JP5662000B2 - 体におけるアクティビティの位置をモニタする検出及び補償方法 - Google Patents

Description

本発明は、
− 対象のひと（対象物）の物理的又は生理学的性質を表す測定値を得るために、対象のひとに取り付けられたセンサと、
− その測定値から対象のひとに関連する値を導き出す手段と、
を有する測定システムに関する。

本発明はまた、対象のひとのカロリーバランスを決定するシステムに関する。

体重過剰及び肥満は益々問題になってきている。例えば、米国の人口の６０％以上が体重過剰又は肥満として分類することができる。体重増加は、エネルギーの消費より多いエネルギー摂取（食べ物）を人間が摂るときに起こる（代謝速度＋代謝活性次第である）。この不均衡は体重増加の問題をもたらしているために、カロリーバランスを推定するように、食べた食べ物及び行った活動をユーザが記録する多くの体重減量プログラムが必要とされている。

栄養価及びアクティビティをカロリー摂取及び消費のそれぞれに変換する表及び式が存在している。しかしながら、人間によるカロリー計算は、知識、時間、努力、記録及び訓練を必要とする厄介な処理である。それ故、カロリーを記録することは、多くのひとにとって課題であり、それ故、研究者が解を求めている挑戦である。

米国特許出願公開第２００３／００６５２５７号明細書においては、対象のひとの消費及びアクティビティの両方をモニタするための、ダイエット及びアクティビティの組み合わせをモニタする装置について記載されている。そのようなモニタリング装置は、対象のひとの身体的アクティビティをモニタする身体的アクティビティモニタを有する。身体的アクティビティモニタは、対象のひとの身体的アクティビティを示す信号を出力するように動作する。アクティビティを表す信号を受け入れて、対象のひとについての身体的アクティビティレベル及び／又はエネルギー消費を決定するアクティビティ計算器がまた、備えられることが可能である。モニタ装置は、腕時計式の装置、ベルト又は衣類に組み込まれたモニタの形をとることが可能である。モニタ装置は、心拍モニタを有することが可能である。対象のひとの心拍は、活動しているときには増加し、対象のひとが休んでいるときには減少する。アクティビティモニタは、間接カロリーメータを用いて較正されることが可能である。心拍センサは、腕時計式アクティビティモニタの一部であることが可能であり、又は、アクティビティモニタと通信する、例えば、チェストストラップの形の別個のユニットとして備えられることが可能である。

アクティビティモニタは、機械式ペンデュラム若しくは一軸又は多軸加速度計等の動きセンサを、代替として有することが可能である。加速時計は、体の動き並びにその動きの方向及び強度に関する情報を与えることが可能であるために、好ましい。動きセンサは、腕時計、ベルト又は衣類に組み込まれたモニタ装置の一部を構成することが可能であり、又は、モニタ装置と通信する別個の付属物の一部であることが可能である。体アクティビティモニタは、間接カロリーメータを用いてアクティビティ関連のエネルギー消費を決定するように計算されることが可能である。

他の代替としては、体アクティビティモニタは、スイミング、自転車こぎ、及び固定エクササイズ機器の使用等の種々のアクティビティを記録する複数のモードを有することが可能である。対象のひとは、開始ボタンを押し、体アクティビティモニタは、そのアクティビティ中に記録する。

更に、モニタ装置はまた、好適には、対象のひとが食べ物を食べるときを示すように、対象のひとにより用いられる摂取記録制御部を有する。体アクティビティモニタ及び摂取記録制御部は種々の形をとることが可能である。そのモニタ装置は、ＧＰＳ信号を用いて、対象のひとの位置を決定するようにＧＰＳアンテナを有することが可能である。そのモニタ装置は、対象のひとの位置における変化及び位置の変化速度を決定するように、ＧＰＳ信号と時間表示信号を組み合わせることが可能である。このことは、動き又は体のアクティビティの決定を可能にする。その装置は、測定された体のアクティビティからカロリー消費を決定するように較正されることが可能である。

更に、位置及び／又はアクティビティ判定器は、体アクティビティモニタに含まれる、又は体アクティビティモニタと通信することが可能である。その判定器は、エクササイズ機器及び建物等の、種々の装置及び位置に対する対象のひとの近接性を決定することにより、対象のひとの位置及び／又はアクティビティを決定するように機能する。例えば、対象のひとが、ランニングのアクティビティを判定するランニングシューズの近くにいることが決定されることが可能である。より有利な構成においては、ランニングシューズの近接性は、アクティビティ計算器が実行されているアクティビティの種類、アクティビティの持続時間及びアクティビティの強度を決定することを可能にするように、ＧＰＳ信号、心拍センサ出力及び／又は動きセンサ出力組み合わされることが可能である。

ユーザが初めて、そのシステムを使用するとき、彼又は彼女は、特定のアクティビティと関連付けて、特定の運動パターンを指定することが可能である。このことは、アクティビティモニタを較正するように支援する。

上記のアクティビティモニタ及びセンサの各々は、体における１つの位置に位置付けられるようにデザインされている。加速度信号及びＥＣＧ信号のような身体信号は、センサが対象のひとに取り付けられている位置に対して近傍で測定される。例えば、腕において加速時計で測定される加速度は、腕の動きを含み、その腕の動きは、腰に取り付けられた加速時で検出されることはない。

例えば、腕のストラップ又は腰のベルトを含む既存のアクティビティモニタはしばしば、体における１つの位置に装着されるようにデザインされている。既存のアクティビティモニタは、体における所定の位置に取り付けられる場合に、正確な結果を与えるように較正される。アクティビティモニタが異なる位置に取り付けられる場合、測定されるアクティビティはあまり正確でない可能性がある。アクティビティモニタが基準位置に取り付けられていない場合、エネルギー消費の推定において５％を越える誤差が得られる可能性がある。これは、１日当たり約１００キロカロリを上回る誤差になる。

本発明の目的は、対象のひとに関するパラメータのより正確な推定をもたらす測定システムを提供することである。

本発明に従って、この目的は、
− センサが、対象のひとにおける複数の位置の一において備えられ、
− 測定システムは、対象のひとにおける複数の位置から対象のひとにおけるセンサの位置を確立する手段を更に有し、そして
− 対象のひとに関連する値を導き出す手段が、対象のひとにおけるセンサの前記位置に応じて、対象のひとに関連する値をまた、導き出すように備えられている、
ことにより達成される。

上記の条件により、導き出される値の精度は、複数の体の位置の何れかに対して確実にされる。対象のひとは、体の何れかの好適な位置にセンサを取り付け、彼又は彼女がそうすることを所望するときはいつでも、好適には、異なる位置にそのセンサを取り付けることができる。

対象のひとは、センサを装着すること好む種々の好みを有する可能性があり、例えば、対象のひとがいる場所、その場所の天候、又は何れかの所定の時間に対象のひとが実行するアクティビティに応じて、同じ対象のひとが、異なる位置にセンサを装着することを好む可能性がある。有利であることに、複数のセンサが、対象のひとにおける異なる位置に取り付けられ、対象のひとに関連する値を導き出す手段が、その導き出される値の精度を高くするように、それぞれの得られる測定値を組み合わせるように備えられている。

米国特許第５，１１１，８２６号明細書において、指先において暖かく、手の位置のセンサを有する血圧センサについて開示している。手の位置のセンサは、手毎の高さの差についての血圧センサからの読み取りを補正するように、手と心臓との間の高さの差を測定し、その差は、指の血圧と心臓の血圧との差に直接、対応するものである。欧州特許第１２５４６２９号明細書においては、血圧値を補正する血圧計の圧力基準位置と心臓との間の逆さの差を決定するように、腕に装着し、加速度センサを有する血圧を測定する電子域血圧計について開示されている。

本発明は、人間又は動物に関連して導き出される値を決定するために、特に適するものである。

本発明の特徴に従って、複数の位置は、次の部位であって、即ち、腕、前腕、上腕、下肢、上肢、腰、胸、首、頭の部位の少なくとも２つを含む。このことは、上記の位置が対象のひとのアクティビティを測定するために特にうまく適するために、及びそれらの位置がセンサ装置を装着するために特に都合がよいために、アクティビティモニタの特にフレキシブルな使用を可能にする。

本発明の他の特徴に従って、導き出される値は、対象のひとのアクティビティパラメータを有する。この特徴により、測定システムは、対象のひとにより実行されるアクティビティの度合いをモニタすることを可能にするアクティビティモニタになる。他の有効な導き出された値は、温度値、又はセンサの位置により自動的に補償されるＥＣＧ値を有する。有利であることに、対象のひとにおけるセンサの位置は、加速度メータの測定に応じて確立され、温度値及びＥＣＧ値は、その確立された位置に応じて、補償される。

本発明の特徴に従って、アクティビティパラメータは、センサが取り付けられる体の部位のアクティビティの度合いを表す。対象のひとにおけるセンサの位置が認識されているとき、特定の体の部位に関連するアクティビティパラメータをモニタすることが可能になる。
例えば、センサが腕に取り付けられている場合、アクティビティモニタはエネルギー消費を追跡し、更に、腕の局所的加速度を追跡することが可能である。例えば、フィットネス機器により与えられる付加情報を用いて、腕に加わる力は推定され、局所的なエネルギー消費を得るように、センサにより与えられる加速度情報と組み合わされることが可能である。このアクティビティパラメータは、対象のひとが特定の体の部位をトレーニングするようにトレーニングスケジュールを最適化することを可能にする。また、所定の安全限界を越えた場合、このアクティビティパラメータは、潜在的な危険な状態を回避するように、ユーザへのフィードバックとして与えられることが可能である。

本発明の特徴に従って、測定値は、温度、ＥＣＧ、又は加速度、特に、三軸加速度の少なくとも一を有する。それらの測定値の例はアクティビティと相関関係がある。

本発明の他の特徴に従って、そのシステムは、対象のひとにおけるセンサの位置に応じて、対象のひとの更なる物理的及び／又は生理学的量の所定の集合の副集合を選択する手段を更に有し、そのセンサは、選択された副集合における各々の量の更なる測定値を生成するように備えられている。その副集合は、対象のひとのゼロ又はそれ以上の更なる物理的及び／又は生理学的量、例えば、温度、ＥＣＧ又は加速度を有することが可能である。この特徴は、そのシステムが、センサが取り付けられている体の部位に特に関連する測定を生成するようにする。温度測定は、例えば、温度センサが体の胴に取り付けられているときであって、それが、例えば、くるぶしに取り付けられていないときの関連情報を、与えることが可能である。そのシステムは、このことを、例えば、センサがくるぶしに取り付けられている場合に、温度測定を無視する又は補償することにより考慮することができる。更に、心拍又は温度のような更なる物理的及び／又は生理学的量が、例えば、種々の健康用途において導き出されるアクティビティパラメータと共に用いられることが可能である。

本発明の他の特徴に従って、そのシステムは、
− 対象のひとにおける基準位置に関連して推定される測定値にその測定値を変換する手段と、
− 推定された測定値から対象のひとに関連する値を導き出す手段と、
を更に有する。

この特徴は、異なる位置においてアクティビティモニタを装着することによりもたらされる測定値のずれは補償されるために、測定システムが１つの基準位置のみに対して較正される場合でさえ、その測定システムは、例えば、対象のひとにおける複数の位置の一においてセンサによりアクティビティパラメータを正確に測定することを可能にする。その正確さは、複数の基準位置を較正することにより更に高くすることが可能である。複数の基準位置が較正され、センサが、基準位置でない位置に取り付けられている場合、その変換手段は、最近接の基準位置に対して又は基準位置の重み付け平均に対して測定値を補償し、それにより、更に正確さを高くすることが可能である。

本発明の他の特徴は、対象のひとにおけるセンサの位置を決定する手段が、測定値に応じた位置を決定するために備えられていることを特徴とする。このことは、装置の実際の位置を示す何れの付加的なユーザインタラクションなしに、センサが対象のひとにおける異なる位置に取り付けられることを可能にする。

本発明の他の特徴に従って、ある時間間隔の間に測定された複数の測定値をセンサから得る手段を更に有し、対象のひとにおけるセンサの位置を決定する手段は、その時間間隔の間に測定された測定値に応じて、その位置を決定するために備えられている。このことは、センサの位置が特に信頼性の高い様式で決定されるようにする。

本発明の他の特徴に従って、対象のひとにおけるセンサの位置を決定する手段は、その時間間隔の間に測定される測定値又はその測定値に関する所定のルールの集合に基づく位置のそれぞれを決定するように備えられている。ファジー論理を用いる可能性のあるルールの集合、好適には、ルールベースのシステムの一部が、特に、センサの位置を決定するために適している。

本発明の他の特徴に従って、対象のひとにおけるセンサの位置を決定する手段は、その時間間隔の間に測定される測定値から導き出される信号のパターン認識を実行する手段を有する。パターン認識手段は、対象のひとにおけるセンサの位置を確立することにおいて高い信頼性を得るのに、特に好ましい。

本発明の特徴に従って、ユーザが標準化されたアクティビティを実行していることを判定する手段を更に有し、対象のひとにおけるセンサの位置を決定する手段は、センサから得られる少なくも１つの測定値を用いるために備えられ、その測定値は、ユーザが標準化されたアクティビティを実行している時間に関連する。このことは、アクティビティモニタが、より高い確実性を伴って、体における装置の位置を決定するようにする。好適には、その標準化されたアクティビティは、例えば、１乃至２秒のサイクルタイムを有する繰り返しパターンを有し、その標準化されたアクティビティは、少なくとも５サイクルだけ実行される。

本発明の他の特徴に従って、ユーザが標準化アクティビティを実行する確立手段は、少なくとも１つの測定値に応じてアクティビティを確立するように備えられている。このことは、正確さを高くし、必要なユーザインタラクションの量を低減する。

本発明の他の特徴は、対象のひとが標準化アクティビティを実行しているときを示すために、ユーザからの入力を受け入れるユーザインタフェースを更に有する。

本発明の他の特徴は、対象のひとにおけるセンサの位置に関連するユーザからの入力を受け入れるユーザインタフェースを更に有する。

本発明の他の特徴は、
− 対象のひとが所定のアクティビティを実行していることを確立する手段と、
− 所定の方法で所定のアクティビティを実行することに関連して少なくとも１つのパターンを記憶する記憶手段と、
− 導き出された値及び記憶されているパターンを表す信号に対して類似する測定を決定する手段と、
を更に有する。

センサ位置及びアクティビティの種類が認識されている場合、実際の体の動きは、その特定のアクティビティについて“最適”である動きと比較されることが可能である。この比較は、選択されたアクティビティにおける効率及び熟達度の指標に変換される。例えば、未経験のランナーは、経験豊富なランナーに比べて大きい上下加速度成分を有する。最適な動きパターンは、キーポイントを有するデータベースにおいて調べられることが可能であり（好ましいアクティビティ、体の部位）、パターン適合技術は、実際のパターンが最適なパターンとどのように比較するかを決定するように用いられることが可能である。更に、特定の体の部位の動きパターンを変える示唆が、例えば、“ラケットでボールを打っているとき、インパクトにおいてボールの加速度を最大化するように、連続的な円運動で動き、インパクトの後、動きを止めないように試みる”示唆が与えられることが可能である。代替として、野球腕のような健康上の問題に関連する動きが検出され、好ましくない動きについてのフィードバックが与えられることが可能である。

本発明の他の特徴に従って、対象のひとが所定のアクティビティを実行していることを確立する手段が、対象のひとが所定のアクティビティの所定数の少なくとも１回を実行することを確立するように備えられる。このことは、アクティビティモニタが、対象のひとの複数のアクティビティ間で区別することを可能にし、それ故、確立されたアクティビティに関して、フィードバックが与えられることが可能である。

本発明の他の特徴に従って、対象のひとの更なる物理的又は生理学的量を表す更なる測定値を得るために対象のひとに取り付けられる更なるセンサを有し、対象のひとに関連する値を導き出す手段が、その更なる測定値に応じてまた、測定値を導き出すために備えられている。有利であることに、複数のセンサが対象のひとにおける異なる位置に備えられ、対象のひとに関連する値を導き出す手段が、導き出される値の正確度を高くするように、それぞれの得られた測定値を組み合わせるように備えられている。代替として、複数のセンサは、得られた測定値の協働した処理のために、例えば、有線接続又は無線接続により、互いに対して又は中央の装置と通信することができる。

本発明に従ってカロリーバランスを決定するシステムは、上記のアクティビティモニタと、食べ物の摂取をモニタする手段と、導き出されたエネルギー消費を用いてカロリーバランスを導き出す手段とを有することを特徴とする。このシステムは、アクティビティパラメータが高い正確度で決定されるために、正確なカロリーバランスを与えることができる。

本発明の上記の及び他の特徴は、図を参照して詳述する。

図１Ａは、センサ６（破線で示す）と、ディスプレイ１０と、ストラップ取り付け手段５とを有するアクティビティモニタ１を示す。アクティビティモニタ１は、アクティビティパラメータを計算して表示するマイクロプロセッサ（図示せず）を更に有する。センサ６は、１軸又は多軸加速時計、温度センサ、ＥＣＧ信号のような体の電気信号を測定する電気センサ、心拍センサ、万歩計（登録商標）、全地球又は極地測位システム、及び何れかの他の種類のセンサを有することが可能である。それらのセンサについて、当業者は知っている。図１Ｂは、バックル４を有し、短いストラップ２に固定されたアクティビティモニタ１を示し、図１Ｃは、長いストラップに固定されたアクティビティモニタ１を示している。短いストラップ２は、腕又はくるぶしにアクティビティモニタを取り付けるのに適している一方、長いストラップ３は、腰又は胸にアクティビティモニタを取り付けるのに適している。図１Ｄは、アクティビティモニタの背面に固定されたクリップ９を示すアクティビティモニタの側面図であり、そのアクティビティモニタを衣服に取り付けることを可能にしている。図示している付属物を有するアクティビティモニタは、対象のひとの複数の位置の一に取り付けられることを可能にする。ディスプレイ１０は、対象のひとがアクティビティモニタに入力するようにタッチスクリーンディスプレイであることが可能である。

図２は、少なくとも１つのボタン２１、２２、ディスプレイ２３、及びセンサ２４を有するアクティビティモニタ２０を示している。そのボタンは、ユーザからの入力を受け入れるために用いられることが可能である。好適には、更なるボタンが、対象のひとがアクティビティモニタに異なる種類の入力を行うことをより容易にするように、備えられる。

図３は、センサ３３を有する装置３０を有するアクティビティモニタを示している。装置３０は、何らボタン又はディスプレイを有しない。装置３０は、好適には、ＷＩＦＩ又はブルートゥース等の無線リンク３２を用いて、別個のユニット３１と通信する手段を有する。その別個のユニット３１は装置３０を制御するように用いられる。別個の装置３１は、例えば、パーソナルコンピュータ又は携帯情報端末であり、センサ３３により装置３０によって収集された情報を処理するマイクロプロセッサ（図示せず）を有する。別個のユニット３１は、ユーザに処理された情報を通信し、ユーザ入力を受信する手段を更に有する。

図４は、センサ６が基準位置に取り付けられている場合に適用可能であるアクティビティモニタのために、本発明に従った方法の実施形態を示している。ステップ１００において、センサ６は、基準位置における測定値を供給する。好適には、センサ６は三軸加速度計であり、測定値は、Ｘ、Ｙ及びＺ方向における３つの加速度情報を有する。ステップ１０１において、アクティビティモニタは、対応するアクティビティパラメータ、例えば、エネルギー消費量を計算する。腰の後に取り付けられた三軸加速時計に対する、対応するエネルギー消費量を計算する方法については、文献“Ｄａｉｌｙ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｃｔｉｖｉｔｙ，ｅｎｅｒｇｙ ｅｘｐｅｎｄｉｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｆｉｔｎｅｓｓ；ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ａｎｄ ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”，ｂｙ Ｇｕｙ Ｐｌａｓｑｕｉ，Ｐｈ．Ｄ．ｔｈｅｓｉｓ，Ｍａａｓｔｒｉｃｈｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００４（以下、“Ｐｌａｓｑｕｉ”と略記する）に記載されている。腰の後は体の中心に近く、そこに取り付けられた三軸加速時計は、全体の動きの良好な推定を与えることができる。

図５Ａは、基準位置にない対象のひとにおける位置にセンサ６が取り付けられている場合に適用可能であるアクティビティモニタのための本発明に従った方法の実施形態の例を示している。ステップ１０５において、センサ６が取り付けられている位置において測定された測定値を供給する。この後、ステップ１０６において、測定値は、センサ６が取り付けられている位置における値と基準位置における値との差分を補償する。この後、ステップ１０８において、アクティビティパラメータであって、この場合には、エネルギー消費量が、“Ｐｌａｓｑｕｉ”において開示されている対応するエネルギー消費量を計算する方法を用いて計算される。ステップ１０６の補償方法は、かなり簡単なバージョンとして、この実施形態においては次式のように表され、
ｘ_{ｃｏｒｒｅｄｔｅｄ}＝ａ＋ｂｘ_ｒａｗ
ここで、ｘ_ｒａｗは、センサ６が取り付けられている位置における測定値を表し、ｘ_{ｃｏｒｒｅｄｔｅｄ}は補正された測定値であり、ａ及びｂは、初期化手順の一部としての補償データベース１０７において記憶されている補償定数である。測定値がタプル、例えば、三軸加速時計により測定されたＸ、Ｙ及びＺ成分を有する多変量系においては、補償方法は次式のように表され、
ｘ_{ｃｏｒｒｅｄｔｅｄ，ｉ}＝ａ＋ｂ_ｉ，１ｘ_{ｒａｗ，１}＋ｂ_ｉ，２ｘ_{ｒａｗ，２}＋・・・ｂ_ｉ，Ｎｘ_{ｒａｗ，Ｎ}
ここで、ｘ_{ｒａｗ，１}，ｘ_{ｒａｗ，２}，．．．，ｘ_{ｒａｗ，Ｎ}は測定値のタプルのＮ個の成分を表し、ｘ_{ｃｏｒｒｅｄｔｅｄ}は補正された測定値のタプル（ｘ_{ｒａｗ，１}，ｘ_{ｒａｗ，２}，．．．，ｘ_{ｒａｗ，Ｎ}）のｉ番目の成分であり、ａ_ｉ及びｂ_ｉ，ｊ（ｉ，ｊ＝１，２，．．．，Ｎ）は、初期化手順の一部としての補償データベース１０７に記憶されている補償定数である。この補償方法の例は、実行するのが特に容易である。他の可能性の高いより自由度のある補償方法が容易に考えられる。そのような方法には、高次の多項式、一般化線形モデル、他の統計学的方法、人工ニューラルネットワーク及びファジー論理方法がある。

図５Ｂは、基準位置にない対象のひとにおける位置にセンサ６が取り付けられている場合に適用可能であるアクティビティモニタのための本発明の代替の実施形態を示している。ステップ１１０においては、センサ６は、それが取り付けられている位置において測定された測定値を供給する。この後、ステップ１１１において、アクティビティパラメータであって、この場合には、エネルギー消費量が、“Ｐｌａｓｑｕｉ”において開示されている対応するエネルギー消費量を計算する方法を用いて計算される。最後に、ステップ１１２において、計算されたエネルギー消費量が、センサ６が取り付けられている位置において測定された値から計算されたエネルギー消費量及びセンサが基準位置に取り付けられている場合に得られる“実際の”エネルギー消費量の差分を補償する。その補償方法は、図５Ａに従った実施形態における補償方法と同様のものであり、補償データベース１１３に記憶されている情報を用いるものである。

図６は、センサ６が取り付けられている対象のひとにおける位置を決定し、センサが取り付けられている場所に拘わらず、アクティビティパラメータを計算する方法の実施形態を示す図である。ステップ１１５においては、測定値又は測定値の平方がセンサ６により得られる。次に、体における位置が、特徴データベース１１７からの情報を用いて、ステップ１１６においいて決定される。体におけるセンサ６の位置を決定するように、センサからの信号が、位置に依存する特徴について分析される。また、対象のひとは、好適には、各々約２０秒間の歩行、着座及び立位のような所定の標準化アクティビティを実行するように指導される。代替として、ユーザは、いつ、ユーザが標準化アクティビティを実行するか、及び、可能であれば、どの標準化アクティビティをユーザが実行するかを示すように、ユーザは、アクティビティモニタに入力を与えることが可能である。標準化アクティビティの間の値又は絶対測定値の組み合わせは、対象のひとにおけるセンサ６の位置を決定するように用いられる。更に、複数の所定のルールが用いられる。それらのルールは、“ｉｆ．．．ｔｈｅｎ”の形式にあることが可能である。そのようなルールの例は、“もし、歩行中の測定値が、着座中に比べて、Ａ倍乃至Ｂ倍の範囲内にあると、センサ６は前腕において位置していて”、ここで、Ａ及びＢは、特徴データベース１１７に記憶されている定数である。そのようなルールの他の例は、“もし、歩行中の測定値がＣ乃至Ｄの範囲内にあると、センサ６は“下肢”に位置付けられていて、ここで、Ｃ及びＤは特徴データベース１１７に記憶されている定数である。それらのルールはまた、ファジー論理ルールについて実行されることが可能である。例えば、ニューラルネットワーク方法及び論理プログラミングを含むルールのセットを与える他の方法は、当業者にとっては明らかである。好適な実施形態においては、対象のひとにおけるセンサ６の位置は、パターン認識により決定される。パターン認識は、例えば、特徴データベース１１７において記憶されている信号とセンサから得られる信号を相関させることにより実行されることが可能である。パターン認識は、時間領域、周波数領域、又は他の領域、好適には、ウェーブレット領域のような時間−周波数領域において実行されることが可能である。パターン認識は、当業者が知っている多くの方法で実行されることが可能である。例えば、速度認識において用いられる技術が適用されることが可能である。

対象のひとにおけるセンサ６の位置がステップ１１６において決定された後であって、その位置が基準位置でない（ステップ１１８、ブランチ１２２）場合、ステップ１１９において、図５Ａに従った実施形態と同様の方法で、補償データベース１２０における情報を持ち入れ、基準位置における対応する値と、センサが取り付けられている位置における値との間の差分により、測定値が補償される。最終的に、ステップ１２１において、アクティビティパラメータは、図５に従った実施形態と同様の方法で、有効に補償された測定値から計算される。

他の実施形態においては、測定値は先ず、アクティビティパラメータに変換され、そのアクティビティパラメータは、上記の方法と同様の方法で、対象のひとにおけるセンサ６の位置を決定するように用いられる。その場合、その位置が決定された後、計算されたアクティビティパラメータは、その計算されたアクティビティパラメータと、基準位置において計算された値から計算された対応するアクティビティパラメータとの間の差分について補償される一方、補償データベースに記憶されている情報は、図５Ｂに従った実施形態と同様の方法において用いられる。また、位置を決定するステップ１１６及び／又は差分を補償するステップ１１９において、センサから得られる測定値に対して他の量を用いることがまた、可能である。

図７は、補償データベースについての初期化手順の実施形態を示す図である。この実施形態においては、ステップのシーケンスが繰り返して実行される。最初のステップ１３０においては、ｉ及びｊの両方が１の初期値に設定される。各々の繰り返しは、所定のアクティビティｉを実行するように、対象のひとへの指令を有するステップ１３１から開始する。その指令は、歩く、腰掛ける又は立つように発話の指令を有することが可能であり、例えば、所定の持続期間の間にディスプレイにそのアクティビティを表示するステップを有することが可能である。次いで、ステップ１３２において、対象のひとは所定のアクティビティｉを実行する一方、ステップ１３３において、対象のひとにおける位置ｊに取り付けられているセンサ６は物理的値であって、この場合は三軸加速度を測定する。次に、ステップ１３４において、重要な特徴が、測定された値の信号から抽出され、特徴データベース１３５に記憶される。それらの重要な特徴は、図６に従った実施形態の記載にある定数Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤと同様の、判定ルールの一部である定数又は判定ルールを有することが可能である。同様に、重要な信号パターンは、時間領域、周波数領域、時間−周波数領域、何れかの他の領域又はそれらの領域の組み合わせにおいて記憶されることが可能である。同時に、位置ｊが基準位置にない（ステップ１３６、ブランチ１４５）の場合、ステップ１３７において、対象のひとのセンサ６の位置における測定値と、基準位置における対応する値との間の差分を表す補償パラメータは、補償データベース１３８において決定され、記憶される。それらの補償パラメータは、図５Ａに従う実施形態の記載において存在する定数ａ、ｂ、ａ_ｉ及びｂ_ｉ，ｊと同様の、補償方法において現れる定数を有することが可能である。

繰り返しを終了させるように、ｉはステップ１３９で増加され、そしてｊが位置の所定数に等しいか又はそれより小さい（ステップ１４２、ブランチ１４８）場合、ｉはステップ１４３において１に設定され、その繰り返しステップは繰り返される。ｊが位置の所定数より大きい（ステップ１４２、ブランチ１４９）場合、初期化手順は終了される。

一般に、このシーケンスは、例えば、同時に、対象のひとにおける複数の位置において値を測定するように複数のセンサ６を用いることにより、更に並列化されることが可能である。この実施形態においては、補償パラメータを抽出するステップ及び重要な信号特徴を抽出するステップは並列に実行される。しかしながら、それらのステップはまた、順次に実行されることが可能である。代替の実施形態においては、センサがステップ１３３において信号を供給した後であって、そしてステップ１３４において重要な特徴を抽出し、ステップ１３７において補償パラメータを決定する前に、アクティビティパラメータは計算される。センサ６により測定された値から少なくとも１つの導き出される量を計算し、その導き出された量に基づいて重要な特徴を抽出して補償パラメータを決定するステップを実行することが可能である。

他の実施形態においては、補償データベース及び特徴データベースの初期化は、対象のひとの集団に基づいて実行される。全ての対象のひとは、標準化アクティビティを実行するように求められ、測定値は、対象のひとにおける複数の位置におけるセンサ６から得られ、そして全ての対象のひとのデータが収集されて、中間データベースに記憶された後に、補償データベース及び特徴データベースは、その集団を表す値で満たされる。この実施形態は、アクティビティモニタが恐らくメーカにより、一度初期化される必要があるのみであるという有利点を有し、その初期化の後、無制限の数のアクティビティモニタが同じデータベースの値を用いて製造されることができる。

本発明はまた、コンピュータプログラムに、特に、本発明を実現するために適合される担体における又はその担体内のコンピュータプログラムに拡張することができることが理解できる。そのプログラムは、ソースコード、オブジェクトコード、部分的にコンパイルされた形式のようなコード中間ソース及びオブジェクトコードの形式、又は本発明に従った方法の実行において用いるのに適切な何れかの他の形式にあることが可能である。担体は、プログラムを担持することができる何れかのエンティティ又は装置であることが可能である。例えば、担体は、ＲＯＭ等の記憶媒体であって、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ又は半導体ＲＯＭ、若しくは、磁気記録媒体であって、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク又はハードディスクを含むことが可能である。更に、担体は、電気ケーブル又は光ケーブルを介して若しくは無線手段又は他の手段により搬送されることが可能である電気信号又は光信号のような透過性担体であることが可能である。プログラムがそのような信号において具現化されるとき、その担体は、ケーブル若しくは他の装置又は手段により較正されることが可能である。代替として、担体は、プログラムが埋め込まれた集積回路で有ることが可能であり、その集積回路は、関連方法を実行するように適合されている、又は関連方法の実行において用いるために適合されている。

測定システムは、対象のひとの物理的又は生理学的量を表す測定値を得るために、対象のひとに取り付けられるセンサを有する。測定システムは、その測定値から対象のひとに関連する値を導き出す手段を更に有する。センサは、対象のひとにおける複数の位置の一に取り付けられる。測定システムは、対象のひとにおけるセンサの位置を確立する手段を更に有する。対象のひとに関連する値を導き出す手段は、対象のひとにおけるセンサの位置に応じて、対象のひとに関連する値をまた、導き出すように備えられている。

上記の実施形態は本発明を限定するのではなく、当業者が同時提出の特許請求の範囲における範囲から逸脱することなく、多くの代替の実施形態をデザインすることができることに留意する必要がある。用語“を有する”及びその用語の派生の用語は、請求項に記載されている要素又はステップ以外の要素又はステップを排除するものではない。要素の単数表現は、その要素の複数の存在を排除するものではない。本発明は、複数の別個の要素を有するハードウェアにより、そして適切にプログラムされたコンピュータにより実行されることが可能である。複数の手段が列挙されている装置請求項においては、それらの手段の幾つかは、ハードウェアの同一のアイテムにより具現化されることが可能である。特定の手段が単に異なる従属請求項に記載されているということのみで、それらの手段の組み合わせが有利に用いられることができないことを意味するものではない。

対象のひとにおける複数の位置に取り付けられることができる取り付け手段を有する装置を示す図である。 対象のひとにおける複数の位置に取り付けられることができる取り付け手段を有する装置を示す図である。 対象のひとにおける複数の位置に取り付けられることができる取り付け手段を有する装置を示す図である。 対象のひとにおける複数の位置に取り付けられることができる取り付け手段を有する装置を示す図である。 ユーザインタフェースを有するアクティビティモニタを示す図である。 無線リンクにより別個のユニットに接続されたセンサを有する装置を有するアクティビティモニタを示す図である。 本発明に従った方法の実施形態を示す図である。 本発明に従った補償方法を含む本発明に従った測定方法の実施形態を示す図である。 本発明に従った補償方法を含む本発明に従った測定方法の実施形態を示す図である。 対象のひとにおけるセンサの位置を決定するように、本発明に従った方法を含む本発明に従った方法の実施形態を示す図である。 本発明に従った補償初期化方法を有する本発明に従った方法の実施形態を示す図である。

Claims (15)

1. 測定システムであって：
   対象物の物理的又は生理学的量を表す測定値を得るために、前記対象物における複数の位置の一に取り付けられるセンサ；
   前記対象物における前記センサの前記位置を決定する手段であって、前記センサからの信号は特徴データベースからの情報を利用して位置に依存する特徴について分析される、手段；及び
   前記対象物における前記センサの前記位置に応じて、前記測定値から前記対象物に関連する値を導き出す手段；
   を有し、
   前記特徴データベースは、対象のひと又は対象のひとの集団に、所定の標準化アクティビティを実行するようにしてデータを収集して作成された前記センサの前記位置を決定するための判定ルールを含む、
   測定システム。
2. 請求項１に記載の測定システムであって、前記複数の位置は、腕、前腕、上腕、下肢、上肢、腰、胸、首、頭の少なくとも２つを有する、測定システム。
3. 請求項１に記載の測定システムであって、前記導き出された値は前記対象物のアクティビティパラメータであり、該アクティビティパラメータはエネルギー消費量を有する、測定システム。
4. 請求項３に記載の測定システムであって、前記アクティビティパラメータは、前記センサが取り付けられている体の部位のアクティビティの度合いを表す、測定システム。
5. 請求項１に記載の測定システムであって、前記測定値は、温度、ＥＣＧ、又は加速度であって特には三軸加速度のうちの少なくとも一を有する、測定システム。
6. 請求項１に記載の測定システムであって、前記対象物における前記センサの前記位置に応じて、前記対象物の更なる物理的及び／又は生理学的量の所定の集合の副集合を選択する手段を更に有し、
   前記センサは、前記選択された副集合における各々の量についての更なる測定値を収集するように備えられている、測定システム。
7. 請求項１に記載の測定システムであって：
   前記対象物の基準位置に対して推定される測定値に前記測定値を変換する手段；及び
   前記推定される測定値から前記対象に関連する値を導き出す手段；
   を更に有する、測定システム。
8. 請求項１に記載の測定システムであって、前記対象物における前記センサの前記位置を決定する前記手段は、前記測定値に応じて該決定を実行するように備えられている、測定システム。
9. 請求項８に記載の測定システムであって、ある時間間隔の間に測定される複数の測定値を前記センサから得る手段を更に有し、
   前記対象物における前記センサの前記位置を決定する前記手段は、前記時間間隔の間に測定される前記測定値に応じて、前記決定を実行するように備えられている、測定システム。
10. 請求項９に記載の測定システムであって、前記対象物における前記センサの前記位置を決定する前記手段は、前記時間間隔の間に測定される測定値又は前記測定値に関連する所定のルールの集合に基づいて、前記決定を実行するように備えられている、測定システム。
11. 請求項９に記載の測定システムであって、前記対象物における前記センサの前記位置を決定する前記手段は、前記時間間隔の間に測定される測定値から導き出される信号のパターン認識を実行する手段を有する、測定システム。
12. 請求項８又は９に記載の測定システムであって、ユーザが標準化アクティビティを実行していることを決定する手段を更に有し、
    前記対象物における前記センサの前記位置を決定する前記手段は、前記センサから得られる少なくとも１つの測定値を用いるように備えられ、
    前記測定値は、前記ユーザが前記標準化アクティビティを実行する時間に関連する、測定システム。
13. 請求項１に記載の測定システムであって、前記対象物における前記センサの前記位置に関連して、ユーザからの入力を受け入れるユーザインタフェースを更に有する、測定システム。
14. 対象物のカロリーバランスを決定するシステムであって、該システムは、請求項３ に記載の測定システムと、食べ物消費をモニタする手段と、導き出されるエネルギー消費量を用いて前記カロリーバランスを導き出す手段とを有する、システム。
15. 対象物に関連して導き出される値を推定する方法であって：
    前記対象物に取り付けられているセンサから少なくとも１つの測定値を得る段階であって、前記測定値は前記対象物の物理的又は生理学的量を表す、段階；
    前記対象物における前記センサの位置を決定する段階であって、前記センサからの信号は特徴データベースからの情報を利用して位置に依存する特徴について分析される、段階；及び
    前記対象物における前記センサの前記位置に応じて、前記測定値からまた、前記対象物に関連する値を導き出す段階；
    を有し、
    前記特徴データベースは、対象のひと又は対象のひとの集団に、所定の標準化アクティビティを実行するようにしてデータを収集して作成された前記センサの前記位置を決定するための判定ルールを含む、
    方法。

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