一种基于站立式生物阻抗检测握力强度的方法与流程

本发明属于生物检测技术领域，具体涉及一种基于站立式生物阻抗检测握力强度的方法。

背景技术：

有研究调查了十多个国家近14万名患者，发现人体的握力强度(handgripstrength,hgs)每减弱5公斤，则患者的死亡机率就上升16％、心脏病发作的可能性增加7％、中风的危险升高9％；hgs可以被用于评估儿童与青少年的健康与发育状况，在不同受测者群体的平均测试结果，亦可作为患者手部手术后的重要参考依据。另有研究表示，hgs显示营养流失(nutritionaldeprivation)与营养补充(nutritionalrepletion)的参数，更早于其他身体参数，且hgs与蛋白质的流失比例与肌肉功能的比例相关，当诊断患者营养不良之情况时，hgs是主要参考数据之一，而对营养不良的病人进行营养治疗时，可以藉由改善hgs的参数，来改善预后状况。还有研究指出，住院病人入院时的hgs可以预测住院病人的住院时间长短，以及存活率高低，当hgs越大住院时间越短，且存活率越高。

由上述可知，由于hgs可以提供有关整体肌肉强度的信息，故可供临床参考，如：反映衰老对于老年人身体机能的影响，以及全身肌肉力量、功能状况，因此，hgs参数可以提供评估人体肌肉的质量，更得以作为人体健康的指标。

目前常用的测量人体的hgs的技术，主要有手持式测力器(dynamometer)、生物电阻抗分析(bioelectricalimpedanceanalysis,bia)...等。

关于手持测力器，乃是受测者直接以握力按压测力器，即可得到握力参数，其具有成本低廉、便于携带、操作简单等优点；但是，测试结果容易受到受测仪器、测试环境、受测者身体状况、姿势、心理等许多因素所影响，所测得之握力参数较容易有误差。

关于现有bia技术，乃是受测者呈仰卧式，再藉由黏贴在皮肤表面的电极向受测者输入安全的交流电流，如图1所示，透过交流电流来测量相对应的电阻(resistance,r)及电抗(reactance,xc)，接着，再依量测结果进一步计算出相位角(phaseangle,pha)(图1所示之)；因为bia技术具有安全、无侵入性、便利与成本低廉等优点，目前已被用于体组成成分估测于医疗与研究；但在bia估测握力方面的研究与实质应用上，目前仅有两篇相关的仰卧式bia应用于估测量握力(1.norman,k.；pirlich,m.；sorensen,j.；christensen,p.；kemps,m.；schütz,t.；lochs,h.；kondrup,j.bioimpedancevectoranalysisasameasureofmusclefunction.clin.nutr.2009,28:78-82.；2.rodríguez-rodríguez,f.；cristi-montero,c.；gonzález-ruíz,k.；correa-bautista,j.e.；ramírez-vélez,r.bioelectricalimpedancevectoranalysisandmuscularfitnessinhealthymen.nutrients.2016,8(7):407.)；其中，仰卧式进行bia测量，需要有一张可以平躺且具有绝缘表面之实验床，还需要有操作者协助电极的黏贴与操作，且仅能测量右半全身的电阻、电抗，无法更精准用于上肢的握力评估，于实际使用上仍有不便利之处。

技术实现要素：

本发明之主要目的乃在于提供一种基于站立式生物阻抗检测握力强度之方法，系以受测者呈站立姿势进行bia测量，其系直接分析人体组织的生物电性特性，而经计算得到的hgs参数，可提供评估人体肌肉的质量，作为人体健康的指标。

为了达成上述之目的，本发明提供之一种基于站立式生物阻抗检测握力强度之方法，包含有下列步骤：(a)以一生物阻抗测量装置取得一受测者之性别、体重、年龄及身高；该生物阻抗测量装置具有至少一第一电极组以及至少一第二电极组，该受测者呈站立姿势并以四肢的至少其中之二分别接触该至少一第一电极组及该至少一第二电极组；该生物阻抗测量装置对该至少一第一电极组或该至少一第二电极组的其中之一输入一量测电流，并由该至少一第一电极组或该至少一第二电极组的另外之一接收该量测电流，以计算该受测者之受测部位的电阻值及电抗值；以及该受测者之握力由下列计算公式计算而得：hgs＝a+bsex+cweight+dage+eht+fxc/ht+gr/ht，其中a、b、c、d、e、f及g为权重系数，权重系数系对一群受测者进行身高、体重、年龄、性别、不同肢段之电阻、电抗以及对应的握力测量，将其收集到的握力大小为因变数、身高、体重、年龄、性别、不同肢段之电阻、电抗为其自变量，应用回归分析得到不同测量模式的握力估测公式以及对应的权重系数；依据本申请中不同的量测模式，会产生每种量测模式下的权重系数，从而获得每种量测模式下的具体计算公式。公式中，sex为该受测者之性别，性别为女则系数为0，性别为男则系数为1；weight为该受测者之体重；age为该受测者之年龄；ht为该受测者之身高；xc为该受测者之电抗；r为该受测者所测得之电阻。

在某个实施例中，步骤(b)中的所述受测者以四肢中的双手分别接触所述第一、第二电极组。

在某个实施例中，步骤(b)中的所述受测者以四肢中的双脚分别接触所述第一、第二电极组。

在某个实施例中，步骤(b)中的所述受测者之其中一只手接触所述第一电极组，其中一只脚接触所述第二电极组。

在某个实施例中，所述生物阻抗量测装置具有二个所述第一电极组及一个所述第二电极组，所述受测者之其中一只手与其中一只脚分别接触一个所述第一电极组，该受测者之另一只手接触所述第二电极组。

在某个实施例中，所述生物阻抗量测装置具有二个所述第一电极组及一个所述第二电极组，所述受测者之其中一只手与其中一只脚分别接触一个所述第一电极组，该受测者另一只脚接触所述第二电极组。

在某个实施例中，所述生物阻抗量测装置具有二个所述第一电极组及二个所述第二电极组，所述受测者之其中一只手及其中一只脚分别接触一个所述第一电极组，所述受测者之另一只手及另外一只脚分别接触一个所述第二电极组。

在某个实施例中，所述生物阻抗量测装置具有二个所述第一电极组及二个所述第二电极组，所述受测者之双手分别接触一个所述第一电极组，所述受测者之双脚分别接触一个所述第二电极组。

在某个实施例中，所述量测电流的频率介于5khz-250khz之间。

相对于现有技术的有益效果：本发明提供之一种基于站立式生物阻抗检测握力强度之方法，系以受测者呈站立姿势进行bia测量，其系直接分析人体组织的生物电性特性，而经计算得到的hgs参数，可提供评估人体肌肉的质量，作为人体健康的指标。

附图说明

图1系电阻及电抗的柯尔-柯尔图(cole-cloeplot)。

图2系本发明之方法之流程图。

图3系本发明之方法之方块图。

图4系本发明第一较佳实施例之示意图，显示量测受测者之双手。

图5系本发明第一较佳实施例之示意图，显示量测受测者之双脚。

图6系本发明第一较佳实施例之示意图，显示量测受测者之右手及右脚。

图7系本发明第一较佳实施例之示意图，显示量测受测者之左手及左脚。

图8系本发明第一较佳实施例之示意图，显示量测受测者之右手及左脚。

图9系本发明第一较佳实施例之示意图，显示量测受测者之左手及右脚。

图10系本发明第二较佳实施例之示意图，显示量测受测者之右手。

图11系本发明第二较佳实施例之示意图，显示量测受测者之左手。

图12系本发明第二较佳实施例之示意图，显示量测受测者之右脚。

图13系本发明第二较佳实施例之示意图，显示量测受测者之左脚。

图14系本发明第三较佳实施例之示意图，显示量测受测者之躯干。

图15系本发明第四较佳实施例之示意图，显示量测受测者之全身。

附图标记说明10、站立式生物阻抗检测握力强度之方法，20、生物阻抗测量装置，21、第一电极组，23、第二电极组

具体实施方式

下面将对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

本发明之基于站立式生物阻抗检测握力强度之方法10的第一较佳实施例请参阅如图2-9所示，包含有下列步骤：

(a)以一生物阻抗测量装置20取得一受测者之性别、体重、年龄及身高；在本较佳实施例中，该受测者之性别、年龄及身高系由该受测者自行输入提供，而该受测者之体重系由该生物阻抗测量装置20进行测量，但在其他较佳实施例中不以此为限。

(b)该生物阻抗测量装置20具有一第一电极组21以及一第二电极组23，该受测者呈站立姿势并以四肢的至少其中之二分别接触该第一电极组21及该第二电极组23。

(c)该生物阻抗测量装置20对该第一电极组21或该第二电极组23的其中之一输入一量测电流，并由该第一电极组21或该第二电极组23的另外之一接受该量测电流，以计算该受测者之受测部位的电阻值及电抗值；其中该量测电流的频率为50khz，但不以此为限，该量测电流频率介于5khz-200khz之间皆可作为实施。

(d)该受测者之握力由下列计算公式计算而得：

dhgs＝a+bsex+cweight+dage+eht+fxc/ht+gr/ht，其中

dhgs(dominanthandgripstrength,hgs)为手的握力；a、b、c、d、e、f及g为权重系数，权重系数系对一群受测者进行身高、体重、年龄、性别、不同肢段之电阻、电抗以及对应的握力测量，将其收集到的握力大小为因变数、身高、体重、年龄、性别、不同肢段之电阻、电抗为其自变量，应用回归分析得到不同测量模式的握力估测公式以及对应的权重系数；其中，sex为该受测者之性别(性别为女则系数为0，性别为男则系数为1)；weight为该受测者之体重；age为该受测者之年龄；ht为该受测者之身高；xc为该受测者之电抗；r为该受测者所测得之电阻。依据本申请中不同的量测模式，会产生每种量测模式下的权重系数。

以手对手的量测方式来说，如图3及4所示，该受测者以站立姿势并以双手分别握住该第一、第二电极组21、23，该生物阻抗测量装置20对该第一电极组21输入该量测电流，并由该第二电极组23接收该量测电流，以计算该受测者之双手的电阻值及电抗值，并以该受测者之握力计算公式计算出该受测者之握力。当然该生物阻抗测量装置20亦能对该第二电极组23输入该量测电流，而由该第一电极组21接收该量测电流，同样能够计算该受测者之双手的电阻值及电抗值，亦可以计算得到该受测者之握力。

以脚对脚的量测方式来说，如图3及5所示，该受测者以站立姿势并以双脚之脚掌分别接触该第一、第二电极组21、23，该生物阻抗测量装置20对该第一电极组21输入该量测电流，并由该第二电极组23接收该量测电流，以计算该受测者之双脚的电阻值及电抗值，并以该受测者之握力计算公式计算出该受测者之握力。

以手对脚的量测方式来说，如图3、6及7所示，该受测者以站立姿势并以该受测者之右手及右脚(图6)或左手及左脚(图7)分别接触该第一电极组21及该第二电极组23，由该生物阻抗测量装置20对该第一电极组21输入该量测电流，并由该第二电极组23接收该量测电流，以计算该受测者之右手及右脚，或该受测者之左手及左脚的电阻值及电抗值，并以该受测者之握力计算公式计算出该受测者之握力。如图3、8及9所示，该受测者以站立姿势并以该受测者之右手及左脚(图8)或左手及右脚(图9)分别接触该第一电极组21及该第二电极组23，由该生物阻抗测量装置20对该第一电极组21输入该量测电流，并由该第二电极组23接收该量测电流，以计算该受测者之右手及左脚，或该受测者之左手及右脚的电阻值及电抗值，并以该受测者之握力计算公式计算出该受测者之握力。

藉此，本发明提供之一种基于站立式生物阻抗检测握力强度之方法，系以受测者呈站立姿势进行bia测量，其系直接分析人体组织的生物电性特性，而经计算得到的hgs参数，可提供评估人体肌肉的质量，作为人体健康的指标。

本发明之站立式生物阻抗检测握力强度之方法10的第二较佳实施例主要步骤与达成之功效概同于第一较佳实施例，不同之处在于：如图3、10及11所示，该生物阻抗量测装置具有二该第一电极组21及一该第二电极组23，该受测者以站立姿势并以该受测者之右手及右脚分别接触一该第一电极组21，该受测者之左手接触该第二电极组23(图10)或左手及左脚分别接触一该第一电极组21，该受测者之右手接触该第二电极组23(图11)；由该生物阻抗测量装置20对该第一电极组21输入该量测电流，并由该第二电极组23接收该量测电流，以计算该受测者之右手或左手的电阻值及电抗值，并以该受测者之握力计算公式计算出该受测者之握力。

如图3、12及13所示，该生物阻抗量测装置具有二个该第一电极组21及一该第二电极组23，该受测者之右手及右脚分别接触一该第一电极组21，该受测者之左脚接触该第二电极组23(图12)，或该受测者之左手及左脚分别接触一该第一电极组21，该受测者之右脚接触该第二电极组(图13)；由该生物阻抗测量装置20对该第一电极组21输入该量测电流，并由该第二电极组23接收该量测电流，以计算该受测者之右脚或左脚的电阻值及电抗值，并以该受测者之握力计算公式计算出该受测者之握力。

本发明之站立式生物阻抗检测握力强度之方法的第三较佳实施例主要步骤与达成之功效概同于第一较佳实施例，不同之处在于：

如图3及14所示，该生物阻抗量测装置具有二该第一电极组21及二该第二电极组23，该受测者之右手及右脚分别接触一该第一电极组21，该受测者之左手及左脚分别接触一该第二电极组23；由该生物阻抗测量装置20对一该第一电极组21输入该量测电流，并由一该第二电极组23接收该量测电流，以计算该受测者之躯干的电阻值及电抗值，并以该受测者之握力计算公式计算出该受测者之握力。

本发明之站立式生物阻抗检测握力强度之方法的第四较佳实施例主要步骤与达成之功效概同于第一较佳实施例，不同之处在于：请参阅如图3及15所示，该生物阻抗量测装置具有二该第一电极组21及二该第二电极组23，该受测者之双手分别接触一该第一电极组21，该受测者之双脚分别接触一该第二电极组23；由该生物阻抗测量装置20对该第一电极组21输入该量测电流，并由该第二电极组23接收该量测电流，以计算该受测者之全身的电阻值及电抗值，并以该受测者之握力计算公式计算出该受测者之握力。

综上所陈，本发明提供之一种站立式生物阻抗检测握力强度之方法，bia之量测部位并不仅限于受测者之手部，而是于多肢段或不同肢段的bia量测结果，皆可进一步计算得到hgs参数，以提供评估人体肌肉的质量，作为人体健康的指标。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的数值并不限制本发明的范围。在这里示出和描述的所有示例中，除非另有规定，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。