ES2301657T3 - Dispositivo portatil que comprende un detector de aceleracion y un procedimiento de generacion de instrucciones o recomendaciones. - Google Patents

Dispositivo portatil que comprende un detector de aceleracion y un procedimiento de generacion de instrucciones o recomendaciones. Download PDF

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ES2301657T3 ES02745281T ES02745281T ES2301657T3 ES 2301657 T3 ES2301657 T3 ES 2301657T3 ES 02745281 T ES02745281 T ES 02745281T ES 02745281 T ES02745281 T ES 02745281T ES 2301657 T3 ES2301657 T3 ES 2301657T3
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Abstract

Dispositivo portátil (1) que comprende una carcasa (2), una pantalla (3), un medio de almacenamiento (18), al menos un detector de aceleración (14), medios (17) para calcular un parámetro de actividad basado en la señal generada por el detector de aceleración (14), almacenar el parámetro calculado en el medio de almacenamiento (18) y mostrar el mismo en la pantalla (3), donde dicho parámetro es el Índice de Actividad Física (PAI), que es sustancialmente independiente del peso corporal, o un derivado del mismo, que se calcula multiplicando la media de los valores absolutos de una señal o muestras de una señal del detector de aceleración (14) por al menos una constante.

Description

Dispositivo portátil que comprende un detector de aceleración y un procedimiento de generación de instrucciones o recomendaciones.
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La invención se refiere a un dispositivo portátil compuesto de una carcasa, una pantalla, un soporte de memoria, al menos un detector de aceleración y medios para calcular un parámetro de actividad basado en la señal generada por el sensor de aceleración, almacenar el parámetro calculado en el medio de almacenamiento y mostrar el mismo en pantalla. La invención también se refiere a un procedimiento para generar instrucciones o recomendaciones para aumentar la actividad física, así como un programa informático dotado de medios de codificación de programa para ejecutar todos los pasos de dicho procedimiento.
Se conoce un dispositivo como el anteriormente descrito por medio, por ej., de la patente US 5.788.655, que se refiere a un dispositivo para medir la cantidad de ejercicio. Este dispositivo en particular calcula y muestra en pantalla el total de calorías consumidas, el valor de calorías diana restantes y el índice de actividad de vida, que se clasifica en, por ej., tres categorías (I ligero, II medio y III un poco pesado). Para calcular estos parámetros, deben introducirse en el dispositivo mediante conmutadores el sexo, la edad, la estatura y el peso del individuo.
Dispositivos similares se dan a conocer en la patente US 5.989.200 y en la solicitud de patente europea EP 0 797 169 A1.
En EP-A-1 366 712, que es un documento de acuerdo con el Art. 54(3) EPC, se describe un dispositivo de medición de movimiento consistente en una carcasa dotada de un detector de movimiento y una pantalla de cristal líquido. El detector de movimiento se procesa para determinar el tipo de movimiento y calcular el consumo de energía. La información final aparece en pantalla inmediatamente.
Hoy en día muchas personas son conscientes de la importancia de una alimentación sana y de un ejercicio suficiente, pero se muestran incapaces de llevarlos a cabo.
La presente invención tiene por objeto proporcionar un dispositivo que estimule la actividad física (diaria) con medios relativamente poco complicados y fáciles para el usuario.
Con este fin, el dispositivo según la invención se caracteriza porque dicho parámetro es el Índice de Actividad Física (PAI), que es sustancialmente independiente del peso corporal, o un derivado del mismo. El PAI o un derivado del mismo se calcula multiplicando la media de una señal procesada o de muestras procesadas de una señal del detector de aceleración por al menos una constante.
De manera inesperada, se descubrió que se puede obtener fácilmente el PAI, ya que la relación entre el PAI y una señal procesada o muestras procesadas de una señal del detector de aceleración es sustancialmente lineal.
Por ejemplo, se puede obtener el PAI restando una desviación de las señales o muestra procesadas y multiplicando el resultado por una constante. Dicha constante se determina preferiblemente midiendo el consumo de oxígeno de diferentes individuos. No hace falta introducir los datos personales del usuario, como sexo, edad, estatura y peso, con lo que se logra sencillez de diseño y facilidad de uso. Así mismo, el PAI es universal en que, por ej., un PAI de 1,5 indica una forma de vida sedentaria independientemente de los datos personales, es decir, lo mismo para una joven de veintipocos años que para un hombre maduro. De esta manera se puede obtener fácilmente instrucciones o recomendaciones para aumentar adecuadamente la actividad física sobre la base del PAI medido, fomentando así la competición entre colegas o miembros de una familia, por ejemplo.
Conviene que el dispositivo conste de un conector de entrada/salida para transferir al menos una parte de la información a un ordenador que contenga o esté conectado o se pueda conectar a una base de datos electrónica y/o a un algoritmo electrónico.
El procedimiento de generación de instrucciones o recomendaciones según la invención supone obtener de forma electrónica, de un individuo, el Indice de Actividad Física o un derivado del mismo, y seleccionar de una base datos, basándose en dicho parámetro, uno o más elementos de instrucción o recomendación. Es preferible que ese parámetro se descargue mediante un sistema de servidor remoto, el cual selecciona de una base de datos, sobre la base de dicho parámetro, uno o más elementos de instrucción o recomendación, para a continuación subir los elementos seleccionados o una versión procesada de los mismos.
La invención se refiere además a un programa informático dotado de medios de codificación de programa para ejecutar todos los pasos de este proceso. El producto del programa informático puede, por supuesto, incluir tanto los módulos que se van a aplicar a un sistema de servicio remoto, por ej. situado en un proveedor de servicio, como los módulos que se van a aplicar a una unidad local de proceso, como por ej. un ordenador personal y/o un dispositivo informático portátil de cualquier tipo.
El Indice de Actividad Física (PAI), también denominado a veces Nivel de Actividad Física (PAL), puede obtenerse dividiendo el Consumo Total de Energía (TEE), es decir, la cantidad de energía que consume una persona en un periodo determinado de tiempo, por ej. un día, entre la Tasa de Metabolismo Basal (BMR), esto es, la cantidad de energía que consume un persona tumbada y quieta en una cama durante el mismo período de tiempo. Normalmente, el valor del PAI es 1,0 cuando la persona está tumbada en la cama, 1,5 cuando lleva una vida sedentaria y 2,0 cuando lleva una vida activa.
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Hay que advertir que el TEE es más o menos igual a la suma del Consumo de Energía Inducido por Actividad (AEE), la BMR y el Consumo de Energía Inducido por Dieta (DIE). Este último suele ser igual a aproximadamente el 10% de la TEE.
Tanto el AEE como la BMR son proporcionales al peso corporal de un individuo. En comparación con una persona relativamente obesa, una persona relativamente delgada consume menos energía, lo mismo cuando se halla en reposo (BMR) que cuando lleva a cabo una cierta actividad física. En otras palabras, la proporción de TEE con BMR, esto es, el PAI, es sustancialmente independiente del peso corporal. A este respecto, el PAI y sus derivados difieren de los índices que se derivan directamente del AEE, como el consumo de julios o calorías o un índice proporcional a dicho consumo. Estos últimos índices requieren datos personales (sexo, edad, estatura y peso), mientras que el dispositivo de la presente invención no los necesita.
Un ejemplo de derivado preferido del PAI es la proporción entre AEE y BMR, preferiblemente multiplicada por 100.
A continuación se explica la invención con referencia a los dibujos, en los que se representa esquemáticamente un dispositivo y procedimiento elegidos según la presente invención.
Las Figuras 1A a 1C muestran respectivamente una vista frontal, una posterior y una lateral de un dispositivo portátil según la presente invención.
Las Figuras 2A y 2B muestran una carcasa para alojar el dispositivo según la figura 1B.
La Figura 3 es el diagrama bloque de unos circuitos eléctricos para su uso en el dispositivo según la invención.
La Figura 4 es el diagrama bloque de los circuitos eléctricos elegidos para su uso en el dispositivo según la invención.
La Figura 5 es el diagrama de flujo de un sitio web donde se ha puesto en práctica el procedimiento según la invención.
Las Figuras 1A a 1C muestran una materialización elegida del dispositivo según la presente invención, materialización que se denominará monitor de actividad (AM) 1. El monitor de actividad 1 comprende una carcasa moldeada por inyección 2 de un material termoplástico como PBT, una pantalla de cristal líquido (LCD) 3 y cuatro botones 4 a 7. La parte posterior del monitor comprende un cierre de bayoneta 8 dotado de una pinza 9 para sujetar el monitor a una prenda de vestir y una cavidad para insertar una pila, cavidad que queda cerrada por una tapa 10. Comprende además tres conectores I/O, en este caso contactos de presión directa 11, 11' y 11'', los cuales, al colocar el monitor en un soporte complementario, por ej. la estación de acoplamiento 12 que aparece en las Figuras 2A y 2B, entran en contacto con tres conectores 13, 13' y 13'' en la estación de acoplamiento 12 y permiten la transferencia de información, por ej. mediante un protocolo RS-232, entre el monitor 1 y un ordenador al que se halla conectada la estación de acoplamiento 12.
La LCD 3 muestra el tiempo, la media del valor numérico del Índice de Actividad Física (PAI) extraída de uno o más períodos de tiempo selectivos y una barra segmentada para mostrar gráficamente el PAI dentro de una gama específica, por ej. de 1,0 a 3,0, y en una serie de pasos diferenciados, por ej. de 0,1.
En lugar del PAI, puede emplearse derivados del mismo, como (PAI - 1) x 100, o, si hay que excluir el Consumo de Energía Inducido por Dieta (DIE), el (0,9 x PAI - 1). Cuando se usan estos derivados en particular, un valor de 0 indica que el usuario ha estado en reposo (al menos durante el período de tiempo seleccionado para obtener el PAI), mientras que un valor de por ej. 100 respectivamente 90 indica una forma de vida activa.
Los botones 4 a 7 sirven para mostrar en pantalla y ajustar el tiempo (respectivamente el botón 4 y los botones 5/6) y alternar entre la muestra del PAI por ej. del último día y el de la última semana (botón 7).
La Figura 3 muestra el diagrama bloque de los circuitos eléctricos para su uso en el monitor de actividad 1. En este ejemplo, los circuitos comprenden un acelerómetro unidimensional simple 14, por ej. el llamado acelerómetro piezoeléctrico uniaxial, que registra los movimientos del cuerpo del portador del monitor 1 en dirección longitudinal o en direcciones anteroposterior y longitudinal. Para conseguir esto último, se sitúa el acelerómetro 14 en un ángulo de unos 45 grados sobre la posición horizontal (como se muestra en las figuras 1A y 1B) del monitor 1. La pinza 9 de la figura 1C, mencionada más arriba, permite sujetar el monitor por. ej. al cinturón del portador de forma que se mantenga en posición sustancialmente horizontal durante la mayor parte del tiempo, sobre todo cuando el portador está de pie y erguido. Como regla general, se puede emplear también por ej. tres sensores 14 (representados en línea discontinua).
El acelerómetro 14 genera, dependiendo de los movimientos del portador, que normalmente se dan en una gama de frecuencia de 0,5 a 16 Hz y con una amplitud de menos de 5G, una señal analógica, por ej. un voltaje comprendido entre 0 mV y 10 mV. A continuación esta señal se amplifica por medio de unos circuitos de amplificación 15 y se convierte a secuencia digital numérica por medio de un conversor A/D 16 con una frecuencia de muestra de por ej. 32 Hz. Un microprocesador especializado 17 calcula la media del valor absoluto de los datos de aceleración durante por ej. el último día y la última semana. Para obtener el PAI, se multiplica la media por un factor metabólico que refleje el consumo medio de oxígeno de un grupo relativamente amplio de sujetos de experimentación y un factor de calibrado del detector.
De este modo, para calcular el valor medio del PAI durante un determinado período de tiempo, por ej. un día, se puede procesar la señal por ej. de la siguiente manera. El valor absoluto de la señal, que viene a ser del orden de 0 mV a 10 mV, como se ha dicho más arriba, se amplifica mediante un factor de amplificación y se muestrea mediante el conversor A/D 16, que genera entonces un valor de muestra, por ej. un número entero del orden de 0 a 255. A continuación se calcula la media de los valores de muestra y se la multiplica por un factor metabólico, que puede establecerse comparando dicha media de recorrido con los valores reales del PAI obtenidos al medir el consumo de oxígeno en uno o más sujetos de una manera que resulte conocida. Es más aconsejable emplear un factor de calibrado para compensar las variaciones específicas del detector del que se trate. En los detectores piezoeléctricos, las variaciones resultaron ser del orden del 20%, por lo que el factor de calibrado debe hallarse preferiblemente en la gama de 0,8 a 1,2.
El microprocesador 17 almacena los PAIs calculados en una memoria 18, que puede ser un chip de memoria RAM, y muestra la información, que es seleccionada por el portador mediante el botón correspondiente 4 en la pantalla 3.
La Figura 4 comprende una materialización muy provechosa, donde los circuitos constan de un rectificador 19 que comprende cuatro diodos y un amplificador operativo, y que va conectado a la salida del amplificador 15. Un integrador 20, que comprende un circuito condensador, va conectado a la salida del rectificador 19 y acumula la señal analógica emitida por el mismo. En lugar de muestrear la aceleración a una tasa relativamente alta, de por ej. 32 Hz, ahora se puede reducir dicha tasa a por ej. 1 Hz y, por lo tanto, bajar significativamente el consumo de electricidad del monitor de actividad 1 y aumentar la vida de la pila. Otra ventaja la constituye el hecho de que se puede obtener el PAI con gran precisión aunque se use un conversor de A/D de baja precisión (por ej. de 8 bits).
Aunque el monitor de actividad 1 puede usarse como entidad autónoma, que suministra al usuario información precisa sobre su actividad, ya sea la pasada actividad del propio usuario o la de otras personas, por ej. mediante la tabla o diagrama que refleja los PAIs típicos de personas concretas (en términos, por ej., de profesión, deporte, edad, sexo, etc.), debe usarse preferiblemente en conjunción con un ordenador personal, por ej. un sistema de servidor. En tal caso, el usuario puede comparar su PAI con el de otros muchos usuarios y seleccionar automáticamente los elementos de instrucción o recomendación de una base de datos o calcular un nuevo destino del PAI por medio de un algoritmo.
Con este fin, la estación de acoplamiento 12 se conecta a un PC o a un sistema de servidor remoto en el que se ha instalado software que reconoce la presencia del monitor de actividad de una manera conocida y lleva a cabo una serie de acciones, por ej., la descarga de un código de identificación único de 32 bits, la descarga de la última fecha de acoplamiento, la descarga de valores del PAI de por ej. los últimos meses, la sincronización del reloj del monitor de actividad y el del PC o servidor de sistema y la subida de la fecha de acoplamiento.
La Figura 5 es la representación del diagrama de flujo de un sitio web elegido que se instala en el sistema del servidor y al que el usuario puede acceder mediante un navegador de Internet como Microsoft Explorer, Netscape Navigator o medios similares (futuros), y que contiene una página de inicio 0.0. En dicha página de inicio 0.0 aparecen diversos menús, que proporcionan acceso a subpáginas del sitio web referentes, entre otros, al anfitrión, productos del anfitrión, temas de salud y registro y entrada en el sistema. El resto de la página de inicio 0.0 puede contener otros temas, anuncios, imágenes y demás.
El núcleo del sitio web lo constituye una página de entrenamiento personal 1.0. A esta página 1.0 se puede acceder mediante una página de registro 1.1 o unas páginas de entrada 1.8 y 1.9. La mencionada página 1.1 contiene un formulario electrónico para recoger información de los usuarios del monitor de actividad 1 que visitan el sitio web por primera vez. Dicha información puede consistir en nombre, dirección, ciudad, país, peso, estatura, edad, sexo y peso deseado, y será usada por la página de entrenamiento personal 1.0 para generar instrucciones y recomendaciones personalizadas. La página de registro 1.1 contiene además un nombre de usuario y una contraseña que permiten al usuario saltarse la página de registro 1.1 y entrar directamente en la página de entrenamiento personal por medio de las páginas de entrada 1.8 y 1.9, y enlazan la información del usuario con el código único de información mencionado más arriba. Durante el proceso de entrada, el sistema compara el ID descargado con el ID del servidor para facilitar la entrada automática. La última fecha de acoplamiento y el PAI más reciente se usan para actualizar la base de datos.
En una página de objetivos personales 1.7 se calcula los objetivos personales de cada usuario del monitor de actividad 1 en términos del nivel de actividad pretendido y del peso deseado. Dichos cálculos pueden basarse en los datos personales del cliente, por ej. peso, estatura, edad y sexo, así como en otros parámetros personales que pueden cambiarse y/o actualizarse en una página de preferencias 1.4 y/o en la media del PAI de la primera semana y/o un parámetro numérico que representa la motivación del cliente y está determinado por los recursos de una página de cuestionario 1.6. Una vez el usuario ha aprobado los objetivos calculados, se fija el logro de los mismos para el final de un período de entrenamiento de por ej. seis meses. Durante dicho período, la página de entrenamiento personal 1.0 facilita información sobre el historial del usuario en términos de actividad y peso corporal y recomendaciones sobre el PAI preferible seleccionado en la página de selección 1.5 y las actividades necesarias para alcanzar los objetivos personales fijados, por ej. caminar media hora todos los días o correr 5 Km todos los días.
Por último, el sitio web comprende una página de enlaces 2.0 que contiene enlaces con páginas interesantes que pueden ayudar a conseguir los objetivos deseados, como un enlace con una página que contiene recetas de cocina para llevar una vida saludable, un enlace con un servicio que proporciona acceso directo a un instructor o dietista y un enlace que contiene información sobre actividades regionales. Cuando se alcanza un objetivo, la página de entrenamiento personal 1.0 puede iniciar otra página, donde aparece un mensaje de felicitación al usuario o bien se envía una auténtica postal de felicitación a la dirección del usuario. Esto último puede hacerlo automáticamente una impresora especial del sistema.
La invención no se halla restringida a las anteriores materializaciones, que pueden variar de diversas formas siempre dentro del ámbito señalado en las reivindicaciones. Por ejemplo, el dispositivo de pantalla puede ir equipado con una pila recargable o incluso con medios para generar energía, como un generador (piezo)eléctrico que convierte el movimiento en energía eléctrica.
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Referencias citadas en la descripción
Este listado de referencias citadas por el solicitante es únicamente para conveniencia del lector. Este no forma parte del documento de la patente europea. Aunque se ha tomado especial cuidado en la compilación de las referencias, no pueden excluirse errores u omisiones y la OEP no reconoce reclamaciones o responsabilidad en este sentido.
Documentos de patentes citados en la descripción
\bullet US 5788655 A [0002]
\bullet US 5989200 A [0003]
\bullet EP 0797169 A1 [0003]
\bullet EP 1366712 A [0004]

Claims (11)

1. Dispositivo portátil (1) que comprende una carcasa (2), una pantalla (3), un medio de almacenamiento (18), al menos un detector de aceleración (14), medios (17) para calcular un parámetro de actividad basado en la señal generada por el detector de aceleración (14), almacenar el parámetro calculado en el medio de almacenamiento (18) y mostrar el mismo en la pantalla (3), donde dicho parámetro es el Índice de Actividad Física (PAI), que es sustancialmente independiente del peso corporal, o un derivado del mismo, que se calcula multiplicando la media de los valores absolutos de una señal o muestras de una señal del detector de aceleración (14) por al menos una constante.
2. Dispositivo portátil (1) según la reivindicación 1, donde dicha media se multiplica por al menos un factor metabólico.
3. Dispositivo portátil (1) según la reivindicación 1 ó 2, donde dicha media se multiplica por al menos un factor de calibrado que depende del sensor (14).
4. Dispositivo portátil (1) según una de las reivindicaciones precedentes, donde el dispositivo (1) comprende además un rectificador (19) para rectificar la señal generada por el detector de aceleración (14) y un integrador (20) que se carga mediante la señal rectificada.
5. Dispositivo portátil (1) según una de las reivindicaciones precedentes, donde el dispositivo (1) comprende un conector de entrada/salida (13, 13', 13'') que permite la transferencia de al menos parte de la información almacenada a un ordenador que contenga o esté conectado o se pueda conectar a una base de datos electrónica y/o a un algoritmo electrónico.
6. Dispositivo portátil (1) según una de las reivindicaciones precedentes, donde el dispositivo (1) comprende una pinza (9) para sujetar el dispositivo (1) a una prenda de vestir, por ejemplo un cinturón, del portador, de forma que se impide sustancialmente la rotación del dispositivo (1) con respecto al portador y donde el detector (14) se halla situado en un ángulo del orden de 30 a 60 grados sobre el horizonte cuando el portador está de pie y erguido.
7. Procedimiento para generar instrucciones o recomendaciones sobre cómo aumentar la actividad física personalizada según las necesidades objetivas y/o preferencias de un individuo, procedimiento que supone obtener electrónicamente un parámetro relativo a dicho individuo y seleccionar, basándose en dicho parámetro, uno o más elementos de instrucción o recomendación de una base de datos, donde dicho parámetro es el Índice de Actividad Física (PAI) que es sustancialmente independiente del peso corporal, o un derivado del mismo, y que se calcula multiplicando la media de los valores absolutos de una señal o muestras de una señal del detector de aceleración (14) por al menos una constante.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, donde dicho parámetro se sube a un sistema de servidor remoto, el cual selecciona, basándose en dicho parámetro, uno o más elementos de instrucción o recomendación de una base de datos y donde a continuación se descargan los elementos seleccionados o una versión procesada de los mismos.
9. Procedimiento según la recomendación 7 u 8, donde se sube un código de identificación al sistema de servidor remoto.
10. Programa informático que comprende medios de codificación de programa para llevar a cabo todos los pasos de la reivindicación 7, 8 ó 9 cuando se ejecuta dicho programa en un ordenador.
11. Medios de codificación del producto de un programa informático almacenado en un medio informático legible para ejecutar el procedimiento de la reivindicación 7, 8 ó 9 cuando dicho producto de programa se ejecuta en un ordenador.
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