本发明实施例涉及电路技术,尤其涉及一种人体组织参数测量方法及测量仪。
背景技术:
随着社会经济的发展,人们生活水平得到了极大地改善,然而这也导致肥胖现象越来越普遍,由肥胖引发的健康问题已成为社会关注的热点。近年来,人体脂肪含量百分比作为获知被测者的健康状态的指标之一而备受关注。然而,基于人体脂肪含量百分比并不能确定脂肪分布于身体的哪个部位,也无法确定身体某个部位的脂肪厚度到底是多少。研究表明,皮下脂肪是人体脂肪的主要组成部分,因此,测量皮下脂肪厚度成为估量人体脂肪状况的有效指数,此外,对特定部位皮下脂肪厚度进行测定还可为塑身减肥提供有效的参考依据。
目前,测量脂肪厚度的常用方法主要有脂肪卡尺法、光电检测法、超声波检测法等。然而,脂肪卡尺力度很难把握,需要专业人士才能准确测量;光电检测法易受环境光和皮肤颜色等外部因素影响;而超声波检测法无法在脂肪厚度过小时准确测量,且价格昂贵;因而这三种方法都不利于推行。
技术实现要素:
本发明提供一种人体组织参数测量方法及测量仪。以简单且准确地测出人体设定部位的人体组织参数。
第一方面,本发明实施例提供了一种人体组织参数测量方法,该方法包括:
向敷贴在皮肤表面的激励电极对施加激励电压信号;
获取在所述激励电压信号下,流经所述激励电极对的电流值;
根据所述激励电压信号,所述电流值以及设定的人体组织参数计算模型,计算人体组织参数值,其中,所述人体组织参数计算模型通过人体不同组织的导电特性构建。
优选的,所述人体组织参数计算模型具体包括:由基本元器件构成的电路模型;
其中,所述基本元器件包括:电阻、电容和电感;所述人体组织参数计算模型中所述基本元器件的选取通过所述激励电极对之间的人体组织的导电特征确定。
示例性地,所述人体组织参数的类型为人体脂肪厚度;
所述人体组织参数计算模型包括:由与脂肪厚度对应的脂肪电容以及至少两个人体组织阻抗构成的电路模型。
进一步地,向敷贴在皮肤表面的激励电极对施加激励电压信号具体包括:
向贴在皮肤表面的激励电极对施加至少三个交流电压信号,其中,不同交流电压信号具有不同的信号频率;
相应的,根据所述激励电压信号,所述电流值以及设定的人体组织参数计算模型,计算人体组织参数值具体包括:
根据所述人体组织参数计算模型的阻抗特性、所述至少三个交流电压信号以及与不同交流电压信号分别对应的所述电流值,计算所述脂肪电容值;
根据脂肪电容与脂肪厚度的反比例关系,计算所述人体脂肪厚度值。
进一步地,向敷贴在皮肤表面的激励电极对施加激励电压信号具体包括:
向贴在皮肤表面的激励电极对施加一个设定频率的交流电压信号;
相应的,根据所述激励电压信号,所述电流值以及设定的人体组织参数计算模型,计算人体组织参数值具体包括:
根据所述人体组织参数计算模型的阻抗特性、所述设定频率的交流电压信号以及与所述设定频率的交流电压信号对应的所述电流值,计算所述脂肪电容值,其中,所述至少两个人体组织阻抗为测定常数;
根据脂肪电容与脂肪厚度的反比例关系,计算所述人体脂肪厚度值。进一步地,所述方法还包括:获取用户输入的测量部位,和/或人体组织测量类型;
根据所述测量部位,和/或所述人体组织测量类型选取对应的人体组织参数计算模型。
第二方面,本发明实施例还提供了一种人体组织参数测量仪,该测量仪包括:
处理器、信号驱动模块、至少一组激励电极对、检流电阻以及电流检测模块;其中:
所述处理器与所述信号驱动模块相连,用于合成激励电压信号,并将合成后的所述激励电压信号发送至所述信号驱动模块;
所述信号驱动模块与所述激励电极对相连,用于将接收到的所述激励电压信号进行放大驱动后,施加于敷贴在皮肤表面的所述激励电极对上;
所述检流电阻与所述信号驱动模块相连,用于对流过所述激励电极对的电流值进行间接采样;
所述电流检测模块与所述检流电阻以及所述处理器相连,用于获取流过所述检流电阻的采样电流并发送至所述处理器;
所述处理器还用于:根据所述采样电流,获取流过所述激励电极对的电流值;
根据所述激励电压信号,所述电流值以及设定的人体组织参数计算模型,计算人体组织参数值,其中,所述人体组织参数计算模型通过人体不同组织的导电特性构建。
进一步地,所述人体组织参数的类型为人体脂肪厚度;
所述人体组织参数计算模型包括:由与所述脂肪厚度对应的脂肪电容以及至少两个人体组织阻抗构成的电路模型。
示例性地,所述处理器具体用于:
合成至少三个激励电压信号,并将合成后的所述激励电压信号发送至所述信号驱动模块,其中,不同交流电压信号具有不同的信号频率;
接收所述电流检测模块返回的,与不同交流电压信号对应的采样电流;
根据所述采样电流,获取流过所述激励电极对的电流值;
根据所述人体组织参数计算模型的阻抗特性、所述至少三个交流电压信号以及与不同交流电压信号分别对应的所述电流值,计算所述脂肪电容值;
根据脂肪电容与脂肪厚度的反比例关系,计算所述人体脂肪厚度值。
示例性地,所述处理器具体用于:
合成一个设定频率的激励电压信号,并将合成后的所述激励电压信号发送至所述信号驱动模块;
接收所述电流检测模块返回的,与所述设定频率的激励电压信号对应的采 样电流;
根据所述采样电流,获取流过所述激励电极对的电流值;
根据所述人体组织参数计算模型的阻抗特性、所述设定频率的交流电压信号以及与所述设定频率的交流电压信号对应的所述电流值,计算所述脂肪电容值,其中,所述至少两个人体组织阻抗为测定常数;
根据脂肪电容与脂肪厚度的反比例关系,计算所述人体脂肪厚度值。
进一步地,所述处理器还用于:合成用于刺激肌肉和神经的按摩电压信号,并将合成后的所述按摩电压信号发送至所述信号驱动模块;
所述信号驱动模块还用于:将接收到的所述按摩电压信号进行放大驱动后,施加于敷贴在皮肤表面的所述激励电极对上。
进一步地,所述测量仪,还包括:无线模块和电源模块;
其中,所述无线模块与所述处理器相连,用于实现所述处理器与终端设备进行数据交互;
所述电源模块用于为所述测量仪中的处理器以及各个模块进行供电。
本发明通过向敷贴在皮肤表面的激励电极对施加激励电压信号,并获取在所述激励电压信号下,流经所述激励电极对的电流值,最后根据所述激励电压信号,所述电流值以及通过不同组织的导电特性构建的人体组织参数计算模型,计算人体组织参数值。可以简单且准确地测出人体设定部位的组织参数,且该测量方法实现成本低,受外部环境影响较小,大大提升了用户体验。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种人体组织参数测量方法的流程图;
图2为本发明实施例二提供的一种人体组织参数测量方法的流程图;
图3为本发明实施例二提供的一种平板电容的结构示意图;
图4为本发明实施例二提供的一种人体组织的电容结构示意图;
图5为本发明实施例二提供的人体电路回路示意图;
图6为本发明实施例二提供的人体电路回路等效电路图一;
图7为本发明实施例二提供的人体电路回路等效电路图二;
图8为本发明实施例二提供的人体电路回路等效电路图三;
图9为本发明实施例二提供的人体电路回路等效电路图四;
图10为本发明实施例二提供的人体电路回路等效电路图五;
图11为本发明实施例四提供的一种人体组织参数测量仪的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是,一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项步骤描述成顺序的处理,但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外,各项步骤的顺序可以被重新安排。当其步骤完成时所述处理可以被终止,但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
为了便于后续理解,首先将本发明的实现原理进行简单描述。一般来说,人体中游离态的水分是离子导电的电解质,人的体液中的电解质水在不同的组织中的分布是不均匀的,因为在皮肤和肌肉内有丰富的血管充满电解质,因此皮肤和肌肉的导电率较高,而脂肪中游离态的水较少,故脂肪会呈现较低的导电率。因此,如果在人体上施加电压信号,则人体的不同组织会呈现不同的阻抗特性,即:可以将所施加的电压信号回路内的人体组织等效为人体组织参数计算模型,例如,可以将皮肤以及肌肉等效为电阻,脂肪等效为电容,通过计算人体组织计算模型中的各个电路元件的数值(例如,电阻值或者电容值等),可以间接实现对人体组织参数的测量。典型的,通过计算得到的皮肤电阻,可以进而得到皮肤含水量等人体组织参数,通过计算得到的脂肪电容,可以进而得到脂肪厚度值等人体组织参数。
即:在本发明各实施例中,创造性的提出:根据人体不同组织的导电特性构建人体组织模型,通过在待测量部位上施加电压信号,并获取对应的电流值,可以计算所施加的交流电信号回路内的由人体组织参数对应的电路元器件值,进而可以测量所需的人体组织参数。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种人体组织参数测量方法的流程图,本实施例可适用于测量人体组织参数;该方法可以由人体组织参数测量装置来执行,所述装置可以集成在人体组织参数测量仪中以专门测量人体组织参数,或者也可以集成在电子按摩仪中以扩展电子按摩仪的现有功能。参见图1,所述方法具体包括如下步骤:
步骤110、向敷贴在皮肤表面的激励电极对施加激励电压信号。
如前所述,为了测量人体组织参数,需要首先向人体的皮肤表面施加电压信号,相应的,可以通过向敷贴在人体皮肤表面的激励电极对施加激励电压信号的方式来实现。
在本实施例中,考虑到人体中存在电导率较低的组织,典型的,脂肪。因此,所施加的激励电压信号优选为交流电压信号。
其中,为改善皮肤的导电特性,可以在每个电极敷贴的皮肤表面,提前涂敷导电介质,相应的,在构造对应的人体组织参数计算模型时,需要同时考虑导电介质所等效的电路元件。其中,所述导电介质可以是导电凝胶、导电胶带、导电胶水或者导电橡胶等其他能够提高导电特性的介质。
其中,所述敷贴在皮肤表面的激励电极对的数量不限,可以是一对,也可以是多对,还可以是不成对的奇数个,例如3个,5个等,但不可以是单独1个,同时,所述激励电极必须是对应的,即必须要有一定数量的激励电极与激励电压信号的正向输出端相连,另外一定数量的激励电极与激励电压信号的负向输出端相连,所有的激励电极不能同时与激励电压信号的同一个输出端相连,例如,当敷贴在皮肤表面的激励电极的数量为3个时,可以其中2个激励电极与激励电压信号的正向输出端相连,剩下的1个激励电极与激励电压信号的负向输出端相连,或者其中2个激励电极与激励电压信号的负向输出端相连,剩下的1个激励电极与激励电压信号的正向输出端相连,只要所述3个激励电极不同时与激励电压信号的同一个输出端(正向输出端或者负向输出端)相连即可。
步骤120、获取在所述激励电压信号下,流经所述激励电极对的电流值。
当激励电压信号施加到敷贴在皮肤表面的激励电极对时,则激励电极对与人体组织形成了人体电路回路,通过获取在所述激励电压信号下,流经所述激励电极对的电流值,为计算相关人体组织参数做准备。
步骤130、根据所述激励电压信号,所述电流值以及设定的人体组织参数计算模型,计算人体组织参数值,其中,所述人体组织参数计算模型通过人体不同组织的导电特性构建。
如前所述,通过将人体的不同组织等效为不同的电路元件,可以构造所述激励电极对与人体组织形成的人体电路回路的人体组织参数计算模型。
在本实施例的一个优选的实施方式中,所述人体组织参数计算模型具体包括:由基本元器件构成的电路模型;
其中,所述基本元器件包括:电阻、电容和电感;所述人体组织参数计算模型中所述基本元器件的选取通过所述激励电极对之间的人体组织的导电特征确定。一般来说,所述通过人体不同组织的导电特性构建的人体组织参数计算模型中含有多少个未知量(电阻值或者电容值等),可以通过向敷贴在皮肤表面的激励电极对多次施加激励电压信号,并获取与不同激励电压信号对应的多个电流值,构造多元方程组,通过解方程组的方法得到最终的人体组织参数,为了便于计算,所述多个交流电压信号优选可以具有不同的频率值以及相同的电压值。
本实施例提供的一种人体组织参数测量方法,通过向敷贴在皮肤表面的激励电极对施加激励电压信号,并获取在所述激励电压信号下,流经所述激励电极对的电流值,最后根据所述激励电压信号,所述电流值以及设定的人体组织参数计算模型,计算人体组织参数值,其中,所述人体组织参数计算模型通过 人体不同组织的导电特性构建。从而可以简单且准确地测出人体设定部位的组织参数,且该测量方法实现成本低,受外部环境影响较小,大大提升了用户体验。
在上述各实施例的基础上,本实施例的方法还可以包括:
获取用户输入的测量部位,和/或人体组织测量类型;
根据所述测量部位,和/或所述人体组织测量类型选取对应的人体组织参数计算模型。
在本优选实施方式中,可以根据激励电极对敷贴部位(例如;腹部、手部、腿部等)的不同人体组织特性,构造不同的人体组织参数计算模型;也可以根据人体组织测量类型的不同(例如,脂肪电容值、皮肤含水量等),构造不同的人体组织参数计算模型,本实施例对此并不进行限制。
典型的,可以根据用户实际输入的测量部位,和/或人体组织测量类型,选取对应的人体组织参数计算模型,完成对所需人体组织参数的测量。
这样设置的好处是:通过进一步细化不同测量需求下的人体组织参数计算模型,可以使得测量结果更加丰富,并进一步提高了测量的准确度。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种人体组织参数测量方法的流程图,在实施例一的基础上,本实施例进行了进一步优化,将测量的人体组织参数的类型具体优化为人体脂肪厚度;同时,将所述激励电极对的数量具体优化为两个。即:一个激励电极与激励电压信号的正向输出端相连,另一个激励电极与激励电压信号的负向输出端相连。
相应的,所述人体组织参数计算模型具体包括:由与脂肪厚度对应的脂肪电容以及至少两个人体组织阻抗构成的电路模型。
为了便于理解,对所述人体组织参数计算模型的构造过程简述如下:
如前所述,皮肤和肌肉因内含丰富的血管充满电解质而导电率较高,而脂肪组织中游离态的水较少故呈现较低的导电率,由于脂肪处于皮肤和肌肉之间,因此可类比于物理电学中的平板电容,平板电容的结构可以参加图3所示,其中,101、102分别表示面积均为s的上下导电平板,平板电容的计算公式为
需要说明的是,所述由与脂肪厚度对应的脂肪电容以及至少两个人体组织阻抗构成的电路模型的确定原理:
当一定频率的交流电压信号施加到激励电极对的时候,即形成了如图5所示的人体电路回路,其中,激励电极对分别为305和306,激励电极对305和306与皮肤303的接触面上涂敷的导电介质为304和307,导电介质304和307本身的特征电阻定义为r1a和r1b。当一定频率的交流电压信号施加在电极305和306上时,由于电路模型是左右对称的,因而从电极305来看,经过导电介质304的电流分成两路:一路电流穿透皮肤303经分布电容耦合到肌肉301上, 对应的皮肤303的特征电阻定义为r2a和r2b;另一路电流直接在电极305和306之间的皮肤302内部流动,对应的特征电阻定义为r5。
电极305和306下方的脂肪组织302并不是完全的绝缘体,存在电解质导电特性,另外在远离电极305和306的地方也存在导电的组织,这两种导电状态对应的特征电阻定义为r3a和r3b,电极305和306下方的脂肪302内部也存在泄露电流,对应的特征电阻定义为r6和r7,此电阻相对其他电解质特征电阻,阻值相对比较大。电极305和306下方的皮肤303、脂肪302和深层的肌肉301构成了本发明关注的特征电容c1a和c1b。施加在电极305和306上的一定频率的交流电流信号在穿透脂肪302后,会在肌肉301内的电解质内形成电流,对应的特征电阻定义为r8。
将以上提及的各特征电子原件提取并规整后,可以得到如图6所示的纯电路模型。然后,根据电阻串并联特性简化图6所示的电路模型,从图6所示的电路图中,可以看出电路的结构是左右对称的,因而c1b和c1a的值相等,而脂肪电容c1的值是c1a和c1b的1/2,故只要求出c1a的值即可得到c1,而c1a可以从左边一半电路模型中计算出来。为了便于理解,将图6中r5、r6、r7和r8分成相等的两部分,其中的一半分别定义为r5a、r6a、r7a和r8a,于是,图6所示的电路简化为图7所示的电路,参见图7,在确定输入条件下,流经r1a的电流i1分成两路i2和i3,因为i1包含i2,在不关注电阻的数值,只关注电路结构的情况下,如图8所示,因为两路电流之路之间的电流为0,虚线的路径也就不存在了。可以采用等效的两个电阻r1aa和r1ab替换r1a,可以化简得到如图9所示的电路,图中ra由r1aa和r5a串联得到,rb由r1ab和r2a串联得到。采用此方法,合并图9所示的其他串联和并联的电阻部分, 最终可以得到如图10所示的简化电路。图10中,r2代表所有的电解液导电对应的电阻;r1则为皮肤、脂肪和肌肉构成的分布电容电流回路中的肌肉、皮肤和导电介质等部分的等效串联阻抗;c1是上述c1a和c1b串联的等效电容。在激励电极的尺寸、材质以及固定间距的条件下,显然电容c1的大小和脂肪的厚度也存在反比关系。
根据电路基础理论知识,可以从图10中得到如下的脂肪电容计算模型:
其中:uab是施加在激励电极对上的交流电压信号的电压值,iab是测量得到的流过激励电极对的电流值;s=j*ω,ω是交流电压信号的信号频率;r1表征导电介质、肌肉、皮肤的电阻;r2表征肌肉、皮肤的导电旁路电阻,c1是脂肪电容值。
从上述脂肪电容计算模型可以看出,输入不同频率的交流电压信号,由于分布电容c1的存在,会得到大小不同、且可以测量的流过激励电极对的电流iab。uab是恒定电压,大小固定。r1、r2、c1都是固定值。只有s和iab会随着交流电压信号的频率w的变化而变化。因而,只要施加三次不同频率的交流电压信号,即可得到三个三元方程式(其中iab、uab、s的大小都已知,r1、r2、c1未知),通过基本的三元方程式求解方法即可得到r1、r2、c1。
参见图2,基于如上分析,本实施例的方法具体可以包括如下步骤:
步骤210、向贴在皮肤表面的激励电极对施加至少三个交流电压信号,其中,不同交流电压信号具有不同的信号频率。
步骤220、获取在所述激励电压信号下,流经所述激励电极对的电流值。
步骤230、根据所述人体组织参数计算模型的阻抗特性、所述至少三个交流电压信号以及与不同交流电压信号分别对应的所述电流值,计算所述脂肪电容值;其中,所述至少三个交流电压信号具有不同的频率和相同的电压值。
上述步骤具体可以为:根据所述三个不同频率的交流电压信号、所述三个电流值以及所述人体脂肪电容计算模型,构造三元方程组;
通过求解所述三元方程组,计算所述脂肪电容值。
步骤240、根据脂肪电容与脂肪厚度的反比例关系,计算所述人体脂肪厚度值。
优选的,可以根据如下公式计算脂肪厚度值:
其中k是设定经验常数,可以通过实验的方式测出,且k和电极的面积成正比关系。c1是脂肪电容值,根据步骤230可以计算得出,t是脂肪厚度值。
本实施例提供的人体组织参数测量方法,首先根据人体不同组织的导电特性构建了人体脂肪电容计算模型,通过向敷贴在皮肤表面的激励电极对施加三个不同频率的交流电压信号,并分别获取不同交流电压信号下,流过所述激励电极对的多个电流值,根据所述多个交流电压信号、所述多个电流值以及所述脂肪电容计算模型,计算脂肪电容值,由计算得到的所述脂肪电容值计算脂肪厚度值,从而可以简单且准确地测出人体设定部位的脂肪厚度,且该测量方法实现成本低,且受外部环境影响较小,而且该方法没有操作力度的影响,可方便用户随时观测自身的脂肪厚度,大大提升了用户体验。
在上述各实施例的基础上,可以将向敷贴在皮肤表面的激励电极对施加激励电压信号具体优化为:向贴在皮肤表面的激励电极对施加一个设定频率的交 流电压信号;
相应的,可以将根据所述激励电压信号,所述电流值以及设定的人体组织参数计算模型,计算人体组织参数值具体优化为:
根据所述人体组织参数计算模型的阻抗特性、所述设定频率的交流电压信号以及与所述设定频率的交流电压信号对应的所述电流值,计算所述脂肪电容值,其中,所述至少两个人体组织阻抗为测定常数;根据脂肪电容与脂肪厚度的反比例关系,计算所述人体脂肪厚度值。
在将人体组织参数计算模型具体优化为如图10所述的电路模型,并针对不同人进行人体脂肪厚度的多次测试后,发明人发现:对不同人来说,电阻r1与电阻r2的差异并不大,因此,可以通过多次测量的方式,确定r1、r2对应的经验常数,因此,在进行脂肪电容的确定过程中,可以在仅向贴在皮肤表面的激励电极对施加一个设定频率的交流电压信号,并获取与所述设定频率的交流电压信号对应的所述电流值之后,直接根据公式:
计算得到脂肪电容的具体值。其中,r1与r2为多次测量实验得到的经验值。
这样设置的好处是:大大减少了脂肪电容的计算复杂度,节省了最终脂肪厚度值的计算时间,满足了人体组织参数值的实时性获取需求。
实施例三
在上述各实施例的基础上,本实施例进行了进一步优化,将测量的人体组织参数的类型具体优化为人体脂肪厚度;将激励电极的数量设定为3个,其中,两个激励电极与激励电压信号的正向输出端相连,一个激励电极与激励电压信 号的负向输出端相连。
可以理解的是,本实施例方法的实现流程与第二实施例方法的实现流程基本相似,不同之处主要在于由于与激励电压信号的正向输出端相连的为两个激励电极,而与激励电压信号的负向输出端相连的为一个激励电极,因此,所构造的人体组织参数计算模型会有一定的差别。典型的,由于电路的结构不再左右对称,则无法使用实施例二中的电路化简方法进行电路化简。
在本实施例中,可以采取与实施例二相同的人体电路回路模型,如图5所示,只是本实施例中的人体电路回路模型不再具有对称特性,因此最终生成的人体组织参数计算模型与实施例二相比需要引入额外的修正参数,该修正参数需要通过电极的布置方式、电极形状的大小等参数确定得出,因此,可以通过多次实验的方式,确定修正参数,进而确定对应的人体组织参数计算模型。
在确定三个激励电极情况下的人体组织参数计算模型之后,可以采用与实施例二相同的方式施加交流电压信号,并获取电流值,进而最终计算得到人体脂肪厚度。
当然,本领域技术人员可以理解的是,还可以根据实际需求,将激励电极的数量设置为4个、5个或者6个等,并构造与激励电极的数量相符合的人体组织参数计算模型,其中,如果能够进行一定的电路简化,可以尽量减少最终人体组织参数计算模型中的未知量,测量少量次数就能最终计算出结果;如果模型不能简化,就需要测量多次以得到最终计算结果。
在实际应用中,可以根据用户实际使用的激励电极数量,选取对应的人体组织参数计算模型,进而计算对应的人体组织参数,这样设置的好处是:在满足用户实际的激励电极使用数量的前提下,进一步提高人体组织参数的测量精 度。
实施例四
图11为本发明实施例四提供的一种人体组织参数测量仪的结构示意图,在上述实施例的基础上,所述测量仪具体包括:
处理器410、信号驱动模块420、至少一组激励电极对430、检流电阻440以及电流检测模块450;其中:
处理器410与信号驱动模块420相连,用于合成激励电压信号,并将合成后的所述激励电压信号发送至信号驱动模块420;信号驱动模块420与激励电极对430相连,用于将接收到的所述激励电压信号进行放大驱动后,施加于敷贴在皮肤表面的所述激励电极对430上;检流电阻440与信号驱动模块420相连,用于对流过所述激励电极对的电流值进行间接采样;电流检测模块450与检流电阻440以及处理器410相连,用于获取流过检流电阻440的采样电流并发送至处理器410;处理器410还用于:根据所述采样电流,获取流过激励电极对430的电流值;根据所述激励电压信号,所述电流值以及设定的人体组织参数计算模型,计算人体组织参数值,其中,所述人体组织参数计算模型通过人体不同组织的导电特性构建。
在本实施例中,流过检流电阻440的采样电流并不等于获取流过激励电极对430的电流值,但是其与所述电流值满足一定的比例关系,因此,处理器410在获取电流检测模块450采集的所述采样电流后,需要对该采样电流进行设定比例的放大处理后,才能获取与激励电压信号对应的,流过激励电极对430的电流值。
示例性地,所述人体组织参数的类型为人体脂肪厚度;
相应地,所述人体组织参数计算模型包括:由与所述脂肪厚度对应的脂肪电容以及至少两个人体组织阻抗构成的电路模型。
进一步地,处理器410具体可以用于:
合成至少三个激励电压信号,并将合成后的所述激励电压信号发送至所述信号驱动模块420,其中,不同交流电压信号具有不同的信号频率;接收所述电流检测模块450返回的,与不同交流电压信号对应的采样电流;根据所述采样电流,获取流过所述激励电极对的电流值;根据所述人体组织参数计算模型的阻抗特性、所述至少三个交流电压信号以及与不同交流电压信号分别对应的所述电流值,计算所述脂肪电容值;根据脂肪电容与脂肪厚度的反比例关系,计算所述人体脂肪厚度值。
进一步地,处理器410具体可以还用于:
合成一个设定频率的激励电压信号,并将合成后的所述激励电压信号发送至所述信号驱动模块420;接收所述电流检测模块450返回的,与所述设定频率的激励电压信号对应的采样电流;根据所述采样电流,获取流过所述激励电极对的电流值;根据所述人体组织参数计算模型的阻抗特性、所述设定频率的交流电压信号以及与所述设定频率的交流电压信号对应的所述电流值,计算所述脂肪电容值,其中,所述至少两个人体组织阻抗为测定常数;根据脂肪电容与脂肪厚度的反比例关系,计算所述人体脂肪厚度值。
在上述技术方案的基础上,处理器410还可以用于:合成用于刺激肌肉和神经的按摩电压信号,并将合成后的所述按摩电压信号至信号驱动模块420;
相应地,信号驱动模块420还可以用于:将接收到的所述按摩电压信号进行放大驱动后,施加于敷贴在皮肤表面的所述激励电极对上,对人体进行按摩。进一步地,所述测量仪还可以包括显示模块,与处理器410相连,用于显示用户在按摩前后的脂肪厚度信息,此时处理器410还可以用于实现闭环反馈,进行按摩效果的反馈校验,同时用户可以直观地了解自身通过按摩减掉的脂肪情况,提升用户体验。
在上述技术方案的基础上,所述测量仪还可以包括无线模块460和电源模块470;
其中,无线模块460与处理器410相连,用于实现处理器410与终端设备进行数据交互,可实现通过终端设备对所述测量仪的遥控功能;优选的,所述终端设备可以是手机等移动终端,此时移动终端设备可以替代上述所述的显示模块,方便用户操作。
电源模块470用于为所述测量仪中的处理器410以及各个模块进行供电。
本实施例提供的人体在组织参数测量仪,通过处理器合成激励电压信号,并将合成后的激励电压信号通过信号驱动模块施加于敷贴在皮肤表面的所述激励电极对上;通过电流检测模块测量流过电极对的多个电流值,并将所述电流值发送给处理器,处理器最终根据所述多个交流电压信号、所述多个电流值以及人体组织参数计算模型,计算人体组织参数。因此,所述测量仪可以准确快速地测出人体组织参数,且还带有电子按摩的功能,方便用户使用。
进一步的,本实施例的技术方案可以实现低成本改进现有电子按摩仪,实现按摩减肥和脂肪厚度检测,为此类设备带来现闭环反馈的新功能,可以实现按摩效果的反馈检验。
上述产品可执行本发明任意实施例所提供的方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。