JP2005152633A - 人の身体活動度レベルの測定装置、測定方法、コンピュータプログラム配布媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】人の身体活動度レベルを測定するための装置、方法およびコンピュータプログラムを提供する。
【解決手段】この装置は、上肢の動きを測定する人の上肢に装着された動きセンサ(１１４)と、動きセンサ(１１４)と接続され、測定期間中の上肢の動きから所定のしきい期間よりも高い頻度で相互に続いている上肢の動きをフィルタリングし、フィルタリングされた測定期間中の上肢の動きから測定期間中の上肢の動きの数を形成し、フィルタリングされた測定期間中の上肢の動きから形成された測定期間中の上肢の動きの数に基づいて、身体活動度レベルを測定する処理ユニット(１００)とを備えている。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、人の身体活動度レベルの測定装置、人の身体活動度レベル測定方法、およびデータ処理デバイスにより読み出し可能でコンピュータプログラムのコマンドをエンコードして人の身体活動度レベルを測定するコンピュータ処理を実行可能なコンピュータプログラム配布媒体に関する。

人の身体活動度レベルを測定するには様々な方法が存在しており、例えば、特定のアイソトープを含んだ水（「二重標識水」"doubly labeled water"として知られる）の利用に基づく方法、熱量測定に基づく方法、および酸素摂取、心拍ならびに体温の監視に基づく方法がある。最初に述べた三つの方法は、費用がかかり、扱いにくく、従って消費者による使用に適していない。心拍の監視に基づく方法は、極めて低いまたは高い活動レベルにおいては不正確となる可能性がある。体温の監視に基づく方法は、厳しく管理された状況が要求される。

加速度センサを備え、手首に装着した測定デバイスは、消費者による使用により適している。加速度センサは、手の動きの数を時間の関数として測定し、現在の緊張レベルが測定される。測定方法に起因して、この方法は手の動きの認識に敏感であるが、エネルギー消費における下肢の効果の認識には鈍感である。

大抵の人は、労働時間と余暇時間の大部分を座ることに費やしているので、手首の測定方向の設定や動きの認識への感度の調節に好都合であり、測定デバイスは、極めて低い活動レベルの認識と識別に十分な感度を得ることになる。

エネルギー消費レベルが座っているときや立っているときの活動よりも相当高い時、労働と余暇はまた、移動を伴う活動、一般には歩行を含んでいる。このように測定デバイスは、高い活動レベルにおいては、下肢の働きに起因する追加的なエネルギー消費を考慮して設計（dimensioned）されなければならない。

問題なのは、先の点を実行したにもかかわらず、測定デバイスは、上肢を緊張させ、しかし少ない動きの量のみを伴う活動の場合に、エネルギー消費を過大に評価するという事実である。このような活動の例としては、清掃、食器洗い機への積み込み、梱包、洗車、および多種の庭仕事が含まれる。

本発明の目的は、改善された人の身体活動度レベルの測定装置、改善された人の身体活動度レベルの測定方法、および、改善された人の身体活動度レベルの測定のためのコンピュータプログラムを提供することにある。

本発明の一つの特徴は、人の身体活動度レベルの測定装置であって、上肢の動きを測定するための人の上肢に装着された動きセンサを備えた装置を提供することにある。この装置はまた、動きセンサと接続された処理ユニットであって、測定期間中の上肢の動きから、所定のしきい期間よりも高い頻度で相互に続いている上肢の動きをフィルタリングすること、フィルタリングされた測定期間中の上肢の動きから測定期間中の上肢の動きの数を形成すること、および、フィルタリングされた測定期間中の上肢の動きから形成された測定期間中の上肢の動きの数に基づいて身体活動度レベルを測定することを担う、処理ユニットを備えている。

本発明の一つの特徴は、人の身体活動度レベルの測定方法であって、人の上肢の動きを測定するステップを含む方法を提供することにある。この方法はさらに、測定期間中の上肢の動きから、所定のしきい期間よりも高い頻度で相互に続いている上肢の動きをフィルタリングし、；フィルタリングされた測定期間中の上肢の動きから測定期間中の上肢の動きの数を形成し、；そして、フィルタリングされた測定期間中の上肢の動きから形成された測定期間中の上肢の動きの数に基づいて身体活動度レベルを測定するステップを有している。

本発明の一つの特徴は、人の身体活動度レベルの測定装置であって、上肢の動きを測定するための人の上肢に装着された測定手段を含む装置を提供することにある。この装置はさらに、測定期間中の上肢の動きから、所定のしきい期間よりも高い頻度で相互に続いている上肢の動きをフィルタリングすること、フィルタリングされた上肢の動きから測定期間中の上肢の動きの数を形成すること、そして、フィルタリングされた測定期間中の上肢の動きから形成された測定期間中の上肢の動きの数に基づいて身体活動度レベルを測定することを担う処理手段をさらに備えている。

本発明の一つの特徴は、データ処理デバイスにより読み出し可能でコンピュータプログラムコマンドをエンコードし、測定された人の上肢の動きを受信することを含む身体活動度レベルを測定するコンピュータ処理を実行可能にするコンピュータプログラム配布媒体を提供することにある。この方法はさらに、測定期間中の上肢の動きから、所定のしきい期間よりも高い頻度で続いている上肢の動きをフィルタリングすること；フィルタリングされた測定期間中の上肢の動きから測定期間中の上肢の動きの数を形成すること、；そして、フィルタリングされた測定期間中の上肢の動きから形成された測定期間中の上肢の動きの数に基づいて身体活動度レベルを測定することを含んでいる。

本発明は、いくつもの効果を提供する。本発明に従う処理は、センサの測定方向の影響を最小限にするので、動きの１次元測定は、日々のエネルギー消費や身体活動度の測定に十分なものとなる。センサは、様々な方向に向けて装着することができ、要求される解決法に従って、機械的、解剖学的あるいは美的優位性を提供する。本発明に従う身体活動度レベルの測定は、極めてよい分解能力を提供することができ、人々が大部分の時間を費やす活動においても、さらに動き伴わない活動から動きを伴う活動を識別する能力を維持することができる。

本発明は、ここに添付図面を参照して、好適な実施形態を用いてより詳細に説明される。

図１Ａは、人の身体活動度レベル測定装置を示す図である。本装置は、上肢の動きを測定するために人の上肢に装着された動きセンサ１１４を備えている。さらに、本装置は、測定された上肢の動きを処理するために動きセンサ１１４と接続された処理ユニット１００を備えている。

この処理ユニット１００は、動きセンサから受け取った信号を処理するための処理ブロック１１６、１１８、１２０、１２２、１２４を備えている。処理ブロック１１６は、動きセンサ１１４により測定された動きを受信する。処理ブロック１２４は、他の処理ブロック１１６、１１８、１２０、１２２の動作を監視し制御するとともに、本装置の外部にあるブロックが、測定された身体活動度レベルの情報を受信するためのインタフェースを提供する。図１Ａに示す実施形態では、この装置は、ユーザがこの測定に関する情報を見ることができるようにインタフェースと接続されたユーザインタフェース１０２を備えている。このインタフェースは、他のもの、例えばファイル、取り外し可能なメモリ、無線または固定のデータ伝送接続や、電子装置である２つのブロック間で情報を伝送するための他の先行技術の手法により実施されることができる。

処理ユニット１００の処理ブロック１１８は、測定期間中における上肢の動きから、所定のしきい期間（周期）よりも高い頻度で相互に続いている上肢の動きをフィルタリングする。実施形態では、これは、以下のようにして実行される；処理ユニット１００は、それぞれ受け取った上肢の動きに続く動きであって所定のしきい期間中に測定されたものを受け入れない。次に、処理ユニット１００の処理ブロック１２０は、フィルタリングされた上肢の動きから、測定期間中の上肢の動きの数を形成する（form the number）。最後に、処理ユニット１００の処理ブロック１２０は、測定期間中にフィルタリングされた上肢の動きから形成された、測定期間中の上肢の動きの数を基礎として身体活動度レベルを測定する。

図１Ｂに示す本装置は、ポータブル測定デバイスの一部である。運動中のエネルギー消費を測定する測定デバイスは、本出願人の特許出願ＦＩ２００３０６４７およびＵＳ１０/６３７,８０８に記載されており、これらは本願に引用して援用する。図３は、座っている場合の身体活動度レベルの測定における測定デバイス２０６の使用について示す図である。測定の対象となる人３００は、机に向かい、コンピュータを使用している。人の上肢３０２（我々の例では手首）に装着された測定デバイス２０６は、上述した方法により、上肢の動きの測定と分析のために用いられる。図４では、人３００は、その上肢３０２に測定デバイス２０６を装着して歩行しており、歩行中の身体活動度レベルの測定を可能にする。

手首に装着した測定デバイスでは、動きセンサ１１４は、このように手の動きを測定するようユーザの手首に装着される。動きセンサ１１４からの信号は、処理ユニット１００において分析される。ユーザの身体活動度レベルは、上述した方法により、上肢の動きの基礎として認識されることができる。身体活動度レベルは、異なる状態として特徴付けられることができ、例えば、休息、立った状態、歩行およびランニングなどである。インデックスは、活動レベルから形成されることができ、例えば２４時間活動インデックスなどである。

図５は、上肢の様々な動きの方向を測定する場合の装置の利用を示す図である。上肢３０２に装着された測定デバイス２０６は、このように、我々の例ではカバー２００の内側の動きセンサ１１４を備えている。この動きセンサ１１４は、１、２、および３軸に利用することができる。この軸は、動きの測定方向を参照している。図５において、上肢３０２の動きは、上述した方法により、ｘ、ｙおよびｚ軸の方向の３次元で測定されることができる。しかしながら、１または２軸の方向の動きを測定する動きセンサ１１４は、より標準的であり安価である。実施形態においては、動きセンサ１１４は、一方向の上肢の動きを測定している。もし装置が手首に装着した測定デバイス２０６に搭載されているなら、動きセンサ１１４の測定方向は、腕と平行のｙ軸または腕を横断するｘ軸とすることができる。人の上肢の動きは、肩関節および肘の関節の回転の結果として生ずる。その結果、その動きは、とても複雑であるが、本実施形態に関しては、少なくとも一方向の上肢の動きを測定することで十分である。明快にするために、このｙ軸方向の動きは、前腕の背面（手の甲）に沿った縦の動きおよび前腕の背面を横断する動きとしてのｘ軸方向の動きとして規定することができる。

実施形態において、動きセンサ１１４は、上肢の動きを加速度として測定する加速度センサを備えている。加速度センサ１１４はまた、「加速度計」という言葉で知られている。加速度計は、重力の動きにより引き起こされる加速度を電気信号に変換する。加速度は、尺度ｇにより表現することができる。１ｇは、地球の重力により物体に引き起こされる加速度である。−２ｇないし＋２ｇの間の加速度は、通常人の動きから計測され得る。動きセンサ１１４はまた、他の適当な手法、例えば、シリコンチップに組み込まれるジャイロスコープや、実装部品表面に組み込まれるマイクロ振動スイッチをベースとすることができる。

複数の様々な手法が加速度を測定するために用いることができる。圧電性抵抗技術（Piezo-resistor technology）は、その圧縮により電気抵抗が変わる材料を用いている。大量の加速度は、圧電性抵抗に力を引き起こす。もし一定の電流が圧電性抵抗に供給されると、その電圧は加速度により引き起こされる圧縮に従って変化する。圧電性技術（piezo-electric technology）では、圧電性センサは、そのセンサが加速されるときに充電を発生する。シリコンブリッジ技術（silicon bridge technology）では、シリコンチップがエッチングされ、シリコンマス（silicon mass）は、シリコンビーム（silicon beam）の先端に残る。加速度がシリコンチップに導かれると、シリコンマスマスは力をシリコンビームに集中し、シリコンビームの抵抗値が変化する。マイクロ加工されたシリコン技術（Micro-machined silicon technology）は、差動可変コンデンサの使用に基づいている。音声コイル技術（Voice coil technology）は、マイクロホンと同じ原理に基づいている。適切な動きセンサの例としては、Analog Devices社のADXL１０５、Pewatron HW社やVTI Technologies社のSCAシリーズがある。

上述した処理ユニット１００および動きセンサ１１４に加えて、この測定デバイスは、ユーザインタフェース１０２を含んでいてもよい。ユーザインタフェース１０２は、一般的には、表示部１０４、音声生成手段１０６およびキーボード１０８からなる。表示部１０４は、例えば液晶ディスプレイとしてもよいが、適切な先行技術の手法により実施されることもできる。音声生成手段１０６は、拡声器や、簡単なビープ音または他の音声信号を生成する手段とすることができる。キーボード１０８は、完全なqwertyキーボード、単なる数字キーパッド、または少数のキーボタンおよび／またはロータリーボタンを含んでもよい。加えて、ユーザインタフェース１０２は、他の先行技術のユーザインタフェース要素、例えば、様々なカーソルを合わせる手段（マウス、トラックボール、様々な矢印キーなど）や、音声制御を可能にする要素を含んでもよい。

測定デバイスはまた、ハイキング、ヨット競技、登山、および／または雪のスポーツなどのスポーツにおいて器具として用いるスポーツ腕時計としてもよい。測定デバイスは、ユーザの心拍を測定する心拍測定ユニット１１２を含んでもよい。測定された身体活動度レベルに加えて、処理ユニットは、ユーザのエネルギー消費の形成に、ユーザの測定された心拍を考慮してもよい。このように、図１Ｂに示す測定デバイスは、例えば、図２に示す手首に装着する測定デバイスとしてもよい。手首装着の測定デバイスにおいては、図２に示すキー１０８や液晶表示部のような図１Ｂに示す電子部品は、カバー２００（通常は防水である）により保護されている。加えて、手首装着の測定デバイスは、手首にデバイスを装着するためのリストバンド２０２、２０４を備えている。

このように、このデバイスは、ユーザの心拍を測定する心拍モニターや、あるいは無血で測定され得る他のパラメータ（例えば血圧など）を測定するものであってもよい。本願に引用して援用する米国特許明細書４,６２５,７３３号では、Saynajakangasがワイヤレスで継続する心拍モニターのコンセプトを記載しており、ユーザの胸部に装着する送信機がユーザの心電図（ECG-accurate／electrocardiogram）や心拍を測定して、心拍情報を遠隔的に、磁気コイルを伝達に用いてユーザの手首に装着した心拍受信機に送信している。この心拍モニターはまた、送信機／受信機からなる解決手法に代えて、例えば心拍を圧力に基づいて手首から直接測定することで実行され得る。他の先行技術の心拍測定方法は、ポータブルパーソナルデータ処理デバイスでの使用に適したものが提供されている。

Polar Electro（登録商標）（ウェブページアドレス www.polar.fi）は、心拍モニターを設計し製造しており、胸部の周りに装着する電極送信ベルトおよび手首に装着される現実の心拍モニターを備えている。電極送信ベルトの電子ユニットは、心拍情報を電極から受け取り、心拍情報の一以上のパラメータを測定するために用いられる。電極からは、信号がECGプリアンプに送信され、当該信号はAGCアンプ（Automatic Gain Control）およびパワーアンプを介して送信機に供給される。送信機は、心拍情報を受信機に誘導的に送信するコイルとして実施されてもよい。例えば、５kHzの一つのバースト（burst）やいくつかのバーストのグループは、一つの心拍に対応する。情報は、誘導的に他の適切な先行技術のデータ伝送方法、例えば電波などにより、あるいは随意的にコンジット（conduit）を介して伝送されてもよい。実際の心拍モニターの受信機は、受信コイルとして実施することができ、受信された信号は信号受信機を介してコントロールユニット１００へ伝送され、心拍モニターの異なるコンポーネントの機能を制御し調整する。心拍モニターは、しばしば、心拍モニターおよび外部の間のインタフェース１２６を備えている。心拍モニターに保存された情報は、このインタフェース１２６を介して更なるプロセッシング、例えば、パーソナルコンピュータへ伝送されてもよい。心拍モニターのソフトウェアは、インタフェース１２６を介してアップデートすることもできる。

測定デバイスは、独立した電源１１０、例えば、非充電式電池や充電式電池を含んでもよい。光源からエネルギーを発生し、デバイスに接続されまたはデバイスと一体化された太陽電池が、電力を得るために用いられてもよい。他のポータブルデバイスのために電力を生成する先行技術の方法用いられてもよく、例えば、時計製作者のSeiko（登録商標）により開発された、動きから電力を生成する小型発電装置などでもよい。

処理ユニット１００は、通常ソフトウェアとともにプロセッサとして実施されるが、様々なハードウェアによる実現もまた可能であり、例えばロジック部品からなる回路や一つ以上の特定用途向け集積回路（application-specific integrated circuits：ASIC）などにより実現してもよい。プロセッサは、例えば、Seiko-Epson（登録商標）により製造されたS１C８F型８-bitマイクロプロセッサなどでもよい。もし必要なら、一つ以上のプロセッサを備えてもよい。これらの実現方法の混成したものも可能である。実現方法の選択にあたっては、当業者は、デバイスのサイズや電力消費、必要な処理能力、製造コストや容積などの必要条件に注意する。

処理ユニットの機能的部分は、このようにコンピュータプログラムとして実施することができる。その配布のため、コンピュータプログラムは、コンピュータプログラム配布媒体に記憶することができる。コンピュータプログラム配布媒体は、データ処理デバイスにより読み出し可能で、人の身体活動度レベルを測定するコンピュータ処理を実行できるようにコンピュータプログラム命令をエンコードしている。その処理は、測定された人の上肢の動きを受信し、測定期間中の上肢の動きから、所定のしきい期間よりも高い頻度で相互に続いている上肢の動きをフィルタリングし、フィルタリングされた測定期間中の上肢の動きから、測定期間中の上肢の動きの数を形成し、そして、フィルタリングされた測定期間中の上肢の動きから形成された、測定期間中の上肢の動きの数に基づいて身体活動度レベルを測定する。コンピュータプログラムは、図１Ａに示す処理ブロック１１６、１１８、１２０、１２２、１２４を実行することができる。配布媒体は、コンピュータプログラムを配布するためのいかなる先行技術の手法、例えばデータ処理デバイスにより読み取り可能な媒体、データ処理デバイスにより読み取り可能なソフトウェア配布パッケージ、データ処理デバイスにより読み取り可能な信号、データ処理デバイスにより読み取り可能な電気通信信号、およびデータ処理デバイスにより読み取り可能な圧縮されたソフトウェアパッケージとしてもよい。

実施形態においては、処理ユニット１００での所定のしきい期間は、０．４秒よりも長く、しかし１．０秒よりも短い期間を含んでいる。その目的は、人体の標準的な動き繰り返し速度(毎秒１から２回の動き)に集中させるためである。これは、極めて短い動きの間隔を除くことにより実践される。処理ユニット１００において、所定のしきい期間は、０．６秒の長さの期間としてもよい。これは毎秒１００回の動きに対応している。

実施形態において、処理ユニット１００はさらに、もし所定の数のしきい値により、続くフィルタリングされた動きの間との間隔の数が、所定の変化量のしきい値の確度と同程度なら、フィルタリングされた上肢の動きを調和した活動（rhythmic action）として認識する。処理ユニットは、身体活動度レベルの測定において認識された調和した活動を採用する。調和した活動は、動きの間隔の大部分が、それらの間で、選択された変化量の範囲内で前回の動きの間隔と同程度であることを元にして認識される。極めて短い動きの間隔、例えば上述した０．６秒よりも短い長さの間隔がフィルタリングされた後に周期性を検査するのに好都合である。処理ユニット１００において、所定の数のしきい値は、間隔の総数の６５ないし９５%としてもよく、所定の変化量のしきい値は、平均間隔長の±１０ないし３０%としてもよい。実施形態において、処理ユニット１００での所定の数のしきい値は、間隔の総数の７５%であり、所定の変化量のしきい値は平均間隔長の±２５%としている。

実施形態において、もし処理ユニット１００がフィルタリングされた上肢の動きを調和した活動と認識しないと、処理ユニット１００はさらに、フィルタリングされた上肢の動きから、所定の拡張されたしきい期間よりも高い頻度で相互に続いている上肢の動きをフィルタリングする。このユニットはまた、動きの数の形成や身体活動度レベルの測定において、二重にフィルタリングされた上肢の動きを用いる。実施形態において、処理ユニット１００での拡張されたしきい期間は、０．７秒よりも長く、しかし１．２秒よりも短い長さの期間を含んでいる。実施形態において、処理ユニット１００での所定のしきい期間は、０．８５秒の長さの期間としてもよい。これは、平均的な活動レベルの標準的な活動の場合に、不規則なパルス間隔の影響を効果的に抑える。この秒フィルタリングのおかげで、高いエネルギー消費に関連する高いパルス振動数は、規則的な間隔においてのみ達成されることができる。

以下、図６を参照して、人の身体活動度レベルの測定方法について説明する。身体活動度レベルの測定機能が上述した測定デバイスのユーザインタフェースにより開始されると、この測定方法が６００にて開始される。

次いで６０２にて、人の上肢の動きは、例えば上述した手法により測定される。次に６０４にて、測定期間中の上肢の動きから、所定のしきい期間よりも高い頻度で相互に続いている上肢の動きがフィルタリングされ、６０６にて、測定期間中のフィルタリングされた上肢の動きから、測定期間中の上肢の動きの数が形成される。実施形態では、フィルタリング６０４は、それぞれ受け取った上肢の動きに続く動きであって所定のしきい値期間中に測定されたものを排除することにより行われる。

最後に６０８にて、測定期間中のフィルタリングされた上肢の動きから形成された測定期間中の上肢の動きの数から、身体活動度レベルが測定される。６１０にて、例えば、測定デバイスのユーザインタフェースにより身体活動度レベルの測定機能がスイッチオフされて測定方法が終了する。工程６０２、６０４、６０６、６０８は、身体活動度レベルの測定の継続を望む限り繰り返されることに注意すべきである。言い換えれば、この工程は、人の身体活動度レベルを時間の関数として表現していることになる。

実施形態では、所定のしきい期間は、０．４秒よりも長く、しかし１．０秒よりも短い期間を含んでいる。所定のしきい期間は、０．６秒の長さの期間としてもよい。

この測定方法の実施形態について、図７を参照して考察する。まず、工程６００、６０２および６０４が上述したように実行される。７００では、続くフィルタリングされた動きとの間隔は、相互に比較される。

もし、所定の数のしきい値により、続くフィルタリングされた動きとの間隔の数が所定の変化量しきい値の確度と同程度なら、処理は７０２へ進み、フィルタリングされた上肢の動きは調和した活動として認識される。これの後６０６にて、測定期間中の上肢の動きの数は、測定期間中のフィルタリングされた上肢の動きから形成される。最後に６０８にて、身体活動度レベルは、測定期間中のフィルタリングされた上肢の動きから形成された測定期間中の上肢の動きの数から測定される。加えて、７０４は、６０８に従って認識された調和した活動を身体活動度レベルの測定において用いる。実施形態では、所定の数のしきい値は、間隔の総数の６５ないし９５%とし、所定の変化量しきい値は、平均間隔長の±１０ないし３０％としている。実施形態では、所定の数のしきい値は、間隔の総数の７５%でもよく、所定の変化量しきい値は、平均間隔長の±２５%としてもよい。

もしフィルタリングされた上肢の動きが７００において調和した活動として認識されなかった場合、処理はを継続して、フィルタリングされた上肢の動きから、所定の拡張されたしきい期間よりも高い頻度で相互に続いている上肢の動きがフィルタリングされる。その後、７０８および７１０に基づいて、二重にフィルタリングされた上肢の動きが６０６における動きおよび数の形成や、６０８における身体活動度レベルの測定において用いられる。実施形態においては、所定の拡張されたしきい期間は、０．７秒よりも長くしかし１．０秒よりも短い期間を含んでいる。実施形態において、所定の拡張されたしきい期間は、０．８５秒の長さの期間としてもよい。

この測定方法は、上述した測定デバイスにより実行され、例えば心拍モニターのようにエネルギー消費を測定する測定デバイスの部分としてもよいが、当業者であれば、上述した方法を人の身体活動度レベルを測定するための他の種類のデバイスにも適用するかもしれない。実施形態において、人の上肢の動きは、上述のとおり上肢に装着した動きセンサによって測定される。実施形態では、上肢の動きは、加速度として測定される。実施形態では、上肢の動きは、一つの方向において測定される。実施形態では、上肢の動きの測定は、前腕の背面に沿った縦の動きおよび／または前腕の背面を横断する動きの測定を含んでいる。

以下に、図８ないし１２を参照して、出願人により実施された試験について説明する。５人の受験者は、パーソナルコンピュータの作業、床掃き、商品の棚への移動、時速３、５および７キロでの歩行、および時速７および１０キロでのランニングの、８つのタスクを含む管理されたテストを受けた。図の横軸は、受験者があるタスクから他のタスクへ移ってからの分単位の時間の経過を示す。図の縦軸は、上肢の動きの数を示す。受験者は、２つの動きセンサを手首に装着し、一方は腕に沿った動きを認識し、他方は横断する動きを認識した。腕の揺れは、計測されたアナログ信号からしきい値を越えることに基づいて認識された。使用されたしきい値は、およそ加速度０．０５gと対応するものであった。

図８ないし１０は、フィルタリングする工程の前後で腕に沿った動きを認識するセンサにより測定された結果を示す図である。図１１ないし１３は、腕を横断する動きを認識するセンサにより測定された対応する測定結果を示す。

図８および１１は、測定された動きが全くフィルタリングされていない場合に発生する問題を明確に示している。すなわち、測定された異なる人の動きの数は、全ての歩行速度において大きく変化しており、立ち仕事や簡単な家事で測定された動きの数は、活発な歩行で測定されたものと同じであり、座業の少数の受験者においては多すぎる動きの数が測定された。

図９および１２は、０．６秒よりも高い頻度で相互に続いている動きが除去されたときの結果を示す。ここでは以下の問題が解決されている：異なる人で測定された動きの数が通常あるいは活発な歩行において変化せず、パーソナルコンピュータでの作業において多すぎる動きの数が取得されていない。以下の問題についてはこの試験装置では残存している：異なる人で測定された動きの数が、ゆっくりした歩行において依然としてわずかに変化しており、同様に多い動きの数が、依然として立ち仕事や簡単な家事、活発な歩行において計測されている。

図１０および１３が示すのは、フィルタリングされた動きから調和した活動が認識された後に秒フィルタリングが実行され、調和した活動での０．８５秒よりも高い頻度で相互に続いている動きが除去された結果である。解決された問題は、：異なる人で測定された動きの数は、全ての歩行速度においてほとんど変化していおらず（人の身長のばらつきが残っている変化を説明する）、立ち仕事や簡単な家事において、遅い歩行に対応する動きの頻度がエネルギー消費のレベルの補正を伴って測定されている。さらに、図１０および１３を比較すると、説明した後処理を用いることで、同程度の動きの数が異なる方向の動きを認識するセンサにより達成されることが示されている。

本発明について添付図面による例を参照して上述のように説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは明らかであり、本発明は様々な手法により添付されたクレームの趣旨の範囲内において修正されてもよい。

図１Ａは、人の身体活動度レベル測定装置を示す簡略化したブロックダイアグラムである。 図１Ｂは、本装置がいかにして測定デバイスに搭載されるかを示す簡略化したブロックダイアグラムである。 図２は、測定デバイスの外観例を示す図である。 図３は、座っている場合の身体活動度レベルの測定を示す図である。 図４は、歩行中の場合の身体活動度レベルの測定を示す図である。 図５は、異なる上肢の動きの測定方向における本装置の利用について示す図である。 図６は、人の身体活動度レベルの測定方法を示すフローチャートである。 図７は、この方法の実施形態を示すフローチャートである。 図８は、本出願人により実行された試験を示す図である。 図９は、本出願人により実行された試験を示す図である。 図１０は、本出願人により実行された試験を示す図である。 図１１は、本出願人により実行された試験を示す図である。 図１２は、本出願人により実行された試験を示す図である。 図１３は、本出願人により実行された試験を示す図である。

符号の説明

１００…処理ユニット、１０２…ユーザインタフェース、１０４…表示部、１０６…音声生成手段、１０８…キーボード、１１２…心拍測定ユニット、１１４…動きセンサ、１１６・１１８・１２０・１２２・１２４…処理ブロック、２０６…測定デバイス。

Claims (33)

1. 人の上肢に装着され上肢の動きを測定する動きセンサ(１１４)を備えた人の身体活動度レベルの測定装置において、
   前記測定装置は、前記動きセンサ(１１４)と接続され測定期間中の前記上肢の動きから所定のしきい期間よりも高い頻度で相互に続いている上肢の動きをフィルタリングし、該フィルタリングされた測定期間中の上肢の動きから測定期間中の上肢の動きの数を形成し、前記フィルタリングされた測定期間中の上肢の動きから形成された測定期間中の上肢の動きの数に基づいて身体活動度レベルを測定する処理ユニット(１００)をさらに備えること
   を特徴とする人の身体活動度レベルの測定装置。
2. 前記処理ユニット(１００)における所定のしきい期間は、０．４秒よりも長く１．０秒よりも短い期間を含めることを特徴とする請求項１に記載の人の身体活動度レベルの測定装置。
3. 前記処理ユニット(１００)における所定のしきい期間は、０．６秒の長さの期間を含めることを特徴とする請求項１に記載の人の身体活動度レベルの測定装置。
4. 前記処理ユニット(１００)は、さらに、所定の数のしきい値に従い、続くフィルタリングされた動きとの間隔の数が所定の変化量しきい値の確度と同等の場合、前記フィルタリングされた上肢の動きを調和した活動と認識し、身体活動度レベルの測定において認識された調和した活動を用いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の人の身体活動度レベルの測定装置。
5. 前記処理ユニット(１００)における所定の数のしきい値は、間隔の総数の６５ないし９５％であり、所定の変化量のしきい値は、平均間隔長の±１０ないし３０％であることを特徴とする請求項４に記載の人の身体活動度レベルの測定装置。
6. 前記所定の数のしきい値は、間隔の総数の７５％であり、所定の変化量のしきい値は、平均間隔長の±２５％であることを特徴とする請求項４に記載の人の身体活動度レベルの測定装置。
7. 前記処理ユニット(１００)は、さらに、該処理ユニット(１００)が前記フィルタリングされた上肢の動きを調和した活動と認識しない場合に、前記フィルタリングされた上肢の動きから、拡張されたしきい期間よりも高い頻度で相互に続いている上肢の動きをフィルタリングし、動きの数の形成および身体活動度レベルの測定において二重にフィルタリングされた上肢の動きを用いることを特徴とする請求項４に記載の人の身体活動度レベルの測定装置。
8. 前記処理ユニット(１００)における所定の拡張されたしきい期間は、０．７秒よりも長く１．２秒よりも短い期間を含めることを特徴とする請求項７に記載の人の身体活動度レベルの測定装置。
9. 前記処理ユニット(１００)における所定の拡張されたしきい期間は、０．８５秒の長さの期間を含めることを特徴とする請求項７に記載の人の身体活動度レベルの測定装置。
10. 前記動きセンサ(１１４)は、前記上肢の動きを加速度として測定する加速度センサを備えることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の人の身体活動度レベルの測定装置。
11. 前記動きセンサ(１１４)は、一方向の前記上肢の動きを測定することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の人の身体活動度レベルの測定装置。
12. 前記動きセンサ(１１４)は、前記上肢の動きを、前腕の背面に沿った縦の動きおよび／または前腕の背面レベルを横断する動きとして測定することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の人の身体活動度レベルの測定装置。
13. 前記測定装置は、運動に伴うエネルギー消費を測定する測定デバイスの部分であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の人の身体活動度レベルの測定装置。
14. 前記処理ユニット(１００)は、受け取った上肢の動きに続く動きであって所定のしきい期間中に測定された動きを排除することによりフィルタリングを行うことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の人の身体活動度レベルの測定装置。
15. 人の上肢の動きを測定するステップを有する身体活動度レベル測定方法において、
    測定期間中の前記上肢の動きから、所定のしきい期間よりも高い頻度で相互に続いている上肢の動きをフィルタリングするステップと、
    前記フィルタリングされた測定期間中の上肢の動きから測定期間中の上肢の動きの数を形成するステップと、
    前記フィルタリングされた測定期間中の上肢の動きから形成された測定期間中の上肢の動きの数に基づいて身体活動度レベルを測定するステップと
    をさらに有することを特徴とする人の身体活動度レベル測定方法。
16. 前記所定のしきい期間は、０．４秒よりも長く１．０秒よりも短い期間を含めることを特徴とする請求項１５に記載の人の身体活動度レベル測定方法。
17. 前記所定のしきい期間は、０．６秒の長さの期間を含めることを特徴とする請求項１５に記載の人の身体活動度レベル測定方法。
18. 前記所定の数のしきい値に従い、続くフィルタリングされた動きとの間隔の数が所定の変化量のしきい値の確度と同等の場合、前記フィルタリングされた上肢の動きを調和した活動と認識し、身体活動度レベルの測定において調和した活動を用いるステップをさらに有することを特徴とする請求項１５ないし１７のいずれか１項に記載の人の身体活動度レベル測定方法。
19. 前記所定の数のしきい値は、間隔の総数の６５ないし９５％であり、前記所定の変化量しきい値は、平均間隔長の±１０ないし３０％であることを特徴とする請求項１８に記載の人の身体活動度レベル測定方法。
20. 前記所定の数のしきい値は、間隔の総数の７５％であり、前記所定の変化量しきい値は、±２５％であることを特徴とする請求項１８に記載の人の身体活動度レベル測定方法。
21. 前記フィルタリングされた上肢の動きが調和した活動と認識されない場合に、前記フィルタリングされた上肢の動きから拡張されたしきい期間よりも高い頻度で相互に続いている上肢の動きをフィルタリングし、二重にフィルタリングされた上肢の動きを動きの数の形成および身体活動度レベルの測定において用いるステップをさらに有することを特徴とする請求項１８に記載の人の身体活動度レベル測定方法。
22. 前記所定の拡張されたしきい期間は、０．７秒よりも長く１．２秒よりも短い期間を含めることを特徴とする請求項２１に記載の人の身体活動度レベル測定方法。
23. 前記所定の拡張されたしきい期間は、０．８５秒の長さの期間を含めることを特徴とする人の身体活動度レベル測定方法。
24. 前記人の上肢の動きは、前記上肢に装着された動きセンサによって測定されることを特徴とする請求項１５ないし２３のいずれか１項に記載の人の身体活動度レベル測定方法。
25. 前記上肢の動きは、加速度として測定されることを特徴とする請求項１５ないし２４のいずれか１項に記載の人の身体活動度レベル測定方法。
26. 前記上肢の動きは、一方向で測定されることを特徴とする請求項１５ないし２５のいずれか１項に記載の人の身体活動度レベル測定方法。
27. 前記上肢の動きは、前腕の背面に沿った縦の動きおよび／または前腕の背面を横断する動きを測定することにより測定されることを特徴とする請求項１５ないし２６のいずれか１項に記載の人の身体活動度レベル測定方法。
28. 前記フィルタリングするステップは、受け取った上肢の動きに続く動きであって所定のしきい期間中に測定された動きを排除することにより実行されることを特徴とする請求項１５ないし２７のいずれか１項に記載の人の身体活動度レベル測定方法。
29. 人の上肢に装着され上肢の動きを測定する動き測定手段を備えた人の身体活動度レベル測定装置において、
    前記測定装置は、測定期間中の前記上肢の動きから、所定のしきい期間よりも高い頻度で相互に続いている上肢の動きをフィルタリングし、該フィルタリングされた上肢の動きから測定期間中の上肢の動きの数を形成し、該フィルタリングされた測定期間中の上肢の動きから形成された測定期間中の上肢の動きの数に基づいて身体活動度レベルを測定する処理手段をさらに備えたことを特徴とする人の身体活動度レベル測定装置。
30. 前記処理手段は、所定の数のしきい値に基づいて続くフィルタリングされた動きとの間隔の数が所定の変化量しきい値の確度と同等である場合、フィルタリングされた上肢の動きを調和した活動と認識して、身体活動度レベルの測定において認識された調和した活動を用いることを特徴とする請求項２９に記載の人の身体活動度レベル測定装置。
31. 前記処理手段は、前記処理手段がフィルタリングされた上肢の動きを調和した活動と認識しない場合、前記フィルタリングされた上肢の動きから、拡張されたしきい期間よりも高い頻度で相互に続いている上肢の動きをさらにフィルタリングし、二重にフィルタリングされた上肢の動きを動きの数の形成および身体活動度レベルの測定において用いることを特徴とする請求項３０に記載の人の身体活動度レベル測定装置。
32. データ処理デバイスにより読み取り可能で、人の身体活動度レベルを測定し測定された人の上肢の動きを受信するコンピュータ処理を実行するためのコンピュータプログラム命令をエンコードするコンピュータプログラム配布媒体において、
    前記コンピュータ処理は、
    測定期間中の前記上肢の動きから所定のしきい期間よりも高い頻度で相互に続いている上肢の動きをフィルタリングし、該フィルタリングされた測定期間中の上肢の動きから測定期間中の上肢の動きの数を形成し、該フィルタリングされた測定期間中の上肢の動きから形成された測定期間中の上肢の動きの数に基づいて身体活動度レベルを測定すること
    を特徴とするコンピュータプログラム配布媒体。
33. 前記配布媒体には、データ処理デバイスにより読み取り可能な媒体と、プログラム記憶媒体と、記憶媒体と、データ処理デバイスにより読み取り可能なメモリと、データ処理デバイスにより読み取り可能なソフトウェア配布パッケージと、データ処理デバイスにより読み取り可能な信号と、データ処理デバイスにより読み取り可能な電気通信信号と、データ処理デバイスにより読み取り可能な圧縮ソフトウェアパッケージとを含めることを特徴とする請求項３２に記載のコンピュータプログラム配布媒体。

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