体脂分布检测仪

体脂分布检测仪

宋如意 王丽铭 吴雨露 何李盟 陈立范

上海健康医学院 上海 201318

摘 要：本仪器则采用红外测量、b超探头、红外热感应等多种设计模式结合在一起，更能精准快捷的计算身体的分部脂肪含量，且更为直观的显示各身体部位的脂肪含量，得出身体体脂率的分部结果。其发展前景较好，便捷且能更直观地看出局部脂肪占身体的百分比。数据细节的优势也使得产品更容易得到推广，得到大众的认可为健康、健身等领域提供力量。

关键词：体脂率、红外测量、健康、健身、红外热感应、局部脂肪测量仪

目前研究表明，体脂分布是代谢失调相关疾病重要的预测因素，而非肥胖本身[1]。脂肪可分为内脏脂肪组织(VAT)和皮下脂肪组织(SAT)。体重指数(BMI)作为衡量肥胖的指标被广泛应用，但其无法有效分辨肌肉组织和脂肪组织与脂肪的区域性分布。腰围、腰臀比、内脏脂肪面积、躯干脂肪含量等指标可反映脂肪的分布特征，是判断腹型肥胖的有效参考指标。现就体脂分布检测仪简述[2]。

一、背景分析

现今体脂率高低是衡量自身健康的标准之一，我国局部脂肪堆积或者分布异常的人数庞大，国内外已有对全身脂肪测量的相关仪器设备，如体脂秤等。发展体脂的分部检测，更能直观地看出局部脂肪占身体百分比的检测仪具有非常可观的优势和发展前景。

二、核心技术分析

（一）红外热感应[3]模块

由单片机发出控制信号，控制信号通过处理后，去控制红外发光模块向人体发射近红外光信号；由红外光电转换模块检测从人体皮肤表面反射的携带皮下脂肪厚度信息的光信号，将此光信号转化为电信号并对其进行放大、相敏检波等预处理；将处理后的信号送入单片机进行Ａ/Ｄ转换，再由单片机完成各通道的测量；利用逐次逼近算法，对所测信号进行一系列运算处理后计算出皮下脂肪厚度值。声音提示数据处理结束后在液晶屏上显示测量结果，也可通过通讯模块将测量结果传送至PC机。

控制信号处理

（二）单片机程序制作

为了能消除周围环境光对测量的干扰，在脂肪测量过程中选用一定频率的方波作为光源的驱动信号，利用接收到的信号的高低电平，也就是利用发光与闭光时的差异来消除环境光的干扰。改进发光二极管的驱动电路和放大电路，调节光源强度，以提高检测灵敏度，减少测量误差。经光电二极管检测转换得到的电信号通常比较微弱，也很容易受噪声的干扰。基于相敏检波原理[4]，用PGA870成可编程增益放大电路，用于减小噪声，提高系统的信噪比。

检测信号预理模块电路

（三）程序流程图及数据处理

主流程序流程图

系统初始化后延时1秒，系统稳定后将进入待机状态。按下测量键后，系统进入工作状态，单片机按顺序启动各个位置的发光二极管进行发光，同时单片机控制片内12位ADC开始工作，采集光电二极管探测到返回的近红外光信号。各通道检测完后，将各通道测量电压号的平均值与模值电压信号比较，采用逐次逼近算法求出脂肪厚度测量结果，并通过液晶显示屏显示所测脂肪厚度。

三、创新性分析

传统的通用体脂测量仪均是采用身体电阻抗法来计算全身体脂的含量。该检测方法并不精确，由于脂肪钳过于单一，并不能够直观的显示脂肪的含量指数。本仪器则采用红外测量、b超探头、红外热感应等多种设计模式结合在一起，更能精准快捷的计算身体的分部脂肪含量，且更为直观的显示各身体部位的脂肪含量，得出身体体脂率的分部结果。其发展前景较好，便捷且能更直观地看出局部脂肪占身体的百分比，数据细节的优势也使得产品更容易得到推广。

结束语

通过局部脂肪测量仪检测身体特定部位的脂肪含量，打印出报告显示出自己体内局部脂肪的情况可以更加直观了解自身的身体状况。该体脂检测仪具有更广阔前景。

参考文献：

[1]Booth A,Magnuson A,Foster M.Detrimental and protective fat:body fat distribution and its relation to metabolic disease[J].Horm Mol Biol Clin Investig,2014,17(1):13-27.

[2]金泽宇,李华.脂质分布与心血管疾病风险研究[J].中国老年保健医学,2015,13(3):64-68.

[3]梁烁, 刘文怡, 历智强, 白嘉, 彭晴晴. 基于热释电探测器的人体红外感应单元设计[J]. 仪表技术与传感器, 2019, (04): 29-32.

[4]邵文逸, 徐伟. 基于相敏检波的微弱信号检测系统设计[J]. 电子测试, 2020, (11): 25-26.