(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザにより着られるのに適した転倒防止システムであって：
前記ユーザの転倒の危険の指標を決定するセンサ；
を有し、
当該転倒防止システムは：
前記ユーザの体の個々の異なる部分に取り付けられる２以上のフィードバック装置であって、各フィードバック装置は該個々の身体部分に触覚フィードバックを適用するために制御可能であり、該２以上のフィードバック装置は該フィードバックに対して異なるレベルの感度を有する個々の身体部分に取り付けられるためのものである、フィードバック装置；及び
前記決定された指標に応答して前記ユーザの体の特定の身体部分にフィードバックが適用されるよう、前記２以上のフィードバック装置を制御するよう構成された制御部；
を有することを特徴とする転倒防止システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記ユーザの転倒の危険の指標が比較的高いときに、フィードバックが前記ユーザの体のより敏感な部分に適用されるように、及び前記ユーザの転倒の危険の指標が比較的低いときに、フィードバックが前記ユーザの体のより敏感でない部分に適用されるように、前記フィードバック装置を制御するよう構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の転倒防止システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記ユーザの転倒の危険の指標が増大すると、フィードバックが前記ユーザの体のより敏感な部分に適用されるように前記フィードバック装置を制御するよう構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の転倒防止システム。
【請求項４】
前記２以上のフィードバック装置のそれぞれは、前記ユーザのウエスト、前記ユーザの手首及び前記ユーザの肩のそれぞれに取り付けられるためのものである、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の転倒防止システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記指標が比較的低い転倒の危険を示すときに前記ユーザの体の部分のうちの下の部分に、前記指標が比較的高い転倒の危険を示すときに前記ユーザの体の部分のうちの上の部分に、フィードバックが適用されるよう、前記２以上のフィードバック装置を制御するよう構成される、
ことを特徴とする請求項４に記載の転倒防止システム。
【請求項６】
３以上のフィードバック装置；
を有し、
前記フィードバック装置のうちの少なくとも２つは、前記ユーザの体の部分の各側に取り付けられるためのものであって、
前記指標は、前記ユーザが転倒の危険のある方向を更に示し、
前記制御部は、前記決定された指標に応答して前記ユーザの体の部分の特定の側にフィードバックが適用されるよう、前記３以上のフィードバック装置を制御するよう構成される、
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の転倒防止システム。
【請求項７】
前記フィードバック装置のそれぞれは、振動触覚フィードバック装置を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の転倒防止システム。
【請求項８】
ユーザにより着られる転倒防止システムの動作方法であって：
２以上の触覚フィードバック装置を前記ユーザの体の個々の異なる部分に取り付ける段階であって、各フィードバック装置は該個々の部分にフィードバックを適用するために制御可能であり、該２以上のフィードバック装置は該フィードバックに対して異なるレベルの感度を有する個々の身体部分に取り付けられる、段階；
前記ユーザの転倒の危険の指標を決定する段階；及び
前記決定された指標に応答して前記ユーザの体の個々の部分のうちの１つにフィードバックを適用するよう、前記フィードバック装置を制御する段階；
を有する方法。
【請求項９】
前記制御する段階は、前記ユーザの転倒の危険の指標が比較的高いときに前記ユーザの体のより敏感な部分にフィードバックを適用するように、及び前記ユーザの転倒の危険の指標が比較的低いときに前記ユーザの体のより敏感でない部分にフィードバックを適用するように、前記フィードバック装置を制御する段階を有する、
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記制御する段階は、前記決定されたユーザの転倒の危険の指標が増大すると、フィードバックが前記ユーザの体のより敏感な部分に適用されるように前記フィードバック装置を制御する段階を有する、
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記取り付ける段階は、前記２以上のフィードバック装置を、前記ユーザのウエスト、前記ユーザの手首及び前記ユーザの肩のそれぞれに取り付ける段階を有する、
ことを特徴とする請求項８乃至１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記制御する段階は、前記指標が比較的低い転倒の危険を示すときに前記ユーザの体の部分のうちの下の部分に、前記指標が比較的高い転倒の危険を示すときに前記ユーザの体の部分のうちの上の部分に、フィードバックが適用されるよう、前記２以上のフィードバック装置を制御する段階を有する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
各フィードバック装置は、前記個々の部分に振動触覚フィードバックを適用する、
ことを特徴とする請求項８乃至１２の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転倒防止システム及び方法に関し、特にユーザに転倒の危険があることをユーザの身体に適用される感覚フィードバックによりユーザが警告される転倒防止システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歩行の不安定な人々は転倒の危険がある。不安定な歩行は、人々の多くのグループ、例えば高齢者、脳性麻痺の人々、両側前庭機能障害（Ｂｉｌａｔｅｒａｌ  Ｖｅｓｔｉｂｕｌａｒ  Ｌｏｓｓ：ＢＶＬ）、認知症、パーキンソン病、特に脳梗塞若しくは人工股関節置換手術後のリハビリテーションの期間中に脳梗塞、切断、骨折若しくは人工股関節置換手術に苦しむ人々、又は妊娠している女性の間で生じる。
【０００３】
身に付け、ユーザが転倒の危険が一時的に増大している状態にあることを例えばユーザがバランスを失っている場合にユーザに警告しうる、人々に利用可能な多くの装置がある。特定の装置は、ユーザの腰に巻かれユーザがバランスを失っているか転倒の危険が増大していることを示すユーザの姿勢の傾きの測定に応答して振動するベルトを設ける。振動を感知すると、ユーザは彼らの転倒の危険が増大していることを知らされる。これらの装置で用いられる感覚フィードバックの種類は、しばしば「振動触覚（ｖｉｂｒｏｔａｃｔｉｌｅ）」と表される。
【０００４】
転倒防止では、バランス制御には関心が少なく、むしろ例えば人が歩行に加えて何かに注意を払っている、又は環境条件が不十分（例えば、薄暗い照明、不整地の表面、会話のような多すぎる刺激による聴覚及び視覚体系の過負荷等）であるためにユーザのバランスが一時的に崩れたときにユーザに注意することに関心がある。
【０００５】
これらの場合には、ユーザが気を取られているとき、ユーザに彼らの姿勢に関する連続的なフィードバックを提供することは、転倒の防止には効果が少ない。
【０００６】
特許文献１は、歩行を監視するシステムを開示している。特許文献２は、歩行支援システムを開示している。特許文献３は、体の揺れのフィードバックを体又は被験者に提供するシステム及び方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０１０８９１３号明細書
【特許文献２】国際公開第２００６／０３８７１２号パンフレット
【特許文献３】国際公開第２００８／０５８５６７号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、知られている装置の欠点を克服する改善された転倒防止システム及び方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によると、ユーザにより着られるのに適した転倒防止システムが提供される。当該システムは：前記ユーザの転倒の危険の指標を決定するセンサ；前記ユーザの体の個々の部分に取り付けられる２以上のフィードバック装置であって、各フィードバック装置は該個々の部分にフィードバックを適用するために制御可能であるフィードバック装置；及び前記決定された指標に応答して前記ユーザの体の特定の部分にフィードバックが適用されるよう、前記２以上のフィードバック装置を制御するよう構成された制御部；を有する。
【００１０】
本発明の第２の態様によると、ユーザにより着られる転倒防止システムの動作方法が提供される。当該方法は：２以上のフィードバック装置を前記ユーザの体の個々の部分に取り付ける段階であって、各フィードバック装置は該個々の部分にフィードバックを適用するために制御可能である、段階；前記ユーザの転倒の危険の指標を決定する段階；及び前記決定された指標に応答して前記ユーザの体の個々の部分のうちの１つにフィードバックを適用するよう、前記フィードバック装置を制御する段階；を有する。
【００１１】
本発明は、単なる例としてのみ添付の図面を参照してより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による例である転倒防止システムを装着しているユーザの図である。
【図２】図１の例である転倒防止システムのブロック図である。
【図３】本発明による段階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】
【００１３】
図１は、本発明による例である転倒防止システム２を示す。
【００１４】
転倒防止システム２は、ユーザ４により装着され、ユーザの胴にストラップ８により巻き付けられる中央ユニット６、及びユーザ４の体の各場所に取り付けられる多数のフィードバック装置１０ａ、１０ｂ及び１０ｃを有する。
【００１５】
例えば、フィードバック装置１０ａはユーザの左手首にストラップ１２により取り付けられ、フィードバック装置１０ｂはユーザのウエストにベルト１４により取り付けられ、フィードバック装置１０ｃはユーザの左肩に取り付けられる。
【００１６】
この図示された実施形態では、フィードバック装置１０は、フィードバック装置１０が取り付けられた体の部分でユーザ４により感じられうる振動を生成する振動触覚フィードバック装置である。
【００１７】
図２は、転倒防止システム２を更に詳細に示す。特に、転倒防止システム２の中央ユニット６は、傾斜センサのようなユーザ４の姿勢の垂直に対する傾斜又は傾きを測定するセンサ１６、センサ１６からの測定値を受信する制御部１８、及び制御部１８に接続され制御部１８とフィードバック装置１０ａ、１０ｂ及び１０ｃとの間のインタフェースを提供するバス２０を有する。センサ１６は、更なる処理（例えばユーザ４の転倒の危険の指標を決定する）のために、ユーザ４の姿勢の垂直に対する傾斜又は傾きに対応する信号を制御部１８に提供するトランスデューサを有しうる。代替として、センサ１６は、トランスデューサからの信号からユーザ４の転倒の危険の指標を決定するアルゴリズムを実行する特定の処理手段を有し、該指標を制御部１８に提供しうる。
【００１８】
振動触覚フィードバックの感度又は有効性は、フィードバックが適用される体の部分に依存することが分かっている。特に、人間の体性感覚系は振動に非常に敏感であり、約２５０Ｈｚで１マイクロメータより小さい振幅を有する振動を検出しうる（Ｓｈｅｒｒｉｃｋ，Ｃ．Ｅ．及びＲ．Ｗ．Ｃｈｏｌｅｗｉａｋ、１９８６年、Ｃｕｔａｎｅｏｕｓ  ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ  Ｉｎ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  ＰＰｅｒｃｅｐｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｈｕｍａｎ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ、Ｖｏｌ．１：Ｓｅｎｓｏｒｙ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ  ａｎｄ  Ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ、ｐｐ．１２−１  １２−５８）。
【００１９】
従って、転倒防止は、ユーザ４の瞬間的な転倒の危険に依存して異なる体の部分に触覚フィードバックを適用することにより改善されうる。特に、制御部１８は、ユーザ４の転倒の危険の指標が増大すると、フィードバックがユーザの体のより敏感な部分に適用されるようにフィードバック装置１０を制御するよう構成されうる。従って、制御部１８は、ユーザの転倒の危険の指標が比較的高いときに、フィードバックがユーザの体のより敏感な部分に適用されるように、及びユーザの転倒の危険の指標が比較的低いときに、フィードバックがユーザの体のより敏感でない部分に適用されるようにフィードバック装置１０を制御するよう構成されうる。以下では、「より敏感な」及び「より敏感でない」は、フィードバックが特定の体の部分に適用されたとき、より大きい／小さい警告反応をユーザ４に引き起こすことを意味すると理解されるべきである。
【００２０】
特に、振動触覚フィードバックの知覚はウエストに適用されたときには刺激が少なく、手首に適用されたときには中程度であり、肩に適用されたときには強烈な警告として感知されることが分かっている。従って、本発明による転倒防止システム２は、フィードバック装置１０を振動触覚フィードバックに異なる感度を有する体の場所に置き、決定された状況の重大性に従って体の部分に振動触覚フィードバックを適用する。従って、本発明によると、転倒防止システム２は、瞬間的な転倒の危険に従って決定されたユーザの体の部分に振動触覚フィードバックを適用することにより、転倒の危険が増大した状態にあるという警告をユーザ４に提供する。
【００２１】
例えば、図示された実施形態では、ユーザ４はバランスが取れているとき、如何なる振動触覚フィードバックもユーザ４に適用されない。しかしながら、ユーザの転倒の危険が（傾斜センサ１６からの測定値から決定されるように）「僅か」である場合、制御部１８はユーザのウエストに位置付けられたフィードバック装置１０（フィードバック装置１０ｂ）を作動しうる。従って、ユーザの歩行が正常であるとき、如何なるフィードバックも適用されないか、又はウエストにあるフィードバック装置１０ｂが作動される。これはバランスを制御するのを助けることを目的とする知られているシステムと似ている。
【００２２】
ユーザの転倒の危険が（傾斜センサ１６からの測定値から決定されるように）「中程度」であると決定された場合、制御部１８はユーザの左手首に位置付けられたフィードバック装置１０ａを作動し（及び他の１又は複数のフィードバック装置１０が作動している場合にはそれらを停止し）うる。しかしながら、ユーザの転倒の危険が「重大」であると決定された場合、制御部１８は、ユーザの肩に位置付けられたフィードバック装置１０ｃを作動しうる。何故なら、これはユーザ４に最も警戒心を抱かせる感覚であると感知されるからである。
【００２３】
以上の議論で、「僅かな」転倒の危険は「中程度の」又は「重大な」危険と比べて相対的に低い危険であること、「中程度の」危険は「僅かな」危険と比べて相対的に高い危険であり且つ「重大な」危険と比べて相対的に低い危険であること、並びに「重大な」転倒の危険は「僅かな」又は「中程度の」危険と比べて相対的に高い危険であることが理解されるだろう。
【００２４】
このように、転倒防止システム２は、例えばユーザの歩行により多くの注意を払うことにより又は休みをとることにより、そして転倒の危険が低減するよう、ユーザが注意すべきであることをユーザ４に警告する。ユーザ４のバランスが（センサ１６からの測定値により示されるように）改善しない又は悪化している場合には、制御部１８は、ユーザの肩に位置付けられたフィードバック装置を作動して、ユーザがユーザのバランスを改善するために実際に何らかの行動をとるべきであることをユーザに示しうる。ユーザ４のバランスが依然として改善しない場合、システム２は、恐らく保育者のコンピュータとの無線接続を用いて保育者に警告しうる。
【００２５】
図３は、本発明に従い転倒防止システム２により実行される手順を示す。段階１０１で、ユーザ４の転倒する危険の指標は、センサ１６からの測定値から決定される。段階１０３で、制御部１８は、ユーザ４のバランスの指標に従い、ユーザの体の選択された部分に振動触覚フィードバックを適用する。
【００２６】
図示された実施形態では、ユーザ４の転倒する危険の指標は、傾斜センサのような慣性センサを用いてユーザのバランスの観点から決定される。測定された重力の方向に基づき、傾き（又は傾斜の量）及び方位角（傾斜の方向）が推定されうる。更に、ユーザ４の歩行パターンの安定度が推定され、どのフィードバック装置１０を作動するかを決定するために制御部１８により指標として用いられる。
【００２７】
ユーザ４のバランスの指標に適用される特定の閾は、特定のユーザ４に依存するセットでありうる。例えば、個人によって歩き方が変わるので、あるユーザ４では「正常」（及びバランスが取れている）傾き又は歩行の指標は、別のユーザ４では実際には異常（つまりバランスが取れていない）でありうる。
【００２８】
本発明の代替の実施形態では、転倒防止システム２は、３箇所ではなく、ユーザの体の２箇所だけの異なる部分にフィードバック装置１０を有しうる。これらの実施形態では、依然として、ユーザ４の現在のバランスに応じて異なるレベルの警告を伝えるために、ユーザの体の異なる部分にフィードバックを適用することが可能である。
【００２９】
更なる実施形態では、フィードバック装置１０は、ユーザの体の３より多い部分に位置付けられうる。これらの実施形態では（及び上述の実施形態でも）、フィードバック装置１０及び任意で中央ユニット６は、ユーザ４により着られうる衣服のアイテムに統合されうる。フィードバック装置１０は、ユーザ４の胴に全体に分布してもよい。
【００３０】
代替の実施形態では、ユーザの体の両側（つまり左と右）にフィードバック装置１０を設けることが可能であることが理解されるだろう。更に別の実施形態では、フィードバック装置１０は、ユーザの体の前後に設けられうる。これらの実施形態の何れにおいても、制御部１８は、ユーザ４がバランスを失っている方向に基づき、ユーザ４へのフィードバックの適用を制御しうる。例えば、ユーザ４が左にバランスを失っている（つまり、ユーザはユーザの左に転倒する危険がある）場合、制御部１８は、ユーザの体の左側に取り付けられたフィードバック装置１０を用いて、ユーザ４の特定の部分にフィードバックを適用し、ユーザ４がどちらの方向に転倒しそうかを気付かせるようにしうる。勿論、本実施形態では、制御部は代案としてユーザが転倒しそうなユーザの体の反対側にフィードバックを適用しうることが理解されるだろう（つまり、ユーザ４が左に転倒しそうな場合、フィードバックは右側に適用されうる）。
【００３１】
転倒防止システム２は、転倒が検出されたときに開始する警告及び／又はユーザ４が援助を呼び出すために使用しうるボタンのような、通常は転倒防止又は装置検出と関連する更なる機能を設けられてもよい。
【００３２】
本発明は図面及び上述の説明で詳細に説明されたが、このような図面及び説明は説明及び例であり、本発明を限定するものではない。本発明は開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態の他の変形は、図面、詳細な説明、及び請求項を読むことにより、当業者に理解され請求項に記載された発明を実施する際に実施されうる。請求項の中の用語「有する」は他の要素又は段階を排除しない。単数を表す語は複数を排除しない。単一のプロセッサー又は他の部分は、請求項に記載された複数の要素の機能を満たして良い。特定の手段が相互に異なる従属請求項で引用されることは、これら手段の組み合わせが効果的に利用できないことを示すものではない。コンピュータ・プログラムは、他のハードウェアと共に又はその一部として供給される光学記憶媒体又は固体媒体のような適切な媒体に格納され／分配されてよく、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムを介するような他の形式で分配されてもよい。請求項の如何なる参照符号も、本発明の範囲を制限しない。
【図１】
0005589064.tif 000002
【図２】
0005589064.tif 000003
【図３】
0005589064.tif 000004