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代謝當量計算系統及其方法

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Academic year: 2021

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【11】證書號數:I419674

【45】公告日: 中華民國 102 (2013) 年 12 月 21 日 【51】Int. Cl.: A61B5/00 (2006.01)

發明     全 6 頁  【54】名  稱:代謝當量計算系統及其方法

METABOLIC-EQUIVALENT COMPUTING METHOD AND APPARATUS OPERATED THEREBY

【21】申請案號:098126090 【22】申請日: 中華民國 98 (2009) 年 08 月 03 日 【11】公開編號:201105291 【43】公開日期: 中華民國 100 (2011) 年 02 月 16 日 【72】發 明 人: 詹寶珠 (TW) CHUNG, PAU CHOO;王振興 (TW) WANG, JEEN SHING;王

琪珍 (TW) WANG, CHI CHEN;楊延光 (TW) YANG, YEN KUANG;莊芳 甄 (TW) CHUNAG, FANG CHEN;林哲偉 (TW) LIE, CHE WEI

【71】申 請 人: 國立成功大學 NATIONAL CHENG KUNG

UNIVERSITY 臺南市東區大學路 1 號 【74】代 理 人: 陳啟舜 【56】參考文獻: TW I289052 US 2006/0136173A1 審查人員:郭炎淋 [57]申請專利範圍 1. 一種代謝當量計算系統,其包含:一動作感測模組,係感測該動作感測模組本身移動時 的慣性訊號,並擷取該慣性訊號之特徵值以產生一慣性特徵訊號,且比對該慣性特徵訊 號與一第一資料庫內之資料,以辨識得一活動類別及該活動類別所對應之動作代謝當量 值;一生理感測模組,係感測一使用者之生理訊號,並將該生理訊號與一第二資料庫內 之資料比對,以產生該生理訊號所對應之生理代謝當量值,其中該生理感測模組另設有 一生理特徵擷取單元,該生理特徵擷取單元係接收該生理訊號並進行特徵值擷取,以產 生一生理特徵訊號,且該生理感測模組將該生理特徵訊號與該第二資料庫內之資料比 對,以產生該生理特徵訊號所對應之特徵代謝當量值;一運算模組,係接收該動作代謝 當量值、該生理代謝當量值及該特徵代謝當量值,再以一演算法計算得一輸出代謝當量 值。 2. 依申請專利範圍第 1 項所述之代謝當量計算系統,其中該動作感測模組具有一慣性訊號 感測單元以供產生該慣性訊號,且該慣性訊號包含在該慣性感測運算模組之三個相互垂 直之軸向上的三個加速度值。 3. 依申請專利範圍第 1 項所述之代謝當量計算系統,其中該生理感測模組設有一生理訊號 感測模組,且該生理訊 號感測模組係選自一心電感測器,並以該心電感測器之心電訊號 作為該生理訊號。 4. 依申請專利範圍第 1 項所述之代謝當量計算系統,其中該生理感測模組設有一生理訊號 感測模組,且該生理訊號感測模組係選自一熱漲感應器,並以通過該熱漲感應器所消散 的熱量作為該生理訊號。 5. 依申請專利範圍第 1 項所述之代謝當量計算系統,其中該生理感測模組設有一生理訊號 感測模組,且該生理訊號感測模組係選自一心電感測器,並以該心電感測器之心電訊號

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差、變異係數、相鄰兩心跳間期差異的均方根及相鄰兩心跳間期差異的標準差之中的其 中至少一種,以作為該生理特徵訊號。 6. 依申請專利範圍第 1 項所述之代謝當量計算系統,其中該生理感測模組設有一生理訊號 感測模組,且該生理訊號感測模組係選自一心電感測器,並以該心電感測器之心電訊號 作為該生理訊號,該生理特徵擷取單元所進行之特徵值擷取的運算係包含利用傅立葉轉 換或希伯特轉換演算法,將心跳間期之生理訊號從時域轉至頻域,以得到心率變異之頻 域分析參數中的至少一種作為該生理特徵訊號。 7. 依申請專利範圍第 1 項所述之代謝當量計算系統,其中該運算模組設有一顯示單元以顯 示該輸出代謝當量值。 8. 依申請專利範圍第 1 項所述之代謝當量計算系統,其中 該運算模組設有一顯示單元,該 顯示單元具有至少一按鍵供輸入該使用者之體重資料,且該運算模組以該活動類別之持 續時間乘以該輸出代謝當量值及該使用者之體重而獲得一消耗熱量值,並由該顯示單元 顯示該消耗熱量值。 9. 依申請專利範圍第 8 項所述之代謝當量計算系統,其中該顯示單元另供輸入一預定消耗 熱量值,且該顯示單元另顯示該預定消耗熱量值與該消耗熱量值之差值。 10. 一種代謝當量計算方法,其包含:一慣性訊號感測步驟,係藉由一慣性訊號感測單元感 測一動作感測模組在空間中的移動,以產生一慣性訊號;一慣性特徵處理步驟,係以一 慣性特徵擷取單元擷取該慣性訊號之特徵值以作為一慣性特徵訊號;一第一代謝當量計 算步驟,其係由一第一代謝當量計算單元比對該慣性特徵訊號與一第一資料庫之資料, 以辨識得一動作類別,並獲得該動作類別的代謝當量值;一生理訊號感測步驟,其係藉 由該生理訊號感測模組感測一使用者之生理訊號;一生理特徵處理步驟,其係以一生理 特徵擷取單元,運算該使用者生理訊號而取得該使用者之生理特徵訊號,並將該生理特 徵訊號計算對應之一特徵代謝當量值;一第二代謝當量計算步驟,其係由該第二代謝當 量計算單元以該生理訊號與一第二資料庫之資料進行比對,以產生一生理代謝當量值; 一代謝當量精確計算步驟,其以一演算法計算該生理代謝當量值、動作代謝當量值及特 徵代謝當量值,以求得一輸出代謝當量值;一熱量計算步驟,其係累計該使用者之運動 時間,並由該輸出代謝當量值與運動時間計算出該使用者之消耗熱量值;一資料顯示步 驟,其係利用一顯示單元顯示該輸出代謝當量值、該消耗熱量值或該使用者輸入之個人 資料的其中至少一個。 11. 依申請專利範圍第 10 項所述之代謝當量計算方法,其中該慣性訊號感測步驟所產生的慣 性訊號包含在一慣性感測運算模組之三個相互垂直之軸向上的三個加速度值。 12. 依申請專利範圍第 10 項所述之代謝當量計算方法,其中該慣性特徵處理步驟獲得該數個 特徵值之取值方法係選自一平均值擷取方法、一軸間相關性擷取方法、一平均絕對誤差 擷取方法、一均方根值擷取方法、一變異數擷取方法及一標準差擷取方法中的至少一種。 13. 依申請專利範圍第 10 項所述之代謝當量計算方法,其中在該熱量計算步驟及資料顯示步 驟之間,包含一資料儲存步驟,用以儲存各該代謝當量值、消耗熱量值及該使用者之個 人資料。 14. 依申請專利範圍第 10 項所述之代謝當量計算方法,其中該生理特徵處理步驟對該生理訊 號進行心率變異相關頻域分析係包含利用傅立葉轉換或希伯特轉換演算 法,將心跳間期 之生理訊號從時域轉至頻域,以得到心率變異之頻域分析參數中的至少一種作為該生理 特徵訊號。 15. 依申請專利範圍第 10 項所述之代謝當量計算方法,其中該生理特徵處理步驟對生理訊號 進行相關運算係包含心跳間期之生理訊號的平均值、標準差、變異係數、相鄰兩心跳之 256

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-生理訊號間期差異的均方根、相鄰兩心跳之生理訊號間期差異的標準差之時域分析方法 中的其中至少一種方法。 圖式簡單說明 第 1 圖:習用熱量消耗量測裝置。 第 2 圖:本發明較佳實施例之代謝當量計算系統之架構示意圖。 第 3 圖:本發明較佳實施例之代謝當量計算系統之立體圖。 第 4 圖:本發明較佳實施例之心電訊號波形示意圖。 第 5 圖:本發明較佳實施例之代謝當量計算方法之操作流程圖。 第 6 圖:本發明較佳實施例之代謝當量計算系統之示意圖。

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參考文獻

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