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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung
des physiologischen Alters durch Messen des Phasenwinkels der Bioimpedanz
des menschlichen Körpers,
insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung des physiologischen
Alters durch Messen des Phasenwinkels der Bioimpedanz des menschlichen
Körpers, mit
der die zu messende Person sich schnell bzw. effizient über die
Differenz zwischen seinem physiologischen Alter und dem durch Experimente
ermittelten Normwert erkundigen kann, indem alle Vergleichskontrollwerte
auf der Phasenwinkel-Beurteilungsplattform
beim realen Messen auftauchen.
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Die
Bioimpedanz-Analyse ist eine nicht invasive Methode zur Überprüfung der
Körperzusammensetzung,
indem die physischen, pathologischen oder ähnlichen biomedizinischen Daten
anhand der unterschiedlichen elektronischen Leitfähigkeit
(Widerstand, Dielektrizitätskonstante)
und Veränderung von
Geweben bzw. Organen ermittelt werden. Hinsichtlich der Forschung
bzw. Anwendung des Phasenwinkels der Bioimpedanz hat Oliver die
Phasenwinkel der Bioimpedanz bezüglich
Gesundheitstestpersonen, Patienten sowie Leberzirrhose-Patienten verglichen,
während
Lukaski die Phasenwinkel der Bioimpedanz der Schwangeren am Anfang,
in der Mitte und am Ende ihrer Schwangerschaft sowie nach der Geburt
erforscht hat. Darüber
hinaus hat Brabose-Silva das Verhältnis des Alters und Phasenwinkels
anhand 832 Männer
und 1135 Frauen in Städten,
Marra das potenziale Verhältnis
des Phasenwinkels und der BMR anhand einer Vielzahl von unter Anorexie
leidenden Frauen und Guida das Verhältnis des Alters bzw. Fettleibigkeitsgrads
und Phasenwinkels bezüglich
unterschiedlich fettleibiger alter Leute erforscht. Des Weiteren
hat der Phasenwinkel ebenfalls eine umfangreiche Anwendung in der
anthropometrischen Klinik wie HIV-Kontrolle, Lungenkrebs, Hämodialyse
und schweren Krankheiten gefunden, demzufolge beziehen sich die
Anwendungen des Phasenwinkels der Bioimpedanz meistens auf eine
bestimmte Gruppe oder Krankheit. Aus den vorstehenden Forschungen
ist zu erschließen:
Je kleiner der Phasenwinkel ist, desto gesünder ist eine Person und je älter eine
Person ist, desto kleiner ist der Phasenwinkel. Aus diesem Grund
ist die Steigerung bzw. Verringerung des Phasenwinkels ein wesentlicher
Faktor zur Beurteilung des physiologischen Alters der zu messenden
Personen bzw. Kranken. Ferner dient die Bioimpedanz-Analyse in den letzten
Jahren meistens zur Analyse bzw. Beurteilung der Körperzusammensetzung,
während
das Verhältnis
zwischen dem Phasenwinkel und der Fettleibigkeit bzw. dem physiologischen
Alter in den heutigen Forschungen bzw. Ansprüchen sehr selten erläutert geworden
ist.
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In
der 1 ist ein beliebtestes Drei-Komponenten-Ersatzschaltbild
der Bioimpedanz-Analyse dargestellt, wobei Ri, Re und Zc jeweils
für Widerstand
der intrazellularen Flüssigkeit,
Widerstand der extrazellularen Flüssigkeit und Zellenmembrankapazität stehen.
Demzufolge ist die gesamte Impedanz durch die Formel Z
= Re//(Zc + Ri)erhältlich.
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Laut
dem Cole-Cole-Gesetz ist das RC-drei-Komponenten-Bioimpedanz-Modell in der 2 in
einer komplexen Zahlenebene dargestellt, wobei die Ortskurve der
Impedanz als Bogen im vierten Quadrat ausgeführt ist, was als Folge der
Reihenschaltung Ri und Xc im Ersatzschaltbild erklärt werden
kann.
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Zur
Zeit befassen sich unter anderem Anja und Antonio mit dem Phasenwinkel
der Bioimpedanzmethode bezüglich
einer Menge von gesunden Leuten, was die Glaubwürdigkeit des Ergebnisses der
Phasenwinkelforschung erhöht,
wobei die gleiche Testbedingung immer gehalten und die große Stichprobenanzahl
besonders beachtet werden muss. Immerhin findet die Phasenwinkelforschung bezüglich des
physischen Alters o. ä.
lediglich wenige Anwendungen.
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Durch
die Erfindung werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung
des physiologischen Alters durch Messen des Phasenwinkels der Bioimpedanz
des menschlichen Körpers
geschaffen, die vor allem aus einer Phasenwinkel-Beurteilungsplattform und einer der
Phasenwinkel-Beurteilungsplattform
entsprechenden Phasenwinkelnormgruppe besteht, die durch Herstellen
der Daten in der Phasenwinkel-Datenbank der Phasenwinkel-Beurteilungsplattform
ausgewählt
ist. Ferner sind Normwerte des Phasenwinkels, des Bioimpedanz-Phasenwinkels und
des physischen Alters o. ä.
aus der Normgruppe anhand der einfachen Messung der Impedanz und des
Phasenwinkels der zu messenden Person zu ermitteln, wobei Kontrollwert,
Normwert und Bezugwert durch Vergleichen und Integration erhältlich sind,
und wobei die entsprechenden Ratschlag-Daten aus der Ratschlag-Datenbank
herausgenommen werden, was das Auflisten ermöglicht. Auf diese Weise ist
das Ziel, den momentanen physischen Zustand der zu messenden Person
einfach bzw. schnell auszumessen und zu ermitteln, leicht zu erreichen.
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Die
Erfindung weist insbesondere die in Ansprüchen 1, 3 und 4 angegebenen
Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen
angegeben.
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Die
Erfindung stellt eine Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung des
physiologischen Alters durch Messen des Phasenwinkels der Bioimpedanz des
menschlichen Körpers
zur Verfügung,
wobei das Herstellen einer Normgruppe hauptsächlich durch Messen der Bioimpedanz
einer großen
Menge von gesunden Leuten, das Herstellen einer Datenbank und deren
Statistik bzw. Forschung realisiert ist. Die zu messenden Personen
werden dabei nach ihrer Körperqualität in mehreren
Gruppen unterschieden, die wiederum nach ihrem Alter in mehrere
Untergruppen gegliedert werden, wobei der Durchschnittswert sowie
die Normdifferenz des Widerstands (R) und der Reaktanz (Xc) der
Gruppen und Untergruppen erforscht werden, deren Verhältnis durch
statistische Methode verdeutlicht wird, wodurch ein Verfahren bzw.
System zur Beurteilung des physischen Alters des menschlichen Körpers entsteht.
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Im
Folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen anhand
der Zeichnung näher erläutert. In
der Zeichnung zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung einer Bioimpedanz-Analyse nach dem Stand der Technik;
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2 im
Diagramm eine bekannte Analyse des herkömmlichen Phasenwinkels;
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3 ein
Blockdiagramm der Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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4 ein
Blockdiagramm der Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
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5 ein
Blockdiagramm der Schritte eines erfindungsgemäßen Gruppenherstellungsverfahren.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
und Verfahren zur Ermittlung des physiologischen Alters durch Messen
des Phasenwinkels der Bioimpedanz des menschlichen Körpers ist
in 3, 4 und 5 dargestellt,
wobei die erfindungsgemäße Messvorrichtung 10 vor
allem eine zentrale Rechnereinheit 11 aufweist, die hauptsächlich an
eine Phasenwinkel-Datenbank 12 und
eine Ratschlag-Datenbank 13 angeschlossen ist, um einen
Hauptteil der Phasenwinkel-Beurteilungsplattform 20 auszubilden. Ferner
ist die zentrale Rechnereinheit 11 an eine Stromquelle 14,
ein Ausgabegerät 15,
mindestens ein Eingabegerät 16 und
eine Mehrzahl von Eingabesensoren 17 angeschlossen, wobei
die zentrale Rechnereinheit 11 als normale Rechnereinheit
ausgeführt
ist und die Phasenwinkel-Datenbank 12 Daten aller Normgruppen
wie Alter, Geschlecht, Körperzustand,
Rasse, Widerstand, Bioimpedanz-Phasenwinkel-Messangaben und Phasenwinkel
beinhaltet, während
die Ratschlag-Datenbank 13 beim Fehlen bzw. Überschreiten
aller Werte zur Verfügung
steht. Die Stromquelle 14 kann sowohl als normale Batterie als
auch als Wechselstromquelle ausgeführt werden, wobei das Ausgabegerät 15 als
Display-Gerät,
wie ein Rechnerbildschirm und das Eingabegerät 16 als Tastatur,
Drucktasten oder Berührkontrollbildschirm auszuführen sind,
und wobei die Eingabesensoren 17 als Elektrodenpaar an
den Körper
der zu messenden Person angeschlossen sind.
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Die
Phasenwinkel-Beurteilungsplattform 20 ist eine Plattform,
die mit der Phasenwinkel-Datenbank 12 das Verhältnis eines
Phasenwinkels θ zu dem
Alter der zu messenden Person sowie zum Body-Mass-Index (BMI) darstellt.
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Das
Messverfahren 30 umfasst das Eingeben von Grunddaten 31,
Auswählen
einer Vergleichs-Normgruppe 32, Ermitteln des Vergleichswerts
der zu messenden Person 33, Vergleichen 34, Datenintegration 35 und
Auflisten 36, die dahingehend näher zu erläutern sind.
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Beim
Eingeben von Grunddaten 31 gibt die zu messende Person
dem Eingabegerät 16 einer Messvorrichtung 10 ihre
Daten wie Größe, Gewicht, Alter,
Geschlecht und Körperzustand
etc. ein.
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Beim
Auswählen
einer Vergleichs-Normgruppe 32 sind die der zu messenden
Person am meisten näherte
Normgruppe bezüglich
der eingegebenen Daten unter Zuhilfenahme der Rechnerbeurteilung
aus der Phasenwinkel-Datenbank 12 der Phasenwinkel-Beurteilungsplattform 20 entnommen, wobei
alle Normwerte 21 wie Normwert des Phasenwinkels, des gemessenen
Bioimpedanz-Phasenwinkels und des Widerstands aus der Normgruppe
ausgewählt
sind.
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Beim
Ermitteln des Vergleichswerts der zu messenden Person 33 sind
die Eingabesensoren 17 der Messvorrichtung 10 jeweils
an Enden der Gliedmaßen
der zu messenden Person angeschlossen, um Widerstand, Phasenwinkel
und Bioimpedanz-Phasenwinkel
zu messen, wodurch sich Kontrollwerte 22 wie Indexwerte
der Impedanz, des Phasenwinkels und des gemessenen Bioimpedanz-Phasenwinkels
ergeben. Die Eingabesensoren 17 sind ein Elektrodenpaar,
wobei die zentrale Rechnereinheit 11 der Messvorrichtung 10 im
Zusammenwirken mit der Phasenwinkel-Datenbank 12 und der
Ratschlag-Datenbank 13 arbeitet, wodurch sich eine Phasenwinkel-Beurteilungsplattform 20 ergibt,
durch deren Verarbeitung die Kontrollwerte 22 in Bezugswerte 23 umwandelbar
sind.
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Beim
Vergleichen 34 werden alle Normwerte 21, Kontrollwerte 22 und
Bezugswerte 23 in der Phasenwinkel-Beurteilungsplattform 20 erneut
verglichen.
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Bei
der Datenintegration 35 sind die Normdifferenzen der Werte
des gleichen Typs nach dem vorstehenden Vergleichen ausgebildet,
wobei die Daten in der Ratschlag-Datenbank 13 ausgesucht
sind, damit die den Normdifferenzen entsprechenden Ratschlag-Daten
entnommen werden können.
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Beim
Auflisten 36 sind alle Werte nach statistischer Analyse
sowie die der Ratschlag-Datenbank 13 entnommenen Ratschlag-Daten
aufgelistet, welche der zu messenden Person zur Verfügung stehen, damit
sie sich durch die Wertdifferenz sowie die Ratschlag-Daten über ihr
physisches Alter erkundigen kann.
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Das
Gruppenherstellungsverfahren 40 der Phasenwinkel-Datenbank 12 hinsichtlich
des Herstellens einer Phasenwinkel-Datenbank 12 umfasst Messen 41,
Herstellen einer Phasenwinkel-Beurteilungsplattform 42,
Bereitstellen einer Datenbank 43, die dahingehend näher zu erläutern sind.
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Beim
Messen 41 ist eine Menge von Leuten aus unterschiedlichen
Gruppen zu messen, wobei deren Widerstand, Bioimpedanz-Phasenwinkels
sowie Phasenwinkel anhand der Bioimpedanz-Methode gemessen sind.
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Beim
Herstellen einer Phasenwinkel-Beurteilungsplattform 42 sind
vielfältige
Normgruppen bezüglich
ihres Alters, Körperzustands,
Geschlechts o. ä.
herzustellen, damit eine Phasenwinkel-Beurteilungsplattform 20 sowie
eine Phasenwinkel-Datenbank 12 durch eine statistische
Analyse des Phasenwinkels, des Alters und des gemessenen Bioimpedanz-Phasenwinkels
erzeugt werden können.
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Beim
Bereitstellen einer Datenbank 43 werden Normwerte unterschiedlicher
Normgruppen durch Kumulation der zu messenden Personen und anschließend durch
statistische Analyse einer einheitlichen Norm erzeugt bzw. notiert. male (männlich):
(θ) = C1male
+ C2male × Alter
+ C3male × BMI; Female (weiblich): (θ) = C1Female + C2Female × Alter
+ C3Female × BMI
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Die
vorstehende Normgruppenanalyse der Phasenwinkel-Beurteilungsplattform 20 ist
durch Statistik realisiert. Sind die Normgruppen nach Rasse gegliedert,
ist das Verhältnis
des Phasenwinkels θ zu dem
Alter und dem BMI durch folgende Formeln darzustellen: male: (θ)
= C1male + C2male × Alter
+ C3male × BMI Female: (θ)
= C1Female + C2Female × Alter
+ C3Female × BMI
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Dabei
sind C1–C6
statistische bzw. analysierte Koeffizienten, demzufolge können je
zwei Kontrollwerte 22 in den vorstehenden Formeln der Normgruppen
einbezogen werden, um unterschiedliche Bezugswerte 23 zu
erhalten, damit sich die zu messende Person durch die Differenz
zwischen den Kontrollwerten 22 und den Bezugswerten 23,
sowie durch die Normdifferenz der Kontrollwerte 22 und
der Normwerte 21 über
die Differenz zwischen ihrem Zustand und Normwert bzw. Bezugswert
erkundigen kann. Auf diese Weise kann die zu messende Person durch
jeweilige Formeln der Phasenwinkel-Beurteilungsplattform 20 die
Differenzen aller Werte ermitteln, so dass entsprechende Daten der
Ratschlag-Datenbank 13 zu
entnehmen sind, welche von der Liste unmittelbar ausgegeben werden
können.
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Durch
die Differenz zwischen den Kontrollwerten 22 und den Normwerten 21 ist
die Differenz des Körperzustands
der zu messenden Person und des Normwerts der entsprechenden Normgruppe
zu ermitteln. Außerdem
sind die Änderungstendenzen aller
Werte durch Vergleichen der Kontrollwerte 22 und Bezugswerte 23 zu
erfahren.
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- 10
- Messvorrichtung
- 11
- zentrale
Rechnereinheit
- 12
- Phasenwinkel-Datenbank
- 13
- Ratschlag-Datenbank
- 14
- Stromquelle
- 15
- Ausgabegerät
- 16
- Eingabegerät
- 17
- Eingabesensor
- 20
- Phasenwinkel-Beurteilungsplattform
- 21
- Normwert
- 22
- Kontrollwert
- 23
- Bezugswert
- 30
- Messverfahren
- 31
- Eingeben
von Grunddaten
- 32
- Auswählen einer
Vergleichs-Normgruppe
- 33
- Ermitteln
des Vergleichswerts der zu messenden Person
- 34
- Vergleichen
- 35
- Datenintegration
- 36
- Auflisten
- 40
- Gruppenherstellungsverfahren
- 41
- Messen
- 42
- Herstellen
einer Phasenwinkel-Beurteilungsplattform
- 43
- Bereitstellen
einer Datenbank