一种基于生物电阻抗原理的人体成分测试装置的研制

《一种基于生物电阻抗原理的人体成分测试装置的研制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、一种基于生物电阻抗原理的人体成分测试装置的研制作者：祁朋祥，马祖长，孙怡宁，刘世法【摘要】人体内各种成分之间的合理比例是维持人体健康的重要因素。与同位素稀释法、总体钾法、双能X线吸收法(DXA)以及皮褶厚度法等方法相比，生物电阻抗法测量人体成分简单、快速和准确，是体成分测量的理想手段。我们介绍了基于生物电阻抗测量技术的体成分测量原理，并以此为指导设计了一种体成分测试仪。该仪器测试数据重复性高，与同类仪器的对比实验验证了其准确性。【关键词】生物电阻抗法;人体成分;人体健康;生物电阻抗测量技术;体成分测量仪　　

2、Abstract：Areasonableratiobetweenvariouscompositionsofthehumanbodyisanimportantfactortomakepeoplekeephealth.Comparedwiththemethodssuchasisotopedilution,totalbodypotassium,Dual-energyX-rayabsorptionandskinfoldthickness,bioelectricalimpedanceanalysesissimple,

3、fastandaccurate.Itisanidealmeanstomeasurebodycomposition.Inthispaper,basedonbioelectricalimpedancemeasurementtechnique,theprincipiumofhumanbodycomposition17testwasintroduced.Guidedbythis,atypeofhumanbodycompositiontesterwasdeveloped.Therepeatabilityoftheda

4、tameasuredbythisequipmentisveryhigh.Comparisonswithsimilarexperimentaldeviceshaveverifiedtheaccuracyoftheequipmentdevelopedbythispaper.　　Keywords：Bioelectricalimpedance;Bodycomposition;Bodyhealth;Bioelectricalimpedancemeasurementtechnique;Bodycompositionte

5、ster　　1引言　　随着社会的进步和生活水平的提高，人们越来越注重自身的健康状况。人体内各种成分维持合理的比例是保持身体健康的重要条件，例如，体内脂肪增加到一定量将导致肥胖症等疾病的发生，矿物质的大量流失将导致骨质疏松症，而肾脏功能性减弱将导致体内水分平衡失调，出现水肿等现象[1]。体成分测量可定量评估人体内各种成分之间的比例关系，是人体健康检查的重要内容之一，引起了很多研究者的关注。17　　人体成分的分析方法有多种[2]，如体质指数(BMI)法、皮褶厚度法、水下称重法、总体钾法、生物电阻抗法、DXA法、

6、空气置换体积描记法[3]等。陆大江等人从精度、成本、难易度等方面对各种测量方法作了对比分析[4]，指出运用生物阻抗法分析人体成分简捷、快速、成本低廉、无创、安全，医生和测试对象易于接受，具有广阔的应用前景。　　生物电阻抗分析法(BIA)是一种用以评估身体成分的间接方法，其基本思路是将微弱的交流电信号导入人体时，电流会沿着电阻小、传导性能好的体液流动。水分的多少决定了电流通路的导电性，可用阻抗的测定值来表示。大量实验数据表明，人体的电阻抗特性与体成分之间存在统计关系，这就是基于生物电阻抗技术的体成分测量原理[

7、5]。早期的BIA方法一般选取一个典型的样本人群，用单频信号测得样本的生物电阻抗，通过经验公式推算人体成分[6-8]，这种方法比较容易实现。　　随着电子技术的发展，研究者进一步提出了基于生物电阻抗频谱法(BIS)的体成分测量法。它是在一个频率范围内选取多个频点，根据人体阻抗的模拟电路模型(指人体的细胞外液电阻Re、细胞内液电阻Ri和细胞膜电容Ci三元件模型)，用测得的阻抗值推算人体的特征参数Re、Ri和Ci，进而推算人体内水分的体积。Gudikawa等[9]和Buchholz等[10]认为当人体体液分布非正

8、常时，多频分析能够比BIA方法更准确。17　　BIA法的简单性使之只能用在产生其样本或与该样本性质(年龄、体型、健康状况等)相同的其他人群[11];Ann等2007的实验表明[12]，BIS可以用在性质不同的样本(西班牙裔样本、黑人样本和白人样本)上，即多频的BIS法克服了BIA法的对样本的完全依赖性，但是由于它需要的信号频率多，因此硬件设计相对复杂，且成本高。　　我们设计了一种基于生物电阻抗原理的体成分测试仪，