近似熱量能量攝入和/或常量營養(yǎng)素組成的系統(tǒng)和方法
【專利說明】近似熱量能量攝入和/或常量營養(yǎng)素組成的系統(tǒng)和方法
【背景技術】
[0001] 本發(fā)明涉及用于監(jiān)控與保健和健康有關的用戶活動的自動化系統(tǒng)和方法，以及更 具體地涉及用于近似熱量能量攝入和/或常量營養(yǎng)素組成的系統(tǒng)和方法。
[0002] 在開發(fā)能夠促進保健和健康的自動化系統(tǒng)方面存在日漸增長的興趣。例如，在市 場上存在聚焦于體重管理的多種移動設備，諸如FitBit TjP BodyMedia TM。這些設備使用三 軸加速度計追蹤日常的熱量能量支出（EE)以及使用PC和/或基于電話的食物日志來追蹤 日常的能量攝入。這些食物日志需要用戶手動輸入他們吃的每樣東西以及此信息被轉換為 熱量能量攝入（EI)。這些常規(guī)系統(tǒng)可能受到各種缺點的影響。例如，對于用戶來說手動輸 入食物消耗信息到系統(tǒng)中可能是耗時的。對于典型用戶來說識別食物類型、食用份量和在 表征所消耗食物方面可能有用的其他類型的信息也可能是有挑戰(zhàn)的。甚至當食物類型、食 用份量和其他相似類型的信息可得到時，對于用戶來說獲得針對所消耗食物的營養(yǎng)信息可 能是困難的。進一步地，用戶將經常在遠離用于追蹤食物消耗的計算機的場所消耗食物。因 此，可能要求用戶記住或花時間來寫下該信息以用于隨后錄入到計算機中。由于這些和其 他缺點，常規(guī)系統(tǒng)使用起來是不方便的并且易于出現(xiàn)顯著錯誤。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明提供用于使用生熱作用來近似熱量能量攝入和/或常量營養(yǎng)素組成的系 統(tǒng)和方法。在一個實施例中，該系統(tǒng)包括用于在一定時間段內追蹤體溫以確定所消耗食物 的熱量能量攝入和常量營養(yǎng)素組成的一個或多個傳感器。在一個實施例中，該系統(tǒng)包括位 于提供核心體溫的溫度數(shù)據(jù)表示的位置中的一個或多個溫度傳感器。例如，傳感器或傳感 器網絡可以在用戶身體上被布置在允許核心體溫的充分精確測量的一個或多個位置處。
[0004] 在一個實施例中，一個或多個傳感器可以位于由用戶所穿戴的設備中，該設備諸 如是腕帶、腳環(huán)、耳機或其他類似的設備。在另一個實施例中，一個或多個傳感器可以是可 以直接應用于用戶皮膚的一個或多個表皮皮膚傳感器。表皮皮膚傳感器可以本質上被應用 在提供精確測量的任何位置中。例如，表皮皮膚傳感器可以被應用于用戶的胸部或腋下區(qū) 域中。在另外的其他實施例中，溫度傳感器網絡可以包括位于由用戶穿戴的設備中的一個 或多個傳感器以及應用于用戶皮膚的一個或多個表皮皮膚傳感器。如果期望的話，當期望 進行溫度測量時，可移動溫度傳感器可以被臨時地放置為與皮膚接觸。例如，可移動溫度傳 感器可以用于臨時取得用戶前額或頭皮的溫度。作為另一個示例，可移動耳機可以被周期 性地放置在耳中以收集溫度數(shù)據(jù)。該耳機不需要是可移動的并且可以具有使用與助聽器本 質上相同的電路來傳遞聲音的能力。
[0005] 在一個實施例中，該系統(tǒng)被配置成從與餐食相關聯(lián)的時間段內所取得的讀數(shù)產生 針對該餐食的溫度分布。例如，該溫度分布可以起始于餐食開始并且延續(xù)固定的時間段， 諸如六小時。然而，該時間段不需要是固定的。例如，可以開始于餐食的起始時并且當食 物的熱效應已經充分地減退時結束。作為另一個示例，如果另一頓餐食在時間已到期前被 吃完，則該時間段可以停止。在這個實施例的情況下，該系統(tǒng)可以包括允許用戶指示餐食 的起始的輸入設備。例如，該系統(tǒng)可以包括按鈕、開關或其他用戶輸入以標記餐食的起始。 一種替代方式是提供以下設備，該設備具有允許用戶通過用該設備做出特定的手勢來用信 號通知餐食的起始的集成加速度計或其他運動傳感器。在一個實施例中，該系統(tǒng)被配置 成基于溫度分布的生熱最大值（Thermogenic Maximum (TGM))、生熱最大值時間（Time to Thermogenic Maximum (TTM))和總生熱響應（Total Thermogenic Response (TTR))來根 據(jù)溫度分布確定熱量能量攝入和/或常量營養(yǎng)素組成。
[0006] 在一個實施例中，該系統(tǒng)可以被配置成標準化體溫讀數(shù)以補償除了生熱作用以外 的可能影響核心體溫的因素。標準化因素的數(shù)量和類型可以從應用到應用而不同。然而， 在一個實施例中，系統(tǒng)可以包括監(jiān)控用戶的身體活動水平、環(huán)境溫度、UV暴露和/或當日時 間的一個或多個附加傳感器。其他標準化因素可以包括諸如月經周期、風速和濕度水平之 類的因素。該系統(tǒng)可以包括能夠基于來自傳感器的針對標準化因素的讀數(shù)來標準化體溫讀 數(shù)的處理器。在一個實施例中，在原始體溫讀數(shù)的標準化期間關于用戶的生物計量和生理 數(shù)據(jù)(諸如年齡、身高、體重、性別、種族和健身水平）可以被納入考慮。
[0007] 在一個實施例中，該系統(tǒng)包括能夠處理原始溫度數(shù)據(jù)以及其他數(shù)據(jù)(例如標準化 數(shù)據(jù)）以提供熱量能量攝入和/或常量營養(yǎng)素組成的處理器。處理能力可以被集成到攜帶 一個或多個傳感器的設備中。該設備可以從機載傳感器(或多個傳感器)獲得所有必要的溫 度數(shù)據(jù)或其可以從遠程傳感器或結合了傳感器的遠程設備獲得溫度數(shù)據(jù)中的至少一些。當 遠程獲得溫度數(shù)據(jù)時候，可以使用常規(guī)的無線通信協(xié)議(諸如藍牙、WiFi或NFC)來傳送數(shù) 據(jù)。然而，數(shù)據(jù)可以以其他方式來傳送，例如使用軟線連接或使用集成到無線電源中的通信 技術(諸如反向散射調制)來傳送。作為將處理能力結合到攜帶一個或多個傳感器的設備中 的替代方式，處理能力可以被集成到單獨的設備中。例如，該系統(tǒng)可以包括能夠接收并處理 來自遠程傳感器網絡的溫度數(shù)據(jù)和其他相關數(shù)據(jù)(例如標準化數(shù)據(jù)）的中央設備。
[0008] 在一個實施例中，該系統(tǒng)包括能夠生成溫度分布并且使用所述溫度分布來預測所 消耗食物的常量營養(yǎng)素組成的處理器。該系統(tǒng)可以包括用于存儲在基于溫度分布來表征常 量營養(yǎng)素組成方面有用的用戶校準數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲裝置。校準數(shù)據(jù)可以是算法(或算法集 合）或者其可以是允許從標準化傳感器收集的信息被轉換成針對原始溫度讀數(shù)的調整的表 或其他形式的數(shù)據(jù)集合。在一個實施例中，用戶校準數(shù)據(jù)將表示對用戶進行的校準測試的 結果。在其他實施例中，用戶校準數(shù)據(jù)可以表示對測試組進行的校準測試的結果。在一些 實施例中，用戶校準數(shù)據(jù)可以表示對用戶和測試組進行的校準測試的組合結果。校準數(shù)據(jù) 可以包括結合已知常量營養(yǎng)素組成的一頓或多頓餐食的消耗所收集的溫度。
[0009] 在一個方面，本發(fā)明提供了用于確定熱量能量攝入的方法，所述方法包括如下步 驟：（a)收集表示用戶在一定時間段內的體溫的數(shù)據(jù)，（b)標準化原始體溫數(shù)據(jù)，以及（C) 作為經標準化的體溫數(shù)據(jù)的函數(shù)來確定熱量能量攝入。該方法可以包括以下步驟：追蹤和 量化在個人體溫中的貫穿一天(特別是餐食之后）的變化以及通過將監(jiān)控活動水平、環(huán)境溫 度、UV暴露和當日時間的傳感器進行組合來標準化和校正原始溫度數(shù)據(jù)。本發(fā)明可以采用 允許餐食消耗后的溫度分布預測餐食的常量營養(yǎng)素組成的方法和等式。
[0010] 在一個實施例中，確定熱量能量攝入的步驟可以包括產生針對用戶所校準的等式 的步驟。經校準的等式可以通過以下來產生：讓用戶消耗已知常量營養(yǎng)素組成的多頓餐食， 針對每頓所消耗餐食產生表示TEF的體溫分布，以及作為溫度分布的TGM、TTM和TTR的函 數(shù)來校準熱量能量攝入等式。在一個實施例中，多頓餐食中的每頓餐食被提供有不同常量 營養(yǎng)素的不同百分比。
[0011] 本發(fā)明提供了用于近似熱量能量攝入和/或常量營養(yǎng)素組成的簡單和有效的系 統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)和方法是基于生熱作用的并且因此可以使用相對廉價和非侵入性的溫度 傳感器來實現(xiàn)。本發(fā)明提供了克服需要手動錄入與熱量能量攝入有關的信息的常規(guī)系統(tǒng)的 缺點的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)和方法可以結合對原始體溫讀數(shù)的標準化以提高熱量能量攝入 和/或常量營養(yǎng)素組成近似值的精度。該系統(tǒng)和方法可以能夠針對可能影響體溫讀數(shù)的本 質上任何環(huán)境因素進行標準化。該系統(tǒng)和方法能夠實現(xiàn)一個或多個標準化因素以按期望提 高近似值的精度。該系統(tǒng)和方法可以能夠針對用戶特定的變化(諸如代謝功能、年齡、身高、 體重、性別、種族和健身水平）進行校準以提高熱量能量攝入和/或常量營養(yǎng)素組成近似值 的精度。該系統(tǒng)和方法允許基于各種因素(諸如系統(tǒng)成本、所期望的精度和用戶便利性）的 處于不同水平的標準化和校準能力的實現(xiàn)。
[0012] 通過參考實施例和附圖的描述，本發(fā)明的這些和其他特征將被更充分地理解和領 會。
【附圖說明】
[0013] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于近似熱量能量攝入和/或常量營養(yǎng)素組成的系統(tǒng) 的示意性表示。
[0014] 圖2A是示出了攝入卡路里（calorie)相對食物熱效應的圖表。
[0015] 圖2B是示出了隨著時間的攝入卡路里和食物熱效應的三維圖表。
[0016] 圖3示出了反映間接熱量測定和全身溫度之間的相關性的兩個圖表。
[0017] 圖4是配置成提供多點體溫測量的襯衫和表皮皮膚傳感器的表示。
[0018] 圖5A示出了可以在一個實施例中使用以將體溫中的變化轉換成生熱最大值 (TGM)、生熱最大值時間（TTM)和總生熱響應（TTR)的圖表和等式。
[0019] 圖5B示出了可以在一個實施例中使用以將體溫中的變化轉換成針對蛋白質的生 熱最大值（TGM)的圖表和等式。
[0020] 圖6示出了下述等式，該等式可以在一個實施例中使用以確定在圖5A中示出的 TGM等式中使用的系數(shù)。
[0021] 圖7示出了下述等式，該等式可以在一個實施例中使用以確定在圖5A中示出的 TTM等式中使用的系數(shù)。
[0022] 圖8示出了下述等式，該等式可以在一個實施例中使用以確定在圖5A中示出的 TTR等式中使用的系數(shù)。
[0023] 圖9是具有私人設備和遠程溫度傳感器的替代系統(tǒng)的示意性表示。
[0024] 圖10是示出了在月經周期內女性體溫中的變化的圖表。
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