[发明专利]用于测量人体信息的装置

说明书

本发明披露了一种能够测量人体体重、人体电阻、以及人体生物电势的装置，并且，根据本发明的人体信息测量装置可根据这些数据计算出人体的体脂率、体内含水率、心电图等相关健康信息，特别地，本发明可通过一台设备实现上述功能，从而降低了以往采购多套设备的成本，并且使用者只需要站在本发明所揭示的测量装置上，双手依然可以操作手机或其他智能终端，并在终端上看到相应的测量结果和分析结果，因此，与需要手持的传统测量设备相比，本发明的操作体验更佳。

技术领域

本发明涉及人体测量领域，特别地，涉及人体重量、电阻率、心电等和健康有关的信息的测量及处理。

背景技术

具有重量传感器的人体测量设备通常可用作一种熟知的人体测量设备，这种人体测量设备包括一个两层结构的测量平台，即上壳体和下壳体。测量平台的上壳体一般用轧制的钢板通过压制工艺而形成，从而使它的形状类似于箱子的盖子，也可由亚克力或玻璃等其他材料形成。上壳体具有足够的机械强度，以便当使用者位于测量平台上时能传递人体的重量而无永久变形。测量平台的下壳体通常用彩色塑性树脂通过注模法而形成。下壳体的形状也类似于箱子的盖子，所述上壳体和/或下壳体可设有肋或槽，所述上壳体设有用压制工艺、喷涂工艺、或电镀工艺等形成的电极，以用于测量人体电阻，然而，所述电极的作用仅在于向人体通电并通过测量人体足底的电压来测量人体的电阻，进而计算出人体的体脂率和体内含水率等数据，对于所述电极是一种无形的资源浪费，换言之，设置在所述人体测量设备上的电极还可用于测量人体的其他参数，诸如本发明中所提到的用于测量人体足底的被动电势，以获得人体心电图。

实际上，这些电极还可以用于在不向人体通电的情况下获取人体足底的被动生物电势信号。理论上，人体任意两点之间都存在心电引起的电势差，两个电极即可实现心电测量。在心电测量过程中，所述电极与皮肤的接触面积对测量结果有着至关重要的影响，即所述电极与人体的接触面积越大，则连通效果越好、测得的心电信号的共模抑制比越高。所述连通效果指的是电极与人体之间的接触电阻率，所述接触电阻率越小，则连通效果越好。

利用两个电极测量人体心电信息的困难在于，在测量过程中，存在交流市电共模电压的干扰，一般采用“右脚驱动”的方法来消除所述干扰，从而获得一个导联的心电信号，换言之，通常需要至少3个电极才能获得较为准确的人体的心电信息，即获得所谓的“3芯线”标准导联，这样会导致设备昂贵。所谓“右脚驱动”机制是将人体的共模电压，经过放大和倒相之后，通过限流电阻反馈到右脚电极上，这是一个负反馈回路，将使共模电压降低，人体的位移电流不流到地，而是流到运放的输出端，就心电放大器而言，这样就减小了共模电压的拾取。

测量人体电阻率的重要目的之一是为了计算人体的脂肪率，尽管市面上已经出现了单独用于测量人体体脂率和体重的“体脂秤”或其他多功能的“智能秤”，也有可单独用于监测心电的设备，但测量心电的设备的电极通常需要与人体心脏附近的部位保持接触，而测量人体体脂率设备的电极通常与人体足底或手部保持接触，换言之，若想同时测量人体的体脂和心电，通常需要两套独立的装置或仪器，用于测量人体体脂率的装置一般具有两个供电电极和两个测量电极，共4个电极；而如上所述，用于测量人体心电的设备则至少需要具有3个电极。那么，如上所述，若想同时测量人体的体脂和心电信息，则至少需要7个电极，同时还需要相应的信号放大部件、滤波部件、以及处理器部件等，导致设备成本非常昂贵，造成对于资源的一种浪费。尽管测量人体电阻率和检测人体心电信息都是通过测量人体表皮电势来完成的，但为完成这两种目的所测量的电势具有很大差异：在测量人体电阻过程中，首先利用所述供电电极对人体通以特定恒定的电流，并通过两个测量电极测量人体的电势差，这样所获得的电势信息在发明中称为主动电势,以下简称“电压”；对应地，在不对人体通以电流的情况下，可仅通过两个测量电极来测量由心电所引起的人体两个部位的电势信号进而获得电势差，这样所获得的电势信息在本发明中称为被动电势，以下简称“电势”，但是，这样的定义或简称不应当理解成与物理学上定义的冲突，而只是为了体现本发明所测量物理量之间差异的标号而已。