[發明專利]測量活體的生物電阻抗的設備

有效

• 申請號: 00124078.1
• 申請日: 2000-08-25
• 公開（公告）號: CN1286400A
• 公開（公告）日: 2001-03-07
• 發明（設計）人: 福田好典
• 申請（專利權）人: 株式會社百利達
• 主分類號: G01N27/02
• 分類號: G01N27/02;G01R19/00;A61B5/053
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王茂華

本發明涉及測量活體的生物電阻抗的設備，其中通過使高頻微電流從活體中所選擇的一點流到另一點，以及通過測定流過相對所選擇的點之間的電流通路的高頻微電流和流過微電流的電流通路中另外兩個所選擇的點之間出現的電壓，能測定生物電阻抗。

從雜志“The?American?Journal?of?Clinical?Nutrtion”41(4)810-8171985，“Assessment?of?fat-free?mass?using?bioelectrical?impedancemeasurement?of?the?human?body”中已知根據生物電阻抗進行活體的所選擇部分的成分鑒定。同時，在雜志“Journal?of?Applied?PhysiologyVOL77?NO.1，Segmental?bioelectrical?analysis：theory?and?applicationof?a?mew?technique”中已描述了根據出現在所選擇部分上的生物電阻抗來分析活體的所選擇部分中成分的設備。特別地，通過高頻電流流過兩只手和兩只腳的相對端點之間，以及通過測量流過微電流的電流通路中的另外兩個所選擇點之間出現的電壓，能測定生物電阻抗。在日本專利申請公開No.10-510455中公開了類似設備。

在這樣的常規生物電阻抗測量計中，使得高頻微電流過活體；并測定在流過微電流的電流路徑的給定長度上出現的電壓，如圖5所示。

參考圖5，將負載Z的一個端部(其代表活體中所選擇的部分)連接到供有高頻電流的電纜C1的近端Ta1和電壓測量電纜C4的近端Ta4上，而將負載Z的另一個端部連接到另一條供有高頻電流的電纜C2的近端Ta2和另一條電壓測量電纜C3的近端Ta3上。每條電纜C1、C2、C3或C4具有出現在電纜和地之間的各自的寄生電容Cs₁、Cs₂、Cs₃或Cs₄。這些寄生電容將對測量產生不利影響。

在圖5的阻抗測量計的供電側出現的不同電流為如下：

I1=I2+Is₁其中I1表示從阻抗測量計流到供有高頻電流的電纜C1的電流(由電流檢測器測量電流)；I2表示通過供有高頻電流的電纜C1的近端Ta1的電流；Is₁表示流過供有高頻電流的電纜C1的寄生電容Cs₁的電流。

電流Is₄流過寄生電容，Cs₄出現在電壓測量電纜C4和地之間。電流I3流入負載。假定從阻抗測量計的電壓測量端子N3和N4向內看的輸入阻抗無限大，以及每條電纜的阻抗為零，那么電流I2可表示為：

I2=I3+Is4

因此，負載中電流I3可表示為：

I3=I1-Is1-Is4

從阻抗測量計流到供有高頻電流的電纜C1中的電流I1(由電流檢測器測量)不等于通過阻抗Z的電流I3，從而導致測量誤差。事實上，由阻抗測量計測量的阻抗小于負載Z的阻抗。

在某種程度上，能校正這樣的誤差，但沒有令人滿意的校正措施；由于電纜位置改變，其寄生電容也變化。從而對測量產生不利影響，這種不利影響易于隨電流頻率和電纜長度的增加而增強。

通過流出供有高頻電流的電纜C1、負載Z和流入供有高頻電流的電纜C2電流信號從一端N1流到另一端N2所需要的時間很長，允許這種延遲時間以出現相位滯后，其與負載Z中的電流頻率成正比，從而有助于測量誤差的產生。

鑒于上述情況，本發明的一個目的是提供用于測量活體的生物電阻抗的改進的設備，所述設備能克服由寄生電容和相關電纜的長度所致的不利影響，從而能在低頻到高頻的很寬范圍內準確測量生物電阻抗。

為了實現這個目的，根據本發明，在測量活體的生物電阻抗的設備中，通過使得高頻微電流流過活體的兩個所選擇點之間，以及通過測定所述兩個所選擇點或流過微電流的電流通路中的另外兩個所選擇點之間的電壓，能測定生物電阻抗，所述設備的改進在于包括：測量設備，其包括高頻電流源、高頻電流測定部分和電壓測定部分；至少一個供有高頻電流的探針，其通過屏蔽導體電纜連接到所述高頻電流源上；一對供有高頻電流的電極，其被提供到所述兩個所選擇點上；兩個電壓測量探針，其通過屏蔽導體電纜連接到所述電壓測定部分上；以及一對電壓測量電極，其被提供到所述兩個所選擇點或所述另外兩個點上，所述供有高頻電流的探針具有連接到并定位在所述一對供有高頻電流的電極之一附近的高頻電流檢測器。