TW531405B - Bioelectrical impedance measuring method and body composition measuring apparatus - Google Patents
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Description
531405 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(1 ) 發明之背景 發明之領域 本發明係關於一種生物電阻抗測量方法及人體組成測 量裝置。 先前技藝之說明 典型地代表一生物性電阻抗係爲一種集總常數當量電 路其包含一外細胞流體電阻R e,一內細胞流體電阻R i 和一細胞膜電容C m,如圖1所示。實際上,組成生物的 複數個細胞分別爲具有不同常數的個別電路所代表由於不 同的形狀和特性。因此,在如這般細胞凝聚的生物裡,它 的向量阻抗軌跡不顯示一半圓其不合於測量那集總常數當 量電路的情況,但顯示一 C ο 1 e - C ο 1 e模型裡指定 的圓弧。 因此,生物電阻抗常被圖2所示的圓弧狀軌跡所代表 。在圖2裡,X軸代表一阻抗的電阻部分’而y軸代表一 阻抗的電抗部分。因電阻的電抗部分顯示一負數値由於它 的電容的性質,電阻抗的向量軌跡被繪在如圖2所示真實 的軸線下側。 參照圖3,R Q,R ^ n f和z C分別顯示一電阻於0頻 率,一電阻於無限的頻率和一生物電阻抗値於頻率F c。 至於R 〇至R ^ n f它們僅有一電阻部分因它們的電抗値爲零 。在頻率F c ,電抗部分的絕對値達到它的上限,而Z c 係爲此頻率裡的電阻抗値。如這裡所用的’電抗部分的絕 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
訂--- Φ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公f ) -4- 531405 Α7 ___ Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(2 ) 對値達到它的上限之所在的頻率被指爲一特性頻率。每種 個體成分,如總體水、內細胞水、外細胞水和脫脂質量, 都從上述値或其近似質所取得。 在一種習用的方法給用來測定生物電向量阻抗軌跡根 據於複數個頻率上所測的生物電阻抗中,那生物電阻抗首 先被測在一自低至高的頻率範圍內〈亦即數個k Η z至大 約1 Μ Η ζ〉。然後,上述該圓弧狀向量軌跡從測量的數 據所取得以計算上述的參數。 一般來說,靠習用方法測量的阻抗向量不被提供於一 圓弧的形體下如圖2的實線所示,但被代表在一曲線狀軌 跡如圖2的點線所示。這大槪被造成由於一時間落後來自 於一信號傳達系統的其被測量電纜的生物電阻抗的之長度 和一測量物體所影響。實際上,那最小平方近似法將被應 用來矯正這般錯誤並使那向量電阻抗軌跡近似於那圓弧。 做一近似計算需要複接操作的多重性及由此要求一種高速 算術單位和其周邊裝置。 因此,習用的生物電阻抗測量裝置須使用高速算術單 位和關聯的周邊裝置。加上,因測量需要時間,並且被強 迫長時間地保持一指定的姿勢。這已施加某種負擔到病人 上。 本發明的目的是提供一種改進的生物電阻抗測量方法 及人體組成測量裝置,其能夠解決上述的先前技藝之問題 (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) • 裝— 訂--- Φ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -5- 531405 A7 _ B7 五、發明說明(3 ) 發明槪要 (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 依照本發明的一方面,提供了一種測量病人的生物電 阻抗之生物電阻抗測量方法以藉由應用一交流電於病人身 體根據生物電阻抗測量方法,該電阻抗測量方法包含的步 驟是: 藉使用具有第一頻率的交流電來進行測量以測定一種 第一生物電阻抗値; 藉使用具有第二頻率的交流電來進行測量以測定一種 第二生物電阻抗値; 藉使用具有第三頻率的交流電來進行測量以測定一種 第三生物電阻抗値;以及 僅自第一,第二和第三生物電阻抗値取得一種向量阻 抗軌跡以測定於0頻率和於一無限頻率的生物電阻抗値。 依照本發明的具體實施例,所有第一,第二和第三頻 率可位於1 kHz至1 00kHz範圍內。 Φ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依照本發明的另一方面,提供了 一種測量病人的生物 電阻抗之生物電阻抗測量方法藉由應用一交流電於病人身 體根據生物電阻抗測量方法,該人體組成測量裝置包含: 一種交流電產生裝置其能藉不同的頻率以產生至少三 種交流電; 一種測量裝置其測定一種第一生物電阻抗値,第二生 物電阻抗値和第三生物電阻抗値根據測量其分別使用具有 第一頻率的交流電,具有第二頻率的交流電和有第三頻率 的交流電,介於由那交流電產生裝置而產生的交流電之間 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -6- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531405 Α7 -------- Β7 五、發明說明(4 ) 一種算術裝置其取得一向量阻抗軌跡僅來自所測定的 第一’第二和第三生物電阻抗値以測定於〇頻率和於一無 限頻率的生物電阻抗値;以及 一種判斷裝置其判斷病人的人體組成根據由算術裝置 所測定的生物電阻抗値。 依照本發明的另一具體實施例,該人體組成測量裝置 進而包含: 一種輸入裝置其設定個人參數包括病人的體重;以及 一種顯示裝置其顯示與該判斷裝置所判的人體組成有 關的資訊’其中該判斷裝置在判斷病人人體組成的時候將 輸入裝置所輸入的個人參數列入考慮。 依照本發明的另一具體實施例,那人體組成測量裝置 可進而包含: 一種測重裝置其測量病人的體重; 一種輸入裝置其設定除了病人體重外的個人參數;以 及 一種顯示裝置其顯示與該判斷裝置所判的病人人體組 成有關的資訊,其中該判斷裝置在判斷病人人體組成的時 候將測重裝置所測的體重和輸入裝置所輸入的個人參數歹ij 入考慮。 依照本發明的另一具體實施例,在人體組成測量裝置 裡,所有第一,第二和第三頻率可位於1 kH z至1 〇 〇 k Η z範圍內。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------------裝--------•訂--- (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) Φ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531405 A7 B7 五、發明說明(5 ) 依照本發明的另一具體實施例,在人體組成測量裝置 裡,人體組成可爲至少一種外細胞水、內細胞水、總體水 、脫脂質量和人體脂肪質量。 本發明現將可被進一步詳細地被描述於附帶圖示所解 說的較好的具體實施例。 圖示之簡要說明 圖1顯示一種組織裡細胞的電等同電路, 圖2爲一人體的生物電向量阻抗軌跡的圖示, 圖3爲一圖示其解說特性頻率的一點與0的點和無限 頻率之間的關係, 圖4爲一示意方塊圖其解說一種一般組態其屬於執行 生物電阻抗測量方法的人體組成測量裝置依照本發明的具 體實施例, 圖5爲一種流程圖其解說圖4之裝置的測量程序, 圖6爲一圖4之裝置的輸入螢幕的例子, 圖7爲一*圖4之裝置的結果營幕的例子, 圖8爲一示意透視圖其屬於實行生物電阻抗測量方法 的人體組成測量裝置依照本發明的另一具體實施例, 圖9爲一* w思方塊圖其解說圖8之裝置的一'般組態, 以及 圖1 0爲一流程圖其解說圖8之裝置的測量程序。 主要元件對照表 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) _| I ---I I I I I I I ---1 I I I I ^ --------I C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -8- 531405 A7 B7 五、發明說明(1 2 3 4 1 人 體 組 成 測 量 裝 置 2 算 術 和 控 制 單 元 3 唯 讀 記 憶 體 4 隨 機 存取記 憶 體 5 輔 助 儲 存 器 6 指 示 器 7 L〇 5 外 部 的 輸 8 介 面 終 端 機 9 鍵 輸 入 裝 置 1 〇 時 鐘 裝 置 1 1 電 源 裝 置 1 2 電 源 終 端 機 2 〇 交 流 信 號 產 生 裝 2 1 交 流 電 輸 出 裝 置 2 2 參 考 電 流 探 查 器 2 3 ,2 4 1 1 8 2 5 電 位 差 探 查 器 A / D變流器 輸出介面 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝--- J----- 訂--- Φ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -9 - 1 0,3 1 交流電輸出終端機 3 2,3 3 電位測量終端機 2 0,4 1,4 2,4 3 測量電纜 5〇,5 1 電極 3 2,5 3 電位測量電極 4 1 0〇 裝置 102 微型電腦 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531405 Α7 ______ Β7 五、發明說明(7 ) 103 指示器部分 10 4 鍵開關 106 不揮發記憶體 110 過濾電路 111 交流電輸出電路 112 參考電阻器 1 1 3 ’ 1 1 4 差動增幅器 115 重量測感器 116 增幅器 117 開關單元 1 2 0,1 2 1 測量電流供應電極 1 2 2 ’ 1 2 3 電位測量電極 較好的具體實施例之說明 參照附帶的圖示,特別是圖4至1 〇,本發明的外觀 和具體貫施例將被詳細地描述。 圖4顯示一種一般組態其屬於實行生物電阻抗測量方 法的人體組成測量裝置依照本發明的具體實施例。如圖4 所示,本發明的人體組成測量裝置1通常被分割成兩個方 塊,亦即方塊1和方塊2。 方塊1被組態化以主要來實行測量之控制、算術操作 和數據的輸出/輸入。方塊1包含:算術和控制單元2 ; R〇Μ 3用來爲一裝置控制和算術操作而儲存常數; R A Μ 4用來暫時儲存測量的數據、算術結果、以及從一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------------裝----^-----丨訂·-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Φ -10- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531405 A7 ______B7 五、發明說明(8 ) 外部裝置所讀出的數據和程式;不揮發的輔助儲存器5其 允許測量的數據、算術結果和關於測量的參數被儲存、讀 出或更新;指示器6以指示操作之資訊、測量間的情況、 測量數據和算術結果·,外部的輸入/輸出介面7用來讀一 參數關於外部裝置的測量和一控制資訊或控制程式的測量 以致將它們輸出到本裝置;外部的介面終端機以連接外部 輸出/輸入介面7到外部裝置;鍵輸入裝置9以輸入那裝 置的控制指令的控制指令和一位病人或測量者的個人參數 ;時鐘裝置1 0以產生控制測量的日期和時間之時間資訊 ;電源裝置1 1以供應電到本裝置各部分;以及電源終端 機1 2以從外面供應電到電源裝置1 1。 方塊2被組態化以主要來測量生物電阻抗以轉換其類 比信號至數位信號。方塊2包含交流信號產生裝置2 0以 產生交流電與一頻率明示於存在R〇M 3或R AM 4的控 制程式;交流電輸出裝置2 1以應用於測量物藉由從交流 信號產生裝置2 0輸出的交流信號以一有效質明示於存在 R〇Μ 3或R A Μ 4裡的控制程式;參考電流探查器2 2 以檢測應用於所測物體的電流並將它如一參考電流探查信 號般輸出;交流電輸出終端機3 0和3 1係爲輸出終端機 應用於測量物藉由從交流電輸出裝置2 1經參考電流探查 器2 2所供應的交流電;A / D變流器2 3以轉換類比信 號,其爲參考電流探查器2 2之輸出量,至一數位信號; 電位測量終端機3 2和3 3其爲輸入終端機用來輸入電位 信號來自由各兩點上所測量的物體;以及A / D變流器 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------I I-----裝-------^訂--------- Φ Γ睛先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 11 - 531405 A7 B7 其爲電位差探查器2 5之輸出量 五、發明說明(9 ) 2 4以轉換類比信號 至一數位信號。 圖4顯示一種情況在該處生物電阻抗被測量於測量物 或病人的手腳間藉由具有上述組態的裝置之使用。至於一 種測量的電極所附上的位置,一種著名的習用方法則被使 用。至於手,用來應用一測量電流藉一測量電纜4 〇而連 接交流電輸出終端機3 0之電極5 0被繫到靠近手指關節 部位的手背上。加上,藉一測量電纜4 2而連接電位測量 終端機3 2之電位測量電極5 2被繫到靠近手腕關節部位 上。至於腳,用來應用一測量電流藉一測量電纜4 1而連 接父流電輸出終端機3 1之電極5 1被繫到靠近腳指關節 部位的足背上。加上,藉一測量電纜4 3而連接電位測量 終端機3 3之電位測量電極5 3被繫到靠近腳踝關節部位 上。 然後一種本發明的的測量程序和操作將被一般地描述 相關於圖5所示的流程圖。 當那裝置的電源開關於步驟 被初始化〈步驟S 2〉而同時一 指示數秒鐘〈步驟S 3〉。然後 所示輸入個人參數的螢幕被指示 待狀態。於步驟S 5中,測量者 括性別、身高、體重和年齢由鍵 本具體實施例被組態以致能實行 定。然而當其個人參數未設時, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) i I-----•t —Ί—!—tr--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 f 合 作 社 印 製 S 1上被打開時,那裝置 種最初螢幕於指示器6上 ,於步驟S 4中,如圖6 在指示器6上以進入一等 的識別號和其個人參數包 輸入裝置9所輸入。然而 測量即使這些參數未被設 計算人體組成之算術操作 •12· 531405 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(10) 不被執行如稍後所述〈步驟S 8〉。 於步驟S 6中,生物電阻抗的測量操作在測量起動鑑 被壓下時起動無論個人參數是否已設定。必然的是測量的 電極該繫到測量者上並在起動測量前該連接那裝置。 生物電阻抗由如下程序〈步驟S 7〉所測量。 一種輸出信號頻率爲交流信號產生裝置2 〇所設定根 據事前儲存於R Ο Μ 3裡的測量控制參數或設於r a μ 4 裡的測量控制參數藉由輔助儲存器5或外部的輸入/輸出 介面7。來自於交流信號產生裝置2 0的輸出信號被輸入 到交流電輸出裝置2 1。 構成交流電輸出裝置2 1係爲一種電流輸出電路其電 流質可隨意設定。當那輸出電流質依測量控制參數所設時 ,來自該處的交流電流輸出量被應用在測量者藉由參考電 流探查器2 2、交流電輸出終端機3 0和3 1、連接到各 終端機的測量電纜4 0和4 1、應用測量電流的以及電極 5 0 和 5 1。 那時,應用於測量者的電流由參考電流探查器2 2所 檢測。那採用類比信號型式的檢測輸出量被A / D變流器 2 3所轉換,而結果信號被存在R A Μ 4。在同時,電位 信號被輸入藉由繫在測量者上的電位測量電極5 2和5 3 、測量電纜4 2和4 3、以及連接各測量電纜的電位測量 終端機3 2和3 3,至電位差探查器2 5。電位差探查器 2 5依序輸出電位差信號,其相等於輸入到電位差探查器 的電位之間的相差,進入A / D變流器2 4。A / D變流 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------------*11^裝---------訂--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Φ -13- 531405 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(11) 器2 4轉換輸入類比信號成數位信號而結果信號被存在 R A Μ 4。 此過程被應用根據每個交流電流與各別第一、第二和 第三頻率的測量控制參數。爲了達到高準確度,那第一、 第二和第三頻率較好爲一種在其中電阻部分略達到該上限 、一種在其中電阻部分略達到該下限和一種在其中電抗部 分的絕對値達到該上限。爲了遏止雜散電容量和外來響聲 的不利影響以簡化類比電路,至於第一、第二和第三頻率 ,較好它門儘可能被選爲低的,例如位於1 k Η ζ至 100kHz範圍內。譬如,第一頻率爲4kHz 、第二 頻率爲16kHz和第三頻率爲64kHz。 然後向量阻抗軌跡和至彼的關聯參數被計算根據與各 頻率的交流電質測量質。 依照所取得的向量阻抗軌跡爲圓弧之假設,分別在第 一、第二和第三頻率〈在此之後被指爲FI、F2和F3 〉測量的生物電阻抗値Z 1、Z 2和Z 3係位在如圖3所 示的某圓圈的圓弧上。在此,向量阻抗平面的實軸〈橫座 標軸〉和虛軸〈縱座標軸〉被各描述爲X軸和Y軸。因此 ,具有這三點於圓圈上的公式被描述爲: (X - a) 2 + (Y - b) 2=r2 (1) 在該處,'' a 〃爲圓心的X軸,'' b 〃爲圓心的Y軸 而'' r 〃爲圓半徑。'' a 〃 、 '' b 〃和r 〃可由代入公 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ----*--------------Ί---^訂--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Φ. -14 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531405 A7 ---B7 五、發明說明(12) 式(1)裡的FI、F2和F3頻率於Zl、Z2和Z3 生物電阻抗向量之測量質所計算。 圓圈和X軸或實軸的相交被公式(1 )決定爲: (r2-b2) 其中’因爲R〇〉RiIlf R〇=a+/'(r2-b2)
Rinf=a— (r2^.^2) 由此,圖1的當量電路R e和R丨被描述爲: R e 二 R 〇 R i = R〇-Rlnf / (Ro-Rinf) 由於位在特性頻率F c的阻抗向量Z c被明示於一點 在該處那電抗或虛軸部分,亦即γ軸部分的絕對値採用一 上限質,阻抗向量Z c之如實軸部分的X座標和如虛軸部 分的Y座標被決定爲: X=a ,Y=b—r 從而阻抗向量Z c被代表爲: 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公釐) -15- ---------丨 — — ---訂·111!11 (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 531405 A7 B7 五、發明說明(13)
Zc^Rc + jXc^a + j (b〜r) 其R c爲Z c的電阻部分,而X c_z c的憊抗部分 〇 依照於先前技藝之說明裡所描述的C (3丨e -C 〇 1 e模型,位於頻率ω的阻抗向量被代表爲:
Z(6j)=Rinf+(R〇 — Rinf)//(X + ( j (sd X 在該處,ζ (ω)爲ω裡的阻抗向量,而0 係爲常數。 當 r = 1 / ω c , -----------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I I I I 訂
+ ( R 〇 — R )/(1+( ω / ω 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 數據。 ! C W ) 脫脂 當 6jc = 2^F c 〇 F c和^可被計算亦根據這些關係和圓圏上的 然後包括外細胞水(E C W )、內細胞水(1 、外細胞水至內細胞水之比率、總體水(T B W ) 質量(F F Μ )、脂肪質量(F Μ )和脂肪比率的人體’組 成質被計算根據阻抗向量軌跡和關聯參數,例如R 0 ' Rini、Ri 、Zc、F c或等等’其被事先§十算〈步驟 S 9〉。當個人參數未設時,此過程如上述被省略。 然後測量結果和根據其他所算的結果被指示於指示器 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -16- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531405 A7 B7 五、發明說明(14) 6上〈步驟S 1 〇〉。該指示的一例如圖7所示。此外, 根據測量控制參數,測量結果、算術結果、關於測量或等 等參數由外部的輸入/輸出介面7 〈步驟s 1 1〉而傳到 外部裝置或被存在輔助儲存器5裡〈步驟S 1 2〉。 在上述步驟完成之後,此過程進入一等待狀態〈步驟 s 1 3〉。當一種再測量鑑被壓下時〈步驟S 1 4〉,又 實行了測量,而當一種新測量鑑被壓下時〈步驟S 1 5〉 ,此過程回到個人參數輸出之步驟並進入一等待狀態。 圖8係爲依照本發明另一具體實施例的生物電阻抗測 量方法之人體組成測量裝置的示意透視圖,而圖9爲解說 該裝置的一般組態之方塊圖。本發明的裝置,如圖8所示 ,係爲一種結合一秤重於內的裝置。 本裝置1 0 0的主要功能部分將被描述特別相關於圖 9 ° 裝置1 00包含一種具有CPU、ROM、RAM、 定時器、I /〇口或等等作用的微型電腦1 〇 2 ;指示器 部分1 0 3以指示測試者的個人參數設定、測試結果、測 試間情況或等等;鍵開關1 0 4以輸入個人參數,並以選 擇儲存在不揮發記憶體1 0 6或等等的個人參數;外部的 輸入/輸出介面1 0 5藉一外部裝置以實行輸入/輸出操 作;不揮發記憶體1 0 6以儲存測量控制參數、個人參數 或等等;過濾電路1 1 0以令來自微型電腦1 〇 2的輸出 信號形成一種應用於人體的信號;交流電輸出電路1 1 1 以從過濾電路1 1 0應用一輸出信號於測量者,與一常數 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------------Γ---'—訂--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •17- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531405 A7 ----- B7 五、發明說明(15) 有效質;參考電阻器1 1 2連接至交流電輸出電路1 1 1 的一輸出量的尾端,以檢測應用於探測者的電流;測量電 流供應電極1 2 0和1 2 1由參考電阻器1 1 2所連接; 差動增幅器1 1 3以檢測參考電阻器1 1 2尾端間的電位 差;電位測量電極1 2 2和1 2 3以檢測測量者於其兩點 的電位;差動增幅器1 1 4連接到電位測量電極1 2 2和 1 2 3以檢測其中間的電位差;重量測感器1 1 5以檢測 負載;開關單元1 1 7以選擇地輸出來自差動增幅器 1 1 3、1 1 4的其一輸出量及來自增幅器1 1 6的根據 微型電腦1 0 2的控制;以及A / D變流器1 1 8以轉換 來自開關單元1 1 7類比信號的輸出量至數位信號以將其 輸出到微型電腦1 〇 2。 然後本具體實施例的操作和操作程序將被描述相關於 圖1 〇,其爲描述本具體實施例的操作和操作程序之流程 圖。 本裝置的操作從鍵開關被壓下〈步驟s 1〉時開始。 本具體實施例裡所用的鍵開關包括八個由三個鍵開關組成 的鍵開關,亦即S E T鍵、U P鍵和D〇w N鍵用來設定 個人參數;四個鍵開關自Ν ο · 1至N 〇 · 4記憶號鍵開 關;以及一鍵開關以實行僅一體重測量。本裝置的操作被 分支到三個方法端視壓給起動操作的鍵開關之種類而定。 1 ·當體重鑑被壓下以起動操作時〈步^ s-^〉: 僅體重測量被實行〈步驟S 3〉,其結果被指示在指 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) — II11 — — — — — —-11 Ί1111 11111111 I Γ%先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁} -18- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531405 A7 B7 五、發明說明(16) 不器部分1 0 3 〈步驟S 4〉,在某其間指示被關掉,然 後此過程進入一等待狀態〈步驟S 5〉以等待下一鍵開關 輸入。 當體重鑑於步驟S 2裡不被壓下時,它被被判定爲是 否任一設定鍵〈S ET鍵、UP鍵、DOWN鍵〉被壓下 〈步驟S 6〉。 當毫無體重鑑被壓下時,它被判定爲是否任一 N 〇 · 1至N 〇 . 4記憶號鍵被壓下〈步驟S 7〉。當毫無 N 〇 . 1至N 〇 . 4記憶號鍵被壓下時,然後此過程進入 那等待狀態〈步驟S 8〉以等待下一鍵開關輸入。 2 ·當記憶號鍵被懕下以起動操作時〈步驟S 9〉: 此操作看是否已設了那參數而定。 2 - 1 .當相等於IB下的記憶號之個人參數未被儲存時: 此相同操作與所描述於下列項目3 · 「當任一設定鑑 被壓下以起動此操作」被實行。設於那時的個人參數被儲 存成給壓下的記憶號之數據。 -19- —裂—:—4丨訂— (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 531405 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7___ 五、發明說明(17) 關單元1 1 7由微型電腦1 0 2控制以致來自增幅器可被 選擇成輸入量至A/D變流器1 1 8。 在體重被測量之後,生物電阻抗則被測量。那時,依 照事前於微型電腦1 0 2裡R Ο Μ所述的測量控制參數, 那信號由微型電腦1 0 2供應到過濾電路1 1 〇而彼處之 輸出量被輸入至交流電輸出電路1 1 1。來自交流電輸出 電路1 1 1的輸出量藉由連接交流電輸出電路1 1 1 一尾 端的參考電阻器1 1 2以應用到測量者。由於參考電阻器 1 1 2的電位差信號和生物兩點間的電位差信號被分別從 差動增幅器1 1 3和1 1 4輸出,它們被轉換成微型電腦 1〇2之信號並給輸出到微型電腦1 0 2。上述生物電阻 抗測量被實行根據每三個頻率其包括第一、第二和第三頻 率〈步驟S 1 0〉之測量控制參數。 算術處理由測量的生物電阻抗數據實行以測定R 〇、 R i n f和Z c並且以計算R e和R i於同樣方式如關於上 述的具體實施例。外細胞水、內細胞水、總體水、脫脂質 量和人體脂肪質量被測定根據這些計算結果〈步驟S 1 1 > ° 算術處理的結果被指示在指示器部分1 〇 3上〈步驟 S 1 2〉,該指示於某其間後被關掉〈步驟S 1 3〉’而 此過程進入那等待狀態〈步驟s 1 4〉以等待下個鍵開關 輸入。 3 當任一設定鍵在步驟S 6裡被壓下以起動操作時匕 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) -20- --1---------裝· — — — 訂- - ------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 531405 A7 ----- B7 五、發明說明(18) 設定個人參數的指示被指示在指示部分1 0 3上〈步 驟S 1 5〉。在本具體實施例裡,給設定的個人參數項目 爲兩個項目,亦即性別和身高。每項個人參數將依照指不 部分1 0 3上的指示給設定。當此設定値被輸入時,U P 鍵和D 0 W N鍵被用來選擇一選擇項目和給設定的一質。 性別和身高質當個別被輸入時由壓下S E T鍵確認和設定 〇 那時,如果此過程從以上項目2 · 1 「當相等於壓下 的記憶號之個人參數未被儲存時」分支到個人參數的本設 定步驟,在此所設的個人參數則自動地被儲存在不揮發記 憶體1 0 6裡如同已被壓下的記憶號之數據〈步驟S 1 8 > ,於某期間後該指示被關掉,而此過程進入那等待狀態 〈步驟S 1 9〉以等待下個鍵開關輸入。 在其他情形下,此過程進入那等待狀態爲鍵開關輸入 等待了某段期間〈步驟S 1 6〉。 當記憶號鍵開關於某期間內被壓下時〈步驟S 1 7〉 ,在此設定的個人參數被儲存在不揮發記憶體1 0 6裡如 同壓下的記憶號之數據〈步驟S 1 8〉,該指示於期間後 被關掉,而此過程進入那等待狀態〈步驟S 1 9〉以等待 下個鍵開關輸入。 此外,當S E T鍵於某期間內被壓下時〈步驟S 2 〇 〉或當那某期間已過了以結束等待下個鍵輸入的等待狀態 之時,以上項目2 「當的記憶號鍵開關被壓下以起動操作 時」〈步驟S 1 〇和其下述〉裡的操作則被實行。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
-21 - 531405 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(19) 雖然外部的輸入/輸出介面1 〇 5不在那主操作和操 作程序之說明裡提到,在本具體實施例裡’此裝置在當有 需要且具有功用以輸出生物電阻抗的測量結果和由算術過 程該處取得的結果並以輸入測量控制指令或參數自外部裝 置至本裝置內之時被附上。 由於測量所用的頻率數被限於三個,測量阻抗的類比 電路部分可令其較習用式的爲簡單。 由於本裝置不需要這樣多的複接操作已構成如習用式 的向量阻抗軌跡,一種高速算術單位和其周邊裝置是不必 要的。加上,使測量時間爲短讓使用著〈病人〉舒服地使 用它。 由於本裝置在總體上較習用式的爲簡單,該裝置可被 製成精密且其成本可被降低。 由於本裝置的精密性允許它靠電池發動,僅小面積爲 必要以安裝它而這使其易於攜帶。 此外,由於本裝置可被製成精密且可於低成本下製造 ,如以上另一具體實施例所示,它可由單一頻率測量系統 如習用人體脂肪計裡的同樣方式被散佈正當允許較習用的 還準確之測量藉由單一頻率測量系統之時。 亦即,當本裝置將被組態化結合一體重測量部分於其 內時’得做的僅是加上一小變更至習用體重砰的電路部分 與人體脂肪計。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ---------------..------ 訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 22-
Claims (1)
- 531405A8 RS C8 1)8 六、申請專利範圍 1: 第89 1 1 7928號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國90年6月修正 1 · 一種藉由根據生物電阻抗測量方法應用交流電於 病人人體以測量該病人的生物電阻抗之生物電阻抗測量方 法,該方法包含下列步驟: 藉由使用具有第一頻率的交流電之測量測定一第一生 物電阻抗値; 藉由使用具有第二頻率的交流電之測量測定一第二生 物電阻抗値; 藉由‘使用具有第三頻率的交流電之測量測定一第三生 物電阻抗値;及 藉由假設所推導出之向量阻抗軌跡爲一圓弧,且將所 測定之第一、第二及第三生物電阻抗値代入該圓的等式中 ,並解包含三等式之聯立等式,以推導出該圓之中心的X 座標、該圓之中心的Y座標及該圓的半徑,來測定一向量 阻抗軌跡,以測定在0頻率處及在無限遠頻率處的生物電 阻抗値。 2 ·如申請專利範圍第1項的生物電阻抗測量方法, 其中在〇頻率處之生物電阻抗値R〇被描述爲r〇 = a + λ/ ( r 2-b 2 ),且在無限遠處之生物電阻抗値R , η i被描述 爲R ^ n f = a — V ( r 2-b 2 ),其中形成該圓弧之圓中心的 X座標爲a ,圓之中心的Y座標爲b,且圓的半徑爲τ。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) • ----^----Γ 訂---------線一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531405 A8 R8 C8 ___ D8 六、申請專利範圍 3 ·如申請專利範圍第1項的生物電阻抗測量方法, 其中所有該第一、第二和第三頻率位於1 kH z至1 〇 〇 k Η z範圍內。 4 ·如申請專利範圍第1項的生物電阻抗測量方法, 其中第一、第二和第三頻率係爲一在其電阻部分略達到其 最大値、一在其電阻部分略達到其最小値和一在該生物電 阻抗的電抗部分之絕對値略達到其最大値。 5 · —種根據生物電阻抗測量方法藉由應用交流電於 病人人體以測量該病人的生物電阻抗之人體組成測量裝置 ,該人體組成測量裝置包含: 一交流電產生裝置,能夠在不同頻率產生至少三種交 流電; 一測量裝置,其在由該交流電產生裝置產生的該交流 電之中根據分別使用具有第一頻率的交流電、具有第二頻 率的交流電和具有第三頻率的交流電測定第一生物電阻抗 値、第二生物電阻抗値和第三生物電阻抗値; 一算術裝置,假設所推導出之向量阻抗軌跡爲一圓弧 ,其僅自該第一、第二和第二生物電阻抗値推導出一向量 電阻抗軌跡,以測定在0頻率及於無限頻率處的生物電阻 抗値;以及 一判斷裝置,其根據由該算術裝置測定的該生物電阻 抗値判定該病人之人體組成。 6 .如申請專利範圍第5項的人體組成測量裝置,其 中在〇頻率處之生物電阻抗値R。被描述爲R〇 = a + 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公H 一~ — I1IIII1III · I I I I I I I > — — — 1 — — — — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531405 A8 R8 C8 D8 A、申請專利範圍 ’且在無限遠處之生物電阻抗値R : u被描述 爲R 1 11 f = a — V ( r 2-b 2 ),其中形成該圓弧之圓中心的 x座標爲a ,圓之中心的γ座標爲b,且圓的半徑爲7。 7 ·如申請專利範圍第5項的人體組成測量裝置,另 包含: -輸入裝置,其設定包括該病人的體重之個人參數; 及 -ί旨示裝置,其指示關於由該判斷裝置判定的該人體 成之資訊’其中當判定該病人的該人體組成之時,該判 斷裝置將由該輸入裝置輸入的該個人參數列入計算。 8 ·如申請專利範圍第5項的人體組成測量裝置,另 包含: 一體重測量裝置,其測量該病人體重; 一輸入裝置,其設定該病人之體重除外的個人參數, 和一指示裝置以指示關於由該判斷裝置判定的該病人的該 人體組成之資訊,其中當判定該病人的該人體組成之時, 該判斷裝置將由該體重測量裝置測量的該體重和由該輸入 裝置輸入的該個人參數列入計算。 9 ·如申請專利範圍第5項至第8項之任一項的人體 組成測量裝置,其中所有該第一、第二和第三頻率位於1 kHz至1 〇 〇 kHz範圍內。 1 〇 ·如申請專利範圍第5項至第8項之任一項的人 體組成測量裝置,其中第一、第二和第三頻率係爲一在其 電阻部分略達到其最大値、一在其電阻部分略達到其最小 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ----------------;---τ 訂---------線 ^11· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -3- 531405 Αδ R8 C8 D8 六、申請專利範圍 値和一在該生物電阻抗的電抗部分之絕對値略達到其最大 値。 1 1 ·如申請專利範圍第5項至第8項之任一項的人 體組成測量裝置,其中該人體組成爲至少一種外細胞水、 內細胞水、總體水、脫脂質量和人體脂肪質量。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
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