CN101579236A - 一种人体阻抗的多频多段测量装置及测量方法 - Google Patents
一种人体阻抗的多频多段测量装置及测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101579236A CN101579236A CNA2009100118905A CN200910011890A CN101579236A CN 101579236 A CN101579236 A CN 101579236A CN A2009100118905 A CNA2009100118905 A CN A2009100118905A CN 200910011890 A CN200910011890 A CN 200910011890A CN 101579236 A CN101579236 A CN 101579236A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency
- human body
- circuit
- measuring device
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
本发明涉及一种人体阻抗的测量装置及测量方法，测量装置由多频信号发生电路、恒流转换电路、多路开关、电极、标准电阻、差分放大电路、信号采集电路、ARM控制器及显示屏组成。测量装置采用6个电极与多路开关结合形成5个测量回路，并用触摸屏替代电脑选择测量方式和显示测量结果，多频信号发生电路生成多频激励信号，可在不同频率下测量人体的5段阻抗，ARM控制器运行操作系统及应用程序，控制各功能部件正确运行，实现了人体阻抗的多频多段测量。测量装置硬件设计简单，易操作，便于携带且成本低，市场前景好。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种生物阻抗的测量装置及测量方法，特别是一种人体阻抗的测量装置及测量方法。
背景技术
生物阻抗与生物功能具有一定的联系，生物阻抗测量已被广泛应用于人体成份分析。有关生物阻抗的测量技术在不断进步，且有各种生物阻抗分析仪问世。目前多数人体阻抗测量仪是对人体全身阻抗的测量，但研究表明个体各段的阻抗测量会提供在整体测量方法中被掩盖的身体成份信息。且现有的人体阻抗测量装置硬件设计复杂，一般体积也较大，并需要配合电脑来进行测量，不易携带及操作，有很多也只能在单频率下测量，应用起来十分不便。
发明内容
针对现有人体阻抗测量技术和测量仪器的不足，本发明的目的是提供一种人体阻抗的测量装置及测量方法，使其实现人体阻抗的多频多段测量，简化硬件设计，且不需要电脑来配合测量。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种人体阻抗的多频多段测量装置，由电源1、多频信号发生电路2、恒流转换电路3、电极4、多路开关5、标准电阻6、差分放大电路7、信号采集电路8、ARM控制器9及触摸屏10组成，电极4包括2个电流输入电极和4个采样电压电极；电源1与各电路连接，恒流转换电路3的输入端连接多频信号发生电路2，输出端连接电流输入电极，采样电压电极通过多路开关5与标准电阻6连接，标准电阻6一端接地，差分放大电路7的输入端连接采样电压电极，输出端连接信号采集电路8，ARM控制器9分别与多频信号发生电路2、多路开关5、信号采集电路8及触摸屏10连接。
所述的多频信号发生电路2以AD9851为频率发生芯片。
所述的恒流转换电路3和差分放大电路7由LM324运算放大器和外围电阻构成。
所述的多路开关5为74LS151数字8选1数据选择器。
所述的标准电阻6的阻值为1000欧姆。
所述的信号采集电路8为ADS8364模数转换芯片。
所述的ARM控制器9为S3C2440芯片。
所述的触摸屏10的大小为8英寸，像素为640*480。
一种人体阻抗的多频多段测量方法，其特征在于：测试者通过触摸屏10选择测量方式，ARM控制器9根据选择的测量方式控制多频信号发生电路2生成激励信号；激励信号经过恒流转换电路3转换为恒定的人体安全电流；将人体阻抗等效为躯干和四肢5段阻抗模型，用2个电流输入电极分别与人体左右手腕接触，4个采样电压电极分别与左右手腕和左右脚腕接触，ARM控制器9控制激励信号从一个电流输入电极输入人体，并控制多路开关5与一个采样电压电极连接，信号通过人体和标准电阻6，标准电阻6一端接地，信号从不同的电流输入电极输入人体，且多路开关连接不同的采样电压电极，可形成5个不同的测量回路；采样电压电极适时采集电压信号并通过差分放大电路7放大，信号采集电路8采集电压信号并对其进行模数转换并输出至ARM控制器9；ARM控制器9对数据进行快速傅里叶变换并通过运算得到人体5段阻抗的有效值，并控制触摸屏10显示测量结果。
所述的测量方式有三种：单频测量、多频测量和自动测量，单频测量时测试者设定唯一的激励信号频率，多频测量时测试者设定激励信号的起始频率、终止频率和步长，自动测量时采用系统默认的起始频率、终止频率和步长。
本发明的有益效果是：可实现人体阻抗的多频多段测量，不需要电脑配合，可准确、直观地测量出人体阻抗，可以广泛应用在人体成分分析、人体血流图测量、胃动力学检测等以人体阻抗特性为基础的临床和研究领域，且测量系统的硬件设计简单，硬件和软件成本较低，市场前景好。
附图说明
以下结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
图1是本发明的测量装置图；
图2是电极与人体的连接关系图；
图3是多路开关与标准电阻的示意图。
具体实施方式
如图1，一种人体阻抗的多频多段测量装置，由电源1、多频信号发生电路2、恒流转换电路3、电极4、多路开关5、标准电阻6、差分放大电路7、信号采集电路8、ARM控制器9及触摸屏10组成，电极4包括2个电流输入电极和4个采样电压电极。电源1与各电路连接，恒流转换电路3的输入端连接多频信号发生电路2，输出端连接电流输入电极，采样电压电极通过多路开关5与标准电阻6连接，标准电阻6一端接地，差分放大电路7的输入端连接采样电压电极，输出端连接信号采集电路8，ARM控制器9分别与多频信号发生电路2、多路开关5、信号采集电路8及触摸屏10连接。
采用此装置测量人体阻抗的具体方法为：
第一步：测量用户先将电流输入电极和采样电压电极夹在手腕及脚腕处，电极I1、V1夹在左手腕，V2、I2夹在右手腕，V3夹在左脚腕，V4夹在右脚腕。
第二步：打开电源1，通过触摸屏10选择测量方式，有三种测量方式：单频测量、多频测量和自动测量。以自动测量为例，系统默认起始频率为10kHZ，步长为5kHZ，终止频率为100kHZ。
第三步：ARM控制器9控制多频信号发生电路2发出起始频率10kHZ的激励信号。
第四步：激励信号经恒流转换电路3转换成有效值小于100uA的恒定的人体安全电流。
第五步：在ARM控制器9的控制下，激励信号通过电流输入电极I1或I2输入人体，多路开关5的a或b或c端与采样电压电极的a或b或c端连接，形成5个不同的测量回路，即：
激励信号从I1输入：R1→R2→R 形成回路1；
R1→R3→R4→R 形成回路2；
R1→R3→R5→R 形成同路3；
激励信号从I2输入：R2→R3→R4→R 形成回路4；
R2→R3→R5→R 形成回路5。
在每个测量回路，采样电压电极都适时进行信号采集，以回路1为例，采样电压电极V1和V2适时采集电压信号，电压信号经过差分放大电路7之后，有用信号被放大，干扰信号被减弱。
第六步：信号采集电路8对电压信号进行模数转换，然后输出至ARM控制器9。
第七步：ARM控制器9对每个测量回路的数据进行傅里叶变换并通过运算得到人体阻抗的有效值，进而得到模值与相位值，将这三个值存入第一次测量结果。
第八步：系统自动按步长累加，生成下一频率的激励信号，依照第四至第七步的过程继续测量。
测量完毕后，测试者选择以表格或图的形式将测量结果显示在触摸屏10上。
单频测量时，激励信号频率为测试者设定的唯一值，系统测量一个频率下的人体阻抗；多频测量时，起始频率、步长和终止频率由测试者设定，测量过程与自动测量相同。
Claims (10)
1、一种人体阻抗的多频多段测量装置，其特征在于：由电源(1)、多频信号发生电路(2)、恒流转换电路(3)、电极(4)、多路开关(5)、标准电阻(6)、差分放大电路(7)、信号采集电路(8)、ARM控制器(9)及触摸屏(10)组成，电极(4)包括2个电流输入电极和4个采样电压电极；电源(1)与各电路连接，恒流转换电路(3)的输入端连接多频信号发生电路(2)，输出端连接电流输入电极，采样电压电极通过多路开关(5)与标准电阻(6)连接，标准电阻(6)一端接地，差分放大电路(7)的输入端连接采样电压电极，输出端连接信号采集电路(8)，ARM控制器(9)分别与多频信号发生电路(2)、多路开关(5)、信号采集电路(8)及触摸屏(10)连接。
2、根据权利要求1所述的一种人体阻抗的多频多段测量装置，其特征在于：所述的多频信号发生电路(2)以AD9851为频率发生芯片。
3、根据权利要求1所述的一种人体阻抗的多频多段测量装置，其特征在于：所述的恒流转换电路(3)和差分放大电路(7)由LM324运算放大器和外围电阻构成。
4、根据权利要求1所述的一种人体阻抗的多频多段测量装置，其特征在于：所述的多路开关(5)为74LS151数字8选1数据选择器。
5、根据权利要求1所述的一种人体阻抗的多频多段测量装置，其特征在于：所述的标准电阻(6)的阻值为1000欧姆。
6、根据权利要求1所述的一种人体阻抗的多频多段测量装置，其特征在于：所述的信号采集电路(8)为ADS8364模数转换芯片。
7、根据权利要求1所述的一种人体阻抗的多频多段测量装置，其特征在于：所述的ARM控制器(9)为S3C2440芯片。
8、根据权利要求1所述的一种人体阻抗的多频多段测量装置，其特征在于：所述的触摸屏(10)的大小为8英寸，像素为640*480。
9、一种人体阻抗的多频多段测量方法，其特征在于：测试者通过触摸屏(10)选择测量方式，ARM控制器(9)根据选择的测量方式控制多频信号发生电路(2)生成激励信号；激励信号经过恒流转换电路(3)转换为恒定的人体安全电流；将人体阻抗等效为躯干和四肢5段阻抗模型，用2个电流输入电极分别与人体左右手腕接触，4个采样电压电极分别与左右手腕和左右脚腕接触，ARM控制器(9)控制激励信号从一个电流输入电极输入人体，并控制多路开关(5)与一个采样电压电极连接，信号通过人体和标准电阻(6)，标准电阻(6)一端接地；信号从不同的电流输入电极输入人体，且多路开关连接不同的采样电压电极，形成5个不同的测量回路；采样电压电极适时采集电压信号并通过差分放大电路(7)放大，信号采集电路(8)对电压信号进行模数转换并输出至ARM控制器(9)；ARM控制器(9)对数据进行快速傅里叶变换并通过运算得到人体5段阻抗的有效值，并控制触摸屏(10)显示测量结果。
10、根据权利要求9所述的一种人体阻抗的多频多段测量方法，其特征在于：所述的测量方式有三种：单频测量、多频测量和自动测量，单频测量时测试者设定唯一的激励信号频率，多频测量时测试者设定激励信号的起始频率、终止频率和步长，自动测量时采用系统默认的起始频率、终止频率和步长。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2009100118905A CN101579236A (zh) | 2009-06-05 | 2009-06-05 | 一种人体阻抗的多频多段测量装置及测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2009100118905A CN101579236A (zh) | 2009-06-05 | 2009-06-05 | 一种人体阻抗的多频多段测量装置及测量方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101579236A true CN101579236A (zh) | 2009-11-18 |
Family
ID=41361655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2009100118905A Pending CN101579236A (zh) | 2009-06-05 | 2009-06-05 | 一种人体阻抗的多频多段测量装置及测量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101579236A (zh) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102512167A (zh) * | 2011-12-27 | 2012-06-27 | 王培勇 | 人体成分检测仪 |
| CN103637800A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-03-19 | 大连大学 | 基于八段阻抗模型的人体成分分析的方法 |
| CN105212930A (zh) * | 2015-09-02 | 2016-01-06 | 杨静 | 一种便携式人体成分分析仪 |
| CN105496409A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-04-20 | 北京四海华辰科技有限公司 | 一种人体成分分析仪 |
| AT516499A4 (de) * | 2015-04-22 | 2016-06-15 | Skrabal Falko Dr | Körperimpedanz-Messgerät |
| CN106100292A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-11-09 | 上海怿星电子科技有限公司 | 一种可编程小功率直流电源及电源配置方法 |
| CN107157481A (zh) * | 2017-05-10 | 2017-09-15 | 湖南海翼电子商务股份有限公司 | 测量人体电阻的电路、方法以及体脂测量装置 |
| CN107174245A (zh) * | 2016-03-11 | 2017-09-19 | 安徽金健桥医疗科技有限公司 | 人体组织参数测量方法及测量仪 |
| CN107753019A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-03-06 | 北京润脉科技有限公司 | 生物电阻抗测量装置及测量方法 |
| CN108378850A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-08-10 | 诺仪器（中国）有限公司 | 人体复阻抗测量系统及方法 |
| CN108498096A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-09-07 | 深圳市蓝科医疗科技发展有限公司 | 生物电阻抗谱的检测方法及系统 |
| CN109298243A (zh) * | 2018-09-06 | 2019-02-01 | 国营芜湖机械厂 | 一种多通道传感器内阻快速测量装置及其使用方法 |
| CN110545719A (zh) * | 2017-03-02 | 2019-12-06 | 生命解析公司 | 用于宽带相位梯度信号采集的方法和装置 |
| CN111227848A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-06-05 | 北京津发科技股份有限公司 | 基于多通道的皮肤电阻测量装置 |
| CN113425280A (zh) * | 2020-03-19 | 2021-09-24 | 芯海科技（深圳）股份有限公司 | 人体阻抗异常测量的识别方法、测量设备及存储介质 |
| CN114652295A (zh) * | 2022-02-14 | 2022-06-24 | 华南理工大学 | 电极自动夹紧的人体电阻抗信号检测系统及其检测方法 |
| CN114947804A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-08-30 | 芯海科技（深圳）股份有限公司 | 一种阻抗测量装置、方法及电子设备 |
| US12011275B2 (en) | 2015-08-26 | 2024-06-18 | Analytics For Life, Inc. | Method and apparatus for wide-band phase gradient signal acquisition |
-
2009
- 2009-06-05 CN CNA2009100118905A patent/CN101579236A/zh active Pending
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102512167A (zh) * | 2011-12-27 | 2012-06-27 | 王培勇 | 人体成分检测仪 |
| CN103637800A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-03-19 | 大连大学 | 基于八段阻抗模型的人体成分分析的方法 |
| CN103637800B (zh) * | 2013-12-20 | 2015-11-11 | 大连大学 | 基于八段阻抗模型的人体成分分析的方法 |
| AT516499B1 (de) * | 2015-04-22 | 2016-06-15 | Skrabal Falko Dr | Körperimpedanz-Messgerät |
| AT516499A4 (de) * | 2015-04-22 | 2016-06-15 | Skrabal Falko Dr | Körperimpedanz-Messgerät |
| US12011275B2 (en) | 2015-08-26 | 2024-06-18 | Analytics For Life, Inc. | Method and apparatus for wide-band phase gradient signal acquisition |
| CN105212930A (zh) * | 2015-09-02 | 2016-01-06 | 杨静 | 一种便携式人体成分分析仪 |
| CN105496409A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-04-20 | 北京四海华辰科技有限公司 | 一种人体成分分析仪 |
| CN107174245A (zh) * | 2016-03-11 | 2017-09-19 | 安徽金健桥医疗科技有限公司 | 人体组织参数测量方法及测量仪 |
| CN106100292A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-11-09 | 上海怿星电子科技有限公司 | 一种可编程小功率直流电源及电源配置方法 |
| CN110545719A (zh) * | 2017-03-02 | 2019-12-06 | 生命解析公司 | 用于宽带相位梯度信号采集的方法和装置 |
| CN107157481A (zh) * | 2017-05-10 | 2017-09-15 | 湖南海翼电子商务股份有限公司 | 测量人体电阻的电路、方法以及体脂测量装置 |
| CN107157481B (zh) * | 2017-05-10 | 2020-09-15 | 安克创新科技股份有限公司 | 测量人体电阻的电路、方法以及体脂测量装置 |
| CN107753019A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-03-06 | 北京润脉科技有限公司 | 生物电阻抗测量装置及测量方法 |
| CN108378850A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-08-10 | 诺仪器（中国）有限公司 | 人体复阻抗测量系统及方法 |
| CN108498096A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-09-07 | 深圳市蓝科医疗科技发展有限公司 | 生物电阻抗谱的检测方法及系统 |
| CN109298243A (zh) * | 2018-09-06 | 2019-02-01 | 国营芜湖机械厂 | 一种多通道传感器内阻快速测量装置及其使用方法 |
| CN111227848A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-06-05 | 北京津发科技股份有限公司 | 基于多通道的皮肤电阻测量装置 |
| CN111227848B (zh) * | 2020-01-20 | 2021-11-23 | 北京津发科技股份有限公司 | 基于多通道的皮肤电阻测量装置 |
| CN113425280A (zh) * | 2020-03-19 | 2021-09-24 | 芯海科技（深圳）股份有限公司 | 人体阻抗异常测量的识别方法、测量设备及存储介质 |
| CN113425280B (zh) * | 2020-03-19 | 2023-10-31 | 芯海科技（深圳）股份有限公司 | 人体阻抗异常测量的识别方法、测量设备及存储介质 |
| CN114652295A (zh) * | 2022-02-14 | 2022-06-24 | 华南理工大学 | 电极自动夹紧的人体电阻抗信号检测系统及其检测方法 |
| CN114652295B (zh) * | 2022-02-14 | 2025-03-28 | 华南理工大学 | 电极自动夹紧的人体电阻抗信号检测系统及其检测方法 |
| CN114947804A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-08-30 | 芯海科技（深圳）股份有限公司 | 一种阻抗测量装置、方法及电子设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101579236A (zh) | 一种人体阻抗的多频多段测量装置及测量方法 | |
| CN201441368U (zh) | 一种人体阻抗的测量装置 | |
| CN100389721C (zh) | 基于傅立叶变换的混频生物阻抗测量方法 | |
| CN109342820A (zh) | 一种接触阻抗测试系统 | |
| CN204613137U (zh) | 空气负离子浓度检测仪 | |
| CN109381180B (zh) | 可检测生物阻抗和心电的可穿戴设备、测量系统及方法 | |
| CN102298132A (zh) | 接地导通电阻测试仪的校准装置 | |
| CN110279416A (zh) | 一种基于fpga的便携式电阻抗成像系统及其工作方法 | |
| CN109363674A (zh) | 一种生物阻抗测量系统 | |
| CN204832352U (zh) | 一种相位延迟积分的小电容测量仪 | |
| CN205215225U (zh) | 人体阻抗测量电路 | |
| CN103149441B (zh) | 应用于电化学测量的便携式阻抗谱分析仪及阻抗谱分析方法 | |
| CN204542209U (zh) | 一种基于体液导电性传感器的多传感器排卵测试系统 | |
| RU2366360C1 (ru) | Устройство для измерения импеданса биологических тканей | |
| CN204484111U (zh) | 人体阻抗值测定电路 | |
| CN112089418B (zh) | 基于人体组织电导率变频调幅法的胸腔电阻抗检测方法 | |
| CN108627551B (zh) | 用于ert立木探伤装置的数据采集系统及其硬件电路 | |
| CN212015588U (zh) | 一种基于生物医学电阻抗成像技术的检测设备及健康风险评估系统 | |
| CN106166329B (zh) | 基于神经肌肉电刺激仪的便携式检测装置及方法 | |
| CN107320101A (zh) | 一种多频电阻抗成像系统 | |
| CN205831788U (zh) | 一种生物电阻抗测量系统 | |
| CN203591258U (zh) | 人体电阻抗测量仪 | |
| CN103278688B (zh) | 一种测量绝缘子局部表面电导率的装置和方法 | |
| CN201417260Y (zh) | 一种分倍频式绝缘子等值附盐密度测量仪 | |
| CN214073290U (zh) | 一种模块化体成分测量装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20091118 |