自动检测人体成分的方法和系统与流程

本发明涉及医疗电子技术领域，尤其是涉及自动检测人体成分的方法和系统。

背景技术：

在现有的技术中，人体成份测量系统的电极设计五花八门。其中极大部分人体成分测量系统并没有测量电极未接触良好的提醒功能，导致有些用户(特别是初次使用设备的用户)，在没有很好指引使用的情况下，很容易踩/握错电极，测得一份并不准确的人体成分数据，严重的影响用户体验。而另外的极少数人体成份测量系统，虽然具备测量电极未接触良好的提醒功能，但是存在以下几个问题，第一，测量设备只能笼统的提醒用户未与电极良好接触，并不能够精确的告诉用户是左手、右手、左脚和右脚中的哪肢没有与相应的电极接触良好；第二，提醒功能普遍比较滞后，往往人体成分测量已完成过半或者全部完成的情况下才提醒用户电极未良好接触，请重新进行测试。这不但浪费了用户的时间，也影响了用户的良好体验。

综上所述，现有技术中缺少可以自动检测某电极是否接触良好的人体成分检测方法。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供自动检测人体成分的方法和系统，实现了精确地告诉用户是左手、右手、左脚和右脚中的哪肢没有与相应的电极接触良好，使用户及时的调整好手的握姿和脚的站姿，达到提升分析仪测量人体成分精度和用户体验的目的。

第一方面，本发明实施例提供了自动检测人体成分的方法，包括：

获取基本测量信息，其中，所述基本测量信息包括躯干阻抗值；

判断所述躯干阻抗值是否在正常范围内；

通过所述躯干阻抗值是否在正常范围内的判断结果检测四对电极是否都接触良好，其中，四对电极包括第一对电极、第二对电极、第三对电极和第四对电极，这里，每一对电极包括一个注入电极和一个测量电极。

在未接触良好的情况下检测通道阻抗值是否符合预设范围，并根据所述通道阻抗值检测结果对所述第一对电极、所述第二对电极、所述第三对电极或所述第四对电极进行接触状况检测；

根据所述接触状况检测的结果提醒用户进行接触状况调整。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述通道阻抗值包括第一通道阻抗值和第二通道阻抗值，所述在未接触良好的情况下检测通道阻抗值是否符合预设范围，并根据所述通道阻抗值检测结果对所述第一对电极、所述第二对电极、第三对电极或第四对电极进行接触状况检测包括：

在所述四对电极未接触良好的情况下判断所述第一通道阻抗值是否符合正常人体阻抗值；

在所述第一通道阻抗值符合正常人体阻抗值的情况下，判断所述第二通道阻抗值是否符合正常人体阻抗值；

在所述第二通道阻抗值不符合正常人体阻抗值的情况下，检测所述第一对电极是否接触良好；

在所述第一对电极接触失常的情况下，提醒用户进行所述第一对电极的调整。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括：

在所述第一对电极接触良好的情况下，检测所述第二对电极是否接触良好；

在所述第二对电极接触失常的情况下，提醒用户进行所述第二对电极的调整；

在所述第二对电极接触良好的情况下，提醒用户测试开始。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述通道阻抗值包括第一通道阻抗值和第二通道阻抗值，所述在未接触良好的情况下检测通道阻抗值是否符合预设范围，并根据所述通道阻抗值检测结果对所述第一对电极、所述第二对电极、第三对电极或第四对电极进行接触状况检测还包括：

在所述第一通道阻抗值不符正常人体阻抗值的情况下，判断所述第二通道阻抗值是否符合正常人体阻抗值；

在所述第二通道阻抗值符合正常人体阻抗值的情况下，检测所述第三对电极是否接触良好；

在所述第三对电极接触失常的情况下，提醒用户进行所述第三对电极的调整。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，还包括：

在所述第三对电极接触良好的情况下，检测所述第四对电极是否接触良好；

在所述第四对电极接触失常的情况下，提醒用户进行所述第四对电极的调整；

在所述第四对电极接触良好的情况下，重新判断所述第一通道阻抗值是否符合正常人体阻抗值。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，还包括：

在所述第一通道阻抗值和所述第二通道阻抗值均符合正常人体阻抗值的情况下，提醒用户测试开始。

结合第一方面的第一种至第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述第一通道阻抗值为左手与右脚形成通道的阻抗值，所述第二通道阻抗值为右手与左脚形成通道的阻抗值，所述第一对电极为右上肢电极，所述第二对电极为左下肢电极，所述第三对电极为左上肢电极，所述第四对电极为右下肢电极。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，还包括：

记录所述接触状况检测的结果，并在记录的接触失常结果连续超过预设阈值的情况下提醒用户进行设备检修；

向服务器上报设备属性信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，还包括：

在所述接触状况调整成功的情况下进行人体成分测量。

第二方面，本发明实施例提供了自动检测人体成分的系统，包括：

获取单元，用于获取基本测量信息，其中，基本测量信息包括躯干阻抗值；

判断单元，用于判断所述躯干阻抗值是否在正常范围内；

第一检测单元，用于通过所述躯干阻抗值是否在正常范围内的判断结果检测四对电极是否都接触良好，其中，四对电极包括第一对电极、第二对电极、第三对电极和第四对电极，且每一对电极包括一个注入电极和一个测量电极；

第二检测单元，用于在未接触良好的情况下检测通道阻抗值是否符合预设范围，并根据所述通道阻抗值检测结果对所述第一对电极、所述第二对电极、所述第三对电极或所述第四对电极进行接触状况检测；

提醒单元，用于根据所述接触状况检测的结果提醒用户进行接触状况调整。

本发明提供了自动检测人体成分的方法和系统，包括获取基本测量信息，其中，基本测量信息包括躯干阻抗值；判断躯干阻抗值是否在正常范围内，当不在正常范围内时检测四对电极是否接触良好，其中，四对电极包括第一对电极、第二对电极、第三对电极和第四对电极，这里，每一对电极包括一个注入电极和一个测量电极；在未接触良好的情况下检测通道阻抗值是否符合预设范围，并根据通道阻抗值检测结果对所述第一对电极、所述第二对电极、第三对电极或第四对电极进行接触状况检测；根据接触状况检测的结果提醒用户进行接触状况调整。本发明实现了精确地告诉用户是左手、右手、左脚和右脚中的哪肢没有与相应的电极接触良好的功能，使用户及时的调整好手的握姿和脚的站姿，达到提升分析仪测量人体成分精度和用户体验的目的。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的自动检测人体成分的方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的另一自动检测人体成分的方法流程示意图；

图3为本发明实施例提供的另一自动检测人体成分的方法流程示意图；

图4为本发明实施例提供的自动检测人体成分的系统示意图；

图5为本发明实施例提供的五段阻抗模型示意图。

图标：

10-获取单元；20-第一检测单元；30-第二检测单元；40-提醒单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，现有技术中缺少可以自动检测某电极是否接触良好的人体成分检测方法，基于此，本发明提供自动检测人体成分的方法和系统，实现了精确地告诉用户是左手、右手、左脚和右脚中的哪肢没有与相应的电极接触良好，使用户及时的调整好手的握姿和脚的站姿，达到提升分析仪测量人体成分精度和用户体验的目的。

人体是由水分、蛋白质、脂肪和矿物质四种成分构成的，其正常比例约为：水55％，蛋白质20％,脂肪20％，无机物5％。人体成分的均衡是维持健康状态的最基本的条件。

生物电阻抗分析法是一种测定人体成分的技术，将微弱的(小于0.5ma)对人体无害的交流电信号注入人体，电流会沿着电阻小、传导性能好的体液流动。而人体内的生物组织含有大量各种形状的细胞，这些细胞之间的液体可以视为电解质，具有良好的导电性。当直流或者低频电流施加于生物组织时，细胞可以视为绝缘，电流将绕过细胞，主要流经细胞外液。当电流频率增加到一定程度时，细胞膜的容抗降低，一部分电流将穿过细胞膜流经细胞内液。研究表明，当电流的频率小于50khz时，电流基本不流经细胞内液，测试主要测量细胞外的电阻；而当电流的频率逐渐增大时，电流流经细胞内液的比例逐渐增大，从而可以同时测量细胞内液体和细胞外液体的阻值。另外，人体内脂肪为非导电体，而肌肉水分含量较高，为易导电体，如果脂肪含量高，肌肉少，电流通过时生物电阻值相对较高；反之，生物电阻值相对较低。根据以上原理，可以建立阻抗、身高、体重、性别、年龄与人体成分含量的数学模型，可用于人体成分含量的测量。

目前，现有比较主流的人体成分分析仪都采用了5段阻抗模型：左上肢(la)、右上肢(ra)、左下肢(ll)、右下肢(rl)和躯干(tr)，其测量主要采用了八电极方案，每一对电极包括一个激励电极和一个测量电极，人体四肢分别踩/握好相应的激励电极和测量电极，mcu通过控制模拟开关在不同的激励电极之间注入不同频率的交流电流形成回路，并控制模拟开关接通相应的测量电极进行电压测量，从而获取各通道的生物电阻抗值信息。而在用户使用此测量系统时，为了保证成分的测量准确性，提醒用户握/踩好测量电极是非常必要的。

实施例一：

图5为五段阻抗模型示意图，人体躯干的电阻抗指标是5段模型里最低的部分，约15-35欧姆，而上下肢部分，电阻抗约100-600欧姆。我们定义左上肢、右上肢、左下肢和右下肢分别用la、ra、ll和rl表示；左手、右手、左脚和右脚分别用0、1、2和3表示，01代表01通道，具体指从左手到右手的通道，其它类推。需要说明的是，在本发明的实施例中默认左上肢(la)连接第三对电极、右上肢(ra)连接第一对电极、左下肢(ll)连接第二对电极、右下肢(rl)连接第四对电极。

图1为本发明实施例提供的自动检测人体成分的方法流程示意图。

参照图1，自动检测人体成分的方法包括：

步骤s101，获取用户的基本测量信息；

步骤s102，判断躯干阻抗值是否在正常范围内；

具体地，通过躯干阻抗r(tr)的值是否在正常范围内判断人体与电极是否有接触不良的情况。当r(tr)的值不在正常范围内时，判断人体某肢与电极是否存在未接触良好的情况。

步骤s103，通过根据躯干阻抗值是否在正常范围内的判断结果检测四对电极是否都接触良好，其中，四对电极包括第一对电极、第二对电极、第三对电极和第四对电极，这里，每一对电极包括一个注入电极和一个测量电极；

步骤s1041，在未接触良好的情况下检测通道阻抗值是否符合预设范围，并根据通道阻抗值检测结果对第一对电极、第二对电极、第三对电极或第四对电极进行接触状况检测；在接触良好的情况下直接执行步骤s1042，即提醒用户即将进行成分测试。

步骤s105，根据接触状况检测的结果提醒用户进行接触状况调整。

具体地，调整成功后将进行成分测试，若不成功则继续进行接触问题的检测。

下面参照图2对本发明实施例进行详细阐述。

通道阻抗值包括第一通道阻抗值和第二通道阻抗值，分别对应图2中的03通道阻抗值和12通道阻抗值，步骤s1041具体包括：

在四对电极未接触良好的情况下判断第一通道阻抗值是否符合正常人体阻抗值；

在第一通道阻抗值符合正常人体阻抗值的情况下，判断第二通道阻抗值是否符合正常人体阻抗值；

在第二通道阻抗值不符合正常人体阻抗值的情况下，检测第一对电极是否接触良好；

在第一对电极接触失常的情况下，提醒用户进行第一对电极的调整；

在第一对电极接触良好的情况下，检测第二对电极是否接触良好；

在第二对电极接触失常的情况下，提醒用户进行第二对电极的调整；

在第二对电极接触良好的情况下，提醒用户测试开始。

以上步骤为第一通道阻抗值符合正常人体阻抗值的情况，进一步地，步骤s1041还包括：

在第一通道阻抗值不符合正常人体阻抗值的情况下，判断第二通道阻抗值是否符合正常人体阻抗值；

在第二通道阻抗值符合正常人体阻抗值的情况下，检测第三对电极是否接触良好；

在第三对电极接触失常的情况下，提醒用户进行第三对电极的调整；

在第三对电极接触良好的情况下，检测第四对电极是否接触良好；

在第四对电极接触失常的情况下，提醒用户进行第四对电极的调整；

在第四对电极接触良好的情况下，重新判断第一通道阻抗值是否符合正常人体阻抗值(步骤s1041中子步骤中的第一步)，并根据判断结果继续遵照上述方法流程进行判断，直至最终提醒用户哪个电极未接触良好，或在检测无接触问题的情况下自动进入测试阶段，此时提醒用户保持握姿和站姿，以保证成分测量的可靠性。

具体地，本发明实施例提供的自动监测人体成分测量系统电极是否接触良好的方法，能精确地告诉用户是左手、右手、左脚和右脚中的哪肢没有与相应的电极接触良好，使用户及时的调整好手的握姿和脚的站姿，达到提升分析仪测量人体成分精度和用户体验的目的。

进一步地，步骤s1041还包括：

当四对电极检测结果为未接触良好，且第一通道阻抗值和第二通道阻抗值均符合正常人体阻抗值的情况下，进入正常成分测试阶段，提醒用户测试开始。

具体地，当检测到用户四肢与相应电极良好接触后自动开启人体成分的测定(同时提醒用户成分测定开始)，而不需要像一般的八电极人体成分测定系统那样设计一个单独的“开始”按键，杜绝了用户在按完“开始”按键后在匆忙中以一个并不合适的握姿握住上肢电极的风险，提升了用户的使用体验和测量精度。

需要说明的是，本发明实施例中的第一通道阻抗值为左手与右脚形成通道的阻抗值，第二通道阻抗值为右手与左脚形成通道的阻抗值，第一对电极为右上肢电极，第二对电极为左下肢电极，第三对电极为左上肢电极，第四对电极为右下肢电极。

进一步地，还包括：

记录接触状况检测的结果，并在记录的接触失常结果连续超过预设阈值的情况下提醒用户进行设备检修；

向服务器上报设备属性信息。

具体地，当连续进行n个受测者(或m次测量)的检测都发现电极未接触良好时，提醒用户此成分测试系统可能因为老化或其它问题导致设备内部电极接触不良，请用户及时联系生产商售后；或者如果该人体成分测试设备具体wifi或nb-iot(narrowbandinternetofthings，基于蜂窝的窄带物联网)等连接服务器功能，可直接将情况上报给服务器管理端，由管理端联系询问用户端设备使用是否正常，如情况属实，请用户将测试设备送售后或者直接安排人员上门服务，提高用户的产品使用体验。

实施例二：

图3为本发明实施例提供的电极检测详细流程图。

参照图3，i01代表激励电流的通道，具体指从左手到右手间的激励电流通道，其它类推；v01代表测量电压的通道，具体指从左手到右手间的测量电压通道，其它类推；r01代表测量阻抗的通道，具体指从左手到右手间的测量阻抗通道，这里，r01并不一定等于左手与右手阻抗之和，它具体代表的具体意义和i、v通道的选择有关系，其它类推。

流程图中的主要部分①①①已在图2与图3中进行标注，以下做详细解释：

①体重锁定后，首先激励电流由左手输入右脚输出(即i03通道)，然后测量右手到左脚间的电压值(即v12通道)，计算两电极间测得的阻抗值r(tr)，并判断r(tr)是否在人体躯干正常阻抗范围内。如果r(tr)值在正常阻抗值范围内(15ohm-35ohm)，则代表人体四肢与电极良好接触并提醒用户开始测试；如果r(tr)阻抗值超出正常范围，则代表人体的手或脚没有与相应的电极良好接触，要进行进一步的判断是哪只手或脚没有良好接触电极。

①先激励电流由左手输入右脚输出(即i03通道)，然后测量左手到右脚间的电压值(即v03通道)，计算两电极间测得的阻抗值r03，并判断r03是否在人体正常阻抗范围内。如果r03值在正常阻抗值范围内(200ohm-1.2kohm)，则代表受测者左手和右脚与电极良好接触，需要进一步判断右手和左脚是否与电极良好接触；如果r03值超出正常范围，则代表受测者左手或右脚未与电极良好接触，需要进一步作出判断。

①先激励电流由左脚输入右脚输出(即i23通道)，然后测量左脚到右脚间的电压值(即v23通道)，计算两电极间测得的阻抗值r23，并判断r23是否在人体下肢正常阻抗范围内。如果r23值在正常阻抗值范围内(100ohm-600ohm)，则代表受测者左脚和右脚与电极良好接触，至此已检测到人体四肢与各电极良好接触，然后提醒用户开始测试；如果r23值超出正常范围，则代表受测者左脚未与电极良好接触。测试系统发出提醒，让用户调整好站姿，之后连续监测3秒r23的阻抗值是否在人体下肢正常阻抗值范围内，如果是，则提醒用户开始测试；如果否，则警告用户，电极未被良好接触，中止测试。

实施例三：

图4为本发明实施例提供的自动检测人体成分的系统示意图。

参照图4，自动检测人体成分的系统包括：

获取单元10，用于获取用户的基本测量信息；

第一检测单元20，用于通过根据躯干阻抗值是否在正常范围内的判断结果检测四对电极是否都接触良好，其中，四对电极包括第一对电极、第二对电极、第三对电极和第四对电极，这里，每一对电极包括一个注入电极和一个测量电极；

第二检测单元30，用于在未接触良好的情况下检测通道阻抗值是否符合预设范围，并根据通道阻抗值检测结果对第一对电极、第二对电极、第三对电极或第四对电极进行接触状况检测；

提醒单元40，用于根据接触状况检测的结果提醒用户进行接触状况调整。

具体地，本发明实施例将自动检测人体成分的系统概括为若干虚拟单元，在现有技术中发明的单/多频人体成分分析仪主要都包括三个单元，分别为激励信号产生单元、信号采集单元和信号处理单元。其中不同成分测量系统的每个单元包含的主要器件不尽相同，激励信号产生单元主要包括dds产生器、信号放大器、压控恒流源、模拟开关和注入电极等；信号采集单元主要包括测量电极、模拟开关和差分放大器等；信号处理单元主要包括跨导运算放大器、差分放大器、带通滤波器、i/q调制器、adc和mcu等，本发明实施例完全可以实现在现存的硬件系统中加装自动测量电极接触状况的功能，从而达到提醒用户接触好测量电极，并准确的测量人体成分的目的。

本发明提供了自动检测人体成分的方法和系统，包括获取基本测量信息，其中，基本测量信息包括躯干阻抗值；先判断躯干阻抗值是否在正常范围内，通过根据躯干阻抗值是否在正常范围内的判断结果检测四对电极是否都接触良好，其中，四对电极包括第一对电极、第二对电极、第三对电极和第四对电极；在未接触良好的情况下检测通道阻抗值是否符合预设范围，并根据通道阻抗值检测结果对四对电极进行接触状况检测；根据接触状况检测的结果提醒用户进行接触状况调整。本发明实现了精确地告诉用户是左手、右手、左脚和右脚中的哪肢没有与相应的电极接触良好的功能，使用户及时调整好手的握姿和脚的站姿，达到提升分析仪测量人体成分精度和用户体验的目的。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。