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1、(10)授权公告号 CN 101141914 B (45)授权公告日 2012.08.01 CN 101141914 B *CN101141914B* (21)申请号 200580032575.0 (22)申请日 2005.11.23 60/631,042 2004.11.24 US A61B 5/05(2006.01) (73)专利权人 测量有限公司 地址 英属开曼群岛 (72)发明人 S佩特鲁切利 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 曾祥夌 王忠忠 US 2004/0196054 A9,2004.10.07,说明书第 0001 段、 第 0044-00。
2、51 段、 第 0058 段、 第 0066 段， 附图 3A,4A,5A,8,11. (54) 发明名称 用于确定人体阻抗的双线振荡器系统 (57) 摘要 一种用于确定人体阻抗的设备包括 ： 第一和 第二电极， 适合于电耦合到人体 ； 以及可变频率 张弛振荡器， 耦合到电极 ； 其中， 振荡周期表示人 体阻抗。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2007.03.27 (86)PCT申请的申请数据 PCT/US2005/042663 2005.11.23 (87)PCT申请的公布数据 WO2006/058180 EN 2006.06.01 (51)Int.Cl. (56)对。
3、比文件 审查员 佟晓惠 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 6 页 1/2 页 2 1. 一种用于确定人体阻抗的设备， 包括 ： 第一和第二电极， 适于电耦合到人体 ； 以及 电耦合到所述电极的可变频率张弛振荡器电路 ； 和 耦合在所述电极之上的至少一个电阻器， 所述至少一个电阻器与所述人体并联耦合， 其中， 所述可变频率张弛振荡器的振荡周期表示人体阻抗， 其中， 所述振荡器电路包括至少一个放大器， 以及 其中， 所述电极至少部分地限定所述放大器的负反馈网络。 2. 如权利要求 1 。
4、所述的设备， 其特征在于， 所述负反馈网络将所述放大器的输出端子 耦合到所述放大器的反向输入端子， 并且包括耦合到所述放大器的输出端子的第一电极以 及耦合到所述放大器的反向输入端子的第二电极。 3. 如权利要求 2 所述的设备， 其特征在于， 所述第一和第二电极中的第一电极以电阻 方式耦合到所述放大器的所述输出端子。 4. 如权利要求 3 所述的设备， 其特征在于， 所述第一和第二电极中的第二电极通过至 少一个电容器耦合到公共点， 并且与所述放大器的反向输入端子短接。 5. 如权利要求 4 所述的设备， 其特征在于， 还包括正反馈网络， 所述正反馈网络包括电 耦合在所述放大器输出端子与所述放大。
5、器的非反向输入端子之间的电阻器。 6. 如权利要求 4 所述的设备， 其特征在于， 在被偏置并耦合到人体时， 所述至少一个电 容器通过所述第一和第二电极相对于所述放大器非反向输入端子以指数方式充电和放电。 7. 如权利要求 1 所述的设备， 其特征在于， 所述至少一个电阻器为至少为两百千欧姆。 8. 一种校准如权利要求 1 所述的用于确定人体阻抗的设备的方法， 包括 ： 确定在所述第一和第二电极之间的开路条件期间由可变频率张弛振荡器输出的第一 振荡周期， 并基于所述第一振荡周期确定所述设备的第一校准值 ； 以及 确定在所述第一和第二电极之间的短路条件期间由可变频率张弛振荡器输出的第二 振荡周期。
6、， 并基于所述第二振荡周期确定所述设备的第二校准值 ； 计算所述第一校准值和所述第二校准值之间的斜率以确定跨度系数 ； 以及 基于测量的振荡周期、 所述第一校准值和所述跨度系数来计算人体阻抗。 9. 如权利要求 8 所述的方法， 其特征在于， 通过向所述第一和第二电极应用已知的电 阻并确定测量的输出振荡周期来计算所述跨度系数。 10. 如权利要求 8 所述的方法， 其特征在于， 还包括存储表示所述第一振荡周期的数 据。 11. 一种用于测量人体阻抗的方法， 包括 ： 将第一和第二电极电耦合到人体 ； 将具有正电阻反馈网络和包括所述第一和第二电极的负反馈网络的可变频率张弛振 荡器进行电偏置 ； 。
7、以及 测量所述可变频率张弛振荡器的振荡周期， 其中， 基于所测量的振荡周期计算人体阻 抗。 12. 如权利要求 11 所述的方法， 其特征在于， 所测量的振荡周期与人体阻抗成正比。 13. 如权利要求 11 所述的方法， 其特征在于， 所述振荡器包括至少一个运算放大器。 14. 如权利要求 13 所述的方法， 其特征在于， 所述第一和第二电极中的第一电极以电 权 利 要 求 书 CN 101141914 B 2 2/2 页 3 阻方式耦合到所述运算放大器的输出端子。 15. 如权利要求 14 所述的方法， 其特征在于， 所述第一和第二电极中的第二电极通过 至少一个电容器耦合到公共点， 并且与所。
8、述运算放大器的反向输入端子短接。 16. 如权利要求 13 所述的方法， 其特征在于， 所述至少一个电容器通过所述第一和第 二电极相对于所述运算放大器非反向输入端子以指数方式充电和放电。 权 利 要 求 书 CN 101141914 B 3 1/6 页 4 用于确定人体阻抗的双线振荡器系统 技术领域 0001 本发明涉及人体阻抗测量装置及技术。 背景技术 0002 人的健康的一个有用指标是体脂肪的百分比。 一种用于测量人的百分比体脂肪的 技术是所谓的 “生物电阻抗” 技术。根据这种技术， 响应电信号通过确定人的身体阻抗来测 量人的体脂肪。 百分比体脂肪按照给定公式根据所测量阻抗以及诸如身高、 。
9、体重、 年龄和性 别之类的其它变量来计算。通常通过经由接触人体的至少两个电极提供恒定电流、 由此使 电压在人体上产生， 来确定人体阻抗。这个电压通过以下方式来测量 ： (1) 经由通过其中提 供电流的相同电极， 或者 (2) 经由一对或多对电压测量电极。然后， 从电流和测量电压中计 算人体阻抗， 以及百分比体脂肪又可从人体阻抗中计算。 0003 双线系统具有用于激励以及感测的一对电极。四线系统具有分离的电极对， 用于 激励和感测， 主要把激励与响应分离。 在四线系统的情况中， 电流通过一对激励电极被驱动 到体内， 并单独通过第二对独立电极来感测。四线系统通常采用没有平均值或直流偏置的 正弦驱动。
10、波形， 并且以正弦稳态进行操作， 使得测量的所得电势为正弦曲线， 如相对于激励 的振幅和相位角。 0004 通过另一个非限制性实例， 在50千赫(50Khz)的频率上， 人体阻抗接近实数， 因为 相位角接近零度， 而且无功分量极小， 基本上是可忽略的。四线系统的使用还消除身体 ( 如 皮肤 )/ 电极接触面上的接触电势变化的影响。电极实际上可作为传感器操作， 因为它把线 路中的电子电流转换为人体内的离子电流。在接触面上， 产生标准电池电势， 与电化电池、 如蓄电池中看到的相似。50KHz、 小于 1 毫安 (1mA) 电流上的人体阻抗通常小于 1000 欧姆 ()， 其中具有小无功项。 这些条。
11、件下的阻抗基本上是具有可忽略的无功项的实数， 因而具 有小相位角 ( 反正切 IM/RE， 其中， IM 是虚部， 以及 RE 是信号分量值的实部 )。 0005 相反， 传统的双线系统作为具有脉冲恢复响应的瞬时系统进行操作。在这样一种 配置中， 电容器通过人体充电。电流电平很低， 因为在这些条件下， 人体表示较高阻抗。在 某些情况中， 人体不完全是电阻性的， 而是可能被表示为串联电阻器 / 电容器网络。在这些 电平上以及在脉冲瞬变条件下的人体的电阻分量通常大约为数十万欧姆 ( 数十万 )， 并 且模型不完全是电阻性的。存在充电和放电恢复瞬变现象以及关联的系统时间常数。电路 方面看来的净效应是。
12、具有大约高于相应四线系统两个数量级的阻抗的时间常数。 0006 双线系统中的测量的可重复性可能证明是有问题的。例如， 在人体 / 电极接触面 上具有粗皮肤的人(例如有老茧的脚)可能使其阻抗测量偏离， 因为在四线测量系统中， 电 极 - 皮肤接触面及关联的接触电势没有抵消。电极的电阻变化在四线开尔文电桥测量系统 中是不相干的。但是， 在双线测量系统中， 这类变化在电容和电阻两个方面都具有切实影 响。 0007 对于阻抗项， 四线系统的体脂肪方程 (BFE) 具有与双线系统不同的加权系数， 因 为阻抗测量具有远比双线情况中更低的值。 四线方法的阻抗测量的灵敏度和范围也远远小 说 明 书 CN 10。
13、1141914 B 4 2/6 页 5 于双线系统。 0008 因此， 利用双线系统来测量人体阻抗的备选双线方法和电路被认为是预期的。 发明内容 0009 一种用于确定人体阻抗的设备包括 ： 第一和第二电极， 适于电耦合到人体 ； 以及 可变频率张弛振荡器， 耦合到电极 ； 其中， 振荡周期表示人体阻抗。 附图说明 0010 通过结合附图考虑本发明的优选实施例的以下详细说明， 将帮助理解本发明， 附 图中， 相似的标号表示相似部分， 以及 ： 0011 图 1 和图 2 分别说明根据本发明的一个实施例、 用于确定人体阻抗的双线或双电 极振荡器电路以及采用振荡器电路的系统的示意图 ； 0012 。
14、图 3-5 对于本发明的振荡器电路和系统来说明分别与左电极、 右电极和电极间关 联的示范波形 ； 0013 图 6 是过程图， 说明根据本发明的电路和系统的体脂肪的确定 ； 以及 0014 图 7 是过程图， 说明与根据本发明的一个实施例的电路和系统关联的阻抗测量。 具体实施方式 0015 大家要理解， 为了清楚地了解本发明， 本发明的附图和描述已经简化为说明相干 元件， 为了简洁起见， 排除了典型的人体阻抗测量系统以及制造和使用它们的方法中出现 的其它许多元件。本领域的技术人员会知道， 其它元件和 / 或步骤在实现本发明时可能是 所需要的。 但是， 由于这类元件和步骤在本领域是众所周知的， 。
15、并且由于它们不会帮助更好 地理解本发明， 因此本文中不提供对这类元件和步骤的论述。 0016 根据本发明的一个方面， 双线或双电极系统采用可变频率张弛振荡器来估算对象 身体的阻抗。 在这样一种配置中， 振荡周期可认为是与生物阻抗成正比， 它可能可选地用来 计算体脂肪相关的参数。 振荡器基于具有正和负两种反馈网络部分的运算放大器(OpAmp)。 对象的身体(有时仅称作人体)电耦合在OpAmp输出与反向输入之间， 由此提供负反馈。 振 荡器具有连接在公共点 ( 例如接地 ) 与同样连接到可变 ( 人体 ) 电阻器的 OpAmp 反向输入 端子之间的固定电容器。这个电容器通过人体相对于 OpAmp 。
16、非反向输入端子上的参考电压 以指数形式充电和放电。 0017 现在参照图 1， 图中表示根据本发明的一个方面的振荡器电路 100。电路 100 极适 合与图 2 的电路 200 结合使用， 例如根据本发明的一个方面、 用于测量人体电阻或阻抗。电 路 100 根据其频率可用来估算人体阻抗的可变频率张弛振荡器来提供两个电极或双线系 统。电路 200 可用于把电路 100 结合到人体范围。 0018 仍然参照图 1， 电路 100 一般包括运算放大器 (op-amp)U4-A、 U4-B。在所述情况 中， 均以可向 National SemiconductorCorporation 购买的双比较器集。
17、成电路 (IC) 型号 LM393M 的形式来提供 op-amp U4-A、 U4-B 各。5.1k 电阻器 R55 连接在 op-amp U4-A 的输 出与 op-amp U4-B 的反向输入之间。 0019 Op-amp U4-A 配备了正和负两种反馈。人体位于 op-ampU4-A 的输出和反向输入 说 明 书 CN 101141914 B 5 3/6 页 6 端子之间， 由此提供负反馈。更具体来说， 在所述情况中， 人体经由端子 TP5 耦合到 op-amp U4-A 的输出。人体还通过 0.047F 固定电容器 C20 耦合到公共点， 并且经由端子 TP4 直 接 ( 例如短接 )。
18、 耦合到 op-amp U4-A 的反向端子。因此， 电容器 C20 通过人体相对于 OpAmp U4-A 非反向输入端子上的参考电压以指数形式充电和放电。 0020 正反馈由耦合在 op-amp U4-A 的输出与非反向输入端子之间的固定 100k 反馈 电阻器 R54 来提供。非反向输入还通过参考 100k 电阻器 R53 耦合到公共点。正反馈电 阻器 R54 与电阻器 R53 的比率设置电容器 C20 的参考电压。 0021 更具体来说， op-amp U4-A 的输出在 +/-V 饱和之间切换。电阻器 R54/R53 的比率 把非反向端子上的电压设置为+/-V饱和/(N+1)。 因此，。
19、 这个参数控制电容器C20充电的门 限， 因为振荡周期与电容器电压等于门限电压的时间成正比。 0022 电路 100 还包括电压调节器 U5。调节器 U5 用来调节由电路 100 的操作、 如电容 器 C20 充电 / 放电所引起的电池衰落。调节器 U5 可采用例如可向 Torex Semiconductor 购买的型号 #XC61C 的形式。调节器 U5 的输出端子通过 100k 电阻器 R52 耦合到 op-amp U4 的非反向输入端子、 通过 3k 电阻器 R58 耦合到 op-amp U4 的输出端子以及通过 1F 电容器 C10 接地。调节器 U5 的接地端子耦合到地。调节器 U5。
20、 的输入端子通过 1F 电容 器 C9 耦合到地。 0023 调节器 U5 的输入端子还耦合到晶体管 Q5 的集电极端子。晶体管 Q5 可采用通用 小信号PNP晶体管的形式， 例如可向National Semiconductor购买的型号2N3906。 晶体管 U5 的发射极端子耦合到可能大约为 3V 直流的电压源 Vcc。例如， 电压源 Vcc 可采用一个或 多个锂离子电池的形式。晶体管 Q5 的基极端子通过 5.1k 电阻器 R2 耦合到晶体管 Q4 的 集电极端子。晶体管 Q4 可采用通用小信号 PNP 晶体管的形式， 例如可向 Motoraola 购买的 型号 2N3904。晶体管 Q。
21、4 的发射极端子耦合到地， 而晶体管 Q4 的基极端子则通过 10k 电 阻器 R51 耦合到输出端子 PT2.2。 0024 调节器 U5 的输出端子还通过 100k 电阻器 R46 耦合到 op-amp U4-B 的非反向 输入端子。op-amp U4-B 的非反向输入端子还通过 49.9k 电阻器 R56 耦合到地。op-amp U4-B 的输出通过 49.9k 电阻器 R57 耦合到电源电压 Vcc， 并通过 5.1k 电阻器 R45 耦合 到输出端子 PT1.2。 0025 需要的是， 振荡器电路 100 即使在对于人体电阻上 ( 例如在端子 TP4、 TP5 上 ) 开 路或短路的。
22、条件下也起作用。根据本发明的一个方面， 电路 100 经过配置， 使得即使在人体 上设置短路， 或者人体与电连接绝缘、 由此建立端子 TP4、 TP5 上的等效开路， 振荡器电路也 将进行振荡。这通过在负反馈环路、 例如在端子 TP5、 TP4 上设置固定电阻器 Rbody、 并且设 置与人体串联的固定电阻器R59来实现。 在所述情况中， 电阻器R59为3k电阻器。 Rbody 提供较大的电阻， 例如大约数百 k 或更大的电阻。应当理解， 让系统检测开路或短路条件 以便防止可选体脂肪计算中的错误可能是重要的。 这种方法还通过测量短路和开路条件下 的振荡周期并把数据写入存储器、 如 EEPROM。
23、， 来提供制造时用于系统校准的有效部件。 0026 图 3 说明与工作中的本发明的第一 ( 左 ) 电极 ( 如 TP4) 关联的示范波形， 而图 4 则说明工作中的第二 ( 右 ) 电极 ( 例如 TP5) 的波形。图 5 表示工作中的电极 ( 例如 TP4 和 TP5) 之间的波形。 0027 现在参照图 2， 电路 200 适于与电路 100 联接 ( 经由 PT1.2 和 PT2.2)， 并把电路 说 明 书 CN 101141914 B 6 4/6 页 7 100 结合到电子秤设备中。电路 200 一般包括微处理器 U1。本文所使用的 “微处理器” 一般 表示包括中央处理器 (CPU。
24、) 的计算装置。CPU 一般包括 ： 算术逻辑单元 (ALU)， 执行算术和 逻辑运算 ； 以及控制单元， 从存储器中提取指令 ( 例如代码 )， 并对它们解码和运行， 必要时 在 ALU 上调用。本文所使用的 “存储器” 表示能够存储数据的一个或多个装置， 例如采用芯 片、 磁带或磁盘的形式。 仅作为另一个非限制性实例， 存储器可采用一个或多个随机存取存 储器(RAM)、 只读存储器(ROM)、 可编程只读存储器(PROM)、 可擦可编程只读存储器(EPROM) 或者电可擦可编程只读存储器 (EEPROM) 的形式。处理器所利用的存储器可能在包括处理 器在内的集成单元的内部或外部。 例如， 。
25、在微处理器的情况中， 存储器可能在微处理器本身 的内部或外部。电路 200 包括存储器 U2。在所述情况中， 微处理器 U1 采用可向 Fortune Semiconductor(Taiwan)购买的通用微处理器型号#FS9912的形式。 以及存储器U2采用可 向 Microchip Corporation 购买的串行 EEPROM 存储器型号 24C01 的形式。微处理器 U1 可 采用存储器 U2 来执行过程 700。 0028 电路 200 还包括 ： 显示器， 在所描述情况中为多段液晶显示器 (LCD)( 例如 LCD-1-LCD-12) ； 用户接口按钮 / 开关 (DOWN、 UP。
26、、 USER、 FOOT_SW) ； 以及见于传统电子秤设 备中的其它元件， 例如美国专利 No.6292690 中所述的， 通过引用将其公开结合到本文中。 0029 作为另一个非限制性说明， 振荡器电路 100 和电路 200 可设置在电子体重秤的外 壳中。电子体重秤通常还包括用于接收要测量的重量的平台， 设置在平台下的支座以及显 示部件。各支座可包含随着施加到平台上的重量而改变电参数 ( 例如电阻 ) 的压阻传感器 元件或测压元件 ( 未示出 )。导体用于把各传感器耦合到显示部件 ( 例如 LCD)。显示部件 附加到平台， 从而提供用户输入和显示的便捷接口。 0030 显示部件可设置在秤平。
27、台的顶前部， 并且包括例如用于查看测量结果的显示部 分、 如 LCD 显示器。该部件还包括用于输入用户输入数据的接口部分。在一种配置中， 接口 部分包括按钮(例如UP/DOWN、 SET、 USER)， 其大小足以实现经由用户四肢(例如手或脚)的 输入。平台可由绝缘材料组成， 并且包括用于感测和模拟的对象的脚跟或其它身体部位的 电极对 ( 例如 TP4、 TP5)。这样一种测量设备可包括人体阻抗 / 体脂肪激活开关 (UP/DOWN) 和设置在秤平台的一部分上、 用于激活人体阻抗和体脂肪确定过程(例如使微处理器U1计 算体脂肪相关参数 ) 的用户选择开关 ( 例如 USER)。把 UP/DOW。
28、N 开关按下到第一位置 (1) 或第二位置 (2) 的操作激活人体阻抗电路， 并使微处理器 U1 检索诸如与所选 USER 开关位 置关联的特定用户的特性之类的数据。 0031 现在参照图 7， 图中表示用于采用图 1 和图 2 的电路来测量电阻的过程流程 700。 过程流程 700 也可用于使用电极 TP4、 TP5 之间的开路和短路条件来确定校准信息。过程 700 适合于由微处理器 U1 和存储器 U2 进行的操作。 0032 过程流程 700 以从存储器、 例如与微处理器 U1 关联的存储器 U2 中读取电阻斜率 ( 例如跨度校准值或系数 ) 和零值或系数 ( 过程 710) 来开始。本。
29、领域的技术人员通过那些 处理会理解， 这些值对应于传统的跨度和零校准值。输出端子 ( 或端口 )PT1.2 则指定为接 收输入或测试频率(过程720)。 然后开始传统频率测量功能来处理在端口PT1.2上所接收 的信号 ( 过程 730)。传统频率测量功能的结果则被读取或确定 ( 过程 740)。然后采用关 系式 res (freqzero-freqtest)*slope 来确定人体阻抗 ( 例如电阻 ) 值 ( 过程 750)， 其中， res是电阻值， freqzero是在开路条件下确定的频率， freqtest是在测试条件下确定的频率， 以 说 明 书 CN 101141914 B 7 5。
30、/6 页 8 及 slope( 斜率 ) 是跨度系数。最后， 可存储已测量电阻值 ( 过程 760) 供将来使用。跨度 系数可采用传统测试方法来确定， 例如通过应用已知电阻来调整与测量频率对应的输出。 0033 根据本发明的一个方面， 体脂肪质量的指数、 脂肪质量指数、 瘦肉质量指数 (LMI) 和 / 或身体质量指数 (BMI) 可能可选地采用输入的人体数据和测量的生物电阻抗来计算。 结果和 / 或 BMI 与 FMI 之间和 / 或 BMI 与 LMI 之间的关系例如可通过曲线和 / 或图解来显 示。 0034 众所周知， 人体阻抗分析 (BIA) 可用于根据体积导体理论 - 它提出导体的。
31、体积可 通过它对电流的阻抗来确定 - 来估算人体成分。导体的阻抗与其长度成正比， 而与它的横 截面面积成反比。因此， 导体的阻抗 Z 可由等式来表征， 其中， w 是比阻抗， L 是 导体长度， 以及 A 是导体的横截面面积。类似地， 导体的体积 V 可通过测量导体的长度和比 阻抗来计算定义为总身体质量减去脂肪身体质量的瘦肉身体质量(LBM)可被 估算， 因为 LBM 是总体重的函数是已知的。一旦 LBM 为已知， 则体脂肪的百分比 ( BF 或 BF ) 可按照等式来确定， 其中， BF 是百分比体脂肪， LBM 是瘦 肉身体质量， 以及 Wt 是总体重。 0035 现在参照图 6， 图中表。
32、示根据本发明的一个方面、 确定体脂肪的过程流程 600。过 程流程 600 可由微处理器 U1 使用存储器 U2 来执行。过程流程 600 以计算体脂肪的调用开 始 ( 过程 605)。此后， 为用户确定健康 (fitness) 模式 ( 过程 610)。在所述实施例中， 有 三种健康模式 (612、 614、 616)。当然也可支持其它数量的健康模式。健康模式一般可按照 锻炼频率、 强度、 类型来描述。 可选择的健康模式可用来精确估算人口的不同分片的身体成 分和体脂肪。此外， 根据本发明的一个方面， 各种健康模式通过长期有计划节食 / 锻炼程 序的过程来提供概貌定义的可选择且自适应方式。实际。
33、上， 多种健康模式允许 BF计量动 态范围被转换， 以便更好地表征用户。 0036 在一个示范实施例中， 第一健康模式 612 涉及完全通过具有较低活动等级的人所 表征的用户活动等级、 健康、 节食和整体个人情况。 这种人可能通常将体育活动限制为每周 少于 2 次， 其中的低有氧等级的每次活动少于 20 分钟。第二健康模式 614 涉及完全通过具 有适度的日常锻炼的人所表征的用户活动等级、 健康、 节食和整体个人情况。 这种锻炼一般 可能采取 20 分钟训练、 每周 5 次的形式。这些类型的锻炼包括骑自行车、 慢跑、 健走、 耙平 树叶、 网球和有氧锻炼。与由健康模式 3 所表征的人相比， 表。
34、征为健康模式 2 的人一般具有 低等级的锻炼密度和强度。第三健康模式 616 涉及完全通过每周至少锻炼五次的人所表征 的用户活动等级、 健康、 节食和整体个人情况。这样的人有规律参与的是热身活动， 它包括 诸如行走、 慢跑、 抬膝、 旋臂或转体之类的 5-10 分钟锻炼。模仿活动中采用的运动的低密度 运动也可包含在热身运动中。这样的人可能通常参加包括主要肌肉群的锻炼、 如举重在内 的最少每周两次 20 分钟锻炼时间。这样的人可能通常参加包括例如柔软体操、 俯卧撑、 仰 卧起坐和引体向上之类的锻炼在内的至少每周三次 30 分钟锻炼时间。这样的人可能通常 参加至少每周三次 20 分钟连续有氧 ( 。
35、需要氧气的活动 ) 韵律操。流行有氧调节活动包括 健走、 慢跑、 游泳、 骑自行车、 跳绳、 划船、 越野滑雪以及一些连续动作游戏、 如短网拍墙球和 说 明 书 CN 101141914 B 8 6/6 页 9 手球。这样的人可能通常参加 10-12 分钟慢速进行的日常牵伸运动而没有跳跃运动。可在 热身运动之后或者在整理运动中包括这种活动。并且这样的人可能通常参加最少 5-10 分 钟与伸展结合的慢跑、 低等级锻炼。一般来说， 典型的人可表征为健康模式 1( 正常 )。当参 加节食 / 锻炼体制时， 用户可能被指示选择健康模式 2。最后， 在 6 个月的受控节食 / 锻炼 体制之后， 用户可表。
36、征为健康模式 3。根据本发明的一个方面， 用户可根据他 / 她的活动概 貌来选择所使用的健康模式。 或者， 可采用表示上述考虑事项的问题对用户提问， 并且答案 用来确定适当的健康模式。或者， 健康模式可采用测量值和用户输入值来确定 ( 例如身高、 性别、 年龄、 锻炼频率 / 类型 / 密度、 体重和电阻 )。仍然参照图 6， 过程 600 以对应于所确 定的所选健康模式 ( 过程 610) 的系数继续进行 ( 过程 622、 624、 626)。例如， 系数可能从微 处理器内部或外部的存储器所存储的查找表中恢复。表1 概括可恢复的非限制性的示范系 数值 (622、 624 和 6226)。表。
37、 1 系数 健康模式 1 健康模式 2 健康模式 3 常数 4.032 6.039 10.05 性别 6.311 8.5 12.89 年龄 0.0442 0.019 0.01 身高 0.000906 0.000912 0.000925 体重 0.39 0.39 0.39 电阻 0.0009 0.00083 0.00069 0037 仍然参照图 6， 然后可采用瘦肉身体质量 (LBM) 的迭代计算 ( 过程 630-655)。更 具体来说， 可通过首先对用户输入的身高求平方、 然后再把结果乘以所确定健康等级的身 高系数来近似计算 LBM( 过程 630)。所得值则可加到测量体重与所确定健康等级的。
38、体重系 数相乘的值 ( 过程 635)。然后， 所得结果可与所确定健康等级的常数相加 ( 过程 640)。所 得值 ( 在图 7 的过程 760 中存储 ) 则可加到测量电阻与所确定健康等级的电阻系数相乘的 值 ( 过程 645)。然后， 所得值可加到用户输入的性别 (0 表示女性， 以及 1 表示男性 ) 与所 确定健康等级的性别系数相乘的值 ( 过程 650)。最后， 所得值则可加到用户输入的年龄与 所确定健康等级的年龄系数相乘的值 ( 过程 655)， 从而产生 LBM 的近似值。 0038 仍然参照图 6， LBM 则可用于采用下式来近似计算用户的百分比体脂肪 (BF ) ： 最后， 。
39、人体水分 (BW) 的百分比可采用下式近似计 算 ： (1-BF )73 ( 过程 665)。 0039 或者， 可采用单独基于年龄、 体重、 性别和电阻的处理， 与美国专利 No.6292690 所 公开的相似， 通过引用将它的完整公开结合到本文中。 0040 本领域的技术人员会知道， 可实现本发明的许多修改和变更， 而没有背离本发明 的精神或范围。因此， 本发明意在涵盖落入所附权利要求书及其等效物的范围之内的各种 修改和变更。 说 明 书 CN 101141914 B 9 1/6 页 10 说 明 书 附 图 CN 101141914 B 10 2/6 页 11 说 明 书 附 图 CN 101141914 B 11 3/6 页 12 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 101141914 B 12 4/6 页 13 图 5 说 明 书 附 图 CN 101141914 B 13 5/6 页 14 图 6 说 明 书 附 图 CN 101141914 B 14 6/6 页 15 图 7 说 明 书 附 图 CN 101141914 B 15 。