[发明专利]一种基于生物电阻抗的腰围测量仪及其方法

权利要求书

1.一种基于生物电阻抗的腰围测量方法，其特征是，包括步骤如下：

步骤1、构建基于BP神经网络的腰围测量模型，该基于BP神经网络的腰围测量模型由输入层、隐藏层和输出层组成；其中输入层的输入向量包括身高、体重、年龄以及三个不同频率下的腹部阻抗值；输出层的输出向量包括腰围；

步骤2、采集训练样本集，该训练样本集由不同人群的样本数据组成，每个样本数据均包括身高、体重、年龄、三个不同频率下的腹部阻抗值和腰围；

步骤3、将步骤2所得到的训练样本集输入到步骤1所构建的基于BP神经网络的腰围测量模型中，对基于BP神经网络的腰围测量模型进行训练学习，得到训练好的基于BP神经网络的腰围测量模型；

步骤4、将步骤3所得到的训练好的基于BP神经网络的腰围测量模型嵌入到基于生物电阻抗的腰围测量仪的微控制器中；

步骤5、在正式测量之前，利用2个精密电阻对基于生物电阻抗的腰围测量仪的系统参数即斜率和偏移量进行校正；即分别将基于生物电阻抗的腰围测量仪的激励电极和测量电极接在精密电阻的两段，基于生物电阻抗的腰围测量仪通过激励电极向精密电阻发出激励信号，测量电极采集精密电阻所反馈的电压值，此时，基于生物电阻抗的腰围测量仪的微控制器根据返回的电压值计算系统的斜率和偏移量；其中：

步骤6、测量时，在基于生物电阻抗的腰围测量仪中输入测试者的身高、体重和年龄，将基于生物电阻抗的腰围测量仪的激励电极、测量电极和温度传感器贴于测试者的腹部，并保证在测量过程中，测试者正常站立且不触碰外界导电体；

步骤7、基于生物电阻抗的腰围测量仪通过激励电极对测试者的腹部分别施加三个不同频率的激励信号，测量电极采集这三个不同频率下的腹部电压值，并送入微控制器中；

步骤8、基于生物电阻抗的腰围测量仪的微控制器基于步骤5所确定的统的斜率和偏移量，分别计算三个不同频率下的腹部阻抗值；其中：

Z＝K×ADC+ε；

步骤9、腹部健康综合检测分析仪的微控制器将所得到的测试者的身高、体重、年龄、三个不同频率下的腹部阻抗值送入到基于BP神经网络的腰围测量模型中，基于BP神经网络的腰围测量模型预测出测试者的腰围。

2.根据权利要求1所述的一种基于生物电阻抗的腰围测量方法，其特征是，步骤1、步骤2、步骤7、步骤8和步骤9的三个不同频率一一对应，且均处于1KHz～1MHz频率范围内。

3.实现权利要求1所述方法的一种基于生物电阻抗的腰围测量仪，其特征是，由恒流源产生电路、信号采集电路、信号放大电路、信号调理电路、幅相检测电路、AD数据采集电路、微处理器和数据处理平台组成；微处理器的控制端与恒流源产生电路连接；恒流源产生电路的输出端即激励电极与人体腹部接触，信号采集电路的输入端即测量电极与人体腹部接触，且恒流源产生电路的输出端与信号采集电路的输入端相隔一定距离；信号采集电路的输出端依次经由信号放大电路、信号调理电路、幅相检测电路和AD数据采集电路后与微处理器的输入端连接，微处理器的输出端与数据处理平台连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于生物电阻抗的腰围测量仪，其特征是，恒流源产生电路的输出端输出的三种1KHz～1MHz频率范围内的正弦激励信号。

5.根据权利要求3所述的一种基于生物电阻抗的腰围测量仪，其特征是，恒流源产生电路由DSS芯片、放大滤波电路和压控恒流源电路组成；其中DSS芯片进一步由相位累加器、波形存储器、数模转换器和低通滤波器组成；

微处理器的控制端连接相位累加器的输入端，以及相位累加器和数模转换器的时钟控制端；相位累加器的输出端与波形存储器的输入端连接，波形存储器的输出端与数模转换器的输入端连接，数模转换器的输出端与低通滤波器的输入端连接；低通滤波器的输出端连接放大滤波电路的输入端，放大滤波电路的输出端连接压控恒流源电路的输入端，压控恒流源电路的输出端形成恒流源产生电路的输出端。

6.根据权利要求3所述的一种基于生物电阻抗的腰围测量仪，其特征是，信号调理电路由陷波器和带通滤波器组成；陷波器的输入端形成信号调理电路的输入端，陷波器的输出端与带通滤波器的输入端连接，带通滤波器的输出端形成信号调理电路的输出端。