因肥胖引發的高血壓、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、體內總水分、肌肉、瘦體重、礦物質含量等數據，為人們的體重控制、營養均衡、疾病診斷及肌肉訓練提供科學有效的依據，不僅在醫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。

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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，根據測量時獲得的不同的生物電阻量，統計不同的人體成分數據。

人體組織內部包含大量的細胞，細胞內部含有細胞內液，外部含有細胞外液。當低頻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。前者主要由人體內的水分總量所致，后者主要是由細胞膜產生的電容所致。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

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人體成分分析儀P10

由芯海科技旗下康柚科技推出的P10人體成分分析儀，作為一款醫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，能夠適用于醫院、社康、體檢機構、醫美、健身房、學校等健康測量場景。

人體成分分析儀P10設備內置了芯海科技CSHC69T60-C8模組，采用了多頻激勵頻率的人體成分算法，可以用來精準測量人體脂肪率、肌肉率、水分率、 基礎代謝率、內臟脂肪等級、蛋白質、骨鹽量、身體年齡、身體得分等超過20多項的人體成分。

人體成分分析儀系統框圖

從2015年開始，芯海科技就開始在健康測量領域投入研發，依托其在模擬全信號鏈領域的核心技術，開發出了一整套具有領先優勢的專業級生物電阻抗（BIA）算法，并不斷進行優化更新。目前，芯海科技的這一算法已經過醫療級認證和EMC測試認證，并且與行業金標準DXA檢測結果的相關性超過0.95。

第三方檢測機構的測量數據

今年6月，人體成分分析儀P10通過OpenHarmony生態產品兼容性證書的評測，獲得認證。該設備采用了OpenHarmony 3.2 Release系統，為終端用戶帶來了更高效、靈活且便捷的用戶體驗。

2023年6月，北京開放原子全球開源峰會上，芯海科技介紹人體成分分析儀P10

芯海科技是國內率先推出八電極人體分析儀核心芯片及整體解決方案提供商。

一直以來，芯海科技在健康測量領域的技術積累保持著領先優勢，并以此為基礎，打造出一套包含芯片、模組、測量算法以及UX設計、H5、APP以及SaaS服務開發能力在內的智慧健康軟硬件一站式整體解決方案，為用戶提供更為精準的健康測量服務。

責任編輯：彭菁