专利名称：人体测量生物阻抗相位角估测生理年龄指标的装置与方法
技术领域：
本发明为一种人体量测生物阻抗相位角估测生理年龄指针的装置与方法，尤指一
种直接量测受测者的生物阻抗相位角估测等人体信息，可直接经由原受测者的生物阻抗相 位角估测与相位角配合于相位角评估平台上产生各项比对的对照值，以使受测者有效快速 的得知自己生理年龄与实验统计的标准值的差距。
背景技术：
按生物阻抗法分析(Bioelectrical Impedance Analysis)对于医学电阻抗的研
究最早始于19世纪末，生物阻抗技术是利用生物组织与器官的电性特性(阻抗、介电常数
等)及其变化提取人体生理、病理状况相关的生物医学信息的非侵入式检测技术。通常是
借助于皮肤表面的电极向受测者发射一微小的交流电流或电压，检测相应的阻抗及其变化
情况，然后根据不同的应用目的，获取相关的生理与病理信息。这种技术具非侵入、便宜、安
全、无毒无害、操作简单等特点，医护人员与病人接易于接受，具有广泛应用前景。 生物电阻抗分析法综合阻抗法与全身水量法，利用人体能够导电的性质给受测者
对象加入微小的电流，改变电流的频率使其在人体中的穿透深度发生变化，人体本身既有
阻性又有容性，所以不同频率的电流穿透人体组织的深度不同。许多的研究中，当电流频率
在较高的频率上时电流可穿面，应较为少见。 生物阻抗法是将人体细胞浸于导电的细胞外液的中，而细胞则由能选择性通过某 些离子的细胞膜包裹着导电的细胞内液组成，细胞外液、细胞内液的电学性质接近于电阻， 而细胞膜则可能等效电容。因此人体的等效电路应当是若干电阻、电容构成的串联电路。 为此，人们提出了多种的等效电路，而应用最广泛的三组件等效电路模型则如图1所示；其 中，图中Ri、 Re与C分别为细胞内液电阻、细胞外液电阻与细胞膜电容，则其总阻抗可以表 示为 Z = Re〃(ZC+Ri) 生物阻抗分析的基本原理在于生物组织对外加电流长具有不同导电作用，当在人 体表面加一固定频率的低电平电流时，含水70%以上的肌肉组织是良好导体，而含水较少 的脂肪组织近似绝缘体，因此通过测出阻抗值，配合统计分析，可以估算出身体组成成分， 生物阻抗分析用于人体成分分析是假设人体为一圆柱的几何外型，生物组织中的水与电解 质的分布均匀且恒定。根据Cole-Cole理论，RC三组件生物阻抗模型在复平面上的阻抗轨 迹图是在第四象限的一段圆弧，如图2所示，这可解释为等效电路中Ri与C串联的结果。
而目前对于大量健康人士进行的生物阻抗法相位角的研究分别有Anja与 Antonio等人，其中分别对国地区健康人士、非拉丁裔白人(non-Hispanic white)、非拉丁 裔黑人(non-Hispanic black)与墨西哥裔美国人(Mexican American)进行研究，使相位 角研究的结果更为可信度提高，则相同测试环境或大量的取样数就变得非常重要，惟目前 对于此一研究的应用，仍属少数。
发明内容
因此，本案发明人经详思细索，并积多年从事各种量测人体各项指数的产品与技 术研发的经验，终于开发出一种人体量测生物阻抗相位角估测生理年龄指针的装置与方 法。 本发明的目的在于提供一种人体量测生物阻抗相位角估测生理年龄指针的装置
与方法，其主要是由一相位角评估平台以及其对应的相位角模块产生，经由该相位角评估
平台内的相位角数据库透过数据的建立，以选定对应的模块，经简单量测受测者的阻抗值
与相位角，即可由模块中得到标准的相位角、生物阻抗相位角估测与生理年龄，并经比对整
合后，即可获得对照值、标准值以及参考值，并于建议数据库中取得相关建议的数据，而产
生显示窗口 ，而达到快速量测以及简单取得受测者目前生理状态数值的目的。 本发明的目的是在于提供一种人体量测生物阻抗相位角估测生理年龄指针的
装置与方法，而其模块的建立，主要是经过大量健康人士的进行过生物阻抗测量与数据
库建立与统计研究，并将其测量群组分别以身体质量指数为区分等级分成多个群组，
每个群组又分别以年龄分成次群组，详细的将各个群组与次群组的对应的生物电阻值
R(Resistance)、生物电抗值Xc (Reactance)其平均值与标准差发表于该研究上，其关系是
经由统计方法厘清其关系，并藉以为估测人体生理年龄的方法与机制。 该方法的流程包括 输入数据输入受测者的身高、体重与年龄或其它数据，包括人种肤色等资料；
选择比对标准模块经相位角评估平台的相位数据库建立对应模块，并产生相对 的标准值，包括生物阻抗相位角估测、相位角； 量测受测者的比对数值由针对于人体的四肢设置电极，经电极的发射与接收电 极对透过单芯片、继电器与程控，分别量测对应电阻抗值以及各项的对照值，其中，包括对 照生理年龄、对照相位角以及对照生物阻抗相位角估测，并于该相位角评估平台中经由该 对照值得出相对的参考值； 比对于该相位角评估平台中进行比较，使对照值、参考值与标准值进行标准差分 析； 整合将该标准差内容与建议数据库内的数据比对整合； 产生显示窗口 将前述建议与数值列表，受测者可轻易的由显示窗口得知该相位 角、生物阻抗相位角估测与生理年龄与标准值间的差异。
而前述的模块的建立流程包括 量测针对受测者量测阻抗值、生物阻抗相位角估测以及相位角，运用生物阻抗法 进行量测，分别得到前述各数值内容； 建构相位角评估平台针对各受测者的年龄、身体状态、性别等条件建构出不同的 标准模块，并形成以相位角、年龄与生物阻抗相位角估测等条件予以统计分析形成相位角 评估平台以及相位角数据库； 形成数据库于不同条件的标准模块部份，以累积受测者的方式予以统计分析并 统一标准化形成各模块的标准值而予以记录。
本发明的有益效果在于由该准确的标准值内容，包括电阻值、相位角、生物阻
抗相位角估测以及年龄或其它数据等数据库配合量测出各受测者各部份数值，直接形成一
5实际年龄以及生理年龄等各项数值的差异性，以强化受测者各部份的异常，而达到提供与 建议受测者各项生理数值以及应对补救的内容。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。
图1是传统生物阻抗法分析示意图。
图2是传统相位角示意图。 图3是本发明量测装置示意图。 图4是本发明量测方法示意图。 图5是本发相位角数据库建制流程示意图。 主要组件符号说明 量测装置10，中央处理器ll，相位角数据库12，建议数据库13，电源14，输出装置 15，输入装置16，输入传感器17，相位角评估平台20，标准值21，对照值22，参考值23，量测 方法30，输入数据31，选择比对标准模块32，量测受测者的比对数值33，比对34，整合35， 产生显示窗口 36，模块建立流程40，量测41，建构相位角评估平台42，形成数据库43。
具体实施例方式
本发明为达成上述目的，所采用的技术、手段及其它的功效，特举一较佳实施例并 配合附图详细说明，以帮助深入而具体的了解本发明上述的目的、特征及其它的优点。
本发明的量测生物阻抗相位角估测生理年龄指针的装置与方法，是如图3、4、5所 示，其中，本发明的量测装置10主要是具有一中央处理器11，中央处理器11主要连接有一 相位角数据库12以及一建议数据库13，以形成一相位角评估平台20的主体，而该中央处理 器11另连接一电源14、一输出装置15、至少一输入装置16以及两个以上输入传感器17， 其中，中央处理器11即为一般的计算机的处理器，相位角数据库12是各标准模块的数据内 容，包括年龄、性别、体能状况、人种、电阻值、生物阻抗相位角估测与相位角；而建议数据 库13为各项数值欠缺或超出时的应对方法与内容；该电源14则可为一般的电池电源亦可 交流电电源；该输出装置15为显示装置，包括计算机的屏幕；输入装置16则可为键盘、或 按键或触控屏幕；输入传感器17为接于受测者肢体上的电极对。 该相位角评估平台20为前述的相位角数据库12架构而成，该相位角评估平台20 为一相位角9与受测者的年龄Age以及生物阻抗相位角估测BMI的关系形态的平台。
其中，该量测方法30的流程包括 输入数据31 :受测者于前述的量测装置10的输入装置16上输入本身的数据包 括受测者的身高、体重、年龄、性别与体能状况等资料； 选择比对标准模块32:由计算机判断，所述的受测者数据中，于相位角评估平台 20中的相位角数据库12选取最相近于受测者的标准模块，并取出该标准模块中的各项标 准值21，包括相位角标准值、生物阻抗相位角估测标准值以及电阻值标准值；
量测受测者的比对数值33 :由针对于受测者人体的肢体设置的量测装置10的各 输入传感器17，其可分别设于受测者肢体的末端，量其电阻抗值、相位角以及生物阻抗相位 角估测，以形成对照值22，该对照值22包括电阻抗值、相位角以及生物阻抗相位角估测等指数的数值；而输入传感器17为一电极对结构，透过量测装置10的单芯片中央处理器11 配合相位角数据库12与建议数据库13形成一相位角评估平台20，以使前述的各对照值22 可经由该相位角评估平台20的转换形成前述各数值的参考值23。 比对34 :于该相位角评估平台20针对各标准值21、对照值22以及参考值23进再 行比对； 整合35 :将前步骤中的值比对后，以各同构型的各数值形成分别的标准差，进入 建议数据库13中进行数据的搜寻，使符合各项标准差的建议内容得以取出；
产生显示窗口 36 :将前述的各项数值以及经统计分析后由建议数据库13中取得 的建议内容共同列于同一显示窗口上； 受测者予以取用，即可由该数值上的差异以及建议得知其生理年龄状态。 而就前述的相位角数据库12结构予以有效的被建立，该相位角数据库12模块建
立流程40包括 量测41 :针对受测者量测阻抗值、生物阻抗相位角估测以及相位角，运用生物阻
抗法进行量测，分别得到前述各数值内容，大量且不同的受测者进行量测； 建构相位角评估平台42 :针对各受测者的年龄、身体状态、性别等条件建构出不
同的标准模块，并形成以相位角、年龄与生物阻抗相位角估测等条件予以统计分析形成相
位角评估平台20以及相位角数据库12 ; 形成数据库43 :于不同条件的标准模块部份，以累积受测者的方式予以统计分析 并统一标准化形成各模块的标准值而予以记录。 其中，该相位角评估平台20的模块化分析，是以统计分析为的，若以各国人种为 对象，其相位角9与受测者的年龄Age以及生物阻抗相位角估测BMI的关系式如下
男性 ( 9 ) = Clmale+C2maleXAge+C3maleXBMI
女性 ( 9 ) = ClFemale+C2FemaleXAge+C3FemaleXBMI 其中，Cl-C6为统计分析所得是数，故前述的对照值22可两两代入各标准模块中 的关系式中，分别得出不同的参考值23，经由对照值22与参考值23间的差异以及对照值 22与标准值21的标准差，可得知，受测者的实际状况与标准值或参考值相差的数值，受测 者即可经由该一相位角评估平台20各关系式中获得各项差值，方便其在建议数据库13选 取对应的内容，而可由显示窗口中输出。 其中，由对照值22与标准值21间的差异可知，受测者身体状况与该模块中的标准 相差的量，亦可由对照值22与参考值23的比对而得知各项数值可能变异的方向。
权利要求
一种人体量测生物阻抗相位角估测生理年龄指针的装置，其中，该量测装置包括一中央处理器，该中央处理器连接有一相位角数据库以及一建议数据库，以形成一相位角评估平台的主体，而该中央处理器另连接一电源、一输出装置、至少一输入装置以及两个以上输入传感器；该相位角评估平台为一相位角θ与受测者的年龄Age以及身体质量指数BMI的关系平台；该相位角数据库是各标准模块的数据内容，包括年龄、性别、体能状况、人种、国别、电阻值、生物阻抗相位角估测与相位角；该建议数据库为各项数值欠缺或超出时的应对方法与内容；该输入传感器为接于受测者肢体上的电极对。
2. 如权利要求1所述的人体量测生物阻抗相位角估测生理年龄指针的装置，其中，该 中央处理器为一计算机的处理器，相位角评估平台与人体电抗值无关；该电源为一电池电 源或交流电电源；该输出装置为显示装置，包括计算机的屏幕；输入装置为键盘或按键或 触控屏幕。
3. —种人体量测生物阻抗相位角估测生理年龄指标的方法，其中，该量测方法的流程 包括输入数据受测者于一量测装置的输入装置上输入本身的数据包括受测者的身高、 体重、年龄、性别与体能状况等资料；选择比对标准模块由计算机判断，所述的受测者数据中，于一相位角评估平台中的相 位角数据库选取最相近于受测者的标准模块，并取出该标准模块中的各项标准值，包括相 位角标准值、生物阻抗相位角估测标准值以及电阻值标准值；量测受测者的比对数值由针对于受测者人体的肢体设置的该量测装置的各输入传感 器测量，该输入传感器分别设于受测者肢体的末端，测量其电阻抗值、相位角以及生物阻抗 相位角估测，以形成对照值，该对照值包括电阻抗值、相位角以及生物阻抗相位角估测等 指数；而输入传感器为一电极对结构，透过该量测装置的中央处理器配合相位角数据库与 建议数据库形成一相位角评估平台，以使前述的各对照值经由该相位角评估平台转换形成 前述各数值的参考值；比对于该相位角评估平台针对各标准值、对照值以及参考值进再行比对；整合将前步骤中的值比对后，进入建议数据库中进行数据的搜寻，找到符合各项的建 议内容并取出；产生显示窗口 将前述的各项数值以及经由建议数据库中取得的建议内容共同列于同 一显示窗口上；受测者予以取用，即由该数值上的差异以及建议得知其生理年龄状态。
4. 一种人体量测生物阻抗相位角估测生理年龄指标的方法，其中，该相位角数据库的 模块建立流程包括量测针对受测者量测阻抗值、生物阻抗相位角估测以及相位角，运用生物阻抗法进行 量测，分别得到前述各数值内容，受测者进行量测；建构相位角评估平台针对各受测者的年龄、身体状态、性别等条件建构出不同的标准 模块，并形成以相位角、年龄与生物阻抗相位角估测等条件予以统计分析形成相位角评估平台以及相位角数据库；形成数据库对不同条件的标准模块部份，以累积受测者的方式予以统计分析并统一标准化形成各模块的标准值而予以记录。
5.如权利要求4项所述的人体量测生物阻抗相位角估测生理年龄指针的装置，其中， 以统计分析法模块化分析该相位角评估平台，相位角9与受测者的年龄Age以及生物阻抗 相位角估测BMI的关系如下男性<formula>formula see original document page 3</formula>女性<formula>formula see original document page 3</formula>
全文摘要
本发明为一种人体量测生物阻抗相位角估测生理年龄指针的装置与方法，其中，输入数据，包括身高、体重、年龄以及性别或其它数据，如人种、运动状况等，选择比对标准模块，由计算机选择对应的模块，以形成相位角评估平台，取得人体生理数据，包括标准相位角以及标准生物阻抗相位角估测用以评估参考生理年龄，量测受测者的比对数值，是运用生物阻抗法得到相位角以及对照身体质量指数，该对照相位角与对照身体质量指数于该相位角评估平台上产生参考生理年龄、相位角与生物阻抗相位角估测等，将前述三组数值予以比对，并整合实验数据库寻及各项经由统计所得的建议，并产生显示窗口，从快速量测的方法中得到生理数据。
文档编号A61B5/053GK101721230SQ200810174369
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月31日 优先权日2008年10月31日
发明者谢坤昌 申请人:启德电子股份有限公司