[發明專利]活體測量設備

有效

• 申請號: 200710112554.0
• 申請日: 2007-06-20
• 公開（公告）號: CN101120878A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發明（設計）人: 趙在杰;金京濂;黃寅德;樸建國
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: A61B5/107
• 分類號: A61B5/107;A61B5/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司
• 代理人: 郭鴻禧;劉奕晴

技術領域

本發明涉及一種用于測量活體的設備和方法，更具體地說，涉及一種利用光來測量活體組分，例如皮膚和皮下脂肪的設備和方法。

背景技術

許多用于測量身體脂肪百分率或者皮下脂肪厚度的不同方法都是公知的。例如，利用卡尺(caliper)、超聲波、計算機體層攝影(CT)、核磁共振成像(MRI)的方法都是一些用于測量皮下脂肪厚度的公知方法。但是，利用卡尺測量通常會不準確、不方便并且為接受測量的人帶來痛苦。包括使用超聲波、CT或MRI的其它測量方法需要使用昂貴的醫療成像機械，這些機械由受過訓練以使用這些機械的專業人士操作。另外，這些測量機械不是便攜的并且不能在期望的地點或時間隨意地使用。作為解決這些問題的方案，利用光的各種活體測量方法得到推廣。

根據推廣的利用光的方法，通過將光輻射到皮膚表面上并且檢測通過多次散射(multiple?scattering)從皮膚表面發射的光來測量身體脂肪百分率或者皮下脂肪厚度。這種測量是無創(non-invasive)的，并且時間短。由于通常為這種測量設計小型的便攜式設備，所以所述設備必要時可被隨時隨地地使用。

圖1是表示用于測量皮下脂肪厚度的傳統設備的示圖。活體組織130具有由肌肉132、脂肪134和具有0.5mm至4mm范圍內厚度的皮膚136組成的結構。皮膚136被劃分成角質層、上皮層和真皮層。用于測量皮下脂肪厚度的設備100包括發光二極管(LED)110和光電二極管(PD)120。LED?110和PD?120互相分開并且放置在皮膚136的頂表面上。LED?110將近紅外帶寬的光發射到皮膚136的表面上。從皮膚136的表面傳播到肌肉132的光的一部分通過多次散射被反射回到皮膚136，同時剩余部分被肌肉132吸收。PD120檢測作為電信號(在將發射的光轉換為電信號之后)的從皮膚136的表面發射的光。

圖2是顯示PD?120的輸出根據其與LED?110之間的距離變化的曲線圖。曲線圖的橫軸代表皮下脂肪134的厚度，單位為mm，而縱軸代表PD?120的輸出電壓V。術語“SD”指LED?110和PD?120之間的距離。圖2顯示了當SD為5mm、10mm和20mm時，標在將皮下脂肪厚度映射到對應的輸出電壓的曲線上的點。圖2中的曲線顯示了PD?120的輸出隨著皮下脂肪134的厚度增大而逐漸增大，但是隨著皮下脂肪134到達特定的厚度水平時PD?120的輸出不再增大。從該曲線中清楚地看出，距離SD越大，可測量的皮下脂肪厚度的范圍越大。

標題為“用于確定身體的脂肪百分率的近紅外設備和方法”并且發表到Rosenthal?et?al.的US專利第4,850,365號公開了這樣一種方法和設備，其用于通過僅將一個波長的近紅外射線發射到皮膚中并且檢測由于在皮下脂肪內的多次散射從皮膚表面發射的光來測量身體脂肪百分率。

標題為“用于測量身體的有機組分的近紅外設備”并且發表到Rosenthalet?al.的US專利第4,633,087號公開了這樣一種技術，其用于通過將不同波長的近紅外射線發射到皮膚中并且檢測由于在皮下脂肪內的多次散射從皮膚表面發射的光來測量身體脂肪百分率。

但是，測量身體脂肪或皮下脂肪的傳統方法存在一些缺點。尤其是，PD的輸出不僅受到皮下脂肪厚度的影響還受到皮膚厚度和顏色的影響。但是，傳統方法不能并且沒有有效地補償由于皮膚的厚度和顏色造成的任何誤差。

發明內容

提出本發明以解決上述在現有技術中出現的問題，并且本發明還提供其它的優點。本發明提供一種用于確定皮膚厚度和顏色的活體測量設備，其基于確定的皮膚的厚度和顏色準確地測量皮下脂肪的厚度。

根據本發明的一方面，提供了一種活體測量設備，包括：第一光源，布置在活體的皮膚的表面上，并且將可見光波長范圍內的第一光輻射到皮膚的表面上；第二光源，布置在皮膚的表面上，并且將近紅外波長范圍內的第二光輻射到皮膚的表面上；光學檢測器，與第一光源和第二光源隔開預定距離地布置在皮膚的表面上，用于檢測作為電信號的在輻射的第一光或第二光中通過皮膚滲透上來的并輸入到該光學檢測器中的第一檢測光或第二檢測光；控制器，依次驅動第一光源和第二光源。