[发明专利]一种基于生物电阻抗的腰围测量仪及其方法在审
申请号: | 202110380734.7 | 申请日: | 2021-04-09 |
公开(公告)号: | CN113080938A | 公开(公告)日: | 2021-07-09 |
发明(设计)人: | 许川佩;展翔;陈帅印;张弦;权慧 | 申请(专利权)人: | 桂林电子科技大学 |
主分类号: | A61B5/107 | 分类号: | A61B5/107;A61B5/0537 |
代理公司: | 桂林市持衡专利商标事务所有限公司 45107 | 代理人: | 陈跃琳 |
地址: | 541004 广西*** | 国省代码: | 广西;45 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 生物电 阻抗 腰围 测量仪 及其 方法 | ||
本发明公开一种基于生物电阻抗的腰围测量仪及其方法,先构建基于BP神经网络的腰围测量模型,该模型的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;再利用训练样本集对基于BP神经网络的腰围测量模型进行训练。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;测量时,采集腹部电压值,并送入训练好的基于BP神经网络的腰围测量模型中,得到测试者的腰围。本发明主要用于腰围测量,相较于传动机械卷尺的测量方式,基于电阻抗的测量方式能够消除机械卷尺测量时的由于拉紧力度不同,以及位置的不同所带来的误差。
技术领域
本发明涉及人体健康测量技术领域,具体涉及一种基于生物电阻抗的腰围测量仪及其方法。
背景技术
随着人们的生活水平逐渐提高,肥胖成为现代社会中的一个严重问题,尤其腹部肥胖的人,容易血管硬化、周身乏力、腹胀、消化不良、精神不好、睡眠质量差,容易患高血压、高血脂、糖尿病、脂肪肝、冠心病等心脑血管疾病,更甚者发展为心肌梗塞、脑梗塞、中风、偏瘫、肝硬化等许多严重的疾病。为此,需要借助专业的仪器设备来对人体腹部成分进行检测和分析,以供人们了解自身身体素质发展状况。
发明内容
本发明提供一种基于生物电阻抗的腰围测量仪及其方法,其能够基于生物电阻抗实现对人体腰围的准确测量。
为解决上述问题,本发明是通过以下技术方案实现的:
一种基于生物电阻抗的腰围测量方法,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:
ε=R1-K×ADC1;
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。
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