技术领域
本发明涉及医学与保健设备领域，尤其涉及一种基于电子秤检测人体动脉血管硬化的方法及系统。
背景技术
如今，随着人们精神压力的不断增大、饮食结构的不断变化、老年人口的日益增多，心血管疾病成为了一个很普遍的病症。
资料显示未来患心血管病的人数将继续増长且患病年龄在减小，并且心血管疾病的治疗费用非常昂贵，但是心血管病严重患者即使应用目前最先进的治疗方法，仍有一半的心血管病幸存者生活不能自理，所说心血管疾病不仅对个人产生严重伤害，而且对家庭及社会也会带来沉重的负担。因此，建立早期诊断动脉硬化病变是非常有必要的，任何拖延都会增加也血管病的并发症风险、残疾甚至死亡。
在人体内心脏不停的做周期性的收缩与舒张运动，使血液流动发生周期性的变化，阻抗也发生相应的变化，从而从血流动力学角度可反映人体动脉硬化程度。当心脏处于收缩期时，血液射入动脉，由于动脉管壁是弹性的，这样就使主动脉的容积随着血液流量的增加而增大，导致阻抗的减小；当心脏处于舒张期时，血液回流到心脏，动脉容积减小，使阻抗增加。从阻抗信号产生机理与特点知道阻抗与血液流动的关系，动脉硬化患者的血管弹性较差，引起的体积变化较小，所以阻抗的幅值和周期也会发生相应的变化。
例如公开号为CN201610039970的中国专利，公开了一种体脂称，包括：称体和手持部，所述手持部通过一线缆与所述称体活动连接，包括称重台、底座和压力传感器，所述称重台与所述底座扣合连接，所述压力传感器设置于所述称重台与所述底座之间，且所述压力传感器分别与所述称重台与所述底座抵接，所述称重台背向所述底座的一面设置有第一电极片，所述手持部设置有第二电极片。本发明通过线缆使得所述手持部与所述称体活动连接，且由于线缆可导电，从而使得手持部可以供用户直立时握持并测量体重和脂肪，便于用户使用，且测量结果更为精确。
然而现有技术中仅是利用阻抗去分析体脂，并没有应用到检测动脉硬化检测方面。因此需要解决该问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种基于电子秤检测人体动脉血管硬化的方法及系统，该方法及系统通过电子秤即可检测出被测人体的动脉血管硬化状态，方便被测人体对动脉硬化病变进行早期干预。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于电子秤检测人体动脉血管硬化的方法，包括步骤：
S1：通过设置在电子秤上的电极对向被测人体施加预设电流和测量人体表面电压；
S2：根据施加的预设电流与检测到的电压或者根据施加的预设电压与检测到的电流，计算对应的电阻抗，对所述电阻抗进行处理，得到对应的电阻抗特征信息；
S3：将所述电阻抗特征信号转化为电阻抗特征数字信号，发送至移动终端；
S4：通过移动终端应用程序，将所述电阻抗特征数字信号与预设健康测试者电阻抗特征信息数据进行比对，分析判断出被测人体的动脉血管硬化状态，并通过移动终端显示检测结果和提醒用户。
进一步地，通过设置在电子秤上的压力传感器接收被测人体的压力信号；
将该压力信号经过数据处理转化为数字信号；
显示所述压力转化的数字信号。
进一步地，所述步骤S2包括：
S21：根据施加的预设电流与检测到的电压或者根据施加的预设电压与检测到的电流，计算对应的电阻抗；
S22：储存所述电阻抗信息；
S23：将所述电阻抗信号进行滤波处理；
S24：提取滤波处理后电阻抗信号的幅值和周期。
其中，通过无线网络将所述处理后的电阻抗特征信号发送至移动终端。
进一步地，步骤S4包括：
S41：在预先保存的健康测试者电阻抗特征信息数据库中选取该被测用户对应的预设健康测试者电阻抗特征信息数据；
S42：将所述检测的电阻抗特征信息与对应的预设健康测试者电阻抗特征信息数据进行比对，并计算出比对的相似值；
S43：将所述相似值与预设值进行比较，若计算的相似值大于预设值，则提醒被测人体存在动脉血管硬化风险；若计算的相似值等于预设值，则提醒被测人体注意锻炼以及饮食；若计算的相似值小于预设值，则属于健康范围。
一种基于电子秤检测人体动脉血管硬化的系统，包括：
电极测量模块，用于通过施加被测人体电流检测对应电压，或者施加被测人体电压检测对应的电流；
阻抗信息处理模块，用于根据所述输入的电流和检测的电压或者根据输入的电压和检测的电流计算所述对应的电阻抗，并对该电阻抗进行处理，得到对应的电阻抗特征信息；后台服务器，用于接收被测人体的电阻抗特征信息，并通过分析处理
动脉硬化识别模块，用于将所述电阻抗特征数字信号与预设健康测试者电阻抗特征信息数据进行比对，分析判断出被测人体的动脉血管硬化状态。
进一步地，电极测量模块包括：
电流电极，用于将预设恒定幅值的交变电流引入被测人体组织；
电压电极，用于检测被测部位的电位差，与所述电流电极对应。
进一步地，阻抗信息处理模块包括：
计算单元，用于根据施加的预设电流与检测到的电压或者根据施加的预设电压与检测到的电流，计算对应的电阻抗；
信息储存单元，用于储存所述电阻抗信息；
滤波单元，用于将所述电阻抗信号进行滤波处理；
提取单元，用于提取滤波处理后电阻抗信号的幅值和周期。
进一步地，动脉硬化识别模块包括：
确定对比数据单元，用于在预先保存的健康测试者电阻抗特征信息数据库中选取该被测用户对应的预设健康测试者电阻抗特征信息数据；
比对单元，用于将所述检测的电阻抗特征信息与对应的预设健康测试者电阻抗特征信息数据进行比对，并计算出比对的相似值；
判断单元，用于将所述相似值与预设值进行比较，若计算的相似值大于预设值，则提醒被测人体存在动脉血管硬化风险；若计算的相似值等于预设值，则提醒被测人体注意锻炼以及饮食；若计算的相似值小于预设值，则属于健康范围。
还包括：无线通信模块，用于将所述电阻抗特征信号发送至移动终端。
本发明的有益效果是：本发明采用的是经过心脏的回路阻抗的四电极法进行测量，由所测电压以及电流信号计算出相应的电阻抗及其变化，从阻抗特征信号产生机理与特点知道阻抗与血液流动的关系，动脉硬化患者的血管弹性较差，引起的体积变化较小，所以阻抗的幅值和周期也会发生相应的变化。获取相关的生理和病理信息。实现阻抗信号的监测、记录和分析等功能，应用这一技术检测动脉硬化早期阶段血流参数的变化。
附图说明
图1为实施例一提供的检测人体动脉血管硬化状态的方法流程图一；
图2为实施例二提供的检测人体动脉血管硬化状态的方法流程图二；
图3为实施例三提供的检测人体动脉血管硬化状态的系统结构图一；
图4为实施例三提供的检测人体动脉血管硬化状态的系统结构图二。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
本实施例提供了一种基于电子秤检测人体动脉血管硬化的方法，如图1 所示，包括步骤：
S1：通过设置在电子秤上的电极对向被测人体施加预设电流和测量人体表面电压；
S2：根据施加的预设电流与检测到的电压或者根据施加的预设电压与检测到的电流，计算对应的电阻抗，对所述电阻抗进行处理，得到对应的电阻抗特征信息；
S3：将所述电阻抗特征信号转化为电阻抗特征数字信号，发送至移动终端。
S4：通过移动终端应用程序，将所述电阻抗特征数字信号与预设健康测试者电阻抗特征信息数据进行比对，分析判断出被测人体的动脉血管硬化状态，并通过移动终端显示检测结果和提醒用户。
本实施例中，通过设置在电子秤上的一对电极对向被测人体施加预设电流，同时通过设置在电子秤上的另一对电极对检测被测人体表面的电压，或者通过设置在电子秤上的一对电极对向被测人体施加预设电压，同时通过设置在电子秤上的另一对电极对检测被测人体表面的电流。
进一步地，通过设置在电子秤上的压力传感器接收被测人体的压力信号；
将该压力信号经过数据处理转化为数字信号；
显示所述压力转化的数字信号。
人体心脏在不停的做周期性的收缩与舒张运动，使血液流动发生周期性的变化，阻抗也发生相应的变化，从而从血流动力学角度可反映人体动脉硬化程度。当心脏处于收缩期时，血液射入动脉，由于动脉管壁是弹性的，这样就使主动脉的容积随着血液流量的增加而增大，导致阻抗的减小；当心脏处于舒张期时，血液回流到心脏，动脉容积减小，使阻抗增加。从阻抗信号产生机理与特点知道阻抗与血液流动的关系，动脉硬化患者的血管弹性较差，引起的体积变化较小，所以阻抗的幅值和周期也会发生相应的变化。本实施例中提供的一种电子秤，还可以通过压力传感器接收被测用户的压力信号，并将压力信号转化为数字信号，从而通过数据处理显示在该电子秤的称重LED显示屏上，供被测人体获取体重信息。
因此本实施例中除了提供的电子秤利用压力传感器进行称重，还利用四电极法测量被测人体的心脏回路阻抗，通过计算的阻抗信息，进行分析和处理，并与预先储存的健康者的动脉血管数据进行比对和分析，得到被测人体的动脉血管硬化状态。
本实施例的有益效果是：通过测量被测人体的电阻抗信息，利用电阻抗的特征值进行分析处理得到被测人体的动脉血管硬化状态，使得测量人体动脉血管硬化状态更加方便，能够更加准确和直接的获取相关的生理和病理信息。
实施例二
本实施例提供了一种基于电子秤检测人体动脉血管硬化的方法，如图2所示，相比实施例一，本实施例还包括：
对于实施例一的步骤S2：根据施加的预设电流与检测到的电压或者根据施加的预设电压与检测到的电流，计算对应的电阻抗，对所述电阻抗进行处理，得到对应的电阻抗特征信息。包括步骤：
S21：根据施加的预设电流与检测到的电压或者根据施加的预设电压与检测到的电流，计算对应的电阻抗；
S22：储存所述电阻抗信息；
S23：将所述电阻抗信号进行滤波处理；
S24：提取滤波处理后电阻抗信号的幅值和周期。
本实施例利用置于体表的电极或电极系统向被测对象注入微小的交流测量电流。电极位于局部生物阻抗分析测量系统的最前端，直接与人体接触，但电极上可能同时存在有用信息、噪声、接触阻抗、极化电压等。而且生物电阻抗信号属于相对微弱的信号，需要对生物电阻抗进行提取和处理，选取有利于电流注入和电压提取的电极片提升测量系统的精确度灵敏度，与皮肤表面的接触阻抗要小；电极的形状规格化。
由于阻抗信号非常弱小，考虑生物阻抗有许多的噪声干扰一般：1、由呼吸、运动和测试设备等引起的基线漂移，对于此基线漂移采用小波变换法。虑除基线漂移部分。2、由50Hz及其谐波信号引起的工频干扰。对阻抗信号的去工频干扰采用巴特沃斯滤波器，抑制或消除工频干扰，虑除有用信号上产生很多不规则的小波纹。
从而对预处理后的阻抗信号的幅值和周期进行提取。提取的幅值和周期即电阻抗的特征信息。
其中，通过无线网络将所述处理后的电阻抗特征信号发送至移动终端。即通过无线网络的WIFI模块，将电阻抗特征信息发送至移动终端的应用程序中。
进一步地，步骤S4：通过移动终端应用程序，将所述电阻抗特征数字信号与预设健康测试者电阻抗特征信息数据进行比对，分析判断出被测人体的动脉血管硬化状态，并通过移动终端显示检测结果和提醒用户包括：
S41：在预先保存的健康测试者电阻抗特征信息数据库中选取该被测用户对应的预设健康测试者电阻抗特征信息数据；
S42：将所述检测的电阻抗特征信息与对应的预设健康测试者电阻抗特征信息数据进行比对，并计算出比对的相似值；
S43：将所述相似值与预设值进行比较，若计算的相似值大于预设值，则提醒被测人体存在动脉血管硬化风险；若计算的相似值等于预设值，则提醒被测人体注意锻炼以及饮食；若计算的相似值小于预设值，则属于健康范围
将移动终端应用程序内接收的电阻抗特征数字信号上传至后台服务器，通过后台服务器对该电阻抗特征信息进行处理。
利用存储数据库中的样本，对比检测；然后利用采集的样本使用算法寻找最佳目标样本，如果测量得到的动脉硬化测试数据与健康测试者动脉硬化测试者的相似度大于预设值时，则提醒该测试者到医院进行检查，有动脉硬化的可能；如果测量得到的动脉硬化测试数据与健康测试者动脉硬化测试者的相似度近似于预设值时，则提醒测试者注意饮食，加强锻炼；如果测量得到的动脉硬化测试数据与健康测试者动脉硬化测试者的相似度小于预设值时，则属于健康范围。
本实施例通过四电极测量电压或者电流并计算出电阻抗，根据电阻抗特征信息与健康者电阻抗特征信息值进行比对获取相似值，再利用相似值确定被测人体的身体状态，从而能够简单直接的确定被测人体的动脉血管硬化状态，使得测量更加简单方便。
实施例三
本实施例提供了一种基于电子秤检测人体动脉血管的系统，如图3至图4 所示，包括：
电极测量模块，用于通过施加被测人体电流检测对应电压，或者施加被测人体电压检测对应的电流；
阻抗信息处理模块，用于根据所述输入的电流和检测的电压或者根据输入的电压和检测的电流计算所述对应的电阻抗，并对该电阻抗进行处理，得到对应的电阻抗特征信息；后台服务器，用于接收被测人体的电阻抗特征信息，并通过分析处理
动脉硬化识别模块，用于将所述电阻抗特征数字信号与预设健康测试者电阻抗特征信息数据进行比对，分析判断出被测人体的动脉血管硬化状态。
进一步地，电极测量模块包括：
电流电极，用于将预设恒定幅值的交变电流引入被测人体组织；
电压电极，用于检测被测部位的电位差，与所述电流电极对应。
实施例提供的电子称，包括一称重托盘，所述称重托盘的底部设置有压力传感器，所述称重托盘与人体脚底的接触面上安装四电极测量系统，所述压力传感器和四电极测量系统分别通过信号处理电路和阻抗测量电路与内部数据处理控制单元相连，所述电子称还包括分别与所述数据处理控制单元相连的 LCD显示电路、供电模块、数据存储模块，作为改进，所述电子称还包括：与所述数据处理控制单元相连、与外部设备进行人无线传输的无线WiFi通信模块。
所述信号处理电路包括：与所述压力传感器相连、将所述压力传感器输出的电压信号进行放大处理的信号放大单元；以及连接在所述信号放大单元与数据处理控制单元之间，将所述信号放大单元输出的电压信号进行AD转换的 AD转换单元。
其中本实施例的四电极测量系统包含两对电极，一对电流电极(电流电极将恒定幅值的交变电流引入人体组织)另一对电压电极(电压电极对应于两电流电极，将检测出被测部位的电位差)。由于四电极测量系统中供电电极与测量电极分离，电压电极处于电流密度分布比较均匀的中间段，采用高输入阻抗的电压放大器时，电压电极与被测组织间的接触电阻可以忽略不计，同时电极与生物组织电解液之间的极化也可以忽略计。
进一步地，阻抗信息处理模块包括：
计算单元，用于根据施加的预设电流与检测到的电压或者根据施加的预设电压与检测到的电流，计算对应的电阻抗；
信息储存单元，用于储存所述电阻抗信息；
滤波单元，用于将所述电阻抗信号进行滤波处理；
提取单元，用于提取滤波处理后电阻抗信号的幅值和周期。
其中阻抗信号处理模块包括前置放大器、带阻滤波、文氏电桥振荡电路、恒流源电路、解调电路、带通滤波器、增益放大电路；调理后的信号由转换器采样到数据处理控制单元；通讯接口完成硬件系统与软件系统的通讯，将采集到的阻抗数据传输到移动终端服务器进行后续处理；电源系统为各功能模块提供所需的直流电源。分析显示软件是在与电子称WiFi链接的移动终端上运行的，完成阻抗信号的存储、波形预处理、特征提取等功能。
由于阻抗信号非常弱小，考虑生物阻抗有许多的噪声干扰一般：由呼吸、运动和测试设备等引起的基线漂移，对于此基线漂移采用小波变换法。虑除基线漂移部分。由50Hz及其谐波信号引起的工频干扰。对阻抗信号的去工频干扰采用巴特沃斯滤波器，抑制或消除工频干扰，虑除有用信号上产生很多不规则的小波纹。对预处理后的阻抗信号的幅值和周期进行提取。
进一步地，动脉硬化识别模块包括：
确定对比数据单元，用于在预先保存的健康测试者电阻抗特征信息数据库中选取该被测用户对应的预设健康测试者电阻抗特征信息数据；
比对单元，用于将所述检测的电阻抗特征信息与对应的预设健康测试者电阻抗特征信息数据进行比对，并计算出比对的相似值；
判断单元，用于将所述相似值与预设值进行比较，若计算的相似值大于预设值，则提醒被测人体存在动脉血管硬化风险；若计算的相似值等于预设值，则提醒被测人体注意锻炼以及饮食；若计算的相似值小于预设值，则属于健康范围。
还包括：无线通信模块，用于将所述电阻抗特征信号发送至移动终端。然后移动终端应用程序将接收的电阻抗特征信息发送至后台服务器，后台服务器对其进行分析和处理，并做出被测人体动脉血管硬化状态判断。
本实施例通过四电极测量系统、阻抗信号处理模块、动脉硬化识别模块以及传输信号的无线通信模块，将被测人体通过踩压电子秤即可获得电阻抗特征信息，并通过与预先采集的健康者电阻抗特征信息数据库进行比对分析，获得被测人体的生理与病理信息，使得获得动脉血管硬化状态更加简单方便，准确。提高了用户体验。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。