JP2005228315A - 児童成長発育管理システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ユーザの成長及び発育の分析に使われる少なくとも二つ以上の生体信号を取得し、取得された前記生体信号のうち少なくとも一つ以上の生体信号を分析して、ユーザの身元を確認する生体情報測定モジュールと、前記生体信号に応答してユーザ別発育状態及び成長レベルを評価し、ユーザの身上情報及び前記評価結果をユーザ別に保存及び管理する生体情報処理モジュールとを含む児童成長発育管理システム。
【選択図】 図9
Description
そして、生体信号を測定に必要な空間及び装置のサイズが最小化して、携帯、移動及び保管が容易でるので、家庭や旅行地でも容易に使用できる。
図1は、本発明の望ましい実施例による児童成長発育管理システム1000の外観を示す図面であり、図2は、図1に示された児童成長発育管理システム1000の概略的な構成を示すブロック図である。
図1及び図2を参照すれば、本発明による児童成長発育管理システム1000は、大きく生体情報測定モジュール100と生体情報処理モジュール500とより構成され、生体情報測定モジュール100は、身長測定モジュール200と、身元確認−体重−体脂肪測定モジュール300とより構成される。そして、身元確認−体重−体脂肪測定モジュール300は、身元確認モジュール320と体重−体脂肪測定モジュール340とより構成される。これらそれぞれのモジュールには、無線通信ポートが備えられており、分離された形態で相互間の無線通信が可能である。
図3を参照すれば、身長測定モジュール200は、身長データ取得部210、アナログ−デジタルコンバータ(ADC:Analog−to−Digital Converter)220、制御部230、身長測定実行信号受信部240、及び身長測定データ送信部250を含む。
図4及び図5を参照すれば、身元確認−体重−体脂肪測定モジュール300は、ユーザの体重、体脂肪、及びECG信号を一度に測定する複合測定装置である。身元確認−体重−体脂肪測定モジュール300の本体内部には、体重を測定するための荷重センサー343が備えられている。そして、身元確認−体重−体脂肪測定モジュール300の本体上部には、体脂肪測定用の足電極342が2個備えられており、身元確認−体重−体脂肪測定モジュール300の本体上部の2ヶ所のエッジには、体脂肪測定用の手電極341が2個備えられている。
すなわち、身元確認−体重−体脂肪測定モジュール300は、身長測定モジュール200によってユーザの身長が測定される間にECG信号を測定してユーザの身元を確認する動作と、ユーザの体重を読取る動作と、ユーザの手及び足に接触されている電極を利用して生体電気インピダンスを測定する動作とを実質的に同時に行う。
体重測定部344は、ユーザが身元確認−体重−体脂肪測定モジュール300上に上がった時、荷重センサー343によって感知されたユーザの体重データを入力され、入力されたデータを所定の大きさほど増幅させてADC 346に伝達する。この時、体重測定に使われるデータは、ユーザが身元確認−体重−体脂肪測定モジュール300に上がった後、ユーザの手が手電極341と接触する前の数秒間に取得されたデータであって、制御部347は、ADC 346からデジタル状の体重データを入力され、入力された体重データの平均を計算してユーザの体重を算出する。そして、算出された体重情報は、測定データ送受信部348を通じて生体情報処理モジュール500に無線伝送される。
まず、図6を参照すれば、生体情報処理モジュール500は、データ受信部510、データ保存部520、データ演算部530、データ表示部540、デジタルIO(Input and Output) 550、及び電源供給部570より構成され、生体情報測定モジュール100から無線で送信される生体情報に対する分析、保存、及び管理機能を行う。
図8を参照すれば、生体情報処理モジュール600は、生体情報測定モジュール100から無線送信される生体情報を分析して肥満及び栄養状態についての管理を行う機能と、データセンター(図9の700参照)から無線送信されるユーザ別の健康管理情報を保存及び管理する機能とを行う。このために生体情報処理モジュール600は、データ受信部610、データ保存部620、データ演算部630、データ表示部640、デジタルIO 650、データ送信部660及び電源供給部670を含む。
図10を参照すれば、データセンター700は、生体情報処理モジュール600から伝送される生体情報(例えば、身長、体重、体脂肪情報など)と、ユーザ身上情報(例えば、性別、年齢、基本病歴事項など)とに基づいてユーザの期間別(日別、週別、月別など)健康管理情報を分析し、その他の目的の統計処理及び分析アルゴリズムを行った後、実行結果をユーザ別に区分して健康管理情報データベース720に保存する。そして、健康管理情報データベース720に保存されているユーザ別の健康管理情報を再び生体情報処理モジュール600に伝送することによって、生体情報処理モジュール600をもってしてユーザに健康管理情報を統合的に提供せしめる。データセンター700から提供する健康管理情報は、音声メッセージ、文字メッセージ、電子メールのような形式で提供され、ユーザがデータセンター700にログインして当該情報を閲覧することもある。
図11を参照すれば、児童成長発育管理システム1000は、測定前にユーザが生体情報測定のための定位置に位置しているか否かを判定し(1100段階)、一体化した身元確認−体重−体脂肪測定モジュール300を通じてユーザからECG信号を取得して現在測定に臨んでいるユーザが誰かを判別する身元確認過程を行う(1200段階)。この時、行われる身元確認過程は、ECG信号以外にもユーザから取得された体重情報、生体電気インピダンス情報、及び体脂肪情報を何れも組合わせて使用することもある。1200段階で、ユーザの身元が確認されれば、当該ユーザと関連した既登録のデータがローディングされ(1300段階)、測定のための準備過程が完了する。
図12を参照すれば、本発明による児童成長発育管理システム1000は、ユーザ定位置判定のために、まず身長測定モジュール200の垂直定位置を設定する(1101段階)。1101段階で行われる垂直定位置の設定は、身長測定を行うために構成された超音波発信部212と超音波受信部214とが室内の天井と底面との間に正常的に設定されているか否かを設定する過程であって、システム1000を初期化する時になされる。
図13を参照すれば、児童成長発育管理システム1000に備えられた身元確認−体重−体脂肪測定モジュール300は、ユーザの身元確認のために、まずユーザの手及び足に接触された手電極341及び足電極342を通じてECG信号を測定し(1201段階)、ECG信号測定に使われるリードが脱落されているか、あるいは測定にエラーが発生したか否かを検査する(1202段階)。1202段階での検査結果、エラーが発生した場合には、1201段階に戻ってECG信号を再測定し、そうでない場合には、制御部347を通じてECG測定部322から測定されたECG信号とあらかじめ保存されているECGテンプレートとを比較して、一致するものが存在するか否かを判別する(1203段階)。
すなわち、身元確認−体重−体脂肪測定モジュール300は、ユーザの身元確認のために心電図標準四肢誘導法によって一定時間の間に獲得された心電図データを記録し、記録されたユーザの心電図データと既入力のユーザ別の心電図テンプレートとの比較演算を行った後、最も相関性の高いユーザの健康情報記録事項をローディングすることによって、身元確認過程を完了する。このように、心電図信号をユーザの身元確認に使用する技術は、2002年にT.W.Shen、W.J.Tompkins及びY.H.Huによって、2nd Joint Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society and the Biomedical Engineering Societyに記載の論文、“One−Lead ECG For Identity Verification”に開示されている。
図14を参照すれば、児童成長発育管理システム1000に備えられた身元確認−体重−体脂肪測定モジュール300は、生体情報測定のために、まずユーザの手及び足に接触された手電極341及び足電極342の接触状態が正常であるか否かを判別する(1401段階)。1401段階での判別結果、手電極及び足電極341,342の接触状態にエラーが発生した場合には、再び測定せよという簡単な音声メッセージを出力する。そして、接触状態が正常である場合には、天井に付着された身長測定モジュール200を通じてユーザの身長を測定し(1402段階)、身元確認−体重−体脂肪測定モジュール300を通じてユーザの体重を測定する(1403段階)。
そして、1706段階で、ユーザの成長レベルが評価されれば、正の成長期を判定する(1707段階)。
図16を参照すれば、ユーザの年齢が6歳以上となった以後に、最近6ヶ月内の身長増加率曲線の傾斜度が負(−)またはゼロ(0)から正(+)に転換されれば、その変曲点部分(図16の矢印を参照)を正の成長進入期と判定し、これを基準として曲線の傾斜度が正の傾斜度を6ヶ月以上維持するか、またはさらに急激な正の傾斜度が展開される場合、これを正の成長期と判定する。
すなわち、本発明による児童成長発育管理システム1000では、ユーザ別生体情報の分析において、瞬時データ(すなわち、その度の瞬間的なデータ)についての分析のみを支援するのではなく、発育状態と成長レベルとについての分析結果をユーザ別に保存していて、当該ユーザについての各分析結果を期間別に累積集計してその変化推移を分析する。
500、600 生体情報処理モジュール
700 データセンター
720 健康管理情報データベース
1000’ 肥満及び栄養管理システム
2000 健康情報管理システム
Claims (17)
- ユーザの成長及び発育の分析に使われる少なくとも二つ以上の生体信号を取得し、取得された前記生体信号のうち少なくとも一つ以上の生体信号を分析してユーザの身元を確認する生体情報測定モジュールと、
前記生体信号に応答してユーザ別発育状態及び成長レベルを評価し、ユーザの身上情報及び前記評価結果をユーザ別に保存及び管理する生体情報処理モジュールと、を含むことを特徴とする児童成長発育管理システム。 - 前記児童成長発育管理システムは、
前記生体情報処理モジュールから生体情報、ユーザ身上情報、及び前記ユーザ別発育状態及び成長レベルの評価結果を受信して、ユーザの健康状態及び健康管理に必要な情報を分析し、前記ユーザの健康関連情報を所定の期間別に提供するデータセンターをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の児童成長発育管理システム。 - 前記生体情報測定モジュールは、
超音波を利用してユーザの身長を測定する身長測定モジュールと、
前記ユーザの心電図、体重、及び生体電気インピダンスを測定し、測定された前記心電図を分析して前記ユーザの身元を確認し、前記生体電気インピダンスから体脂肪数値を分析する機能が一体化した身元確認−体重−体脂肪測定モジュールと、を含むことを特徴とする請求項1に記載の児童成長発育管理システム。 - 前記身長測定モジュールは、
超音波をユーザの頭部分に照射した後、反射される超音波を感知する身長データ取得部と、
前記身長データ取得部で取得されたアナログタイプの超音波受信データをデジタル状に変換するアナログ−デジタルコンバータと、
デジタル超音波受信データに応答して前記ユーザの身長を計算する制御部と、
計算された身長データを前記生体情報処理モジュールに無線伝送するデータ送信部と、を含むことを特徴とする請求項3に記載の児童成長発育管理システム。 - 前記身元確認−体重−体脂肪測定モジュールは、
測定された前記心電図と既登録のユーザ固有心電図テンプレートとの比較演算を通じて、前記ユーザの身元を確認する身元確認モジュールと、
前記ユーザの体重及び生体電気インピダンスを測定し、測定された前記生体電気インピダンスから体脂肪数値を分析する体重−体脂肪測定モジュールと、を含むことを特徴とする請求項3に記載の児童成長発育管理システム。 - 前記体重−体脂肪測定モジュールは、
前記ユーザの手に接触されて、前記心電図及び前記生体電子インピダンス信号を取得する手電極と、
前記ユーザの足に接触されて、前記心電図及び前記生体電子インピダンス信号を取得する足電極と、
前記ユーザの足に接触されて、体重信号を取得する荷重センサーと、
前記荷重センサーから取得された前記体重信号を増幅する体重測定部と、
前記手電極及び足電極に所定大きさの電流を流し、両端間の電圧を測定して前記生体電子インピダンス信号を測定し、測定された前記生体電子インピダンス信号を増幅させる体脂肪測定部と、
前記体重測定部及び前記体脂肪測定部から増幅された前記体重データ及び前記生体電子インピダンスデータをデジタル状に変換するアナログ−デジタルコンバータと、
前記デジタル状の体重データの平均を計算してユーザの体重を計算し、デジタル状の前記生体電子インピダンスを分析して体脂肪を計算する制御部と、
前記制御部で計算された前記体重及び前記体脂肪情報を前記生体情報処理モジュールに無線伝送し、前記生体情報処理モジュールから前記ユーザの身元情報を受信するデータ送受信部と、を含むことを特徴とする請求項5に記載の児童成長発育管理システム。 - 前記身元確認モジュールは、
前記手電極及び足電極を通じて取得された前記心電図信号を増幅させる心電図測定部を含み、
前記心電図測定部で増幅された前記心電図信号は、ユーザの身元確認のために前記制御部で前記心電図テンプレートと比較され、
前記ユーザの身上情報は、前記測定データ送受信部を通じて受信されることを特徴とする請求項6に記載の児童成長発育管理システム。 - 前記生体情報処理モジュールは、
前記生体情報測定モジュールから送信された前記生体情報を無線で受信するデータ受信部と、
受信された前記生体情報をユーザ別に保存するデータ保存部と、
前記生体情報を分析してユーザ別に発育状態及び成長レベルを評価し、当該ユーザの期間別成長・発育の変化推移を分析するデータ演算部と、
前記分析結果をユーザに出力するデータ表示部と、
前記データ受信部、前記データ保存部、前記データ演算部、及び前記データ表示部のデータ入出力を制御するデジタルIOと、
前記生体情報処理モジュールで必要とする電源を供給する電源供給部と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の児童成長発育管理システム。 - 前記生体情報処理モジュールは、
前記データセンターに前記生体情報、前記ユーザ身上情報、及び前記ユーザ別の発育状態及び成長レベルの評価結果を無線で伝送するデータ送信部と、
前記データセンターから提供される前記健康関連情報を受信して前記ユーザに提供するデータ受信部と、をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載の児童成長発育管理システム。 - 前記生体情報処理モジュールは、
スタンドアロンタイプの装置、PC、携帯電話、腕時計、及びPDAのうち何れか一つの形態で構成されることを特徴とする請求項1に記載の児童成長発育管理システム。 - 前記データセンターは、ユーザ別に健康管理情報を保存するための健康管理情報データベースを含み、
前記健康管理情報は、音声メッセージ、文字メッセージ、及び電子メールのうち何れか一つの形式で前記生体情報処理モジュールに提供されることを特徴とする請求項2に記載の児童成長発育管理システム。 - ユーザが生体情報の測定のための定位置に位置しているか否かを判定する段階と、
一体化した身元確認−体重−体脂肪測定モジュールから取得された少なくとも一つ以上の生体情報に基づいてユーザの身元を確認する段階と、
ユーザの身元が確認されれば、当該ユーザと関連した既登録のデータをローディングし、当該ユーザから生体情報を測定する段階と、
測定された前記生体情報を生体情報処理モジュールに無線伝送する段階と、
前記生体情報処理モジュールが前記生体情報に応答してユーザ別の発育状態及び成長レベルを評価し、前記評価結果をユーザ別に保存する段階と、を含むことを特徴とする児童成長発育管理方法。 - 前記生体情報処理モジュールが前記生体情報、前記ユーザ身上情報、及び前記ユーザ別の発育状態及び成長レベルの評価結果をデータセンターに無線伝送する段階と、
前記データセンターが前記生体情報、前記ユーザ身上情報、及び前記ユーザ別発育状態及び成長レベルの評価結果を受信して、ユーザの健康状態及び健康管理に必要な情報を分析し、分析された前記ユーザの健康関連情報を所定の期間別に提供する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載の児童成長発育管理方法。 - 前記評価して保存する段階は、
前記生体情報に応答してBMIを計算し、当該年度の性別及び年齢別のBMIテーブルを根拠として体重及び肥満度を分析する段階と、
前記分析結果、前記ユーザが肥満と判明された場合、前記ユーザから測定された生体電子インピダンスに基づいて体重及び肥満度を分析する段階と、
ユーザの性別、年齢別の平均身長及び体重を根拠として成長レベルを評価する段階と、
前記ユーザの身長増加率を考慮して正の成長進入期を及び正の成長期を判定する段階と、
前記分析された結果に対する所定期間の推移を分析して基盤別の生体情報の変化を分析する段階と、を含むことを特徴とする請求項12に記載の児童成長発育管理方法。 - 前記正の成長進入期は、前記ユーザの年齢が6歳以後となった以後に、最近6ケ月内の身長増加率の曲線の傾斜度が負(−)またはゼロ(0)から正(+)に転換される変曲点であることを特徴とする請求項14に記載の児童成長発育管理方法。
- 前記正の成長期は、前記正の成長進入期を基準として、曲線の傾斜度が正の傾斜度を6ケ月以上維持するか、またはさらに急激な正の傾斜度で展開される区間であることを特徴とする請求項14に記載の児童成長発育管理方法。
- 請求項12ないし16のうち何れか1項に記載の方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ可読記録媒体。
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