CN112656396A - 一种基于家用体成分仪和智能设备的肌少症数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于家用体成分仪和智能设备的肌少症数据采集系统，包括人体成分测量模块、握力测量模块、步速测量模块、云端数据处理存储模块和智能终端显示模块。人体成分测量模块通过生物电阻抗法测量人体四肢骨骼肌质量指数，握力测量模块使用压力传感器测量握力，步速测量模块通过智能手机或手环测量用户6米步行速度，云端数据处理存储模块接收处理测量模块传输的数据来评估用户肌少症患病风险并存储数据，智能终端显示用户测量结果和肌少症患病风险评估结果。本发明能够获取人体四肢骨骼肌质量指数、握力、6米步速，根据获取参数评估用户患肌少症的风险，可为用户自主评估肌少症患病风险提供帮助。

Description

一种基于家用体成分仪和智能设备的肌少症数据采集系统

技术领域

本发明涉及健康监测技术领域，尤其是涉及一种基于家用体成分仪和智能设备的肌少症数据采集系统。

背景技术

肌少症是增龄性骨骼肌质量减少及功能减退，可能导致机体行动不便、生活质量下降、甚至死亡等不良后果。2019年亚洲肌少症工作组(AWGS)共识指出亚洲国家肌少症患病率为5.5％-25.7％。肌少症使患者跌倒及骨折的风险大大增加，这不仅严重影响了患者的生活质量，而且随着老龄化进程加剧也给社会医疗增加了负担。

目前国内外尚无关于肌少症的统一诊断标准。亚洲肌少症工作组指出肌少症的诊断标准应综合评估肌肉质量及肌肉功能，主要评估指标包括肌肉质量、肌肉力量及肌肉功能等。肌肉质量可用生物电阻抗法(BIA)测量，评估肌肉力量的首选方法是双手握力测试，肌肉功能的常用评估法有6米步速测量法。

目前诊断肌少症需要去医院。生活中可进行肌肉质量、力量、功能检测的设备分散，不具有关联性。若有支持进行肌肉质量、肌肉力量、肌肉功能测量的设备，用户就可以自主完成肌少症患病风险的评估，了解自身肌肉健康状况。

发明内容

为了解决的上述技术问题，本发明提供一种基于家用体成分仪和智能设备的肌少症数据采集系统，能够通过测量人体四肢骨骼肌质量指数、握力、6米步速，评估用户患肌少症的风险，且简单、可靠、方便。

本发明的技术方案是：一种基于家用体成分仪和智能设备的肌少症数据采集系统，包括人体成分测量模块、握力测量模块、步速测量模块、云端数据处理存储模块和智能终端显示模块；

所述人体成分测量模块包括检测电极单元、测量电路单元、控制处理单元、显示单元、无线通讯单元、电源单元；

所述握力测量模块包括压力传感器，以及与人体成分测量模块共用的测量电路单元、控制处理单元、显示单元、无线通讯单元、电源单元；

所述步速测量模块包括计时单元、控制处理单元、显示单元、无线通信单元、电源单元；

所述云端数据处理存储模块包括数据处理分析单元、用户数据库、无线通讯单元，通过无线通讯与人体成分测量模块、握力测量模块、步速测量模块连接；

所述智能终端显示模块包括无线通讯单元，通过无线通讯与云端数据处理存储模块连接。

进一步的，人体成分测量模块和握力测量模块在同一个家用体成分仪上；所述握力测量模块的压力传感器嵌入安装于家用体成分仪把手上；在家用体成分仪把手与手指接触方向的手柄内部放置有握力测量模块的压力传感器；握力测量模块的压力传感器与人体成分测量模块的检测电极单元由绝缘材料隔离；具体的：

所述的握力测量模块，包括信号线、软隔、四指处壳体、薄膜压力传感器、支撑块、控制板、把手壳体；四指处壳体和把手壳体通过软隔连接；控制板设置在支撑块中间，控制板的上方设置薄膜压力传感器；

控制板的下方设置两个电极，作为人体成分测量模块的检测电极单元；

信号线连接控制板和家用体成分仪的主控板，固定在支撑块凹槽中；

把手壳体紧密套在支撑块外部，四指处壳体与支撑块之间留有薄膜压力传感器的放置空间；前后两块支撑块之间有对应控制板、信号线的固定凹槽，支撑块为绝缘材料制成；控制板分别与薄膜压力传感器、电极进行电连接。

进一步的，所述握力测量模块的控制处理单元接收到检测开始信号后，通过电源单元给压力传感器通电，当家用体成分仪把手未受外力时，四指处壳体、薄膜压力传感器、支撑块仅保持接触；

用户紧握家用体成分仪把手，握力测量模块受力时，薄膜压力传感器受到四指处壳体和支撑块的挤压，控制板接收薄膜压力传感器压力信息并通过信号线传送至家用体成分仪的主控板；压力传感器传出信号经主控板上测量电路单元传至控制处理单元，控制处理单元将信号处理为用户握力，显示单元显示测量结果，控制处理单元通过无线通讯单元将测量数据传至云端数据处理存储模块。

进一步的，人体成分测量模块、握力测量模块和步速测量模块分别将测得的人体四肢骨骼肌质量指数、握力、6米步速通过无线传输单元传输至云端数据处理存储模块；云端数据处理存储模块的数据处理分析单元将用户测量数据与肌少症诊断阈值比较，评估用户肌少症患病风险，用户数据库存储用户测量结果和风险等级；云端数据处理存储模块通过无线通讯单元将用户数据传输至智能终端显示模块，智能终端显示模块在App中显示用户测量数据和肌少症患病风险。

进一步的，步速测量模块借助的智能设备为智能手环或智能手机。

进一步的，智能终端显示模块借助的智能终端包括智能手机、平板电脑。

进一步的，无线通讯单元采用蓝牙、WiFi、移动通讯技术、以太网中的任何一种通讯方式。

进一步的，所述人体成分测量模块的控制处理单元接收由云端数据处理存储模块用户数据库传送的用户身高数据，控制处理单元接收到检测开始信号后，控制置于与人体四肢末端接触的家用体成分仪的把手和脚踏板处的检测电极单元输出电流，流经人体的电流由测量电路单元传输至控制处理单元，控制处理单元将电流信号处理为人体四肢骨骼肌质量(ASM)数据，控制处理单元结合用户身高计算人体四肢骨骼肌质量指数，显示单元显示测量结果，控制处理单元通过无线通讯单元将测量数据传至云端数据处理存储模块。

本发明与现有技术相比具有的有益效果在于：

本发明使用家用体成分仪测量四肢骨骼肌质量指数，使用嵌入家用体成分仪把手上的压力传感器测量握力，使用智能手机或手环测量6米步速，将肌肉质量测量、肌肉力量测量、肌肉功能测量结合在一起用以评估肌少症患病风险。亚洲肌少症工作组(AWGS)提出的肌少症评估指标包括肌肉质量、肌肉力量和肌肉功能，推荐的肌肉质量测量方法有双能X线吸收法(DXA)和生物电阻抗测量分析(BIA)，推荐的肌肉力量测量方法为握力测量，推荐的肌肉功能测量方法有6米步速测量和5次坐起时间测量。现有基于双能X线吸收法(DXA)的肌肉质量测量仪器为骨密度仪，现有基于生物电阻抗测量分析(BIA)的肌肉质量测量仪器为人体成分仪，现有常见的握力测量仪器有弹簧式和液压式握力计，常见的步速和坐起时间测量的工具为手动秒表。现有进行肌肉质量、肌肉质量、肌肉功能三项指标测量的仪器为单独设备，且测量过程中需要人工辅助。使用家用设备评估肌少症风险是一种新的方法，与医院诊断肌少症相比，家用设备评估更方便快捷，与家用健康监测设备相比，提供了一种评估肌少症患病风险的新功能。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的握力测量模块结构剖视图；

图3是本发明的结构组成框图；

图4是本发明的系统工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明提供的一种基于家用体成分仪和智能设备的肌少症数据采集系统，包括人体成分测量模块1、握力测量模块2、步速测量模块3、云端数据处理存储模块4和智能终端显示模块5。

人体成分测量模块1用于检测用户四肢骨骼肌质量指数，握力测量模块2用来检测用户握力，步速测量模块3用来测量用户6米步速。人体成分测量模块1、握力测量模块2、步速测量模块3、智能终端显示模块5与云端数据处理存储模块4通过无线通讯单元连接，智能终端显示模块5可以获取存储在云端数据处理存储模块4用户数据库中的用户测量数据和肌少症患病风险。具体的，步速测量模块3借助的智能设备可以为智能手机或智能手环。具体的，智能终端显示模块5可以为各类智能设备，包括但不限于智能手机、平板电脑等设备。

如图2所示，本发明的握力测量模块2，包括信号线21、软隔22、四指处壳体23、薄膜压力传感器24、支撑块25、控制板26、把手壳体28。四指处壳体23和把手壳体28通过软隔22连接；控制板26设置在支撑块25中间，控制板26的上方设置薄膜压力传感器24；

控制板26的下方设置两个电极27，作为人体成分测量模块的检测电极单元；

信号线21连接控制板26和家用体成分仪的主控板，固定在支撑块25凹槽中。

把手壳体28紧密套在支撑块25外部，四指处壳体23与支撑块25之间留有薄膜压力传感器24的放置空间；前后两块支撑块25之间有对应控制板26、信号线21的固定凹槽，支撑块为绝缘材料制成；控制板26分别与薄膜压力传感器24、电极27进行电连接。

当家用体成分仪把手未受外力时，四指处壳体23、薄膜压力传感器24、支撑块25仅保持接触，当受力时，薄膜压力传感器24受到四指处壳体23和支撑块25的挤压，控制板26接收薄膜压力传感器24压力信息并通过信号线21传送至家用体成分仪的主控板。

如图3所示，人体成分测量模块1和握力测量模块2共用控制处理单元、显示单元、无线通讯单元、电源单元。握力测量模块2压力传感器位于家用体成分仪把手内。云端数据处理存储模块4的数据处理分析单元处理测量数据评估肌少症患病风险的标准为2019版亚洲肌少症工作组诊断与治疗共识中提及的诊断阈值：四肢骨骼肌质量指数(四肢骨骼肌质量/身高²)的男女诊断阈值分别为7.0kg/m²和5.7kg/m²、握力的男女诊断阈值分别为28kg和18kg、6米步速的诊断阈值为1.0m/s。四肢骨骼肌质量指数低于诊断阈值的同时，握力或6米步速低于诊断阈值，评估用户患有肌少症。四肢骨骼肌质量指数低于诊断阈值的同时，握力和6米步速都低于诊断阈值，评估用户为重度肌少症患者。

如图4所示为本发明的系统工作流程图。用户在智能移动终端App内登录个人账号，若为首次登录需输入如年龄、性别、身高等个人信息。用户选择评估肌少症患病风险后，智能移动终端通过无线通讯单元将用户申请传输至云端数据处理存储模块4，云端数据处理存储模块4将用户数据和准备测量信号通过无线通讯单元分别传输给家用体成分仪和步速测量模块3。用户按照App指示赤脚站立在家用体成分仪底座的脚部指定区域，家用体成分仪提示测量开始时，用户双手分别握住家用体成分仪的两个把手。在体成分仪测量四肢骨骼肌质量指数时用户双手逐渐握紧把手并关注屏幕显示的握力值，当握力值不再增大时用户放松但仍握住体成分仪把手，稍等两秒后再次逐渐握紧把手关注屏幕显示的握力值，当握力值不再增大时用户放松但扔握住体成分仪把手。当家用体成分仪屏幕显示测量结束后，用户可松手并从体成分仪底座上下来。握力测量模块2会选择两次双手握力的最大值作为测量握力值。家用体成分仪的控制处理单元用测得的四肢骨骼肌质量(ASM)和用户身高计算四肢骨骼肌质量指数，控制处理单元将四肢骨骼肌质量指数和握力值通过无线通讯单元传输至云端数据处理存储模块4。之后用户需到可自由行走6米的平坦地方，准备完成后，点击App的6米步速测量项目，待随身携带的智能手环或智能手机亮起绿色提示灯或显示“行走开始”时用户开始以平常步速行走6米，同时设备开始计时，用户行走停止后，随身携带的智能设备感知行走停止后亮起红色提示灯或显示“行走停止”并结束计时，步速测量模块3根据行走距离和行走时间计算6米步速，并通过无线通讯单元将6米步速传输至云端数据处理存储模块4。

云端数据处理存储模块4的数据处理分析单元判断测量值是否符合诊断阈值以评估用户肌少症患病风险。云端数据处理存储模块4通过无线通讯单元将测量数据和评估的风险传输至智能终端显示模块5，智能移动终端App向用户显示测量结果和评估的风险。

本具体实施方式的实施例为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于家用体成分仪和智能设备的肌少症数据采集系统，其特征在于，包括人体成分测量模块、握力测量模块、步速测量模块、云端数据处理存储模块和智能终端显示模块；

所述人体成分测量模块包括检测电极单元、测量电路单元、控制处理单元、显示单元、无线通讯单元、电源单元；

所述握力测量模块包括压力传感器，以及与人体成分测量模块共用的测量电路单元、控制处理单元、显示单元、无线通讯单元、电源单元；

所述步速测量模块包括计时单元、控制处理单元、显示单元、无线通信单元、电源单元；

所述云端数据处理存储模块包括数据处理分析单元、用户数据库、无线通讯单元，通过无线通讯与人体成分测量模块、握力测量模块、步速测量模块连接；

所述智能终端显示模块包括无线通讯单元，通过无线通讯与云端数据处理存储模块连接。

2.如权利要求1所述的基于家用体成分仪和智能设备的肌少症数据采集系统，其特征在于，人体成分测量模块和握力测量模块在同一个家用体成分仪上；所述握力测量模块的压力传感器嵌入安装于家用体成分仪把手上；在家用体成分仪把手与手指接触方向的手柄内部放置有握力测量模块的压力传感器；握力测量模块的压力传感器与人体成分测量模块的检测电极单元由绝缘材料隔离；具体的：

所述的握力测量模块，包括信号线、软隔、四指处壳体、薄膜压力传感器、支撑块、控制板、把手壳体；四指处壳体和把手壳体通过软隔连接；控制板设置在支撑块中间，控制板的上方设置薄膜压力传感器；

控制板的下方设置两个电极，作为人体成分测量模块的检测电极单元；

信号线连接控制板和家用体成分仪的主控板，固定在支撑块凹槽中；

把手壳体紧密套在支撑块外部，四指处壳体与支撑块之间留有薄膜压力传感器的放置空间；前后两块支撑块之间有对应控制板、信号线的固定凹槽，支撑块为绝缘材料制成；控制板分别与薄膜压力传感器、电极进行电连接。

3.如权利要求2所述的基于家用体成分仪和智能设备的肌少症数据采集系统，其特征在于，所述握力测量模块的控制处理单元接收到检测开始信号后，通过电源单元给压力传感器通电，当家用体成分仪把手未受外力时，四指处壳体、薄膜压力传感器、支撑块仅保持接触；

用户紧握家用体成分仪把手，握力测量模块受力时，薄膜压力传感器受到四指处壳体和支撑块的挤压，控制板接收薄膜压力传感器压力信息并通过信号线传送至家用体成分仪的主控板；压力传感器传出信号经主控板上测量电路单元传至控制处理单元，控制处理单元将信号处理为用户握力，显示单元显示测量结果，控制处理单元通过无线通讯单元将测量数据传至云端数据处理存储模块。

4.如权利要求1所述的基于家用体成分仪和智能设备的肌少症数据采集系统，其特征在于，人体成分测量模块、握力测量模块和步速测量模块分别将测得的人体四肢骨骼肌质量指数、握力、6米步速通过无线传输单元传输至云端数据处理存储模块；云端数据处理存储模块的数据处理分析单元将用户测量数据与肌少症诊断阈值比较，评估用户肌少症患病风险，用户数据库存储用户测量结果和风险等级；云端数据处理存储模块通过无线通讯单元将用户数据传输至智能终端显示模块，智能终端显示模块在App中显示用户测量数据和肌少症患病风险。

5.如权利要求1所述的基于家用体成分仪和智能设备的肌少症数据采集系统，其特征在于，步速测量模块借助的智能设备为智能手环或智能手机。

6.如权利要求1所述的基于家用体成分仪和智能设备的肌少症数据采集系统，其特征在于，智能终端显示模块借助的智能终端包括智能手机、平板电脑。

7.如权利要求1所述的基于家用体成分仪和智能设备的肌少症数据采集系统，其特征在于，无线通讯单元采用蓝牙、WiFi、移动通讯技术、以太网中的任何一种通讯方式。

8.如权利要求1所述的基于家用体成分仪和智能设备的肌少症数据采集系统，其特征在于：

所述人体成分测量模块的控制处理单元接收由云端数据处理存储模块用户数据库传送的用户身高数据，控制处理单元接收到检测开始信号后，控制置于与人体四肢末端接触的家用体成分仪的把手和脚踏板处的检测电极单元输出电流，流经人体的电流由测量电路单元传输至控制处理单元，控制处理单元将电流信号处理为人体四肢骨骼肌质量(ASM)数据，控制处理单元结合用户身高计算人体四肢骨骼肌质量指数，显示单元显示测量结果，控制处理单元通过无线通讯单元将测量数据传至云端数据处理存储模块。

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