[发明专利]用于确定脂肪身体组织成分和瘦肉身体组织成分的系统和方法

说明书

一种用于确定身体组织的脂肪身体组织成分和瘦肉身体组织成分的系统。将传播波提供到所述身体组织中。在第一测量部位处接收所述传播波的法向反射的第一集合，并且在第二测量部位处接收所述传播波从所述身体组织的成角度反射的第二集合。基于所述第一集合的反射和所述第二集合的反射被接收的时间来获得脂肪身体组织深度以及任选的瘦肉身体组织深度。这种装置只需要两个接收器，以便分辨脂肪身体组织构成和瘦肉身体组织构成的深度。通过布置收发器将波法向导向组织来简化传播路径。

技术领域

本发明涉及确定对象的脂肪组织成分和瘦肉组织成分，例如确定脂肪与瘦肉的比率或身体脂肪组织的总质量。这种脂肪与瘦肉的比率可以是皮肤下脂肪厚度与肌肉厚度的厚度比率，或者是脂肪质量与肌肉质量的比率。一个感兴趣领域是监测孕妇在怀孕期间的身体组成。其他感兴趣领域是与老年人群有关的应用，或者作为健身监测或饮食监测的部分。

背景技术

孕妇为了确保其孩子健康并同时防止其自身体重过度增加而在决定食用正确的量和种类的食物时经常会遇到困难。特别有兴趣知晓体重增加是部分归因于脂肪组织以不期望水平增加，还是仅仅归因于怀孕期间的预期体重增加。孕妇可能期望在怀孕期间控制自己的体重，使得她们能够在分娩后恢复身材。

核磁共振成像(MRI)和计算机断层摄影(CT)扫描是用于定量评估总体体重中脂肪构成的标准技术。然而，这些技术都不适合用于日常需要的可重复测量(例如，脂肪厚度)的消费者设备。

母体的身体组成在怀孕期间呈现出动态变化，以支持胎儿从受孕到出生的发育。这些变化能够反映为孕期体重增加(GWG)，其包括母体的脂肪质量(FM)和无脂肪质量(FFM)的重量增加以及胎儿、胎盘和羊水的重量增加。如果可以测量这些身体组成的变化，那么这将为监测怀孕期间的身体变化提供了一个有用的工具。

一种已知的分析身体组织组成的方法是使用生物阻抗分析(BIA)。BIA背后的原理是基于人体组织成分的不同电特性来测量人体组织对电流的响应。然而，它并不适用于测量孕妇的身体组成，因为它需要以下假设：细胞外的水与细胞内的水的比率保持不变。由于怀孕期间会产生生理变化，因此在怀孕期件会违反这种假设。BIA也不能区分母体的脂肪与胎儿及支持组织。

在临床中，能够通过与在某些区域(例如，二头肌、三头肌等)中的皮下脂肪厚度和孕期体重有关的经验公式来估计身体脂肪质量和瘦肉质量。在Widen EM、Gallagher D的“Body composition changes in pregnancy:measurement,predictors and outcomes”(European Journal of Clinical Nutrition，2014年，第68卷，第643-652页)中描述了这种方法。然而，这种方法在家里并不适用，因为需要专业的医学护理器械(例如，超声仪器或医师的卡钳)以及对技术人员或其他操作人员的大量训练。

例如，全功能超声成像系统需要特殊训练，以便能够从肌肉组织和其他较软的组织中识别脂肪组织。对于没有经验的用户，从超声图像中识别脂肪组织很有挑战性，因为感兴趣区域的超声图像非常嘈杂。对于不同的人来说，脂肪边界和肌肉边界会处于不同深度。因此，识别脂肪边界线很复杂，因为脂肪边界和肌肉边界二者的形状和图像纹理都是高度可变的。

对于家庭个人使用来说，超声成像系统通常也太过昂贵。在引导用户(特别是没有经验的用户)将超声探头正确定位在皮肤上时也会有困难。施加的压力可能也会影响测量中脂肪的厚度。

存在其他的用于分析身体组成变化的技术，例如，水下称重。这种方法不能区分母体的体重组成与胎儿体重部分和支持组织，也不能准确辨别脂肪组织与瘦肉组织。

因此，需要能够以简单的方式监测身体组成并且适合在家中使用的方法和系统。

发明内容

本发明由权利要求来限定。