0. 목차
- 체성분 분석기
- 의료 기관용 - X선을 이용해 신체 조성을 측정
- 가정용 - 신체에 미세한 전류를 흘려 신체 조성을 측정
1. 체성분 분석기
가정용 체중계는 이제 체지방률, 근육량, 체수분율 같은 몸의 조성을 측정하는 '체성분 분석기'로 진화하고 있다. 체중도 50g 단위도 측정하고, 방금 마신 물의 무게 등 약간의 변화까지 측정할 수 있는 제품도 나왔다. 그런데 '체성분 분석기' 우리의 몸의 조성과 체중을 측정하는 원리는 무엇일까?
'체성분 분석기'는 신체에 미약한 전류를 흐르게 하여 얻는 전기 저항값, 체중, 신장, 연령, 성별 그리고 그 외의 통계 데이터를 사용해서 추정하는 것이다. 체중은 체중계의 모퉁이에 설치된 '무게 센서'를 이용해서 측정한다.
1-1. BMI
내장 지방이 과도하게 축적되어 비만이 되면, 당뇨병이나 고혈압 등 생활습관병(성인병)에 걸릴 위험이 높아진다. 그래서 우리는 이를 예방하기 위해 비만도를 측정하고, 이를 관리한다. 비만도를 파악하는 지표로는 BMI(Body Mass Index, 체질량지수)가 있다. BMI의 계산은 '체중(kg) ÷ 신장(m) ÷ 신장(m)'으로 한다.
예컨대 한 남성의 키가 173cm이고 체중 61kg인 경우, BMI의 지수를 계산해 보면 61 ÷ 1.73 ÷ 1.73 = 20.3815가 나온다. 대한 비만학회 판정 기준에 따르면 정상 범위는 18.5~25이므로 정상에 속한다고 말할 수 있다. 하지만 BMI 값이 정상이라도 근육이 적고 상대적으로 지방이 많으면 이른바 '숨은 비만'인 경우도 있다. 이럴 경우 체지방률을 재보면 숨은 비만을 발견할 수 있다.
2. 의료 기관용 - X선을 이용해 신체 조성을 측정
현재 병원 같은 의료 기관에서는 주로 X선을 이용해 '신체 조성'을 측정한다. 먼저 파장이 다른 2종의 X선을 비추고, 그 투과율의 차이를 이용해 근육량, 지방량을 분석하는 '이중 X선 흡수법(DXA: Dual energy X-ray Absorptiometry)'이 있다. 이 방법을 사용하면 부위별로 신체 조성도 측정할 수 있다. 또 X선 'CT(CT: Computed Tomography)'등으로 얻은 몸의 횡단면 영상을 통해 각 조직의 부피를 구해 무게로 환산하는 방법도 있다. 하지만 이 방법들은 측정하는 데 시간과 비용이 들기 때문에 일상에서 사용하기는 어렵다.
3. 가정용 - 신체에 미세한 전류를 흘려 신체 조성을 측정
반면, 집에서 손쉽게 사용할 수 있는 가정용 '체성분 분석기'는 몸에 미세한 전류(교류 전류)를 흘려 신체 조성 상태를 측정한다. 이때 흐르는 전류는 몇 μA(마이크로 암페어)로 아주 미약해 몸에서는 아무것도 느낄 수 없는 정도이다. 다만 '심박 조율기(pacemaker)'같은 의료용 전자기기를 달고 있는 사람들은 오작동의 가능성이 있으므로 '체성분 분석기'를 사용할 수 없다.
3-1. 전류를 흘려 체지방률을 측정하는 메커니즘
지방은 수분을 별로 포함하고 있지 않아 전류가 잘 통하지 않지만, 근육이나 뼈 등 지방 이외의 성분은 수분이 충분해 전류가 통하기 쉽다. 즉, 가정용 '체성분 분석기'는 근육은 전기가 잘 통하고 지방은 전기가 잘 통하지 않는 성질을 이용한 것이다. 전류는 '지나는 길(지방 이외의 조직)' 이 좁고 길수록 흐르기 어려워져, 신장이나 몸의 크기가 같아도 지방이 많을수록 전류가 흐르기 어려워진다. 가정용 '체성분 분석기'는 이 원리를 이용해 체지방률을 측정한다.
3-2. 사용하는 전극의 조합을 바꿔 부위별 신체 조성을 추정
양손 양발 4군데에 전극을 가진 '체성분 분석기'에서는 전류를 흘리는 전극 쌍과 전압을 재는 전극 쌍의 조합을 바꾸어 부위별 조성을 측정한다. 전류를 흘려보내는 전극 4개 중에 어느 2개가 짝을 이루어 전류를 흘려보내는지, 전압을 측정하는 전극 4개 중 어느 전극 2개가 짝을 이루어 전압을 측정하는지 그 조합에 따라 신체 조성을 측정하는 부위가 정해진다. 전류를 흘리지 않는 부위는 그 부위가 전압을 재는 경로상에 있어도 전압을 재는데 영향을 미치지 않기 때문에, 전류의 경로와 전압을 재는 경로가 겹치는 부위만의 조성을 알 수 있다. 즉, 조성을 알 수 있는 범위는 '전류의 경로와 전압을 재는 경로가 겹쳐지는 부위이다.
예를 들어, 오른발의 조성을 측정하는 경우, 오른팔과 오른발 사이에 전류를 흘리고, 오른발과 완발의 전극으로 전압을 재면, 오른발의 조성만을 알 수 있다. 오른팔의 조성을 측정하는 경우, 오른팔과 오른발 전극 사이에 전류를 흘리고, 오른팔과 왼팔의 전극으로 전압을 재면, 오른팔의 조성만을 알 수 있다.
3-3. 'DXA(이중 X선 흡수법)' 등의 측정 데이터는 '기준 데이터로' 사용된다.
신체 조성을 추정을 추정하는 기준이 되는 것은 DXA 등의 장치로 측정한, 다양한 사람들의 신체 조성 데이터이다. 이 데이터를 바탕으로 통계적으로 만들어진 추정 계산식에, 신체 조성기가 측정한 전기 저항값, 나이, 체중, 신장, 성별을 적용하여 체지방률과 근육량, 체수분률을 추정하는 것이다.
또 신체 조성 측정기에는 '내장 지방 수준', '추정 골량', '기초 대사량' 등 더 자세한 정보도 제공된다. 이 수치는 이 정도의 신장, 체중, 나이, 성별에서 이 정도의 체지방률, 이 정도의 근육량인 사람이라면 이 정도의 내장 지방, 골량, 대사 경향을 가지고 있을 것이다'라는 식으로 추정된다. 그리고 위에서 설명한, 4군데, 8개의 전극을 가진 기종으로는, 사용하는 전극의 조합을 변화시켜 몸의 부위별 조성을 측정한다. 전류를 흘리는 경로와 전압을 재는 경로의 겹친 부위의 전기 저항을 측정함으로써 부위별 조성을 알 수 있게 된다.
3-4. 체성분 분석기를 사용할 때 주의할 점
체성분 분석기를 통해 '신체 조성'을 측정할 때 주의해야 할 점이 있다. 체수분의 양과 분포, 체온, 체중 등은 어떤 활동을 했는지, 몸의 상태가 어떤지에 따라 하루에도 수시로 변하며, 저항값 측정에 크게 영향을 미친다. 따라서 운동 직전이나 직후에 측정값을 비교해봐도, 측정값의 변화를 정확하게 알 수 없다. 더구나 몸의 자세에 따라 흐르는 전류의 경로가 변할 수 있어 측정에 영향을 미친다. 또 '체성분 분석기'는 각 회사가 독자적으로 DXA 등으로 측정한 데이터를 기준으로, 독자적인 방법으로 추정값을 결정하므로 어느 회사의 '체성분 분석기'를 사용했느냐에 따라 신체 조성의 추정값이 변하게 된다. 그래서 '체성분 분석기'는 몇 시간이나 며칠간의 미세한 변화를 측정할 때 사용하기보다는 장기적인 변화와 경향을 보기 위해 사용하는 편이 좋다.