Wie funktionieren elektrische Körperfettdetektoren?

Ich würde mir gerne einen eigenen Rechner für elektrische Körperdaten aus einem Mikrocontroller (dem Arduino) bauen, aber ich würde gerne wissen, wie es funktioniert. Ich habe ein analoges 5-V-Lesegerät. Ich denke, ich sollte den durch meine Haut fließenden Strom im Vergleich zu einem Körperfett-Hautwiderstand von 0 berechnen?

Ist es das?

Danke

Dies ist nicht wirklich eine Elektronik-Frage. Es fällt mir schwer zu glauben, dass es möglich ist, eine aussagekräftige Messung des Körperfetts aus einer einfachen elektrischen Messung zu erhalten, die Ihnen ansonsten nicht weh tut. Klingt für mich nach Schlangenöl. Führen Sie Ihre Nachforschungen durch und bestimmen Sie die Wissenschaft hinter der Messung und was genau gemessen werden soll, und wir können Ihnen möglicherweise mit einer Schaltung helfen, um die Messung durchzuführen
@OlinLathrop Es ist möglich, es zu realisieren, und ich habe mehrere kommerzielle Instrumente gesehen. Aber es geht mehr darum, die Beziehung zu kennen als die Komplexität der Schaltung selbst.
Wie arbeiten Sie? Nicht sehr gut. Die meisten Websites, die sagen, dass sie funktionieren, versuchen, Ihnen eine zu verkaufen.
Sie müssen Ihr Gewicht sehr genau messen.
@JeannePindar es ist nicht wahr, sie funktionieren. Meine Mutter arbeitet in der Ernährung (in einem Krankenhaus), und das ist eines der Instrumente ihrer Arbeit. Das Prinzip ist, dass Fettmasse und Muskel unterschiedliche Leitfähigkeit haben.
Der für diese Messungen verwendete Begriff lautet "Bioimpedanz" oder "bioelektrische Impedanzanalyse" (googeln Sie danach). Die Messungen umfassen die komplexe Impedanz bei bestimmten Frequenzen. Seien Sie vorsichtig, wenn Sie Ihre Opfer schocken!
@clabacchio Sie haben einen in meinem Fitnessstudio. Es misst 4 % für meinen Bruder und 14 % für mich. Keine annähernde Realität. Ich bin weit unter 14 % und mein Bruder ist kein Athlet, der Kohlenhydrat-Cycling gemacht hat, um unter 6 % zu kommen, er liegt nicht einmal bei 8 %! Aber im Allgemeinen funktioniert es (mit +- 5%). Die einzige billige Möglichkeit, das Körperfett genau zu messen, ist die Verwendung von "Körperfettmessschiebern" und einem Referenzindex, denke ich.
@abdullahkahraman Sie haben Recht mit der Ungenauigkeit, aber die beste Methode scheint die Wasserverdrängung zu sein.
@clabacchio yup, es ist die beste Methode, aber nicht die billigste :) Verdammt, ich werde nicht jede Woche eine Wanne mit Wasser füllen, tatsächlich besitze ich keine :)
@abdullahkahraman Eigentlich brauchst du es nur einmal: dann vergleichst du es mit den elektronischen Messungen und kannst einfach sagen, ob du dich verbesserst oder nicht :)
@clabacchio haha, schöne Idee :) Ich bin kein Leistungssportler, also ist es mir egal, solange ich keinen Bauch zu sehen habe. Wäre aber toll, wenn ich eine Wanne zum Testen hätte :)

Antworten (3)

Ich habe Herzleistungsmessgeräte entwickelt, die etwas mit dem zu tun haben, was Sie fragen, obwohl es komplexer ist. Herzleistungsmessgeräte messen die transthorakale elektrische Impedanz und – da sie wissen, dass Blut ein guter elektrischer Leiter ist – korrelieren sie die Leitfähigkeit mit der Blutmenge, die sich zu einem bestimmten Zeitpunkt im Volumen zwischen den Elektrodensätzen befindet. Sie liefern als Ergebnis eine Wellenform des momentanen Blutflusses durch Ihr Herz in Litern/Minute. Körperfett-"Meter" liefern eine grobe Schätzung des Fettanteils in Ihrem Körper. Ich bin mit letzteren nicht sehr vertraut, aber ich weiß, dass sie auch durch Messen der elektrischen Impedanz funktionieren.

Um die elektrische Impedanz zu messen, injizieren Sie einen Wechselstrom durch einen Teil des Körpers eines Patienten. Sie verwenden zwei Elektroden, um Strom einzuspeisen, und zwei Elektroden, um die Spannung zu messen. Die Amplitude des Wechselstroms wird konstant gehalten, und die Amplitude der erfassten Spannung ist proportional zur momentanen Impedanz. Typische verwendete Frequenzen reichen von 20 kHz bis 100 kHz. Wenn der Strom durchs Herz gehen muss, maximal 400 μ A R M S erlaubt, bei 50 kHz. Wenn nur die Größe von Z(t) benötigt wird, ist es am besten, einen Synchrondemodulator zu verwenden, um die Amplitudeninformationen aus der erfassten Spannung zu extrahieren. Wenn Phaseninformationen benötigt werden, benötigen Sie komplexere Methoden (wie sehr schnelle ADCs und FFT).

Es gibt keine Möglichkeit, dass eine Strecke wie diese von einem Amateur gefahren werden kann, also vergiss das. Sie müssen einige Mikrovolt messen (mit einem guten Instrumentenverstärker), und an den Kabeln direkt neben der gemessenen Spannung haben Sie Ihr Anregungssignal, das sich über mehrere Volt erstreckt. Sie benötigen einen sehr guten Schaltplan und ein besseres PCB-Design. Am Ende hatte ich 4 oder 5 Massebereiche plus die gleiche Anzahl von -5 V- und +5 V-Bereichen. Eine meiner härtesten Herausforderungen, aber die Ergebnisse waren sehr gut.

All dies galt der elektrischen Bioimpedanz im Allgemeinen und der transthorakalen Impedanz im Besonderen. Da Fett ein relativ schlechter elektrischer Leiter ist, müssen Körperfettschätzer die Leitfähigkeit mit der Fettmenge zwischen den Elektroden korrelieren. Ich denke, sie verwenden Gewichts- und Volumendaten, um bei dieser Korrelation zu helfen, und Daten von MRT-Scans, um einige absolute Referenzen zu haben.

Wow, 4 oder 5 Erdungs- und Leistungsschichten? Warum das? Übrigens, ich vermute, dass Sie diesen Strom nicht aktiv begrenzen wollen, oder? Oder können Sie Halbleitern vertrauen? :)
@abdullahkahraman Ich sagte Bereiche, nicht Schichten. Die Leiterplatte hatte vier Schichten, aber viel mehr Bereiche, die als Sterne verbunden waren.
Ein Wechselstrom?
@Telaclavo ah, tut mir leid. Wäre aber interessant so ein Design zu sehen..
@TomParis ja, warum nicht? :)

ANTWORT: Kapazität ist Spannung @ F unter Verwendung einer Stromquellen-Sinuswelle ist proportional zum Abstand zwischen Elektroden oder Bremssätteln, was dem BMI entspricht.

Ich glaube, dass "Body-Mass-Index" (BMI)-Messungen nur eine Lücke fettiger Haut zwischen Bremssätteln oder "Kapazitätsmesselektroden" sind, die mit einem breiten, glatten Kiefer nach dem überschüssigen Fett auf der Körperoberfläche greifen. Jede Backe ist isoliert, so dass das Ergebnis zwischen den beiden Leitern liegt. Viele Messwerte werden gemittelt, um einen Indexwert zu erhalten.

Um dies elektronisch zu replizieren, würde man den Abstand zwischen zwei Metallleitern messen, um die dielektrische Kapazität zu messen.

Der Widerstand wird aufgehoben und hat keine Bedeutung, da es sich hauptsächlich um einen Hautoberflächenwiderstand von feuchter, salziger Haut handelt. Durch Aufheben der Spannung, die mit der sinusförmigen Stromquelle „in Phase“ ist, kann das Instrument die reaktive Vektorkomponente messen. Da das Körperdielektrikum kapazitiv ist, hat die Spannung eine 90-Grad-Phasenvoreilung relativ zur Stromquelle.

Sie sind völlig nicht-invasiv und ungefährliche Signalpegel.

Der nutzbare Frequenzbereich liegt zwischen 1 und 100 kHz. Ich habe ein 4-stelliges LRC-Messgerät mit automatischer Bereichswahl, das die Kapazität bei verschiedenen Frequenzen anzeigt, aber ich habe nie versucht, meinen BMI zu kalibrieren. Ich habe meine Finger jedoch auf Kapazität und Widerstand kalibriert, wenn ich meine Schaltungen abstimmen muss .... ;)

Der Body-Mass-Index berücksichtigt nur Gewicht und Länge.

Der Körperfettrechner misst die Leitfähigkeit des Körpers, legt also ein Signal (eine Wechselspannung) an und misst den (aus Sicherheitsgründen sehr kleinen) Strom. Im Prinzip ist es also einfach, aber was ich schwierig finde, ist, es zu kalibrieren, weil man sehr gute Referenzwerte haben muss.

Dieses Wiki scheint darauf hinzudeuten, dass diese Instrumente den Widerstand messen, da er vom Wasservolumen abhängt und im Fettgewebe größer ist.

Sie benötigen auch einen ziemlich empfindlichen und genauen Strommesser, aber das ist weniger als ein Problem. Was Sie am meisten brauchen, ist ein anderes - kommerzielles - Instrument, um die Referenzwerte zu nehmen und vielleicht eine Nachschlagetabelle zu erstellen und eine Funktion zu definieren, die den Strom mit dem Fettanteil in Beziehung setzt.

Eine Alternative: laut Body Mass Percentage Wiki können Sie bessere Ergebnisse erzielen, wenn Sie Ihre Badewanne so konstruieren, dass sie die Wasserverdrängung beim Einsteigen misst. Aber tun Sie dies, bevor Sie Badeschaum verwenden :)

Es ist keine einfache Gleichstrommessung (diese würde vom Oberflächenwiderstand der Haut dominiert, wie bei einem "Lügendetektor"). Es scheint Impedanz bei verschiedenen Frequenzen zu beinhalten.
@noah1989 ist es nicht oder scheint es nicht?
Alle Ressourcen (wie en.wikipedia.org/wiki/Bioelectrical_impedance_analysis ), die ich gefunden habe, erwähnen AC, einige sprechen auch über Phasenwinkelmessungen. Aber wenn Sie Ihre Antwort erneut lesen, wird weder DC noch AC erwähnt. Vielleicht könnten Sie hinzufügen, dass AC erforderlich ist.
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