因肥胖引發(fā)的高血壓、高血糖、脂肪肝、動脈硬化等疾病，對人們的健康乃至生命構成了嚴重威脅。對此，人們開發(fā)了BIA（生物電阻抗測量）、MRI（核磁共振成像測量）、DEXA（雙能X線吸收測量）、水中密度測量等人體成分分析技術。相較而言，BIA因其在成本控制，易用性及測量準確度這幾個方面的綜合表現(xiàn)突出，受到廣泛歡迎和應用。

人體成分分析儀 “人體成分分析儀”是一款成熟的BIA典型應用。它采用微弱的恒定交流電流，通過人體手足與電極連接測量人體各部分的電阻抗，獲得體脂肪、體蛋白、體內(nèi)總水分、肌肉、瘦體重、礦物質(zhì)含量等數(shù)據(jù)，為人們的體重控制、營養(yǎng)均衡、疾病診斷及肌肉訓練提供科學有效的依據(jù)，不僅在醫(yī)療和健身領域有廣泛需求，在學校、家庭、老年照護等領域都有著較大的應用空間。

01

BIA測量原理

BIA的測量原理即將身體分為導電的體液、肌肉等，以及不導電的脂肪組織，根據(jù)測量時獲得的不同的生物電阻量，統(tǒng)計不同的人體成分數(shù)據(jù)。

人體組織內(nèi)部包含大量的細胞，細胞內(nèi)部含有細胞內(nèi)液，外部含有細胞外液。當?shù)皖l電流施加于人體組織時，電流將繞過細胞，從細胞外液流過。當電流頻率升高時，部分電流可穿透細胞膜流過細胞內(nèi)液及細胞外液。即人體組織的阻抗會隨著頻率的升高而減小，這一特性反映了在人體組織中細胞膜的電容特性。

低于100kHz的頻率會沿著細胞膜流，測量細胞外的水分。高于100kHz的高頻率可以穿過細胞膜，測量所有水分總量。因此，一些人體成分算法會根據(jù)多頻（例如50kHz/250kHz）的阻抗結果來解算人體成分。

人體組織電流-頻率特性示意圖

BIA設備將微弱的交流電流信號輸入人體時，電流會隨著電阻小、傳導性能較好的體液流轉。水分的多少決定著電流通過的通路的寬窄，這個可用阻抗值表示。通過檢測電壓可以獲得生物阻抗值：

生物阻抗可以使用復阻抗Z=R+jXc表示，其中電阻R為實部，電抗Xc為虛部。前者主要由人體內(nèi)的水分總量所致，后者主要是由細胞膜產(chǎn)生的電容所致。該阻抗也可以用模為|Z|、相位角為φ的矢量來表示。

BIA設備借助置于體表的電極系統(tǒng)向檢測對象輸入微小的交流測量電流，準確測量生物電阻抗Z后，代入到獲得科學驗證的算法中，計算出主要人體成分結果。

BIA測量示意圖

02

人體成分分析儀P10

由芯?？萍?/u>旗下康柚科技推出的P10人體成分分析儀，作為一款醫(yī)療級的八電極人體成分分析儀設備。該設備憑借在人體成分分析、靜息心率及體重等方面的精準測量能力，能夠適用于醫(yī)院、社康、體檢機構、醫(yī)美、健身房、學校等健康測量場景。