FI121214B - Procedure, apparatus and computer software for observing the physiological state of a person - Google Patents

Procedure, apparatus and computer software for observing the physiological state of a person Download PDF

Info

Publication number
FI121214B
FI121214B FI20065320A FI20065320A FI121214B FI 121214 B FI121214 B FI 121214B FI 20065320 A FI20065320 A FI 20065320A FI 20065320 A FI20065320 A FI 20065320A FI 121214 B FI121214 B FI 121214B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
person
heart rate
energy consumption
respiratory
portable device
Prior art date
Application number
FI20065320A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20065320A (en
FI20065320A0 (en
Inventor
Erik Lindman
Mikko Martikka
Original Assignee
Suunto Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suunto Oy filed Critical Suunto Oy
Priority to FI20065320A priority Critical patent/FI121214B/en
Publication of FI20065320A0 publication Critical patent/FI20065320A0/en
Priority to GB0708859A priority patent/GB2438070B/en
Priority to GB1006057A priority patent/GB2468598B/en
Publication of FI20065320A publication Critical patent/FI20065320A/en
Priority to HK08103470.5A priority patent/HK1109320A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FI121214B publication Critical patent/FI121214B/en
Priority to HK11102040.3A priority patent/HK1147926A1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/0205Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A61B5/02438Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate with portable devices, e.g. worn by the patient
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/0816Measuring devices for examining respiratory frequency
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/22Ergometry; Measuring muscular strength or the force of a muscular blow
    • A61B5/221Ergometry, e.g. by using bicycle type apparatus
    • A61B5/222Ergometry, e.g. by using bicycle type apparatus combined with detection or measurement of physiological parameters, e.g. heart rate
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802Sensor mounted on worn items
    • A61B5/681Wristwatch-type devices
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H20/00ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
    • G16H20/30ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to physical therapies or activities, e.g. physiotherapy, acupressure or exercising

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Description

Menetelmä, laite ja tietokoneohjelmatuote henkilön fysiologisen tilan tarkkailemiseksiA method, apparatus, and computer program product for monitoring a person's physiological condition

Keksintö liittyy fysiologisten toimintojen mittaukseen ja arviointiin. Erityisesti keksintö liittyy menetelmään energian kulutuksen arvioimiseksi ja laitteeseen ja tietokoneohjelmatuottee-5 seen menetelmän toteuttamiseksi.The invention relates to the measurement and evaluation of physiological functions. In particular, the invention relates to a method for estimating energy consumption and implementing a method for apparatus and computer program product.

US-julkaisusta 6537227 tunnetaan yksi menetelmä energiankulutuksen arvioimiseksi. Menetelmässä hyödynnetään henkilön syketaajuutta ja ennalta syötettyä henkilön suorituskykyä kuvaavaa referenssiparametria, joiden perusteella energiankulutusta suorituksen aikana arvi-10 oidaan. Laskennassa tarvitaan tietoa henkilön maksimihapenkulutuksesta (V02max). Tämän tarkka arviointi ennen suoritusta ei ole yksinkertaista ja virheellinen arviointi saattaakin tuottaa laskentaan suuren virheen.One method for estimating energy consumption is known from US 6537227. The method utilizes a reference parameter describing a person's heart rate and a predetermined person's performance on the basis of which the energy consumption during exercise is estimated. The calculation requires information on a person's maximum oxygen consumption (V02max). Precise estimation of this before execution is not simple and erroneous estimation may result in a large calculation error.

WO-julkaisusta 2003099114 tunnetaan toisenlainen laskentamenetelmä, joissa lasketaan hen-15 gitystiheys taajuusmuunnoksen ja hermoverkon kautta generoidun modulaatio funktion avulla.Another method of calculation is known from WO 2003099114, which calculates the human-15 density by means of a frequency conversion and a modulation generated by the neural network.

Tällainen laskenta vaatii paljon laskenta-ja muistikapasiteettia, mikä lisää suorittavan laitteen virrankulutusta, kokoaja hintaa. Edelleen, julkaisussa kuvatussa energiankulutuslaskennassa, joka perustuu taajuusmuunnoksen kautta laskettuun hengitystiheyteen, tarvitaan tieto tai arvio henkilön hengitystilavuusarvosta tai vastaavasta henkilökohtaisesta fysiologisesta suureesta, 20 joka tarkan energiankulutusarvion saamiseksi pitää erikseen mitata esimerkiksi rasitustestissä suorittavaan laitteeseen syöttämistä varten.This kind of computation requires a lot of computing and memory capacity, which increases the power consumption of the executing device, the aggregator cost. Further, the energy consumption calculation based on respiratory rate calculated through frequency conversion requires the disclosure or estimation of a person's respiratory volume value or equivalent personal physiological quantity, which must be separately measured to provide an accurate energy consumption estimate, e.g.

WO-julkaisussa 2004/073494 kuvataan menetelmä energiankulutuksen mittaamiseksi käyttämällä hyväksi kiihtyvyysanturin ja sykemittarin tietoja. US-julkaisussa 2005/054938 esite-25 tään menetelmä, jossa hyödynnetään edelleen korkeusmittarin tarjoamaa tietoa.WO 2004/073494 describes a method for measuring energy consumption using data from an accelerometer and a heart rate monitor. U.S. Patent Publication 2005/054938 discloses a method for further utilizing the information provided by an altimeter.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan aivan uudenlainen menetelmä henkilön fysiologisen tilan, erityisesti energiankulutuksen, seuraamiseksi suorituksen aikana. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä, joka on toteutettavissa pienemmällä laskentakapa-3 0 siteetilla kuin tunnetut ratkaisut.The object of the invention is to provide a novel method for monitoring the physiological state of a person, in particular energy consumption, during exercise. In particular, it is an object of the invention to provide a method which is feasible with a lower computational capacity than the known solutions.

Lisäksi keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uusi kannettava laite henkilön suorituksen aikaisen tilan seuraamiseksi ja uusi tietokoneohjelmatuote.It is a further object of the invention to provide a new portable device for monitoring a person's performance status and a new computer program product.

22

Keksintö perustuu siihen havaintoon, että hengitystiheys ja/tai muita hengitykseen liittyviä parametreja voidaan johtaa suoraan sykesignaalista sykevälien ajallisen vaihtelun (sykeväli-kohinan) jaksollisuudesta aikatasossa.The invention is based on the finding that respiratory rate and / or other respiratory parameters can be derived directly from the heart rate signal from the time periodicity of heart rate interval variation (heart rate interval noise).

5 Keksinnön mukaisessa menetelmässä mitataan henkilön sydämen sykettä ajallisesti peräkkäisiä sykejaksoja käsittävän sykesignaalin saamiseksi tai vastaanotetaan tällaista mittaustietoa soveltuvalta anturilta ja sykevälikohinan jaksollisuuden perusteella määritetään suoraan aikatasossa ainakin yksi henkilön hengitystä kuvaava parametri ja edelleen henkilön energiankulutus.In the method of the invention, a person's heart rate is measured over time to obtain or receive a heart rate signal comprising successive heart rate periods, and based on the periodicity of heart rate noise, directly at least one parameter describing a person's breathing and further energy consumption is determined.

10 Keksinnön mukainen laite henkilön fysiologisen tilan seuraamiseksi käsittää välineet sydämen sykkeen mittaamiseksi ajallisesti peräkkäisten sykejaksojen ilmaisemiseksi tai välineet tällaisen sykesignaalin vastaanottamiseksi. Lisäksi laite käsittää lisäksi välineet henkilön ainakin yhden hengitystä kuvaavan parametrin määrittämiseksi aikatasossa sykesignaalin sykevälikohinan jaksollisuuden perusteella ja edelleen välineet henkilön energiankulutuksen laskemiseksi. 15The device for monitoring the physiological condition of a person according to the invention comprises means for measuring heart rate in time to detect sequential heart rate periods or means for receiving such a heart rate signal. The device further comprises means for determining at least one respiratory parameter of the person over time based on the periodicity of the heart rate interval noise of the heart rate signal and further means for calculating the person's energy consumption. 15

Keksinnön mukainen tietokoneohjelmatuote henkilön fysiologisen tilan määrittämiseksi on sovitettu vastaanottamaan henkilön sydämen sykettä kuvaavaa mittaustietoa ja määrittämään mittaustiedon sisältämän syketiedon ajallisen vaihtelun jaksollisuuden perusteella ainakin yksi henkilön hengitystä kuvaava parametri aikatasossa sykehavaintojen perusteella tehtyjen aika-20 leimojen avulla ja edelleen henkilön energiankulutus.The computer program product of the invention for determining a physiological condition of a person is adapted to receive measurement data of a person's heart rate and determine at least one parameter describing a person's breathing by time stamps based on heart rate observations and further energy consumption by the person.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on sanottu patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.More specifically, the method according to the invention is characterized by what is said in the characterizing part of claim 1.

25 Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista se, mitä on sanottu patenttivaatimuksen 12 tunnusmerkkiosassa.The device according to the invention is characterized by what is said in the characterizing part of claim 12.

Keksinnön mukaiselle tietokoneohjelmatuotteelle on tunnusomaista se, mitä on sanottu patenttivaatimuksen 23 tunnusmerkkiosassa.The computer program product according to the invention is characterized by what is said in the characterizing part of claim 23.

3030

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja. Aikatasossa suoritetun määrityksen etuna taajuusmuunnoksen kautta tehtävään analyysiin nähden on vähäisempi laskennan tarve. Niinpä laskenta on nopeaa ja voidaan suorittaa pienellä prosessori-ja ohjelmamuistikapasiteetilla, jolloin myös virrankulutus pienenee ja laitteesta saadaan edullisempi. Pieni virrankulutus tar 3 koittaa edelleen laitteen suurempaa käyttöaikaa ja/tai mahdollistaa pienempien akkujen tai paristojen käytön. Niinpä se soveltuu hyvin kannettaviin laitteisiin, kuten rannetietokoneisiin. Tunnetut taajuusanalyysiin perustuvat menetelmät käyttävät tyypillisesti Fourier-muunnosta, mikä tekee laskennasta monimutkaisen ja laskentatehoa vaativan.The invention provides considerable advantages. The advantage of time-domain determination over frequency-domain analysis is that it requires less computation. Thus, the computation is fast and can be performed with a small amount of processor and program memory, thus also reducing power consumption and making the device more economical. Low power consumption further extends the life of the device and / or enables the use of smaller batteries. Thus, it is well suited for portable devices such as wrist computers. The known methods based on frequency analysis typically use Fourier transform, which makes computation complex and computationally demanding.

55

Keksintöä käyttämällä voidaan myös saavuttaa riittävän tarkka arvio suorituksen aikaisesta energiankulutuksesta ilman henkilön hapen- tai energiankulutuksen maksimin tuntemista. Niinpä käyttäjän ei tarvitse suorittaa rasituskoetta tai vastaavaa käyttäjän metaboliasta kertovaa testiä ennen kuin henkilökohtaisen energiankulutuksen seurannan voi aloittaa. Kokeiden 10 mukaan energiankulutuksen arvioinnissa voidaan saavuttaa jopa alle 15 % keskivirhe ilman tietoa henkilön todellisesta maksimihapenkulutuksesta. Menetelmän tarkkuus perustuu hengi-tystaajuuden onnistuneeseen määritykseen.By using the invention, it is also possible to obtain a sufficiently accurate estimate of the energy consumption during exercise without knowing the maximum amount of oxygen or energy consumption of a person. Thus, the user does not have to perform a stress test or similar test on the user's metabolism before personal energy consumption monitoring can begin. Experiments 10 show that an average error of up to 15% can be achieved in estimating energy consumption without knowing the person's actual maximum oxygen consumption. The accuracy of the method is based on the successful determination of the respiratory rate.

Menetelmä ei myöskään edellytä hetkellisen tai keskimääräisen syketaajuuden laskemista, 15 vaan myöhemmin tarkemmin kuvatun sykkeiden leimaamisen avulla voidaan hengityksen kontribuutio sykesignaaliin selvittää suoraan.Also, the method does not require calculation of the instantaneous or average heart rate, but by labeling the heart rate described in more detail below, the contribution of the breath to the heart rate signal can be determined directly.

Sykejaksolla tarkoitamme sitä ajanjaksoa, jolloin sydän tosiasiallisesti lyö, ja jolloin esimerkiksi sähköisesti mitatussa sykesignaalissa on sydämen lyönnin aiheuttama voimakas sy-20 kesignaalin heilahtelu. Sykevälillä tarkoitamme taas kahden peräkkäisen sykejakson välistä aikaa. Tässä ajassa on vaihtelua (kohinaa), johon vaikuttaa pääasiassa hengitys. Hengityksen tuottama jaksollinen kontribuutio sykevälikohinaan on erotettavissa keksinnön mukaisella menetelmällä.By heart rate, we mean the period when the heart is actually beating, and when, for example, an electronically measured heart rate signal has a strong oscillation of the heart signal caused by a heart beat. By heart rate, we mean again the time between two consecutive heart rate periods. During this time there is variation (noise) which is mainly influenced by breathing. The periodic contribution of respiration to heart rate noise can be distinguished by the method of the invention.

25 Aikatasossa tapahtuvalle määritykselle on ominaista, että sykevälikohinan jaksollisuus tunnistetaan ilman koordinaattimuunnosta esimerkiksi taajuustasoon. Määritys aikatasossa voidaan tehdä keräämällä signaalianalyysin avulla tunnistettujen sykejaksojen perusteella tehtyjä aika-leimoja aikalcimasarjan jaksollisuuden havaitsemiseksi.It is characteristic of a time domain determination that the periodicity of the heart rate interval noise is detected without coordinate conversion, for example to the frequency domain. The time domain determination can be made by collecting time stamps based on the identified heart rate periods by signal analysis to detect the periodicity of the time-lapse sequence.

30 Henkilön hengitystä kuvaavalla parametrilla tarkoitamme ensisijaisesti hengitystiheyttä. Hyödyntämällä keksinnön perusajatusta yhdessä henkilöä kuvaavien esitietoparametrien kanssa on kuitenkin myös esimerkiksi ventilaation suuruus on määritettävissä.30 By the parameter describing a person's breathing we mean primarily the respiratory rate. However, by utilizing the basic idea of the invention in conjunction with preprogramming parameters that describe a person, it is also possible, for example, to determine the amount of ventilation.

Keksinnön eri sovellutusmuotoja kuvataan seuraavassa oheiseen piirustukseen viitaten.Various embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawing.

5 45 4

Kuviossa 1 esitetään vuokaaviona esillä olevan menetelmän yksi suoritusmuoto, kuviossa 2 esitetään periaatepiirroksena esillä olevan laitteen yksi suoritusmuotoja kuviossa 3 esitettään esimerkinomaisesti osa sydänsignaalia.Figure 1 is a flowchart showing one embodiment of the present method; Figure 2 is a schematic drawing of one embodiment of the present device; Figure 3 illustrates by way of example a portion of a cardiac signal.

Kuviossa 1 esitetään yksi mahdollinen tapa toteuttaa keksinnön mukainen menetelmä. Sy-kesignaalin mittaus 101 tapahtuu tyypillisesti sähköisesti sykeanturilla, esimerkiksi rintakehän ympärille kiinnitetyn sykevyön tai erillisten iholle asetettavien elektrodien avulla. Sykesignaa-li saadaan analysoimalla sydänsignaalia sydämen lyöntien tunnistamiseksi signaalista. Sy-10 dänsignaalia on havainnollistettu kuviossa 3, jossa viitenumerolla 32 on merkitty sykejaksoa ja sykejaksojen välistä lepojaksoa viitenumerolla 34. Sykejaksoista tunnistetaan edullisesti jokin ajallisesti hyvin määritelty piste, kuten signaalin maksimi- tai nollakohta (kuviossa 3 maksimikohta 36). Tunnistuksessa voidaan käyttää jotakin alalla hyvin tunnettua menetelmää. Kuviossa 3 näiden pisteiden määräämää sykeväliä on merkitty viitenumerolla 38.Figure 1 shows one possible way to carry out the method according to the invention. Measurement of the Sy central signal 101 is typically performed electrically by a heart rate sensor, for example, by a heart rate belt attached to the chest or by separate electrodes applied to the skin. The heart rate signal is obtained by analyzing the heart signal to identify heart beats from the signal. The Sy-10 signal is illustrated in Figure 3, with reference numeral 32 denoting a heart rate period and a rest period between heart rate periods by reference numeral 34. Preferably, the heart rate periods identify a well-defined point in time, such as maximum or zero signal 36. Any method well known in the art may be used for identification. In Figure 3, the heart rate interval determined by these points is indicated by reference numeral 38.

1515

Sykesignaali siirretään vaiheessa 102 sykeanturilta langallisesti tai langattomasti päätelaitteelle, jossa alla kuvatut menetelmävaiheet 103-108 voidaan toteuttaa.The heart rate signal is transmitted in step 102 from the heart rate sensor wired or wirelessly to the terminal where the method steps 103-108 described below can be implemented.

Vaiheessa 103 asetetaan kunkin yksittäisen sykesignaalin perusteella sydämen lyöntejä vas-20 taavat aikaleimat. Vaiheessa 104 näistä aikaleimoista muodostetaan lukusarja jatkoanalyysiä varten.In step 103, timestamps corresponding to heartbeats 20 are set based on each individual heart rate signal. In step 104, these timestamps are formed into a reading set for further analysis.

Vaiheessa 104 muodostetusta aikasarjasta määritetään sarjan jakso. Tämä voidaan löytää esimerkiksi laskemalla sarjan toiset derivaatat ja tutkimalla tämän uuden sarjan nollakohtia, eli 25 etumerkin muutoskohtia. Täsmällisemmin tämän menetelmävaiheen yksi mahdollinen toteutusmuoto kuvataan myöhemmin esimerkissä 1.From the time series generated in step 104, a sequence period is determined. This can be found, for example, by counting the other derivatives of the series and examining the zeros of this new series, that is, the 25-digit change points. More specifically, one possible embodiment of this method step is described later in Example 1.

Sarjan jakson avulla määritetään edelleen vaiheessa 106 jokin hengityksen kanssa tilastollisesti korreloiva ominaisuus, tyypillisesti hengitystiheys, hengityksen amplitudi tai hengityk-30 sessä siirtyvä ilmamäärä (ventilaatio), tai useita näistä. Approksimaatio hengitystiheydelle saadaan suoraan sarjan jakson perusteella, kun taas muiden suureiden laskemiseksi tarvitaan tyypillisesti esitietoja.The sequence of the series further determines, at step 106, one or more of a statistically correlated property with respiration, typically respiratory rate, respiratory amplitude, or amount of air transported through the respiratory tract (ventilation). An approximation to the respiratory rate is obtained directly from the sequence of the series, whereas other data typically requires preliminary data to calculate.

55

Olemme havainneet, että yllä kuvatulla tavalla hyödynnettynä sykevälikohinan jaksollisuus on luotettava hengityksen indikaattori. Erityisen edullista kuvatussa menetelmässä on, että pelkästä sähköisesti mitatusta sykesignaalista saadaan myös hengityssignaali hyvällä tarkkuudella ja yksinkertaisella aikatasossa tapahtuvalla laskennalla. Tarkasteluvälinä voidaan käyttää 5 suhteellisen lyhyttä ajanjaksoa, jolloin haluttu hengitystä kuvaava parametri on myös kohtuullisen nopeasti päivitettävissä. Kun uusi syke rekisteröidään ja aikaleimataan, tarvitaan vain muutamia laskutoimituksia päivitetyn aikasarjan jakson laskemiseksi. Tyypillisillä suorituk-senaikaisilla syke-ja hengitystasoilla noin 5-15 sykkeen tarkasteluvälillä saadaan ensimmäinen approksimaatio hetkelliselle hengitystiheydelle. Tätä voidaan aikaresoluution kustan-10 nuksella tarvittaessa tarkentaa käyttämällä pitempää tarkasteluväliä.We have found that, when utilized as described above, the periodicity of heart rate noise is a reliable indicator of respiration. Particularly advantageous in the method described is that the electrically measured heart rate signal alone also provides a respiratory signal with high accuracy and simple time domain computation. The interval of observation can be 5 relatively short periods, whereby the desired breathing parameter can also be updated relatively quickly. When a new heart rate is registered and time stamped, only a few calculations are needed to calculate an updated time series period. At typical exercise-time heart rate and respiratory levels, a review interval of about 5 to 15 heart rate yields a first approximation to the instantaneous respiratory rate. This can be refined, if necessary, at a longer time interval, at the expense of time resolution.

Keksinnön mukaan hengitystä kuvaavaa parametria käytetään suorituksen aikaiseen energiankulutuksen laskentaan. Tällöin käytetään apuna tyypillisesti vähintään yhtä esitietoa joko mittauksen kohteena olevasta henkilöstä ja/tai tämän suorittamasta lajista. Esitiedot käsittävät 15 hapenottoon suoraan liittymättömien kokeiden tai tietojen pohjalta määritettävissä olevaa da taa. Ne voivat käsittää esimerkiksi henkilön aktiivisuusluokan, painon, pituuden tai sukupuolen, tai tiedon henkilön suorittaman lajin luonteesta. Lajin luonteella tarkoitetaan ensisijassa sitä, onko kyseessä sprint-tyyppinen laji vai kestävyyslaji. Aktiivisuusluokka (tyypillisesti asteikolla 1-10) voidaan taas määrätä mm. henkilön haqoittelumäärien perusteella ilman 20 fyysisiä kokeita. Myös muita henkilö- tai lajikohtaisia tietoja voidaan käyttää. Vaiheessa 108 suoritetaan tarvittava laskenta, aina käytetyistä esitiedoista ja tunnistetusta hengitystä kuvaavasta parametrista tai parametreista riippuen. Erityisen edullisen sovellutusmuodon mukaan valittuja esitietoja käytetään suoraan hengitysparametrin tai -parametrien skaalaavina tekijöinä mikä edelleen yksinkertaistaa ja nopeuttaa laskentaa. Eri esitiedoille voidaan laskennassa 25 antaa erilaisia painoarvoja. Lopputulos muutetaan edullisesti absoluuttisiksi energiankulutuksen hetkellisiksi yksiköiksi (esim. kcal/min). Myös suorituksen kumulatiivinen energiankulutus voidaan laskea. Kulutus voidaan myös ilmoittaa joinain suhteellisina arvoina. Vaiheessa 109 lopputulos voidaan esittää käyttäjälle.According to the invention, the breath-describing parameter is used to calculate the energy consumption during the run. Typically, at least one prior knowledge of either the person being measured and / or the species performed by him or her will be used. Preliminary data comprises data that can be determined from experiments or data not directly related to oxygen uptake. They may include, for example, a person's activity class, weight, height or sex, or information about the nature of the species the person is performing. The nature of the species primarily refers to whether it is a Sprint type or a durability type. The activity class (typically on a scale of 1-10) can again be determined e.g. based on the person's volume of searches without 20 physical exams. Other personal or species-specific information may also be used. In step 108, the necessary computation is performed, always depending on the pre-information used and the parameter (s) describing the breathing. According to a particularly preferred embodiment, the pre-selected data is used directly as scaling factors for the respiratory parameter or parameters, which further simplifies and speeds up the computation. Different weights can be given different computations in the calculation. Preferably, the final result is converted into absolute instantaneous units of energy consumption (e.g., kcal / min). The cumulative energy consumption of the performance can also be calculated. Consumption may also be reported as some relative value. In step 109, the end result can be presented to the user.

30 Etenkin suorituksen alku- tai loppuvaiheessa tai muussa harjoituksen rytminmuutoskohdassa hengitystiheys ei yleensä korreloi suoraan sen hetkisen energiankulutuksen kanssa. Henkilön aloittaessa suorituksen, hänen hengityksensä ei saavuta heti hetkelliseen energiankulutukseen verrattavissa olevaa tasoa. Toisaalta suorituksen loputtua tai tauoilla hengitystiheys pysyy korkeana, vaikka fyysinen rasitus on ohi. Nämä tekijät voidaan kuitenkin huomioida tarkkai- 6 lemalla hengitystiheyden, syketiheyden tai jonkin muun suorituksen rytminvaihdosta kuvaavan mitattavissa olevan suureen ajallisia muutoksia. Mikäli tietyllä aikavälillä havaitaan en-naltamäärätyn suuruinen muutos tällaisessa suureessa, voidaan hengitystiheyttä korjata laskennallisesti kohti sellaista hengitystiheysarvoa, joka vastaa paremmin todellista energianku-5 lutusta. Reaaliaikainen koijaus voi tapahtua esimerkiksi pitämällä hetkellisiä hengitystiheyk-siä ennaltamäärätyn tarkasteluvälin ajan puskurimuistissa, ja vertaamalla uusinta saatua hengitystiheyttä hengitystiheyden aikaisempiin arvoihin. Täsmällisemmin kuvattuna koijauspro-sessi voidaan toteuttaa esimerkissä 2 kuvatulla tavalla, mutta alan asiantuntija ymmärtää, että vastaavan vaikutuksen aikaansaava laskenta voidaan toteuttaa hyvin monella eri tavalla.30 Particularly at the beginning or end of the exercise or at any other rhythmic point of the exercise, respiratory rate does not usually correlate directly with current energy expenditure. When a person begins to exercise, his or her breathing does not immediately reach a level comparable to that of instantaneous energy. On the other hand, after exercise or breaks, respiratory rate remains high even though physical exertion is over. However, these factors can be accounted for by observing temporal changes in the measurable quantity of respiratory rate, heart rate, or other performance. If a predetermined change in such a quantity is observed over a period of time, the respiratory rate may be corrected computationally toward a value of respiratory rate that better corresponds to actual energy consumption. For example, real-time mapping may occur by keeping momentary respiratory rates in the buffer memory for a predetermined interval of time, and comparing the latest obtained respiratory rate with historical values of respiratory rate. More specifically, the kayaking process can be implemented as described in Example 2, but one skilled in the art will recognize that computation with a similar effect can be accomplished in many different ways.

1010

Energiankulutusarvion koijaus suoritetaan edullisesti tehostetusti. Tällä tarkoitetaan sitä, että energiankulutuksen arvioita kokataan suhteessa enemmän siihen nähden, kuinka paljon suorituksen rytminvaihdosta kuvaava suure muuttuu. Tällä kompensoidaan esimerkiksi hengityksen tai sykkeen hidasta muutosta suhteessa suorituksen hetkelliseen intensiteettiin. Rytmin-15 vaihdosta kuvaava suure voi toki olla myös esimerkiksi kiihtyvyysanturin kautta saatava tieto, jolloin tehostettua koijausta ei välttämättä tarvita.Preferably, the estimation of the energy consumption estimate is performed intensively. This means that estimates of energy consumption are cooked in proportion to how much the measure of change in rhythm of performance changes. For example, this compensates for a slow change in breathing or heart rate relative to the instantaneous intensity of the exercise. Of course, the measure representing the change in rhythm-15 may also be information obtained through, for example, an accelerometer, whereby enhanced mapping may not be required.

Vaikka tässä dokumentissa kuvataankin energiankulutuslaskennan ja hengitystiheyden muutoksiin perustuvan koijauslaskennan käyttäminen aikatasossa tapahtuvan hengitystiheysmää-20 rityksen yhteydessä, voidaan niitä käyttää hyvin yleisesti myös muiden hengitystiheysmääri-tysmenetelmien yhteydessä. Koska kuvatut laskentatavat ovat kuitenkin myös toteutettavissa pienellä laskentakapasiteetilla ja reaaliajassa, saavutetaan niiden käyttämisellä yhdessä erityistä etua.Although this document describes the use of energy consumption calculation and pulse rate change based coefficient calculation in connection with time-dependent respiratory rate determination, it can be used very commonly with other respiratory rate determination methods. However, since the computational methods described are also feasible with low computing capacity and in real time, there is a particular advantage in using them together.

25 Varsinainen energiankulutus lasketaan edullisesti hengitystiheyden toisen asteen käytöksen perusteella, jonka on havaittu vastaavan hyvin todellista energiankulutusta. Edelleen, edullisen suoritusmuodon mukaan hengitystiheyden lisäksi laskennassa käytetään ainoastaan henkilön yleisiä, henkilöä koskevista metabolisistä kokeista suoraan johdettamattomissa olevia esitietoparametreja, kuten yllä on kuvattu. Esimerkiksi pituus ja paino (massa) ovat suoraan 30 Sl-yksiköiden mukaisia suureita, joiden mittaus on yksinkertaista ja yleensä valmiiksi käyttäjän tiedossa hyvällä tarkkuudella. Aktiivisuusluokka voidaan määrittää valmiiden ja yleisesti käytettyjen taulukoiden avulla. Näitä voidaan käyttää suoraan hengitystiheyden tai tästä lasketun sekundäärisen parametrin painottavina tekijöinä.The actual energy consumption is preferably calculated from the second order respiratory rate behavior, which has been found to closely match the actual energy consumption. Further, according to a preferred embodiment, in addition to respiratory rate, only general prerequisite parameters of the subject, which are not directly derived from the individual's metabolic experiments, are used in the calculation, as described above. For example, height and weight (mass) are directly measured by 30 Sl units, which are simple to measure and usually readily known to the user with good accuracy. The activity class can be determined using pre-defined and commonly used tables. These can be used directly as weighting factors for respiratory rate or derived secondary parameter.

77

Tunnetut ratkaisut lähestyvät energiankulutuslaskentaongelmaa aivan toisesta suunnasta: mitataan tai arvioidaan henkilön metabolia, jota käytetään energiakulutuslaskennan pohjana. Esillä olevassa ratkaisussa taas perustuu riittävän yleistiedon keräämiseen käyttäjästä, jolloin voidaan muodostaa arvio oletetusta hengitys-energiankulutus -riippuvuudesta. Tätä voidaan 5 pitää myös luotettavampana tapana siinä mielessä, että yksittäisen virheellisesti syötetyn esi-tietotekijän vaikutus lopputulokseen on pienempi kuin esimerkiksi käytettäessä laskennan pohjana virheellisesti mitattua tai syötettyä V02max-mittaustulosta. Niinpä kuvatulla tavalla saadaan aikaan käyttäjälle miellyttävä ja luotettava tapa energiankulutuksen laskemiseksi.Known solutions approach the energy calculation problem in a completely different direction: measuring or estimating a person's metabolism, which is used as a basis for energy calculation. The present solution, in turn, is based on gathering sufficient general information about the user to form an estimate of the expected respiratory energy consumption dependence. This can also be considered as a more reliable way in the sense that the impact of a single incorrectly entered pre-information factor on the final result is less than, for example, using a V02max measurement that is incorrectly measured or entered as a basis for calculation. Thus, in the manner described, a user-friendly and reliable way of calculating energy consumption is provided.

10 Kuvioon 2 viitaten kuvattu menetelmä suoritetaan edullisesti joko kokonaan tai osittain kannettavassa laitteessa, edullisesti rannelaitteessa 220. Sydänsignaalin mittaus voidaan suorittaa sykevyön 210 avulla, jossa olevan lähettimen 214 avulla sykesignaali siirretään sähkömagneettisen säteilyn 250 välityksellä rannelaitteeseen 220. Siirto voi tapahtua induktiivisesti tai radiotaajuisen signaalin avulla. Sykevyön mittauselektrodeja on merkitty viitenumerolla 212.The method described with reference to Fig. 2 is preferably performed either wholly or in part on a portable device, preferably a wrist unit 220. The heart signal measurement can be performed by a heart rate belt 210 having transmitter 214 transmitted by electromagnetic radiation 250 to the wrist unit 220. The heart rate measuring electrodes are designated 212.

15 Rannelaite 220 käsittää edullisesti sykesignaalin vastaanottimen 202, prosessointiyksikön 204 sykevälijaksojen aikaleimojen asettamiseksi ja ainakin yhden hengitystä kuvaavan parametrin määrittämiseksi aikatasossa sykesignaalin sykevälijaksojen sisältämän signaalin jaksollisuuden perusteella. Lisäksi laitteessa on puskurimuistia 206 syketietojen, aikaleimasarjan ja/tai laskettujen hengitysparametrien tallentamiseksi. Sykesignaalin signaalinkäsittelyjä tarvittava 20 muu laskenta suoritetaan tyypillisesti mikroprosessorissa tai erillisissä näitä toimintoja varten suunnitelluissa mikropiireissä. Laitteessa voi olla myös muistia syke-, hengitys- ja/tai energi-ankulutustiedon pidempiaikaiseksi tallentamiseksi. Lisäksi laitteessa on yleensä myös näyttö 224, jossa laskennan tulos voidaan esittää.Preferably, the wrist unit 220 comprises a heart rate signal receiver 202, a processing unit 204 for setting time stamps of heart rate intervals and for determining at least one respiratory parameter in a time domain based on the periodicity of the signal contained in the heart rate intervals of the heart rate signal. Additionally, the device has a buffer memory 206 for storing heart rate data, a timestamp sequence and / or calculated respiratory parameters. The other calculations required for signal processing of the heart rate signal are typically performed in a microprocessor or in separate integrated circuits designed for these functions. The device may also have memory for long-term storage of heart rate, respiratory and / or Energi consumption data. In addition, the device generally also has a display 224 for displaying the result of the calculation.

25 Prosessointiyksikkö 204 voidaan kuvatun menetelmän ansiosta valmistaa pieneksi ja vähän virtaa kuluttavaksi.Due to the method described, the processing unit 204 can be made small and low power consuming.

Menetelmä voidaan toteuttaa myös siten, että hengitystä kuvaavan parametrin laskenta suoritetaan joko kokonaan tai osittain sykevyössä tai muussa anturivälineessä, jolloin koko sy- 30 kesignaalia ei tarvitse siirtää päätelaitteelle. Niinpä riittääkin, kun päätelaitteelle siirretään tietyin väliajoin ainoastaan laskennan lopputulos tai välituloksia niihin liittyvien aikatietojen kera.The method may also be implemented such that the calculation of the respiratory parameter is performed either wholly or in part in the heart rate belt or other sensor means, whereby the entire heart signal need not be transmitted to the terminal. Thus, it is sufficient to transmit to the terminal at certain intervals only the result of the calculation or the intermediate results with the associated time information.

88

Menetelmä voidaan toteuttaa suorituksen aikana tai sen jälkeen myös tietokoneessa, johon sykesignaali tai muistissa oleva syketieto, aikaleimat tai näistä lasketut välitulokset tai joh-dannaisparametrit on siirrettävissä suoraan anturointivälineestä tai välillisesti esimerkiksi ran-nelaitteesta.The method may also be implemented during or after execution on a computer to which the heart rate signal or heart rate data in memory, time stamps or intermediate results or derived parameters derived therefrom can be transmitted directly from the sensing means or indirectly from, for example, a wrist unit.

55

Yllä oleva keksinnön sovellutusmuotojen yksityiskohtainen kuvaus, oheiset piirustukset ja seuraavat esimerkit eivät rajoita keksintöä vaan ne tulee ottaa ainoastaan esimerkinomaisina tapoina toteuttaa keksintö käytännössä. Keksintöä tuleekin tulkita patenttivaatimusten täydessä laajuudessa ja ekvivalenssitulkinta huomioon ottaen.The above detailed description of embodiments of the invention, the accompanying drawings, and the following examples are not to be construed as limiting the invention, but are to be considered as exemplary ways of practicing the invention only. Accordingly, the invention is to be construed in its entirety and in the light of the equivalence interpretation.

1010

Esimerkki 1.Example 1.

Tässä esimerkissä havainnollistetaan, kuinka hengitystiheys voidaan määrittää aikatasossa sykesignaalista yksinkertaisella tavalla. Lähtökohtana on, että sykesignaalista on tunnistettu 15 sydämen lyönnit ja näiden avulla on sykevälijaksojen kohinasta valittu saija aikapisteitä.This example illustrates how respiratory rate can be determined over time from a heart rate signal in a simple manner. The starting point is that 15 heartbeats have been identified from the heart rate signal and these have been used to select Saija time points from the noise of the heart rate intervals.

Sykesignaalista poimittu hengitystiheyden ja/tai ventilaation laskennassa käytettävä aikasarja on lukusarja, joka koostuu aikapisteistä. Jokainen aikapiste vastaa hetkeä, jolloin sydämen lyönti on tunnistettu. Aikaa mitataan esimerkiksi millisekunneissa.The time series used to calculate respiratory rate and / or ventilation, extracted from the heart rate signal, is a reading series consisting of time points. Each time point corresponds to the moment the heartbeat is recognized. For example, time is measured in milliseconds.

20 Näin saadaan monotonisesti kasvavien ajanhetkien lukusala (millisekunteina esimerkiksi 0, 1010, 1950, 2800, 3650,...), poislukien mahdollisesti hetki, jolloin aikaleimoja sisältävä muuttuja ylivuodon seurauksena aloittaa laskennan uudelleen nollasta. Tätä lukusalaa vastaavien signaalinvoimakkuuksien ensimmäisen derivaatan approksimaatio on (t2-tl)/l = 25 svl. Toisen derivaatan approksimaatio on (sv2-svl)/l, jossa sv2 = (t3-t2)/l. Tarkastelemalla toisen derivaatan etumerkin muuttumishetkiä saadaan uusi lukusarja: ttl, tt2, tt3„... Tässä lukusarjassa ttl = - ajanhetki, jolloin etumerkki muuttui positiiviseksi (tai negatiiviseksi ) + ajanhetki, jolloin etumerkki muuttui seuraavan kerran positiiviseksi (tai negatiiviseksi ). Tämä ajanjakso kuvaa sykevälikohinan jaksollisuutta, josta voidaan approksi-30 moida hengitystiheyttä ja ventilaatiota.20 This gives the reading range of the monotonically increasing time points (in milliseconds, for example, 0, 1010, 1950, 2800, 3650, ...), possibly excluding the time when the variable containing the timestamps will restart from zero as a result of an overflow. The approximation of the first derivative of the signal intensities corresponding to this reading range is (t2-t1) / l = 25 svl. The approximation of the second derivative is (sv2-sv1) / l, where sv2 = (t3-t2) / l. By looking at the change in the sign of the second derivative, we get a new set of digits: ttl, tt2, tt3 „... In this set, ttl = - the time when the sign changed to positive (or negative) + the time when the sign next became positive (or negative). This period describes the periodicity of the heart rate interval noise, from which the respiratory rate and ventilation can be approximated.

99

Esimerkki 2.Example 2.

Hengitystiheyden korjaus suorituksen rytminmuutosten huomioimiseksi (vaiheet 1 - 6) ja edelleen energiankulutusarvio (vaiheet 7-8) voidaan toteuttaa esimerkiksi seuraavalla taval-5 la: 1. Laske hetkellinen hengitystiheys 2. Etsi hengitystiheyden globaalia minimiä (tietyllä ajanjaksolla) 3. Etsi hengitystiheyden lokaalia maksimia (tietyllä lyhyemmällä ajanjaksolla) 4. Jos uusin hengitystiheys alittaa lokaalin maksimin riittävästi (esimerkiksi 15 %), 10 hengitystiheyttä pienennä kertoimella 0 ... 1 (esimerkiksi 0,7) 5. Jos uusin hengitystiheys ylittää lokaalin minimin riittävästi (esimerkiksi 20 %), päivitä lokaalia maksimia kohti viimeisintä hengitystiheysarvoa 6. Vähennä vaiheissa 1-5 esikäsitellystä hengitystiheydestä korjaustekijä, joka voi olla kiinteä arvo tai globaalin hengitystiheyden minimin avulla adaptoituva arvo 15 (offsetkorjaus) 7. Korota vaiheissa 1-6 esikäsitelty hengitystiheys potenssiin kaksi 8. Skaalaa saatua arvoa suoraan esitietoparametreillaThe respiratory rate correction to account for changes in exercise rhythm (steps 1-6) and further the energy consumption estimate (steps 7-8) can be accomplished, for example, by the following method: 1. Calculate instantaneous respiratory rate 2. Find global respiratory rate minimum (over a period of time) (over a shorter period of time) 4. If the latest respiratory rate is sufficiently below the local maximum (eg 15%), reduce the 10 respiratory rate by a factor of 0 ... 1 (eg 0.7) 5. If the latest respiratory rate is sufficiently above the local minimum (eg 20%), update the local maximum to the last respiratory rate 6. From the pre-treated respiratory rate in steps 1-5, subtract a correction factor, which may be a fixed value or a value adaptive with the global respiratory minimum to 15 (offset correction) 7. Increase the direct treated esitietoparametreilla

Claims (26)

1. Menetelmä henkilön suorituksenaikaisen fysiologisen tilan seuraamiseksi, jossa menetelmässä 5. havainnoidaan (101) henkilön sydämen sykettä sykesignaalin saamiseksi, - määritetään syketiedon ajallisen vaihtelun jaksollisuus sykesignaalin perusteella tehtyjen aikaleimojen (103) avulla aikatasossapa - määritetään (106) sykesignaalin sisältämän syketiedon ajallisen vaihtelun jaksollisuuden perusteella ainakin yksi henkilön hengitystä kuvaava parametri, 10 tunnettu siitä, että hengitystä kuvaavaa parametria käytetään (107,108) henkilön energian kulutuksen arviointiin.A method for monitoring the physiological status of an individual at runtime, comprising: 5. detecting (101) the heart rate of the subject to obtain a heart rate signal, - determining the periodicity of the heart rate temporal variation based on the heart rate signal (103); at least one person breathing parameter, characterized in that the breathing parameter is used (107,108) to estimate a person's energy consumption. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hengitystä kuvaava parametri on hengitystiheys. 15Method according to claim 1, characterized in that the respiratory parameter is the respiratory rate. 15 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että - muodostetaan (104) aikaleimoista peräkkäisiä aikapisteitä käsittävä sarja, - määritetään sarj an j akso, j a - määritetään hengitystä kuvaava parametri sarjan jakson perusteella. 20A method according to claim 1 or 2, characterized in that: - forming (104) a series of time stamps comprising consecutive time points, - determining a sequence period, and - determining a respiratory parameter based on the sequence period. 20 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sarjan jakso määritetään laskemalla (105) sarjan toinen derivaatta ja etsimällä tämän nollakohtia.Method according to claim 3, characterized in that the sequence of the series is determined by counting (105) the second derivative of the series and searching for its zeroes. 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 25. tarkkaillaan (107) jonkin suorituksen intensiteettiä kuvaavan suureen, kuten hengi tys- tai syketiheyden ajallisia muutoksia suorituksessa tapahtuvien rytminvaihdosten havaitsemiseksi, ja - mikäli suorituksessa havaitaan rytminvaihdos, korjataan energian kulutuksen arviota kohti oletettua todellista energiankulutusta. 30A method according to any one of the preceding claims, characterized by: 25. observing (107) temporal changes in the intensity of a performance, such as respiratory or pulse rate, to detect changes in rhythm during exercise, actual energy consumption. 30 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että arvioitua energian kulutusta korjataan tehostetusti ylöspäin, mikäli havaitaan suorituksen intensiteettiä kuvaavan suureen kasvavan ja/tai laskettua energian kulutusta korjataan tehostetusti alaspäin, mikäli havaitaan suorituksen intensiteettiä kuvaavan suureen laskevan.Method according to Claim 5, characterized in that the estimated energy consumption is corrected upwards if an increase in the performance intensity is observed and / or the calculated energy consumption is corrected in an downward fashion if a decrease in the performance intensity is observed. 7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että energian kulutusta arvioidaan hengitystiheyden korkeamman asteen käytöksen, edullisesti toisen asteen käytöksen perusteella. 5Method according to one of the preceding claims, characterized in that the energy consumption is estimated on the basis of a higher degree of respiratory rate behavior, preferably of a secondary order. 5 8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että energian kulutuksen arvioinnissa käytetään lisäksi ainakin yhtä, tyypillisesti 2 - 4:ää, tai kaikkia seu-raavista esitiedoista: henkilön aktiivisuusluokka, henkilön paino, henkilön pituus, henkilön sukupuoli, henkilön suorittaman lajin luonne. 10A method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one, typically 2 to 4, or all of the following prerequisite data is used to estimate energy consumption: person's activity class, person's weight, person's height, person's sex, nature of species. . 10 9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että energian kulutuksen arviointi perustuu määritetyn hengitystä kuvaavan parametrin ja ainoastaan meta-bolisistä testeistä johdettamattomissa olevien esitietoparametrien käyttöön.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the assessment of energy consumption is based on the use of a defined respiratory parameter and pre-data parameters not derived from metabolic tests alone. 10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se suorite taan suorituksen aikana kannettavassa laitteessa, kuten rannetietokoneessa (220), tai tietokoneella.A method according to any one of the preceding claims, characterized in that it is performed during execution on a portable device such as a wristop computer (220) or on a computer. 11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se suoritetaan 20 osittain tai kokonaan sykesignaalia suoraan mittaavassa laiteyksikössä, kuten sykevyössä (210).A method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it is carried out partially or completely in a device unit directly measuring the heart rate signal, such as a heart rate belt (210). 12. Kannettava laite henkilön suorituksenaikaisen fysiologisen tilan seuraamiseksi, joka laite käsittää 25. anturin sydämen sykkeen havaitsemiseksi sykesignaalin muodostamiseksi tai väli neet (202) tällaisen anturin avulla muodostetun sykesignaalin vastaanottamiseksi, - prosessointiyksikön (204) henkilön ainakin yhden hengitystä kuvaavan parametrin määrittämiseksi sykesignaalin sisältämän syketiedon ajallisen vaihtelun jaksollisuuden perusteella, jolloin prosessointiyksikkö (204) on sovitettu määrittämään syketie-3 0 don aj allisen vaihtelun j aksollisuus sykesignaalin perusteella tehtyj en aikaleimoj en avulla aikatasossa, tunnettu siitä, että laite on sovitettu arvioimaan henkilön energian kulutusta hengitystä kuvaavan parametrin perusteella.A portable device for monitoring the physiological status of an individual at runtime, comprising: a sensor for detecting a heart rate of a heart to generate a heart rate signal, or means (202) for receiving a heart rate signal generated by such a sensor; periodic variation, wherein the processing unit (204) is adapted to determine the capability of pulsatile-3 0 temporal variation with time stamps based on the heart rate signal in the time domain, characterized in that the device is adapted to estimate a person's energy consumption based on a breathing parameter. 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen kannettava laite, tunnettu siitä, että prosessointi-yksikkö (204) on sovitettu määrittämään hengitystiheys.A portable device according to claim 12, characterized in that the processing unit (204) is adapted to determine respiratory rate. 14. Patenttivaatimuksen 12 tai 13 mukainen kannettava laite, tunnettu siitä, että prosessoin-5 tiyksikkö (204) on sovitettu - muodostamaan muistiyksikköön (206) aikaleimoista peräkkäisiä aikapisteitä käsittävä sarja, - määrittämään sarj an j akso, j a määrittämään hengitystä kuvaava parametri sarj an j akson perusteella. 10A portable device according to claim 12 or 13, characterized in that the processing unit (204) is arranged to: - form in the memory unit (206) a series of time stamps with successive time points, - determine a sequence and define a breath parameter axon. 10 15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen kannettava laite, tunnettu siitä, että prosessointiyksikkö (204) on sovitettu määrittämään sarjan jakso laskemalla sarjan toinen derivaatta ja etsimällä tämän nollakohtia.A portable device according to claim 14, characterized in that the processing unit (204) is adapted to determine the sequence of the sequence by counting the second derivative of the series and searching for its zeroes. 16. Patenttivaatimuksen 14 tai 15 mukainen kannettava laite, tunnettu siitä, että laite on edel leen sovitettu - tarkkailemaan jonkin suorituksen intensiteettiä kuvaavan suureen, kuten hengitys-tai syketiheyden ajallisia muutoksia suorituksessa tapahtuvien rytminvaihdoksien havaitsemiseksi, ja 20. mikäli suorituksessa havaitaan rytminvaihdos, korjaamaan energian kulutuksen ar viota kohti oletettua todellista energiankulutusta.Portable device according to claim 14 or 15, characterized in that the device is further adapted to - observe temporal changes in the intensity of any exercise, such as respiratory or pulse rate, to detect changes in rhythm during exercise, and, if detected, to correct energy consumption. estimate towards the assumed actual energy consumption. 17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen kannettava laite, tunnettu siitä, että se on sovitettu korjaamaan energian kulutusta tehostetusti ylöspäin, mikäli suorituksen intensiteettiä kuvaavan 2. suureen havaitaan kasvavan j a/tai korj aamaan energian kulutusta tehostetusti alaspäin, mikäli suorituksen intensiteettiä kuvaavan suureen havaitaan laskevan.Portable device according to claim 16, characterized in that it is adapted to correct the energy consumption upwards if the intensity intensity measure 2 is observed to increase and / or to correct the energy consumption downwards if the performance intensity quantity decreases. 18. Jonkin patenttivaatimuksen 12 - 17 mukainen kannettava laite, tunnettu siitä, että se on sovitettu arvioimaan energian kulutusta hengitystiheyden korkeamman asteen käytöksen, 30 edullisesti toisen asteen käytöksen perusteella.A portable device according to any one of claims 12 to 17, characterized in that it is adapted to estimate energy consumption based on a higher degree of respiratory behavior, preferably a second degree behavior. 19. Jonkin patenttivaatimuksen 12-18 mukainen kannettava laite, tunnettu siitä, että se on sovitettu käyttämään lisäksi ainakin yhtä, tyypillisesti 2 - 4:ää, tai kaikkia seuraavista laitteeseen syötettävissä olevista esitiedoista henkilön energian kulutuksen arvioimiseksi: henkilön aktiivisuusluokka, henkilön paino, henkilön pituus, henkilön sukupuoli, henkilön suorittaman lajin luonne.A portable device according to any one of claims 12 to 18, characterized in that it is adapted to use at least one, typically 2 to 4, or all of , the sex of the person, the nature of the species performed by the person. 20. Jonkin patenttivaatimuksen 12-19 mukainen kannettava laite, tunnettu siitä, että se on 5 sovitettu arvioimaan energian kulutusta käyttämällä määritettyä hengitystä kuvaavaa parametria ja ainoastaan metabolisistä testeistä johdettamattomissa olevia esitietoparametreja.A portable device according to any one of claims 12 to 19, characterized in that it is adapted to estimate energy consumption by using a determined breathing parameter and pre-data parameters not derived from metabolic tests alone. 21. Jonkin patenttivaatimuksen 12-20 mukainen kannettava laite, tunnettu siitä, että se on rannetietokone (220) tai tietokone. 10A portable device according to any one of claims 12 to 20, characterized in that it is a wristop computer (220) or a computer. 10 22. Jonkin patenttivaatimuksen 12 - 20 mukainen kannettava laite, tunnettu siitä, että se on sykevyö (210).A portable device according to any one of claims 12 to 20, characterized in that it is a heart rate belt (210). 23. Tietokoneohjelmatuote henkilön fysiologisen tilan määrittämiseksi, joka on sovitettu vas- 15 taanottamaan henkilön sydämen sykettä kuvaavaa mittaustietoa ja määrittämään mittaustie don sisältämän syketiedon ajallisen vaihtelun jaksollisuuden perusteella ainakin yksi henkilön hengitystä kuvaava parametri, ja edelleen määrittämään syketiedon ajallisen vaihtelun jaksollisuus aikatasossa sykehavaintojen perusteella tehtyjen aikaleimojen avulla tunnettu siitä, että se on edelleen sovitettu laskemaan arvio henkilön energian kulutuksesta 20 käyttämällä laskettua hengitystä kuvaava parametria.23. A computer program product for determining a physiological condition of a person adapted to receive measurement data of a person's heart rate and to determine at least one parameter describing a person's breathing based on the periodicity of temporal fluctuation of the heart rate information contained in the measurement data; characterized in that it is further adapted to calculate an estimate of a person's energy consumption 20 using a calculated breath parameter. 24. Patenttivaatimuksen 23 mukainen tietokoneohjelmatuote, tunnettu siitä, että se on sovitettu - muodostamaan sykehavainnoista peräkkäisiä aikapisteitä käsittävä sarja, 25. määrittämään Saijan jakso esimerkiksi laskemalla saqan toinen derivaatta ja etsimäl lä tämän nollakohtia, ja - määrittämään hengitystä kuvaava parametri saq an jakson perusteella.A computer program product according to claim 23, characterized in that it is adapted to: - generate a sequence of heart rate observations comprising consecutive time points, 25. determine a Saija period by, for example, calculating a second derivative of saqa and searching for its zeros; 25. Patenttivaatimuksen 23 tai 24 mukainen tietokoneohjelmatuote, tunnettu siitä, että se on 30 sovitettu hengitystä kuvaavan parametrin lisäksi käyttämään ainoastaan metabolisista testeistä johdettamattomissa olevia esitietoparametreja, edullisesti ainakin yhtä, tyypillisesti 2 - 4:ää, tai kaikkia seuraavista siihen syötettävissä olevista esitietoparametreista: henkilön aktiivisuus-luokka, henkilön paino, henkilön pituus, henkilön sukupuoli, henkilön suorittaman lajin luonne. 5A computer program product according to claim 23 or 24, characterized in that it is adapted, in addition to the respiratory parameter, to use only pre-data parameters that are not derived from metabolic tests, preferably at least one, typically 2 to 4, or all of the following category, person's weight, person's height, person's gender, nature of the species the person is performing. 5 26. Jonkin patenttivaatimuksen 23 - 25 mukainen tietokoneohjelmatuote, tunnettu siitä, että se on jonkin suorituksen intensiteettiä kuvaavan suureen ajallisten muutosten perusteella sovitettu kolaamaan energian kulutuksen arviota kohti oletettua todellista energiankulutusta.A computer program product according to any one of claims 23 to 25, characterized in that it is adapted, based on temporal changes in a measure of intensity of a performance, to crash into an estimate of the actual energy consumption.
FI20065320A 2006-05-12 2006-05-12 Procedure, apparatus and computer software for observing the physiological state of a person FI121214B (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20065320A FI121214B (en) 2006-05-12 2006-05-12 Procedure, apparatus and computer software for observing the physiological state of a person
GB0708859A GB2438070B (en) 2006-05-12 2007-05-08 Method, Device and computer program product for monitoring the physiological state of a person
GB1006057A GB2468598B (en) 2006-05-12 2007-05-08 Method, device and computer program product for monitoring the physiological state of a person
HK08103470.5A HK1109320A1 (en) 2006-05-12 2008-03-27 Method, device and computer program product for monitoring the physiological state of a person
HK11102040.3A HK1147926A1 (en) 2006-05-12 2011-03-01 Method, device and computer program product for monitoring the physiological state of a person

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20065320A FI121214B (en) 2006-05-12 2006-05-12 Procedure, apparatus and computer software for observing the physiological state of a person
FI20065320 2006-05-12

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20065320A0 FI20065320A0 (en) 2006-05-12
FI20065320A FI20065320A (en) 2007-11-13
FI121214B true FI121214B (en) 2010-08-31

Family

ID=36540022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20065320A FI121214B (en) 2006-05-12 2006-05-12 Procedure, apparatus and computer software for observing the physiological state of a person

Country Status (3)

Country Link
FI (1) FI121214B (en)
GB (2) GB2438070B (en)
HK (2) HK1109320A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2489302A1 (en) 2011-02-17 2012-08-22 Suunto Oy Method and device for estimating energy consumption

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2512305B (en) * 2013-03-25 2018-05-02 Toumaz Healthcare Ltd Apparatus and Method for Estimating Energy Expenditure
GB2512304A (en) * 2013-03-25 2014-10-01 Toumaz Healthcare Ltd Apparatus and method for estimating energy expenditure

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8502443D0 (en) * 1985-01-31 1985-03-06 Flexigage Ltd Monitoring physiological parameters
FI100377B (en) * 1994-10-13 1997-11-28 Polar Electro Oy Method and apparatus for determining energy metabolism thresholds
US6702752B2 (en) * 2002-02-22 2004-03-09 Datex-Ohmeda, Inc. Monitoring respiration based on plethysmographic heart rate signal
FI20025029A0 (en) * 2002-05-29 2002-05-29 Joni Kettunen A method for obtaining reliable respiratory activity information from heart rate measurement

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2489302A1 (en) 2011-02-17 2012-08-22 Suunto Oy Method and device for estimating energy consumption

Also Published As

Publication number Publication date
FI20065320A (en) 2007-11-13
GB201006057D0 (en) 2010-05-26
GB2468598A (en) 2010-09-15
FI20065320A0 (en) 2006-05-12
GB2438070B (en) 2010-11-17
GB2468598B (en) 2010-12-01
HK1109320A1 (en) 2008-06-06
GB0708859D0 (en) 2007-06-13
GB2438070A (en) 2007-11-14
HK1147926A1 (en) 2011-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8021306B2 (en) Method, device and computer program product for monitoring the physiological state of a person
US10433781B2 (en) Measuring psychological stress from cardiovascular and activity signals
CN107466222B (en) Vital sign monitoring system
CN105210067B (en) Computing a physiological state of a user related to physical exercise
US10512423B2 (en) Determining energy expenditure of a user
JP6599883B2 (en) HEART RATE MONITOR SYSTEM, HEART RATE MONITORING METHOD, AND COMPUTER PROGRAM
BR112016021493B1 (en) METHOD OF PROCESSING HEART RATE DATA, COMPUTER PROGRAM PRODUCT, AND SYSTEM FOR PROCESSING HEART RATE DATA
US20120215116A1 (en) Method and apparatus for estimating energy consumption
US10213146B2 (en) Measuring psychological stress from cardiovascular and activity signals
TWI597617B (en) Exercise guiding system, exercise guiding method and anaerobic threshold measuring method
US20180003547A1 (en) Apparatus and method for monitoring changes in user weight
FI121214B (en) Procedure, apparatus and computer software for observing the physiological state of a person
FI123828B (en) A method, apparatus, and computer program product for monitoring a person's physiological condition
EP3132745B1 (en) A method and an apparatus to determine anaerobic threshold of a person non-invasively from freely performed exercise and to provide feedback on training intensity
JP2020523162A5 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 121214

Country of ref document: FI

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: AMER SPORTS DIGITAL SERVICES OY

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: SUUNTO OY