信息处理装置、卡路里管理系统、卡路里收支估计方法和程序与流程

本发明涉及用于管理用户消耗或摄取卡路里(即，能量)的技术。
背景技术：
：近年来，生活方式相关疾病日益恶化，其中与饮食、吸烟，以及饮酒等有关的生活习惯是发生这些疾病的起源。而且，正在研究与肥胖(其增加了生活方式相关疾病的风险)有关的各种预防措施和改善措施。一般而言，为了预防或控制肥胖，控制卡路里收支(balance)很重要。卡路里收支指的是从已经吸收(takenin)的卡路里减去已经消耗的卡路里所得的差，并且也称为卡路里收支。而且，已经消耗的卡路里包括因基础代谢和因身体活动(运动等)而消耗的卡路里。为了实现体重减轻，有必要管理饮食和运动，以使实现负卡路里收支(即，使得消耗(burned)的卡路里多于吸收的卡路里)。然而，关于卡路里收支，尽管可以根据体重计算基础代谢，但针对因饮食而吸收的卡路里和因身体活动而消耗了的卡路里，用户必需进行详细记录。由此，用户通常难以持续地管理其卡路里收支。在这个背景下，正在测试各种方法，以实现对消耗的卡路里和吸收的卡路里进行相对容易的估计。例如，专利文献1描述了根据心率来估计氧摄取量(其可以比氧摄取量相对更容易地测量)，并且基于该氧摄取量估计消耗的卡路里数。并且专利文献2描述了估计与食品管理系统中的设定菜单项相对应的食物管理数据，其即使在输入未登记的设定菜单项的情况下，也导出对应于所输入膳食名称的食物管理数据(卡路里等)。引文列表专利文献专利文献1：jp2014-195711a专利文献2：jp2009-037342a技术实现要素：要解决的技术问题尽管专利文献1和2中描述的发明有助于估计消耗的卡路里或摄取的卡路里，但它们不能估计卡路里收支。因此，为了利用专利文献1和专利文献2所描述的发明来估计卡路里收支，其必需通过估计获得消耗的卡路里数或者吸收的卡路里数并且让用户自己记录另一个，或者使用各个估计的组合来获取。由此，本发明的目的是，提供一种使用户比以前容易地管理卡路里收支的技术。问题的解决方案本发明提供了一种信息处理装置，其设置有获取单元，该获取单元获取从用户排出的气体成分中的丙酮浓度；估计单元，该估计单元基于丙酮浓度与卡路里收支之间的预先确定的相关关系而估计与所获取的丙酮浓度相对应的卡路里收支，以及处理执行单元，该处理执行单元利用所述估计单元的估计结果来执行预定处理。而且，所述估计单元可以从测量所述用户的所述丙酮浓度的时间点起直到预定先前时间为止，估计卡路里收支的值、范围、以及正/负中的至少一个。而且，所述估计单元可以将所测量的丙酮浓度的值转换成比测量所述值的时间点早的预定时间点的丙酮浓度的值，并且估计具有所述预定时间点作为截止点的一天部分卡路里收支的值、范围、以及正/负中的至少一个。而且，所述信息处理装置可以设置有计算单元，该计算单元基于针对所述用户在预定时段上实际测量的丙酮浓度和卡路里收支，计算与该用户对应的所述相关关系，其中，所述估计单元利用所计算的相关关系来估计所述用户的所述卡路里收支。而且，所述信息处理装置可以设置有校正单元，该校正单元基于针对所述用户或包括所述用户在内的多个用户实际测量的丙酮浓度和卡路里收支而对所述相关关系执行校正，其中，所述估计单元利用经校正的相关关系来估计所述用户的所述卡路里收支。而且，所述获取单元可以连同丙酮浓度一起获取被所述用户消耗的卡路里数或者被所述用户吸收的卡路里数，并且所述估计单元可以基于所获取的消耗的卡路里数和所述丙酮浓度而估计吸收的卡路里数，或者基于所获取的吸收的卡路里数和所述丙酮浓度而估计消耗的卡路里数。而且，所述气体可以含有从皮肤或粘膜排出的气体成分和呼出气体成分。而且，本发明提供了一种卡路里管理系统，其设置有：测量单元，该测量单元测量从用户排出的气体成分中的丙酮浓度；估计单元，该估计单元基于丙酮浓度与卡路里收支之间的预先确定的相关关系而估计与所测量的丙酮浓度相对应的卡路里收支；以及通知单元，该通知单元通知与所估计的卡路里收支相应的信息。而且，本发明提供了一种卡路里收支估计方法，该方法包括以下步骤：测量从用户排出的气体成分中的丙酮浓度；基于丙酮浓度与卡路里收支之间的预先确定的相关关系而估计与所测量的丙酮浓度相对应的卡路里收支；以及通知与所估计的卡路里收支相应的信息。而且，本发明提供了一种用于在计算机上执行以下步骤的程序：第一步骤，获取从用户排出的并且经测量的气体成分中的丙酮浓度；第二步骤，基于丙酮浓度与卡路里收支之间的预先确定的相关关系而估计与所获取的丙酮浓度相对应的卡路里收支；以及第三步骤，利用所述第二步骤的估计结果来执行预定处理。本发明的效果根据本发明，用户可以比以前更容易地管理卡路里收支。附图说明图1是示出呼出气体中的丙酮浓度与卡路里收支之间的相关关系的图。图2是示出卡路里管理系统10的配置的框图。图3是示出测量装置100的硬件配置的框图。图4是示出计算装置200的硬件配置的框图。图5是以功能方式示出卡路里管理系统10的配置的框图。图6是示出卡路里管理系统10的操作的顺序图。图7是示出卡路里管理系统10的修改例的框图。图8是示出卡路里管理系统10的修改例的框图。具体实施方式1.概述本发明的主要特征是，基于从人体排出的气体中所包含的丙酮的浓度(以下简称为丙酮浓度)来估计卡路里收支。作为调查用于解决轻松管理卡路里收支问题的措施的结果，本发明的发明人发现丙酮浓度与卡路里收支之间的相关关系。这里，从人体排出的气体包括从皮肤或粘膜散发的气体或呼气，也称为生物气体。丙酮是由生物体内的身体脂肪的燃烧和分解产生的代谢产物。已知的是，在因新陈代谢而被排入血液后，丙酮作为生物气体经由肺部、皮肤、粘膜等散出体外。因此，测量生物气体中的丙酮浓度可以被用于掌握身体脂肪燃烧的状况。应注意到，呼出气体中的丙酮浓度与皮肤气体中的丙酮浓度之间存在已知的相关性(例如，c.turneretal.,rapidcommunicationsinmassspectrometry,vol.22,pp.526-532,2008)。为了指定呼出气体中的丙酮浓度与每日卡路里收支之间的关系，本发明的发明人执行了这样的测试，即，针对几十名健康成年受试者，在60天内对呼出气体中的丙酮浓度进行测量并记录食物量和身体活动量。应注意到，呼出气体中丙酮浓度的测量可以在任意时间执行，但优选为在醒来后与早餐前之间的时段做这些。而且，在该测试时段期间，通过记录所有食物和饮料的细节和量来计算受试者的卡路里摄取量，并且通过使受试者总是佩戴活动跟踪器来计算消耗的卡路里。应注意到，为了计算标准代谢率，根据“dietaryreferenceintakesforjapanese(2015)”ofthejapaneseministryofhealth,labor,andwelfare，使用了公式[体重]×[标准代谢率值](参见表1)。表1年龄(岁)标准代谢率值(男)(kcal/kg/天)标准代谢率值(女)(kcal/kg/天)1-261.059.73-554.852.26-744.341.98-940.838.310-1137.434.812-1431.029.615-1727.025.318-2924.022.130-4922.321.750-6921.520.770或更老21.520.7图1是示出测试结果的典型例的图形(校准曲线)。该图形是表示受试者醒来后的呼出气中的丙酮浓度与前一天的卡路里收支之间的关系的图形。这里，卡路里收支是[摄取卡路里数]–([标准代谢率]+[因身体活动而消耗的卡路里数])，并且图1示出了针对500kcal分区中每个分区的平均值。图1所示校准曲线表示在给出卡路里收支为x[kcal]且给出丙酮浓度为y[ppm]的情况下，y＝(-7.40×10-4)x+1.05。这里，在呼出气体中的丙酮浓度的测量值为0.8ppm的情况下，并且在将该测量值代入该线性函数时，估计卡路里收支为338kcal。另一方面，基于受试者的食物和身体活动的实际记录获取的卡路里收支的实际值为297kcal。因此，确认卡路里收支的估计值和实际值都被分类到0–500kcal分区。这样，确认在一定时段(例如，24小时)内，该卡路里收支分区与呼出气体中的丙酮浓度之间存在固定的相关性。应注意到，从图1的曲线获取的确定系数(r2)为0.99。这样，变得明显的是，可以通过仅测量呼出气体(生物气体)中的丙酮浓度来估计预定时段的卡路里收支。应注意到，图1所示的分区范围只是一个示例。卡路里收支分区的范围可以是比该分区更宽的范围或更窄的范围，并且可以设定成例如300kcal的分区。而且，丙酮浓度与卡路里收支之间的相关关系不一定接近直线，而可以是曲线。2.例证实施方式图2是示出根据本发明的实施例的卡路里管理系统10的配置的框图。卡路里管理系统10设置有测量装置100和计算装置200，并且是具有经由网络300彼此连接这些的配置的系统。测量装置100是用于测量从用户排出的生物气体中的丙酮浓度的装置。而且，计算装置200是用于基于生物气体中的丙酮浓度与卡路里收支之间的相关关系来估计卡路里收支的装置。网络300是用于在测量装置100与计算装置200之间发送和接收数据的通信网络，并且可以包括因特网或移动通信网络。应注意到，卡路里管理系统10可以设置有多个测量装置100。即，卡路里管理系统10可以被配置成，基于多个用户单独测量的丙酮浓度来估计针对他们的卡路里收支。图3是示出测量装置100的硬件配置的框图。测量装置100是连同测量丙酮浓度一起显示与卡路里收支估计结果相对应的信息的装置。测量装置100可以是便携式结构或安装式结构。而且，测量装置100可以利用诸如智能电话或平板计算机的普通电子装置(通信终端)来配置，或者可以是专用测量装置(如气相色谱装置或离子迁移谱分析装置)。测量装置100设置有控制单元110、传感器单元120、通信单元130、操作单元140、以及显示单元150。控制单元110是用于控制测量装置100中的每个单元的操作的装置。控制单元110设置有诸如cpu(中央处理单元)的算术处理装置和诸如易失性和非易失性存储器的存储器，并且通过执行预定程序来控制测量装置100中的每个单元的操作。传感器单元120是用于测量包含在生物气体中的预定成分的浓度的装置。传感器单元120至少具有用于测量丙酮浓度的功能。传感器单元120可以利用诸如半导体气体传感器这样的相对较小的传感器来配置，但不限于此。通信单元130是用于相对于计算装置200发送和接收数据的装置。通信单元130例如设置有用于无线通信的基带处理器或天线，并且响应于网络300执行调制和解调制，以发送和接收数据。另选的是，通信单元130可以有线连接至网络300。操作单元140是用于接收用户的操作的装置。操作单元140例如是键盘(小键盘)、鼠标器、开关等。而且，操作单元140可以包括触摸屏显示器。显示单元150是用于显示信息的装置。显示单元150例如是液晶显示器，但也可以是利用除了液晶以外的其它显示装置的单元。而且，如上所述，显示单元150可以被配置成附加地设置为触摸屏显示器，即，具有操作单元140的功能。图4是示出计算装置200的硬件配置的框图。计算装置200例如是具有用于估计卡路里收支的功能的服务器装置。计算装置200设置有控制单元210、存储单元220、以及通信单元230。控制单元210是用于控制计算装置200中的每个单元的操作的装置。而且，控制单元210具有分析数据和估计用户的卡路里收支的功能。控制单元210设置有诸如cpu的算术处理装置和诸如易失性和非易失性存储器的存储器，并且通过执行预定程序来对数据执行分析等。存储单元220是用于存储数据的装置。存储单元220设置有诸如硬盘的存储介质，并且存储在控制单元210中使用的数据(程序等)。而且，存储单元220存储用户数据。用户数据是诸如由用户预注册的信息和与用户相关联的信息这样的信息。例如，由测量装置100测量的丙酮浓度可以被包括在该用户数据中。而且，除了用于标识用户的标识符(id)和测量丙酮浓度的日期/时间等之外，用户数据还可以以下各项：如用户的性别、年龄、高度、体重、bmi(体重指数)、体脂肪百分比、身体活动量、基础代谢、血糖值、hba1c值等，并且还可以进一步包括用户计划历史、饮食和饮酒、以及活动，其被登记在电子日程表中(即，卡路里摄取和消耗的历史)。并且，在可以获得诸如用户病历的医学信息来作为电子数据(所谓的电子健康记录)的情况下，该数据也可以包括被在用户数据中。而且，存储单元220存储指示丙酮浓度与卡路里收支之间的相关关系的相关数据。相关数据例如是表示图1所示校准曲线的数据。该相关数据可以是用于输出对应于输入丙酮浓度的卡路里收支的表，但对数据的表示格式没有特别限制。应注意到，如下所述，该相关数据针对每个用户可以是不同的。在这种情况下，该相关数据可以作为用户数据的一部分而存在。通信单元230是用于相对于测量装置100发送和接收数据的装置。通信单元230例如设置有nic(网络接口控制器)，并且经由网络300在其自身与测量装置100之间发送和接收数据。应注意到，通信单元230的通信可以是无线通信。图5是以功能方式示出卡路里管理系统10的配置的框图。卡路里管理系统10能够通过使测量装置100和计算装置200分别执行预定程序而用作测量单元11、获取单元12、估计单元13、处理执行单元14、以及通知单元15。测量单元11是用于测量从用户排出的生物气体中的丙酮浓度的装置。在本实施例中，传感器单元120对应于测量单元11。应注意到，测量单元11可以被配置为与测量设备100分离的单元，即，被配置成实现与测量装置100的有线或无线连接。在具有这种配置的通信装置的情况下，除了诸如无线lan(局域网)、bluetooth(注册商标)、zigbee(注册商标)等的无线通信方式之外，还可以使用诸如usb(通用串行总线)线缆的各类电缆。获取单元12是用于获取由测量单元11测量的丙酮浓度的装置。在本实施例中，获取单元12经由网络300获取丙酮浓度。具体来说，获取单元12能够经由网络300接收指示丙酮浓度的数据，然后基于所接收数据获取和指定丙酮浓度。估计单元13是用于估计卡路里收支的装置。在本示例中，估计单元13基于由获取单元12获取的丙酮浓度和存储在存储单元220中的相关数据来估计与获取的丙酮浓度相对应的卡路里收支。此时估计的卡路里余额是针对从测量丙酮浓度的时间点起直到预定先前时间为止的时段的卡路里收支，例如，在测量丙酮浓度那天之前一天的时段的卡路里收支(即，在测量丙酮浓度的时间点之前的24小时时段)。应当指出，这里的“估计”可以指获取卡路里收支值本身，或者可以指更加示意或抽象的东西。例如，估计单元13可以将卡路里收支值分类成预定范围(级别)，并估计用户的卡路里收支的哪个范围。或者，估计单元13可以仅限于估计正或负卡路里收支。即使只有正或负卡路里收支，用户也能够自己理解他们的卡路里摄取还是卡路里消耗在占主导。处理执行单元14是用于响应于估计单元13的估计结果执行处理的装置。例如，处理执行单元14执行处理，通过该处理生成表示估计单元13的估计结果的、包括文本和图像的数据，并将该数据发送至处理装置100。该数据在下文被称为“通知数据”。而且，处理执行单元14可以响应于估计单元13的估计结果而生成包括消息的通知数据。例如，在用户的卡路里收支为正的情况下(即，卡路里摄取为主的情况)，处理执行单元14可以发出有助于减肥的提示或建议通知，并且能够响应于用户的卡路里收支来推荐膳食项目或锻炼项目。通知单元15是用于发出与用户的卡路里收支有关的通知的装置。在本示例中，通知单元15接收由计算装置200生成并发送的通知数据，并且在显示单元150上显示与所接收通知数据相对应的信息(文本或图像)。应注意到，这里所引用的通知不限于显示信息，而是还可以利用话音音频来执行。而且，尽管针对通知数据的具体格式没有特别限制，但其例如可以是电子邮件或sms(短消息服务)。卡路里管理系统10的整体配置如上所述。利用如此配置的卡路里管理系统10，用户能够根据生物气体中的丙酮浓度测量来了解自己的卡路里收支。图6是示出根据本示例的卡路里管理系统10的操作的顺序图。在用户使用卡路里管理系统10时执行丙酮浓度测量。如稍早所述，希望在醒来后立即进行丙酮浓度测量。当测量到丙酮浓度时(步骤s1)，测量装置100将测量值发送至计算装置200(步骤s2)。当接收到丙酮浓度测量值时，计算装置200利用相关数据来估计卡路里收支(步骤s3)。而且，计算装置200基于卡路里收支估计结果生成通知数据(步骤s4)，并将该通知数据发送至测量装置100(步骤s5)。基于所接收通知数据，测量装置100向用户发出卡路里收支通知(步骤s6)。3.修改例上述示例是本发明的一个实施方式。本发明不限于该示例，也可以在下文所示的其它实施方式中执行。应注意到，以下所示修改例也可以根据需要彼此组合。(1)图7是示出卡路里管理系统10的修改例的框图。与图5所示配置相比时的差异是图7所示实施例配置设置有计算单元16，但在其它方面相同。计算单元16是用于计算丙酮浓度与卡路里收支之间的相关关系的装置。具体来说，基于针对具体用户在预定时段上实际测量的丙酮浓度和卡路里收支，计算单元16计算与该用户相对应的相关数据。例如，用户持续大约一周记录丙酮浓度和卡路里收支，并将一周设定为学习期。基于在该学习期中的丙酮浓度和卡路里收支，计算单元16计算该用户独特的校准曲线。应注意到，计算单元16可以经由获取单元12或经由其它装置获取该学习期的记录。而且，在该示例中，估计单元13利用由计算单元16计算出的相关数据来估计卡路里收支。通过这样做，与使用在统计学上获取并且是每个用户共有的相关数据的情况相比，可以进行考虑到个体差异的高精度估计。(2)图8是示出卡路里管理系统10的另一修改例的框图。与图5所示配置相比时的差异是图8所示实施例配置设置有校正单元17，但在其它方面相同。校正单元17是用于计算丙酮浓度与卡路里收支之间的相关关系的装置。具体来说，校正单元17基于丙酮浓度和卡路里收支的实际测量值对预先获取的相关数据进行校正。例如，校正单元17可以被配置成，基于实际测量值对校准曲线的截距进行校正，而不改变校准曲线的斜率，或者可以对校准曲线的斜率进行校正。应注意到，这里所引用的校正可以是其中为每个用户准备相关数据并且基于每个用户的实际测量值来校正每组单独的相关数据的校正，或者可以是其中是为每个用户准备公共相关数据，并且基于所有用户的实际测量值来校正该相关数据的校正。而且，校正单元17可以利用除了丙酮浓度以外的其它信息执行校正。具体来说，校正单元17能够利用前述用户数据对相关数据执行校正。例如，存在糖尿病患者在呼出气体中具有高丙酮浓度的趋势，因此，存在这种趋势将从普通校准曲线(即，没有糖尿病的人的校准曲线)改变的可能性。在这种情况下，校正单元17能够通过参照用户数据和电子医疗记录等中的血糖值来确定糖尿病的存在/不存在以及进展程度，并然后响应于该确定结果，能够校正该校准曲线。或者，校正单元17可以基于用户的bmi来校正校准曲线。这是因为针对更高的bmi，存在要排出的丙酮更少的趋势。这样，可以将广泛的数据作为在校正单元17的校正中使用的参数。(3)用于测量丙酮浓度的时机优选为恰好在醒来后，但也可以在除此之外的其它时机执行测量。例如，在人早上醒来而在晚上测量的情况下，可以通过将晚间测量结果按原样代入表示丙酮浓度与卡路里收支之间的相关关系的校准曲线来执行对于从晚间测量时间点起直到之前大约24小时的时间的卡路里收支的估计。而且，基于表示针对每个用户的丙酮浓度的每日波动(24小时内的上下移动)的日波动数据等，例如，在晚间测量的丙酮浓度的值可以被转换成预定时间点的值(例如，恰好在醒来后)，并且可以将所转换值代入表示丙酮浓度和卡路里收支之间的相关关系的校准曲线收支，使得可以以相关的预定时间点作为截止点来估计和获取卡路里收支的一天部分。通过这样做，可以获取如下的卡路里收支，即，其中，预定时间点，即，被决定的时间被设定为标准。应注意到，这里所指的一天部分不一定是精确的24小时时段，而是可以例如利用诸如被四舍五入(或向上或向下)的分钟单位这样的近似数来表示。(4)通过应用本发明，可以估计吸收的卡路里或消耗的卡路里。例如，在用户测量了丙酮浓度并记录消耗的卡路里的情况下，可以基于估计的卡路里收支和消耗的卡路里来估计(逆计算)所吸收的卡路里。类似的是，在用户已经测量丙酮浓度并记录吸收的卡路里的情况下，也可以基于估计的卡路里收支和吸收的卡路里来估算消耗的卡路里。通过这样做，用户可以在未便携地记录身体活动量等的情况下估计消耗的卡路里，并且用户可以在未记录膳食细节的情况下估计所吸收的卡路里。(5)卡路里管理系统10可以向除了测量丙酮浓度的用户以外的其他用户发出估计结果通知。例如，卡路里管理系统10可以向与作为受试者的用户具有特定(子女或父母)关系的其他用户发出估计结果通知。即，在本发明中，作为受试者的用户和要被分发通知的用户不一定相同。(6)用于实现本发明的配置不限于图2所示的配置。例如，本发明可以利用其中整体而非单独地设置有与测量装置100相对应的功能和与计算装置200相对应的功能的装置来实现。通过这样做，无需经由网络发送和接收数据。而且，与计算装置200的传感器单元120相对应的配置可以被配置为与其他配置分离，并且可以被配置成经由有线或无线通信来发送和接收数据。主要地，足够的是，根据本发明的系统设置有获取单元，该获取单元获取从用户排出的气体成分中所包含的丙酮的浓度；估计单元，该估计单元基于在丙酮浓度和卡路里收支之间的预先确定的相关关系来估计与所获得的丙酮浓度相对应的卡路里收支；以及处理执行单元，该处理执行单元利用所述估计的结果执行预定处理。而且，除了与计算装置200相对应的信息处理装置之外，本发明还可以设置在诸如用于估计卡路里收支的程序或方法的其它实施方式中，其中，包括该信息处理装置的卡路里管理系统或计算机(cpu等)用作信息处理装置。而且，该程序可以按记录在诸如光盘的记录介质上的形式提供，或者可以按可通过在经由诸如因特网的网络下载至特定装置之后安装而使用的形式来提供。标号列表10卡路里管理系统11测量单元12获取单元13估计单元14处理执行单元15通知单元16计算单元17校正单元100测量装置110控制单元120传感器单元130通信单元140操作单元150显示单元200计算装置210控制单元220存储单元230通信单元300网络当前第1页12