(57)【要約】【課題】被験者の動作に応答して、運動テストを開始することを目的とする。【解決手段】動作検出装置は、運動テストの開始の指令を受け付け、前記テストのための計測の開始を制御する開始制御部と、ユーザの身体の部位に装着された加速度センサ及び角速度センサの計測データを用いて前記部位の姿勢を検出する姿勢検出部と、時間取得部と、姿勢検出部によって検出される前記姿勢と、前記時間取得部によって取得される前記経過時間とを用いて、前記ユーザの動作状態を検出する動作状態検出部と、前記テストの結果を示す画像を出力する表示制御部とを備え、前記動作状態検出部は、前記動作状態の初期状態と、前記動作状態の第一状態とを検出し、前記開始制御部は、前記指令を受け付けた後、前記動作状態が前記初期状態から前記第一状態になると、前記テストのための計測を開始する。【選択図】図９
2020081413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動テストの開始の指令を受け付け、前記テストのための計測の開始を制御する開始制御部と、
ユーザの身体の部位に装着された加速度センサ及び角速度センサそれぞれの加速度及び角速度の計測データを取得し、前記計測データを用いて前記部位の姿勢を検出する姿勢検出部と、
経過時間を取得する時間取得部と、
前記姿勢検出部によって検出される前記姿勢と、前記時間取得部によって取得される前記経過時間とを用いて、前記ユーザの動作状態を検出する動作状態検出部と、
前記動作状態を含む前記テストの結果を示す画像を出力する表示制御部とを備え、
前記動作状態検出部は、前記動作状態の初期状態と、前記初期状態からの前記姿勢の変化量が第一所定量である前記動作状態の第一状態とを検出し、
前記開始制御部は、前記指令を受け付けた後、前記動作状態が前記初期状態から前記第一状態になると、前記テストのための計測を開始する
動作検出装置。
【請求項２】
前記テストのための計測の終了を制御する終了制御部をさらに備え、
前記動作状態検出部は、前記姿勢が前記計測の終了を示す前記動作状態の第二状態を検出し、
前記終了制御部は、前記動作状態が前記第二状態になると、前記テストのための計測を終了する
請求項１に記載の動作検出装置。
【請求項３】
前記第二状態は、前記初期状態からの前記姿勢の変化量が第二所定量以下である前記動作状態である
請求項２に記載の動作検出装置。
【請求項４】
前記動作状態検出部は、前記姿勢が前記初期状態から前記第一所定量以上変化した状態が第一期間継続した場合、前記第一状態を検出する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の動作検出装置。
【請求項５】
前記姿勢検出部は、前記部位のピッチ角及びヨー角の少なくとも一方を前記姿勢として検出する
請求項１〜４のいずれか一項に記載の動作検出装置。
【請求項６】
前記動作状態を用いて、前記ユーザによって行われた運動テストを評価する評価部をさらに備え、
前記表示制御部は、前記評価部の評価結果を示す画像を出力する
請求項１〜５のいずれか一項に記載の動作検出装置。
【請求項７】
前記評価部は、複数の前記運動テストそれぞれの評価結果を統合した統合評価結果を取得し、
前記表示制御部は、前記統合評価結果を示す画像を出力する
請求項６に記載の動作検出装置。
【請求項８】
前記評価部は、前記テストの結果の履歴データを取得し、
前記表示制御部は、前記動作状態検出部によって検出された前記動作状態と、前記履歴データとを併せて示す画像を出力する
請求項６または７に記載の動作検出装置。
【請求項９】
複数の運動テストの中からの選択を受け付け、選択された前記運動テストを開始する選択制御部をさらに備える
請求項１〜８のいずれか一項に記載の動作検出装置。
【請求項１０】
前記複数の運動テストは、開眼片脚起立テスト及びＴＵＧテストを含む
請求項９に記載の動作検出装置。
【請求項１１】
ユーザの身体の部位に装着され且つ加速度センサ及び角速度センサを有する計測器と、
前記計測器と通信する動作検出装置と
前記動作検出装置と通信する情報処理装置とを備え、
前記動作検出装置は、
運動テストの開始の指令を受け付け、前記テストのための計測の開始を制御する開始制御部と、
前記加速度センサ及び前記角速度センサそれぞれから加速度及び角速度の計測データを取得し、前記計測データを用いて前記部位の姿勢を検出する姿勢検出部と、
経過時間を取得する時間取得部と、
前記姿勢検出部によって検出される前記姿勢と、前記時間取得部によって取得される前記経過時間とを用いて、前記ユーザの動作状態を検出する動作状態検出部と、
前記動作状態を含む前記テストの結果を示す画像を出力する表示制御部とを備え、
前記動作状態検出部は、前記動作状態の初期状態と、前記初期状態からの前記姿勢の変化量が第一所定量である前記動作状態の第一状態とを検出し、
前記開始制御部は、前記指令を受け付けた後、前記動作状態が前記初期状態から前記第一状態になると、前記テストのための計測を開始し、
前記情報処理装置は、前記動作検出装置から前記テストの結果を取得して履歴データとして蓄積し、前記履歴データを前記動作検出装置に出力する
動作検出システム。
【請求項１２】
動作検出装置の動作検出方法であって、
運動テストの開始の指令を受け付け、前記テストのための計測の開始を制御するステップと、
ユーザの身体の部位に装着された加速度センサ及び角速度センサそれぞれの加速度及び角速度の計測データを取得し、前記計測データを用いて前記部位の姿勢を検出するステップと、
経過時間を取得するステップと、
検出された前記姿勢と、取得された前記経過時間とを用いて、前記ユーザの動作状態を検出するステップと、
前記動作状態を含む前記テストの結果を示す画像を出力するステップとを含み、
前記動作状態を検出するステップでは、前記動作状態の初期状態と、前記初期状態からの前記姿勢の変化量が第一所定量である前記動作状態の第一状態とを検出し、
前記開始を制御するステップでは、前記指令を受け付けた後、前記動作状態が前記初期状態から前記第一状態になると、前記テストのための計測を開始する
動作検出方法。
【請求項１３】
コンピュータに実行させるプログラムであって、
運動テストの開始の指令を受け付け、前記テストのための計測の開始を制御する処理と、
ユーザの身体の部位に装着された加速度センサ及び角速度センサそれぞれの加速度及び角速度の計測データを取得し、前記計測データを用いて前記部位の姿勢を検出する処理と、
経過時間を取得する処理と、
検出された前記姿勢と、取得された前記経過時間とを用いて、前記ユーザの動作状態を検出する処理と、
前記動作状態を含む前記テストの結果を示す画像を出力する処理とを含み、
前記動作状態を検出する処理では、前記動作状態の初期状態と、前記初期状態からの前記姿勢の変化量が第一所定量である前記動作状態の第一状態とを検出し、
前記開始を制御する処理では、前記指令を受け付けた後、前記動作状態が前記初期状態から前記第一状態になると、前記テストのための計測を開始する
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作検出装置、動作検出システム、動作検出方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
リハビリ時の運動機能及び高齢者の運動機能等を測定する様々なテストがある。例えば、運動機能の測定方法として、開眼片脚起立テスト及びＴＵＧ（タイムドアップアンドゴー：Timed up and go）テスト等が知られている。このような運動機能の測定方法は、運動器不安定症を診断する基準の一部として用いられることがある。なお、運動器不安定症は、高齢化に伴って運動機能の低下をきたす運動器疾患により、バランス能力及び移動歩行能力の低下を生じ、閉じこもり又は転倒リスクが高まった状態を指す疾患概念である。
【０００３】
ＴＵＧテストは、被験者が椅子から立ち上がり、前方に設けられた目標物の周りをターンし、再び椅子に着座するまでの時間を測定するテストである。そして、認知機能の低下は、ＴＵＧテストにおいて、方向転換から歩き始めるまでに時間を要するといった特徴を誘起する可能性があるとされている。
【０００４】
例えば、ＴＵＧテストにおいて、被験者が目標物を回るために要した転回時間を検出する端末装置がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の端末装置は、ＴＵＧテストにおいて、被験者の腰部に関する動き情報に基づいて、被験者が目標物を回るために要した転回時間を検出する。特許文献１の端末装置は、被験者の注意機能を評価するテストの結果、被験者の記憶機能を評価するテストの結果及び被験者の言語機能を評価するテストの結果の少なくとも１つと、上記転回時間とに基づいて、被験者の認知機能を評価する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−２９７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の端末装置は、ＴＵＧテストを開始する場合、「用意」という音声を出力した後、「スタート」という音声を出力する。被験者は、「スタート」の音声の合図でＴＵＧテストのための動作を開始する。例えば、認知機能が低下した被験者は、「スタート」の音声の合図のタイミングでテストのための動作を開始することができない場合がある。また、被験者は、テストのための動作を、自分のタイミングで開始することができない。
【０００７】
そこで、本開示の動作検出装置、動作検出システム、動作検出方法及びプログラムは、被験者の動作に応答して、運動テストを開始することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る動作検出装置は、運動テストの開始の指令を受け付け、前記テストのための計測の開始を制御する開始制御部と、ユーザの身体の部位に装着された加速度センサ及び角速度センサそれぞれの加速度及び角速度の計測データを取得し、前記計測データを用いて前記部位の姿勢を検出する姿勢検出部と、経過時間を取得する時間取得部と、前記姿勢検出部によって検出される前記姿勢と、前記時間取得部によって取得される前記経過時間とを用いて、前記ユーザの動作状態を検出する動作状態検出部と、前記動作状態を含む前記テストの結果を示す画像を出力する表示制御部とを備え、前記動作状態検出部は、前記動作状態の初期状態と、前記初期状態からの前記姿勢の変化量が第一所定量である前記動作状態の第一状態とを検出し、前記開始制御部は、前記指令を受け付けた後、前記動作状態が前記初期状態から前記第一状態になると、前記テストのための計測を開始する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の技術によると、被験者の動作に応答して、運動テストを開始することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係る動作検出システムの構成の一例を示す図
【図２】実施の形態に係る計測器の構成の一例を示す斜視図
【図３】実施の形態に係る計測器の被験者への体への装着例を示す図
【図４】実施の形態に係る計測器の被験者への体への装着例を示す図
【図５】実施の形態に係る計測器のハードウェア構成の一例を示すブロック図
【図６】実施の形態に係る端末のハードウェア構成の一例を示すブロック図
【図７】実施の形態に係るサーバ装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図
【図８】実施の形態に係る計測器の機能的構成の一例を示す図
【図９】実施の形態に係る端末の機能的構成の一例を示す図
【図１０】実施の形態に係るサーバ装置の機能的構成の一例を示す図
【図１１】実施の形態に係る動作検出システムにおける開眼片脚起立テストの動作の一例を示すフローチャート
【図１２】実施の形態に係る動作検出システムにおける開眼片脚起立テストの流れの一例を示す図
【図１３】実施の形態に係る運動機能テストの開始画面の一例を示す図
【図１４】実施の形態に係る動作検出システムにおけるＴＵＧテストの動作の一例を示すフローチャート
【図１５】実施の形態に係る動作検出システムにおけるＴＵＧテストの流れの一例を示す図
【図１６】実施の形態に係るＴＵＧテストにおける被験者の各動作の例を示す図
【図１７】実施の形態に係るＴＵＧテストにおける計測器の計測データの時系列データの一例を示す図
【図１８】実施の形態に係る評価結果の表示画面の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しつつ説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することによって重複した説明を省く。
【００１２】
（実施の形態）
＜動作検出システム１０００の構成＞
実施の形態に係る動作検出システム１０００の構成を説明する。動作検出システム１０００は、計測器１を装着して運動機能テストを行った被験者の各動作を自動的に検出する。本実施の形態では、運動機能テストは、開眼片脚起立テスト及びＴＵＧテストであるが、これに限定されず、いかなる運動機能テストであってもよい。なお、運動機能テストは、運動テストの一例である。
【００１３】
開眼片脚起立テストでは、被験者は、両手を腰にあて且つ起立した状態で片足を床面から５ｃｍ程度上げる。そして、被験者が片足を床面から５ｃｍ程度上げてから立っていられる時間が測定される。例えば、被験者の体が大きく揺れて倒れそうになる、又は、上げた足が床面に接地するまでの持続時間が測定される。
【００１４】
ＴＵＧテストでは、被験者は、椅子に座った姿勢から立ち上がって歩行し、椅子から３ｍ前方にある目印点で折り返し、再び椅子に着座する。そして、被験者が椅子からの立ち上がりを開始してから再び椅子に着座するまでの所要時間が測定される。このようなＴＵＧテストは、「３ｍＴＵＧテスト」とも呼ばれる。
【００１５】
例えば、日本整形外科学会の運動器不安定症機能評価基準によると、運動器不安定症の診断基準の一部として、以下の機能評価基準に該当する運動機能を有する者が定められている。
（１）開眼片脚起立テストの持続時間が１５秒未満であること。
（２）３ｍＴＵＧテストの時間が１１秒以上であること。
【００１６】
図１は、実施の形態に係る動作検出システム１０００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、動作検出システム１０００は、計測器１と、端末２と、サーバ装置３とを含む。計測器１は、被験者の体に装着され、装着部位の動作を計測する。端末２は、計測器１から計測結果を取得し、当該計測結果を用いた被験者の動作の検出、及び、検出結果の被験者への提示等を行う。サーバ装置３は、端末２から検出結果等を取得し蓄積し、さらに、蓄積された検出結果のデータを端末２に提供する。端末２は、動作検出装置の一例であり、サーバ装置３は、情報処理装置の一例である。
【００１７】
本実施の形態では、端末２とサーバ装置３とは、互いに通信し、情報及び指令等を送受信する。端末２とサーバ装置３とは、通信網４を介して間接的に接続されてもよく、有線通信又は無線通信を介して直接的に接続されてもよい。本実施の形態では、端末２とサーバ装置３とは、通信網４を介して接続される。通信網４は、インターネット、有線ＬＡＮ（Local Area Network）、無線ＬＡＮ、モバイル通信網、電話回線通信網、又は、その他の有線若しくは無線通信を用いる通信網であってもよい。本実施の形態では、通信網４はインターネットである。
【００１８】
本実施の形態では、１つのサーバ装置３は、１つの端末２と接続されているが、複数の端末と接続されてもよい。また、複数のサーバ装置３が設けられてもよい。
【００１９】
計測器１と端末２とは、無線通信を介して互いに通信し、情報及び指令を送受信する。計測器１と端末２との間の無線通信は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ及びＺｉｇＢｅｅ等の近距離無線通信であるが、これに限定されない。例えば、計測器１と端末２との間の通信は、無線ＬＡＮであってもよく、有線通信であってもよい。
【００２０】
計測器１、端末２及びサーバ装置３の各装置は、１つ以上の装置で構成されてもよい。装置が２つ以上の装置で構成される場合、当該２つ以上の装置は、１つの機器内に配置されてもよく、分離した２つ以上の機器内に分かれて配置されてもよい。本明細書及び特許請求の範囲では、「装置」とは、１つの装置を意味し得るだけでなく、複数の装置からなるシステムも意味し得る。
【００２１】
端末２は、通信機能を有し且つ画像を表示することができる情報処理装置である。端末２の例は、コンピュータ装置であり、具体的には、ノートＰＣ（Personal Computer）、携帯電話、スマートフォン及びタブレット端末などのスマートデバイス、ウェアラブルＰＣ、及びデスクトップＰＣ等である。本実施の形態では、端末２は、タブレット端末であるとして説明するが、これに限定されない。
【００２２】
サーバ装置３は、通信機能を有する情報処理装置である。サーバ装置３は、インターネット上のクラウドサーバを構成してもよい。本実施の形態では、サーバ装置３は、コンピュータ装置であるが、これに限定されない。
【００２３】
計測器１は、計測器１の移動方向及び移動量を計測する装置である。本実施の形態では、計測器１は、加速度センサ及び角速度センサを有し、計測器１の加速度及び角速度を計測する。具体的には、計測器１は、３軸加速度センサ及び３軸角速度センサを有し、各センサに設定されたＸＹＺ軸の３軸方向の移動量と３軸周りの回転角度を計測する。なお、加速度センサ及び角速度センサは、３軸加速度センサ及び３軸角速度センサに限定されず、２軸以下のセンサであってもよい。
【００２４】
図２は、実施の形態に係る計測器１の構成の一例を示す斜視図である。図２に示すように、計測器１は、加速度センサ及び角速度センサを有する計測部１ａと、計測部１ａを被験者の体に装着するための帯状のバンド１ｂとを備える。計測部１ａは、バンド１ｂに取り付けられている。バンド１ｂの端部には、接続具が配置されている。接続具の構成は、当該端部をバンド１ｂの他の部位に接続する構成であれば、いかなる構成でもよい。例えば、接続具は、ホック及びスナップ等の留め具であってもよく、ベルクロ（Velcro：登録商標）等の面ファスナであってもよい。また、バンド１ｂは、被験者の体の様々な部位に装着できるように伸縮性を有してもよい。
【００２５】
図３及び図４は、実施の形態に係る計測器１の被験者への体への装着例を示す図である。図３及び図４に示すように、計測器１は、被験者の大腿部及び胸部のように、運動機能テストに応じて、被験者の体における計測対象の部位に装着される。
【００２６】
＜計測器１のハードウェア構成＞
図５は、実施の形態に係る計測器１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図５に示すように、計測器１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、メモリ１０４と、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１０５と、加速度センサ１０６と、角速度センサ１０７とを構成要素として含む。上記構成要素はそれぞれ、例えばバス又は有線通信を介して互いに接続されているが、無線通信を介して接続されてもよい。
【００２７】
ＣＰＵ１０１はプロセッサ等で構成され、計測器１の各部の動作及び全体動作を制御する。ＲＯＭ１０２は不揮発性半導体記憶装置等で構成され、計測器１で動作する各種プログラム及び各種パラメータを記憶する。ＲＡＭ１０３は、揮発性半導体記憶装置等で構成され、ＣＰＵ１０１のワークエリアとして使用される。ＲＡＭ１０３は、各種信号処理等を施す際にデータを一時的に保存する記憶領域を提供する。
【００２８】
メモリ１０４は、各種プログラムで利用されるデータ、並びに、加速度センサ１０６及び角速度センサ１０７の計測データ等の種々の情報を記憶する。メモリ１０４は、揮発性又は不揮発性の半導体メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置で構成される。なお、メモリ１０４が、ＲＯＭ１０２及び／又はＲＡＭ１０３を含んでもよい。
【００２９】
プログラムは、ＲＯＭ１０２又はメモリ１０４等に予め保持されている。プログラムは、ＣＰＵ１０１によって、ＲＯＭ１０２又はメモリ１０４等からＲＡＭ１０３に読み出されて展開される。ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３に展開されたプログラム中のコード化された各命令を実行する。
【００３０】
なお、プログラムは、ＲＯＭ１０２及びメモリ１０４に限らず、例えばフラッシュメモリカード等の記憶媒体に格納され、当該記憶媒体に記録された各種プログラムが読み出されてもよい。また、プログラムは、有線ネットワーク、無線ネットワーク又は放送等を介して、通信Ｉ／Ｆ１０５等に伝送され、ＲＡＭ１０３等に取り込まれてもよい。
【００３１】
なお、上述したＣＰＵ１０１によって実現される機能は、ＣＰＵ１０１等のプログラム実行部によって実現されてもよく、回路によって実現されてもよく、プログラム実行部及び回路の組み合わせによって実現されてもよい。例えば、このような機能は、集積回路であるＬＳＩ（大規模集積回路：Large Scale Integration）によって実現されてもよい。このような機能は個別に１チップ化されてもよく、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。ＬＳＩとして、ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＬＳＩ内部の回路セルの接続及び／又は設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサ、又は、特定用途向けに複数の機能の回路が１つにまとめられたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等が利用されてもよい。
【００３２】
通信Ｉ／Ｆ１０５は、端末２と接続するための接続デバイスである。通信Ｉ／Ｆ１０５は、無線通信を介して端末２と接続される。
【００３３】
加速度センサ１０６は、ＣＰＵ１０１の制御のもと、ＸＹＺ軸の３軸方向の加速度を検出し、加速度信号をＣＰＵ１０１又はメモリ１０４に出力する。ＸＹＺ軸は、加速度センサ１０６に予め設定された軸である。
【００３４】
角速度センサ１０７は、ＣＰＵ１０１の制御のもと、ＸＹＺ軸の３軸周りの角速度を検出し、角速度信号をＣＰＵ１０１又はメモリ１０４に出力する。つまり、角速度センサ１０７は、ＸＹＺ軸の周りであるヨーイング方向、ピッチング方向及びローリング方向の角速度を検出する。ＸＹＺ軸は、角速度センサ１０７に予め設定された軸であり、本実施の形態では、加速度センサ１０６のＸＹＺ軸と同じである。なお、角速度センサ１０７及び加速度センサ１０６の間でＸＹＺ軸が異なる場合、互いの関係は予め取得されメモリ１０４等に記憶されていてもよい。角速度センサ１０７は、ＣＰＵ１０１の制御のもと、加速度センサ１０６と同期して動作してもよい。
【００３５】
＜端末２のハードウェア構成＞
図６は、実施の形態に係る端末２のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図６に示すように、端末２は、ＣＰＵ２０１と、ＲＯＭ２０２と、ＲＡＭ２０３と、メモリ２０４と、通信Ｉ／Ｆ２０５と、ネットワークＩ／Ｆ２０６と、入力装置２０７と、表示装置２０８と、タイマ２０９とを構成要素として含む。上記構成要素はそれぞれ、例えばバス又は有線通信を介して互いに接続されているが、無線通信を介して接続されてもよい。ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、メモリ２０４及び通信Ｉ／Ｆ２０５の構成及び機能は、計測器１のＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、メモリ１０４及び通信Ｉ／Ｆ１０５と同様である。
【００３６】
ネットワークＩ／Ｆ２０６は、通信網４及び他の装置と接続するための接続デバイスである。ネットワークＩ／Ｆ２０６は、通信網４を介してサーバ装置３と接続される。
【００３７】
入力装置２０７は、ユーザによる操作入力を受け付ける装置である。入力装置２０７は、ボタン、ダイヤル、キー、マウス、タッチパネル及び音声入力のためのマイク等の入力装置を含んでもよい。これに限定されないが、本実施の形態では、入力装置２０７は、タッチパネル及びマイクを含む。
【００３８】
表示装置２０８は、ＣＰＵ２０１の制御に従って種々の画面を表示する。表示装置２０８は、液晶パネル、有機ＥＬ（Electroluminescence）及び無機ＥＬ等のディスプレイであってもよい。表示装置２０８は、音声出力のためのスピーカを含んでもよい。これに限定されないが、本実施の形態では、表示装置２０８は、入力装置２０７を兼ねたタッチパネルである。
【００３９】
タイマ２０９は、時間を計測する。タイマ２０９は、時刻及び経過時間のいずれの時間を計測してもよい。タイマ２０９は、計測した時間をＣＰＵ２０１又はメモリ２０４に出力する。ＣＰＵ２０１は、通信Ｉ／Ｆ１０５を介して計測器１から取得される加速度信号及び角速度信号と、タイマ２０９の計測時間とを対応付けてメモリ２０４に記憶させる。
【００４０】
＜サーバ装置３のハードウェア構成＞
図７は、実施の形態に係るサーバ装置３のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図７に示すように、サーバ装置３は、ＣＰＵ３０１と、ＲＯＭ３０２と、ＲＡＭ３０３と、メモリ３０４と、ネットワークＩ／Ｆ３０５と、入力装置３０６と、表示装置３０７とを構成要素として含む。上記構成要素はそれぞれ、例えばバス又は有線通信を介して互いに接続されているが、無線通信を介して接続されてもよい。
【００４１】
ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３及びメモリ３０４の構成及び機能は、計測器１のＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３及びメモリ１０４と同様である。ネットワークＩ／Ｆ３０５、入力装置３０６及び表示装置３０７の構成及び機能は、端末２のネットワークＩ／Ｆ２０６、入力装置２０７及び表示装置２０８と同様である。
【００４２】
＜計測器１の機能的構成＞
図８は、実施の形態に係る計測器１の機能的構成の一例を示す図である。図８に示すように、計測器１は、無線通信部１１と、機器制御部１２と、加速度計測部１３と、角速度計測部１４とを機能的な構成要素として含む。
【００４３】
無線通信部１１の機能は、通信Ｉ／Ｆ１０５等によって実現される。無線通信部１１は、端末２と無線通信し、加速度計測部１３及び角速度計測部１４によって計測された加速度データ及び角速度データを端末２に送信する。
【００４４】
加速度計測部１３の機能は加速度センサ１０６及びＣＰＵ１０１等によって実現される。加速度計測部１３は、加速度センサ１０６によって計測された加速度信号を加速度データに変換し、機器制御部１２に出力する。加速度データは、加速度の方向及び値を含む。
【００４５】
角速度計測部１４の機能は角速度センサ１０７及びＣＰＵ１０１等によって実現される。角速度計測部１４は、角速度センサ１０７によって計測された角速度信号を角速度データに変換し、機器制御部１２に出力する。角速度データは、角速度の方向及び値を含む。
【００４６】
機器制御部１２の機能は、ＣＰＵ１０１等によって実現される。機器制御部１２は、計測器１の各部の動作及び全体動作を制御する。例えば、機器制御部１２は、加速度センサ１０６及び角速度センサ１０７の動作を同期させてもよい。機器制御部１２は、同じタイミングで計測された加速度データ及び角速度データを対応付け、無線通信部１１を介して端末２に送信する。また、機器制御部１２は、対応付けた加速度データ及び角速度データをメモリ１０４に格納してもよい。
【００４７】
＜端末２の機能的構成＞
図９は、実施の形態に係る端末２の機能的構成の一例を示す図である。図９に示すように、端末２は、入力部２１と、無線通信部２２と、ネットワーク通信部２３と、自動判定制御部２４とを機能的な構成要素として含む。さらに、自動判定制御部２４は、選択制御部２４１と、時間取得部２４２と、姿勢検出部２４３と、動作状態検出部２４４と、開始制御部２４５と、終了制御部２４６と、評価部２４７と、表示制御部２４８と、記憶部２４９とを機能的な構成要素として含む。
【００４８】
入力部２１の機能は、入力装置２０７等によって実現される。入力部２１は、ユーザからの指令等を受け付ける。
【００４９】
無線通信部２２の機能は、通信Ｉ／Ｆ２０５等によって実現される。無線通信部２２は、計測器１と無線通信し、計測器１から加速度データ及び角速度データを取得する。
【００５０】
ネットワーク通信部２３の機能は、ネットワークＩ／Ｆ２０６等によって実現される。ネットワーク通信部２３は、通信網４を介してサーバ装置３と通信し、運動機能テストの結果をサーバ装置３に送信する、又は、サーバ装置３から運動機能テストの結果の履歴データ及び／又は統計データを取得する。
【００５１】
自動判定制御部２４の機能は、ＣＰＵ２０１及びメモリ２０４等によって実現される。自動判定制御部２４は、運動機能テストを自動的に開始し且つ自動的に終了するように、端末２を制御する。さらに、自動判定制御部２４は、被験者への運動機能テストの結果の提示を制御する。
【００５２】
選択制御部２４１の機能は、ＣＰＵ２０１等によって実現される。選択制御部２４１は、ユーザによる入力部２１への入力を介して、複数の運動機能テストの中からの運動機能テストの選択を受け付ける。さらに、選択制御部２４１は、受け付けた運動機能テストに対応する制御の実施を決定し、当該制御を開始する。つまり、選択制御部２４１は、選択された運動機能テストを開始する。選択制御部２４１は、決定結果を時間取得部２４２及び姿勢検出部２４３等に出力する。本実施の形態では、複数の運動機能テストは、開眼片脚起立テスト及びＴＵＧテストである。
【００５３】
時間取得部２４２の機能は、タイマ２０９等によって実現される。時間取得部２４２は、選択制御部２４１による運動機能テストの開始時点からの経過時間を取得し動作状態検出部２４４等に出力する。
【００５４】
姿勢検出部２４３の機能は、ＣＰＵ２０１等によって実現される。姿勢検出部２４３は、端末２から取得される加速度データ及び角速度データを用いて、計測器１の姿勢を検出する。具体的には、姿勢検出部２４３は、加速度センサ１０６及び角速度センサ１０７のＸＹＺ軸周りの計測器１の回転角を検出する。さらに、姿勢検出部２４３は、計測器１のＸＹＺ軸周りの回転角を変換し、３つの直交する基準軸であるＸｓ軸、Ｙｓ軸及びＺｓ軸周りの回転角を検出し、動作状態検出部２４４に出力する。
【００５５】
なお、Ｘｓ軸、Ｙｓ軸及びＺｓ軸は、計測器１を装着する被験者に対する軸であり、姿勢検出部２４３によって設定される。Ｚｓ軸は、被験者に対して重力方向の鉛直軸である。Ｘｓ軸は、被験者に対して前後方向の水平軸である。Ｙｓ軸は、被験者に対して左右方向の水平軸である。Ｚｓ軸周りの回転角は、被験者の姿勢のヨー角を示す。Ｘｓ軸周りの回転角は、被験者の姿勢のロール角を示す。Ｙｓ軸周りの回転角は、被験者の姿勢のピッチ角を示す。ＸｓＹｓＺｓ軸周りの回転角は、被験者の姿勢を示す。
【００５６】
上記ＸｓＹｓＺｓ軸周りの回転角の検出は、既知のいかなる方法で行われてもよい。例えば、加速度センサ１０６及び角速度センサ１０７の加速度信号及び角速度を信号処理することによって得られるQuaternion値を回転行列に変換し、さらにEuler角に変換する。そして、Euler角からヨー角、ロール角及びピッチ角を得ることができる。
【００５７】
動作状態検出部２４４の機能は、ＣＰＵ２０１等によって実現される。動作状態検出部２４４は、姿勢検出部２４３によって検出されるＸｓＹｓＺｓ軸周りの回転角と、時間取得部２４２によって取得される経過時間とを用いて、被験者の動作状態を検出する。具体的には、動作状態検出部２４４は、ＸｓＹｓＺｓ軸周りの回転角から、運動機能テストにおける被験者の各動作状態を検出し、さらに、経過時間に基づき、動作状態間の変化に要した時間を検出する。
【００５８】
例えば、記憶部２４９は、各運動機能テストについて、当該運動機能テストに含まれる動作状態それぞれに対応する、ＸｓＹｓＺｓ軸周りの回転角を予め記憶している。動作状態検出部２４４は、記憶部２４９に記憶されるＸｓＹｓＺｓ軸周りの回転角と動作との関係を参照することによって、取得されたＸｓＹｓＺｓ軸周りの回転角に対応する動作を検出してもよい。
【００５９】
また、動作状態検出部２４４は、動作状態の初期状態を決定する。動作状態検出部２４４は、選択制御部２４１から運動機能テストの開始の指令を受け付けた後、所定の初期継続時間の間、被験者の動作状態が変化しない場合、つまり、ＸＹＺ軸周りの回転角が変化しない場合、そのときの動作状態を初期状態に決定する。ＸＹＺ軸周りの回転角が変化しないとは、ＸＹＺ軸周りの回転角の変化量が閾値以下であることである。
【００６０】
なお、姿勢検出部２４３は、初期状態でのＸＹＺ軸の向きを取得し、当該ＸＹＺ軸とＸｓＹｓＺｓ軸との関係を取得する。姿勢検出部２４３は、以後において、この関係に基づき、ＸＹＺ軸の座標系をＸｓＹｓＺｓ軸の座標系に変換する。
【００６１】
開始制御部２４５の機能は、ＣＰＵ２０１等によって実現される。開始制御部２４５は、運動機能テストのための計測の開始を制御する。開始制御部２４５は、動作状態検出部２４４から動作状態を取得する。開始制御部２４５は、動作状態検出部２４４による決定された初期状態を取得する。開始制御部２４５は、初期状態の取得後、初期状態からのＸｓＹｓＺｓ軸周りの回転角の変化量が所定量に達したタイミングを、運動機能テストのための計測の開始タイミングに決定する。
【００６２】
具体的には、動作状態検出部２４４が、初期状態からのＸｓＹｓＺｓ軸周りの回転角の変化量が所定量である動作状態の第一状態を検出する。開始制御部２４５は、動作状態検出部２４４によって第一状態が検出されたタイミングを、上記開始タイミングに決定する。よって、開始タイミング以降に取得される加速度信号及び角速度信号が、運動機能テストの結果に用いられる。
【００６３】
終了制御部２４６の機能は、ＣＰＵ２０１等によって実現される。終了制御部２４６は、運動機能テストのための計測の終了を制御する。終了制御部２４６は、動作状態検出部２４４から動作状態を取得する。終了制御部２４６は、運動機能テストにおける最後の動作状態が検出された後、初期状態からのＸｓＹｓＺｓ軸周りの回転角の変化量が閾値以下になったタイミングを、運動機能テストのための計測の終了タイミングに決定する。
【００６４】
具体的には、動作状態検出部２４４が、初期状態からのＸｓＹｓＺｓ軸周りの回転角の変化量が閾値以下である動作状態の第二状態を検出する。開始制御部２４５は、動作状態検出部２４４によって第二状態が検出されたタイミングを、上記終了タイミングに決定する。よって、終了タイミング以降に取得される加速度信号及び角速度信号は、運動機能テストの結果に用いられない。
【００６５】
評価部２４７の機能は、ＣＰＵ２０１等によって実現される。評価部２４７は、被験者によって行われた運動機能テストの結果を評価した評価情報を生成し、表示制御部２４８に出力する。具体的には、評価部２４７は、動作状態検出部２４４によって検出された各動作状態及び動作状態間の所要時間を含む動作情報を、動作状態検出部２４４から取得する。さらに、評価部２４７は、サーバ装置３に対して、被験者の過去の運動機能テストの結果を含む履歴データを要求し取得する。履歴データは、当該被験者が過去に行った運動機能テストの実施日時と動作情報とを関連付けて含む。履歴データは、運動機能テストの評価結果を、実施日時及び動作情報と関連付けて含んでもよい。
【００６６】
また、評価部２４７は、サーバ装置３に対して、一般的な被験者の運動機能テストの結果の統計データを要求し取得してもよい。統計データは、各運動機能テストの結果の統計データであり、算術平均値、相乗平均値、中央値及び最頻値等の種々の統計値を用いて示されてもよい。例えば、統計データは、性別毎の統計データ、年齢毎の統計データ、及び年齢層毎の統計データ等を含んでもよい。
【００６７】
例えば、評価部２４７は、動作情報から、運動機能テストの開始タイミングから終了タイミングまでの総所要時間を検出し、総所要時間と、記憶部２４９に記憶された総所要時間の評価基準とを比較することによって、総所要時間の評価を決定してもよい。
【００６８】
また、評価部２４７は、履歴データに基づき、動作情報に含まれる各動作状態間の所要時間と、過去の各動作状態間の所要時間とを比較した評価を生成してもよい。
【００６９】
また、評価部２４７は、統計データに基づき、運動機能テストの総所要時間と、当該総所要時間の統計値とを比較した評価を生成してもよい。例えば、総所要時間の統計値は、被験者と同じ性別の統計値であってもよく、被験者と同じ年齢又は年齢層の統計値であってもよく、被験者と同じ性別であり且つ同じ年齢又は年齢層の統計値であってもよい。
【００７０】
また、評価部２４７は、運動機能テストの動作情報と当該運動機能テストの実施日時とを関連付けて、サーバ装置３に送信する。さらに、評価部２４７は、評価結果を動作情報及び実施日時と関連付けて、サーバ装置３に送信してもよい。サーバ装置３は、評価部２４７から取得した情報を履歴情報格納部３３に格納する。
【００７１】
表示制御部２４８の機能は、ＣＰＵ２０１等によって実現される。表示制御部２４８は、端末２の表示装置２０８に表示される画面を制御する。例えば、表示制御部２４８は、運動機能テストの開始時に表示装置２０８に表示される画面、及び、評価結果を表示する画面を制御する。例えば、表示制御部２４８は、評価部２４７から出力される評価結果を、画面に表示するための画像データに変換する。表示制御部２４８は、画像データを表示装置２０８に出力するが、ネットワーク通信部２３を介して、端末２とは他の装置に出力してもよい。
【００７２】
記憶部２４９の機能は、メモリ２０４等によって実現される。記憶部２４９は、種々の情報を記憶し、且つ記憶した情報を取り出すことを可能にする。例えば、記憶部２４９は、各運動機能テストについて、動作状態とＸｓＹｓＺｓ軸周りの回転角との関係、及び評価基準等を記憶する。
【００７３】
＜サーバ装置３の機能的構成＞
図１０は、実施の形態に係るサーバ装置３の機能的構成の一例を示す図である。図１０に示すように、サーバ装置３は、ネットワーク通信部３１と、機器制御部３２と、履歴情報格納部３３と、統計情報格納部３４とを機能的な構成要素として含む。
【００７４】
ネットワーク通信部３１の機能は、ネットワークＩ／Ｆ３０５等によって実現される。ネットワーク通信部３１は、通信網４を介して端末２と通信し、運動機能テストの結果等を受信する、又は、端末２からの要求に応じて運動機能テストの結果の履歴データ及び／又は統計データを端末２に送信する。
【００７５】
履歴情報格納部３３及び統計情報格納部３４の機能はいずれも、メモリ３０４等によって実現される。履歴情報格納部３３は、各端末２を用いて運動機能テストを実施した被験者それぞれの履歴データを格納する。各被験者の履歴データは、各運動機能テストの履歴データを含む。運動機能テストの履歴データは、当該運動機能テストの実施日時と、当該運動機能テストの動作情報と、当該運動機能テストの評価結果とを関連付けて含んでもよい。
【００７６】
統計情報格納部３４は、様々な被験者の各運動機能テストの結果の統計値を含む統計データを格納する。統計データは、動作検出システム１０００の外部から取得される汎用的な統計データであってもよく、履歴情報格納部３３に格納される履歴データから算出される統計データであってもよい。後者の場合、機器制御部３２が統計データを算出してもよい。
【００７７】
機器制御部３２の機能は、ＣＰＵ３０１等によって実現される。機器制御部３２は、サーバ装置３の各部の動作及び全体動作を制御する。例えば、機器制御部３２は、履歴情報格納部３３及び統計情報格納部３４に対する情報の入出力を制御してもよい。また、機器制御部３２は、履歴情報格納部３３の履歴データを用いて統計情報格納部３４の統計データを算出してもよい。
【００７８】
＜動作検出システム１０００の動作＞
［開眼脚起立テストの動作］
動作検出システム１０００の動作のうちの開眼脚起立テストの動作を説明する。図１１は、実施の形態に係る動作検出システム１０００における開眼片脚起立テストの動作の一例を示すフローチャートである。図１２は、実施の形態に係る動作検出システム１０００における開眼片脚起立テストの流れの一例を示す図である。
【００７９】
図１１及び図１２に示すように、ステップＳ１０１において、被験者は、図３に示すように、開眼片脚起立テストで持ち上げる脚の大腿部に計測器１を装着する。計測器１は、膝と股関節との間の脚のいかなる部位に装着されてもよい。その後、被験者は、端末２において、運動機能テストを実施するためのアプリケーションプログラムを起動する。例えば、被験者が端末２の画面に表示されるアイコンを選択することで、当該プログラムが起動されてもよい。
【００８０】
当該プログラムの起動後、端末２は、例えば、図１３に示すような画面２ａを表示する。図１３は、実施の形態に係る運動機能テストの開始画面の一例を示す図である。画面２ａは、被験者の氏名、性別、年齢及び生年月日等を含む被験者欄２ｃと、ＴＵＧテストを選択し実行するためのアイコン２ｂａと、開眼片脚起立テストを選択し実行するためのアイコン２ｂｂと、両テストの結果を表示させるためのアイコン２ｂｃとを含む。また、画面２ａは、被験者欄２ｃに表示される被験者を変更するためのアイコン、及び、計測器１の取り付け部位を設定するためのバンド設定アイコン等も含む。
【００８１】
被験者は、開眼片脚起立テストを選択するために、アイコン２ｂｂを指等でタッチ又は押す。これにより、端末２の選択制御部２４１は、開眼片脚起立テストに対応する制御の開始を、時間取得部２４２及び姿勢検出部２４３等に指令する。なお、計測器１と端末２とは無線通信するため、端末２は、被験者以外の人によって操作されてもよい。
【００８２】
次いで、ステップＳ１０２において、選択制御部２４１の指令の取得後、時間取得部２４２は、経過時間の計測を開始し、姿勢検出部２４３は、端末２から、計測器１の加速度データ及び角速度データの取得を開始する。
【００８３】
次いで、ステップＳ１０３において、姿勢検出部２４３は、計測器１から取得される加速度データ及び角速度データを用いて、計測器１に設定されているＸＹＺ軸とＸｓＹｓＺｓ軸との関係を取得することで、計測器１の姿勢を初期化する。以降において、姿勢検出部２４３は、ＸｓＹｓＺｓ軸周りの計測器１の回転角を検出する。具体的には、姿勢検出部２４３は、計測器１のＹｓ軸周りのピッチ角を検出する。ステップＳ１０３の処理は、図１３における項目「０．計測準備開始」に対応する。
【００８４】
次いで、ステップＳ１０４において、動作状態検出部２４４は、被験者の動作状態の初期状態を検出したか否かを判定する。動作状態検出部２４４は、選択制御部２４１の指令後、初期継続時間の間、姿勢検出部２４３によって検出される計測器１のＸｓＹｓＺｓ軸周りの回転角が変化しない場合、そのときの計測器１の姿勢、つまり、被験者の動作状態を初期状態として検出する。このときの計測器１の姿勢は、初期化された状態を維持する。初期継続時間の例は５秒であるが、これに限定されない。以下において、初期状態のときの被験者の姿勢を「第一基準姿勢」とも呼ぶ。第一基準姿勢では、被験者は直立状態である。
【００８５】
動作状態検出部２４４は、初期状態が検出された場合（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、ステップＳ１０５に進む。初期状態が検出された状態は、図１３における項目「１．計測準備完了」に対応する。端末２は、被験者に対して、「１．計測準備完了」の状態を音声で通知してもよい。
【００８６】
動作状態検出部２４４は、被験者が動作する等によって初期状態が検出されなかった場合（ステップＳ１０４でＮｏ）、開眼片脚起立テストを終了する。なお、初期状態が検出されなかった場合、動作状態検出部２４４は、ステップＳ１０２に戻ってもよい。この場合、動作状態検出部２４４は、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４の一連の処理が、所定の回数以上繰り返された場合、開眼片脚起立テストを終了してもよい。又は、動作状態検出部２４４は、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４の一連の処理を繰り返しても、初期継続時間よりも長い所定の期間にわたって初期状態を検出することができない場合、開眼片脚起立テストを終了してもよい。
【００８７】
次いで、ステップＳ１０５において、動作状態検出部２４４は、被験者の動作状態の第一状態を検出したか否かを判定する。動作状態検出部２４４は、被験者の姿勢が第一基準姿勢から第一所定量変化した動作状態を、第一状態として検出する。具体的には、動作状態検出部２４４は、計測器１のピッチ角が初期状態から第一所定量上向きに変化した状態を、第一状態として検出する。第一所定量の例は１０度であるが、これに限定されない。第一状態は、直立状態の被験者が、計測器１が装着された脚を、開眼片脚起立テストで決められている状態にまで上げた状態である。以下において、第一状態のときの被験者の姿勢を「第二基準姿勢」とも呼ぶ。
【００８８】
動作状態検出部２４４は、第一状態が検出された場合（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、ステップＳ１０６に進む。なお、第一状態が検出された状態は、図１３における項目「２．足上げ開始」〜「３．足上げ完了」に対応する。端末２は、被験者に対して、「３．足上げ完了」の状態を音声で通知してもよい。
【００８９】
動作状態検出部２４４は、第一状態が検出されなかった場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、開眼片脚起立テストを終了する。なお、動作状態検出部２４４は、初期状態の検出後、所定の時間にわたって第一状態が検出されない場合、開眼片脚起立テストを終了してもよい。
【００９０】
ステップＳ１０６において、動作状態検出部２４４は、第一状態の継続時間が第一所定時間に達した否かを判定する。なお、第一状態の継続時間は、被験者の姿勢が第一基準姿勢から第一所定量以上変化した状態の継続時間である。よって、動作状態検出部２４４は、被験者の姿勢が第一基準姿勢から第一所定量以上変化した状態が第一所定時間継続したか否かを判定する。第一所定時間の例は１秒間であるが、これに限定されない。また、第一所定時間は、第一期間の一例である。
【００９１】
動作状態検出部２４４は、第一所定時間継続された場合（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、ステップＳ１０７に進む。なお、第一所定時間継続された状態は、図１３における項目「４．足上げ完了」に対応する。
【００９２】
動作状態検出部２４４は、被験者の足が下がる等により第一所定時間継続されなかった場合（ステップＳ１０６でＮｏ）、開眼片脚起立テストを終了する。
【００９３】
ステップＳ１０７において、開始制御部２４５は、第一状態の継続時間が第一所定時間に達したタイミングを、開眼片脚起立テストのための計測の開始タイミングに決定する。これにより、開始タイミング以降に計測された加速度及び角速度のデータが、テスト結果に用いられる。なお、ステップＳ１０７の処理は、図１３における項目「４．片足立位開始」に対応する。
【００９４】
次いで、ステップＳ１０８において、動作状態検出部２４４は、被験者の動作状態の第二状態を検出したか否かを判定する。動作状態検出部２４４は、被験者の姿勢が第二基準姿勢から第二所定量変化した動作状態を、第二状態として検出する。具体的には、動作状態検出部２４４は、計測器１のピッチ角が第一状態から第二所定量下向きに変化した状態を、第二状態として検出する。言い換えれば、第二状態は、計測器１のピッチ角が、初期状態に対して第一所定量未満の上向きのピッチ角になった状態である。よって、第二状態は、被験者の脚が開眼片脚起立テストで決められている状態よりも下がった状態である。
【００９５】
動作状態検出部２４４は、第二状態が検出された場合（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、ステップＳ１０９に進む。動作状態検出部２４４は、第二状態が検出されない場合（ステップＳ１０８でＮｏ）、ステップＳ１０８を繰り返し、開眼片脚起立テストを継続する。
【００９６】
ステップＳ１０９において、終了制御部２４６は、第二状態が検出されたタイミングを、開眼片脚起立テストのための計測の終了タイミングに決定する。終了タイミングの決定後、時間取得部２４２は、経過時間の計測を停止し、姿勢検出部２４３は、端末２からの加速度データ及び角速度データの取得を停止する。そして、開始タイミングから終了タイミングの間に計測された加速度及び角速度のデータが、テスト結果に用いられる。なお、ステップＳ１０９の処理は、図１３における項目「５．片足立位終了」に対応する。端末２は、被験者に対して、「５．片足立位終了」の状態を音声で通知してもよい。
【００９７】
次いで、ステップＳ１１０において、評価部２４７は、動作状態検出部２４４によって検出された各状態の検出時間と、状態間の経過時間と、記憶部２４９に格納される評価基準等とを用いて、開眼片脚起立テストの結果に対する評価を判定する。
【００９８】
次いで、ステップＳ１１１において、表示制御部２４８は、評価部２４７の評価結果を端末２の画面に表示する。
【００９９】
［ＴＵＧテストの動作］
動作検出システム１０００の動作のうちのＴＵＧテストの動作を説明する。図１４は、実施の形態に係る動作検出システム１０００におけるＴＵＧテストの動作の一例を示すフローチャートである。図１５は、実施の形態に係る動作検出システム１０００におけるＴＵＧテストの流れの一例を示す図である。
【０１００】
また、図１６は、実施の形態に係るＴＵＧテストにおける被験者の各動作の例を示す図である。図１７は、実施の形態に係るＴＵＧテストにおける計測器１の計測データの時系列データの一例を示す図である。図１７は、姿勢検出部２４３によって計測器１の計測データから検出されたヨー角及びピッチ角の時系列データを示す。時系列データは、図１６の各動作と対応付けられている。
【０１０１】
図１４及び図１５に示すように、ステップＳ２０１において、被験者は、図４に示すように、胸部に計測器１を装着する。計測器１は、肩と腰との間の胴体のいかなる部位に装着されてもよい。その後、被験者は、端末２において、運動機能テストを実施するためのアプリケーションプログラムを起動する。当該プログラムの起動後、被験者は、端末２に表示される、例えば図１３に示すような画面２ａにおいて、ＴＵＧテストを選択するために、アイコン２ｂａを指等でタッチ又は押す。これにより、端末２の選択制御部２４１は、ＴＵＧテストに対応する制御の開始を、時間取得部２４２及び姿勢検出部２４３等に指令する。
【０１０２】
ステップＳ２０２及びＳ２０３の処理はそれぞれ、開眼片脚起立テストでのステップＳ１０２及びＳ１０３と同様である。ステップＳ２０３の処理は、図１５における項目「０．計測準備開始」に対応し、図１６及び図１７の状態「０」に対応する。動作状態検出部２４４は、開眼片脚起立テストでは、姿勢検出部２４３によって検出されるピッチ角を用いて被験者の動作状態を検出していたが、ＴＵＧテストでは、ピッチ角及びヨー角を用いて被験者の動作状態を検出する。
【０１０３】
次いで、ステップＳ２０４において、動作状態検出部２４４は、被験者の動作状態の初期状態を検出したか否かを判定する。以下において、初期状態のときの被験者の姿勢を「基準姿勢」とも呼ぶ。基準姿勢では、被験者が椅子に着座している状態である。
【０１０４】
動作状態検出部２４４は、初期状態が検出された場合（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、ステップＳ２０５に進む。初期状態が検出された状態は、図１５における項目「１．計測準備完了」に対応し、図１６及び図１７の状態「０」に対応する。端末２は、被験者に対して、「１．計測準備完了」の状態を音声で通知してもよい。
【０１０５】
動作状態検出部２４４は、被験者が動作する等によって初期状態が検出されなかった場合（ステップＳ２０４でＮｏ）、ＴＵＧテストを終了する。なお、初期状態が検出されなかった場合、動作状態検出部２４４は、ステップＳ２０２に戻ってもよく、さらにステップＳ２０２〜Ｓ２０４の一連の処理が所定の回数以上繰り返された場合、ＴＵＧテストを終了してもよい。又は、動作状態検出部２４４は、初期継続時間よりも長い所定の期間にわたって初期状態を検出することができない場合、ＴＵＧテストを終了してもよい。
【０１０６】
次いで、ステップＳ２０５において、動作状態検出部２４４は、被験者の動作状態の第一状態を検出したか否かを判定する。動作状態検出部２４４は、被験者の姿勢が基準姿勢から第三所定量変化した動作状態を、第一状態として検出する。具体的には、動作状態検出部２４４は、計測器１のピッチ角が初期状態から第三所定量下向きに変化した状態を、第一状態として検出する。第三所定量の例は１０度であるが、これに限定されない。第一状態は、着座状態の被験者が、起立するために前屈みになる状態である。
【０１０７】
動作状態検出部２４４は、第一状態が検出された場合（ステップＳ２０５でＹＥＳ）、ステップＳ２０６に進む。
【０１０８】
動作状態検出部２４４は、第一状態が検出されなかった場合（ステップＳ２０５でＮｏ）、ＴＵＧテストを終了する。なお、動作状態検出部２４４は、初期状態の検出後、所定の時間にわたって第一状態が検出されない場合、ＴＵＧテストを終了してもよい。
【０１０９】
ステップＳ２０６において、開始制御部２４５は、動作状態検出部２４４によって第一状態が検出されたタイミングを、ＴＵＧテストのための計測の開始タイミングに決定する。これにより、開始タイミング以降に計測された加速度及び角速度のデータが、テスト結果に用いられる。なお、ステップＳ２０６の処理は、図１５における項目「２．起立開始」に対応し、図１６及び図１７の状態「１」に対応する。端末２は、被験者に対して、「２．起立開始」の状態を音声で通知してもよい。
【０１１０】
次いで、ステップＳ２０７において、動作状態検出部２４４は、被験者の起立状態を検出したか否かを判定する。動作状態検出部２４４は、基準姿勢からのピッチング方向の姿勢の変化量が第三所定量未満である動作状態を、起立状態として検出する。具体的には、起立状態は、計測器１のピッチ角における初期状態からの変化量が、下向きで第三所定量未満である状態である。
【０１１１】
動作状態検出部２４４は、起立状態が検出された場合（ステップＳ２０７でＹＥＳ）、ステップＳ２０８に進む。なお、起立状態が検出された状態は、図１５における項目「３．起立完了」に対応し、図１６及び図１７の状態「１」に対応する。また、動作状態検出部２４４は、起立状態が検出されなかった場合（ステップＳ２０７でＮｏ）、ＴＵＧテストを終了する。なお、動作状態検出部２４４は、第一状態の検出後、所定の時間にわたって起立状態が検出されない場合、ＴＵＧテストを終了してもよい。
【０１１２】
ステップＳ２０８において、動作状態検出部２４４は、被験者の往路の歩行動作を検出したか否かを判定する。動作状態検出部２４４は、起立状態の検出後、姿勢検出部２４３によって被験者の前方への加速度が検出されると往路の歩行動作を検出する。
【０１１３】
動作状態検出部２４４は、往路の歩行動作が検出された場合（ステップＳ２０８でＹＥＳ）、ステップＳ２０９に進む。なお、往路の歩行動作が検出された状態は、図１５における項目「４．往路歩行」に対応し、図１６及び図１７の状態「２」に対応する。また、動作状態検出部２４４は、往路の歩行動作が検出されなかった場合（ステップＳ２０８でＮｏ）、ＴＵＧテストを終了する。なお、動作状態検出部２４４は、起立状態の検出後、所定の時間にわたって歩行動作が検出されない場合、ＴＵＧテストを終了してもよい。
【０１１４】
ステップＳ２０９において、動作状態検出部２４４は、被験者の旋回動作を検出したか否かを判定する。動作状態検出部２４４は、基準姿勢からのヨーイング方向の姿勢の変化量が第四所定量を超える動作状態を、旋回動作として検出する。具体的には、旋回動作は、計測器１のヨー角における初期状態からの変化量が、被験者に対して左回りで第四所定量超である、又は、右回りで第四所定量超である状態となることである。ヨー角の第四所定量の例は３０度であるが、これに限定されない。
【０１１５】
動作状態検出部２４４は、旋回動作が検出された場合（ステップＳ２０９でＹＥＳ）、ステップＳ２１０に進む。なお、旋回動作が検出された状態は、図１５における項目「５．旋回開始」に対応し、図１６及び図１７の状態「３」に対応する。また、動作状態検出部２４４は、旋回動作が検出されなかった場合（ステップＳ２０９でＮｏ）、ＴＵＧテストを終了する。なお、動作状態検出部２４４は、歩行状態の検出後、所定の時間にわたって旋回動作が検出されない場合、ＴＵＧテストを終了してもよい。
【０１１６】
ステップＳ２１０において、動作状態検出部２４４は、被験者の復路の歩行動作を検出したか否かを判定する。動作状態検出部２４４は、基準姿勢からのヨーイング方向の姿勢の変化量が第五所定量以上である動作状態を、復路の歩行動作として検出する。具体的には、復路の歩行動作は、計測器１のヨー角における初期状態からの変化量が、被験者に対して左回りで第五所定量以上である、又は、右回りで第五所定量以上である状態となることである。第五所定量の例は１６５度であるが、これに限定されない。
【０１１７】
動作状態検出部２４４は、復路の歩行動作が検出された場合（ステップＳ２１０でＹＥＳ）、ステップＳ２１１に進む。なお、復路の歩行動作が検出された状態は、図１５における項目「６．旋回完了」〜「７．復路歩行」に対応し、図１６及び図１７の状態「４」に対応する。また、動作状態検出部２４４は、復路の歩行動作が検出されなかった場合（ステップＳ２１０でＮｏ）、ＴＵＧテストを終了する。なお、動作状態検出部２４４は、旋回動作の検出後、所定の時間にわたって歩行動作が検出されない場合、ＴＵＧテストを終了してもよい。
【０１１８】
ステップＳ２１１において、動作状態検出部２４４は、被験者の旋回動作を検出したか否かを判定する。動作状態検出部２４４は、基準姿勢からのヨーイング方向の姿勢の変化量が第六所定量以下である動作状態を、旋回動作として検出する。具体的には、旋回状態は、計測器１のヨー角における初期状態からの変化量が、被験者に対して左回りで第六所定量以下である、又は、右回りで第六所定量以下である状態となることである。ヨー角の第六所定量の例は１５０度であるが、これに限定されない。
【０１１９】
動作状態検出部２４４は、旋回動作が検出された場合（ステップＳ２１１でＹＥＳ）、ステップＳ２１２に進む。なお、旋回動作が検出された状態は、図１５における項目「８．旋回開始」に対応し、図１６及び図１７の状態「５」に対応する。また、動作状態検出部２４４は、旋回動作が検出されなかった場合（ステップＳ２１１でＮｏ）、ＴＵＧテストを終了する。なお、動作状態検出部２４４は、復路の歩行動作の検出後、所定の時間にわたって旋回動作が検出されない場合、ＴＵＧテストを終了してもよい。
【０１２０】
ステップＳ２１２において、動作状態検出部２４４は、被験者の着座動作を検出したか否かを判定する。動作状態検出部２４４は、基準姿勢からのピッチング方向の姿勢の変化量が第七所定量超である動作状態を、着座動作として検出する。具体的には、着座動作は、計測器１のピッチ角における初期状態からの下向き変化量が、第七所定量超である状態となることである。ピッチ角の第七所定量の例は１０度であるが、これに限定されない。
【０１２１】
動作状態検出部２４４は、着座動作が検出された場合（ステップＳ２１２でＹＥＳ）、ステップＳ２１３に進む。なお、着座動作が検出された状態は、図１５における項目「１０．着座開始」に対応し、図１６及び図１７の状態「６」に対応する。また、動作状態検出部２４４は、着座動作が検出されなかった場合（ステップＳ２１２でＮｏ）、ＴＵＧテストを終了する。なお、動作状態検出部２４４は、旋回動作の検出後、所定の時間にわたって着座動作が検出されない場合、ＴＵＧテストを終了してもよい。
【０１２２】
次いで、ステップＳ２１３において、動作状態検出部２４４は、被験者の動作状態の第二状態を検出したか否かを判定する。動作状態検出部２４４は、被験者の姿勢の基準姿勢から変化量が第三所定量以下である動作状態を、第二状態として検出する。具体的には、動作状態検出部２４４は、計測器１のピッチ角が初期状態に対して第三所定量以下の下向きのピッチ角になった状態である。よって、第二状態は、被験者が椅子に着座した状態である。
【０１２３】
動作状態検出部２４４は、第二状態が検出された場合（ステップＳ２１３でＹＥＳ）、ステップＳ２１４に進む。動作状態検出部２４４は、第二状態が検出されない場合（ステップＳ２１３でＮｏ）、ＴＵＧテストを終了する。なお、動作状態検出部２４４は、着座動作の検出後、所定の時間にわたって第二動作が検出されない場合、ＴＵＧテストを終了してもよい。
【０１２４】
ステップＳ２１４において、終了制御部２４６は、第二状態が検出されたタイミングを、ＴＵＧテストのための計測の終了タイミングに決定する。これにより、開始タイミングから終了タイミングの間に計測された加速度及び角速度のデータが、テスト結果に用いられる。なお、ステップＳ２１４の処理は、図１５における項目「１１．着座終了」に対応し、図１６及び図１７の状態「０」に対応する。端末２は、被験者に対して、「１１．着座終了」の状態を音声で通知してもよい。
【０１２５】
次いで、ステップＳ２１５において、評価部２４７は、動作状態検出部２４４によって検出された各状態の検出時間と状態間の経過時間と、記憶部２４９に格納される評価基準等を用いて、ＴＵＧテストの評価を判定する。
【０１２６】
次いで、ステップＳ２１６において、表示制御部２４８は、評価部２４７の評価結果を端末２の画面に表示する。例えば、表示制御部２４８は、図１８に示すような画面Ｉを表示してもよい。図１８は、実施の形態に係る評価結果の表示画面の一例を示す図である。
【０１２７】
図１８に示すように、画面Ｉの最上段の項目は、被験者の情報を示す。２段目の項目は、ＴＵＧテスト及び開眼片脚起立テストの直近及び過去の所要時間と、ＴＵＧテスト及び開眼片脚起立テストの所要時間の統計値の一例である該当年齢層の平均値と、それぞれの評価結果とを示す。３段目の項目は、ＴＵＧテストの直近及び過去の各動作の所要時間を示す。なお、３段目の項目は、各動作の過去の所要時間の平均値、及び、各動作の所要時間の統計値等を含んでもよい。４段目は、ＴＵＧテスト及び開眼片脚起立テストの直近及び過去の評価結果を図化して示す。なお、端末２は、図１３に示す端末２における運動機能テストの開始画面２ａにおいて、ユーザによってアイコン２ｂｃがタッチ又は押されたとき、図１８の画面Ｉを表示してもよい。
【０１２８】
上述のように、ステップＳ２１０〜Ｓ２１６の処理によって、動作検出システム１０００は動作する。なお、ステップＳ２１０〜Ｓ２１６の処理において、図１５に示す項目「９．旋回終了」を判定する処理が含まれていないが、当該処理が含まれてもよい。
【０１２９】
＜効果等＞
上述したように、実施の形態に係る動作検出装置としての端末２は、運動機能テストの開始の指令を受け付け、運動機能テストのための計測の開始を制御する開始制御部２４５と、ユーザの身体の部位に装着された加速度センサ及び角速度センサそれぞれの加速度及び角速度の計測データを取得し、計測データを用いて当該部位の姿勢を検出する姿勢検出部２４３と、経過時間を取得する時間取得部２４２と、姿勢検出部２４３によって検出される姿勢と、時間取得部２４２によって取得される経過時間とを用いて、ユーザの動作状態を検出する動作状態検出部２４４と、動作状態を含む運動機能テストの結果を示す画像を出力する表示制御部２４８とを備える。動作状態検出部２４４は、動作状態の初期状態と、初期状態からの姿勢の変化量が第一所定量である動作状態の第一状態とを検出し、開始制御部２４５は、上記指令を受け付けた後、動作状態が初期状態から第一状態になると、運動機能テストのための計測を開始する。
【０１３０】
上記構成によると、端末２は、運動機能テストの開始の指令後、ユーザの動作状態が所定の動作状態に変化すると、運動機能テストのための計測を開始する。これにより、端末２は、ユーザの動作に応答して上記計測を自動的に開始することができる。これにより、ユーザ等が端末２を操作する頻度が減少し、ユーザは、運動機能テストを簡易に行うことができる。さらに、ユーザは、自分のタイミングで運動機能テストのための動作を開始することができる。
【０１３１】
また、実施の形態に係る端末２は、運動機能テストのための計測の終了を制御する終了制御部２４６を備えてもよい。さらに、動作状態検出部２４４は、姿勢が計測の終了を示す動作状態の第二状態を検出し、終了制御部２４６は、動作状態が第二状態になると、運動機能テストのための計測を終了してもよい。なお、第二状態は、初期状態からの姿勢の変化量が第二所定量以下である動作状態であってもよい。
【０１３２】
上記構成によると、端末２は、ユーザの動作に応答して運動機能テストのための計測を自動的に終了することができる。これにより、ユーザ等が端末２を操作する頻度が減少し、ユーザは、運動機能テストを簡易に終了することができる。
【０１３３】
また、実施の形態に係る端末２において、動作状態検出部２４４は、姿勢が初期状態から第一所定量以上変化した状態が第一期間継続した場合、第一状態を検出してもよい。上記構成によると、上記のような第一状態に基づき、運動機能テストのための計測が開始される。これにより、例えば、開眼片脚起立テストにおいて、ユーザが確実に脚を上げた状態で、計測を開始することができる。よって、開眼片脚起立テストから得られる結果の精度が向上する。
【０１３４】
また、実施の形態に係る端末２において、姿勢検出部２４３は、ユーザの身体の部位のピッチ角及びヨー角の少なくとも一方を姿勢として検出してもよい。上記構成によると、開眼片脚起立テスト及びＴＵＧテスト等の運動機能テストにおいて、ユーザの動作状態を簡易に且つ高精度に検出することができる。
【０１３５】
また、実施の形態に係る端末２は、動作状態を用いて、ユーザによって行われた運動機能テストを評価する評価部２４７を備えてもよい。さらに、表示制御部２４８は、評価部２４７の評価結果を示す画像を出力してもよい。上記構成によると、ユーザが行った運動機能テストの結果のレベル等を、ユーザ等が確認することができる。
【０１３６】
また、実施の形態に係る端末２において、評価部２４７は、複数の運動機能テストそれぞれの評価結果を統合した統合評価結果を取得し、表示制御部２４８は、統合評価結果を示す画像を出力してもよい。上記構成によると、ユーザが行った複数の運動機能テストの結果のレベル等を一括して、ユーザ等が確認することができる。
【０１３７】
また、実施の形態に係る端末２において、評価部２４７は、運動機能テストの結果の履歴データを取得し、表示制御部２４８は、動作状態検出部２４４によって検出された動作状態と、履歴データとを併せて示す画像を出力してもよい。上記構成によると、ユーザが行った運動機能テストの結果とその過去の履歴データとを比較して、ユーザ等が確認することができる。
【０１３８】
また、実施の形態に係る端末２は、複数の運動機能テストの中からの選択を受け付け、選択された運動機能テストを開始する選択制御部２４１を備えてもよい。上記構成によると、端末２は、複数の運動機能テストを行うことができる。さらに、ユーザは、複数の運動機能テストから運動機能テストを選択して行うことができる。なお、複数の運動機能テストは、開眼片脚起立テスト及びＴＵＧテストを含んでもよい。
【０１３９】
実施の形態に係る動作検出システム１０００は、ユーザの身体の部位に装着され且つ加速度センサ及び角速度センサを有する計測器１と、計測器１と通信する端末２と、端末２と通信する情報処理装置としてのサーバ装置３とを備える。サーバ装置３は、端末２から運動機能テストの結果を取得して履歴データとして蓄積し、履歴データを端末２に出力する。上記構成によれば、実施の形態に係る端末２と同様の効果が得られる。
【０１４０】
＜その他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態の例について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されない。すなわち、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。例えば、各種変形を実施の形態に施したもの、及び、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【０１４１】
例えば、実施の形態に係る端末２の自動判定制御部２４は、その機能の全てを備えなくてもよい。計測器１及びサーバ装置３の少なくとも一方が、自動判定制御部２４の機能の一部を備えてもよい。例えば、計測器１が、姿勢検出部２４３、動作状態検出部２４４及び時間取得部２４２等の機能の少なくとも一部を備えてもよい。例えば、サーバ装置３が評価部２４７等の機能の少なくとも一部を備えてもよい。
【０１４２】
また、実施の形態に係る動作検出システム１０００は、運動機能テストにおける被験者の各動作を自動的に検出していたが、これに限定されない。動作検出システムの検出対象は、運動機能テストに限定されず、例えば、運動適正テスト及び運動能力テスト等を含むいかなる運動テストであってもよい。そして、動作検出システムは、運動テストにおける被験者の各動作を自動的に検出してもよい。
【０１４３】
また、本発明は、動作検出方法であってもよい。例えば、本発明の一実施形態に係る動作検出方法は、動作検出装置の動作検出方法であって、運動テストの開始の指令を受け付け、前記テストのための計測の開始を制御するステップと、ユーザの身体の部位に装着された加速度センサ及び角速度センサそれぞれの加速度及び角速度の計測データを取得し、前記計測データを用いて前記部位の姿勢を検出するステップと、経過時間を取得するステップと、検出された前記姿勢と、取得された前記経過時間とを用いて、前記ユーザの動作状態を検出するステップと、前記動作状態を含む前記テストの結果を示す画像を出力するステップとを含み、前記動作状態を検出するステップでは、前記動作状態の初期状態と、前記初期状態からの前記姿勢の変化量が第一所定量である前記動作状態の第一状態とを検出し、前記開始を制御するステップでは、前記指令を受け付けた後、前記動作状態が前記初期状態から前記第一状態になると、前記テストのための計測を開始する。この動作検出方法によれば、上記端末２と同様の効果が得られる。このような動作検出方法は、ＣＰＵ、ＬＳＩなどの回路、ＩＣカード又は単体のモジュール等によって、実現されてもよい。
【０１４４】
また、本発明は、プログラムであってもよく、上記プログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
【０１４５】
例えば、本発明の一実施形態に係るプログラムは、コンピュータに実行させるプログラムであって、運動テストの開始の指令を受け付け、前記テストのための計測の開始を制御する処理と、ユーザの身体の部位に装着された加速度センサ及び角速度センサそれぞれの加速度及び角速度の計測データを取得し、前記計測データを用いて前記部位の姿勢を検出する処理と、経過時間を取得する処理と、検出された前記姿勢と、取得された前記経過時間とを用いて、前記ユーザの動作状態を検出する処理と、前記動作状態を含む前記テストの結果を示す画像を出力する処理とを含み、前記動作状態を検出する処理では、前記動作状態の初期状態と、前記初期状態からの前記姿勢の変化量が第一所定量である前記動作状態の第一状態とを検出し、前記開始を制御する処理では、前記指令を受け付けた後、前記動作状態が前記初期状態から前記第一状態になると、前記テストのための計測を開始する。このプログラムによれば、上記端末２と同様の効果が得られる。
【０１４６】
また、上記で用いた序数、数量等の数字は、全て本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。また、構成要素間の接続関係は、本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。
【０１４７】
また、機能ブロック図におけるブロックの分割は一例であり、複数のブロックを一つのブロックとして実現する、一つのブロックを複数に分割する、及び／又は、一部の機能を他のブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数のブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。
【符号の説明】
【０１４８】
１  計測器
２  端末（動作検出装置）
３  サーバ装置（情報処理装置）
４  通信網
３３  履歴情報格納部
３４  統計情報格納部
１０６  加速度センサ
１０７  角速度センサ
２４１  選択制御部
２４２  時間取得部
２４３  姿勢検出部
２４４  動作状態検出部
２４５  開始制御部
２４６  終了制御部
２４７  評価部
２４８  表示制御部
１０００  動作検出システム
【図１】
2020081413.tif 000003
【図２】
2020081413.tif 000004
【図３】
2020081413.tif 000005
【図４】
2020081413.tif 000006
【図５】
2020081413.tif 000007
【図６】
2020081413.tif 000008
【図７】
2020081413.tif 000009
【図８】
2020081413.tif 000010
【図９】
2020081413.tif 000011
【図１０】
2020081413.tif 000012
【図１１】
2020081413.tif 000013
【図１２】
2020081413.tif 000014
【図１３】
2020081413.tif 000015
【図１４】
2020081413.tif 000016
【図１５】
2020081413.tif 000017
【図１６】
2020081413.tif 000018
【図１７】
2020081413.tif 000019
【図１８】
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