(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人の膝関節の屈曲角度の時系列的な変化に基づく歩行パターンを示す歩行パターンデータを生成する歩行パターンデータ生成装置と、
人の体に取り付けられる歩行補助装置であって、前記人の膝関節を屈曲及び伸展させる駆動機構と、前記歩行パターンデータ生成装置から前記歩行パターンデータを取得し当該歩行パターンデータを用いて前記駆動機構を駆動制御する駆動制御部を有する歩行補助装置と、
人の体に取り付けられ、当該人の膝関節の屈曲角度を検出する膝関節角度センサーと、
を備える歩行診断支援システムにおいて、
前記歩行パターン生成装置は、
前記人が前記歩行補助装置の駆動により補助されながら歩行している間に、前記膝関節角度センサーにより所定時間間隔で検出された前記膝関節の屈曲角度を示す屈曲角度データを取得する屈曲角度データ取得手段と、
前記取得された屈曲角度データに基づいて前記膝関節の屈曲角度の時系列的な変化を表す情報をディスプレイ上に表示すると共に、当該屈曲角度データの取得中に前記歩行補助装置により用いられた前記歩行パターンデータにより示される歩行パターンを前記ディスプレイ上に表示する表示手段と、
ユーザからの操作指示にしたがって前記ディスプレイ上に表示されている前記歩行パターンに基づいて新たな歩行パターンを示す新たな歩行パターンデータを生成する歩行パターンデータ生成手段と、
前記歩行補助装置が新たに用いる歩行パターンデータとして前記生成された新たな歩行パターンデータを当該歩行補助装置から取得可能な記憶媒体に記憶する歩行パターンデータ記憶手段と、
を備えることを特徴する歩行診断支援システム。
【請求項２】
請求項１に記載の歩行診断支援システムにおいて、
前記歩行パターン生成手段は、前記歩行パターンを所定期間毎に段階的に前記新たな歩行パターンデータを生成し、
前記歩行パターンデータ送信手段は、前記新たな歩行パターンデータが生成される度に、当該新たな歩行パターンデータを前記歩行補助装置から取得可能な記憶媒体に記憶することを特徴とする歩行診断支援システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の歩行診断支援システムにおいて、
前記歩行診断支援システムは、人の体に取り付けられ、当該人の股関節の屈曲角度を検出する股関節角度センサーを更に備え、
前記歩行パターンは、前記膝関節の屈曲角度の時系列的な変化と、前記股関節の屈曲角度の時系列的な変化に基づくものであり、
前記屈曲角度データ取得手段は、前記人が前記歩行補助装置の駆動により補助されながら歩行している間に、前記膝関節の屈曲角度を示す屈曲角度データと共に、前記股関節角度センサーにより所定時間間隔で検出された前記股関節の屈曲角度を示す屈曲角度データを取得し、
前記表示手段は、前記取得された屈曲角度データに基づいて前記膝関節及び前記股関節の屈曲角度の時系列的な変化を表す情報をディスプレイ上に表示すると共に、当該屈曲角度データの取得中に前記歩行補助装置により用いられた前記歩行パターンデータにより示される歩行パターンを前記ディスプレイ上に表示することを特徴とする歩行診断支援システム。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の歩行診断支援システムにおいて、
前記屈曲角度データに基づく歩行アドバイスを示すメッセージを、前記人が前記歩行補助装置の駆動により補助されながら歩行している間に報知するメッセージ報知装置を更に備えることを特徴する歩行診断支援システム。
【請求項５】
請求項４に記載の歩行診断支援システムにおいて、
前記メッセージ報知装置は、
前記取得された屈曲角度データに基づく膝関節の屈曲角度の時系列的な変化を示すデータと、当該屈曲角度データの取得中に歩行補助装置により用いられた歩行パターンを示す歩行パターンデータとを比較して屈曲角度差又は時間差を算出する比較手段と、
前記算出された差が閾値以上であるか否か判別する判別手段と、
前記差が閾値以上であると判別された場合に、前記歩行アドバイスを示すメッセージを報知する報知手段と、
を備えることを特徴する歩行診断支援システム。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の歩行診断支援システムにおいて、
前記歩行診断支援システムは、前記人の体に取り付けられ、当該体の傾きを検出する人体傾きセンサーを更に備え、
前記歩行パターン生成装置は、前記人が前記歩行補助装置の駆動により補助されながら歩行している間に、前記人体傾きセンサーにより所定時間間隔で検出された前記体の傾きを示す人体傾きデータを取得する人体傾きデータ取得手段を更に備え、
前記表示手段は、前記人体傾きデータの取得中に前記歩行補助装置により用いられた前記歩行パターンデータにより示される歩行パターンを前記ディスプレイ上に表示すると共に、前記取得された人体傾きデータに基づいて前記体の傾きの時系列的な変化を表す情報をディスプレイ上に表示することを特徴とする歩行診断支援システム。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の歩行診断支援システムにおいて、
前記歩行診断支援システムは、前記人の体に取り付けられ、当該人の腿部の圧力を検出する腿部圧力センサーを更に備え、
前記歩行パターン生成装置は、前記人が前記歩行補助装置の駆動により補助されながら歩行している間に、前記腿部圧力センサーにより所定時間間隔で検出された前記腿部の圧力を示す腿部圧力データを取得する腿部圧力データ取得手段を更に備え、
前記表示手段は、前記腿部圧力データの取得中に前記歩行補助装置により用いられた前記歩行パターンデータにより示される歩行パターンを前記ディスプレイ上に表示すると共に、前記取得された腿部圧力データに基づいて前記腿部の圧力の時系列的な変化を表す情報をディスプレイ上に表示することを特徴とする歩行診断支援システム。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の歩行診断支援システムにおいて、
前記歩行診断支援システムは、前記人の体に取り付けられ、当該人の脛部の圧力を検出する脛部圧力センサーを更に備え、
前記歩行パターン生成装置は、前記人が前記歩行補助装置の駆動により補助されながら歩行している間に、前記脛部圧力センサーにより所定時間間隔で検出された前記脛部の圧力を示す脛部圧力データを取得する脛部圧力データ取得手段を更に備え、
前記表示手段は、前記脛部圧力データの取得中に前記歩行補助装置により用いられた前記歩行パターンデータにより示される歩行パターンを前記ディスプレイ上に表示すると共に、前記取得された脛部圧力データに基づいて前記脛部の圧力の時系列的な変化を表す情報をディスプレイ上に表示することを特徴とする歩行診断支援システム。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一項に記載の歩行診断支援システムにおいて、
前記歩行診断支援システムは、前記人の体に取り付けられ、当該人の足底の圧力を検出する足底圧力センサーを更に備え、
前記歩行パターン生成装置は、前記人が前記歩行補助装置の駆動により補助されながら歩行している間に、前記足底圧力センサーにより所定時間間隔で検出された前記足底の圧力を示す足底圧力データを取得する足底圧力データ取得手段を更に備え、
前記表示手段は、前記足底圧力データの取得中に前記歩行補助装置により用いられた前記歩行パターンデータにより示される歩行パターンを前記ディスプレイ上に表示すると共に、前記取得された足底圧力データに基づいて前記足底の圧力の時系列的な変化を表す情報をディスプレイ上に表示することを特徴とする歩行診断支援システム。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一項に記載の歩行診断支援システムにおいて、
前記歩行診断支援システムは、前記人の体に取り付けられ、前記駆動機構における駆動モータの負荷を検出するモータ負荷検出センサーを更に備え、
前記歩行パターン生成装置は、前記人が前記歩行補助装置の駆動により補助されながら歩行している間に、前記モータ負荷検出センサーにより所定時間間隔で検出された前記モータの負荷を示すモータ負荷データを取得するモータ負荷データ取得手段を更に備え、
前記表示手段は、前記モータ負荷データの取得中に前記歩行補助装置により用いられた前記歩行パターンデータにより示される歩行パターンを前記ディスプレイ上に表示すると共に、前記取得されたモータ負荷データに基づいて前記モータの負荷の時系列的な変化を表す情報をディスプレイ上に表示することを特徴とする歩行診断支援システム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか一項に記載の歩行診断支援システムにおいて、
ある人に対して最初に用いられる歩行パターンデータは、当該人の年齢、性別、及び体格に応じてデフォルト設定された歩行パターンのデータであることを特徴とする歩行診断支援システム。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか一項に記載の歩行診断支援システムに備えられる歩行パターン生成装置。
【請求項１３】
コンピュータを、請求項１２に記載の歩行パターン生成装置として機能させることを特徴とする歩行パターン生成プログラム。
【請求項１４】
人の膝関節の屈曲角度の時系列的な変化に基づく歩行パターンを示す歩行パターンデータを生成する歩行パターンデータ生成装置と、
人の体に取り付けられる歩行補助装置であって、前記人の膝関節を屈曲及び伸展させる駆動機構と、前記歩行パターンデータ生成装置から前記歩行パターンデータを取得し当該歩行パターンデータを用いて前記駆動機構を駆動制御する駆動制御部を有する歩行補助装置と、
人の体に取り付けられ、当該人の膝関節の屈曲角度を検出する膝関節角度センサーと、
を備える歩行診断支援システムにおける歩行パターン生成方法であって、
前記歩行パターン生成装置が、前記人が前記歩行補助装置の駆動により補助されながら歩行している間に、前記膝関節角度センサーにより所定時間間隔で検出された前記膝関節の屈曲角度を示す屈曲角度データを取得するステップと、
前記歩行パターン生成装置が、前記取得された屈曲角度データに基づいて前記膝関節の屈曲角度の時系列的な変化を表す情報をディスプレイ上に表示すると共に、当該屈曲角度データの取得中に前記歩行補助装置により用いられた前記歩行パターンデータにより示される歩行パターンを前記ディスプレイ上に表示するステップと、
前記歩行パターン生成装置が、ユーザからの操作指示にしたがって前記ディスプレイ上に表示されている前記歩行パターンに基づいて新たな歩行パターンを示す新たな歩行パターンデータを生成するステップと、
前記歩行パターン生成装置が、前記歩行補助装置が新たに用いる歩行パターンデータとして前記生成された新たな歩行パターンデータを当該歩行補助装置から取得可能な記憶媒体に記憶するステップと、
を含むことを特徴する歩行パターン生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行運動、屈伸動作、リハビリテーション等の補助などに使用するための歩行アシストシステム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
高齢化に伴い、体力の低下や筋力の衰え、とりわけ膝関節周りの運動能力の低下は顕著に現れるが、高齢者の膝疾患で代表的なものとして変形性膝関節症が知られている。変形性膝関節症は、膝関節の軟骨がすり減り、骨に直接負担がかかるようになるため、膝がはれたり水がたまったりして痛むようになる病気で、最終的には歩行不可の要介護状態に陥るものである。これを治療するには、関節鏡手術（外科的治療により痛みの原因の除去や矯正）や関節置換手術（人工膝関節に置き換える）などの手術が必要となり、術後に歩行リハビリテーションを行うのが現状である。また、症状が比較的軽度のうちは、筋力増強のリハビリテーションが非常に有効とされ、症状の進行を抑えることにより、介護予防に繋がる。
【０００３】
近年、下肢の筋力の衰えた使用者の歩行等の運動を補助することにより、その運動を促進して筋力低下の抑制や歩容形態の矯正を図ることが可能な歩行補助装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３０１１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来のリハビリテーションにおいては、医師の診断にしたがって時間の経過に伴い段階的にリハビリテーションの内容を変更（例えば、立上りリハビリ→平行棒リハビリ→歩行器リハビリ→杖リハビリ→階段リハビリという順序で変更）していた。このようなリハビリテーションにおいて上述した歩行補助装置は適用可能であるが、患者の歩行パターンを診断しながら、その患者に合ったリハビリテーション、及びその効果確認を効率良く行うことは困難である。  
【０００６】
そこで、本発明は、患者に合ったリハビリテーション、及びその効果確認をより効率良く行い、ある期間において膝疾患の治癒レベルを向上させることが可能な歩行診断支援システム、歩行パターン生成装置、歩行パターン生成方法、及び歩行パターン生成プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、人の膝関節の屈曲角度の時系列的な変化に基づく歩行パターンを示す歩行パターンデータを生成する歩行パターンデータ生成装置と、人の体に取り付けられる歩行補助装置であって、前記人の膝関節を屈曲及び伸展させる駆動機構と、前記歩行パターンデータ生成装置から前記歩行パターンデータを取得し当該歩行パターンデータを用いて前記駆動機構を駆動制御する駆動制御部を有する歩行補助装置と、人の体に取り付けられ、当該人の膝関節の屈曲角度を検出する膝関節角度センサーと、を備える歩行診断支援システムにおいて、前記歩行パターン生成装置は、前記人が前記歩行補助装置の駆動により補助されながら歩行している間に、前記膝関節角度センサーにより所定時間間隔で検出された前記膝関節の屈曲角度を示す屈曲角度データを取得する屈曲角度データ取得手段と、前記取得された屈曲角度データに基づいて前記膝関節の屈曲角度の時系列的な変化を表す情報をディスプレイ上に表示すると共に、当該屈曲角度データの取得中に前記歩行補助装置により用いられた前記歩行パターンデータにより示される歩行パターンを前記ディスプレイ上に表示する表示手段と、ユーザからの操作指示にしたがって前記ディスプレイ上に表示されている前記歩行パターンに基づいて新たな歩行パターンを示す新たな歩行パターンデータを生成する歩行パターンデータ生成手段と、前記歩行補助装置が新たに用いる歩行パターンデータとして前記生成された新たな歩行パターンデータを当該歩行補助装置から取得可能な記憶媒体に記憶する歩行パターンデータ記憶手段と、を備えることを特徴する。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の歩行診断支援システムにおいて、前記歩行パターン生成手段は、前記歩行パターンを所定期間毎に段階的に前記新たな歩行パターンデータを生成し、前記歩行パターンデータ送信手段は、前記新たな歩行パターンデータが生成される度に、当該新たな歩行パターンデータを前記歩行補助装置から取得可能な記憶媒体に記憶することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の歩行診断支援システムにおいて、前記歩行診断支援システムは、人の体に取り付けられ、当該人の股関節の屈曲角度を検出する股関節角度センサーを更に備え、前記歩行パターンは、前記膝関節の屈曲角度の時系列的な変化と、前記股関節の屈曲角度の時系列的な変化に基づくものであり、前記屈曲角度データ取得手段は、前記人が前記歩行補助装置の駆動により補助されながら歩行している間に、前記膝関節の屈曲角度を示す屈曲角度データと共に、前記股関節角度センサーにより所定時間間隔で検出された前記股関節の屈曲角度を示す屈曲角度データを取得し、前記表示手段は、前記取得された屈曲角度データに基づいて前記膝関節及び前記股関節の屈曲角度の時系列的な変化を表す情報をディスプレイ上に表示すると共に、当該屈曲角度データの取得中に前記歩行補助装置により用いられた前記歩行パターンデータにより示される歩行パターンを前記ディスプレイ上に表示することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一項に記載の歩行診断支援システムにおいて、前記屈曲角度データに基づく歩行アドバイスを示すメッセージを、前記人が前記歩行補助装置の駆動により補助されながら歩行している間に報知するメッセージ報知装置を更に備えることを特徴する。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の歩行診断支援システムにおいて、前記メッセージ報知装置は、前記取得された屈曲角度データに基づく膝関節の屈曲角度の時系列的な変化を示すデータと、当該屈曲角度データの取得中に歩行補助装置により用いられた歩行パターンを示す歩行パターンデータとを比較して屈曲角度差又は時間差を算出する比較手段と、前記算出された差が閾値以上であるか否か判別する判別手段と、前記差が閾値以上であると判別された場合に、前記歩行アドバイスを示すメッセージを報知する報知手段と、を備えることを特徴する。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の歩行診断支援システムにおいて、前記歩行診断支援システムは、前記人の体に取り付けられ、当該体の傾きを検出する人体傾きセンサーを更に備え、前記歩行パターン生成装置は、前記人が前記歩行補助装置の駆動により補助されながら歩行している間に、前記人体傾きセンサーにより所定時間間隔で検出された前記体の傾きを示す人体傾きデータを取得する人体傾きデータ取得手段を更に備え、前記表示手段は、前記人体傾きデータの取得中に前記歩行補助装置により用いられた前記歩行パターンデータにより示される歩行パターンを前記ディスプレイ上に表示すると共に、前記取得された人体傾きデータに基づいて前記体の傾きの時系列的な変化を表す情報をディスプレイ上に表示することを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れか一項に記載の歩行診断支援システムにおいて、前記歩行診断支援システムは、前記人の体に取り付けられ、当該人の腿部の圧力を検出する腿部圧力センサーを更に備え、前記歩行パターン生成装置は、前記人が前記歩行補助装置の駆動により補助されながら歩行している間に、前記腿部圧力センサーにより所定時間間隔で検出された前記腿部の圧力を示す腿部圧力データを取得する腿部圧力データ取得手段を更に備え、前記表示手段は、前記腿部圧力データの取得中に前記歩行補助装置により用いられた前記歩行パターンデータにより示される歩行パターンを前記ディスプレイ上に表示すると共に、前記取得された腿部圧力データに基づいて前記腿部の圧力の時系列的な変化を表す情報をディスプレイ上に表示することを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の何れか一項に記載の歩行診断支援システムにおいて、前記歩行診断支援システムは、前記人の体に取り付けられ、当該人の脛部の圧力を検出する脛部圧力センサーを更に備え、前記歩行パターン生成装置は、前記人が前記歩行補助装置の駆動により補助されながら歩行している間に、前記脛部圧力センサーにより所定時間間隔で検出された前記脛部の圧力を示す脛部圧力データを取得する脛部圧力データ取得手段を更に備え、前記表示手段は、前記脛部圧力データの取得中に前記歩行補助装置により用いられた前記歩行パターンデータにより示される歩行パターンを前記ディスプレイ上に表示すると共に、前記取得された脛部圧力データに基づいて前記脛部の圧力の時系列的な変化を表す情報をディスプレイ上に表示することを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８の何れか一項に記載の歩行診断支援システムにおいて、前記歩行診断支援システムは、前記人の体に取り付けられ、当該人の足底の圧力を検出する足底圧力センサーを更に備え、前記歩行パターン生成装置は、前記人が前記歩行補助装置の駆動により補助されながら歩行している間に、前記足底圧力センサーにより所定時間間隔で検出された前記足底の圧力を示す足底圧力データを取得する足底圧力データ取得手段を更に備え、前記表示手段は、前記足底圧力データの取得中に前記歩行補助装置により用いられた前記歩行パターンデータにより示される歩行パターンを前記ディスプレイ上に表示すると共に、前記取得された足底圧力データに基づいて前記足底の圧力の時系列的な変化を表す情報をディスプレイ上に表示することを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９の何れか一項に記載の歩行診断支援システムにおいて、前記歩行診断支援システムは、前記人の体に取り付けられ、前記駆動機構における駆動モータの負荷を検出するモータ負荷検出センサーを更に備え、前記歩行パターン生成装置は、前記人が前記歩行補助装置の駆動により補助されながら歩行している間に、前記モータ負荷検出センサーにより所定時間間隔で検出された前記モータの負荷を示すモータ負荷データを取得するモータ負荷データ取得手段を更に備え、前記表示手段は、前記モータ負荷データの取得中に前記歩行補助装置により用いられた前記歩行パターンデータにより示される歩行パターンを前記ディスプレイ上に表示すると共に、前記取得されたモータ負荷データに基づいて前記モータの負荷の時系列的な変化を表す情報をディスプレイ上に表示することを特徴とする。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の歩行診断支援システムにおいて、ある人に対して最初に用いられる歩行パターンデータは、当該人の年齢、性別、及び体格に応じてデフォルト設定された歩行パターンのデータであることを特徴とする。
【００１８】
請求項１２に記載の歩行パターン生成装置は、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の歩行診断支援システムに備えられる。
【００１９】
請求項１３に記載の歩行パターン生成プログラムは、コンピュータを、請求項１２に記載の歩行パターン生成装置として機能させる。
【００２０】
請求項１４に記載の発明は、人の膝関節の屈曲角度の時系列的な変化に基づく歩行パターンを示す歩行パターンデータを生成する歩行パターンデータ生成装置と、人の体に取り付けられる歩行補助装置であって、前記人の膝関節を屈曲及び伸展させる駆動機構と、前記歩行パターンデータ生成装置から前記歩行パターンデータを取得し当該歩行パターンデータを用いて前記駆動機構を駆動制御する駆動制御部を有する歩行補助装置と、人の体に取り付けられ、当該人の膝関節の屈曲角度を検出する膝関節角度センサーと、を備える歩行診断支援システムにおける歩行パターン生成方法であって、前記歩行パターン生成装置が、前記人が前記歩行補助装置の駆動により補助されながら歩行している間に、前記膝関節角度センサーにより所定時間間隔で検出された前記膝関節の屈曲角度を示す屈曲角度データを取得するステップと、前記歩行パターン生成装置が、前記取得された屈曲角度データに基づいて前記膝関節の屈曲角度の時系列的な変化を表す情報をディスプレイ上に表示すると共に、当該屈曲角度データの取得中に前記歩行補助装置により用いられた前記歩行パターンデータにより示される歩行パターンを前記ディスプレイ上に表示するステップと、前記歩行パターン生成装置が、ユーザからの操作指示にしたがって前記ディスプレイ上に表示されている前記歩行パターンに基づいて新たな歩行パターンを示す新たな歩行パターンデータを生成するステップと、前記歩行パターン生成装置が、前記歩行補助装置が新たに用いる歩行パターンデータとして前記生成された新たな歩行パターンデータを当該歩行補助装置から取得可能な記憶媒体に記憶するステップと、を含むことを特徴する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ユーザとしての医師は、ディスプレイ上に分かり易い形で表示された内容を見ながら患者の状態を診断、その効果確認をより効率良く行うことができるとともに、リハビリテーションの各段階で用いるリハビリプランとしての計画歩行パターンを簡単に決定することができ、患者に合ったリハビリテーションを遂行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】歩行診断支援システムＳの概要構成例を示す図である。
【図２】患者に歩行補助装置１を取り付けた際の状態、及び各センサーの患者への取り付け位置を示す図である。
【図３】リハビリテーションの各段階で歩行補助装置１により用いられる計画歩行パターン（歩行パターンデータ）の遷移例を示す図である。
【図４】（Ａ）は、歩行補助装置１の制御部１８における処理を示すフローチャートであり、（Ｂ）は、歩行診断支援装置３の制御部３２における処理を示すフローチャートである。
【図５】ディスプレイ３５上に表示された歩行パターン表示画面例を示す図である。
【図６】歩行補助装置１の制御部１８におけるメッセージ報知判断処理を示すフローチャートである。
【図７】計画歩行パターンと実測歩行パターンとの屈曲角度差及び時間差の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２４】
［１．歩行診断支援システムＳの構成及び機能］
先ず、図１を参照して、本実施形態における歩行診断支援システムＳの構成及び機能等について説明する。
【００２５】
図１は、歩行診断支援システムＳの概要構成例を示す図である。
【００２６】
図１に示すように、歩行診断支援システムＳは、患者（人の一例）の体に取り付けられる歩行補助装置１と、フラッシュメモリ２と、歩行診断支援装置３と、を備えて構成されている。なお、歩行補助装置１は、一例として、本発明の歩行補助装置及びメッセージ報知装置を構成するものである。また、歩行診断支援装置３は、一例として、本発明の歩行パターンデータ生成装置を構成するものである。また、フラッシュメモリ２は、歩行補助装置１又は歩行診断支援装置３に装着可能になっており、歩行補助装置１又は歩行診断支援装置３からデータを書き込んだり、歩行補助装置１又は歩行診断支援装置３からデータを読み出し可能な記憶媒体（例えば、ＵＳＢメモリやＳＤカードなど）である。
【００２７】
［１−１．歩行補助装置１の構成及び機能］
歩行補助装置１は、センサー群と、制御部１８と、フラッシュメモリ２が接続される通信Ｉ／Ｆ（インターフェイス）部１９と、スピーカ２０と、患者の両足の膝関節を屈曲及び伸展させ、且つ患者の股関節を屈曲及び伸展させる駆動機構２１（右足用と左足用とが左右対象に存在）と、を有する。
【００２８】
センサー群には、患者の膝関節の屈曲角度を検出する膝関節角度センサー１１、患者の股関節の屈曲角度を検出する股関節角度センサー１２、患者の体の傾きを検出する人体傾きセンサー１３、患者の腿部の圧力を検出する腿部圧力センサー１４、患者の脛部の圧力を検出する脛部圧力センサー１５、患者の足底の圧力を検出する足底圧力センサー１６、及び歩行補助装置１の駆動機構２１における駆動モータの負荷を検出するモータ負荷検出センサー１７が含まれており、これらの各センサーは制御部１８に接続され、制御部１８により接続される。
【００２９】
制御部１８は、本発明における駆動制御部として駆動機構２１を駆動制御する。また、制御部１８は、センサー群に含まれる各センサーにより検出された情報を通信Ｉ／Ｆ部１９を介してフラッシュメモリ２に書き込んだり、歩行診断支援装置３からフラッシュメモリ２に書き込まれたデータを通信Ｉ／Ｆ部１９を介して読み出し（取得）する。
【００３０】
図２は、患者に歩行補助装置１を取り付けた際の状態、及び各センサーの患者への取り付け位置を示す図である。図２に示すように、歩行補助装置１は、腰部固定具５、左右の腿部固定具６、及び左右の脛部固定具７により患者に取り付け（装着）られる。なお、上記各固定具は、例えば、マジックテープ（登録商標）や面ファスナ等からなる。また、腿部固定具６には、腿部圧力センサー１４が設けられており、これにより、患者の歩行時における両足の腿部の圧力を検出することができる。また、脛部固定具７には、脛部圧力センサー１５が設けられており、これにより、患者の歩行時における両足の脛部の圧力を検出することができる。また、患者が履く靴底には、足底圧力センサー１６、が設けられており、これにより、患者の歩行時における両脚の足底の圧力を検出することができる。
【００３１】
歩行補助装置１の駆動機構２１は、図２に示すように、腰部固定具５に取り付けられる腰部連結部２１１と、患者の上腿部に配置される上添え部２１２と、患者の膝部に配置される膝部連結部２１３と、患者の下腿部に配置される下添え部２１４と、を備える。上添え部２１２の腰側端部は、腰部連結部２１１により腰部固定具５に回動可能に連結されている。また、上添え部２１２の膝側端部と下添え部２１４の膝側端部は、膝部連結部２１３により回動可能に連結されている。
【００３２】
腰部連結部２１１は、駆動モータ及び歯車群等を備えており、腰部連結部２１１における回転動作は、制御部１８により制御される。また、腰部連結部２１１には、股関節角度センサー１２が設けられており、これにより、患者の歩行時における股関節の屈曲角度を検出することができる。なお、腰部連結部２１１に駆動モータ及び歯車群を設けず、上添え部２１２の腰側端部が、腰部連結部２１１を中心に自由回動可能に構成してもよい。
【００３３】
また、膝部連結部２１３は、駆動モータ及び歯車群等を備えており、膝部連結部２１３における回転動作は、制御部１８により制御される。また、膝部連結部２１３には、膝関節角度センサー１１が設けられており、これにより、患者の歩行時における患者の両足の膝関節の屈曲角度を検出することができる。更に、膝部連結部２１３には、モータ負荷検出センサー１７が設けられており、これにより、患者の歩行時における駆動モータの負荷を検出することができる。
【００３４】
制御部１８は、例えばマイクロコンピュータからなり、歩行補助装置１の所定位置又は腰部固定具５の所定位置に設けられている。
【００３５】
制御部１８は、歩行診断支援装置３によりフラッシュメモリ２に記憶された歩行パターンデータを通信Ｉ／Ｆ部１９を介してフラッシュメモリ２から取得し当該歩行パターンデータを用いて駆動機構２１を駆動制御する。具体的には、制御部１８は、患者による図示しない開始ボタンの押下によって起動要求を受け付けると、フラッシュメモリ２に記憶されている歩行パターンデータを読み出し、当該歩行パターンデータに基づいて駆動モータの回転方向、回転速度など当該駆動モータを駆動制御するための駆動信号を生成（例えば、歩行パターンデータに示される歩行パターンにおける各時点の屈曲角度を微分して膝関節（又は股関節）の角速度を算出し、当該角速度で駆動モータを回転させる駆動信号を生成）して、当該駆動信号を腰部連結部２１１における駆動モータと膝部連結部２１３における駆動モータに出力する。これにより駆動機構２１が駆動し、患者は駆動機構２１により補助されながら歩行することができる。
【００３６】
ここで、歩行パターンデータとは、膝関節の屈曲角度の時系列的な変化と、股関節の屈曲角度の時系列的な変化に基づくデータである。なお、腰部連結部２１１に駆動モータ及び歯車群を設けない場合、歩行パターンデータとは、膝関節の屈曲角度の時系列的な変化に基づくデータであり、この場合、駆動信号は、腰部連結部２１１における駆動モータには出力されない。また、通常、歩行パターンデータは一歩分であるため、一歩分の駆動信号が駆動モータに対して繰り返し出力されることになる。
【００３７】
なお、歩行補助装置１としては、本出願人が過去に出願した膝関節運動補助装置（特願２００８−２３１７７７）を適用することが好適である。
【００３８】
さらに、制御部１８は、各センサー１１〜１７から取得された時系列の各データに基づく歩行アドバイスを示すメッセージを、患者が歩行補助装置１の駆動により補助されながら歩行している間に報知（つまり、患者がリハビリテーション実施中にリアルタイムに報知）するように構成すれば、より効果的である。例えば、比較手段としての制御部１８は、膝関節角度センサー１１から取得した屈曲角度データに基づく膝関節の屈曲角度の時系列的な変化を示す実測歩行パターンを示すデータと、当該屈曲角度データの取得中に歩行補助装置１により用いられた計画歩行パターンを示す歩行パターンデータとを比較して屈曲角度差（又は時間差）を算出する。そして、判別手段としての制御部１８は、算出した屈曲角度差（又は時間差）が閾値以上であるか否か判別し、屈曲角度差（又は時間差）が閾値以上である場合には、歩行アドバイスを示すメッセージを報知手段として報知する。つまり、この場合、実測歩行パターンが計画歩行パターンに比べて離れているので、それを改善するための歩行アドバイスが患者に伝えられるのである。
【００３９】
［１−２．歩行診断支援装置３の構成及び機能］
歩行診断支援装置３は、図１に示すように、例えばハードディスクドライブ等から構成された記憶部３１、ＣＰＵ，ＲＯＭ，及びＲＡＭ等から構成された制御部３２、フラッシュメモリ２が接続される通信Ｉ／Ｆ部３３、キーボード及びマウス等から構成された操作部３４、及びディスプレイ３５等を備える。
【００４０】
記憶部３１は、各種データ及びプログラム（本発明の歩行パターン生成プログラムを含む）が記憶されている。また、記憶部３１には、歩行パターンデータベース（ＤＢ）３１１と、患者リハビリ動作データベース（ＤＢ）３１２とが構築されている。
【００４１】
歩行パターンデータベース３１１には、人の年齢、性別、及び体格（例えば、身長（或いは足の長さ）、体重）に応じてデフォルト設定された複数の歩行パターンデータが蓄積されている。年齢、性別、及び体格が同じであれば、歩行パターンデータは同じとなる。ある患者に対して歩行補助装置１により最初に用いられる歩行パターンデータは、当該患者の年齢、性別、及び体格が操作部３４から指定されることで歩行パターンデータベース３１１から特定される。
【００４２】
患者リハビリ動作データベース３１２には、センサー群に含まれる各センサーにより検出された時系列のデータと、制御部３２により生成された歩行パターンデータが、患者毎に蓄積されている。
【００４３】
制御部３２は、ＣＰＵが記憶部３１に記憶されたプログラムを実行することにより、本発明における屈曲角度データ取得手段、人体傾きデータ取得手段、腿部圧力データ取得手段、脛部圧力データ取得手段、足底圧力データ取得手段、モータ負荷データ取得手段、表示手段、歩行パターンデータ生成手段、歩行パターンデータ送信手段、比較手段、判別手段、及び報知手段として機能するようになっている。
【００４４】
具体的には、屈曲角度データ取得手段としての制御部３２は、患者が歩行補助装置１の駆動により補助されながら歩行している間（例えば、数分〜数十分程度）に、膝関節角度センサー１１により所定時間（例えば、０．１秒程度）間隔で検出された当該患者の膝関節の屈曲角度を示す屈曲角度データと、股関節角度センサー１２により所定時間間隔で検出された当該患者の股関節の屈曲角度を示す屈曲角度データとを通信Ｉ／Ｆ部３３を介してフラッシュメモリ２から取得する。
【００４５】
また、人体傾きデータ取得手段としての制御部３２は、患者が歩行補助装置１の駆動により補助されながら歩行している間に、人体傾きセンサー１３により所定時間間隔で検出された患者の体の傾きを示す人体傾きデータを通信Ｉ／Ｆ部３３を介してフラッシュメモリ２から取得する。また、腿部圧力データ取得手段としての制御部３２は、患者が歩行補助装置１の駆動により補助されながら歩行している間に、腿部圧力センサー１４により所定時間間隔で検出された当該患者の腿部の圧力を示す腿部圧力データを通信Ｉ／Ｆ部３３を介してフラッシュメモリ２から取得する。また、脛部圧力データ取得手段としての制御部３２は、患者が歩行補助装置１の駆動により補助されながら歩行している間に、脛部圧力センサー１５により所定時間間隔で検出された当該患者の脛部の圧力を示す脛部圧力データを通信Ｉ／Ｆ部３３を介してフラッシュメモリ２から取得する。また、足底圧力データ取得手段としての制御部３２は、患者が歩行補助装置１の駆動により補助されながら歩行している間に、足底圧力センサー１６により所定時間間隔で検出された当該患者の足底の圧力を示す足底圧力データを通信Ｉ／Ｆ部３３を介してフラッシュメモリ２から取得する。また、モータ負荷データ取得手段としての制御部３２は、患者が歩行補助装置１の駆動により補助されながら歩行している間に、モータ負荷検出センサー１７により所定時間間隔で検出された駆動モータの負荷を示すモータ負荷データを通信Ｉ／Ｆ部３３を介してフラッシュメモリ２から取得する。
【００４６】
このようにフラッシュメモリ２から取得された時系列の各データ（例えば、患者が歩行補助装置１の駆動により補助されながら歩行している数分〜数十分の間の歩行動作ログ）は、そのときに歩行補助装置１の駆動により補助されながら歩行した患者の固有のＩＤ（識別子）及び日付等に対応付けられて患者リハビリ動作データベース３１２に蓄積されることになる。
【００４７】
そして、表示手段としての制御部３２は、上述したように取得され、患者リハビリ動作データベース３１２に蓄積された時系列の屈曲角度データに基づいて患者の膝関節及び股関節の屈曲角度の時系列的な変化を表す情報としての歩行パターン（以下、「実測歩行パターン」という）をディスプレイ３５上に表示すると共に、当該屈曲角度データの取得中に歩行補助装置１により用いられた歩行パターンデータにより示される歩行パターン（以下、「計画歩行パターン」という）をディスプレイ３５上に表示する。
【００４８】
また、制御部３２は、上記計画歩行パターンをディスプレイ３５上に表示すると共に、上述したように取得され、患者リハビリ動作データベース３１２に蓄積された時系列の人体傾きデータに基づいて患者の体の傾きの時系列的な変化を表す情報（例えば、数値、色など）をディスプレイ３５上に表示するようにしてもよい。また、制御部３２は、上記計画歩行パターンをディスプレイ３５上に表示すると共に、上述したように取得され、患者リハビリ動作データベース３１２に蓄積された時系列の腿部圧力データに基づいて患者の腿部の圧力の時系列的な変化を表す情報をディスプレイ３５上に表示するようにしてもよい。また、制御部３２は、上記計画歩行パターンをディスプレイ３５上に表示すると共に、上述したように取得され、患者リハビリ動作データベース３１２に蓄積された時系列の脛部圧力データに基づいて患者の脛部の圧力の時系列的な変化を表す情報をディスプレイ３５上に表示するようにしてもよい。また、制御部３２は、上記計画歩行パターンをディスプレイ３５上に表示すると共に、上述したように取得され、患者リハビリ動作データベース３１２に蓄積された時系列の足底圧力データに基づいて患者の足底の圧力の時系列的な変化を表す情報をディスプレイ３５上に表示するようにしてもよい。また、制御部３２は、上記計画歩行パターンをディスプレイ３５上に表示すると共に、上述したように取得され、患者リハビリ動作データベース３１２に蓄積された時系列のモータ負荷データに基づいて駆動モータの負荷の時系列的な変化を表す情報をディスプレイ３５上に表示するようにしてもよい。
【００４９】
以上のように表示された状態において、歩行パターンデータ生成手段としての制御部３２は、例えば医師（又は、理学療法士）であるユーザからの操作部３４を介した操作指示にしたがってディスプレイ３５上に表示されている計画歩行パターンに基づいて新たな歩行パターンを示す新たな歩行パターンデータを生成する。そして、歩行パターンデータ記憶手段としての制御部３２は、歩行補助装置１が新たに用いる歩行パターンデータとして、上記生成された新たな歩行パターンデータを当該歩行補助装置１から取得可能なフラッシュメモリ２に記憶する。
【００５０】
このような新たな計画歩行パターンを示す新たな歩行パターンデータの生成は、リハビリテーションの開始から終了に至るまでの例えば数週間において、所定期間毎に段階的に行われる。そして、新たな歩行パターンデータが生成される度に、当該新たな歩行パターンデータが歩行補助装置１から取得可能なフラッシュメモリ２に記憶され、当該歩行パターンデータが歩行補助装置１により当該フラッシュメモリ２から取得されて用いられることになる。つまり、リハビリテーションは、複数段階（ステップ１（例えば、リハビリ１日目〜３日目）→ステップ２（例えば、リハビリ４日目〜６日目）→・・・ステップＸ）で行われるが、各段階において歩行補助装置１により用いられる歩行パターンデータは、前段階の歩行パターンデータに基づいて生成される。ただし、ステップ１で用いられる歩行パターンデータ（つまり、ある患者に対して最初に用いられる歩行パターンデータ）は、例えば、患者の年齢、性別、及び体格に基づいて歩行パターンデータベース３１１から特定された歩行パターンデータとなる。
【００５１】
図３は、リハビリテーションの各段階で歩行補助装置１により用いられる計画歩行パターン（歩行パターンデータ）の遷移例を示す図である。図３に示すように、リハビリテーションの段階（ステップ）が進むにつれて計画歩行パターンにおける膝関節の屈曲角度が増している（段階が進むにつれて患者の膝が上がるようになるため）。例えば、医師がステップ１で用いられた計画歩行パターンをディスプレイ３５上で修正するだけで、ステップ２で用いられる計画歩行パターンを示す歩行パターンデータを生成することができるので、より効率良く次回のリハビリプランとも言うべき計画歩行パターンを決定することができる。さらに、このとき、ディスプレイ３５上には、上述したように、センサー群から取得されたデータに基づいて、患者の体の傾き、腿部の圧力、脛部の圧力、足底の圧力、及び駆動モータの負荷の少なくとも何れか一つの時系列的な変化を表す情報が同一画面上に表示されるので、医師は、そのときの患者の状態（例えば、そのときの計画歩行パターンは患者にとってどの程度負担となっているかなど）を的確に把握することができ、これにより、患者の状態を踏まえて次回のリハビリプランである計画歩行パターンを決定することができる。
【００５２】
［２．歩行診断支援システムＳの動作］
次に、本実施形態における歩行診断支援システムＳの動作について説明する。この動作の前提として、患者のリハビリテーションにおいて、医師により操作部３４から患者の年齢、性別、及び体格が指定されることにより、当該指定された患者の年齢、性別、及び体格に合う歩行パターンデータが歩行パターンデータベース３１１から特定され、当該歩行パターンデータが歩行補助装置１にセットされるものとする。
【００５３】
（実施例１）
先ず、図４等を参照して、実施例１における動作について説明する。実施例１は、医師が患者の歩行動作ログから計画歩行パターンを作成する場合における例である。
【００５４】
図４（Ａ）は、歩行補助装置１の制御部１８における処理を示すフローチャートであり、図４（Ｂ）は、歩行診断支援装置３の制御部３２における処理を示すフローチャートである。
【００５５】
図４（Ａ）に示す処理は、例えば、最初の歩行パターンデータがセットされた歩行補助装置１が患者に取り付けられた後、例えば開始ボタンの押下によって歩行補助装置１が起動すると開始される。そして、当該処理が開始されると、各センサー１１〜１７から各データが制御部１８に送信されてくる。
【００５６】
図４（Ａ）に示すステップＳ１１におけるデータ取得処理では、制御部１８は、各センサー１１〜１７から送信された各データを取得する。
【００５７】
次いで、ステップＳ１２におけるデータ書き込み処理では、制御部１８は、ステップＳ１１で取得された各データを患者の固有のＩＤ及び日付等に対応付けて、通信Ｉ／Ｆ部１９を介してフラッシュメモリ２に書き込む。
【００５８】
このようなステップＳ１１及びＳ１２の処理は、終了指示（例えば、歩行補助装置１における終了ボタンの押下）があるまで所定時間間隔で繰り返し行われ、各センサー１１〜１７から取得された時系列の各データがフラッシュメモリ２に記憶されることになる。
【００５９】
そして、制御部１８は、終了指示を受け付けると（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、当該処理を終了する。こうしてデータが記憶されたフラッシュメモリ２は、例えば、歩行補助装置１から外され、歩行診断支援装置３に装着されることになる。そして、制御部３２は、上述した時系列の各データを通信Ｉ／Ｆ部３３を介してフラッシュメモリ２から取得し、患者リハビリ動作データベース３１２に蓄積することになる。
【００６０】
図４（Ｂ）に示す処理は、例えば、操作部３４における診断ボタンの押下により開始される。
【００６１】
図４（Ｂ）に示すステップＳ１４におけるデータ表示処理では、制御部３２は、患者リハビリ動作データベース３１２から上記患者のＩＤに対応する時系列の屈曲角度データを取得し、当該取得した屈曲角度データに基づいて上述した実測歩行パターンをディスプレイ３５上に表示すると共に、当該屈曲角度データの取得中に歩行補助装置１により用いられた歩行パターンデータにより示される計画歩行パターンをディスプレイ３５上に表示する。このとき、制御部３２は、さらに、患者リハビリ動作データベース３１２から上記患者のＩＤに対応する時系列の人体傾きデータ、腿部圧力データ、脛部圧力データ、足底圧力データ、及びモータ負荷データを取得（これらのデータの一部でもよい）し、当該取得したデータに基づいて当該患者の体の傾きの時系列的な変化、腿部の圧力の時系列的な変化、脛部の圧力の時系列的な変化、足底の圧力の時系列的な変化、及び駆動モータの負荷の時系列的な変化を表す情報を上記計画歩行パターンが表示されているディスプレイ３５上に表示（これらの変化を表す情報の一部でもよい）する。
【００６２】
図５は、ディスプレイ３５上に表示された歩行パターン表示画面例を示す図である。
【００６３】
図５に示す歩行パターン表示画面には、計画歩行パターン表示部５１と、実測歩行パターン表示部５２と、両足動作変化表示部５３と、傾き変化表示部５４と、が設けられている。
【００６４】
ここで、計画歩行パターン表示部５１には、屈曲角度データの取得中に歩行補助装置１により用いられた歩行パターンデータに示される計画歩行パターン（一歩分）が表示されている。この計画歩行パターンにおいて、区間Ｋ１は右足の立脚期（足が地面に接している）かつ左足の遊脚期（足が地面から離れている）であり、区間Ｋ２は右足の遊脚期かつ左足の立脚期である。
【００６５】
ところで、例えば変形性膝関節症の患者の歩行パターンにおいては、例えば患足の膝関節の屈曲角度は、健足の膝関節の屈曲角度に比べて小さくなる。
【００６６】
また、実測歩行パターン表示部５２には、上記ステップＳ１１におけるデータ取得処理の開始から終了に至るまでに取得された屈曲角度データに基づく実測歩行パターンが表示（各屈曲角度が取得順に時間軸Ｔに沿って（時間軸Ｔの右側に行くほど新しい屈曲角度となる）表示）されている。これにより、医師は、患者の計画歩行パターンと実測歩行パターンとを比較し容易に診断することができ、リハビリテーションの効果確認をより効率良く行うことが可能となる。また、実測歩行パターン表示部５２において、時間推移ライン５２１は、開始ボタン５２２の指定（例えばマウスによる）により、時間軸の右側方向に移動するようになっている。
【００６７】
また、両足動作変化表示部５３には、時間推移ライン５２１の位置に対応する時間（開始からの時間）における両足の状態（屈曲角度データから得られる屈曲角度による）を示す足画像が表示されるようになっている。このため、時間推移ライン５２１が時間軸の右側方向に移動すると、それに合わせて足画像における両足の状態が変化する（つまり、歩行しているアニメーションが表示）ことになる。
【００６８】
さらに、当該足画像における腿部５３１ａ，５３１ｂには、時間推移ライン５２１の位置に対応する時間（開始からの時間）における腿部の圧力の値（腿部圧力データから得られる値）が表示されている。また、当該足画像における膝部５３２ａ，５３２ｂには、時間推移ライン５２１の位置に対応する時間（開始からの時間）における駆動モータの負荷の値（モータ負荷データから得られる値）が表示されている。また、当該足画像における脛部５３３ａ，５３３ｂには、時間推移ライン５２１の位置に対応する時間（開始からの時間）における脛部の圧力の値（脛部圧力データから得られる値）が表示されている。また、当該足画像における足底部５３４ａ，５３４ｂには、時間推移ライン５２１の位置に対応する時間（開始からの時間）における足底の圧力の値（足底圧力データから得られる値）が表示されている。このように足画像における各部に表示された値は、時間推移ライン５２１が時間軸の右側方向に移動すると、それに合わせて変化することになる。したがって、医師は、腿部の圧力の値の変化、駆動モータの負荷の値の変化、及び脛部の圧力の値の変化を見て、そのときの患者の状態、例えば歩行補助装置１によるアシスト状態（つまり、自発的に歩行しているか、又は歩行補助装置１に依存しているか）を的確に把握することができ、リハビリテーションの効果確認をより効率良く行うことが可能となる。また、医師は、足底の圧力の値の変化を見て、そのときの患者の状態、例えば、重心移動、左右のバランス、かかとやつま先の接地状態等を的確に把握することができ、リハビリテーションの効果確認をより効率良く行うことが可能となる。これにより、患者の状態を踏まえて次回のリハビリプランである計画歩行パターンを決定することができる。
【００６９】
なお、足画像における各部に表示される値と共に、或いはこれに代えて当該値に応じた色を各部に表示するように構成してもよい。例えば、値が大きくなるにつれて、色を濃く表示するようにすれば、医師は、より一層、アシスト状態、重心移動、左右のバランス、かかとやつま先の接地状態等を把握し易くなる。
【００７０】
また、傾き変化表示部５４には、時間推移ライン５２１の位置に対応する時間（開始からの時間）における体の傾きの状態（人体傾きデータから得られる傾きによる）を示す全身画像が表示されるようになっている。かかる傾きの状態は、時間推移ライン５２１が時間軸の右側方向に移動すると、それに合わせて変化する（つまり、歩行しているアニメーションが表示）ことになる。したがって、医師は、体の傾きの状態の変化を見て、そのときの患者の状態、例えば歩行姿勢が良いか等を的確に把握することができ、リハビリテーションの効果確認をより効率良く行うことが可能となる。
【００７１】
なお、実測歩行パターン表示部５２に表示される実測歩行パターンにおける各屈曲角度は、複数歩分の時系列的な変化における各屈曲角度の平均値としても良いし、複数歩のうちの代表となる一歩分の時系列的な変化における各屈曲角度としても良い。この場合、両足動作変化表示部５３と傾き変化表示部５４における表示内容は、時間推移ライン５２１とは無関係に変化することになる。
【００７２】
以上のディスプレイ３５の表示状態において、医師は、両足動作変化表示部５３と傾き変化表示部５４における表示内容を見ながら、患者の計画歩行パターンと実測歩行パターンとを比較、診断して次ステップ（段階）への移行判断を行う。例えば、医師は、実測歩行パターンが計画歩行パターンに比べて屈曲角度が大きく（つまり、患者が計画歩行パターンをクリアしている）、なおかつ、患者の状態が良好（例えば、自発的に歩行している）であれば、リハビリテーションを次のステップへ移行させると判断し、計画歩行パターンを「修正する」ボタン５５を指定（例えばマウスによる）する。一方、医師は、次のステップへ移行させないと判断した場合、計画歩行パターンを「修正しない」ボタン５６を指定する。
【００７３】
そして、修正するボタン５５が指定された場合、制御部３２は、修正指示有を認識し（ステップＳ１５：修正指示有）、ステップＳ１６へ進み、修正しないボタン５６が指定された場合、制御部３２は、修正指示無を認識し（ステップＳ１５：修正指示無）、当該処理を終了する。
【００７４】
ステップＳ１６における計画歩行パターン生成処理では、制御部３２は、例えば、医師からの操作部３４を介した操作指示にしたがってディスプレイ３５上に表示されている計画歩行パターンを修正することにより新たな計画歩行パターンを示す新たな歩行パターンデータを生成し、当該生成した新たな歩行パターンデータを、次ステップにおいて用いるべき歩行パターンデータとして患者リハビリ動作データベース３１２に記憶する。
【００７５】
例えば、医師はマウスを操作して、計画歩行パターン表示部５１に表示されている計画歩行パターンにおける曲線の一部にポインタＰを合わせてドラッグしつつ当該ポインタＰを、図５の黒矢印で示すように屈曲角度が上がる方向に移動させることにより、実測歩行パターンに比べて無理のない計画歩行パターンに修正する。このとき、実測歩行パターンにおける曲線の一部にポインタＰを合わせてドラッグしつつ当該ポインタＰを移動させることにより股関節の屈曲角度を修正することもできる。そして、医師が修正実行ボタン（図示せず）を指定すると、制御部３２は、計画歩行パターン表示部５１上で修正された計画歩行パターンを、新たな計画歩行パターンを示す新たな歩行パターンデータとして生成することになる。
【００７６】
そして、ステップＳ１７における計画歩行パターン書き込み処理では、制御部３２は、歩行補助装置１が次ステップにおいて新たに用いる歩行パターンデータとして、上記生成された新たな歩行パターンデータを当該歩行補助装置１から取得可能なフラッシュメモリ２に記憶し、当該処理を終了する。
【００７７】
こうして、フラッシュメモリ２に記憶された新たな歩行パターンデータは歩行補助装置１により取得され、当該歩行補助装置１は、かかるデータをセットして次ステップにおけるリハビリテーションにおいて用いることになる。かかる次ステップにおけるリハビリテーションにおいても、上述したように図４（Ａ），（Ｂ）に示す処理が実行されることになる。
【００７８】
（実施例２）
次に、図６等を参照して、実施例２における動作について説明する。実施例２は、歩行アドバイスを示すメッセージがリハビリテーション実施中にリアルタイムに患者に対して報知される場合における例である。
【００７９】
図６は、歩行補助装置１の制御部１８におけるメッセージ報知判断処理を示すフローチャートである。図６に示す処理は、実施例１において説明した図４（Ａ）に示す処理におけるステップＳ１２とステップＳ１３の間で実行される。つまり、図６に示す処理は、ステップＳ１３で“ＹＥＳ”になるまで繰り返し行われる。
【００８０】
図６に示すステップＳ２１では、制御部１８は、データ比較契機が到来したか否かを判断、例えば、一歩分の屈曲角度データが蓄積された場合には、データ比較契機が到来したと判断し（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ２２に進み、データ比較契機が到来していないと判断した場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、当該処理を終了して、ステップＳ１３に進む。
【００８１】
ステップＳ２２におけるデータ比較処理では、制御部１８は、上記取得した屈曲角度データに基づく膝関節の屈曲角度の時系列的な変化を示す実測歩行パターンを示すデータと、当該屈曲角度データの取得中に歩行補助装置１により用いられた計画歩行パターンを示す歩行パターンデータとを比較して、屈曲角度差を算出する。なお、屈曲角度差と共に或いはこれに代えて時間差を算出するように構成してもよい。
【００８２】
次いで、制御部１８は、算出した屈曲角度差（又は時間差）の絶対値が閾値以上（或いは、屈曲角度差及び時間差の絶対値が共に閾値以上）であるか否か判別する（ステップＳ２３）。
【００８３】
図７は、計画歩行パターンと実測歩行パターンとの屈曲角度差及び時間差の一例を示す図である。図７に示す例では、算出される屈曲角度差は、最大屈曲角度間の屈曲角度差（＝“患足の計画歩行パターンにおける最大屈曲角度”−“患足の実測歩行パターンにおける最大屈曲角度”）になっており、算出される時間差は、最大屈曲角度間の時間差（＝“患足の実測歩行パターンにおいて開始時点から最大屈曲角度時点までの時間”−“患足の計画歩行パターンにおいて開始時点から最大屈曲角度時点までの時間”）となっている。
【００８４】
そして、制御部１８は、算出した屈曲角度差（又は時間差）の絶対値が閾値以上（或いは、屈曲角度差及び時間差の絶対値が共に閾値以上）であると判別した場合には（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、ステップＳ２４に進み、算出した屈曲角度差の絶対値が閾値以上でないと判別した場合には（ステップＳ２３：ＮＯ）、当該処理を終了して、ステップＳ１３に進む。なお、図７に示すように、制御部１８は、計画歩行パターンと実測歩行パターンとの歩行周期のずれ（＝“患足の実測歩行パターンにおいて開始時点から終了時点（一歩分）までの時間”−“患足の計画歩行パターンにおいて開始時点から終了時点（一歩分）までの時間”）を算出し、当該歩行周期のずれの絶対値が閾値以上であるか否かを算出し、あると判別した場合にステップＳ２４に移行するように構成してもよい。
【００８５】
ステップＳ２４に示すメッセージ報知処理では、予め用意された歩行アドバイスを示すメッセージを、例えばスピーカ２０から音声出力することにより報知し、当該処理を終了して、ステップＳ１３に進む。ここで、歩行アドバイスを示すメッセージとしては、ステップＳ２３での判別処理での条件の内容によって異なり、例えば、“患足の計画歩行パターンにおける最大屈曲角度”＞“患足の実測歩行パターンにおける最大屈曲角度”で且つ屈曲角度差の絶対値が閾値以上の場合、腿を上げて（又は膝を曲げて）歩行することを促すメッセージが報知される。また、その他にも、ペースを上げて（速く）歩行することを促すメッセージなどがある。これにより、患者は、リハビリテーション実施中に、上記メッセージを聞いて、自身の歩き方をその都度修正することができる。
【００８６】
なお、ステップＳ２２乃至Ｓ２４において、各センサーから取得された人体傾きデータ
腿部圧力データ、脛部圧力データ、足底圧力データ、又はモータ負荷データに基づいて、歩行アドバイスを示すメッセージを報知するように構成してもよい。例えば、取得された人体傾きデータに示される傾き角度が閾値以上である場合には、もう少し体を起して歩行することを促すメッセージが報知される。
【００８７】
以上説明したように、上記実施形態によれば、ユーザとしての医師は、ディスプレイ３５上に分かり易い形で表示された内容を見ながら患者の状態を診断、その効果確認をより効率良く行うことができるとともに、リハビリテーションの各段階で用いる計画歩行パターンを簡単に決定することができ、患者に合ったリハビリテーションを遂行することができる。したがって、より効果的にリハビリテーションを遂行させることができるので、例えば患者が退院するまでの期間において治癒レベルを向上させ、ひいては、退院後の通院期間を短縮することができる。
【００８８】
また、各センサーから取得されたデータに基づき、歩行アドバイスを示すメッセージがリハビリテーション実施中にリアルタイムに患者に対して報知されるように構成したので、より一層、リハビリテーションを効果的に遂行させることができる。
【００８９】
なお、上記実施形態においては、歩行補助装置１と歩行診断支援装置３との間のデータの受け渡しは、フラッシュメモリ２を介して行うように構成したが、別の例として、歩行補助装置１と歩行診断支援装置３との間のデータの受け渡しは、通信Ｉ／Ｆを介して有線又は無線（例えば、Bluetooth（登録商標）等の無線通信）により行われるように構成してもよい。この構成によれば、各センサーにより検出された情報が歩行補助装置１から歩行診断支援装置３にリアルタイムに送信することができ、また、歩行診断支援装置３により生成された歩行パターンデータが歩行診断支援装置３から歩行補助装置１にリアルタイムに送信することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１  歩行補助装置
２  フラッシュメモリ
３  歩行診断支援装置
１１  膝関節角度センサー
１２  股関節角度センサー
１３  人体傾きセンサー
１４  腿部圧力センサー
１５  脛部圧力センサー
１６  足底圧力センサー
１７  モータ負荷検出センサー
１８  制御部
１９  通信Ｉ／Ｆ部
２０  スピーカ
２１  駆動機構
３１  記憶部
３２  制御部
３３  通信Ｉ／Ｆ部
３４  操作部
３５  ディスプレイ
Ｓ  歩行診断支援システム
【図１】
0005386253.tif 000002
【図２】
0005386253.tif 000003
【図３】
0005386253.tif 000004
【図４】
0005386253.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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