BRPI0619876B1

BRPI0619876B1 - Sistema de medição, sistema para determinar o balanço calórico de um indivíduo e método de estimar um valor obtido relacionado com um indivíduo

Info

Publication number: BRPI0619876B1
Application number: BRPI0619876-7A
Authority: BR
Inventors: Annelies Goris; Maarten P. Bodlaender
Original assignee: Koninklijke Philips N. V.
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2019-06-18
Also published as: US20190343464A1; US11375960B2; CN101330863A; US9314192B2; JP2009519075A; CN101330863B; RU2435521C2; US20080281234A1; WO2007069127A2; WO2007069127A3; JP5662000B2; US20160183883A1; US10398388B2; BRPI0619876A2; EP1962670A2; BRPI0619876B8; RU2008128837A

Abstract

sistema de medição, sistema para determinar o balanço calórico de um indivíduo, e, método de estimar um valor derivado relacionado com um indivíduo. um sistema de medição (1) compreende um sensor (6) previsto para ser afixado sobre em um indivíduo para obter um valor medido representando uma quantidade fisica ou fisiológica do indivíduo. o sistema de medição ainda compreende dispositivos para derivar um valor relacionado com o indivíduo a partir do valor medido. o sensor é previsto para ser afixado em uma de uma pluralidade de posições sobre o indivíduo. o sistema de medição ainda compreende dispositivos para estabelecer a posição do sensor sobre o indivíduo. os dispositivos para derivar o valor relacionado com o indivíduo são dispostos para derivar o valor relacionado com o indivíduo também na dependência da posição do sensor sobre o indivíduo.

Description

SISTEMA DE MEDIÇÃO, SISTEMA PARA DETERMINAR O BALANÇO CALÓRICO DE UM INDIVÍDUO E MÉTODO DE ESTIMAR UM VALOR OBTIDO RELACIONADO COM UM INDIVÍDUO

CAMPO DA INVENÇÃO [001] A invenção trata de um sistema de medição que compreende [002] - um sensor previsto para ser afixado a um indivíduo para obter um valor medido representando uma quantidade física ou fisiológica do indivíduo; e [003] - dispositivos para obter um valor relacionado com o indivíduo a partir do valor medido.

[004] A invenção trata também de um sistema para determinar o balanço de calorias de um indivíduo, e a um método de estimar um valor obtido relacionado com o indivíduo.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [005] Excesso de peso e obesidade constituem problemas crescentes, por exemplo, mais de 60% da população norte-americana pode ser classificada como apresentando peso a mais ou obesa. implementação muito econômica do monitor de atividade. O ganho de peso ocorre quando um ser humano recebe uma entrada de energia (alimento) mais alto que a energia despendida (taxa metabólica em repouso + atividade). Uma vez que este desequilíbrio causa o problema de ganho de peso, muitos programas de perda de peso requerem que os usuários registrem o alimento consumido e as atividades praticadas de maneira a estimar o balanço de calorias.

[006] Tabelas e equações existem para converter valores e atividades de nutrição em entrada e dispêndio de calorias, respectivamente Todavia, a contagem de calorias

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2/25 manual é um método incômodo exigindo conhecimento, tempo, esforço, registro e disciplina. Assim, o registro de consumo de calorias constitui um problema para muitas pessoas e assim constitui um desafio por conseguinte para pesquisadores encontrarem uma solução.

[007] Na publicação de pedido de patente US 2003/0065257, a combinação de uma dieta e de um dispositivo monitor de atividades é descrita para monitorar tanto o consumo como as atividades do indivíduo. O monitor de atividades corporais é operável para emitir um sinal indicativo da atividade corporal do indivíduo. Um calculador de atividades também pode ser previsto que receba o sinal indicativo de atividade e determina o nível de atividade corporal e/ou o dispêndio de energia para o indivíduo. O dispositivo monitor pode assumir a forma de um dispositivo tipo relógio de pulso ou cinto ou monitor montado sobre a roupa. O dispositivo monitor pode compreender um monitor de batimento cardíaco. O batimento do coração do indivíduo aumenta com a atividade e decresce quando o indivíduo está repousando. O monitor de atividade pode ser calibrado usando um calorímetro indireto. O sensor de batimento cardíaco pode ser parte do monitor de atividade estilo relógio de pulso, ou pode ser fornecido como uma unidade separada, por exemplo na forma de uma cinta para o tórax que se comunica com o monitor de atividade.

[008] O monitor de atividade pode alternativamente compreender um sensor de movimento tal como um pêndulo mecânico ou um acelerômetro de eixo geométrico único ou multiaxial. Um acelerômetro tem preferência uma vez que presta informações sobre movimento corporal assim como a

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3/25 direção e a intensidade do movimento. O sensor de movimento pode integrar o relógio de pulso ou pode constituir parte de um acessório separado que se comunica com o dispositivo monitor. O monitor de atividade corporal pode ser calibrado para determinar dispêndio de energia relacionado com atividade utilizando um calorímetro indireto.

[009]

Como outra alternativa, o monitor de atividade corporal pode incluir múltiplas modalidades para registrar uma variedade de atividades, tais como natação,

ciclismo,	e uso de	equipamento	de	exercício estacionário.	O
indivíduo	pressiona um botão	de	partida e o monitor	de
atividade	corporal	registrará a	duração da atividade.
	[010]	Outrossim,	o	dispositivo monitor	de

preferência também inclui um controle de notação de consumo para uso pelo indivíduo para indicar quando o indivíduo consome alimento. O monitor de atividade corporal e o controle de notação de consumo podem assumir uma variedade de formas. Pode incluir uma antena GPS para determinar a posição do indivíduo usando sinais GPS. Pode combinar um sinal indicativo de tempo com s sinais GPS para determinar variações em posição do indivíduo assim a taxa de variação em posição. Isto permite a determinação de movimento ou atividade corporal. O dispositivo pode ser calibrado para determinar o dispêndio calórico da atividade corporal medida.

[011] Outrossim, um discriminador de posição e/ou atividade pode ser incluído em ou se comunicar com o monitor de atividade corporal. O discriminador funciona para determinar a posição e/ou atividade do indivíduo determinando a proximidade do indivíduo determinando a proximidade do indivíduo de vários dispositivos e locações, tais como

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4/25 equipamento de exercício e edifícios. Por exemplo, pode ser determinado que o indivíduo está próximo de sapatos de corrida para discriminar a atividade de corrida. Em uma configuração mais avançada, a proximidade de sapatos de corrida pode ser combinada com sinais GPS, sensor de batimento cardíaco e/ou saída de sensor de movimento para permitir que o calculador de atividade determine o tipo de atividade sendo desempenhada, a duração da atividade, e a intensidade da atividade.

[012] Quando o usuário utiliza o sistema pela primeira vez, ele ou ela pode designar determinados padrões como se correlacionando com determinadas atividades. Isto auxiliará a calibrar o monitor de atividade.

[013] Cada um dos monitores e sensores de atividade descritos é projetado para ser colocado em uma única posição sobre o corpo. Sinais corporais tais como sinais de aceleração e ECG, são medidos na posição onde o sensor é afixado ao indivíduo. Por exemplo, a aceleração medida por um acelerômetro sobre o pulso inclui movimento do braço, que não é detectado por um acelerômetro montado sobre a cintura.

[014] Os monitores de atividade existentes, incluindo por exemplo uma pulseira ou cinta, são frequentemente projetados para serem usados sobre um local sobre o corpo. O monitor de atividade existente é calibrado de tal modo que presta resultados exatos se é afixado em uma posição predeterminada sobre o corpo. Se o monitor de atividade é afixado em um local diferente, a atividade medida por ser menos exata. Se o monitor de atividade não é afixado na posição de referência, erros superiores a 5% na estimação

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5/25 de dispêndio de energia podem ocorrer. Isto equivale a um erro superior aproximadamente a 100 quilocalorias por dia.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [015] Constitui um dos objetivos da invenção apresentar um sistema de medição que produz uma estimativa mais exata de um parâmetro relacionado com um indivíduo.

[016] De acordo com a invenção, este objetivo é alcançado pelo fato de que [017] o sensor é previsto para ser afixado em uma de uma pluralidade de posições sobre o indivíduo;

[018] o sistema de medição ainda compreende dispositivo para estabelecer a posição do sensor sobre o indivíduo a partir da dita pluralidade de posições em um indivíduo;

[019] os dispositivos para obter o valor relacionado com o indivíduo, são previstos para obter o valor relacionado com o indivíduo também na dependência da dita posição do sensor sobre o indivíduo.

[020]

Com estes recursos, a exatidão do valor obtido é posições garantida para qualquer uma de sobre o corpo. O indivíduo pode uma pluralidade afixar o sensor de em qualquer posição preferencial sobre o corpo, e pode de preferência afixar o sensor em uma posição diferente sempre que ele ou ela assim o desejar.

[021] Os indivíduos podem ter preferências diferentes onde preferir usar o sensor, e o mesmo indivíduo pode preferir usar o sensor em diferentes locais, dependendo por exemplo da locação do indivíduo, das condições atmosféricas locais, ou da atividade que o indivíduo estiver desempenhando a qualquer tempo dado. Vantajosamente, uma

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6/25 pluralidade de sensores é afixada em diferentes posições sobre o indivíduo e os dispositivos para obter o valor relacionado com o indivíduo são previstos para combinar os respectivos valores medidos obtidos de maneira a aumentar a exatidão do valor obtido.

[022] Observa-se que a US 5 111 826 descreve um sensor de pressão arterial que é usado na ponta do dedo de uma pessoa que tem um sensor posição da mão. O sensor posição de mão mede a diferença de altura entre a mão o coração para corrigir as leituras provenientes do sensor de pressão arterial para diferenças de altura mão-para-coração, diferenças estas que correspondem diretamente às diferenças entre o dedo e a pressão arterial no coração. O documento EP 1 254 629 descreve um esfigmomanômetro eletrônico para medir pressão arterial que é usado no pulso de uma pessoa e tem sensores de aceleração gravitacional para determinar diferenças de altitude entre o coração e a posição de referência de pressão do esfigmomanômetro para corrigir um valor de pressão arterial.

[023] A invenção é particularmente conveniente para determinar um valor obtido relacionado com um ser humano ou com um animal.

[024] De acordo com um aspecto da invenção, a pluralidade de posições inclui pelo menos dois dos seguintes: um pulso, um braço inferior, um braço superior, uma perna inferior, uma perna superior, um braço superior, uma cintura, um tórax, um pescoço, a cabeça. Isto permite um uso especialmente flexível do monitor de atividade, porque as posições mencionadas são especialmente apropriadas para medir a atividade do

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7/25 [025] indivíduo, e são especialmente convenientes para o uso de um dispositivo sensor.

[026] De acordo com outro aspecto da invenção, o valor obtido compreende um parâmetro de atividade do indivíduo. Com este aspecto, o sistema de medição torna-se um monitor de atividade que habilita monitorar o grau de atividade desempenhada pelo indivíduo. Outros valores obtidos possíveis incluem um valor de temperatura ou um valor ECG que é automaticamente compensado pela locação do sensor. Vantajosamente, a posição do sensor sobre o indivíduo é estabelecida na dependência da medição por um acelerômetro e uma temperatura ou valor ECG é compensado na dependência da posição estabelecida.

[027] De acordo com um aspecto da invenção, o parâmetro de atividade compreende dispêndio de energia. Isto torna o monitor de atividade particularmente apropriado para uso no controle do peso.

[028] De acordo com outro aspecto da invenção, o parâmetro de atividade representa o grau de atividade da parte do corpo em que o sensor está afixado. Quando a posição do sensor sobre o indivíduo é conhecida, torna-se possível monitorar parâmetros de atividade relacionados com uma parte de corpo especifica. Por exemplo, se o sensor é afixado ao braço, o monitor de atividade pode rastrear o dispêndio de energia, e além disso pode rastrear aceleração local do braço. Por exemplo, com informações adicionais prestadas pelo equipamento de manutenção de boa forma física, as forças aplicadas ao braço podem ser estimadas e combinadas com informações de aceleração prestadas pelo sensor para obter o

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8/25 dispêndio de energia local. Isto habilita os indivíduos a otimizar um programa de manter boa forma física para treinar uma parte de corpo específica. Também, se um limite de segurança predeterminado é ultrapassado, isto pode ser fornecido como realimentação ao usuário para evitar situações potencialmente perigosas.

[029] De acordo com um aspecto da invenção, o valor medido compreende pelo menos um de temperatura, ECG, ou aceleração, particularmente aceleração triaxial. Estes exemplos de valores medidos são correlacionados com atividade.

[030] De acordo com outro aspecto da invenção, o sistema ainda compreende dispositivos para selecionar um subgrupo de um conjunto pré-definido de quantidades físicas e/ou fisiológicas do indivíduo na dependência da posição do sensor sobre o indivíduo, e o sensor é disposto para gerar um valor medido adicional para cada quantidade no subgrupo selecionado. O subgrupo pode conter zero ou mais quantidades físicas e/ou fisiológicas adicionais do indivíduo, por exemplo, temperatura, ECG ou aceleração. Este aspecto permite ao sistema gerar medições que são particularmente relevantes para a parte do corpo à qual o sensor está afixado. Por exemplo, uma medição de temperatura pode prestar informações relevantes quando o sensor de temperatura é afixado ao tronco do corpo, e não quando é afixado, por exemplo, a um tornozelo. O sistema pode levar isto em conta, por exemplo, ignorando ou compensando, medição de temperatura se o sensor é afixado a um tornozelo. Demais quantidades físicas e/ou fisiológicas, tal como batimento cardíaco ou temperatura, podem ser usadas junto por exemplo com um parâmetro de

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9/25 atividade obtido em várias aplicações de saúde.

[031] De acordo com outro aspecto da invenção, o sistema ainda compreende [032] - dispositivos para converter o valor medido em um valor medido estimado relacionado com uma posição de referência sobre o indivíduo; e [033] - dispositivos para obter o valor relacionado com o indivíduo do valor medido estimado.

[034] Este aspecto permite ao sistema de medição exatamente medir, por exemplo, um parâmetro de atividade com o sensor em uma de uma pluralidade de posições sobre o indivíduo, mesmo se o sistema de medição estiver calibrado para somente uma única posição de referência, porque o desvio do valor medido, causado usando o monitor de atividade em uma posição diferente é compensado. A exatidão pode ser adicionalmente aumentada calibrando uma pluralidade de posições de referência. No caso uma pluralidade de posições de referência é calibrada, e o sensor é afixado em uma posição que não é uma posição de referência, o dispositivo para conversão pode compensar o valor medido com respeito à posição de referência mais próxima ou com respeito a uma média ponderada de posições de referência, desse modo aumentando ainda mais a exatidão.

[035] Outro aspecto da invenção é caracterizado pelo fato dos dispositivos para determinar a posição do sensor sobre o indivíduo é previsto para determinar a posição na dependência do valor medido. Isto permite que o sensor seja afixado sobre o indivíduo, sem qualquer interação de usuário adicional para indicar a posição efetiva do dispositivo.

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10/25 [036] De acordo com outro aspecto da invenção, ela ainda compreende dispositivos para obter do sensor uma pluralidade de valores medidos, medidos durante um intervalo de tempo, e no qual os dispositivos para determinar a posição do sensor sobre o indivíduo são dispostos para determinar a posição na dependência dos valores medidos durante o intervalo de tempo. Isto permite que a posição do sensor seja determinada de uma maneira especialmente confiável.

[037] De acordo com outro aspecto da invenção, os dispositivos para determinar a posição do sensor sobre o indivíduo são previstos para determinar a posição na base de um conjunto predefinido de normas relacionado com o valor ou valores medidos durante o intervalo de tempo, respectivamente. Um conjunto de normas, de preferência parte de um sistema baseado em normas, possivelmente fazendo uso de lógica fuzzy, é particularmente apropriado para determinar a posição do sensor.

[038] De acordo com outro aspecto da invenção, os dispositivos para determinar a posição do sensor sobre o indivíduo compreendem dispositivos para realizar uma identificação padrão de um sinal obtido dos valores medidos durante o intervalo de tempo. Um dispositivo identificador de padrão é especialmente favorável para obter uma alta confiabilidade ao estabelecer uma posição do sensor sobre o indivíduo.

[039] De acordo com um aspecto da invenção, ela adicionalmente compreende dispositivos para determinar que o usuário está desempenhando uma atividade padronizada, e os dispositivos para determinar a posição do sensor sobre o indivíduo são previstos para utilizar pelo menos um valor

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11/25 medido obtido do sensor, o valor medido relacionando com um tempo que o usuário está realizando a atividade padronizada. Isto permite ao monitor de atividade determinar a posição do dispositivo sobre o corpo com maior certeza. De preferência, a atividade padronizada tem um padrão de repetição com um tempo de ciclo de, por exemplo, 1 a 2 segundos e a atividade padronizada ser realizada durante pelo menos cinco ciclos.

[040] De acordo com outro aspecto da invenção, o dispositivo para estabelecer que o usuário está realizando uma atividade padronizada é previsto para estabelecer a atividade na dependência de pelo menos um valor medido. Isto aumenta a precisão e reduz o grau de interação de usuário requerida.

[041] Outro aspecto da invenção ainda compreende uma interface de usuário para receber entrada de um usuário para indicar quando o indivíduo está realizando a atividade padronizada. Isto permite uma implementação muito econômica do monitor de atividade.

[042] Um outro aspecto da invenção compreende ainda uma interface de usuário para receber entrada de um usuário relacionada à posição do sensor sobre o indivíduo. Isto permite uma implementação muito econômica do monitor de atividade.

[043] Outro aspecto da invenção adicionalmente compreende:

[044] - dispositivos para estabelecer que o indivíduo está realizando uma atividade predeterminada;

[045] - dispositivos de armazenamento para armazenar pelo menos um padrão relacionado com o desempenho da atividade predeterminada de uma maneira predeterminada;

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12/25 [046] - dispositivos para determinar uma medida de similaridade relacionada com um sinal representando o valor obtido e o padrão armazenado; e [047] - dispositivos para proporcionar realimentação na dependência da medida de similaridade.

[048] Se a posição do sensor e o tipo de atividade são conhecidos, os movimentos de corpo efetivos podem ser comparados com movimentos que são ideais para aquela atividade específica. Isto se converte em uma medida de eficiência e proficiência na atividade selecionada. Por exemplo, corredores inexperientes tem um componente de aceleração vertical maior que aqueles dos corredores experientes. Padrões de movimento ideais podem ser consultados em um banco de dados com chave (atividade desejada, parte corporal), e uma técnica de casamento de padrão pode ser usada para determinar como o padrão efetivo se compara com o padrão ideal. Além disso, sugestões para alterar os padrões de movimento da parte de corpo específica podem ser dadas, tal como por exemplo,ao percutir uma bola com uma raquete, procure-se descrever um movimento circular contínuo, e não descontinuar o movimento após o impacto, para maximizar a aceleração da bola com o impacto. Alternativamente, movimentos associados com problemas de saúda tal como um braço de baseball, podem ser detectados e realimentação pode ser prestada acerca de movimentos indesejados.

[049] De acordo com outro aspecto da invenção, dispositivos para estabelecer que o indivíduo está realizando a atividade predeterminada são previstos para determinar que o indivíduo está desempenhando pelo menos uma de um número

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13/25 predeterminado de atividades predeterminadas. Isto permite ao monitor de atividade distinguir entre uma pluralidade de atividades do indivíduo, para que realimentação possa ser prestada em relação à atividade estabelecida.

[050] De acordo com outro aspecto da invenção adicionalmente compreende outro sensor previsto para ser afixado ao indivíduo para obter um valor medido adicional representando outra quantidade física ou fisiológica do indivíduo, e no qual o dispositivo para obter o valor relacionado com o indivíduo é disposto para obter o valor medido também na dependência do valor medido adicional. Vantajosamente, uma pluralidade de sensores é afixada em diferentes posições sobre o indivíduo e os dispositivos para obter o valor relacionado com o indivíduo são dispostos para combinar os respectivos valores medidos obtidos de maneira a aumentar a exatidão do valor obtido. Vantajosamente, os sensores se comunicam entre si ou com uma unidade central, por exemplo, por intermédio de uma conexão sem fio ou a cabo, para processamento coordenados dos valores medidos obtidos.

[051] O sistema para determinar o balanço calórico de um indivíduo de acordo com a invenção é caracterizado pelo fato de que compreende no monitor de atividade exposto, dispositivos para monitorar o consumo de alimentos, e dispositivos para obter o balanço calórico usando o dispêndio de energia obtido. Este sistema pode proporcionar balanço calórico exato porque o parâmetro obtido

é determinado com um alto grau de precisão.	a invenção é
[052]	O método	de acordo com
caracterizado pelo	fato de
[053]	o método	adicionalmente	compreender a

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14/25 etapa de determinar a posição do sensor sobre o indivíduo; e [054] a etapa de obter o valor relacionado com o indivíduo é realizada também na dependência da posição do sensor sobre o indivíduo.

DESCRIÇÃO SUCINTA DOS DESENHOS [055] Estes e outros aspectos da invenção serão adicionalmente elucidados e descritos com referência ao desenho, de acordo com o qual:

[056] As figs. 1 A, B, C, D apresentam desenhos de um dispositivo com dispositivos de afixação que podem ser afixados em diversas posições sobre um indivíduo;

[057] A fig. 2 mostra um monitor de atividade com interface de usuário;

[058] A fig. 3 mostra um monitor de atividade compreendendo um dispositivo com um sensor conectado com uma unidade separada por intermédio de um enlace sem fio;

[059] A fig. 4 mostra um diagrama de uma modalidade do método de acordo com a invenção;

[060] A fig. 5 A, B mostra diagramas de modalidades do método de medição de acordo com a invenção incluindo o método de compensação de acordo com a invenção.

[061] A fig. 6 mostra um diagrama de uma modalidade do método de acordo com a invenção incluindo o método de acordo com a invenção para determinar a posição do sensor sobre o indivíduo;

[062] A fig. 7 mostra um diagrama de uma modalidade do método de acordo com a invenção incluindo o método de inicialização de compensação de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

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15/25 [063]

A figura

1A mostra um monitor de atividade 1 compreendendo um sensor 6 (mostrado em contorno descontínuo), um display 10, e dispositivos de afixação por cinta 5. O monitor de atividade 1 ainda compreende um microprocessador (não mostrado) para computar e exibir parâmetro de atividade. O sensor 6 pode compreender um acelerômetro uniaxial ou multiaxial, um sensor de temperatura, um sensor elétrico para medir sinais de corpo elétricos tal como o sinal ECG, um sensor de batimento cardíaco, um pedômetro, um sistema de posicionamento global ou local, ou qualquer outro tipo de sensor.Os sensores em questão são conhecidos daqueles versados na técnica. A figura

1B mostra o monitor de atividade 1, fixado em uma curta cinta com uma curta cinta 2 com uma fivela 4, e a figura 1C mostra o monitor de atividade 1 fixado a uma longa cinta 3. A cinta curta 2 é própria para afixar o monitor de atividade a um pulso ou tornozelo, ao passo que cinta longa 3 é própria para afixar o monitor de atividade à cintura ou tórax. A figura 1D mostra uma vista lateral do monitor de atividade ilustrando um chip 9 fixado ao dorso do monitor de cavidade, possibilitando afixar o monitor de atividade a uma peça de roupa. O monitor de atividade com acessórios conforme mostrado pode ser afixado em uma de uma pluralidade de posições sobre um indivíduo. O display 10 pode ser um display de tela sensível ao toque para ter um indivíduo prestando entrada para o monitor de atividade.

[064] A figura 2 mostra um monitor de atividade 20 com pelo menos um botão 21, 22, um display 23, e um sensor 24. O botão pode ser usado para receber entrada de um usuário. De preferência, mais botões são prestados para

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16/25 facilitar para o indivíduo prestar diferentes tipos de entrada para o monitor de atividade.

[065] A figura 3 mostra um monitor de atividade compreendendo um dispositivo 30 com um sensor 33. O dispositivo 30 não tem quaisquer botões ou display. O dispositivo 30 tem recursos para se comunicar com uma unidade separada 31, de preferência usando um enlace sem fio 32 tal como WIFI ou BLUETOOTH. A unidade separadora 31 é usada para controlar o dispositivo 30. A unidade separada 31 é usada para controlar o dispositivo 30. A unidade separada 31, por exemplo um computador pessoal ou um assistente pessoal digital (PDA), compreende um microprocessador (não mostrado) para processar as informações reunidas pelo dispositivo 30 por intermédio de sensor 33. A unidade separada 31 adicionalmente compreende dispositivos para receber entrada do usuário e comunicar as informações processadas a um usuário.

[066] A figura 4 mostra uma modalidade do método de acordo com a invenção para monitorar atividade aplicável ao caso onde o sensor 6 é afixado em uma posição de referência. Na etapa 100, o sensor 6 administra um valor de admissão na posição de referência. De preferência, o sensor 6 é um acelerômetro triaxial, e o valor de medição é um triplo contendo informações de aceleração nas direções X, Y, e Z. Na etapa 101, o monitor de atividade computa o parâmetro de atividade correspondente, por exemplo, dispêndio de energia. Para um acelerômetro triaxial afixado à parte traseira da cintura, um método para computar o correspondente dispêndio de energia é exposto na tese publicada Daily physical activity, energy expenditure and physical fitness; assessment

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2004, designada subseqüentemente como Plasqui. O dorso da

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cintura	está próximo	do centro	corpo e	um	acelerômetro
triaxial	afixado ao	mesmo proporciona	uma	estimativa
satisfatória de movimentos totais.
	[067] A	figura 5A	mostra	um	exemplo de

modalidade do método de acordo com a invenção para controle de atividade aplicável ao caso onde o sensor 6 é afixado em uma posição sobre o indivíduo que não é uma posição de referência. Na etapa 105, o sensor 6 fornece um valor de medição medido na posição onde o sensor é afixado. Após isto, na etapa 106, o valor de medição é compensado para a diferença do valor na posição em que o sensor 6 é afixado e o correspondente valor na posição de referência. Após isto, na etapa 108, o parâmetro de atividade, neste caso o dispêndio de energia, é computado usando o método de computar o correspondente dispêndio de energia exposto em

Plasqui.

método de compensação da etapa 106, em uma versão muito simples, nesta modalidade pode ser expresso como:

Xcorrigido — a + nXbruto, [068] onde Xbruto representa o valor medido na posição onde o sensor 6 está afixado, xcorrigido é o valor medido corrigido, e a e b são constantes de compensação que foram armazenados em um banco de dados de compensação 107 como parte de um método de inicialização. Em um sistema multivariado, onde o valor de medição compreende um triplo, por exemplo, os componentes X, Y e Z medidos por um acelerômetro tri-axial, o método de compensação pode ser expresso como:

Xcorrigido — ai+ bi 1 Xbruto,2 + . . +bi,NXbruto,N

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18/25 [069] onde Xbruto,N representa os N componentes do valor de medição triplo; Xcorrigido ; representa o i° componente do valor de medição triplo (xcorrigido,i, Xcorrigido, 2, xcorrigido,N), e ai e bi,j, para i,j = 1,2,.., N, são constantes de compensação que foram armazenadas em um banco de dados de compensação 107 como parte de um procedimento de inicialização. Este exemplo de um método de compensação é particularmente fácil de implementar. Outros métodos de compensação potencialmente mais flexíveis são facilmente concebíveis. Entre os ditos métodos se incluem polinômios de ordem mais elevada, modelos lineares generalizados, outros métodos estatísticos, redes neurais artificiais, e métodos de lógica difusa.

[070] A figura 5B mostra uma modalidade alternativa do método de acordo com a invenção para monitoração de atividade aplicável ao caso onde o sensor 6 é afixado em uma posição sobre o indivíduo que não é uma posição de referência. Na etapa 110, o sensor 6 administra um valor de medição medido na posição em que é afixado. Após isto, na etapa 111, o parâmetro de atividade, neste caso o dispêndio de energia, é computado usando o método de computar o correspondente dispêndio de energia exposto em Plasqui. Finalmente, na etapa 112 o dispêndio de energia computado é compensado para a diferença do dispêndio de energia conforme computado a partir do valor medido na posição onde o sensor 6 é afixado e o dispêndio de energia real que teria sido obtido caso o sensor tivesse sido afixado na posição de referência. O método de compensação, que é similar ao método de compensação apresentado na modalidade de acordo com a figura 5A, faz uso das informações armazenadas no banco de

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19/25 dados de compensação 113.

[071] A figura 6 mostra um diagrama de uma modalidade de um método de determinar a posição sobre o indivíduo onde o sensor 6 é afixado e de computar o parâmetro de atividade, indiferentemente ao sítio onde o sensor foi afixado. Na etapa 115, o valor medido ou uma seqüência de valores medidos é obtido do sensor 6. A seguir, a posição sobre o corpo é determinada na etapa 116, usando informações provenientes do banco de dados de características 117. Para determinar a posição do sensor 6 sobre o corpo, o sinal proveniente do sensor é analisado para características que estão subordinadas à posição. Também, o indivíduo é instruído para desempenhar atividades estandardizadas predefinidas, tais como caminhar, sentar, e permanecer de pé, de preferência por cerca de 20 segundos cada vez. Alternativamente, o usuário pode munir o monitor de atividade com entrada para indicar quando ele ou ela desempenha uma atividade padronizada, e possivelmente, qual atividade padronizada ele ou ela desempenha. Combinações dos valores durante as atividades padronizadas ou os valores medidos absolutos são usados para determinar a posição do sensor 6 sobre o indivíduo. Para isto, um número de normas predefinidas é usado. Estas normas podem ser na forma de regras se..então”. Um exemplo de uma regra deste tipo é se o valor medido durante o caminhar está na faixa de A a B vezes mais alto que durante o sentar, o sensor 6 está posicionado sobre o braço inferior”, onde A a B são constantes armazenadas no banco de dados de características 117. Outro exemplo de uma regra deste tipo é: se o valor medido durante o caminhar está na faixa de C a D, o sensor

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20/25 está posicionado sobre a perna” onde C e D são constantes armazenadas no banco de dados de características 117. As regras também podem ser implementadas em termos de regras de lógica difusa. Outras maneiras de proporcionar um conjunto de regras, inclusive por exemplo métodos de rede neural e programação lógica, são óbvios aqueles versados na técnica. Em uma modalidade preferencial, a posição do sensor sobre o indivíduo é determinada por intermédio de identificação de padrão. A identificação de padrão pode ser realizada por exemplo correlacionando um sinal obtido do sensor com um sinal armazenado no banco de dados de características 117. A identificação de padrão pode ser realizada no domínio temporal, no domínio de freqüência, ou outro domínio, de preferência um domínio de tempo-freqüência tal como um domínio de pequenas ondas. A identificação de padrão pode ser realizada de muitas formas conhecidas daqueles versados na técnica. Por exemplo, técnicas usadas na identificação de voz podem ser aplicadas.

[072] Após a posição do sensor 6 sobre o indivíduo ter sido determinadas na etapa 116, e a posição não é uma posição de referência (etapa 118, ramificação 122), na etapa 119 o valor medido é compensado pela diferença entre o valor na posição em que o sensor é afixado e o correspondente valor em uma posição de referência, fazendo uso das informações em um banco de dados de compensação 120, de uma maneira similar à modalidade de acordo com a figura 5A. Finalmente, na etapa 121 o parâmetro de atividade é computado a partir do valor medido, possivelmente compensado, de uma maneira similar à modalidade de acordo com a figura 5.

[073] Em outra modalidade, o valor medido é

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21/25 primeiramente convertido em um parâmetro de atividade, e o parâmetro de atividade é usado para determinar a posição do sensor 6 sobre o indivíduo de uma maneira similar àquela que é descrita acima. Naquele caso, após a posição ter sido determinada, o parâmetro de atividade computado é compensado para a diferença entre o parâmetro de atividade computado e o correspondente parâmetro de atividade computado a partir de um valor medido em uma posição de referência, enquanto informações armazenadas em um banco de dados de compensação são utilizadas de uma maneira similar à modalidade de acordo com a figura 5B. É também possível usar outras quantidades relacionadas com os valores medidos obtidos do sensor 6, na etapa para determinar a posição 116 e/ou na etapa para compensar a diferença 119.

[074] A figura 7 mostra um diagrama de uma modalidade de um procedimento de inicialização para o banco de dados de compensação. Nesta modalidade, uma seqüência de etapas é executada iterativamente. Como uma primeira etapa 130, i e j são ambas inicializadas a 1. Cada iteração se inicia com a etapa 131, compreendendo uma instrução para o indivíduo desempenhar a atividade predefinida i. A instrução pode consistir em uma instrução falada para caminhar, sentar ou permanecer de pé, ou ela pode compreender por exemplo exibir a atividade sobre um display por uma duração predefinida. A seguir, na etapa 132 o indivíduo realiza a atividade predefinida i, enquanto o sensor 6 afixado na posição j sobre o indivíduo mede um valor físico, neste caso aceleração triaxial, na etapa 133. A seguir, na etapa 134 as características essenciais são extraídas do sinal de valor medido e armazenadas em um banco de dados de características

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135. Estas características essenciais podem consistir em regras de decisão ou constantes que integram regras de decisão, de maneira similar às constantes A, B, C e D se apresentando na descrição da modalidade de acordo com a figura 6. De maneira semelhante, padrões de sinal essenciais podem ser armazenados no domínio temporal, domínio de freqüência, domínio de tempo-freqüência, ou qualquer outro domínio, ou combinação de domínios. Simultaneamente, se a posição j não é uma posição de referência (etapa 136, ramal 145) , na etapa 13 7 parâmetros de compensação descrevendo a diferença entre o valor medido na posição do sensor 6 sobre o indivíduo e o correspondente valor em uma posição de referência são determinados e armazenados em um banco de dados de compensação 138. Estes valores de compensação podem consistir de constantes se apresentando no método de compensação, de maneira similar às constantes a, b, ai e bi,j ocorrendo na descrição da modalidade de acordo com a figura 5A.

[075] Para concluir uma iteração. i é aumentado na etapa 13 9, e se i é menor que ou igual ao número de atividades predefinidas (etapa 140, ramal 147), as etapas de iteração são repetidas; caso contrário, j é aumentado na etapa 141, e se j é menor que ou igual ao número predefinido de posições (etapa 142, ramal 148), i é ajustado a 1 na etapa 143 e as etapas de iteração são repetidas. Se j é maior que o número predefinido de posições (etapa 142, ramal 149), o procedimento de inicialização é concluído.

[076] Genericamente, esta seqüência poderia ser ligada em paralelo adicionalmente, por exemplo utilizando uma pluralidade de sensores 6 para medir o valor em uma

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23/25 pluralidade de posições sobre o indivíduo de maneira simultânea. Nesta modalidade, as etapas de extrair parâmetros de compensação e extrair características de sinal essenciais são realizadas em paralelo. Todavia, elas também podem ser efetuadas em sucessão.

Em uma modalidade alternativa, parâmetro de atividade é computado após o sensor 6 ter fornecido o sinal na etapa 133, e antes de extrair características essenciais na etapa 134 e determinar parâmetros de compensação na etapa 137.

É também possível computar pelo menos uma quantidade obtida a partir dos valores medidos pelo sensor 6, e efetuar as etapas de extrair características essenciais e determinar parâmetros de compensação baseados sobre a quantidade obtida.

[077] Em outra modalidade, a inicialização do banco de dados de compensação e do banco de dados de características são efetuadas na base de uma população de indivíduos. Todos os indivíduos são solicitados a realizar as atividades padronizadas, os valores medidos são obtidos do sensor 6 em múltiplas posições sobre o indivíduo, e após os dados de todos os indivíduos terem sido recolhidos e armazenados em um banco de dados intermediário, o banco de dados de compensação e o banco de dados de características são preenchidos com valores que são representativos da população. A presente modalidade apresenta a vantagem de que o monitor de atividade necessita ser inicializado somente uma vez, possivelmente pelo fabricante, e posteriormente um número ilimitado de monitores de atividade pode ser produzido usando os mesmos valores de banco de dados.

[078] Será apreciado que a invenção também se estende a programas de computador, particularmente programas

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24/25 de computador sobre ou em um suporte, apropriado para por em prática a invenção. O programa pode ser na forma de código fonte, código de objeto, um código intermediário ao código fonte e ao código de objeto tal como uma forma parcialmente compilada, ou qualquer outra forma apropriada para uso na implementação do método de acordo com a invenção. O suporte pode ser qualquer cavidade ou dispositivo suscetível de conduzir o programa. Por exemplo, o suporte pode incluir um meio de armazenamento, tal como um ROM, por exemplo um CD ROM ou um ROM semicondutor, ou um suporte de gravação magnética, por exemplo um disquete ou um disco rígido. Outrossim, o suporte pode ser um suporte transmissível tal como um sinal elétrico ou óptico, que pode ser conduzido através de um cabo elétrico ou óptico ou por radio ou outro meio. Quando o programa é incorporado em um sinal deste tipo, o suporte pode ser constituído pelo dito cabo ou outro dispositivo ou meio. Alternativamente, o suporte pode ser um circuito integrado no qual o programa é embutido, o circuito integrado sendo adaptado para realização, ou para uso na realização do método pertinente.

[079] Um sistema de medição compreende um sensor previsto para ser afixado a um indivíduo para obter um valor medido representando uma quantidade física ou fisiológica do indivíduo. O sistema de medição adicionalmente compreende recursos para obter um valor relacionado com o indivíduo do valor medido. O sensor é previsto para ser afixado em uma de uma pluralidade de posições sobre o indivíduo. O sistema de medição adicionalmente compreende dispositivos para estabelecer a posição do sensor sobre o indivíduo. Os dispositivos para obter o valor relacionado com

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25/25 o indivíduo são dispostos para obter o valor relacionado com o indivíduo também na dependência da posição do sensor sobre o indivíduo.

[080] Deve se observado que as modalidades acima mencionadas ilustram mais exatamente do que limitam a invenção e que aqueles versados na técnica estarão capacitados a construir muitas modalidades alternativas sem se afastar do âmbito das reivindicações apensas. Nas reivindicações, quaisquer sinais de referência colocados entre parênteses não devem ser interpretados como limitando a reivindicação. O uso do verbo compreende e suas conjugações não excluem a presença de elementos ou ouras etapas além daquelas declaradas em uma reivindicação. O artigo um ou uma precedendo um elemento não exclui a presença de uma pluralidade dos ditos elementos. A invenção pode ser implementada por intermédio de hardware compreendendo vários elementos distintos, e por intermédio de um computador apropriadamente programado. Na reivindicação de dispositivo enumerando vários dispositivos, vários destes dispositivos podem ser incorporados por um e o mesmo item de hardware. O mero fato de que determinadas medidas são recitadas em reivindicações subordinadas mutuamente diferentes não indica que uma combinação destas medidas não possa ser vantajosamente utilizada.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. SISTEMA DE MEDIÇÃO (1) caracterizado por compreender:

- um sensor (6) previsto para ser afixado em uma de uma pluralidade de posições sobre um corpo de um indivíduo para obter um valor medido representando uma quantidade física ou fisiológica do indivíduo; e

- um processador acoplado ao dito sensor, estando o dito processador disposto para:

- determinar uma da pluralidade de posições sobre o indivíduo ao qual o sensor é afixado, analisando o valor medido para características que são dependentes da posição, e

- obter um valor relacionado ao indivíduo a partir do valor medido, em que a obtenção do valor de energia relacionado ao indivíduo também depende daquele da pluralidade de posições do sensor sobre o indivíduo.
2. SISTEMA DE MEDIÇÃO (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela pluralidade de posições incluir pelo menos duas das seguintes: o pulso, o braço inferior, o braço superior, a parte de perna inferior, a parte de perna superior, a cintura, o tórax, o pescoço, a cabeça.
3. SISTEMA DE MEDIÇÃO (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo valor de energia relacionado ao indivíduo compreender um parâmetro específico de atividade do indivíduo.
4. SISTEMA DE MEDIÇÃO (1), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo valor de energia relacionado ao indivíduo compreender o dispêndio de energia.
5. SISTEMA DE MEDIÇÃO (1), de acordo com a

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2/5 reivindicação 1, caracterizado pelo parâmetro de atividade representar um grau de atividade da parte do corpo associada a uma da pluralidade de posições sobre o indivíduo onde o sensor está afixado.
6. SISTEMA DE MEDIÇÃO (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo valor medido compreender pelo menos um de temperatura, ECG, ou aceleração, especialmente aceleração triaxial.
7. SISTEMA DE MEDIÇÃO (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo processador estar adicionalmente disposto para selecionar um subconjunto de um conjunto pré-definido de outras quantidades físicas e/ou fisiológica do indivíduo na dependência da posição do sensor sobre o indivíduo e o sensor é configurado para gerar um outro valor medido para cada quantidade no subconjunto selecionado.
8. SISTEMA DE MEDIÇÃO (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo processador estar adicionalmente disposto para converter o valor medido em um valor medido estimado relacionado com uma posição de referência sobre o indivíduo, e obter o valor de energia relacionado ao indivíduo que compreende obter o valor de energia relacionado com o indivíduo a partir do valor medido estimado.
9. SISTEMA DE MEDIÇÃO (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo processador ainda estar disposto para:

obter, do sensor (6), o valor medido ou uma pluralidade de valores medidos, medidos durante um intervalo de tempo, e

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3/5 determinar uma da pluralidade de posições sobre o indivíduo em dependência dos valores medidos, medidos durante o intervalo de tempo.

10 . SISTEMA DE MEDIÇÃO (1) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo processador estar disposto para determinar qualquer uma da pluralidade de posições sobre o indivíduo na base de um conjunto pré- definido de regras relacionadas com o valor medido ou valores medidos, medidos durante o intervalo de tempo,

respectivamente.

11. SISTEMA DE MEDIÇÃO (1), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo processador estar

adicionalmente disposto para determinar qualquer uma da pluralidade de posições sobre o indivíduo utilizando uma identificação padrão de um sinal obtido dos valores medidos, medidos durante o intervalo de tempo.
12. SISTEMA DE MEDIÇÃO (1), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo processador estar disposto para:

determinar que o usuário está realizando uma atividade padronizada, e determinar qualquer uma da pluralidade de posições sobre o indivíduo utilizando pelo menos um da pluralidade de valores medidos obtidos do sensor (6), o pelo menos um da pluralidade dos valores medidos relacionado com um tempo que o indivíduo está realizando a atividade padronizada.
13. SISTEMA DE MEDIÇÃO (1) de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo processador estar disposto para determinar qualquer uma da pluralidade de posições sobre o indivíduo na dependência de pelo menos um da

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4/5

indivíduo está realizando uma atividade padronizada. 14. SISTEMA DE MEDIÇÃO (1), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por compreender ainda uma

interface de usuário para receber entrada do indivíduo para indicar quando o indivíduo está realizando a atividade padronizada.

15. SISTEMA DE MEDIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda uma interface de usuário para receber entrada do indivíduo

relacionada com a posição do sensor sobre o indivíduo.

16. SISTEMA DE MEDIÇÃO, de acordo com a

reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda:

- um dispositivo de armazenamento para armazenar pelo menos um padrão relacionado com a realização de uma atividade predeterminada de uma maneira predeterminada, e em que o dito processador está disposto ainda para:

estabelecer que o indivíduo está realizando a atividade predeterminada;

determinar como a pluralidade de valores medidos se compara com o padrão armazenado, e

- proporcionar realimentação na dependência da medida de similaridade.
17. SISTEMA DE MEDIÇÃO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo processador estar disposto ainda para estabelecer que o indivíduo está realizando pelo menos uma de um número predeterminado de atividades predeterminadas.
18. SISTEMA DE MEDIÇÃO (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um

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5/5 sensor adicional previsto para ser afixado ao indivíduo para obter um valor medido adicional representando uma outra quantidade física ou fisiológica do indivíduo, e no qual o processador está disposto ainda para obter o valor de energia relacionado com o indivíduo a partir do valor medido adicional.
19. SISTEMA PARA DETERMINAR O BALANÇO CALÓRICO DE UM INDIVÍDUO, o sistema caracterizado por compreender o sistema de medição (1) conforme definido na reivindicação 4, um dispositivo para monitorar o consumo de alimento e um dispositivo para obter o balanço calórico usando o dispêndio de energia obtido.
20. MÉTODO PARA ESTIMAR UM VALOR OBTIDO RELACIONADO COM UM INDIVÍDUO, o método caracterizado por compreender:

- obter, em um processador, pelo menos um valor medido a partir de um sensor (6) afixado ao indivíduo, o valor medido representando uma quantidade física ou fisiológica do indivíduo, em que o sensor (6) é afixado para qualquer uma de uma pluralidade de posições sobre o indivíduo;

- determinar, usando o processador, uma da pluralidade de posições sobre o indivíduo ao qual o sensor (6) é afixado, analisando o valor medido para as características dependentes da posição; e

- obter, usando o processador, um valor de energia relacionado com o indivíduo a partir do valor medido em dependência de uma da pluralidade de posições do sensor sobre o indivíduo.