人体脂肪测量装置

摘要

一种人体脂肪测量装置，包括体内电阻抗测量机构、身高测量机构、体重测量机构、微处理器、存储器以及显示装置，所述的体内电阻抗测量机构由与人体的两手和两脚相接触的施加恒电流的4个电极和测量电压值的4个电极、施加恒电流的电路、测量电压值的电路组成，通过测量以及计算将测试结果换算成体内脂肪率以及人体中各部位间的脂肪分布比并推算出体内的隐藏性油脂量，并将结果保存在存储单元中，可用于健康跟踪监视、统计和分析比较的人体脂肪测量装置。该装置相对廉价、测试者易于接受、可以由非专业人员来操作、结果准确且重复性高。

主权项

1.一种人体脂肪测量装置，包括体内电阻抗测量机构、身高测量机构、体重测量机构、微处理器、存储器以及显示装置，所述的体内电阻抗测量机构、身高测量机构、体重测量机构的测量输出端连接微处理器，所述的微处理器包括：信息读取模块，用于接收生物医学电阻抗测量机构、身高测量机构、体重测量机构的输出信号；身高测量模块，用于接收身高测量机构的信号后，计算测试者的身高；体重测量模块，用于接收体重测量机构的信号后，计算测试者的体重；脂肪量计算模块，用于根据测试者的体重W、身高Ht和体内阻抗Z计算得到身体密度DB，其计算公式由式(1)所示：DB＝A-k*W*Z/Ht2 (1)式中：DB是身体密度，A是常数，k是比例系数，W是体重，Z是体内阻抗，Ht2 是身高的平方；脂肪量的计算公式由式(2)所示：脂肪量(％)＝(4.57/DB-4.142)*100 (2)；其特征在于：所述的体内电阻抗测量机构包括左手接触电极、右手接触电极、左脚接触电极、右脚接触电极、恒电流加载电路、电压输出电路以及工作模式模块；所述的各个接触电极包括电流输入电极、电压输出电极，所述的电流输入电极与恒电流加载电路连接，所述的电压输出电极与电压输出电路连接；所述的工作模式模块包括：第一工作模式，恒电流加载电路连接右手-左手的电流输入电极，电压输出电路连接右手-左手的电压输出电极；第二工作模式，恒电流加载电路连接右手-左脚的电流输入电极，电压输出电路连接右手-左脚的电压输出电极；第三工作模式，恒电流加载电路连接右手-右脚的电流输入电极，电压输出电路连接右手-右脚的电压输出电极；第四工作模式，恒电流加载电路连接左脚-右脚的电流输入电极，电压输出电路连接左脚-右脚的电压输出电极；第五工作模式，恒电流加载电路连接左脚-左手的电流输入电极，电压输出电路连接左脚-左手的电压输出电极；第六工作模式，恒电流加载电路连接右脚-左手的电流输入电极，电压输出电路连接右脚-左手的电压输出电极；所述的微处理器还包括体内阻抗测量模块，所述的电压输出电路连接体内阻抗测量模块，所述的体内阻抗测量模块包括：体内阻抗分布单元，用于规定第一人体阻抗分布模型，即规定人体内的左臂阻抗Z_L-arm、右臂阻抗Z_R-arm、左膝部阻抗Z_L-huckle、右膝部阻抗Z_R-huckle、躯干综合阻抗Z_integration；工作模式选择单元，用于选择体内电阻抗测量机构在不同工作模式下工作；体内电阻计算单元，用于接收各个工作模式下的电压值，得到以下计算式：第一人体阻抗分布模型的第一工作模式的电压值：V1＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_L-arm+Z_A-hand)*I (5)第一人体阻抗分布模型的第二工作模式的电压值：V2＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_integration+Z_L-huckle+Z_A-foot)*I (6)第一人体阻抗分布模型的第三工作模式的电压值：V3＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_integration+Z_R-huckle+Z_B-foot)*I (7)第一人体阻抗分布模型的第四工作模式的电压值：V4＝(Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_R-huckle+Z_B-foot)*I (8)第一人体阻抗分布模型的第五工作模式的电压值：V5＝(Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_integration+Z_L-arm+Z_A-hand)*I (9)第六工作模式的电压值：V6＝(Z_B-foot+Z_R-huckle+Z_integration+Z_L-arm+Z_A-hand)*I (10)其中，Z_A-hand为左手电流输入电极，Z_B-hand为右手电流输入电极，Z_C-hand为左手电压输出电极，Z_D-hand为右手电压输出电极，Z_A-foot为左脚电流输入电极，Z_B-foot为右脚电流输入电极，Z_C-foot为左脚电压输出电极，Z_D-foot为右手脚电压输出电极，I为恒电流加载电路输出的恒电流；根据上式(5)～(10)，得到躯干综合阻抗的计算 式(13)：Z_integration＝(V2+V6-V1-V4)/2*I (13)；所述的体内电阻抗测量机构的工作模式模块还包括：第七工作模式，恒电流加载电路连接左手-右手的电流输入电极，电压输出电路连接左脚-右脚的电压输出电极；第八工作模式，恒电流加载电路连接左脚-右脚的电流输入电极，电压输出电路连接左手-右手的电压输出电极；所述的体内阻抗分布初始化单元将躯干综合阻抗分解成上胸部Z_chest、躯体的两侧Z_bodySide、躯体的斜对角方向Z_athwart以及腹部Z_abdomen的阻抗，即规定第二人体阻抗分布模型，计算式为：Z_integration＝(Z_chest，Z_bodySide，Z_athwart，Z_abdomen)；工作模式选择单元控制体内电阻抗测量机构在各个工作模式下测量，体内电阻计算单元在接收各个工作模式下的电压值，得到以下计算式：第七工作模式的电压值：V7≈Z_chest*I (16)第八工作模式的电压值：V8≈Z_abdomen*I (17)第二人体阻抗分布模型的第一工作模式的电压值：V1*＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_chest+Z_L-arm+Z_A-hand)*I (18)第二人体阻抗分布模型的第二工作模式的电压值：V2*＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_athwart+Z_L-huckle+Z_A-foot)*I (19)第二人体阻抗分布模型的第三工作模式的电压值：V3*＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_bodySide+Z_R-huckle+Z_B-foot)*I (20)第二人体阻抗分布模型的第四工作模式的电压值：V4*＝(Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_abdomen+Z_R-huckle+Z_B-foot)*I (21)第二人体阻抗分布模型的第五工作模式的电压值：V5*＝(Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_bodySide+Z_L-arm+Z_A-hand)*I (22)第二人体阻抗分布模型的第六工作模式的电压值：V6*＝(Z_B-foot+Z_R-huckle+Z_athwart+Z_L-arm+Z_A-hand)*I (23)根据上式(16)～(23)，得到上胸部Z_chest、躯体的两侧Z_bodySide、躯体的斜对角方向Z_athwart、腹部Z_abdomen以及左臂阻抗Z_L-arm、右臂阻抗Z_R-arm、左膝部阻抗Z_L-huckle、右膝部阻抗Z_R-huckle的计算式为：Z_athwart＝(V2*+V6*+V7+V8-V1*-V4*)/2*I (26)；Z_bodySide＝(V3*+V5*+V7+V8-V1*-V4*)/2*I (28)；Z_R-arm≈(2V1*+V2*+V3*-V5*-2V7)/4*I (33)；Z_L-arm≈(2V1*-2V7+V5*-V2*-V3*)/4*I (34)；Z_R-huckle≈(2V4*-2V8+V3*-V2*+V5*+V6*)/4*I (38)；Z_L-huckle≈(2V4*-2V8-V3*+V2*-V5*-V6*)/4*I (39)；Z_abdomen≈V8/I (40)；Z_chest≈V7/I (41)。