DE112011104993T5

DE112011104993T5 - Aktivitätsmesser

Info

Publication number: DE112011104993T5
Application number: DE112011104993T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Ogawa; Naoki Takeishi; Yoshitake Oshima; Yuji Asad
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2011-03-01
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2013-12-19
Also published as: JP2012179231A; WO2012117644A9; US8808146B2; CN103547216B; JP5708037B2; CN103547216A; US20130328695A1; WO2012117644A1

Abstract

Ein Aktivitätsmesser (100) ist versehen mit einer Aktivitätsmengen-Erfassungseinheit (11), die eine Menge körperlicher Aktivität eines Benutzers erfasst, einer Aktivitätsalter-Erfassungseinheit, die ein Aktivitätsalter als Darstellung eines Standardalters einer Person, die die gleiche Aktivitätsmenge wie die in einer Einheitsperiode erfasste Aktivitätsmenge entfaltet, mit Hilfe von Körperinformationen und eines Grundumsatzes des Benutzers erfasst, und einer Ausgabeverarbeitungseinheit (18), die auf das erfasste Aktivitätsalter bezogene Informationen ausgibt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Aktivitätsmesser, der die Menge körperlicher Aktivität eines Benutzers misst, und insbesondere einen Aktivitätsmesser, der die Menge körperlicher Aktivität in ein Aktivitätsalter umwandelt und das Aktivitätsalter ausgibt.
Hintergrund der Technik
Für Aktivitätsmesser zeigen die Patentliteratur 1 ( JP 2006-204446A ) und Patentliteratur 2 ( JP 2001-258870A ) Verfahren zur Messung der Trainingsintensität körperlicher Aktivität oder des Kalorienverbrauchs im Verlauf von körperlicher Aktivität, die einen Beschleunigungssensor nutzen. Mit dem Aktivitätsmesser der Patentliteratur 1 wird eine Standardabweichung Sw der Beschleunigung in einer Festzeitperiode tw anhand des Ausgabesignals des Beschleunigungssensors gemessen, und eine Trainingsintensität wi wird anhand der Standardabweichung Sw mit Hilfe einer vorab formulierten Umwandlungsgleichung berechnet. Ferner wird mit der Vorrichtung der Patentliteratur 2 der Momentimpuls durch Vektorsynthese anhand von dreiachsiger Beschleunigung berechnet, und die Energieabgabe wird anhand des Impulses als Reaktion auf die Trainingsart berechnet. Bestimmt wird die Trainingsart auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen dem durch Vektorsynthese berechneten Impuls und dem Impuls in Tiefen-, Horizontal- und Vertikalrichtung.
In der Patentliteratur 3 ( JP 2010-17525A ) wird berechnet, welchem Altersaktivitätsmuster der Aktivitätszustand des Benutzers entspricht, indem der Energieabgabeverlauf mit Referenzdaten verglichen wird.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2006-204446A
Patentliteratur 2: JP 2001-258870A
Patentliteratur 3: JP 2010-17525A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Obwohl die Aktivitätsmesser der Patentliteratur 1 ( JP 2006-204446A ) und Patentliteratur 2 ( JP 2001-258870A ) die Aktivitätsmenge des Benutzers als Kalorienverbrauch ausgeben, ist unklar, ob die Kalorienverbrauchsmenge hoch oder niedrig im Vergleich mit einer Person gleichen Alters oder zu einer Person eines Alters ist, dem diese Kalorienverbrauchsmenge entspricht.
Obwohl das Altersaktivitätsmuster, dem der Aktivitätszustand des Benutzers entspricht, in der Patentliteratur 3 ( JP 2010-17525A ) berechnet wird, differiert die Kalorienverbrauchsmenge mit dem Alter auch für den gleichen Aktivitätszustand, weshalb es ungeeignet ist, einfach den Kalorienverbrauch mit einer Person gleichen Alters wie in der Patentliteratur 3 (JP 2010-17525A) zu vergleichen.
Somit liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, einen Aktivitätsmesser bereitzustellen, der auf ein zuverlässigeres Aktivitätsalter bezogene Informationen anhand der Menge körperlicher Aktivität eines Benutzers erfasst.
Problemlösung
Ein erfindungsgemäßer Aktivitätsmesser ist versehen mit einer Aktivitätsmengen-Erfassungseinheit, die eine Menge körperlicher Aktivität eines Benutzers erfasst, einer Erfassungseinheit, die ein Aktivitätsalter als Darstellung eines Standardalters einer Person, die die gleiche Aktivitätsmenge wie die in einer Einheitsperiode erfasste Aktivitätsmenge entfaltet, mit Hilfe von Körperinformationen und eines Grundumsatzes des Benutzers erfasst, und eine Ausgabeeinheit, die auf das Aktivitätsalter bezogene Informationen ausgibt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Erfindungsgemäß können auf ein zuverlässigeres Aktivitätsalter bezogene Informationen anhand der Menge körperlicher Aktivität eines Benutzers erfasst werden, indem der eigene Grundumsatz des Benutzers verwendet wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Darstellung des Aussehens und einer Trageweise eines Schrittzählers gemäß einer Ausführungsform.
2 ist eine Darstellung der Hardwarekonfiguration eines einen Schrittzähler aufweisenden Systems gemäß einer Ausführungsform.
3 ist eine Darstellung der Funktionskonfiguration eines Schrittzählers gemäß einer Ausführungsform.
4 ist eine Darstellung eines beispielhaften Speicherinhalts eines Speichers gemäß einer Ausführungsform.
5 ist ein Verarbeitungsablaufplan gemäß einer Ausführungsform.
6 ist eine Darstellung eines Beispiels für eine Umwandlungstabelle gemäß einer Ausführungsform.
7 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Berechnung des Aktivitätsalters gemäß einer Ausführungsform.
8 ist ein weiteres Diagramm zur Veranschaulichung der Berechnung des Aktivitätsalters gemäß einer Ausführungsform.
Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Zu beachten ist, dass gleiche oder entsprechende Abschnitte in den folgenden Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen tragen und ihre wiederholte Beschreibung entfällt.
In dieser Ausführungsform stellt „Aktivitätsalter” ein Standard- (oder mittleres) Alter von Personen dar, die in einer vorbestimmten Periode die Gesamtkalorienmenge verbrauchen, die vom Benutzer verbraucht wird, wenn er in der gleichen Periode aktiv ist. Hier beträgt die vorbestimmte Periode 1 Tag.
Ferner bezeichnet „Realalter” das kalendarische Alter (Alter in der Zählung ab Geburt).
In dieser Ausführungsform wird METs (Medical Evangelism Training & Strategies) als Index verwendet, der die körperliche Aktivitätsintensität angibt. Ein METs ist eine Einheit, die die Intensität körperliche Aktivität in Vielfachen eines Ruhezustands darstellt, wobei ruhiges Sitzen 1 METs entspricht und normales Gehen 3 METs entspricht.
Ferner ist „Exercise (Ex)” eine die Menge körperlicher Aktivität darstellende Einheit und wird durch Multiplizieren der Intensität körperlicher Aktivität (METs) mit der Durchführungszeitperiode (Zeit: Stunde) körperlicher Aktivität erhalten.
In dieser Ausführungsform ist ein Schrittzähler als Aktivitätsmesser veranschaulicht, der Aktivitätsmesser ist aber nicht auf einen Schrittzähler beschränkt. Anders gesagt kann der Aktivitätsmesser jede Vorrichtung mit einer Funktion sein, die die Aktivitätsmenge als Ergebnis körperlicher Aktivität, darunter Training und tägliche Aktivitäten (z. B. Staubsaugen, Tragen, Kochen usw.), messen kann. Obwohl ein Schrittzähler von zwei oder mehr Personen gemeinsam benutzt werden kann, wird hier der einfachen Beschreibung halber angenommen, dass der Schrittzähler von einer Person benutzt wird.
Gemäß (A) von 1 hat ein als Aktivitätsmesser dienender Schrittzähler 100 ein kompaktes Hauptkörpergehäuse, das tragbar ist, und das Hauptkörpergehäuse ist in einen Gehäusehauptkörper 110, einen Deckelkörper 120 und einen Clipkörper 130 unterteilt.
Der Gehäusehauptkörper 110 hat eine Anzeigefläche, auf der ein Display 20 vorgesehen ist, das verschiedene Informationen anzeigen kann, z. B. gezählte Schrittzahl, Aktivitätsintensität und Aktivitätsalter, und eine Bedieneinheit 30 mit verschiedenen Tasten zum Empfangen von Bedienungen durch den Benutzer. Die Bedieneinheit 30 weist eine Taste 31 auf, die der Benutzer bedient, um die Ausgabe des Aktivitätsalters anzufordern.
Das untere Ende des Gehäusehauptkörpers 110 und der Deckelkörper 120 sind um einen Gelenkabschnitt drehbar gekoppelt, und der Schrittzähler 100 wird durch Drehen dieses Gelenkabschnitts geöffnet und geschlossen. Der Clipkörper 130 ist auf einer Gegenfläche des Deckelkörpers 120 zu der Oberfläche vorgesehen, die zur Anzeigefläche des Gehäusehauptkörpers 110 weist. Mit dem Clipkörper 130 kann der Schrittzähler 100 an der Taille, am Bauch o. ä. des Benutzers gemäß (B) von 1 getragen werden.
Anhand von 2 wird eine Hardwarekonfiguration anhand eines den Schrittzähler 100 aufweisenden Systems beschrieben. Der Schrittzähler 100 verfügt als beispielhafte Hardwarekonfiguration über eine CPU (Zentraleinheit) 10 zur Durchführung der Gesamtsteuerung, das Display 20, die Bedieneinheit 30, eine Beschleunigungssensoreinheit 40 mit einem Beschleunigungssensor und einer MPU (Mikroprozessoreinheit), einen Speicher 50 zum Speichern von Programmen, die durch die CPU 10 abgearbeitet werden, Daten u. ä., eine Kommunikations-I/F (Abkürzung von „Schnittstelle”) 60 zur drahtlosen oder drahtgebundenen Kommunikation mit einer externen Vorrichtung, eine Stromquelle 70, z. B. eine Batterie, eine Audioausgabeeinheit 80 zur Audioausgabe und einen Zeitgeber 90, der die (Uhr-)Zeit misst und Zeitdaten ausgibt.
Der Schrittzähler 100 führt die drahtlose oder drahtgebundene Kommunikation mit externen Vorrichtungen 200 und 300 über die Kommunikation-I/F 60 durch. Die Vorrichtung 200 entspricht beispielsweise einem mobilen Endgerät (PDA (persönlicher digitaler Assistent), Mobiltelefon usw.) oder einem eigenständigen Computer, und die Vorrichtung 300 hat eine Funktion zur Messung des Gewichts und der Körperzusammensetzung des Benutzers.
Die Vorrichtung 200 verfügt über eine CPU 201, einen Speicher 202, eine Ausgabeeinheit 203, eine Eingabeeinheit 204, eine Kommunikations-I/F 205 und ein Vorrichtungslaufwerk 207 zum Zugriff auf Daten auf einer CD-ROM (Compact-Disk-Lesespeicher) 206. Das Vorrichtungslaufwerk 207 hat die CD-ROM 206 entfernbar eingelegt und liest Daten (darunter Programme) von der eingelegten CD-ROM 206 aus oder schreibt Daten auf die eingelegte CD-ROM 206.
Die Vorrichtung 300 verfügt über eine Gewichts-/Körperzusammensetzungs-Messeinheit 301, die Größe, Gewicht, Körperfett u. ä. des Benutzers misst, eine Kommunikation-I/F 302 zum Senden gemessener Informationen aus der Vorrichtung nach außen und einen Zeitgeber 303. Gemessene Gewichts- und Körperzusammensetzungsinformationen werden zum Schrittzähler 100 über die Kommunikation-I/Fs 302 und 60 als Gewichtsdaten und Körperzusammensetzungsdaten gesendet, denen jeweils Zeitdaten als Angabe der durch den Zeitgeber 303 gemessenen Messzeit zugefügt sind. Der Zeitgeber 303 und der Zeitgeber 90 sind so eingestellt, dass sie synchronisierte Taktungsoperationen durchführen.
In 3 ist die Konfiguration von Funktionen gezeigt, die unter der Steuerung der CPU 10 ablaufen. Zu den Funktionen zählen eine Aktivitätsmengen-Erfassungseinheit 11 zum Erfassen der Menge körperlicher Aktivität des Benutzers, eine Kalorienverbrauch-Berechnungseinheit 12 zum Berechnen des Gesamtkalorienverbrauchs in der vorbestimmten Periode auf der Grundlage der erfassten Aktivitätsmenge, eine Aktivitätsalter-Erfassungseinheit 13 zum Berechnen des Aktivitätsalters anhand des berechneten Kalorienverbrauchs in der vorbestimmten Periode und eine Ausgabeverarbeitungseinheit 18 zum Ausgeben verschiedener Informationen, darunter des Aktivitätsalters u. ä., aus der Vorrichtung nach außen. Diese Einheiten entsprechen einem Programm oder einer Kombination aus einem Programm und einem Schaltungsmodul.
Berechnung des Kalorienverbrauchs auf der Grundlage der Aktivitätsmenge
Die Aktivitätsmengen-Erfassungseinheit 11 empfängt die Eingabe der Aktivitätsintensität vom Beschleunigungssensor 40 und die Eingabe der Zeitdaten vom Zeitgeber 90. Aktivitätsintensitätsdaten Mi (später diskutiert) werden erfasst, die durch Zuordnen der Aktivitätsintensität von der Beschleunigungssensoreinheit 40 und der Zeitdaten vom Zeitgeber 90 erhalten werden, und die erfassten Aktivitätsintensitätsdaten Mi werden im Speicher 50 gespeichert. Die Zeitdaten in Zuordnung zur Aktivitätsintensität geben das Durchführungsdatum und die Durchführungszeit des Trainings an, für das die Aktivitätsintensität gemessen wurde.
Die Beschleunigungssensoreinheit 40 misst die Schrittzahl ähnlich wie bei der Messung der Schrittzahl durch einen generischen Schrittzähler. Der Beschleunigungssensor detektiert die auf den Schrittzähler 100 wirkende Beschleunigung. Die detektierte Beschleunigung wird als Spannungssignal abgeleitet. Die MPU verarbeitet das Ausgabesignal vom Beschleunigungssensor. Beispielsweise führt die MPU die Verarbeitung durch, um bei Detektion einer Beschleunigung, die gleich oder größer als ein Schwellwert ist, diese auf der Grundlage des nacheinander vom Beschleunigungssensor ausgegebenen Signals als einen Schritt zu zählen.
Der durch die MPU der Beschleunigungssensoreinheit 40 durchgeführte Messbetrieb beinhaltet die Berechnung der Aktivitätsintensität (Einheit: METs) pro Einheitsperiode mit Hilfe von auf der Grundlage der Beschleunigungssignaleingabe vom Beschleunigungssensor gemessenen Beschleunigungsdaten mit vorab als Einheitsperiode festgelegten vorbestimmten Zeitintervallen (z. B. 20-Sekunden-Intervallen usw.). Als spezifisches Berechnungsverfahren kann die Aktivitätsintensität mit Hilfe einer bekannten Technik berechnet werden, z. B. der vom Anmelder in der JP 2009-28312A offenbarten Technik.
Die Aktivitätsintensität ist ein Index als Darstellung der Intensität körperlicher Aktivität, die von der Schrittfrequenz (Schrittzahl pro Einheitsperiode) und der Größe des Benutzers abhängt, die vorab eingegeben wird. Beispielsweise entspricht ein Ruhezustand 1 METs, normales Gehen (4 km/h) entspricht 3 METs, Staubsaugen entspricht 3,5 METs, und Jogging entspricht 7 METs (aus dem Leitfaden für Sport und körperliche Aktivität zur Gesundheitsförderung „Trainingsleitfaden 2006” (Ministerium für Gesundheit, Arbeit und Soziales)).
Die Kalorienverbrauch-Berechnungseinheit 12 berechnet den Kalorienverbrauch des trainierenden Benutzers nach folgender Gleichung: Kalorienverbrauch (kcal) = Aktivitätsintensität (METs) × Gewicht (kg) × Aktivitätsdauer (Stunde) × 1,05 (aus dem Leitfaden für Sport und körperliche Aktivität zur Gesundheitsförderung „Trainingsleitfaden 2006”, Ministerium für Gesundheit, Arbeit und Soziales). Die Aktivitätsintensität und Aktivitätsdauer können anhand der Aktivitätsintensitätsdaten Mi erfasst werden, und das Gewicht kann anhand der später diskutierten Körperbaudaten 57 erfasst werden.
Die Umwandlungsgleichung, die von der Aktivitätsalter-Erfassungseinheit 13 verwendet wird, weist Parameter (Variablen) und Koeffizienten auf. Die Parameter weisen den Grundumsatz des Benutzers auf. Die Aktivitätsalter-Erfassungseinheit 13 weist eine Koeffizientenvariiereinheit 14 zum variablen Bestimmen von Koeffizienten auf. Die Koeffizientenvariiereinheit 14 weist eine verhältnisbasierte Variiereinheit 15, eine tragezeitbasierte Variiereinheit 16 und eine zielbasierte Variiereinheit 17 auf. Die verhältnisbasierte Variiereinheit 15 bestimmt Koeffizienten so variabel, dass das Verhältnis zwischen der Schwankungsmenge des Kalorienverbrauchs und der Schwankungsmenge des Aktivitätsalters in der Berechnung als Reaktion auf die Schwankungsmenge des Kalorienverbrauchs ein Wert in einem vorbestimmten Bereich ist. Die tragezeitbasierte Variiereinheit 16 bestimmt Koeffizienten variabel in Übereinstimmung mit der Zeitdauer, in der der Schrittzähler 100 getragen wird. Die zielbasierte Variiereinheit 17 bestimmt Koeffizienten variabel mit Hilfe einer Zielaktivitätsmenge für die vorbestimmte Periode.
In 4 ist der Speicherinhalt des Speichers 50 veranschaulicht. Gemäß 4 verfügt der Speicher 50 über einen Bereich E1, in dem die Aktivitätsintensitätsdaten Mi (i = 1, 2, 3, ...n) gespeichert sind, einen Bereich E2, in dem eine Koeffizientendatengruppe 51 gespeichert ist, die aus unterschiedlichen Koeffizientenarten besteht, die in der Umwandlungsgleichung zum Umwandeln des Gesamtkalorienverbrauchs in ein Aktivitätsalter verwendet werden, und einen Bereich E3. Angenommen wird, dass die Koeffizienten in der Koeffizientendatengruppe 51 durch Prüfung vorab berechnet und gespeichert wurden.
Die Aktivitätsintensitätsdaten Mi weisen die gemessene Aktivitätsintensität und eine Messzeitperiode auf, die die Zeitperiode angibt, in der die Aktivität durchgeführt wurde. Die Werte der Koeffizienten in der Koeffizientendatengruppe 51 können durch Benutzerbedienung über die Bedieneinheit 30 variabel eingestellt werden.
Im Bereich E3 sind der berechnete Kalorienverbrauch 52 des Benutzers, ein berechneter Grundumsatz 53 und ein berechnetes Aktivitätsalter 54 gespeichert, und ferner sind darin eine Umwandlungstabellengruppe 55, auf die Bezug genommen wird, um den berechneten Kalorienverbrauch in ein Aktivitätsalter umzuwandeln, Realaltersdaten 56 des Benutzers, Körperbaudaten 57 mit Gewicht, Größe u. ä. des Benutzers und Geschlechtsdaten 59 als Angabe des Geschlechts des Benutzers gespeichert. Hierbei repräsentieren das Realalter 56, die Körperbaudaten 57 und die Geschlechtsdaten 58 Körperinformationen, die sich auf den Körper des Benutzers beziehen.
In 5 ist ein Verarbeitungsablaufplan gemäß dieser Ausführungsform gezeigt. Realisiert wird die Verarbeitung gemäß diesem Verarbeitungsablaufplan, indem die CPU 10 ein vorbestimmtes Programm aus dem Speicher 50 ausliest und die Befehle des ausgelesenen Programms abarbeitet. Die Berechnung des Aktivitätsalters des Benutzers wird gemäß dem Ablaufplan von 5 beschrieben. Zu beachten ist, dass angenommen wird, dass eine ausreichende Anzahl von Sätzen von Aktivitätsintensitätsdaten Mi im Bereich E1 des Speichers 50 gespeichert ist.
Bedient der Benutzer die Taste 31 der Bedieneinheit 30, empfängt die CPU 10 die Bedienung. Insbesondere beginnt die CPU 10 die Verarbeitung von 5 auf der Grundlage des Bediensignals, das von der Bedieneinheit 30 als Ergebnis der Betätigung der Taste 31 ausgegeben wird. Hat die Verarbeitung begonnen, erfasst die Aktivitätsmengen-Erfassungseinheit 11 die Aktivitätsmenge für die vorbestimmte Periode auf der Grundlage der Aktivitätsintensitätsdaten Mi, die aus dem Bereich E1 des Speichers 50 ausgelesen werden (Schritt S1). Anschließend berechnet die Kalorienverbrauch-Berechnungseinheit 12 den Gesamtkalorienverbrauch des Benutzers für die vorbestimmte Periode auf der Grundlage der erfassten Aktivitätsmenge (Schritt S3), und die CPU 10 berechnet den Grundumsatz des Benutzers für die vorbestimmte Periode (Schritt S5).
Die Aktivitätsalter-Erfassungseinheit 13 berechnet das Aktivitätsalter nach einer vorbestimmten Umwandlungsgleichung mit Hilfe des berechneten Gesamtkalorienverbrauchs und Grundumsatzes sowie von Koeffizienten der Koeffizientendatengruppe 51 (Schritt S7). Das berechnete Aktivitätsalter wird im Speicher 50 gespeichert und zugleich auch zur Ausgabeverarbeitungseinheit 18 geführt. Die Ausgabeverarbeitungseinheit 17 zeigt auf das zugeführte Aktivitätsalter bezogene Informationen auf dem Display 20 an oder gibt die Informationen über die Audioausgabeeinheit 80 aus (Schritt S9). Damit ist die Verarbeitung beendet.
Eine beispielhafte Anzeige ist in (A) von 1 gezeigt. In (A) von 1 wird der berechnete Kalorienverbrauch für 1 Tag zusammen mit dem berechneten Aktivitätsalter angezeigt. Der Benutzer kann beurteilen, dass die Menge von Aktivität (Training) geeignet ist, wenn das angezeigte Aktivitätsalter das Realalter angibt oder dem Realalter nahekommt, und er kann beurteilen, dass die Menge von Aktivität (Training) nicht ausreicht, wenn das angezeigte Aktivitätsalter das Realalter stark übersteigt. Somit weiß der Benutzer, ob die Kalorienverbrauchsmenge hoch oder niedrig im Vergleich mit einer Person gleichen Alters und zu einer Person eines Alters ist, dem seine Kalorienverbrauchsmenge entspricht, und er kann motiviert werden, mit der geeigneten Menge von Aktivität (Training) fortzufahren.
Die auf das Aktivitätsalter bezogenen Informationen, die ausgegeben werden, sind nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann ein Wert (+5 Jahre usw.), der durch Subtrahieren des Aktivitätsalters vom Realalter erhalten wird, oder Informationen ausgegeben werden, die die Altersgruppe (Zwanziger usw.) angeben, zu der das Aktivitätsalter gehört.
Grundlegendes Verfahren zur Berechnung des Aktivitätsalters
Bei der Berechnung des Aktivitätsalters (Schritt S7) wird das Aktivitätsalter nach dem im Folgenden dargestellten grundlegenden Verfahrensablauf berechnet. Zunächst wird die Ableitung der Berechnungsgleichung beschrieben, die die Grundlage für die Berechnung des Aktivitätsalters bildet.
Bekanntlich kann der theoretische Grundumsatz des Benutzers für 1 Tag durch Gleichung (1) berechnet werden. Vorgeschlagen wird Gleichung (1) in Ganpule AA, et al., Interindividual variability in sleeping metabolic rate in Japanese subjects, European Journal of Clinical Nutrition (2007), Seiten 1–6. Theoretischer Grundumsatz = (0,0481 × W + 0,0234 × H – 0,0138 × R – 0,5473 × F + 0,1238) × 239 (1), wobei W Gewicht, H Größe, R Realalter und F Geschlecht bezeichnet. Das Gewicht W wird in Kilogramm (kg) angegeben, und die Größe H wird in Zentimetern (cm) angegeben. F ist 1, wenn das Geschlecht männlich ist, und 2, wenn das Geschlecht weiblich ist. Aus Gleichung (1) folgend kann das Realalter R durch Gleichung (2) dargestellt werden.
Obwohl hier der Grundumsatz nach einer arithmetischen Gleichung berechnet wird, ist die arithmetische Gleichung nicht auf Gleichung (1) beschränkt und kann eine andere arithmetische Gleichung sein. Außerdem sind die Art und der Wert der in der Berechnungsgleichung verwendeten Parameter nicht auf die gemäß Gleichung (1) beschränkt, und es kann eine Konfiguration zum Einsatz kommen, in der beispielsweise der Grundumsatz anhand von biologischen Informationen berechnet wird und die Art und der Wert der Parameter anhand des berechneten Grundumsatzes empirisch bestimmt werden. R = (theoretischer Grundumsatz/239 – 0,1238 – 0,0481 × W – 0,0234 × H + 0,5473 × F)/(–0,0138) (2).
Hierbei ist bekannt, dass der PAL-Faktor bzw. körperliche Aktivitätspegel (physical activity level) PAL für 1 Tag anhand des Gesamtkalorienverbrauchs (Einheit: kcal) für 1 Tag/Grundumsatz (Einheit: kcal) für 1 Tag berechnet werden kann und dass der körperliche Aktivitätspegel PAL 1,6 bis 1,9 für eine „normale” Aktivitätsmenge beträgt. Hier kommt der Zwischenwert 1,75 als repräsentativer Wert zum Einsatz. Da somit eine Beziehungsgleichung: Gesamtkalorienverbrauch [kcal/Tag] bei Standardpegel = theoretischer Grundumsatz [kcal/Tag] × 1,75 erfüllt ist, lässt sich relativer Grundumsatz = tatsächlicher Gesamtkalorienverbrauch/1,75 (Gl. (3)) aus dieser Beziehungsgleichung ableiten, um das Aktivitätsalter des Benutzers abzuleiten. „Tatsächlicher Gesamtkalorienverbrauch” bezeichnet den im Schritt S3 berechneten Gesamtkalorienverbrauch. Im Rahmen der Erfindung wurde festgestellt, dass aus den Gleichungen (1) bis (3) Gleichung (4) abgeleitet werden kann, die die Grundlage für die Berechnung des Aktivitätsalters bildet. Aktivitätsalter [Alter] = {(tatsächlicher Gesamtkalorienverbrauch {kcal/Tag]/1,75)1239 – 0,1238 – 0,0481 × W – 0,0234 × H + 0,5473 × F}/(–0,0138) (4).
Die Aktivitätsalter-Erfassungseinheit 13 berechnet das Aktivitätsalter des Benutzers durch Einsetzen der Werte des im Schritt S3 berechneten Gesamtkalorienverbrauchs für 1 Tag, der Körperbaudaten 57 und der Geschlechtsdaten 58 in Gleichung (4) und Durchführen einer arithmetischen Operation nach Gleichung (4).
Statt einer arithmetischen Operation nach Gleichung (4) kann das Aktivitätsalter erfasst werden, indem es aus einer Tabelle ausgelesen wird. Anders gesagt erfasst die Aktivitätsalter-Erfassungseinheit 13 das Aktivitätsalter durch Durchsuchen einer Tabelle in der Umwandlungstabellengruppe 55 anstelle einer arithmetischen Operation, die die o. g. Gleichung (4) verwendet.
Hierbei gehört eine Umwandlungstabelle zur Umwandlungstabellengruppe 55 für jeden Satz aus tatsächlichem Alter R, Größe H, Gewicht W und Geschlecht F. In der jedem Satz entsprechenden Umwandlungstabelle ist ein Aktivitätsalter in Zuordnung zu einem Wert des Grundumsatzes gespeichert, der nach Gleichung (3) berechnet wird.
In 6 ist eine beispielhafte Umwandlungstabelle gezeigt. In 6 ist eine Umwandlungstabelle in dem Fall, in dem Größe, Gewicht und Geschlecht des Benutzers 170 cm, 60 kg bzw. männlich entsprechen, als Linearfunktionsdiagramm dargestellt, in dem das Aktivitätsalter auf der waagerechten Achse angegeben ist und der durch Gleichung (3) berechnete Grundumsatz auf der senkrechten Achse gezeigt ist. Die Aktivitätsalter-Erfassungseinheit 13 durchsucht die Umwandlungstabellengruppe 55 auf der Grundlage der Körperbaudaten 57 und der Geschlechtsdaten 58 im Speicher 50 und liest eine entsprechende Umwandlungstabelle aus (6). Außerdem berechnet die Aktivitätsalter-Erfassungseinheit 13 den Grundumsatz anhand des durch die Kalorienverbrauch-Berechnungseinheit 12 auf der Grundlage von Gleichung (3) berechneten Gesamtkalorienverbrauchs.
Beträgt beispielsweise der Gesamtkalorienverbrauch 2485 kcal, wird der Grundumsatz durch Gleichung (3) mit 1420 kcal berechnet. Indem sie die Umwandlungstabelle von 6 auf der Grundlage des Grundumsatzes (1420 kcal) durchsucht, kann die Aktivitätsalter-Erfassungseinheit 13 das Alter von 37 Jahren als Aktivitätsalter des Benutzers erfassen. Beträgt hierbei das Realalter des Benutzers 50 Jahre, weiß der Benutzer, dass sein Aktivitätsalter 13 Jahre jünger als sein Realalter ist.
Zu beachten ist, dass die Umwandlungstabelle in 6 auf der Grundlage von Ganpule AA, et al., Interindividual variability in sleeping metabolic rate in Japanese subjects, European Journal of Clinical Nutrition (2007), Seiten 1–6 berechnet wurde.
Verfahren zur Berechnung des Aktivitätsalters auf der Grundlage von Neigungskorrektur
Ein genaueres Aktivitätsalter kann durch Modifizieren der o. g. Gleichung (4), die die Grundlage für die Berechnung des Aktivitätsalters bildet, auf der Grundlage von altersabhängigen Differenzen des Grundumsatzes berechnet werden.
Gemäß der Beziehung zwischen Alter und Kalorienverbrauch durch Aktivität nach Gleichung (4) steigt anders gesagt der Schwankungsbereich des Aktivitätsalters relativ zur Schwankungsmenge des täglichen Gesamtkalorienverbrauchs. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der körperliche Aktivitätspegel PAL = 1,75 unabhängig vom Alter in Gleichung (4) gleichmäßig angewendet wird.
Angesichts dessen wurde im Rahmen der Erfindung festgestellt, dass zur Berechnung des Aktivitätsalters der PAL-Wert, d. h. die Koeffizienten der arithmetischen Operation, so variabel bestimmt werden können, dass das Verhältnis zwischen der Schwankungsmenge des Grundumsatzes und der Schwankungsmenge des Aktivitätsalters in der Berechnung als Reaktion auf die Schwankungsmenge des Grundumsatzes ein Wert in einem vorbestimmten Bereich ist.
Im Rahmen der Erfindung wurde festgestellt, dass zum Erfassen eines genauen Aktivitätsalters der körperliche Aktivitätspegel PAL = 1,75x so verwendet werden kann, dass der Wert in einem „normalen” Bereich für den körperlichen Aktivitätspegel schwankt (PAL = 1,60 bis 1,90) oder dass anders gesagt Gleichung (4) z. B. wie in Gleichung (5) mit Hilfe von Koeffizienten k1 und k2 modifiziert werden kann. In Gleichung (4) betragen beispielsweise k1 = 1,9 und k2 = 43. Aktivitätsalter = {(Gesamtkalorienverbrauch/1,75)/239 – 0,1238 – 0,0481 × W – 0,0234 × H + 0,5473 × F}/(–0,0138 × k1) + k2 (5).
Die verhältnisbasierte Variiereinheit 15 bestimmt die Korrekturkoeffizienten k1 und k2. Da hierbei die Koeffizienten k1 und k2 in der Koeffizientendatengruppe 51 für jeden Satz aus Gewicht W, Größe H und Geschlecht F gespeichert sind, kann die verhältnisbasierte Variiereinheit 15 die entsprechenden Korrekturkoeffizienten k1 und k2 auslesen, indem sie die Koeffizientendatengruppe 51 auf der Grundlage des Gewichts und der Größe in den Körperbaudaten 57 und der Geschlechtsdaten 58 des Benutzers durchsucht, die aus dem Speicher 50 ausgelesen werden.
Die Aktivitätsalter-Erfassungseinheit 13 berechnet das Aktivitätsalter nach Gleichung (5), die den körperlichen Aktivitätspegel PAL = 1,75x verwendet. Das berechnete Aktivitätsalter schwankt infolge von Schwankung des Gesamtkalorienverbrauchs nicht stark. Anhand des Diagramms von 7 wird dies beschrieben.
Im Diagramm von 7 ist der Gesamtkalorienverbrauch für 1 Tag auf der senkrechten Achse dargestellt, und das Aktivitätsalter ist auf der waagerechten Achse gezeigt. Die Gerade (fette durchgezogene Linie in 7) von PAL 1,75x im Diagramm repräsentiert Gleichung (5) in dem Fall, in dem Größe, Gewicht und Geschlecht des Benutzers 170 cm, 60 kg bzw. männlich entsprechen, und die Gerade (dünne durchgezogene Linie in 7) von PAL 1,75 repräsentiert Gleichung (4). Die verhältnisbasierte Variiereinheit 15 stellt die Koeffizienten k1 und k2 so variabel ein, dass die Neigung der Geraden von PAL 1,75x in einen Bereich von der Geraden von PAL 1,6 bis zur Geraden von PAL 1,9 in dem Fall fällt, in dem die Werte der Gleichung, die durch die Gerade von PAL 1,75x dargestellt ist, gleich sind.
Gemäß 7 gibt die Neigung der Geraden von PAL 1,75 –5,8 kcal/Alter an, wogegen die Neigung der Geraden von PAL 1,75x –10,4 kcal/Alter angibt, und die Schwankungsmenge des Aktivitätsalters relativ zur Schwankungsmenge des Gesamtkalorienverbrauchs kann auf einen niedrigen Wert unterdrückt werden, der aus der Geraden von PAL 1,75x folgt. Somit kann ein zuverlässiges Aktivitätsalter mit Hilfe von Gleichung (5) unabhängig von der Schwankung des Gesamtkalorienverbrauchs berechnet werden.
Die Aktivitätsalter-Erfassungseinheit 13 kann das Aktivitätsalter durch Durchsuchen einer Tabelle in der Umwandlungstabellengruppe 55 statt einer arithmetischen Operation erfassen, die die o. g. Gleichung (5) verwendet.
Hierbei weist die Umwandlungstabellengruppe 55 eine Umwandlungstabelle für jeden Satz aus Größe H, Gewicht W und Geschlecht F auf. In der jedem Satz entsprechenden Umwandlungstabelle ist ein Aktivitätsalter in Zuordnung zu einem Wert des Gesamtkalorienverbrauchs gespeichert, der durch die Kalorienverbrauch-Berechnungseinheit 12 berechnet wird. Beispielsweise ist in 7 eine Umwandlungstabelle in dem Fall, in dem Realalter, Größe, Gewicht und Geschlecht des Benutzers 50 Jahre, 170 cm, 60 kg bzw. männlich entsprechen, als Werte der durch PAL 1,75x angegebenen Linearfunktionsgleichung (5) dargestellt, in der das Aktivitätsalter auf der waagerechten Achse angegeben ist und der Gesamtkalorienverbrauch auf der senkrechten Achse gezeigt ist.
Abgleich durch Realalter
Das Realalter des Benutzers wird mit Ausnahme der Korrekturkoeffizienten in den Termen der o. g. Gleichungen (4) und (5) nicht berücksichtigt. Damit ist unabhängig vom Realalter das Aktivitätsalter gleich, wenn der Grundumsatz gleich ist (d. h. wenn der Kalorienverbrauch gleich ist), was in der Tendenz zu einem Aktivitätsalter führt, das dem Realalter nicht nahekommt.
Um angesichts dessen ein genaueres Aktivitätsalter zu erfassen, berechnet die Aktivitätsalter-Erfassungseinheit 13 das Aktivitätsalter nach einer Gleichung, die ermöglicht, dass das Aktivitätsalter in Abhängigkeit vom Gesamtkalorienverbrauch auf der Grundlage des Realalters des Benutzers schwankt. Nachstehend ist eine Umwandlungsgleichung zur Berechnung des Aktivitätsalters anhand des Gesamtkalorienverbrauchs veranschaulicht.
Ein Aktivitätsalter A wird nach Gleichung (6) berechnet, und Gleichung (4) wird angewendet, wenn beispielsweise ein Wert (Aktivitätsalter A – Realalter) zwischen –10 und 9 einschließlich beider Werte liegt, Gleichung (7) wird angewendet, wenn dieser Wert gleich oder größer als 10 ist, und Gleichung (8) wird angewendet, wenn der Wert kleiner als –10 ist. Aktivitätsalter A = Realalter + k3 × {Gesamtkalorienverbrauch – (1,75 × Grundumsatz)} (6). Aktivitätsalter = Realalter + (Aktivitätsalter A – Realalter – 10)/k4 (7). Aktivitätsalter = Realalter + (Aktivitätsalter A – Realalter + 10)/k4 (8).
Zu beachten ist, dass die Koeffizienten k3 und k4 in den Gleichungen Werte sind, die aus der Koeffizientendatengruppe 51 ausgelesen werden und beispielsweise k3 = –0,087 und k4 = 2 betragen. Da hierbei die Koeffizienten k3 und k4 in der Koeffizientendatengruppe 51 für jeden Satz aus Realalter R, Gewicht W, Größe H und Geschlecht F gespeichert sind, kann die Koeffizientenvariiereinheit 14 die entsprechenden Korrekturkoeffizienten k3 und k4 auslesen, indem sie die Koeffizientendatengruppe 51 auf der Grundlage des Realalters, des Gewichts, der Größe und des Geschlechts des Benutzers durchsucht, die aus dem Speicher 50 ausgelesen werden.
Die Gleichungen (4), (7) und (8) werden anhand des Diagramms von 8 beschrieben. Im Diagramm von 8 ist der Kalorienverbrauch für 1 Tag auf der senkrechten Achse gezeigt, und das Aktivitätsalter ist auf der waagerechten Achse dargestellt. Die Gerade von PAL 1,75 (durchgezogene Linie in 8) im Diagramm repräsentiert Gleichung (4) in dem Fall, in dem Realalter, Größe, Gewicht, Grundumsatz und Geschlecht des Benutzers 50 Jahre, 170 cm, 60 kg, 1374 kcal bzw. männlich entsprechen. Gleichung (4) wird in einem Altersbereich angewendet, der dem Realalter von 50 Jahren vergleichsweise nahekommt, wie beispielsweise einem Bereich von ±10 Jahren, und Gleichung (7) oder (8) mit einer größeren Neigung als die Neigung von Gleichung (4) wird außerhalb dieses Bereichs angewendet.
Da das Aktivitätsalter schwankt, während es der Schwankung des Gesamtkalorienverbrauchs in einem auf dem Realalter zentrierten Altersbereich linear folgt, kommt somit das berechnete Aktivitätsalter in der Tendenz dem Realalter vergleichsweise nahe, und es kann ein Index erhalten werden, den der Benutzer leicht als Ziel verwenden kann.
Die Aktivitätsalter-Erfassungseinheit 13 kann das Aktivitätsalter durch Durchsuchen einer Tabelle in der Umwandlungstabellengruppe 55 statt einer arithmetischen Operation erfassen, die die o. g. Gleichungen (4), (7) und (8) verwendet.
Hierbei weist die Umwandlungstabellengruppe 55 eine Umwandlungstabelle für jeden Satz aus Realalter R, Größe H, Gewicht W, Grundumsatz und Geschlecht F auf. In der jedem Satz entsprechenden Umwandlungstabelle ist ein Aktivitätsalter in Zuordnung zu einem Wert des Gesamtkalorienverbrauchs gespeichert, der durch die Kalorienverbrauch-Berechnungseinheit 12 berechnet wird. Beispielsweise ist in 8 eine Umwandlungstabelle in dem Fall, in dem Realalter, Größe, Gewicht, Grundumsatz und Geschlecht des Benutzers 50 Jahre, 170 cm, 60 kg, 1374 kcal bzw. männlich entsprechen, als Werte der Gleichungen (4), (7) und (8) dargestellt, in der das Aktivitätsalter auf der waagerechten Achse angegeben ist und der Gesamtkalorienverbrauch auf der senkrechten Achse gezeigt ist.
Korrektur auf der Grundlage der Tragezeit
In dieser Ausführungsform wird der Gesamtkalorienverbrauch für 1 Tag verwendet, um die Aktivitätsmenge zu berechnen, aber um den Kalorienverbrauch für 1 Tag genau zu berechnen, muss der Schrittzähler 100 24 Stunden lang getragen werden. In der Praxis tragen aber viele Benutzer den Schrittzähler 100, wenn sie hinausgehen oder während sie trainieren, nicht aber zu anderen Zeiten, und im Fall eines solchen Benutzers lässt sich kein genaues Aktivitätsalter berechnen, auch wenn die o. g. Umwandlungsgleichungen angewendet werden, da der körperliche Aktivitätspegel PAL unter „normal” (PAL = 1,6 bis 1,9) fällt. Beispielsweise ist das Aktivitätsalter in der Tendenz auch an Tagen hoch, an denen der Benutzer etwas trainiert hat, wodurch er unzufriedener wird.
Angesichts dessen ändert die tragezeitbasierte Variiereinheit 16 den auf eine Umwandlungsgleichung zur Berechnung eines tragezeitbasierten Aktivitätsalters angewendeten PAL-Wert variabel in Übereinstimmung mit der Tragezeitdauer.
Die tragezeitbasierte Variiereinheit 16 berechnet die Zeitperiode, in der ein Beschleunigungssignal detektiert wird, das gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, als Zeitdauer, in der der Schrittzähler 100 getragen wird. Die Einheitstragezeit ist die Zeit (h: Stunde). Der anzuwendende PAL-Wert wird nach Gleichung (9) berechnet: PAL = 1,75 – k5 × (24 [h] – Tragezeit [h]) (9).
Der Koeffizient k5 wird aus der Koeffizientendatengruppe 51 ausgelesen. Da hierbei der Koeffizient k5 in der Koeffizientendatengruppe 51 für jeden Satz aus Gewicht W, Größe H und Geschlecht F gespeichert ist, kann die tragezeitbasierte Variiereinheit 16 den entsprechenden Korrekturkoeffizient k5 auslesen, indem sie die Koeffizientendatengruppe 51 auf der Grundlage des Gewichts, der Größe und des Geschlechts des Benutzers durchsucht, die aus dem Speicher 50 ausgelesen werden.
Durch Berechnen des Aktivitätsalters nach den o. g. Gleichungen (4), (5) und (6) kann nach Austauschen des PAL-Werts in diesen Gleichungen gegen einen Wert, der auf der Grundlage der Tragezeitdauer des Schrittzählers 100 nach Gleichung (9) korrigiert wurde, ein Aktivitätsalter berechnet werden, das jenem vergleichsweise nahekommt, wenn der Schrittzähler 100 den ganzen Tag getragen wird, auch wenn die Tragezeitdauer unter 1 Tag liegt, und der Benutzer kann motiviert werden, aktiv zu sein.
In Übereinstimmung mit Versuchen im Rahmen der Erfindung betrug der körperliche Aktivitätspegel PAL in der Berechnung mit Probanden, die den Schrittzähler 100 24 Stunden lang im normalen täglichen Leben mit sich führten, 1,75. Der körperliche Aktivitätspegel PAL in der Berechnung mit Probanden, die den Schrittzähler 100 ähnlich 10 Stunden lang im normalen täglichen Leben mit sich führten, betrug 1,65. Anhand dieser Versuchsergebnisse kann der Koeffizient k5 mit (1,75 – 1,65)/(24 – 10) = 0,0071 bestimmt werden.
Berechnung des Aktivitätsalters für 1 Woche
Da mit dem o. g. Verfahren zur Berechnung des Aktivitätsalters die Berechnung auf dem Gesamtkalorienverbrauch für 1 Tag basiert, steigt das Aktivitätsalter besonders stark an Tagen, an denen der Benutzer nicht trainiert, und sinkt umgekehrt stark an Tagen, an denen der Benutzer trainiert, was es dem Benutzer erschwert, motiviert zu bleiben.
Angesichts dessen dürfte es erwünscht sein, das Aktivitätsalter auf der Grundlage des Aktivitätsinhalts für eine Festperiode von mindestens 2 Tagen zu berechnen, zum Beispiel des Trainingsstandards „mindestens 23 Ex pro Woche” in Einheiten von 1 Woche, der vom Ministerium für Gesundheit, Arbeit und Soziales vorgeschlagen wurde.
Somit wird der Mittelwert in Tageseinheiten anhand des Gesamtkalorienverbrauchs für eine Festperiode (z. B. 1 Woche oder die aktuelle Woche) berechnet, und das Aktivitätsalter wird anhand des berechneten Mittelwerts berechnet. Wird aber der Schrittzähler 100 nur kurze Zeit während der Festperiode getragen oder gibt es Tage, an denen der Benutzer vergisst, den Schrittzähler 100 zu tragen, sinkt der Mittelwert dadurch erheblich, und das Aktivitätsalter steigt, was die Motivation des Benutzers negativ beeinflusst. Als Gegenmaßnahme wird in dem Fall, in dem die Tragezeitdauer an 1 Tag in der Messung anhand des Beschleunigungssignals kleiner als eine Festzeitperiode ist (z. B. unter 6 Stunden liegt), der Mittelwert unter Ausschluss des Gesamtkalorienverbrauchs an diesem Tag berechnet.
Ist die Anzahl von Tagen während der Festperiode, an denen der Schrittzähler 100 mindestens 6 Stunden lang getragen wird, mit N [Tag] gegeben, kann das Aktivitätsalter A durch die folgende Gleichung (10) berechnet werden. Aktivitätsalter A = Realalter + k6 × {NC – (1,75 × Grundumsatz × N)} (10).
Die Variable NC entspricht dem Gesamtkalorienverbrauch während der N Tage. Der Koeffizient k6 wird aus der Koeffizientendatengruppe 51 ausgelesen. Da hierbei der Koeffizient k6 in der Koeffizientendatengruppe 51 für jeden Satz aus Gewicht W, Größe H und Geschlecht F gespeichert ist, kann die Koeffizientenvariiereinheit 14 den entsprechenden Korrekturkoeffizient k6 auslesen, indem sie die Koeffizientendatengruppe 51 auf der Grundlage des Gewichts, der Größe und des Geschlechts des Benutzers durchsucht, die aus dem Speicher 50 ausgelesen werden.
Die Aktivitätsalter-Erfassungseinheit 13 berechnet das Aktivitätsalter A durch Gleichung (10) und berechnet das Aktivitätsalter gemäß dem o. g. Verarbeitungsablauf (zum Abgleich durch das Realalter) mit Hilfe des Aktivitätsalters A. Anders gesagt berechnet die Aktivitätsalter-Erfassungseinheit 13 das Aktivitätsalter durch Gleichung (4) zusammen mit der Berechnung des Aktivitätsalters mit Hilfe des durch Gleichung (10) und der o. g. Gleichungen (7) und (8) berechneten Aktivitätsalters A.
Durch zielgerichtetes Erfassen der Aktivität des Benutzers während einer Festperiode wird somit ein Index, der auch für einen Benutzer nützlich ist, der spezielle Trainingsgewohnheiten hat, zum Beispiel an Samstagen und Sonntagen viel trainiert, um sein Aktivitätsalter für diese Periode wieder nahe an sein Realalter heranzuführen, wenngleich er während der Woche nicht viel trainiert.
Abgleich des Aktivitätsalters durch 23 Ex/Woche
Wünschenswert ist die Berechnung des Aktivitätsalters in Verbindung mit einem empfohlenen Grad an Aktivitätsintensität. Während der Trainingsleitfaden 2006, herausgegeben vom Ministerium für Gesundheit, Arbeit und Soziales, Training durch Vorstellen einer Richtlinie von 23 Ex/Woche zur Verhinderung von Zivilisationskrankheiten und Gesundheitserhaltung unterstützt, wird die Richtlinie nicht im o. g. Verfahrensablauf zur Berechnung des Aktivitätsalters berücksichtigt. Auch wenn also der Benutzer jeden Tag mit einem Tempo trainiert, bei dem er beispielsweise mindestens 23 Ex/Woche bewerkstelligt, kann das Aktivitätsalter viel höher als das Realalter werden. Damit der Benutzer spürt, dass er durch Training etwas erreicht, ist daher erwünscht, das Aktivitätsalter so zu berechnen, dass es mit der Richtlinie im Einklang steht.
Angesichts dessen berechnet in dieser Ausführungsform die zielbasierte Variiereinheit 17 das Aktivitätsalter mit Hilfe einer Gleichung, die Aktivitätsalter Realalter bei einem Trainingsgrad von „23 Ex pro Woche” ansetzt. Zu beachten ist, dass der Zielwert nicht auf 23 Ex beschränkt ist und eine Konfiguration angewendet werden kann, in der der Zielwert über die Bedieneinheit 30 geändert werden kann.
Beispielsweise können im Fall eines männlichen Benutzers, der 50 Jahre alt ist, 170 cm groß ist, 60 kg wiegt und einen Grundumsatz von 1374 kcal hat, der Gesamtkalorienverbrauch pro Woche und der Gesamtkalorienverbrauch pro Tag, die aufgrund der o. g. Richtlinie als Ziele angestrebt werden, durch Gleichungen (11) und (12) berechnet werden. Zielkalorienverbrauch/Woche = 1,05 × 60 [kg] × 23 [Ex] = 1449 [kcal] (11). Zielkalorienverbrauch/Tag = 1449 [kcal]/7 [Tag] = 207 [kcal] (12).
Berechnet wird Standard-PAL = (1374 [kcal] + 207 [kcal])/1374 [kcal] = 1,15. Somit wird der Richtlinie folgend eine Umwandlungsgleichung (13) angewendet, die Aktivitätsalter Realalter bei PAL = 1,15 vorgibt. Der Koeffizient k7 in Gleichung (13) wird aus der Koeffizientendatengruppe 51 ausgelesen.
Da hierbei der Koeffizient k7 in der Koeffizientendatengruppe 51 für jeden Satz aus Realalter R, Gewicht W, Größe H, Grundumsatz und Geschlecht F gespeichert ist, kann die zielbasierte Variiereinheit 17 den entsprechenden Korrekturkoeffizient k7 auslesen, indem sie die Koeffizientendatengruppe 51 auf der Grundlage des Realalters, des Gewichts, der Größe, des Grundumsatzes und des Geschlechts des Benutzers durchsucht, die aus dem Speicher 50 ausgelesen werden.
Die Aktivitätsalter-Erfassungseinheit 13 berechnet das Aktivitätsalter A durch: Aktivitätsalter A = Realalter + k7 × {Gesamtkalorienverbrauch – (1,15 × Grundumsatz)} (Gl. (13)) und berechnet das Aktivitätsalter nach dem o. g. Verarbeitungsablauf für „Abgleich durch Realalter” mit Hilfe dieses Aktivitätsalters A. Anders gesagt berechnet die Aktivitätsalter-Erfassungseinheit 13 das Aktivitätsalter durch Gleichung (4) zusammen mit der Berechnung des Aktivitätsalters mit Hilfe des durch Gleichung (13) und der o. g. Gleichungen (7) und (8) berechneten Aktivitätsalters A.
Dadurch gilt Aktivitätsalter Realalter, wenn der Benutzer mit einem Tempo trainiert, das 23 Ex pro Woche erreicht, und das berechnete Aktivitätsalter dient als Index, der als Richtlinie zum Erreichen von 23 Ex pro Woche von Nutzen ist.
Berechnung des Aktivitätsalters auf der Grundlage des BMI (Body-Mass-Index)
In der o. g. Berechnung des Aktivitätsalters wird kein Index für den Körperbau des Benutzers berücksichtigt. Ein Körperbauindex ist ein Index, der ein Gleichgewicht des Körperbaus des Benutzers angibt. Hier wird der BMI als Darstellung der Körpermasse einer Person in der Berechnung anhand der Beziehung zwischen Gewicht und Größe, die zu den Körperinformationen gehören, als Körperbauindex eingeführt. Berechnet wird BMI = (Gewicht (kg)/Größe (m) × (Größe (m))). Bekanntlich korreliert der BMI stark mit der Körperfettmenge, und eine Größe und ein Gewicht, die einen BMI = 22 ergeben, werden als ideal betrachtet, d. h. als Erkrankung minimierende Werte. Nachstehend ist eine Berechnungsgleichung (14) zur Berechnung des Aktivitätsalters mit Hilfe dieses Werts 22 und des BMI des Benutzers gezeigt. Der BMI des Benutzers kann mit Hilfe der Körperbaudaten 57 berechnet werden. Aktivitätsalter = R + k8 × [(Gesamtkalorienverbrauch bei Standardpegel/22) – (berechneter Gesamtkalorienverbrauch/BMI)] (14).
Der „Gesamtkalorienverbrauch bei Standardpegel” in Gleichung (14) kann durch die Beziehungsgleichung (Gesamtkalorienverbrauch [kcal/Tag] bei Standardpegel = theoretischer Grundumsatz [kcal/Tag] × 1,75) wie zuvor erwähnt berechnet werden. Der Koeffizient k8 beträgt zum Beispiel 0,087. Da hierbei der Koeffizient k8 in der Koeffizientendatengruppe 51 für jeden Satz aus BMI und Geschlecht F gespeichert ist, kann die Koeffizientenvariiereinheit 14 den entsprechenden Korrekturkoeffizient k8 aus dem Speicher 50 auslesen, indem sie die Koeffizientendatengruppe 51 auf der Grundlage des BMI und des Geschlechts des Benutzers durchsucht. Die Aktivitätsalter-Erfassungseinheit 13 berechnet das Aktivitätsalter durch Gleichung (14).
Dadurch ist eine Berechnung des Aktivitätsalters möglich, die einen Körperbauindex berücksichtigt, z. B. die Körperfettmenge des Benutzers, und das berechnete Aktivitätsalter kann als nützlicher Index bereitgestellt werden.
Die o. g. Verarbeitung zur Berechnung des Aktivitätsalters kann durch die Vorrichtung 200 realisiert werden. Anders gesagt speichert die Vorrichtung 200 die Daten der Bereiche E2 und E3 im Speicher 202 und empfängt die Aktivitätsintensitätsdaten Mi vom Schrittzähler 100. Dadurch berechnet die CPU 201 das Aktivitätsalter mit den o. g. Berechnungsabläufen mit Hilfe dieser Daten und gibt das berechnete Aktivitätsalter zur Ausgabeeinheit 203 aus oder sendet das berechnete Aktivitätsalter zum Schrittzähler 100, damit es auf dem Display 20 angezeigt wird.
Ferner kann das täglich berechnete Aktivitätsalter im Speicher 50 (oder Speicher 202) gespeichert und kann auf Anforderung hin durch eine Zeitreihen-Trendanzeige dargestellt werden. Der Benutzer kann Änderungen der Aktivitätsmenge durch die Änderung des Aktivitätsalters anhand der Trendanzeige kontrollieren, wodurch der Benutzer eine klare Motivation erhalten kann, aktiv zu sein.
Abwandlungen
Das zu verwendende geeignete Verfahren zur Berechnung des Aktivitätsalters kann aus den o. g. Verfahren durch Benutzerbedienung über die Bedieneinheit 30 ausgewählt werden. Zudem kann das Aktivitätsalter durch Kombinieren von mindestens zwei der Berechnungsverfahren berechnet werden.
Die Aktivitätsintensität kann durch ein Verfahren unter Verwendung der vom Benutzer detektierten Herzfrequenz und einer vorbestimmten arithmetischen Gleichung berechnet werden, statt durch das o. g. Verfahren auf der Grundlage der Körperbewegung berechnet zu werden, die gemäß dem Beschleunigungssignal detektiert wird.
Obwohl ferner der Grundumsatz mit Hilfe von Gleichung (1) berechnet wird, ist das Berechnungsverfahren nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann der Grundumsatz anhand der Körperzusammensetzungsinformationen berechnet werden, die durch die Gewichts-/Körperzusammensetzungs-Messeinheit 301 gemessen werden. Was das Verfahren zur Berechnung des Grundumsatzes anhand der Körperzusammensetzungsinformationen betrifft, kann der Grundumsatz problemlos anhand der fettfreien Masse berechnet werden, die durch die Gewichts-/Körperzusammensetzungs-Messeinheit 301 gemessen wird. In diesem Fall kann der Grundumsatz nach folgender Gleichung berechnet werden: Grundumsatz = A × FFM + B (FFM: fettfreie Masse, A, B: Konstanten).
Andere Ausführungsformen
Das beschriebene Verfahren zur Berechnung und Ausgabe des Aktivitätsalters mit Hilfe des o. g. Ablaufplans kann auch als Programm vorgesehen sein. Das Programm zur Umsetzung des Verfahrens wird im Speicher 50 des Schrittzählers 100 vorab gespeichert, und die Verarbeitung wird realisiert, indem die CPU 10 das Programm aus dem Speicher 50 ausliest und den Befehlscode abarbeitet. Dieses Programm kann durch Herunterladen von einer externen Informationsverarbeitungsvorrichtung, darunter der Vorrichtung 200, dem Speicher 50 über die Kommunikations-I/F 60 mit einer Kommunikationsleitung zugeführt werden.
Ferner kann die Vorrichtung 200 ein solches Programm und die in 4 gezeigten Daten im Speicher 202 speichern, das Aktivitätsalter kann in der Vorrichtung 200 berechnet werden, indem die CPU 201 das Programm aus dem Speicher 202 ausliest und den Befehlscode abarbeitet, und das berechnete Aktivitätsalter kann über die Ausgabeeinheit 203 angezeigt werden. Die Daten gemäß 4 können vom Schrittzähler 100 zur Vorrichtung 200 über die Kommunikations-I/F 60 gesendet werden. Zudem kann das durch die Vorrichtung 200 berechnete Aktivitätsalter zum Schrittzähler 100 gesendet und auf dem Display 20 angezeigt werden.
Damit die Vorrichtung 200 das Aktivitätsalter berechnen kann, ist das Programm für die Vorrichtung 200 als Programmprodukt vorgesehen, das auf einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium (nicht gezeigt) aufgezeichnet ist, das der Vorrichtung 200 beigefügt ist, z. B. einer Diskette, der CD-ROM 206, einem ROM (Lesespeicher) des Speichers 202, einem RAM (Schreib-/Lesespeicher) oder einer Speicherkarte. Alternativ kann das Programm auch durch Vorabaufzeichnung des Programms auf einem Aufzeichnungsmedium bereitgestellt werden, z. B. einer in die Vorrichtung 200 eingebauten Festplatte (nicht gezeigt). Weiterhin kann das Programm auch durch Herunterladen zur Vorrichtung 200 von einer anderen Informationsverarbeitungsvorrichtung über ein Netzwerk bereitgestellt werden.
Die hier offenbarten Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht als Veranschaulichung und nicht als Einschränkung zu betrachten. Der Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche und nicht durch die vorstehende Beschreibung festgelegt, und alle Änderungen innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der Ansprüche sollen darin mit erfasst sein.
Bezugszeichenliste

11: Aktivitätsmengen-Erfassungseinheit
12: Kalorienverbrauch-Berechnungseinheit
13: Aktivitätsalter-Erfassungseinheit
14: Koeffizientenvariiereinheit
18: Ausgabeverarbeitungseinheit
20: Display
51: Koeffizientendatengruppe
55: Umwandlungstabellengruppe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2006-204446 A [0002, 0005]
JP 2001-258870 A [0002, 0005]
JP 2010-17525 A [0003, 0006]
JP 2009-28312 A [0034]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Ganpule AA, et al., Interindividual variability in sleeping metabolic rate in Japanese subjects, European Journal of Clinical Nutrition (2007), Seiten 1–6 [0047]
Ganpule AA, et al., Interindividual variability in sleeping metabolic rate in Japanese subjects, European Journal of Clinical Nutrition (2007), Seiten 1–6 [0055]

Claims

Aktivitätsmesser (100), der aufweist: eine Aktivitätsmengen-Erfassungseinrichtung (11) zum Erfassen einer Menge körperlicher Aktivität eines Benutzers; eine Einrichtung zum Erfassen eines Aktivitätsalters als Darstellung eines Standardalters einer Person, die die gleiche Aktivitätsmenge wie die in einer Einheitsperiode erfasste Aktivitätsmenge entfaltet, mit Hilfe von Körperinformationen und eines Grundumsatzes des Benutzers; und eine Einrichtung (18) zum Ausgeben von auf das Aktivitätsalter bezogenen Informationen.
Aktivitätsmesser nach Anspruch 1, der ferner aufweist: eine Einrichtung zum Berechnen des Kalorienverbrauchs des Benutzers in der Einheitsperiode auf der Grundlage der durch die Aktivitätsmengen-Erfassungseinrichtung erfassten Aktivitätsmenge; und eine Einrichtung zum Berechnen des Grundumsatzes des Benutzers anhand des berechneten Kalorienverbrauchs.
Aktivitätsmesser nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Erfassen des Aktivitätsalters das Aktivitätsalter nach einer arithmetischen Gleichung berechnet, die die Körperinformationen und den Grundumsatz des Benutzers verwendet.
Aktivitätsmesser nach Anspruch 3, wobei die arithmetische Gleichung einen Koeffizient aufweist und die Einrichtung zum Erfassen des Aktivitätsalters den Koeffizient variabel bestimmt.
Aktivitätsmesser nach Anspruch 4, wobei die Einrichtung zum Erfassen des Aktivitätsalters den Koeffizient so variabel bestimmt, dass ein Verhältnis zwischen einer Schwankungsmenge des Grundumsatzes und einer Schwankungsmenge des Aktivitätsalters in der Berechnung als Reaktion auf die Schwankungsmenge des Grundumsatzes ein Wert in einem vorbestimmten Bereich ist.
Aktivitätsmesser nach Anspruch 5, wobei die Körperinformationen ein Realalter des Benutzers aufweisen und die Einrichtung zum Erfassen des Aktivitätsalters den Koeffizient so bestimmt, dass das Verhältnis ein vorbestimmter Wert im Hinblick auf ein Aktivitätsalter in einem vorbestimmten Bereich ist, der das Realalter aufweist, und den Koeffizient so bestimmt, dass das Verhältnis größer als der vorbestimmte Wert im Hinblick auf ein Aktivitätsalter ist, das außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt.
Aktivitätsmesser nach Anspruch 1, wobei die Körperinformationen einen Körperbauindex des Benutzers aufweisen.
Aktivitätsmesser nach Anspruch 4, wobei die Aktivitätsmengen-Erfassungseinheit einen Sensor aufweist, der an einem Körper des Benutzers getragen wird und Körperbewegung aufweisende Aktivität detektiert, und die Einrichtung zum Erfassen des Aktivitätsalters den Koeffizient gemäß einer Zeitdauer variabel bestimmt, in der der Sensor in der Einheitsperiode getragen wird.
Aktivitätsmesser nach Anspruch 4, wobei die Einrichtung zum Erfassen des Aktivitätsalters den Koeffizient mit Hilfe einer Zielaktivitätsmenge für die Einheitsperiode variabel bestimmt.
Aktivitätsmesser nach Anspruch 1, wobei die Einheitsperiode 1 Tag angibt und die Einrichtung zum Berechnen des Kalorienverbrauchs den Kalorienverbrauch in der Einheitsperiode anhand der an mindestens 2 Tagen erfassten Aktivitätsmenge berechnet.
Aktivitätsalter-Managementverfahren zum Managen eines Aktivitätsalters eines Benutzers unter Verwendung eines Prozessors, das die Schritte aufweist: Erfassen einer Menge körperlicher Aktivität des Benutzers; Erfassen eines Aktivitätsalters als Darstellung eines Standardalters einer Person, die die gleiche Aktivitätsmenge wie die in einer Einheitsperiode erfasste Aktivitätsmenge entfaltet, mit Hilfe von Körperinformationen und eines Grundumsatzes des Benutzers; und Anzeigen von auf das erfasste Aktivitätsalter bezogenen Informationen auf einem Display.
Programm zum Veranlassen, dass ein Prozessor ein Aktivitätsalter-Managementverfahren abarbeitet, wobei das Aktivitätsalter-Managementverfahren die Schritte aufweist: Erfassen einer Menge körperlicher Aktivität eines Benutzers; Erfassen eines Aktivitätsalters als Darstellung eines Standardalters einer Person, die die gleiche Aktivitätsmenge wie die in einer Einheitsperiode erfasste Aktivitätsmenge entfaltet, mit Hilfe von Körperinformationen und eines Grundumsatzes des Benutzers; und Anzeigen von auf das erfasste Aktivitätsalter bezogenen Informationen auf einem Display.
Aktivitätsalter-Managementsystem mit einer Messvorrichtung, die eine Aktivitätsmenge eines Benutzers misst, und einer Informationsverarbeitungsvorrichtung, wobei die Messvorrichtung aufweist: eine Einrichtung zum Messen einer Aktivitätsintensität des Benutzers; und eine Einrichtung zum Ausgeben von Messdaten, in denen die Aktivitätsintensität einem Messdatum/einer Messzeit zugeordnet ist, und die Informationsverarbeitungsvorrichtung aufweist: eine Einrichtung zum Empfangen der von der Messvorrichtung ausgegebenen Messdaten; eine Einrichtung (11) zum Erfassen einer Aktivitätsmenge in einer Einheitsperiode auf der Grundlage der Messdaten; eine Einrichtung zum Erfassen eines Aktivitätsalters als Darstellung eines Standardalters einer Person, die die gleiche Aktivitätsmenge wie die in einer Einheitsperiode erfasste Aktivitätsmenge entfaltet, mit Hilfe von Körperinformationen und eines Grundumsatzes des Benutzers; und eine Einrichtung (18) zum Ausgeben von auf das Aktivitätsalter bezogenen Informationen.