CN101341505A

CN101341505A - 使用自适应目标的体重管理系统

Info

Publication number: CN101341505A
Application number: CNA2006800479039A
Authority: CN
Inventors: M·P·博德拉恩德; A·R·尼古拉斯; O·施奈德; M·西蒙斯-尼科洛娃
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2009-01-07
Also published as: WO2007072395A2; WO2007072395A3; JP2009521050A; EP1966751A2; US20080306767A1

Abstract

一种用于管理受试者体重的方法，该受试者具有相关的预定目标体重，该方法包括：根据所收集的信息(301、302)导出目标能量平衡并计算所实现的能量平衡(303)。它还包括确定包括至少两个阶段的序列的体重降低计划(304)，该序列表示各相继时间间隔的对应序列，一个阶段表示具有结束时间的时间间隔，该结束时间与目标期间的结束时间有关。它涉及向每个相继阶段分配一组不同的阶段目标，所述一组不同的阶段目标包括至少一个与受试者的食物摄入、受试者的体力活动或者受试者的目标身体重量有关的阶段目标，使得根据能量摄入、体力活动和身体重量之间关系的仿真模型，每个阶段完成可以实现各自分配的一组阶段目标的约束。

Description

使用自适应目标的体重管理系统

技术领域

本发明涉及一种管理个体体重的方法，该个体在起始时间具有起始体重，并且在预定目标期间内有将要实现的相关预定目标体重，该方法包括

-根据起始体重、目标体重和目标期间，导出与个体的能量摄入和能量消耗之间目标差有关的目标能量平衡，

-收集该个体至少与实现的能量摄入和实现的能量消耗有关的信息，以及

-根据所收集的信息计算所实现的能量平衡。

本发明还涉及一种管理个体体重的计算机程序产品和系统。

背景技术

超重和肥胖是日益严重的问题。为了阻止这一趋势，已经使用许多的体重管理(WM)系统和服务来帮助个人实现体重控制。

如今，所有的WM方案包括如下基本步骤：设定体重目标和跟踪这些目标在一段时间内的进展。此外，为了估计卡路里平衡，这些方案都集中在记录用户的食物摄入和活动。

在由K.R.Westerterp、J.H.H.L.M.Donkers、E.W.H.M.Fredrix和P.Boekhoudt在British Journal of Nutrition(1995)上发表的“Energy intake，physical activity and body weight：a simulation model”中，下文简称“Westerterp”，描述并验证了一种关于能量摄入(EI)、能量消耗(EE)、以及脂肪量(FM)和非脂肪量(FFM)变化的仿真模型。该模型可用于预测通过计划的干预来改变EI和EE对FM和FFM的效果。从相反的方向，其能够计算出在给定时间间隔要达到计划的FM和FFM值的EI和EE。因而，该仿真模型能够教授有关真实EI和EE以及有关EI和EE的变化对FM和FFM的影响的主题。用于验证该模型的所有三项研究包括在整个观察间隔内规定固定饮食。

现有的WM系统通常要求个体输入其体重和身高测量值。任选地，它们计算与身体质量指数(BMI＝kg/m²)和理想体重相关的参数。专利申请EP1338245公开了一种易于可视化这种参数的呈现方法。

此外，WM系统提示用户设定体重减轻目标及实现它的期望时间。现有的WM系统使用如下估计值将目标转换成体重减轻的能量当量：

以及

为此，当前的体重管理系统为了达到一定的体重减轻目标提出了一种每日固定的卡路里平衡。例如，在2个月时间内身体重量降低2kg的目标将需要每天大约257kcal的能量平衡逆差。然后，用户应当调整卡路里平衡的两个分量，即每日食物摄入和每日活动消耗，以实现每天的目标卡路里平衡。

实际上，用户常常不能达到期望的体重，即便他们达到了期望的体重，他们也常常在达到后体重增加。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种帮助个体达到期望体重和帮助个体维持期望体重的方法。

这一目的是通过一种包括如下步骤的方法来实现的：

-确定包括至少两个阶段的序列的体重降低计划，该序列表示各相继时间间隔的对应序列，一个阶段表示具有结束时间的时间间隔，该结束时间与所述目标期间的结束时间有关；

-向每个相继阶段分配一组不同的阶段目标，所述一组不同的阶段目标包括至少一个与个体的食物摄入、个体的体力活动或者个体的目标身体重量有关的阶段目标，使得

-根据能量摄入、体力活动和身体重量之间关系的仿真模型，考虑到序列中每个阶段前的各阶段，每个阶段完成可以实现各自分配的一组阶段目标的约束，以及

-给表示具有结束时间的时间间隔的阶段至少分配与目标体重有关的阶段目标，所述结束时间与目标期间的结束时间有关；以及

-向个体提供与阶段目标和所收集的信息有关的反馈。

各阶段目标适应于体重减少过程中使得各阶段目标与个体情况更加相关的阶段。与不能适应个体当前情况的单个固定能量平衡目标相比，更相关的目标更能激励个体。有利地，为了使得个体更容易达到目标，阶段目标预期个体的行为是逐渐的变化而不是大的、突然的变化。

根据本发明的一个方面，它还包括依据所收集的信息周期性修改体重降低计划。这使得个体能够保持相关和可实现的目标。如果阶段目标未能在对应的时间间隔结束时实现，则有利的是修改相继阶段的阶段目标。有利地，对各阶段目标中出现的相关量的外推用于修改体重降低计划。例如，如果所实现的体重降低基本上小于预期，则有利的是调整体重目标使得将更容易实现设定的目标。与个体没有实现要求非常高的目标相比，如果他或她实现了要求不是很高的目标，则他或她可能受到更大的激励。

根据本发明的一个方面，它还包括收集个体与未来事件有关的进一步信息，涉及与平均能量摄入或平均能量消耗不同的估算能量摄入或估算能量消耗，其中，依据所收集的进一步信息还执行体重降低计划的确定步骤和阶段目标组的分配步骤。例如，个体可以指示某些天具有高水平的食物消费，例如圣诞晚餐，从而允许该方法调整阶段目标使得考虑到这种额外的能量摄入。优选地，阶段目标包括在高水平食物消费那天之前和/或之后的期间内额外的体力活动和/或减少的能量摄入，以补偿额外的能量摄入。在高水平食物消费那天之前计划这些目标尤其有利，这是因为如果个体有特殊的日子作为“奖励”则他或她可以受到更大的激励以实现要求更高的目标。同样，可以修改阶段目标以补偿减少体力活动的计划期间，例如，在某些情况下是休假期。

根据本发明的一个方面，至少一个分配的阶段目标组包含与维持目标体重有关的阶段目标。例如，在达到期望体重后，重要的是调整目标使得个体仍然有动机遵循节食和/或参加体力活动。如果没有调整目标，则个体可能因为他或她已经达到期望体重并且似乎没有必要实现同样难度要求水平的能量逆差而变得缺乏动机。因此，设定更相关的目标是有利的，以避免个体丧失兴趣并且再次增重。

根据本发明的一个方面，各阶段的序列包括至少一个与能量摄入和能量消耗之间负差有关的阶段。这对于实现显著的体重降低是有必要的。

根据本发明的一个方面，至少一个分配的阶段目标组包含与减少食物摄入有关的阶段目标。减少食物摄入是实现负能量平衡的重要步骤。

根据本发明的一个方面，至少一个分配的阶段目标组包含与减少食物摄入有关的阶段目标和与增加能量消耗有关的阶段目标两者。这种组合对于实现负能量平衡更加有效。

根据本发明的一个方面，各阶段的序列包括至少一个具有接近零能量平衡的阶段。该阶段涉及体重维持。有利的是，在已经实现期望体重减少后，设定与接近零能量平衡有关的目标。

根据本发明的一个方面，期望至少一个分配的阶段目标组产生根据仿真模型的体重减少，并且期望至少一个分配的阶段目标组产生根据仿真模型的固定体重。这就是体重减少继之以体重维持的组合的实施例。

根据本发明的一个方面，提供反馈的步骤包括在实现目标体重之前传送与改善个体状况有关的目标。这有助于即使在几乎已经实现目标体重时仍使个体保持动力来保持其身体状况并且改善他的总体健康。

本发明的另一方面包括一种计算机程序产品，其包括使处理器执行所提出的方法的指令。

根据本发明的另一方面，一种管理个体体重的系统，还包括

-用于确定包括至少两个阶段的序列的体重降低计划的装置，该序列表示各相继时间间隔的对应序列，一个阶段表示具有结束时间的时间间隔，该结束时间与目标期间的结束时间有关；

-用于向每个阶段分配一组阶段目标的装置，该组阶段目标包括至少一个与个体的食物摄入、个体的体力活动或者个体的目标身体重量有关的阶段目标，使得

-给表示具有结束时间的时间间隔的阶段至少分配与目标体重有关的阶段目标，该结束时间与目标期间的结束时间有关；以及

-用于向个体提供与阶段目标和所收集的信息有关的反馈的装置。

附图说明

本发明方法的这些及其它方面将参照附图进行进一步地阐明和描述，在附图中：

图1示出了体重降低计划中的阶段和目标；

图2示出了不同的目标分配方案；

图3示出了根据图2所示的目标分配方案的体重减轻预测；

图4示出了静态目标和动态目标的一个示例；

图5示出了本发明的一个实施例；

图6示出了本发明的另一实施例。

具体实施方式

图1a、1b和1c示出了复杂程度增加的体重降低计划。在图1a中，体重降低计划由两个阶段组成。在第一阶段r中，目标是例如通过实现负的能量平衡来减轻体重。在第一阶段r结束时，实现了期望的目标体重，从而体重减轻目标不能激励受试者。通过设定第二阶段m期间的体重维持目标，例如通过实现零能量平衡来保持受试者的动机。

图1b示出了由于将两个阶段r和m细分成子阶段而对图1a的改进。体重降低阶段r已经分成两个阶段r₁和r₂，第一子阶段r₁涉及减少食物摄入的目标而第二子阶段r₂涉及将减少食物摄入和增加能量消耗结合起来的目标。体重维持阶段m已经分成三个子阶段m₁、m₂和m₃，例如与其中受试者具有有限活动水平的期间有关的第一子阶段m₁涉及实现有限食物摄入的目标，例如与其中受试者具有较大食物摄入的期间有关的第二子阶段m₂涉及增加能量消耗的目标，而第三子阶段m₃涉及实现健康个体活动水平的目标。通常在节食期间，受试者显示出减少的个体活动水平和减少的总能量消耗以补偿减少的能量摄入，其变得不活跃。在体重减轻后，目标可以是将个体活动水平恢复到更健康的水平。当在子阶段m₃时转换目标的原因在于体重不再是目标：目标达到了，因此不再对受试者予以激励。个体活动水平仍可改进，目标可以设定为高于当前的个体活动水平，从而提供给使用者新的动机和新的挑战。

图1c示出了体重降低子阶段如何与例如体重维持子阶段进行交换以适应用户的生活方式。例如，在诸如休假或圣诞节期间的某个期间，降低食物摄入的动机可能尤其的小。在图1c中，对这点的考虑是通过以下方式实现的：在动机降低的期间计划体重维持子阶段m₁，而将体重降低子阶段r₂推迟到稍后的期间。通过让体重降低目标适应于受试者的生活方式，可以避免受试者不能实现设定目标的情形。因为设定的目标在给定的受试者生活方式下是可实现的，所以受试者将会实现目标的机会大大增加。此外，通过实现设定的目标，进一步增加了受试者的动机。

图2示出了在初始体重65kg而目标体重63kg的情况下，用60天的期间实现体重减轻2kg目标的若干种方式。这相当于在60天的期间内总能量逆差r＝15400kcal。

图2a示出了在开始根据现有技术的体重管理方案后以与天数相对的卡路里表示的累积计划的能量逆差。根据现有技术的体重管理方案设定固定的目标能量逆差并保持它直到达到目标体重。这产生固定的每日目标能量逆差r_每日＝r/60。图2b示出了在开始根据本发明的自适应体重管理方案后以天数相对的卡路里表示的累积计划的能量逆差。在根据本发明的方法中，可以定义各阶段的序列，在这种情况下，每个阶段对应于一或两天的相继时间间隔，并且可以向每个相继阶段分配不同的中间目标。有利地，以这样的方式设计目标，使得每日的目标逐渐更具挑战。这可以通过按照如下方式在计划期间使权数w_k与每天相关来实现：

w_{k} = \{\begin{matrix} \frac{k}{15}, & k = 1, . . ., 15; \\ \frac{k - 1}{15}, & k = 16, . . ., 30; \\ \frac{60 - k}{15}, & k = 31, . . . 45; \\ \frac{61 - k}{15}, & k = 46, . . ., 60; \end{matrix}

其中，k为60天期间内的天数。相应的每日能量逆差目标为

r_{k} = \frac{{rw}_{k}}{60}, k = 1, . . . 60

可以看出，该每日能量逆差目标每天都逐渐增加直到第15天。第1天到第14天对应于计划中的14个相继阶段，每个相继阶段k具有与每日能量逆差r_k有关的不同阶段目标。第15和16天有着相同的目标能量逆差，且这些天一起对应于计划中的单个阶段。类似地，第17-29天、第32-44天和第47-60天全都对应于不同的阶段。第30和31天一起形成一个阶段，而第45和46天也一起形成一个阶段。图2b中可以看出，各阶段序列的结果是相当于图2a的累积能量逆差

r = Σ_{k = 1}^{60} r_{k}

(其中，r＝60r_每日)，不同的是具有逐渐增加和减少的目标能量逆差。在根据本发明的自适应方案中，逐渐增加或减少能量逆差是可能的，例如通过第一体重降低阶段继之以第二体重降低阶段来实现，其中第一体重降低阶段包括降低食物摄入的目标，而第二体重降低阶段包括维持降低的食物摄入并增加体力活动水平的组合目标。有利地，在如上所述对应于第一个60天的各阶段之后进行目标能量平衡大约为零的一个或更多阶段(未示出)。优选地，该一个或更多阶段包括与体力活动水平的增加有关的目标和/或增加个体的健康或状况的其它目标(例如，停止吸烟)。

图2c和2d示出了在开始根据本发明的自适应体重管理方案后与天数相对的卡路里表示的累积计划的能量逆差的其它示例。这些示例示出了受试者能量平衡的变化。具体而言，可看到一些可标记为体重维持子阶段的期间10，也可看到其它一些可标记为体重降低子阶段的期间11。

图3a到3d分别示出了在开始根据图2a到2d的体重管理方案后与天数相对的kg表示的体重减轻预测。这些图示出了能量逆差和体重减轻预测之间的关系。

图4a示出了在使用固定目标的体重管理系统的情况下随时间变化的受试者预测体重102和实现体重101的比较。根据体重管理系统设定的目标，实现的体重减轻小于预测的体重减轻。这有可能使得受试者保持节食和活动方案的动力减小，从而导致恢复到受试者的起始体重。

图4b示出了在使用自适应目标的体重管理系统的情况下随时间变化的受试者最初体重104和实现体重103的比较。在体重管理系统检测到受试者以慢于预测的速率减轻体重时，例如可以以这样的方式改变目标，使得它们更容易实现，且仍然得到预测的体重减轻(参见直线105)。因为改变后的目标更容易实现，所以与图4a缺少动机的固定目标的情形相比，受试者再次变得有动机并实现进一步的体重减轻。

图5示出了体重管理系统300的简图，其包括具有用于接收有关食物摄入信息的输入的能量摄入监测器301。例如可将输入耦合到用户界面，在用户界面上受试者录入所消费食物的量和类型，或者可将输入耦合到自动记录食物消费量的系统。例如，用户界面可实现在PDA或个人计算机上。可以将自动记录的食物消费量耦合到商店或饭馆的付款台。

系统300还包括具有用于接收有关体力活动信息的输入的能量消耗监测器302。例如可将输入耦合到连接到受试者腰部的三维加速度传感器，或者例如ECG传感器或者提供与受试者能量消耗有关的输出的另一系统。或者，用户界面(在其上受试者例如录入所执行活动的类型和强度)可以设置成产生给予能量消耗监测器302的输入。用户界面例如可以实现在PDA或个人计算机上。优选地，用于记录能量摄入的用户界面和用于记录能量消耗的用户界面都实现在同一PDA或个人计算机上。有利地，当个体在运动中心进行训练时，自动测量与该个体运动活动有关的能量消耗并将其存储在中央数据库中和/或发送到能量消耗监测器302。

系统300还包括能量平衡部件303，其至少基于监测到的能量摄入和能量消耗计算受试者的能量平衡。部件301、302和303还可以使用用于改进精度的其它信息。这样的信息例如可以包括诸如身高和体重的受试者属性、受试者的议程表、有关受试者活动的知识等。

系统300还包括目标设定模块304。目标设定模块304可以从受试者或另一个体接收有关目标的输入。该目标例如可以包括受试者的期望体重或期望活动水平。该目标可以包括应当实现期望目标的时间。或者，目标设定模块304可以基于模型自动确定目标。优选地，该模型提供了可以改善受试者健康的目标，例如每天至少走预定的步数被认为对于受试者健康是有利的。优选地，使用已知的计步器自动测量每天实际实现的步数并将其作为输入提供给能量消耗监测器302。然后将实现的步数与预定的目标步数进行比较，并且可以提供与实现的步数和目标步数之间的差有关的反馈。同样，对于任何给定身高的受试者而言，具有在一定范围内的体重对于受试者健康是有利的，该范围取决于身高。例如，体重范围可以很容易根据健康个体的身体质量指数(BMI)(应当在20到25kg/m²的范围内)和已知的高度计算出。优选地，依据系统300所收集的信息，以所提出的方式周期性地修改目标。

系统300还包括报告和反馈模块305，其向受试者传送与各设定目标和各目标实现情况有关的选定信息。优选地，该模块还向受试者传送与实现的能量摄入、能量消耗和能量平衡有关的选定信息。另外，该系统可以指示用户各设定目标已经实现的程度以及考虑到当前进展实现该目标将花费多长时间。

图6示出了目标设定模块的一个可能实施例的示意图。该附图示出了中央处理器单元51，其布置成执行存储于存储器52中的各指令。存储器52包含用于执行根据本发明的确定和调整目标的方法的指令。处理器51还连接到输入/输出(I/O)装置53，其用于向其它模块和受试者传送与诸如各设定目标、进展和实现的能量平衡有关的信息并且传送来自其它模块和受试者的与诸如各设定目标、进展和实现的能量平衡有关的信息。该I/O装置例如可以耦合到用户界面、显示器、键盘、或体重管理工具中的其它模块。

应当领会到的是，本发明还扩展到用于实施本发明的计算机程序，尤其是载体上或中的计算机程序。程序可以采用源代码、目标代码、代码中间源、以及诸如部分编译形式的目标代码的形式，或者采用用于实现根据本发明的方法的任何其它形式。载体可以是能够载有程序的任何实体或者器件。例如，载体可以包括诸如ROM(例如CD ROM或半导体ROM)的存储介质、或者诸如软盘或硬盘的磁记录介质。载体还可以是诸如电或光学信号的可传输载体，其可经由电或光学电缆或者通过无线电或其它装置进行传送。当程序具体化成这样的信号时，载体可构建为这样的电缆或其它设备或装置。或者，载体可以是其中嵌入有程序的集成电路，集成电路用于执行相关的方法或者供执行相关方法中使用。

应当注意的是，上面提及的各实施例说明而非限制本发明，并且本领域技术人员在不脱离权利要求书范围的情况下将能够设计出许多替代的实施例。在权利要求书中，任何置于括号中的附图标记不应理解为限制该权利要求。动词“包括”及其变形的使用并不排除存在权利要求中所规定之外的其它元件或步骤。元件前的冠词“一”或“一个”并不排除存在多个这种元件。本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件，以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举出若干装置的设备权利要求中，若干这些装置可以由同一类硬件实现。仅仅是在相互不同的从属权利要求中引述的某些手段的事实并不表明使用这些手段的组合没有优势。

Claims

1、一种用于管理个体体重的方法，所述个体在起始时间具有起始体重，并且在预定目标期间内有将要实现的相关预定目标体重，所述方法包括：

-根据所述起始体重、所述目标体重以及所述目标期间，导出与所述个体的能量摄入和能量消耗之间的目标差有关的目标能量平衡；

-确定包括至少两个阶段的序列的体重降低计划，所述序列表示各相继时间间隔的对应序列，一个阶段表示具有结束时间的时间间隔，所述结束时间与所述目标期间的结束时间有关；

-向每个相继阶段分配一组不同的阶段目标，所述一组不同的阶段目标包括至少一个与所述个体的食物摄入、所述个体的体力活动或者所述个体的目标身体重量有关的阶段目标，使得

-根据能量摄入、体力活动和身体重量之间关系的仿真模型，考虑到所述序列中每个阶段前的各阶段，每个阶段完成可以实现各自分配的一组阶段目标的约束，以及

-给表示具有所述结束时间的所述时间间隔的所述阶段至少分配与所述目标体重有关的阶段目标，所述结束时间与所述目标期间的结束时间有关；

-收集所述个体至少与实现的能量摄入和实现的能量消耗有关的信息；

-根据所述收集的信息计算所实现的能量平衡；以及

-向所述个体提供与所述阶段目标和所述收集的信息有关的反馈。

2、根据权利要求1所述的方法，还包括依据所述收集的信息周期性修改所述体重降低计划。

3、根据权利要求1所述的方法，还包括收集所述个体与未来事件有关的进一步信息，包括与平均能量摄入或平均能量消耗不同的估算能量摄入或估算能量消耗，其中，依据所述收集的进一步信息还执行所述体重降低计划的所述确定步骤和所述阶段目标组的所述分配步骤。

4、根据权利要求1所述的方法，其中，至少一个分配的阶段目标组包含与维持所述目标体重有关的阶段目标。

5、根据权利要求1所述的方法，其中，所述各阶段的序列包括至少一个与能量摄入和能量消耗之间负差有关的阶段。

6、根据权利要求5所述的方法，其中，至少一个分配的阶段目标组包含与减少食物摄入有关的阶段目标。

7、根据权利要求6所述的方法，其中，至少一个分配的阶段目标组包含与减少食物摄入有关的阶段目标和与增加能量消耗有关的阶段目标两者。

8、根据权利要求4所述的方法，其中，所述各阶段的序列包括至少一个具有接近零能量平衡的阶段。

9、根据权利要求1所述的方法，其中，期望至少一个分配的阶段目标组产生根据所述仿真模型的体重减少，并且期望至少一个分配的阶段目标组产生根据所述仿真模型的固定体重。

10、根据权利要求1所述的方法，其中，所述提供反馈的步骤包括在实现所述目标体重前传送与改善所述个体状况有关的目标。

11、一种计算机程序产品，包括使处理器执行权利要求1所述的方法的指令。

12、一种用于管理个体体重的系统，所述个体在起始时间具有起始体重，并且在预定目标期间内有将要实现的相关预定目标体重，所述系统包括：

-用于根据所述起始体重、所述目标体重以及所述目标期间，导出与所述个体的能量摄入和能量消耗之间目标差有关的目标能量平衡的装置；

-用于确定包括至少两个阶段的序列的体重降低计划的装置，所述序列表示各相继时间间隔的对应序列，一个阶段表示具有结束时间的时间间隔，所述结束时间与所述目标期间的结束时间有关；

-用于向每个阶段分配一组阶段目标的装置，所述一组阶段目标包括至少一个与所述个体的食物摄入、所述个体的体力活动或者所述个体的目标身体重量有关的阶段目标，使得

-用于收集所述个体至少与实现的能量摄入和实现的能量消耗有关的信息的装置；

-用于根据所述收集的信息计算所实现的能量平衡的装置；以及

-用于向所述个体提供与所述阶段目标和所述收集的信息有关的反馈的装置。