人體成分測量裝置的設計

　　生物電阻抗測量原理及與人體成分含量的關(guān)系

　　● 人體環(huán)段假設

　　當電信號導入人體時(shí)，電流主要流過(guò)導電性好的肌肉等含水的組織，而脂肪和骨骼基本沒(méi)有電流通過(guò)。頭顱和手足中含脂肪和肌肉很少，對其體成分的分析沒(méi)有什么意義，只取人體的四肢和軀干進(jìn)行分析。然而肌肉等含水的組織在人體四肢和軀干中的含量不同，如大腿的肌肉多于手臂的肌肉，因此必須對人體進(jìn)行分段。對于肢體或軀干，導電組織的分布也是不均勻的，可以將其理想化為電阻率均勻的圓柱體。綜上所述，可以將人體分為5環(huán)段，每個(gè)環(huán)段都為圓柱體，如圖2所示。圖中將人體分為5個(gè)環(huán)段，包括左右手、左右腿及軀干。

　　● 生物電阻抗測量原理

　　生物電阻抗測量是一種利用生物組織與器官的電特性及其變化規律提取與人體生理狀況相關(guān)的信息的生物醫學(xué)檢測技術(shù)。

　　測量生物電阻抗時(shí)，采用三個(gè)頻率的電流信號輸入，即10kHz、50kHz、100kHz。采用8電極，其電極的位置如圖3所示，圖中用數字1至8分別標記電極的位置。其中1、3電極置于掌心，2、4電極置于掌根，5、7電極置于足心，6、8電極置于足跟;1、3、5、7為電流極、2、4、6、8為電壓極。假設人體環(huán)段電阻為R，由歐姆定律知它是測量電極兩端的電壓與輸入電流的商，即：

　　當安全電流通過(guò)1和5電極輸入時(shí)，將測量電極分別置于2和4、2和8、6和8處，測量?jì)啥说碾妷?，從而分別計算出人體左手、軀干、左腿的電阻抗;然后將安全電流由電極3和7輸入，測量電極置于4和2、8和6處，分別測出兩端的電壓，分別計算出右手、右腿的電阻抗。