專(zhuān)利名稱(chēng)：一種測(cè)量及控制個(gè)體食物攝入量的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及測(cè)量個(gè)體的熱量或其它營(yíng)養(yǎng)成分?jǐn)z入量的方法和裝置。
背景技術(shù)：
世界上遭受肥胖困擾的人口的百分比不斷增長(zhǎng)。重度肥胖者患心臟病、中風(fēng)、糖尿病、肺病和意外事故的危險(xiǎn)增加。由于病態(tài)肥胖癥影響到患者的生命，故研究了治療病態(tài)肥胖癥的方法。
曾經(jīng)嘗試了大量針對(duì)病態(tài)肥胖癥的非手術(shù)治療，但是實(shí)際上沒(méi)有取得長(zhǎng)期的成功。飲食咨詢(xún)、行為改變、用金屬絲閉合患者下頜和藥理學(xué)方法都曾經(jīng)嘗試過(guò)，但是均未能矯正這種狀況。在該病的治療中也曾使用通過(guò)非手術(shù)方法插入體內(nèi)的機(jī)械裝置，例如使用胃氣囊填充胃。但是，這些裝置不能長(zhǎng)期使用，因?yàn)樗鼈兂３?dǎo)致劇烈的刺激，必須定期取出，從而中斷治療。因此，醫(yī)學(xué)團(tuán)體發(fā)展了用于治療病態(tài)肥胖癥的外科方法。肥胖者需重復(fù)使用節(jié)食和減肥藥丸，部分因?yàn)檫@些程序通常不成功，且使用者復(fù)發(fā)。
非手術(shù)方法的失敗可能是由于難以知道和跟蹤精確的食物消耗參數(shù)，這些參數(shù)直接影響到熱量和其它營(yíng)養(yǎng)成分的消耗，而且與諸如脂肪含量、鹽水平等其它營(yíng)養(yǎng)成分有關(guān)。精確的部分監(jiān)測(cè)是體重控制和糖尿病糖血癥控制程序中的一個(gè)關(guān)鍵變量。實(shí)時(shí)部分反饋是一種新方法，如果節(jié)食者比他們需要的吃的更多，則在達(dá)到進(jìn)食限度時(shí)獲得信息和信號(hào)。一獲得熱量攝入的測(cè)量值，即需要將其與因變量——體重和血糖讀數(shù)聯(lián)系起來(lái)，也結(jié)合其它自變量的數(shù)據(jù)——熱量消耗數(shù)據(jù)或鍛煉記錄、給藥、疾病、壓力等。也就是說(shuō)，一旦在平均日攝入圖、按餐分類(lèi)、星期、及必要時(shí)減少超出限度的膳食的食物成分的能力水平上可以得到詳細(xì)、精確的飲食數(shù)據(jù)，管理系統(tǒng)即激活。用來(lái)驅(qū)動(dòng)胰島素泵輸送的算法需要血糖，通過(guò)增加熱量或碳水化合物攝入量作為獨(dú)立參數(shù)可以改進(jìn)。該裝置提供精確到約10秒的定時(shí)熱量攝入。(從盤(pán)子中拿起少量食物與攝入該食物的時(shí)間之間的不確定性。)在本發(fā)明之前沒(méi)有裝置可以滿足這一要求。盡管食物的含熱量通常用于合理的體重控制，但是消耗的食物的其它營(yíng)養(yǎng)成分在醫(yī)學(xué)條件范圍內(nèi)也是有價(jià)值的。包括碳水化合物、脂肪或脂類(lèi)、飽和或不飽和脂肪酸、鈉、蛋白質(zhì)、食用纖維、糖、鈣、鐵和多種維生素。它們?nèi)寄軌蛴妙?lèi)似于本發(fā)明監(jiān)測(cè)熱量的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在下文中，熱量被描述為監(jiān)測(cè)對(duì)象，應(yīng)當(dāng)理解，使用者也可以監(jiān)測(cè)其它營(yíng)養(yǎng)成分，多種營(yíng)養(yǎng)成分或特性，或者多個(gè)食物參數(shù)相組合的參數(shù)。這些數(shù)據(jù)的通訊可以是與個(gè)人目標(biāo)相關(guān)的數(shù)字，或者是定性的，以好/壞、健康/不健康、綠燈/紅燈或類(lèi)似的定性通訊。
對(duì)于與能量利用平衡的能量輸入方面，體重控制程序采用數(shù)據(jù)輸入格式(食物消耗日志)。這難以實(shí)施，依靠記憶，涉及許多人無(wú)法理解的量的估計(jì)，通常為有偏估計(jì)。甚至不精確地輸入與糖尿病控制有關(guān)的所有因素也為更多信息的患者控制提供了一個(gè)平臺(tái)?；颊邞?yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到對(duì)影響患者預(yù)后的所有因素的考慮。該數(shù)據(jù)可給專(zhuān)業(yè)人員提供生活方式管理挑戰(zhàn)的畫(huà)面。而此時(shí)，對(duì)后果的起因、食物和鍛煉測(cè)量不適當(dāng)。我們正在探索克服這種明顯不足的方法。所需要的是幫助控制飲食攝入量的方法，這對(duì)于糖尿病、超重、體重過(guò)輕、老年病、孕婦和由于多種原因需要控制體重和其它健康問(wèn)題的人們來(lái)說(shuō)是非常重要的。

發(fā)明內(nèi)容
在此提供了一種監(jiān)測(cè)食物項(xiàng)飲食攝入量的裝置和方法。該裝置包括用于稱(chēng)重預(yù)先選定的一部分食物的設(shè)備，用于輸入食物類(lèi)型和接收食物稱(chēng)重重量的計(jì)算機(jī)，進(jìn)一步包括與該計(jì)算機(jī)操作連接，用于獲得實(shí)際消耗的每種食物類(lèi)型的熱量或營(yíng)養(yǎng)含量的數(shù)據(jù)庫(kù)，以及用來(lái)與計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)庫(kù)互動(dòng)以使用該裝置的顯示器和鍵盤(pán)。
該裝置稱(chēng)重食物部分，監(jiān)測(cè)食物在消耗過(guò)程中的重量改變，或者作為另外一個(gè)選擇，監(jiān)測(cè)用餐結(jié)束時(shí)剩余食物(“剩飯”)的重量。
也提供了一種利用該裝置監(jiān)測(cè)食物項(xiàng)飲食攝入量的方法。該方法包括如下步驟選擇一部分食物，稱(chēng)重該部分，向計(jì)算機(jī)中輸入食物類(lèi)型和稱(chēng)重重量，以及從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得食物的含熱量。


圖1是實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100的高級(jí)圖示。
圖2A和圖2B是實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100的功能模塊詳圖。
圖3A和圖3B示出重量傳感器50和重量傳感器子系統(tǒng)55。
圖3C是實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100的俯視圖，包括根據(jù)本發(fā)明制造的交互式顯示器。
圖3D是圖3C所示實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100的橫截面。
圖4顯示用于操作實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100的方法400的流程圖。
圖5顯示用于計(jì)算食物項(xiàng)含熱量的方法500的流程圖。
圖6是測(cè)量家庭自制食譜的含熱量的一種方法。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是一種用于監(jiān)測(cè)食物項(xiàng)飲食攝入量的裝置和方法，包括實(shí)現(xiàn)它的操作系統(tǒng)和算法，和使用該裝置的商業(yè)方法。
該裝置監(jiān)測(cè)并跟蹤使用者的能量輸入或其它營(yíng)養(yǎng)成分。使用者利用多種搜索方法中的任一種輸入消耗的每種食物的標(biāo)識(shí)。食物標(biāo)識(shí)也可以用條形碼閱讀器讀取包裝產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)碼來(lái)自動(dòng)確定。利用如下多種模式中的任一種將消耗食物的重量錄入計(jì)算機(jī)中直接輸入，稱(chēng)重食物部分，或者稱(chēng)重實(shí)際消耗的食物。后一種模式用如下兩種方法之一實(shí)現(xiàn)1)放入盤(pán)子中的多個(gè)食物項(xiàng)可由節(jié)食者在食用食物項(xiàng)并連續(xù)稱(chēng)重的同時(shí)(通過(guò)觸摸屏在它們的標(biāo)識(shí)或下拉式菜單等)選擇，允許實(shí)時(shí)顯示消耗的熱量；或者2)指定、取下每個(gè)食物項(xiàng)的剩余部分，從最初確定的食物項(xiàng)的部分中扣除該重量。該裝置有一個(gè)顯示器，在食物部分被添加到盤(pán)子上和/或食物被消耗時(shí)顯示其熱量。這些實(shí)時(shí)讀數(shù)然后可以與每餐和/或整日與個(gè)人熱量攝入目標(biāo)之差同時(shí)顯示。之后也可以顯示超過(guò)/低于目標(biāo)的差值。這種實(shí)時(shí)顯示和信號(hào)為節(jié)食者提供了需要進(jìn)食的可靠信息。該裝置記錄每種食物的標(biāo)識(shí)、消耗的重量、消耗的熱量和消耗時(shí)間，以用于多種飲食分析，以及下載該數(shù)據(jù)進(jìn)行外部分析。
在此也提供并描述了一種監(jiān)測(cè)精確熱量攝入量的方法，包括稱(chēng)重食物部分，鑒別食物項(xiàng)，該裝置將比能與食物重量自動(dòng)相乘，記錄攝入量。另外，在此也提供了在從盤(pán)子中一匙一匙取出食物時(shí)顯示連續(xù)熱量攝入量的一種方法。這些方法也可以包括顯示實(shí)時(shí)或分部分食物攝入量與每日和每餐目標(biāo)之差的步驟。
實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)圖1是實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100的高級(jí)圖示，包括重量傳感器50、計(jì)算機(jī)60、顯示器70和輸入設(shè)備，如鍵盤(pán)80。
個(gè)人可以使用重量傳感器50(在下面圖3中進(jìn)一步詳細(xì)描述)稱(chēng)重食物項(xiàng)或食物容器，如盤(pán)子。待稱(chēng)重的食物項(xiàng)可以分別或者一起，例如整餐置于重量傳感器50上。食物項(xiàng)可以在食用之前或者在食用時(shí)稱(chēng)重。此外，也可以稱(chēng)重食用后剩余的部分。重量傳感器50可以用電池供電，或者可以插上電源。對(duì)于重量傳感器50的進(jìn)一步詳述見(jiàn)下面的圖3。
計(jì)算機(jī)60是計(jì)算裝置，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)或掌上電腦(PDA)或者集成在整體實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100上，能夠運(yùn)行軟件程序及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的集成計(jì)算機(jī)。
在操作中，使用者可以將諸如盤(pán)子的食物容器之上或者之中所含的食物項(xiàng)置于重量傳感器50上測(cè)定食物項(xiàng)的含熱量。食物容器的重量可以在將食物項(xiàng)置于其上之前稱(chēng)重，或者食物容器的重量可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)60中。食物項(xiàng)和食物容器的重量用重量傳感器50檢測(cè)，重量檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給計(jì)算機(jī)60。計(jì)算機(jī)60減去食物容器的重量，得到單獨(dú)食物項(xiàng)的重量。使用者用鍵盤(pán)80選擇或者輸入食物項(xiàng)的名稱(chēng)或類(lèi)型。計(jì)算機(jī)60接收從鍵盤(pán)80輸入的數(shù)據(jù)，計(jì)算食物項(xiàng)中的總熱量，并將數(shù)據(jù)與時(shí)間和日期一起存儲(chǔ)。計(jì)算機(jī)將該信息發(fā)送給顯示器70，使使用者可以看到該信息。
圖2A是實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100的功能模塊詳圖。實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100進(jìn)一步包括重量傳感器50、顯示器70、鍵盤(pán)80、計(jì)算機(jī)60，計(jì)算機(jī)60進(jìn)一步包括模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器205、緩沖器210、解碼器215、通用串行總線(USB)220、輸入-輸出(I/O)設(shè)備225、電可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)230、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)設(shè)備235、微處理器240、I/O 245、解碼器250、解碼器255、數(shù)據(jù)總線265和地址總線270。
實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100的功能模塊如圖2A所示連接。
微處理器240通?？刂茖?shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100(系統(tǒng)100)的運(yùn)轉(zhuǎn)。軟件指令程序(未示出)存儲(chǔ)在EPROM 230中。系統(tǒng)100中獲得的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在RAM 235中。微處理器240通常將地址總線270上的地址數(shù)據(jù)發(fā)送到與地址總線270連接的所有設(shè)備。只有解碼具體地址的那些設(shè)備才被初始化。所有數(shù)據(jù)通常都通過(guò)數(shù)據(jù)總線265發(fā)往或者來(lái)自微處理器240。只有那些通過(guò)設(shè)備尋址激活的設(shè)備才能將數(shù)據(jù)發(fā)往微處理器240，并接收來(lái)自微處理器240的數(shù)據(jù)。
顯示器70是諸如CRT或LCD的裝置，它為使用者提供視覺(jué)反饋。顯示器70接收來(lái)自計(jì)算機(jī)60的輸入。顯示器70通過(guò)I/O 245與數(shù)據(jù)總線265通過(guò)接口連接。I/O 245是任何一種標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型的顯示器驅(qū)動(dòng)設(shè)備，它可包括自身的存儲(chǔ)器和自身的解碼器等。顯示器70由地址總線270通過(guò)第三解碼器250尋址。I/O 245然后可被激活，并允許數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)總線265。
鍵盤(pán)80是諸如鍵盤(pán)、觸摸屏、按鈕等的設(shè)備，允許使用者向?qū)崟r(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100中輸入數(shù)據(jù)。鍵盤(pán)80為計(jì)算機(jī)60提供數(shù)據(jù)。當(dāng)通過(guò)與連接到微處理器240的地址總線270連接的第四解碼器255建立訪問(wèn)鍵盤(pán)80的地址時(shí)，鍵盤(pán)80將數(shù)據(jù)發(fā)往數(shù)據(jù)總線265，然后發(fā)往微處理器240。
EPROM 230有其自身的內(nèi)部解碼器，微處理器240通過(guò)地址總線270訪問(wèn)EPROM 230，然后通過(guò)數(shù)據(jù)總線265發(fā)送或者接收來(lái)自微處理器240的數(shù)據(jù)。
RAM 235有其自身的內(nèi)部解碼器，微處理器240通過(guò)地址總線270訪問(wèn)RAM 235，然后通過(guò)數(shù)據(jù)總線265發(fā)送或者接收來(lái)自微處理器240的數(shù)據(jù)。
USB/接口220是與微處理器240的外部連接，用以向其它計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)接口(未示出)發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)送地址總線270上的正確地址，微處理器240通過(guò)第二解碼器225訪問(wèn)USB/接口220時(shí)，USB/接口220通過(guò)數(shù)據(jù)總線265向微處理器240發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)。
計(jì)算機(jī)60能夠接收來(lái)自重量傳感器50的重量數(shù)據(jù)。
重量傳感器50在模擬線路51上連續(xù)發(fā)送模擬信號(hào)，該信號(hào)代表利用重量傳感器50檢測(cè)的系統(tǒng)的實(shí)時(shí)重量。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D)205將模擬線路51上的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)連續(xù)取樣，并且通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)方法加載到緩沖器210上，從而使緩沖器210對(duì)A/D205的輸出取樣。當(dāng)微處理器240發(fā)送地址總線270上的正確地址時(shí)，第一解碼器215解碼該正確地址，然后初始化緩沖器210，產(chǎn)生代表實(shí)時(shí)重量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，發(fā)往數(shù)據(jù)總線265和微處理器240。
操作中，實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100首先用數(shù)據(jù)編程，該數(shù)據(jù)包括但不限于不同食物項(xiàng)的熱量和其它營(yíng)養(yǎng)成分含量，使用者的健康狀況(例如年齡、身高和體重)，鍛煉數(shù)據(jù)和其它能量消耗周期，以及糖尿病血糖讀數(shù)。這些數(shù)據(jù)可以通過(guò)連接到微處理器240的USB 220下載到實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100中。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在RAM 235中。為了測(cè)定食物項(xiàng)的含熱量，使用者將食物項(xiàng)放置在重量傳感器50上。使用者可以利用鍵盤(pán)80輸入或者從諸如稱(chēng)重食物、“進(jìn)食時(shí)計(jì)數(shù)”和“享受用餐”的多種選項(xiàng)和模式中選擇，來(lái)選擇不同的操作模式?？蛇x的選項(xiàng)和輸入的信息可以顯示在顯示器70上。
當(dāng)選擇選項(xiàng)或模式，從而實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100需要食物項(xiàng)的重量時(shí)，微處理器240在地址總線270上發(fā)送請(qǐng)求與重量傳感器50通訊的地址信息，解碼器215接收該地址信息。該信息和指令然后能夠在微處理器240和重量傳感器50之間傳遞。食物項(xiàng)用重量傳感器50稱(chēng)重，A/D205將重量數(shù)據(jù)由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。該數(shù)據(jù)由緩沖器210緩沖，被微處理器240接收。
圖2B顯示實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100的功能模塊的一種可替代的結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)輸入包括于重量傳感器55中，需要分別解碼、地址和數(shù)據(jù)線路。在這種排列中，除了增加的從數(shù)據(jù)總線265和地址總線270到重量傳感器55的連接之外，所有均與圖2A相同。這種設(shè)計(jì)及其操作在圖3B中詳細(xì)說(shuō)明。
圖3A顯示重量傳感器50的設(shè)計(jì)，這是一個(gè)壓敏導(dǎo)電墨水力傳感器系統(tǒng)。重量傳感器50在0-10kg的一般范圍內(nèi)操作，以適應(yīng)盤(pán)子和食物的重量。優(yōu)選地，它具有高于0.1克的分辨能力和精度。
在一個(gè)實(shí)施例中，用Tekscan“FlexiForce”傳感器系統(tǒng)來(lái)舉例說(shuō)明重量傳感器50，該系統(tǒng)包括超薄柔性印刷電路，形成力傳感器。該力傳感器由至少兩層基質(zhì)(例如聚酯/聚酰亞胺)薄膜組成。在每層上涂有導(dǎo)電材料(銀)，然后施加一層壓敏墨水。然后用粘合劑將兩層基質(zhì)層壓在一起，形成力傳感器。有效傳感區(qū)由壓敏墨水上面的銀環(huán)限定。銀從傳感區(qū)延伸到位于傳感器另一端的連接器，形成導(dǎo)線。這些傳感器測(cè)量與力成反比的電阻。線性的力測(cè)量值被轉(zhuǎn)換為重量測(cè)量值，用于實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100。這種設(shè)計(jì)提供了本發(fā)明需要的形狀因數(shù)和柔性。
圖3A來(lái)自美國(guó)專(zhuān)利6,272,936，在此引入作為參考，顯示重量傳感器50的一個(gè)實(shí)例，它可以用在實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100中。圖3A的所有組件都與美國(guó)專(zhuān)利6,272,936相同，并且如參考文獻(xiàn)所述工作。增加線路128，為模擬電壓輸出或圖2A的模擬線路51。圖3A的傳感器R1102上的重量在圖3A的128上產(chǎn)生相應(yīng)的模擬電壓，從而在圖2A的模擬線路51上產(chǎn)生模擬電壓。
對(duì)于使用的電容壓力傳感器，響應(yīng)施加的壓力改變調(diào)諧電路的頻率是可能的。這類(lèi)傳感器的例子有M100微型平面橫梁稱(chēng)重傳感器(Miniature Planar Beam Load Cell)，可以獲得的額定值為1、2、5磅的不銹鋼低值傳感器，和僅高1/8英寸的Mini Pressure Washer(g)壓力傳感器，這些不銹鋼壓力傳感器有從10克到2000克的不同的壓力額定值。M1025型，Muse Measurements 276E.Arrow Highway，San Dimas，CA91773。但是，在使用這種類(lèi)型的傳感器時(shí)，在最小化裝置成本和墊板厚度和柔性方面可能具有挑戰(zhàn)，因此壓電型技術(shù)方案是優(yōu)選的。
如圖3B的重量傳感器子系統(tǒng)55所示，通過(guò)建立一組壓敏傳感器1201-120n，提供了重量傳感器50的進(jìn)一步展開(kāi)。這些壓敏傳感器1201-120n在導(dǎo)電墨水量方面具有良好設(shè)計(jì)，表面是導(dǎo)電墨水，從而優(yōu)化了重量向電阻的轉(zhuǎn)變。例如，壓敏傳感器1201可以是針對(duì)給定電阻范圍的5-10磅重量響應(yīng)，而壓敏傳感器1202可以設(shè)計(jì)為針對(duì)給定電阻范圍的2-5磅重量改變，壓敏傳感器1203可以是針對(duì)給定電阻改變的1-2磅重量改變，壓敏傳感器1204可以設(shè)計(jì)為針對(duì)給定電阻改變的0-1磅重量改變。電阻器120n通過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣310形成網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)不同負(fù)荷能力的需要提供不同的串聯(lián)和/或并聯(lián)電阻排列。由于實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100的重量傳感器子系統(tǒng)55的負(fù)荷將隨增加的食物的類(lèi)型和量顯著變化，重量傳感器子系統(tǒng)55需要?jiǎng)討B(tài)適應(yīng)該負(fù)荷范圍，而不喪失功能。
圖3B的開(kāi)關(guān)矩陣310用來(lái)將壓敏傳感器1201-120n中的任一個(gè)分別通過(guò)第一輸出325和第二輸出330的輸出連接在點(diǎn)20和26處接入電路。開(kāi)關(guān)矩陣310由解碼器320通過(guò)從圖2B的地址總線270中尋址來(lái)控制，并且控制在來(lái)自圖2B的數(shù)據(jù)總線265上的數(shù)據(jù)時(shí)，壓敏傳感器1201-120n如何接入電路。
圖3B中的“Vref In”1-n通過(guò)第三輸出335的連接接入電路的VREF106。當(dāng)壓敏傳感器1201-120n切換時(shí)需要切換參考電壓，以?xún)?yōu)化運(yùn)算放大器104。因此動(dòng)態(tài)范圍可以被控制為Vref In 1-n電壓，而壓敏傳感器1201-120n在電路中改變。
操作中，將食物放置在實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100上，啟動(dòng)重量傳感器子系統(tǒng)55。在檢測(cè)到任何重量之前，最低范圍、最小重量、最高靈敏度的壓敏傳感器1201-120n是缺省設(shè)置。當(dāng)重量經(jīng)最低范圍傳感器施加到壓力傳感器負(fù)荷時(shí)，該傳感器跨接在電路20和26上，生成圖3B的模擬輸出128，發(fā)送至圖2B的模擬線路51，至A/D轉(zhuǎn)換器205，至緩沖器210，通過(guò)數(shù)據(jù)總線265發(fā)至微處理器240。
微處理器240使用EPROM 230中的算法確定該范圍的檢測(cè)器處于壓力傳感器的最大范圍中，以及是否切換到下一個(gè)靈敏度較低的傳感器。如果因傳感器位于其范圍的上限或下限而需要在傳感器與參考電壓之間切換，則該傳感器的值存儲(chǔ)在RAM 235中。然后微處理器240通過(guò)尋址解碼器320切換到較高或較低的壓力傳感器，然后通過(guò)地址總線270啟動(dòng)開(kāi)關(guān)矩陣310，然后將數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)總線265傳送到解碼器320。這個(gè)動(dòng)作促使開(kāi)關(guān)矩陣310切換到新的壓力傳感器或壓力傳感器1201-120n，以調(diào)節(jié)電阻和電壓參考VREF In 1-n、輸出325和第二輸出330，從而精確測(cè)量重量傳感器子系統(tǒng)55檢測(cè)的負(fù)荷。
利用存儲(chǔ)的關(guān)于最后一次測(cè)量的了解和數(shù)據(jù)，結(jié)合新傳感器在其范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，可以高靈敏度地獲得新的總重量。這樣，重量傳感器子系統(tǒng)55的設(shè)計(jì)能夠適應(yīng)和測(cè)量小負(fù)荷、較大負(fù)荷和負(fù)荷的小變化或大變化。
圖3C顯示根據(jù)本發(fā)明制造的實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100的俯視圖。實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100包括稱(chēng)重區(qū)610、觸摸屏型顯示區(qū)70，顯示區(qū)70進(jìn)一步包括模式選擇按鈕區(qū)630、食物選擇數(shù)據(jù)區(qū)640、摘要數(shù)據(jù)區(qū)650和程序選擇按鈕區(qū)660。
稱(chēng)重區(qū)610是放置盤(pán)子的區(qū)域。
模式選擇按鈕區(qū)630可允許使用者選擇“總模式”，“享受用餐”、“計(jì)算含熱量”、“進(jìn)食時(shí)“計(jì)數(shù)””和“進(jìn)入所選模式”。在這些區(qū)域中，使用者可以觸摸顯示區(qū)向系統(tǒng)內(nèi)輸入數(shù)據(jù)。
程序選擇按鈕區(qū)660提供實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100的操作，包括“稱(chēng)容器皮重”、“稱(chēng)重食物”、“取下食物”和“用餐結(jié)束”。在這些區(qū)域中，使用者可以觸摸顯示區(qū)向系統(tǒng)內(nèi)輸入數(shù)據(jù)。
食物選擇數(shù)據(jù)區(qū)640提供選擇食物類(lèi)型的工具。任選地，食物選擇屏可以包括食物的比營(yíng)養(yǎng)含量，例如，如果熱量受到監(jiān)測(cè)，“花椰菜7.2卡/克”，“土豆泥15.0卡/克”，“雞肉12.0卡/克”和“更多”。在這些區(qū)域中，使用者可以觸摸顯示區(qū)向系統(tǒng)內(nèi)輸入數(shù)據(jù)?！案唷卑粹o允許使用者選擇其它選項(xiàng)。
摘要數(shù)據(jù)區(qū)650顯示獲得的數(shù)據(jù)“目標(biāo)600卡”，“本餐312卡”，“差值288，每日TBD”。在該區(qū)域中獲得的數(shù)據(jù)“目標(biāo)600卡”由使用者輸入的每日目標(biāo)熱量計(jì)算，而“本餐312”和“差值288，每日TBD”由輸入的目標(biāo)600卡路里減去根據(jù)該餐重量測(cè)得的熱量(312卡路里)計(jì)算，得到288卡路里。
顯示區(qū)70中的其它數(shù)據(jù)是狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，如“當(dāng)前食物名稱(chēng)”，“膳食跟蹤”，“日期(7/7/05)及時(shí)間(12:17pm)和“信息摘要”。
操作中，例如，模式選擇按鈕區(qū)630和程序選擇區(qū)660允許為多個(gè)膳食選擇而選擇食物名稱(chēng)。
在一個(gè)可替代實(shí)施方案中，實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100可以通過(guò)與圖2A和圖2B的USB 220有關(guān)的USB區(qū)699與分開(kāi)的PDA設(shè)備(未示出)連接。實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100可以連接到其它計(jì)算機(jī)或存儲(chǔ)設(shè)備，以外部控制圖1的實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100，或者只是載入食物類(lèi)型、重量或熱量數(shù)據(jù)庫(kù)。
橫截面A-A’在圖3D中進(jìn)一步描述，是圖3C的實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)器100的橫截面。
圖3D顯示實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100的橫截面，該系統(tǒng)包括稱(chēng)重區(qū)610，其描述了與圖3C的610相同的稱(chēng)重區(qū)，墊板670、重量分配插件680、盤(pán)子685和重量傳感器50。墊板670通常是防水且便于清潔的柔性材料，如泡沫橡膠。重量分配插件680由半剛性的硬塑料制成。重量傳感器50是圖1和圖2A的重量傳感器50以及圖2B的重量傳感器55的物理圖示。
墊板670是一種柔性材料，如泡沫橡膠，用于提供支持，但仍然是緊湊的，并且能夠卷成圓柱形，用于在較小的空間內(nèi)貯藏。重量分配插件680為稱(chēng)重區(qū)610提供一定程度的剛性和支持，這是幫助更均勻地分配力從而分配通過(guò)盤(pán)子685測(cè)量的重量所需的。重量傳感器50位于重量分配插件680中心下方，在實(shí)時(shí)熱量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)100下的最中心點(diǎn)處測(cè)量。
在食物消耗時(shí)實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100可以獨(dú)立于外部計(jì)算機(jī)操作。在此情況下，實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100存儲(chǔ)食物標(biāo)識(shí)(通過(guò)鍵盤(pán)或鍵盤(pán)模擬輸入的名稱(chēng))和消耗的食物的終重量。內(nèi)存足夠幾天的數(shù)據(jù)。當(dāng)便于在互聯(lián)網(wǎng)連接條件下用基于計(jì)算機(jī)的軟件程序管理時(shí)下載該信息。也容易想到具有完全食物表能力和計(jì)算機(jī)電源的實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100。
實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100具體表現(xiàn)為多種形式。這反映了分開(kāi)以下功能的可能性a)稱(chēng)重功能，b)食物標(biāo)識(shí)輸入，c)存儲(chǔ)的鑒別食物比能的查詢(xún)，d)膳食數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，e)數(shù)據(jù)從互聯(lián)網(wǎng)站點(diǎn)下載和上載。
實(shí)施方案可以是多種系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
i.整體型一種自主式裝置形式，具有稱(chēng)重能力和處理功能。它獨(dú)立操作。
ii.分開(kāi)的稱(chēng)重模塊可以便攜使用稱(chēng)重模塊存儲(chǔ)食物標(biāo)識(shí)和稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)。它一天一次或者幾天一次與處理模塊連接，下載隨日期和時(shí)間而變的食物部分重量和食物標(biāo)識(shí)。當(dāng)稱(chēng)重模塊連接到處理模塊時(shí)，處理模塊能夠服務(wù)于多個(gè)使用者和多個(gè)稱(chēng)重模塊的任意組合。
iii.多個(gè)稱(chēng)重模塊與一個(gè)處理模塊一個(gè)處理模塊能夠同時(shí)服務(wù)于多個(gè)稱(chēng)重模塊。例如，一個(gè)家庭可以一起用餐，而每個(gè)家庭成員具有自己的稱(chēng)重模塊。處理模塊能夠告訴每個(gè)稱(chēng)重模塊實(shí)時(shí)消耗水平和目標(biāo)差距。
甚至當(dāng)多種食物在一個(gè)盤(pán)子上時(shí)，也可以使用傳統(tǒng)的盤(pán)子，或者一種新型多格盤(pán)子可以輸出三個(gè)或四個(gè)區(qū)別的食物區(qū)的重量。
在另外一個(gè)例子中，墊板本身可以是耐洗的、分區(qū)的盤(pán)子，具有用于不同食物的不同的區(qū)。每個(gè)區(qū)在壓力傳感器上有其自已的稱(chēng)重機(jī)械區(qū)。在此情況下，改變重量傳感器50的設(shè)計(jì)，以管理耐洗的、分區(qū)的盤(pán)子的不同區(qū)，具體報(bào)告每個(gè)區(qū)的食物重量、含熱量和熱量消耗。
模塊可以通過(guò)圖2A和圖2B的USB/接口連接220連接，或者可以無(wú)線連接(未示出)。圖2A和圖2B的微處理器240可以分析個(gè)體的飲食信息，也可以分析家庭的飲食模式。后者用諸如“哪些食物與家庭超過(guò)熱量消耗目標(biāo)有關(guān)？”的問(wèn)題舉例說(shuō)明。
實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)的操作方法圖4顯示用于操作實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100的方法400的流程圖。包括這些功能作為實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100的可能的PDA功能，在以下圖6A中顯示。
步驟401預(yù)編程系統(tǒng)在該步驟中，系統(tǒng)中預(yù)先加載EPROM 230中的操作軟件。數(shù)據(jù)表也編程到EPROM 230中，將食物類(lèi)型與重量與熱量相關(guān)聯(lián)。編程到EPROM 230中的可能的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)見(jiàn)下面的表1。

表1.食物和營(yíng)養(yǎng)含量表的典型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在該步驟中，也提示使用者將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在EPROM 230中，如每日、每餐的目標(biāo)熱量，以及任選地健康數(shù)據(jù)，如初始體重、目標(biāo)體重、代謝信息等。軟件包括允許升級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)、增加使用者指定的食物選擇和編輯數(shù)據(jù)庫(kù)的界面。
步驟405選擇操作模式該步驟中，計(jì)算機(jī)60運(yùn)行EPROM 230中的軟件，在顯示器70上顯示信息，提示使用者選擇操作模式。為了計(jì)算食物攝取的能量，使用者從“享受用餐”或“進(jìn)食時(shí)計(jì)數(shù)”計(jì)算選項(xiàng)中選擇稱(chēng)重模式。
當(dāng)使用者將容器放置在墊板區(qū)上并且激活“稱(chēng)重容器”功能時(shí)，提示使用者“稱(chēng)取容器或盤(pán)子的皮重”；
當(dāng)使用者首先選擇“享受用餐”模式時(shí)，方法400后繼續(xù)進(jìn)行步驟410。
步驟410享受用餐模式在該決定步驟中，使用者使用鍵盤(pán)80選擇是否進(jìn)入該操作模式。如果使用者選擇該操作模式，則方法400后繼續(xù)步驟415。如果使用者不選擇該操作模式，則方法400后繼續(xù)步驟420。
步驟415執(zhí)行享受用餐功能在該步驟中，運(yùn)行存儲(chǔ)在EPROM 230中的軟件，允許使用者利用實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100確定一種食物項(xiàng)或一組食物項(xiàng)的含熱量。
編程到EPROM 230中的“享受用餐模式”包括下列步驟(1)稱(chēng)重食物——激活重量傳感器50。在該步驟中，稱(chēng)取總重量，減去容器皮重，使系統(tǒng)計(jì)算增加的食物的準(zhǔn)確實(shí)時(shí)測(cè)量值。
(2)鑒別食物——提示使用者從在EPROM 230中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中預(yù)存的食物類(lèi)型列表中輸入食物項(xiàng)名稱(chēng)。使用者從該列表中挑選，從預(yù)先確定的列表中選擇。使用者從該列表中選擇，或者輸入新的食物譜。此外，條形碼閱讀器也可以連接EPROM 230，以便能夠掃描食物包裝，從而自動(dòng)輸入有標(biāo)識(shí)的食物；(3)添加食物，使用者向盤(pán)子上添加食物。
(4)計(jì)算熱量——添加食物時(shí)，獲得重量，并且轉(zhuǎn)換為熱量，轉(zhuǎn)換方法包括簡(jiǎn)單地在表2A的EPROM 230中的數(shù)據(jù)表中查詢(xún)選擇的食物類(lèi)型，使用檢測(cè)的重量和熱量數(shù)據(jù)確定比值，利用該比值乘以重量，計(jì)算實(shí)時(shí)總熱量。食物類(lèi)型一加到盤(pán)子上，總熱量即被存儲(chǔ)。
實(shí)施例使用者從列表中選擇“烤雞胸、肉及皮”。經(jīng)重量傳感器子系統(tǒng)55測(cè)得的重量為5.5盎司。通過(guò)在EPROM 230中的數(shù)據(jù)表中查找含熱量，并將該因數(shù)乘以食物項(xiàng)的重量，計(jì)算熱量，如下所示5.5盎司雞肉*(165卡路里/3盎司一份食物)＝302.5卡路里顯示器70然后顯示選擇并載入的食物之一，“雞肉—302.5卡”。使用者現(xiàn)在可以選擇不同的食物類(lèi)型，然后開(kāi)始向盤(pán)子中添加食物，圖1的實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100在圖2A或圖2B的EPROM 230中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)表中查找新的食物類(lèi)型，使用新增加的重量和比值計(jì)算增加的熱量。
(5)獲知部分大小，顯示器70顯示盤(pán)子上所有單個(gè)食物項(xiàng)的熱量和總熱量。該餐和全日的目標(biāo)熱量也可以顯示；(6)調(diào)節(jié)部分大小——在用餐過(guò)程中，使用者可以從盤(pán)子上取下食物，并利用圖1的實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)器100調(diào)節(jié)部分大小，重新計(jì)算總熱量。
(7)存儲(chǔ)膳食數(shù)據(jù)——用餐結(jié)束時(shí)，輸入“用餐結(jié)束”，存儲(chǔ)信息并切換到準(zhǔn)備模式。
注意作為一種可替代方法，可以輸入當(dāng)天食用的食物名稱(chēng)和量，以備以后查詢(xún)含熱量。然后使用這種類(lèi)型的設(shè)備只存儲(chǔ)名稱(chēng)和消耗的重量，用于以后當(dāng)連接到含有食物項(xiàng)查詢(xún)表的另外一個(gè)計(jì)算單元時(shí)，進(jìn)行完整計(jì)算。當(dāng)便攜式設(shè)備的存儲(chǔ)能力提高時(shí)，這變得不必要。方法400結(jié)束。
步驟420進(jìn)食時(shí)計(jì)數(shù)模式在該選擇步驟中，使用者使用鍵盤(pán)80選擇是否進(jìn)入該操作模式。如果使用者選擇該操作模式，則方法400后繼續(xù)步驟425。如果使用者不選擇該操作模式，則方法400后繼續(xù)步驟430。
步驟425執(zhí)行進(jìn)食時(shí)計(jì)數(shù)功能在該步驟中，運(yùn)行存儲(chǔ)在EPROM 230中的軟件，以允許使用者使用實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100測(cè)定他們用餐的熱量。在“進(jìn)食時(shí)計(jì)數(shù)”模式計(jì)算中，重量是基于將當(dāng)前收集到的重量差分配給當(dāng)前選擇的食物項(xiàng)。為了在“進(jìn)食時(shí)計(jì)數(shù)”模式中輸入食物標(biāo)識(shí)，該軟件請(qǐng)求食物標(biāo)識(shí)。使用者開(kāi)始于在圖3C的食物數(shù)據(jù)選擇區(qū)640中選擇食物類(lèi)型。使用者可以選擇食物并稱(chēng)重，隨后該軟件使用與以上步驟415相同的方法計(jì)算并顯示含熱量。
使用者選擇食物類(lèi)型，食用象希望的一樣多，選擇一種新食物類(lèi)型，食用該食物，等等。最后一次食物類(lèi)型選擇以后的重量改變假定為增加的食物的消耗重量，與計(jì)算的食物攝入量的和相加；熱量攝入量是對(duì)所有食物計(jì)算的每種食物消耗重量的和乘以比能。方法400結(jié)束。
步驟430計(jì)算家庭自制食譜含熱量模式在該選擇步驟中，使用者使用鍵盤(pán)80選擇是否進(jìn)入該操作模式。如果使用者選擇該操作模式，則方法400后繼續(xù)步驟435。如果使用者不選擇該操作模式，則方法400后繼續(xù)步驟440。
步驟435執(zhí)行計(jì)算家庭自制食譜含熱量功能在該步驟中，運(yùn)行存儲(chǔ)在EPROM 230中的軟件，以允許使用者使用實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100測(cè)定家庭烹飪食物項(xiàng)的熱量。該方法在圖6中詳細(xì)描述。方法400結(jié)束，繼續(xù)方法800。
步驟440輸入數(shù)據(jù)模式？在該選擇步驟中，使用者使用鍵盤(pán)80選擇是否進(jìn)入該操作模式。如果使用者選擇該操作模式，則方法400后繼續(xù)步驟445。如果使用者不選擇該操作模式，則方法400后繼續(xù)步驟405。
步驟445執(zhí)行輸入數(shù)據(jù)功能在該步驟中，運(yùn)行存儲(chǔ)在EPROM 230中的軟件，以允許使用者向?qū)崟r(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100中輸入食物項(xiàng)的名稱(chēng)、熱量信息和其它數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在RAM 235中。方法400結(jié)束。
圖5顯示用于計(jì)算食物項(xiàng)含熱量的方法500的流程圖，包括如下步驟步驟505讀取重量數(shù)據(jù)在該步驟中，微處理器240從諸如RAM 235的存儲(chǔ)設(shè)備中讀取重量數(shù)據(jù)。重量數(shù)據(jù)可以是重量傳感器50剛剛稱(chēng)重的食物項(xiàng)的數(shù)據(jù)，或者可以是以前稱(chēng)重的或輸入存儲(chǔ)在RAM 235中的食物項(xiàng)的數(shù)據(jù)。方法500后繼續(xù)步驟510。
步驟510讀取食物項(xiàng)數(shù)據(jù)在該步驟中，微處理器240從諸如RAM 235的存儲(chǔ)設(shè)備中讀取食物項(xiàng)數(shù)據(jù)。使用者根據(jù)顯示器70顯示的信息用鍵盤(pán)80輸入或者選擇食物項(xiàng)。食物項(xiàng)選擇存儲(chǔ)在RAM 235中。方法500后繼續(xù)步驟510。
步驟515查詢(xún)食物項(xiàng)在該步驟中，微處理器240讀取存儲(chǔ)在RAM 235中的數(shù)據(jù)庫(kù)，搜索在步驟510中選擇的食物項(xiàng)。購(gòu)買(mǎi)后可以提供給實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100的數(shù)據(jù)庫(kù)中包括食物標(biāo)識(shí)符和比能，進(jìn)一步可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)(或者由使用者在下面的步驟525中直接)升級(jí)RAM 235的內(nèi)容。使用者和食物生產(chǎn)商可以向互聯(lián)網(wǎng)站點(diǎn)上的數(shù)據(jù)庫(kù)中上載新食物譜，它們可以下載進(jìn)行同步升級(jí)，例如，“自2005年3月14日最后一次升級(jí)后提供的新食物項(xiàng)”。
可以輸入或者查詢(xún)常規(guī)食物單元的熱量(例如黑麥面包...一片...60卡路里)。如果輸入，使用者可以將該值存儲(chǔ)在RAM 235中便于以后選擇。數(shù)據(jù)庫(kù)信息最少包括含熱量列表(例如黑麥面包...5.4千卡/克)，可以進(jìn)一步增加飲食信息，如每單位重量的脂肪含量、鈉含量等。當(dāng)含熱量已知時(shí)，能量攝入量的計(jì)算需要測(cè)量消耗的食物的重量。
RAM 235中的數(shù)據(jù)庫(kù)排列為便于使用者分級(jí)分類(lèi)或接字母順序選擇，或者快速匹配輸入的信息。方法500后繼續(xù)步驟520。
步驟520食物項(xiàng)是否列出？在該選擇步驟中，微處理器確定在步驟510中選擇的食物項(xiàng)是否在存儲(chǔ)于RAM 235中的數(shù)據(jù)庫(kù)中列出。如果食物項(xiàng)未在數(shù)據(jù)庫(kù)中發(fā)現(xiàn)，則方法500后繼續(xù)步驟525。如果食物項(xiàng)在數(shù)據(jù)庫(kù)中發(fā)現(xiàn)，則方法500后繼續(xù)步驟530。
步驟525輸入食物項(xiàng)在該步驟中，顯示器70提示使用者輸入食物項(xiàng)的名稱(chēng)。利用鍵盤(pán)80輸入信息。當(dāng)輸入一種新食物時(shí)，含熱量計(jì)算頁(yè)允許填寫(xiě)空白處，以利用可以獲得的任何標(biāo)記信息測(cè)定食物的含熱量。使用者可以通過(guò)多種資源將新食物項(xiàng)添加到數(shù)據(jù)庫(kù)中，這些資源包括但不限于食物營(yíng)養(yǎng)標(biāo)簽信息、支持配方功能或量熱服務(wù)的郵件。如果標(biāo)簽上有每克的熱量，則可以輸入，計(jì)算器立即顯示結(jié)果。如果填寫(xiě)每部分的熱量，則每個(gè)容器的部分?jǐn)?shù)和容器重量的區(qū)域突出顯示。方法500后繼續(xù)步驟535。
步驟530每單位重量的比能是否列出？在該選擇步驟中，微處理器確定食物項(xiàng)每單位重量的比能是否在存儲(chǔ)于RAM 235中的數(shù)據(jù)庫(kù)中列出。如果比能數(shù)據(jù)未在數(shù)據(jù)庫(kù)中發(fā)現(xiàn)，則方法500后繼續(xù)步驟535。如果比能數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中發(fā)現(xiàn)，則方法500后繼續(xù)步驟540。
步驟535輸入每單位重量比能的數(shù)據(jù)在該選擇步驟中，顯示器70提示使用者輸入食物項(xiàng)每單位重量的比能。此結(jié)果的顯示提示新食物信息是否應(yīng)當(dāng)添加到食物數(shù)據(jù)庫(kù)中，在任何情況下，比能(含熱量)都在顯示器上顯示。顯示器包括支持輸入一部分食物的熱量、稱(chēng)重該部分和向數(shù)據(jù)庫(kù)中輸入獲得的含熱量的區(qū)域。利用鍵盤(pán)80輸入信息。方法500后繼續(xù)步驟540。
步驟540計(jì)算食物項(xiàng)的比能在該步驟中，微處理器240將食物項(xiàng)每單位重量的比能與食物項(xiàng)的總重量相乘，得出食物項(xiàng)的總含熱量。結(jié)果存儲(chǔ)在RAM 235中。方法500結(jié)束。
圖6顯示用于計(jì)算自制食譜的含熱量(比能)的一種方法，該方法包括如下步驟步驟810進(jìn)入食譜模式，步驟820稱(chēng)取容器的皮重，步驟830稱(chēng)重食物，步驟840是否有更多的食物項(xiàng)？步驟850食譜是否需要進(jìn)一步烹飪？步驟860計(jì)算烹飪調(diào)整，步驟870向食物表中輸入食譜含量。
當(dāng)準(zhǔn)備食物時(shí)，食品可以由計(jì)算機(jī)已知含熱量的成分制成。然后可以估計(jì)或者測(cè)量成分的比例，同時(shí)向用裝置稱(chēng)重的準(zhǔn)備碗中添加這些成分。該裝置然后可以適當(dāng)?shù)赜?jì)算獲得的混合物和最終(烹飪或以其它方法加工的)食品的含熱量。準(zhǔn)備好的食物的終值可以存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，以備以后查詢(xún)。
借助圖1的實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)器100輸入烹調(diào)、混合或建成的自制食物項(xiàng)的比能(SE)。使用者烹調(diào)食物，以確定最終熱量計(jì)數(shù)將使用圖6中列出的下列方法。
對(duì)于放置在一起而沒(méi)有充分烹調(diào)未失去水分的食物項(xiàng)，該算法通過(guò)稱(chēng)重每個(gè)成分，減去其容器(稱(chēng)量的調(diào)羹或杯子或盤(pán)子或包裝)的重量，從食物列出中輸入成分的能含量，確定終食品的加權(quán)平均能含量。必須包括添加的所有水作為稱(chēng)重的成分。
SE＝Sum(WiEi)/Sum(Wi)
如果烹調(diào)食物項(xiàng)，則對(duì)烹調(diào)加工丟失的水分修正比能。成分燃燒引起的任何能量丟失都很少并且忽略。
SEc＝Sum(WiEi)/Wc其中SEc是烹調(diào)后的能含量，也可以同樣地表示為未烹調(diào)的SEx(Sum(Wi)/Wc)，其中Wc是烹調(diào)后的重量。
該程序存儲(chǔ)該餐的食物標(biāo)識(shí)、消耗的每種食物的熱量和該餐的熱量。該數(shù)據(jù)可以發(fā)送給體重控制程序，該程序比較隨時(shí)間的能量攝入和能量利用，確定具體食物替換的機(jī)會(huì)，顯示推薦的替換每月可節(jié)省多少熱量。
上述裝置和方法與現(xiàn)有技術(shù)相比有許多優(yōu)點(diǎn)，包括(i)當(dāng)前沒(méi)有食物量表可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多種食物的消耗的熱量；(ii)當(dāng)前沒(méi)有食物量表可以提供監(jiān)測(cè)同一盤(pán)子上所有不同食物的方法；(iii)當(dāng)前沒(méi)有食物量表可以對(duì)未食用的部分修正；(iv)沒(méi)有熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)可以由傳感器稱(chēng)取食物重量，并計(jì)算消耗的食物重量，并將其與食物的含熱量相乘；(v)當(dāng)前沒(méi)有食物數(shù)據(jù)庫(kù)可以顯示每單位重量的熱量，以支持食物的稱(chēng)重。還沒(méi)有發(fā)明可以滿足測(cè)定食物含熱量的需要。
實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)的商業(yè)方法另外，在此也提供了一種商業(yè)方法。消費(fèi)者、生產(chǎn)商或者餐館老板可以將新食物項(xiàng)稱(chēng)重到一個(gè)盒中，將其送往服務(wù)公司，服務(wù)公司將反饋該食物項(xiàng)的含熱量。為了測(cè)量任一種新食物項(xiàng)的含熱量，通過(guò)炸彈式絕熱量熱法測(cè)得的總能量一般是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)在升高的氧壓下在鋼制炸彈式量熱器中燃燒食物樣品，測(cè)定食物和食物成分的總勢(shì)能。提交最初稱(chēng)重的樣品，干燥除水，切碎以便快速燃燒，燃燒(一般在氧氣環(huán)境下)，通過(guò)校準(zhǔn)周?chē)鷾囟壬卟?duì)燃燒熱輸入修正，測(cè)定釋放到所有燃燒產(chǎn)物和周?chē)镔|(zhì)中的熱量。千卡路里(1000卡路里)是常用來(lái)表示規(guī)定量食物的能量值的單位。
支持該方法的一種簡(jiǎn)單商業(yè)方法包括下列步驟(1)使用者(消費(fèi)者、餐館老板等)鑒別一種新食物，每次重量測(cè)量都需要熱量值；(2)為了制定膳食計(jì)劃，找到炸彈式量熱法服務(wù)提供者；
(3)將食物樣品送往服務(wù)提供者進(jìn)行分析；(4)接收服務(wù)提供者反饋的信息；以及(5)為收到的分析信息向服務(wù)提供者付費(fèi)。
除了較低的比千卡/部分外，餐館可以列出快速變化的食品(offering)的含熱量(千卡/克)，如果你的部分大于所消耗的，或者如果你食用的少于所謂的完全部分，則這是不精確的。該裝置和一次性取樣器出售給餐館，使其可以在法律要求時(shí)提供膳食的含熱量，同時(shí)保持精細(xì)進(jìn)餐特有的菜單靈活性。隨著該裝置逐漸普及，餐館和食物供應(yīng)商可以隨食物提供ID標(biāo)簽，使得可以通過(guò)條形碼掃描、RFID標(biāo)簽技術(shù)或者允許快速查表、相關(guān)信息編碼或含熱量快速下載的其它類(lèi)似產(chǎn)品標(biāo)識(shí)編碼系統(tǒng)輸入食物標(biāo)識(shí)。
當(dāng)前的體重控制程序可以利用上述裝置和方法監(jiān)測(cè)熱量消耗。該程序可以采用患者輸入食物消耗。如果部分大小沒(méi)有偏性，眾所周知患者的輸入是不準(zhǔn)確的。這種新方法用測(cè)量消耗食物的重量代替上述輸入模式，用于更精確地監(jiān)測(cè)消耗的熱量。當(dāng)前沒(méi)有系統(tǒng)可以提供熱量攝入的精確計(jì)時(shí)。在進(jìn)食時(shí)計(jì)數(shù)模式中，該裝置提供了熱量攝入的精確計(jì)時(shí)。這可以用作適當(dāng)胰島素泵算法的輸入。上述裝置和方法通過(guò)實(shí)時(shí)顯示盤(pán)中的或消耗的熱量，使使用者能夠控制食物部分，從而使節(jié)食者可以食用較小的部分或者停止進(jìn)食，以限制熱量攝入為接近或者低于希望的目標(biāo)。盡管缺少連續(xù)葡萄糖傳感器，該裝置可以根據(jù)熱量攝入量利用信號(hào)驅(qū)動(dòng)胰島素從泵中，從上述裝置中輸送。
增加的實(shí)施方案在本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)的可替代實(shí)施方案中，實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100采集的數(shù)據(jù)可以與其它體重控制數(shù)據(jù)結(jié)合，以用于進(jìn)一步分析和使用者利益。其它體重控制數(shù)據(jù)的例子包括鍛煉持續(xù)時(shí)間、總熱量消耗、脂肪燃燒代謝標(biāo)記、目標(biāo)(subject)體重和預(yù)期/計(jì)算的它們之間的關(guān)系。
對(duì)于糖尿病患者，實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100的改進(jìn)將與食物攝取有關(guān)的數(shù)據(jù)，如熱量或碳水化合物攝取數(shù)據(jù)的采集，與通過(guò)化學(xué)分析血樣或者與血糖(BG)有關(guān)的間接讀數(shù)記錄BG讀數(shù)的儀器結(jié)合起來(lái)。鍛煉史和計(jì)劃也可以是為了發(fā)展個(gè)人胰島素調(diào)節(jié)程序而引入的數(shù)據(jù)。食物消耗史以及當(dāng)前血糖的不同顯示信息將建議糖尿病患者調(diào)節(jié)胰島素劑量或者泵送，以實(shí)現(xiàn)較好的糖血癥控制。存在根據(jù)食物攝取數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)胰島素的算法。該計(jì)劃的一個(gè)例子是額外每消耗15克碳水化合物即調(diào)節(jié)1U胰島素(http//www.uchsc.edu/misc/diabetes/udchap21.html，表3)。記錄胰島素給藥和鍛煉可進(jìn)一步增強(qiáng)根據(jù)系統(tǒng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)能夠分析的關(guān)系。這些數(shù)據(jù)能夠用來(lái)確定個(gè)體血糖對(duì)胰島素和食物攝取的敏感性，以發(fā)展旨在更好地將血糖控制在正常范圍內(nèi)的個(gè)人化算法。當(dāng)前現(xiàn)貨供應(yīng)的產(chǎn)品具有這些功能，如分析血糖，這些功能能夠整合到實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。例如，使用計(jì)算機(jī)60中簡(jiǎn)單的時(shí)間及日期印章特征，葡萄糖不平衡或者體重增加期可以被確定，并且與這段時(shí)期內(nèi)涉及的膳食和食物種類(lèi)相關(guān)聯(lián)。該信息能夠提供給使用者或醫(yī)務(wù)工作者作為幫助。實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100提供的關(guān)于膳食組成和熱量攝取模式的數(shù)據(jù)可以上載到圖1的實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)器100的中央處理區(qū)(未示出)進(jìn)行高級(jí)分析，或者以摘要的形式與有關(guān)醫(yī)生或衛(wèi)生保健工作者通訊。該數(shù)據(jù)可以下載，與其它傳感器信息結(jié)合，或者與癥狀日志一起使用，以支持疾病控制或好轉(zhuǎn)程序功能。根據(jù)記錄的研究對(duì)象的攝取、鍛煉、藥物劑量和結(jié)果的具體記錄，可以利用這些數(shù)據(jù)提出一些個(gè)人建議，以改善希望的結(jié)果。
圖1的實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100和有關(guān)的使用方法為消費(fèi)者提供了許多利益。使用者可以考慮實(shí)際部分檢查所吃食物的含熱量。消費(fèi)者通常會(huì)做出明智的食物選擇，但是需要對(duì)消耗的部分的反饋。一個(gè)例子是，如果使用者想在食物中增加一塊黃油，在實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100上，使用者選擇“黃油”作為新食物，將黃油加到盤(pán)子上，通過(guò)顯示器70讀取添加的黃油的熱量。實(shí)際部分大小的后果立即顯示以便觀察。這是使用者可以發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)部分遠(yuǎn)比他們通常消耗的更少的唯一方法。實(shí)時(shí)熱量計(jì)數(shù)系統(tǒng)100的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是它用硬數(shù)據(jù)代替了錯(cuò)覺(jué)和虛構(gòu)。
盡管本發(fā)明已經(jīng)通過(guò)幾個(gè)實(shí)施方案的描述進(jìn)行了說(shuō)明，但是申請(qǐng)人的目的并非將所附權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍限制于這些細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到大量變化、改變和替代，而不脫離本發(fā)明的范圍。而且，與本發(fā)明有關(guān)的每個(gè)組件的結(jié)構(gòu)也可以被描述為用于提供該組件行使的功能的裝置。因此，本發(fā)明意圖僅由所附權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍限制。
權(quán)利要求
1.一種監(jiān)測(cè)食物項(xiàng)的飲食熱量攝入量的方法，該方法包括a.選擇一部分食物；b.稱(chēng)重該部分，將該值輸入計(jì)算機(jī)；c.將所述食物類(lèi)型輸入計(jì)算機(jī)；以及d.從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得該食物的含熱量；e.利用計(jì)算機(jī)從該輸入計(jì)算熱量攝入量。
2.權(quán)利要求1的方法，該方法進(jìn)一步包括在所述計(jì)算機(jī)上顯示和存儲(chǔ)所述熱量攝入量的步驟。
3.一種監(jiān)測(cè)食物項(xiàng)的飲食熱量攝入量的裝置，該裝置包括a.用于稱(chēng)重預(yù)先選定的一部分食物的設(shè)備；b.用于輸入所述食物的類(lèi)型和重量的計(jì)算機(jī)；和c.與所述計(jì)算機(jī)操作連接，用于獲得所述食物的含熱量的數(shù)據(jù)庫(kù)。
4.權(quán)利要求3的裝置，該裝置進(jìn)一步包括在所述計(jì)算機(jī)上顯示和存儲(chǔ)所述含熱量的設(shè)備。
5.權(quán)利要求1的方法，該方法進(jìn)一步包括通過(guò)測(cè)量未消耗的量修正部分大小的步驟。
6.權(quán)利要求3的裝置，該裝置進(jìn)一步包括實(shí)時(shí)顯示消耗的食物量的顯示器。
7.權(quán)利要求3的裝置，該裝置進(jìn)一步包括條形碼閱讀器，用于輸入所述食物的類(lèi)型和重量。
全文摘要
在此提供了一種監(jiān)測(cè)食物項(xiàng)飲食攝入量的方法。該方法包括如下步驟選擇一部分食物、稱(chēng)重該部分、向計(jì)算機(jī)中輸入食物類(lèi)型和重量，以及從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得食物的含熱量。也提供了一種監(jiān)測(cè)食物項(xiàng)飲食攝入量的裝置。該裝置包括用于稱(chēng)重預(yù)先選定的一部分食物的設(shè)備，用于輸入食物類(lèi)型和重量的計(jì)算機(jī)，和與該計(jì)算機(jī)操作連接用于獲得食物含熱量的數(shù)據(jù)庫(kù)。
文檔編號(hào)G06F19/00GK1728154SQ20051008891
公開(kāi)日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2005年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月30日
發(fā)明者史蒂文·謝雅, 利昂娜·布倫納·加泰, 約翰·E·克羅寧, 南?！さ吕诇亍?ài)德茲, 道格拉斯·J·羅思 申請(qǐng)人:美國(guó)強(qiáng)生公司