NO324724B1 - Innretning for maling av spisehastighet - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en måleanordning for samtidig måling av spiseraten og tilhørende følelse av metthet hos et måleobjekt under inntak av mat.

Det har lenge vært et behov for å kontrollere matinntak og kroppsvekt, fordi overvekt og fedme er alvorlige helseproblemer. Fra dette utgangspunkt er det av betydelig viktighet å utvikle fremgangsmåter for måling av spisevaner og følelsen av metthet.

Spisevaner har vært studert av Kissileff mil. (Kissileff HR, Klingsberg G, Van Itallie TB (1980), "Universal eating monitor for continuous recording of solid or liquid consumption in man", American Journal of Physiology 283: R14-R22), som brukte en tallerken plassert på en vekt, som ble senket ned i overflaten på et bord og forbundet med en datamaskin. Under et måltid registrerte datamaskinen vektreduksjonen på tallerkenen som maten ble spist fra. Ved bruk av denne fremgangsmåte kunne raten for inntak beregnes. Det ble konkludert at spiseraten er stabil hos en enkeltperson, og variabel mellom personer. Kissileff m.fl. (Kissileff HR, Thornton J, Becker E (1982), "A quadratic equation adequately describes the cumulative food intake curve in man", Appetite 3: 255-272), foreslår at spiseraten hos mennesker, målt ved ovenstående fremgangsmåte, kan beskrives ved bruk av en kvadratfunksjon. Ingen alternativer er foreslått. Det er imidlertid ingen biologisk understøttelse eller fundament for den hypotetiske lcvadratfunksjon. Det vil si, det er ingen biologisk faktor som styrer inntaksraten slik at denne under et måltid kan bli beskrevet ved en lcvadratfunksjon, på grunn av variasjon i den biologiske faktor. Måling av inntaksraten er av betydelig viktighet, fordi en endring i denne raten kan være årsaksmessig relatert til utvikling av fedme (Hetherington M, Rolls B (1987) "Methods of investigating human eating behaviour. I: Toates FM, Rowlands NE (eds.): "Eating and Drinking", sidene 77-109, Elsevier, Amsterdam).

Det er imidlertid en like stor interesse i å måle og kontrollere metthet. En endring i følelsen av metthet kan også være grunnen til utvikling av fedme. Konvensjonelt vil en person som deltar i et eksperiment bli bedt om å estimere sin metthet før og etter et måltid ved bruk av en visuell analog skala, dvs personen bruker papir og penn til å notere hvor intens, på et sammenhengende hele fra lav til høy, han/hun føler sitt nivå av metthet.

Psykofysiske studier av de subjektive anslag av arbeidsbelastning har vært utført av Borg (Borg G (1982), "A category scale with radio properties for intermodal and inter-individual comparisons", i: Greissler H-G, Petzold YM (eds): "Psychophysical Judgement and the Process of Perception", sidene 25-34, Springer Verlag: Berlin). Borg konstruerte en vekt som genererer data på nivå av en intervallskala, dvs en skala med like trinn.

Den foreliggende oppfinnelse er basert på en alternativ og en videre utvikling av målingen av spisehastighet, idet forskjellige inntaksrater tilsvarer biologisk bestemte grader av metthet. Spiseraten måles ved bruk av de variable (vekt og mat, tid), og på kvantifisering av metthet, blir Borgs intervallskala brukt. Oppfinnelsen gjør bruk av referansestandarder (standardkurver eller normalhetskurver), oppnådd fra forskning på friske personer. Disse kurver reflekterer den gjennomsnittlige inntaksrate som man har funnet statistisk betydningsfull under undersøkelsen av grupper, som er forskjellige i alder og vekt, med befolkningen av menn og kvinner. Borgs intervallskala brukes til å registrere metthet.

Samtidig som den person som deltar i eksperimentet spiser fra sin tallerken, som er plassert på vekten som beskrevet ovenfor, blir bedømmelsesskalaen vist på en monitor. I henhold til denne skala kan nivået for metthet variere fra meget svak, som er ekvivalent til 0-0,5, til meget sterk, som er ekvivalent til 10.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en innretning med trekkene i krav 1 som tillater, blant andre, de fete å få tilgang til en fremgangsmåte for vektkontroll. Overvekt og fedme er et alvorlig helseproblem, og de overvektige har derfor en åpenbar interesse i en slik anordning. Videre er kontroll av kroppsvekt og næringsinntak av betydelig viktighet for idrettsfolk og andre som er engasjert i sport. En fremgangsmåte for kontroll av kroppsvekt og spiseholdning er også nødvendig i klinisk medisin for å pleie pasienter som lider av anoreksi, bulemi og gastrointestinale plager, dvs forstyrrelser i forbindelse med inntak av mat. Bruk av den foreliggende fremgangsmåte og anordning er imidlertid sannsynligvis ikke begrenset til disse grupper, men kan være viktig for personer i den alminnelige befolkning som risikerer å utvikle forstyrrelser ved kroppsvektkontroll.

En anordning for å hjelpe med kontroll av kroppsvekten gir en person en mulighet til å styre spiseholdningen og følelsen av metthet, og er derfor en fremgangsmåte for å styre kroppsvekten. Ifølge oppfinnelsen, er dette oppnådd ved visning av de referansestandarder som er nevnt ovenfor på en monitor eller via en skriverenhet. Referansestandarden for spiseholdning og metthet som en funksjon av spiserate er utledet fra biologisk baserte middelverdier oppnådd gjennom forskning på prøver av personer fra den generelle befolkning. Ved bruk av denne anordning er personen i en stilling hvor han kan innrettet sin spiseholdning og følelse av metthet til det som pr. definisjon er normalt, gjennom valg av de riktige referanseverdier og ved å tilpasse hans/hennes inntaksrate til referanseverdiene som er vist på et medium, f.eks. en monitor, i sann tid. Inntaksraten for personen blir vist samtidig med referansestandarden, og de skal overlappe.

Personer som har deltatt i utviklingen av oppfinnelsen og vist avvik fra referansestandarder med hensyn til spiseholdninger og følelse av metthet har ansett dem selv uvitende om hvordan man skal spise og følge seg mett. Derfor vil en anordning i et system ifølge oppfinnelsen være av betydelig viktighet for en bruker med behov for å kontrollere sitt matinntak.

Den foreliggende oppfinnelse muliggjør, hva som tidligere har vært ukjent, samtidig registrering og visning av spiserate og samtidig justering av metthet til en referansestandard, vist samtidig som personens spiserate. En observatør og/eller bruker er således i en posisjon til å modifisere, korrigere, verifisere, undersøke, osv. sin inntaksholdning i sann tid. Gjentatte målinger på et betydelig antall menn og kvinner har vist at fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse genererer stabile verdier og reagerer på biologisk utfordring, berøvelse av mat, dvs den tid uten mat som har gått før tidspunktet før måling.

For å nå målet for oppfinnelsen, omfatter den også å måle inntakstakten for en person som spiser et måltid. Det benyttes en vekt for å måle inntaket av mat og en første anordning som er signalforbundet med vekten for kommunikasjon, beregning og visualisering av signaler og for å lagre tidligere beregnede signaler. Den første anordning frembringer minst en referansestandard for inntaksrate, og i forbindelse med hver standard, et relatert, spesielt biologisk basert metthetsnivå. Denne standarden brukes for sammenlikning, visualisering og evaluering av målingen for matinntak, som har vært oppnådd og lagret i den første anordning, og som gjør det mulig å justere og endre spiseraten. For dette mål bør man ta de følgende skritt: Valg av referansestandard, via den første anordning, for spiserate. Standarden og metningsskalaen blir visualisert for å tillate en eller flere observatører, deriblant den person som inntar maten, å overvåke en pågående måling, plassering av en annen anordning, for oppbevaring av maten, på vekten og plassering av maten på denne anordning, gi vekten tid til å stabilisere, starting av en måleperiode for spiseraten mens personen spiser maten fra den andre anordning, et tidspunkt ved hvilket hvert mål av inntak av mat blir lagret, beregnet og visualisert, mat etterfylles etter behov for å tillate fortsatt måling, og en modifikasjon av spiseraten, basert på referansestandarden i forhold til den aktuelle spiserate under måltidet, kan innføres under måleperioden.

Oppfinnelsen omfatter dessuten etablering av referansestandarder angående spiseraten, og samtidig utvikling av metthet og mønsteret for sekresjon av gastrointestinale hormoner. Videre er referansestandarden basert på virkningen av berøving av mat på spiseraten, utvikling av metthet og mønsteret for sekresjon av gastrointestinale hormoner, så som følelse av metthet vil avta samtidig med reduserende nivåer av disse hormoner. Spiseholdningen og følelse av metthet blir testet på ny så snart følelsen av metthet har gjenopptatt sin første verdi. Oktapeptid av kolecystokinin (CCK-8) er spesielt bestemmende for metthet, slik at et mønster av sekresjon og nivået av berøvelse av mat påvirker spiseraten til å bli negativt akselerert og følelsen av metthet positivt akselerert med en økning i berøvelse. I henhold til det ovenstående vil en referansestandard bli utviklet basert på gjentatt testing av grupper av personer, store nok til å tillate etablering av statistisk betydning.

Visualisering av referansestandarden for spiseholdning og målt spiserate vil hovedsakelig være gjennom det samme medium (en monitor, en skriver eller liknende), for å lette visuell sammenlikning av observatøren. Om nødvendig kan den første anordning levere en evaluering av metthet under en valgt måleperiode, for eksempel via monitoren. Den andre anordning er fortrinnsvis en husholdningsanordning for servering av mat, dvs en tallerken, en bolle eller serveringsbrett.

For å tjene sin hensikt omfatter oppfinnelsen å registrere den viste spiserate ved et måleobjekt under de spiseperioder som skal måles. Den omfatter derfor en vekt for måling av matinntak og en første anordning, signalforbundet med vekten, for å lagre og beregne signaler og visualisering av disse lagrede og beregnede signaler. En annen anordning, for oppbevaring av mat, plasseres på vekten. Måleobjektet spiser maten, slik at vekten detekterer de signaler som genereres ved den første anordning, som så leverer minst en referansestandard for spiseraten og en standard for et biologisk bestemt metthetsnivå, og dets tilhørende tallverdi. Referansestandardene vil bli benyttet for sammenlikning, evaluering og visualisering sammen med de mål som blir levert av vekten og lagret i den første anordning, og således tillate forholdsregler for å kompensere og endre spiseraten.

Som nevnt ovenfor, kan et display av referansestandarden og den registrerte spiserate utføres gjennom det samme medium for å lette visuell sammenlikning for observatøren og å muliggjøre at den første anordning leverer en evaluering av metthetsnivået og spiseraten under hvilken som helst måleperiode. For eksempel, gjennom et foretrukket kartesisk system av koordinater som displayed på en monitor, vil metthetsskalaen bli relatert til referansestandarden for spiseraten sammen med den registrerte spiserate (figur 3 nedenfor).

I den foreliggende oppfinnelse, er vekten en perifer anordning i forhold til datamaskinen.

I en videre utførelse, er den første anordning en datamaskin og vekten er integrert med en sentral enhet i datamaskinen.

Ifølge en annen utførelse består den sentrale enhet av en transportabel datamaskin med vekten integrert, dvs tastene er erstattet med vekten. Vekten er internt serieforbundet med datamaskinen.

Plassering av en annen anordning på vekten som beskrevet i det foreliggende arrangement og patentkravene, antyder at den andre anordning muligens kunne bli frakoplet eller forbundet med vekten som beskrevet videre nedenfor.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere ved henvisning til ikke-begrensende utførelser som illustrert i tegningene, hvor like referanser benytter de samme henvisningstall, og hvor figur 1 viser et grafisk eksempel på et beregnet nivå av metthet hos en person som er testet under forskjellige forhold ved bruk av en metthetsskala ifølge oppfinnelsen, figur 2 viser en fremgangsmåte som omfatter et datamaskinsystem i hvilket en vekt er en perifer del av datamaskinsystemet, figur 3 viser et display på en monitor med en standardreferansekurve omfattende en skala for metthet og en overlappende kurve med virkelige mål av spiserate fra et måleobjekt, fra en test ifølge oppfinnelsen, figur 4 viser filtrering av feil ifølge oppfinnelsen, og figur 5 viser en skala som er integrert med en transportabel datamaskin ifølge oppfinnelsen.

Ifølge de vitenskapelige publikasjoner som er nevnt ovenfor og pågående forskning i vårt laboratorium, med sikte på matematiske modeller for spiseholdninger og persepsjon av metthet, er det ingen tidligere grunn for valg av noen spesiell matematisk modell, f.eks. en kvadratisk modell. Dette synes spesielt sant tatt i betraktning de store biologiske variasjoner på personer. Videre har man ikke funnet en kvadratisk likning som er optimalt tilpasset.

På grunn av at de faktorer som styrer spiseraten og persepsjon av metthet er for det meste ukjent, bør modeller av spiseholdning og metthet avhenge av biologisk baserte hypoteser. To biologiske faktorer av interesse er nivået av berøving av mat og mønsteret for sekresjon av gastrointestinale hormoner, spesielt av oktapeptid av kolecystokinin (CCK-8). Graden av berøvelse bør varieres, og spiseholdningen og persepsjonen av metthet bør relateres til sekresjon av CCK-8 slik at reduksjonen i nivået av metthet blir målt og korrelert til konsentrasjonen av CCK-8 i blodet. Spiseholdningen og persepsjonen av metthet blir testet en gang til så snart nivået av metthet har gått tilbake til sin baseverdi.

Ifølge en hypotese, som er basis for den foreliggende oppfinnelse, blir spiseholdningen bestemt ved nivået av berøvelse og ved CCK-8, slik at spisetakten blir negativt akselerert etter en lang periode av berøvelse, og at persepsjonen av metthet blir positivt akselerert som vist av en grafisk display av en kurve. Studier av dyr har demonstrert et slikt forhold mellom varigheten av metthet og blodets nivå av CCK-8.

For å tillate etablering av referansestandarder for spiseholdning, spiserate og persepsjon av metthet, vil data bli samlet fra store grupper av piker, gutter, kvinner og menn. Dette vil muliggjøre en kvantitativ beskrivelse av holdning og persepsjon i alle grupper av befolkningen under de forhold som er diskutert ovenfor.

Et eksempel på gjentatt beregning av metthet ved bruk av den diskuterte skala er vist på figur 1, som er basert på mål tatt av en person som er testet tre ganger under de samme forhold og en fjerde gang etterat vedkommende hadde avstått fra middag den foregående dag. Kurvene bekrefter det som ble funnet av Kissileff mil. (1980), som viste at spiseholdningen er relativt konsekvent innen enkeltpersoner.

Figur 2 viser en måleinnretning 10 med en første anordning 12, i dette tilfelle et datamaskinsystem, med en datamaskin 14 og perifert utstyr, omfattende et tastatur 16, en mus 18, en styrekule eller pekeinnretning (ikke vist), en monitor 20 og en skriver 22. Vekten 24, som er inkludert i måleanordningen, er også perifer til datamaskinsystemet 12 ifølge oppfinnelsen signalforbundet med datasystemet 12, for eksempel via en serie-kommunikasjonsport. Signalforbundet antyder at forbindelsen, ved siden av å være utført via en kabel, kan være trådløs ved hjelp av kjent teknologi (ikke vist), for eksempel infrarød, radio eller liknende teknologi. Vekten 24, fortrinnsvis en digital en, skjønt andre kunne tenkes, trenger ikke å være forbundet med datamaskinen ved noen spesiell tilpasning. En analog vekt krever en tilpasningsanordning for sampling, kvantifisering og analog/digital-omforming. -

Protokollene og enhetene i den foreliggende oppfinnelse krever ingen ny teknologi for regning eller kommunikasjon. Den nødvendige teknologi for den foreliggende oppfinnelse er kjent blant fagfolk i teknikken for datateknologi, og trenger ikke å beskrives her. Hvilket som helst datamaskinsystem som er tilgjengelig på markedet, for eksempel PC, Macintosh, transportable datamaskiner og andre, kan tilpasses. Fremgangsmåten for å benytte oppfinnelsen og måleanordningen, inkludert datasystemet, er imidlertid en unik innovasjon.

Anvendelse av måleanordningen 10 krever en annen anordning 26 for presentering av mat, fra hvilken brukeren og måleobjektet 28, f.eks. en idrettsmann som forbereder seg på en stor idrettskonkurranse, inntar mat. Det er mulig for idrettsmannens foresatte å delta som en observatør. Anordningen 26 er, mest passende, en vanlig husholdningsartikkel, så som en tallerken, en bolle eller et serveringsbrett.

For å utføre testen ved måleanordningen 10, starter man programmet som kontrollerer målingene, f.eks. med en mus 18, styrekulen eller tastaturet 16. Det er også mulig å starte målingen når anordningen 26 er plassert på vekten 26. Deretter blir den ovenfor beskrevne fremgangsmåte startet for å fullføre en test. Hvis plassering av anordningen 26 ikke starter målingene, plasserer brukeren 28 anordningen 26, dvs tallerkenen 26, på vekten, og deretter startes målingene og valg av referansestandard 30, heltrukken linje for spiseholdning på figur 3, via musen. Intervallskalaen for metning som inkludert på figur 3, viser åtte av de ti intervaller. Metning blir registrert ved spesifiserte tidspunkter på kurven for spiserate. Bredden av intervallene er avhengig av den biologisk baserte persepsjon av metning i forhold til den riktige referansestandard. Som nevnt er metning bestemt av spiseraten og formidlet ved de biologiske faktorer som nevnt ovenfor.

En måleperiode kan også startes via tastaturet 16, men normalt blir dette bare gjort ved uthenting av data og oppdatering av programmer. Referansestandarden vil bli synlig på et billedmedium som er forbundet med anordningen, i dette tilfelle monitoren for datasystemet 20. Hvis brukeren eller observatøren ønsker at fremgangsmåten skal løpe "blindt", kan det være mulig ikke å vise standarden til brukeren, men å lagre den i datamaskinen for utskrivning, f.eks. via en skriver eller forsinket utskrivning, og tilhørende evaluering av de oppnådde inntaksrater i forbindelse med referansestandarden eller andre evalueringer, så som evaluering av metningsraten og statistiske analyser. "Blinde" målinger kan også utføres ved å dreie monitoren 20 bort fra måleobjektet og å tillate bare observatøren å følge fremgangsmåten. Etter starten på en måleperiode og plassering av tallerkenen 26 på vekten, blir maten (ikke vist) som er valgt i henhold til referansestandarden, plassert på tallerkenen, vekten stabiliseres i noen sekunder, og brukeren 28 begynner å spise. Inntaksraten 32, den prikkede linje på figur 3, blir så vist over eller overlappende referansestandarden på monitoren 20, og gjør således sammenlikning i sann tid umiddelbart mulig, og tillater forholdsregler, så som modifisering av inntaksraten, for tilpasning til referansestandarden. Tillegg av mat utføres med henvisning til standarden 30, for eksempel ved å klikke musen ved regelmessige tidsintervaller, som resulterer i visning av informasjon om hvor meget mat skal forsynes. Fremgangsmåten avsluttes fortrinnsvis ved å løfte tallerkenen 26 fra vekten 24. Dette resulterer i at målingene blir lagret internt i en eller flere filer, for senere bruk, i sentralenheten 14 eller et eksternt lagermedium via en kommunikasjonsportene i sentralenheten (ikke vist).

Vekten 24 vil være utsatt for uønskede forskyvninger og ubalanse når den er i bruk. Derfor vil de følgende forholdsregler bli tatt: i) Den riktige startvekt vil bli sikret (inkludert en rimelig toleranse, f.eks. 1 g). ii) En vekt under den tidligere vil bli avvist, iii) En vekt over vekten av en munnfull vil bli avvist.

I det foreliggende eksempel er vekten av en munnfull beregnet til 25 g. Når et måltid begynner, serveres brukeren mat til den korrekte mengde, bestemt ved referansestandarden, er servert. Før man begynner å spise, må imidlertid vekten stabiliseres for å sikre korrekt startvekt. I pseudokoden for filtrering av feilaktige verdier, vist nedenfor, er refe-ransevekten, dvs den foregående vekt, henvist til som v0, den registrerte vekt som vnog vekten av en munnfull som g.

Pseudokode:

Begynn

Skriv (resfil, v„) 'lagre registrert vekt i resultatfil'

v0<=>vn

Slutt

På figur 4 er kryssmerkede punkter feilaktig målt og filtrert bort i henhold til algoritmen i pseudokoden.

I en annen versjon av datamaskinsystemet 12 ifølge den foreliggende oppfinnelse med henvisning til figur 5, består den sentrale enhet 14 av en transportabel datamaskin 34 med en monitor 20. For å tjene sin hensikt, er den transportable datamaskin 34 gjort "brukervennlig" ved hjelp av en ny rekonstruksjon, dvs tastaturet er erstattet med en digital vekt, inkludert en tallerken 36. Vekten er internt serieforbundet med den transportable datamaskin. Bortsett fra den modifiserte måleanordning med den transportable datamaskin 34 virker den sentrale enhet 14 identisk med måleanordningen 10 som beskrevet ovenfor og i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Man kan lett forstå at tastaturpanelet kan forbindes med datamaskinen 34 via dens kommunikasjonsporter etter behov. Vanligvis omfatter imidlertid metoden et valg av referansestandard 30, tillegg av mat osv., startes via en mus, kule eller pekeanordning.

Det er også mulig å ha den andre anordning 26 for servering av mat permanent tilkoplet eller fjernbar på platen 36 av vekten 24. Dette gjelder begge versjoner av konstruk-sjonen av måleanordningen 10. Dette kan gjøres mulig ved bruk av en vakuum-sugeanord-ning, en magnetisk anordning eller tilsvarende anordning for fjernbar montering. I tilfellet med en permanent montering av den andre anordning 26 for servering av mat, vil fjerning av platen på vekten 36 gjøre dette mulig.

De utførelser av den foreliggende oppfinnelse som er beskrevet ovenfor er ikke ment å begrense variasjoner av oppfinnelsen innenfor kravene. Andre muligheter kan være åpenbare for fagfolk i de teknikker som oppfinnelsen gjelder.

Claims (8)

1. Anordning (10) for å måle spiseraten (32) av et måleobjekt (28) som inntar mat, omfattende en vekt (24) for måling av matinntaket, en første anordning (12) som er signalforbundet, via en kabelbundet eller trådløs signalforbindelse, med vekten for lagring av signaler, beregning av signaler og visualisering (20,22) av lagrede og beregnede signaler, en annen anordning (26) som er plassert på vekten for bruk til oppbevaring av maten som skal spises av måleobjektet (28), hvor vekten er innrettet til å registrere inntaket av mat ved hjelp av den første anordning (12),karakterisert vedat den første anordning er innrettet til å frembringe minst en referansestandardkurve (30) for spiseraten og, korrelativt til dette, forløpet av metthet og sammensetningen av gastrointestinalhormoner, hvor hver slik standard blir utviklet basert på gjentakende testing av grupper av personer og et biologisk bestemt nivå av metthet og dets tilhørende Borg-skala for kvantifisering av metthet, hvor standarden for spiserate (30) benyttes for sammenlikning, visualisering (20, 22) og evaluering, sammen med virkelige målinger av spiserate oppnådd fra vekten og lagret i den første anordning (12), og standarden tillater at det tas forholdsregler, i sann tid, for å justere spiseraten (32) for tilpasning til referansestandarden.

2. Anordning (10) ifølge krav 1,karakterisert vedat visualisering (20,22) av referansestandardene (30) og den registrerte spiserate (32) blir vist på det samme medium for å lette visuell sammenlikning.

3. Anordning (10) ifølge kravene 1 og 2,karakterisert vedat den første anordning (12) er innrettet til å gi en evaluering av metthetsnivået og/eller spiseraten under hvilken som helst måleperiode.

4. Anordning (10) ifølge et av kravene 1-3,karakterisert vedat den første anordning (12) er et datamaskinsystem.

5. Anordning (10) ifølge krav 4,karakterisert vedat vekten (24) er integrert med en sentral enhet (14) i datamaskinsystemet.

6. Anordning (10) ifølge krav 5,karakterisert vedat den sentrale enhet (14) er en transportabel datamaskin (34).

7. Anordning (10) ifølge krav 4,karakterisert vedat vekten (24) er en perifer del av datamaskinsystemet.

8. Anordning (10) ifølge kravene 1-7,karakterisert vedat den andre anordning (26) er et stykke husholdningsutstyr for servering av mat.