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人體成分測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)

作者:趙深林 牟東蘭 重慶郵電大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究中心 時(shí)間:2009-09-08 來(lái)源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  測(cè)量原理及與含量的關(guān)系

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/97908.htm

  ● 人體環(huán)段假設(shè)

  當(dāng)電信號(hào)導(dǎo)入人體時(shí),電流主要流過(guò)導(dǎo)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(duì)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(duì)人體進(jìn)行分段。對(duì)于肢體或軀干,導(dǎo)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。

  ● 測(cè)量原理

  測(cè)量是一種利用生物組織與器官的電特性及其變化規(guī)律提取與人體生理狀況相關(guān)的信息的生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)技術(shù)。

  測(cè)量生物電阻抗時(shí),采用三個(gè)頻率的電流信號(hào)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(shù)字1至8分別標(biāo)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(shè)人體環(huán)段電阻為R,由歐姆定律知它是測(cè)量電極兩端的電壓與輸入電流的商,即:

  

  當(dāng)安全電流通過(guò)1和5電極輸入時(shí),將測(cè)量電極分別置于2和4、2和8、6和8處,測(cè)量?jī)啥说碾妷?,從而分別計(jì)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(cè)量電極置于4和2、8和6處,分別測(cè)出兩端的電壓,分別計(jì)算出右手、右腿的電阻抗。



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