(57)【要約】【課題】現実の医療、介護、リハビリテーションの現場において、医師、看護師、理学療法士、介護福祉士等の訓練実施者が簡便で使いやすく、しかも、機器導入のための経費負担も少ない歩行訓練支援システムを提供する。【解決手段】被訓練者の足首の可動域を計測し被訓練者の足首可動計測データを取得し同データを発信する可動計測部と、被訓練者に装着して訓練時の姿勢を計測し姿勢データを取得し同データを発信する姿勢計測部と、訓練時の被訓練者の位置及び方向を検知して歩行訓練場所における被訓練者の位置データとして取得し同位置データを発信する位置計測部と、各データを受信して記憶する記憶部と、記憶部に記憶された足各データを可視化加工して可視化データを生成するデータ生成部と、可視化データを計測者の端末部に対し発信する発信部を有する制御部と、を備える。【選択図】図１
2020130961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被訓練者の足首の可動域を計測し前記被訓練者の足首可動計測データを取得し、前記足首可動計測データを発信する可動計測部と、
前記被訓練者に装着して前記被訓練者の歩行訓練時の姿勢を計測し前記被訓練者の姿勢データを取得し、前記姿勢データを発信する姿勢計測部と、
前記被訓練者の歩行訓練時の前記被訓練者の位置及び方向を検知して歩行訓練場所における前記被訓練者の位置情報を計測し前記被訓練者の位置データとして取得し、前記位置データを発信する位置計測部と、
前記足首可動計測データ、前記姿勢データ、及び前記位置データを受信して記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記足首可動計測データ、前記姿勢データ、及び前記位置データを可視化加工して可視化データを生成するデータ生成部と、前記可視化データを計測者の端末部に対し発信する発信部とを有する制御部と、を備える
ことを特徴とする歩行訓練支援システム。
【請求項２】
前記可動計測部は、
被訓練者の足首の可動域は前記被訓練者の足首の揺動可能な範囲であって、前記被訓練者の足首の揺動可能な範囲を距離の変化として計測する距離計測部と、
前記被訓練者の脚部を保持する保持部と、を備える請求項１に記載の歩行訓練支援システム。
【請求項３】
前記姿勢計測部は、前記姿勢データを、加速度センサを通じて検知する請求項１または２に記載の歩行訓練支援システム。
【請求項４】
前記位置計測部は、前記被訓練者の歩行訓練時の訓練場所の地面または床面に複数個設置され、
前記位置計測部は、距離センサを通じて前記被訓練者と当該位置計測部との距離及び方向として検知する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の歩行訓練支援システム。
【請求項５】
前記位置計測部は、所定範囲内を前記被訓練者が近接または離隔する間の時間を計測して時間データを取得し、前記時間データを発信する時間計測部を備える請求項１ないし４のいずれか１項に記載の歩行訓練支援システム。
【請求項６】
前記データ生成部は、前記時間データも含めて前記可視化データを生成する請求項５に記載の歩行訓練支援システム。
【請求項７】
前記制御部は、前記足首可動計測データ、前記姿勢データ、前記位置データ、及び前記時間データに基づいて、前記被訓練者の歩行訓練の目標とする足首の可動域を算定する算定部を備える請求項６に記載の歩行訓練支援システム。
【請求項８】
前記距離計測部は超音波センサを備え、前記位置計測部はレーザセンサを備える請求項２に記載の歩行訓練支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行訓練支援システムに関し、特に被訓練者の足の筋力強化と歩行時の姿勢、時間を関連付けて効率の良い歩行訓練を実現する歩行訓練支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
けが、病気による長期の入院、老化等の要因から足、腰等の筋肉量が低下し歩行は困難になる。そのため、病院、介護施設等においては機能回復のリハビリテーションの一環として歩行訓練が行われる。十分な歩行力が失われると、いわゆる寝たきり状態となる。結果、当人の生活の質（ＱＯＬ）は著しく低下し、本人及び家族にとり好ましい状態では無くなる。
【０００３】
そこで、施設においてリハビリテーションを受ける被訓練者の歩行能力を測定し、その測定結果を訓練内容に反映させることを目的とした装置等が提案されている（特許文献１，２等参照）。特許文献１の装置では、被訓練者の履き物に感圧センサが取り付けられ足の動かし方が計測される。また、特許文献２の装置は、被訓練者が手で押すフレーム状の歩行訓練器を用いた装置である。
【０００４】
しかしながら、従前提案の装置によると、測定機能に重点が置かれていたため装置（システム）自体の構成は複雑である。また、装置の設計上、価格は高価となりやすい。このようなことから、より簡易的に歩行訓練とその計測の実施が可能であり、導入の容易な歩行訓練のための支援システムが望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２０４７３０号公報
【特許文献２】特開２０１５−１３９５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、現実の医療、介護、リハビリテーションの現場において、医師、看護師、理学療法士、介護福祉士等の訓練実施者が簡便で使いやすく、しかも、機器導入のための経費負担も少ない歩行訓練支援システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、第１の形態の歩行訓練支援システムは、被訓練者の足首の可動域を計測し被訓練者の足首可動計測データを取得し、足首可動計測データを発信する可動計測部と、被訓練者に装着して被訓練者の歩行訓練時の姿勢を計測し被訓練者の姿勢データを取得し、姿勢データを発信する姿勢計測部と、被訓練者の歩行訓練時の被訓練者の位置及び方向を検知して歩行訓練場所における被訓練者の位置情報を計測し被訓練者の位置データとして取得し、位置データを発信する位置計測部と、足首可動計測データ、姿勢データ、及び位置データを受信して記憶する記憶部と、記憶部に記憶された足首可動計測データ、姿勢データ、及び位置データを可視化加工して可視化データを生成するデータ生成部と、可視化データを計測者の端末部に対し発信する発信部とを有する制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
第２の形態の歩行訓練支援システムは、可動計測部は、被訓練者の足首の可動域は被訓練者の足首の揺動可能な範囲であって、被訓練者の足首の揺動可能な範囲を距離の変化として計測する距離計測部と、被訓練者の脚部を保持する保持部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
第３の形態の歩行訓練支援システムは、姿勢計測部は、姿勢データを、加速度センサを通じて検知することを特徴とする。
【００１０】
第４の形態の歩行訓練支援システムは、位置計測部は、被訓練者の歩行訓練時の訓練場所の地面または床面に複数個設置され、位置計測部は、距離センサを通じて被訓練者と当該位置計測部との距離及び方向として検知することを特徴とする。
【００１１】
第５の形態の歩行訓練支援システムは、位置計測部は、所定範囲内を被訓練者が近接または離隔する間の時間を計測して時間データを取得し、時間データを発信する時間計測部を備えることを特徴とする。
【００１２】
第６の形態の歩行訓練支援システムは、データ生成部は、時間データも含めて可視化データを生成することを特徴とする。
【００１３】
第７の形態の歩行訓練支援システムは、制御部は、足首可動計測データ、姿勢データ、位置データ、及び時間データに基づいて、被訓練者の歩行訓練の目標とする足首の可動域を算定する算定部を備えることを特徴とする。
【００１４】
第８の形態の歩行訓練支援システムは、距離計測部は超音波センサを備え、位置計測部はレーザセンサを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の歩行訓練支援システムによると、被訓練者の足首の可動域を計測し被訓練者の足首可動計測データを取得し、足首可動計測データを発信する可動計測部と、被訓練者に装着して被訓練者の歩行訓練時の姿勢を計測し被訓練者の姿勢データを取得し、姿勢データを発信する姿勢計測部と、被訓練者の歩行訓練時の被訓練者の位置及び方向を検知して歩行訓練場所における被訓練者の位置情報を計測し被訓練者の位置データとして取得し、位置データを発信する位置計測部と、足首可動計測データ、姿勢データ、及び位置データを受信して記憶する記憶部と、記憶部に記憶された足首可動計測データ、姿勢データ、及び位置データを可視化加工して可視化データを生成するデータ生成部と、可視化データを計測者の端末部に対し発信する発信部とを有する制御部と、を備えるため、医療、介護、リハビリテーションの現場において、医師、看護師、理学療法士、介護福祉士等の訓練実施者が簡便で使いやすく、しかも、機器導入のための経費負担も少なく歩行訓練の実施が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】歩行訓練支援システムの構成を示す模式図である。
【図２】可動計測部を示す模式図である。
【図３】距離計測部の構成を示すブロック図である。
【図４】姿勢計測部の構成を示すブロック図である。
【図５】位置計測部の構成を示すブロック図である。
【図６】位置計測部における計測状況を示す模式図である。
【図７】制御部の構成を示すブロック図である。
【図８】端末部における足首可動計測データの表示例である。
【図９】端末部における姿勢データの表示例である。
【図１０】端末部における位置データの表示例である。
【図１１】制御部の処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１の実施形態の模式図として表される歩行訓練支援システム１（歩行訓練支援装置）の構成は、可動計測部１０と、姿勢計測部３０と、位置計測部５０と、制御部７０とを備える。そして、制御部７０から各種のデータが端末部９０に発信される。各部は、有線、無線のいずれで接続されてもよく、無線を利用する場合には、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の通信規格を利用することができる。図示の実施形態は有線と無線の両方の送受信により接続される。ここで、端末部９０は、公知のパーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン等の表示装置を備え、無線ＬＡＮの無線規格に準拠した無線送受信が可能な機器である。主に端末部９０は、医師、看護師、理学療法士、介護福祉士等により所持される。以降、各部についてさらに説明する。
【００１８】
可動計測部１０は、被訓練者Ｐの足首Ｐａの可動域を計測し、被訓練者Ｐの足首可動計測データ（Ｄ１）を取得する。そして、可動計測部１０は足首可動計測データ（Ｄ１）を制御部７０に発信する。足首可動計測データ（Ｄ１）の例については、後出の図８において説明する。
【００１９】
さらに、図２の可動計測部を示す模式図に示すように、可動計測部１０は、被訓練者Ｐの脚部のふくらはぎを保持する保持部１１と、可動板部１３を備える。可動板部１３に被訓練者Ｐの足裏が重ねられる。可動板部１３と足裏を密着させるため、足の甲はバンド１４により可動板部１３と固定される。被訓練者Ｐへの負担を軽減するため、被訓練者Ｐは椅子（図示せず）に座った状態であり、被訓練者Ｐはちょうど足を投げ出したような姿勢となる。
【００２０】
ここで言う「可動域」とは、足首のくるぶしを回動の支点として足の甲及びつま先を倒したり持ち上げたり（膝側へ引き寄せる）する前後の動作が可能な足首の揺動可能な動作範囲である。また、足首の可動域には、足の甲の前後の動作に加えて内股側と外股側の左右の動作、足の指先で円を描くような動作が可能な範囲も含まれる。さらには、前後の動作と左右の動作の複合の動作、ひねり、ねじりを加えた動作が可能な範囲も含まれる。
【００２１】
可動計測部１０は、可動板部１３の直下から１ないし１．５ｍの予め規定された距離の場所に距離計測部２０を備える。距離計測部２０は、被訓練者Ｐの足首Ｐａの揺動可能な範囲を距離の変化として計測する。具体的に、距離計測部２０は、計測対象に超音波を照射する距離センサ（超音波センサ）を実装する（図３の符号２１参照）。距離計測部２０は超音波の照射と可動板部１３により反射された反射波を検出する。そして、足首の回動の各段階の距離計測部２０から可動板部１３の先端側（足の指先側）までの距離が逐次計測される。超音波を用いる距離センサの利点は、正確な動き（変化量）の測定に好例なためである。距離計測部２０の設置形態は、可動計測部１０との予め規定された距離が確保される限り自由である。
【００２２】
図３のブロック図を用い、距離計測部２０の構成を説明する。距離計測部２０は距離センサよりなるセンサ部２１と、演算部２２と、足首可動計測データ（Ｄ１）を記憶する記憶部２３と、記憶された足首可動計測データ（Ｄ１）を発信する発信部２４と、電池等の電源部２５を備える。
【００２３】
演算部２２は、センサ部２１における信号取得、距離計測部２０の作動、足首可動計測データ（Ｄ１）の記憶と発信等の各種の動作制御に必要なマイクロコンピュータ等のハードウェアからなり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を実装している。センサ部２１は公知の距離センサであり、特には、前述のとおり、超音波センサが好ましく用いられる。センサ部２１の超音波センサから発せられる送波と、可動板部１３により反射される反射波によりセンサ部２１から可動板部１３までの距離が計測される。記憶部２３は、公知のＨＤＤ、ＳＳＤ等の記憶媒体、記憶素子である。発信部２４はデータ送受信のためのＩ／Ｏバッファ等である。当該実施形態の発信部２４は制御部７０と有線接続されている（図２参照）。なお、他の実施形態にあっては、発信部２４は、無線規格に対応した電波を発信する電波発信機器とすることもできる。
【００２４】
姿勢計測部３０は被訓練者Ｐに装着される機器である。姿勢計測部３０は被訓練者Ｐの歩行訓練時の姿勢を計測し、同被訓練者Ｐの姿勢データ（Ｄ２）を取得する。そして、姿勢計測部３０は姿勢データ（Ｄ２）を制御部７０に発信する。
【００２５】
姿勢計測部３０の形状は特段制約されない。被訓練者Ｐへの装着可能な大きさ、形状、重量である限り適宜である。また、姿勢計測部３０の被訓練者Ｐにおける装着部位も適宜である。例えば、被訓練者の腰部、腹部、胸部等の被訓練者の胴体部分、または頭部であることが好ましい。図１の開示によると、姿勢計測部３０はウエストポーチＷに収容され、被訓練者の腰部に装着される。姿勢計測部３０の被訓練者の腰部への装着の場合、被訓練者の歩行訓練時、床面から骨盤までの高さの変化、骨盤の傾き等は検知されやすいためである。他に、被訓練者は姿勢計測部３０を備えたベストを着用するようにしても良い。
【００２６】
図４のブロック図を用い、姿勢計測部３０の構成を説明する。姿勢計測部３０は公知の加速度センサよりなるセンサ部３１と、演算部３２と、姿勢データ（Ｄ２）を記憶する記憶部３３と、記憶された姿勢データ（Ｄ２）を発信する発信部３４と、電池等の電源部３５を備える。姿勢データ（Ｄ２）については、後出の図９において説明する。
【００２７】
センサ部３１に使用される加速度センサは、機械的変位測定方式、振動方式、光学方式、半導体方式等の各種方式が存在する。姿勢計測部３０への実装の便宜から、小型かつ安価な加速度センサが採用される。加速度センサにより、被訓練者の動作、すなわち、被訓練者の一歩一歩の歩行時の骨盤の位置の変化を時系列により検知可能である。併せて、被訓練者の姿勢が前屈み（猫背）であるか、真っ直ぐ（良い姿勢）であるか等の骨盤の前傾度合いも検出可能である。実施形態のように、姿勢計測部３０がウエストポーチに収容されて被訓練者に装着される場合、姿勢計測部３０は歩行訓練のはじめに被訓練者の身体（腰部）に固定され、基本姿勢の初期データが取得される。さらに、センサ部３１は、角速度センサも備えることができる。加速度センサに加え角速度センサも備えることにより、被訓練者の正確な姿勢が検知可能となる。
【００２８】
演算部３２は、センサ部３１（加速度センサ）における信号取得、姿勢データ（Ｄ２）の記憶と発信等の各種の動作制御に必要なマイクロコンピュータ等のハードウェアからなり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を実装している。データ記憶部３３は、公知のＨＤＤ、ＳＳＤ等の記憶媒体、記憶素子である。発信部３４は、制御部７０に電波を発信する電波発信機器である。発信部３４は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線規格に対応した電波を発信する電波発信機器とすることもできる。以降の位置計測部５０、制御部７０の発信部５５，７５も同一の無線規格の機器が使用される。
【００２９】
位置計測部５０は、被訓練者Ｐの歩行訓練時において、被訓練者Ｐの位置及び歩行の方向を検知する。この検知から、位置計測部５０は歩行訓練場所における被訓練者Ｐの位置情報を計測し被訓練者Ｐの位置データ（Ｄ３）として取得する。さらに、位置計測部５０は、当該位置計測部５０を始点として所定範囲内を被訓練者が近接または離隔する間の時間を計測して時間データ（Ｄ４）を取得する。時間データ（Ｄ４）は計測の時刻のデータ（時刻データ）とすることもできる。具体的に、所定間隔の２個の位置計測部５０を通じて、歩行訓練中の被訓練者の各位置計測部５０からの相対的な距離が判明する。そこで、相対的な距離を組み合わせることにより、被訓練者の位置の特定も可能となる。そして、位置データ（Ｄ３）及び時間データ（Ｄ４）の両方を制御部７０に発信する。
【００３０】
図１の実施形態の歩行訓練支援システム１にあっては、位置計測部５０は、被訓練者Ｐの歩行訓練時の訓練場所の地面または床面に２個設置される。互いの位置計測部５０は、例えば、６ないし１０ｍの予め規定された間隔を置いて設置される。位置計測部５０を単独設置とする場合、被訓練者Ｐはどの辺りを歩行すれば良いのか、被訓練者Ｐは歩行場所の感覚を掴みにくい。そこで、位置計測部５０を２個の設置とすることにより、被訓練者Ｐは図１のとおり、歩き始めの位置、折り返しの位置等を容易に把握できるようになる。また、前述のとおり、各位置計測部５０と被訓練者の相対的な距離から、当該訓練場所における位置特定もより容易となる。
【００３１】
位置計測部５０は、歩行訓練の実施場所において、必要数、必要な場所に設置される。被訓練者の脚力の向上に応じ、位置計測部５０は、図１の２個に限らず、３個、４個と増やすこともできる。歩行訓練支援システム１の活用場所は、病院、診療所、老人ホーム、各種介護施設、さらには、各種の学校、大学等の適宜である。このように、歩行訓練支援システム１は特別な固定装置に依存すること無く、設置場所の自由度が高い。従って、位置計測部５０は、前掲の各種施設の建物内の部屋、廊下に限らず、屋外においても設置可能である。位置計測部５０は、平らな床面への設置に加え起伏のある屋外での設置にも対応する。よって、歩行訓練支援システム１は被訓練者の脚力に応じた歩行訓練に好適である。
【００３２】
図５のブロック図を用い、位置計測部５０の構成を説明する。位置計測部５０は公知の距離センサよりなるセンサ部５１と、時間計測部５２と、演算部５３と、位置データ（Ｄ３）及び時間データ（Ｄ４）を記憶する記憶部５４と、記憶された位置データ（Ｄ３）及び時間データ（Ｄ４）を発信する発信部５５と、電池等の電源部５６を備える。位置データ（Ｄ３）については、後出の図１０において説明する。
【００３３】
センサ部５１に使用される距離センサは、ＬＥＤレーザ等を利用する光学式のセンサ（レーザセンサ）が好ましく用いられる。例えば、三角測定式、時間計測式、ＣＣＤ透過型等の方式のセンサが用いられる。位置計測部５０のセンサ部５１の距離センサは、距離計測部２０は超音波距離センサと異なり、レーザセンサとしている。レーザセンサは位置計測部５０の全方位にわたる被訓練者Ｐの位置及び距離の計測に好例なためである。
【００３４】
時間計測部５２は、当該位置計測部５０を始点として所定範囲内を被訓練者が近接または離隔する間の時間をセンサ部５１により計測して時間データ（Ｄ４）を生成する。従って、次述の演算部５３が機能を兼ねる。
【００３５】
演算部５３は、センサ部５１（距離センサ）における信号取得、位置データ（Ｄ３）及び時間データ（Ｄ４）の記憶と発信等の各種の動作制御に必要なマイクロコンピュータ等のハードウェアからなり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を実装している。記憶部５４は、公知のＨＤＤ、ＳＳＤ等の記憶媒体、記憶素子である。発信部５５は、前述の距離計測部２０の発信部２４の無線規格に対応した電波を発信する電波発信機器である。
【００３６】
図６の模式図は、位置計測部５０と、当該位置計測部５０から被訓練者Ｐまでの位置関係を示す。図６（ａ）の例では、被訓練者Ｐが位置計測部５０に対して接近している状態である。被訓練者Ｐが位置計測部５０を始点とした所定距離Ｚ１（例えば２ｍ）に到達し、ここから被訓練者Ｐが所定距離Ｚ２（例えば位置計測部５０から１ｍ）に到達（近接）するまでの時間（または到達時刻）が求められ、ここから歩行速度が求められる。なお、被訓練者Ｐの歩行が安定せず、位置計測部５０に小刻みに近づいたり離れたりする場合であっても、センサ部５１（距離センサ）は正確に距離を計測できるため、被訓練者Ｐの位置は適時補正される。
【００３７】
あるいは、図６（ｂ）の例のように、被訓練者Ｐが位置計測部５０を始点とした所定距離Ｚ３（例えば１ｍ）に到達し、ここから被訓練者Ｐが所定距離Ｚ４（例えば位置計測部５０から２ｍ）に到達（離隔）するまでの時間（または到達時刻）が求められ、ここから歩行速度が求められる。こうして、当該位置計測部５０を始点として所定範囲内を被訓練者が近接または離隔する間の被訓練者の歩行方向及び時間（時刻）が計測されて時間データ（Ｄ４）が生成可能となる。
【００３８】
むろん、実施形態は上述に限られること無く、各位置計測部５０から発信される時間データ（Ｄ４）を計測毎の「時刻データ」として制御部７０への発信も可能である。さらに、位置データ（Ｄ３）に被訓練者の歩行方向の情報も含めることができる。図６の例では、被訓練者Ｐの表示内に白抜きの矢印が付され、方向の情報も付加可能である。この場合、制御部７０は、送信された位置データ（Ｄ３）と時間データ（Ｄ４）から、移動距離と移動に要した時間を計算することができる。
【００３９】
制御部７０について、図１に図７のブロック図を加えて説明する。制御部７０は公知のパーソナルコンピュータ、タブレット端末等を使用することができる。そこで、制御部７０は、受信部７１、記憶部７２、データ生成部７３、発信部７５を備える（図７参照）。
【００４０】
受信部７１は、可動計測部１０の距離計測部２０から発信された足首可動計測データ（Ｄ１）、姿勢計測部３０から発信された姿勢データ（Ｄ２）、位置計測部５０から発信された位置データ（Ｄ３）と時間データ（Ｄ４）を受信する。記憶部７２は、受信部７１により受信された前出の各種データ（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）を記憶する。
【００４１】
データ生成部７３は、記憶部７２に記憶された前出の各種データ（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）を可視化加工して可視化データ（Ｄ５）を生成する。つまり、データ生成部７３は、計測者の端末部９０において計測者が見やすいＧＵＩ（グラフィカル・ユーザ・インターフェース）等の形態の端末部９０における表示画像に変換される。足首可動計測データ（Ｄ１）、姿勢データ（Ｄ２）、位置データ（Ｄ３）、時間データ（Ｄ４）は、いわゆる座標軸（平面、空間）に示される数値の集合である。計測者は、そのままでは各種データの適否、推移等を認識、判断できない。そこで、データ生成部７３は視覚的に認識できる形態にまで変換する（次述の図８、図９、図１０参照）。
【００４２】
発信部７５は、可視化データ（Ｄ５）を端末部９０に発信する。受信部７１と発信部７５は、無線ＬＡＮ用のルータ等であり、共通化されても良い。また、無線ＬＡＮ用のルータ等は、制御部７０に組み込まれていても、外部接続のいずれであっても良い。
【００４３】
さらに、制御部７０は算定部７４も備える。算定部７４は、或る被訓練者Ｐの歩行訓練を通じて取得、記憶された足首可動計測データ（Ｄ１）、姿勢データ（Ｄ２）、位置データ（Ｄ３）、時間データ（Ｄ４）に基づいて、当該被訓練者Ｐの歩行訓練の目標とする足首の可動域を算定し、算定データ（Ｄ６）を生成する。算定データ（Ｄ６）も発信部７５から発信される。算定データ（Ｄ６）は、例えば、現在の角度より、「膝方向へ＋５°」等の表示である。当該算定データ（Ｄ６）も可視化データ（Ｄ５）に含められる。
【００４４】
被訓練者が歩行訓練を続けた結果、次第に安定した歩行が可能となり、一定距離の歩行に要する時間も短くなる。被訓練者の足及び腰の各所の筋力向上、さらには各関節の可動域の広がりのためである。足及び腰の各所の筋肉量の変化を経時的に調べることは理想である。しかしながら、正確に関節の動き、筋肉量を把握することは困難であり、器具、設備において現実的とはいえない。そこで、現在の被訓練者Ｐの足首の可動域を入力した上で、歩行訓練を今後続けた場合の目標となる被訓練者Ｐの足首の可動域を推定する。
【００４５】
目標となる被訓練者の足首の可動域を推定に際しては、年齢、症例、身長、体重等を加味した平均値等が用いられる。そのため、記憶部７２には、足首の可動域の推定に必要な平均値のデータも記憶される。このように、目標が設定されると、被訓練者自体の目標、さらには、医師等の歩行訓練を実施者の目安となり、歩行訓練を持続させやすくなる。
【００４６】
また、算定部７４は算定データ（Ｄ６）の生成に際し、「学習部」をさらに備えることができる。当該被訓練者、その他の被訓練者の歩行訓練時における各種データが記憶部７２に蓄積される。その上で、学習部は蓄積された各種のデータに基づいて当該被訓練者の歩行訓練の進行、程度に応じた最も適合した算定データ（Ｄ６）（例えば、現在の角度より「膝方向へ＋５°」等）を推定する算出をしても良い。
【００４７】
これより図８ないし図１０の画像例を用い、計測者の端末部９０の表示部に表示される可視化データ（Ｄ５）の具体例について説明する。図８（ａ）の画像例は、可動板部１３の先端側（足の指先側）と後端側（足の踵側）の前後の動きを追尾した様子である。足の甲を延ばしたときが紙面左側であり、足の甲を膝に向けて倒したときがその逆の上向きである。途中の動きは黒塗り三角の点列として示される。図示のとおり、可動域は具体的な数値（角度、長さ）により表示される。
【００４８】
図８（ｂ）の画像例は、例えば、被訓練者の右足のふくらはぎを保持する保持部１１に固定後、足首から先の足の甲を内側に回したときの可動板部１３の先端側（足指のつま先側）と後端側（かかと側）の動きを追尾した様子である。途中の動きは黒塗り三角の点列として示される。図示のとおり、可動域は具体的な数値（角度、長さ）により表示される。
【００４９】
このように、被訓練者の足首のおける可動域は正確に測定、評価される。そこで、現状の被訓練者の状態、歩行訓練継続時の状態、歩行訓練を重ねた後の状態等が逐次、具体的な数値データを含めた可視化データとして、記憶（保存）可能となる。
【００５０】
図９（ａ）の画像例は、被訓練者Ｐが歩行訓練を開始始めた頃の被訓練者Ｐの骨盤位置の経時変化の様子である。被訓練者が一歩一歩と歩行すると、歩行途中の骨盤位置は静止状態（直立状態）よりも低下する（歩行の床面等に近づく）。この床面と骨盤位置の高さの関係（図示の縦軸方向）が床面に近いうちは、筋力が少ないと判断することができる。さらに、図示の横軸方向は時間であるため、骨盤位置の低下の周期も把握可能である。歩行訓練の初期は一歩一歩の歩行に時間を要するため、周期間隔が広い。
【００５１】
続く図９（ｂ）の画像例は、被訓練者Ｐがある程度歩行訓練を重ねた頃の被訓練者Ｐの骨盤位置の経時変化の様子である。図９（ａ）と比較して、骨盤位置は上昇している。つまり、歩行時の姿勢の改善が認められた。また、骨盤位置の低下の周期間隔も狭まっている。この結果より、被訓練者Ｐの一歩一歩の歩行が安定していることがわかる。
【００５２】
図１０（ａ）の画像例は、被訓練者Ｐが歩行訓練を開始始めた頃の位置計測部５０と被訓練者Ｐの訓練場所の位置を示している。被訓練者Ｐの位置は図中の「Ｘ」で示される。図１０（ａ）の段階では、被訓練者Ｐが位置計測部５０の周囲を歩行しようとしても、筋力不足のため、歩行位置が安定せず位置計測部５０に対して近づいたり離れたりしている。さらに、被訓練者Ｐは規定の時間内に位置計測部５０を折り返して元の位置に戻ってこられなかったこともわかる。
【００５３】
その後、図１０（ｂ）の画像例では、被訓練者Ｐは位置計測部５０の周囲を歩行する際、歩行位置が安定して、位置計測部５０に対して概ね等しい距離を保ちながら歩行している。また、被訓練者Ｐは規定の時間内に位置計測部５０を折り返して元の位置に戻ってこられたこともわかる。
【００５４】
可視化データ（Ｄ５）の図示の各画像例のとおり、足首可動計測データ（Ｄ１）、姿勢データ（Ｄ２）、位置データ（Ｄ３）、時間データ（Ｄ４）、さらには算定データ（Ｄ６）が計測者にとって視覚的に認識、把握されやすい形態に加工される。このため、歩行訓練時の現場における被訓練者の評価、訓練内容の改善等の負担軽減に大きく寄与する。
【００５５】
これより、図１１のフローチャートを用い、歩行訓練支援システムにおける歩行訓練支援方法と歩行訓練支援プログラムをともに説明する。歩行訓練支援方法は、歩行訓練支援プログラムに基づいて、制御部７０（コンピュータ）により実行される。歩行訓練支援プログラムは、図１及び図７の制御部７０（コンピュータ）に対して、受信機能、記憶機能、データ生成機能、算定機能、発信機能の各種機能を実行させる。これらの各機能は図示の順に実行される。なお、各機能は前述の歩行訓練支援システム１の説明と重複するため、詳細は省略する。
【００５６】
図１１のフローチャートを用い、制御部７０における処理の流れを説明する。制御部７０の処理は受信ステップ（Ｓ７０１）、記憶ステップ（Ｓ７０２）、データ生成ステップ（Ｓ７０３）、算定ステップ（Ｓ７０４）、発信ステップ（Ｓ７０５）の各種ステップを備える。むろん、制御部７０自体の可動に必要な各種ステップも当然に含む。
【００５７】
受信機能は、可動計測部１０の距離計測部２０から発信された足首可動計測データ（Ｄ１）、姿勢計測部３０から発信された姿勢データ（Ｄ２）、位置計測部５０から発信された位置データ（Ｄ３）と時間データ（Ｄ４）を受信する（Ｓ７０１；受信ステップ）。受信機能は制御部７０の受信部７１により実行される。
【００５８】
記憶機能は、受信部７１により受信された前出の各種データ（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）を記憶する（Ｓ７０２；記憶ステップ）。記憶機能は記憶部７２により実行される。
【００５９】
データ生成機能は、記憶部７２に記憶された前出の各種データ（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）を可視化加工して可視化データ（Ｄ５）を生成する（Ｓ７０３；データ生成ステップ）。データ生成機能はデータ生成部７３により実行される。
【００６０】
算定機能は、被訓練者の歩行訓練を通じて取得、記憶された足首可動計測データ（Ｄ１）、姿勢データ（Ｄ２）、位置データ（Ｄ３）、時間データ（Ｄ４）に基づいて、当該被訓練者の歩行訓練の目標とする足首の可動域を算定する（Ｓ７０４；算定ステップ）。算定機能は算定部７４により実行される。
【００６１】
発信機能は、可視化データ（Ｄ５）を計測者の端末部９０に対し発信する（Ｓ７０５；発信ステップ）。発信機能は発信部７５により実行される。
【００６２】
上述した本発明のコンピュータプログラムは、プロセッサが読み取り可能な記録媒体に記録されていてよく、記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。
【００６３】
なお、上記コンピュータプログラムは、例えば、ActionScript、JavaScript（登録商標）などのスクリプト言語、Objective-C、Java（登録商標）などのオブジェクト指向プログラミング言語、HTML5などのマークアップ言語などを用いて実装できる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の歩行訓練支援システムによると、簡便な装置を用意するのみで効率良く歩行訓練を実施し、しかもその評価も可能である。従って、既存の歩行訓練の設備の代替として有効である。
【符号の説明】
【００６５】
１  歩行訓練支援システム（歩行訓練支援装置）
１０  可動計測部
１１  保持部
１３  可動板部
１４  バンド
２０  距離計測部
２１  センサ部（距離センサ）
２２  演算部
２３  記憶部
２４  発信部
２５  電源部
３０  姿勢計測部
３１  センサ部（加速度センサ）
３２  演算部
３３  記憶部
３４  発信部
３５  電源部
５０  位置計測部
５１  センサ部（距離センサ）
５２  時間計測部
５３  演算部
５４  記憶部
５５  発信部
５６  電源部
７０  制御部
７１  受信部
７２  記憶部
７３  データ加工部
７４  算定部
７５  発信部
９０  端末部
Ｐ  被訓練者
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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