專(zhuān)利名稱：一種便攜式光學(xué)皮脂測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及能夠?qū)θ梭w皮下脂肪厚度進(jìn)行光學(xué)式測(cè)量的便攜式光學(xué)式皮脂測(cè)量裝置，屬于人體信息測(cè)量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
日本特開(kāi)2000-155091號(hào)公報(bào)已提出了一種光學(xué)式皮下脂肪厚度測(cè)量裝置，它通過(guò)從光源往生物體表面照射光，用受光部接收從生物體內(nèi)經(jīng)傳播以后反射的光，由此進(jìn)行測(cè)量皮下脂肪厚度。該裝置能不受皮膚顏色差異等的影響而高精度地測(cè)量皮下脂肪厚度。該裝置至少具有一個(gè)發(fā)光元件和多個(gè)受光元件，透過(guò)皮下脂肪而由受光元件接收的光量和已有的受光量與皮下脂肪厚度的關(guān)系推斷出皮下脂肪厚度。該裝置還通過(guò)使用最接近發(fā)光元件的受光元件的受光量來(lái)修正由皮膚顏色差異對(duì)測(cè)量結(jié)果造成的影響。
日本特開(kāi)2003-310575號(hào)公報(bào)提出一種光學(xué)式皮下脂肪厚度測(cè)量裝置，具有光源部，向生物體照射光線；受光部,接收從生物體內(nèi)經(jīng)傳播以后反射的光；成型部,使生物體表面成形為規(guī)定形狀；壓力檢測(cè)部，檢測(cè)出成型部施加到生物體表面上的壓力已達(dá)到設(shè)定的情況。通過(guò)從多個(gè)一次回歸直線中選擇與施加到生物體上的壓力相應(yīng)的一次回歸直線來(lái)高精度地測(cè)量皮下脂肪厚度。CN101797157號(hào)專(zhuān)利提出一種光學(xué)式皮下測(cè)量裝置，具有向生物體表面照射光的光照射部，接收由生物體內(nèi)部傳播后射出的光的受光部；保存各種預(yù)測(cè)用函數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)部；推斷皮下脂肪厚度值的控制部；用于指示控制部開(kāi)始測(cè)量的輸入部，以及向被測(cè)者報(bào)告測(cè)量結(jié)果的報(bào)告部。該裝置在I個(gè)輸入部操作下能測(cè)量生物體不同部位的皮下脂肪厚度，通過(guò)使用非線性函數(shù)來(lái)測(cè)量皮下脂肪厚度。然而，作為現(xiàn)有的光學(xué)式皮下脂肪厚度測(cè)量裝置，雖然在I個(gè)輸入部的操作下能測(cè)量生物體不同部位的皮下脂肪厚度，但是其發(fā)光元件與接收需要較大距離(如CN101797157號(hào)專(zhuān)利的120mm直徑面板)，測(cè)量面板尺寸太大，而且對(duì)于瘦人的一些部位(如上臂、大腿)而言，只能縱向進(jìn)行測(cè)量不能橫向(見(jiàn)附圖4)，因?yàn)槌尚筒繜o(wú)法在皮膚表面壓出一個(gè)合適的測(cè)量面。而且大尺寸也不利于單手握持操作，測(cè)量某些部位時(shí)需要其他人幫忙進(jìn)行測(cè)量造成操作不便。不但測(cè)量不方便，在縱向距離達(dá)到一定程度時(shí)，手臂、大腿等部位的脂肪薄厚的差異可能比較大，這不但不利于測(cè)量也不利于提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。此外，在消除外界光干擾方面，單純通過(guò)將測(cè)量部位凸起或者通過(guò)設(shè)置壓力閾值讓測(cè)量界面與生物體表面很好地接觸并不能完全消除，因?yàn)橥饨绻饪赡芡ㄟ^(guò)在其他地方入射并通過(guò)脂肪散射而到達(dá)光接收部造成干擾。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型著眼于這種現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，提出了一種抗干擾能力強(qiáng)，測(cè)量簡(jiǎn)單方便的便攜式光學(xué)皮脂測(cè)量裝置。為解決所述課題，本實(shí)用新型提出一種皮脂厚度測(cè)量裝置，其包括有一個(gè)測(cè)量面板，面板上固定有發(fā)光源、光接收元件I和光接收元件II,距離光接收元件IIlOmm 40mm布置有發(fā)光源，并且距離光接收元件Ilmm IOmm布置有發(fā)光源。在面板上還設(shè)置有用來(lái)測(cè)量操作時(shí)給人體皮膚施加壓力的大小的壓力測(cè)量部，壓力測(cè)量部的輸出信號(hào)端連接至計(jì)算部。與光接收元件組相連的控制部連接到計(jì)算部，計(jì)算部的輸出端口連接有用于顯示測(cè)量結(jié)果的顯示部；計(jì)算部的輸入端口連接有用于在測(cè)量前輸入人體相關(guān)參數(shù)的輸入部。與計(jì)算部連接有存儲(chǔ)部，用于存儲(chǔ)射光量、壓力值與皮下脂肪厚度信息之間的關(guān)系以及測(cè)量結(jié)果。所述的距離光接收元件IIlOmm 40mm的發(fā)光源的光中心波長(zhǎng)為700nm IlOOnm與離光接收元件II距離相等的發(fā)光源構(gòu)成一組發(fā)光源，所述發(fā)光源共有2 8組，其優(yōu)選為4組，與光接收元件II距離遠(yuǎn)的光源組中光源器件的數(shù)量比近距離的光源數(shù)量多。所述的距離光接收元件IImm IOmm范圍里布置的用于校正皮膚顏色差異對(duì)測(cè)量的影響發(fā)光源的光中心波長(zhǎng)為400nm 700nm。 所述的預(yù)先求得的光輸入量和皮下脂肪厚度的關(guān)系函數(shù)為皮下脂肪厚度與光接收元件接收到的各組光源的光信號(hào)和壓力信號(hào)的關(guān)系。所述的壓力測(cè)量部為壓電式壓力傳感器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有如下優(yōu)點(diǎn)尺寸小，抗干擾能力強(qiáng)，不僅能簡(jiǎn)單方便地測(cè)量人體腹部、背部等面積較大部位的皮下脂肪厚度，也能測(cè)量面積小的部位，如手臂、腿部等等，讓測(cè)量操作更簡(jiǎn)單，適用部位更廣。
圖I是本實(shí)用新型實(shí)施形態(tài)的光學(xué)式皮脂厚度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施形態(tài)測(cè)量面的俯視圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施形態(tài)操作顯示面的俯視圖。圖4是已有大尺寸在測(cè)量手臂或者大腿等部位時(shí)的問(wèn)題示意圖。圖中I、皮膚，2、脂肪層，3、肌肉層，4、控制部，5、計(jì)算部，6、顯示部，7、輸入部，8、存儲(chǔ)部，9、壓力測(cè)量部，10、發(fā)光元件I，11、發(fā)光元件II，12、發(fā)光元件III，13、發(fā)光元件IV，14、發(fā)光元件V，15、光接收元件I，16、光接收元件II，17、光路I，18、光路II，19、光路111，20、光路IV，21、光路V，22、測(cè)量面板，23、操作按鍵，24、指示燈，25、顯示操作面板，26、顯示屏。
具體實(shí)施方式
以下參考圖I-圖3說(shuō)明本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形態(tài)。本實(shí)用新型是具有下述部件的皮脂厚度測(cè)量裝置。如圖I和圖2所示，所述裝置具有兩種不同中心波長(zhǎng)的照射被測(cè)人體部位的發(fā)光部包括發(fā)光元件110、發(fā)光元件1111、發(fā)光元件11112、發(fā)光元件IV13、發(fā)光元件V14，分別接收由所述兩種發(fā)光部向人體照射并經(jīng)所述人體表面射出的光的光接收元件115、光接收元件1116，對(duì)所述人體表面施壓進(jìn)行測(cè)量時(shí)收集所施壓力大小的壓力測(cè)量部9，控制所述發(fā)光部按要求進(jìn)行發(fā)光的控制部4，輸入人體的基本信息的輸入部7，將光接收部接收到的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算并得出皮下脂肪厚度信息的計(jì)算部5，將所述計(jì)算部計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行顯示的顯示部6。[0022]這里，與人體體表接觸的測(cè)量面材料理論上應(yīng)選擇對(duì)光的發(fā)射率為0的材料為最優(yōu)。本實(shí)施形態(tài)的測(cè)量面22的面積為40mm*30mm。第一類(lèi)發(fā)光元件與光接收元件的距離為15mm 30mm，等間距分布，在距離光接收元件II 1615mm和20mm有發(fā)光元件IV13和發(fā)光元件11112，距離25mm處有2個(gè)發(fā)光元件1111，距離30mm處有3個(gè)發(fā)光元件110。發(fā)光元件110、發(fā)光元件1111、發(fā)光元件11112、發(fā)光元件IV13采用中心波長(zhǎng)為700nm IlOOnm的發(fā)光二級(jí)管。光接收元件1116采用中心波長(zhǎng)為700nm IlOOnm的光電二級(jí)管。發(fā)光元件V14與光接收元件115的距離為I 10mm。發(fā)光元件V14采用中心波長(zhǎng)400nm 700nm的發(fā)光二級(jí)管。光接收元件115采用中心波長(zhǎng)為400nm 700nm的光電二級(jí)管。壓力測(cè)量部9采用壓電式壓力傳感器測(cè)量界面是一個(gè)活動(dòng)面，在施加壓力的情況下可以往里發(fā)生位移，測(cè)量界面里面與壓力測(cè)量部9進(jìn)行連接，以感應(yīng)測(cè)量時(shí)所施加的壓力的大小。如圖3所示，裝置的操作顯示界面上有紅綠兩個(gè)指示燈24，用于指示裝置的電池電量和裝置的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，一個(gè)IXD顯示屏26用于向操作者顯示測(cè)量結(jié)果。3個(gè)操作按鍵23用于輸入人體信息和啟動(dòng)測(cè)量。測(cè)量時(shí)，先通過(guò)輸入按鍵輸入個(gè)人的基本信息，然后將裝置測(cè)量面置于待測(cè)部位，按測(cè)量鍵進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量開(kāi)始裝置會(huì)發(fā)出提示聲音，測(cè)量結(jié)束時(shí)也會(huì)發(fā)出提示聲音。然后將結(jié)果顯示在顯示屏上。
權(quán)利要求1.一種皮脂厚度測(cè)量裝置，其特征在于其包括有一個(gè)測(cè)量面板，面板上固定有發(fā)光源、光接收元件I和光接收元件II，距離光接收元件IIlOmm 40mm布置有發(fā)光源，并且距離光接收元件Ilmm IOmm布置有發(fā)光源；在面板上還設(shè)置有用來(lái)測(cè)量操作時(shí)給人體皮膚施加壓力的大小的壓力測(cè)量部，壓力測(cè)量部的輸出信號(hào)端連接至計(jì)算部；與光接收元件組相連的控制部連接到計(jì)算部，計(jì)算部的輸出端口連接有用于顯示測(cè)量結(jié)果的顯示部；計(jì)算部的輸入端口連接有用于在測(cè)量前輸入人體相關(guān)參數(shù)的輸入部；與計(jì)算部連接有存儲(chǔ)部，用于存儲(chǔ)射光量、壓力值與皮下脂肪厚度信息之間的關(guān)系以及測(cè)量結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種皮脂厚度測(cè)量裝置，其特征在于所述的距離光接收元件IIlOmm 40mm的發(fā)光源的光中心波長(zhǎng)為700nm IlOOnm,與離光接收元件II距離相等的發(fā)光源構(gòu)成一組發(fā)光源，所述發(fā)光源共有2 8組，與光接收元件II距離遠(yuǎn)的光源組中光源器件的數(shù)量比近距離的光源數(shù)量多。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種皮脂厚度測(cè)量裝置，其特征在于所述的距離光接收元 件Ilmm IOmm范圍里布置的用于校正皮膚顏色差異對(duì)測(cè)量的影響發(fā)光源的光中心波長(zhǎng)為400nm 700nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種皮脂厚度測(cè)量裝置，其特征在于所述的預(yù)先求得的光輸入量和皮下脂肪厚度的關(guān)系函數(shù)為皮下脂肪厚度與光接收元件接收到的各組光源的光信號(hào)和壓力信號(hào)的關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種皮脂厚度測(cè)量裝置，其特征在于所述發(fā)光源的優(yōu)選組數(shù)為4組。
專(zhuān)利摘要一種便攜式光學(xué)皮脂測(cè)量裝置，屬于人體信息測(cè)量領(lǐng)域，其包括有一個(gè)測(cè)量面板，面板上固定有發(fā)光源、光接收元件I和光接收元件II，距離光接收元件II10mm～40mm布置有發(fā)光源，并且距離光接收元件I1mm～10mm布置有發(fā)光源。在面板上還設(shè)置有壓力測(cè)量部，壓力測(cè)量部的輸出信號(hào)端連接至計(jì)算部。與光接收元件組相連的控制部連接到計(jì)算部，計(jì)算部的輸出端口連接有顯示部；計(jì)算部的輸入端口連接有輸入部。與計(jì)算部連接有存儲(chǔ)部。本實(shí)用新型尺寸小，抗干擾能力強(qiáng)，不僅能簡(jiǎn)單方便地測(cè)量人體腹部、背部等面積較大部位的皮下脂肪厚度，也能測(cè)量面積小的部位，如手臂、腿部等等，讓測(cè)量操作更簡(jiǎn)單，適用部位更廣。
文檔編號(hào)A61B5/107GK202505356SQ20122001873
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者張松, 楊則強(qiáng), 楊琳, 楊益民, 郝冬梅 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)