专利名称：用于生物电阻抗测量的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于生物电阻抗测量以确定人体的身体成分数据的装置以及一 种相应的方法。
背景技术：
人体的导电率受其含水量强烈影响。由于身体不含脂肪的区域，诸如肌肉和体液， 包含身体的含水量的主要部分，而另一方面脂肪组织具有相对低的含水量，因此如果至少 考虑诸如人的身高和体重的进一步数据，那么确定身体或人体环节(body segment)的导电 率(或者确定身体或人体环节的电导(reciprocal resistance)或阻抗)允许对相对脂肪 含量做出结论。
例如在WO 97/01303中描述了一种用于生物电阻抗分析的方法和装置。其中描述 的装置包括八个电极，即四个用于足部的电极，在每种情况下两个电极接触一只脚，以及四 个手部电极，在每种情况下两个电极接触人的一只手。通过位于不同肢体上的两个电极施 加交流电，并测量两个其它电极之间的电压，其测量电极同样是位于不同的肢体上。通过切 换到两个另外的电流施加电极和电压测量电极，可以连续检查不同的人体环节。而且，当电 流注入到一只手和一只脚内，且测量相同手上的另一电极和相同脚上的另一电极之间的电 压，可以将身体的一侧作为整体测量。
如果手和脚上的所有电极都与它们各自的身体部位电接触，那么可获得多个测量 方案和配置，即以电极作为电流施加电极并作为电压测量电极的配置。这些电流施加电极 和电压测量电极的配置确定测量哪个人体环节或者是否将身体作为整体测量。如果在四肢 的每一个上两个电极电接触，可获得多个可能的测量方案。如果使用通过粘合手段附着的 电极，可能有这样的情况如果这允许使用更少的电极，那么忽略某些测量方案。另外，有这 样的情况待检查的人不能使所有四肢与电极接触，例如如果一个肢体被截掉了或者被敷 料或石膏绷带所覆盖。这种情况下，待检查的人将用那些可以接触电极的肢体与该测量装 置建立接触。那么待检查的人或协助人员必须选择待实施的测量方案。如上所述，根据接 触点的数量，这可以包括一个或更多个可能的测量方案。
在EP 2042843A1中建议以这种方式设置生物电阻抗测量装置如果发现该装置 的至少两个电极与待检查的人接触，那么打开生物电阻抗测量单元，或者否则如果发现接 触的电极少于两个，那么将其关闭。发明内容
本发明的目的是设置一种用于生物电阻抗测量的装置，其具有至少八个电极，用 于以可由待检查的人或者由协助人员有效使用和简便操作的方式成对地接触待检查的人 的四肢。
该目的由包括权利要求1的特征的生物电阻抗测量装置以及包括权利要求6的特 征的用于生物电阻抗测量的方法所解决。在从属权利要求中阐述了优选的实施方式。
依据本发明的生物电阻抗测量装置具有控制和分析单元，其适合于实施预测量以 及确定在该过程中哪些电极与身体接触。在确定具有接触的电极的配置之后，该控制和分 析单元还适合于从多个预先编制并存储的测量方案中选择那些符合具有接触的电极的配 置，即，仅使用那些包含在所确定的配置中的用于电流施加和电压测量的电极的测量方案。 通过由两个电极施加电流以及检测通过电流施加电极的产生电流和/或其余电极上的电 压，来确定电极是否与身体接触。如果所测量的值在预定范围之内，那么确定该电极具有接 触。预先施加的电流可以为交流电或直流电。而且，如果在预测量时确定八个电极都是接 触的，每个肢体两个电极，那么设置控制和分析单元以实施用于测量每个身体的一半、每只 手臂、每条腿和躯干的阻抗的可执行测量方案。
可以设置控制和分析单元，使得一旦发现至少两个电极是接触的，必须由使用者 初始化或者自动启动预测量。
以下结合附图中的优选实施方式详细描述本发明，其中
图1是用于实施用于测量身体一侧的阻抗的第一测量方案的示意性框图2示出了用于测量手臂的阻抗的第二测量方案的示意性框图3示出了可以通过其测量腿部的阻抗的第三测量方案的示意性框图4示出了通过其测量躯干的阻抗的第四测量方案的示意性框图。
具体实施方式
一种典型的生物电阻抗测量装置包括站立平台，待测量的人以双脚站立在该站 立平台上。对于每只脚，在该平台上形成两个电极，例如一个在脚后跟区域中并且一个在前 脚区域中。而且，提供由使用者以特定方式抓住的两个握柄，由此建立与每只手的两个电极 的接触，例如一个在拇指处而另一个在手掌处。
根据本发明，设置该生物电阻抗测量装置的控制和分析单元以实施预测量，在此 期间确定哪个电极与待测量的人电接触。为此目的，例如可以接连选择在不同肢体上的两 个电极，且可将电流施加到这两个电极(在预测量中该电流可以为交流电或直流电)，其 中，测量流经这些电极的电流并且如果所测量的电流在预定的电流范围之内，则确定这两 个电极具有接触。对更多的电极对连续实施该过程，直到对于每个电极已经确定其是否具 有接触。或者，通过两个电极施加电流并测量两个其它电极之间产生的电压差，且对于这两 个其它电极，如果所测量的电压差位于预定的电压范围之内则确定它们具有接触。
例如，如果已经确定八个电极具有接触，四肢中的每一个两个电极，可获得多个可 能的测量方案，例如图1中所例示的测量方案，其中通过位于身体同一侧的一只手和一只 脚上的电极施加交流电，且其中产生的电压由相同手和脚的各自的其它电极测量。此测量 方案对于整个身体侧的阻抗是敏感的，即，其提供对于整个身体阻抗的测量。
在图2所例示的测量方案中，同样通过身体相同侧的手上的一个电极和脚上的一 个电极来施加交流电，且测量相同手上的另一电极与另一只手上的电极之间的电压差。此 阻抗测量对于电流所流经的手臂的阻抗是敏感的。
在图3所例示的测量方案中，以与前面相同的方式施加交流电，并测量一只脚上的电极和另一脚上的电极之间的电压差。此阻抗测量对于电流所流经的腿部的阻抗是敏感 的。
在图4所例示的测量方案中，以与前面相同的方式施加交流电，并测量身体相对 侧的手上的一个电极与脚上的一个电极之间的电压差。此阻抗测量对于躯干的阻抗是敏感 的。
如果在预测量中确定八个测量电极具有接触，S卩，每一肢体两个电极，可获得如图 1-4所示的所有测量方案(及其排列变换(permutation)，即四肢上的变换)并在执行预测 量之后将其作为可执行方案选择和提供，例如作为随后使用者可从其选择的显示器上的替 换方案，或者实施所有的测量方案。
如果在预测量中确定了一只手的电极不具有接触，该控制和分析单元仅选择这种 适合具有接触的电极的配置的测量方案。从图1-4中的示例来看，在这种情况下，这将是图 1和图3的测量方案。然后选择这些测量方案并将其提供作为可执行方案。
如果在预测量中确定了例如仅身体相同侧的一只手和一只脚上的电极具有接触， 那么选择图1的仅有的匹配测量方案，并将其提供作为可执行方案。
权利要求
1.一种生物电阻抗测量装置，用于确定人体的成分数据，具有至少八个电极，四肢中的 每一个分配一对电极，具有电流源以及可选择性地与所述电极耦合的电流和电压测量电路 的测量电路，以及控制和分析单元，设置所述控制和分析单元以根据多个预定测量方案从 所述电流源到所述身体对专门用于特定的测量方案的两个电极施加电流，并通过所述电压 测量电路用不同肢体上的两个其它的特定电极来确定产生的电压并确定基于其上的人体 环节的阻抗，其中，进一步设置所述控制和分析单元，以在预测量中通过两个电极施加电流 并测量通过所施加电极的产生的电流和/或其它电极上的电压，确定哪些电极具有接触， 并基于具有接触的电极的确定配置来选择这种匹配的测量方案，其中，匹配测量方案仅电 极用于包含在具有接触的电极的确定配置中的电流施加和电压测量，其特征在于，如果在 所述预测量中确定八个电极具有接触，每个肢体两个，则进一步设置所述控制和分析单元 以执行用于测量所述身体的每一侧、每只手臂、每条腿以及躯干的阻抗的可用测量方案。
2.如权利要求1所述的生物电阻抗测量装置，其特征在于，进一步设置所述控制和分 析单元以在所述预测量中通过两个电极施加电流，并检测通过这两个电极的电流，以及如 果所检测的电流在预定的电流范围之内则确定这些电极具有接触。
3.如权利要求2所述的生物电阻抗测量装置，其特征在于，进一步设置所述控制和分 析单元，以通过每次经两个电极的不同组合连续施加电流而在所述预测量中经多于两个的 电极来施加电流，每次检测所述电流，以及如果所检测的电流在预定的电流范围之内则确 定这些电极具有接触。
4.如权利要求1所述的生物电阻抗测量装置，其特征在于，进一步设置所述控制和分 析单元以在所述预测量中经至少两个电极施加电流，以及用两个其它电极检测在所述两个 其它电极之间的相关身体部分之上的电压降，其中，选择这些电极以进行电流施加，从而当 施加和测量通过这些电极的电流时，所述电流在所预定的范围内，其中，核对所检测到的电 压降，且如果所检测的电压降在预定的电压范围内，则确定检测所述电压降的电极具有接 触。
5.如权利要求1所述的生物电阻抗测量装置，其特征在于，如果在所述预测量之后，多 个测量方案与具有接触的电极的确定配置匹配，则进一步设置所述控制和分析单元以在显 示器上显示所选择的测量方案。
6.一种用于生物电阻抗测量的方法，用于确定人体的成分数据，在该方法中，将两个电 极分配给身体的每个肢体，在该方法中，根据多个预定的测量方案来通过特定于各自的测 量方案的两个电极施加交流电，且其中用不同肢体上的两个特定电极来检测产生的电压， 并确定人体环节的阻抗，对于该人体环节测量方案是特定的，其中，在启动测量方案之前， 通过经不同电极对连续施加电流以及通过测量经由所施加电极的产生的电流和/或其余 电极的电压来实施预测量，从而确定其测量值在预定范围内的具有接触的那些电极，且在 该方法中，基于具有接触的电极的确定配置，选择匹配该配置的测量方案，在该测量方案中 仅指定电极用于包含在所确定的配置中的电流施加和电压测量，其特征在于，如果在所述 预测量中确定八个电极具有接触，每个肢体两个电极，则进一步配置所述控制和分析单元 以对这八个电极实施用于测量所述身体的每一侧、每只手臂、每条腿以及躯干的阻抗的可 执行测量方案。
全文摘要
本发明提供了一种用于确定人体成分数据的生物电阻抗测量装置，其具有至少八个电极、四肢中的每个分配一对电极，具有电流源以及可选择性地与电极耦合的电流和电压测量电路的测量电路，以及控制和分析单元，设置控制和分析单元以根据多个预定测量方案对两个电极施加电流并确定不同肢体上的两个其它电极产生的电压并确定基于其上的人体环节的阻抗，其中进一步设置该控制和分析单元以在预测量中通过经两个电极施加电流并测量通过该施加电极产生的电流和/或其它电极上的电压，确定哪些电极具有接触，并且基于具有接触的电极的确定配置选择这样的匹配测量方案，在该匹配测量方案中仅电极用于包含在具有接触的电极的确定配置中的电流施加和电压测量。
文档编号A61B5/053GK102028463SQ20101050484
公开日2011年4月27日 申请日期2010年10月8日 优先权日2009年10月1日
发明者延森·比约恩 申请人:塞卡股份公司