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1、ISSN100020054清华大学学报(自然科学版)2007年第47卷第8期19ö33CN1122223öNJTsinghuaUniv(Sci&Tech),2007,Vol.47,No.8133021333适用于家庭健康检测的生物电阻抗测量系统刘加恩,董永贵,葛凯(清华大学精密仪器与机械学系,精密测试技术及仪器国家重点实验室,北京100084)摘要:针对家庭健康检测的需求,研制一种低成本的生物适用于家庭的人体健康状况检测仪受到越来越电阻抗测量系统。采用由一对激励电极及一对敏感电极组成多的重视,该类仪器中人体成分检测占据极其重要的四电极结构,利用单片机结合低通滤
2、波器产生50kHz的的地位,例如脂肪、水分检测仪等。目前存在的测量正弦波恒流信号,施加在与人体皮肤接触的激励电极对上,人体成分的方法主要有生物电阻抗法、水重法、同位通过测量敏感电极对的电压,实现人体生物阻抗的检测,有素稀释法以及双能量X光吸收法等[1]。其中:水重效克服了接触电阻抗以及空间电磁波的干扰。利用该系统对法是将人体浸入水中,首先求出人体密度,进而转换人体腿对腿间的生物电阻抗进行了实际测量,并将测量结果成脂肪含量,操作复杂,专业性高;同位素稀释法是与TanitaBF2639的测量结果进行了对比分析。结果表明,这将一定量的氢同位素注入人体,然后根据体液中
3、的种测量系统在测量结果的线性、重现性、稳定性及准确性等同位素浓度求出水分含量,同样操作复杂,需要较高方面的性能可满足人体成分测量的要求。这为人体肥胖程度的专业技能和特殊设备;双能量X光吸收法需要对的家庭检测提供了一种有效的工具。人体进行全身X光照射,得到人体骨骼和其他矿物关键词:生物电阻抗;人体成分;脂肪;测量电路质含量,操作复杂,昂贵,而且辐射对人体有一定伤中图分类号:TP212文献标识码:A害。这些方法均不适合家庭用户使用。文章编号:100020054(2007)0821330204生物电阻抗法具有无创、简便、廉价的特点,并且这种方法测量人体成分的可行性已
4、经得到大量实验结果的验证。Lukaski等人测量手到脚间的人体Bioimpedancemeasurementsystemfor阻抗,建立了脂肪、水分等成分的预测模型,结果均householdhealthcare[2]与水重法和同位素稀释法具有很高的相关性;LIUJiaen,DONGYonggui,GEKaiLorenzo等人采用人体手到脚间阻抗谱扫描的方法(StateKeyLaboratoryofPrecisionMeasurementTechnology预测人体水分、蛋白质含量,结果得到了同位素稀释andInstruments,DepartmentofPre
5、cisionInstrumentsand[3]法的验证。但是,目前的大多数方法都是测量手到Mechanology,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)脚间电阻抗,由于距离远、电磁干扰大,需要采用价Abstract:Alow2costbioimpedancemeasurementsystemwas格昂贵的医用心电图电极,而且被测对象平躺测量,developedfortheincreasinghouseholdhealthcaremarket.Thesystemusesafour2electrodestructurewit
6、hapairofexciting需要有专业人员操作,使其无法用于家庭。electrodesandapairofsensingelectrodesforthemeasurements.A本文研制的人体电阻抗测量仪,基于四电极结50kHzsinusoidalconstantcurrentsignalgeneratedbya构,以50kHz正弦波为激励,站立式测量腿对腿间microcontrollerunittogetherwithalow2passfilterisappliedtotheexcitingelectrodescontactingtheskin.The
7、voltageacrossthe的电阻抗,操作简单。通过对仪器进行线性、准确性、sensingelectrodesismeasuredtoobtainthebioimpedanceofhuman重现性和稳定性方面的测试,保证电路结构和测量body.Thesystemovercomesinterferencebetweenthecontact方法的可行性。impedanceandtheelectromagneticwave.Measurementsofleg2to2legbioimpedancecomparewellwiththoseobtainedusinga
8、TanitaBF2639.Thesys
