專利名稱：人體脂肪測(cè)量方法與相應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種簡(jiǎn)易和精確地測(cè)量人體層狀皮下脂肪和內(nèi)臟脂肪的方法和裝置。
背景技術(shù)：
一個(gè)阻抗CT系統(tǒng)，利用媒質(zhì)具有各自的電阻抗值的原理，來測(cè)定一個(gè)三維對(duì)象的空間媒質(zhì)分布。阻抗CT系統(tǒng)使電流穿過一個(gè)對(duì)象，測(cè)量這個(gè)對(duì)象表面感應(yīng)的電勢(shì)分布，并根據(jù)這個(gè)電勢(shì)分布使該對(duì)象內(nèi)的阻抗分布可視化。該系統(tǒng)可用于測(cè)量人體血液、肺部、脂肪等的分布(″BME″Vol.8，No.8(1994)，p.49，日本醫(yī)學(xué)和生物工程協(xié)會(huì))除了阻抗CT系統(tǒng)之外，還有其他測(cè)量電阻抗值和測(cè)定皮下脂肪和內(nèi)臟脂肪數(shù)量的裝置。這種裝置的一個(gè)例子發(fā)表在日本專利公開NO.11-113870(第一現(xiàn)有技術(shù))，另一個(gè)例子發(fā)表在日本專利公開NO.11-123182(第二現(xiàn)有技術(shù))。第一現(xiàn)有技術(shù)，將許多電極附著到人體表面上，測(cè)量電極之間的阻抗值，并為該人體的一個(gè)橫截部分建立一個(gè)阻抗矩陣。然后，一個(gè)操作單元計(jì)算出電極提供信息的該阻抗矩陣和一個(gè)系數(shù)矩陣的乘積，該系數(shù)矩陣通過一個(gè)輸入單元輸入的身體電極附著部分的信息來確定，并提供一個(gè)身體脂肪的橫截分布。第二現(xiàn)有技術(shù)圍繞一個(gè)目標(biāo)身體纏繞一個(gè)帶子，該帶子的內(nèi)側(cè)面帶有電極對(duì)，每個(gè)電極對(duì)包括一個(gè)電流通路形成電極和測(cè)量電極。電極對(duì)基本上等間隔排列。選中兩個(gè)電極對(duì)，在選中的電極對(duì)的電流路徑形成電極之間通過一束交流電，以形成一條電流路徑。測(cè)量電極測(cè)量電流通路中的一個(gè)阻抗值。這兩個(gè)電極對(duì)要恰當(dāng)選擇，以便相鄰電極可以主要測(cè)量皮下脂肪，而相對(duì)電極可以主要測(cè)量?jī)?nèi)臟脂肪。

發(fā)明內(nèi)容
阻抗CT系統(tǒng)在估算一個(gè)內(nèi)在脂肪分布時(shí)涉及到一個(gè)不充足的空間分辨率，所以不能恰當(dāng)?shù)赜?jì)算身體脂肪數(shù)量。另外，該系統(tǒng)還必須執(zhí)行許多數(shù)學(xué)計(jì)算的操作，來測(cè)定一個(gè)身體脂肪數(shù)量。
第一現(xiàn)有技術(shù)沒有具體說明如何形成一個(gè)電極連接部分的系數(shù)矩陣，也沒有具體說明如何利用阻抗和系數(shù)矩陣的乘積來創(chuàng)建一個(gè)身體脂肪橫截部分的分布圖像。
第二現(xiàn)有技術(shù)可以在人體的一個(gè)測(cè)量位置測(cè)出一個(gè)皮下脂肪數(shù)量。然而，測(cè)出的脂肪數(shù)量由于受到體內(nèi)其他媒質(zhì)的數(shù)量和分布的影響，因而是不準(zhǔn)確的。另外，由于受到體內(nèi)層狀皮下脂肪的強(qiáng)烈影響，第二現(xiàn)有技術(shù)不能準(zhǔn)確地測(cè)出人體內(nèi)臟脂肪。
本發(fā)明提供了一種人體脂肪測(cè)量方法，能夠簡(jiǎn)易而準(zhǔn)確地測(cè)出人體層狀皮下脂肪的數(shù)量，例如厚度或橫截面積，以及人體內(nèi)臟脂肪的數(shù)量，同時(shí)提供實(shí)現(xiàn)這一方法的一種裝置。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方法根據(jù)本發(fā)明的一種身體脂肪測(cè)量方法，包括在布置在一個(gè)對(duì)象周圍的兩個(gè)電流電極之間通電的一個(gè)步驟，電極間距要足夠短于該對(duì)象的周長(zhǎng)；測(cè)量產(chǎn)生在第一測(cè)量電極和第二測(cè)量電極之間的第一電壓的一個(gè)步驟，第一測(cè)量電極的布置與兩個(gè)電流電極中的一個(gè)相鄰，第二測(cè)量電極的布置基本上與橫穿該對(duì)象的兩個(gè)電流電極相對(duì)；以及依照這個(gè)第一電壓計(jì)算該對(duì)象的皮下脂肪數(shù)量的一個(gè)步驟。
本發(fā)明包括在兩個(gè)布置在一個(gè)對(duì)象周圍的電極之間通電的一個(gè)步驟，這兩個(gè)電極橫穿這個(gè)對(duì)象，基本上彼此相對(duì)；測(cè)量該對(duì)象周圍兩個(gè)電極之間基本上處于居中位置的空間電勢(shì)梯度的一個(gè)步驟；以及根據(jù)這個(gè)空間電勢(shì)梯度計(jì)算該對(duì)象的內(nèi)臟脂肪數(shù)量的一個(gè)步驟。
本發(fā)明也包括一個(gè)在對(duì)象周圍基本上橫穿這個(gè)對(duì)象彼此相對(duì)的兩個(gè)電流電極之間通電的步驟；測(cè)量在兩個(gè)測(cè)量電極之間產(chǎn)生的電壓的一個(gè)步驟，這兩個(gè)測(cè)量電極與兩個(gè)電流電極相鄰；并且用代表該對(duì)象大小的一個(gè)特征量的冪與這個(gè)電壓相乘，并按照乘積計(jì)算出這個(gè)對(duì)象的皮下和內(nèi)臟脂肪的總量的一個(gè)步驟；根據(jù)本發(fā)明，“內(nèi)臟脂肪數(shù)量”總體表示存在于一個(gè)對(duì)象內(nèi)部的脂肪數(shù)量，也就是說，它表示存在于一個(gè)對(duì)象的內(nèi)臟器官四周的內(nèi)臟脂肪的數(shù)量和普通的內(nèi)臟脂肪例如肝臟脂肪的數(shù)量。
附圖簡(jiǎn)述

圖1表示基于第一方面按照第一實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置。
圖2表示當(dāng)一束電流通過兩個(gè)電流電極時(shí)在一個(gè)人體周圍的電勢(shì)分布圖3表示在皮下脂肪厚度和電壓之間的相互關(guān)系。
圖4表示電極間距，皮下脂肪厚度與電壓之間的關(guān)系。
圖5表示基于第一方面按照第一實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置的另一例子。
圖6表示基于第一方面按照第二實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置的另一例子。
圖7A和圖7B表示基于第一方面按照第三實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置。
圖8表示基于第一方面按照第四實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置。
圖9表示人體皮下脂肪斷層攝影圖像的計(jì)算。
圖10表示基于第二方面按照第一實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置。
圖11表示基于第二方面按照第一實(shí)施方案的另一種身體脂肪測(cè)量裝置。
圖12表示基于第二方面按照第一實(shí)施方案的另一種身體脂肪測(cè)量裝置。
圖13表示當(dāng)一束電流通過電流電極時(shí)在人體周圍的電勢(shì)分布。
圖14表示內(nèi)臟脂肪數(shù)量和空間電勢(shì)梯度之間的相互關(guān)系。
圖15表示作為代表人體尺寸的特征量的人體縱向的和橫向的寬度。
圖16表示基于第二方面按照第二實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置。
圖17表示測(cè)量電極的定位，每個(gè)位置表示為從人體上的一個(gè)點(diǎn)到測(cè)量電極中心的距離。
圖18表示標(biāo)準(zhǔn)化距離和空間電勢(shì)梯度之間的相互關(guān)系。
圖19表示基于第二方面按照第三實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置。
圖20表示基于第二方面按照第四實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置。
圖21A和圖21B表示基于第二方面按照第五實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置。
圖22A和圖22B表示基于第二方面按照第六實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置。
圖23A和圖23B表示基于第二方面按照第六實(shí)施方案的另一種身體脂肪測(cè)量裝置。
圖24表示基于第三方面按照第一實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置。
圖25表示基于第三方面按照第一實(shí)施方案的另一種身體脂肪測(cè)量裝置的例子。
圖26表示基于第三方面按照第一實(shí)施方案的另一種身體脂肪測(cè)量裝置的例子。
圖27表示基于第三方面按照第二實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置的例子。而且圖28表示基于第三方面按照第五實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置的例子。
最佳實(shí)施方法本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案將參考對(duì)應(yīng)的附圖詳細(xì)的進(jìn)行說明。
第一方面按照本發(fā)明的第一方面測(cè)量身體脂肪的方法和裝置測(cè)量人體中層狀皮下脂肪的數(shù)量，例如厚度或橫截面積。
圖1示出了基于第一方面按照第一實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置。該裝置有兩個(gè)電流電極，2和3，它們布置在一個(gè)對(duì)象的周圍，例如，一個(gè)對(duì)象(人)1的身體的周圍，電極間距足夠短于對(duì)象1的周長(zhǎng)；一個(gè)電流源4在電極2和3之間提供電流；第一測(cè)量電極5布置得與電極2相鄰；第二測(cè)量電極11布置得基本上跨過對(duì)象1與電極2和3相對(duì)，；電壓表7用來測(cè)量電極5和電極11之間產(chǎn)生的電壓；一個(gè)身體脂肪計(jì)算單元25根據(jù)電壓表7測(cè)出的電壓計(jì)算對(duì)象1的層狀皮下脂肪8的厚度。對(duì)象1有層狀皮下脂肪8非脂肪部分9，其阻抗完全不同于層狀皮下脂肪8的阻抗；內(nèi)臟脂肪10，其阻抗完全不同于非脂肪部分9的阻抗；身體脂肪計(jì)算單元25可以是一個(gè)計(jì)算機(jī)。
下面解釋一個(gè)使用該裝置的身體脂肪測(cè)量方法。電流源4在布置在對(duì)象1的周圍表面的電極2和電極3之間通電。電極2和電極3之間的距離足夠短于對(duì)象1的周長(zhǎng)。電壓表7測(cè)量產(chǎn)生在第一和第二測(cè)量電極5和11之間的電壓。電極5的布置接近電極2，而電極11的布置橫跨對(duì)象1與電極2和電極3相對(duì)。計(jì)算單元25根據(jù)測(cè)出的電壓計(jì)算對(duì)象1的層狀皮下脂肪8的厚度。
圖2概略地示出了對(duì)象1的周圍，由于在電極2和3之間通過電流而感應(yīng)的電勢(shì)(即時(shí)值)分布。在電極11的周圍，空間的電勢(shì)變化很小，因此，用電壓表7測(cè)出的電壓V是穩(wěn)定的，即使稍微改變電極11的位置。電壓V實(shí)際上與對(duì)象1的非脂肪部份9和內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量和分布無關(guān)，因此，有可能簡(jiǎn)易而準(zhǔn)確地測(cè)量在電極2，3和5周圍的皮下脂肪8的厚度。代表性地，電壓V基本上在電流電極2和第一測(cè)定電極5之間的一個(gè)中間的位置反映出皮下脂肪8的厚度d。
電流源4可以是直流源或交流源。如果電流源4是交流電流源，當(dāng)電壓表7測(cè)量電壓(幅度或有效值)時(shí)，可以同時(shí)測(cè)出相位延遲，而且藉此測(cè)出的相位延遲可使用于分析數(shù)據(jù)。當(dāng)測(cè)量一個(gè)人體的時(shí)候，采用交流電比較容易處理，而且交流電流源的頻率可以從10kHz到500kHz，從50kHz到200kHz更佳，而且電流強(qiáng)度可以從0.3mA到3mA。
為了計(jì)算在電極2，3和5周圍皮下脂肪8的厚度d，必須準(zhǔn)備好相關(guān)表達(dá)式，使電壓V(或復(fù)電壓)同皮下脂肪8的厚度d相互關(guān)聯(lián)。要準(zhǔn)備這樣的一個(gè)相關(guān)表達(dá)式，必須檢測(cè)大量的有相同媒質(zhì)和不同厚度d的樣本。基于這些樣本，準(zhǔn)備好相關(guān)表達(dá)式，使依照?qǐng)D1的方法測(cè)出的電壓V同實(shí)際厚度d相互關(guān)聯(lián)。當(dāng)測(cè)量這些樣本上的電壓V時(shí)，相同的電流或不同的電流作用于樣本。當(dāng)采用不同的電流時(shí)，測(cè)量電壓必須以一個(gè)電流為基礎(chǔ)使之標(biāo)準(zhǔn)化。測(cè)量樣本的真實(shí)厚度d，一個(gè)X光CT系統(tǒng)或一個(gè)MRI系統(tǒng)可以提供樣本的斷層攝影圖像，基於這些圖像，可以估算出樣本的皮下脂肪厚度。如果樣本不是人體，就可以機(jī)械地將其切片，直接測(cè)量它們的厚度。樣本可以有已知的內(nèi)在結(jié)構(gòu)。使電壓V(或復(fù)電壓)同皮下脂肪8的厚度d相互關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式可以借助計(jì)算機(jī)，通過解電傳導(dǎo)方程，用數(shù)值計(jì)算來得到。相關(guān)表達(dá)式依賴于對(duì)象1的表面曲率和在皮下的脂肪8和非脂肪部份9之間的接口結(jié)構(gòu)，因此，相關(guān)表達(dá)式根據(jù)皮下脂肪8的厚度被測(cè)量的部份(肚臍區(qū)域，側(cè)面，背面等)的不同而不同。當(dāng)測(cè)量對(duì)象1不同位置的皮下脂肪厚度時(shí)，為每一個(gè)位置準(zhǔn)備一個(gè)相關(guān)表達(dá)式更為優(yōu)選。
皮下的脂肪8的厚度d可以表示為一個(gè)絕對(duì)值或相對(duì)于反映對(duì)象1的橫截面長(zhǎng)度的長(zhǎng)度的比率(相對(duì)值)，該長(zhǎng)度例如為對(duì)象1的周長(zhǎng)U。從它們之中，選擇出一個(gè)最佳的。
圖3示出電壓V和皮下脂肪8的厚度d之間的相互關(guān)系的一個(gè)例子。在圖3中，十字代表為一個(gè)相關(guān)表達(dá)式而準(zhǔn)備的相關(guān)樣本的數(shù)據(jù)點(diǎn)，而點(diǎn)劃曲線代表通過適當(dāng)?shù)刈粉檾?shù)據(jù)點(diǎn)形成的相關(guān)表達(dá)式。當(dāng)皮下的脂肪厚度d增加，電壓V向值V8收斂，反映了皮下脂肪8的阻抗。當(dāng)皮下的脂肪厚度d減少，電壓V向值V9收斂，反映了非脂肪部分9的阻抗。這個(gè)相互關(guān)系可以模擬為一個(gè)解析函數(shù)，例如，一個(gè)雙曲正切函數(shù)(y＝tanh x)。使電壓V同厚度d相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式可以近似為一個(gè)多變量分析，例如一個(gè)包括電壓V的線性多項(xiàng)式。例如，如果厚度d是皮下脂肪8 的絕對(duì)厚度，表達(dá)為d＝a0+a1·V·U+a2·U+a3/U。這里a0，a1，a2和a3是回歸系數(shù)，U是對(duì)象1的周長(zhǎng)。例如，如果厚度d是對(duì)應(yīng)皮下脂肪8的厚度的相對(duì)值，相關(guān)表達(dá)式為d＝a0+a1·V+a2/U+a3/U2。在圖3中，皮下脂肪8的阻抗遠(yuǎn)大于非脂肪部分9的阻抗，而且電壓V是厚度d的一個(gè)增函數(shù)。一旦準(zhǔn)備好相關(guān)表達(dá)式，構(gòu)成同一媒質(zhì)的一個(gè)樣本的皮下脂肪厚度就可以通過在電極2和電極3之間通電，并且根據(jù)電壓表7測(cè)出的電壓解相關(guān)表達(dá)式而計(jì)算出來。
電流電極2和電流電極3之間的距離最好小于對(duì)象1周長(zhǎng)的1/6，小于對(duì)象1周長(zhǎng)的1/8更好。如果電極2和電極3之間距離過大，在它們之間提供的電流會(huì)深深地流進(jìn)對(duì)象1內(nèi)。這時(shí)，測(cè)量電壓V會(huì)受到非脂肪部分9和內(nèi)臟脂肪10的分布和數(shù)量的影響。如果電極2和電極3之間距離過小，在樣本皮下脂肪8厚的情況下，測(cè)量靈敏度會(huì)降低，并且測(cè)出電壓V會(huì)受到電極的形狀和大小的影響。
測(cè)量電極5和電流電極2之間的距離必須在一個(gè)恰當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。如果距離過大，非脂肪部分9和內(nèi)臟脂肪10的分布和數(shù)量會(huì)影響測(cè)量電壓V。另外，如圖4所示，在樣本皮下脂肪薄時(shí)，測(cè)量靈敏度會(huì)降低。如果距離過小，如圖4所示，在樣本皮下脂肪厚的情況下，測(cè)量敏感性會(huì)降低。另外，電極的形狀和大小以及電極和對(duì)象1之間的接觸狀態(tài)會(huì)影響測(cè)量電壓V。測(cè)量電極5和電流電極2之間的距離最好0.5倍到3倍于樣本皮下脂肪的平均厚度。如果皮下脂肪8的厚度是1到4cm，電極間距(中心到中心距離)最好是1cm到15cm，2cm到10cm更好。電流電極2和鄰近測(cè)量電極5之間的電極間距(中心到中心距離)最好是0.6cm到10cm，1cm到6cm更好。電極的形狀例如是圓盤或矩形。如果采用圓盤電極，它們直徑可以從0.6cm到3.5cm，1.5cm到2.5cm更好。
當(dāng)測(cè)量為相關(guān)表達(dá)式準(zhǔn)備的樣本或測(cè)量有未知厚度d的樣本時(shí)，按樣本周長(zhǎng)的比例變換電流電極之間的距離以及電流電極同測(cè)量電極之間的距離是很方便的，或者不考慮樣本的周長(zhǎng)而把電極間距固定在上述的最佳值。如果樣本有廣泛變化的厚度d，范圍從薄到厚，并且用固定的電極間距不能測(cè)量其厚度，那么要準(zhǔn)備和恰當(dāng)?shù)厥褂迷S多測(cè)量系統(tǒng)，它們具有各自的電極間距，以樣本厚度為取決條件。
可以增加圖5的裝置到圖1的裝置中，以提高皮下脂肪8的厚度d的計(jì)算精度。在圖5中，相對(duì)于皮下脂肪8厚度d的測(cè)量點(diǎn)(電極2和5之間的中點(diǎn))電極的布置基本上與圖1中的相對(duì)稱。像圖1的裝置一樣，圖5的裝置采用了一個(gè)電壓表7以測(cè)量電壓V*，它也反映出皮下脂肪8的厚度d?？梢运愠鲇脠D1的裝置測(cè)出的電壓V和電壓V*的平均值，并且準(zhǔn)備使平均電壓同皮下脂肪8的厚度d相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式。于是，像這樣的一個(gè)平均電壓可以用來準(zhǔn)確地計(jì)算皮下脂肪8的厚度d。
下面解釋第二實(shí)施方案?；诘谝环矫嬉勒盏诙?shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置是通過增加圖6的裝置到圖1的裝置上而形成的。圖6的裝置有兩個(gè)電流電極2和12，其布置基本上橫穿對(duì)象1彼此相對(duì)；電流源4；測(cè)量電極13和14，布置在對(duì)象1的周圍表面，基本上位于電極2和電極12的中間位置；電壓表15，用來測(cè)量產(chǎn)生在測(cè)量電極13和14之間的電壓。以及一個(gè)身體脂肪計(jì)算單元25，用來按照電壓表15測(cè)出的電壓，校正用圖1的電壓表7測(cè)出的電壓，并按照校正后的電壓來計(jì)算皮下脂肪8的厚度。
下面解釋一種身體脂肪測(cè)量方法。在圖1的裝置中，電流源4在電極2和3之間通電，電壓表7測(cè)量產(chǎn)生在布置得與電極2相鄰的第一測(cè)量電極5同布置得基本上橫穿對(duì)象1與電流電極2和3相對(duì)的第二測(cè)量電極11之間的第一電壓。
在圖6的裝置中，電流源4在電極2和12之間通電。電壓表15測(cè)量產(chǎn)生在電極13和14之間的第二電壓。身體脂肪計(jì)算單元25使用電壓表15測(cè)出的第二電壓來校正電壓表7測(cè)出的第一電壓，并按照校正后的電壓計(jì)算皮下脂肪8的厚度。
用電壓表7測(cè)出的第一電壓V稍微受到對(duì)象1中非脂肪部分9和內(nèi)臟脂肪10的分布和數(shù)量的影響。該影響可以通過使用在另一個(gè)電極2和12組成的電流路徑中測(cè)出的第二電壓(阻抗)V’來消除。這提高了皮下脂肪8厚度的測(cè)量精度。
利用第二電壓進(jìn)行的校正，是依照一個(gè)相關(guān)表達(dá)式而實(shí)現(xiàn)的?？梢酝ㄟ^把V+a’V’用于圖3的縱坐標(biāo)，并為系數(shù)a’選一個(gè)最佳值，準(zhǔn)備好一個(gè)較好的相關(guān)表達(dá)式，或者，相關(guān)表達(dá)式可以近似為一個(gè)基于多變量分析的線性多項(xiàng)式。如果皮下脂肪8的厚度d是一個(gè)絕對(duì)值，回歸系數(shù)a0，a1，a2，a3和a4，對(duì)象1的周長(zhǎng)U，和測(cè)量電極13與14的間距L被用來表達(dá)厚度，例如為d＝a0+a1·V·U+a2·(V’·U/L)·U+a3·U+a4/U。如果皮下脂肪8的厚度d是一個(gè)相對(duì)值，厚度表示為，例如，d＝a0+a1·V+a2·V’·U/L+a3/U+a4/U2。這樣的相關(guān)表達(dá)式可以用來在測(cè)出樣本電壓V和V’的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)備測(cè)出樣本的皮下脂肪厚度d。
可以增加圖5的裝置到圖1和圖6的裝置上，來進(jìn)一步提高皮下脂肪8的厚度d的測(cè)量精度。即，用圖1的裝置測(cè)出的電壓V同用圖5的裝置測(cè)出的電壓V*取平均，這個(gè)平均值按照用圖6測(cè)出的電壓V’來校正，以計(jì)算皮下脂肪8的厚度d。這樣的情況下，圖3的縱坐標(biāo)是(V+V*)/2+a’·V’，并且為系數(shù)a’選取一個(gè)最佳值；或者，在上面提到的相關(guān)表達(dá)式中，用(V+V*)/2代替V。
下面解釋第三實(shí)施方案，按照第三實(shí)施方案，一種身體脂肪測(cè)量裝置包括圖7A的測(cè)量裝置和圖7B的測(cè)量裝置。圖7A的裝置有兩個(gè)布置在對(duì)象1上的電流電極2和3，電極間距足夠短于對(duì)象1的周長(zhǎng)；電流源4；布置得與電極2和3相鄰的測(cè)量電極5和6；測(cè)量產(chǎn)生在電極5和6之間電壓的電壓表7；以及一個(gè)接收測(cè)量電壓的身體脂肪計(jì)算單元25。圖7B的測(cè)量裝置與圖6的相同，因此，解釋省略。第一實(shí)施方案的條件，包括準(zhǔn)備使電壓同厚度相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式的技術(shù)、電流電極之間的距離、電流電極同測(cè)量電極之間的距離，同樣適用于第三實(shí)施方案。
下面解釋一種身體脂肪測(cè)量方法，在圖7A的測(cè)量裝置中，電流源4在電極2和3之間通電，電壓表7測(cè)量產(chǎn)生在測(cè)量電極5和6之間的第一電壓。
在圖7B的測(cè)量裝置中，電流源4在電流電極2和12間通電。電壓表15測(cè)量產(chǎn)生在測(cè)量電極13和14之間的第二電壓。身體脂肪計(jì)算單元25使用電壓表15測(cè)出的第二電壓來校正電壓7測(cè)出的第一電壓，并根據(jù)校正后的電壓，計(jì)算圍繞著電極2，3，5和6的皮下脂肪8的厚度。以第二電壓為基礎(chǔ)的第一電壓的校正，其實(shí)施類似于第二實(shí)施方案。準(zhǔn)備好類似第二實(shí)施方案的一個(gè)相關(guān)表達(dá)式，以根據(jù)校正后的電壓求出皮下脂肪的數(shù)量。
下面解釋第四實(shí)施方案。圖8表示依照第四實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置。該裝置沿許多方向連續(xù)通電，并在沿著對(duì)象1的周圍的許多點(diǎn)上自動(dòng)測(cè)量對(duì)象1的皮下脂肪8的厚度。在圖8中，從26a到26h的許多電極布置在對(duì)象1的周圍。從26a到26h的電極與電流電極選擇器27和電壓電極選擇器28相連接。
數(shù)據(jù)輸入單元33輸入電極選擇數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)按照從計(jì)算機(jī)35發(fā)出的指令傳遞到電流電極選擇器27。電流電極選擇器27選擇從26a到26h中的兩個(gè)電極作為當(dāng)前工作電極。電流/電壓變流器30轉(zhuǎn)換交流振蕩器29的輸出以在電流電極之間提供一個(gè)預(yù)定電流。
電壓電極選擇器28按照從計(jì)算機(jī)35發(fā)出的指令在剩下的電極中選擇測(cè)量電極。產(chǎn)生在測(cè)量電極之間的電壓通過一個(gè)微分放大器31和A/D轉(zhuǎn)換器32被計(jì)算機(jī)35所獲得。上述操作通過按照從計(jì)算機(jī)35發(fā)出的指令依次選擇電流電極和測(cè)量電極重復(fù)進(jìn)行。當(dāng)提供一個(gè)參考電流時(shí)，計(jì)算機(jī)35獲得的電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成一個(gè)將要產(chǎn)生的電壓。轉(zhuǎn)換后的電壓運(yùn)用于一個(gè)相關(guān)表達(dá)式，即通過數(shù)據(jù)輸入單元33送入并在電壓和皮下脂肪厚度d之間表達(dá)出相關(guān)性?；谶@個(gè)相關(guān)表達(dá)式計(jì)算出皮下脂肪8的厚度d。并從計(jì)算機(jī)35轉(zhuǎn)向一個(gè)數(shù)據(jù)輸出單元34，它顯示這個(gè)厚度。
電流電極被連續(xù)地從電極26a到26h中選擇，以提供例如圖1的電流電極和測(cè)量電極的布置，以便用來沿著對(duì)象1的一個(gè)周長(zhǎng)的許多位置精確的測(cè)出皮下脂肪8的厚度。沿著對(duì)象1的一個(gè)周圍的許多位置測(cè)出的皮下脂肪8的厚度可以與單獨(dú)測(cè)出的對(duì)象1的周邊輪廓數(shù)據(jù)相結(jié)合，以提供皮下脂肪8的一個(gè)概略的斷層圖像。圖9表示一個(gè)皮下脂肪8的斷層圖的一個(gè)例子，它是根據(jù)沿著對(duì)象1的周圍9個(gè)點(diǎn)量出的厚度d1到d9，而繪制出來的。
在對(duì)象1的一個(gè)給定截面上，計(jì)算機(jī)35可以提供皮下脂肪8的一個(gè)模截面積S。為了獲得S，要準(zhǔn)備一個(gè)使電壓V同橫截面積S相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式。測(cè)量一個(gè)單點(diǎn)電壓，例如在對(duì)象1的側(cè)面上，可以粗略計(jì)算出橫截面積S。測(cè)量沿著對(duì)象1的一個(gè)給定截面周圍的幾個(gè)點(diǎn)的電壓V1到Vn更好，并準(zhǔn)備一個(gè)使測(cè)出電壓同皮下脂肪8的橫截面積S相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式。沿著對(duì)象1的橫截面的周長(zhǎng)U可以單獨(dú)測(cè)出，并包括在相關(guān)表達(dá)式中，以提高表達(dá)式的精度。
使電壓(V1到Vn)同一個(gè)橫截面積S相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式，可以像使電壓V同皮下脂肪厚度d相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式一樣來準(zhǔn)備。一個(gè)樣本的皮下脂肪8的橫截面積S可以用一個(gè)X射線CT系統(tǒng)或一個(gè)MRI系統(tǒng)來獲取。如果樣本不是人體，可以把它機(jī)械地切片，直接測(cè)量其皮下脂肪橫截面積。相關(guān)表達(dá)式可以近似為一個(gè)多變量分析。例如，一個(gè)線性多項(xiàng)式，如果數(shù)量S是皮下脂肪8的橫截面積與對(duì)象1的總的橫截面積的比率(相對(duì)值)，相關(guān)表達(dá)式例如是S＝a0+a1·V1+a2·V2+……+an·Vn，這里a0，a1，a2，……和an是回歸系數(shù)。例如，如果包括周長(zhǎng)U，相關(guān)表達(dá)式是，S＝a0+a1·V1+a2·V2+……+an·Vn+b1/U+b2/U2’這里b1和b2是回歸系數(shù)。例如，如果數(shù)量S是皮下脂肪8的絕對(duì)橫截面積，相關(guān)表達(dá)式例如是S＝a0+(a1·V1+a2·V2+……+an·Vn).U2+b1·U+b2·U2。這些相關(guān)表達(dá)式使得根據(jù)在樣本中測(cè)出的一系列電壓(V1到Vn)或一系列電壓與周長(zhǎng)(V1到Vn和U)來計(jì)算一個(gè)樣本的皮下脂肪的橫截面積S成為可能。
測(cè)出皮下脂肪8的體積B是可能的。在這種情況中，在對(duì)象1上的許多點(diǎn)上測(cè)出電壓V1到Vn(n是一個(gè)自然數(shù))，并準(zhǔn)備使測(cè)出的電壓同皮下脂肪8的體積B相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式。周長(zhǎng)和/或重量B0和/或?qū)ο?的一個(gè)重量高度比率單獨(dú)測(cè)出，且它們可以包括進(jìn)相關(guān)表達(dá)式，以提高表達(dá)式的精度。皮下脂肪8的體積是，例如對(duì)象1的身體的體積，腿的體積或上臂的體積。在任何情況中，電極是布置在待測(cè)量部分的周圍的。
使一系列電壓(V1到Vn)同一個(gè)體積B相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式，可以像使電壓V同皮下脂肪厚度相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式一樣來準(zhǔn)備。對(duì)象1中皮下脂肪8的體積可以通過一個(gè)X射線CT系統(tǒng)或一個(gè)MRT系統(tǒng)來獲得。例如，如果數(shù)量B是皮下脂肪8的體積同對(duì)象1的測(cè)量部分的總體積的比率(相對(duì)值)，相關(guān)表達(dá)式為B＝a0+a1·V1+a2·V2+……+an·Vn這里a0到an是回歸系數(shù)。如果對(duì)象1的周長(zhǎng)U包括進(jìn)來，相關(guān)表達(dá)式為，例如B＝a0+a1·V1+a2·V2+……+an·Vn+b1/U+b2/U2。如果對(duì)象1的重量B0包括進(jìn)來，相關(guān)表達(dá)式為，例如B＝a0+a1·V1+a2·V2+……an·Vn+b1/B01/2+b2/B0。這里b1和b2是回歸系數(shù)。例如，如果數(shù)量B是皮下脂肪8的一個(gè)絕對(duì)體積，相關(guān)表達(dá)式例如為B＝a0+(a1·V1+a2·V2+……+an.·Vn)·U2+b1·U+b2·U2，或B＝a0+(a1·V1+a2·V2+……an·Vn)·U2+b1·B01/2+b2·B0。這些相關(guān)表達(dá)式使得根據(jù)樣本中測(cè)出的一系列電壓(V1到Vn)；或一系列電壓和一個(gè)周長(zhǎng)(V1到Vn和U)；或一系列電壓和重量(V1到Vn和B0)來計(jì)算一個(gè)樣本的皮下脂肪的體積B成為可能。也使得計(jì)算該皮下脂肪的重量，來代替體積，成為可能。
可以選擇電極26a到26h構(gòu)成圖1和圖6中電流電極和測(cè)量電極的布置。即，選中兩個(gè)電流電極26a和26b，選中兩個(gè)測(cè)量電極26h和26e，然后選中兩個(gè)電流電極26a和26d，選中兩個(gè)測(cè)量電極26g和26f，以精確地測(cè)量在電極26a和26h之間的皮下脂肪8的厚度。電流電極連續(xù)選中來重復(fù)測(cè)量，以沿著對(duì)象1周圍的許多點(diǎn)精確的提供皮下脂肪8的厚度?？梢赃x擇電極26a到26h，以連續(xù)地構(gòu)成圖1和圖5的電流和測(cè)量電極的布置，以及圖1，圖5和圖6的電流和測(cè)量電極的布置。
可以選中電極26a到26h以構(gòu)成圖7A和7B的電流和測(cè)量電極的布置，即選中兩個(gè)電流電極26a和26b，以及兩個(gè)測(cè)量電極26h和26c，然后，選中兩個(gè)電流電極26a和26d，兩個(gè)測(cè)量電極26g和26f，以準(zhǔn)確地測(cè)量圍繞電極26a和26b的皮下脂肪的厚度。連續(xù)地選中電流電極以重復(fù)測(cè)量，在沿著對(duì)象1的周圍的許多點(diǎn)，準(zhǔn)確地測(cè)量皮下脂肪8的厚度。校正測(cè)量電壓消除了對(duì)象1非脂肪部分9和內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量和分布的影響，以準(zhǔn)確地測(cè)量對(duì)象1的皮下脂肪8的厚度，橫截面積或體積。
按照第1至第4實(shí)施方案，測(cè)量可以在許多電流頻率下進(jìn)行，并且測(cè)量結(jié)果可以相互比較，以提高測(cè)量的可靠性。
第二方面依照本發(fā)明的第二方面測(cè)量身體脂肪的方法和裝置測(cè)量人體中的內(nèi)臟脂肪數(shù)量。
圖10表示了依照第一實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置。該裝置有兩個(gè)電流電極2和3，布置在對(duì)象1的周圍，基本上橫穿對(duì)象1彼此相對(duì)；一個(gè)電流源4；兩個(gè)測(cè)量電極21和22，布置在對(duì)象1的周圍，基本上位于電流電極2和3的中間位置，電極21和22之間的距離足夠小于對(duì)象1的一個(gè)周長(zhǎng)；一個(gè)參考電勢(shì)，用來測(cè)量測(cè)量電極21和22的電勢(shì)；一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)16，用來連接參考電勢(shì)與測(cè)量電極21或22；一個(gè)電壓表7，用來測(cè)量電極21和22的電勢(shì)；以及一個(gè)身體脂肪計(jì)算單元25，用來根據(jù)電壓表7測(cè)出的電壓來計(jì)算內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量。電壓可以在電流電極2和3之間的其他中點(diǎn)測(cè)出，象圖11所示，其中測(cè)量電極21’和22’是相對(duì)于圖10的測(cè)量電極21和22對(duì)稱布置的。電流電極2和3可以分別布置在對(duì)象1的背部和腹部，或分別布置在對(duì)象1的側(cè)面。要精確地測(cè)量?jī)?nèi)臟脂肪數(shù)量，電流電極2和3分別布置在對(duì)象1的背部和腹部更佳，如果電流橫穿對(duì)象1，布置在對(duì)象1的周圍的電流電極數(shù)可以多于2個(gè)，如圖12所示。
圖10和11的身體脂肪測(cè)量裝置可以有一個(gè)數(shù)據(jù)輸入單元33，以輸入與對(duì)象1的周長(zhǎng)、電極21和22之間距離、和電極21’和22’之間的距離相關(guān)的數(shù)據(jù)。身體脂肪計(jì)算單元25根據(jù)通過數(shù)據(jù)輸入單元33輸入的對(duì)象1的周長(zhǎng)、電極21和22之間的距離、及電極21’和22’之間距離、以及電壓表7測(cè)出的電壓來計(jì)算內(nèi)臟脂肪的數(shù)量。
下面解釋一種身體脂肪測(cè)量方法。電流源4在布置在橫穿對(duì)象1基本上彼此相對(duì)的對(duì)象1的周圍上的電流電極2和3之間通電。轉(zhuǎn)換開關(guān)16進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得電壓表7測(cè)出測(cè)量電極21和參考電勢(shì)17之間的電壓V1，并測(cè)出測(cè)量電極22和參考電勢(shì)17之間的電壓V2，計(jì)算單元25根據(jù)電壓表7測(cè)出的電壓V1和V2來計(jì)算內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量m。
在圖10到12中，電流源4可以是直流源或交流源。如果電流源4是交流電流源，當(dāng)電壓表7測(cè)量電壓(振幅或有效值)時(shí)可以同時(shí)測(cè)出相位延遲。測(cè)出的相位延遲用于分析數(shù)據(jù)。當(dāng)測(cè)量人體時(shí)，交流電流源更易于操作。交流電流源的頻率可以從10KHZ到500KHZ，50KHZ到200KHZ更佳，而電流值可以從0.3mA到3mA。
圖13表示響應(yīng)一束電流從電極2流向電極3，對(duì)象1周圍感應(yīng)一個(gè)電勢(shì)(即時(shí)值)的示意性分布。圍繞電極21和22或電極21’和22’的空間電勢(shì)梯度(傾度)的絕對(duì)值相對(duì)較小，它與內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量有密切聯(lián)系。如果空間電勢(shì)梯度的絕對(duì)值大，內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量也大，如果空間電勢(shì)梯度的絕對(duì)值小，內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量也小?？臻g電勢(shì)梯度基本上同對(duì)象1的皮下脂肪8的數(shù)量和分布無關(guān)，因而，簡(jiǎn)易和精確的測(cè)出內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量m而不考慮皮下脂肪8的數(shù)量和分布是可能的。
內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量可以根據(jù)圍繞電極21和22的空間電勢(shì)梯度和圍繞電極21’和22’的空間電勢(shì)梯度之一計(jì)算出，或根據(jù)這兩個(gè)空間電勢(shì)梯度的平均值計(jì)算出。具有大的內(nèi)臟脂肪數(shù)量的人一般來說也有大的總脂肪數(shù)量(內(nèi)臟和皮下脂肪的總和)，因而，空間電勢(shì)梯度對(duì)估算對(duì)象1的總脂肪數(shù)是有用的。
空間電勢(shì)梯度可以是電勢(shì)差|V1-V2|，這里，V1是測(cè)量電極21和參考電勢(shì)17之間測(cè)出的電壓，V2是測(cè)量電極22和參考電勢(shì)17之間測(cè)出的電壓。|V1-V2|可以除以電極21和22之間的距離L12，用|V1-V2|/L12作為V1空間電勢(shì)梯度。可能使用一個(gè)更通用的空間電勢(shì)梯度ζ，它的獲得是通過使電極距離標(biāo)準(zhǔn)化為“L12/U”，且用“L12/U”除|V1-V2|，得到ζ＝|V1-V2|·U/L12。
要計(jì)算內(nèi)臟脂肪的數(shù)量10，必須準(zhǔn)備一個(gè)使空間電勢(shì)梯度同內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量m相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式。準(zhǔn)備這樣一個(gè)相關(guān)表達(dá)式，要測(cè)量有不同脂肪數(shù)量m的大量樣本，發(fā)現(xiàn)用圖10和11中任一方法測(cè)出的空間電勢(shì)梯度同實(shí)際的內(nèi)臟脂肪數(shù)量m之間的關(guān)系。當(dāng)測(cè)量電壓V1和V2時(shí)，供應(yīng)相同的或不同的電流給樣本。當(dāng)使用不同的電流時(shí)，測(cè)量電壓必須基于同一電流使之標(biāo)準(zhǔn)化。要測(cè)量樣本的實(shí)際內(nèi)臟脂肪數(shù)量m，一個(gè)X射線CT系統(tǒng)或MRI系統(tǒng)可以提供樣本的斷層攝像圖，以便計(jì)算內(nèi)臟脂肪的截面積和體積。如果樣本不是人體，可以機(jī)械的把其切成薄片，直接的測(cè)量它們的截面積和體積。樣本可以有已知的內(nèi)在結(jié)構(gòu)。當(dāng)從一個(gè)斷層攝像圖計(jì)算一個(gè)截面積時(shí)，可以考慮電流分布。即不僅需要一個(gè)目標(biāo)截面的斷層攝影圖，而且可能要準(zhǔn)備目標(biāo)截面附近的斷層攝影圖，而目標(biāo)截面的內(nèi)臟脂肪的截面積根據(jù)截面圖群的平均值來計(jì)算。當(dāng)根據(jù)一個(gè)空間電勢(shì)梯度計(jì)算總的脂肪數(shù)量(內(nèi)臟和皮下脂肪的總和)時(shí)，用同樣的方式準(zhǔn)備一個(gè)相關(guān)表達(dá)式。
內(nèi)臟脂肪數(shù)量m可以用內(nèi)臟脂肪10的截面積或體積表示，或者用內(nèi)臟脂肪10的橫截面積同對(duì)象1的整個(gè)橫截面積的比率來表示，或者用內(nèi)臟脂肪10的橫截面積同圍繞內(nèi)臟脂肪10的非脂肪部分9的橫截面積的比率來表示?？梢栽趯?shí)踐中從它們之中選擇表示同空間電勢(shì)梯度最佳聯(lián)系的一個(gè)比率。
原則上，標(biāo)準(zhǔn)空間梯度ζ＝|V1-V2|.U/L12表示內(nèi)臟脂肪10的橫截面積同對(duì)象1的總的橫截面積的比率的良好表達(dá)，或者其橫截面積同圍繞內(nèi)臟脂肪10的非脂肪部分9的比率的良好表達(dá)。這是因?yàn)樗旧蠞M足了關(guān)于電勢(shì)分布的比率法則，即，只要電流保持同一，即使對(duì)象1相同地?cái)U(kuò)大，圖13的電勢(shì)分布不變。如果對(duì)象1的周圍有電勢(shì)分布V＝g(x)，相同更大或更小ζ的對(duì)象1’的周圍有粗略表達(dá)為V＝g(x’)的分布，這里x’＝ζx。用空間電勢(shì)梯度ζ計(jì)算內(nèi)臟脂肪數(shù)量m，最好設(shè)數(shù)量m為上述提到的相對(duì)值。圖14表示空間電勢(shì)梯度ζ同內(nèi)臟脂肪數(shù)量m之間的關(guān)聯(lián)的一個(gè)例子。在圖14中，十字表示產(chǎn)生相關(guān)表達(dá)式的樣本的數(shù)據(jù)點(diǎn)，而點(diǎn)劃的線表示通過恰當(dāng)?shù)淖粉櫴中纬傻南嚓P(guān)表達(dá)式。在圖14中，內(nèi)臟脂肪的阻抗大于非脂肪部分的阻抗，而且ζ是內(nèi)臟脂肪數(shù)量m的增函數(shù)。使內(nèi)臟脂肪數(shù)量m同空間梯度ζ相關(guān)聯(lián)的關(guān)系表達(dá)式m＝f(ζ)能近似為基于多變量分析的一個(gè)線性函數(shù)。在這種情況中，關(guān)系表達(dá)式將為m＝a0+a1.ζ，這里a0和a1是回歸系數(shù)。根據(jù)這個(gè)關(guān)系表達(dá)式，樣本的內(nèi)臟脂肪數(shù)量m可以用電壓表7在樣本上測(cè)出的電壓得出的空間電勢(shì)梯度ζ來計(jì)算。
在一個(gè)周長(zhǎng)U不變的樣本上，當(dāng)電極21和22(或21’和22’)之間距離L12固定時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)空間電勢(shì)梯度ζ等于電壓|V1-V2|。在這種情況中，|V1-V2|而不是ζ有用。在一個(gè)周長(zhǎng)U可變的樣本上，當(dāng)電極21和22(或21’和22’)之間的距離L12按照周長(zhǎng)U的比例變化時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化空間電勢(shì)梯度ζ等于電壓|V1-V2|。在這種情況中，也是|V1-V2|而不是ζ有用。可以改變電極21和22(或21’和22’)之間的距離L12，方法是通過把電極固定在彈性材料例如橡膠構(gòu)成的帶子上，并用這個(gè)帶子纏繞這個(gè)樣本，以使得帶子可以在樣本上伸縮。另一技術(shù)是測(cè)量樣本的周長(zhǎng)，并根據(jù)這個(gè)周長(zhǎng)，機(jī)械地改變樣本上的電極間距。
在圖10(或圖11)中，最好恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置電極21和22(或21’和22’)之間的距離。如果電極21和22之間距離過小，產(chǎn)生在電極21和22之間的電勢(shì)差相對(duì)于測(cè)量靈敏度不足。電極21和22之間的距離最好是3cm或更大。如果電極21和22之間距離過大，測(cè)出的電壓受皮下脂肪8的分布和數(shù)量的影響。相應(yīng)地，電極之間距離最好為周長(zhǎng)的1/6或更短。電極的形狀可以是，例如，圓盤形或矩形。如果采用圓盤形電極，它們的直徑可以從0.6cm到3.5cm，1.5cm到2.5cm更佳。
對(duì)象1的一個(gè)絕對(duì)內(nèi)臟脂肪數(shù)可以算出，方法是，用代表對(duì)象1大小的特征量的冪乘上標(biāo)準(zhǔn)空間電勢(shì)梯度ζ。這種方法一般比通過標(biāo)準(zhǔn)空間電勢(shì)梯度ζ計(jì)算內(nèi)臟脂肪的相對(duì)值具有更高的精確性。內(nèi)臟脂肪的絕對(duì)數(shù)量最好是電極所布置圍繞的橫截部分上或接近該部分的內(nèi)臟脂肪10的橫截面積?？赡苡么韺?duì)象1大小的特征量的冪乘上標(biāo)準(zhǔn)空間電勢(shì)梯度ζ近似得到絕對(duì)總脂肪數(shù)，在此情況下，絕對(duì)總脂肪數(shù)最好是電極所布置的橫截部分上或周圍的內(nèi)臟脂肪10和皮下脂肪8的總的橫截面積。
代表對(duì)象1大小的特征量是同對(duì)象的橫截部分的大小相關(guān)的值。它可以是總的橫截面積S、圍繞對(duì)象的一個(gè)橫截部分周長(zhǎng)U、縱向的寬度W1、或橫向的寬度W2，如圖15所示。代表對(duì)象大小的特征量的冪通常是總橫截面積S的一次冪，縱向的寬度和橫向的寬度的積W2·W2，或者是周長(zhǎng)U的二次冪U2。實(shí)際上，很難準(zhǔn)確測(cè)量總橫截面積S，因此，我們采用同S高度相關(guān)的W1·W2和U2。也可能使用有整數(shù)指數(shù)的值，例如有指數(shù)1的Wi，W2，和U，有指數(shù)2的W12，W22，W1·U，和W2·U，有指數(shù)3的U3和W1·W2·U，和有指數(shù)4的U4。采用有非整數(shù)指數(shù)的值，也是可能的，例如U1.8和U2.2。如此的值的加權(quán)的線性的和或差也是可用的。代表對(duì)象大小的特征量可以是間接地代表對(duì)象的橫截部分面積的數(shù)量，例如對(duì)象的重量或?qū)ο蟮母叨韧亓康谋嚷省?br> 要計(jì)算內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量，準(zhǔn)備使內(nèi)臟的脂肪10的橫截面積m與ζ×W1×W2的乘積，或空間電勢(shì)梯度ζ和代表對(duì)象1的大小的特征量的二次冪的乘積ζ×U2相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式是必要的。相關(guān)表達(dá)式能近似為基于多變量分析的一個(gè)線性的多項(xiàng)式。近似的相關(guān)表達(dá)式是，例如，m＝a0+a1·ζ·W1·W2，或m＝a0+a1·ζ·U2，a0和a1在此是回歸系數(shù)。也可能是m＝a0+a1·ζ·W1·W2+a2·W1·W2，和m＝a0+a1·ζ·U2+a2·U2，a2在此是一個(gè)回歸系數(shù)。在對(duì)象1上其他的電流路徑測(cè)量的其他的電壓V’可以用來提供改進(jìn)了精確性的相關(guān)表達(dá)式，例如m＝a0+a1·ζ·W1·W2+a2·V′·W1·W2，和m＝a0+a1·ζ·U2+a2·V′·U2。同代表對(duì)象1的大小的特征量相關(guān)的值可以不是W1.W2和U2。這些值用W1·W2或U2在相關(guān)表達(dá)式中代替。如果電極21和22之間的距離L12按圖10的周長(zhǎng)U的比例改變，可以采用電壓|V1-V2|，而不是空間電勢(shì)梯度ζ。在這種情況中，相關(guān)表達(dá)式將為m＝a0+a1|V1-V2|·W1·W2，或m＝a0+a1·|V1-V2|·U2。一旦設(shè)置好相關(guān)表達(dá)式，一件給定的樣本的內(nèi)臟脂肪數(shù)量m可以根據(jù)在樣本中測(cè)量出的一個(gè)空間電勢(shì)梯度ζ或電壓|VI-V2|和代表樣本的大小的特征量來計(jì)算。
下面解釋第二實(shí)施方案。圖16表示根據(jù)第二實(shí)施方案的測(cè)量身體脂肪的裝置。這個(gè)裝置有電極2和3，其布置基本上跨過對(duì)象1相互對(duì)立；一個(gè)電流源4；布置在對(duì)象1的周圍基本上位于電極2和3中間位置的測(cè)量電極21到24，鄰近電極距離足夠短于對(duì)象1的周長(zhǎng)；一個(gè)測(cè)量測(cè)量電極21到24的電勢(shì)的參考電勢(shì)17；一個(gè)連接參考電勢(shì)17到測(cè)量電極21到24的轉(zhuǎn)換開關(guān)16；一個(gè)測(cè)量四個(gè)測(cè)量電極21到24的電勢(shì)的電壓表7；一個(gè)數(shù)據(jù)輸入單元33，用來輸入對(duì)象1的周長(zhǎng)U和關(guān)于測(cè)量電極的位置數(shù)據(jù)；以及一個(gè)身體脂肪計(jì)算單元25，用來根據(jù)電壓表7測(cè)量出的電壓和進(jìn)入數(shù)據(jù)輸入單元33的周長(zhǎng)U和電極位置數(shù)據(jù)來計(jì)算對(duì)象1中內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量。電流電極2和3可以分別布置在對(duì)象1的背部和腹部，或分別布置在對(duì)象1的側(cè)部。要精確測(cè)量?jī)?nèi)臟脂肪數(shù)量，電極2和3最好分別布置在對(duì)象1的背部和腹部。
下面解釋一種身體脂肪測(cè)量方法。電流源4在布置在對(duì)象1的周圍表面的電極2和電極3之間通電，電極2和電極3基本上跨過對(duì)象1相互對(duì)立。轉(zhuǎn)換開關(guān)16進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得電壓表7測(cè)出測(cè)量電極21到24和參考電勢(shì)17之間的電壓V1到V4。身體脂肪計(jì)算單元25根據(jù)電壓表7測(cè)出的電壓V1到V4和進(jìn)入數(shù)據(jù)輸入單元33的周長(zhǎng)U和電極位置數(shù)據(jù)計(jì)算出空間電勢(shì)梯度ζ，并根據(jù)空間電勢(shì)梯度ζ計(jì)算出內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量m。
下面解釋如何用電壓V1到V4計(jì)算空間電勢(shì)梯度ζ。圖17表示測(cè)量電極21，22，23和24的位置x1，x2，x3，和x4，這些位置對(duì)應(yīng)從對(duì)象1的表面的一個(gè)點(diǎn)到電極中心的距離。這些電極位置數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)輸入單元33。身體脂肪計(jì)算單元25使用進(jìn)入數(shù)據(jù)輸入單元33的數(shù)據(jù)段x1到x4，并計(jì)算電極21和22之間的距離L12＝x2-x1，電極22和23之間的距離L23＝x3-x2，以及電極23和24之間的距離L34＝x4-x3?；谒鼈?，身體脂肪計(jì)算單元25計(jì)算電極之間的本地空間電勢(shì)梯度ζ為ζ12＝|V1-V2|·U/L12，ζ23＝|V2-V3|·U/L23，以及ζ34＝|V3-V4|·U/L34。找出空間電勢(shì)梯度ζ的最簡(jiǎn)單的方法是計(jì)算當(dāng)?shù)乜臻g電勢(shì)梯度ζ12，ζ23和ζ34的算術(shù)平均值?；蛘?，空間電勢(shì)梯度ζ可以是ζ12，ζ23，和ζ34中最小的。如圖18所示，空間電勢(shì)梯度ζ的獲得也可以通過繪ζ12于x/U＝(x1+x2)/2U，ζ23于x/U＝(x2+x3)/2U，以及ζ34于x/U＝(x3+x4)/2U，令這三個(gè)點(diǎn)擬合一個(gè)二次函數(shù)，找到這個(gè)二次函數(shù)的最小值ζmin，并規(guī)定這個(gè)最小值為空間電勢(shì)梯度ζ。
基于這樣獲得的空間電勢(shì)梯度ζ，同第一實(shí)施方案的方法一樣，可以算出內(nèi)臟脂肪的數(shù)量或總脂肪數(shù)量(內(nèi)臟脂肪和皮下脂肪的總和)。
下面解釋第三實(shí)施方案。圖19表示根據(jù)第三實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置。這個(gè)裝置設(shè)置圖16的身體脂肪測(cè)量裝置的參考電勢(shì)17為對(duì)象1上的電極24。在圖19中，一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)16連接參考測(cè)量電極24到測(cè)量電極21到23中的一個(gè)。電壓表7測(cè)量產(chǎn)生在參考測(cè)量電極24和測(cè)量電極21到23之間的電壓。
下面解釋圖19中的裝置實(shí)施的身體脂肪測(cè)量方法。電流源4在電極2和3之間通電。轉(zhuǎn)換開關(guān)16實(shí)施轉(zhuǎn)換，使得電壓表7可以測(cè)量參考測(cè)量電極24和測(cè)量電極21到23之間的電壓V1到V3。身體脂肪計(jì)算單元25使用電壓表測(cè)出的電壓V1到V3和進(jìn)入數(shù)據(jù)輸入單元33的周長(zhǎng)U和電極位置數(shù)據(jù)，來得出空間電勢(shì)梯度ζ，并根據(jù)空間電勢(shì)梯度ζ計(jì)算內(nèi)臟脂肪數(shù)量10。
正如第二實(shí)施方案用電壓V1到V3得到空間電勢(shì)梯度ζ，通過用V3·U/L34代替第二實(shí)施方案的空間電勢(shì)梯度ζ34，使用這樣得到的空間電勢(shì)梯度ζ和第一實(shí)施方案的方法，可以算出內(nèi)臟脂肪數(shù)量或總脂肪數(shù)量(內(nèi)臟脂肪數(shù)量和皮下脂肪數(shù)量的總和)。
下面解釋第四實(shí)施方案。圖20表示根據(jù)第四實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置。這個(gè)裝置設(shè)置圖10的身體脂肪測(cè)量裝置的參考電勢(shì)17為對(duì)象1上的電極22。電壓表7測(cè)量產(chǎn)生在參考測(cè)量電極22和測(cè)量電極21之間的電壓V。
下面解釋圖20中的裝置實(shí)施的身體脂肪測(cè)量方法。電流源4在電極2和3之間通電。電壓表7可以測(cè)量產(chǎn)生在測(cè)量電極21和參考測(cè)量電極22之間的電壓V。身體脂肪計(jì)算單元25根據(jù)電壓表7測(cè)出的電壓V來計(jì)算內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量m。更精確地，第一實(shí)施方案的電壓|V1-V2|用電壓V來代替，并且采用第一實(shí)施方案同樣的方法來計(jì)算內(nèi)臟脂肪數(shù)量或總脂肪數(shù)量(內(nèi)臟脂肪數(shù)量和皮下脂肪數(shù)量的總和)。
下面解釋第五實(shí)施方案。圖21A表示根據(jù)第五實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置。電流電極2和3的布置基本上橫穿對(duì)象1彼此相對(duì)，定向于第一個(gè)方向標(biāo)作“A”。電流源4在電極2和3之間通電。測(cè)量電極21和22基本上布置在電流電極2和3的中間位置。電壓表7測(cè)量產(chǎn)生在測(cè)量電極21和22之間的電壓。圖21B表示另一種身體脂肪測(cè)量裝置。電流電極2和3的布置基本上橫穿對(duì)象1彼此相對(duì)，定向于第二個(gè)方向標(biāo)作“B”。電流源4在電極2和3之間通電。測(cè)量電極21和22基本上布置在電流電極2和3的中間位置。電壓表7測(cè)量產(chǎn)生在測(cè)量電極21和22之間的電壓。
這樣，電流接連地以許多方向通過對(duì)象1，電流產(chǎn)生的電壓被測(cè)出。根據(jù)這些電壓，身體脂肪計(jì)算單元25準(zhǔn)確地計(jì)算出對(duì)象1中內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量。
這個(gè)測(cè)量方法需要一個(gè)使測(cè)出的n個(gè)電壓(V1到Vn)同內(nèi)臟脂肪數(shù)量m相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式。該相關(guān)表達(dá)式可以象第一實(shí)施方案一樣來準(zhǔn)備。該相關(guān)表達(dá)式可以近似為一個(gè)基于多變量分析的線性表達(dá)式，例如，m＝a0+a1·V1+a2·V2+…+an·Vn，這里a0到an是回歸系數(shù)。一旦準(zhǔn)備好相關(guān)表達(dá)式，可能從一個(gè)樣本測(cè)出的一系列電壓(V1到Vn)算出樣本的內(nèi)臟脂肪數(shù)量m。相關(guān)表達(dá)式的準(zhǔn)備可以根據(jù)一系列值(V1·U/L1，V2·U/L2，…，Vn·U/Ln)來進(jìn)行，這些值的獲得是通過用測(cè)量出的電壓Vi(i＝1到n)乘以單獨(dú)測(cè)出的周長(zhǎng)U，其乘積再除以測(cè)量電極間距Li(i＝1到n)。相關(guān)表達(dá)式使得用樣本中測(cè)出的值(V1·U/L1，V2·U/L2，…，Vn·U/Ln)來計(jì)算樣本的內(nèi)臟脂肪的數(shù)量m成為可能。相關(guān)表達(dá)式的準(zhǔn)備也可以用對(duì)象1的特征量，例如縱向?qū)挾萕1，橫向?qū)挾萕2，以及周長(zhǎng)U。這個(gè)相關(guān)表達(dá)式為m＝a0+(a1·V1·U/L1+a2·V2·U/L2+…an·Vn·U/Ln)·W1·W2，或m＝a0+(a1·V1·U/L1+a2·V2·L2+…an·Vn·U/Ln)·U2。這個(gè)相關(guān)表達(dá)式用于計(jì)算內(nèi)臟脂肪10的橫截面積m。
下面解釋第六實(shí)施方案。根據(jù)第六實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置是把圖22A的一種測(cè)量裝置和/或圖22B的一種測(cè)量裝置增加到圖20的身體脂肪測(cè)量裝置而制成的，或者是把圖23A的一種測(cè)量裝置和/或圖23B的一種測(cè)量裝置增加到圖20的身體脂肪測(cè)量裝置而制成的。圖22A和圖22B的一種測(cè)量裝置與圖7A的身體脂肪測(cè)量裝置相對(duì)應(yīng)。圖23A和圖23B的一種測(cè)量裝置與圖1的身體脂肪測(cè)量裝置相對(duì)應(yīng)。它們的詳細(xì)解釋將省略。
下面解釋一種身體脂肪測(cè)量裝置。在圖20的測(cè)量裝置中，電流源4在電極2和3之間通電。電壓表7可以測(cè)量產(chǎn)生在測(cè)量電極21和22之間的第一電壓V。
在圖22A的測(cè)量裝置中，電流源4在兩個(gè)電流電極36和37之間通電。電壓表40可以測(cè)量產(chǎn)生在兩個(gè)測(cè)量電極38和39之間的第二電壓V’。在圖22B的測(cè)量裝置中，電流源4在兩個(gè)電流電極36’和37’之間通電。電壓表40可以測(cè)量產(chǎn)生在兩個(gè)測(cè)量電極38’和39’之間的第二電壓V”。一個(gè)身體脂肪計(jì)算單元25利用電壓表40測(cè)出的第二電壓V’和V”，來校正電壓表7測(cè)量出的第一電壓V，并根據(jù)校正后的電壓計(jì)算出內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量。
電壓表7測(cè)量出的電壓V包含了對(duì)象1的皮下脂肪8的分布的影響，特別是，圍繞電極2和3的皮下脂肪8的厚度的影響。在圖22B中，電壓(阻抗)V”的測(cè)量通過圍繞電極2通電，而在圖22A中，電壓(阻抗)V”的測(cè)量通過圍繞電極3通電。這樣，這些電壓V”和V’用于消除皮下脂肪的影響，以提高測(cè)量精度。如果預(yù)先知道圍繞電極2的皮下脂肪8的厚度基本上等于圍繞電極3的皮下脂肪的厚度，電壓V’和V”可以僅有一個(gè)用來校正電壓表7測(cè)出的電壓V。
當(dāng)準(zhǔn)備一個(gè)相關(guān)表達(dá)式時(shí)，進(jìn)行電壓的校正。這就是說，圖14的縱座標(biāo)設(shè)為V-a’V’-a”V”，而系數(shù)a’和a”要恰當(dāng)選擇，以提供更佳的相關(guān)性。相關(guān)表達(dá)式可以近似為一個(gè)基于多變量分析的線性多項(xiàng)式，例如m＝a0+a·V-a’·V’- a”·V”，這里a0，a，a’，和a”是待定的回歸系數(shù)。
可以采用一個(gè)更通用的校正技術(shù)，它用到電極21和22之間的距離L12和對(duì)象1的周長(zhǎng)U。在這樣的情況中，圖14的縱座標(biāo)為V·U/L12-a’·V’-a”·V”。一個(gè)基于多變量分析的相關(guān)表達(dá)式為，例如，m＝a0+a·V·U/L12-a’·V’-a”V”。對(duì)象1的周長(zhǎng)U和它的二次冪U2可用作獨(dú)立的變量來提供相關(guān)表達(dá)式m＝a0+a·V·U.L12-a’·V’-a”V”+a1/U+a2/U2，這里a1和a2是回歸系數(shù)。這提高了測(cè)量精度。
代表對(duì)象1的大小的一個(gè)特征量的一個(gè)冪可以用來得出內(nèi)臟脂肪10的一個(gè)橫截面積。在這樣的情況中，一個(gè)基于多變量分析的相關(guān)表達(dá)式為，例如，m＝a0+a·V·(U/L12)·ε-a’·V’·ε’-a”·V”·ε”，這里，ε，ε’，ε”代表對(duì)象1大小的特征量的指數(shù)值。例如，它們是對(duì)象1的縱向長(zhǎng)度W1同橫向長(zhǎng)度W2的乘積W1·W2，以及對(duì)象1的周長(zhǎng)U的二次冪U2。指數(shù)不限于1和2。它們的確定是為了提供更佳的關(guān)聯(lián)性。如果ε，ε’，和ε”個(gè)個(gè)是U2，相關(guān)表達(dá)式將為m＝a0+a·V(U/L12)·U2-a’·V’U2-a”·V”·U2。當(dāng)U和U2用作獨(dú)立的變量，相關(guān)表達(dá)式將為m＝a0+a·V·(U/L12)·U2-a’·V’·U2-a”·V”·U2+a1·U+a2·U2，以提高計(jì)算精度。當(dāng)按照周長(zhǎng)U的比例改變電極21和22之間的距離L12，相關(guān)表達(dá)式為，m＝a0+a·V·ε-a’·V’·ε’-a”·V”·ε”，或m＝a0+a·V·U2-a’·V’·U2-a”·V”·U2+a1·U+a2·U2。
上面提到的樣本采用了圖22中的測(cè)量裝置來校正電壓。代替圖22A的裝置，可以采用圖23A的測(cè)量裝置；而代替圖22B的裝置，可以采用圖23B的測(cè)量裝置。在這一情況中，即使電極41和41’的位置稍微移動(dòng)，用電壓表40測(cè)出的電壓不會(huì)變化很大。這樣，這種布置使得可能在即使電極的位置稍微移動(dòng)的情況下也準(zhǔn)確測(cè)出電壓。這使得計(jì)算內(nèi)臟脂肪數(shù)量更加準(zhǔn)確。圖22或23的電流電極和測(cè)量電極可以布置在沿著對(duì)象1的一個(gè)周長(zhǎng)的其他位置，以基于圖22或圖23的測(cè)量手段來測(cè)量第二電壓。測(cè)出的第二電壓用于校正第一電壓V，以進(jìn)一步提高測(cè)量精度。圖22或23的測(cè)量裝置可以添加到圖10，11，12，16，和19中的任何一個(gè)測(cè)量裝置，而不是添加到圖20的裝置中，來精確的測(cè)量?jī)?nèi)臟脂肪的數(shù)量。
下面解釋第七實(shí)施方案。根據(jù)第七實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置有圖8的身體脂肪測(cè)量裝置相同的結(jié)構(gòu)并依次按不同的方向通電，以自動(dòng)測(cè)量對(duì)象1中的內(nèi)臟脂肪。通過數(shù)據(jù)輸入單元33，一個(gè)使電壓同內(nèi)臟脂肪數(shù)量m相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式進(jìn)入計(jì)算機(jī)35。計(jì)算機(jī)35使用這個(gè)相關(guān)表達(dá)式來得出內(nèi)臟脂肪數(shù)量m，并用內(nèi)臟脂肪數(shù)量m提供給數(shù)據(jù)輸出單元34。數(shù)據(jù)輸出單元34顯示收到的數(shù)據(jù)。第七實(shí)施方案的其他部分和測(cè)量操作同于第一方面的第四實(shí)施方案的相應(yīng)部分。
下面解釋選擇電流電極和測(cè)量電極。例如，圖20，21A，和21B的布置被依次選用。圖22或圖23的電壓校正過程可以在每個(gè)方向另外執(zhí)行，以消除對(duì)象1的皮下脂肪的分布和數(shù)量的影響。這使得內(nèi)臟脂肪10數(shù)量的計(jì)算精度提高。
第一到第七實(shí)施方案可在不同的電流頻率下實(shí)施測(cè)量，并彼此比較測(cè)量結(jié)果，以提高測(cè)量的可靠性。
第三方面根據(jù)第三方面的測(cè)量身體脂肪和一種方法和裝置測(cè)量皮下脂肪的數(shù)量，例如皮下脂肪的厚度或橫截面積，測(cè)量?jī)?nèi)臟脂肪的數(shù)量，例如內(nèi)臟脂肪的橫截面積，或皮下脂肪和內(nèi)臟脂肪數(shù)量的總和。
圖24表示一種基于第三方面按照第一實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置。這個(gè)裝置有兩個(gè)電流電極2和3，其布置沿著，例如對(duì)象1的身體的一個(gè)周圍，近似地通過對(duì)象1彼此相對(duì)；一個(gè)電流源4；一個(gè)測(cè)量電極42，其布置接近電極2；一個(gè)測(cè)量電極43，其布置接近電極3；一個(gè)電壓表7，用來測(cè)量產(chǎn)生在兩個(gè)測(cè)量電極42和43之間的電壓；以及一個(gè)身體脂肪計(jì)算單元25，用來根據(jù)電壓表7測(cè)出的電壓來計(jì)算對(duì)象1的皮下脂肪8的橫截面積和內(nèi)臟脂肪10的橫截面積的總和。電流電極2和3可以分別布置在對(duì)象1的背部和腹部，或分別布置在對(duì)象1的側(cè)部。要準(zhǔn)確的計(jì)算脂肪數(shù)量，它們最好是分別布置在對(duì)象1的背部和腹部。鄰近電極3的測(cè)量電極可以布置在基本上穿過電極3對(duì)稱于電極43的位置，如圖25所示。如果電極能跨過對(duì)象1通電，沿著對(duì)象1的一條周長(zhǎng)的電流電極數(shù)可以大于2個(gè)，如圖26所示。
下面解釋一種身體脂肪測(cè)量裝置。在圖24的測(cè)量裝置中，電流源4在電極2和3之間通電。電壓表7測(cè)出產(chǎn)生在測(cè)量電極42和43之間的電壓V。身體脂肪計(jì)算單元25利用電壓表7測(cè)出的電壓V來計(jì)算對(duì)象1中皮下脂肪8的橫截面積和內(nèi)臟脂肪10的橫截面積的總和m’。有大的總脂肪數(shù)量(皮下脂肪和內(nèi)臟脂肪的總和)的人通常有大的內(nèi)臟脂肪數(shù)量。因此，電壓V可用來計(jì)算對(duì)象1的內(nèi)臟脂肪10的橫截面積m。
電流源4已經(jīng)在第一方面作了解釋，因此，它的解釋將省略。
當(dāng)電流基本上通過對(duì)象1時(shí)，如圖24所示，容易預(yù)計(jì)產(chǎn)生的電壓同主要導(dǎo)致對(duì)象1中的電阻的脂肪數(shù)量有一些關(guān)聯(lián)。但是，令人驚奇的是，電壓V準(zhǔn)確的反映了對(duì)象1的皮下脂肪8的橫截面積同內(nèi)臟脂肪10的橫截面積的總和與在電極所圍繞的橫截面或周圍的對(duì)象1的總的橫截面積的比率(相對(duì)值)。同樣超出預(yù)期的是，通過把該電壓乘以一個(gè)代表對(duì)象1的大小的特征量的冪的乘積，表現(xiàn)了在正被討論的橫截面上同皮下脂肪8的橫截面積和內(nèi)臟脂肪10的橫截面積的總和(絕對(duì)值)的強(qiáng)烈相關(guān)。代表對(duì)象的大小的特征量和它的一個(gè)冪已經(jīng)在第二方面的第一實(shí)施方案中作了解釋。
要計(jì)算皮下脂肪8和內(nèi)臟脂肪10的總和m’，準(zhǔn)備使電壓V同脂肪數(shù)量m’相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式是必要的?；蛘撸瑴?zhǔn)備使電壓V同代表對(duì)象1的大小的特征量的冪的乘積，例如V×W1×W2，或V×U2與脂肪數(shù)量m’相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式是必要的。相關(guān)表達(dá)式的準(zhǔn)備可以象第二方面的第一實(shí)施方案。
這個(gè)相關(guān)表達(dá)式可以近似為一個(gè)基于多變量分析的線性多項(xiàng)式。如果數(shù)量m’表示皮下脂肪8的橫截面積和內(nèi)臟脂肪10的橫截面積的總和同對(duì)象1的總的橫截面積的比率(相對(duì)值)，表達(dá)式將為，例如，m’＝a0+a1·V+a2·L/U，這里，a0，a1，和a2是回歸系數(shù)，而L是電極2和42之間的距離，或電極3和43之間的距離。如果數(shù)量m’表示皮下脂肪8的橫截面積和內(nèi)臟脂肪10的橫截面積的總和(絕對(duì)值)，相關(guān)表達(dá)式將為，m’＝a0+a1·V·W1·W2，或m’＝a0+a1·V·U2。值W1·W2和U2可以用作獨(dú)立的變量，以提供表達(dá)式m’＝a0+a1·V·W1·W2+a2·W1·W2+a3·W1·W2·L/U，或者m’＝a0+a1·V·U2+a2·U2+a3·U2·L/U，這里a3是一個(gè)回歸系數(shù)。這提高了相關(guān)表達(dá)式的精度。代表對(duì)象1的大小的特征量的指數(shù)值不限于W1·W2和U2。如果采用其他的指數(shù)值，它們用W1·W2和U2來代替。一旦相關(guān)表達(dá)式設(shè)定好，一個(gè)樣本的脂肪數(shù)量m’可以用相關(guān)表達(dá)式，樣本測(cè)出的電壓V，代表樣本的大小的特征量算出，在圖24中，電流電極2和測(cè)量電極42之間的距離必須在一個(gè)恰當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。如果距離過大，因?yàn)槠は轮?更少占用測(cè)量電壓V，電壓下降，使測(cè)量精度下降。另外，在薄的皮下脂肪的樣本上，測(cè)量敏感性會(huì)較差。如果距離過小，在厚的皮下脂肪的樣本上，測(cè)量敏感性會(huì)較差。另外，電極的形狀和大小以及電極同對(duì)象1的接觸狀態(tài)會(huì)影響測(cè)量電壓V。電極2和42之間的距離最好是0.3倍到3倍于皮下脂肪8的厚度。當(dāng)沿著一個(gè)人體的腰部周圍布置電極時(shí)，電極2和42之間的距離(中心到中心的距離)最好是0.6cm到12cm，1cm到6cm更好。電極2和42之間的距離可以按照一個(gè)對(duì)象的周長(zhǎng)U的比例改變。按照周長(zhǎng)的比例改變電極間距可以實(shí)現(xiàn)，方法是把電極固定在一個(gè)彈性材料例如橡膠構(gòu)成的帶子上，并把帶子繞在一個(gè)對(duì)象上，使電極可在對(duì)象上伸縮。同樣的原理可以應(yīng)用于電極3和43之間的距離。
電流電極和測(cè)量電極的形狀是，例如，圓盤形或矩形。如果采用圓盤形電極，它們的直徑可以為0.6cm到3.5cm，1.5cm到2.5cm更佳。
下面解釋第二實(shí)施方案。圖27表示按照第二實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置。該裝置有兩個(gè)電極2和3，布置在例如對(duì)象1的身體的周圍，基本上穿過對(duì)象1彼此相對(duì)；電流源4；測(cè)量電極44，其布置接近電極3；測(cè)量電極45，布置在對(duì)象1的周圍，基本上位于兩個(gè)電流電極2和3之間的中間位置；電壓表7，用來測(cè)量產(chǎn)生在兩個(gè)測(cè)量電極44和45之間的電壓；身體脂肪計(jì)算單元25，用來根據(jù)電壓表7測(cè)出的電壓來計(jì)算對(duì)象1中皮下脂肪8的橫截面積和內(nèi)臟脂肪10的橫截面積的總和。電流電極2和3可以分別布置在對(duì)象1的背部和腹部，或分別布置在對(duì)象1的側(cè)部。要準(zhǔn)確的計(jì)算脂肪數(shù)量，它們最好是分別布置在對(duì)象1的背部和腹部。電流電極3和測(cè)量電極44之間的距離設(shè)置在一個(gè)恰當(dāng)?shù)姆秶?，象圖24中的電流電極2和測(cè)量電極42之間的距離一樣。
下面解釋一種身體脂肪測(cè)量裝置。在圖27的測(cè)量裝置中，電流源4在電極2和3之間通電。電壓表7測(cè)出產(chǎn)生在測(cè)量電極44和45之間的電壓V。身體脂肪計(jì)算單元25利用電壓表7測(cè)出的電壓V來計(jì)算對(duì)象1中皮下脂肪8的橫截面積和內(nèi)臟脂肪10的橫截面積的總和m’。有大的總脂肪數(shù)量(皮下脂肪和內(nèi)臟脂肪的總和)的人通常有大的內(nèi)臟脂肪數(shù)量。因此，電壓V能用來計(jì)算對(duì)象1的內(nèi)臟脂肪10的橫截面積m。
要計(jì)算皮下脂肪8和內(nèi)臟脂肪10的總和m’，準(zhǔn)備使電壓V同脂肪數(shù)量m’相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式是必要的?；蛘撸瑴?zhǔn)備使電壓V同代表對(duì)象1的大小的特征量的冪的乘積，例如V×W1×W2，或V×U2與脂肪數(shù)量m’相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式是必要的。相關(guān)表達(dá)式的準(zhǔn)備可以仿效第一實(shí)施方案。在第一實(shí)施方案的相關(guān)表達(dá)式中，L被定義為電極3和44之間的距離。這個(gè)相關(guān)表達(dá)式使根據(jù)一個(gè)樣本上測(cè)出的電壓V和代表樣本大小的特征量計(jì)算樣本的脂肪數(shù)量m’成為可能。
下面解釋第三實(shí)施方案。第三實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置由增加圖1的身體脂肪測(cè)量裝置到圖24的身體脂肪測(cè)量裝置而構(gòu)成。這個(gè)裝置已經(jīng)在第三方面的第一實(shí)施方案和第一方面的第一實(shí)施方案中解釋過，因此，將不再解釋。
下面解釋一種身體脂肪測(cè)量裝置。在圖24的測(cè)量裝置中，電流源4在電極2和3之間通電。電壓表7測(cè)出產(chǎn)生在測(cè)量電極42和43之間的第一電壓V。在圖1的測(cè)量裝置中，電流源4在電極2和3之間通電。電壓表7測(cè)出產(chǎn)生在測(cè)量電極5和11之間的第二電壓V’。身體脂肪計(jì)算單元25利用電壓表7測(cè)量出的第一電壓和第二電壓V和V’，來計(jì)算對(duì)象1中皮下脂肪8的橫截面積和內(nèi)臟脂肪10的橫截面積的總和m’。第一電壓V用第二電壓V’來校正，以提高脂肪數(shù)量m’的計(jì)算精度。
要計(jì)算皮下脂肪8和內(nèi)臟脂肪10的總和m’，有必要準(zhǔn)備使第一電壓和第二電壓V和V’同脂肪數(shù)量m’相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式。這個(gè)相關(guān)表達(dá)式可以近似為一個(gè)基于多變量分析的線性多項(xiàng)式。如果數(shù)量m’表示皮下脂肪8的橫截面積和內(nèi)臟脂肪10的橫截面積的總和同對(duì)象1的總的橫截面積的比率(相對(duì)值)，表達(dá)式將為，例如，m’＝a0+a1·V+a2·V’+a3·L1/U+a4·L2/U+a5·L2’/U+a6·L2·L2’/U2，這里，a0到a6是回歸系數(shù)，L1是電極2和42之間的距離，或圖24的電極3和43之間的距離，L2是圖1的電極2和3之間的距離，L2’是圖1的電極2和5之間的距離。如果數(shù)量m’表示皮下脂肪8的橫截面積和內(nèi)臟脂肪10的橫截面積的總和(絕對(duì)值)，相關(guān)表達(dá)式將為，m’＝a0+a1·Vε+a2·V’·ε’，或進(jìn)一步提高精度，m’＝a0+a1·Vε+a2·V’ε’+(a3+a4·L1/U)·ε+(a5+a6·L2/U+a7·L2’/U+a8·L2·L2’/U2)·ε’，這里a0到a8是回歸系數(shù)，而ε和ε’是代表對(duì)象1的大小的特征量的指數(shù)值，例如對(duì)象的縱向的長(zhǎng)度和橫向的長(zhǎng)度的積W2·W2，或者是對(duì)象的周長(zhǎng)U的二次冪U2。指數(shù)值不限于1和2，其取決使關(guān)聯(lián)最優(yōu)化。一旦相關(guān)表達(dá)式設(shè)定好，就被用來根據(jù)樣本測(cè)出的電壓V和V’和代表樣本的大小的特征量來計(jì)算一個(gè)樣本的脂肪數(shù)量m’。
根據(jù)這個(gè)實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置，圖1的電流電極和測(cè)量電極可以布置在沿著對(duì)象1的周圍的其他位置。在這種情況中，第二電壓的測(cè)量類似于圖1的測(cè)量方法，而測(cè)出的第二電壓用來校正第一電壓V，以進(jìn)一步提高測(cè)量精度。
這個(gè)實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置可以另外用圖7B的身體脂肪測(cè)量裝置來提供。圖7B的身體脂肪測(cè)量裝置的電壓表15測(cè)出第三電壓V”，它用來準(zhǔn)確的計(jì)算對(duì)象1中皮下脂肪8的橫截面積和內(nèi)臟脂肪10的橫截面積的總和m’。如果數(shù)量m’表示皮下脂肪8的橫截面積和內(nèi)臟脂肪10的橫截面積的總和(絕對(duì)值)，要準(zhǔn)備的相關(guān)表達(dá)式為，例如，m＝a0+a·V·ε+a’·V’·ε’+a”·V”·ε”，這里，a0，a，a’和a”是回歸系數(shù)，而ε，ε’，ε”是代表對(duì)象1的大小的特征量的指數(shù)值?；蛘撸瑘D24的身體脂肪測(cè)量裝置可以另外具有圖7A的一種身體脂肪測(cè)量裝置和/或圖7B的一種身體脂肪測(cè)量裝置，以用近似的方式計(jì)算脂肪數(shù)m’。代替圖24的身體脂肪測(cè)量裝置，可以采用圖27的身體脂肪測(cè)量裝置，以近似的方式計(jì)算脂肪數(shù)m’。
下面解釋第四實(shí)施方案。根據(jù)第四實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置具有圖8的裝置同樣的結(jié)構(gòu)，接連地以許多不同的方向供電，并計(jì)算對(duì)象1中皮下脂肪8的橫截面積和內(nèi)臟脂肪10的橫截面積的總和m’。數(shù)據(jù)輸入單元33預(yù)先輸入計(jì)算機(jī)35一個(gè)使電壓同脂肪數(shù)量m’相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式。計(jì)算機(jī)35采用這個(gè)相關(guān)表達(dá)式來得出身體脂肪數(shù)m’，m’傳到數(shù)據(jù)輸出單元34。數(shù)據(jù)輸出單元34顯示脂肪數(shù)m’。這個(gè)實(shí)施方案的其他部分和測(cè)量方法同于第一方面的第四實(shí)施方案。
電流電極和測(cè)量電極的選擇和布置是，例如，如圖24所示的那些，或圖27所示的那些。圖1，圖7A，或圖7B的電極布置也是可用的。在這個(gè)情況中，測(cè)量電極采用上面提到的在每個(gè)方向的校正操作，以精確的測(cè)量皮下脂肪8和內(nèi)臟脂肪10的橫截面積的總和m’。
按照第五實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置包括圖24的測(cè)量裝置和圖28的測(cè)量裝置。身體脂肪測(cè)計(jì)算單元25使用圖24的電壓表7測(cè)出的第一電壓和圖28的電壓表7測(cè)出的第二電壓，來計(jì)算對(duì)象1的皮下脂肪8的數(shù)量。圖28的測(cè)量裝置具有圖6或圖20的測(cè)量裝置相同的結(jié)構(gòu)。圖24的測(cè)量裝置已經(jīng)在第三面的第一實(shí)施方案中作了解釋，因此，不會(huì)詳細(xì)解釋。電極2和46可以是同樣的電極，而電極3和47可以是同樣的電極。代替圖24的身體脂肪測(cè)量裝置，可以采用圖25和圖26中任何一種身體脂肪測(cè)量裝置。
下面解釋一種身體脂肪測(cè)量裝置。在圖24的測(cè)量裝置中，電流源4在第一和第二電流電極3和2之間通電，而電壓表7測(cè)出產(chǎn)生在第一和第二測(cè)量電極43和42之間第一電壓。在圖28的測(cè)量裝置中，電流源4在第三和第四電流電極47和46之間通電，而電壓表7測(cè)量產(chǎn)生在第三和第四測(cè)量電極21和22之間的第二電壓。身體脂肪計(jì)算單元25使用電壓表7測(cè)出的第一電壓和第二電壓來計(jì)算對(duì)象1的皮下脂肪8的數(shù)量。皮下脂肪8的數(shù)量可以是圍繞電極3的皮下脂肪的厚度d和圍繞電極2的皮下脂肪的厚度d’的和d+d’，或在電極布置的橫截部分或圍繞這個(gè)部分的皮下脂肪的橫截面積S。第一電壓基本上是圍繞電極3和2的皮下脂肪8造成的電壓降和內(nèi)臟脂肪10造成的電壓降的總和。第二電壓基本上對(duì)應(yīng)內(nèi)臟脂肪10造成的電壓下降。因此，從第一電壓減去第二電壓準(zhǔn)確的給出了圍繞電極3的皮下脂肪8的厚度和圍繞電極2的皮下脂肪8的厚度的和。第一和第二電壓的差可以近似得出皮下脂肪8的橫截面積。
要計(jì)算圍繞電極3的皮下脂肪的厚度d和圍繞電極2的皮下脂肪的厚度d’的和d+d’，預(yù)先準(zhǔn)備使第一和第二電壓V1和V2同皮下脂肪厚度d+d’相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式。相關(guān)表達(dá)式能近似為基于多變量分析的一個(gè)線性函數(shù)。如果數(shù)量d+d’是皮下脂肪8的厚度的絕對(duì)值，相關(guān)表達(dá)式為，例如，d+d’＝a0+a1·V1·ε1-a2(V2·U/L2)·ε2+a3·ε1+a4·(L1/U)·ε1，這里a0，a1，a2，a3和a4是回歸系數(shù)，L1是電極2和42之間或3和43之間的距離，L2是電極21和22之間的距離，而ε1和ε2是代表對(duì)象1的大小的特征量的指數(shù)值。例如，它們是對(duì)象1的周長(zhǎng)U，或?qū)ο?的縱向長(zhǎng)度W1或橫向長(zhǎng)度W2的一次冪。指數(shù)不限于1，它們的確定是為了提供更佳的關(guān)聯(lián)性。電極到電極的距離L1和L2可以根據(jù)對(duì)象1的周長(zhǎng)U的比例改變。在這種情況中，相關(guān)表達(dá)式為d+d’＝a0+a1·V1·ε1-a2·V2·ε2+a3·ε1。
要計(jì)算皮下脂肪8的橫截面積S，預(yù)先準(zhǔn)備使第一和第二電壓V1和V2同皮下脂肪面積S相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式。如果數(shù)量S是皮下脂肪8的橫截面積的絕對(duì)值，相關(guān)表達(dá)式為，例如，S＝a0+a1·V1·ε1-a2·(V2·U/L2)·ε2+a3·ε1+a4·(L1/U)·ε1，這里ε1和ε2典型的是對(duì)象1的周長(zhǎng)U的平方U2，或穿過對(duì)象1的縱向長(zhǎng)度和橫向長(zhǎng)度W1和W2的乘積W1·W2。電極到電極的距離L1和L2可以根據(jù)對(duì)象1的周長(zhǎng)U的比例改變。在這種情況中，相關(guān)表達(dá)式為S＝a0+a1·V1·ε-a2·V2·ε2+a3·ε1。
圖24中，第一電流電極3和第一測(cè)量電極43之間的距離與第二電流電極2和第二測(cè)量電極42之間的距離的設(shè)置同于所提到的第三方面第一實(shí)施方案。圖28中，第三測(cè)量電極21和第四測(cè)量電極22之間的距離最好設(shè)為如同第二方面第一實(shí)施方案所解釋的圖10的電極21和22之間的距離。
按照該實(shí)施方案，圖28的測(cè)量裝置可以用圖10的測(cè)量裝置來代替。
下面解釋第六實(shí)施方案。根據(jù)第六實(shí)施方案的一種身體脂肪測(cè)量裝置通過增加圖22A或圖23A的測(cè)量裝置和圖22B或圖23B的測(cè)量裝置到第五實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置中構(gòu)成。圖22A或23A的電極36和37最好布置得鄰近圖24的電極3。電極36或37可以相當(dāng)于電極3。圖22B或23B的電極36’和37’最好布置得鄰近圖24的電極2。電極36’或37’可以相當(dāng)于電極2。
下面解釋一種身體脂肪測(cè)量裝置。在圖22A或23A中，電壓表40測(cè)量產(chǎn)生在測(cè)量電極38和39，或38和41之間的第三電壓。在圖22B或23B中，電壓表40測(cè)量產(chǎn)生在測(cè)量電極38’和39’，或38’和41’之間的第四電壓。身體脂肪計(jì)算單元25使用電壓表7測(cè)出的第一和第二電壓以及電壓表40測(cè)出的第三和第四電壓，來像第五實(shí)施方案一樣計(jì)算皮下脂肪8的數(shù)量。
第三電壓主要由于圍繞電極36和37，即電極3的皮下脂肪8的電壓降而產(chǎn)生。第四電壓主要由于圍繞電極36’和37’，即電極2的皮下脂肪8的電壓降而產(chǎn)生。第三和第四電壓同第五實(shí)施方案的第一和第二電壓相結(jié)合，來準(zhǔn)確測(cè)量圍繞電極3和2的皮下脂肪的厚度的總和，或圍繞電極3和2的皮下脂肪的橫截面積。第一和第四電壓可以按任何順序測(cè)出。這些電壓中的任何一個(gè)可以首先測(cè)出。
要計(jì)算圍繞電流電極3的皮下脂肪8的厚度d和圍繞電極2的皮下脂肪的厚度d’的和d+d’，預(yù)先準(zhǔn)備使第一到第四電壓V1，V2，V3和V4同總厚度d+d’相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式。相關(guān)表達(dá)式能近似為基于多變量分析的一個(gè)線性函數(shù)。如果數(shù)量d+d’是皮下脂肪8的厚度的絕對(duì)值，相關(guān)表達(dá)式為，例如，d+d’＝a0+a1·V1·ε1-a2(V2·U/L2)·ε2+a3·V3·ε3+a4·V4·ε4+(a5+a6·L1/U)ε1+(a7·L3/U+a8·L3’/U+a9·L3·L3’/U2)·ε3+(a10·L4/U+a11·L4’/U+a12·L4·L4’/U2)·ε4，這里a0到a12是回歸系數(shù)，L1是電極2和42之間或3和43之間的距離，L2是電極21和22之間的距離，L3是電極36和37之間的距離，L3’是電極36和38之間的距離，L4是電極36’和37’之間的距離，L4’是電極36’和38’之間的距離，而ε1到ε4是代表對(duì)象1的大小的特征量的指數(shù)值。例如，它們是對(duì)象1的周長(zhǎng)U(它的一次冪)的一次冪，和對(duì)象1的縱向長(zhǎng)度W1或橫向長(zhǎng)度W2的一次冪。指數(shù)不限于1，它們的確定是為了提供更佳的關(guān)聯(lián)性。電極到電極的距離L1，L2，L3，L3’，L4和L4’可以根據(jù)對(duì)象1的周長(zhǎng)U的比例改變。在這種情況中，相關(guān)表達(dá)式為d+d’＝a0+a1·V1·ε1-a2·V2·ε2+a3·V3·ε3+a4·V4·ε4+a5·ε1。
要計(jì)算皮下脂肪8的橫截面積S，預(yù)先準(zhǔn)備使第一到第四電壓V1到V4同皮下脂肪的橫截面積S相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式。如果數(shù)量S是皮下脂肪8的橫截面積的絕對(duì)值，相關(guān)表達(dá)式為，例如S＝a0+a1·V1·ε1-a2(V2·U/L2)·ε2+a3·V3·ε3+a4·V4·ε4+(a5+a6·L1/U)ε1+(a7·L3/U+a8·L3’/U+a9·L3·L3’/U2)·ε3+(a10·L4/U+a11·L4’/U+a12·L4·L4’/U2)·ε4，這里ε1到ε4典型的是對(duì)象1的周長(zhǎng)U的平方U2，或?qū)ο?的縱向長(zhǎng)度和橫向長(zhǎng)度W1和W2的乘積W1·W2。電極到電極的距離L1，L2，L3，L3’，L4和L4’可以根據(jù)對(duì)象1的周長(zhǎng)U按比例改變。在這種情況中，相關(guān)表達(dá)式為S＝a0+a1·V1·ε1-a2·V2·ε2+a3·V3·ε3+a4·V4·ε4+a5·ε1。
按照第七實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置包括圖27的測(cè)量裝置和圖28的測(cè)量裝置。身體脂肪測(cè)計(jì)算單元25使用圖27的電壓表7測(cè)出的第一電壓和圖28的電壓表7測(cè)出的第二電壓，來計(jì)算對(duì)象1的皮下脂肪8的數(shù)量。電極2可以等價(jià)于電極46，而電極3可以等價(jià)于電極47。
下面解釋一種身體脂肪測(cè)量裝置。在圖27的測(cè)量裝置中，電流源4在第一和第二電流電極3和2之間通電，而電壓表7測(cè)出產(chǎn)生在第一測(cè)量電極44和第二測(cè)量電極45之間第一電壓。在圖28的測(cè)量裝置中，電流源4在第三和第四電流電極47和46之間通電，而電壓表7測(cè)量產(chǎn)生在第三和第四測(cè)量電極21和22之間的第二電壓。身體脂肪計(jì)算單元25使用電壓表7測(cè)出的第一電壓和第二電壓來計(jì)算對(duì)象1的皮下脂肪8的數(shù)量。皮下脂肪8的數(shù)量可以是圍繞電極3的皮下脂肪的厚度d，或在電極布置的橫截部分或圍繞這個(gè)部分的皮下脂肪的橫截面積S。第一電壓基本上是圍繞電極3的皮下脂肪8造成的電壓降和內(nèi)臟脂肪10造成的電壓降的總和。第二電壓基本上等于內(nèi)臟脂肪10造成的電壓降。因此，從第一電壓減去第二電壓準(zhǔn)確的給出了圍繞電極3的皮下脂肪8的厚度。第一和第二電壓的差可以近似得出皮下脂肪8的橫截面積。第一和第二電壓可以用隨意的順序測(cè)量?？梢韵葴y(cè)量第二電壓，然后測(cè)量第一電壓。
要計(jì)算圍繞電極3的皮下脂肪8的厚度和皮下脂肪8的橫截面積，預(yù)先準(zhǔn)備使第一和第二電壓V1和V2同脂肪數(shù)量相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式。
這個(gè)相關(guān)表達(dá)式的構(gòu)成，可以通過用d代替第五實(shí)施方案的相關(guān)表達(dá)式d+d’，并定義3和44之間的距離為L(zhǎng)1。根據(jù)這個(gè)相關(guān)表達(dá)式和一個(gè)給定樣本測(cè)得的電壓V1和V2，可以算出這個(gè)樣本的皮下脂肪的厚度d和橫截面積S。
下面解釋第八實(shí)施方案。第八實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置的構(gòu)成，是通過增加圖22A或23A的測(cè)量裝置到第七實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置中。圖22A和23A的電極36和37布置得接近圖27的電極3的位置更佳。電極36或37可等價(jià)于電極3。
下面解釋一種身體脂肪測(cè)量裝置。在圖22A或23A中，電壓表40測(cè)量產(chǎn)生在測(cè)量電極38和39，或38和41之間的第三電壓。身體脂肪計(jì)算單元25使用電壓表7測(cè)出的第一和第二電壓及電壓表40測(cè)出的第三電壓，來像第七實(shí)施方案一樣計(jì)算對(duì)象1的皮下脂肪8的數(shù)量。
第三電壓的產(chǎn)生主要因?yàn)閲@電極36和37即電極3的皮下脂肪8導(dǎo)致的電壓降。將第三電壓同第七實(shí)施方案的第一電壓和第二電壓相結(jié)合，進(jìn)一步精確的測(cè)量圍繞電極3的皮下脂肪8的厚度。第一到第三電壓的測(cè)量順序可以任意。電壓中的任何一個(gè)可以先測(cè)。
要計(jì)算圍繞電極3的皮下脂肪8的厚度d或皮下脂肪8的橫截面積S，預(yù)先準(zhǔn)備使第一到第三電壓V1至V3同脂肪數(shù)量相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式。
這個(gè)相關(guān)表達(dá)式的構(gòu)成，例如，由第六實(shí)施方案的相關(guān)表達(dá)式設(shè)置ε4＝0，用d代替d+d’，定義電極3和44之間的距離為L(zhǎng)1。
下面解釋第九實(shí)施方案。按照第九實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置有圖8的裝置相同的結(jié)構(gòu)。類似于第一方面的第四實(shí)施方案，電流沿許多方向連續(xù)通電，并沿著對(duì)象1的周長(zhǎng)的不同點(diǎn)自動(dòng)測(cè)量對(duì)象1的皮下脂肪8的厚度。
電極26a到26h的選擇和布置類似于圖27和28的電流電極和測(cè)量電極，用于測(cè)量第一和第二電壓。準(zhǔn)備一個(gè)類似于第七實(shí)施方案的相關(guān)表達(dá)式，沿著對(duì)象1的周長(zhǎng)的不同點(diǎn)精確的測(cè)量皮下脂肪8的厚度。用于測(cè)量第一到第三電壓的電極26a到26h的選擇和布置類似于圖27，28和22A(或23A)的電流電極和測(cè)量電極。準(zhǔn)備一個(gè)類似于第八實(shí)施方案的相關(guān)表達(dá)式，沿著對(duì)象1的周長(zhǎng)的不同點(diǎn)進(jìn)一步精確的測(cè)量皮下脂肪8的厚度。沿著對(duì)象1的周長(zhǎng)的不同點(diǎn)測(cè)量出的皮下脂肪8的厚度可以同單獨(dú)測(cè)出的對(duì)象1的等高線形狀相關(guān)的數(shù)據(jù)相結(jié)合，使計(jì)算機(jī)35可以概略提供皮下脂肪8的斷層攝影圖像。
計(jì)算機(jī)35可以得出對(duì)象1的皮下脂肪8的橫截面積S。在這樣的情況中，必須準(zhǔn)備一個(gè)使電壓同皮下脂肪8的橫截面積相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式。第一電壓V1(1)，V2(1)，…Vn(1)沿著一個(gè)給定橫截部分的n個(gè)點(diǎn)測(cè)出，第二電壓V1(2)，V2(2)，…Vm(2)沿著同樣的橫截部分的m個(gè)點(diǎn)測(cè)出。一個(gè)使這些電壓同皮下脂肪8的橫截面積S相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式的準(zhǔn)備類似于第七實(shí)施方案。
下面解釋第十實(shí)施方案。按照第十實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置由圖24的測(cè)量裝置，圖22A或23A的測(cè)量裝置，和圖22B或23B的測(cè)量裝置構(gòu)成。圖24的電壓表7測(cè)量產(chǎn)生在測(cè)量電極42和43之間的第一電壓。圖22A(或23A)測(cè)量的電壓表40產(chǎn)生在測(cè)量電極38和39(或38和41)之間的第二電壓。圖22B(或23B)的電壓表40測(cè)量產(chǎn)生在測(cè)量電極38’和39’(或38’和41’)之間的第三電壓。身體脂肪計(jì)算單元25使用測(cè)出的第一到第三電壓來計(jì)算對(duì)象1的內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量。電極36或37布置得接近電極3的位置更佳。電極36或37可以等價(jià)于電極3。電極36’或37’布置得接近電極2的位置更佳。電極36’或37’可以等價(jià)于電極2。代替圖24的測(cè)量裝置，可以采用圖25或圖26的測(cè)量裝置。
下面解釋一種身體脂肪測(cè)量方法。圖24的電壓表7測(cè)量第一電壓。圖22A(或23A)的電壓表40測(cè)量第二電壓。圖22B(或23B)的電壓表40測(cè)量第三電壓。身體脂肪計(jì)算單元25使用電壓表7和40測(cè)出的第一到第三電壓來計(jì)算內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量。第一電壓基本上是由于圍繞電極3的皮下脂肪8造成的電壓降，由于內(nèi)臟脂肪10造成的電壓降和由于圍繞電極2的皮下脂肪8造成的電壓降的和，第二電壓基本上對(duì)應(yīng)圍繞電極3的皮下脂肪8造成的電壓降，第三電壓基本上對(duì)應(yīng)圍繞電極2的皮下脂肪8造成的電壓降。結(jié)果，從第一電壓減去第二電壓和第三電壓得出內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量。第一到第三電壓的測(cè)量順序可以任意。電壓中的任何一個(gè)可以先測(cè)。
要計(jì)算圍繞內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量m，預(yù)先準(zhǔn)備使第一到第三電壓V1到V3同內(nèi)臟脂肪數(shù)量m相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式。如果數(shù)量m是一個(gè)相對(duì)值，例如內(nèi)臟脂肪10的橫截面積同對(duì)象1的總橫截面積的比率，或內(nèi)臟脂肪10的橫截面積同圍繞該內(nèi)臟脂肪的非脂肪部分9的橫截部分面積的比率，這個(gè)相關(guān)表達(dá)式最簡(jiǎn)單的形式是，例如，m＝a0+a1·V1-a2·V2-a3·V3，這里，a0到a3是回歸系數(shù)。如果預(yù)先知道圍繞電極2的皮下脂肪8的厚度基本上等于圍繞電極3的皮下脂肪8，第二和第三電壓中的任何一個(gè)的測(cè)量可以省略。在這種情況中，相關(guān)表達(dá)式為，例如，m＝a0+a1·V1-a2·V2。
如果數(shù)量m是內(nèi)臟脂肪10的絕對(duì)橫截面積，相關(guān)表達(dá)式為，例如，m＝a0+a1·V1·ε1-a2·V2·ε2-a3·V3·ε3+(a4+a5·L1/U)ε1+(a6·L2/U+a7·L2’/U+a8·L2·L2’/U2)·ε2+(a9·L3/U+a10·L3’/U+a11·L3·L3’/U2)·ε3，這里a0到a11是回歸系數(shù)，L1是電極2和42之間或3和43之間的距離，L2是電極36和37之間的距離，L2’是電極36和38之間的距離，L3是電極36’和37’之間的距離，L3’是電極36’和38’之間的距離，而ε1到ε3是對(duì)象1的周長(zhǎng)U的平方U2，或?qū)ο?的縱向長(zhǎng)度W1和橫向長(zhǎng)度W2的乘積W1·W2。指數(shù)不限于1和2，它們的確定是為了提供更佳的關(guān)聯(lián)性。電極到電極的距離L1，L2，L2’，L3，和L3’可以根據(jù)對(duì)象1的周長(zhǎng)U按比例改變。在這種情況中，相關(guān)表達(dá)式為m＝a0+a1·V1·ε1-a2·V2·ε2-a3·V3·ε3+a4·ε1。
這種實(shí)施方案的裝置可以另外附加一個(gè)裝置來實(shí)現(xiàn)，這個(gè)裝置基本上等價(jià)于圖22或23的裝置，它的電極布置在沿著對(duì)象1的周圍的其他位置。在這種情況中，用增加的測(cè)量裝置的電壓表40測(cè)量電壓，它們被包括于相關(guān)表達(dá)式中用于進(jìn)一步精確的計(jì)算內(nèi)臟脂肪的數(shù)量m。
下面解釋第十一實(shí)施方案。按照第十一實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置的構(gòu)成，是通過增加圖28的測(cè)量裝置到第十實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置中。圖28的電壓表7測(cè)量產(chǎn)生在測(cè)量電極21和22之間的第四電壓。身體脂肪計(jì)算單元25，使用測(cè)出的第一到第四電壓，來計(jì)算對(duì)象1的內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量。電極2可以等價(jià)于電極46，而電極3可以等價(jià)于電極47。第四電壓基本上是由于內(nèi)臟脂肪10造成的電壓降的結(jié)果，因此，把第四電壓同第十實(shí)施方案的第一到第三電壓相結(jié)合，更精確的測(cè)量?jī)?nèi)臟脂肪10的數(shù)量。第一到第四電壓可以用任意順序測(cè)出。電壓中的任何一個(gè)可以先測(cè)，得出同樣的效果。
要計(jì)算內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量m，預(yù)先準(zhǔn)備使第一到第四電壓V1到V4同內(nèi)臟脂肪數(shù)量m相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式。如果數(shù)量m是一個(gè)相對(duì)值，例如內(nèi)臟脂肪10的橫截面積同對(duì)象1的總橫截面積的比率，或內(nèi)臟脂肪10的橫截面積同圍繞該內(nèi)臟脂肪的非脂肪部分9的橫截部分面積的比率，這個(gè)相關(guān)表達(dá)式最簡(jiǎn)單的形式是，例如，m＝a0+a1·V1-a2·V2-a3·V3+a4·V4，這里，a0到a4是回歸系數(shù)。如果預(yù)先知道圍繞電極2的皮下脂肪8的厚度基本上等于圍繞電極3的皮下脂肪8，第二和第三電壓中的任何一個(gè)的測(cè)量可以省略。在這種情況中，相關(guān)表達(dá)式為，例如，m＝a0+a1·V1-a2·V2+a4·V4。
如果數(shù)量m是內(nèi)臟脂肪10的橫截面積的絕對(duì)值，相關(guān)表達(dá)式為，例如，同于第六實(shí)施方案為S準(zhǔn)備的相關(guān)表達(dá)式。
下面解釋第十二實(shí)施方案。按照第十二實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置，包括圖27的測(cè)量裝置，圖22A或23A的測(cè)量裝置。圖27的電壓表7測(cè)量產(chǎn)生在測(cè)量電極44和45之間的第一電壓。圖22A(或23A)測(cè)量的電壓表40產(chǎn)生在測(cè)量電極38和39(或38和41)之間的第二電壓。身體脂肪計(jì)算單元25使用測(cè)出的第一到第二電壓來計(jì)算對(duì)象1的內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量。電極36和37布置得接近電極3的位置更佳。電極36或37可以等價(jià)于電極3。
下面解釋一種身體脂肪測(cè)量方法。圖27的電壓表7測(cè)量第一電壓。圖22A(或23A)的電壓表40測(cè)量第二電壓?；跍y(cè)出的第一和第二電壓，身體脂肪計(jì)算單元25計(jì)算內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量。第一電壓基本上是圍繞電極3的皮下脂肪8造成的電壓降和內(nèi)臟脂肪10造成的電壓降的總和。第二電壓基本上是圍繞電極3的皮下脂肪8造成的電壓降的結(jié)果。相應(yīng)地，從第一電壓減去第二電壓得出了內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量。第一和第二電壓可以用隨意的順序測(cè)量。其中的任何一個(gè)可以先測(cè)。
要計(jì)算內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量m，預(yù)先準(zhǔn)備使第一到第二電壓V1和V2同內(nèi)臟脂肪數(shù)量m相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式。如果數(shù)量m是一個(gè)相對(duì)值，例如內(nèi)臟脂肪10的橫截面積同對(duì)象1的總橫截面積的比率，或內(nèi)臟脂肪10的橫截面積同圍繞該內(nèi)臟脂肪的非脂肪部分9的橫截部分面積的比率，這個(gè)相關(guān)表達(dá)式最簡(jiǎn)單的形式是，例如，m＝a0+a1·V1-a2·V2，這里，a0到a2是回歸系數(shù)。如果數(shù)量m是內(nèi)臟脂肪10的絕對(duì)橫截面積，相關(guān)表達(dá)式是，例如，第十實(shí)施方案的相關(guān)表達(dá)式，其中，ε＝0而L1再定義為電極3和44之間的距離。
該實(shí)施方案的測(cè)量裝置可以具有基本上等同于圖22或23的裝置，它的電極布置在沿著對(duì)象1的周圍的不同位置。增加的測(cè)量裝置的電壓表40測(cè)量電壓，它們被包括于相關(guān)表達(dá)式中用于進(jìn)一步精確的計(jì)算內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量m。
下面解釋第十三實(shí)施方案。按照第十三實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置的構(gòu)成，是通過增加圖28的測(cè)量裝置到第十二實(shí)施方案的測(cè)量裝置中。圖28的電壓表7測(cè)量產(chǎn)生在測(cè)量電極21和22之間的第三電壓。身體脂肪計(jì)算單元25，基于測(cè)出的第一到第三電壓，來計(jì)算對(duì)象1的內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量。電極2可以等價(jià)于電極46，而電極3可以等價(jià)于電極47。第三電壓基本上是由于內(nèi)臟脂肪10造成的電壓下降的結(jié)果，相應(yīng)地，把第三電壓同第十二實(shí)施方案的第一和第二電壓相結(jié)合，進(jìn)一步提高內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量的測(cè)量精度。第一到第三電壓可以用任意順序測(cè)出。電壓中的任何一個(gè)可以先測(cè)。
要計(jì)算內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量m，預(yù)先準(zhǔn)備使第一到第三電壓V1到V3同內(nèi)臟脂肪數(shù)量m相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式。如果數(shù)量m是一個(gè)相對(duì)值，例如內(nèi)臟脂肪10的橫截面積同對(duì)象1的總橫截面積的比率，或內(nèi)臟脂肪10的橫截面積同圍繞該內(nèi)臟脂肪的非脂肪部分9的橫截部分面積的比率，這個(gè)相關(guān)表達(dá)式最簡(jiǎn)單的形式是，例如，m＝a0+a1·V1-a2·V2+a3·V3，這里，a0到a3是回歸系數(shù)。如果數(shù)量m是內(nèi)臟脂肪10的絕對(duì)橫截面積，相關(guān)表達(dá)式是，例如，第六實(shí)施方案的相關(guān)表達(dá)式，其中，ε4＝0，S用m代替，而L1再定義為電極3和44之間的距離。
下面解釋第十四實(shí)施方案。按照第十四實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置的構(gòu)成類似于圖8的裝置，依次按不同的方向通電，并自動(dòng)測(cè)量對(duì)象1中的內(nèi)臟脂肪數(shù)量。通過數(shù)據(jù)輸入單元33，一個(gè)使電壓同內(nèi)臟脂肪數(shù)量m相關(guān)聯(lián)的相關(guān)表達(dá)式預(yù)先進(jìn)入計(jì)算機(jī)35。計(jì)算機(jī)35使用這個(gè)相關(guān)表達(dá)式來得出內(nèi)臟脂肪數(shù)量m，并把內(nèi)臟脂肪數(shù)量m提供給數(shù)據(jù)輸出單元34。數(shù)據(jù)輸出單元34顯示數(shù)量m。這個(gè)實(shí)施方案的其他部分和測(cè)量方法同于第一方面的第四實(shí)施方案。
電極26a到26h接連地選擇和布置，類似于圖27和22A(或23A)的電流電極和測(cè)量電極，來測(cè)量n個(gè)第一電壓V1(1)，V2(1)，....Vn(1)和n個(gè)第二電壓V1(2)，V2(2)，...，Vn(2)。類似于第十二實(shí)施方案，準(zhǔn)備一個(gè)相關(guān)表達(dá)式m＝a0+a1(1)·V1(1)+a2(1)·V2(1)+....+an(1)·Vn(1)-a1(2)·V1(2)-a2(2)·V2(2)-....-an(2)·Vn(2)以準(zhǔn)確的測(cè)量對(duì)象1的內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量。電極26a到26h接連地選擇和布置，也可能類似于圖27，22A(或23A)和28的電流電極和測(cè)量電極，來測(cè)量n個(gè)第一電壓V1(1)，V2(1)，...Vn(1)，n個(gè)第二電壓V1(2)，V2(2)，...Vn(2)，m個(gè)第二電壓V1(3)，V2(3)，...Vm(3)。類似于第十三實(shí)施方案，準(zhǔn)備一個(gè)相關(guān)表達(dá)式m＝a0+a1(1)·V1(1)+a2(1)·V2(1)+....+an(1)·Vn(1)-a1(2)·V1(2)-a2(2)·V2(2)-....-an(2)·Vn(2)+a1(3)·V1(3)+a2(3)·V2(3)+....+am(3)·Vm(3)以準(zhǔn)確的測(cè)量對(duì)象1的內(nèi)臟脂肪數(shù)量10。
同樣的，電極26a到26h接連地選擇和布置，可以類似于圖24，22A(或23A)，和22B(或23B)的電流電極和測(cè)量電極，來測(cè)量許多個(gè)第一到第三電壓。基于測(cè)得的電壓，類似于第十實(shí)施方案的相關(guān)表達(dá)式準(zhǔn)確的測(cè)量出對(duì)象1的內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量。電極26a到26h的接連地選擇和布置，也可以類似于圖24，28，22A(或23A)，和22B(或23B)的電流電極和測(cè)量電極，來測(cè)量許多個(gè)第一到第四電壓?；跍y(cè)得的電壓，類似于第十一實(shí)施方案的相關(guān)表達(dá)式準(zhǔn)確的計(jì)算出對(duì)象1的內(nèi)臟脂肪10的數(shù)量。
按照第一到第十四實(shí)施方案，測(cè)量可以在許多電流頻率下執(zhí)行，而且測(cè)量可以相互比較，以提高測(cè)量的可靠性。
第一到第三方面的身體脂肪測(cè)量裝置可以通過在電極和對(duì)象之間應(yīng)用傳導(dǎo)性凝膠或傳導(dǎo)性凝膠片以減少電極和一個(gè)對(duì)象之間的接觸電阻。人體對(duì)象的電阻抗在一天內(nèi)發(fā)生變化。因此，測(cè)量出的電壓可以根據(jù)測(cè)量的時(shí)間來校正一個(gè)算出的人體脂肪數(shù)量中由于這個(gè)對(duì)象的電阻抗的每小時(shí)的變化而產(chǎn)生的誤差。人體的胃在用餐前和用餐后改變它的狀態(tài)。因此，一個(gè)測(cè)出的電壓可以根據(jù)一餐飯后到這次測(cè)量所流逝的時(shí)間來校正。這校正了一個(gè)算出的身體脂肪數(shù)量由于這頓飯?jiān)斐傻恼`差。
本發(fā)明的第一到第三方面的身體脂肪測(cè)量裝置可以用來組合形成另一個(gè)裝置。例如，第三方面的第一實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置測(cè)量出皮下和內(nèi)臟脂肪的總和。從這個(gè)總和，減去第二方面的第四實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置測(cè)量出的內(nèi)臟脂肪數(shù)量，得出一個(gè)高度精確的皮下脂肪的數(shù)量。這導(dǎo)致得出內(nèi)臟脂肪數(shù)量同皮下脂肪數(shù)量的比率(V/S)?；蛘呤?，第三方面的第一實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置測(cè)量出皮下和內(nèi)臟脂肪的總和。并從這個(gè)總和，減去第一方面的第四實(shí)施方案的身體脂肪測(cè)量裝置測(cè)量出的皮下脂肪數(shù)量(皮下脂肪的橫截面積)，得出一個(gè)內(nèi)臟脂肪的數(shù)量。
有一種醫(yī)學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為，內(nèi)臟脂肪導(dǎo)致生活方式相關(guān)的疾病，例如，高脂血癥，糖尿病，高血壓，等等。因此，可以在用本發(fā)明的身體脂肪測(cè)量裝置測(cè)出的內(nèi)臟脂肪數(shù)量的基礎(chǔ)上，在本裝置的數(shù)據(jù)輸出單元上顯示健康建議。在用本發(fā)明的身體脂肪測(cè)量裝置測(cè)出的皮下脂肪數(shù)量的基礎(chǔ)上，在本裝置的數(shù)據(jù)輸出單元上顯示美容建議。用本發(fā)明的身體脂肪測(cè)量裝置測(cè)出的皮下和內(nèi)臟脂肪數(shù)量的總和，可能同常規(guī)的身體脂肪儀器處理的身體脂肪率相關(guān)聯(lián)，這樣，數(shù)據(jù)輸出單元可以顯示身體脂肪率。
本發(fā)明不僅可以用于評(píng)估內(nèi)臟脂肪數(shù)量，也可用于評(píng)估肝臟脂肪數(shù)量。本發(fā)明的裝置不僅可以用于一個(gè)對(duì)象的身體，也可用于對(duì)象的大腿或上臂，來計(jì)算該部分的皮下脂肪數(shù)量。本發(fā)明的應(yīng)用對(duì)象不僅包括人體，也包括牲畜，例如豬和牛，以及魚，例如金槍魚。本發(fā)明能夠測(cè)量一個(gè)給定對(duì)象的皮下脂肪和內(nèi)脂肪的數(shù)量。
在工業(yè)中的應(yīng)用如上所述，按照本發(fā)明的測(cè)量身體脂肪的方法和裝置能夠比阻抗CT方法更簡(jiǎn)易而準(zhǔn)確的測(cè)量一個(gè)身體脂肪的數(shù)量。特別是，本發(fā)明的方法和裝置能夠簡(jiǎn)易而準(zhǔn)確的測(cè)出一個(gè)對(duì)象的皮下脂肪的厚度，橫截面積，或體積，幾乎不受對(duì)象中的內(nèi)臟脂肪的數(shù)量和分布的影響。本發(fā)明的方法和裝置能夠消除其他媒質(zhì)包括對(duì)象中的內(nèi)臟脂肪的數(shù)量和分布的殘留影響，并進(jìn)一步準(zhǔn)確的測(cè)量對(duì)象的皮下脂肪的厚度，橫截面積，或體積。本發(fā)明的方法和裝置也能簡(jiǎn)易而準(zhǔn)確的測(cè)出對(duì)象的內(nèi)臟脂肪的數(shù)量，幾乎不受對(duì)象的皮下脂肪的數(shù)量和分布的影響。本發(fā)明能夠消除對(duì)象的皮下脂肪的數(shù)量和分布的殘留影響，并進(jìn)一步準(zhǔn)確的測(cè)量對(duì)象的內(nèi)臟脂肪數(shù)量。按照本發(fā)明的的身體脂肪測(cè)量裝置作為一個(gè)身體脂肪儀器特別有效。
權(quán)利要求
1.一種身體脂肪測(cè)量方法，包括在布置在一個(gè)對(duì)象周圍的兩個(gè)電流電極之間通電的步驟，電極間距足夠短于對(duì)象的周長(zhǎng)；測(cè)量產(chǎn)生在第一測(cè)量電極和第二測(cè)量電極之間產(chǎn)生的第一電壓的步驟，第一測(cè)量電極的布置鄰近兩個(gè)電流電極中的一個(gè)，第二測(cè)量電極的布置跨過該對(duì)象基本上與兩個(gè)電流電極相對(duì)；以及根據(jù)第一電壓計(jì)算對(duì)象的皮下脂肪數(shù)量的步驟。
2.權(quán)利要求1的身體脂肪測(cè)量方法，包括當(dāng)電流基本上沿著一個(gè)跨過該對(duì)象的方向通過時(shí)，測(cè)量產(chǎn)生的第二電壓的步驟；以及根據(jù)第二電壓校正第一電壓，并根據(jù)校正的第一電壓計(jì)算該對(duì)象的皮下脂肪數(shù)量的步驟。
3.一種身體脂肪測(cè)量方法，包括在布置在一個(gè)對(duì)象的周圍的兩個(gè)電流電極之間通電的步驟，電極間距足夠短于對(duì)象的周長(zhǎng)；測(cè)量產(chǎn)生在兩個(gè)測(cè)量電極之間產(chǎn)生的第一電壓的步驟，兩個(gè)測(cè)量電極各自布置得鄰近兩個(gè)電流電極；當(dāng)電流基本上沿著跨過該對(duì)象的方向通過時(shí)，測(cè)量產(chǎn)生的第二電壓的步驟；以及根據(jù)第二電壓校正第一電壓，并根據(jù)校正的第一電壓計(jì)算該對(duì)象的皮下脂肪數(shù)量的步驟。
4.一種身體脂肪測(cè)量方法，包括在布置在一個(gè)對(duì)象的周圍的兩個(gè)電流電極之間通電的步驟，兩個(gè)電極的布置基本上跨過該對(duì)象彼此相對(duì)；測(cè)量空間電勢(shì)梯度的步驟，空間電勢(shì)梯度出現(xiàn)在對(duì)象的周圍，基本上位于兩個(gè)電流電極的中間位置；以及根據(jù)這個(gè)空間電勢(shì)梯度計(jì)算該對(duì)象的脂肪數(shù)量的步驟。
5.權(quán)利要求4的身體脂肪測(cè)量方法，包括測(cè)量產(chǎn)生在兩個(gè)測(cè)量電極之間的第一電壓的步驟，兩個(gè)測(cè)量電極的布置，基本上在該對(duì)象的周圍兩個(gè)電流電極的中間位置，測(cè)量電極之間的距離足夠短于對(duì)象的周長(zhǎng)，并相應(yīng)地求出空間電勢(shì)梯度。
6.權(quán)利要求4和5中任何一個(gè)身體脂肪測(cè)量方法，包括測(cè)量當(dāng)布置在該對(duì)象周圍兩個(gè)電流電極之間通電時(shí)產(chǎn)生的第二電壓的步驟，兩個(gè)電流電極之間的距離足夠短于對(duì)象的周長(zhǎng)；以及根據(jù)第二電壓校正空間電勢(shì)梯度，并根據(jù)校正的空間電勢(shì)梯度來計(jì)算對(duì)象的脂肪數(shù)量的步驟。
7.權(quán)利要求4和5中的任何一個(gè)身體脂肪測(cè)量方法，其中，脂肪數(shù)量是內(nèi)臟脂肪數(shù)量。
8.權(quán)利要求6的身體脂肪測(cè)量方法，其中，脂肪數(shù)量是內(nèi)臟脂肪數(shù)量。
9.一種身體脂肪測(cè)量方法，包括在布置在一個(gè)對(duì)象的周圍的兩個(gè)電流電極之間通電的步驟，兩個(gè)電極的布置基本上跨過該對(duì)象彼此相對(duì)；測(cè)量產(chǎn)生在兩個(gè)測(cè)量電極之間的電壓的步驟，兩個(gè)測(cè)量電極各自布置得鄰近于兩個(gè)電流電極；以及根據(jù)這個(gè)電壓，計(jì)算在一個(gè)電極所布置的橫截部分上或附近的該對(duì)象的身體脂肪的橫截面積同這個(gè)對(duì)象的橫截面積的比率的步驟。
10.一種身體脂肪測(cè)量方法，包括在布置在一個(gè)對(duì)象的周圍的兩個(gè)電流電極之間通電的步驟，兩個(gè)電極的布置基本上跨過該對(duì)象彼此相對(duì)；測(cè)量產(chǎn)生在一個(gè)布置得鄰近于兩個(gè)電流電極之一的測(cè)量電極同一個(gè)布置在這個(gè)對(duì)象的周圍基本上位于兩個(gè)電流電極的中間位置的一個(gè)測(cè)量電極之間的電壓的步驟；以及根據(jù)這個(gè)電壓，計(jì)算在一個(gè)電極所布置的橫截部分上或附近的該對(duì)象的身體脂肪的橫截面積同這個(gè)對(duì)象的橫截面積的比率的步驟。
11.權(quán)利要求9和10中的任何一個(gè)身體脂肪測(cè)量方法，其中，身體脂肪的橫截部分面積是皮下脂肪和內(nèi)臟脂肪的橫截面積的總和。
12.一個(gè)身體脂肪測(cè)量方法，包括在布置在一個(gè)對(duì)象的周圍的兩個(gè)電流電極之間通電的步驟，兩個(gè)電極的布置基本上跨過該對(duì)象彼此相對(duì)。測(cè)量產(chǎn)生在兩個(gè)測(cè)量電極之間的電壓的步驟，兩個(gè)測(cè)量電極各自布置得鄰近于兩個(gè)電流電極；以及用這個(gè)電壓乘以代表這個(gè)對(duì)象大小的一個(gè)特征量的一個(gè)冪，并根據(jù)這個(gè)乘積，計(jì)算這個(gè)對(duì)象的脂肪數(shù)量的步驟。
13.一種身體脂肪測(cè)量方法包括在布置在一個(gè)對(duì)象的周圍的兩個(gè)電流電極之間通電的步驟，兩個(gè)電極的布置基本上跨過該對(duì)象彼此相對(duì)；測(cè)量產(chǎn)生在一個(gè)布置得鄰近于兩個(gè)電流電極之一的測(cè)量電極同一個(gè)布置在這個(gè)對(duì)象的周圍基本上位于兩個(gè)電流電極的中間位置的一個(gè)測(cè)量電極之間的電壓的步驟；以及用這個(gè)電壓乘以代表這個(gè)對(duì)象大小的一個(gè)特征量的一個(gè)冪，并根據(jù)這個(gè)乘積，計(jì)算這個(gè)對(duì)象的脂肪數(shù)量的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求12和13中任何一個(gè)的身體脂肪測(cè)量方法，其中，身體脂肪數(shù)量是皮下和內(nèi)臟脂肪數(shù)量的總和。
15.根據(jù)權(quán)利要求12和13中任何一個(gè)的身體脂肪測(cè)量方法，其中代表這個(gè)對(duì)象大小的特征量是這個(gè)對(duì)象的寬度或周長(zhǎng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的身體脂肪測(cè)量方法，其中代表這個(gè)對(duì)象大小的特征量是這個(gè)對(duì)象的寬度或周長(zhǎng)。
17.一種身體脂肪測(cè)量方法包括在布置在一個(gè)對(duì)象的周圍的第一電流電極和第二電流電極兩個(gè)電流電極之間通電，兩個(gè)電極的布置基本上跨過該對(duì)象彼此相對(duì)，測(cè)量產(chǎn)生在分別布置得鄰于第一電流電極和第二電流電極的第一和第二測(cè)量電極之間的第一電壓，在布置在對(duì)象的周圍基本上跨過該對(duì)象彼此相對(duì)的第三和第四電流電極通電，并測(cè)量出現(xiàn)在該對(duì)象的周圍基本上位于第三和第四電流電極之間的中間位置的空間電勢(shì)梯度的步驟，以及根據(jù)該第一電壓和空間電勢(shì)梯度來計(jì)算該對(duì)象的皮下脂肪數(shù)量的步驟。
18.一種身體脂肪測(cè)量方法包括在布置在一個(gè)對(duì)象的周圍的第一電流電極和第二電流電極之間通電，兩個(gè)電極的布置基本上跨過該對(duì)象彼此相對(duì)，測(cè)量產(chǎn)生在布置得鄰近于第一電流電極的第一測(cè)量電極同布置在這個(gè)對(duì)象的周圍基本上位于第一和第二電流電極的中間位置的第二測(cè)量電極之間的第一電壓，在第三和第四電流電極之間通電，第三和第四電極布置在對(duì)象的周圍基本上跨過該對(duì)象彼此相對(duì)，并測(cè)量出現(xiàn)在該對(duì)象的周圍基本上位于第三和第四電流電極之間的中間位置的空間電勢(shì)梯度的步驟，以及根據(jù)該第一電壓和空間電勢(shì)梯度來計(jì)算該對(duì)象的皮下脂肪數(shù)量的步驟。
19.一種身體脂肪測(cè)量方法，包括下列步驟在布置在一個(gè)對(duì)象周圍的第一和第二電流電極之間通電，兩個(gè)電極的布置基本上跨過該對(duì)象彼此相對(duì)，測(cè)量產(chǎn)生在分別布置得鄰于第一和第二電流電極的第一和第二測(cè)量電極之間的第一電壓，并測(cè)量當(dāng)電流通過布置在對(duì)象的周圍的第三和第四電流電極時(shí)產(chǎn)生的第二電壓，第三和第四電流電極之間的距離足夠短于這個(gè)對(duì)象的周長(zhǎng)，以及根據(jù)該第一和第二電壓來計(jì)算該對(duì)象的內(nèi)臟脂肪數(shù)量。
20.一種身體脂肪測(cè)量方法，包括下列步驟在布置在一個(gè)對(duì)象的周圍的第一和第二電流電極之間通電，兩個(gè)電極的布置基本上跨過該對(duì)象彼此相對(duì)，測(cè)量產(chǎn)生在布置得鄰近于第一電流電極的第一測(cè)量電極同布置在這個(gè)對(duì)象的周圍基本上位于第一和第二電流電極的中間位置的第二測(cè)量電極之間的第一電壓，并測(cè)量布置在對(duì)象的周圍的第三和第四電流電極之間通電時(shí)產(chǎn)生的第二電壓，第三和第四電流電極之間的距離足夠短于這個(gè)對(duì)象的周長(zhǎng)，以及根據(jù)該第一和第二電壓來計(jì)算該對(duì)象的內(nèi)臟脂肪數(shù)量。
21.按照權(quán)利要求19和20中的任何一個(gè)的身體脂肪測(cè)量方法，其中，第三和第四電流電極布置在第一或第二電流電極的位置上或附近。
22.一種身體脂肪測(cè)量裝置包括布置在一個(gè)對(duì)象的周圍的兩個(gè)電流電極，電極間距足夠短于該對(duì)象周長(zhǎng)；布置得鄰于兩個(gè)電極中的一個(gè)的第一測(cè)量電極，和布置得基本上跨過該對(duì)象與兩個(gè)電流電極相對(duì)的第二測(cè)量電極；在兩個(gè)電流電極之間通電，并測(cè)量產(chǎn)生在第一和第二測(cè)量電極之間的第一電壓的測(cè)量裝置；和根據(jù)用這個(gè)測(cè)量裝置測(cè)出的第一電壓來計(jì)算該對(duì)象的皮下脂肪數(shù)量的身體脂肪計(jì)算裝置。
23.一種身體脂肪測(cè)量裝置包括布置在一個(gè)對(duì)象的周圍的兩個(gè)電流電極，電極間距足夠短于該對(duì)象周長(zhǎng)；兩個(gè)測(cè)量電極，分別布置得與兩個(gè)電流電極相鄰；在兩個(gè)電流電極之間通電，并測(cè)量產(chǎn)生在兩個(gè)測(cè)量電極之間的第一電壓，并測(cè)量當(dāng)電流沿基本上橫穿這個(gè)對(duì)象的方向通過時(shí)產(chǎn)生的第二電壓的測(cè)量裝置；以及身體脂肪計(jì)算裝置，用來根據(jù)用測(cè)量裝置測(cè)出的第二電壓來校正第一電壓，并根據(jù)校正后的第一電壓來計(jì)算該對(duì)象的皮下脂肪數(shù)量。
24.一種身體脂肪測(cè)量裝置包括兩個(gè)電流電極，布置在一個(gè)對(duì)象的周圍，基本上跨過這個(gè)對(duì)象彼此相對(duì)；測(cè)量裝置，用來在兩個(gè)電流電極之間通電并測(cè)量出現(xiàn)在這個(gè)對(duì)象的周圍基本上位于兩個(gè)電流電極的中間位置的空間電勢(shì)梯度；以及身體脂肪計(jì)算裝置，用來根據(jù)這個(gè)測(cè)量裝置測(cè)得的空間電勢(shì)梯度來計(jì)算這個(gè)對(duì)象的脂肪數(shù)量。
25.一種身體脂肪測(cè)量裝置包括兩個(gè)電流電極，布置在一個(gè)對(duì)象的周圍，基本上跨過這個(gè)對(duì)象彼此相對(duì)；兩個(gè)測(cè)量電極，分別布置得鄰近于兩個(gè)電流電極；測(cè)量裝置，用來在兩個(gè)電流電極之間通電并測(cè)量產(chǎn)生在測(cè)量電極之間的電壓；以及身體脂肪計(jì)算裝置，用來根據(jù)這個(gè)測(cè)量裝置測(cè)得的電壓，來計(jì)算電極所布置的橫截部分上或附近的該對(duì)象的身體脂肪橫截面積同這個(gè)對(duì)象的橫截面積的比率。
26.一種身體脂肪測(cè)量裝置包括兩個(gè)電流電極，布置在一個(gè)對(duì)象的周圍，基本上跨過這個(gè)對(duì)象彼此相對(duì)；一個(gè)布置得與兩個(gè)電流電極之一相鄰的測(cè)量電極，和一個(gè)布置在這個(gè)對(duì)象的周圍基本上位于兩個(gè)電流電極的中間位置的測(cè)量電極；測(cè)量裝置，用來在兩個(gè)電流電極之間通電，并測(cè)量產(chǎn)生在測(cè)量電極之間的電壓；以及身體脂肪計(jì)算裝置，用來根據(jù)這個(gè)測(cè)量裝置測(cè)得的電壓，來計(jì)算電極所布置的橫截部分上或附近的該對(duì)象的身體脂肪橫截面積同這個(gè)對(duì)象的橫截面積的比率。
27.一種身體脂肪測(cè)量裝置包括兩個(gè)電流電極，布置在一個(gè)對(duì)象的周圍，基本上跨過這個(gè)對(duì)象彼此相對(duì)；兩個(gè)測(cè)量電極，分別布置得鄰近于兩個(gè)電流電極；測(cè)量裝置，用來在兩個(gè)電流電極之間通電，并測(cè)量產(chǎn)生在測(cè)量電極之間的電壓；以及身體脂肪計(jì)算裝置，用這個(gè)測(cè)量裝置測(cè)出的電壓乘以代表這個(gè)對(duì)象大小的一個(gè)特征量的一個(gè)冪，并根據(jù)這個(gè)乘積，計(jì)算這個(gè)對(duì)象的脂肪數(shù)量。
28.一種身體脂肪測(cè)量裝置包括兩個(gè)電流電極，布置在一個(gè)對(duì)象的周圍，基本上跨過這個(gè)對(duì)象彼此相對(duì)；一個(gè)布置得與兩個(gè)電流電極中的一個(gè)相鄰的測(cè)量電極，和一個(gè)布置在這個(gè)對(duì)象的周圍基本上位于兩個(gè)電流電極的中間位置的測(cè)量電極；測(cè)量裝置，用來在兩個(gè)電流電極之間通電，并測(cè)量產(chǎn)生在測(cè)量電極之間的電壓；以及身體脂肪計(jì)算裝置，用這個(gè)測(cè)量裝置測(cè)出的電壓乘以代表這個(gè)對(duì)象大小的一個(gè)特征量的一個(gè)冪，并根據(jù)這個(gè)乘積，計(jì)算這個(gè)對(duì)象的脂肪數(shù)量。
29.一種身體脂肪測(cè)量裝置包括第一和第二電流電極，布置在一個(gè)對(duì)象的周圍，基本上跨過這個(gè)對(duì)象彼此相對(duì)；第三和第四電流電極，布置在該對(duì)象的周圍，基本上跨過這個(gè)對(duì)象彼此相對(duì)；第一和第二測(cè)量電極，分別布置得鄰近于第一和第二電流電極；測(cè)量裝置，用來在第一和第二電流電極之間通電，測(cè)量產(chǎn)生在第一和第二測(cè)量電極之間的第一電壓，在第三和第四電流電極之間通電，并測(cè)量出現(xiàn)在基本上位于第三和第四電流電極之間的中間位置的空間電勢(shì)梯度；以及身體脂肪計(jì)算裝置，用來根據(jù)用該測(cè)量裝置測(cè)出的第一電壓和空間電勢(shì)梯度來計(jì)算這個(gè)對(duì)象的皮下脂肪的數(shù)量
30.一種身體脂肪測(cè)量裝置包括第一和第二電流電極，布置在一個(gè)對(duì)象的周圍，基本上跨過這個(gè)對(duì)象彼此相對(duì)；第三和第四電流電極，布置在該對(duì)象的周圍，基本上跨過這個(gè)對(duì)象彼此相對(duì)；一個(gè)布置得與第一電流電極相鄰的第一測(cè)量電極，和一個(gè)布置在這個(gè)對(duì)象的周圍基本上位于第一和第二電流電極的中間位置的第二測(cè)量電極；測(cè)量裝置，用來在第一和第二電流電極之間通電，測(cè)量產(chǎn)生在第一和第二測(cè)量電極之間的第一電壓，在第三和第四電流電極之間通電，并測(cè)量出現(xiàn)在基本上位于第三和第四電流電極之間的中間位置的空間電勢(shì)梯度；以及身體脂肪計(jì)算裝置，用來根據(jù)用該測(cè)量裝置測(cè)出的第一電壓和空間電勢(shì)梯度來計(jì)算這個(gè)對(duì)象的皮下脂肪的數(shù)量。
31.一種身體脂肪測(cè)量裝置包括第一和第二電流電極，布置在一個(gè)對(duì)象的周圍，基本上跨過這個(gè)對(duì)象彼此相對(duì)；第三和第四電流電極，布置在這個(gè)對(duì)象的周圍，第三和第四電流電極之間的距離足夠短于這個(gè)對(duì)象的周長(zhǎng)；第一和第二測(cè)量電極，分別布置得鄰近于第一和第二電流電極；測(cè)量裝置，用來在第一和第二電流電極之間通電，測(cè)量產(chǎn)生在第一和第二測(cè)量電極之間的第一電壓，并測(cè)量當(dāng)電流通過第三和第四電流電極之間時(shí)產(chǎn)生的第二電壓；以及身體脂肪計(jì)算裝置，用來根據(jù)用該測(cè)量裝置測(cè)出的第一電壓和第二電壓來計(jì)算這個(gè)對(duì)象的內(nèi)臟脂肪的數(shù)量。
32.一種身體脂肪測(cè)量裝置包括第一和第二電流電極，布置在一個(gè)對(duì)象的周圍，基本上跨過這個(gè)對(duì)象彼此相對(duì)；第三和第四電流電極，布置在該對(duì)象的周圍，第三和第四電流電極之間的距離足夠短于這個(gè)對(duì)象的周長(zhǎng)；一個(gè)布置得與第一電流電極相鄰的第一測(cè)量電極，和一個(gè)布置在這個(gè)對(duì)象的周圍基本上位于第一和第二電流電極的中間位置的第二測(cè)量電極；測(cè)量裝置，用來在第一和第二電流電極之間通電，測(cè)量產(chǎn)生在第一和第二測(cè)量電極之間的第一電壓，并測(cè)量當(dāng)電流通過第三和第四電流電極之間時(shí)產(chǎn)生的第二電壓；以及身體脂肪計(jì)算裝置，用來根據(jù)用該測(cè)量裝置測(cè)出的第一電壓和第二電壓來計(jì)算這個(gè)對(duì)象的內(nèi)臟脂肪的數(shù)量。
全文摘要
兩個(gè)電流電極2和3布置在一個(gè)對(duì)象1的周圍,兩個(gè)電流電極之間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于對(duì)象1的周長(zhǎng)。電流源4在兩個(gè)電流電極之間通電。一個(gè)測(cè)量電極5布置得與兩個(gè)電流電極2和3中的一個(gè)相鄰。一個(gè)測(cè)量電極11布置得基本上穿過對(duì)象1與兩個(gè)電流電極2和3相對(duì)。電壓表7測(cè)量產(chǎn)生在測(cè)量電極5和11之間的電壓。身體脂肪計(jì)算單元25根據(jù)電壓表7測(cè)出的電壓來計(jì)算對(duì)象1的皮下脂肪8的數(shù)量。
文檔編號(hào)A61B5/103GK1390110SQ00815691
公開日2003年1月8日 申請(qǐng)日期2000年10月5日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月15日
發(fā)明者恩田智彥, 槙和男, 山口亨, 片嶋充弘, 木村毅, 福原正樹 申請(qǐng)人:花王株式會(huì)社