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一種人體阻抗測(cè)量設(shè)備的制作方法

文檔序號(hào):939405閱讀:201來源:國知局
專利名稱:一種人體阻抗測(cè)量設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及生物阻抗測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域,特別是指一種人體阻抗測(cè)量設(shè)備。
背景技術(shù)
生物電阻抗人體成分分析(Bioelectrical Impedance Analysis, ΒΙΑ)是近幾十年發(fā)展起來的一項(xiàng)人體成分測(cè)量技術(shù),是一種利用生物組織器官的電特性及其變化規(guī)律提取與人體生理、病理狀況相關(guān)的生物醫(yī)學(xué)信息的檢測(cè)技術(shù)。它根據(jù)人體脂肪組織(FM)和非脂肪組織(FFM)不同的電阻抗特性,借助于放置在人體體表的電極向被測(cè)人體送入一個(gè)微小的交流測(cè)量電流,從檢測(cè)電極上提取人體阻抗信息,進(jìn)行人體組織成分的測(cè)定。最早的BIA全身測(cè)量法將人體近似為一段圓柱進(jìn)行測(cè)量,由于BIA全身法測(cè)量結(jié)果中四肢部分的貢獻(xiàn)很大,掩蓋了軀干部分有用信息,而在人體成分測(cè)量中,軀干部分的成分信息往往更·為重要,更具臨床應(yīng)用價(jià)值,于是在全身測(cè)量法的基礎(chǔ)上,發(fā)展、形成了分段阻抗測(cè)量方法(SBIA)0 SBIA將人體分成五段,即左上肢、左下肢、右上肢、右下肢和軀干,所以也稱為五段法。五段法考慮了人體上、下肢、軀干由于體積和形狀不同,對(duì)阻抗測(cè)量結(jié)果影響的差別,可以較好地測(cè)量軀干成分,在一定程度上解決了全身阻抗法模型粗糙、數(shù)據(jù)分散、忽視了軀干部分阻抗對(duì)人體成分的重要影響等缺陷。與全身法BIA相比,現(xiàn)有BIA分段法考慮到了人體四肢和軀干體積和形狀的不同對(duì)阻抗測(cè)量結(jié)果的影響,在一定程度上解決了全身電阻抗人體成分測(cè)量方法模型粗糙、忽視軀干部分的阻抗對(duì)人體成分的重要影響以及數(shù)據(jù)分散等缺陷。但仍然存在如下問題現(xiàn)有BIA分段法將人體的軀干部分視為一個(gè)容積導(dǎo)體,認(rèn)為整個(gè)軀干內(nèi)脂肪分布是均勻的。但在臨床上,腹部肥胖分皮下脂肪堆積型(簡(jiǎn)稱皮下肥胖型)和內(nèi)臟脂肪堆積型(簡(jiǎn)稱內(nèi)臟肥胖型)兩大類。皮下脂肪堆積型特點(diǎn)是脂肪主要集中分布于腹部、臀部及大腿部皮下組織內(nèi);而內(nèi)臟肥胖型則是脂肪主要集中分布腹腔里的腹膜(包括大網(wǎng)膜、小網(wǎng)膜、腸系膜)。內(nèi)臟肥胖型肥胖者血中膽固醇明顯升高,在服用葡萄糖后,血糖下降的速度明顯地比正常人要慢。這一型肥胖者更易患高血壓病、動(dòng)脈硬化癥和糖尿病。因此,測(cè)定肥胖者的脂肪分布情況,更能反映肥胖的危害。通常男性脂肪多集中在腹部,女性則多集中在皮下。如腹部脂肪的比例大,則易患上述疾病。所以,不論是皮下脂肪堆積型還是內(nèi)臟脂肪堆積型肥胖,其大量的脂肪堆積都是在軀干下部(即腹部、臀部和大腿)。因此,人體成分分析中,能夠區(qū)分胸、腹部的脂肪含量的重要性是顯而易見的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種人體阻抗測(cè)量設(shè)備,通過非固定電極和固定電極結(jié)合的方式,獲得人體軀干部分的阻抗,提高了人體阻抗測(cè)量的準(zhǔn)確度。為解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種人體阻抗測(cè)量設(shè)備,包括處理器,與所述處理器連接的至少兩對(duì)非固定電極對(duì)、第一固定電極對(duì)、第二固定電極對(duì)、第三固定電極對(duì)以及第四固定電極對(duì)。[0008]其中,所述至少兩個(gè)非固定電極對(duì)中的第一非固定電極對(duì)包括第一電壓采樣非固定電極和第一激勵(lì)電流非固定電極;所述至少兩個(gè)非固定電極對(duì)中的第二非固定電極對(duì)包括第二電壓采樣非固定電極和第二激勵(lì)電流非固定電極;所述第一固定電極對(duì)包括第一電壓米樣固定電極和第一激勵(lì)電流固定電極;所述第二固定電極對(duì)包括第二電壓采樣固定電極和第二激勵(lì)電流固定電極;所述第三固定電極對(duì)包括第三電壓采樣固定電極和第三激勵(lì)電流固定電極;所述第四固定電極對(duì)包括第四電壓采樣固定電極和第四激勵(lì)電流固定電極。其中,所述第一電壓采樣非固定電極、所述第二電壓采樣非固定電極、所述第一電壓采樣固定電極、所述第二電壓采樣固定電極、所述第三電壓采樣固定電極和所述第四電 壓采樣固定電極均與一多路電壓控制開關(guān)連接,所述多路電壓控制開關(guān)與一電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換部連接并與所述處理器連接,所述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換部與所述處理器連接;所述第一激勵(lì)電流非固定電極、所述第二激勵(lì)電流非固定電極、所述第一激勵(lì)電流固定電極、所述第二激勵(lì)電流固定電極、所述第三激勵(lì)電流固定電極和所述第四激勵(lì)電流固定電極均與一多路電流控制開關(guān)連接,所述多路電流控制開關(guān)與一電流信號(hào)轉(zhuǎn)換部連接并與所述處理器連接,所述電流信號(hào)轉(zhuǎn)換部與所述處理器連接。其中,所述多路電流控制開關(guān)和所述多路電壓控制開關(guān)均包括一控制端、輸入端和輸出端,其中所述控制端與所述處理器連接,所述多路電流控制開關(guān)的輸入端與所述電流信號(hào)轉(zhuǎn)換部連接,所述多路電流控制開關(guān)的輸出端與所述第一激勵(lì)電流非固定電極、所述第二激勵(lì)電流非固定電極、所述第一激勵(lì)電流固定電極、所述第二激勵(lì)電流固定電極、所述第三激勵(lì)電流固定電極和所述第四激勵(lì)電流固定電極中的一個(gè)或者多個(gè)連接;所述多路電壓控制開關(guān)的輸入端與所述第一電壓采樣非固定電極、所述第二電壓采樣非固定電極、所述第一電壓采樣固定電極、所述第二電壓采樣固定電極、所述第三電壓采樣固定電極和所述第四電壓采樣固定電極中的一個(gè)或者多個(gè)連接,所述多路電壓控制開關(guān)的輸出端與所述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換部連接。其中,所述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換部包括與所述多路電壓控制開關(guān)連接的電壓信號(hào)調(diào)理器,以及與所述電壓信號(hào)調(diào)理器連接的電壓信號(hào)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器,所述電壓信號(hào)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述處理器連接;所述電流信號(hào)轉(zhuǎn)換部包括與所述多路電流控制開關(guān)連接的電流信號(hào)穩(wěn)定器,以及與所述電流信號(hào)穩(wěn)定器連接的電流信號(hào)發(fā)生器,所述電流信號(hào)發(fā)生器與所述處理器連接。其中,所述電壓信號(hào)調(diào)理器包括一電壓信號(hào)放大器和與所述電壓信號(hào)放大器連接的電壓信號(hào)濾波器。其中,所述第一非固定電極對(duì)、所述第二非固定電極對(duì)、所述第一固定電極對(duì)、所述第二固定電極對(duì)、所述第三固定電極對(duì)以及所述第四固定電極對(duì)中的任I個(gè)還連接一標(biāo)準(zhǔn)電阻的一端,所述標(biāo)準(zhǔn)電阻的另一端接地。其中,所述處理器還通過一 232電平信號(hào)轉(zhuǎn)換電路與上位機(jī)連接。其中,所述232電平信號(hào)轉(zhuǎn)換電路通過一串口與所述上位機(jī)連接。其中,上述設(shè)備還包括為整個(gè)設(shè)備供電的電源。[0024]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案的有益效果如下上述方案中,采用固定電極和非固定電極結(jié)合檢測(cè),并完成信息檢測(cè)及數(shù)據(jù)的分析和計(jì)算,可獲得上肢、下肢、胸部(軀干上段)、腹部(軀干下段)、軀干左側(cè)和軀干右側(cè)等6個(gè)部分及整體的阻抗數(shù)據(jù),測(cè)量更準(zhǔn)確。

圖I為本實(shí)用新型的人體阻抗測(cè)量設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖;圖2為本實(shí)用新型的人體阻抗等效電路示意圖;圖3為本實(shí)用新型的人體阻抗測(cè)量設(shè)備的一具體實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖;圖4為本實(shí)用新型的人體阻抗測(cè)量設(shè)備的一具體實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)圖;圖5為本實(shí)用新型的人體阻抗測(cè)量設(shè)備在具體獲得某一段人體阻抗時(shí)的一具體實(shí)現(xiàn)方案結(jié)構(gòu)圖;圖6為實(shí)用新型的人體阻抗測(cè)量設(shè)備在具體獲得某一段人體阻抗時(shí)的另一具體實(shí)現(xiàn)方案結(jié)構(gòu)圖;圖7為實(shí)用新型的人體阻抗測(cè)量設(shè)備的多路電流控制開關(guān)或者多路電壓控制開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖I所示,本實(shí)用新型的實(shí)施例還提供一種人體阻抗測(cè)量設(shè)備,包括處理器,與所述處理器連接的至少兩個(gè)非固定電極對(duì)、第一固定電極對(duì)、第二固定電極對(duì)、第三固定電極對(duì)以及第四固定電極對(duì);其中,所述至少兩個(gè)非固定電極對(duì)中的第一非固定電極對(duì)、所述至少兩個(gè)非固定電極對(duì)中的第二非固定電極對(duì)、所述第一固定電極對(duì)、所述第二固定電極對(duì)、所述第三固定電極對(duì)以及所述第四固定電極通過處理器施加的激勵(lì)電流信號(hào),并將測(cè)得的電壓信號(hào),輸入至處理器,處理器根據(jù)這些電壓信號(hào)和電流信號(hào)獲得與這些電極對(duì)相應(yīng)位置的人體軀干的阻抗。從而實(shí)現(xiàn)了可以獲得人體軀干部分的阻抗,提高對(duì)人體阻抗的檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度。下面結(jié)合圖2說明上述設(shè)備的使用過程人體軀干的第一測(cè)量部位、第二測(cè)量部位、第三測(cè)量部位和第四測(cè)量部位中的至少兩測(cè)量部位,通過所述軀干形成一四邊形回路;如圖2中的E (e), F (f), G (g), H (h)中的至少兩個(gè)通過人體軀干形成的回路;其中,本實(shí)用新型的該實(shí)施例中,是以第一次測(cè)量時(shí),第一測(cè)量部位為E Ce)電極對(duì)所處的位置,第二測(cè)量部位為F Cf)電極對(duì)所處的位置;第二次測(cè)量時(shí)第三測(cè)量部位為G (g)電極對(duì)所處的位置,第四測(cè)量部位為H (h)電極對(duì)所處的位置;這里,G (g)電極對(duì)和E Ce)電極對(duì)在實(shí)體上是一個(gè)非固定電極對(duì),H (h)電極對(duì)和F Cf)電極對(duì)在實(shí)體上可能是一個(gè)非固定電極對(duì);也就是說,該實(shí)施例中,是以兩個(gè)非固定電極對(duì),在本次測(cè)量時(shí),任選第一、二、三和四中的兩個(gè)測(cè)量部位進(jìn)行測(cè)量,下次測(cè)量時(shí),再選另外兩個(gè)測(cè)量部位進(jìn)行測(cè)量;當(dāng)然,本實(shí)用新型的實(shí)施例中,并不限于是兩個(gè)非固定電極對(duì),也可以是三個(gè)非固定電極對(duì),其中,一個(gè)非固定電極對(duì)是備用非固定電極對(duì),若另外兩個(gè)非固定電極對(duì)損壞或者故障時(shí),可以啟用該備用非固定電極對(duì);當(dāng)然本實(shí)用新型的實(shí)施例中,也可以設(shè)計(jì)成四個(gè)非固定電極對(duì),使用時(shí),可以任選其中兩個(gè)非固定電極對(duì)進(jìn)行測(cè)量,當(dāng)然,也可以同時(shí)采用四個(gè)非固定電極對(duì)進(jìn)行測(cè)量,也能獲得和采用兩個(gè)非固定電極對(duì)相同的效果;設(shè)第一測(cè)量部位與第二測(cè)量部位之間的阻抗為R2,第一測(cè)量部位和第三測(cè)量部位之間的阻抗為R4,第二測(cè)量部位與第三測(cè)量部位之間的阻抗為R5,第三測(cè)量部位與第四測(cè)量部位之間的阻抗為R6 ;上述處理器在獲得上述第一測(cè)量部位、第二測(cè)量部位、第三測(cè)量部位和第四測(cè)量部位的任意二者之間的電壓后,可以根據(jù)以下公式獲得上述R2,R4,R5和R6 ;其中,公式如下
R2x(Jl4+R5+J b)
R^iWRb) EF
/£
n4+(R2+Ji5+M6)
(及4 +式)X (及+及5) _乙r Ij-^qo1 (R4+B6)+ (R2+Rs) ^ 謝i
(ig2+ig4)x(^+jg6) 7 "
(R2+R4X R5+Ra) ;fg M5 X (M2+R4+Mh) _
式+(盡+式+式)—!FH
i 6+(i 4 + ^ + ^) GH其中,Uef為所述第一電壓值,Ueg為所述第二電壓值,Ueh為所述第三電壓值,Ufg為所述第四電壓值,Ufh為所述第五電壓值,Ugh為所述第六電壓值,I為所述電流值,R2為所述第一阻抗值,R4為所述第二阻抗值,R5為所述第三阻抗值,R6為所述第四阻抗值。所述第一電壓值為所述第一測(cè)量電壓值(非固定電極對(duì)在第一測(cè)量部位的米樣電壓值)和所述第二測(cè)量電壓值(非固定電極對(duì)在第二測(cè)量部位的采樣電壓值)的差;所述第二電壓值為所述第一測(cè)量電壓值和所述第三測(cè)量電壓值(非固定電極對(duì)在第三測(cè)量部位的采樣電壓值)的差;所述第三電壓值為所述第一測(cè)量電壓值和所述第四測(cè)量電壓值(非固定電極對(duì)在第四測(cè)量部位的采樣電壓值)的差;所述第四電壓值為所述第二測(cè)量電壓值和所述第三測(cè)量電壓值的差;所述第五電壓值為所述第二測(cè)量電壓值和所述第四測(cè)量電壓值的差;所述第六電壓值為所述第三測(cè)量電壓值和所述第四測(cè)量電壓值的差。進(jìn)一步地,處理器還可以根據(jù)處于人體左上肢的第一固定電極對(duì)測(cè)得的第五測(cè)量電壓值、處于人體右上肢的第二固定電極對(duì)測(cè)得的第六測(cè)量電壓值、處于人體左下肢的第三固定電極對(duì)測(cè)得的第七測(cè)量電壓值、處于人體右下肢的第四固定電極對(duì)測(cè)得的第八測(cè)量電壓值以及所述電流值,獲得所述左上肢的第五阻抗值、所述右上肢的第六阻抗值、所述左下肢的第七阻抗值和所述右下肢的第八阻抗值。其中,根據(jù)公式
權(quán)利要求1.一種人體阻抗測(cè)量設(shè)備,其特征在于,包括 處理器,與所述處理器連接的至少兩對(duì)非固定電極對(duì)、第一固定電極對(duì)、第二固定電極對(duì)、第三固定電極對(duì)以及第四固定電極對(duì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人體阻抗測(cè)量設(shè)備,其特征在于, 所述至少兩個(gè)非固定電極對(duì)中的第一非固定電極對(duì)包括第一電壓米樣非固定電極和第一激勵(lì)電流非固定電極; 所述至少兩個(gè)非固定電極對(duì)中的第二非固定電極對(duì)包括第二電壓采樣非固定電極和第二激勵(lì)電流非固定電極; 所述第一固定電極對(duì)包括第一電壓米樣固定電極和第一激勵(lì)電流固定電極; 所述第二固定電極對(duì)包括第二電壓采樣固定電極和第二激勵(lì)電流固定電極; 所述第三固定電極對(duì)包括第三電壓采樣固定電極和第三激勵(lì)電流固定電極; 所述第四固定電極對(duì)包括第四電壓采樣固定電極和第四激勵(lì)電流固定電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的人體阻抗測(cè)量設(shè)備,其特征在于, 所述第一電壓采樣非固定電極、所述第二電壓采樣非固定電極、所述第一電壓采樣固定電極、所述第二電壓采樣固定電極、所述第三電壓采樣固定電極和所述第四電壓采樣固定電極均與一多路電壓控制開關(guān)連接,所述多路電壓控制開關(guān)與一電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換部連接并與所述處理器連接,所述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換部與所述處理器連接; 所述第一激勵(lì)電流非固定電極、所述第二激勵(lì)電流非固定電極、所述第一激勵(lì)電流固定電極、所述第二激勵(lì)電流固定電極、所述第三激勵(lì)電流固定電極和所述第四激勵(lì)電流固定電極均與一多路電流控制開關(guān)連接,所述多路電流控制開關(guān)與一電流信號(hào)轉(zhuǎn)換部連接并與所述處理器連接,所述電流信號(hào)轉(zhuǎn)換部與所述處理器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的人體阻抗測(cè)量設(shè)備,其特征在于,所述多路電流控制開關(guān)和所述多路電壓控制開關(guān)均包括一控制端、輸入端和輸出端,其中所述控制端與所述處理器連接,所述多路電流控制開關(guān)的輸入端與所述電流信號(hào)轉(zhuǎn)換部連接,所述多路電流控制開關(guān)的輸出端與所述第一激勵(lì)電流非固定電極、所述第二激勵(lì)電流非固定電極、所述第一激勵(lì)電流固定電極、所述第二激勵(lì)電流固定電極、所述第三激勵(lì)電流固定電極和所述第四激勵(lì)電流固定電極中的一個(gè)或者多個(gè)連接;所述多路電壓控制開關(guān)的輸入端與所述第一電壓采樣非固定電極、所述第二電壓采樣非固定電極、所述第一電壓采樣固定電極、所述第二電壓采樣固定電極、所述第三電壓采樣固定電極和所述第四電壓采樣固定電極中的一個(gè)或者多個(gè)連接,所述多路電壓控制開關(guān)的輸出端與所述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換部連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的人體阻抗測(cè)量設(shè)備,其特征在于,所述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換部包括與所述多路電壓控制開關(guān)連接的電壓信號(hào)調(diào)理器,以及與所述電壓信號(hào)調(diào)理器連接的電壓信號(hào)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器,所述電壓信號(hào)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述處理器連接; 所述電流信號(hào)轉(zhuǎn)換部包括與所述多路電流控制開關(guān)連接的電流信號(hào)穩(wěn)定器,以及與所述電流信號(hào)穩(wěn)定器連接的電流信號(hào)發(fā)生器,所述電流信號(hào)發(fā)生器與所述處理器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人體阻抗測(cè)量設(shè)備,其特征在于,所述電壓信號(hào)調(diào)理器包括一電壓信號(hào)放大器和與所述電壓信號(hào)放大器連接的電壓信號(hào)濾波器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人體阻抗測(cè)量設(shè)備,其特征在于,所述第一非固定電極對(duì)、所述第二非固定電極對(duì)、所述第一固定電極對(duì)、所述第二固定電極對(duì)、所述第三固定電極對(duì)以及所述第四固定電極對(duì)中的任I個(gè)還連接一標(biāo)準(zhǔn)電阻的一端,所述標(biāo)準(zhǔn)電阻的另一端接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人體阻抗測(cè)量設(shè)備,其特征在于,所述處理器還通過一232電平信號(hào)轉(zhuǎn)換電路與一上位機(jī)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的人體阻抗測(cè)量設(shè)備,其特征在于,所述232電平信號(hào)轉(zhuǎn)換電路通過ー串ロ與所述上位機(jī)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求I一 9任一項(xiàng)所述的人體阻抗測(cè)量設(shè)備,其特征在于,還包括為整個(gè)設(shè)備供電的電源。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種人體阻抗測(cè)量設(shè)備,包括處理器,與所述處理器連接的至少兩個(gè)非固定電極對(duì)、第一固定電極對(duì)、第二固定電極對(duì)、第三固定電極對(duì)以及第四固定電極對(duì)。本實(shí)用新型的方案通過非固定電極和固定電極結(jié)合的方式,獲得人體軀干部分的阻抗,提高了人體阻抗測(cè)量的準(zhǔn)確度。
文檔編號(hào)A61B5/053GK202654129SQ20122030428
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者王萍, 李利明, 何彩花 申請(qǐng)人:北京四海華辰科技有限公司
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