CN100393276C - 人体脂肪测量装置 - Google Patents

Abstract

一种人体脂肪测量装置，包括体内电阻抗测量机构、身高测量机构、体重测量机构、微处理器、存储器以及显示装置，所述的体内电阻抗测量机构由与人体的两手和两脚相接触的施加恒电流的4个电极和测量电压值的4个电极、施加恒电流的电路、测量电压值的电路组成，通过测量以及计算将测试结果换算成体内脂肪率以及人体中各部位间的脂肪分布比并推算出体内的隐藏性油脂量，并将结果保存在存储单元中，可用于健康跟踪监视、统计和分析比较的人体脂肪测量装置。该装置相对廉价、测试者易于接受、可以由非专业人员来操作、结果准确且重复性高。

Description

人体脂肪测量装置

(一)技术领域

本发明属于生物医学电阻抗技术、电子技术、信息技术、统计技术和信息管理技术在健康管理方面的应用，主要适用于在医院、疗养院、家庭等场合中体检以及健康诊断，尤其是一种人体脂肪测量装置。

(二)背景技术

世界观察协会研究发现，全球60亿人口中，因为吃太多而发胖的人数已增加为11亿，几乎相当于因营养缺乏而过瘦的人数；根据美国食品与药物管理局的估计，全美有超过五千万人在减重，约占总人口的40％，由于成功减重的人当中，只有5％的人可以在五年内维持减重成果，于是数千万的人继续留连穿梭于各大减肥瘦身中心，不间断地尝试着数千万种的减重计划、减肥食谱、低卡食物、以及减肥药物，如此景象，造就减肥工业历久不衰，成为最赚钱的行业之一。世界肥胖人口比率的增加，目前已成为全球性的趋势；我国经过改革开放几十年发展后，人们的生活水平不断提高，餐桌上的食谱也日益丰富，加上中国人爱吃的特性，因而产生了大量的肥胖症的人群，特别是在青少年人群中的肥胖人数增长的速度更为惊人。随着时代车轮的前进，缺吃少穿成为历史，同时，肥胖也不再是富态，肥胖已成为多种慢性病的罪魁祸首。体胖心烦，谈肥色变，今天的肥胖是不善健康管理、缺乏自控和缺乏吸引力的象征。

2002年对百位营养学家关于“国人十大营养问题”的调查结果显示：第一位问题是肥胖(87％)，2-5位也与肥胖密切有关，包括营养与心脑血管疾病(82％)、糖尿病(75％)、高脂血症(71％)和热量过剩(70％)。当前，我国20岁以上人群超重率已达18％，肥胖率2.5％。2001年底中国肥胖症患者7000万，源引科技日报2005年6月22日第9版报道，北京六成已婚男性超重，目前我国的肥胖者已远远超过9000万名，超重者高达2亿名。专家预计今后10年中，中国将有2亿人发生肥胖，肥胖已成为中国面临的一个严重的公共健康问题，减肥几乎已成为全民运动；是否肥胖并非取决于体重有多重，而是用体内的脂肪量的多寡来判断的。″过量的体内脂肪″是最大的问题！体脂肪异常可能导致关节障害、心脏病、痛风、高血压、***症、胆结石、糖尿病等疾病。体脂肪率是健康的新指标，即使体重正常，也应该定期检测体脂率。因此平时对人体体脂肪率作健康监测管理将成为日常生活的一部份。

民间讲肥胖***方(kg/m2)。统计证明，按BMI计算出的数据与心脏病发病率之比与CT扫描法检测时得出的结果基本相同。在WHO的推荐下，人们越来越多地废弃其他计算方法，如身高减某数等于标准体重，而将科学性更强的BMI作为肥胖程度的基本判定指标。但是检查BMI值怎么说还是一个参考值。还不能定量的分析某人体内的脂肪多少以及在哪些部位的脂肪多少。内脏脂肪型肥胖(腹型肥胖)与遗传因素有关，是中国人肥胖的特点之一。我国人口中体重指数超过25的比例明显小于欧美，但腹型肥胖的比例比欧美人还高。其实体重正常并不代表没有肥胖问题。BMI正常，身体脂肪率或“腰臀比”可以偏高。身体脂肪率偏高，代表体内有隐藏性油脂未被注意到；内脏脂肪型肥胖者同时并发糖尿病、高血脂、高血压，在欧美被称为“死亡四重奏”，心绞痛、心肌梗塞的发病率和危险性都将达到极高的程度。因此人体组织中的脂肪多少以及分布是与健康息息相关的，用一种简单易行的方法测量人体组织中的脂肪多少以及分布是一个重要课题。

作为正确测量体内的脂肪量的方法，是从在水中的体重的测量值算出身体密度，推测脂肪量的水中体重称量法。这个水中体重称量法，由于需要大型的设备，同时在测量时人通过呼吸留在肺中的空气量会对测量精度带来较大的影响，并且测量花费时间长，又要求检测人员对该测量技术的熟练以及被测量者的良好配合，因此在实用方面受到很大的限制。

为了消除这种水中体重称量法的缺点，测量被测量者的身体末端部间的阻抗，然后根据该阻抗值、身长及体重来推算出身体密度。目前采用的是通过与皮肤相接触的电流电极向双手或向两脚间施加一个恒电流，然后测量在通过与皮肤相接触的电压电极上所产生的电压，来得到通过身体内部的阻抗值，通过该阻抗值换算成人体体内的脂肪量。该测量原理主要是根据人体中的脂肪组织导电性要比非脂肪组织的导电性差，如果人体体内的脂肪量高的话，那么其身体内部的阻抗值就高。这种方法被称为生物医学电阻抗测量技术。

实现方法是：通过测量得到人的体重(W)、身长(Ht)和体内阻抗(Z)然后计算得到身体密度(DB)，其计算公式由式(1)所示：

DB＝A-k*W*Z/Ht²    (1)

式中：DB是身体密度，A是常数，k是比例系数，W是体重，Z是体内阻抗，Ht²是身高的平方。

得到了身体密度后，接着就可以由下式求得脂肪量，

脂肪量(％)＝(4.57/身体密度-4.142)*100    (2)

目前市场上销售的脂肪测量仪，如图8所示，这种测量仪主要是通过与皮肤相接触的电流电极向双手或向两脚间施加一个恒电流，然后测量在通过与皮肤相接触的所相关的电压电极上测量所产生的电压，来得到通过身体内部的阻抗值的方法，这种方法的缺陷是所施加电流没有通过人体的纵向躯干部位，也就是说没有通过内脏部位，测量两手之间的脂肪测量仪只能反映人体上部的脂肪量，而测量两脚之间的脂肪测量仪只能反映人体滕部的脂肪量，因此很难把握人体中整个身体内部的阻抗值或者是某个部位的阻抗值，特别难以实现对内脏脂肪率的测量和无法估算体内脂肪的分布情况。

(三)发明内容

为了克服已有的脂肪测量仪不能测量内脏脂肪率、不能测量体内脂肪分布情况的不足，本发明提供一种能够测量内脏脂肪率、测量体内脂肪分布情况的人体脂肪测量装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种人体脂肪测量装置，包括体内电阻抗测量机构、身高测量机构、体重测量机构、微处理器、存储器以及显示装置，所述的体内电阻抗测量机构、身高测量机构、体重测量机构的测量输出端连接微处理器，所述的微处理器包括：信息读取模块，用于接收生物医学电阻抗测量机构、身高测量机构、体重测量机构的输出信号；身高计算模块，用于接收身高测量机构的信号后，计算测试者的身高；体重计算模块，用于接收体重测量机构的信号后，计算测试者的体重；脂肪量计算模块，用于根据测试者的体重W、身高Ht和体内阻抗Z计算得到身体密度DB，其计算公式由式(1)所示：

DB＝A-k*W*Z/Ht²    (1)

式中：DB是身体密度，A是常数，k是比例系数，W是体重，Z是体内阻抗，Ht²是身高的平方；

脂肪量的计算公式由式(2)所示：

脂肪量(％)＝(4.57/DB-4.142)*100    (2)；

所述的体内电阻抗测量机构包括左手接触电极、右手接触电极、左脚接触电极、右脚接触电极、恒电流加载电路、电压输出电路以及工作模式模块；所述的各个接触电极包括电流输入电极、电压输出电极，所述的电流输入电极与恒电流加载电路连接，所述的电压输出电极与电压输出电路连接；所述的工作模式模块包括：第一工作模式，恒电流加载电路连接右手-左手的电流输入电极，电压输出电路连接右手-左手的电压输出电极；

第二工作模式，恒电流加载电路连接右手-左脚的电流输入电极，电压输出电路连接右手-左脚的电压输出电极；

第三工作模式，恒电流加载电路连接右手-右脚的电流输入电极，电压输出电路连接右手-右脚的电压输出电极；

第四工作模式，恒电流加载电路连接左脚-右脚的电流输入电极，电压输出电路连接左脚-右脚的电压输出电极；

第五工作模式，恒电流加载电路连接左脚-左手的电流输入电极，电压输出电路连接左脚-左手的电压输出电极；

第六工作模式，恒电流加载电路连接右脚-左手的电流输入电极，电压输出电路连接右脚-左手的电压输出电极；

所述的微处理器还包括体内阻抗测量模块，所述的电压输出电路连接体内阻抗测量模块，所述的体内阻抗测量模块包括：体内阻抗分布单元，用于规定人体内的左臂阻抗Z_L-arm、右臂阻抗Z_R-arm、左膝部阻抗Z_L-huckle、右膝部阻抗Z_R-huckle、躯干综合阻抗Z_integration；工作模式选择单元，用于选择体内电阻抗测量机构在不同工作模式下工作；体内电阻计算单元，用于接收各个工作模式下的电压值，得到以下计算式：

第一工作模式的电压值：

V1＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_L-arm+Z_A-hand)*I    (5)

第二工作模式的电压值：

V2＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_integration+Z_L-huckle+Z_A-foot)*I    (6)

第三工作模式的电压值：

V3＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_integration+Z_R-huckle+Z_B-foot)*I    (7)

第四工作模式的电压值：

V4＝(Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_R-huckle+Z_B-foot)*I    (8)

第五工作模式的电压值：

V5＝(Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_integration+Z_L-arm+Z_A-hand)*I    (9)

第六工作模式的电压值：

V6＝(Z_B-foot+Z_R-huckle+Z_integration+Z_L-arm+Z_A-hand)*I    (10)

其中，Z_A-hand为左手电流输入电极，Z_B-hand为右手电流输入电极，Z_C-hand为左手电压输出电极，Z_D-hand为右手电压输出电极，Z_A-foot为左脚电流输入电极，Z_B-foot为右脚电流输入电极，Z_C-foot为左脚电压输出电极，Z_D-foot为右手脚电压输出电极；

根据上式(5)～(10)，得到人体的躯干综合阻抗的计算式(13)：

Z_integration＝(V2+V6-V1-V4)/2*I    (13)。

进一步，所述的体内电阻抗测量机构的工作模式模块还包括：

第七工作模式，恒电流加载电路连接左手-右手的电流输入电极，电压输出电路连接左脚-右脚的电压输出电极；

第八工作模式，恒电流加载电路连接左脚-右脚的电流输入电极，电压输出电路连接左手-右手的电压输出电极；

所述的体内阻抗分布初始化单元将躯干综合阻抗分解成上胸部Z_chest、躯体的两侧Z_bodySide、躯体的斜对角方向Z_athwart以及腹部Z_abdomen的阻抗，计算式为：Z_integration＝(Z_chest，Z_bodySide，Z_athwart，Z_abdomen)；工作模式选择单元控制体内电阻抗测量机构在各个工作模式下测量，体内电阻计算单元在接收各个工作模式下的电压值，得到以下计算式：

第七工作模式的电压值：

V7≈Z_chest*I    (16)

第八工作模式的电压值：

V8≈Z_abdomen*I    (17)

第一工作模式的电压值：

V1^*＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_chest+Z_L-arm+Z_A-hand)*I    (18)

第二工作模式的电压值：

V2^*＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_athwart+Z_L-huckle+Z_A-foot)*I    (19)

第三工作模式的电压值：

V3^*＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_bodySide+Z_R-huckle+Z_B-foot)*I  (20)

第四工作模式的电压值：

V4^*＝(Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_abdomen+Z_R-huckle+Z_B-foot)*I    (21)

第五工作模式的电压值：

V5^*＝(Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_bodySide+Z_L-arm+Z_A-hand)*I    (22)

第六工作模式的电压值：

V6^*＝(Z_B-foot+Z_R-huckle+Z_athwart+Z_L-arm+Z_A-hand)*I    (23)

根据上式(16)～(23)，得到上胸部Z_chest、躯体的两侧Z_bodySide、躯体的斜对角方向Z_athwart、腹部Z_abdomen以及左臂阻抗Z_L-arm、右臂阻抗Z_R-arm、左膝部阻抗Z_L-huckle、右膝部阻抗Z_R-huckle的计算式为：

Z_athwart＝(V2^*+V6^*+V7+V8-V1^*-V4^*)/2*I        (26)；

Z_bodySide＝(V3^*+V5^*+V7+V8-V1^*-V4^*)/2*I

                                              (28)；

Z_R-arm≈(2V1^*+V2^*+V3^*-V5^*-2V7)/4*I           (33)；

Z_L-arm≈(2V1^*-2V7+V5^*-V2^*-V3^*)/4*I           (34)；

Z_R-huckle≈(2V4^*-2V8+V3^*-V2^*+V5^*+V6^*)/4*I    (38)；

Z_L-huckle≈(2V4^*-2V8-V3^*+V2^*-V5^*-V6^*)/4*I    (39)；

Z_abdomen≈V8/I                               (40)；

Z_chest≈V7/I                                 (41)。

再进一步，所述的微处理器还包括肥胖度测量模块，用于根据人体的身高Ht和体重W测量肥胖度，其计算式为：

BMI＝W/Ht²    (3)

上式中，BMI表示体质指数，W是体重，单位为Kg，Ht是身高，单位为m；

肥胖度＝(BMI-22)*100/BMI    (4)

肥胖度判断模块，用于根据基准值判断测试者的肥胖类型：若肥胖度≥20％，属于肥胖类型；若肥胖度介于20％和10％之间，属于稍胖类型；若肥胖度介于-10％和+10％之间，属于正常类型；若肥胖度≤-10％，属于稍瘦类型；

体内阻抗测量控制模块，用于在肥胖度判断模块判定肥胖度≥10％，向体内阻抗测量模块发出测量指令；

所述的体内阻抗测量控制模块的输出连接体内阻抗测量模块。若判断测试者属于正常以上，建议进一步测量体内各部分的脂肪量。

更进一步，所述的微处理器还包括存储模块，用于将测试者的测量信息、测试结果存储在存储器中；

统计分析模块，用于比较测试者各个部位的脂肪量与同一年龄段、同一性别的平均值的比率：

${\mathrm{Rate}}_{\mathrm{chest}}=\frac{Z\_\mathrm{chest}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_\mathrm{chest}\left(i\right)}*(n-1)---\left(42\right)$

${\mathrm{Rate}}_{\mathrm{abdomen}}=\frac{Z\_\mathrm{abdomen}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_\mathrm{abdomen}\left(i\right)}*(n-1)---\left(43\right)$

${\mathrm{Rate}}_{L\_\mathrm{arm}}=\frac{Z\_L-\mathrm{arm}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_L-\mathrm{arm}\left(i\right)}*(n-1)---\left(44\right)$

${\mathrm{Rate}}_{R\_\mathrm{arm}}=\frac{Z\_R-\mathrm{arm}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_R-\mathrm{arm}\left(i\right)}*(n-1)---\left(45\right)$

${\mathrm{Rate}}_{R\_\mathrm{huckle}}=\frac{Z\_R-\mathrm{huckle}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_R-\mathrm{huckle}\left(i\right)}*(n-1)---\left(46\right)$

${\mathrm{Rate}}_{L\_\mathrm{huckle}}=\frac{Z\_L-\mathrm{huckle}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_L-\mathrm{huckle}\left(i\right)}*(n-1)---\left(47\right)$

${\mathrm{Rate}}_{\mathrm{bodySide}}=\frac{Z\_\mathrm{bodySide}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_\mathrm{bodySide}\left(i\right)}*(n-1)---\left(48\right)$

${\mathrm{Rate}}_{\mathrm{athwart}}=\frac{Z\_\mathrm{athwart}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_\mathrm{athwart}\left(i\right)}*(n-1)---\left(49\right)$

其中， $\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_\mathrm{chest}\left(i\right)/(n-1)$ 表示n-1个测试者的胸部电阻抗的统计平均值；

$\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_\mathrm{abdomen}\left(i\right)/(n-1)$ 表示n-1个测试者的腹部电阻抗的统计平均值；

$\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}L\_\mathrm{arm}\left(i\right)/(n-1)$ 表示n-1个测试者的左臂电阻抗的统计平均值；

$\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}R\_\mathrm{arm}\left(i\right)/(n-1)$ 表示n-1个测试者的右臂电阻抗的统计平均值；

$\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}L\_\mathrm{huckle}\left(i\right)/(n-1)$ 表示n-1个测试者的左膝部电阻抗的统计平均值；

$\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}R\_\mathrm{huckle}\left(i\right)/(n-1)$ 表示n-1个测试者的右膝部电阻抗的统计平均值；

$\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}\_\mathrm{bodyside}\left(i\right)/(n-1)$ 表示n-1个测试者的躯体两侧的电阻抗的统计平均值；

$\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}\_\mathrm{athwart}\left(i\right)/(n-1)$ 表示n-1个测试者的躯体斜对角方向的电阻抗的统计平均值；

结果判断模块，如上述的比率大于1，输出异常信号。表示该测试者的该部分的脂肪量比同一年龄段、同一性别的平均值要大，建议进一步咨询医生。

所述的体重测量机构是电子体重计，所述的电子体重计的输出连接微处理器的体重计算模块。

所述的身高测量机构是超声波身高测量仪，所述的超声波身高测量仪包括超声波探头、身高计算器，所述的超声波探头安装于高度调节杆的上端，所述的身高计算器接收超声波探头的发送信号、接收信号，根据发送信号与接收信号的时间差、超声波的速度值得到测量者的身高；

所述的超声波身高测量仪的输出连接微处理器的身高计算模块。

本发明的工作原理是：图1、图6是表示本发明中使用的两个不同类型的人体分段阻抗模型。图2是表示本发明中脂肪测量装置的外观图。图3是表示本发明中测量人体分段阻抗时的示意图。图4是表示脂肪测量装置的结构框图。图5是表示脂肪测量装置的处理框图。测量原理主要是根据人体中的脂肪组织导电性要比非脂肪组织的导电性差，如果人体体内的脂肪量高的话，那么其身体内部的阻抗值就高的原理进行体内的脂肪量估算的。如图2所示，当测量者裸脚站在脂肪测量装置上，保证测量者的双脚分别与装置的底部电流输入电极5和电压输出电极4有良好的接触，同时测量者将双手握住电流输入电极5和电压输出电极4，这时人体的四肢与8个电极相接触，其中4个为电流输入电极，4个为电压输出电极，通过对图4中所示的切换开关SW1、SW2、SW3、SW4的控制，有选择地与皮肤相接触的电流输入电极向双手或向两脚间施加一个恒电流，接着测量在通过与皮肤相接触的相应部位上的电压输出电极上所产生的电压，在得到所需要测量的电压值后然后通过这些电压值和施加的恒电流值来计算得到通过身体内部阻抗值和分段的阻抗值，最后将该阻抗值换算成人体体内的脂肪量。

本发明的有益效果主要表现在：1、能快速获取测量者的整个身体内部的阻抗值或者某个部位的阻抗值以及体内脂肪的分布情况；2、装置相对廉价、测试者易于接受、可以由非专业人员来操作、结果准确且重复性高；3、能用于健康跟踪监视、统计和分析比较，通过比较和分析结果使测量者能准确地把握自己与同年龄、同性别的标准值的差以及自己过去以及现在的体内各部位脂肪量状况。

(四)附图说明

图1是实施例1的人体分段阻抗模型示意图；

图2是人体脂肪测量装置的外观图；

图3是测量人体分段阻抗时的示意图；

图4是人体脂肪测量装置的结构框图；

图5是人体脂肪测量装置的处理框图；

图6是实施例2的人体分段阻抗模型示意图；

图7为人体脂肪分布的输出结果做可视化处理的示意图；

图8为目前已有的通过双脚来测量人体内脂肪测量器的原理图。

(五)具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

实施例1

参照图1、图2、图3、图4、图5，一种人体脂肪测量装置，包括体内电阻抗测量机构7、身高测量机构2、体重测量机构1、微处理器、存储器8以及显示装置3，所述的体内电阻抗测量机构、身高测量机构2、体重测量机构1的测量输出端连接微处理器，所述的微处理器包括：信息读取模块24，用于接收生物医学电阻抗测量机构7、身高测量机构2、体重测量机构1的输出信号；身高计算模块25，用于接收身高测量机构的信号后，计算测试者的身高；体重计算模块26，用于接收体重测量机构的信号后，计算测试者的体重；脂肪量计算模块31，用于根据测试者的体重W、身高Ht和体内阻抗Z计算得到身体密度DB，其计算公式由式(1)所示：

DB＝A-k*W*Z/Ht²    (1)

式中：DB是身体密度，A是常数，k是比例系数，W是体重，Z是体内阻抗，Ht²是身高的平方；

脂肪量的计算公式由式(2)所示：

脂肪量(％)＝(4.57/DB-4.142)*100    (2)；

所述的体内电阻抗测量机构包括左手接触电极、右手接触电极、左脚接触电极、右脚接触电极、恒电流加载电路、电压输出电路以及工作模式模块；所述的各个接触电极包括电流输入电极4、电压输出电极5，所述的电流输入电极4与恒电流加载电路连接，所述的电压输出电极5与电压输出电路连接；所述的工作模式模块包括：第一工作模式，恒电流加载电路连接右手-左手的电流输入电极，电压输出电路连接右手-左手的电压输出电极；第二工作模式，恒电流加载电路连接右手-左脚的电流输入电极，电压输出电路连接右手-左脚的电压输出电极；第三工作模式，恒电流加载电路连接右手-右脚的电流输入电极，电压输出电路连接右手-右脚的电压输出电极；第四工作模式，恒电流加载电路连接左脚-右脚的电流输入电极，电压输出电路连接左脚-右脚的电压输出电极；第五工作模式，恒电流加载电路连接左脚-左手的电流输入电极，电压输出电路连接左脚-左手的电压输出电极；第六工作模式，恒电流加载电路连接右脚-左手的电流输入电极，电压输出电路连接右脚-左手的电压输出电极；

所述的微处理器还包括体内阻抗测量模块30，所述的电压输出电路连接体内阻抗测量模块30，所述的体内阻抗测量模块包括：体内阻抗分布单元，用于规定人体内的左臂阻抗Z_L-arm、右臂阻抗Z_R-arm、左膝部阻抗Z_L-huckle、右膝部阻抗Z_R-huckle、躯干综合阻抗Z_integration；工作模式选择单元，用于选择体内电阻抗测量机构在不同工作模式下工作；体内电阻计算单元，用于接收各个工作模式下的电压值，得到以下计算式：

第一工作模式的电压值：

V1＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_L-arm+Z_A-hand)*I    (5)

第二工作模式的电压值：

V2＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_integration+Z_L-huckle+Z_A-foot)*I    (6)

第三工作模式的电压值：

V3＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_integration+Z_R-huckle+Z_B-foot)*I    (7)

第四工作模式的电压值：

V4＝(Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_R-huckle+Z_B-foot)*I    (8)

第五工作模式的电压值：

V5＝(Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_integration+Z_L-arm+Z_A-hand)*I    (9)

第六工作模式的电压值：

V6＝(Z_B-foot+Z_R-huckle+Z_integration+Z_L-arm+Z_A-hand)*I    (10)

其中，Z_A-hand为左手电流输入电极，Z_B-hand为右手电流输入电极，Z_C-hand为左手电压输出电极，Z_D-hand为右手电压输出电极，Z_A-foot为左脚电流输入电极，Z_B-foot为右脚电流输入电极，Z_C-foot为左脚电压输出电极，Z_D-foot为右手脚电压输出电极；

根据上式(5)～(10)，得到躯干综合阻抗的计算是式(13)：

Z_integration＝(V2+V6-V1-V4)/2*I    (13)。

本实施例的体内电阻抗测量机构7由与人体的两手和两脚相接触的施加恒电流的4个电极和测量电压值的4个电极、施加恒电流的电路、测量电压值的电路(即电压输出电路)组成，所述的施加恒电流的电路通过连接在一个端子上的电极向该电极相接触的人体部位(手或者脚)施加一个恒电流，经人体所形成的等效回路该恒电流又回到另一个端子的电极上，图4中所示的电压输出电路包括整流电路、滤波器等。用图4、图5说明，切换开关SW1的K3接通，恒电流I通过右手的电流电极E-RIHand经Z_D-hand、Z_R-arm、Z_L-arm、Z_C-hand回到左手的电流电极E-LIHand上，对人体的其他部位施加恒电流I可以通过切换SW1和SW2的方法得到各种不同的组合，用表1来表示；

表1

所述的测量电压值的电路，在上述恒电流的电路按表1所示的测量方法施加恒电流后，在相应的电压电极上会产生相应的电压值，通过测量这些端子上的电极上的电压值，并将得到的电压值除以所施加恒电流I的值可以计算得到人体内部的阻抗值，测量在人体的各个部位上产生的电压可以通过切换SW3和SW4的方法得到各种不同的组合，用表2来表示；

表2

将表1和表2合起来，可以得到施加电流与测量电压的组合关系表，如表3所示；

表3

所述的身高测量单元由一个超声波传感器以及相应电路连接而成，实现方法参照中国实用新型专利88211628号超声波人体身高测量仪，与该专利不同之处是本专利中使用的是一个超声波探头，该探头既作为发送探头又作为接收探头，当探头发送一个超声波后立即将探头的状态自动切换成接收状态，计算从发送一个超声波到接收其回波的时间来计算得到测量者的身高；所述的体重测量单元由重量传感器以及相应的测量电路组成；所述的微处理器还包括：各种传感器信息读取模块，体内电阻抗测试控制模块28，人体接触状态判断模块29，身高计算模块25，体重计算模块26，BMI计算模块27，人体内部的电阻抗以及各部位的电阻抗计算模块30，体内脂肪量计算模块31，统计分析模块32，测量计算结果输出模块33；所述的各种传感器信息读取模块在接收到读取某个传感器的指令后，通过A/D转换器从该传感器的相应电路中读取测量数据；所述的体内电阻抗测试控制模块28主要控制测量人体的各个部位，参照图2进行说明，所述的BMI计算模块27根据身高计算模块和体重计算模块中得到的计算值，

BMI＝W/Ht²    (3)

式中：W是体重，单位为Kg，Ht是身高，单位为m。通过计算得到的BMI值，能够计算测试者的肥胖度，如式(4)所示，式中数值22是设定的BMI的基准值，

肥胖度＝(BMI-22)*100/BMI    (4)

接着根据计算得到的肥胖度来判断该测试者是稍瘦、正常、稍胖、肥胖等类型。如表4所示。

肥胖度数值判断

不足-10～-20％

不足±10％

不足10～20％

20％以上

稍瘦

正常

稍胖

肥胖

表4

本发明中对肥胖度判断为正常以上的测试者建议进一步做体内脂肪量测量，以便能进一步精确分析测试者是属于哪一类肥胖以及在什么部位脂肪量情况；所述的人体接触状态判断模块主要作用是将人体皮肤与电极之间的接触状态对测量的结果减少到最小程度，参照图3进行说明，由于人体皮肤与电极之间有接触电阻存在，且该电阻是由皮肤表面的干湿情况、皮肤与电极的接触情况变化的，该电阻值在几百欧姆到几千欧姆范围内变化，通过测量人体某个部位(比如左脚)与电极的接触电阻来判断该部位的接触状态并且所有的测量点(两手、两脚)上在一定时间内通过反复测量都保持在一定的范围内情况下，模块输出测量许可信息，如果发现某一个接触点上不符合上述要求，语音提示该部位接触状态不良；所述的人体内部的电阻抗以及各部位的电阻抗计算模块是根据按表3这样的动作序列，微处理器MUL根据该动作序列通过I/O来控制切换模拟开关SW1、SW2、SW3、SW4在所需要的电极之间施加恒电流I，在施加这个恒电流I的状态时，测量电极之间产生的电压，并将这个测量电压值保存在存储器中，以便在人体内部的电阻抗以及各部位的电阻抗计算模块中计算各种电阻抗，计算方法由下式给出，

右手-左手之间E-RVHand-E-LVHand(第一工作模式)：

V1＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_L-arm+Z_A-hand)*I    (5)

右手-左脚之间E-RVHand-E-LVFoot(第二工作模式)：

V2＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_integration+Z_L-huckle+Z_A-foot)*I    (6)

右手-右脚之间E-RVHand-E-RVFoot(第三工作模式)：

V3＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_integration+Z_R-huckle+Z_B-foot)*I    (7)

左脚-右脚之间E-LVFoot-E-RVFoot(第四工作模式)：

V4＝(Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_R-huckle+Z_B-foot)*I    (8)

左脚-左手之间E-LVFoot-E-LVHand(第五工作模式)：

V5＝(Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_integration+Z_L-arm+Z_A-hand)*I    (9)

右脚-左手之间E-RVFoot-E-LVHand(第六工作模式)：

V6＝(Z_B-foot+Z_R-huckle+Z_integration+Z_L-arm+Z_A-hand)*I(10)

首先将式(5)与式(8)相加得到式(11)：

V1+V4＝(Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_R-huckle+Z_B-foot+

Z_B-hand+Z_R-arm+Z_L-arm+Z_A-hand)*I    (11)

再将式(6)与式(10)相加得到式(12)：

V2+V6＝(Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_R-huckle+Z_B-foot+

2*Z_integration+Z_B-hand+Z_R-arm+Z_L-arm+Z_A-hand)*I  (12)

解上述多项式可以得到式(13)，即得到人体的躯干综合阻抗：

Z_integration＝(V2+V6-V1-V4)/2*I    (13)

通过人体的躯干综合阻抗，根据公式(1)、(2)能够得到人体躯干部分的脂肪量。

实施例2

参照图2、图3、图4、图5、图6、图7，本实施例是脂肪测量装置另一种实施方案，为了进一步测量分析人体中的上胸部Z_chest、躯体的两侧Z_bodySide、躯体的斜对角方向Z_athwart以及腹部Z_abdomen的阻抗和脂肪量，本发明中将人体的综合阻抗Z_integration再作分解，由式(14)所示，说明如图6所示，

Z_integration＝(Z_chest，Z_bodySide，Z_athwart，Z_abdomen)    (14)

式(14)中的Z_bodySide主要反映了身体的侧面、Z_athwart为内脏部、Z_chest为胸部、Z_abdomen为下腹部的组织阻抗，其和综合阻抗Z_integration反映了躯体部的组织的阻抗。作为健康程度的一项重要指标，即判断体内脂肪量的时候，可以除去主要由胸部肌肉及肺部所构成的Z_chest的部分，也就是将上式(14)中除去Z_chest的值。同样也可以通过躯体的两侧Z_bodySide、躯体的斜对角方向Z_athwart的比值大小来比较分析躯体的两侧、内脏的脂肪量的多少，如果计算式(15)的Rate值小于1表明该测试者的内脏中的脂肪量要比身体的两侧部脂肪量多，数值越小说明内脏中的脂肪量的比例越高。

Rate＝Z_bodySide/Z_athwart    (15)；

进一步，用图6对上述的测量和计算作说明，为了得到上述身体内部的各种阻抗值，本发明中增加了4个计算观测点，即图中的在人体的上胸部两侧的L_armNod、R_armNod和腹部两侧的L_bodyNod、R_bodyNod，测量方法与表3所示的方法雷同，即前6项相同，不同的是增加了后面两项测试项目，如表5所示，

表5

在后面两项测试项目中，第7项(第七工作模式)是对两手施加电流测量在两脚上产生的电压，第8项(第八工作模式)是对两脚施加电流测量在两手上产生的电压，其原理是当对两手施加电流时其电流几乎不会向两脚方向上流动。

因此在两脚上产生的电压可以近似表达为(第七工作模式)：

V7≈Z_chest*I    (16)；

当对两脚施加电流时其电流几乎不会向两手方向上流动(第八工作模式)，

因此在两手上产生的电压可以近似表达为：

V8≈Z_abdomen*I    (17)；

对于上述的人体阻抗模型，其各部分的阻抗计算方法由下式给出，

右手-左手之间E-RVHand-E-LVHand(第一工作模式)：

V1^*＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_chest+Z_L-arm+Z_A-hand)*I    (18)；

式(18)结合式(16)又可以改写为式(18-1)：

Z_B-hand+Z_R-arm+Z_L-arm+Z_A-hand＝(V1^*-V7)/I    (18-1)；

右手-左脚之间E-RVHand-E-LVFoot(第二工作模式)：

V2^*＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_athwart+Z_L-huckle+Z_A-foot)*I(19)；

式(19)又可以改写为式(19-1)：

Z_B-hand+Z_R-arm+Z_athwart+Z_L-huckle+Z_A-foot＝V2^*/I    (19-1)；

右手-右脚之间E-RVHand-E-RVFoot(第三工作模式)：

V3^*＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_bodySide+Z_R-huckle+Z_B-foot)*I    (20)；

式(20)又可以改写为式(20-1)：

Z_B-hand+Z_R-arm+Z_bodySide+Z_R-huckle+Z_B-foot＝V3/I    (20-1)；

左脚-右脚之间E-LVFoot-E-RVFoot(第四工作模式)：

V4^*＝(Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_abdomen+Z_R-huckle+Z_B-foot)*I    (21)；

式(21)结合式(17)又可以改写为式(21-1)：

Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_R-huckle+Z_B-foot＝(V4^*-V8)/I    (21-1)；

左脚-左手之间E-LVFoot-E-LVHand(第五工作模式)：

V5^*＝(Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_bodySide+Z_L-arm+Z_A-hand)*I    (22)；

式(22)又可以改写为式(22-1)：

Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_bodySide+Z_L-arm+Z_A-hand＝V5^*/I    (22-1)；

右脚-左手之间E-RVFoot-E-LVHand(第六工作模式)：

V6^*＝(Z_B-foot+Z_R-huckle+Z_athwart+Z_L-arm+Z_A-hand)*I    (23)

式(23)又可以改写为式(23-1)：

Z_B-foot+Z_R-huckle+Z_athwart+Z_L-arm+Z_A-hand＝V6^*/I    (23-1)；

进一步，将式(18-1)与式(21-1)相加得到式(24)：

Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_R-huckle+Z_B-foot+Z_B-hand+Z_R-arm+

Z_L-arm+Z_A-hand＝(V1^*+V4^*-V7-V8)/I

                                         (24)；

再将式(19-1)与式(23-1)相加得到式(25)：

Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_R-huckle+Z_B-foot+2*Z_athwart+Z_B-hand+

Z_R-arm+Z_L-arm+Z_A-hand＝(V2^×+V6^×)/I

(25)；

将式(25)-式(24)并整理，得到式(26)，即得到躯体的斜对角方向Z_athwart的等效阻抗：

Z_athwart＝(V2^*+V6^*+V7+V8-V1^*-V4^*)/2*I    (26)；

再将式(20-1)与式(22-1)相加得到式(27)：

Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_R-huckle+Z_B-foot+2*Z_bodySide+Z_B-hand+

Z_R-arm+Z_L-arm+Z_A-hand＝(V3^*+V5^*)/I

(27)；

将式(27)-式(24)并整理，得到式(28)，即得到躯体的侧面方向的阻抗Z_bodySide。

躯体的侧面方向的等效阻抗：

Z_bodySide＝(V3^*+V5^*+V7+V8-V1^*-V4^*)/2*I    (28)；

将式(28)-式(26)并整理，得到式(29)

Z_bodySide-Z_athwart＝(V3^*+V5^*-V2^*-V6^*)/2*I    (29)；

将式(20-1)-式(23-1)并将式(29)代入整理后，得到式(30)：

Z_B-hand+Z_R-arm-Z_L-arm-Z_A-hand＝(V2^*+V3^*-V5^*)/2*I    (30)；

将式(30)与式(18-1)进行相加和相减运算并整理得到式(31)、式(32)：

Z_B-hand+Z_R-arm＝(2V1^*+V2^*+V3^*-V5^*-2V7)/4*I    (31)；

Z_L-arm+Z_A-hand＝(2V1^*-2V7+V5^*-V2^*-V3^*)/4*I    (32)；

考虑到人的手指处的阻抗要远小于手臂处的阻抗，式(31)、式(32)又可以改写为式(33)、式(34)：

右臂的等效阻抗：Z_R-arm≈(2V1^*+V2^*+V3^*-V5^*-2V7)/4*I    (33)；

左臂的等效阻抗：Z_L-arm≈(2V1^*-2V7+V5^*-V2^*-V3^*)/4*I    (34)；

将式(23-1)-式(22-1)并将式(29)代入整理后，得到式(35)

Z_B-foot+Z_R-huckle-Z_A-foot-Z_L-huckle＝(V3^*-V2^*+V5^*+V6^*)/2*I(35)；

将式(35)与式(21-1)进行相加和相减运算并整理得到式(36)、式(37)：

Z_B-foot+Z_R-huckle＝(2V4^*-2V8+V3^*-V2^*+V5^*+V6^*)/4*I    (36)；

Z_A-foot+Z_L-huckle＝(2V4^*-2V8-V3^*+V2^*-V5^*-V6^*)/4*I    (37)；

考虑到人的脚部的阻抗要远小于滕部处的阻抗，式(36)、式(37)又可以改写为式(38)、式(39)；

右膝部的等效阻抗：

Z_R-huckle≈(2V4^*-2V8+V3^*-V2^*+V5^*+V6^*)/4*I    (38)；

左膝部的等效阻抗：

Z_L-huckle≈(2V4^*-2V8-V3^*+V2^*-V5^*-V6^*)/4*I  (39)；

通过式(17)可以得到

人体下腹部的等效阻抗：Z_abdomen≈V8/I    (40)；

通过式(16)可以得到

人体上胸部的等效阻抗：Z_chest≈V7/I    (41)；

根据上述求得的人体各部区段阻抗，可以通过计算这些阻抗的和得到人体的总阻抗，然后根据式(1)、式(2)得到测量者的身体密度DB和脂肪量：

身体密度DB＝A-k*W*Z/Ht²    (1)

脂肪量(％)＝(4.57/身体密度-4.142)*100    (2)

微处理器还包括存储模块34，用于将测试者的测量信息、测试结果存储在存储器中；所述的统计分析模块32根据上述的测量与计算得到了人体各部位的等效阻抗值，从这些计算值可以进行比较以及对测量结果进行验证，根据大量的人体电阻抗测量统计数据人体全身阻抗(Z)分布在500Ω左右，其中下肢的阻抗(Z_L-huckle，Z_R-huckle)分布在230Ω左右，上肢的阻抗(Z_L-arm，Z_R-arm)分布在200Ω左右，躯干的阻抗(Z_integration)却只有约在70Ω左右。显然，上下肢对全身阻抗测量的影响最大。作为内脏脂肪型肥胖是国人的肥胖特点，在分析内脏脂肪型肥胖时要排除上下肢的阻抗对分析结果的影响，在本专利实施方案中采用了测试者的测量结果与存储模块中的同一年龄段、同一性别、同一部位的统计平均值进行比较，也包括了与自己过去测量的数据进行比较，从而能更准确地把握测量者的整体以及人体中的各个部位与相同人群比较情况，对于同一年龄段、同一性别、同一部位的统计平均值是根据表1中的肥胖度数值判断为正常者的数据中抽取出来的。

比较公式由下式给出，式(42)是比较同一年龄段、同一性别的胸部脂肪率，其中 $\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_\mathrm{chest}\left(i\right)/(n-1)$ 表示n-1个肥胖度数值判断为正常者的胸部电阻抗的统计平均值，同样从式(43)到式(49)表示了与同一年龄段、同一性别、同一部位的脂肪率的比较大小，该数值大于1表示该部位的脂肪量超过正常指标，数值越大表明该部位的脂肪量越高：

${\mathrm{Rate}}_{\mathrm{chest}}=\frac{Z\_\mathrm{chest}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_\mathrm{chest}\left(i\right)}*(n-1)---\left(42\right);$

${\mathrm{Rate}}_{\mathrm{abdomen}}=\frac{Z\_\mathrm{abdomen}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_\mathrm{abdomen}\left(i\right)}*(n-1)---\left(43\right);$

${\mathrm{Rate}}_{L\_\mathrm{arm}}=\frac{Z\_L-\mathrm{arm}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_L-\mathrm{arm}\left(i\right)}*(n-1)---\left(44\right);$

${\mathrm{Rate}}_{R\_\mathrm{arm}}=\frac{Z\_R-\mathrm{arm}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_R-\mathrm{arm}\left(i\right)}*(n-1)---\left(45\right);$

${\mathrm{Rate}}_{R\_\mathrm{huckle}}=\frac{Z\_R-\mathrm{huckle}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_R-\mathrm{huckle}\left(i\right)}*(n-1)---\left(46\right);$

${\mathrm{Rate}}_{L\_\mathrm{huckle}}=\frac{Z\_L-\mathrm{huckle}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_L-\mathrm{huckle}\left(i\right)}*(n-1)---\left(47\right);$

${\mathrm{Rate}}_{\mathrm{bodySide}}=\frac{Z\_\mathrm{bodySide}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_\mathrm{bodySide}\left(i\right)}*(n-1)---\left(48\right);$

${\mathrm{Rate}}_{\mathrm{athwart}}=\frac{Z\_\mathrm{athwart}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_\mathrm{athwart}\left(i\right)}*(n-1)---\left(49\right);$

结果判断模块，如上述的比率大于1，输出异常信号。

进一步对输出结果做可视化处理，用图7作说明，图中灰色部分表示该部位的脂肪，其颜色越深表示该部位脂肪量越高，由于颜色的RGB十六进制代码中最后两位是控制着灰色部分的代码，其代码后两位数值越小所显示灰颜色就越深，即#ffffff→#ffff00，本发明中将#ffffc0作为合适正常脂肪量标准颜色，比这个颜色深就表示该部位脂肪过多，可以得到如下公式(50)将从式(42)到式(49)计算得到各种比换算成相对应的计算颜色

Color_bodySide＝255-k2*Rate_bodySide    (50)

其他部位的颜色计算采用式(50)相同的方式，计算到的数值为十进制，在表示颜色时要将该十进制数值转化成十六进制代码。

另外还可以对同一个测试者观察其减肥效果，根据测量的历史数据和目前测量计算到的数据，画出人体每个部位的阻抗变化图，其中横坐标是时间，纵坐标是人体的各部位阻抗值。

Claims (5)

1.一种人体脂肪测量装置，包括体内电阻抗测量机构、身高测量机构、体重测量机构、微处理器、存储器以及显示装置，所述的体内电阻抗测量机构、身高测量机构、体重测量机构的测量输出端连接微处理器，所述的微处理器包括：

信息读取模块，用于接收生物医学电阻抗测量机构、身高测量机构、体重测量机构的输出信号；

身高测量模块，用于接收身高测量机构的信号后，计算测试者的身高；

体重测量模块，用于接收体重测量机构的信号后，计算测试者的体重；

脂肪量计算模块，用于根据测试者的体重W、身高Ht和体内阻抗Z计算得到身体密度DB，其计算公式由式(1)所示：

DB＝A-k*W*Z/Ht²    (1)

式中：DB是身体密度，A是常数，k是比例系数，W是体重，Z是体内阻抗，Ht²是身高的平方；

脂肪量的计算公式由式(2)所示：

脂肪量(％)＝(4.57/DB-4.142)*100    (2)；

其特征在于：

所述的体内电阻抗测量机构包括左手接触电极、右手接触电极、左脚接触电极、右脚接触电极、恒电流加载电路、电压输出电路以及工作模式模块；

所述的各个接触电极包括电流输入电极、电压输出电极，所述的电流输入电极与恒电流加载电路连接，所述的电压输出电极与电压输出电路连接；

所述的工作模式模块包括：

第一工作模式，恒电流加载电路连接右手-左手的电流输入电极，电压输出电路连接右手-左手的电压输出电极；

第二工作模式，恒电流加载电路连接右手-左脚的电流输入电极，电压输出电路连接右手-左脚的电压输出电极；

第三工作模式，恒电流加载电路连接右手-右脚的电流输入电极，电压输出电路连接右手-右脚的电压输出电极；

第四工作模式，恒电流加载电路连接左脚-右脚的电流输入电极，电压输出电路连接左脚-右脚的电压输出电极；

第五工作模式，恒电流加载电路连接左脚-左手的电流输入电极，电压输出电路连接左脚-左手的电压输出电极；

第六工作模式，恒电流加载电路连接右脚-左手的电流输入电极，电压输出电路连接右脚-左手的电压输出电极；

所述的微处理器还包括体内阻抗测量模块，所述的电压输出电路连接体内阻抗测量模块，所述的体内阻抗测量模块包括：

体内阻抗分布单元，用于规定第一人体阻抗分布模型，即规定人体内的左臂阻抗Z_L-arm、右臂阻抗Z_R-arm、左膝部阻抗Z_L-huckle、右膝部阻抗Z_R-huckle、躯干综合阻抗Z_integration；

工作模式选择单元，用于选择体内电阻抗测量机构在不同工作模式下工作；

体内电阻计算单元，用于接收各个工作模式下的电压值，得到以下计算式：

第一人体阻抗分布模型的第一工作模式的电压值：

V1＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_L-arm+Z_A-hand)*I    (5)

第一人体阻抗分布模型的第二工作模式的电压值：

V2＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_integration+Z_L-huckle+Z_A-foot)*I    (6)

第一人体阻抗分布模型的第三工作模式的电压值：

V3＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_integration+Z_R-huckle+Z_B-foot)*I    (7)

第一人体阻抗分布模型的第四工作模式的电压值：

V4＝(Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_R-huckle+Z_B-foot)*I    (8)

第一人体阻抗分布模型的第五工作模式的电压值：

V5＝(Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_integration+Z_L-arm+Z_A-hand)*I    (9)

第六工作模式的电压值：

V6＝(Z_B-foot+Z_R-huckle+Z_integration+Z_L-arm+Z_A-hand)*I  (10)

其中，Z_A-hand为左手电流输入电极，Z_B-hand为右手电流输入电极，Z_C-hand为左手电压输出电极，Z_D-hand为右手电压输出电极，Z_A-foot为左脚电流输入电极，Z_B-foot为右脚电流输入电极，Z_C-foot为左脚电压输出电极，Z_D-foot为右手脚电压输出电极，I为恒电流加载电路输出的恒电流；

根据上式(5)～(10)，得到躯干综合阻抗的计算   式(13)：

Z_integration＝(V2+V6-V1-V4)/2*I    (13)；

所述的体内电阻抗测量机构的工作模式模块还包括：

第七工作模式，恒电流加载电路连接左手-右手的电流输入电极，电压输出电路连接左脚-右脚的电压输出电极；

第八工作模式，恒电流加载电路连接左脚-右脚的电流输入电极，电压输出电路连接左手-右手的电压输出电极；

所述的体内阻抗分布初始化单元将躯干综合阻抗分解成上胸部Z_chest、躯体的两侧Z_bodySide、躯体的斜对角方向Z_athwart以及腹部Z_abdomen的阻抗，即规定第二人体阻抗分布模型，

计算式为：Z_integration＝(Z_chest，Z_bodySide，Z_athwart，Z_abdomen)；

工作模式选择单元控制体内电阻抗测量机构在各个工作模式下测量，体内电阻计算单元在接收各个工作模式下的电压值，得到以下计算式：

第七工作模式的电压值：

V7≈Z_chest*I                                (16)

第八工作模式的电压值：

V8≈Z_abdomen*I                              (17)

第二人体阻抗分布模型的第一工作模式的电压值：

V1^*＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_chest+Z_L-arm+Z_A-hand)*I            (18)

第二人体阻抗分布模型的第二工作模式的电压值：

V2^*＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_athwart+Z_L-huckle+Z_A-foot)*I       (19)

第二人体阻抗分布模型的第三工作模式的电压值：

V3^*＝(Z_B-hand+Z_R-arm+Z_bodySide+Z_R-huckle+Z_B-foot)*I      (20)

第二人体阻抗分布模型的第四工作模式的电压值：

V4^*＝(Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_abdomen+Z_R-huckle+Z_B-foot)*I    (21)

第二人体阻抗分布模型的第五工作模式的电压值：

V5^*＝(Z_A-foot+Z_L-huckle+Z_bodySide+Z_L-arm+Z_A-hand)*I      (22)

第二人体阻抗分布模型的第六工作模式的电压值：

V6^*＝(Z_B-foot+Z_R-huckle+Z_athwart+Z_L-arm+Z_A-hand)*I      (23)

根据上式(16)～(23)，得到上胸部Z_chest、躯体的两侧Z_bodySide、躯体的斜对角方向Z_athwart、腹部Z_abdomen以及左臂阻抗Z_L-arm、右臂阻抗Z_R-arm、左膝部阻抗Z_L-huckle、右膝部阻抗Z_R-huckle的计算式为：

Z_athwart＝(V2^*+V6^*+V7+V8-V1^*-V4^*)/2*I      (26)；

Z_bodySide＝(V3^*+V5^*+V7+V8-V1^*-V4^*)/2*I     (28)；

Z_R-arm≈(2V1^*+V2^*+V3^*-V5^*-2V7)/4*I         (33)；

Z_L-arm≈(2V1^*-2V7+V5^*-V2^*-V3^*)/4*I         (34)；

Z_R-huckle≈(2V4^*-2V8+V3^*-V2^*+V5^*+V6^*)/4*I  (38)；

Z_L-huckle≈(2V4^*-2V8-V3^*+V2^*-V5^*-V6^*)/4*I  (39)；

Z_abdomen≈V8/I                             (40)；

Z_chest≈V7/I                               (41)。

2.如权利要求1所述的人体脂肪测量装置，其特征在于：所述的微处理器还包括肥胖度测量模块，用于根据人体的身高Ht和体重W测量肥胖度，其计算式为：

BMI＝W/Ht²                                  (3)

上式中，BMI表示体质指数，W是体重，单位为Kg，Ht是身高，单位为m；

肥胖度＝(BMI-22)*100/BMI                    (4)

肥胖度判断模块，用于根据基准值判断测试者的肥胖类型：若肥胖度≥20％，属于肥胖类型；若肥胖度介于20％和10％之间，属于稍胖类型；若肥胖度介于-10％和+10％之间，属于正常类型；若肥胖度≤-10％，属于稍瘦类型；

体内阻抗测量控制模块，用于在肥胖度判断模块判定肥胖度≥10％，向体内阻抗测量模块发出测量指令；

所述的体内阻抗测量控制模块的输出连接体内阻抗测量模块。

3.如权利要求2所述的人体脂肪测量装置，其特征在于：所述的微处理器还包括存储模块，用于将测试者的测量信息、测试结果存储在存储器中；

统计分析模块，用于比较测试者各个部位的脂肪量与同一年龄段、同一性别的平均值的比率：

${\mathrm{Rate}}_{\mathrm{chest}}=\frac{Z\_\mathrm{chest}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_\mathrm{chest}\left(i\right)}*(n-1)---\left(42\right)$

${\mathrm{Rate}}_{\mathrm{abdomen}}=\frac{Z\_\mathrm{abdomen}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_\mathrm{abdomen}\left(i\right)}*(n-1)---\left(43\right)$

${\mathrm{Rate}}_{L\_\mathrm{arm}}=\frac{Z\_L-\mathrm{arm}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_L-\mathrm{arm}\left(i\right)}*(n-1)---\left(44\right)$

${\mathrm{Rate}}_{R\_\mathrm{arm}}=\frac{Z\_R-\mathrm{arm}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_R-\mathrm{arm}\left(i\right)}*(n-1)---\left(45\right)$

${\mathrm{Rate}}_{R\_\mathrm{huckle}}=\frac{Z\_R-\mathrm{huckle}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_R-\mathrm{huckle}\left(i\right)}*(n-1)---\left(46\right)$

${\mathrm{Rate}}_{L\_\mathrm{huckle}}=\frac{Z\_L-\mathrm{huckle}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_L-\mathrm{huckle}\left(i\right)}*(n-1)---\left(47\right)$

${\mathrm{Rate}}_{\mathrm{bodySide}}=\frac{Z\_\mathrm{bodySide}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_\mathrm{bodySide}\left(i\right)}*(n-1)---\left(48\right)$

${\mathrm{Rate}}_{\mathrm{athwart}}=\frac{Z\_\mathrm{athwart}}{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_\mathrm{athwart}\left(i\right)}*(n-1)---\left(49\right)$

其中， $\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_\mathrm{chest}\left(i\right)/(n-1)$ 表示n-1个测试者的胸部电阻抗的统计平均值；

$\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}Z\_\mathrm{abdomen}\left(i\right)/(n-1)$ 表示n-1个测试者的腹部电阻抗的统计平均值；

$\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}L\_\mathrm{arm}\left(i\right)/(n-1)$ 表示n-1个测试者的左臂电阻抗的统计平均值；

$\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}R\_\mathrm{arm}\left(i\right)/(n-1)$ 表示n-1个测试者的右臂电阻抗的统计平均值；

$\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}L\_\mathrm{huckle}\left(i\right)/(n-1)$ 表示n-1个测试者的左膝部电阻抗的统计平均值；

$\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}R\_\mathrm{huckle}\left(i\right)/(n-1)$ 表示n-1个测试者的右膝部电阻抗的统计平均值；

$\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}\_\mathrm{bodyside}\left(i\right)/(n-1)$ 表示n-1个测试者的躯体两侧的电阻抗的统计平均值；

$\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}\_\mathrm{athwart}\left(i\right)/(n-1)$ 表示n-1个测试者的躯体斜对角方向的电阻抗的统计平均值；

结果判断模块，如上述的比率大于1，输出异常信号。

4.如权利要求2所述的人体脂肪测量装置，其特征在于：所述的体重测量机构是电子体重计，所述的电子体重计的输出连接微处理器的体重测量模块。

5.如权利要求2所述的人体脂肪测量装置，其特征在于：所述的身高测量机构是超声波身高测量仪，所述的超声波身高测量仪包括超声波探头、身高计算器，所述的超声波探头安装于高度调节杆的上端，所述的身高计算器接收超声波探头的发送信号、接收信号，根据发送信号与接收信号的时间差、超声波的速度值得到测量者的身高；

所述的超声波身高测量仪的输出连接微处理器的身高测量模块。

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