(57)【要約】【課題】異常歩行と判定されたそれぞれの症状と転倒に至るような重大な異常歩行の頻度とを訓練者や補助者が直感的に認識できる歩行訓練システムを提供する。【解決手段】歩行訓練システムは、訓練者の歩行を促すトレッドミルと、予め定められた複数の異常歩行症状に基づいて、トレッドミル上を歩行する訓練者の異常歩行を判定する判定部と、判定部による判定結果を表示する表示部とを備え、判定部は、複数の異常歩行症状のうち転倒に至る可能性がある第１階層と転倒に至る可能性がない第２階層とを有する特定異常歩行症状については、判定した異常歩行が第１階層に該当するか第２階層に該当するかを判定し、表示部は、特定異常歩行症状の判定結果を表示する場合には、第１階層に該当した頻度と、第１階層および第２階層のいずれかに該当した合計の頻度とを一体的に表示する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
訓練者の歩行を促すトレッドミルと、
予め定められた複数の異常歩行症状に基づいて、前記トレッドミル上を歩行する前記訓練者の異常歩行を判定する判定部と、
前記判定部による判定結果を表示する表示部と
を備え、
前記判定部は、前記複数の異常歩行症状のうち転倒に至る可能性がある第１階層と転倒に至る可能性がない第２階層とを有する特定異常歩行症状については、判定した異常歩行が前記第１階層に該当するか前記第２階層に該当するかを判定し、
前記表示部は、前記特定異常歩行症状の判定結果を表示する場合には、前記第１階層に該当した頻度と、前記第１階層および前記第２階層のいずれかに該当した合計の頻度とを一体的に表示する歩行訓練システム。
【請求項２】
前記表示部は、前記第１階層に該当する頻度を数値で、前記第１階層および前記第２階層のいずれかに該当する合計の頻度をグラフで表示する請求項１に記載の歩行訓練システム。
【請求項３】
前記表示部は、前記複数の異常歩行症状のうち前記特定異常歩行症状でない異常歩行症状については、前記特定異常歩行症状の前記第１階層および前記第２階層のいずれかに該当した合計の頻度を表す態様と同じ態様で、該当した頻度を表示する請求項１または２に記載の歩行訓練システム。
【請求項４】
前記表示部は、訓練試行の進行に合わせて判定結果の表示を更新する請求項１から３のいずれか１項に記載の歩行訓練システム。
【請求項５】
前記表示部は、前記訓練試行の進行中は、前記複数の異常歩行症状のそれぞれの判定結果のうち、前記特定異常歩行症状の判定結果を優先して、一部の判定結果のみを表示する請求項４に記載の歩行訓練システム。
【請求項６】
前記判定部は、前記第２階層を歩行異常の程度に応じて複数に区分したうちのいずれの区分に該当するかを判定し、
前記表示部は、前記複数の区分のそれぞれに対応する頻度も表示する請求項１から５のいずれか１項に記載の歩行訓練システム。
【請求項７】
前記表示部は、前記複数の異常歩行症状のそれぞれの判定結果の全部を表示する場合に、前記特定異常歩行症状の判定結果を優先して表示する請求項１から６のいずれか１項に記載の歩行訓練システム。
【請求項８】
前記表示部は、表示されている前記複数の異常歩行症状のそれぞれに対応する判定結果の何れかが選択されたら、選択された異常歩行症状の歩行異常を改善するための調整項目に関する助言を表示する請求項１から７のいずれか１項に記載の歩行訓練システム。
【請求項９】
訓練者の歩行を促すトレッドミルと表示部を備える歩行訓練システムにおいて異常歩行の判定結果を前記表示部に表示する表示方法であって、
予め定められた複数の異常歩行症状に基づいて、前記トレッドミル上を歩行する前記訓練者の異常歩行を判定する判定ステップと、  
前記判定ステップによる判定結果を前記表示部に表示する表示ステップと
を有し、
前記判定ステップは、前記複数の異常歩行症状のうち転倒に至る可能性がある第１階層と転倒に至る可能性がない第２階層とを有する特定異常歩行症状については、判定した異常歩行が前記第１階層に該当するか前記第２階層に該当するかを判定し、
前記表示ステップは、前記特定異常歩行症状の判定結果を表示する場合には、前記第１階層に該当した頻度と、前記第１階層および前記第２階層のいずれかに該当した合計の頻度とを一体的に表示する表示方法。
【請求項１０】
訓練者の歩行を促すトレッドミルと表示部を備える歩行訓練システムにおいて異常歩行の判定結果を前記表示部に表示する表示プログラムであって、
予め定められた複数の異常歩行症状に基づいて、前記トレッドミル上を歩行する前記訓練者の異常歩行を判定する判定ステップと、
前記判定ステップによる判定結果を表示部に表示する表示ステップと
をコンピュータに実行させ、
前記判定ステップは、前記複数の異常歩行症状のうち転倒に至る可能性がある第１階層と転倒に至る可能性がない第２階層とを有する特定異常歩行症状については、判定した異常歩行が前記第１階層に該当するか前記第２階層に該当するかを判定し、
前記表示ステップは、前記特定異常歩行症状の判定結果を表示する場合には、前記第１階層に該当した頻度と、前記第１階層および前記第２階層のいずれかに該当した合計の頻度とを一体的に表示する表示プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行訓練システム、表示方法、および表示プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
歩行訓練中の動作を測定／評価して、その結果を表示部に表示する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１０４３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
脚に麻痺を患う訓練者が歩行訓練を行う場合に、その歩行を異常歩行であると判定する基準となる症状は、すでにいくつも知られている。しかし、それらの症状の中には転倒に至るような重大な症状もあれば、歩行に対して軽微な影響しかないものもある。歩行訓練を行う訓練者や補助する補助者は、いずれの症状も確認したいが、転倒に至るような重大な異常歩行が判定されたかについては特に知りたい。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、異常歩行と判定されたそれぞれの症状と転倒に至るような重大な異常歩行の頻度とを訓練者や補助者が直感的に認識できる歩行訓練システム等を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様における歩行訓練システムは、訓練者の歩行を促すトレッドミルと、予め定められた複数の異常歩行症状に基づいて、トレッドミル上を歩行する訓練者の異常歩行を判定する判定部と、判定部による判定結果を表示する表示部とを備え、判定部は、複数の異常歩行症状のうち転倒に至る可能性がある第１階層と転倒に至る可能性がない第２階層とを有する特定異常歩行症状については、判定した異常歩行が第１階層に該当するか第２階層に該当するかを判定し、表示部は、特定異常歩行症状の判定結果を表示する場合には、第１階層に該当した頻度と、第１階層および第２階層のいずれかに該当した合計の頻度とを一体的に表示する。このように判定部が判定し表示部が表示することにより、訓練者や補助者は、異常歩行と判定されたそれぞれの症状と、特に特定異常歩行症状については、どれくらいの頻度で転倒に至るような異常歩行が判定されたかを、直感的に認識できる。
【０００７】
上記の歩行訓練システムにおいて、表示部は、第１階層に該当する頻度を数値で、第１階層および第２階層のいずれかに該当する合計の頻度をグラフで表示すると良い。このような表示態様であれば、訓練者や補助者は、重大なものは詳細に、全体像は直感的に認識することができる。また、表示部は、複数の異常歩行症状のうち特定異常歩行症状でない異常歩行症状については、特定異常歩行症状の第１階層および第２階層のいずれかに該当した合計の頻度を表す態様と同じ態様で、該当した頻度を表示すると良い。このように表示態様を揃えることにより、訓練者や補助者は、それぞれの症状が生じた頻度を対比して認識できる。
【０００８】
また、表示部は、訓練試行の進行に合わせて判定結果の表示を更新すると良い。訓練者は、訓練試行中にも判定結果を認識できるので、逐次改善を図ることができる。また、表示部は、訓練試行中には訓練者の姿など他の様々な映像も表示するので、限られた表示スペースにおいて、複数の異常歩行症状のそれぞれの判定結果のうち、特定異常歩行症状の判定結果を優先して、一部の判定結果のみを表示することが好ましい。
【０００９】
また、判定部は、第２階層を歩行異常の程度に応じて複数に区分したうちのいずれの区分に該当するかを判定し、表示部は、当該複数の区分のそれぞれに対応する頻度も表示しても良い。このように表示することにより、訓練者や補助者は、第２階層の異常歩行であっても、その程度に対する分布を認識することができる。
【００１０】
また、表示部は、複数の異常歩行症状のそれぞれの判定結果の全部を表示する場合に、特定異常歩行症状の判定結果を優先して表示すると良い。訓練試行後の総括表示においては、転倒にまで至る可能性がある症状の判定結果を優先的に訓練者や補助者に報せることが好ましい。また、表示部は、表示されている複数の異常歩行症状のそれぞれに対応する判定結果の何れかが選択されたら、選択された異常歩行症状の歩行異常を改善するための調整項目に関する助言を表示すると良い。補助者は、このような助言を得ることで、次回以降の訓練試行における装置の調整を適切に行うことができる。
【００１１】
本発明の第２の態様における表示方法は、訓練者の歩行を促すトレッドミルと表示部を備える歩行訓練システムにおいて異常歩行の判定結果を表示部に表示する表示方法であって、予め定められた複数の異常歩行症状に基づいて、トレッドミル上を歩行する訓練者の異常歩行を判定する判定ステップと、  判定ステップによる判定結果を表示部に表示する表示ステップとを有し、判定ステップは、複数の異常歩行症状のうち転倒に至る可能性がある第１階層と転倒に至る可能性がない第２階層とを有する特定異常歩行症状については、判定した異常歩行が第１階層に該当するか第２階層に該当するかを判定し、表示ステップは、特定異常歩行症状の判定結果を表示する場合には、第１階層に該当した頻度と、第１階層および第２階層のいずれかに該当した合計の頻度とを一体的に表示する。
【００１２】
本発明の第３の態様における表示プログラムは、訓練者の歩行を促すトレッドミルと表示部を備える歩行訓練システムにおいて異常歩行の判定結果を表示部に表示する表示プログラムであって、予め定められた複数の異常歩行症状に基づいて、トレッドミル上を歩行する訓練者の異常歩行を判定する判定結果判定ステップと、判定ステップによる判定結果を表示部に表示する表示ステップとをコンピュータに実行させ、判定ステップは、複数の異常歩行症状のうち転倒に至る可能性がある第１階層と転倒に至る可能性がない第２階層とを有する特定異常歩行症状については、判定した異常歩行が第１階層に該当するか第２階層に該当するかを判定し、表示ステップは、特定異常歩行症状の判定結果を表示する場合には、第１階層に該当した頻度と、第１階層および第２階層のいずれかに該当した合計の頻度とを一体的に表示する。このような第２、第３の態様であっても、第１の態様と同様に、訓練者や補助者は、異常歩行と判定されたそれぞれの症状と、特に特定異常歩行症状については、どれくらいの頻度で転倒に至るような異常歩行が判定されたかを、直感的に認識できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、異常歩行と判定されたそれぞれの症状と転倒に至るような重大な異常歩行の頻度とを訓練者や補助者が直感的に認識できる歩行訓練システム等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態にかかる歩行訓練装置の概略斜視図である。
【図２】歩行補助装置の概略斜視図である。
【図３】歩行訓練装置のシステム構成を示す図である。
【図４】異常歩行症状の判定結果を表示する表示オブジェクトの例である。
【図５】訓練試行中の訓練用モニタの表示例を示す図である。
【図６】訓練試行後の訓練用モニタの表示例を示す図である。
【図７】訓練試行後の管理用モニタの表示例を示す図である。
【図８】管理用モニタにおいて症状の改善方法を表示する表示例を示す図である。
【図９】検出された異常歩行症状とその改善方法の一覧を示す図である。
【図１０】改善方法の表示態様を決定するまでの処理を説明する図である。
【図１１】選択された改善方法に関連する異常歩行症状の表示例を示す図である。
【図１２】一連の訓練試行における処理フローを示す図である。
【図１３】改善助言の表示に関する処理フローを示す図である。
【図１４】文字入力項目を含む入力画面の表示例を示す図である。
【図１５】文字入力を受付ける文字受付状態の表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。
【００１６】
図１は、本実施形態にかかる歩行訓練装置１００の概略斜視図である。歩行訓練装置１００は、歩行訓練システムの一例であり、一方の脚に麻痺を患う片麻痺患者である訓練者９００が、歩行訓練を行うための装置である。歩行訓練装置１００は、主に、全体の骨格を成すフレーム１３０に取り付けられた制御盤１３３と、訓練者９００が歩行するトレッドミル１３１と、訓練者９００の麻痺側の脚部である患脚に装着する歩行補助装置１２０とを備える。
【００１７】
フレーム１３０は、床面に設置されるトレッドミル１３１上に立設されている。トレッドミル１３１は、不図示のモータによりリング状のベルト１３２を回転させる。トレッドミル１３１は、訓練者９００の歩行を促す装置である。歩行訓練を行う訓練者９００は、ベルト１３２に乗り、ベルト１３２の移動に合わせて歩行動作を試みる。
【００１８】
フレーム１３０は、モータやセンサの制御を行う全体制御部２１０を収容する制御盤１３３や、訓練の進捗状況や評価コメントを訓練者９００へ呈示する例えば液晶パネルである訓練用モニタ１３８などを支持している。訓練用モニタ１３８は、訓練者９００がトレッドミル１３１のベルト１３２上を歩行しながら視認できるように設置されている。また、フレーム１３０は、訓練者９００の頭上部前方付近で前側引張部１３５を、頭上部付近でハーネス引張部１１２を、頭上部後方付近で後側引張部１３７支持している。また、フレーム１３０は、訓練者９００が掴むための手摺り１３０ａを含む。
【００１９】
正面カメラユニット１４０は、正面から訓練者９００の歩容が認識できる画角で訓練者９００を撮像する。側面カメラユニット１４１は、側面から訓練者９００の歩容が認識できる画角で訓練者９００を撮像する。本実施形態における正面カメラユニット１４０と側面カメラユニット１４１は、それぞれが、ベルト１３２上に立つ訓練者９００の頭部を含む全身を捉えられる画角となるようなレンズと撮像素子のセットを含む。撮像素子は、例えばＣＭＯＳイメージセンサであり、結像面に結像した光学像を画像信号に変換する。正面カメラユニット１４０は、訓練用モニタ１３８の近傍に、訓練者９００と相対するように設置されている。側面カメラユニット１４１は、手摺り１３０ａに、訓練者９００を側方から捉えるように設置されている。
【００２０】
前側ワイヤ１３４は、一端が前側引張部１３５の巻取機構に連結されており、他端が歩行補助装置１２０に連結されている。前側引張部１３５の巻取機構は、不図示のモータをオン／オフさせることにより、患脚の動きに応じて前側ワイヤ１３４を巻き取ったり繰り出したりする。同様に、後側ワイヤ１３６は、一端が後側引張部１３７の巻取機構に連結されており、他端が歩行補助装置１２０に連結されている。後側引張部１３７の巻取機構は、不図示のモータをオン／オフさせることにより、患脚の動きに応じて後側ワイヤ１３６を巻き取ったり繰り出したりする。このような前側引張部１３５と後側引張部１３７の連携した動作により、歩行補助装置１２０の荷重が患脚の負担とならないように当該荷重を相殺し、更には、設定の程度に応じて患脚の振り出し動作をアシストする。
【００２１】
訓練補助者であるオペレータ９１０は、重度の麻痺を抱える訓練者に対しては、アシストするレベルを大きく設定する。オペレータ９１０は、歩行訓練装置１００の設定項目を選択したり、修正したり、追加したりする権限を有する理学療法士や医師である。アシストするレベルが大きく調整されると、前側引張部１３５は、患脚の振り出しタイミングに合わせて、比較的大きな力で前側ワイヤ１３４を巻き取る。訓練が進み、アシストが必要でなくなったら、オペレータは、アシストするレベルを最小に調整する。アシストするレベルが最小に調整されると、前側引張部１３５は、患脚の振り出しタイミングに合わせて、歩行補助装置１２０の自重をキャンセルするだけの力で前側ワイヤ１３４を巻き取る。
【００２２】
歩行訓練装置１００は、安全装具１１０、ハーネスワイヤ１１１、ハーネス引張部１１２を主な構成要素とする安全装置を備える。安全装具１１０は、訓練者９００の腹部に巻き付けられるベルトであり、例えば面ファスナによって腰部に固定される。ハーネスワイヤ１１１は、一端が安全装具１１０に連結されており、他端がハーネス引張部１１２の巻取機構に連結されている。ハーネス引張部１１２の巻取機構は、不図示のモータをオン／オフさせることにより、ハーネスワイヤ１１１を巻き取ったり繰り出したりする。このような構成により、安全装置は、訓練者９００が体勢を大きく崩した場合に、その動きを検知した全体制御部２１０の指示に従ってハーネスワイヤ１１１を巻き取り、安全装具１１０により訓練者９００の上体を支える。
【００２３】
管理用モニタ１３９は、フレーム１３０に取り付けられており、オペレータ９１０が監視および操作するための表示装置である。管理用モニタ１３９は、例えば液晶パネルであり、その表面にはタッチパネル１４２が重畳されている。管理用モニタ１３９は、訓練設定に関する各種メニュー項目や、訓練時における各種パラメータ値、異常歩行症状の判定結果などを呈示する。また、オペレータ９１０は、タッチパネル１４２や不図示のマウス等を介して設定項目を選択したり、修正したり、追加したりする。
【００２４】
歩行補助装置１２０は、訓練者９００の患脚に装着され、患脚の膝関節における伸展および屈曲の負荷を軽減することにより訓練者９００の歩行を補助する。図２は、歩行補助装置１２０の概略斜視図である。歩行補助装置１２０は、主に、制御ユニット１２１と、患脚の各部を支える複数のフレームと、足裏に掛かる荷重を検出するための荷重センサ２２２とを備える。
【００２５】
制御ユニット１２１は、歩行補助装置１２０の制御を行う補助制御部２２０を含み、また、膝関節の伸展運動および屈曲運動を補助するための駆動力を発生させる不図示のモータを含む。患脚の各部を支えるフレームは、上腿フレーム１２２と、上腿フレーム１２２に回動自在に連結された下腿フレーム１２３と、下腿フレーム１２３に回動自在に連結された足平フレーム１２４と、前側ワイヤ１３４を連結するための前側連結フレーム１２７と、後側ワイヤ１３６を連結するための後側連結フレーム１２８とを含む。前側連結フレーム１２７は、上腿の前側を左右方向に伸延し、両端で上腿フレーム１２２に接続するように設けられている。後側連結フレーム１２８は、下腿の後側を左右方向に伸延し、両端でそれぞれ上下に伸延する下腿フレーム１２３に接続するように設けられている。
【００２６】
上腿フレーム１２２と下腿フレーム１２３は、図示するヒンジ軸Ｈａ周りに相対的に回動する。制御ユニット１２１のモータは、補助制御部２２０の指示に従って回転して、上腿フレーム１２２と下腿フレーム１２３がヒンジ軸Ｈａ周りに相対的に開くように加勢したり、閉じるように加勢したりする。制御ユニット１２１に収められた角度センサ２２３は、例えばロータリエンコーダであり、ヒンジ軸Ｈａ周りの上腿フレーム１２２と下腿フレーム１２３の成す角を検出する。下腿フレーム１２３と足平フレーム１２４は、図示するヒンジ軸Ｈｂ周りに相対的に回動する。相対的に回動する角度範囲は、調整機構１２６によって事前に調整される。
【００２７】
上腿フレーム１２２は、上腿ベルト１２９を備える。上腿ベルト１２９は、上腿フレームに一体的に設けられたベルトであり、患脚の上腿部に巻き付けて上腿フレーム１２２を上腿部に固定する。これにより、歩行補助装置１２０の全体が訓練者９００の脚部に対してずれることを防止している。
【００２８】
荷重センサ２２２は、足平フレーム１２４に埋め込まれた荷重センサである。荷重センサ２２２は、訓練者９００の足裏が受ける垂直荷重の大きさと分布を検出する。荷重センサ２２２は、例えば、電極がマトリックス状に配置された抵抗変化検出型の荷重検出シートである。
【００２９】
次に歩行訓練装置１００のシステム構成について説明する。図３は、歩行訓練装置１００のシステム構成図である。全体制御部２１０は、例えばＭＰＵであり、記憶部２１７から読み込んだ制御プログラムを実行することにより、装置全体の制御を実行する。トレッドミル駆動部２１１は、ベルト１３２を回転させるモータとその駆動回路を含む。全体制御部２１０は、トレッドミル駆動部２１１へ駆動信号を送ることにより、ベルト１３２の回転制御を実行する。例えば、設定された訓練レベルに応じて、ベルト１３２の回転速度を調整する。
【００３０】
操作受付部２１２は、訓練者９００やオペレータ９１０からの入力操作を受け付けて、操作信号を全体制御部２１０へ送信する各種入力装置を含む。タッチパネル１４２は、操作受付部２１２のひとつである。訓練者９００やオペレータ９１０は、操作受付部２１２を構成する操作ボタンやタッチパネル、付属するリモコン等を操作して、電源のオン／オフやトレーニングの開始の指示を与えたり、設定に関する数値の入力やメニュー項目の選択を行ったりする。操作受付部２１２は、音声対話装置や画像認識装置を含んでも良い。表示制御部２１３は、全体制御部２１０の表示整形部２１０ｂからの制御信号に従って表示映像を生成し、訓練用モニタ１３８または管理用モニタ１３９に表示する。
【００３１】
引張駆動部２１４は、前側ワイヤ１３４を引張するためのモータとその駆動回路と、後側ワイヤ１３６を引張するためのモータとその駆動回路とを含む。全体制御部２１０は、引張駆動部２１４へ駆動信号を送ることにより、前側ワイヤ１３４の巻き取りと後側ワイヤ１３６の巻き取りをそれぞれ制御する。また、巻き取り動作に限らず、モータの駆動トルクを制御することにより、各ワイヤの引張力を制御する。全体制御部２１０は、例えば、荷重センサ２２２の検出結果から患脚が立脚状態から遊脚状態に切り替わるタイミングを同定し、そのタイミングに同期して各ワイヤの引張力を増減させることにより、患脚の振り出し動作をアシストする。
【００３２】
ハーネス駆動部２１５は、ハーネスワイヤ１１１を引張するためのモータとその駆動回路を含む。全体制御部２１０は、ハーネス駆動部２１５へ駆動信号を送ることにより、ハーネスワイヤ１１１の巻き取りと、ハーネスワイヤ１１１の引張力を制御する。全体制御部２１０は、例えば、訓練者９００が体勢を大きく崩した場合に、ハーネスワイヤ１１１を一定量巻き取って、訓練者の転倒を防止する。
【００３３】
画像処理部２１６は、全体制御部２１０からの制御信号に従って、正面カメラユニット１４０および側面カメラユニット１４１から受け取った画像信号を画像処理して画像データを生成する。また、画像処理部２１６は、全体制御部２１０からの指示に従って、正面カメラユニット１４０および側面カメラユニット１４１から受け取った画像信号に画像処理を施して、特定の画像解析を実行することもできる。例えば、抽出されたエッジ等の情報から、両肩位置や股関節位置を検出することができる。これらの位置情報は、訓練者９００の運脚中における体幹や脚、足平等の様子を評価する基礎情報となる。
【００３４】
記憶部２１７は、不揮発性の記憶媒体であり、例えばソリッドステートドライブが用いられる。記憶部２１７は、歩行訓練装置１００を制御するための制御プログラム、異常歩行の判定結果や異常歩行に対する助言を表示する表示プログラムの他にも、制御や演算に用いられる様々なパラメータ値、関数、ルックアップテーブル等を記憶している。特に、歩行訓練装置１００を利用する訓練者に関する個別情報を蓄積したデータベースである訓練者情報ＤＢ２１７ａと、複数の異常歩行症状とそれぞれに対応する調整項目に関する助言を纏めた参照テーブルである項目テーブル２１７ｂとを記憶している。なお、これらのデータベースは、例えばネットワークに接続された記憶装置に記憶されても良く、その場合は、歩行訓練装置１００が、必要に応じて当該記憶装置から必要な個別情報や参照テーブルをこれらのデータベースから取得する。
【００３５】
正面カメラユニット１４０および側面カメラユニット１４１は、全体制御部２１０からの制御信号に従って撮像動作を繰り返し、画像処理部２１６へ画像信号を出力する。全体制御部２１０は、様々な演算や制御を実行する機能実行部としての役割も担う。判定部２１０ａは、予め定められた複数の異常歩行症状に基づいて、トレッドミル１３１上を歩行する訓練者９００の異常歩行を判定する。具体的には、画像処理部２１６の解析結果や荷重センサ２２２の出力結果等を用いて、異常歩行症状のそれぞれに該当するか否かを判定する。表示整形部２１０ｂは、訓練用モニタ１３８および管理用モニタ１３９を介して呈示すべき情報を取捨選択し、表示形式を整えて表示映像を生成する。生成された表示映像は、表示制御部２１３を介して訓練用モニタ１３８または管理用モニタ１３９に表示される。
【００３６】
上述のように、歩行補助装置１２０は訓練者９００の患脚に装着されるが、歩行訓練装置１００は、歩行補助装置１２０に指令を与えたり、センサ情報を受け取ったりするために、全体制御部２１０に接続された通信接続ＩＦ２１９を備える。歩行補助装置１２０も、通信接続ＩＦ２１９と有線または無線によって接続される通信接続ＩＦ２２９が設けられている。通信接続ＩＦ２２９は、歩行補助装置１２０の補助制御部２２０に接続されている。通信接続ＩＦ２１９、２２９は、通信規格に則った例えば無線ＬＡＮ等の通信インタフェースである。
【００３７】
補助制御部２２０は、例えばＭＰＵであり、全体制御部２１０から与えられた制御プログラムを実行することにより、歩行補助装置１２０の制御を実行する。また、歩行補助装置１２０の状態を、通信接続ＩＦ２１９、２２９を介して全体制御部２１０へ通知する。また、全体制御部２１０からの指令を受けて、歩行補助装置１２０の起動／停止等を実行する。
【００３８】
関節駆動部２２１は、制御ユニット１２１のモータとその駆動回路を含む。補助制御部２２０は、関節駆動部２２１へ駆動信号を送ることにより、上腿フレーム１２２と下腿フレーム１２３がヒンジ軸Ｈａ周りに相対的に開くように加勢したり、閉じるように加勢したりする。このような動作により、膝の伸展動作および屈曲動作をアシストしたり、膝折れを防止したりする。荷重センサ２２２は、上述の通り訓練者９００の足裏が受ける垂直荷重の大きさと分布を検出して、検出信号を補助制御部２２０へ送信する。
【００３９】
角度センサ２２３は、上述の通りヒンジ軸Ｈａ周りの上腿フレーム１２２と下腿フレーム１２３の成す角を検出して、検出信号を補助制御部２２０へ送信する。補助制御部２２０は、検出信号を受け取って膝関節の開き角を演算する。補助制御部２２０は、荷重センサ２２２からの検出信号や角度センサ２２３からの検出信号を判定部２１０ａへ送信する。補助制御部２２０は、これらの検出信号を解析して得られる遊脚／立脚の状態判別や切替り推定の結果を判定部２１０ａへ送信しても良い。
【００４０】
ここで、判定部２１０ａによる判定手法の一例について、さらに説明する。判定部２１０ａは、正面カメラユニット１４０および側面カメラユニット１４１が撮像した訓練者画像を画像処理部２１６が解析した結果から、歩行中である訓練者９００の体幹の傾きを演算する。具体的には、画像処理部２１６が解析した両肩位置や股関節位置などの主要骨格の基準位置を接続して画像中の体幹を決定し、当該体幹の伸延方向と歩行面の鉛直軸が成す角を傾斜角として演算する。判定部２１０ａは、演算した体幹の傾きを用いて訓練者９００の異常歩行を判定する。判定部２１０ａは、画像処理部２１６による画像解析や荷重センサ２２２等のセンサ出力から検出される引摺り歩行や躓き、手摺り１３０ａの把持等についても、判定の対象として考慮する。
【００４１】
異常歩行であるか否かは、例えば、以下に説明する６つを基準として判定することができる。１つ目の基準は、患脚が遊脚期を終えて着地したときの股関節から足関節までの歩行方向に沿う距離が、基準値以上であるか否かである。基準値未満であれば、患脚を十分に振り出せなかったとして異常歩行の症状が現れていると判定する。この異常歩行症状を「骨盤後退」と称する。２つ目の基準は、患脚の立脚中における膝関節の屈曲角度が基準角度以上であるか否かである。基準角度以上であれば、膝関節に上体の重さが集中しているとして異常歩行の症状が現れていると判定する。この異常歩行症状を「過度な膝関節の屈曲」と称する。
【００４２】
３つ目の基準は、患脚が立脚期から遊脚期に切り替わる振り出し時の、股関節から足関節までの歩行方向に沿う距離が、基準値以上であるか否かである。基準値未満であれば、上体の体重移動が自由に行えなかったとして異常歩行の症状が現れていると判定する。この異常歩行症状を「振り出し困難」と称する。４つ目の基準は、患脚の立脚中における体幹の前方向への傾斜角度が基準角度以上であるか否かである。基準角度以上であれば、前のめりの姿勢であるとして異常歩行の症状が現れていると判定する。この異常歩行症状を「体幹の前傾」と称する。
【００４３】
５つ目の基準は、患脚の立脚中における体幹の患脚側への傾斜角度が基準角度以上であるか否かである。基準角度以上であれば、左右方向へのブレが大きいとして異常歩行の症状が現れていると判定する。この異常歩行症状を「過度な骨盤の麻痺側移動」と称する。６つ目の基準は、患脚の遊脚中における体幹の前方向への傾斜角度が基準角度以上であるか否かである。基準角度未満であれば、上体の体重移動が自由に行えずにのけぞっているとして異常歩行の症状が現れていると判定する。この異常歩行症状を「体幹の後傾」と称する。
【００４４】
以上の６つの異常歩行症状は、それぞれ検出される距離や角度の程度によっては転倒に至る可能性がある特定異常歩行症状である。それぞれの特定異常歩行症状における測定対象の測定範囲には、転倒に至る可能性がある範囲である第１階層（ＫＲ階層）と、転倒に至る可能性がない範囲である第２階層（ＫＰ階層）が設定されている。例えば、「骨盤後退」の測定対象は、上述のように股関節から足関節までの歩行方向に沿う距離であるが、０以上Ｄ１未満の範囲をＫＲ階層、Ｄ１以上Ｄ２未満の範囲をＫＰ階層、Ｄ２以上の範囲を正常階層と設定する。検出された距離ＤがＫＲ階層に含まれるのであれば、転倒の可能性がある異常歩行、ＫＰ階層に含まれるのであれば転倒の可能性がない異常歩行、正常階層に含まれるのであれば正常歩行と判定される。それぞれの境界値（Ｄ１、Ｄ２等）は、訓練者９００の身長、体重、麻痺の程度等に応じて、医師等により予め設定される。なお、本実施形態においては、上記の異常歩行症状を特定異常歩行症状と定めるが、転倒に至る可能性があるような他の基準に着目して特定異常歩行症状を定めても良い。
【００４５】
異常歩行症状には、転倒に至る可能性がある特定異常歩行症状の他に、転倒に至ることはないものの、健常者とは異なる歩容を示すものもある。そのような異常歩行症状としては、患脚を振り回す「分回し歩行」や、骨盤が持ち上がる「骨盤挙上」、遊脚中に踵が不自然に持ち上がる「内側ホイップ」などがある。このような異常歩行症状における測定対象の測定範囲はＫＰ階層と正常階層の２つに区分され、測定結果が、ＫＰ階層に含まれるのであれば異常歩行と判定され、正常階層に含まれるのであれば正常歩行と判定される。
【００４６】
判定部２１０ａは、訓練試行中に逐次得られる画像処理部２１６の解析結果や荷重センサ２２２、角度センサ２２３からの検出信号等を用いて異常歩行を判定する。表示整形部２１０ｂは、判定部２１０ａの判定結果を表示オブジェクトに整形して、訓練用モニタ１３８および管理用モニタ１３９に表示する。図４は、異常歩行症状の判定結果を視覚的に示す表示オブジェクトの例である。特に、図４（ａ）は、特定異常歩行症状の判定結果を示す第１オブジェクト５１０の一例であり、図４（ｂ）は、特定異常歩行症状以外の異常歩行症状の判定結果を示す第２オブジェクト５２０の一例である。
【００４７】
第１オブジェクト５１０は、左右に配置された２つの円とこれら２つの円を共通外接線で接続した長円形状を成し、症状タイトル５１１、ＫＲ指標５１２およびＳＵＭ指標５１３を含んで構成されている。症状タイトル５１１は、その第１オブジェクト５１０がいずれの特定異常歩行症状の判定結果を示しているかを表す文字情報である。図４（ａ）の例では、「体幹の後傾」の文字情報が示されている。
【００４８】
ＫＲ指標５１２は、訓練試行中に判定部２１０ａが当該特定異常歩行症状（ここでは「体幹の後傾」）と判定したもののうちＫＲ階層に該当したと判定した回数を示す数値である。ＫＲ指標５１２は、第１オブジェクト５１０のうち右側の円の内部に設けられている。図４（ａ）の例では、「１０」の数値が示されている。ＳＵＭ指標５１３は、訓練試行中に判定部２１０ａが当該特定異常歩行症状と判定した回数（すなわち、ＫＲ階層およびＫＰ階層のいずれかに該当した回数）に応じて左端から伸延する棒グラフである。図４（ａ）の例では、棒グラフは第１オブジェクト５１０の中央付近まで伸延する斜線で示されている。特定異常歩行症状の判定結果がこのような一体的な表示態様で表示されると、訓練者９００やオペレータ９１０は、その特定異常歩行症状名、判定された全体の頻度、そのうち転倒に至るような危険な状態として判定された頻度を、纏めて視認することができる。すなわち、一目で直感的に認識することができる。
【００４９】
第２オブジェクト５２０は、第１オブジェクト５１０のうちＫＲ指標５１２を示す右側の円が取り除かれた形状を成し、症状タイトル５２１、およびＫＰ指標５１３を含んで構成されている。症状タイトル５２１は、その第２オブジェクト５２０がいずれの異常歩行症状の判定結果を示しているかを表す文字情報である。図４（ｂ）の例では、「急激な膝関節の伸展」の文字情報が示されている。
【００５０】
ＫＰ指標５１３は、訓練試行中に判定部２１０ａが当該異常歩行症状と判定した回数に応じて左端から伸延する棒グラフである。図４（ｂ）の例では、棒グラフは第２オブジェクト５２０の中央より若干右側にまで伸延する斜線で示されている。なお、第２オブジェクト５２０は、特定異常歩行症状以外の異常歩行症状の判定結果を示すものなので、その測定対象の測定範囲にＫＲ階層は存在せず、測定結果がＫＰ階層に該当した回数が、異常歩行症状と判定した回数となる。異常歩行症状の判定結果がこのような一体的な表示態様で、かつ、ＫＰ指標５１３がＳＵＭ指標５１３と同様の表示態様で表示されると、訓練者９００やオペレータ９１０は、それぞれの症状が生じた頻度を対比して認識することができる。
【００５１】
なお、本実施形態においては、ＫＲ階層に該当した頻度をＫＲ指標５１２のように数値で表し、ＫＲ階層およびＫＰ階層のいずれかに該当した合計の頻度をＳＵＭ指標５１３のように棒グラフで表したが、それぞれの頻度の表現はこれに限らない。数値ではなく、特定のアイコンをその数だけ並べて表現しても良いし、特定図形の大きさで表現しても良い。いずれにしても、それぞれの頻度が一体的に表示され、一目で理解し得る態様であれば良い。また、ＫＰ指標５２３も棒グラフの表示態様に限らず、ＳＵＭ指標５１３と統一された表示態様であれば良い。
【００５２】
また、図４（ａ）の例においては、ＳＵＭ指標５１３はＫＲ階層に該当した回数とＫＰ階層に該当した回数を合計して、これらを一体的に棒グラフとして表したが、その内訳がわかるように、例えばそれぞれの回数の境界部分に区切り線を加えても良い。また、ＫＰ階層が歩行異常の程度に応じて更に複数に区分される場合には、判定部２１０ａがいずれの区分に該当するかを判断して、それぞれの区分における頻度がわかるようにＫＰ階層の部分を表示しても良い。この場合、図４（ｂ）のＫＰ指標５２３も同様にそれぞれの区分における頻度がわかるように表示すると良い。
【００５３】
図５は、訓練試行中の訓練用モニタ１３８の表示例を示す図である。訓練用モニタ１３８の最上部にはステータス領域３１０が設けられており、訓練試行におけるステータス情報が表示されている。ステータス情報は、試行継続時間、歩行距離、訓練レベル、得点インジケータ等を含む。試行継続時間は、試行開始からの時間であり、継続時間は、不図示のタイマーによって計測される。歩行距離は、トレッドミル駆動部２１１がベルト１３２を回転させた積算量から計測される。訓練レベルは、訓練試行の難易度を表わし、訓練者９００が予め設定された基準を満たすごとに更新される。得点インジケータは、獲得ポイントの加算、減算に応じて増減される。
【００５４】
訓練用モニタ１３８のうちステータス領域３１０以外の領域には、カメラ画像３２０が映し出されている。カメラ画像３２０は、正面カメラユニット１４０または側面カメラユニット１４１によって撮像された訓練者９００の全身画像であり、例えば６０ｆｐｓのリアルタイム映像として表示される。訓練者９００は、訓練試行中の自身の姿をリアルタイム映像として確認することができる。なお、正面カメラユニット１４０が撮像した画像を表示する場合は、訓練者９００は訓練用モニタ１３８に相対しているので、カメラ画像３２０は、視認性の観点から図示するように鏡像反転されていることが好ましい。これらの表示映像は、表示整形部２１０ｂで整形され、表示制御部２１３から映像信号として訓練用モニタ１３８へ供給される。
【００５５】
判定部２１０ａは、上述のように訓練試行の進行中に逐次訓練者９００の異常歩行を判定している。判定部２１０ａがいずれかの異常歩行症状を判定すると、表示整形部２１０ｂは、当該異常歩行症状に応じて第１オブジェクト５１０または第２オブジェクト５２０を整形し、カメラ画像３２０の周辺部に表示する。図の例では、特定異常歩行症状として「体幹の後傾」と「過度な膝関節の屈曲」が判定され、２つの第１オブジェクト５１０が表示されている様子を示している。それぞれのＫＲ指標５１２およびＳＵＭ指標５１３は、それぞれの判定時点における頻度を示す。
【００５６】
訓練試行中は、カメラ画像３２０において訓練者９００が大きく隠れることは好ましくないので、予め定められた周辺部の領域（図の例では左下領域）に限って第１オブジェクト５１０および第２オブジェクト５２０を表示する。また、それぞれのオブジェクトを表示する表示時間も、判定後の数秒程度に留める。すなわち、訓練試行の進行中は、判定された全ての異常歩行症状を羅列して表示するのではなく、訓練試行の進行に合わせて一部の判定結果を表示するように、表示を更新する。
【００５７】
限られた領域に逐次生成されるオブジェクトを表示する表示手法としては、例えば、新たなオブジェクトが生成されるたびに、古いオブジェクトに上書きすることが考えられる。他にも、特定異常歩行症状を示す第１オブジェクト５１０については、表示時間を長くしたり、古い第１オブジェクト５１０よりも新しい第２オブジェクト５２０に上書きしたりするなど、優先的に表示しても良い。第１オブジェクト５１０と第２オブジェクト５２０で大きさや色を変更したり、表示するタイミングや消去するタイミングに合わせてアニメーションを用いたりしても良い。
【００５８】
図６は、訓練試行後の訓練用モニタ１３８の表示例を示す図である。訓練試行が終了したタイミングでは、訓練試行全体を通して検出された異常歩行症状の全てが表示される。図の例では、４つの第１オブジェクト５１０（特定異常歩行症状としては「体幹の後傾」「過度な膝関節の屈曲」「骨盤後退」「振り出し困難」）と１つの第２オブジェクト５２０（異常歩行症状としては「急激な膝関節の伸展」）が表示されている。
【００５９】
この段階では、訓練試行の振り返りとして訓練者９００が判定結果をしっかり認識したいことを考慮して、それぞれのオブジェクトをカメラ画像３２０の中央部に比較的大きく羅列して表示する。この場合、検出された異常歩行症状に対する全部のオブジェクトを一度に表示することが好ましい。表示領域の不足により一度に表示することができない場合には、例えばスクロール表示手法を用いて、オブジェクトを順次入れ替えつつ表示しても良い。なお、訓練試行後の表示においても、第２オブジェクト５２０より第１オブジェクト５１０を優先して表示することが好ましい。例えば図示するように、第１オブジェクト５１０は、第２オブジェクト５２０よりも上部に表示される。
【００６０】
図７は、訓練試行後の管理用モニタ１３９の表示例を示す図である。訓練試行を通して検出された異常歩行症状は、管理用モニタ１３９にも表示される。訓練用モニタ１３８への表示は訓練者９００向けであるので視認性が高いグラフィカルなものであるのに対し、訓練を補助するオペレータ９１０向けの表示である管理用モニタ１３９への表示は、情報の正確な伝達性を重視したものである。
【００６１】
本実施形態においては、検出された異常歩行症状を第１オブジェクト５１０と第２オブジェクト５２０で表示すると共に、検出されなかった異常歩行症状についても第１オブジェクト５１０’と第２オブジェクト５２０’として表示する。第１オブジェクト５１０’と第２オブジェクト５２０’は、例えば全体的に薄いグレーで表され、第１オブジェクト５１０、第２オブジェクト５２０よりも下部に表示される。なお、全てのオブジェクトを一画面中に収めて表示しても良いが、図示するように表示しきれないオブジェクトが下方に用意されるような場合には、スクロールバー５０１を表示して、オペレータ９１０からフリック操作等を受け付けるようにしても良い。タッチパネル１４２がオペレータ９１０のフリック操作を受け付けると、表示整形部２１０ｂは、その操作方向へ表示されているオブジェクトをスクロールすると共に、隠れていたオブジェクトが表出させる。
【００６２】
本実施形態においては、管理用モニタ１３９に表示されるオブジェクトも訓練用モニタ１３８に表示されるオブジェクトも同じ表示態様としたが、管理用モニタ１３９に表示されるオブジェクトをより詳細な表示態様としても良い。なお、その場合であっても、特定異常歩行症状の判定結果を表示するオブジェクトについては、ＫＲ階層に該当した頻度と、ＫＲ階層およびＫＰ階層のいずれかに該当した合計の頻度とを並置するなど一体的に表示することが好ましい。
【００６３】
管理用モニタ１３９に表示されたオブジェクトがオペレータ９１０のタップ操作によって選択されると、選択されたオブジェクトに係る異常歩行症状を改善するための調整項目に関する助言が現れる。この助言表示機能について具体的に説明する。
【００６４】
図８は、管理用モニタ１３９において症状を改善するための助言を表示する表示例を示す図である。図示するように、例えば特定異常歩行症状である「骨盤後退」を示す第１オブジェクト５１０がタップされると、「骨盤後退」の症状を改善するための助言の一覧が改善方法として表示される。具体的には、選択された「骨盤後退」の第１オブジェクト５１０から突き出る態様で助言ウィンドウ６００が表示され、助言ウィンドウ６００の中に「骨盤後退」に対応するそれぞれの助言が第３オブジェクト６１０として配列される。
【００６５】
第３オブジェクト６１０は、例えば「底屈制限  背屈へ」のように、助言を文字情報として表す助言タイトル６１１を含んで構成されている。ここで症状を改善するための助言は、歩行訓練装置１００に多く用意された調整項目について、どの項目をどのように調整すれば効果的に訓練者９００の当該異常歩行症状を改善させられるのかを表すものである。「底屈制限  背屈へ」であれば、歩行補助装置１２０において下腿フレーム１２３と足平フレーム１２４の間に設けられた調整機構１２６の調整について、回動範囲の底屈側制限をより背屈側へ変更すると症状が改善される可能性が高いことを表している。
【００６６】
図示するように、助言ウィンドウ６００には、「骨盤後退」の症状を改善するための助言として、「底屈制限  背屈へ」の他に、「膝伸展アシスト  増」「振り出し前後調整  後へ」「足元ＦＢ  足形」「背屈制限  背屈へ」「体重免荷量  増」「振り出しアシスト  減」のそれぞれが、第３オブジェクト６１０として表示されている。表示しきれない第３オブジェクト６１０が存在する場合には、スクロールバー５０２を表示して、フリック操作等を受け付けるようにしても良い。
【００６７】
なお、ここで表示される助言は、歩行訓練装置１００に用意された機械的物理的な調整機構の調整に関する助言に限らない。例えば「足元ＦＢ  足形」は、訓練試行中においてカメラ画像３２０に映る訓練者９００の足元に対し、望ましい接地箇所に足形マークを重畳して表示すると良いことを表している。このような足形マークを表示すると、訓練者９００は、歩容を整えるための指標として当該足形マークを利用することができる。
【００６８】
図示するように、特定の第３オブジェクト６１０には、注意アイコン６２０が重ねて表示されている。具体的には、「振り出し前後調整  後へ」「背屈制限  背屈へ」「振り出しアシスト  減」を示す第３オブジェクト６１０に注意アイコン６２０が重ねられている。注意アイコン６２０は、これらの助言を採用する場合には注意が必要であることを示している。具体的には後に詳述する。
【００６９】
それぞれの異常歩行症状に対する助言は、項目テーブル２１７ｂにおいてリストとして対応付けられている。表示整形部２１０ｂは、選択された異常歩行症状に対する助言について、項目テーブル２１７ｂを参照して第３オブジェクト６１０を整形する。しかし、表示整形部２１０ｂは、項目テーブル２１７ｂに記載された順に、対応する第３オブジェクト６１０を助言ウィンドウ６００に並べて表示するわけではない。本実施形態においては、表示整形部２１０ｂは、選択された異常歩行症状（図８においては「骨盤後退」）を改善するための助言について、判定部２１０ａが異常歩行を判定した他の判定結果の異常歩行症状（図８においては「体幹の後傾」「過度な膝関節の屈曲」「振り出し困難」「急激な膝関節の伸展」）を改善するための助言と共通するものほど優先して表示する。図８に示すそれぞれの第３オブジェクト６１０は、このようにして表示順が決定されている。
【００７０】
以下に表示順を決定する手順について説明する。図９は、図８の例において検出された異常歩行症状とその改善方法の一覧を示す図である。図示する一覧は、項目テーブル２１７ｂから検出された異常歩行症状に関する部分のみを抜粋したものに相当する。例えば、異常歩行症状「骨盤後退」に対しては、８個の改善方法についての助言（「底屈制限 背屈へ」「背屈制限 背屈へ」「体重免荷量 増」「膝伸展アシスト 増」「振り出しアシスト 減」「振り出し前後調整 後へ」「足元ＦＢ 足型」「脚免荷位置 外へ」）が対応付けられている。
【００７１】
図１０は、改善方法の表示態様を決定するまでの処理を説明する図であり、具体的には、選択された異常歩行症状「骨盤後退」に対応付けられたそれぞれの助言を解析した結果を示す図である。対応付けられた１つ目の助言は「底屈制限 背屈へ」であるが、この助言は、図９を参照すると、「体幹の後傾」「振り出し困難」「急激な膝関節の伸展」にも共通する。したがって、他の症状と合わせた重複数を「４」とする。２つ目の助言は「背屈制限  背屈へ」であるが、この助言は、他の症状と共通しない。したがって、他の症状と合わせた重複数を「１」とする。同様に、３つ目の助言である「体重免荷量 増」の重複数は「１」である。４つ目の助言である「膝伸展アシスト 増」は、「過度な膝関節の屈曲」と「急激な膝関節の伸展」に共通するので、重複数は「３」である。同様にカウントすると、５つ目の助言である「振り出しアシスト 減」の重複数は「１」であり、６つ目の助言である「振り出し前後調整 後へ」の重複数は「２」であり、７つ目の助言である「足元ＦＢ 足型」の重複数は「２」であり、８つ目の助言である「脚免荷位置 外へ」の重複数は「１」である。
【００７２】
これらの解析結果から、重複数の大きいものほど表示順を上位とする。具体的には、重複数が最も大きかった「底屈制限 背屈へ」を表示順「１」とし、次に大きかった「膝伸展アシスト 増」を表示順「２」とする。同じ重複数についてはリスト順に表示順を与えると、図示するように、１から８までの表示順が決定される。表示整形部２１０ｂは、それぞれの助言に対して生成した第３オブジェクト６１０を、このように決定された表示順に従って、助言ウィンドウ６００内を上から並べて表示する。このように表示すれば、補助者であるオペレータ９１０は、検出された異常歩行症状間で複雑に相互に関係し合う調整項目のどれをどのように調整すれば訓練者９００の異常歩行症状を効果的に改善できるかを、適切かつ即座に認識することができる。
【００７３】
なお、上記においては優先して表示する例として、共通する助言ほど上位に表示する例を説明した。しかし、優先して表示する例はこれに限らず、直接的に数値で順位を表示したり、優先される助言ほど助言ウィンドウ６００を大きくしたり、アニメーションを用いて目立つ表示にしたりしても良い。
【００７４】
図１０のうち、「他の改善方法との相反」は、「骨盤後退」の症状に対応付けられたそれぞれの助言が、検出された他の症状に対応付けられた助言と相反するかについての解析結果を表す。例えば、２つ目の助言である「背屈制限  背屈へ」は、図９を参照すると、「過度な膝関節の屈曲」に対応付けられた助言である「背屈制限  底屈へ」と相反する。すなわち、同じ調整項目に対して互いに逆向きの調整が指示されている。このような場合は、一方の症状を改善しようとしても、他方の症状は改善されない、あるいは悪化させてしまうという場合もあり得るので、当該助言の採用には注意すべきである。このように、他の症状に対応付けられた助言と相反する場合には「有」と記述し、相反しない場合には「無」と記述する。
【００７５】
表示整形部２１０ｂは、「他の改善方法との相反」欄に「有」が記述された助言に対応する第３オブジェクト６１０については、図８に示すように注意アイコン６２０を重ねて表示する。補助者であるオペレータ９１０は、この注意アイコンを確認した上でいずれの調整項目を調整するかを決定できるので、気付かないまま特定の異常歩行症状を悪化させてしまうことを回避できる。
【００７６】
注意アイコン６２０が重ねられた第３オブジェクト６１０をオペレータ９１０がタップすると、検出された異常歩行症状のうち当該第３オブジェクト６１０に対応する助言と同一の助言が対応付けられた異常歩行症状の第１オブジェクト５１０および第２オブジェクト５２０の表示態様が変化する。また、検出された異常歩行症状のうち当該第３オブジェクト６１０に対応する助言と相反する助言が対応付けられた異常歩行症状の第１オブジェクト５１０および第２オブジェクト５２０の表示態様が、同一の場合の態様とは異なる態様に変化する。図１１は、そのように変化した表示態様で表示された異常歩行症状の表示例を示す図である。
【００７７】
図１１は、具体的には、図８に示す表示状態からオペレータ９１０が、注意アイコン６２０が重ねられた「振り出し前後調整  後へ」を示す第３オブジェクト６１０がタップされた場合の表示例である。「振り出し前後調整  後へ」の助言は、図９を参照すると、異常歩行症状「過度な膝関節の屈曲」の助言としても含まれていることがわかる。そこで、表示整形部２１０ｂは、異常歩行症状「過度な膝関節の屈曲」を示す第１オブジェクト５１０の周辺部に、「ＯＫ」と記された第１属性アイコン６３１を重畳する。オペレータ９１０は、第１属性アイコン６３１を確認することで、「振り出し前後調整  後へ」の助言を採用した場合には、「過度な膝関節の屈曲」の異常歩行症状も同時に改善され得ると認識できる。
【００７８】
一方、異常歩行症状「体幹の後傾」および「振り出し困難」には、図９を参照すると、「振り出し前後調整 前へ」の助言が含まれていることがわかる。「振り出し前後調整 前へ」の助言は、「振り出し前後調整  後へ」の助言と相反するので、表示整形部２１０ｂは、異常歩行症状「体幹の後傾」および「振り出し困難」を示すそれぞれの第１オブジェクト５１０の周辺部に、「ＮＧ」と記された第２属性アイコン６３２をそれぞれ重畳する。オペレータ９１０は、第２属性アイコン６３２を確認することで、「振り出し前後調整  後へ」の助言を採用した場合には、「体幹の後傾」および「振り出し困難」の異常歩行症状の改善には寄与しない、あるいは、症状を悪化させてしまう可能性があることを認識できる。すなわい、オペレータ９１０は、第１属性アイコン６３１および第２属性アイコン６３２が重畳された異常歩行症状を確認することにより、当該助言の採否を総合的に判断することができる。
【００７９】
なお、上記の例では注意アイコン６２０が重畳された第３オブジェクト６１０をタップした場合について説明したが、注意アイコン６２０が重畳されていない第３オブジェクト６１０がタップされた場合にも、同様に第１属性アイコン６３１を重畳しても良い。すなわち、当該第３オブジェクト６１０が示す助言と同一の助言を含む異常歩行症状を示す第１オブジェクト５１０または第２オブジェクト５２０の周辺部に第１属性アイコン６３１を重畳しても良い。
【００８０】
また、上記の例では第１オブジェクト５１０および第２オブジェクト５２０の表示態様の変化の一つとして第１属性アイコン６３１または第２属性アイコン６３２を重畳する例を説明したが、表示態様の変化はこれに限らない。例えば、同一の助言を含む場合にはオブジェクトそのものを青系の色調に、相反する助言を含む場合にはオブジェクトそのものを赤系の色調に変化させてハイライトさせても良い。拡大縮小や、アニメーションを用いた表示効果を採用しても良い。
【００８１】
次に、一連の訓練試行に対する制御処理について説明する。図１２は、一連の訓練試行における処理フローを示す図である。全体制御部２１０は、ステップＳ１０１で、オペレータ９１０や訓練者９００に指定された訓練メニューに沿った訓練試行を開始する。訓練試行が開始されると、全体制御部２１０は、ステップＳ１０２で、訓練状況の取得を行う。具体的には、正面カメラユニット１４１および側面カメラユニット１４２が撮像した撮像画像を取り込み、画像処理部２１６に画像処理を行わせ、併せて歩容を解析する解析処理を実行させる。また、荷重センサ２２２等からの出力信号を取得する。ステップＳ１０３へ進み、判定部２１０ａは、ステップＳ１０２で取得された訓練状況を用いて、訓練者９００の異常歩行を判定する。具体的には、上述したように予め設定された複数の異常歩行症状のいずれかに該当するか否かを判定する。特に特定異常歩行症状については、測定対象の測定結果がＫＰ階層に含まれるのかＫＲ階層に含まれるのかについても判定する。
【００８２】
表示整形部２１０ｂは、ステップＳ１０４で、表示制御部２１３を介して訓練用モニタ１３８と管理用モニタ１３９の表示を更新する。具体的には、訓練用モニタ１３８については、訓練試行の進捗に合わせてステータス領域３１０を更新し、正面カメラユニット１４０または側面カメラユニット１４１の出力に応じてカメラ画像３２０を更新する。特に、ステップＳ１０３で異常歩行が判定された場合には、図５を用いて説明したように、検出した異常歩行症状に応じて第１オブジェクト５１０または第２オブジェクト５２０を整形し、カメラ画像３２０の周辺部に表示する。管理用モニタ１３９については、訓練用モニタ１３８と同様の更新のほか、異常歩行症状についての更に詳細な情報を表示しても良い。
【００８３】
全体制御部２１０は、ステップＳ１０５で、予定された訓練試行が終了したか否かを判断する。終了していないと判断したらステップＳ１０２へ戻る。終了したと判断したら、ステップＳ１０６へ進む。
【００８４】
ステップＳ１０６へ進むと、表示整形部２１０ｂは、判定部２１０ａが訓練試行中に判定した異常歩行症状の判定結果を取り纏め、訓練用モニタ１３８については図６で示す態様で、管理用モニタ１３９については図７に示す態様で表示する。
【００８５】
操作受付部２１２は、ステップＳ１０７で、オペレータ９１０によるタッチパネル１４２の操作を受け付ける。全体制御部２１０は、操作受付部２１２からの受付信号を取得して、管理用モニタ１３９に表示された判定結果である第１オブジェクト５１０および第２オブジェクト５２０のいずれかが選択されたか否かを判断する。選択されたと判断した場合にはステップＳ１０８へ進み、選択されていないと判断した場合にはステップＳ１１１へスキップする。
【００８６】
ステップＳ１０８へ進むと、表示整形部２１０ｂは、選択されたオブジェクトに係る異常歩行症状を改善するための助言を表示する。図１３は、ステップＳ１０８の改善助言の表示に関する処理フローを詳細に説明するフロー図である。表示整形部２１０ｂは、ステップＳ１０８１で、選択されたオブジェクトに係る異常歩行症状に対応付けられた助言を抽出する。続いてステップＳ１０８２へ進み、訓練試行中に判定された他の異常歩行症状に対応付けられた助言を項目テーブル２１７ｂから抽出する。
【００８７】
ステップＳ１０８３へ進み、表示整形部２１０ｂは、選択されたオブジェクトに係る異常歩行症状に対応付けられた助言のそれぞれについて、ステップＳ１０８２で抽出された助言と共通するかを判別し、図１０を用いて説明したように重複数をカウントする。続いてステップＳ１０８４へ進み、重複数に応じて表示順を決定する。表示整形部２１０ｂは、ステップＳ１０８５で、選択されたオブジェクトに係る異常歩行症状に対応付けられた助言と相反する助言がステップＳ１０８２で抽出された助言に存在するか否かを確認する。表示整形部２１０ｂは、これらの処理が完了したらステップＳ１０８６へ進み、図８に示す態様で、選択されたオブジェクトに係る異常歩行症状を改善するための助言を表示する。
【００８８】
図１２へ戻る。操作受付部２１２は、ステップＳ１０９で、オペレータ９１０によるタッチパネル１４２の操作を受け付ける。全体制御部２１０は、操作受付部２１２からの受付信号を取得して、管理用モニタ１３９に表示された第３オブジェクト６１０のいずれかが選択されたか否かを判断する。選択されたと判断した場合にはステップＳ１１０へ進み、選択されていないと判断した場合にはステップＳ１１１へスキップする。
【００８９】
ステップＳ１１０へ進むと、表示整形部２１０ｂは、図１１に示すように、選択された第３オブジェクト６１０に係る助言と同一の助言が対応付けられた異常歩行症状の第１オブジェクト５１０および第２オブジェクト５２０に「ＯＫ」と記された第１属性アイコン６３１を重畳する。また、選択された第３オブジェクト６１０に係る助言と相反する助言が対応付けられた異常歩行症状の第１オブジェクト５１０および第２オブジェクト５２０に「ＮＧ」と記された第２属性アイコン６３２を重畳する。
【００９０】
ステップＳ１１１では、全体制御部２１０は、訓練者９００またはオペレータ９１０から終了の指示を受け付けたか否かを確認する。指示を受け付けていなければ、ステップＳ１０６へ戻る。指示を受け付けていれば、一連の処理を終了する。
【００９１】
以上説明した本実施形態においては、一つの第１オブジェクト５１０または第２オブジェクト５２０の選択を受け付け、その異常歩行症状を改善するための助言について、他の異常歩行症状の助言と共通するものほど優先して表示する例を説明した。しかし、これに限らず、複数のオブジェクトの選択を受け付け、それらの異常歩行症状を改善するための共通する助言について、他の異常歩行症状の助言と共通するものほど優先して表示する機能を追加しても良い。このような表示態様にも対応すれば、複数の異常歩行症状を並行して改善したい場合に、オペレータ９１０は、調整項目の調整を適切に行うことができる。
【００９２】
また、助言にはその異常歩行症状の改善に大きく寄与するものとそうでないものとが混在する場合もあるので、それぞれの助言に重要度を設定し、その重要度を考慮して優先順位を変更しても良い。例えば、訓練者９００に引張力が作用する「膝伸展アシスト  増」は、訓練用モニタ１３８への表示に留まる「足元ＦＢ  足型」よりも重要度を高く設定すると良い。あるいは、優先順位に反映させるのではなく、重要度に応じて表示形式を変更しても良い。例えば、重要度の高い助言ほど大きく表示する。このように、それぞれの助言に重要度を設定して表示態様を変更すれば、オペレータ９１０は、より効果的な助言を採用しやすくなる。
【００９３】
また、過去の表示履歴を考慮してそれぞれの助言の優先順位を変更しても良い。例えば、それまでの訓練試行に対して何度も表示されている助言については優先順位を下げる。過去の表示履歴は、訓練試行を実施するたびに更新される訓練者情報ＤＢ２１７ａに記録される。あるいは、優先順位に反映させるのではなく、過去の表示履歴に応じて表示形式を変更しても良い。例えば、何度も表示されている助言ほど小さく表示する。このように、それぞれの助言に対して表示履歴を記録しておき、その表示履歴に応じて表示態様を変更すれば、オペレータ９１０は、より効果的な助言を採用しやすくなる。
【００９４】
次に、管理用モニタ１３９における文字入力のユーザインタフェースについて説明する。図１４は、文字入力項目を含む入力画面の表示例を示す図である。図示する入力画面は、訓練者の新規登録画面であり、文字入力が必要となる前の表示例である。新規登録画面は、第１フレーム７１０と第２フレーム７２０によって構成される。第１フレーム７１０は、人型を表すグラフィックス７１１と各種入力ウィンドウ７１２を含む。第２フレーム７２０は、入力を決定する「決定」と入力をキャンセルする「キャンセル」の２つの操作ボタン７２１を含む。このような表示状態において、オペレータ９１０が、例えば「担当医師」の入力ウィンドウ７１２をタップすると、表示画面は、担当医師の名前を入力する文字受付状態へ推移する。
【００９５】
図１５は、文字入力を受付ける文字受付状態の表示例を示す図である。図示するように、第１フレーム７１０および第２フレームは、上下の幅が圧縮され、画面上方へスライドする。そして生じた余剰領域に第３フレーム７３０が設けられる。
【００９６】
第１フレーム７１０に含まれているグラフィックス７１１と入力ウィンドウ７１２は、第１フレーム７１０の上下幅の圧縮に伴って、同様に上下方向に圧縮される。また、文字受付状態へ推移する前には存在した第１フレーム７１０の上下の余白の大部分は、除去される。一方で、文字入力の対象である「担当医師」については、新たにテキストウィンドウ７１３が現れる。
【００９７】
第２フレーム７２０に含まれる２つの操作ボタン７２１は、文字受付状態においても操作対象であるので、上下方向には圧縮せず、その形状を維持している。ただし、文字受付状態へ推移する前には存在した第２フレーム７２０の上下の余白の大部分は、除去される。
【００９８】
第３フレーム７３０には、ソフトキーボード７３１が表示される。オペレータ９１０は、ソフトキーボード７３１の各キーをタップすることにより文字入力を行うことができる。文字入力が終わったら、「決定」の操作ボタン７２１をタップして入力を確定させる。このような文字入力のユーザインタフェースを採用すれば、オペレータ９１０は、必要な情報を正しく認識できると共に、より簡便に文字入力を行える。
【００９９】
以上、歩行訓練装置１００を歩行訓練システムの一例として説明したが、歩行訓練システムは、それぞれの機能要素のすべてが歩行訓練装置１００に集約された構成でなくても良い。例えば、異常歩行を判定する判定部２１０aおよび表示整形部２１０ｂの少なくともいずれかの機能は、歩行訓練装置１００とネットワークを介して接続されたサーバが備える演算部が担っても良い。この場合、サーバは、判定した結果や整形した表示映像データを歩行訓練装置１００へ送信する。歩行訓練装置１００の全体制御部２１０は、送られてきた判定結果や表示映像データを利用して、上述の実施形態と同様の表示を実現する。このように、サーバと歩行訓練装置１００を含むように歩行訓練システムを構成しても良い。
【符号の説明】
【０１００】
１００  歩行訓練装置、１１０  安全装具、１１１  ハーネスワイヤ、１１２  ハーネス引張部、１２０  歩行補助装置、１２１  制御ユニット、１２２  上腿フレーム、１２３  下腿フレーム、１２４  足平フレーム、１２６  調整機構、１２７  前側連結フレーム、１２８  後側連結フレーム、１２９  上腿ベルト、１３０  フレーム、１３０ａ  手摺り、１３１  トレッドミル、１３２  ベルト、１３３  制御盤、１３４  前側ワイヤ、１３５  前側引張部、１３６  後側ワイヤ、１３７  後側引張部、１３８  訓練用モニタ、１３９  管理用モニタ、１４０  正面カメラユニット、１４１  側面カメラユニット、１４２  タッチパネル、２１０  全体制御部、２１０ａ  判定部、２１０ｂ  表示整形部、２１１  トレッドミル駆動部、２１２  操作受付部、２１３  表示制御部、２１４  引張駆動部、２１５  ハーネス駆動部、２１６  画像処理部、２１７  記憶部、２１７ａ  訓練者情報ＤＢ、２１７ｂ  項目テーブル、２１９  通信接続ＩＦ、２２０  補助制御部、２２１  関節駆動部、２２２  荷重センサ、２２３  角度センサ、２２９  通信接続ＩＦ、３１０  ステータス領域、３２０  カメラ画像、５０１、５０２  スクロールバー、５１０、５１０’  第１オブジェクト、５１１  症状タイトル、５１２  ＫＲ指標、５１３  ＳＵＭ指標、５２０、５２０’  第２オブジェクト、５２１  症状タイトル、５２３  ＫＰ指標、６００  助言ウィンドウ、６１０  第３オブジェクト、６１１  助言タイトル、６２０  注意アイコン、６３１  第１属性アイコン、６３２  第２属性アイコン、７１０  第１フレーム、７１１  グラフィックス、７１２  入力ウィンドウ、７１３  テキストウィンドウ、７２０  第２フレーム、７２１  操作ボタン、７３０  第３フレーム、７３１  ソフトキーボード、９００  訓練者、９１０  オペレータ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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