand electrodes (3, 4, 5, 6) connected by flexible wires with both hands, the loads placed on the feet are four load sensors (27, 28). , 29, 30, wherein the four load sensors 27, 28, 29, 30 measure the load on each. The measured sensor load is stored in the microprocessor 23 through the signal amplifier 21 and the A / D converter 22, and the microprocessor 23 controls the electronic switch 18 according to the site-specific measurement and the impedance measuring circuit (19) measures the resistance or impedance of each part of the subject. The measured loads and impedances are stored in the microprocessor 23 through the amplifiers 20 and 21 and the A / D converter 22, and the data stored in the microprocessor 23 is used to calculate the front, rear, left and right deviations of the center of gravity in time. Calculate accordingly. Using the input data, namely height, age, gender, and measured impedance values for each part, the human body components are calculated for each part, and if necessary, the components of the whole body are calculated and the results are displayed on the display screen 16 and the printer 25. Characterized in that. In particular, the present invention provides an apparatus and method capable of measuring the analysis of body composition and postural balance for each part.
인체 부위별 임피던스를 측정하는 방법을 설명하면 우측 손바닥 전극(3)과 우측 앞발바닥 전극(7) 사이에 저주파수 정현파 교류 전류가 흐르도록 하고 이때 우측 엄지 전극(4)과 좌측 엄지 전극(6) 사이에서의 전압을 측정한다. 전자스위치(19)는 마이크로프로세서(23)의 제어로 이러한 연결을 해준다. 흘려준 전류와 측정된 전압 비율로부터 저주파수에서의 임피던스 Z ra 를 구한다. 같은 방법으로 고주파수 전류를 사용하여 고주파수에서도 임피던스 Z ra 를 구한다.A method of measuring impedance for each part of the human body will be described so that a low frequency sinusoidal alternating current flows between the right palm electrode 3 and the right forefoot electrode 7, and at this time, between the right thumb electrode 4 and the left thumb electrode 6. Measure the voltage at. The electronic switch 19 makes this connection under the control of the microprocessor 23. The impedance Z ra at low frequency is obtained from the flow rate and the measured voltage ratio. In the same way, the high-frequency current is used to find the impedance Z ra at high frequencies.
이와 유사한 방법으로, 우측 손바닥 전극(3)과 우측 앞발바닥 전극(7)사이에 저주파수 정현파 교류 전류를 흘리고, 이 때 좌측 엄지 전극(6)과 좌측 뒷발바닥 전극(10) 사이에서의 전압을 측정한다. 흘려준 전류와 전압 비율로부터 몸통에서의 임피던스 Z t 를 구한다. 고주파수에서도 임피던스 Z t 를구한다.In a similar manner, a low frequency sinusoidal alternating current flows between the right palm electrode 3 and the right forefoot electrode 7, at which time the voltage between the left thumb electrode 6 and the left forefoot electrode 10 is measured. do. Find the impedance Z t at the body from the current and voltage ratio. Find the impedance Z t even at high frequencies.
우측 손바닥 전극(3)과 우측 앞발바닥 전극(7) 사이에 저주파수 정현파 교류 전류를 흘리고, 이 때 우측 뒷발바닥 전극(8)과 좌측 뒷발바닥 전극(10) 사이에서의 전압을 측정한다. 흘려준 전류와 전압 비율로부터 오른다리의 임피던스 Z rl 을 구한다. 고주파수에서도 임피던스 Z rl 을 구한다.A low-frequency sine wave alternating current flows between the right palm electrode 3 and the right forefoot electrode 7, and at this time, the voltage between the right back plantar electrode 8 and the left back plantar electrode 10 is measured. Find the impedance Z rl of the right leg from the current and voltage ratio. Find the impedance Z rl even at high frequencies.
좌측 손바닥 전극(5)과 좌측 앞발바닥 전극(9) 사이에 저주파수 정현파 교류 전류를 흘리고, 이 때 우측 엄지 전극(4)과 좌측 엄지 전극(6) 사이에서의 전압을 측정한다. 흘려준 전류와 전압 비율로부터 왼팔에서의 임피던스 Z la 를 구한다. 고주파수에서도 임피던스 Z la 를 구한다.A low frequency sinusoidal alternating current flows between the left palm electrode 5 and the left forefoot electrode 9, and at this time, the voltage between the right thumb electrode 4 and the left thumb electrode 6 is measured. Find the impedance Z la at the left arm from the current and voltage ratios passed. Find the impedance Z la even at high frequencies.
좌측 손바닥 전극(5)과 좌측 앞발바닥 전극(9) 사이에 저주파수 정현파 교류 전류를 흘리고, 이 때 우측 뒷발바닥 전극(8)과 좌측 뒷발바닥 전극(10) 사이에서의 전압을 측정한다. 흘려준 전류와 전압 비율로부터 좌측 다리에서의 저주파수에서의 임피던스 Z ll 을 구한다. 고주파수에서도 임피던스 Z ll 을 구한다.A low frequency sinusoidal alternating current flows between the left palm electrode 5 and the left forefoot electrode 9, and at this time, the voltage between the right rear foot electrode 8 and the left rear foot electrode 10 is measured. The impedance Z ll at low frequency in the left leg is obtained from the flow current and voltage ratio. Find the impedance Z ll even at high frequencies.
이렇게 하여 측정을 완료하면 아래와 같이 연산하고 출력한다. 좌측 힘판과 우측 힘판에 부가된 하중 차이를 최대값, 평균값, 시간에 따른 차이로 표시한다.When the measurement is completed in this way, the calculation and output are as follows. The difference in loads applied to the left and right force plates is expressed as the maximum value, average value, and time difference.
SWAY max = W right - W left SWAY max = W right -W left
여기서 SWAY max 는 불균형의 최대치로 우측 하중(W right )과 좌측 하중(W left )의 차이의 최대치를 의미한다.Here, SWAY max is the maximum value of the imbalance, and means the maximum value of the difference between the right load W right and the left load W left .
SWAY mean = average W right - W left SWAY mean = average W right -W left
여기서 SWAY mean 은 평균값으로 시간대별로 측정된 불균형의 절대값의 평균값이다.Where SWAY mean is the average value, which is the average value of the absolute values of the imbalances measured for each time zone.
부위별 체수분량(Segmental Water, SW)은 아래와 같이 구한다.Segmental water (SW) for each site is calculated as follows.
SW ra = f (Ht, Wt, R lra , R hra ) ····· (Ⅰ)SW ra = f (Ht, Wt, R lra , R hra )
여기서 SW ra 는 오른팔에 있는 수분량으로 신장(Ht), 체중(Wt), 낮은 주파수에서 측정한 오른 팔의 전기 저항값(R lra ), 높은 주파수에서 측정한 오른팔의 전기 저항값(R hra )의 함수로 표시된다. 이와 유사하게 왼팔, 몸통, 오른다리, 왼다리에서도 측정할 수 있는데,Where SW ra is the amount of water in the right arm (Ht), weight (Wt), the electrical resistance of the right arm measured at low frequency (R lra ), and the electrical resistance of the right arm measured at high frequency (R hra ). It is represented by a function. Similarly, it can be measured on the left arm, torso, right leg, and left leg,
SW la = f (Ht, Wt, R lla , R hla )····· (Ⅱ)SW la = f (Ht, Wt, R lla , R hla )
SW t = f (Ht, Wt, R lt , R ht )····· (Ⅲ)SW t = f (Ht, Wt, R lt , R ht )
SW rl = f (Ht, Wt, R lrl , R hrl )·····(Ⅳ)SW rl = f (Ht, Wt, R lrl , R hrl )
SW ll = f (Ht, Wt, R lll , R hll )·····(Ⅴ)SW ll = f (Ht, Wt, R lll , R hll )
인체의 구성 성분 중에서 체지방은 수분의 함량이 극히 적기 때문에 체지방 내에 존재하는 수분의 양은 무시하며, 지방이외의 성분(FFM)은 약 73% 수분을 포함하기 때문에 부위별 근육량(Segmental Lean Body Mass, SLBM)은 하기 식(Ⅵ)으로 표시된다.Since body fat has very low moisture content among the constituents of the human body, the amount of moisture present in the body fat is ignored, and non-fat components (FFM) contain about 73% water, so segmental lean body mass (SLBM) Is represented by the following formula (VI).
SLBM = SW / 0.73·····(Ⅵ)SLBM = SW / 0.73
마이크로 프로세서(23)에서 연산이 완료되면 분석 결과를 표시화면(16)에 표시하거나 프린터(25)로 출력한다When the operation is completed in the microprocessor 23, the analysis result is displayed on the display screen 16 or output to the printer 25.
몸 전체에 포함되어 있는 전신의 체수분량(Total Body Water: TBW)은 각 부위별 수분량을 합한 것으로 하기 식(Ⅶ)과 같이 표시된다.The total body water (TBW) of the whole body contained in the whole body is the sum of the moisture content of each part and is expressed as in the following formula (Ⅶ).
TBW = C1Ht2/Zarm+ C2Ht2/Zleg+ C3Ht2/Ztrunk+ C4·····(Ⅶ)TBW = C 1 Ht 2 / Z arm + C 2 Ht 2 / Z leg + C 3 Ht 2 / Z trunk + C 4
여기서 C1, C2, C3및 C4는 식(Ⅶ)을 최선으로 만족시키는 상수이며, 회기식(Regression Method) 등으로 구한다.C 1 , C 2 , C 3 and C 4 are constants that satisfy the equation best, and are obtained by a regression method or the like.
제지방량(Fat Free Mass, FFM 혹은 Lean Body Mass, LBM)은 하기 식(Ⅷ)으로 표시된다.Fat free mass (Fat Free Mass, FFM or Lean Body Mass, LBM) is represented by the following equation.
FFM = TBW / 0.73 ·····(Ⅷ)FFM = TBW / 0.73
체지방의 양(FAT)은 체중에서 FFM을 뺀 값으로 하기 식(Ⅸ)으로 표시되며, 체지방율(Percent Body Fat :% BF)은 하기 식(Ⅹ)으로 표시된다.The amount of body fat (FAT) is obtained by subtracting FFM from body weight, and is represented by the following formula (Ⅸ), and the percentage of body fat (Percent Body Fat:% BF) is represented by the following formula (Ⅹ).
FAT = Wt - FFM ····· (Ⅸ)FAT = Wt-FFM
% BF =(Wt - FFM) × 100 / Wt ····· (Ⅹ)% BF = (Wt-FFM) × 100 / Wt
본 발명은 피검자의 체중중심이 벗어나는 자세동요(postural sway)를 측정하는 자세균형 시스템과 부위별 임피던스를 측정하여 체중의 무게중심 이동과 부위별 인체 성분량을 동시에 비교하기 위한 장치 및 방법을 제공하고, 이에 따라 피검자의 자세균형과 인체부위별 근육량을 동시에 측정하여 진단 및 치료에 신뢰성 높은 정보를 제공할 수 있는 효과를 가지고 있다.The present invention provides an apparatus and method for simultaneously comparing the weight-centered movement of the weight and the amount of human body components by site by measuring the postural sway (postural sway) of the subject's weight center deviation (postural sway) and measuring the impedance of each site, Accordingly, the postural balance of the subject and the muscle mass of each human body can be measured at the same time to provide reliable information for diagnosis and treatment.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Simple modifications or changes of the present invention can be easily carried out by those skilled in the art, and all such modifications or changes can be seen to be included in the scope of the present invention.
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