특허권

신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치 및 체지방 분해용 착용 장치

상품번호 2020022213021721
IPC 한국(KO) 등록
출원번호 1020170156348
등록번호 1019320710000
출원인 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단
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기술을 매수한 당사자는 거래금액의 전부 혹은 10퍼센트(%)를 당일 본원에 입금하여야 하며, 10% 나머지 잔금은 거래일로부터 2일 이내(거래일 익일)에 납부하여야 합니다. 만약 위 지정 기간내에 매수자가 입금하지 않으면 거래는 무효가 되며, 잔금도 기한내에 입금되지 않으면 매도자로 귀속됩니다. 이는 매도자의 기한의 이익상실을 보장함 입니다.

기술거래의 수수료는 기술의 이전 및 사업화 촉진에 관한 법률 시행규칙 산업통상자원부령 제48호 의거 기술이전 금액의 13퍼센트∼기술이전 금액의 17.5퍼센트로 되어있지만, 본 거래사이트에서는 매도‧매수인 각각 10%로 합니다.
이때 매수인의 매수금액(당사로 입금되는 금액)에서 수수료 각각10% 인 20%를 공제한 후 매도인에게 계좌이체를 하여야 합니다.
또한 권리이전(특허)비용은 기술양수인(매수자)부담이며 그 비용은 별도입니다.

 
본 발명은 신진대사를 측정하여 내장지방과 복부피하지방이 위치된 신체 부위별로 피하지방두께와 체성분 및 지방세포의 크기와 같은 신진대사를 검출한 후, 피하지방두께와 신진대사 변화량에 따라 신체부위별로 서로 다른 파장과 세기의 체지방분해용 광원의 세기와 파장을 가변하여 조사하는 것에 의해 내장지방과 복부피하지방을 선택 효율적으로 분해하는 것에 의해 지방감소의 효율을 현저히 향상시키는 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치 및 체지방 분해용 착용 장치를 제공한다.

명 세 서
청구범위
청구항 1
체성분측정용광원부(110)를 통해 신체의 일 부위에 피하지방의 두께와 신진대사 모니터링을 위한 다파장 체성분측정용 광을 조사한 후 신체내부 조직을 통과하면서 확산된 확산광을 광검출부(120)로 검출하여 피하지방의 두께와 체성분측정신호로 출력하는 체성분측정부(100);체지방분해용 광을 방출하는 체지방분해용광원부(200);제어부(500)로부터 입력되는 체지방분해용 광 조절신호에 따라 개별적인 체지방분해용다파장광원(210)들의 체지방분해용 광의 출력을 위한 다파장광원 구동전원들을 출력하는 체지방분해광파워제어부(400);상기 체지방분해광파워제어부(400)에서 출력되는 다파장광원 구동전원들을 각 체지방분해용다파장광원(210)들에전달하는 체지방분해신호스위칭부(300); 및상기 체성분측정부(100)의 체성분측정용광원부(110)로 체성분측정용 광의 출력 파장과 세기를 조절하는 체성분측정용 광 조절신호를 출력하고, 상기 체성분측정부(100)의 광검출부(120)에 의해 수신된 확산광신호를 이용하여 피하지방의 두께 및 체성분 분석을 수행한 후 신진대사 모니터링 정보를 생성하여 생성된 신진대사 모니터링정보에 따라 체지방분해용광원부(200)의 각 파장별 세기를 조절하는 체지방분해용 광 조절신호들을 상기 체지방분해광파워제어부(400)로 출력하고, 상기 신진대사 모니터링 정보를 컴퓨터 또는 휴대폰을 포함하는 무선 기기에 전달하기 위한 근거리무선통신부(700)에 전달하는 제어부(500);를 포함하여 구성되는 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치.
청구항 2
청구항 1에 있어서, 상기 신진대사 모니터링 정보는,상기 신체의 부위별 지방층두께, 산소결합 헤모글로빈량(HbO2), 산소 미결합 헤모글로빈량(HbR), 체수분량, Fat%, 지방세포의 크기 변화량 및 각 측정성분과 BMI(Body Mass Index)와의 관계값인 R 값 중 하나 이상을 포함하여 구성되는 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치.
청구항 3
청구항 1에 있어서, 상기 체성분측정부(100)는,각각의 파장과 세기를 가지는 체성분측정용 광들을 출력하는 다파장 다이오드 어레이 광원칩을 포함하여 구성되는 체성분측정용광원부(110);상기 체성분측정용광원부(110)를 구성하는 다파장 다이오드 어레이 광원칩의 각각의 다이오드들로 다파장광원구동전원을 출력하는 광드라이버부(140);상기 다파장광원 구동전원을 상기 다파장 다이오드 어레이 광원칩의 각각의 다이오드들로 입력되도록 스위칭하는 측정광원스위칭부(150);상기 다파장광원 구동전원에 변조 신호를 더하기 위해 상기 광드라이버부(140)에 특정 주파수의 변조 신호를 출력하고, 광검출부(120)와 체성분측정신호증폭부(160)를 통해 출력되는 체성분측정신호에서 상기 변조 신호 주파수와 일치하는 신호만 검출하도록 노이즈를 제거한 후 체성분측정신호의 세기를 상기 제어부(500)로 출력하는필터링 및 증폭부(130);상기 체성분측정용광원부(110)에서 조사되어 신체내부 조직을 통과하면서 확산된 확산광을 검출하여 상기 체성분측정신호로 출력하도록 기 설정된 간격으로 이격 배치되는 다수의 광센서들을 포함하는 광검출부(120);상기 광검출부(120)에서 출력된 상기 체성분측정신호를 증폭하여 출력하는 체성분측정신호증폭부(160); 및상기 체성분측정신호증폭부(160)에서 출력되는 상기 각 체성분측정신호를 상기 필터링 및 증폭부(130)로 출력하는 체성분측정신호스위칭부(170);를 포함하여 구성되는 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치.
청구항 4
청구항 1에 있어서, 상기 체지방분해용광원부(200)는,지방분해를 활성화하여 흡수를 촉진시키는 635∼680nm 파장의 광, 셀룰라이트를 완화시키는 920∼930nm 파장의광, 지방과 물에서 많이 흡수되는 930∼980nm 파장의 광, 피부노화를 줄여주는 805∼830nm 파장의 광을 조사할수 있도록 기능에 따라 파장이나 파장의 개수를 선택하여 구성될 수 있는 체지방분해용다파장광원(210)들의 어레이를 포함하여,상기 제어부(500)가 신체부위별 지방층두께, 신진대사 정보에 따라 생성한 체지방분해용 광 조절신호에 따라,체지방분해광파워제어부(400)가 출력하는 다파장광원 구동전원에 의해 상기 체지방분해용광원부(200)가 파장에따라 서로 다른 세기를 가지는 광을 조사하도록 구성되는 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치.
청구항 5

청구항 1에 있어서, 상기 제어부(500)는,상기 체성분측정부(100)의 상기 광검출부(120)에 구성된 광센서들(121, 122, 123)로부터 수신된 파장별 광 세기의 변화에 따라 기 설정된 지방두께 룩업테이블에 따라 피하지방의 두께를 산출하도록 구성되는 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치.
청구항 6
청구항 5에 있어서, 상기 제어부(500)는,상기 체성분측정부(100)의 상기 광검출부(120)에 구성된 광센서들(121, 122, 123)로부터 수신된 파장별 광 세기측정결과를 활용하여 다중거리 확산광 분광법에 따라 흡수계수 및 산란계수를 산출하고, 산출된 흡수계수를 이용하여 체성분량인 산소결합 헤모글로빈량(HbO2), 산소 미결합 헤모글로빈량(HbR), 체수분량, 지질(lipid)량을분석하도록 구성되는 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치.
청구항 7
청구항 6에 있어서, 상기 제어부(500)는,산출된 상기 산란계수를 기 설정된 지방세포크기 룩업테이블에 적용하여 지방세포의 크기를 분석하는 신진대사모니터링 기반 체지방 분해 장치.
청구항 8
청구항 6에 있어서, 상기 제어부(500)는,산출된 상기 각 체성분량(산소결합 헤모글로빈량, 산소 미결합 헤모글로빈량, 체수분량, 지질량) 외의 인체조직구성 성분을 포함하여 Fat %를 산출하고, BMI(Body Mass Index)와 Fat %의 관계값인 R 값을 산출하도록 구성되는 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치.
청구항 9
청구항 1에 있어서, 상기 체지방분해용광원부(200)는,지방분해를 활성화하여 흡수를 촉진시키는 635∼680nm 파장의 광, 셀룰라이트를 완화시키는 920∼930nm 파장의광, 지방과 물에서 많이 흡수되는 930∼980nm 파장의 광, 피부노화를 줄여주는 805∼830nm 파장의 광을 조사할 있도록 기능에 따라 파장이나 파장의 개수를 선택하여 구성될 수 있는 체지방분해용다파장광원(210)들의 어레이를 포함하여,상기 제어부(500)가 신체부위별 지방층두께, 복부피하지방의 크기 정보에 따라 신체부위별로 생성한 체지방분해용 광 조절신호에 따라 체지방분해광파워제어부(400)가 출력하는 다파장광원 구동전원들에 의해 개별적인 체지방분해용광원부(200)이 신체부위별로 서로 다른 파장과 세기를 가지는 광을 조사하도록 구성되는 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치.
청구항 10
청구항 1에 있어서, 제어부(500)는,상기 체성분측정부(100)를 제어하여 신체의 일 부위에 신진대사 모니터링을 위한 다파장 체성분측정용 광을 조사한 후 신체내부 조직을 통과하면서 확산된 확산광을 다중 거리에서 검출하여 초기 신진대사 모니터링 정보를생성하고,상기 신진대사 모니터링 정보를 이용하여 조사될 체지방분해용 광의 파장과 광의 세기를 결정하며,상기 체지방분해광파워제어부(400)을 제어하여 상기 체지방분해용광원부(200)를 통해 각각 설정된 파장과 세기를 가지는 체지방분해용 광을 조사하여 체지방을 분해하고,다시 신진대사를 모니터링하여 초기 신진대사 결과와 비교하는 신진대사 변화 측정을 수행하도록 구성되는 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치.
청구항 11
청구항 10에 있어서, 상기 제어부(500)는,체성분측정부(100)를 제어하여 체성분측정용 광을 체지방분해 대상 신체부위에 조사하고,체성분측정부(100)를 제어하여 상기 체지방분해 대상 신체부위의 내부 조직에서 확산된 확산광을 위치별로 다중거리 확산광 검출을 수행한 후 체성분측정신호로 변환하여 출력하며,상기 체성분측정신호를 분석하여 신체부위별 피하지방두께를 산출하고,상기 체성분측정신호를 확산광분광법에 적용하여 흡수계수와 산란계수를 산출하며,출된 흡수계수를 이용하여 산소결합 헤모글로빈량(HbO2), 산소 미결합 헤모글로빈량(HbR), 체수분량, 지질(lipid)량을 포함하는 체성분 분석정보를 생성하고,산출된 산란계수를 이용하여 지방세포의 크기를 산출하며,산출된 피하지방두께와 지방세포의 크기 정보를 이용하여 비만도(Fat %)와 R 값을 산출하여 비만도를 분석하도록 구성되는 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치.
청구항 12
광원을 조사하여 체지방을 제거하는 경우, 신체 부위별 피하지방두께와 지방세포의 크기를 검출하고, 신진대사의 변화를 모니터링하여 조사되는 광원의 세기와 파장을 내장지방 또는 복부피하지방에 따라 가변하여 조사하는것에 의해 내장지방과 복부피하지방을 제거할 수 있도록 하는 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치(1); 및상기 신진대사 모니터링 체지방 분해장치(1)의 양단에 연결되어 허리에 착용할 수 있도록 결합되는 벨트(b);를포함하여 구성되는 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해용 착용장치.
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은 체지방을 분해시키는 광을 이용한 체지방 감소 기술과 모니터링에 [0001] 관한 것으로서, 더욱 상세하게는,NIR-VIS(Near Infrared-Visible) 대역의 광을 사용하여 복부피하지방의 두께와 신진대사를 측정한 후, 피하지방두께와 신진대사에 따라 서로 다른 파장과 세기의 체지방분해용 광을 조사하여 체지방을 분해하고, 체지방을 분해하면서 다시 피하지방두께와 신진대사를 측정하여 이의 변화를 산출하는 것에 의해 내장지방과 복부피하지방을 선택 효율적으로 제거하는 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치, 체지방 분해용 착용 장치에 관한 것이다.
배 경 기 술
[0002] 비만은 고혈압, 뇌출혈, 심장질환, 호흡곤란, 암 등의 발병 위험을 증가시키는 중요한 인자로 산업화와 더불어전 세계적으로 비만인구는 증가 추세이다. 이에 따라 비만의 예방이나 치료를 위하여 많은 사람들이 다양한 운동을 수행하고 있으나, 운동 시간을 할애할 수 없는 경우에는 보조식품을 섭취하거나 보조기구를 착용하여 체지방을 분해하는 노력들이 병행되고 있다.
[0003] 이러한 체지방 제거를 위한 보조기구의 일예로는, 대한민국 등록특허 제10-1744195호의 체지방을 분해하는 광원을 신체부위에 조사하면서 진동을 인가하는 것에 의해 광원에 의해 분해된 체지방의 분해를 촉진시켜 운동을 수행함이 없이 착용하는 것만으로 체지방을 제거할 수 있도록 하는 체지방 제거를 위한 웨어러블 장치를시한다.
[0004] 그러나 상술한 종래기술의 경우 서로 다른 파장을 가진 두 개의 광원을 각각 배치하여 사용하는 구조이며 사용자의 체지방을 측정할 수 있지만, 측정된 체지방의 정보를 반영하여 장치의 동작을 조정하거나 광의 세기를 조절하는 등의 기능이 없으므로 피하지방이 두꺼운 사용자의 경우에는 광이 깊은 피하지방 또는 내장지방에 까지도달하지 못하는 문제점을 가진다. 또한 피하지방보다는 내장지방의 관리가 필요한 경우에도 조정이불가능하다.
[0005] 최근 연구에 의하면, 조절되지 않은 광의 세기는 인체의 신진대사를 증가시켜 내장지방은 감소시키지만, 복부피하지방의 경우에는 오히려 증가시키는 등 문제를 야기할 수 있다는 것이 보고되고 있다.
[0006] 즉, 저출력 레이저 요법(LLLT: Low Level Laser Therapy)에 주로 사용되는 광원의 파장은 635nm와 830nm로서,저출력 광을 조사하여 열 효과와 함께 순환 증진, 신진대사 증진, 혈관 확장을 가져오고, 이를 통해 통증 또는상처 치료를 수행하게 되는데, 이때 피하지방의 콜라겐의 활성화를 통해 복부피하지방의 두께가 증가하게 되는제점을 가진다.
선행기술문헌
특허문헌
[0007] (특허문헌 0001) 대한민국 등록특허 제10-1744195호
발명의 내용
해결하려는 과제
[0008] 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광원을 조사하여 체지방을 제거하는 경우, 신체 부위별 피하지방두께와 신진대사를 측정하고, 피하지방 또는 내장지방의 감소 목표에 따라 광원의 세기와 파장을 가변하여 조사하는 것에 의해 내장지방과 복부피하지방을 선택 효율적으로 제거할 수 있도록 하는 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치 및 체지방 분해용 착용 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 신진대사 모니터링 정보는 다중거리 확산광 분광법을 사용하며, HbO2, HbR, 체수분, 지질 등의 체성분과 지방세포의 크기,at %, 그리고 BMI (Body Mass Index)와의 관계값 (R)이 될 수 있다.
과제의 해결 수단
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 신진대사 모니터링 [0009] 기반 체지방 분해 장치(1)는,
[0010] 체성분측정용광원부(110)를 통해 신체의 일 부위에 피하지방의 두께와 신진대사 모니터링을 위한 다파장 체성분측정용 광을 조사한 후 신체내부 조직을 통과하면서 확산된 확산광을 광검출부(120)로 검출하여 피하지방의 두께와 체성분측정신호로 출력하는 체성분측정부(100);
[0011] 체지방분해용 광을 방출하는 체지방분해용광원부(200);
[0012] 제어부(500)로부터 입력되는 체지방분해용 광 조절신호에 따라 개별적인 체지방분해용다파장광원(210)들의 체지방분해용 광의 출력을 위한 다파장광원 구동전원들을 출력하는 체지방분해광파워제어부(400);
[0013] 상기 체지방분해광파워제어부(400)에서 출력되는 다파장광원 구동전원들을 각 체지방분해용다파장광원(210)들에전달하는 체지방분해신호스위칭부(300);
[0014] 상기 체성분측정부(100)의 체성분측정용광원부(110)로 체성분측정용 광의 출력 파장과 세기를 조절하는 체성분측정용 광 조절신호를 출력하고, 상기 체성분측정부(100)의 광검출부(120)에 의해 수신된 확산광신호를 이용하여 피하지방의 두께 및 체성분 분석을 수행한 후 신진대사 모니터링 정보를 생성하여 생성된 신진대사 모니터링정보에 따라 체지방분해용광원부(200)의 각 파장별 세기를 조절하는 체지방분해용 광 조절신호들을 상기 광파워제어부(500)로 출력하고, 상기 신진대사 모니터링 정보를 컴퓨터 또는 휴대폰 등의 무선 기기에 전달하기 위한근거리무선통신부(700)에 전달하는 제어부(500);
[0015] 상기 체지방 분해 장치(1)에 필요한 전원을 공급하고 배터리를 충전하기 위한 전원부(600); 및
[0016] 상기 체지방 분해 장치(1)들을 다수의 섹션으로 구성할 경우 연결을 위해 필요한 커넥터(800);를 포함하여 구성될 수 있다.
[0017] 상기 체성분측정부(100)는,
[0018] 각각의 파장과 세기를 가지는 체성분측정용 광들을 출력하는 다파장 다이오드 어레이 광원칩을 포함하여 구성되는 체성분측정용광원부(110);
[0019] 상기 체성분측정용광원부(110)를 구성하는 다파장 다이오드 어레이 광원칩의 각각의 다이오드들로 다파장광원구동전원을 출력하는 광드라이버부(140);

[0020] 상기 다파장광원 구동전원을 상기 다파장 다이오드 어레이 광원칩의 각각의 다이오드들로 입력되도록 스위칭하는 측정광원스위칭부(150);
[0021] 상기 다파장광원 구동전원에 변조 신호를 더하기 위해 상기 광드라이버부(140)에 특정 주파수의 변조 신호를 출력하고, 광검출부(120)와 체성분측정신호증폭부(160)를 통해 출력되는 체성분측정신호에서 상기 변조 신호 주파수와 일치하는 신호만 검출하도록 노이즈를 제거한 후 체성분측정신호의 세기를 상기 제어부(500)로 출력하는필터링 및 증폭부(130);
[0022] 상기 체성분측정용광원부(110)에서 조사되어 신체내부 조직을 통과하면서 확산된 확산광을 검출하여 상기 체성분측정신호로 출력하도록 기 설정된 간격으로 이격 배치되는 다수의 광센서들을 포함하는 광검출부(120);

[0023] 상기 광검출부(120)에서 출력된 상기 체성분측정신호를 증폭하여 출력하는 체성분측정신호증폭부(160); 및

[0024] 상기 체성분측정신호증폭부(160)에서 출력되는 상기 각 체성분측정신호를 상기 필터링 및 증폭부(130)로 출력하는 체성분측정신호스위칭부(170);를 포함하여 구성될 수 있다.
[0025] 상기 신진대사 모니터링 정보는,
[0026] 상기 신체의 부위별 지방층두께, 산소결합 헤모글로빈량(HbO2), 산소 미결합 헤모글로빈량(HbR), 체수분량, Fat%, 지방세포의 크기 변화량 및 각 측정성분과 BMI(Body Mass Index)와의 관계값인 R 값 중 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다.
[0027] 상기 체지방분해용광원부(200)는,
[0028] 지방분해를 활성화하여 흡수를 촉진시키는 635∼680nm 파장의 광, 셀룰라이트를 완화시키는 920∼930nm 파장의광, 지방과 물에서 많이 흡수되는 930∼980nm 파장의 광, 피부노화를 줄여주는 805∼830nm 파장의 광 등을 조사할 수 있도록 기능에 따라 파장이나 파장의 개수를 선택하여 구성될 수 있는 체지방분해용다파장광원(210)들의레이를 포함하여,상기 제어부(500)가 상기 신체부위별 지방층두께, 신진대사 정보에 따라 생성한 [0029] 체지방분해용 광 조절신호에 따라, 광파워제어부(500)가 출력하는 다파장광원 구동전원에 의해 상기 체지방분해용광원부(200)가 파장에 따라서로 다른 세기를 가지는 광을 조사하도록 구성될 수 있다.
[0030] 상기 제어부(500)는,
[0031] 상기 체성분측정부(100)를 제어하여 신체의 일 부위에 신진대사 모니터링을 위한 다파장 체성분측정용 광을 조사한 후 신체내부 조직을 통과하면서 확산된 확산광을 다중 거리에서 검출하여 초기 신진대사 모니터링 정보를생성하고,
[0032] 상기 신진대사 모니터링 정보를 이용하여 조사될 체지방분해용 광의 파장과 광의 세기를 결정하며,
[0033] 상기 체지방분해광파워제어부(400)을 제어하여 상기 체지방분해용광원부(200)를 통해 각각 설정된 파장과 세기를 가지는 체지방분해용 광을 조사하여 체지방을 분해하고,
[0034] 다시 신진대사를 모니터링하여 초기 신진대사 결과와 비교하는 신진대사 변화 측정을 수행하도록 구성될 수 있다.
[0035] 상기 제어부(500)는,
[0036] 체성분측정부(100)를 제어하여 체성분측정용 광을 체지방분해 대상 신체부위에 조사하고,
[0037] 체성분측정부(100)를 제어하여 상기 체지방분해 대상 신체부위의 내부 조직에서 확산된 확산광을 위치별로 다중거리 확산광 검출을 수행한 후 체성분측정신호로 변환하여 출력하며,
[0038] 상기 체성분측정신호를 분석하여 신체부위별 피하지방두께를 산출하고,
[0039] 상기 체성분측정신호를 확산광분광법에 적용하여 흡수계수와 산란계수를 산출하며,
[0040] 산출된 흡수계수를 이용하여 산소결합 헤모글로빈량(HbO2), 산소 미결합 헤모글로빈량(HbR), 체수분량, 지질(lipid)량을 포함하는 체성분 분석정보를 생성하고,
[0041] 산출된 산란계수를 이용하여 지방세포의 크기를 산출하며,
[0042] 산출된 피하지방두께와 지방세포의 크기 정보를 이용하여 비만도(Fat %)와 R 값을 산출하여 비만도를 분석하도록 구성될 수도 있다.

[0043] 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 착용 장치(w)는,[0044] 광원을 조사하여 체지방을 제거하는 경우, 신체 부위별 피하지방두께와 신진대사의 변화를 모니터링하여 조사되는 광원의 세기와 파장을 내장지방 또는 복부피하지방에 따라 가변하여 조사하는 것에 의해 내장지방과 복부피하지방을 선택 효율적으로 제거할 수 있도록 하고, 서로 연결되어 다수의 섹션으로 구성할 수 있는 신진대사 모니터링 기반의 체지방 분해 장치(1);
[0045] 상기 체지방 분해장치(1)의 양단에 연결되어 허리에 착용할 수 있도록 결합되는 벨트(b);를 포함하여 구성될 수있다.
발명의 효과
[0046] 상술한 구성의 본 발명은, 체지방분해용 광을 조사하여 체지방을 감량하는 경우, 신진대사를 측정하여 내장지방과 복부피하지방이 위치된 신체 부위별로 피하지방두께와 체성분 및 지방세포의 크기와 같은 신진대사율을 검출한 후, 피하지방두께와 산출된 신진대사율에 따라 신체부위별로 서로 다른 파장과 세기의 체지방분해용 광을 가변하여 조사하는 것에 의해 내장지방과 복부피하지방을 선택 효율적으로 분해시키는 것에 의해 지방감소의 효율성을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.
도면의 간단한 설명
[0047] 도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치(1)의 구성도.
도 2는 도 1의 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치(1)의 회로 기능을 포함하는 기능 블록 구성도.
도 3은 도 1의 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치(1)들을 다수의 섹션으로 구성한 후 허리에 착용할 수있도록 제작된 체지방 분해용 착용장치(w)를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
도 5는 도 4의 초기신진대사측정과정(S200) 및 신진대사 변화 측정과정(S500)의 상세 처리과정을 나타내는 순서도.
도 6은 도 5의 처리과정 중 체성분측정용 광 조사과정(S210)과 다중거리확산광측정과정(S220)을 나타내는 도면.
도 7은 체지방분해용 광의 세기와 광의 펄스 폭 사이의 관계를 나타내는 그래프.
도 8은 지방의 광 파장에 따른 흡수계수를 나타내는 그래프.
도 9는 물의 광 파장에 따른 흡수계수를 나타내는 그래프.
도 10은 흡수 계수를 물과 지방의 분포로 나타내는 그래프.
도 11은 파장별 체성분들의 흡수 계수를 나타내는 그래프.
도 12는 지방층 두께 측정 결과의 비교 예를 나타내는 도면.
도 13은 비만도 분석 결과로서의 R 값 산출을 위한 Fat % 대 신체질량지수(BMI)의 관계를 나타내는 그래프.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 [0048] 구체적인 설명이 본 발명의 요지를불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
[0049] 본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 단어 "예시적인" 은 "예로서, 일례로서, 또는 예증으로서 역할을 한다."라는 것을 의미하기 위해 이용된다. "예시적"으로서본 명세서에서 설명된 임의의 양태들은 다른 양태들에 비해 반드시 선호되거나 또는 유리하다는 것으로서 해석되어야 하는 것만은 아니다.
[0050] 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도마찬가지로 해석되어야 한다.
[0051] 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서,"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
[0052] 이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
[0053] 도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치(1)의 구성도이고, 도 2는 상기 체지방 분해 장치(1)를 회로 기능을 포함하는 기능 블록도이며, 제어부(500)을 포함하고 부가적으로 근거리무선통신부(700), 전원부(600), 체지방분해광파워제어부(400)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
[0054] 도 1과 같이, 상기 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치(1)(이하, '체지방 분해 장치(1)'라 함)는 크게 체성분측정부(100), 체지방분해용광원부(200)의 체지방분분해용다파장광원(210)들 및 다수의 섹션으로 구성에 필요한 연결 커넥터(800)를 포함하여 구성될 수 있다.
[0055] 도 2와 같이, 상기 체성분측정부(100)는 필터링 및 증폭부(130), 광드라이버부(140), 측정광원스위칭부(150),체성분측정용광원부(110), 광검출부(120) 및 체성분측정신호증폭부(160)를 포함하며, 상기 체성분측정용광원부(110)를 통해 신체의 일 부위에 신진대사 모니터링을 위한 다파장 체성분측정용 광을 조사한 후 신체내부 조직을 통과하면서 확산된 확산광을 검출하여 체성분측정신호로 출력하는 기능을 수행하도록 구성된다.
상기 필터링 및 증폭부(130)는 제어부(500)에서 인가되는 체성분측정 시작 [0056] 신호에 따라 특정주파수의 변조 신호를 출력하여 상기 광드라이버부(140)에 전달하고, 광검출부(120)에서 검출되어 체성분측정신호증폭부(160)를 통해 증폭된 체성분측정신호를 수신한 후 상기 변조 주파수와 동일한 신호만을 선택하고 노이즈를 제거한 후 증폭하여 제어부(500)로 출력하도록 구성된다. 상술한 기능을 수행하는 필터링 및 증폭부(130)는 락인증폭기(LockinAmplifier) 등으로 구성될 수 있다.
[0057] 상기 광드라이버부(140)는 필터링 및 증폭부(110)에서 증폭되어 입력된 체성분측정용 광 조절신호에 따라 체성분측정용광원부(110)를 구성하는 다파장 다이오드 어레이 광원의 각각의 다이오드들로 다파장 다이오드 구동전원들을 출력하도록 구성된다.
[0058] 상기 측정광원스위칭부(150)는 광드라이버부(140)로부터 입력된 다수의 다파장 다이오드 구동전원들이 목적하는다이오드들로 인가되도록 하는 스위칭을 수행하도록 구성된다. 상술한 구성의 상기 측정광원스위칭부(150)는 다중화기(MUX) 또는 다수의 트랜지스터 등의 스위치소자를 구비한 스위치로 구성될 수 있다.
[0059] 상기 체성분측정용광원부(110)는 상기 다파장 다이오드 구동전원들에 따라 선택된 파장과 세기를 가지는 체성분측정용 광들을 출력하는 다파장 다이오드 어레이 광원을 포함하여 구성된다. 이때, 다파장 다이오드 어레이 광원을 통해 출력되는 체성분측정용 광은 NIR-VIS(Near Infrared-Visible) 대역의 다수의 파장별 광을 포함한다.
[0060] 상술한 바와 같은 다파장 광을 출력하는 상기 다파장 다이오드 어레이 광원칩은, FP(Fabry-Perot), VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser), DFB(Distributed Feedback), LED 형태의 다이오드를 다수의 다파장을 방출할 수 있도록 패키징하여 구성될 수 있으며, VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 또는LED와 같이 다이(die) 형태의 각 파장별 광원을 표면실장 형태의 패키징 칩 등으로 구성될 수 있다.
[0061] 상기 광검출부(120)는 상기 체성분측정용광원부(110)에서 조사되어 신체내부 조직을 통과하면서 확산된 확산광을 검출하여 체성분측정신호로 변환하여 출력하도록 기 설정된 간격으로 이격 배치되는 다수의 광센서들(121,122, 123)을 포함하여 구성된다.
[0062] 상기 체성분측정신호증폭부(160)는 상기 광검출부(120)에서 출력된 상기 체성분측정신호를 증폭하여 상기 체성분측정신호스위칭부(170)로 출력하는 증폭기(Amplifier)들로 구성된다.
[0063] 상기 체지방분해광파워제어부(400)는 제어부(500)로부터 입력되는 체지방분해용 광 조절신호에 따라 체지방분해용광원부(200)의 체지방분해용 광의 출력을 위한 다파장광원 구동전원들을 출력하도록 구성된다. 상기 다파장광원 구동전원들은 체지방분해신호스위칭부(300)를 통해 각 체지방분해용다파장광원(210)들로 출력된다.
[0064] 상기 체지방분해용광원부(200)는 체지방분해용다파장광원(210)들의 어레이로 구성되고, 상기 체지방 분해 장치(1)들을 다수의 섹션으로 구성할 경우 상기 다파장광원 구동전원들을 체지방분해용광원부(200) 별로 선택적으로출력하여 신체 부위별로 서로 다른 파장과 세기를 가지는 체지방분해용 광들을 조사하도록 구성된다. 구체적으로, 상기 체지방분해용광원부(200)는 지방분해를 활성화하여 흡수를 촉진시키는 635∼680nm 파장의 광, 셀룰라이트를 완화시키는 920∼930nm 파장의 광, 지방과 물에서 많이 흡수되는 930∼980nm 파장의 광, 피부노화를 줄여주는 805∼830nm 파장의 광 등을 조사할 수 있도록 기능에 따라 파장이나 파장의 개수를 선택하여 구성될 수있는 체지방분해용다파장광원(210)들의 어레이를 포함한다. 상술한 구성을 가지는 체지방분해용광원부(200)는제어부(500)가 신체부위별 지방층두께, 신진대사 정보에 따라 신체부위별로 생성한 체지방분해 용 광 조절신호에 따라 체지방분해광파워제어부(400)가 출력하는 다파장광원 구동전원들에 의해 체지방분해용광원부(200)들이신체부위별로 서로 다른 파장과 세기를 가지는 광을 조사하도록 구성된다.
[0065] 상기 체지방분해용광원부(200) 또한 FP(Fabry-Perot), VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser),DFB(Distributed Feedback), LED 형태의 다이오드를 다수의 다파장을 방출할 수 있도록 패키징하여 구성될 수있으며, VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 또는 LED와 같이 다이(die) 형태의 각 파장별 광원을표면실장 형태의 패키징 칩 등으로 구성될 수 있다.
[0066] 상술한 체성분측정용 광원부(110)와 상기 체지방분해용광원부(200)는 다수의 파장과 서로 다른 세기를 가지는다파장 광을 선택적으로 출력하도록 구성된다.
[0067] 상기 제어부(500)는 체성분측정부(100)를 이용한 신진대사측정과 체지방분해용광원부(200)에 의한 체지방분해의수행을 제어하도록 하기 위해, 상기 체성분측정부(100)의 체성분측정용광원부(110)로 체성분측정용 광의 출력파장과 세기를 조절하는 체성분측정용 광 조절신호를 출력하고, 상기 체성분측정부(100)로부터 수신된 체성분측정신호를 이용하여 체성분 분석을 수행한 후 신진대사 모니터링 정보를 생성하고, 생성된 신진대사 모니터링 정보에 따라 체지방분해용광원부(200)를 구성하는 상기 체지방분해용다파장광원(310)들의 파장과 세기를 조절하는체지방분해용 광 조절신호들을 상기 체지방분해광파워제어부(400)로 출력하도록 구성된다.
여기서 체지방분해용 광 조절신호는 신체부위별로 체지방의 두께, 복부피하지방의 [0068] 지방세포의 크기 등에 따라내장지방의 흡수를 촉진시키는 635∼680nm 파장의 광과, 복부피하지방에 흡수되어 지방분해의 활성화를 촉진시키는 920∼930nm 파장의 광을 신체부위별로 지방분해에 적합한 크기를 가지고 출력되도록 하는 신호이다.
[0069] 그리고 신진대사 모니터링 정보는 신체의 부위별 피하지방두께, 지방세포크기, 산소결합 헤모글로빈량(HbO2),산소 미결합 헤모글로빈량(HbR), 체수분량, 지질(lipid)량, Fat %, R 값 중 하나 이상을 포함한다.

[0070] 도 3은 도 1의 체지방 분해 장치(1)들을 다수의 섹션으로 구성한 후 허리에 착용할 수 있도록 제작된 체지방분해용 착용장치(w)를 나타내는 도면이다.
[0071] 도 3과 같이, 본 발명의 체지방 분해 장치(1)는 광원을 조사하여 체지방을 제거하는 경우, 신체 부위별 피하지방두께와 지방세포의 크기를 검출하고, 신진대사의 변화를 모니터링하여 조사되는 광원의 세기와 파장을 내장지방 또는 복부피하지방에 따라 가변하여 조사하는 것에 의해 내장지방과 복부피하지방을 효율적으로 제거할 수있도록 상기 체지방 분해 장치(1)들이 다수의 섹션을 이루며 부착되는 패드(p) 및 상기 신진대사 모니터링 체지방 분해장치(1)의 양단에 연결되어 허리에 착용할 수 있도록 결합되는 벨트(b)를 포함하는 체지방 분해용 착용장치(w)로 제작될 수 있다.
[0072]
[0073] 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 방법(이하, '체지방 분해 방법'이라함)의 처리과정을 나타내는 순서도이고, 도 5는 도 4의 초기신진대사측정과정(S200) 및 신진대사 변화 측정과정(S500)의 상세 처리과정을 나타내는 순서도이다.
[0074] 도 4와 같이, 체성분측정부(100), 체지방분해광파워제어부(400), 체지방분해용광원부(200) 및 제어부(500)을 포함하여 구성되는 체지방 분해 장치(1)에 의한 체지방 분해 방법은 지방분해목표 선택과정(S100), 초기신진대사측정과정(S200), 광원 파장별 세기 설정과정(S300), 체지방분해 광 조사과정(S400) 및 신진대사 변화 측정과정(S500)을 포함하여 이루어진다.
[0075] 구체적으로, 사용자는 주 분해 목표를 피하지방 또는 내장지방으로 선택할 수 있는 지방분해목표 선택과정(S100)을 수행한다.
[0076] 이후, 제어부(500)는 체성분측정부(100)를 제어하여 신체의 일 부위에 신진대사 모니터링을 위한 다파장 체성분측정용 광을 조사한 후 신체내부 조직을 통과하면서 확산된 확산광을 검출하여 초기 신진대사 모니터링 정보를생성하는 초기신진대사측정과정(S200)을 수행한다.
[0077] 도 5와 같이, 상술한 과정을 수행하는 초기신진대사측정과정(S200)은 체성분측정용 광 조사과정(S210), 다중거리 확산광 측정과정(S220), 피하지방두께산출과정(S230), 흡수계수 및 산란계수 산출과정(S240), 체성분 분석과정(S250), 지방세포크기분석과정(S260), 비만도분석과정(S270)을 포함한다.
[0078] 이를 순차적으로 설명하면, 제어부(500)가 체성분측정부(100)를 제어하여 체성분측정용 광을 체지방분해 대상신체부위에 조사하는 체성분측정용 광 조사과정(S210)을 수행한다.
[0079] 이 후, 제어부(500)가 체성분측정부(100)를 제어하여 체지방분해 대상 신체부위의 내부 조직에서 확산된 확산광을 위치별로 다중거리 확산광 검출을 수행한 후, 광검출부(120), 체성분측정신호증폭부(160), 체성분측정신호스위칭부(170)를 통해 체성분측정신호로 변환하여 출력되는 신호를 측정하여 다중거리 확산광 검출과정(S220)을수행한다.
[0080] 도 6은 광조사과정(S210)과 다중거리확산광검출과정(S220)을 나타내는 도면이다.
[0081] 다음으로, 제어부(500)는 필터링 및 증폭부(110)를 통해 입력된 체성분측정신호를 분석하여 신체부위별 피하지방두께를 산출하는 피하지방두께산출과정(S230)을 수행한다. 상기 피하지방두게산출과정(S230)은 성분측정부(100)의 상기 광검출부(120)에 구성된 광센서들(121, 122, 123)로부터 수신된 파장별 광 세기의 변화에 따라 기설정된 지방두께 룩업테이블(scale factor만으로 구성될 수 있음)에 따라 피하지방의 두께를 산출한다.
신체부위별 피하지방 두께가 산출된 후에는 제어부(500)가 체성분측정신호를 [0082] 다중거리 확산광분광법에 적용하여흡수계수와 산란계수를 산출하는 흡수계수 및 산란계수 산출과정(S240)을 수행한다. 도 8은 지방 흡수계수를 나타내는 그래프이고, 도 9은 물 흡수계수를 나타내는 그래프이고, 도 10은 흡수 계수를 물과 지방의 분포로 나타내는 그래프이며, 도 11는 파장별 체성분들의 흡수 계수를 나타내는 그래프이다.
[0083] 흡수계수 및 산란계수가 산출된 후에 제어부(500)는 산출된 흡수계수를 이용하여 산소 결합 헤모글로빈 량, 산소 미결합 헤모글로빈 양, 수분량, 지질량을 포함하는 생리학적정보를 생성하는 체성분분석과정(S250)을 수행한다.
[0084] 다음으로, 제어부(500)가 산출된 산란계수를 이용하여 지방세포의 크기를 산출하는 지방세포크기분석과정(S260)을 수행한다. 상기 지방세포크기 분석과정(S160)은, 상기 제어부(500)가 흡수계수 및 산란계수 산출과정(S140)에서 산출된 산란계수에 따라 기 설정된 지방세포크기 룩업테이블(scaled factor 만으로도 구성될 수 있음)에 따라 지방세포의 크기를 분석하는 과정일 수 있다.
[0085] 이 후, 제어부(500)가 산출된 각 체성분량(산소결합 헤모글로빈량, 산소 미결합 헤모글로빈량, 체수분량, 지질량) 외에 인체조직 구성 성분을 포함하여 Fat %를 산출할 수 있으며, 일례로 BMI(Body Mass Index)와 Fat %의관계값인 R 값을 산출하여 비만도를 분석하는 비만도분석과정(S270)을 수행한다. 도 12은 지방층 두께 측정 결과의 비교 예를 나타내는 도면이고, 도 13은 비만도 분석 결과로서의 R 값 산출을 위한 Fat % 대 신체질량지수(BMI)의 관계를 나타내는 그래프로서, Fat %, R 값 및 BMI로 표현되는 비만도가 분석된다.
[0086] 상술한 초기신진대사측정과정(S200)의 수행에 의해, 제어부(500)는 신체의 부위별 지방층두께, 지방세포크기,산소결합 헤모글로빈량(HbO2), 산소 미결합 헤모글로빈량(HbR), 체수분량, 지질(lipid)량, Fat % 또는 R 값 중하나 이상을 포함하는 신진대사 모니터링 정보를 생성하게 되며, 생성된 신진대사 모니터링 정보에 따라 신체부위별로 체지방 또는 복부피하지방의 제거를 위한 서로 다른 파장 및 세기를 가지는 다파장광을 출력하도록 하는 체지방분해용 광 조절 신호를 생성하여 체지방분해광파워제어부(400)로 출력하게 된다. 그리고 생성된 신진대사 모니터링 정보를 저장하여 신진대사 변화의 기준 정보로 사용한다.
[0087] 다시, 도 4를 참조하여 설명하면, 상술한 초기신진대사측정과정(S200)이 수행된 후에는, 제어부(500)는 상기 신진대사 모니터링 정보를 이용하여 신체부위별로 조사될 체지방분해용 광의 파장을 결정하는 광원파장별 세기 설정과정(S300)을 수행한다. 도 7은 체지방분해용 광의 세기와 광의 펄스 폭 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
체지방분해용 광의 세기는 도 7을 참조하여 설명하면, 도 7의 (a)는 낮은 세기의 광을 연속적으로 출력하고, 도7의 (b)는 더 높은 세기의 광을 펄스 형태로 T시간 동안 tp1 시간만큼 짧은 시간 동안 출력하는 것을 반복하고,도 7의 (c)는 도 7의 (b)의 펄스보다 더 짧은 시간 동안 광을 출려하면서 더 높은 세기의 광을 출력하는 것을보여주는 그래프이다. 일예로 피하지방의 두께가 얇으며 피하지방의 분해를 시행하는 경우에는 도 7의 (a)와 같은 형태의 체지방분해용 광을 출력하는 것이 좋으며, 피하지방의 두께가 두꺼울수록 또는 내장지방의 분해를 시행하는 경우에는 광이 깊이 도달할 수 있도록 도 7의 (c)와 같은 형태의 체지방분해용 광을 출력하는 것이 좋은효과를 나타낸다. 체지방분해용 광의 펄스폭을 좁게 하면 높은 세기의 광을 출력하여 복부의 깊은 부분까지 광이 도달하게 하면서 평균적인 광의 세기는 도 7의 (a)와 동일하게 유지할 수 있으므로 광의 높은 세기로 인한위험을 없앨 수 있다.
[0088] 이 후, 제어부(500)는 체지방분해광파워제어부(400)를 제어하여 체지방분해용광원부(200)를 통해 각각의 신체부위별로 설정된 파장과 세기를 가지는 체지방분해용 광을 조사하여 체지방을 분해하는 체지방분해 광 조사과정(S400)을 수행한다.
[0089] 마지막으로, 제어부(500)는 체지방분해 광 조사과정(S400)의 수행 후 상기 체성분측정부(100)를 제어하여 체지방분해용 광이 조사되는 신체부위별 신진대사를 측정하는 신진대사 변화 측정과정(S500)을 수행한다. 이때의 신진대사 측정과정은 초기신진대사측정과정(S200)과 동일한 과정으로 수행된 후 신진대사 모니터링 정보를 생성하여 초기신진대사 결과와 비교할 수 있다.
[0090] 상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
부호의 설명
[0091] 1: 신진대사 모니터링 기반 체지방 분해 장치, 100: 체성분측정부, 110: 체성분측정용광원부, 120: 광검출부,【심사관 직권보정사항】
【직권보정 1】
【보정항목】청구범위
【보정세부항목】청구항 제4항
【변경전】
신진대사 모니티링 기반
【변경후】
신진대사 모니터링 기반 

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