-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung und Bewertung des Stoffwechselzustands einer Testperson.
-
Im menschlichen Körper gibt es Energieträger, die durch die Leber aus körpereigenem Fett erzeugt werden und die für Vitalität, Entscheidungsgeschwindigkeit und Gedächtnisleistung des Menschen verantwortlich sind. Sie werden daher nachfolgend als „schnelle Energieträger“ bezeichnet. Diese liefern dem Körper die Energie, die für das dauerhafte Abspeichern von Daten im Gedächtnis, das „Lernen“, benötigt wird und die den Menschen jung und vital erhält. Es handelt sich dabei höchstwahrscheinlich um Ketonkörper, deren Produktion von Hormonen und Enzymen beeinflusst wird und tageszeitlichen Schwankungen unterliegt.
-
Ketonkörper sind im Blut dauerhaft vorhanden. Gemäß der vorherrschenden medizinischen Lehre sind sie nur relevant, wenn sie in höherer Konzentration auftreten, wie beispielsweise beim Fasten, bei Diabetes oder während des Leistungssports. Darüber hinaus wird ihnen keine wesentliche Bedeutung zugesprochen.
-
Abweichend davon geht die vorliegende Erfindung davon aus, dass die schnellen Energieträger essentiell wichtig sind für die Funktionen von Gehirn, Nerven und Muskeln, denn sie erhalten deren Leistungsfähigkeit.
-
Unter Ketonkörpern versteht man Acetoacetat (Acetacetat), Aceton und Betahydroxybutyrat. (Betahydroxybuttersäure, 3-Hydroxybutyrat). Eine Reihe von Hormonen, insbesondere Somatropin (Wachstumshormon), Adrenalin, Noradrenalin, Testosteron und Dopamin sind für die Bildung der schnellen Energieträger erforderlich. Diese Hormone werden nachfolgend unter dem Begriff „HEH“ (Human Energy Hormone) zusammengefasst. Gegenspieler ist Insulin, welches HEH blockiert und die Bildung schneller Energieträger verhindert.
-
Die durch die Nahrung aufgenommenen Kohlenhydrate und Fette gelangen über den Magen-Darm-Trakt als Glucose und Triglyceride ins Blut. Was davon nicht verbraucht wird, wandelt der Körper mittels Insulin in Körperfett um, welches gespeichert wird. Das Körperfett kann zum Teil wieder zu Glucose und Triglyceriden zurück verstoffwechselt werden. Daneben bildet die Leber aus einem Teil des Körperfetts ständig Ketonkörper, die die Blut-Hirn-Schranke mühelos überwinden und daher dem Hirn als schnelle Energieträger zur Verfügung stehen.
-
Die so erzeugten schnellen Energieträger können jedoch nicht wieder gespeichert werden. Entweder wird sie vom Körper verbraucht oder über den Urin ausgeschieden. Die Produktion von Ketonkörpern wird allerdings sofort reduziert, wenn im Blut ausreichend Glucose vorhanden ist, und zwar umso mehr, je höher der Blutzuckerspiegel steigt.
-
Werden zu wenig schnelle Energieträger produziert oder zu viele verbraucht, dann stehen nur die langsamen Energieträger Glucose und Triglyceride zur Verfügung. Gehirntätigkeit und physische Leistungsfähigkeit sind dann eingeschränkt, was zu einer Reduzierung von Gedächtnisleistung, Entscheidungsfähigkeit und physischer Leistungsfähigkeit führt.
-
In jungen Jahren ist im menschlichen Körper genügend HEH vorhanden, um in Phasen mit ansteigendem Insulinspiegel dennoch genügend schnelle Energieträger zur Verfügung zu stellen. Daher läuft die Fettverbrennung dauerhaft. Mit zunehmendem Alter jedoch wird die HEH-Konzentration reduziert, bis etwa im 60. Lebensjahr ein unteres Plateau erreicht worden ist. Je stärker die Ernährung die Produktion von Insulin provoziert, desto schneller wird die HEH-Konzentration reduziert. Wenn bereits in jungen Jahren dauerhaft Insulin ausgeschüttet wird, beeinträchtigt dies die Fettverbrennung mit der Folge von Gewichtszunahme und reduzierter Gehirnaktivität. Die Verfügbarkeit schneller Energieträger wird somit durch das Essverhalten entscheidend beeinflusst und zwar sowohl kurzfristig im Laufe eines Tages als auch langfristig im Laufe des Lebens.
-
Gemäß der vorherrschenden medizinischen Lehre sind Glukose und Triglyceride die Hauptenergieträger beim Energiestoffwechsel des menschlichen Organismus. Der Energiestoffwechsel wird dabei vor allem durch die Glukoneogenese und die Lipase geprägt. Wenn ein Überschuss an Glukose (mehr als ca. 120 mmol/l) oder Triglyceride (mehr als ca. 150 mmol/l) im Blut besteht, wird die überschüssige Energie unter Ausschüttung von Insulin zu Körperfett verstoffwechselt.
-
Daneben sind Ketonkörper, die von der Leber produziert und als schnelle Energieträger bereitgestellt werden, stets vorhanden. In der Diabetesforschung und der Sportmedizin wird ein Überschuss von Ketonkörpern negativ wahrgenommen, weil sie angeblich einen „krankhaften“ unerwünschten Stoffwechselzustand signalisierten.
-
Die aktuelle Konzentration von Ketonkörpern im Blut kann mittels Teststreifen nachgewiesen werden. Dieses Nachweisverfahren hat den Nachteil, dass hierfür das Blut der Testperson und Teststreifen benötigt werden. Für die Bereitstellung des zu testenden Blutes muss in den Körper der Testperson eingegriffen und ein Teststreifen bereitgestellt werden, der beim Nachweis verbraucht wird.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Bewertung des Stoffwechselzustands einer Testperson anzugeben, welches ohne Eingriff in den menschlichen Körper und ohne Verbrauchsmaterial durchführbar ist.
-
Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, dass die Augenbewegungen der Testperson ausgewertet und ein Aktivitätsindikator für die Stärke der Aktivität der Augenbewegungen ermittelt wird, wobei der Aktivitätsindikator als relativer Wert für eine Konzentration von bestimmten Energieträgern im Blut, vorzugsweise für die Konzentration von Ketonkörpern, verwendet wird.
-
Ein Stoffwechselzustand unter erhöhter ketonischer Fettverbrennung stellt sich bei Nahrungskarenz von selbst ein. Nimmt eine Person keine oder nur wenig Nahrung auf, stellt sich ein Nahrungsmangelzustand ein, der eine Reduzierung der Glukosekonzentration im Blut (Unterzuckerung) zur Folge hat. Normalerweise wird dann die Fettverbrennung gesteigert, wobei die Leber aus dem Körperfett Ketonkörper herstellt. Dadurch steigt die Konzentration von Ketonkörpern im Blut an. Dies wiederum führt zu einer verbesserten geistigen Leistungsfähigkeit und einer schnelleren und/oder häufigeren Bewegung der Augen der Testperson als in einem Stoffwechselzustand mit niedriger Konzentration.
-
Die Erfindung hat erkannt, dass die ketonische Fettverbrennung für den menschlichen Organismus besonders wichtig ist, damit er schnelle Energieträger zur Unterstützung geistiger Fähigkeiten verfügbar hat. Ketonkörper sind die Hauptenergieträger für die Nerven und das Gehirn. Dabei wird mit Vorteil die geistige Leistungsfähigkeit verbessert. Bei überwiegend ketonischer Fettverbrennung lernt der Mensch schneller, merkt sich das Gelernte länger und erzielt bei Prüfungen bessere Ergebnisse als wenn Glukose der Hauptenergielieferant ist. Wenn die Fettverbrennung reduziert ist, insbesondere bei älteren Menschen, herrscht ein ständiger Mangel an Ketonkörpern mit der Folge, dass die Energieversorgung überwiegend durch Glukose erfolgt und die geistige Leistungsfähigkeit reduziert ist. Gedächtnisverlust,
Entscheidungsunfähigkeit und physische Schwäche sind die weiteren Folgen. Außerdem führt ein dauerhafter Mangel an Ketonkörpern in Verbindung mit einer reduzierten Fettverbrennung im Alter zu Übergewicht und in der Folge zu erhöhtem Blutdruck, wenn die Essgewohnheiten nicht angepasst werden. Dieser Prozess beginnt schon ab dem 20. Lebensjahr. Spätestens ab dem 60. Lebensjahr muss man den Lebensstil drastisch ändern, wenn man die genannten unvorteilhaften Folgen und eine drohende Altersdiabetes vermeiden will.
-
Es ist das Verdienst der vorliegenden Erfindung, erkannt zu haben, dass die Geschwindigkeit oder die Häufigkeit der Augenbewegungen das Vorhandensein von schnellen Energiekörpern im Blut signalisiert, und ein auf dieser Erkenntnis aufbauendes Nachweisverfahren zur Verfügung zu stellen.
-
Eine vorteilhafte Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Augen der genannten Testperson mittels einer Videokamera aufgenommen werden und dass die einzelnen Augenbewegungen und der Aktivitätsindikator elektronisch durch Auswertung von aufgenommenen und digitalisierten Videosequenzen der Videokamera mit Hilfe eines Auswertungscomputers berechnet werden, der über eine Augenerkennungssoftware, eine Aktivitätsermittlungssoftware und eine Stoffwechselbewertungssoftware verfügt. Videokameras stehen heutzutage beinahe überall in Form von Smartphones und Kleincomputern zur Verfügung. Die Digitalisierung von Bildsequenzen und deren Auswertung kann durch eine geeignete Software bzw. App von den genannten Geräten ohne Probleme erledigt werden. Bei vorhandener Hardware, was in der Regel der Fall ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren allein durch die Bereitstellung der spezifischen Software realisiert werden.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung berücksichtigt die Aktivitätsermittlungssoftware bei der Auswertung der Augenbewegungen die Geschwindigkeiten der einzelnen Augenbewegungen und/oder deren Richtungen und/oder deren Häufigkeit innerhalb eines gegebenen Zeitintervalls. Auf diese Weise kann die Aktivitätsermittlungssoftware die Aktivität der Augen auf unterschiedlichen Wegen berechnen und an die Stoffwechselbewertungssoftware weiterleiten. In vorteilhafter Ausgestaltung erkennt die Aktivitätsermittlungssoftware auch das Blinzeln der Augen, so dass die Häufigkeit des Blinzelns der Augen innerhalb eines gegebenen Zeitintervalls in die Beurteilung der Aktivität mit einbezogen werden kann.
-
Vorzugsweise erkennt die Augenerkennungssoftware in einem digital vorliegenden Einzelbild der Videokamera den Ort einer Pupille eines Auges. Die Pupille ist meist gut vom übrigen Auge zu unterscheiden der Ort des Auges lässt sich so genauer ermitteln.
-
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Aktivitätsermittlungssoftware über eine Geschwindigkeitsermittlungssoftware verfügt, die durch Auswertung der aufgenommenen und digitalisierten Bildsequenzen der Videokamera die Einzelgeschwindigkeiten der jeweiligen Augenbewegungen aus den in den Einzelbildern erkannten Orten der Pupille und dem Zeitablauf zwischen den Aufnahmezeitpunkten der Einzelbilder einer Videosequenz ermittelt und eine durchschnittliche Augengeschwindigkeit berechnet, dass die Stoffwechselbewertungssoftware die durchschnittliche Augengeschwindigkeit als Aktivitätsindikator verwendet und daraus den durch Ketonkörper gelieferten Energieanteil am gesamten Energiestoffwechsel bestimmt. Dieses Verfahren ist ohne größeren Aufwand programmierbar, denn Augenerkennungssoftware, mit der man auch den Ort der Augen im Bild bestimmen kann, gibt es bereits. Die kleinste Zeiteinheit bei der Auswertung einer Videosequenz ist der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bildern. Dieser ist durch die Aufnahmetechnik vorbestimmt und muss daher mit Vorteil durch die Geschwindigkeitsermittlungssoftware nicht mehr ermittelt werden. Die Geschwindigkeitsermittlung kann sich daher auf die Bestimmung der unterschiedlichen Orte der Pupille des Auges zweier aufeinanderfolgenden Bilder der Videosequenz beschränken und den so erhaltenen Abstand der Orte einfach durch die feststehende Zeitdifferenz zwischen den Aufnahmezeitpunkten zweier aufeinanderfolgender Bilder dividieren. Werden durch die Videokamera z.B. 30 Bilder/Sekunde aufgenommen, so beträgt die genannte Zeitdifferenz 1/30 Sekunde. Die so erhaltenen Einzelgeschwindigkeiten werden zwischengespeichert und über einen vorgegebenen Zeitraum, beispielsweise über eine Auswertungszeit zwischen 5 Sekunden und 50 Sekunden, gesammelt, um dann aus den gesammelten Einzelgeschwindigkeiten eine Durchschnittsgeschwindigkeit zu berechnen.
-
Für die Entscheidung, welche Konzentration von Ketonkörpern im Einzelfall vorliegt, kommt es nicht darauf an, dass die Augengeschwindigkeit in Geschwindigkeitseinheiten wie z.B. Meter pro Sekunde gemessen wird. Vielmehr genügt es, relative Werte zu bestimmen, die proportional zur Augengeschwindigkeit sind. Im vorliegenden Fall bietet es sich an, den Abstand zweier Orte der Pupille des Auges aus zwei aufeinanderfolgenden Bildern der Videosequenz nicht mehr durch die ohnehin konstante Zeitdifferenz zwischen den Aufnahmezeitpunkten der beiden Bilder zu dividieren, sondern den genannten Abstand selbst als Maß für die Augengeschwindigkeit zu verwenden. Diese würde dann also z.B. in Millimetern gemessen.
-
Selbstverständlich müsste dann auch die zu berechnende Durchschnittsgeschwindigkeit in derselben Einheit verwendet werden.
-
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Aktivitätsermittlungssoftware über eine Häufigkeitsermittlungssoftware verfügt, die die einzelnen Augenbewegungen innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls zählt und deren Anzahl als Häufigkeit der Augenbewegungen definiert, dass die Stoffwechselbewertungssoftware die so definierte Häufigkeit der Augenbewegungen als Aktivitätsindikator verwendet und daraus den durch Ketonkörper gelieferten Energieanteil am gesamten Energiestoffwechsel bestimmt. Eine gesteigerte Aktivität der Augenbewegungen äußert sich nicht allein in den Geschwindigkeiten einzelner Augenbewegungen, sondern auch in deren Häufigkeit innerhalb eines gegebenen Zeitintervalls. Deshalb kann auch eine höhere Anzahl von Augenbewegungen innerhalb eines Zeitintervalls auf eine gesteigerte Aktivität hinweisen. Das Zählen von Augenbewegungen kann mit einfachen Mittel durchgeführt werden, wenn man die einzelnen Augenbewegungen voneinander unterscheiden kann.
-
Dies wird durch eine vorteilhafte Ausgestaltung gewährleistet, bei der die Häufigkeitsermittlungssoftware eine Augenbewegung von anderen Augenbewegungen unterscheidet, indem sie immer dann eine neue Augenbewegung zählt, wenn sich die Richtung der Augenbewegungen ändert oder ein Stillstand der Augen festgestellt wird. Hierfür wird eine vorteilhafte Maßnahme empfohlen, wonach die Häufigkeitsermittlungssoftware bei der Auswertung der Videosequenz die sich aus jeweils zwei aufeinanderfolgenden Bildern ergebende Teilbewegung der Augen analysiert, deren Richtung bestimmt und alle in dieselbe Richtung weisenden Teilbewegungen bei der Ermittlung der Häufigkeit zusammen als eine einzige Augenbewegung zählt.
-
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Videokamera die Kamera eines Smartphones, Tablet-Computers, Laptops, Notebooks oder Desktop-Computers, insbesondere eines PCs verwendet. Die genannten Geräte sind meist alle bereits mit einer Videokamera ausgestattet, so dass mit Vorteil keine Videokamera beschafft werden muss, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.
-
Des Weiteren sind die genannten Geräte auch bereits alle mit einem vollständigen Computer einschließlich Mikroprozessor, Display, Betriebssystem, Anwendungsprogrammen und in vielen Fällen einer Internetverbindung ausgestattet, so dass mit Vorteil ohne wesentlichen Aufwand die für die Bewertung des Stoffwechselzustands erforderliche Software, insbesondere die Augenerkennungssoftware, die Aktivitätsermittlungssoftware mit der Geschwindigkeitsermittlungssoftware oder die Häufigkeitsermittlungssoftware und die Stoffwechselbewertungssoftware auf dem genannten, als Auswertungscomputer dienenden Smartphone, Tablet-Computer, Laptop, Notebook oder Desktop-Computer, insbesondere PC, installiert ist, vorzugsweise nach Download aus dem Internet. Gleich nach dem Herunterladen und Installieren der erfindungsgemäßen Software kann das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden.
-
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass als Videokamera eine Raumüberwachungskamera verwendet wird und die für die Bewertung des Stoffwechselzustands erforderliche Software, insbesondere die Augenerkennungssoftware, die Aktivitätsermittlungssoftware mit der Geschwindigkeitsermittlungssoftware oder der Häufigkeitsermittlungssoftware und die Stoffwechselbewertungssoftware auf einem mit der Raumüberwachungskamera elektronisch verbundenen Auswertungscomputer installiert ist. Mit Vorteil ist eine solche Überwachungskamera entweder meist schon vorhanden oder sie kann kostengünstig beschafft und installiert werden. Als Auswertungscomputer kann selbstverständlich wieder jedes der im vorangehenden Absatz genannten Geräte verwendet werden. Diese Maßnahme hat außerdem den Vorteil, dass das erfindungsgemäße Verfahren auf eine Vielzahl von Testpersonen angewandt werden kann, die sich im Aufnahmebereich der Überwachungskamera befinden, insbesondere wenn es sich dabei um eine Gruppe handelt wie beispielsweise eine Schulklasse oder ein sonstiges Publikum, welches zusammengekommen ist, um einem Vortrag zuzuhören und etwas zu lernen.
-
Wenn der genannte Auswertungscomputer über eine Gesichtserkennungssoftware verfügt, mittels derer die Bilder von Videosequenzen der Raumüberwachungskamera ausgewertet werden, um einzelne Testpersonen zu erkennen, zu individualisieren und deren jeweilige Augenbewegungen mit der für die Bewertung des Stoffwechselzustands erforderlichen Software individuell auszuwerten, kann mit Vorteil bei einer Vielzahl von Personen der jeweilige Stoffwechselzustand ermittelt und in Beziehung zu den insbesondere geistigen Leistungen der jeweiligen Person gesetzt werden. Dabei lassen sich auf einfache Weise und mit Vorteil an einer größeren Gruppe von Probanden gleichzeitig wissenschaftliche Erkenntnisse gewinnen, insbesondere statistische Werte, die den Lernerfolg bei unterschiedlichen Stoffwechselzuständen betreffen.
-
Die Zuverlässigkeit der durch das erfindungsgemäße Verfahren gewonnenen Ergebnisse kann noch verbessert werden, indem die Farbintensität des Urins der genannten Testperson ermittelt und in den Auswertungscomputer eingegeben wird und die Stoffwechselbewertungssoftware aus der ermittelten Intensität der Gelbfärbung des Urins den durch Ketonkörper gelieferten Energieanteil am gesamten Energiestoffwechsel bestimmt. Da sowohl die Geschwindigkeit der Augenbewegung als auch die Intensität der Gelbfärbung des Urins der Testperson auf eine erhöhte Konzentration von Ketonkörpern im Blut hin deuten, können sich die beiden genannten Phänomene gegenseitig bestätigen.
-
In einer einfachen und vorteilhaften Weiterbildung der vorgenannten Ausgestaltung der Erfindung kann die Farbintensität des Urins durch die genannte Testperson mittels Augenschein festgestellt werden, vorzugsweise durch Vergleich mit einer Farbintensitätskarte, die mehrere Felder mit unterschiedlicher Farbintensität aufweist, wobei eine Bezeichnung für die festgestellte Farbintensität per Hand in den Auswertungscomputer eingegeben wird. Die genannte Maßnahme kann noch weiter erleichtert werden, indem die Farbintensitätskarte auf einem Monitor, Display oder Touchscreen des Auswertungscomputers angezeigt wird und die manuelle Eingabe der genannten Testperson durch Anklicken oder Berühren eines Feldes der Farbintensitätskarte erfolgt, dessen Farbintensität der des zu beurteilenden Urins entspricht.
-
Eine alternative und noch komfortablere Maßnahme sieht vor, dass die Farbintensität des Urins durch die Stoffwechselbewertungssoftware des Auswertungscomputers aus einem mittels einer elektronischen Kamera aufgenommenen, digitalisierten Bild des Urins selbsttätig ermittelt wird, wobei vorzugsweise eine Referenzkarte mit einer oder mehreren Farbintensitäten als Teil des genannten Bildes mit aufgenommen wird.
-
In ergänzender Ausgestaltung der Erfindung werden die mittels der Stoffwechselbewertungssoftware erhaltenen Ergebnisse durch zusätzliche Eingaben von Daten über die Nahrungsaufnahme sowie die geistigen und physischen Leistungen der genannten Testperson in den Auswertungscomputer bestätigt oder die Ergebnisse der Stoffwechselbewertungssoftware auf die sich aus den zusätzlichen Daten zu erwartenden Ergebnisse kalibriert.
-
Eine weitere vorteilhafte Ergänzung besteht darin, dass in mobilen Geräten wie Smartphones, Armbanduhren, elektronischen Sensorarmbändern oder am Körper getragenen Geräten mit Hilfe von Körpersensoren aufgenommene und gespeicherte Körperdaten der genannten Testperson, beispielsweise über den zeitlichen Verlauf von Blutdruck, Pulsfrequenz, Hautwiderstand, pH-Werten, Blutzuckerspiegel, Lactosewerten, Schrittfrequenz, zurückgelegten Entfernungen und andere Daten auf den Auswertungscomputer übertragen und von der Stoffwechselbewertungssoftware bei der Ermittlung des Stoffwechselzustandes und/oder bei der Kalibrierung der Stoffwechselbewertungssoftware verwendet werden. Die genannten Daten sind bereits digitalisiert und können daher ohne weitere Umwandlung in den Auswertungscomputer übertragen werden, am einfachsten per Funk, insbesondere per WLAN oder Bluetooth.
-
Insbesondere zur erstmaligen Grundeinstellung der Parameter des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer neuen Testperson ist es von Vorteil weitere Daten von In-Vitro- und In-Vivo-Messungen der Konzentration von Ketonkörpern und/oder der Konzentration von Glukose im Blut der genannten Testperson für die Überprüfung und/oder Kalibrierung der mittels der Stoffwechselbewertungssoftware erhaltenen Ergebnisse zu verwenden.
-
Mit Vorteil kann das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zur Steigerung der geistigen Leistungsfähigkeit einer Testperson verwendet werden, indem die von der Testperson zu absolvierenden Lerneinheiten und/oder Prüfungen während eines Zustandes mit erhöhter Geschwindigkeit und/oder Häufigkeit der Augenbewegungen der Testperson durchgeführt werden.
-
Die Erfindung umfasst auch ein Computerprogramm oder App für ein Smartphone, einen Tablet-Computer, ein Laptop, ein Notebook, einen Desktop-Computer oder einen sonstigen Computer, welches in Verbindung mit den digital zur Verfügung gestellten Bildern einer mittels einer Videokamera aufgenommenen Videosequenz zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche geeignet ist und insbesondere eine Augenerkennungssoftware, eine Aktivitätsermittlungssoftware, eine Stoffwechselbewertungssoftware und optional eine Gesichtserkennungssoftware umfasst.
-
Das genannte Computerprogramm oder App kann mit Vorteil noch verbessert werden. indem es in einem von einer digitalen Kamera aufgenommenen Bild der von der Testperson zu verzehrenden Lebensmittel und Getränke die einzelnen Lebensmittel oder Getränke mittels einer Barcodelesesoftware und/oder einer Bilderkennungssoftware erkennt und aus einer Nährwerttabelle individuelle Nährwerte der so erkannten Lebensmittel oder Getränke ermittelt und diese zusammen mit den Zeitpunkten der Nahrungsaufnahme abspeichert, vorzugsweise in einen elektronischen Kalender. Auf diese bequeme Weise erhält die Testperson mit Vorteil nach und nach eine Datenbank, aus der die Randbedingungen und die Erfolge oder ggf. Misserfolge im Verlauf einer Ernährungsumstellung entnommen und falls erforderlich Gegenmaßnahmen ergriffen werden können.
-
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Computerprogramms oder App ist vorgesehen, dass es digital vorliegende Daten über Körperfunktionen und Leistungen der Testperson mit den Zeitpunkten ihrer Ermittlung abspeichert, vorzugsweise in einem elektronischen Kalender, wobei die genannten Daten insbesondre umfassen:
- - die durchschnittliche Augengeschwindigkeit oder Häufigkeit der Augenbewegungen innerhalb eines gegebenen Zeitintervalls;
- - die Farbintensität des Urins;
- - Daten über die aufgenommene Nahrung mit Nährwerten;
- - die ermittelten geistigen und physischen Leistungen;
- - die mittels mobiler Geräten wie Smartphones, Armbanduhren, elektronischen Sensorarmbändern oder am Körper getragenen, mit Körpersensoren versehenen Geräten aufgenommenen und gespeicherten Körperdaten, beispielsweise über den zeitlichen Verlauf von Blutdruck, Pulsfrequenz, Hautwiderstand, pH-Werten, Blutzuckerspiegel, Lactosewerten, Schrittfrequenz, zurückgelegten Entfernungen;
- - Daten von In-Vitro- und In-Vivo-Messungen der Konzentration von Ketonkörpern und/oder der Konzentration von Glukose im Blut.
-
Durch diese Maßnahmen wird die vorhandene Datenbasis vergrößert und die Datenbank leistungsfähiger.
-
Wenn das erfindungsgemäße Computerprogramm oder App unter Berücksichtigung der gespeicherten Daten Vorschläge zur Regenerierung und/oder Optimierung des Stoffwechsels oder zur Steigerung der geistigen Leistungsfähigkeit einer Testperson aus einer gespeicherten Liste auswählt und ausgibt, kann die Testperson auf einfache und bequeme Weise ihren Stoffwechselzustand regenerieren und optimieren.
-
Das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zur Bewertnung eines Stoffwechselzustandes lässt sich mit Vorteil zur Überwachung des Stoffwechselzustands einer Testperson bei der Durchführung eines Verfahrens zur Stoffwechselregenerierung der Testperson im Rahmen einer Reduktionsdiät verwenden, wobei die Stoffwechselregenerierung gekennzeichnet ist durch die folgenden Verfahrensschritte:
- -die Testperson nimmt 4 Wochen lang täglich 5 g Natriumhydrogencarbonat und 5 g Kaliumhydrogencarbonat ein und gleichzeitig 2 Wochen lang keine flüssigen oder pulverisierten Zucker und keine Mahlzeit mit mehr als 6 Gewichtsprozent Kohlenhydraten; dann 1 Woche keine Mahlzeit mit mehr als 1 Gewichtsprozent Kohlenhydraten (nur Fett, Protein, Wasser);
- -die Testperson nimmt 4 Wochen lang täglich 5 g Natriumhydrogencarbonat und 0,5 g Kaliumhydrogencarbonat ein und isst dabei normale Mahlzeiten, jedoch keine Zwischenmahlzeiten mit Kohlenhydraten;
- -die Testperson nimmt 3 Wochen lang täglich 15 g Natriumhydrogencarbonat und 3,5 g Kaliumhydrogencarbonat sowie Spurenelementen ein, insbesondere Niocin und Biotin; dabei fastet sie bei ausschließlicher Zufuhr von Wasser ohne Dextrose, Glukose oder sonstigen Kohlenhydraten;
- -danach isst die Testperson normale Mahlzeiten, jedoch ohne Zwischenmahlzeiten mit Kohlenhydraten.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend näher erläutert.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erfassung und Bewertung des Stoffwechselzustands einer Testperson wird die Augenbewegungen der Testperson mittels einer digitalen Videokamera aufgenommen und die digitalisierten Bilder ausgewertet. Dabei wird die durchschnittliche Bewegungsgeschwindigkeit der Augen ermittelt und ein Aktivitätsindikator für die Stärke der Aktivität der Augenbewegungen berechnet, der als relativer Wert für eine Konzentration von Ketonkörpern im Blut verwendet wird.
-
Als Videokamera wird mit Vorteil die Kamera eines Smartphones, Tablet-Computers, Laptops, Notebooks oder Desktop-Computers, insbesondere eines PCs verwendet, denn diese stehen normalerweise ohne weiteres zur Verfügung.
-
Eine für die Bewertung des Stoffwechselzustands erforderliche Software, insbesondere eine Augenerkennungssoftware, eine Aktivitätsermittlungssoftware mit einer Geschwindigkeitsermittlungssoftware oder einer Häufigkeitsermittlungssoftware und einer Stoffwechselbewertungssoftware ist auf dem genannten, als Auswertungscomputer dienenden Smartphone, Tablet-Computer, Laptop, Notebook oder Desktop-Computer, insbesondere PC durch Download aus dem Internet installiert.
-
Die Augenerkennungssoftware erkennt in einem digital vorliegenden Einzelbild der Videokamera den Ort einer Pupille eines Auges.
-
Die Aktivitätsermittlungssoftware berücksichtigt bei der Auswertung der Augenbewegungen die Geschwindigkeiten der einzelnen Augenbewegungen und/oder deren Richtungen und/oder deren Häufigkeit innerhalb eines gegebenen Zeitintervalls. Dafür verfügt die Aktivitätsermittlungssoftware über eine Geschwindigkeitsermittlungssoftware, die durch Auswertung der aufgenommenen und digitalisierten Bildsequenzen der Videokamera die Einzelgeschwindigkeiten der jeweiligen Augenbewegungen aus den in den Einzelbildern erkannten Orten der Pupille und dem Zeitablauf zwischen den Aufnahmezeitpunkten der Einzelbilder einer Videosequenz ermittelt und eine durchschnittliche Augengeschwindigkeit berechnet. Anschließend verwendet die Stoffwechselbewertungssoftware die durchschnittliche Augengeschwindigkeit als Aktivitätsindikator und bestimmt daraus den durch Ketonkörper gelieferten Energieanteil am gesamten Energiestoffwechsel.
-
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung verfügt die Aktivitätsermittlungssoftware über eine Häufigkeitsermittlungssoftware, die die einzelnen Augenbewegungen innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls zählt und die so ermittelte Anzahl als Häufigkeit der Augenbewegungen definiert, wobei die Stoffwechselbewertungssoftware die so definierte Häufigkeit der Augenbewegungen als Aktivitätsindikator verwendet und daraus den durch Ketonkörper gelieferten Energieanteil am gesamten Energiestoffwechsel bestimmt.
-
Die Häufigkeitsermittlungssoftware unterscheidet eine Augenbewegung von anderen Augenbewegungen, indem sie immer dann eine neue Augenbewegung zählt, wenn sich die Richtung der Augenbewegungen ändert oder ein Stillstand der Augen festgestellt wird. Bei der Auswertung der Videosequenz analysiert die Häufigkeitsermittlungssoftware die sich aus jeweils zwei aufeinanderfolgenden Bildern ergebende Teilbewegung der Augen, bestimmt deren Richtung und zählt alle in dieselbe Richtung weisenden Teilbewegungen bei der Ermittlung der Häufigkeit zusammen als eine einzige Augenbewegung.
-
Eine ganz andere Anwendungsmöglichkeit der Erfindung besteht darin, als Videokamera eine Raumüberwachungskamera zu verwenden und auf einem mit der Raumüberwachungskamera elektronisch verbundenen Auswertungscomputer die für die Bewertung des Stoffwechselzustands erforderliche Software zu installieren, insbesondere die Augenerkennungssoftware, die Aktivitätsermittlungssoftware mit der Geschwindigkeitsermittlungssoftware oder der Häufigkeitsermittlungssoftware und die Stoffwechselbewertungssoftware. Der genannte Auswertungscomputer verfügt über eine Gesichtserkennungssoftware, mittels derer die Bilder von Videosequenzen der Raumüberwachungskamera ausgewertet werden, um einzelne Testpersonen zu erkennen, zu individualisieren und deren jeweilige Augenbewegungen mit der für die Bewertung des Stoffwechselzustandes erforderlichen Software individuell auszuwerten.
-
Die mittels Auswertung der Augenbewegungen ermittelten Werte können noch verbessert oder überprüft werden, indem man die Farbintensität des Urins der genannten Testperson ermittelt und in den Auswertungscomputer eingibt, denn diese Farbintensität ist mit der Konzentration von Ketonkörpern im Blut korreliert. Daher kann die Stoffwechselbewertungssoftware aus der ermittelten Intensität der Gelbfärbung des Urins den durch Ketonkörper gelieferten Energieanteil am gesamten Energiestoffwechsel bestimmt.
-
Die Farbintensität des Urins wird in einer ersten Variante durch die genannte Testperson selbst mittels Augenschein festgestellt, vorzugsweise durch Vergleich mit einer Farbintensitätskarte, die mehrere Felder mit unterschiedlicher Farbintensität aufweist, wobei eine Bezeichnung für die festgestellte Farbintensität per Hand in den Auswertungscomputer eingegeben wird. Vorzugsweise wird die Farbintensitätskarte auf einem Monitor, Display oder Touchscreen des Auswertungscomputers angezeigt und die manuelle Eingabe der genannten Testperson erfolgt durch Anklicken oder Berühren eines Feldes der Farbintensitätskarte, dessen Farbintensität der des zu beurteilenden Urins entspricht.
-
In einer zweiten Variante kann die Farbintensität des Urins durch die Stoffwechselbewertungssoftware des Auswertungscomputers aus einem mittels einer elektronischen Kamera aufgenommenen, digitalisierten Bild des Urins selbsttätig ermittelt werden, wobei vorzugsweise eine Referenzkarte mit einer oder mehreren Farbintensitäten als Teil des genannten Bildes mit aufgenommen wird
-
Die mittels der Stoffwechselbewertungssoftware erhaltenen Ergebnisse können durch zusätzliche Eingaben von Daten über die Nahrungsaufnahme sowie die geistigen und physischen Leistungen der genannten Testperson in den Auswertungscomputer bestätigt werden oder man verwendet die genannten zusätzlichen Daten, um die Ergebnisse der Stoffwechselbewertungssoftware auf die sich aus den zusätzlichen Daten zu erwartenden Ergebnisse zu kalibrieren.
-
Auch weitere Daten von In-Vitro- und In-Vivo-Messungen der Konzentration von Ketonkörpern und/oder der Konzentration von Glukose im Blut oder die in mobilen Geräten wie Smartphones, Armbanduhren, elektronischen Sensorarmbändern oder am Körper getragenen Geräten mit Hilfe von Körpersensoren aufgenommenen und gespeicherten Körperdaten der genannten Testperson, beispielsweise über den zeitlichen Verlauf von Blutdruck, Pulsfrequenz, Hautwiderstand, pH-Werten, Blutzuckerspiegel, Lactosewerten, Schrittfrequenz, zurückgelegten Entfernungen und andere Daten können auf den Auswertungscomputer übertragen und von der Stoffwechselbewertungssoftware bei der Bewertung des Stoffwechselzustandes und/oder der Kalibrierung der Stoffwechselbewertungssoftware verwendet werden.
-
Das oben beschriebene Verfahren kann auch zur Steigerung der geistigen Leistungsfähigkeit einer Testperson verwendet werden, wenn die von der Testperson zu absolvierenden Lerneinheiten und/oder Prüfungen während eines Stoffwechselzustandes mit erhöhter Konzentration von Ketonkörpern im Blut der Testperson durchgeführt werden.
-
In einer einfachen Ausgestaltung besteht die Erfindung in einem Computerprogramm oder App für ein Smartphone, einen Tablet-Computer, ein Laptop, ein Notebook, einen Desktop-Computer oder einen sonstigen Computer, welches in Verbindung mit den digital zur Verfügung gestellten Bildern einer mittels einer vorzugsweise geräteeigenen Videokamera aufgenommenen Videosequenz zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche geeignet ist und insbesondere eine Augenerkennungssoftware, eine Aktivitätsermittlungssoftware, eine Stoffwechselbewertungssoftware und optional eine Gesichtserkennungssoftware umfasst. In einer vorteilhaften Weiterbildung des Computerprogramm oder der App erkennt es in einem von einer digitalen Kamera aufgenommenen Bild der von der Testperson zu verzehrenden Lebensmittel und Getränke die einzelnen Lebensmittel oder Getränke mittels einer Barcodelesesoftware und/oder einer Bilderkennungssoftware und ermittelt aus einer Nährwerttabelle individuelle Nährwerte der so erkannten Lebensmittel oder Getränke, die es zusammen mit den Zeitpunkten der Nahrungsaufnahme abspeichert, vorzugsweise in einen elektronischen Kalender.
-
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Computerprogramms oder App ist vorgesehen, dass es digital vorliegende Daten über Körperfunktionen und Leistungen der Testperson mit den Zeitpunkten ihrer Ermittlung abspeichert, vorzugsweise in einem elektronischen Kalender.
-
Wenn das erfindungsgemäße Computerprogramm oder App unter Berücksichtigung der gespeicherten Daten Vorschläge zur Regenerierung und/oder Optimierung des Stoffwechsels oder zur Steigerung der geistigen Leistungsfähigkeit einer Testperson aus einer gespeicherten Liste auswählt und ausgibt, kann die Testperson auf einfache und bequeme Weise ihren Stoffwechselzustand regenerieren und optimieren.
-
Eine kommerzielle Ausgestaltung der Erfindung wird als Server-Client System realisiert. Die Clients sind Softwareapplikationen, die auf allen gängigen Betriebssystemen laufen. Die Client Hardware ist entweder ein mobiles Gerät wie ein Tablet, Mobiltelefon, Laptop oder ein Standgerät wie ein NAS, PC oder ein Embedded Controller. Die Client Applikation greift auf die verschiedenen Kommunikations-, Audio- und Videomodule der Client Hardware zu. Somit kann die Client Applikation alle eingehenden Signale empfangen und verarbeiten und die angeschlossenen Komponenten steuern. Die Client Applikation nutzt die angeschlossene Videokamera.
-
Mit der App „My.Metabolic.State“ auf einem Handy oder PC kann der Rechner den Zustand der Augen des Benutzers überwachen. Dies kann im Hintergrund geschehen, während der Benutzer sein Smartphone für andere Zwecke nutzt, beispielsweise in sozialen Netzwerken unterwegs ist, eine Navigationsapp verwendet oder im Internet surft. Zusätzlich können weitere Informationen anderer Geräte, die sich in Reichweite von WLAN oder Bluetooth befinden, beispielsweise die von einem etwa vorhandenen Fitnessarmband aufgenommene Pulsrate, dauerhaft erfasst werden. Wenn der Benutzer auch seine Tätigkeiten und Nahrungsaufnahmen in ein „Tagebuch“ per Barcode oder manuell eingibt, kann die App daraus ein persönliches Profil erstellen, welches dem Benutzer sowohl seinen aktuellen Stoffwechselzustand, insbesondere die Konzentration von Ketonkörpern im Blut darstellt als auch Vorhersagen zu seinem künftigen Stoffwechselzustand macht. Des Weiteren kann die App Vorschläge für die Optimierung des Stoffwechsels unterbreiten.
-
Wenn der Benutzer einverstanden ist, können seine Daten, gegebenenfalls in anonymisierter Form, an einen Auswerter weitergegeben werden, welcher aus den eingegangenen Daten einer repräsentativen Anzahl von Teilnehmern eine Reihe von Erkenntnissen und Richtlinien erarbeiten und den Teilnehmern oder der Allgemeinheit zur Verfügung stellen kann.
-
Ein für die meisten vermutlich interessanter Wert wäre das Stoffwechselalter „Metabolic Age“, welches einen Vergleich mit dem tatsächlichen Lebensalter erlaubt.
-
Vermutlich wäre für viele auch interessant, wie das eigene Verhalten bezüglich Nahrungsaufnahme und körperlicher Aktivität sowohl zeitlich als auch inhaltlich den Stoffwechsel beeinflusst.
-
Schließlich kann die App bei personalisierten Vorschlägen zur Nahrungsaufnahme nicht nur die eigenen, sondern auch statistisch gewonnene Erfahrungswerte berücksichtigen.