CN110035692A - 确定对象的体适能的度量 - Google Patents

确定对象的体适能的度量 Download PDF

Info

Publication number
CN110035692A
CN110035692A CN201780073608.9A CN201780073608A CN110035692A CN 110035692 A CN110035692 A CN 110035692A CN 201780073608 A CN201780073608 A CN 201780073608A CN 110035692 A CN110035692 A CN 110035692A
Authority
CN
China
Prior art keywords
measurement
measuring signal
sensor
power
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201780073608.9A
Other languages
English (en)
Inventor
J·J·G·德弗里斯
D·M·A·范德克雷恩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN110035692A publication Critical patent/CN110035692A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1107—Measuring contraction of parts of the body, e.g. organ, muscle
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1116—Determining posture transitions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1124—Determining motor skills
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/16—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state
    • A61B5/162—Testing reaction times
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/22—Ergometry; Measuring muscular strength or the force of a muscular blow
    • A61B5/224—Measuring muscular strength
    • A61B5/225—Measuring muscular strength of the fingers, e.g. by monitoring hand-grip force
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6887—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient mounted on external non-worn devices, e.g. non-medical devices
    • A61B5/6891—Furniture
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235—Details of waveform analysis
    • A61B5/7239—Details of waveform analysis using differentiation including higher order derivatives
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
    • A61B5/7278—Artificial waveform generation or derivation, e.g. synthesising signals from measured signals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
    • A61B5/7282—Event detection, e.g. detecting unique waveforms indicative of a medical condition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2503/00—Evaluating a particular growth phase or type of persons or animals
    • A61B2503/08—Elderly
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2505/00—Evaluating, monitoring or diagnosing in the context of a particular type of medical care
    • A61B2505/07—Home care
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0219—Inertial sensors, e.g. accelerometers, gyroscopes, tilt switches
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0247—Pressure sensors

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Developmental Disabilities (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

根据一方面，提供了一种用于确定对象的体适能的度量的装置，所述装置包括处理单元，所述处理单元被配置为：从第一传感器接收第一测量信号，所述第一传感器测量随着时间由所述对象施加在物体上的力或压力，所述第一测量信号包括表示在所述对象在所述物体上坐下来的第一移动期间和/或在所述对象在坐在所述物体上之后站起来的第二移动期间被施加在物体上的力或压力的测量结果；并且分析所述第一测量信号以确定所述对象的所述体适能的度量。

Description

确定对象的体适能的度量
技术领域
本公开涉及确定对象的体适能(physical fitness)的度量，并且具体涉及用于根据对象在物体上坐下来的移动和/或对象在坐在物体上之后站起来的移动来确定体适能的度量的装置和方法。
背景技术
人随着他们变老而经历其体适能和肌肉运动技能的退化。过程可能是非常逐渐的，并且因此不容易被人自身、其家庭成员或护理者观察到。随着肌肉运动技能劣化，进行诸如穿衣和洗澡等正常日常活动变得日益困难，并且因此，人可能开始失去其独立生活的能力，因此需要更高水平的护理。随着人的状况劣化，更低的总肌肉运动技能一般导致降低的灵活性和平衡性，这增加了人跌倒的可能性。考虑到老年人的已经虚弱的健康状态，跌倒事件会对健康和生活质量有显著的负面影响。由于因此产生的伤害、在人恢复时基于住院和家庭的护理要求，跌倒还会导致增加的护理成本。
由于涉及更高水平的护理的高成本，因此高度感兴趣的是：及早检测到肌肉运动技能的降低，使得一旦需要使得人能够尽可能长时间安全并且独立地生活，就能够提供支持。
体适能的降低，例如肌肉运动技能的降低，能够是老年人的虚弱的指示器。虚弱能够被细分成反映精细肌肉运动技能(例如，执行手腕、手、手指、脚和脚趾等的小移动的能力)的分量以及反映粗糙肌肉运动技能(例如，人的手臂和腿的力量)的分量。
肌肉运动技能，或者更一般而言体适能，通常通过使人执行由护士或临床医师来评价的特定任务来测量。一种这样的任务是重复地站起来和再次坐下来。护士或临床医师对该动作进行计时，并且使用所获取的时间作为人的体适能的指示器。然而，这是主观测量，并且难以用于确定肌肉运动技能的逐渐变化。
在诸如研究环境的更受控的环境中，存在使用相机系统或多个加速度计来确定人的肢体的详细移动以测量肌肉运动技能的系统。这些方法是耗时的、成本高的并且需要人来访问临床环境。因此，这样的测试常常被稀少地执行，并且因此，肌肉运动技能的降低会被较晚地检测到，导致比要不然将需要的更高的护理成本。
本公开的目的是提供测量对象的体适能的经改进的方式。
发明内容
根据第一方面，提供了一种用于确定对象的体适能的度量的装置，所述装置包括处理单元，所述处理单元被配置为：从第一传感器接收第一测量信号，所述第一传感器测量随着时间由所述对象施加在物体上的力或压力，所述第一测量信号包括表示在所述对象在所述物体上坐下来的第一移动期间和/或在所述对象在坐在所述物体上之后站起来的第二移动期间被施加在所述物体上的力或压力的测量结果；并且分析所述第一测量信号以确定所述对象的所述体适能的所述度量。该方面因此提供了能够根据通常一天由对象执行若干次的移动而不显眼地并且准确地确定对象的体适能的度量的装置。
在一些实施例中，所述处理单元被配置为分析根据所述第一测量信号形成的轮廓线(profile)的一个或多个特性以确定所述体适能的所述度量。
所述一个或多个特性能够包括基于所述轮廓线中或所述轮廓线的一部分中的局部最大值和/或局部最小值的度量。该特性提供了对象的第一移动和/或第二移动的平滑性的指示。所述一个或多个特性还能够或者备选地包括基于所述轮廓线的相对于时间的导数的度量。该特性提供了对象有多快速地执行第一移动和/或第二移动的指示。所述一个或多个特性还能够或者备选地包括所述第一测量信号的最大量值。该特性也能够提供对象有多快速地执行第一移动和/或第二移动的指示。在一些实施例中，所述处理单元被配置为分析所述第一测量信号以确定所述第一移动和/或所述第二移动的开始时间和结束时间，并且所述一个或多个特性包括在所确定的开始时间与结束时间之间的时间。所述一个或多个特性还能够或者备选地包括所述轮廓线或所述轮廓线的一部分的相对于时间的导数的变化的度量。该特性提供了对象有多平滑地执行第一移动和/或第二移动的指示。
在一些实施例中，所述第一测量信号包括表示被施加在所述对象所坐的物体的一部分上的力或压力的测量结果；并且所述处理单元还被配置为从第二传感器接收第二测量信号，所述第二传感器测量在所述第一移动期间和/或在所述第二移动期间被施加在能够由所述对象使用的物体的扶手上的第二力或压力，所述第二测量信号包括表示在所述第一移动期间和/或在所述第二移动期间被施加在所述扶手上的力或压力的测量结果；并且其中，所述处理单元被配置为分析所述第一测量信号和所述第二测量信号以确定所述对象的所述体适能的所述度量。该实施例提供了关于所述对象如何使用其手或手臂来帮助他们完成所述移动的信息。在一些实施例中，所述装置还包括所述第二传感器。在一些实施例中，所述第二传感器是压力传感器、力传感器以及用于测量所述对象的皮肤电导的传感器中的一个。这些传感器能够用于不显眼地获得所述测量结果。
在一些实施例中，所述装置还被配置为通过分析所述第一测量信号和所述第二测量信号来确定所述对象的抓握强度。抓握强度是对象的体适能的有用度量。
所述第一传感器能够是压力传感器、力传感器或者测量气流的速度的传感器。这些传感器能够用于不显眼地获得测量结果。在一些实施例中，所述第一传感器能够测量以下中的至少一项：在所述第二移动期间空气流入到所述物体中的速度；在所述第一移动期间空气流出所述物体的速度；以及在所述第一移动期间和/或在所述第二移动期间空气在所述物体的两个或更多个内部部分之间流动的速度。
在一些实施例中，所述第一传感器位于所述对象所坐的物体的一部分上。
根据第二方面，提供了一种确定对象的体适能的度量的方法，所述方法包括：从第一传感器接收第一测量信号，所述第一传感器测量随着时间由所述对象施加在物体上的力或压力，所述第一测量信号包括表示在所述对象在所述物体上坐下来的第一移动期间和/或在所述对象在坐在所述物体上之后站起来的第二移动期间被施加在所述物体上的力或压力的测量结果；并且分析所述第一测量信号以确定所述对象的所述体适能的所述度量。
在一些实施例中，分析的步骤包括分析由所述第一测量信号形成的轮廓线的一个或多个特性以确定所述体适能的所述度量。
所述一个或多个特性能够包括基于所述轮廓线中或所述轮廓线的一部分中的局部最大值和/或局部最小值的度量。该特性提供了对象的第一移动和/或第二移动的平滑性的指示。所述一个或多个特性还能够或者备选地包括基于所述轮廓线的相对于时间的导数的度量。该特性提供了对象有多快速地执行第一移动和/或第二移动的指示。所述一个或多个特性还能够或者备选地包括所述第一测量信号的最大量值。该特性也能够提供对象有多快速地执行第一移动和/或第二移动的指示。在一些实施例中，分析的步骤包括分析所述第一测量信号以确定所述第一移动和/或所述第二移动的开始时间和结束时间，并且所述一个或多个特性包括所确定的开始时间与结束时间之间的时间。所述一个或多个特性还能够或者备选地包括所述轮廓线或所述轮廓线的一部分的相对于时间的导数的变化的度量。该特性提供了对象有多平滑地执行第一移动和/或第二移动的指示。
在一些实施例中，所述第一测量信号包括表示被施加在所述对象所坐的物体的一部分上的力或压力的测量结果；并且所述方法还包括从第二传感器接收第二测量信号，所述第二传感器测量在所述第一移动期间和/或在所述第二移动期间被施加在能够由所述对象使用的物体的扶手上的第二力或压力，所述第二测量信号包括表示在所述第一移动和/或所述第二移动期间被施加在所述扶手上的力或压力的测量结果；并且分析的步骤包括分析所述第一测量信号和所述第二测量信号以确定所述对象的所述体适能的所述度量。该实施例提供了关于所述对象如何使用其手或手臂来帮助他们完成所述第一移动和/或所述第二移动的信息。在一些实施例中，所述第二传感器是压力传感器、力传感器以及用于测量所述对象的皮肤电导的传感器中的一个。这些传感器能够用于不显眼地获得所述测量结果。
在一些实施例中，分析的步骤还包括通过分析所述第一测量信号和所述第二测量信号来确定所述对象的抓握强度。抓握强度是对象的体适能的有用度量。
所述第一传感器能够是压力传感器、力传感器或者测量气流的速度的传感器。这些传感器能够用于不显眼地获得所述测量结果。在一些实施例中，所述第一传感器能够测量以下中的至少一项：在所述第二移动期间空气流入到所述物体中的速度；在所述第一移动期间空气流出所述物体的速度；以及在所述第一移动期间和/或在所述第二移动期间空气在所述物体的两个或更多个内部部分之间流动的速度。
在一些实施例中，所述第一传感器位于所述对象所坐的物体的一部分上。
根据第三方面，提供了一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质具有被包含在其中的计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为使得在由合适的计算机或处理器运行时使所述计算机或处理器执行上文所描述的方法中的任意方法。
在第三方面中，所述计算机可读代码能够被配置为使得：在由合适的计算机或处理器运行时，使所述计算机或处理器：从第一传感器接收第一测量信号，所述第一传感器测量随着时间由所述对象施加在物体上的力或压力，所述第一测量信号包括表示在所述对象在所述物体上坐下来的第一移动期间和/或在所述对象在坐在所述物体上之后站起来的第二移动期间被施加在所述物体上的力或压力的测量结果；并且分析表示所述力或压力的所述测量结果以确定所述对象的所述体适能的所述度量。
所述计算机程序产品包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质具有包含在其中的计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码被配置为执行实施例的所有步骤。
在实施例中，可以提供一种计算机系统，其包括：根据实施例的计算机程序产品；以及一个或多个处理器，其适合于通过运行所述计算机程序产品的计算机可读程序代码来执行根据实施例的方法。
在又一方面中，本发明涉及一种计算机可读非瞬态存储介质，其包括指令，所述指令当由处理设备运行时执行根据以上实施例中的任意实施例的方法的步骤。
根据第四方面，提供了一种用于确定对象的体适能的度量的装置，所述装置包括处理单元，所述处理单元被配置为：从第一传感器接收第一测量信号，所述第一传感器测量随着时间由所述对象施加在物体上的力或压力，所述第一测量信号包括表示在所述对象在所述物体上坐下来的第一移动期间和/或在所述对象在坐在所述物体上之后站起来的第二移动期间被施加在所述对象所坐的物体的一部分上的力或压力的测量结果；从第二传感器接收第二测量信号，所述第二传感器测量在所述第一移动期间和/或在所述第二移动期间被施加在能够由所述对象使用的扶手上的第二力或压力，所述第二测量信号包括表示在所述第一移动期间和/或在所述第二移动期间被施加在所述扶手上的力或压力的测量结果；分析所述第一测量信号和所述第二测量信号以确定所述对象的所述体适能的所述度量；其中，所述体适能的所述度量是所述对象的抓握强度。
在一些实施例中，所述处理单元被配置为通过从根据所述第二测量信号确定的被施加在所述扶手上的力中减去根据所述第一测量信号确定的由于所述对象的重量所引起的力来确定所述抓握强度。
在一些实施例中，由于所述对象的所述重量的所述力在所述对象完全坐着时由所述第一传感器来测量。
在一些实施例中，所述处理单元被配置为通过以下操作来确定所述抓握强度：从所述第二测量信号中的每个测量结果f_r中减去所述对象的所述重量的所述力f_s_max以获得f_r-f_s_max；并且对于f_r-f_s_max>0的情况，通过对f_r-f_s_max的值进行求和来计算所述抓握强度。
在一些实施例中，所述处理单元还被配置为分析根据所述第一测量信号形成的轮廓线的一个或多个特性以确定所述对象的所述体适能的另一度量。
在一些实施例中，所述一个或多个特性包括基于所述轮廓线中或所述轮廓线的一部分中的局部最大值和/或局部最小值的度量。
在一些实施例中，所述一个或多个特性包括基于所述轮廓线的相对于时间的导数的度量。
在一些实施例中，一个或多个特性包括所述第一测量信号的最大量值。
在一些实施例中，所述处理单元被配置为分析所述第一测量信号以确定所述第一移动和/或所述第二移动的开始时间和结束时间，并且其中，所述一个或多个特性包括在所确定的开始时间与结束时间之间的时间。
在一些实施例中，所述一个或多个特性包括所述轮廓线或所述轮廓线的一部分的相对于时间的导数的变化的度量。
在一些实施例中，所述第一传感器是压力传感器、力传感器或者气流传感器。
根据第五方面，提供了一种确定对象的体适能的度量的方法，所述方法包括从第一传感器接收第一测量信号，所述第一传感器测量随着时间由所述对象施加在物体上的力或压力，所述第一测量信号包括表示在所述对象在所述物体上坐下来的第一移动期间和/或在所述对象在坐在所述物体上之后站起来的第二移动期间被施加在所述对象所坐的物体的一部分上的力或压力的测量结果；从第二传感器接收第二测量信号，所述第二传感器测量在所述第一移动期间和/或在所述第二移动期间被施加在能够由所述对象使用的扶手上的第二力或压力，所述第二测量信号包括表示在所述第一移动期间和/或在所述第二移动期间被施加在所述扶手上的力或压力的测量结果；分析所述第一测量信号和所述第二测量信号以确定所述对象的所述体适能的所述度量；其中，所述体适能的所述度量是所述对象的抓握强度。
在一些实施例中，分析的步骤还包括分析由所述第一测量信号形成的轮廓线的一个或多个特性以确定所述对象的所述体适能的另一度量。
在一些实施例中，所述一个或多个特性包括以下中的任意一项或多项：(i)基于所述轮廓线中或所述轮廓线的一部分中的局部最大值和/或局部最小值的度量；(ii)基于所述轮廓线的相对于时间的导数的度量；(iii)所述第一测量信号的最大量值；(iv)所述第一移动和/或所述第二移动的开始时间与结束时间之间的时间；以及(v)所述轮廓线或所述轮廓线的一部分的相对于时间的导数的变化的度量。
根据第六方面，提供了一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质在其中包含有计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为使得在由合适的计算机或处理器运行使所述计算机或处理器执行根据第五方面的方法中的任意方法。
附图说明
本发明的示范性实施例现在将参考以下附图仅以范例的方式来进行描述，在附图中：
图1是根据一实施例的装置的框图；
图2是根据一实施例的装置的示意图；
图3是图示了确定对象的体适能的度量的一般方法的流程图；
图4是示出了对象在物体上坐下来的移动期间在物体上的力/压力的三个轮廓线的一组曲线图；
图5是示出了对象从坐在物体上站起来的移动期间在物体上的力/压力的三个轮廓线的一组曲线图；
图6是根据一实施例的示出了气流传感器能够如何用于测量在站到坐以及随后的坐到站移动期间被压缩和重新充气的物体上的力或压力的示意图；
图7是示出了对象在物体上坐下来的移动期间在物体内或来自物体的气流的三个轮廓线的一组曲线图；并且
图8是对象在物体上坐下来的移动期间在物体上以及在物体的扶手上的力/压力轮廓线的曲线图。
具体实施方式
如上文所描述的，测量随着时间的人的体适能的变化(诸如肌肉运动技能和/或虚弱的变化)常常是困难的，因为变化常常是逐渐的并且确定体适能的水平的许多方法需要护理者的存在。
评价体适能的一种方式是观察由对象进行的站到坐移动和/或坐到站移动以提供体适能的指示器。具体地，坐到站和站到坐移动通常在具有高水平的体适能的对象中是平滑的并且良好控制的，因为这些对象能够以受控的方式将他们自己向下降低到椅子上的就座位置或者从椅子上的就座位置起来。相反，对于较不健康的对象，如果在他们从站着移动为坐着时(或反之)对象挣扎着支撑其重量，这样的移动可能是急促的或者以颤抖为特征。在更虚弱的对象中，对象根本不能控制站到坐的移动，并且可能在重力下‘瘫坐’到椅子内。因此，对象如何坐下来或站起来能够用作体适能的度量。
如上文所提到的，对象的移动能够使用相机系统或者多个加速度计确定对象的肢体的详细移动来进行评价。然而，这种类型的测量系统对于对象而言使用起来是不方便的，特别是在他们自己的家中。
因此，已经意识到，在对象在物体(例如，椅子或床)上坐下来或者从物体(例如，椅子或床)站起来的情况下，在人进行移动时被施加在物体上的压力或力能够用于评价移动并且因此提供体适能的度量。
在本文中所描述的实施例因此提供了用于确定对象的体适能的度量的经改进的方法和装置，其使用对象在物体上坐下来的移动和/或对象在坐在物体上之后站起来的移动的测量结果。所述装置包括处理单元，所述处理单元从第一传感器接收第一测量信号，所述第一传感器测量随着时间由对象施加在物体上的力或压力。所述第一测量信号包括表示在所述对象在所述物体上坐下来的移动期间和/或在所述对象在坐在所述物体上之后站起来的移动期间被施加在所述物体上的所述力或压力的测量结果。然后分析表示所述力或压力的所述测量结果以确定所述对象的所述体适能的所述度量。因此，所述体适能的所述度量能够根据每天的移动来获得。
此外，在一些实施例中，所述第一传感器能够在物体(诸如椅子或床)或者其一部分中、上，这意指测量能够被不显眼地获得。本文中的实施例因此提供了例如在对象的家中规律地测量对象的体适能的具有成本效益的方式，而无需在临床环境中进行测量。
在图1中示出了用于确定对象的体适能的度量的装置2的实施例。装置2包括测量随着时间由对象施加在物体上的力或压力的第一传感器4。所述物体能够是能够承载对象的重量的任何物体，诸如椅子、沙发、凳子或床，或者用于那些物体中的任意物体的床垫或垫子。
第一传感器4可以直接测量力或压力，例如，第一传感器4可以包括压电传感器、电容式传感器、电磁传感器或光学传感器来测量由于所施加的力造成的第一传感器4的元件上的应变或偏转，或者第一传感器4可以是测量正被施加在物体上的重量的力传感器。
在备选实施例中，第一传感器4能够间接地测量力或压力。例如，如果物体的一部分通常包含当被压缩时被排出或被压迫出所述物体(例如垫子)的空气，那么在对象在物体上坐下来时空气在物体内流动或流出物体的速度将与由对象施加在物体上的力或压力相关，并且因此，空气流动速度的测量结果能够代替力或压力的直接测量结果来使用。类似地，如果物体为使得当力从物体移除时空气被吸入到物体中(例如，当人从已经坐在垫子上起来时垫子从压缩状态的再充气)，那么第一传感器4能够是测量在对象从已经坐在物体上站起来时空气流入到物体中的速度的气流传感器。
技术人员应当意识到能够用于该目的的不同类型的气流传感器，诸如：包括考虑到空气从一个或另一方向流动将沿一个或另一方向旋转的转子的传感器，其中，旋转的速度与空气正在流过传感器的速度成比例；或者基于从空气在其上面流动的探头消散的热量的测量结果的传感器(其中，热消散量与空气正在探头上方流动的速度成比例)。所述气流传感器优选能够双向地检测空气流动，以便在坐下来和站起来移动两者期间测量力或压力。气流传感器的输出能够是表示在各种时刻处测量到的流动速率(例如，以升每秒(L/s)为单位)的测量结果的信号。
除了以上范例传感器类型之外，本领域技术人员将意识到能够在装置2中用于测量由对象施加在物体上的力或压力的其他类型的压力或力传感器。
在一些实施例中，第一传感器4被集成到物体中，例如，第一传感器4可以被嵌入在要被坐在其上的物体的一部分(例如，椅子的座位部分、用于床的垫子或床垫)内。在其他实施例中，第一传感器4与物体分开，例如，第一传感器4能够在能够被放置在物体的表面上方的衬垫中，或者第一传感器能够是能够由人穿戴并且被布置为测量在对象坐下来或站起来时在物体上的力或压力的设备的一部分。
表示被施加在物体上的力或压力的测量信号从第一传感器4被提供给装置2中的处理单元6。处理单元6处理所述测量信号以确定对象的体适能的度量，如在下文更详细地描述的。
处理单元6还能够控制装置2的操作，例如控制通过第一传感器4对测量结果的收集的发起和/或装置2的其他功能和操作。处理单元6能够以许多种方式(利用软件和/或硬件)来实施，以执行所需的各种功能。处理单元6可以包括可以使用软件来编程以执行所需的功能的一个或多个微处理器。处理单元6可以被实施为执行一些功能的专用硬件与执行其他功能的处理器(例如，一个或多个编程的微处理器和相关联的电路)的组合。可以被采用在本公开的各种实施例中的处理部件的范例包括但不限于：常规微处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。
在各种实施方式中，处理单元6可以与在图1中被示为存储器单元8的一个或多个存储介质相关联。存储器单元8能够是处理单元6的一部分，或者其能够是装置2中的被连接到处理单元6(如在图1中所示的)的单独部件。存储器单元8能够包括任何合适或期望类型的易失性或非易失性计算机存储器，诸如RAM、PROM、EPROM和EEPROM。存储器单元8能够用于存储能够由处理单元6运行以执行在本文中所描述的方法的计算机程序代码。存储器单元8还能够用于存储来自第一传感器4和/或装置2中的任何其他传感器的信号或测量结果、和/或与由处理单元6确定的体适能的度量相关的信息。
在一些实施例中，装置2的所有部件是同一设备的一部分，例如第一传感器4和处理单元6在单个壳体中。在其他实施例中，第一传感器4在与处理单元6分开的设备或壳体中。在第一传感器4被提供在与处理单元6分开的设备或壳体中的情况下，能够提供适当的电路或部件以使得所述测量信号能够被发送(例如，传输)给处理单元6。在这些情况下，处理单元6能够是个人电子设备(诸如智能手机、平板计算机、膝上型计算机或台式计算机)、或者另一电子设备(诸如用于第一传感器4的基础单元或集线器单元)的一部分、或者远程服务器(例如位于云中，即能经由互联网访问)的一部分，在此情况下，来自第一传感器4的测量结果能够使用任何合适的通信协议(例如，Wi-Fi、蓝牙或蜂窝通信协议)被无线地发送给电子设备中的处理单元6，使得能够确定体适能的度量。
在一些实施例中，处理单元6能够从第一传感器4实时或者几乎实时地(例如，其中，仅有的延迟是由于向处理单元6传输或传送所述测量结果所需的信号处理)接收测量信号。在其他实施例(包括第一传感器4与处理单元6分开的实施例)中，来自第一传感器4的测量结果能够被存储在存储器单元8中，并且当要确定体适能的度量时，处理单元6能够取回并且分析来自存储器单元8的先前获得的测量结果。
如上文所提到的，在一些实施例中，处理单元6可以是能够被连接到第一传感器4或者以其他方式从第一传感器4接收测量信号的智能手机或者其他通用计算设备的一部分，但是在其他实施例中，装置2能够是专用于确定对象的体适能的度量的目的的装置。
在一些实施例中，装置2还包括第二传感器10。提供第二传感器10以检测随着时间由对象施加在物体的另一部分上的力或压力。在第一传感器4位于对象所坐的物体的一部分(例如，用于椅子的垫子或底座)上的实施例中，第二传感器10可以位于对象能够坐在其上的物体的扶手(例如，椅子的扶手)或者另一物体的扶手(例如，扶手能够是助行架、栏杆等)上。物体的扶手或另一物体的扶手可以是对象能够利用他们的手或手臂抓握或推动以便支撑其重量或者以便在对象在物体上坐下来的移动期间和/或对象在坐在物体上之后站起来的移动期间平衡的物体或另一物体的任何部分。将意识到，在物体是床的情况下，扶手可以对应于床栏杆或者被安装到墙壁或其他物体的栏杆。在其他实施例中，扶手能够是手柄或类似物。第二传感器10因此能够提供表示被施加在扶手上的力或压力的第二测量信号，并且处理单元6可以分析所述第一测量信号和所述第二测量信号两者以确定对象的体适能的度量，如将在下文更详细地描述的。在一些实施例中，处理单元6可以处理所述第二测量信号以获得所述对象的抓握强度的度量。换言之，在这些实施例中，所述体适能的度量能够是对象的抓握强度。在物体是具有两个扶手(即，每个手臂一个)的椅子或类似物的实施例中，相应的第二传感器10能够被提供在所述物体的每个扶手(或者诸如助行架的其他物体的扶手)上，并且来自每个第二传感器10的测量信号能够由处理单元6分析以确定对象的体适能的度量(例如，每只手的抓握强度的测量结果)。
第二传感器10能够是压力或力传感器(例如，类似于第一传感器4)或者通过例如电阻测量来直接测量力或压力的传感器，因为皮肤电导测量结果在很大程度上受被施加于电极的压力或力影响。因此，在一些实施例中，第二传感器10是皮肤电导传感器。
将意识到，图1仅示出了图示装置2的各种实施例所需的部件，并且在实际实施方式中，装置2可以包括除了所示出的那些部件之外的部件。例如，装置2可以包括用于向装置2提供电力的电池或其他电源、用于使得关于所确定的对象的体适能的度量的信息能够被通信给另一设备(例如，用于装置2或远程计算机的基础单元)的通信模块。作为一范例，一个或多个用户接口部件可以包括开关、按钮、或者用于激活和停用装置2和/或体适能确定过程的其他控制器件，但是在优选实施例中，不需要对象与装置之间的交互来确定体适能的度量。用户接口部件还能够或者备选地包括用于向对象和/或其他用户提供关于装置2的操作的信息的显示器或其他视觉指示器，包括显示关于所确定的体适能的度量的信息、和/或关于要执行或避免的锻炼、活动或任务来教导对象以便改善其体适能的信息。
在图2中示出了根据本发明的与椅子形式的物体一起使用的范例装置2。因此，图2示出了包括垫子22的椅子20。在该范例中，力或压力传感器24形式的第一传感器4被定位在椅子20的框架与垫子22之间。力或压力传感器24测量在对象26坐在垫子22和椅子20上时被施加在椅子20上的力或压力。在备选范例中，力或压力传感器24能够是垫子22的一部分。
图3中的流程图图示了根据一实施例的确定跌倒风险的一般方法。该方法能够由处理单元6来执行。
在第一步骤中，从检测随着时间由对象施加在物体上的力或压力的第一传感器4接收第一测量信号(步骤32)。所述第一测量信号包括表示在对象在物体上坐下来的移动(在本文中也被称为‘第一’移动)期间和/或在对象在坐在物体上之后站起来的移动(在本文中也被称为‘第二’移动)期间被施加在物体上的力或压力的测量结果。所述第一测量信号能够直接从第一传感器4接收，或者所述第一测量信号能够从存储器单元8取回。前者情况在体适能的度量要被实时或几乎实时地确定的情况下是有用的。所述第一测量信号可以包括力或压力的测量结果，表示力或压力的测量结果(例如，通过气流传感器的气流的测量结果)或者已经被处理或被转换成表示力或压力的测量结果的其他测量结果(例如，已经关于时间被积分以提供压力或力信号的气流测量结果)。在一些实施例中，所述测量结果可以被滤波，例如以去除噪声。
在第二步骤中，表示力或压力的测量(第一测量信号)被分析以确定对象的体适能的度量(步骤34)。所述度量能够包括能够表示或指示对象的体适能的任何类型的信息，例如数值分数(其例如指示对象的体适能相对于定义的尺度的水平)、二值指示(例如，表示健康、不健康)、词语(例如，健康/不健康)形式的度量等。
步骤34的实施例在下文参考图4和图5更详细地进行描述，图4示出了针对由具有三种不同水平的体适能的对象进行的站到坐移动的三个示范性测量信号，并且图5示出了针对由具有三种不同水平的体适能的对象进行的坐到站移动的三个示范性测量信号。
图4(a)示出了针对具有高水平的体适能的对象所获得的测量结果(即，‘健康’或‘非虚弱’轮廓线)。能够看到，根据所述测量结果形成的轮廓线或曲线从低水平(其中，对象第一次与第一传感器4相接触)相对平滑地增加到高水平(其中，对象已经完成移动并且正坐在物体上)。所述轮廓线或曲线是相对平滑的，因为对象能够以高程度的控制将他们自己降低到物体上而不‘瘫坐’(即仅仅将其重量跌落)在物体上。
图4(b)示出了针对具有较低水平的体适能的对象所获得的测量结果，并且能够看到，到物体上的下降不是平滑的，其中，一些急促的移动导致轮廓线中的小振荡42，这指示对象具有对其移动的较低程度的控制。
图4(c)示出了针对具有低水平的体适能的对象(例如虚弱对象)所获得的测量结果。能够看到，尽管测量结果的轮廓线是相对平滑的(类似于图4(a))，但是下降阶段中的轮廓线的梯度是陡峭得多的，指示对象已经向下‘瘫坐’到物体上，可能是因为他们不能够用其手臂和腿恰当地支撑他们自己的重量。
图5(a)示出了针对具有高水平的体适能的对象所获得的测量结果(即‘健康’或‘非虚弱’轮廓线)。能够看到，根据测量结果形成的轮廓线或曲线从高水平(其中，对象正完全坐在物体上)相对平滑地降低到低水平(其中，对象已经从物体起来并且不再将任何力或压力施加在物体上)。所述轮廓线或曲线是相对平滑的，因为对象能够以高程度的控制提升他们自己离开物体。
图5(b)示出了示出了针对具有较低水平的体适能的对象所获得的测量结果，并且能够看到，从物体的上升(即起来)不是平滑的，其中，一些急促的移动导致轮廓线中的小振荡48，这指示对象具有对其移动的较低程度的控制。
图5(c)示出了针对具有低水平的体适能的对象(例如虚弱对象)所获得的测量结果。在这种情况下，对象尝试从物体上起来(如通过与在图5(a)中的轮廓线类似的轮廓线示出的)，但是失败了(例如因为他们失去了平衡，或者因为他们不强到足以提升其整个体重)并且坐回到物体上。移动的方向的这种变化通过最小值49来示出。
在一些实施例中，分析的步骤34包括分析根据所述第一测量信号形成的轮廓线的一个或多个特性。在一些实施例中，所述第一测量信号可以在确定体适能的度量之前被滤波以去除或减少测量结果中的噪声。
所述一个或多个特性能够包括基于轮廓线或轮廓线的一部分中的局部最大值和/或局部最小值的度量。例如，所述度量能够是轮廓线中或轮廓线的一部分(例如对应于到物体上的下降或从物体上升的部分)中的局部最大值和/或局部最小值(最小值由图4(b)中的参考数字46和图5(b)中的数字49指示)的数量。轮廓线或轮廓线的一部分中的局部最大值和/或局部最小值的数量是移动的平滑性的指示器，并且一般而言，局部最大值和/或局部最小值的数量越少，人的体适能的水平越高。将意识到，对于能够被使用的与局部最大值和/或局部最小值的数量相当的度量是测量信号的相对于时间的导数的零交叉的数量。在理想的情况下，对于具有高水平的体适能的对象，在对应于下降或上升(视情况而定)的第一测量信号的部分中将不存在任何局部最大值和最小值。基于轮廓线或轮廓线的一部分中的局部最大值和/或局部最小值的另一度量可以是振荡的幅度(例如由相邻的最大值与最小值之间的差的量值给出)。
在一些实施例中，所述一个或多个特性能够包括力或压力轮廓线的一部分(例如对应于到物体上的下降或从物体的上升的部分)的陡峭度(梯度)或者力或压力轮廓线的最大陡峭度(梯度)。例如，所述特性可以包括轮廓线的相对于时间的最大导数。如从图4(a)与4(c)的比较或者图5(a)与5(b)的比较示出的，轮廓线的陡峭度是对象对其从物体的上升或到物体上的下降有多少控制的指示器，其中，当坐下来时对，更低的导数或者更低的最大导数指示对其移动的更好的控制(并且因此更高的体适能)，并且当站起来时，更高的导数或者更高的最大导数指示在其移动中的更好的控制或力气(并且因此更高的体适能)。本领域技术人员将意识到，可以指示更高的或更低的健康度的特定导数值能够通过对具有不同水平的体适能的一群对象的评估来确定。还将意识到，导数取决于对象的重量，并且因此在一些实施例中，导数能够基于对象的重量(如当对象完全坐在物体上时根据第一测量信号确定的)来归一化。
特别是在第一传感器4是气流传感器的一些实施例中，步骤34能够包括：确定所述第一测量信号的最大量值，并且根据最大量值来确定对象的体适能的度量。一般而言，最大量值越低，体适能的水平越高。例如，在气流传感器的情况下，虚弱对象可能向下瘫坐到物体上，这引起比健康对象轻轻地坐下来更高的空气流动速率，并且因此健康对象的最大量值将低于不健康(例如虚弱)对象的最大量值。
在一些实施例中，所述一个或多个特性包括对象在物体上坐下来的移动和/或对象在坐在物体上之后站起来的移动(视情况而定)的持续时间。将意识到，步骤34能够包括：确定移动的开始和结束时间，并且根据所确定的时间来确定持续时间。如在图4(a)和4(c)中所示的，在所述测量信号中能观察到的移动的持续时间是对象对于其从物体的上升或者到物体上的下降有多少控制的指示器。具体地，当坐下来时的短持续时间或特别长的持续时间是更低体适能的指示器，而当站起来时的长持续时间是更低体适能的指示器(并且当站起来时的短持续时间是更高体适能的指示器)。指示长持续时间和短持续时间(并且因此高/低健康度)的合适的值能够通过对具有不同水平的体适能的许多对象的评估来确定。例如，在坐下来的移动的情况下，0.5秒或更少的持续时间能够指示不健康的对象。
由于第一传感器4能够仅在对象与第一传感器4/物体相接触时提供有用的测量结果，因此将意识到，不会可能的是：在对象在物体上坐下来的情况下确定整个移动的精确开始时间(因为对象最初站着并且不与第一传感器4接触)，或者在对象从物体站起来的情况下确定整个移动的精确结束时间(因为对象将在变得完全直立之前离开与第一传感器4/物体的接触)。因此，持续时间能够是在所述第一测量信号中能观察到的移动的持续时间。亦即，对于坐下来的移动，持续时间能够是从测量信号中的对象与物体相接触(例如当测量信号的幅度第一次超过阈值时)的第一指示到测量到的压力或力大致恒定(指示对象已经完全坐下来)时的时间。将意识到，在第一传感器4是气流传感器的情况下，持续时间能够对应于测量到的气流返回到零所花费的时间。对于站起来的移动，持续时间能够是从恒定值的第一偏离(或者超过阈值的第一偏离)到测量到的压力或力为零(指示对象没有将任何力或压力施加在物体上)时的时间。在一个范例中，当站起来时大约0.5秒的持续时间能够指示具有更低水平的体适能的对象。
在一些实施例中，所述一个或多个特性可以包括轮廓线或轮廓线的一部分的相对于时间的导数的变化的度量。变化的度量例如可以是导数的标准偏差或者导数的四分位差。变化的这种度量提供了反映对象的体适能的移动的易变性或急促性的直接指示器。变化的度量越低(例如为零或接近零)，曲线越平滑，并且因此移动越平滑，并且对象越健康。
将意识到，以上特性中的多个特性能够针对具体的坐到站或者站到坐的移动来确定，并且那些特性被组合以便确定体适能的度量。在一些实施例中，每个特性能够对照相应的尺度或一组阈值来进行评估，以针对每个特性来确定分数或值。这些分数或值能够被组合(例如被求和或求平均)，以确定总体的体适能分数或值。在一些实施例中，所述分数或值能够在求和或求平均之前进行加权，以确定总体的体适能分数。所述加权可以基于作为体适能的指示器的具体特性的有用性。典型的尺度或阈值能够通过具有不同水平的体适能(例如，如通过常规方法测量到的)的一群对象的评估来确定。
作为备选方案，所确定的特性中的每个特性能够对照单个相应的阈值来进行评估以提供体适能的二值指示器，并且然后这些评估的发现被组合以确定体适能的总体度量。例如在每个特性都提供健康度的二值指示器(例如健康/不健康)的情况下，总体的体适能度量能够基于简单多数来导出，即在更多的特性指示对象健康的情况下，总体的度量能够是‘健康的’。备选地，二值指示器能够被组合(例如被求和)以确定体适能分数。在一些实施例中，二值指示器能够在求和和求平均之前进行加权以确定体适能分数。如上文的，所述加权可以基于作为体适能的指示器的具体特性的有用性。
一般而言，例如如在图4(a)中所示的，在轮廓线中具有相对低的最大值、低数量的最大值和/或最小值并且具有‘中等的’持续时间的平滑曲线(轮廓线)对应于具有良好运动技能并且因此对应于高水平的体适能的对象。例如如在图4(b)中所示的具有相对低的最大值、大量的最大值和最小值以及长持续时间的更‘急促的’曲线对应于差的运动技能并且因此对应于更低水平的体适能。例如如在图4(c)中所示的具有高最大值、低数量的相对于时间的导数的零交叉(低数量的最大值和最小值)以及短持续时间的‘快速’曲线对应于低水平的体适能。
在一些实施例中，分析所述测量结果的步骤34能够包括分析所述测量信号中的测量结果的子集。例如，分析的步骤能够包括分析在时间窗口内的测量结果的子集，所述时间窗口然后被‘滑动’跨过所述测量结果从而提供测量结果的新子集以用于分析。所述窗口可以根据坐到站移动或站到坐移动的典型持续时间来设定尺寸。例如，所述窗口可以被设定尺寸为覆盖30秒的测量结果。
如上文所描述的，所述第一测量信号可以通过直接测量被施加在物体上的力或压力的第一传感器4来获得，诸如测量在力或压力被施加于物体或者所施加的力或压力减小时进入或离开物体的空气的速度的气流传感器。
图6示出了包括根据示范性实施例的气流传感器51的物体50。物体50包括形成封闭腔室53的外壁52，其中，外壁52是大致或完全不透空气的(即气密的)，除了包括气流传感器51的孔。外壁52由可变形的材料制作，例如，塑料、橡胶、皮革、织物等。腔室53可以包括能够部分或完全填充空气的内部结构54。内部结构54可以被形成为保持或容纳空气，并且可以包括例如具有填充空气的空间的海绵或泡沫。内部结构54可以被配置为在压力或力下变形，并且当压力或力被去除时恢复其原始形状。在备选实施例中，腔室53能够被完全填充空气。在这种情况下，外壁52能够被配置为当压力或力被去除时恢复其原始形状。在一些实施例中，不是外壁52是大致或完全不透空气的，而是物体50可以包括给腔室53加衬里的衬里层，其中，衬里层是大致或完全不透空气的。
气流传感器51被提供在外壁52中，使得当物体50被压缩时，空气能够通过气流传感器51流出物体50，并且当作用在物体50上的压缩力或压力被减小或被移除(例如对象站起来使得他们不再坐在物体50上)时，空气能够流入到物体50中，并且物体50返回到其原始形状。
在针对图6中所示的实施例的备选实施例中，外壁52可以是气密的，使得当力或压力被施加于物体50时，没有空气离开物体50，而是气流可以在物体50的两个或更多个内部部分之间发生。气流传感器51能够被定位在这些内部部分之间，以测量所述部分之间的气流的速度。因此，当对象在物体上坐下来50时，空气将从一个内部部分被推动通过气流传感器51到达另一内部部分。来自气流传感器51的空气流动速度的测量结果将是被施加于物体50的力或压力的指示。
图6(a)示出了当对象未与物体50相接触时的物体50。因此，物体50处于‘稳定状态’，其中，没有空气流入或流出物体50。
当对象在坐着动作期间开始将力或压力施加于物体50(例如沿着图6(b)中的箭头55的方向)时，物体50被压缩，这引起空气沿着箭头56的方向通过气流传感器51从物体50被排出。一旦对象完全就座，如在图6(c)中所示的，物体50由于人的重量而沿着箭头57的方向被完全压缩，并且不存在另外的气流经过气流传感器51。
当对象开始站起来时，如在图6(d)中所示的，通过箭头58指示的向下力或压力的减小允许物体50膨胀(或者开始返回到如在图6(a)中所示的其原始形状)，这通过气流传感器51沿着箭头59的方向将空气吸入到物体50中。该气流随着力或压力继续减小(即随着对象提升其整个重量离开物体50)而继续，并且物体50返回到其原始形状，如在图6(e)中所示的。
图7中的曲线图示出了当对象在物体上坐下来50时(即对应于图6(a)-(c))来自物体50的空气流动速率的测量信号。三个曲线图示出了针对具有不同水平的体适能的三个对象的从物体50中出来的空气流动速率。图7(a)示出了可以针对具有高水平的体适能的对象进行测量的空气流动速率。图7(a)中的轮廓线从零流动速率(其中，对象第一次与物体50相接触)相对平滑地增加到峰值水平(其中，对象以其最快的速率向下移动)，随着对象完成坐下来的移动而逐渐返回到零流动速率。如同图4(a)中的轮廓线，图7(a)中的轮廓线或曲线是相对平滑的，因为对象能够以高程度的控制将他们自己降低到物体上而不‘瘫坐’(即仅仅将其重量跌落)到物体50上。
图7(b)示出了具有较低水平的体适能的对象的空气流动速度轮廓线，其特征在于当对象将他们自己降低到物体50上时急促的不稳定的流动速率(类似于图4(b))。
图7(c)示出了具有低水平的体适能的对象的空气流动速度轮廓线。所述轮廓线示出了流动速率到高峰值流动速率的快速增加，立即紧接着是流动速率的快速降低。这对应于对象‘瘫坐’到物体50上。
将意识到，所述空气流动速率测量信号能够如在上文针对步骤34描述的那样以与力或压力的直接测量相同的方式被分析以确定体适能。因此，上文所描述的特性中的任何一个或多个特性能够以与在上文关于压力和力曲线所描述的相同的方式根据所述流动速率测量信号导出，并且被分析以确定体适能的度量。
将意识到，在一些实施例中，来自多个传感器的测量信号能够用于确定体适能的度量。
如上文所提到的，在第一传感器4位于对象所坐的物体的一部分(例如如在图2中座位部分)上的一些实施例中，装置2还能够包括测量在对象在物体上坐下来的移动期间和/或在对象在坐在物体上之后站起来的移动期间由对象施加在物体或另一物体的扶手上的力或压力的第二传感器10。处理单元6能够处理来自第一传感器4的第一测量信号和来自第二传感器10的(第二)测量信号，以确定体适能的度量。具体地，(例如)座位上的力或压力与扶手上的力或压力的组合允许提取关于对象的体适能的额外数据(即其他参数)，例如(手)抓握强度的测量结果。
图8中的曲线图是针对健康对象的通过座位上的第一传感器4获得的测量信号的曲线(例如如图4(a)中的)以及通过位于扶手(例如与座位相关联或者单独的栏杆或助行器)上的第二传感器10在站到坐移动期间获得的测量信号70的曲线。能够看到，当他们开始坐下来时(但是在他们与第一传感器4相接触之前)，对象将力或压力施加于扶手，并且被施加于扶手的力或压力一般随着移动进行而从垂直峰值降至零。
在一些实施例中，在移动期间的所述第二测量信号的最大幅度或最大量值能够被确定，并且该幅度或量值被评价以提供对象的体适能的指示。该指示然后能够与根据第一测量信号的特性导出的指示进行组合，以确定对象的体适能的总体度量。例如，具有良好体适能的对象可能根本不需要使用扶手，或者仅仅为了平衡，并且因此，所述第二测量信号可以在移动期间是恒定的(即恒定的幅度)或者具有相对低的最大量值。相比之下，具有差的体适能的对象可能需要靠在扶手上以便坐下来或站起来，并且因此将许多力施加在扶手上(包括通过抓握扶手)。因此，具有相对高的最大幅度的第二测量信号能够指示对象具有差的体适能。
在一些实施例中，被施加在扶手上的力能够被近似为对象的重量加上由于挤压或抓握扶手的任何额外力。将意识到，被施加在扶手上的力可以不精确地对应于对象的重量加上任何额外的挤压或抓握强度，因为对象的重量的一部分可以由对象的腿支撑。然而，在移动期间，也将存在使对象向上加速(在坐到站移动的情况下)或者当向下移动时使对象减速(在站到坐移动的情况下)所需的力的分量，并且该加速度或减速度被假设为具有与由腿支撑的重量的部分相似的量值，这使得以上近似能够被使用。由于对象的重量所引起的力是恒定的，并且一旦对象正在完全坐着，就将经由第一传感器4来测量(在图8中，这由曲线图的右侧上的力或压力的量值给出(即在坐下来的移动已经完成之后))。考虑到重力是已知的，能够确定已经由于抓握强度而被添加到该顶部上的力。这是在在第一测量信号中示出的最大力之上的第二测量信号70的部分(即在虚线之上并且在阴影区域中的力)。
因此根据第一测量信号来确定与坐着相关的力(即，在稳定(坐着)情况下的力的最大值)。这被表示为f_s_max。然后，f_s_max从第二测量信号70(其被表示为f_r)中的每个测量样本减去。对于f_r–f_s_max>0的每个样本，f_r–f_s_max的值被求和以计算图8的阴影部分的面积。通常，健康的对象不会将许多或任何额外的力施加在扶手上，并且因此阴影部分的面积会是小的，但是不健康(例如虚弱)的对象会显著地挤压扶手，并且因此阴影部分的面积会是大的。
因此，上文所描述的装置和方法提供了随着时间不显眼地监测对象的体适能的方式，并且因此实现了地身体健康(诸如虚弱)的发展或劣化的评价。
体适能劣化的结果能够被呈现给终端用户，例如对象或护理提供者。诸如关键结果(包括当前体适能分数和针对对象的趋势分析)的信息能够被提供。此外，如果对象的体适能降至针对对象的特定设置阈值或者当存在随着时间在体适能分数的型式中检测到的显著负面趋势时，对象或护理提供者可以被警告。
尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是图示性或示范性的，而非限制性的；本发明并不限于所公开的实施例。
本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践请求保护的发明时能够理解并实现对所公开的实施例的变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他处理单元可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。尽管特定措施被记载在互不相同的从属权利要求中，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起或作为其他硬件的部分供应的光学存储介质或固态介质，但是也可以被以其他形式分布，例如经由互联网或其他有线或无线的电信系统。权利要求中的任何附图标记都不应当被解读为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种用于确定对象的体适能的度量的装置，所述装置包括：
处理单元，其被配置为：
从第一传感器接收第一测量信号，所述第一传感器测量随着时间由所述对象施加在物体上的力或压力，所述第一测量信号包括表示在所述对象在所述物体上坐下来的第一移动期间和/或在所述对象在坐在所述物体上之后站起来的第二移动期间被施加在所述对象所坐的所述物体的一部分上的所述力或压力的测量结果；
从第二传感器接收第二测量信号，所述第二传感器测量在所述第一移动期间和/或在所述第二移动期间被施加在能够由所述对象使用的扶手上的第二力或压力，所述第二测量信号包括表示在所述第一移动期间和/或在所述第二移动期间被施加在所述扶手上的所述力或压力的测量结果；
分析所述第一测量信号和所述第二测量信号以确定所述对象的所述体适能的所述度量；其中，所述体适能的所述度量是所述对象的抓握强度。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理单元被配置为通过从根据所述第二测量信号确定的被施加在所述扶手上的力中减去根据所述第一测量信号确定的由于所述对象的重量所引起的力来确定所述抓握强度。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，由于所述对象的所述重量所引起的所述力是当所述对象正在完全坐着时由所述第一传感器来测量的。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述处理单元被配置为通过以下操作来确定所述抓握强度：
从所述第二测量信号中的每个测量结果f_r中减去所述对象的所述重量的所述力f_s_max，以获得f_r-f_s_max；以及
对于f_r-f_s_max>0的情况，通过对f_r-f_s_max的值进行求和来计算所述抓握强度。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理单元还被配置为分析根据所述第一测量信号形成的轮廓线的一个或多个特性以确定所述对象的所述体适能的另一度量。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述一个或多个特性包括基于所述轮廓线中或所述轮廓线的一部分中的局部最大值和/或局部最小值的度量。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其中，所述一个或多个特性包括基于所述轮廓线的相对于时间的导数的度量。
8.根据权利要求5、6或7所述的装置，其中，一个或多个特性包括所述第一测量信号的最大量值。
9.根据权利要求5至8中的任一项所述的装置，其中，所述处理单元被配置为分析所述第一测量信号以确定所述第一移动和/或所述第二移动的开始时间和结束时间，并且其中，所述一个或多个特性包括所确定的开始时间与结束时间之间的时间。
10.根据权利要求5至9中的任一项所述的装置，其中，所述一个或多个特性包括所述轮廓线或所述轮廓线的一部分的相对于时间的导数的变化的度量。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中，所述第一传感器是压力传感器、力传感器或气流传感器。
12.一种确定对象的体适能的度量的方法，所述方法包括：
从第一传感器接收第一测量信号，所述第一传感器测量随着时间由所述对象施加在物体上的力或压力，所述第一测量信号包括表示在所述对象在所述物体上坐下来的第一移动期间和/或在所述对象在坐在所述物体上之后站起来的第二移动期间被施加在所述对象所坐的所述物体的一部分上的所述力或压力的测量结果；
从第二传感器接收第二测量信号，所述第二传感器测量在所述第一移动期间和/或在所述第二移动期间被施加在能够由所述对象使用的扶手上的第二力或压力，所述第二测量信号包括表示在所述第一移动期间和/或在所述第二移动期间被施加在所述扶手上的所述力或压力的测量结果；
分析所述第一测量信号和所述第二测量信号以确定所述对象的所述体适能的所述度量；其中，所述体适能的所述度量是所述对象的抓握强度。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，分析的步骤还包括分析根据所述第一测量信号形成的轮廓线的一个或多个特性以确定所述对象的所述体适能的另一度量。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述一个或多个特性包括以下中的任意一项或多项：
(i)基于所述轮廓线中或所述轮廓线的一部分中的局部最大值和/或局部最小值的度量；
(ii)基于所述轮廓线的相对于时间的导数的度量；
(iii)所述第一测量信号的最大量值；
(iv)所述第一移动和/或所述第二移动的开始时间与结束时间之间的时间；以及
(v)所述轮廓线或所述轮廓线的一部分的相对于时间的导数的变化的度量。
15.一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质具有包含在其中的计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为使得在由合适的计算机或处理器运行时使所述计算机或处理器执行根据权利要求12-14中的任一项所述的方法。
CN201780073608.9A 2016-09-30 2017-09-29 确定对象的体适能的度量 Pending CN110035692A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16191759.6 2016-09-30
EP16191759 2016-09-30
PCT/EP2017/074854 WO2018060467A1 (en) 2016-09-30 2017-09-29 Determining a measure of the physical fitness of a subject

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110035692A true CN110035692A (zh) 2019-07-19

Family

ID=57130168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780073608.9A Pending CN110035692A (zh) 2016-09-30 2017-09-29 确定对象的体适能的度量

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10932696B2 (zh)
EP (1) EP3518738A1 (zh)
CN (1) CN110035692A (zh)
WO (1) WO2018060467A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114224330A (zh) * 2021-12-31 2022-03-25 上海健指树智能系统有限公司 老年人活力指数确定方法、装置、电子设备及存储介质

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109199323B (zh) * 2017-06-29 2021-01-26 京东方科技集团股份有限公司 皮肤检测装置、产品信息确定方法、装置及系统
CN113423308A (zh) * 2019-02-14 2021-09-21 提爱思科技股份有限公司 座椅系统和应用程序
CN115530801B (zh) * 2021-06-30 2024-07-26 中南大学 坐立测试系统及方法、电子设备及存储介质
DE102022106716A1 (de) 2022-03-22 2023-09-28 Headis Gmbh Verfahren zum Bestimmen einer Muskelkontraktion eines Muskels sowie Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040260156A1 (en) * 2001-05-18 2004-12-23 Commwell, Inc. Chair and ancillary apparatus with medical diagnostic features in a remote health monitoring system
WO2013056218A2 (en) * 2011-10-14 2013-04-18 Motion Signature Analysis Corp. Systems and methods for task-associated motion analysis
CN104783540A (zh) * 2014-11-08 2015-07-22 青岛东昌源仪器有限公司 一种带秤体重功能的办公椅
CN104981834A (zh) * 2013-02-08 2015-10-14 雀巢产品技术援助有限公司 关于营养、耐力和力量的评估和建议
CN105908817A (zh) * 2016-04-13 2016-08-31 泉州科牧智能厨卫有限公司 坐便器坐姿测量装置及其测量方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5078152A (en) * 1985-06-23 1992-01-07 Loredan Biomedical, Inc. Method for diagnosis and/or training of proprioceptor feedback capabilities in a muscle and joint system of a human patient
US5403251A (en) * 1993-06-04 1995-04-04 Chattanooga Group, Inc. Patient positioning system and method for computer controled muscle exercising machine
AT400223B (de) * 1993-08-26 1995-11-27 Presl Rudolf Vorrichtung zur diagnose und/oder therapie einer person
US5417643A (en) * 1993-10-27 1995-05-23 Danninger Medical Technology, Inc. Continuous passive motion exercise device
US5618250A (en) * 1994-09-02 1997-04-08 Butz; Todd M. Aerobic exercise machine targeting trunk muscles
DE19963200A1 (de) * 1999-12-27 2001-09-06 Medireha Gmbh Therapiegerät
US6672157B2 (en) * 2001-04-02 2004-01-06 Northern Illinois University Power tester
US7412904B2 (en) * 2005-04-05 2008-08-19 Holder Thomas L Isokinetic testing apparatus and system
TW201208647A (en) 2010-08-27 2012-03-01 zhong-zhi Lin Body frailty index measurement system
US9165113B2 (en) 2011-10-27 2015-10-20 Intel-Ge Care Innovations Llc System and method for quantitative assessment of frailty
GB2503413A (en) 2012-03-28 2014-01-01 Peter Justin John Bennetts Chair pressure sensing arrangement
US10299736B2 (en) 2014-03-27 2019-05-28 The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Method, device, and system for diagnosing and monitoring frailty
JP6448015B2 (ja) 2014-04-23 2019-01-09 株式会社タニタ 運動機能測定装置、方法、及びプログラム
JP6824883B2 (ja) 2014-11-12 2021-02-03 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 被検者のフレイルを定量化及びモニタリングするための方法及び装置
US10118073B2 (en) * 2016-04-04 2018-11-06 Worldpro Group, LLC Interactive apparatus and methods for muscle strengthening

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040260156A1 (en) * 2001-05-18 2004-12-23 Commwell, Inc. Chair and ancillary apparatus with medical diagnostic features in a remote health monitoring system
WO2013056218A2 (en) * 2011-10-14 2013-04-18 Motion Signature Analysis Corp. Systems and methods for task-associated motion analysis
CN104981834A (zh) * 2013-02-08 2015-10-14 雀巢产品技术援助有限公司 关于营养、耐力和力量的评估和建议
CN104783540A (zh) * 2014-11-08 2015-07-22 青岛东昌源仪器有限公司 一种带秤体重功能的办公椅
CN105908817A (zh) * 2016-04-13 2016-08-31 泉州科牧智能厨卫有限公司 坐便器坐姿测量装置及其测量方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AMAYA ARCELUS ET AL.: ""Measurements of Sit-to-Stand Timing and Symmetry From Bed Pressure Sensors"", 《IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114224330A (zh) * 2021-12-31 2022-03-25 上海健指树智能系统有限公司 老年人活力指数确定方法、装置、电子设备及存储介质
CN114224330B (zh) * 2021-12-31 2024-01-30 上海健指树智能系统有限公司 老年人活力指数确定方法、装置、电子设备及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
US10932696B2 (en) 2021-03-02
EP3518738A1 (en) 2019-08-07
US20190343428A1 (en) 2019-11-14
WO2018060467A1 (en) 2018-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110035692A (zh) 确定对象的体适能的度量
AU2014277079B2 (en) Fall detection system and method.
US20180133551A1 (en) System and method for personalized exercise training and coaching
EP3525673B1 (en) Method and apparatus for determining a fall risk
JP2007526781A (ja) エクササイズ・タイプを検出するための方法および装置
JP2012501780A (ja) 転倒検出システム
JP2012502721A (ja) 力測定方法及び装置
CN107871116A (zh) 用于确定人的姿势平衡的方法和系统
JP6876986B2 (ja) 認知機能評価装置、認知機能評価システム、認知機能評価方法、及び、プログラム
EP3104778B1 (en) Early acute fall risk detection
US9766115B2 (en) Balance ability measurement apparatus, balance ability measurement method and non-transitory computer readable recording medium for recording balance ability measurement program
CN108882866A (zh) 用于监测对象的排尿的方法和装置
KR102617480B1 (ko) 기계학습 기반 낙상 위험도 추정 장치 및 방법
JP2012161402A (ja) 運動特性評価システムおよび運動特性評価方法
KR101553236B1 (ko) 3축 가속도 센서를 이용한 실시간 운동측정장치 및 방법
CN115530801B (zh) 坐立测试系统及方法、电子设备及存储介质
JP4806561B2 (ja) 骨折リスク評価システム
JP2018000230A (ja) 逐次姿勢識別装置、逐次姿勢識別方法および逐次姿勢識別プログラム
TWI646943B (zh) Method for screening for muscular dysfunction through functional fitness
CN112040855A (zh) 用于确定受行为影响的活动对用户的健康水平的影响的方法和设备
JPWO2019176229A1 (ja) 運動機能評価装置、運動機能評価システム、運動機能評価プログラムおよび運動機能評価方法
JP7331810B2 (ja) 歩行情報取得方法、歩行情報取得装置、及び歩行情報取得システム
JP2024018876A (ja) 情報処理システム、サーバ、情報処理方法、プログラム及び学習モデル
JP2024018807A (ja) 情報処理システム、サーバ、情報処理方法、プログラム及び学習モデル
WO2021176230A1 (en) Measuring physiological characteristics

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190719