专利名称：身体脂肪测量装置和操作该装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种身体脂肪测量装置和方法，更具体地讲，涉及这样一种 身体脂肪测量装置和方法，该装置和方法能够通过利用至少两个光源单元之 间的距离与从生物组织检测的对应于每一光源单元的光学信号强度之间的关 系，来测量身体脂肪的厚度。
背景技术：
对于生活在现代社会中的人们而言，健康和美丽是关键问题，相应地， 寻求健康和愉悦的生活的康乐潮流正在蓬勃发展。健康评估的一个标准就是 测量肥胖度。有各种方法来测量肥胖度，身体脂肪率是一个常用的测量肥胖 度的标准，此外，身体脂肪率还是为了美丽的目的而进行节食的人们所用的 一个标准。测量身体脂肪率的方法包括身体平均密度测量，测量在水中的重量； 皮肤褶测试，通过测量身体的特定点中的脂肪的厚度来计算身体脂肪率；身 体阻抗分析，通过在身体中通弱电流来测量身体的电阻，从而计算身体脂肪 率；重量和腰围关系表，利用重量和腰围来测量身体脂肪率；等等。然而， 这些方法通常需要复杂的设备，并且在测量身体脂肪率时不精确。目前，提出利用光的身体脂肪测量方法，以便用筒单的设备来容易并精 确地测量身体脂肪。利用光的身体脂肪测量装置基于这样的原理当从光源 发出的光被发射到身体的测量点处时，在身体中发生反向散射，然后通过使 用光学^f企测器测量散射的光学信号来测量身体脂肪。与其它身体脂肪测量方法相比，上述身体脂肪测量方法是非入侵式的， 并且可以快速测量身体脂肪的厚度。因此，身体脂肪测量装置被制造为小尺 寸，并且通常被包括在便携式装置中。这里，在测量身体脂肪的厚度时，必 须不受特定时间、地点或操作者的限制而保证测量的精度。然而，根据传统 技术的便携式身体脂肪测量装置被制造为小尺寸，并且被构造为便携式装置 或者被安装在移动终端等中。因此，便携式身体脂肪测量装置不能总精确地
测量身体脂肪的厚度。因此，需要一种用户能够不受特定时间或特定地点的限制而携带并且能 够精确地测量身体脂肪的厚度的身体脂肪测量装置。发明内容本发明的一方面提供一种能够通过计算至少两个/三个光源单元之间的 距离以及从生物组织检测到的与每一光源单元对应的光学信号强度来更有效 地测量身体脂肪厚度的身体脂肪测量装置和方法。本发明的一方面还提供一种能够通过利用斜率或斜率比与身体脂肪厚度 之间的关系计算身体脂肪的厚度来更容易和精确地测量身体脂肪厚度的身体 脂肪测量装置和方法。这里，使用至少两个/三个光源单元之间的距离以及与 每一光源单元对应的光学信号强度来计算所述斜率。根据一方面，提供一种使用包括光学检测器和至少两个光源单元的身体脂肪测量装置来测量身体脂肪的方法，该方法包括通过光学检测器来检测 从生物组织散射的光学信号，并测量每一光学信号强度；利用所述至少两个 光源单元中的第一光源单元和第二光源单元之间的距离以及第一光学信号强 度和第二光学信号强度之差来计算针对第一光学信号强度和第二光学信号强 度的斜率，所述第一光学信号强度对应于第一光源单元，第二光学信号强度 对应于第二光源单元；从计算出的斜率来测量生物组织的身体脂肪厚度。根据另一方面，提供一种使用包括光学检测器和至少三个光源单元的身 体脂肪测量装置来测量身体脂肪的方法，该方法包括检测从所述三个光源 单元中的每一个发射到生物组织的光学信号，并测量每一光学信号强度；利 用所述至少三个光源单元中的第一光源单元和第二光源单元之间的距离以及第一光学信号强度和第二光学信号强度之差来计算针对第一光学信号强度和 第二光学信号强度的第一斜率，所述第一光学信号强度对应于第一光源单元， 第二光学信号强度对应于第二光源单元；利用所述至少三个光源单元中的第 三光源单元和第四光源单元之间的距离以及第三光学信号强度和第四光学信 号强度之差来计算针对第三光学信号强度和第四光学信号强度的第二斜率， 所述第三光学信号强度对应于第三光源单元，第四光学信号强度对应于第四 光源单元；使用第二斜率与第一斜率之比来测量生物组织的身体脂肪厚度。 才艮据另一方面，提供一种身体脂肪测量装置，包括至少两个光源单元， 向生物组织发射光；光学检测器，检测从生物组织散射的光学信号，并将检 测到的光学信号转换为电信号；光学信号强度测量单元，测量检测到的光学 信号的强度；身体脂肪测量单元，利用所述光源单元之间的距离以及与每一 光源单元对应的光学信号强度来计算生物组织的身体脂肪厚度。本发明的另外和/或其它方面和优点将在下面的描述中被部分地阐述，并 且部分地才艮据描述将变得明显，或者可通过实施本发明而了解。
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将会变得清楚并且更容易理解，其中图1是示出根据示例性实施例的身体脂肪测量装置的构造的框图；图2是示出根据示例性实施例的身体脂肪测量装置中的光学传感器模块的俯视图的示图；图3是示出根据示例性实施例的身体脂肪测量装置中的光学传感器模块 的侧视图的示图；图4是示出从光学检测器到每一光源单元的距离与通过根据示例性实施 例的身体脂肪测量装置测量的光学信号强度之间的关系的曲线图；图5是示出根据第一示例性实施例的身体脂肪的厚度和斜率(slope)之 间的关系的曲线图；图6是示出根据第二示例性实施例的身体脂肪的厚度和斜率之间的关系 的曲线图；图7是示出根据第一示例性实施例的测量身体脂肪的厚度的方法的流程图；图8是示出根据第二示例性实施例的测量身体脂肪的厚度的方法的流程图。
具体实施方式
现在，将详细描述本发明的示例性实施例，其例子示出于附图中，在附 图中，相同的标号始终表示相同的部件。下面，参照附图描述示例性实施例 以解释本发明。根据本发明的包括光学传感器模块的身体脂肪测量装置可以包括在移动
终端、个人数字助理(PDA)、便携式游戏机、MP3播放器、个人多媒体播放 器(PMP)、数字多媒体广播(DMB)终端、便携式血糖测量装置和握力训 练装置中的任何一种中。具体地讲，可通过将包括在根据本发明的身体脂肪 测量装置中的光学传感器模块构造为上述便携式装置的一部分来实现根据本 发明的身体脂肪测量装置。此外，身体脂肪测量装置可以不安装在所述装置 中，而可被设计为具有单机构造。此外，本iJL明书通篇所-使用的生物组织(biological tissue)不限于人体。 具体地讲，根据本发明的包括光学传感器模块的身体脂肪测量装置可以用于 在皮肤和肌肉之间具有皮下脂肪层的所有生物。以下，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。图1是示出根据示例性实施例的身体脂肪测量装置的构造的框图。才艮据本发明的身体脂肪测量装置可包括光学传感器模块110、电信号计 算单元120和输出单元130。光学传感器模块110可包括光功率控制单元111、 光源单元112和光学检测器113。电信号计算单元120可包括光学信号强度测 量单元121、身体脂肪测量单元122和输出控制单元123。输出单元130可包 括显示单元131和声音输出单元132。光学传感器^f莫块110的光源单元112可包括至少两个光源单元。可以以 点光源(包括广泛使用的顶部发光(top view)发光二极管(LED))的形式 构造所述光源。此外，所述光源可被构造为面光源形式。此外，所述光源还 可包括除了顶部发光LED之外的侧部发光(side view )LED。当顶部发光LED 用于光源时，将参照图2对其进行描述。图2是示出根据示例性实施例的便携式身体脂肪测量装置中的光学传感 器模块的俯视图的示图。在图2中，示出了光学传感器模块110的光学检测器210和光源单元112 的俯视图。根据本发明的实施例，可建立至少两个光源单元。具体地讲，为 了测量身体脂肪的厚度，可建立至少两个光源单元。此外，可安装至少三个 光源单元。随着光源单元的数量增加，针对测量点可用于身体脂肪的测量的 反射光的基准提高，因此可提高测量结果的精度。将参照图2描述建立三个 光源单元S1、 S2和S3的情况。如图2中所示，至少两个光源单元112和光学检测器210水平排列，每 一光源单元S1、S2和S3水平排列并且分别与光学检测器210隔开距离SD1、SD2和SD3。每一光源单元S1、 S2和S3包括光源212和引导单元211。在每一光源 单元S1、 S2和S3中可建立至少一个光源212。具体地讲，如图2所示，与 光学检测器210水平排列的每一光源单元Sl 、 S2和S3可被构造为包括至少 一个光源212。所建立的光源212的数量和位置可由本领域技术人员不同地 实现。如上所述，光源212可被构造为点光源(包括广泛使用的顶部发光LED) 和面光源中的任何一种，所述点光源和面光源都包括LED。引导单元211垂直地将从光源212发出的光引导为向着测量点发射。由 于一般的顶部发光LED具有很大的辐射角，所以输出到垂直方向的光的强度 往往降低。因此，引导单元211可通过减小来自LED的光的辐射角并沿垂直 方向将光引导到测量点来使光的减小最小化。为了上述操作，引导单元211 可被实现为棱镜片。此外，引导单元211还可包括现有技术中使用的除了棱 镜片之外的各种单元。如上所述，来自光源212的光经引导单元211垂直地发射向测量点。在 这种情况下，光发射向引导单元211的顶面，即，光以表面光的形式发射， 并且发射的光的尺寸与引导单元211的顶面的尺寸相同。包括光源212和引导单元211的每一光源单元Sl、 S2和S3可与光学检 测器210隔开预定距离，即，光源单元S1可与光学^r测器210隔开距离SD1, 光源单元S2可与光学^r测器210隔开距离SD2，光源单元S3可与光学检测 器210隔开距离SD3。每一光源单元S1、 S2和S3与光学检测器210之间的 距离SD1、 SD2和SD3可根据测量点中可测量的身体脂肪厚度的阈值来不同 地建立。具体地讲，当距离SD1、 SD2和SD3的值增加时，测量点中可测量 的身体脂肪厚度的阄值也相对增加。根据本发明的示例性实施例，光源单元 Sl和光学4企测器210之间的距离可被设置为2mm到5mm，以针对表皮进行 调整。此外，每一光源单元Sl、 S2和S3的光源212输出的光功率可被构造 为随着与光学检测器210相距的距离增加而增加。具体地讲，光功率可按照 从光源单元Sl的光源212输出的光功率、从光源单元S2的光源212输出的可由光功率控制单元111控制光功率。来自每一光源212的光的波长可被设 置为彼此相同。 此外，包括光源212和引导单元211的光源单元112可被构造为具有小 于约1.5mm的厚度，以便安装在移动终端中。如上所述，可通过在引导单元 211中以阵列形式建立至少两个光源来实现更薄的光源单元。因此，根据本 发明的光学传感器模块110可适宜于安装在这样的移动终端中当在该移动 终端中建立组件时，厚度受到极大限制。此外，无论移动终端的厚度或大小如何，通过在引导单元211中以阵列 形式排列每一顶部发光光源，可实现较薄但是相对较大的面光源。图3是示出根据本发明示例性实施例的身体脂肪测量装置中的光学传感 器模块的侧视图的示图。如参照图2所描述的，图3中所示的每一光源单元Sl、 S2和S3被设置 为与光学^r测器D隔开相应的距离。光功率控制单元111可控制施加到每一 光源单元S1、 S2和S3的操作电流的量，以使得光功率可按照距离增加的顺 序增加。具体地讲，施加到光源单元S3的操作电流的量可大于施加到光源单 元S2的操作电流的量。此外，施加到光源单元S2的操作电流的量可大于施 加到光源单元Sl的操作电流的量。再参照图1，光功率控制单元111控制施加到光源单元112中的至少一 个光源单元上的4喿作电流。具体地讲，当光源单元112包括多个光源单元时， 光功率控制单元111可控制施加到每一光源单元的操:作电流，以使得从每一 光源单元输出的光功率可与光学^r测器113和每一光源单元之间的距离成比 例地增加。光学检测器113接收发射到生物组织114内部并被散射的光，并将接收 的散射光转换为电信号。具体地讲，光学检测器113接收从测量点(即，从 生物组织114)散射的散射光，并将散射光转换为电信号。这里，光学检测 器113可包括将光学信号转换为电信号的光电转换元件。光学信号强度测量单元121测量由光学检测器113检测到的光学信号的 强度。光学信号强度测量单元121可通过校正从每一光源单元输出的光功率 以及预定的放大器增益来测量光学信号强度。具体地讲，如上所述，光学信 号强度测量单元121可在考虑光功率以及预定的放大器增益而对光学信号强 度进行标准化之后测量光学信号强度，所述光功率基于光源单元和光学检测 器113之间的距离而改变，所述预定的放大器增益是通过使用放大器115对 光学检测器113所检测到的光学信号进行放大而获得的。
具体地讲，当从每一光源单元S1、 S2和S3发出的光功率不同，并且对 从每一光源单元Sl、 S2和S3检测的光学信号进行放大的放大器增益不同时， 光学信号强度测量单元121可执行标准化以使用相同条件校正从每一光源单 元输出的光功率大小的差异以及放大器增益的差异。例如，参照图3，当假设光源单元S1的光功率为1,光源单元S2的光 功率为2，光源单元S3的光功率为3时，光学信号强度测量单元121可将由 光学检测器113从光源单元S2测量的光学信号强度校正为1/2,可将由光学 检测器113从光源单元S3测量的光学信号强度校正为1/3。具体地讲，光学 信号强度测量单元121可执行每一光学信号强度的标准化，以假设从每一光 源单元S1、 S2和S3发出的光学信号强度相同。此外，光学信号强度测量单元121可基于对每一光学信号进行放大的放 大器增益来执行标准化。例如，当对从光源单元S1检测的光学信号进行放大 的放大器增益为1，对从光源单元S2检测的光学信号进行放大的另一放大器 增益为2,而对从光源单元S3检测的光学信号进行放大的另一放大器增益为 3时，光学信号强度测量单元121可将从光源单元S2检测的光学信号的强度 校正为1/2，将从光源单元S3检测的光学信号的强度校正为1/3。具体地讲， 光学信号强度测量单元121可执行每一光学信号强度的标准化，以假设对从 每一光源单元Sl、 S2和S3检测的光学信号进行放大的放大器增益相同。身体脂肪测量单元122利用光源单元之间的距离以及;f企测到的与每一光 源单元对应的光学信号强度来测量生物组织114的身体脂肪厚度。根据实施例，身体脂肪测量单元122的身体脂肪测量方法可分为两个实 施例。根据第一示例性实施例，可通过从至少两个光学信号计算至少一个斜 率并使用所述斜率和预定的函数来测量身体脂肪的厚度。根据第二示例性实 施例，可通过从至少三个光学信号计算至少两个斜率并使用所述斜率之比以 及预定的函数来测量身体脂肪的厚度。身体脂肪测量单元122保存根据第一示例性实施例的所述函数和根据第 二示例性实施例的所述函数，以便测量身体脂肪的厚度。这里，可通过根据 预定的实验选择的算法的形式，以程序来实现所述函数。因此，身体脂肪测 量单元122可包括存储器133，该存储器133记录有包含所述函数算法的程 序。可从身体脂肪的厚度与光学信号强度之间的斜率之间的关系来实验性地 获得所述函数，这将在随后进行详细描述。
根据本发明的第一示例性实施例，身体脂肪测量单元122利用至少两个 光源单元中的第一光源单元和第二光源单元之间的距离以及第一光学信号强 度和第二光学信号强度之差来计算针对第一光学信号强度和第二光学信号强 度的斜率。这里，第一光学信号强度对应于第一光源单元，第二光学信号强度对应于第二光源单元，将参照图4对其进行描述。图4是示出从光学检测器到每一光源单元的距离与通过根据本发明示例 性实施例的身体脂肪测量装置测量的光学信号强度之间的关系的曲线图。如图4所示，当使用第一光源单元、第二光源单元和第三光源单元将光 发射到生物组织，并且使用光学检测器从生物组织^r测对应于每一光源单元 的光学信号时，光学信号强度与光学检测器和光源单元之间的距离成反比。 在该曲线中，距离SD1表示第一光源单元和光学检测器之间的距离，距离SD2 表示第二光源单元和光学检测器之间的距离，距离SD3表示第三光源单元和 光学检测器之间的距离。身体脂肪测量单元122可针对第一光源单元和第二 光源单元计算斜率。具体地讲，身体脂肪测量单元122可利用与第一光源单元对应的光学信 号强度(即，与距离SD1对应的光学信号强度)和与第二光源单元对应的光 学信号强度(即，与距离SD2对应的光学信号强度)之差以及第一光源单元 和第二光源单元之间的距离(即，SD2-SD1 )来计算斜率。这里，身体脂肪 测量单元122可通过对每一光学信号强度取对数值来计算斜率。再参照图1,身体脂肪测量单元122计算斜率，然后利用所述斜率和第 一示例性实施例的函数来测量身体脂肪的厚度。将参照图5描述根据第一示 例性实施例的函数。图5是示出根据第一示例性实施例的身体脂肪的厚度和斜率之间的关系 的曲线图。图5中的曲线示出了针对生物组织测量身体脂肪的厚度的结果以及利用 根据第 一示例性实施例的身体脂肪测量装置从生物组织根据两个光源单元之 间的距离计算斜率的结果。具体地讲，所述身体脂肪的厚度对应于利用计算 机体层成像(CT)扫描所测量的结果，所述斜率对应于利用才艮据第一示例性 实施例的身体脂肪测量装置测量的结果。针对多个用户以及每一用户的不同 的腹部部分进^f于所述测量。在该曲线中，由24个点指示的每一数据表示通过利用CT扫描针对6个
用户的每一个的四个腹部部分(即，总共24个腹部部分)测量身体脂肪的厚 度而获得的结果，以及使用所述身体脂肪测量装置针对24个腹部部分根据光 源和光学检测器之间的距离测量光学信号强度以及斜率而获得的结果。具体 地讲，与每一数据对应的身体脂肪厚度(垂直轴)是利用CT扫描测量的， 而斜率(水平轴)是利用所述身体脂肪测量装置测量的。如上所述，可通过 将从第一光源单元检测的光学信号强度与从第二光源单元检测的光学信号强 度之差除以第 一光源单元和第二光源单元之间的距离来计算所述斜率。如图5所示，身体脂肪的厚度与斜率成比例。具体地讲，随着斜率增加， 身体脂肪的厚度也增加。因此，可从斜率与身体脂肪厚度之间的关系来获得 使用斜率作为参数的身体脂肪厚度测量函数。可通过针对由图5的曲线中的点所指示的每一数据的离散度(dispersion) 计算回归方程来获得斜率和身体脂肪厚度的关系。可通过本领域中广泛使用的各种回归方程计算程序来执行针对离散度的回归方程计算。作为针对数据的离散度计算回归方程的结果，针对图5的曲线中所示的 数据的回归方程是"y=31.8+157x，，。这里，y表示利用CT扫描测量的身体脂 肪厚度，对应于曲线的垂直轴，x表示利用所述身体脂肪测量装置测量的斜 率比，对应于水平轴。此外，作为针对所述24个数据计算斜率比和身体脂肪厚度之间的皮尔逊 相关系数(pearson correlation)的结果，获得值0.604。因此，从所述回归方 程和皮尔逊相关系数可以看出，身体脂肪厚度和斜率之间具有线性比例关系。因此，根据第一示例性实施例，身体脂肪厚度测量函数可被设置为"身体 脂肪厚度二第二常数+(第一常数x斜率)"。在当前示例性实施例中，第一常数 可被设置为157，而第二常数可被设置为31.8。此外，根据本领域技术人员 的实验结果，第一常数和第二常数可被设置为预定误差范围内的各种值。因此，身体脂肪测量单元122可使用所述身体脂肪厚度测量函数和计算 出的斜率来计算身体脂肪的厚度。如上所述，根据第一示例性实施例，通过 将基于光学信号强度和光源单元之间的距离计算出的斜率代入所述身体脂肪 测量函数，从而测量身体脂肪的厚度，可更有效和精确地测量身体脂肪。根据第二示例性实施例，身体脂肪测量单元122使用至少三个光源单元中的第一光源单元和第二光源单元之间的距离以及第一光学信号强度和第二 光学信号强度之差来计算针对第一光学信号强度和第二光学信号强度的第一
斜率。这里，第一光学信号强度对应于第一光源单元，第二光学信号强度对应于第二光源单元。此外，身体脂肪测量单元122利用至少三个光源单元中的第三光源单元和第四光源单元之间的距离以及第三光学信号强度和第四光 学信号强度之差来计算针对第三光学信号强度和第四光学信号强度的第二斜 率。这里，第三光学信号强度对应于第三光源单元，第四光学信号强度对应 于第四光源单元。如上面参照图4对第一示例性实施例的描述，根据第二示例性实施例的 身体脂肪测量单元122利用第一光源单元和第二光源单元来计算斜率。此外， 身体脂肪测量单元122还针对第三光源单元和第四光源单元来计算斜率。第 三光源单元可以是第一光源单元或第二光源单元。具体地讲，身体脂肪测量 单元122可针对第一光源单元和第四光源单元计算斜率，还可针对第二光源 单元和第三光源单元计算斜率。上述描述适用于存在三个光源单元的情况。
身体脂肪测量单元122使用第一斜率和第二斜率以及才艮据第二示例性实 施例的函数来测量身体脂肪的厚度。将参照图6描述根据第二示例性实施例 的函凄史。图6是示出根据第二示例性实施例的身体脂肪的厚度和斜率之间的关系 的曲线图。在根据第二示例性实施例的图6中，图6的曲线示出了针对生物组织测 量身体脂肪的厚度的结果以及使用根据第二示例性实施例的身体脂肪测量装 置从生物组织根据至少两个光源单元之间的距离计算至少一个斜率从而计算 斜率比的结果。具体地讲，所述身体脂肪的厚度对应于CT扫描的测量结果， 所述斜率对应于根据第二示例性实施例的身体脂肪测量装置的测量结果。可 利用至少两个斜率来计算斜率比。具体地讲，可计算关于两个斜率的斜率比。 可计算关于至少三个斜率的斜率比。如图6中所示，身体脂肪的厚度与斜率比大约成平方比例关系。具体地 讲，随着斜率比增加，身体脂肪的厚度也按照平方比例增加。因此，可从斜 率比和身体脂肪厚度之间的关系来获得使用斜率比作为参数的身体脂肪厚度 测量函数。如上面在图5的第一示例性实施例中所描述的，可通过针对由图6的曲 线中的点所指示的每一数据的离散度计算回归方程来获得斜率比和身体脂肪 厚度之间的关系。
作为针对数据的离散度计算回归方程的结果，针对图6的曲线中所示的数据的回归方程是"y=34.2544-86.2168x+58.0241x2，，。这里，y表示利用CT 扫描测量的身体脂肪厚度，对应于曲线的垂直轴，x表示利用所述身体脂肪 测量装置测量的斜率比，对应于曲线的水平轴。此外，作为针对所述数据计算斜率比和身体脂肪厚度之间的皮尔逊相关 系数的结果，获得值0.839。因此，从所述回归方程和皮尔逊相关系数可以看 出，身体脂肪厚度和斜率之间具有线性比例关系。
因此，根据第二示例性实施例，身体脂肪厚度测量函数可被设置为"身 体脂肪厚度二第三常数-(第一常数x斜率比)+(第二常数x斜率比2)"。在当前示例性实施例中，第一常数可被设置为86.2186,第二常数可^皮设置为58.0241， 第三常数可被设置为34.2544。此外，第一常数、第二常数和第三常数可根据 本领域技术人员的实验结果而被设置为预定误差范围内的各种值。
因此，身体脂肪测量单元122可使用所述身体脂肪厚度测量函数以及计 算出的斜率比来计算身体脂肪的厚度。如上所述，根据第二示例性实施例， 通过将至少两个斜率(基于光学信号强度和光源单元之间的距离计算)之比 代入该身体脂肪测量函数，从而测量身体脂肪的厚度，可更有效和精确地测 量身体脂肪。输出控制单元123控制将通过输出单元130显示或插j文的身体脂肪信息。 输出单元130可使用显示单元131或声音输出单元132来显示或播放测量的 身体脂肪信息。图7是示出根据第一示例性实施例的测量身体脂肪厚度的方法的流程图。
根据第一示例性实施例的身体脂肪测量装置包括光学检测器和至少两个 光源单元。在操作711,身体脂肪测量装置利用所述至少两个光源单元中的 每一个来向生物组织发射光。在操作712,身体脂肪测量装置使用光学检测 器来检测来自所述至少两个光源单元中的每一个并一皮散射的从生物组织发射 的光学信号。在操作713，身体脂肪测量装置测量检测到的光学信号的强度。
在操作714,身体脂肪测量装置利用所述至少两个光源单元中的第一光 源单元和第二光源单元之间的距离以及第一光学信号强度和第二光学信号强 度之差来计算针对第一光学信号强度和第二光学信号强度的斜率。第一光学 信号强度对应于第一光源单元，第二光学信号强度对应于第二光源单元。
此外，在操作714，身体脂肪测量装置可通过针对第一光学信号强度和 第二光学信号强度取对数来计算第一光学信号强度的对数值和第二光学信号 强度的对数值，并用第一光学信号强度的对数值与第二光学信号强度的对数 值之差除以第一光源单元和第二光源单元之间的距离，来计算斜率。
在操作715，身体脂肪测量装置通过将所述斜率乘以第一常数，并将相乘的结果与第二常数相加，来测量生物组织的身体脂肪厚度。这里，第一常数可被设置为157，第二常数可被设置为31.8。
图8是示出根据第二示例性实施例的测量身体脂肪厚度的方法的流程图。
根据第二示例性实施例的身体脂肪测量装置包括光学检测器和至少三个 光源单元。在操作811,身体脂肪测量装置使用所述至少三个光源单元中的 每一个来向生物组织发射光。在操作812，身体脂肪测量装置使用光学检测 器来测量来自所述至少三个光源单元中的每一个并^皮散射的从生物组织发射 的光学信号。在操作813，身体脂肪测量装置测量检测到的光学信号的强度。
在操作814，身体脂肪测量装置利用第一光源单元和第二光源单元之间 的距离以及第一光学信号强度和第二光学信号强度之差来计算针对第一光学 信号强度和第二光学信号强度的第一斜率。第一光学信号强度对应于第一光 源单元，第二光学信号强度对应于第二光源单元。此外，在操作814，身体脂肪测量装置可通过针对第一光学信号强度和 第二光学信号强度取对数来计算第一光学信号强度的对数值和第二光学信号 强度的对数值，并用第一光学信号强度的对数值与第二光学信号强度的对数 值之差除以第一光源单元和第二光源单元之间的距离，来计算第一斜率。
在操作815，身体脂肪测量装置使用所述至少三个光源单元中的第三光 源单元和第四光源单元之间的距离以及第三光学信号强度和第四光学信号强 度之差来计算基于第三光学信号强度和第四光学信号强度的第二斜率。第三 光学信号强度对应于第三光源单元，第四光学信号强度对应于第四光源单元。
此外，在操作815，身体脂肪测量装置可通过针对第三光学信号强度和 第四光学信号强度取对数来计算第三光学信号强度的对数值和第四光学信号强度的对数值，并用第三光学信号强度的对数值与第四光学信号强度的对数 值之差除以第三光源单元和第四光源单元之间的距离，来计算第二斜率。
在操作816，身体脂肪测量装置通过用第一斜率除以第二斜率来计算斜 率比。在操作817,身体脂肪测量装置通过将第一斜率除以第二斜率来计算 斜率比，通过将所述斜率比乘以第一常数来计算第一值，通过将所述斜率比 的平方乘以第二常数来计算第二值，从第三常数中减去第一值，并将相减的 结果与第二常数相加，从而测量身体脂肪的厚度。这里，第一常数可被设置为86.2186,第二常数可被设置为58.0241,第三常数可被设置为34.2544。尽管简明地进行了描述，但是已参照图7和图8描述的根据第一示例性 实施例和第二示例性实施例的身体脂肪测量方法可包括利用已参照图1至图 6描述的本发明的身体脂肪测量装置的根据第 一示例性实施例的身体脂肪测 量操作和根据第二示例性实施例的身体脂肪测量操作。根据本发明的上述实施例的身体脂肪测量方法可被记录在计算机可读介 质上，该计算机可读介质包括使计算机实现各种操作的程序指令。所述介质 还可包括程序指令、数据文件、数据结构等或者其组合。计算机可读介质的 例子包括磁介质，如硬盘、软盘和磁带；光学介质，如CDROM盘和DVD; 光磁介质，如光盘；被专门构造为存储和执行程序指令的硬件装置，如只读 存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存等。所述介质还可以是包含 载波的传输^ 某介，如光学或金属线、波导等，所述载波传输指定程序指令、 数据结构等的信号。程序指令的例子包括如通过编译器生成的机器码以及包 含可由计算机利用解释器执行的高级代码的文件。所描述的硬件装置可被构 造为用作一个或多个软件模块，以便执行本发明的上述实施例的操作。根据本发明的上述示例性实施例，身体脂肪测量装置和方法通过计算至 少两个/三个光源单元之间的距离以及从生物组织;险测到的对应于每 一 光源 单元的光学信号强度，能够更有效地测量身体脂肪的厚度。此外，根据本发明的上述示例性实施例，身体脂肪测量装置和方法通过 使用斜率或斜率比与身体脂肪厚度之间的关系来计算身体脂肪厚度，从而能 够更容易和精确地测量身体脂肪的厚度。这里，使用至少两个/三个光源单元 之间的距离以及对应于每一光源单元的光学信号强度来计算所述斜率。尽管已经显示和描述了本发明的几个示例性实施例，但是本发明不限于 所描述的示例性实施例。相反，本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利 要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可对这些示例 性实施例进行改变。
权利要求
1、一种使用包括光学检测器和至少两个光源单元的身体脂肪测量装置来测量身体脂肪的方法，该方法包括检测从生物组织散射的光学信号，并测量每一光学信号强度；利用所述至少两个光源单元中的第一光源单元和第二光源单元之间的距离以及第一光学信号强度和第二光学信号强度之差来计算基于第一光学信号强度和第二光学信号强度的斜率，所述第一光学信号强度对应于第一光源单元，第二光学信号强度对应于第二光源单元；从计算出的斜率来测量生物组织的身体脂肪厚度。
2、 如权利要求l所述的方法，其中，测量光学信号强度的步骤包括 通过校正从每一光源单元输出的光功率以及放大器增益来使每一光学信号强度标准化。
3、 如权利要求l所述的方法，其中，计算步骤包括 通过对第一光学信号强度和第二光学信号强度取对数来计算第一光学信号强度的对数值和第二光学信号强度的对数值；用第一光学信号强度的对数值与第二光学信号强度的对数值之差除以第 一光源单元和第二光源单元之间的距离。
4、 如权利要求l所述的方法，其中，测量身体脂肪厚度的步骤还包括 将所述斜率乘以第一常数，并将相乘的结果与第二常数相加。
5、 如权利要求4所述的方法，其中，所述第一常数为157，所述第二常 数为31.8。
6、 一种使用包括光学检测器和至少三个光源单元的身体脂肪测量装置来 测量身体脂肪的方法，该方法包括检测从生物组织散射的光学信号，并测量每一光学信号强度； 利用所述至少三个光源单元中的第一光源单元和第二光源单元之间的距离以及第一光学信号强度和第二光学信号强度之差来计算针对第一光学信号强度和第二光学信号强度的第一斜率，所述第一光学信号强度对应于第一光源单元，第二光学信号强度对应于第二光源单元；利用所述至少三个光源单元中的第三光源单元和第四光源单元之间的距离以及第三光学信号强度和第四光学信号强度之差来计算针对第三光学信号 强度和第四光学信号强度的第二斜率，所述第三光学信号强度对应于第三光源单元，第四光学信号强度对应于第四光源单元；使用第二斜率与第 一斜率之比来测量生物组织的身体脂肪厚度。
7、 如权利要求6所述的方法，其中，所述第三光源单元包括第一光源单 元和第二光源单元中的任何一个。
8、 如权利要求6所述的方法，其中，测量光学信号强度的步骤包括 通过校正从每一光源单元发出的光功率以及预定的放大器增益来使每一光学信号强度标准化。
9、 如权利要求6所述的方法，其中，计算第一斜率的步骤包括 通过对第一光学信号强度和第二光学信号强度取对数来计算第一光学信号强度的对数值和第二光学信号强度的对数值；用第一光学信号强度的对数值与第二光学信号强度的对数值之差除以第 一光源单元和第二光源单元之间的距离，计算第二斜率的步骤包括通过对第三光学信号强度和第四光学信号强度取对数来计算第三光学信 号强度的对数值和第四光学信号强度的对数值；用第三光学信号强度的对数值与第四光学信号强度的对数值之差除以第 三光源单元和第四光源单元之间的距离。
10、 如权利要求6所述的方法，其中，测量身体脂肪厚度的步骤包括 通过用第 一斜率除以第二斜率来计算斜率比； 通过将所述斜率比乘以第一常数来计算第一值； 通过将所述斜率比的平方乘以第二常数来计算第二值；用第三常数减去第 一值，并将相减的结果与第二常数相加。
11、 如权利要求IO所述的方法，其中，所述第一常数为86.2186,所述 第二常数为58.0241,所述第三常数为34.2544。
12、 一种存储有用于实现一种方法的程序的计算机可读记录介质，所述体脂肪，该方法包括检测从生物组织散射的光学信号，并测量每一光学信号强度； 利用所述至少两个光源单元中的第一光源单元和第二光源单元之间的距离以及第一光学信号强度和第二光学信号强度之差来计算针对第一光学信号 强度和第二光学信号强度的斜率，所述第一光学信号强度对应于第一光源单 元，第二光学信号强度对应于第二光源单元；从计算出的斜率来测量生物组织的身体脂肪厚度。
13、 一种身体脂肪测量装置，包括 至少两个光源单元，向生物组织发射光；光学检测器，检测从生物组织散射的光学信号，并将检测到的光学信号转换为电信号；光学信号强度测量单元，测量检测到的光学信号的强度；身体脂肪测量单元，利用所述至少两个光源单元之间的距离以及与每一光源单元对应的光学信号强度来计算生物组织的身体脂肪厚度。
14、 如权利要求13所述的装置，所述身体脂肪测量单元利用所述至少两 个光源单元中的第一光源单元和第二光源单元之间的距离以及第一光学信号 强度和第二光学信号强度之差来计算基于第一光学信号强度和第二光学信号 强度的斜率，并从计算出的斜率测量生物组织的身体脂肪厚度，所述第一光 学信号强度对应于第一光源单元，第二光学信号强度对应于第二光源单元。
15、 如权利要求13所述的装置，其中，所述身体脂肪测量单元利用所述 至少两个光源单元中的第一光源单元和第二光源单元之间的距离以及第一光 学信号强度和第二光学信号强度之差来计算针对第一光学信号强度和第二光 学信号强度的第一斜率，利用所述至少两个光源单元中的第三光源单元和第 四光源单元之间的距离以及第三光学信号强度和第四光学信号强度之差来计 算针对第三光学信号强度和第四光学信号强度的第二斜率，并利用第二斜率 与第一斜率之比来测量生物组织的身体脂肪厚度，所述第一光学信号强度对 应于第一光源单元，第二光学信号强度对应于第二光源单元，所述第三光学 信号强度对应于第三光源单元，第四光学信号强度对应于第四光源单元。
全文摘要
提供一种使用包括光学检测器和至少两个光源单元的身体脂肪测量装置来测量身体脂肪的方法，该方法包括通过光学检测器来检测从生物组织散射的光学信号，并测量第一光学信号强度和第二光学信号强度；利用第一光源单元和第二光源单元之间的距离以及第一光学信号强度和第二光学信号强度之差来计算第一光学信号强度和第二光学信号强度的斜率，所述第一光学信号强度对应于第一光源单元，第二光学信号强度对应于第二光源单元；从计算出的斜率来测量生物组织的身体脂肪厚度。
文档编号A61B5/00GK101133951SQ20071014783
公开日2008年3月5日 申请日期2007年8月30日 优先权日2006年8月31日
发明者申健洙, 金法敏, 黄寅德 申请人:三星电子株式会社