关于人体成分分析系统的解析

随着生活水平的提高，公众对个人健康越来越重视，了解身体的体重、 体脂率等体征参数的愿望日益迫切。基于市场的需求，各种4/8电极的体脂秤便如雨后春笋般应运而生。芯海科技推出的4/8电极人体成分分析系统，采用了4/8电极、交流多频段的测量方法，通过三位一体的（芯片端/APP端/云端）人体成分分析算法，为您快速提供体重、 体脂率等参数的精准测量。

市面上的智能体脂秤，绝大部分都是使用生化阻抗法(Bioelectric Impedance Analysis，BIA)。BIA是一种估算身体组成的技术，不同的身体组织会具有不同的导电性质。由于人体体内的脂肪几乎不导电，而肌肉组织中的水分则易导电，因此，身体的脂肪可经由测量使用者的生物电阻抗而估算出来。

人的身体由很多成分组成，是个复杂的有机体。从健身的角度，通常采用4-C模型，即人体由水、蛋白质、无机质、脂肪四种成分构成。它们的正常比例：水占55%-60%，蛋白质占15-18%左右，体脂肪占20%左右，无机物占5%。

芯海科技关于人体成分分析的算法，以双能X射线法、中子活化分析法、CT扫描等方法测量的数据作为标准参考，通过测量人体的阻抗，根据函数关系F（H,Wt，Age，Sex，Z），采集大量样本后，经过非线性拟合，计算出与函数关系相关的参数，体重、体脂率等体征参数便可依据上面的函数关系计算得出。

四电极人体成分分析系统

人体存在阻抗，为了测量人体各部分的阻抗，可以将人体分为左上肢、 右上肢、 躯干、 左下肢和右下肢共 5 段。电路产生的正弦电流源作为系统的激励信号，通过电极施加到人体的相应部位上，即可测量出相应部位的阻抗。

通常家庭使用的是四电极的智能体脂秤，但是有很多廉价的脂肪秤是两个金属电极的，内部电路极其简单。相对来说，四电极的体脂秤加入了校准电路，测量结果将更加精确。

四电极体脂秤通过左右脚的两个电极（E0、E3）产生正弦激励信号，再从另外两个电极（E1、E2）检测到电压信号，该信号经过放大、整流、A/D转换以及经CPU处理后计算出人体的阻抗，再结合人体模型即可计算出各种体征参数。

八电极人体成分分析系统

当然，八电极的精准度将比四电极的更高。八电极的专用人体成分分析仪，可以区分左右上肢、左右下肢、躯干等部位的阻抗，进行分段的人体成分分析，因此可以提高脂肪等成分的计算准确度。其使用了八电极、多频率的测量方法，在电路上采用了更加复杂的校准电路，其精度是四电极家用体脂秤无法比拟的。八电极人体成分分析仪更适合个人长期使用来查看某些指标变化的趋势。

八电极(4对)人体成分分析系统，每一对包括一个激励电极和一个检测电极。八电极测量，是从双手指尖电极和双脚尖电极提供一个电流，然后测量两个拇指及双足脚跟之间的阻抗。

采用这个方法，可以测量身体各个部位的阻抗，包括全身、右腿、左腿、右臂、左臂的阻抗值，可以在身体各个部位之间切换电流，然后测量其相应的电压。

例如，若需测量左腿的阻抗，电流侧通过左手和左腿，并获取双腿之间的电压。关于身体各部位阻抗的测量方法，参见下图所示。

芯海科技推出的CS1256/7/8是高性能模拟前端，集成了5路高精度AD测量，AD有效精度高达18.5位，支持4/8电极的人体生物阻抗测量，是专用于体重检测、人体阻抗检测等应用场合的芯片。我们提供以ADC、SOC、MCU、BLE系列产品为基础，依托芯联云，构建集智能芯片、应用方案、超级APP为一体的整体解决方案。

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