СПОСОБ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ И КОМПЕНСАЦИИ ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕСТА АКТИВНОСТИ НА ТЕЛЕ Российский патент 2011 года по МПК A61B5/11 A61B5/402 G06F17/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к измерительной системе, содержащей

- датчик, выполненный с возможностью прикрепляться к субъекту для получения измеренного значения, представляющего физический или физиологический параметр субъекта, и

- средство для выведения имеющего отношение к субъекту значения из измеренного значения.

Изобретение также относится к системе для определения баланса калорий субъекта.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Избыточный вес и ожирение являются растущими проблемами; например, сверх 60% населения Америки могут быть классифицированы как имеющие избыточную массу тела и страдающие ожирением. Увеличение веса происходит, когда человек имеет более высокоэнергетический прием внутрь (питание), чем потребление энергии (основной обмен+активность). Поскольку этот дисбаланс служит причиной проблемы увеличения веса, многие программы потери веса требуют, чтобы пользователи протоколировали потребляемую пищу и производимую активность для того, чтобы оценивать баланс калорий.

Существуют таблицы и уравнения для преобразования ценности питания и активностей, соответственно, в потребление и расходование калорий. Однако ручной учет калорий является обременительным процессом, требующим познаний, времени, усилий, регистрации и дисциплины. Таким образом, протоколирование калорий является проблемой для многих людей и, отсюда, серьезное испытание для исследователей состоит в том, чтобы найти решение для этого.

В публикации US2003/0065257 заявки на выдачу патента США сочетание диеты и устройства контроля активности описано для контроля как потребления, так и активности субъекта. Такое контрольно-измерительное устройство включает в себя монитор активности тела для контроля активности тела субъекта. Монитор активности тела работоспособен для вывода сигнала, указывающего активность тела субъекта. Также может быть предусмотрен вычислитель активности, который принимает указывающий активность сигнал и определяет уровень активности тела и/или потребление энергии для субъекта. Контрольно-измерительное устройство принимает форму устройства в стиле наручных часов, либо ремня или закрепляемого на одежде монитора. Контрольно-измерительное устройство может содержать монитор частоты сердечных сокращений. Частота сердечных сокращений субъекта увеличивается с активностью и уменьшается, когда субъект находится в покое. Монитор активности может калиброваться с использованием косвеннодействующего калориметра. Датчик частоты сердечных сокращений может быть частью монитора активности в стиле наручных часов, или он может быть предусмотрен в качестве отдельного узла, например, в виде нагрудной накладки, которая поддерживает связь с монитором активности.

Монитор активности, в качестве альтернативы, может содержать датчик движения, такой как механический маятник, либо одно- или многокоординатный измеритель ускорений. Измеритель ускорений предпочтителен, поскольку он может предоставлять информацию о движении тела, а также направлении и интенсивности движения. Датчик движения может формировать часть наручных часов или ремня, либо закрепляемого на одежде контрольно-измерительного устройства, или может быть частью отдельного аксессуара, который поддерживает связь с контрольно-измерительным устройством. Монитор активности тела может калиброваться, чтобы определять имеющее отношение к активности потребление энергии, с использованием косвеннодействующего калориметра.

В качестве еще одного альтернативного варианта монитор активности тела может включать в себя многочисленные режимы для записи многообразия активностей, таких как плавание, езда на велосипеде, и использование стационарного тренировочного оборудования. Субъект нажимает пусковую кнопку, и монитор активности тела будет записывать продолжительность активности.

Более того, контрольно-измерительное устройство предпочтительно также включает в себя элемент управления нотацией потребления для использования субъектом, чтобы указывать, когда субъект потребляет пищу. Монитор активности тела и элемент управления нотацией потребления может принимать многообразие форм. Он может включать в себя антенну GPS (глобальной системы определения местоположения) для определения местоположения субъекта с использованием сигналов GPS. Он может объединять указывающий время сигнал с сигналами GPS, чтобы определять изменения в местоположении субъекта, а также скорость изменения местоположения. Это предоставляет возможность определения движения или активности тела. Устройство может калиброваться, чтобы определять расходование калорий по измеренной активности тела.

Более того, дискриминатор местоположения и/или активности может быть включенным в или поддерживающим связь с монитором активности тела. Дискриминатор функционирует, чтобы определять местоположение и/или активность субъекта посредством определения близости субъекта к различным устройствам и местам, таким как тренировочное оборудование и здания. Например, может определяться, что субъект близок к кроссовкам, чтобы распознавать активность бега. В более передовой конфигурации близость к кроссовкам может комбинироваться с сигналами GPS, выходным сигналом датчика частоты сердечных сокращений и/или датчика движения, чтобы предоставить вычислителю активности возможность определять тип выполняемой активности, продолжительность активности и интенсивность активности.

Когда пользователь использует систему в первый раз, он или она могут задавать определенные образцы движений в качестве коррелирующих с определенными активностями. Это будет помогать калибровать монитор активности.

Каждый из описанных мониторов и датчиков активности сконструирован, чтобы размещаться в единственном положении на теле. Телесные сигналы, такие как ускорение и сигналы ЭКГ (электрокардиограммы, ECG), измеряются локализированными по отношению к местоположению, где датчик прикреплен к объекту. Например, ускорение, измеренное измерителем ускорений на запястье, включает в себя движение руки, которое не обнаруживается измерителем ускорений, установленным на талии.

Существующие мониторы активности, в том числе, например, наручный браслет или поясной ремень, часто предназначены для носки на одном месте на теле. Существующий монитор активности калибруется из условия, чтобы он выдавал точные результаты, если он прикреплен в предопределенном месте на теле. Если монитор активности прикреплен в другом месте, измеренная активность может быть менее точной. Если монитор активности не прикреплен в исходном положении, могут возникать погрешности, превышающие 5%, в оценке потребления энергии. Это равнозначно погрешности, превышающей приблизительно 100 килокалорий в день.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача изобретения состоит в том, чтобы предложить измерительную систему, которая дает более точную оценку параметра, относящегося к субъекту.

Согласно изобретению, эта задача решается тем, что

- датчик выполнен с возможностью прикрепляться в одном из множества положений на субъекте,

- измерительная система дополнительно содержит средство для установления положения датчика на субъекте, и

- средство для выведения имеющего отношение к субъекту значения выполнено с возможностью выведения имеющего отношение к субъекту значения, к тому же в зависимости от положения датчика на субъекте.

При этих условиях точность выведенного значения гарантируется для любого из множества положений на теле. Субъект может закреплять датчик в любом предпочтительном положении на теле и может предпочтительно закреплять его в разном положении, когда бы он или она не пожелали это сделать.

Субъекты могут иметь разные предпочтения, где они предпочитают ношение датчика, и тот же субъект может предпочесть ношение датчика в разных местах, например, в зависимости от местоположения субъекта, местной погоды или активности, которую субъект выполняет в любое заданное время. Преимущественно, множество датчиков прикрепляются в разных положениях на субъекте, а средство для выведения имеющего отношение к субъекту значения выполнено с возможностью комбинирования соответственных полученных измеренных значений для того, чтобы повысить точность выведенного значения.

Отмечено, что US 5111826 раскрывает датчик кровяного давления, который носится на чьем-то кончике пальца и который содержит датчик положения руки. Датчик положения руки измеряет разницу в высоте между рукой и сердцем, чтобы вносить поправку в показания с датчика кровяного давления на разницы высоты от руки до сердца, каковые разницы непосредственно соответствуют разницам кровяного давления между кончиком пальца и сердцем. Документ EP 1254629 раскрывает электродный сфигмоманометр для измерения кровяного давления, который носится на чьем-то запястье и содержит датчики гравитационного ускорения, чтобы определять разницы высот между сердцем и исходным положением давления сфигмоманометра для внесения поправки в значение кровяного давления.

Изобретение, в частности, пригодно для определения выведенного значения, относящегося к человеку или животному.

Согласно аспекту изобретения, множество положений включает в себя по меньшей мере два из следующих: запястье, предплечье, плечо, голень, бедро, талия, грудная клетка, шея, голова. Это обеспечивает особенно гибкое использование монитора активности, так как упомянутые положения особенно хорошо пригодны для измерения активности субъекта, и они, в частности, удобны для ношения сенсорного устройства.

Согласно еще одному аспекту изобретения, выведенное значение содержит параметр активности субъекта. С этим аспектом измерительная система становится монитором активности, который дает возможность контролировать степень активности, выполняемой субъектом. Другие возможные выведенные значения включают в себя значение температуры, значение ЭКГ, которые автоматически компенсируются согласно местоположению датчика. Преимущественно, положение датчика на субъекте устанавливается в зависимости от измерения измерителя ускорений, а значение температуры и ЭКГ компенсируется в зависимости от установленного положения.

Согласно аспекту изобретения, параметр активности содержит потребление энергии. Это делает монитор активности особенно пригодным для использования при управлении весом.

Согласно еще одному аспекту изобретения, параметр активности представляет степень активности части тела, к которой прикреплен датчик. Когда положение датчика на субъекте известно, становится возможным контролировать параметры активности, имеющие отношение к определенной части тела. Например, если датчик прикреплен к руке, монитор активности может отслеживать потребление энергии и, в дополнение, может отслеживать местное ускорение руки. Например, с дополнительной информацией, предоставленной оздоровительным оборудованием, силы, приложенные к руке, могут оцениваться и комбинироваться с информацией об ускорении, предоставленной датчиком, для получения местного потребления энергии. Это дает субъекту возможность оптимизировать график тренировок для тренировки определенной части тела. К тому же, если превышена предопределенная граница безопасности, это может выдаваться в качестве обратной связи пользователю, чтобы избегать потенциально опасных ситуаций.

Согласно аспекту изобретения, измеренное значение содержит по меньшей мере одно из температуры, ЭКГ или ускорения, в частности, трехкоординатное ускорение. Эти примеры измеренных значений коррелируются с активностью.

Согласно еще одному аспекту изобретения, система дополнительно содержит средство для выбора подмножества из предопределенного набора дополнительных физических и/или физиологических параметров субъекта в зависимости от положения датчика на субъекте, а датчик выполнен с возможностью формирования дополнительного измеренного значения для каждого параметра в выбранном подмножестве. Подмножество может содержать нуль или более дополнительных физических и/или физиологических параметров субъекта, например, температуру, ЭКГ или ускорение. Этот аспект предоставляет системе возможность формировать измерения, которые, в частности, уместны для части тела, к которой прикреплен датчик. Например, измерение температуры может давать существенную информацию, когда датчик температуры прикреплен к торсу тела, а не когда он прикреплен, например, к лодыжке. Система может учитывать это, например, игнорированием или компенсацией измерения температуры, если датчик прикреплен к лодыжке. Дополнительные физические и/или физиологические параметры, такие как частота сердечных сокращений или температура, могут использоваться, например, наряду с выведенным параметром активности в различных применениях здравоохранения.

Согласно еще одному аспекту изобретения, система дополнительно содержит

- средство для преобразования измеренного значения в оцененное измеренное значение, имеющее отношение к исходному положению на субъекте, и

- средство для выведения имеющего отношение к субъекту значения из оцененного измеренного значения.

Этот аспект предоставляет измерительной системе возможность точно измерять, например, параметр активности с помощью датчика в одном из множества положений на субъекте, даже если измерительная система калибрована только для одного исходного положения, так как отклонение измеренного значения, вызванное ношением монитора активности в разных положениях, компенсируется. Точность может быть повышена даже сверх того посредством калибровки множества исходных положений. Если калибровано множество исходных положений, а датчик прикреплен в положении, которое не является исходным положением, средство для преобразования может компенсировать измеренное значение по ближайшему исходному положению или по взвешенному среднему исходных положений, тем самым дополнительно повышая точность.

Еще один аспект изобретения отличается тем, что средство для определения положения датчика на субъекте выполнено с возможностью определения положения в зависимости от измеренного значения. Это предоставляет датчику возможность прикрепления в разных положениях на субъекте без какого бы то ни было дополнительного взаимодействия с пользователем для указания фактического положения устройства.

Согласно еще одному аспекту изобретения, оно дополнительно содержит средство для получения с датчика множества измеренных значений, измеряемых в течение временного интервала, и при этом средство для определения положения датчика на субъекте выполнено с возможностью определения положения в зависимости от измеренных значений, измеряемых в течение временного интервала. Это предоставляет положению датчика возможность определяться особенно гибким образом.

Согласно еще одному аспекту изобретения, средство для определения положения датчика на субъекте выполнено с возможностью определения положения на основе предопределенного набора правил, имеющих отношение к измеренному значению или измеренным значениям, соответственно, измеряемым в течение временного интервала. Набор правил, предпочтительно, часть основанной на правилах системы, возможно, пользующейся нечеткой логикой, в частности, пригоден для определения положения датчика.

Согласно еще одному аспекту изобретения, средство для определения положения датчика на субъекте содержит средство для выполнения распознавания образа сигнала, выведенного из измеренных значений, измеряемых в течение временного интервала. Средство распознавания образов особенно удобно для достижения высокой достоверности в установлении положения датчика на субъекте.

Согласно аспекту изобретения, оно дополнительно содержит средство для определения, что пользователь является выполняющим стандартизованную активность, и средство для определения положения датчика на субъекте выполнено с возможностью использования по меньшей мере одного измеренного значения, полученного с датчика, измеренное значение относится ко времени, в которое пользователь выполняет стандартизованную активность. Это предоставляет монитору активности возможность определять положение устройства на теле с более высокой достоверностью. Предпочтительно, стандартизованная активность имеет схему повторения со временем цикла, например, от 1 до 2 секунд, и стандартизованная активность выполняется для по меньшей мере пяти циклов.

Согласно еще одному аспекту изобретения, средство для установления, что пользователь является выполняющим стандартизованную активность, выполнено с возможностью установления активности в зависимости от по меньшей мере одного измеренного значения. Это повышает точность и снижает объем требуемого взаимодействия с пользователем.

Еще один аспект изобретения дополнительно содержит пользовательский интерфейс для приема ввода от пользователя для указания, когда субъект является выполняющим стандартизованную активность. Это предоставляет возможность очень экономичной реализации монитора активности.

Еще один аспект изобретения дополнительно содержит пользовательский интерфейс для приема ввода от пользователя, имеющего отношение к положению датчика на субъекте. Это предоставляет возможность очень экономичной реализации монитора активности.

Еще один аспект изобретения дополнительно содержит

- средство для установления, что субъект является выполняющим предопределенную активность,

- средство хранения для хранения по меньшей мере одного образца, имеющего отношение к выполнению предопределенной активности предопределенным образом,

- средство для определения степени сходства, относящейся к сигналу, представляющему выведенное значение, и хранимому образцу, и

- средство для выдачи обратной связи в зависимости от степени сходства.

Если положение датчика и тип активности известны, фактические движения тела могут сравниваться с движениями, которые «оптимальны» для такой конкретной активности. Это преобразуется в измерение эффективности и навыка в выбранной активности. Например, неопытные бегуны имеют большую вертикальную составляющую ускорения, чем опытные бегуны. Оптимальные образцы движения могут отыскиваться в базе данных с помощью ключа (требуемой активности, части тела), и технология поиска по образцу может использоваться для определения, каким образом фактический образец сравнивается с оптимальным образцом. Более того, могут даваться предложения изменить образцы движений определенной части тела, например, такие как «при нанесении удара по мячу ракеткой пытайтесь двигаться непрерывным круговым движением и не останавливайте движение после удара, чтобы довести до максимума ускорение мяча после удара». В альтернативном варианте движения, ассоциативно связанные с проблемами со здоровьем, такими как бейсбольное плечо, могут обнаруживаться и может выдаваться сигнал обратной связи о нежелательных движениях.

Согласно еще одному аспекту изобретения, средство для установления, что субъект является выполняющим предопределенную активность, выполнено с возможностью установления, что субъект является выполняющим по меньшей мере одну из предопределенного количества предопределенных активностей. Это предоставляет монитору активности возможность проводить различие между множеством активностей субъекта, так что может выдаваться обратная связь в отношении установленной активности.

Согласно еще одному аспекту изобретения, оно дополнительно содержит дополнительный датчик, выполненный с возможностью прикрепления на субъекте, для получения дополнительного измеренного значения, представляющего дополнительный физический или физиологический параметр субъекта, и при этом средство для выведения имеющего отношение к субъекту значения выполнено с возможностью выведения измеренного значения, к тому же в зависимости от дополнительного измеренного значения. Преимущественно, множество датчиков прикрепляются в разных положениях на субъекте, а средство для выведения имеющего отношение к субъекту значения выполнено с возможностью комбинирования соответственных полученных измеренных значений, для того, чтобы повышать точность выведенного значения. Преимущественно, датчики поддерживают связь друг с другом или с центральным узлом, например, посредством беспроводного или проводного соединения, для согласованной обработки полученных измеренных значений.

Система для определения баланса калорий субъекта согласно изобретению отличается тем, что она содержит монитор активности, изложенный выше, средство для контроля потребления пищи и средство для выведения баланса калорий с использованием выведенного потребления энергии. Эта система может обеспечивать точный баланс калорий, так как параметр активности определяется с высокой степенью точности.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие аспекты способа по изобретению будут дополнительно разъяснены и описаны со ссылкой на чертежи, на которых:

фиг.1A, B, C, D показывает эскизы устройства со средством крепления, которое может крепиться в нескольких положениях на субъекте;

фиг.2 показывает монитор активности с пользовательским интерфейсом;

фиг.3 показывает монитор активности, содержащий устройство с датчиком, присоединенным к отдельному узлу посредством беспроводной линии связи;

фиг.4 показывает схему варианта осуществления способа согласно изобретению;

фиг.5A, B показывают схемы вариантов осуществления способа измерения согласно изобретению, включающего в себя способ компенсации согласно изобретению;

фиг.6 показывает схему варианта осуществления способа согласно изобретению, включающего в себя способ согласно изобретению для определения положения датчика на субъекте;

фиг.7 показывает схему варианта осуществления способа согласно изобретению, включающего в себя способ инициализации компенсации согласно изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг.1А показывает монитор 1 активности, содержащий датчик 6 (показанный пунктирными линиями), дисплей 10 и средство 5 ременного крепления. Монитор 1 активности дополнительно содержит микропроцессор (не показан) для вычисления и отображения параметра активности. Датчик 6 может содержать однокоординатный или многокоординатный измеритель ускорения, датчик температуры, электрический датчик для измерения электрических сигналов тела, таких как сигнал ЭКГ, датчик частоты сердечных сокращений, шагомер, глобальную или локальную систему определения местоположения или любой другой тип датчика. Такие датчики известны специалистам. Фиг.1B показывает монитор 1 активности, закрепленный на коротком ремне 2 с пряжкой 4, а фиг.1C показывает монитор 1 активности, закрепленный на длинном ремне 3. Короткий ремень 2 пригоден для прикрепления монитора активности к запястью или лодыжке наряду с тем, что длинный ремень 3 пригоден для прикрепления монитора активности к талии или грудной клетке. Фиг.1D показывает вид сбоку монитора активности, иллюстрирующий клипсу 9, зафиксированную на задней части монитора активности, дающую возможность прикреплять монитор активности к одежде. Монитор активности с аксессуарами, как показанные, может крепиться в одном из множества положений на субъекте. Дисплей 10 может быть дисплеем сенсорного экрана для позволения субъекту обеспечивать ввод в монитор активности.

Фиг.2 показывает монитор 20 активности с по меньшей мере одной кнопкой 21, 22, дисплеем 23 и датчиком 24. Кнопка может использоваться для приема ввода от пользователя. Предпочтительно, большее количество кнопок предусмотрено, чтобы сделать более легким для субъекта обеспечивать различные виды ввода в монитор активности.

Фиг.3 показывает монитор активности, содержащий устройство 30 с датчиком 33. Устройство 30 не имеет никаких кнопок или дисплея. Устройство 30 содержит средство для связи с отдельным узлом 31, предпочтительно, с использованием беспроводной линии 32 связи, такой как WIFI или Bluetooth. Отдельный узел 31 используется для управления устройством 30. Отдельный узел 31, например, персональный компьютер или персональный цифровой секретарь, содержит микропроцессор (не показан) для обработки информации, собранной устройством 30 посредством датчика 33. Отдельный узел 3 дополнительно содержит средство для приема пользовательского ввода и сообщения обработанной информации пользователю.

Фиг.4 показывает вариант осуществления способа согласно изобретению для контроля активности, применимого к случаю, где датчик 6 прикреплен в исходном положении. На этапе 100 датчик 6 выдает значение измерения в исходном положении. Предпочтительно, датчик 6 является трехкоординатным измерителем ускорения, а значение измерения является тройкой, содержащей информацию об ускорении по осям X, Y и Z. На этапе 101 монитор активности вычисляет соответствующий параметр активности, например, потребление энергии. Для трехкоординатного измерителя ускорений, прикрепленного к задней части талии, способ для вычисления соответствующего потребления энергии раскрыт в «Daily physical activity, energy expenditure and physical fitness; assessment and implications» by Guy Plasqui, Ph.D. thesis, Maastricht University, 2004 («Ежедневная физическая активность, потребление энергии и физические оздоровительные упражнения; оценка и предпосылки» по кандидатской диссертации Гая Пласкью, Маастрихтский университет, 2004 год), в дальнейшем указываемой ссылкой как «Plasqui». Задняя часть талии находится около центра тела, и измеритель ускорений, прикрепленный к ней, дает хорошую оценку общих телодвижений.

Фиг.5A показывает пример варианта осуществления способа согласно изобретению для контроля активности, применимого к случаю, где датчик 6 прикреплен в положении на субъекте, которое не является исходным положением. На этапе 105 датчик 6 доставляет значение измерения, измеренное в положении, где прикреплен датчик. После этого, на этапе 106, значение измерения компенсируется на разницу значения в положении, в котором прикреплен датчик 6, и соответствующего значения в исходном положении. После этого, на этапе 108, параметр активности, в этом случае потребление энергии, вычисляется с использованием способа вычисления соответствующего потребления энергии, раскрытого в Plasqui. Способ компенсации по этапу 106, в самом простом варианте, в этом варианте осуществления может быть выражен как:

x _corrected=a+bx _raw,

где x _raw представляет измеренное значение в положении, где прикреплен датчик 6, x _corrected - скорректированное измеренное значение, а a и b - компенсационные константы, которые были сохранены в компенсационной базе 107 данных в качестве части процедуры инициализации. В многомерной системе, где значение измерения содержит кортеж, например, составляющие X, Y и Z, измеренные трехкоординатным измерителем ускорений, способ компенсации может быть выражен как:

x _corrected,i=a _i+b _i,1 x _raw,1+b _i,2 x _raw,2+...+b _i,N x _raw,N,

где x _raw,1, x _raw,2,..., x _raw,N представляют N составляющих кортежа значения измерения; x _corrected,i представляет i-ую составляющую кортежа скорректированного значения измерения (x _corrected,1, x _corrected,2,..., x _corrected,N), а a _i и b _i,j, для i, j=1,2,..., N, являются компенсационными константами, которые были сохранены в компенсационной базе 107 данных в качестве части процедуры инициализации. Этот пример способа компенсации особенно легок для реализации. Другие, потенциально более гибкие способы компенсации легко постижимы. Такие способы включают в себя полиномы более высокого порядка, обобщенные линейные модели, другие статистические методы, искусственные нейронные сети и методы нечеткой логики.

Фиг.5B показывает альтернативный вариант осуществления способа согласно изобретению для контроля активности, применимого к случаю, где датчик 6 прикреплен в положении на субъекте, которое не является исходным положением. На этапе 110 датчик 6 доставляет значение измерения, измеренное в положении, где он прикреплен. После этого, на этапе 111, параметр активности, в этом случае потребление энергии, вычисляется с использованием способа вычисления соответствующего потребления энергии, раскрытого в Plasqui. В заключение, на этапе 112, вычисленное потребление энергии компенсируется на разницу потребления энергии, которое вычислено по значению, измеренному в положении, где прикреплен датчик 6, и «реального» потребления энергии, которое было бы получено, если бы датчик был прикреплен в исходном положении. Способ компенсации, который подобен способу компенсации, фигурирующему в варианте осуществления по фиг.5A, пользуется информацией, сохраненной в компенсационной базе 113 данных.

Фиг.6 показывает схему варианта осуществления способа определения положения на субъекте, где прикреплен датчик 6, и вычисления параметра активности, независимо от того, где крепился датчик. На этапе 115 измеренное значение или последовательность измеренных значений получены из датчика 6. Затем, положение на теле определяется на этапе 116 с использованием информации из базы 117 данных признаков. Для определения положения датчика 6 на теле сигнал с датчика анализируется на предмет признаков, которые зависимы от положения. К тому же субъект инструктируется для выполнения предопределенных стандартизованных активностей, таких как ходьба, сидение, стояние, предпочтительно в течение приблизительно 20 секунд каждая. В качестве альтернативы пользователь может снабжать монитор активности входными данными для указания, когда он или она выполняет стандартизованную активность и, возможно, какую стандартизованную активность он или она выполняет. Комбинации значений во время стандартизованных активностей или абсолютные измеренные значения используются для определения положения датчика 6 на субъекте. Для этой цели используется некоторое количество предопределенных правил. Эти правила могут быть в виде правил «если..., то». Примером такого правила является: «если измеренное значение во время ходьбы находится в диапазоне от A до B раз, большем, чем во время сидения, датчик 6 расположен на предплечье», где A и B - константы, сохраненные в базе 117 данных признаков. Другим примером такого правила является: «если измеренное значение во время ходьбы находится в диапазоне от C до D, датчик 6 расположен на ноге», где C и D - константы, сохраненные в базе 117 данных признаков. Правила также могут быть реализованы в терминах правил нечеткой логики. Другие пути для предоставления набора правил, например, включающих в себя методы нейронных сетей и логическое программирование, очевидны специалистам. В предпочтительном варианте осуществления положение датчика 6 на субъекте определяется посредством распознавания образов. Распознавание образов может выполняться, например, сопоставлением сигнала, полученного с датчика, с сигналом, сохраненным в базе 117 данных признаков. Распознавание образов может выполняться во временной области, частотной области или другой области, предпочтительно, время-частотной области, такой как вейвлетная область. Распознавание образов может выполняться различными способами, известными специалистам. Например, могут применяться технологии, используемые в распознавании речи.

После того, как положение датчика 6 на субъекте было определено на этапе 116, и положение не является исходным положением (этап 118, ветвь 122), на этапе 119 измеренное значение компенсируется разницей между значением в положении, в котором прикреплен датчик, и соответствующим значением в исходном положении, пользуясь информацией в компенсационной базе 120 данных, способом, подобным варианту осуществления согласно фиг.5A. В заключение, на этапе 121, параметр активности вычисляется по, возможно скомпенсированному, измеренному значению, способом, подобным варианту осуществления согласно фиг.5.

В еще одном варианте осуществления измеренное значение сначала преобразуется в параметр активности, и параметр активности используется для определения положения датчика 6 на субъекте способом, подобным тому, что описан выше. В таком случае после того, как положение было определено, вычисленный параметр активности компенсируется разницей между вычисленным параметром активности и соответствующим параметром активности, вычисленным по значению, измеренному в исходном положении, наряду с тем, что информация, хранимая в компенсационной базе данных, используется способом, подобным варианту осуществления согласно фиг.5B. Также можно использовать другие параметры, относящиеся к измеренным значениям, полученным с датчика 6, на этапе для определения положения 116 и/или на этапе для компенсации разницы 119.

Фиг.7 показывает схему варианта осуществления процедуры инициализации для компенсационной базы данных. В этом варианте осуществления последовательность этапов выполняется итерационно. В качестве первого этапа 130 i и j - оба устанавливаются в 1. Каждая итерация начинается с этапа 131, содержащего инструкцию субъекту выполнять предопределенную активность i. Инструкция может содержать устную инструкцию идти, сидеть или стоять, или, например, она может содержать показ активности на дисплее в течение предопределенной продолжительности. Затем, на этапе 132, субъект выполняет предопределенную активность i наряду с тем, что датчик 6, прикрепленный в положении j на субъекте, измеряет физическое значение, в этом случае - трехкоординатное ускорение, на этапе 133. Затем, на этапе 134, существенные признаки выделяются из сигнала измеренного значения и сохраняются в базе 135 данных признаков. Эти существенные признаки могут содержать решающие правила или константы, которые являются частью решающих правил, подобные константам A, B, C и D, фигурирующим в описании варианта осуществления согласно фиг.6. Подобным образом, существенные образцы сигналов могут сохраняться во временной области, частотной области, время-частотной области или любой другой области или сочетании областей. Одновременно, если положение j не является исходным положением (этап 136, ветвь 145), на этапе 137 компенсационные параметры, описывающие разницу между измеренным значением в положении датчика 6 на субъекте, и соответствующим значением в исходном положении, определяются и сохраняются в компенсационной базе 138 данных. Эти компенсационные параметры могут содержать константы, фигурирующие в способе компенсации, подобные константам a, b, a _i и b _i,j, фигурирующим в описании варианта осуществления согласно фиг.5A.

Для завершения итерации i увеличивается на этапе 139, и если i является меньшим, чем или равным количеству предопределенных активностей (этап 140, ветвь 147), итерационные этапы повторяются; иначе, j увеличивается на этапе 141, и если j является меньшим, чем или равным предопределенному количеству положений (этап 142, ветвь 148), i устанавливается в 1 на этапе 143, и итерационные этапы повторяются. Если j является большим, чем предопределенное количество положений (этап 142, ветвь 149), процедура инициализации заканчивается.

Вообще, эта последовательность, кроме того, могла бы быть параллельной, например, посредством использования множества датчиков 6 для измерения значения одновременно во множестве положений на субъекте. В этом варианте осуществления этапы извлечения компенсационных параметров и извлечения существенных признаков сигналов выполняются параллельно. Однако они также могут выполняться последовательно. В альтернативном варианте осуществления параметр активности вычисляется после того, как датчик 6 выдал сигнал на этапе 133, и до извлечения существенных признаков на этапе 134 и определения компенсационных параметров на этапе 137. Также можно вычислять по меньшей мере один производный параметр по значениям, измеренным датчиком 6, и выполнять этапы извлечения существенных признаков и определения компенсационных параметров на основании производного параметра.

В еще одном варианте осуществления инициализация компенсационной базы данных и базы данных признаков выполняется на основе генеральной совокупности субъектов. Все субъекты запрашиваются на выполнение стандартизованных активностей, измеренные значения получаются с датчика 6 в многочисленных положениях на субъекте, а после того, как данные всех субъектов были собраны и сохранены в промежуточной базе данных, компенсационная база данных и база данных признаков заполняются значениями, которые являются представляющими генеральную совокупность. Этот вариант осуществления обладает преимуществом, что монитору активности требуется инициализироваться только однажды, возможно, производителем, а после этого неограниченное количество мониторов активности могут быть изготовлены с использованием тех же самых значений баз данных.

Будет приниматься во внимание, что изобретение также распространяется на компьютерные программы, более точно, компьютерные программы на или в носителе, приспособленном для осуществления изобретения на практике. Программа может быть в виде исходного текста, объектного кода, промежуточного источника кода и объектного кода, такого как частично скомпилированная форма, или в любом другом виде, пригодном для использования при реализации способа согласно изобретению. Носитель может быть любой сущностью или устройством, допускающими перенос программы. Например, носитель может включать в себя носитель записи, такой как ПЗУ (постоянное запоминающее устройство, ROM), например, CD ROM (ПЗУ на компакт-диске) или полупроводниковое ПЗУ, либо магнитный запоминающий носитель, например, гибкий магнитный диск или жесткий диск. Кроме того, носитель может быть транспортируемым носителем, таким как электрический или оптический сигнал, который может передаваться через электрический или оптический кабель, или по радио, или другим средством. Когда программа воплощена в таком сигнале, носитель может быть составлен таким кабелем или другим устройством или средством. В качестве альтернативы носитель может быть интегральной схемой, в которой воплощена программа, интегральная схема является приспособленной для выполнения, или для использования при выполнении, уместного способа.

Измерительная система содержит датчик, выполненный с возможностью прикрепления к субъекту для получения измеренного значения, представляющего физический или физиологический параметр субъекта. Измерительная система дополнительно содержит средство для выведения имеющего отношение к субъекту значения из измеренного значения. Датчик выполнен с возможностью прикрепляться в одном из множества положений на субъекте. Измерительная система дополнительно содержит средство для установления положения датчика на субъекте. Средство для выведения имеющего отношение к субъекту значения выполнено с возможностью выведения имеющего отношение к субъекту значения, к тому же, в зависимости от положения датчика на субъекте.

Должно быть отмечено, что вышеупомянутые варианты осуществления скорее иллюстрируют, чем ограничивают изобретение, и что специалисты в данной области техники будут способны сконструировать многочисленные альтернативные варианты осуществления, не выходя из объема прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения любые символы ссылок, размещенные между круглыми скобками, не должны истолковываться в качестве ограничивающих формулу изобретения. Использование глагола «содержать» и его спряжений не исключает наличия элементов или этапов иных, чем изложенные в формуле изобретения. Использование единственного числа при описании элемента не исключает наличия множества таких элементов. Изобретение может быть реализовано посредством аппаратных средств, содержащих несколько отдельных элементов, и посредством подходящим образом запрограммированного компьютера. В пункте формулы изобретения об устройстве, перечисляющем несколько средств, некоторые из этих средств могут быть воплощены одним и тем же элементом аппаратных средств. Простое обстоятельство, что определенные критерии перечислены во взаимно разных зависимых пунктах формулы изобретения, не служит признаком того, что сочетание этих критериев не может быть использовано с выгодой.

Группа изобретений относится к медицине и медицинской технике. Измерительная система содержит датчик, выполненный с возможностью прикрепления к субъекту для приема измеренного значения, представляющего физический или физиологический параметр субъекта. Датчик выполнен с возможностью прикрепления в одном из множества положений на субъекте. Измерительная система дополнительно содержит средство для установления положения датчика из упомянутого множества положений на субъекте. Средство для получения имеющего отношение к субъекту значения выполнено с возможностью выведения имеющего отношение к субъекту значения также в зависимости от положения датчика на субъекте. Применение данной группы изобретений позволит увеличить точность оценки параметра, относящегося к субъекту. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Измерительная система (1) для контроля активности субъекта, содержащая датчик (6), выполненный с возможностью прикрепления в одном из множества положений на субъекте для приема измеренного значения, представляющего физический или физиологический параметр субъекта, при этом система дополнительно характеризуется тем, что содержит: средство для установления положения датчика из упомянутого множества положений на субъекте и средство для получения имеющего отношение к субъекту значения из измеренного значения также в зависимости от положения датчика на субъекте.

2. Измерительная система (1) по п.1, в которой множество положений включает в себя по меньшей мере два из следующих: запястье, предплечье, плечо, голень, бедро, талия, грудная клетка, шея, голова.

3. Измерительная система (1) по п.1, в которой полученное значение содержит параметр активности субъекта, причем параметр активности содержит потребление энергии.

4. Измерительная система (1) по п.1, в которой параметр активности представляет степень активности части тела, к которой прикреплен датчик.

5. Измерительная система (1) по п.1, в которой измеренное значение содержит по меньшей мере одно из температуры, ЭКГ или ускорения, причем примером ускорения является трехкоординатное ускорение.

6. Измерительная система (1) по п.1, дополнительно содержащая средство для выбора подмножества из предопределенного набора дополнительных физических и/или физиологических параметров субъекта, причем параметры особенно уместны для части тела, к которой прикреплен датчик, в зависимости от положения датчика на субъекте, а датчик выполнен с возможностью формирования дополнительного измеренного значения для каждого параметра в выбранном подмножестве.

7. Измерительная система (1) по п.1, дополнительно содержащая средство для преобразования измеренного значения в оцененное измеренное значение, имеющее отношение к исходному положению на субъекте, и средство для получения имеющего отношение к субъекту значения из оцененного измеренного значения.

8. Измерительная система (1) по п.1, в которой средство для установления положения датчика на субъекте выполнено с возможностью выполнения определения положения в зависимости от измеренного значения.

9. Измерительная система (1) по п.8, дополнительно содержащая средство для приема с датчика (6) множества измеренных значений, измеряемых в течение временного интервала, и при этом средство для определения положения датчика на субъекте выполнено с возможностью определения положения в зависимости от измеренных значений, измеряемых в течение временного интервала.

10. Измерительная система (1) по п.8 или 9, в которой средство для определения положения датчика (6) на субъекте выполнено с возможностью определения положения на основе предопределенного набора правил, имеющих отношение к измеренному значению или измеренным значениям, соответственно измеряемым в течение временного интервала.

11. Измерительная система (1) по п.9, в которой средство для определения положения датчика (6) на субъекте содержит средство для выполнения распознавания образов сигнала, полученного из измеренных значений, измеряемых в течение временного интервала.

12. Измерительная система (1) по п.8 или 9, дополнительно содержащая средство для определения того, что пользователь выполняет стандартизованную активность, и при этом средство для определения положения датчика на субъекте выполнено с возможностью использования по меньшей мере одного измеренного значения, принятого с датчика (6), причем измеренное значение относится ко времени, в которое пользователь выполняет стандартизованную активность.

13. Измерительная система (1) по п.1, дополнительно содержащая пользовательский интерфейс для приема ввода от пользователя, имеющего отношение к положению датчика на субъекте.

14. Система для определения баланса калорий субъекта, причем система содержит измерительную систему (1) по п.3, средство для контроля потребления пищи и средство для получения баланса калорий с использованием полученного потребления энергии.

15. Способ оценки полученного значения, относящегося к субъекту, причем способ содержит этапы, на которых: принимают по меньшей мере одно измеренное значение с датчика (6), прикрепленного к субъекту, причем измеренное значение представляет физический и/или физиологический параметр субъекта, и способ характеризуется тем, что устанавливают положение датчика на субъекте и получают имеющее отношение к субъекту значение из измеренного значения также в зависимости от положения датчика на субъекте.