体脂秤测量原理是什么？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-09-24 05:55 标签： 体脂称测脂肪的原理

一、体脂检测属于人体成分分析中的一项

在医疗仪器领域早已应用较多。由于最近两年穿戴式设备的爆发，传统医疗仪器上的部分检测功能被搬到了手环、手表、水杯或体重秤等普通消费类电子上。比较常见的有计步、卡里路消耗、睡眠质量、心率、血氧、体脂等指标的测量。

我曾在三分钟看懂智能硬件原理系列文章中介绍过利用加速计如何实现计步、睡眠质量检测[1]。曾在每日电路图系列文章中介绍过心率检测的原理及心率检测模块的设计[2]。

本文将介绍体脂手环、体脂称等具有体脂检测的消费类电子上的体脂检测原理及技术方案实现。


下图是某款大众化的体脂称的特点介绍：
图中第一点罗列了众多可检测的指标，虽然很多，但绝大部分都能用第四点说的BIA技术实现！[3]

BIA方法是体脂检测的关键技术


传统上，测量体脂率的方法较为复杂，以DEXA测量为主，但所耗费时间及费用都相当不经济，因此这几年出现了较方便的生物电阻测量法(Bio-impedance analysis, 简称BIA)，即在很短的时间内即可获得颇准确的测量值，适合在家庭中及医师在门诊使用。

BIA测量法的主要原理乃是将身体简单分为导电的体液、肌肉等，以及不导电的脂肪组织，测量时由电极片发出极微小电流经过身体，若脂肪比率高，则所测得的生物电阻较大，反之亦然，BIA就是经由此种机转来做体脂率的测量。

BIA方法本质是测人体电阻


　　体脂秤的外形和地面都有四个接触点，四个接触点那里其实放着下面这种压力传感器：
　　压力传感器将人体的重量转换成电信号，后经过处理器AD采样，再经过换算便可以得到人体的体重，体重秤的测量原理比较简单。

　　体脂秤的另一个功能，也是有别于传统体重秤的重要功能，便是测量人体脂肪，水分，肌肉等多种人体成分。为何功能这么强大呢？其实称里面的硬件有另一个功能，我们先看一下下图：
　　可以发现在称的表面都有四个电极，这四个电极完成的功能就是测量人体的阻抗。因为一般脂肪秤所配套的APP（如：）需要我们输入性别，年龄和身高等信息，通过公式便可以推算出人体的各种成分的数据。
　　人体存在阻抗，为了测量人体各部分的阻抗，可以将人体分为左上肢、 右上肢、 躯干、 左下肢和右下肢共 5 段。如下图所示：
　　信号产生电路产生的正弦电流源作为系统的激励信号通过电极施加到人体的相应部位上。比较准确的做法是采用八电极( 4 对) 测量系统，每一对包括一个激励电极和一个检测电极。
　　但是一个称用八电极显然不大合适。体脂秤应该是比较方便的，因此现在市面上的称都是采用四电极法测量的，我们所看到的体脂秤屏幕面上的四个电极，其中两个是用于产生激励信号的激励电极，另外两个是用于测量电压的检测电极。通过激励电极产生正弦激励信号，分别加在人体的两个脚上，然后另外两个电极分别在两个脚上采集电压，严格意义上讲，这测量的并不是人体的全部阻抗，但是没有关系，后期的算法总是有办法通过所测量的阻抗拟合出人体的各种成分的数据。
　　这就是脂肪秤测量的大致原理，体脂率、身体水分、骨骼、肌肉、身体质量指数、内脏脂肪等人体成分数据，大家知道是怎么来的了吧。

一、体脂检测属于人体成分分析中的一项

在医疗仪器领域早已应用较多。由于最近两年穿戴式设备的爆发，传统医疗仪器上的部分检测功能被搬到了手环、手表、水杯或体重秤等普通消费类电子上。比较常见的有计步、卡里路消耗、睡眠质量、心率、血氧、体脂等指标的测量。

我曾在三分钟看懂智能硬件原理系列文章中介绍过利用加速计如何实现计步、睡眠质量检测[1]。曾在每日电路图系列文章中介绍过心率检测的原理及心率检测模块的设计[2]。

本文将介绍体脂手环、体脂称等具有体脂检测的消费类电子上的体脂检测原理及技术方案实现。

下图是某款大众化的体脂称的特点介绍：
图中第一点罗列了众多可检测的指标，虽然很多，但绝大部分都能用第四点说的BIA技术实现！[3]

BIA方法是体脂检测的关键技术

传统上，测量体脂率的方法较为复杂，以DEXA测量为主，但所耗费时间及费用都相当不经济，因此这几年出现了较方便的生物电阻测量法(Bio-impedance analysis, 简称BIA)，即在很短的时间内即可获得颇准确的测量值，适合在家庭中及医师在门诊使用。

BIA测量法的主要原理乃是将身体简单分为导电的体液、肌肉等，以及不导电的脂肪组织，测量时由电极片发出极微小电流经过身体，若脂肪比率高，则所测得的生物电阻较大，反之亦然，BIA就是经由此种机转来做体脂率的测量。

BIA方法本质是测人体电阻

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