초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
현재 헬스케어에 광범위하게 활용되고 있는 간편하고 비침습적인 인체 임피던스 (body impedance) 또는 생체전기임피던스분석법(BIA: Bioelectrical Impedance Analysis)을 실험실에서 광범위한 주파수 범위에서 측정하고 양상을 분석하여, 보다 유용한 헬스케어와 의료진단기술로 개발될 수 있는 원천적 지식과 기술을 확보하는 것임.

○ 전체 내용
- IRB승인연구를 1/2/3차 수행하여 총 500여명의 인체임피던스 데이터와 177명의 3D스

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
현재 헬스케어에 광범위하게 활용되고 있는 간편하고 비침습적인 인체 임피던스 (body impedance) 또는 생체전기임피던스분석법(BIA: Bioelectrical Impedance Analysis)을 실험실에서 광범위한 주파수 범위에서 측정하고 양상을 분석하여, 보다 유용한 헬스케어와 의료진단기술로 개발될 수 있는 원천적 지식과 기술을 확보하는 것임.

○ 전체 내용
- IRB승인연구를 1/2/3차 수행하여 총 500여명의 인체임피던스 데이터와 177명의 3D스캔데이터를 확보함. 3D스캔은 인체부분임피던스와 를 구체적인 형상계수와 연계할 수 있음. 상용BIA 와 상용3D스캔의 체성분분석결과를 확보하여 인체임피던스모델 패러미터의 물리적의미를 연계할 수 있게 함.
- 상세임피던스 측정으로 4극(tetrapolar) 측정에 수반되는 스트레이커패시턴스를 체계적으로 파악하여 인체임피던스 반응을 구별할 수 있게 함. 스트레이커패시턴스는 1차적으로 상용전기화학분석기의 4전극법을 사용할 때 전압전극이 이상 비분극전극이 아닐 때 일어나는데, 제조사 BioLogic 에서 제공한 3전극 상황의 회로를 개선하고, 4전극 상황의 회로도를 직접 파악함.
- 10개까지 다른 조합으로 부분임피던스 측정에 필수적인 자동스위칭시스템을 개발하였고 채널회로 시스템에서 발생하는 스트레이커패시턴스 성분도 체계적으로 규명함.
- 종래의 세포내/세포외수분저항과 세포막커패시턴스 모델이 아니라, 인체수분이 전해질이므로 Nernst-Planck 트랜스미션임피던스모델을 제시하고 문헌과 상용BIA데이터의 제한된 주파수의 데이터를 바탕으로 뒷받침함. 또한 여러 체성분이 존재하는 인체의 임피던스는 다공성전극 시스템 또는 퍼콜레이션 네트워크를 나타내는 트랜스미션라인 요소를 갖고 있음을 제시하여 상세임피던스 데이터의 물리기반 임피던스 개발방향을 제시함.

□ 연구개발성과
- 전기화학임피던스분석기를 사용하여 인체부분임피던스를 자동으로 측정할 수 있는 셋업을 완성하고 총 500여 명의 상세인체임피던스 데이터와 상용인바디데이터 및체성분분석결과 및 총 196명의 3D스캔 형상계수 데이터와 체성분분석결과를 수집함.
- 인바디식 측정은 전기화학적 4전극법에서 상당한 기준전극의 저항이 있는 경우로 이에 따라 역할을 하게 되는 측정장비와 스위칭시스템의 스트레이 커패시턴스 회로를 파악하고 성분을 결정하여, 인체임피던스 효과를 분리하여, 해석을 할 수 있게 함.
- 인체임피던스가 Nernst-Planck 형 전해질 거동과 체성분 분포에 따른 퍼콜레이션 네트워크 거동에 기반한다는 새로운 물리기반 모델을 제시함.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
- 전해질이론 및 퍼콜레이션이론에 바탕한 상세임피던스의 물리기반 모델을 개발하고 확보한 상용장비의 체성분분석결과 데이터를 활용하여, 상세임피던스의 해석정보가 의료진단에 활용될 수 있는 가능성을 계속 연구함.
- 소정의 결과를 얻어서, 충분한 가능성을 제시할 수 있을 때, 임상과 연계할 수 있는 의료진과 공동연구를 수행하고자 함. 의학적 진단과 임피던스 모델 패러미터의 연계성을 확인하면, 본 기술을 의학적 진단에 활용할 수 있는 학문적 기술적 성과가 이루어질 수 있음.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1) IRB 1차년도 최초 승인 2018년 9월 11일- 종료 2019년 5월 31일 (No. 1040198-180604-HR-053-03) ... 4
• 2) IRB 2차년도 최초 승인 2019년 11월 25일-종료 2020년 5월 31일 (No. 1040198-190820-HR-087-03) ... 5
• 3) IRB 3차년도 최초승인 2021년 6월 11일- 종료 2022년 5월 31일 (No. 1040198-210308-HR-035-03) ... 6
• 4) 3차년도 완성 BIA 셋업 ... 6
• 5) 인체3D스캔 셋업 ... 9
• 5) 인체3D스캔 데이터의 인체임피던스의 연계: 형상계수의 고찰 ... 10
• 6) 전기화학장비와 스캐너에 의한 스트레이 커패시턴스 규명 ... 11
• 7) 인체임피던스 모델 개발을 위한 인바디720 데이터 양상의 고찰 ... 14
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 16
• 1) 연구수행 결과 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 참고문헌 ... 18
• 끝페이지 ... 20