一種人體成分分析儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種人體成分分析儀，包括：檢測(cè)電極單元、控制裝置和分析裝置；檢測(cè)電極單元與控制裝置連接，控制裝置與分析裝置連接；檢測(cè)電極單元與人體接觸，用于輸出測(cè)量電流并采集檢測(cè)信號(hào)，其中，檢測(cè)電極單元能夠輸出多個(gè)頻率的測(cè)量電流；控制裝置控制測(cè)量電流的頻率并接收檢測(cè)信號(hào)；控制裝置將檢測(cè)信號(hào)發(fā)送到分析裝置，分析裝置基于檢測(cè)信號(hào)對(duì)人體成分進(jìn)行分析。本實(shí)用新型的人體成分分析儀，采用多頻方式進(jìn)行生物阻抗測(cè)量，能夠覆蓋人體細(xì)胞外成分和細(xì)胞內(nèi)成分測(cè)量所需的全部頻率，使得測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確，并且具有電極端接觸阻抗消除、長(zhǎng)線纜阻抗消除、體重測(cè)量準(zhǔn)確度提高等特點(diǎn)，可以獲得更加準(zhǔn)確的生物體成分?jǐn)?shù)據(jù)。
【專利說(shuō)明】
一種人體成分分析儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及人體成分檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種人體成分分析儀。
【背景技術(shù)】
[0002]人體是由水分、蛋白質(zhì)、脂肪和礦物質(zhì)等組成的，這四種物質(zhì)是組成人體的基本成分，它們之間的平衡對(duì)健康非常重要。人體成分分析儀是一種用測(cè)量生物電阻抗(BIA)的方法確定人體成分的儀器。它采用微弱的，人體感覺(jué)不到的恒定交流電流，通過(guò)人體手、足與電極連接，測(cè)量人體各組成部分的電阻抗值。人體內(nèi)脂肪為非導(dǎo)電體，而肌肉水分含量較多，為易導(dǎo)電體，如果脂肪含量多，肌肉少，電流通過(guò)時(shí)生化電阻值相對(duì)較高;反之，生化電阻值相對(duì)較低。通過(guò)以上信息，根據(jù)不同年齡、性別以及不同人群的數(shù)字模型可以定量分析人體成分。人體成分分析儀測(cè)得的人體成分有:細(xì)胞內(nèi)液、細(xì)胞外液、總體水、體脂肪、體蛋白、肌肉、瘦體重及礦物質(zhì)等8種成分。
[0003]人體成分分析儀不是診斷特定疾病的儀器，而是一種快速測(cè)定人體成分并對(duì)受試者身體狀況進(jìn)行評(píng)估的儀器，它可用于以下幾方面的用途:醫(yī)院:各大綜合醫(yī)院的內(nèi)分泌科(主要醫(yī)治糖尿病)、心腦血管科、減肥門診及臨床營(yíng)養(yǎng)科室等;美容院:可以對(duì)吸脂和瘦身的顧客進(jìn)行體成分測(cè)量和體成分評(píng)價(jià);健身場(chǎng)所:對(duì)長(zhǎng)期進(jìn)行健身的人，在每階段健身前后進(jìn)行體成分測(cè)量，以便隨時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)量大??；運(yùn)動(dòng)隊(duì):可以對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行體重監(jiān)控，并密切觀察運(yùn)動(dòng)員的體成分及變化情況，來(lái)正確判斷運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)的脂肪及肌肉含量，以便提高運(yùn)動(dòng)成績(jī);療養(yǎng)院:可用于療養(yǎng)院中日常的健康檢查及老年病(如:高血壓、糖尿病、高血脂等)的診斷;其他:如在幼兒園、老年活動(dòng)中心等場(chǎng)所。
[0004]然而，傳統(tǒng)的人體成分分析儀進(jìn)行測(cè)量大多數(shù)采用單頻率測(cè)量，不同頻率穿透人體脂肪及細(xì)胞壁的效果不同，如果采用單頻率，電流很難穿透細(xì)胞壁，只能測(cè)量人體大概的細(xì)胞外水分和其它成分。并且，測(cè)量電機(jī)的表面會(huì)因?yàn)榇髿庵械难趸蚩諝鉂穸茸园l(fā)形成含氧化合物，影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種人體成分分析儀。
[0006]一種人體成分分析儀，包括:檢測(cè)電極單元、控制裝置和分析裝置;所述檢測(cè)電極單元與所述控制裝置連接，所述控制裝置與分析裝置連接;所述檢測(cè)電極單元與人體接觸，用于輸出測(cè)量電流并采集檢測(cè)信號(hào)，其中，所述檢測(cè)電極單元能夠輸出多個(gè)頻率的測(cè)量電流;所述控制裝置控制所述測(cè)量電流的頻率并接收所述檢測(cè)信號(hào);所述控制裝置將所述檢測(cè)信號(hào)發(fā)送到所述分析裝置。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述控制裝置包括:正弦信號(hào)發(fā)生器模塊;所述正弦信號(hào)發(fā)生器模塊產(chǎn)生施加在所述檢測(cè)電極單元上的正弦波形的測(cè)量電流，其中，所述測(cè)量電流的頻率包括:I kHz、5kHz、50kHz、250kHz、500kHz、I OOOkHz。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述檢測(cè)電極單元的數(shù)量為4個(gè);其中，2個(gè)所述檢測(cè)電極單元固定在人體成分分析儀的手握柄上，2個(gè)所述檢測(cè)電極單元固定在人體成分分析儀的腳踏板上。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述檢測(cè)電極單元包括:第一檢測(cè)電極、所述第二檢測(cè)電極;所述第一檢測(cè)電極和所述第二檢測(cè)電極都與人體接觸，所述第一檢測(cè)電極輸出所述測(cè)量電流，所述第二檢測(cè)電極采集所述檢測(cè)信號(hào)。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，電極驅(qū)動(dòng)電路模塊;所述檢測(cè)電極單元、所述電極驅(qū)動(dòng)電路模塊和所述控制裝置依次連接。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述電極驅(qū)動(dòng)電路模塊的數(shù)量為4個(gè)；所述電極驅(qū)動(dòng)電路模塊與所述檢測(cè)電極單元為一一對(duì)應(yīng)設(shè)置。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述電極驅(qū)動(dòng)電路模塊包括:第一信號(hào)隔離變壓器、第二信號(hào)隔離變壓器;所述第一信號(hào)隔離變壓器的原邊線圈與所述第一檢測(cè)電極連接，所述第一信號(hào)隔離變壓器的副邊線圈與所述控制裝置連接;所述第二信號(hào)隔離變壓器的原邊線圈與所述第二檢測(cè)電極連接，所述第二信號(hào)隔離變壓器的副邊線圈與所述控制裝置連接。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述電極驅(qū)動(dòng)電路模塊包括:第一電壓跟隨器、第二電壓跟隨器;所述第一電壓跟隨器的兩端分別與所述第一檢測(cè)電極、所述控制裝置連接;所述第二電壓跟隨器的兩端分別與所述第二檢測(cè)電極、所述控制裝置連接。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述電極驅(qū)動(dòng)電路模塊包括:濾波模塊;所述濾波模塊分別與所述第二檢測(cè)電極、所述控制裝置連接。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，體重測(cè)量裝置;所述體重測(cè)量裝置與所述控制裝置連接，將檢測(cè)的體重信息發(fā)送到所述控制裝置。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述體重測(cè)量裝置包括:傳感器模塊、供電電路模塊、信號(hào)放大調(diào)理電路模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊;其中，所述傳感器模塊、所述信號(hào)放大調(diào)理電路模塊和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊依次連接;所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與所述控制裝置連接。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述供電電路模塊包括:運(yùn)算放大器、PNP型三極管和穩(wěn)壓芯片;所述穩(wěn)壓芯片的VREF腳輸出參考電壓;所述VREF腳通過(guò)第一電阻和所述運(yùn)算放大器的正輸入端連接，形成第一線路;第二電阻的一端接地，另一端與所述運(yùn)算放大器的輸出端連接，形成第二線路;第一電容的一端連接在所述第二線路上，另一端連接在所述第一線路上并且其連接點(diǎn)位于所述第二電阻與所述輸出端之間;第二電容的一端接地，另一端連接在所述第一線路上并且其連接點(diǎn)位于所述第一電容的連接點(diǎn)與所述第二電阻之間；所述運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端通過(guò)第四電阻與所述三極管的集電極連接，形成第三線路;第三電阻的一端接地、另一端連接在所述第三線路上并且其連節(jié)點(diǎn)位于所述第四電阻與所述負(fù)輸入端之間；所述運(yùn)算放大器的輸入電壓端與所述三極管的基極連接，并且，所述輸入電壓端通過(guò)第五電阻與所述三極管的發(fā)射極連接;第三電容的一端連接在所述第五電阻與所述發(fā)射極連線上，另一端接地;供電輸出線的一端連接在所述第三線路上并且其連接點(diǎn)位于所述第四電阻與所述集電極之間；第四電容的一端連接在所述供電輸出線上，另一端接地。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，包括:電源隔離模塊;所述控制裝置與所述分析裝置分別通過(guò)所述電源隔離模塊與電源連接。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，包括:打印機(jī)、音頻輸出裝置和觸摸顯示屏;所述打印機(jī)與所述分析裝置連接，所述音頻輸出裝置分別與所述分析裝置和所述控制裝置連接，所述觸摸顯示屏分別與所述分析裝置和所述控制裝置連接。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，包括:存儲(chǔ)模塊和通信模塊;所述存儲(chǔ)模塊與所述分析裝置連接;所述通信模塊分別與所述分析裝置和所述控制裝置連接，所述通信模塊包括:以太網(wǎng)單元、2G/3G無(wú)線單元、GPRS單元、wifi單元
[0021]本實(shí)用新型的人體成分分析儀，采用多頻方式進(jìn)行生物阻抗測(cè)量，能夠覆蓋人體細(xì)胞外成分和細(xì)胞內(nèi)成分測(cè)量所需的全部頻率，使得測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確，并且具有電極端接觸阻抗消除、長(zhǎng)線纜阻抗消除、體重測(cè)量準(zhǔn)確度提高等特點(diǎn)，可以獲得更加準(zhǔn)確的生物體成分?jǐn)?shù)據(jù)，并且具有良好的人機(jī)交互界面和豐富的通信接口，能夠方便測(cè)量數(shù)據(jù)的交互和管理。
【附圖說(shuō)明】
[0022]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0023]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的人體成分分析儀的一個(gè)實(shí)施例的模塊組成示意圖；
[0024]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型的人體成分分析儀的一個(gè)實(shí)施例的主機(jī)正視圖；
[0025]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型的人體成分分析儀的一個(gè)實(shí)施例的主機(jī)俯視圖；
[0026]圖4為本實(shí)用新型的人體成分分析儀測(cè)量人體阻抗的示意圖；
[0027]圖5為本實(shí)用新型的人體成分分析儀的檢測(cè)電極測(cè)量手的阻抗的示意圖；
[0028]圖6為本實(shí)用新型的人體成分分析儀的檢測(cè)電極測(cè)量足的阻抗的示意圖；
[0029]圖7為本實(shí)用新型的人體成分分析儀的多頻測(cè)量形成回路的電路示意圖；
[0030]圖8為根據(jù)本實(shí)用新型的人體成分分析儀的一個(gè)實(shí)施例的體重測(cè)量裝置的模塊示意圖；
[0031 ]圖9為本實(shí)用新型的體重測(cè)量裝置的信號(hào)放大調(diào)理電路模塊的示意圖；
[0032]圖10為本實(shí)用新型的體重測(cè)量裝置的供電電路模塊的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面參照附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述，其中說(shuō)明本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例。下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。下面結(jié)合各個(gè)圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多方面的描述。
[0034]下文中的“第一”、“第二”等為描述上相區(qū)別，并沒(méi)有其它特殊的含義。
[0035]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種人體成分分析儀包括:檢測(cè)電極單元181，182，183，184、控制裝置12和分析裝置11。檢測(cè)電極單元的數(shù)量可以為一個(gè)或多個(gè)。檢測(cè)電極單元與控制裝置12連接，控制裝置12與分析裝置11連接。檢測(cè)電極單元181，182，183，184與人體接觸，輸出測(cè)量電流并采集檢測(cè)信號(hào)，檢測(cè)電極單元181，182，183，184能夠輸出多個(gè)頻率的測(cè)量電流?？刂蒲b置12控制測(cè)量電流的頻率并接收檢測(cè)信號(hào)?？刂蒲b置12將檢測(cè)信號(hào)發(fā)送到分析裝置11，分析裝置11基于檢測(cè)信號(hào)對(duì)人體成分進(jìn)行分析。
[0036]控制裝置12包括:正弦信號(hào)發(fā)生器模塊。正弦信號(hào)發(fā)生器模塊產(chǎn)生施加在檢測(cè)電極單元181，182，183，184上的正弦波形的測(cè)量電流。測(cè)量電流的頻率包括:IkHz、5kHz、501^、2501^、5001^、10001^等?？刂蒲b置12采用恒流源給人體施加大小可控的約100 —500μΑ的短暫交流信號(hào)，用于采集人體阻抗。
[0037]上述實(shí)施例中的人體成分分析儀，采用多頻率測(cè)量電路，在測(cè)量中混合多種頻率，能夠覆蓋人體細(xì)胞外成分和細(xì)胞內(nèi)成分測(cè)量所需的全部頻率，使得測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確。使用此人體成分分析儀測(cè)出的結(jié)果的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、重復(fù)性均遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)產(chǎn)品的結(jié)果。
[0038]如圖2、3所示，檢測(cè)電極單元的數(shù)量為4個(gè)。2個(gè)檢測(cè)電極單元固定安裝在人體成分分析儀的手握柄21上，2個(gè)檢測(cè)電極單元固定安裝在人體成分分析儀的腳踏板22上。檢測(cè)電極單元包括:第一檢測(cè)電極23、第二檢測(cè)電極24。第一檢測(cè)電極23和第二檢測(cè)電極24都與人體(手、足)接觸，第一檢測(cè)電極23輸出測(cè)量電流，第二檢測(cè)電極24采集檢測(cè)信號(hào)。
[0039]第一檢測(cè)電極23輸出的施加在負(fù)載(人體)的驅(qū)動(dòng)電流，具有電流數(shù)值恒定的特點(diǎn)，電流的恒定利于消除外部干擾。第二檢測(cè)電極24作為信號(hào)采集端，對(duì)阻抗信號(hào)進(jìn)行采樣、收集，其輸入阻抗越大，抗干擾性就越強(qiáng)。
[0040]如圖4所示，檢測(cè)電極單元采用Α、Β雙電極片接觸方式，與人體的肢體相連，第一檢測(cè)電極23、第二檢測(cè)電極24分別為A，B電極。假定接觸阻抗為ZA、ZB，由A(或B)產(chǎn)生安全的激勵(lì)恒流微電流輸出，由B(或Α)進(jìn)行采樣輸入。
[0041 ]腳電極(同手電極)作為共同測(cè)量人體阻抗的電極接觸處，由于人體皮膚具有接觸電阻、寄生容抗、電抗，等效為接觸阻抗Z，如果不予消除，則測(cè)量時(shí)會(huì)將此接觸阻抗Z疊加到電路采樣當(dāng)中，影響采樣精度以及多次測(cè)量的穩(wěn)定性。
[0042 ] 如圖5、6所示，測(cè)量電流由A點(diǎn)流入人體，測(cè)量電壓由B點(diǎn)采集，此時(shí)測(cè)得的阻抗值為虛擬的A與B的交匯-C點(diǎn)的人體阻抗。將原先傳統(tǒng)的收發(fā)一體的電極測(cè)量方式改為A點(diǎn)輸入電流信號(hào)，B點(diǎn)取出電壓信號(hào)的發(fā)射端、采集端相分離的方式，解決了因?yàn)锳點(diǎn)或B點(diǎn)的接觸阻抗串聯(lián)等因素導(dǎo)致的采樣結(jié)果的準(zhǔn)確性及重復(fù)性不好的問(wèn)題。
[0043]C點(diǎn)為真正的人體阻抗測(cè)量點(diǎn)，A(或B)點(diǎn)恒流源的特性，決定了輸入人體的電流不會(huì)受到ZA影響，由于B(或Α)點(diǎn)為高阻抗采樣輸入端，疊加相對(duì)較小的皮膚接觸阻抗ZB時(shí)，可以忽略ZB對(duì)采樣輸入阻抗的影響，采樣點(diǎn)仍然等價(jià)于C點(diǎn)，消除了皮膚接觸阻抗。
[0044]在使用的過(guò)程中，檢測(cè)電極的金屬體表面會(huì)因?yàn)榇髿庵械难趸蚩諝鉂穸茸园l(fā)形成含氧化合物，這些化合物會(huì)提高表面上的接觸電阻。目前，降低接觸電阻的方法基本是通過(guò)覆蓋不同的導(dǎo)電介質(zhì)。
[0045]在本實(shí)用新型的人體成分分析儀中設(shè)置電極驅(qū)動(dòng)電路模塊，電極驅(qū)動(dòng)電路模塊的數(shù)量可以為I個(gè)或多個(gè)，例如，電極驅(qū)動(dòng)電路模塊的數(shù)量為4個(gè)，電極驅(qū)動(dòng)電路模塊171，172，173，174與檢測(cè)電極單元181，182，183，184為——對(duì)應(yīng)設(shè)置并連接。電極驅(qū)動(dòng)電路模塊和控制裝置12連接，電極驅(qū)動(dòng)電路模塊具有多種功能，例如，隔離、穩(wěn)壓、濾波等。
[0046]電極驅(qū)動(dòng)電路模塊包括:第一信號(hào)隔離變壓器、第二信號(hào)隔離變壓器。第一信號(hào)隔離變壓器的原邊線圈與第一檢測(cè)電極連接，第一信號(hào)隔離變壓器的副邊線圈與控制裝置連接。第二信號(hào)隔離變壓器的原邊線圈與第二檢測(cè)電極連接，第二信號(hào)隔離變壓器的副邊線圈與控制裝置連接。
[0047]采用隔離變壓器對(duì)第一檢測(cè)電極23輸出測(cè)量電流以及第二檢測(cè)電極24采集檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行有效隔離，將有利于提升人體安全系數(shù)，增強(qiáng)信號(hào)采集的穩(wěn)定性，能夠避免后端信號(hào)失效時(shí)意外施加在人體應(yīng)用部分，降低人體耐受的后端信號(hào)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0048]在一個(gè)實(shí)施例中，電極驅(qū)動(dòng)電路模塊包括:第一電壓跟隨器、第二電壓跟隨器。第一電壓跟隨器的兩端分別與第一檢測(cè)電極、控制裝置12連接。第二電壓跟隨器的兩端分別與第二檢測(cè)電極、控制裝置12連接。
[0049]采用電壓跟隨器，使輸出信號(hào)相當(dāng)于一個(gè)恒壓源，不受后面電路的影響，將前后級(jí)電路隔離起來(lái)，使其互不影響。電極驅(qū)動(dòng)電路模塊還包括:濾波模塊。濾波模塊分別與第二檢測(cè)電極24、控制裝置連接，濾波模塊能夠?qū)Φ诙z測(cè)電極24采集的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，提尚檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
[0050]傳輸線纜存在自有阻抗，同時(shí)對(duì)于不同頻率體現(xiàn)出的阻抗不同，并且，在傳統(tǒng)產(chǎn)品中，長(zhǎng)線纜直接將人體四肢與阻抗信號(hào)采集電路相連，疊加進(jìn)長(zhǎng)線纜本身的阻抗，另外，長(zhǎng)電纜中的弱信號(hào)很容易受到外界干擾源干擾，導(dǎo)致采樣數(shù)據(jù)失準(zhǔn)。
[0051]本實(shí)用新型的人體成分分析儀在與人體接觸的檢測(cè)電極處增加了電極驅(qū)動(dòng)電路模塊，電極驅(qū)動(dòng)電路模塊可以實(shí)現(xiàn)為電路板，可以安裝在檢測(cè)電極處。電極驅(qū)動(dòng)電路模塊可以縮減信號(hào)傳輸?shù)木€路長(zhǎng)度，降低干擾;并且，電極驅(qū)動(dòng)電路模塊中的電壓跟隨器使輸出信號(hào)相當(dāng)于一個(gè)恒壓源，可以消除線纜阻抗的影響，并且采用隔離變壓器將前后級(jí)電路隔離，起到隔離保護(hù)，采用濾波模塊起到信號(hào)濾波的作用。
[0052]如圖7所示，本實(shí)用新型的人體成分分析儀通過(guò)差分信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生相位相反的兩路差分信號(hào)，然后通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)選擇連接的人體回路，如左手與左腳，右手與右腳等。本實(shí)用新型的人體成分分析儀通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)選擇采集信號(hào)的兩端，如左手與右腳，右手與左腳等，在檢測(cè)電極上加載頻率的順序依次為:5khz、50khz、250khz、500khz、Ikhz、Imhz。再將采集到的信號(hào)進(jìn)行差分、濾波后將含有阻抗信息的直流信號(hào)輸入分析裝置中進(jìn)行分析、計(jì)算，即可得到需要的阻抗值。
[0053]本實(shí)用新型的人體成分分析儀設(shè)置有電源隔離模塊，控制裝置12與分析裝置11分別通過(guò)電源隔離模塊與電源連接。例如，電源為市電220VAC，市電經(jīng)過(guò)電源隔離模塊的隔離后，加載在控制裝置12與分析裝置11上。電源隔離模塊可以為現(xiàn)有技術(shù)中的多種隔離模塊。本實(shí)用新型的人體成分分析儀對(duì)數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)都進(jìn)行了隔離，運(yùn)行穩(wěn)定，保證數(shù)字通信的正常，并保證施加在人體上的信號(hào)安全。
[0054]在一個(gè)實(shí)施例中，控制裝置12可以實(shí)現(xiàn)為單片機(jī)、單板機(jī)、集成電路等。分析裝置11可以實(shí)現(xiàn)為單片機(jī)、單板機(jī)、PC等。分析裝置12基于檢測(cè)信號(hào)、體重信息以及個(gè)人信息，根據(jù)人體成分檢測(cè)公式計(jì)算出人體成分參數(shù)并推算出人體指標(biāo)。個(gè)人信息包括:年齡、性別、身高等。人體指標(biāo)包括:體脂百分比、基礎(chǔ)代謝率、標(biāo)準(zhǔn)體重、目標(biāo)體重等。分析裝置11根據(jù)人體指標(biāo)以及個(gè)人運(yùn)動(dòng)、飲食信息生成營(yíng)養(yǎng)曲線、飲食建議。
[0055]分析裝置11可以結(jié)合個(gè)體的運(yùn)動(dòng)、飲食、睡眠以及各種體成分等信息對(duì)膳食營(yíng)養(yǎng)進(jìn)行科學(xué)分析與指導(dǎo)，以營(yíng)養(yǎng)曲線的方式將個(gè)體的營(yíng)養(yǎng)狀況展示出來(lái)，使每位受試者都能對(duì)自身的營(yíng)養(yǎng)有一個(gè)直觀、清楚的認(rèn)識(shí)，并根據(jù)攝入營(yíng)養(yǎng)素的多少給出科學(xué)的飲食建議，避免造成營(yíng)養(yǎng)不良、營(yíng)養(yǎng)失衡或營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩等問(wèn)題。
[0056]本實(shí)用新型的人體成分分析儀設(shè)置有打印機(jī)13、音頻輸出裝置15、觸摸顯示屏14、存儲(chǔ)模塊和通信模塊16。打印機(jī)13與分析裝置11連接，能夠打印分析結(jié)果等。音頻輸出裝置15分別與分析裝置11和控制裝置12連接，能夠播放控制命令、分析結(jié)果等。觸摸顯示屏14分別與分析裝置11和控制裝置12連接，可以輸入多種指令，并能夠顯示控制和分析結(jié)果。存儲(chǔ)模塊與分析裝置11連接，用于存儲(chǔ)分析結(jié)果等。通信模塊16分別與分析裝置11和控制裝置12連接，通信模塊包括:以太網(wǎng)單元、2G/3G無(wú)線單元、GPRS單元、wifi單元等，用于收發(fā)信息或與其它的設(shè)備進(jìn)行通信。
[0057]上述實(shí)施例中的人體成分分析儀，提供人機(jī)對(duì)話界面，采用觸屏操作方式，優(yōu)化了人機(jī)對(duì)話的體驗(yàn);通過(guò)打印報(bào)告輸出的形式，及時(shí)呈現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù);具有語(yǔ)音提示功能，在人體測(cè)量過(guò)程中，會(huì)提示受測(cè)者操作姿勢(shì)及注意事項(xiàng)，降低受試者的操作難度;測(cè)量數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)保存在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，并提供外部訪問(wèn)接口，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)并能進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總與管理。
[0058]體重測(cè)量裝置19與控制裝置12連接，將檢測(cè)的體重信息發(fā)送到控制裝置12。體重信息作為人體成分分析的基礎(chǔ)信息，為人體成分模型計(jì)算的基礎(chǔ)參數(shù)，如果測(cè)量不準(zhǔn)或測(cè)量穩(wěn)定性、重復(fù)性差，將會(huì)放大影響其他成分的輸出結(jié)果。
[0059]如圖8所示，體重測(cè)量裝置包括:傳感器模塊41、供電電路模塊44、信號(hào)放大調(diào)理電路模塊42和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊43。傳感器模塊41、信號(hào)放大調(diào)理電路模塊42和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊43依次連接。模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊43與控制裝置12連接，將轉(zhuǎn)換后的體重信息發(fā)送到控制裝置12，控制裝置12將體重信息發(fā)送到分析裝置11進(jìn)行分析。供電電路模塊44可以對(duì)傳感器模塊41單獨(dú)供電，也可以同時(shí)對(duì)信號(hào)放大調(diào)理電路模塊42和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊43進(jìn)行供電。
[0060]如圖9所示，信號(hào)放大調(diào)理電路模塊可以有多種實(shí)現(xiàn)方式，例如，采用具有信號(hào)保護(hù)功能的信號(hào)放大調(diào)理電路模塊將傳感器模塊采集的信號(hào)進(jìn)行放大處理。VA14、VA15、VA21、VA22為壓敏保護(hù)器件，對(duì)于外部輸入的信號(hào)做到有效保護(hù)。R236、C388與R240、C92可以有效保護(hù)信號(hào)處于穩(wěn)定狀態(tài)，避免輸入懸空時(shí)導(dǎo)致后級(jí)輸出信號(hào)的失真。U47A、U47B為的雙路輸入160倍運(yùn)算放大器電路，放大體重傳感器發(fā)送的信號(hào)，利用C502、C503增強(qiáng)信號(hào)穩(wěn)定性。
[0061 ]如圖1O所示，供電電路模塊可以采用多種方式，例如，供電電路模塊包括:運(yùn)算放大器U66A、PNP型三極管Q2和穩(wěn)壓芯片U71。穩(wěn)壓芯片U71的VREF腳輸出參考電壓。VREF腳通過(guò)第一電阻R256和運(yùn)算放大器U66A的正輸入端(3)連接，形成第一線路。第二電阻R257的一端接地，另一端與運(yùn)算放大器U66A的輸出端I連接，形成第二線路。
[0062]第一電容C390的一端連接在第二線路上，另一端連接在第一線路上并且其連接點(diǎn)位于第二電阻R257與輸出端I之間。第二電容C389的一端接地，另一端連接在第一線路上并且其連接點(diǎn)位于第一電容C390的連接點(diǎn)與第二電阻R257之間。
[0063]運(yùn)算放大器U66A的負(fù)輸入端2通過(guò)第四電阻R258與三極管Q2的集電極C連接，形成第三線路。第三電阻R259的一端接地、另一端連接在第三線路上并且其連節(jié)點(diǎn)位于第四電阻R258與負(fù)輸入端(2)之間。運(yùn)算放大器U66A的輸入電壓端8與三極管Q2的基極B連接，并且，輸入電壓端8通過(guò)第五電阻R255與三極管Q2的發(fā)射極E連接。
[0064]第三電容C351的一端連接在第五電阻R255與發(fā)射極E連線上，另一端接地。供電輸出線的一端連接在第三線路上并且其連接點(diǎn)位于第四電阻R258與集電極C之間。第四電容C391的一端連接在供電輸出線上，另一端接地。供電輸出線輸出穩(wěn)定的電壓為傳感器模塊進(jìn)行供電。
[0065]供電電路模塊采用恒壓電源對(duì)體重傳感器進(jìn)行供電，采用2.5V的穩(wěn)定電壓源作為供電電路的參考源，利用運(yùn)算放大器的正負(fù)輸入端等效虛短的原理，將2.5V參考電壓源接入R258、R259、Q2的分壓電路中，經(jīng)過(guò)R258和R259的3比5的比值計(jì)算，在輸出端提供穩(wěn)定的+4V電壓，可以支持體重傳感器的高精度電源供電。
[0066]上述實(shí)施例提供的人體成分分析儀，采用多頻方式進(jìn)行生物阻抗測(cè)量，能夠覆蓋人體細(xì)胞外成分和細(xì)胞內(nèi)成分測(cè)量所需的全部頻率，使得測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確，并且具有電極端接觸阻抗消除、長(zhǎng)線纜阻抗消除、體重測(cè)量準(zhǔn)確度提高等特點(diǎn)，可以獲得更加準(zhǔn)確的生物體成分?jǐn)?shù)據(jù)。
[0067]可能以許多方式來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的方法和系統(tǒng)。例如，可通過(guò)軟件、硬件、固件或者軟件、硬件、固件的任何組合來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的方法和系統(tǒng)。用于方法的步驟的上述順序僅是為了進(jìn)行說(shuō)明，本實(shí)用新型的方法的步驟不限于以上具體描述的順序，除非以其它方式特別說(shuō)明。此外，在一些實(shí)施例中，還可將本實(shí)用新型實(shí)施為記錄在記錄介質(zhì)中的程序，這些程序包括用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本實(shí)用新型的方法的機(jī)器可讀指令。因而，本實(shí)用新型還覆蓋存儲(chǔ)用于執(zhí)行根據(jù)本實(shí)用新型的方法的程序的記錄介質(zhì)。
[0068]本實(shí)用新型的描述是為了示例和描述起見(jiàn)而給出的，而并不是無(wú)遺漏的或者將本實(shí)用新型限于所公開(kāi)的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說(shuō)明本實(shí)用新型的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本實(shí)用新型從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種人體成分分析儀，其特征在于，包括: 檢測(cè)電極單元、控制裝置和分析裝置； 所述檢測(cè)電極單元與所述控制裝置連接，所述控制裝置與所述分析裝置連接;所述檢測(cè)電極單元與人體接觸，用于輸出測(cè)量電流并采集檢測(cè)信號(hào)，其中，所述檢測(cè)電極單元能夠輸出多個(gè)頻率的測(cè)量電流;所述控制裝置控制所述測(cè)量電流的頻率并接收所述檢測(cè)信號(hào)；所述控制裝置將所述檢測(cè)信號(hào)發(fā)送到所述分析裝置。2.如權(quán)利要求1所述的人體成分分析儀，其特征在于: 所述控制裝置包括:正弦信號(hào)發(fā)生器模塊； 所述正弦信號(hào)發(fā)生器模塊產(chǎn)生施加在所述檢測(cè)電極單元上的正弦波形的測(cè)量電流，其中，所述測(cè)量電流的頻率包括:I kHz、5kHz、50kHz、250kHz、500kHz、I OOOkHz。3.如權(quán)利要求1或2所述的人體成分分析儀，其特征在于: 所述檢測(cè)電極單元的數(shù)量為4個(gè)； 其中，2個(gè)所述檢測(cè)電極單元固定在人體成分分析儀的手握柄上，2個(gè)所述檢測(cè)電極單元固定在人體成分分析儀的腳踏板上。4.如權(quán)利要求3所述的人體成分分析儀，其特征在于: 所述檢測(cè)電極單元包括:第一檢測(cè)電極、第二檢測(cè)電極； 所述第一檢測(cè)電極和所述第二檢測(cè)電極都與人體接觸，所述第一檢測(cè)電極輸出所述測(cè)量電流，所述第二檢測(cè)電極采集所述檢測(cè)信號(hào)。5.如權(quán)利要求4所述的人體成分分析儀，其特征在于，還包括: 電極驅(qū)動(dòng)電路模塊;所述檢測(cè)電極單元、所述電極驅(qū)動(dòng)電路模塊和所述控制裝置依次連接。6.如權(quán)利要求5所述的人體成分分析儀，其特征在于: 所述電極驅(qū)動(dòng)電路模塊的數(shù)量為4個(gè)； 所述電極驅(qū)動(dòng)電路模塊與所述檢測(cè)電極單元為一一對(duì)應(yīng)設(shè)置。7.如權(quán)利要求6所述的人體成分分析儀，其特征在于: 所述電極驅(qū)動(dòng)電路模塊包括:第一信號(hào)隔離變壓器、第二信號(hào)隔離變壓器； 所述第一信號(hào)隔離變壓器的原邊線圈與所述第一檢測(cè)電極連接，所述第一信號(hào)隔離變壓器的副邊線圈與所述控制裝置連接;所述第二信號(hào)隔離變壓器的原邊線圈與所述第二檢測(cè)電極連接，所述第二信號(hào)隔離變壓器的副邊線圈與所述控制裝置連接。8.如權(quán)利要求6所述的人體成分分析儀，其特征在于: 所述電極驅(qū)動(dòng)電路模塊包括:第一電壓跟隨器、第二電壓跟隨器； 所述第一電壓跟隨器的兩端分別與所述第一檢測(cè)電極、所述控制裝置連接;所述第二電壓跟隨器的兩端分別與所述第二檢測(cè)電極、所述控制裝置連接。9.如權(quán)利要求6所述的人體成分分析儀，其特征在于: 所述電極驅(qū)動(dòng)電路模塊包括:濾波模塊;所述濾波模塊分別與所述第二檢測(cè)電極、所述控制裝置連接。10.如權(quán)利要求3所述的人體成分分析儀，其特征在于，包括: 體重測(cè)量裝置;所述體重測(cè)量裝置與所述控制裝置連接，將檢測(cè)的體重信息發(fā)送到所述控制裝置。11.如權(quán)利要求10所述的人體成分分析儀，其特征在于: 所述體重測(cè)量裝置包括:傳感器模塊、供電電路模塊、信號(hào)放大調(diào)理電路模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊;其中，所述傳感器模塊、所述信號(hào)放大調(diào)理電路模塊和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊依次連接;所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與所述控制裝置連接。12.如權(quán)利要求11所述的人體成分分析儀，其特征在于: 所述供電電路模塊包括:運(yùn)算放大器(U66A)、PNP型三極管(Q2)和穩(wěn)壓芯片(U71); 所述穩(wěn)壓芯片(U71)的VREF腳輸出參考電壓;所述VREF腳通過(guò)第一電阻(R256)和所述運(yùn)算放大器(U66A)的正輸入端(3)連接，形成第一線路;第二電阻(R257)的一端接地，另一端與所述運(yùn)算放大器(U66A)的輸出端(I)連接，形成第二線路;第一電容(C390)的一端連接在所述第二線路上，另一端連接在所述第一線路上并且其連接點(diǎn)位于所述第二電阻(R257)與所述輸出端(I)之間；第二電容(C389)的一端接地，另一端連接在所述第一線路上并且其連接點(diǎn)位于所述第一電容(C390)的連接點(diǎn)與所述第二電阻(R2 5 7)之間； 所述運(yùn)算放大器(U66A)的負(fù)輸入端(2)通過(guò)第四電阻(R258)與所述三極管(Q2)的集電極(C)連接，形成第三線路;第三電阻(R259)的一端接地、另一端連接在所述第三線路上并且其連節(jié)點(diǎn)位于所述第四電阻(R258)與所述負(fù)輸入端(2)之間；所述運(yùn)算放大器(U66A)的輸入電壓端(8)與所述三極管(Q2)的基極(B)連接，并且，所述輸入電壓端(8)通過(guò)第五電阻(R255)與所述三極管(Q2)的發(fā)射極(E)連接;第三電容(C351)的一端連接在所述第五電阻(R255)與所述發(fā)射極(E)連線上，另一端接地； 供電輸出線的一端連接在所述第三線路上并且其連接點(diǎn)位于所述第四電阻(R258)與所述集電極(C)之間;第四電容(C391)的一端連接在所述供電輸出線上，另一端接地。13.如權(quán)利要求1所述的人體成分分析儀，其特征在于，包括: 電源隔離模塊;所述控制裝置與所述分析裝置分別通過(guò)所述電源隔離模塊與電源連接。14.如權(quán)利要求1所述的人體成分分析儀，其特征在于，包括: 打印機(jī)、音頻輸出裝置和觸摸顯示屏； 所述打印機(jī)與所述分析裝置連接，所述音頻輸出裝置分別與所述分析裝置和所述控制裝置連接，所述觸摸顯示屏分別與所述分析裝置和所述控制裝置連接。15.如權(quán)利要求1所述的人體成分分析儀，其特征在于，包括: 存儲(chǔ)模塊和通信模塊； 所述存儲(chǔ)模塊與所述分析裝置連接;所述通信模塊分別與所述分析裝置和所述控制裝置連接，所述通信模塊包括:以太網(wǎng)單元、2G/3G無(wú)線單元、GPRS單元、wifi單元。
【文檔編號(hào)】A61B5/00GK205493825SQ201620046880
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年1月19日
【發(fā)明人】李利明
【申請(qǐng)人】北京四海華辰科技有限公司