FR3104936A3 - Bioelectric impedance measuring device - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif de mesure d’impédance bioélectrique qui comprend principalement un boîtier portable (1), un élément de commande (11) à l’intérieur du boîtier portable (1), et un ensemble électrode (2) relié au boîtier portable (1) et relié électriquement à l’élément de commande (11). L’élément de commande (11) comprend un élément de génération de courant (111), un élément de collecte et de traitement de courant (112) et un élément de protection contre le courant (113). L’ensemble électrode (2) comprend un contact de main gauche (21) et un contact de main droite (22), tous deux configurés sur le boîtier portable (1). L’ensemble électrode (2) comprend en outre un contact de pied gauche (23) et un contact de pied droit (24), tous deux s’étendant à partir du boîtier portable (1). Le contact de main gauche (21), le contact de main droite (22), le contact de pied gauche (23) et le contact de pied droit (24) sont reliés respectivement à la main gauche, la main droite, le pied gauche et le pied droit d’un utilisateur. L’élément de génération de courant (111) génère un courant électrique, qui entre dans le corps de l’utilisateur par les membres, puis est collecté pour calculer différentes impédances bioélectriques et pour déterminer des informations biologiques nécessaires.Disclosed is a bioelectric impedance measuring device which mainly comprises a portable housing (1), a control element (11) inside the portable housing (1), and an electrode assembly (2) connected to the housing. portable (1) and electrically connected to the control element (11). The control element (11) includes a current generating element (111), a current collecting and processing element (112), and a current protection element (113). The electrode assembly (2) includes a left hand contact (21) and a right hand contact (22), both configured on the portable housing (1). The electrode assembly (2) further includes a left foot contact (23) and a right foot contact (24), both extending from the portable housing (1). Left hand contact (21), right hand contact (22), left foot contact (23) and right foot contact (24) are respectively connected to left hand, right hand, left foot and a user's right foot. The current generating element (111) generates an electric current, which enters the user's body through the limbs, and is then collected to calculate different bioelectric impedances and to determine necessary biological information.
Description
ARRIERE-PLAN DE L’INVENTIONBACKGROUND OF THE INVENTION
(a) Domaine Technique de l’Invention(a) Technical Field of the Invention
La présente invention concerne de manière générale l’impédance bioélectrique, et plus particulièrement un dispositif pour mesurer une impédance bioélectrique.The present invention relates generally to bioelectric impedance, and more particularly to a device for measuring bioelectric impedance.
(b) Description de l’Etat Antérieur de la Technique(b) Description of the prior art
L’indice de masse grasse (IMG) est une mesure du niveau de forme physique et il calcule directement la composition corporelle relative d’un utilisateur sans tenir compte de la taille ou du poids. Des IMG différents pour deux utilisateurs de mêmes tailles et de mêmes poids indiquent leurs niveaux de forme physique relatifs et leurs états de santé. Un utilisateur peut paraître en forme, mais l’IMG peut révéler son vrai état de santé.The Body Fat Index (BMI) is a measure of fitness level and it directly calculates a user's relative body composition regardless of height or weight. Different IMGs for two users of the same height and weight indicate their relative fitness levels and health states. A user may appear fit, but the IMG can reveal their true health.
Il existe diverses méthodes de mesure de l’IMG. Une analyse d’impédance bioélectrique est une approche à moindre coût, mais sa précision est souvent discutable.There are various methods of measuring IMG. A bioelectrical impedance analysis is a lower cost approach, but its accuracy is often questionable.
La présente invention propose par conséquent un dispositif de mesure d’impédance bioélectrique qui est aisé à transporter et qui fournit également un résultat plus précis.The present invention therefore provides a bioelectric impedance measuring device which is easy to transport and which also provides a more accurate result.
Un objectif principal de la présente invention est que le dispositif de mesure d’impédance bioélectrique comprenne un ensemble électrode destiné à être relié respectivement aux bras et aux jambes d’un utilisateur de façon à améliorer sa précision de mesure.A main objective of the present invention is that the bioelectric impedance measuring device comprises an electrode assembly intended to be connected respectively to the arms and legs of a user so as to improve its measurement accuracy.
Le dispositif de mesure d’impédance bioélectrique comprend principalement un boîtier portable, un élément de commande à l’intérieur du boîtier portable, et un ensemble électrode relié au boîtier portable et relié électriquement à l’élément de commande. L’élément de commande comprend un élément de génération de courant, un élément de collecte et de traitement de courant et un élément de protection contre le courant. L’ensemble électrode comprend un contact de main gauche et un contact de main droite, de préférence tous deux configurés sur le boîtier portable. L’ensemble électrode comprend en outre un contact de pied gauche et un contact de pied droit, de préférence tous deux s’étendant à partir du boîtier portable.The bioelectric impedance measuring device mainly comprises a portable housing, a control element within the portable housing, and an electrode assembly connected to the portable housing and electrically connected to the control element. The control element includes a current generating element, a current collecting and processing element, and a current protection element. The electrode assembly includes a left hand contact and a right hand contact, preferably both configured on the portable housing. The electrode assembly further includes a left foot contact and a right foot contact, preferably both extending from the portable housing.
Pour faire fonctionner le dispositif de mesure d’impédance bioélectrique, le contact de main gauche, le contact de main droite, le contact de pied gauche et le contact de pied droit sont reliés respectivement à la main gauche, la main droite, le pied gauche et le pied droit de l’utilisateur. L’élément de génération de courant de l’élément de commande génère un courant électrique, qui est limité par l’élément de protection contre le courant pour empêcher une influence nocive sur l’utilisateur. Le courant électrique entre alors dans le corps de l’utilisateur par les membres et le courant électrique est ensuite collecté par les membres après avoir circulé dans tout le corps de l’utilisateur. L’ensemble électrode dirige le courant électrique jusqu’à l’élément de collecte et de traitement de courant, où diverses impédances bioélectriques sont calculées et des informations biologiques nécessaires sont déterminées.To operate the bioelectrical impedance measuring device, the left hand contact, right hand contact, left foot contact and right foot contact are connected to the left hand, right hand, left foot respectively. and the user's right foot. The current generating element of the control element generates an electric current, which is limited by the current protection element to prevent harmful influence on the user. Electric current then enters the user's body through the limbs and the electrical current is then collected by the limbs after circulating throughout the user's body. The electrode assembly directs electric current to the current collecting and processing element, where various bioelectric impedances are calculated and necessary biological information is determined.
En d’autres termes, selon la présente invention, l’élément de génération de courant est apte à produire un courant électrique de sortie, le courant électrique de sortie étant destiné à être introduit dans le corps d’un utilisateur par les membres de l’utilisateur par l’ensemble électrode, et l’élément de collecte et de traitement de courant est apte à collecter, par l’intermédiaire de l’ensemble électrode, un courant électrique d’entrée, et à obtenir au moins une impédance biologique.In other words, according to the present invention, the current generating element is able to produce an output electric current, the output electric current being intended to be introduced into the body of a user by the members of the body. The user through the electrode assembly, and the current collecting and processing element is adapted to collect, via the electrode assembly, an input electric current, and to obtain at least one biological impedance.
Chacun du contact de main gauche et du contact de main droite peut être configuré sur un élément poignée pour qu’un utilisateur puisse attacher sa main gauche et sa main droite avec le contact de main gauche et le contact de main droite.Each of the left hand contact and the right hand contact can be configured on a grip member so that a user can attach their left hand and right hand with the left hand contact and the right hand contact.
En variante, chacun du contact de main gauche et du contact de main droite peut être configuré sur une attache de main pour qu’un utilisateur puisse attacher le contact de main gauche et le contact de main droite à sa main gauche et sa main droite.Alternatively, each of the left hand contact and the right hand contact can be configured on a hand clip so that a user can clip the left hand contact and the right hand contact to their left hand and right hand.
Chacun du contact de pied gauche et du contact de pied droit peut être configuré sur une attache de pied pour attacher le contact de pied gauche et le contact de pied droit au pied gauche et au pied droit d’un utilisateur.Each of the left foot contact and the right foot contact can be configured on a foot clip to attach the left foot contact and the right foot contact to a user's left and right foot.
Le dispositif de mesure d’impédance bioélectrique peut comprendre en outre un dispositif d’affichage relié au boîtier portable et relié électriquement à l’élément de commande.The bioelectric impedance measuring device may further include a display device connected to the portable housing and electrically connected to the control element.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES MODES DE RÉALISATIONS PRÉFÉRÉSDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Comme représenté sur les FIGURES 1 à 6A, un dispositif de mesure d’impédance bioélectrique selon un mode de réalisation de la présente invention comprend les composants suivants.As shown in FIGURES 1 to 6A, a bioelectric impedance measuring device according to one embodiment of the present invention comprises the following components.
Un boîtier portable 1 est prévu.A portable box 1 is provided.
Un élément de commande 11 est configuré à l’intérieur du boîtier portable 1. L’élément de commande 11 dans le présent mode de réalisation est une carte de circuits imprimés. L’élément de commande 11 comprend un élément de génération de courant 111, un élément de collecte et de traitement de courant 112 et un élément de protection contre le courant 113.A control element 11 is configured inside the portable housing 1. The control element 11 in the present embodiment is a printed circuit board. The control element 11 includes a current generating element 111, a current collecting and processing element 112, and a current protection element 113.
Un certain nombre d’éléments poignées 12 sont prévus sur le boîtier portable 1. Dans le présent mode de réalisation, les éléments poignées 12 sont des tampons configurés sur deux côtés du boîtier portable 1.A number of handle elements 12 are provided on the portable case 1. In the present embodiment, the handle elements 12 are pads configured on two sides of the portable case 1.
Un ensemble électrode 2 est relié au boîtier portable 1. L’ensemble électrode 2 est relié électriquement à l’élément de commande 11 et comprend un contact de main gauche 21 sur un élément poignée 12, un contact de main droite 22 sur un autre élément poignée 12, un contact de pied gauche 23 relié au boîtier portable 1 et un contact de pied droit 24 relié au boîtier portable 1. Dans le présent mode de réalisation, le contact de main gauche 21, le contact de main droite 22, le contact de pied gauche 23 et le contact de pied droit 24 sont tous des pièces métalliques conductrices de l’électricité. Le contact de pied gauche 23 et le contact de pied droit 24 sont respectivement configurés sur deux attaches de pied 3. Dans le présent mode de réalisation, les attaches de pied 3 sont des pinces.An electrode assembly 2 is connected to the portable housing 1. The electrode assembly 2 is electrically connected to the control element 11 and includes a left hand contact 21 on a handle element 12, a right hand contact 22 on another element. handle 12, a left foot contact 23 connected to the portable housing 1 and a right foot contact 24 connected to the portable housing 1. In the present embodiment, the left hand contact 21, the right hand contact 22, the contact left foot 23 and right foot contact 24 are all electrically conductive metal parts. The left foot contact 23 and the right foot contact 24 are respectively configured on two foot clips 3. In the present embodiment, the foot clips 3 are clamps.
Un dispositif d’affichage 13 est relié au boîtier portable 1. Dans le présent mode de réalisation, le dispositif d’affichage 13 est un écran plat externe relié au boîtier portable 1.A display device 13 is connected to the portable box 1. In the present embodiment, the display device 13 is an external flat screen connected to the portable box 1.
Selon la description ci-dessus, le dispositif de mesure d’impédance bioélectrique est commode à transporter et apte à fournir des mesures plus précises, comme il sera précisé ci-après.According to the above description, the bioelectric impedance measuring device is convenient to carry and able to provide more precise measurements, as will be explained below.
Lorsqu’un utilisateur tient le boîtier portable 1 avec les deux mains, la main gauche A et la main droite B viennent fermement et complètement en contact avec le contact de main gauche 21 et le contact de main droite 22, respectivement. Ensuite, par les attaches de pied 3, le contact de pied gauche 23 et le contact de pied droit 24 viennent en contact de manière fiable avec respectivement le pied gauche C et le pied droit D du corps 4 de l’utilisateur. Etant donné que le contact de main gauche 21, le contact de main droite 22, le contact de pied gauche 23 et le contact de pied droit 24 sont reliés de manière fiable à la main gauche A, la main droite B, le pied gauche C et le pied droit D du corps 4, la précision de mesure est améliorée. Le présent mode de réalisation comporte également les attaches de pied 3 serrant les chevilles du corps 4 et, contrairement à l’approche traditionnelle qui s’appuie sur le contact avec les plantes de pied, le présent mode de réalisation permet d’obtenir un contact plus fiable et complet. Les chevilles ont également une épaisseur de peau plus mince, assurant une conduction électrique plus efficace.When a user holds the portable case 1 with both hands, the left hand A and the right hand B firmly and completely contact the left hand contact 21 and the right hand contact 22, respectively. Then, through the foot attachments 3, the left foot contact 23 and the right foot contact 24 reliably contact the left foot C and the right foot D of the user's body 4, respectively. Since left hand contact 21, right hand contact 22, left foot contact 23 and right foot contact 24 are reliably connected to left hand A, right hand B, left foot C and the right foot D of the body 4, the measurement accuracy is improved. The present embodiment also includes the foot attachments 3 hugging the ankles of the body 4 and, unlike the traditional approach which relies on contact with the soles of the foot, the present embodiment allows contact to be obtained. more reliable and complete. The ankles also have a thinner skin thickness, ensuring more efficient electrical conduction.
L’élément de commande 11 amène ensuite son élément de génération de courant 111 à produire un premier courant électrique de sortie. La source d’alimentation peut provenir d’une batterie interne ou d’un dispositif externe, la présente invention n’étant pas limitée à ceci. Etant donné que le premier courant électrique de sortie entrera dans le corps de l’utilisateur, l’élément de protection contre le courant 113 limite par conséquent le premier courant électrique de sortie sous un seuil, empêchant le premier courant électrique de sortie de blesser l’utilisateur. Après avoir été limité par l’élément de protection contre le courant 113, le premier courant électrique de sortie est distribué de manière uniforme dans tout le corps 4 par l’intermédiaire de l’ensemble électrode 2. Un premier courant électrique d’entrée est alors collecté par l’élément de collecte et de traitement de courant 112 par l’intermédiaire de l’ensemble électrode 2. Ainsi, les impédances biologiques des différentes parties du corps 4 sont mesurées de manière précise. L’élément de collecte et de traitement de courant 112, sur la base des impédances biologiques, détermine et affiche les diverses informations biologiques telles que l’indice de masse grasse, le taux de graisse viscérale, l’indice de masse musculaire, sur le dispositif d’affichage 13. Par exemple, le dispositif d’affichage 13 peut présenter [Graisse corporelle: XX% Graisse viscérale: XX% Masse musculaire: XX%]. L’élément de collecte et de traitement de courant 112 peut en outre évaluer l’état de santé du corps 4, tel que l’existence d’une maladie chronique et d’une insuffisance cardiaque congestive. Par conséquent, la présente invention est commode à transporter et le résultat de mesure est plus précis.The control element 11 then causes its current generating element 111 to produce a first output electric current. The power source may be from an internal battery or from an external device, the present invention not being limited to this. Since the first output electric current will enter the user's body, the current protection member 113 therefore limits the first output electric current below a threshold, preventing the first output electric current from injuring the user. 'user. After being limited by the current protection element 113, the first output electric current is distributed evenly throughout the body 4 through the electrode assembly 2. A first input electric current is distributed. then collected by the current collecting and processing element 112 via the electrode assembly 2. Thus, the biological impedances of the different parts of the body 4 are measured accurately. The current collecting and processing element 112, based on the biological impedances, determines and displays the various biological information such as body fat index, visceral fat level, muscle mass index, on the body. display device 13. For example, display device 13 may exhibit [Body fat: XX% Visceral fat: XX% Muscle mass: XX%]. The current collecting and processing element 112 can further assess the state of health of the body 4, such as the existence of chronic disease and congestive heart failure. Therefore, the present invention is convenient to carry and the measurement result is more accurate.
Comme décrit, dans le présent mode de réalisation, le premier courant électrique entre dans le corps par l’un des membres et le premier courant électrique d’entrée est collecté à partir d’un membre différent par l’élément de collecte et de traitement de courant. Ensuite, un nombre d’impédances biologiques correspondant à différents points d’entrée et de sortie sont obtenues, améliorant ainsi la précision des informations biologiques qui en sont déduites.As described, in the present embodiment, the first electrical current enters the body through one of the limbs and the first input electrical current is collected from a different limb by the collection and processing element. current. Then, a number of biological impedances corresponding to different entry and exit points are obtained, thus improving the accuracy of the biological information derived from them.
Par exemple, un premier courant électrique de sortie est introduit par la main gauche A et un premier courant électrique d’entrée est collecté à partir du pied droit D par l’élément de collecte et de traitement de courant 112. Une impédance biologique entre la main gauche A et le pied droit D est ainsi obtenue. Ensuite, le premier courant électrique de sortie est introduit par la main droite B et le premier courant électrique d’entrée est collecté à partir du pied gauche C, de telle sorte qu’une autre impédance biologique entre la main droite B et le pied gauche C est déterminée. Ce processus peut ensuite être répété entre différentes paires de membres. Dans le présent mode de réalisation, l’impédance biologique entre la main gauche A et le pied droit D est définie comme impédance AD, celle entre la main gauche A et la main droite B comme impédance AB, celle entre la main gauche A et le pied gauche C comme impédance AC, celle entre la main droite B et le pied gauche C comme impédance BC, celle entre la main droite B et le pied droit D comme impédance BD, et celle entre le pied gauche C et le pied droit D comme impédance CD. Ces impédances biologiques sont ensuite comparées les unes aux autres de telle sorte que différentes informations biologiques peuvent être déduites, étant donné que ces impédances couvrent différents organes et muscles. Par exemple, si l’impédance AD est supérieure à l’impédance BC, cela est probablement dû au fait que la main gauche A a une masse musculaire supérieure à celle de la main droite B. Par conséquent, par comparaison de paires de ces impédances biologiques, les différentes parts de muscle et de graisse du corps ou des organes peuvent être déduites et une ou plusieurs informations biologiques peuvent être déterminées avec une plus grande précision.For example, a first output electric current is introduced by the left hand A and a first input electric current is collected from the right foot D by the current collecting and processing element 112. A biological impedance between the left hand A and right foot D is thus obtained. Then, the first output electric current is introduced from the right hand B, and the first input electric current is collected from the left foot C, so that another biological impedance between the right hand B and the left foot C is determined. This process can then be repeated between different pairs of members. In the present embodiment, the biological impedance between the left hand A and the right foot D is defined as the impedance AD, that between the left hand A and the right hand B as the impedance AB, that between the left hand A and the left foot C as impedance AC, that between right hand B and left foot C as impedance BC, that between right hand B and right foot D as impedance BD, and that between left foot C and right foot D as CD impedance. These biological impedances are then compared to each other so that different biological information can be inferred, since these impedances cover different organs and muscles. For example, if the impedance AD is greater than the impedance BC, it is probably due to the fact that the left hand A has more muscle mass than the right hand B. Therefore, by comparing pairs of these impedances biological, the different muscle and fat parts of the body or organs can be deduced and one or more biological information can be determined with greater precision.
Après un premier cycle de mesure, dans le présent mode de réalisation, l’élément de génération de courant 111 peut produire un second courant électrique de sortie dont la fréquence est différente du premier courant électrique de sortie. Puis, un même processus est répété pour le second courant électrique de sortie pour obtenir un autre jeu d’impédance AD, d’impédance AB, d’impédance AC, d’impédance BC, d’impédance BD et d’impédance CD. Etant donné que le corps humain 4 a une grande quantité d’eau, différentes impédances sont détectées par des courants électriques de différentes fréquences. Par exemple, comme représenté sur la Figure 6A, l’impédance AD détectée avec des courants électriques de sortie de fréquences 1k, 5k, 50k, 250k et 500k est respectivement Z1, Z2, Z3, Z4 et Z5, et l’impédance AB est respectivement Y1 à Y5, l’impédance AC est respectivement X1 à X5, l’impédance BC est respectivement W1 à W5, l’impédance BD est respectivement V1 à V5, et l’impédance CD est respectivement U1 à U5. Ensuite, par les différences entre ces impédances, la part d’eau à l’intérieur du corps 4 peut être estimée et cette information est utilisée pour affiner les informations biologiques déduites pour une précision encore plus grande.After a first measurement cycle, in the present embodiment, the current generating element 111 can produce a second output electric current whose frequency is different from the first output electric current. Then, the same process is repeated for the second output electric current to obtain another set of impedance AD, impedance AB, impedance AC, impedance BC, impedance BD and impedance CD. Since the human body 4 has a large amount of water, different impedances are detected by electric currents of different frequencies. For example, as shown in Figure 6A, the AD impedance detected with output electric currents of frequencies 1k, 5k, 50k, 250k and 500k is respectively Z1, Z2, Z3, Z4 and Z5, and the AB impedance is respectively Y1 to Y5, the impedance AC is respectively X1 to X5, the impedance BC is respectively W1 to W5, the impedance BD is respectively V1 to V5, and the impedance CD is respectively U1 to U5. Then, by the differences between these impedances, the part of water inside the body 4 can be estimated and this information is used to refine the biological information deduced for even greater precision.
Comme représenté sur les Figures 7 et 8, un deuxième mode de réalisation de la présente invention est analogue au mode de réalisation précédent, à l’exception que, dans le présent mode de réalisation, les éléments poignées 5a sont également des pinces analogues aux attaches de pied 3a. Le contact de main gauche 21a et le contact de main droite 22a sont configurés sur les éléments poignées 5a, et le contact de pied gauche 23a et le contact de pied droit 24a sont configurés sur les attaches de pied 3a. Le dispositif d’affichage 13a est configuré sur le boîtier portable 1a. Ainsi, un utilisateur peut fixer le contact de main gauche 21a et le contact de main droite 22a sur la main gauche A et la main droite B par les éléments poignées 5a pour une liaison et une commodité améliorées.As shown in Figures 7 and 8, a second embodiment of the present invention is analogous to the previous embodiment, except that, in the present embodiment, the handle elements 5a are also clamps like clips. of foot 3a. The left hand contact 21a and the right hand contact 22a are configured on the grip members 5a, and the left foot contact 23a and the right foot contact 24a are configured on the foot clips 3a. The display device 13a is configured on the portable box 1a. Thus, a user can attach the left hand contact 21a and the right hand contact 22a to the left hand A and the right hand B by the grip members 5a for improved bonding and convenience.
Comme représenté sur la Figure 9, un troisième mode de réalisation de la présente invention est analogue aux modes de réalisation précédents, à l’exception que, dans le présent mode de réalisation, les éléments poignées 5b et les attaches de pied 3b sont des bandes avec des attaches à boucles et crochets, démontrant que les éléments poignées 5b et les attaches de pied 3b peuvent être mis en œuvre de différentes manières.As shown in Figure 9, a third embodiment of the present invention is analogous to the previous embodiments, except that, in the present embodiment, the grip elements 5b and the foot attachments 3b are bands. with hook and loop fasteners, demonstrating that the handle elements 5b and the foot fasteners 3b can be implemented in different ways.
Claims (5)
- un boîtier portable (1; 1a);
- un élément de commande (11) à l’intérieur du boîtier portable (1; 1a), l’élément de commande (11) comprenant un élément de génération de courant (111), un élément de protection contre le courant (113), et un élément de collecte et de traitement de courant (112);
- un ensemble électrode (2) relié au boîtier portable (1; 1a) et relié électriquement à l’élément de commande (11), l’ensemble électrode (2) comprenant un contact de main gauche (21; 21a), un contact de main droite (22; 22a)), un contact de pied gauche (23; 23a) et un contact de pied droit (24; 24a),
- a portable case (1; 1a);
- a control element (11) inside the portable housing (1; 1a), the control element (11) comprising a current generating element (111), a current protection element (113), and a current collecting and processing element (112);
- an electrode assembly (2) connected to the portable housing (1; 1a) and electrically connected to the control element (11), the electrode assembly (2) comprising a left hand contact (21; 21a), a control contact right hand (22; 22a)), left foot contact (23; 23a) and right foot contact (24; 24a),
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