(57)【要約】【解決手段】身体状態の推定の対象となる対象者の動作を示すセンサ情報から特定された、前記対象者が行動している行動区間から、前記対象者に対して所定の負荷が加わった行動区間を抽出する行動区間抽出部と、前記行動区間における前記対象者の動作を示す特徴量を算出する特徴量算出部と、前記特徴量に基づき、前記対象者の身体状態を推定する推定部と、を有する情報処理装置である。
2018211550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象者の動作を示すセンサ情報から特定された、前記対象者が行動している行動区間から、前記対象者に対して所定の負荷が加わった行動区間を抽出する行動区間抽出部と、
前記行動区間における前記対象者の動作を示す特徴量を算出する特徴量算出部と、
前記特徴量に基づき、前記対象者の身体状態を推定する推定部と、を有する情報処理装置。
【請求項２】
前記行動は、歩行である、請求項１記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記身体状態は、通常とは異なる異常状態と、時間経過に伴い正常な状態に近づいていく回復状態と、を含む請求項１記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記行動区間抽出部は、
前記行動区間において、前記センサ情報から得られる情報の項目毎の値を要素とする判定用ベクトルを時系列に算出する判定用データ算出部と、
前記項目毎の閾値が格納された記憶部を参照し、前記閾値を超える前記判定用ベクトルの要素が存在する場合に、前記行動区間の部分区間を、前記対象者に対して所定の負荷が加わった行動区間と判定する判定部と、を有する、請求項１記載の情報処理装置。
【請求項５】
第一の被験者群と、第二の被験者群と、から、各被験者の動作を示すセンサ情報を取得し、前記項目毎の閾値を算出するデータベース作成部を有し、
前記データベース作成部は、
前記第一の被験者群に含まれる被験者毎の、前記項目の値が変化した後の所定区間の動作を示す特徴量と、
前記第二の被験者群に含まれる被験者毎の、前記項目の値が変化した後の所定区間の動作を示す特徴量と、を算出し、
前記第一の被験者群と、前記第二の被験者群との間で有意差が認められたときの、前記項目の値を、前記項目と対応する閾値とする、請求項４記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記項目の値が変化した後の所定区間において、前記行動区間が終了した頻度が高い場合に、前記項目の値を、前記項目と対応する閾値とする、請求項５記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記センサ情報は、前記対象者の上半身に装着された第一のセンサから取得した第一のセンサ情報を含み、
前記特徴量算出部は、
前記第一のセンサ情報を用いて、前記対象者の上半身の動作の特徴を示す上半身特徴量を算出する、請求項６記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記センサ情報は、前記対象者の両脚に装着された第二のセンサから取得した第二のセンサ情報を含み、
前記特徴量算出部は、
前記第二のセンサ情報を用いて、前記対象者の両脚の動作の特徴を示す脚特徴量を算出する、請求項７記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記行動区間において、前記特徴量算出部から前記対象者の上半身及び／又は脚特徴量を算出する区間を特定する区間特定部を有し、
前記区間特定部は、
前記行動区間において、前記判定用ベクトルに含まれる何れかの要素が、対応する項目の閾値に達した時刻から、前記行動区間の終了時刻までを、前記上半身特徴量及び前記脚特徴量を算出する区間に特定する、請求項７又は８記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記区間特定部は、
前記行動区間の開始時刻から所定時間が経過した時刻までの区間及び／又は前記行動区間を、前記特徴量を算出する区間に特定する、請求項９記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記上半身特徴量は、
前記対象者に対する、人体をいずれかの２方向に分ける面のそれぞれにおける腰の移動幅の平均値、標準偏差、最大値、最小値の少なくとも何れかを含む、請求項１０記載の情報処理装置。
【請求項１２】
前記特徴量算出部は、
前記上半身特徴量に含まれる複数の値同士の関係性、前記脚特徴量に含まれる複数の値同士の関係性、前記上半身特徴量に含まれる複数の値と前記脚特徴量に含まれる複数の値との関係性、の少なくとも何れかを算出する、請求項１１記載の情報処理装置。
【請求項１３】
前記脚特徴量は、
前記対象者の歩行速度、距離、時間、前後方向、上下方向、左右方向の動作範囲のそれぞれの平均値及び標準偏差、最大値、最小値の少なくとも何れかを含む、請求項９記載の情報処理装置。
【請求項１４】
前記特徴量算出部は、
矢状面、冠状面、横断面のそれぞれにおける上下、左右、前後方向の腰の移動幅の少なくとも何れかが所定の範囲外となったとき、前記対象者のふらつきが発生したと判定し、
前記区間特定部により特定された区間において取得された前記腰の移動幅の値の数に対する、前記所定の範囲外となった腰の移動幅の値の数の割合を算出する、請求項９記載の情報処理装置。
【請求項１５】
前記センサ情報から、前記対象者が歩行している行動区間を特定する行動区間特定部を有する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項１６】
前記行動区間特定部により特定された全ての歩行区間分の歩行時間が所定時間未満であるか否かを判定する行動時間判定部と、
前記行動区間の数が所定数未満であるか否かを判定する区間数判定部と、
前記歩行時間が所定時間未満である、又は、前記行動区間の数が所定数未満である場合に、前記推定部による推定結果と共に、前記センサ情報が不足していることを示す通知を出力する推定結果出力部と、を有する、請求項１５記載の情報処理装置。
【請求項１７】
前記判定用ベクトルの要素は、
少なくとも、前記対象者が行動を開始してからの経過時間、前記対象者の脈拍数の上昇幅、前記対象者のふらつきの回数の累積、前記対象者の歩行距離を含む、請求項４記載の情報処理装置。
【請求項１８】
前記行動区間抽出部において、
前記センサ情報から特定された、前記対象者の行動区間前の状態を用いて、前記項目毎の閾値に所定値を乗算し、前記判定用ベクトルと比較する、請求項４記載の情報処理装置。
【請求項１９】
身体状態の推定の対象となる対象者の動作を検出するセンサと、前記センサからセンサ情報を取得する情報処理装置と、を有する情報処理システムであって、
前記情報処理装置は、
前記センサ情報から特定された、前記対象者が行動している行動区間から、前記対象者に対して所定の負荷が加わった負荷区間を抽出する行動区間抽出部と、
前記行動区間における前記対象者の動作を示す特徴量を算出する特徴量算出部と、
前記特徴量に基づき、前記対象者の身体状態を推定する推定部と、を有する情報処理システム。
【請求項２０】
コンピュータによる情報処理方法であって、前記コンピュータが、
身体状態の推定の対象となる対象者の動作を示すセンサ情報から特定された、前記対象者が行動している行動区間から、前記対象者に対して所定の負荷が加わった行動区間を抽出し、
前記行動区間における前記対象者の動作を示す特徴量を算出し、
前記特徴量に基づき、前記対象者の身体状態を推定する、情報処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置、情報処理システム及び情報処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、ウェアラブルセンサ等を用いて、患者の日々の状態を定量化し、医療従事者を支援するシステム等が開発されている。具体的には、例えば、患者の歩行の様子を継続的に把握することで、患者の状態を定量的に評価する技術が知られている。【０００３】
また、従来では、運動センサにより抽出した歩行区間に対し、腰部の加速度センサから算出した腰の軌跡を用いて歩行障害に関する特徴量を算出し、予め学習しておいたデータと比較して歩行障害度を判定する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１０３９９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７７２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の技術では、歩行障害の有無を判定する場合の歩行区間に対して、制約を設けていない。そのため、従来では、歩行区間の抽出において、障害が出現していない区間が歩行区間として抽出された場合等には、実際は歩行に障害がある患者であるにも関わらず、障害がないと誤判定される可能性がある。【０００６】
開示の技術は、身体状態の推定の精度を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
開示の技術は、身体状態の推定の対象となる対象者の動作を示すセンサ情報から特定された、前記対象者が行動している行動区間から、前記対象者に対して所定の負荷が加わった行動区間を抽出する行動区間抽出部と、前記行動区間における前記対象者の動作を示す特徴量を算出する特徴量算出部と、前記特徴量に基づき、前記対象者の身体状態を推定する推定部と、を有する情報処理装置である。【０００８】
上記各部は、上記各部を実現する手順、上記各部を処理としてコンピュータにより実行させるプログラム、プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体とすることもできる。
【発明の効果】
【０００９】
身体状態の推定の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一の実施形態の情報処理システムの概要を説明する図である。
【図２】第一の実施形態の情報処理システムのシステム構成の一例を示す図である。
【図３】第一の実施形態の情報処理装置のハードウェア構成を説明する図である。
【図４】第一の実施形態の負荷臨界点データベースの一例を示す図である。
【図５】第一の実施形態のモデルデータベースの一例を示す図である。
【図６】第一の実施形態の異常歩行推定処理部の機能を説明する図である。
【図７】第一の実施形態の異常歩行推定処理部の処理を説明するフローチャートである。
【図８】第一の実施形態の歩行区間特定部による歩行区間の特定について説明する図である。
【図９】第一の実施形態の負荷区間抽出部の処理を説明するフローチャートである。
【図１０】第一の実施形態における判定用データの一例を説明する図である。
【図１１】第一の実施形態の区間特定部による区間の特定を説明する図である。
【図１２】第一の実施形態の特徴量算出部の処理を説明する図である。
【図１３】第一の実施形態の上体特徴量算出部による腰の移動幅の算出の処理を説明するフローチャートである。
【図１４】第一の実施形態の上体特徴量算出部による腰の角度の算出の処理を説明するフローチャートである。
【図１５】第一の実施形態における対象者の脚の動作について説明する図である。
【図１６】第一の実施形態の脚特徴量算出部による脚特徴量の算出の処理を説明するフローチャートである。
【図１７】第一の実施形態の関係性算出部による回帰係数の算出について説明する図である。
【図１８】第一の実施形態のふらつき判定部によるふらつきの判定を説明する第一の図である。
【図１９】第一の実施形態のふらつき判定部によるふらつきの判定を説明する第二の図である。
【図２０】上半身のふらつきと、両脚の動きとの関係を説明する図である。
【図２１】第一の実施形態の異常歩行推定部による推定について説明する図である。
【図２２】第一の実施形態の推定結果情報の出力例を示す図である。
【図２３】第一の実施形態における臨界点データベース作成部の処理を説明するフローチャートである。
【図２４】第一の実施形態における負荷臨界点データベースの作成を説明する第一の図である。
【図２５】第一の実施形態における負荷臨界点データベースの作成を説明する第二の図である。
【図２６】第一の実施形態における負荷臨界点データベースの作成を説明する第三の図である。
【図２７】第一の実施形態におけるモデルデータベース作成部の処理を説明するフローチャートである。
【図２８】第一の実施形態のモデルデータベースの作成を説明する図である。
【図２９】第二の実施形態の異常歩行推定処理部の機能を説明する図である。
【図３０】第二の実施形態における通常歩行とふらつきの繰り返しとの関係を説明する図である。
【図３１】第二の実施形態の異常歩行推定処理部の処理を説明するフローチャートである。
【図３２】第二の実施形態の推定結果情報の出力例を示す図である。
【図３３】第三の実施形態の情報処理システムのシステム構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第一の実施形態）
以下に図面を参照して、第一の実施形態について説明する。図１は、第一の実施形態の情報処理システムの概要を説明する図である。
【００１２】
本実施形態の情報処理システムでは、情報処理装置１００が、歩行状態（身体状態）の推定の対象となる対象者Ｐの上半身に装着されたセンサ２００と、対象者Ｐの下半身に装着されたセンサ３００のそれぞれから、センサ情報２１０、３１０を取得する。そして、情報処理装置１００は、センサ情報２１０、３１０に基づき、対象者Ｐの歩行状態を推定する。より具体的には、本実施形態の情報処理装置１００は、対象者Ｐが歩行している最中における、異常な動作の有無を推定する。したがって、本実施形態の情報処理装置１００は、対象者Ｐの歩行中における異常の有無を推定する異常歩行推定装置の役割を果たす。
【００１３】
ここで、本実施形態における歩行状態と、歩行状態における異常について説明する。
【００１４】
本実施形態の歩行状態とは、対象者Ｐが歩行している状態を示す。また、本実施形態の歩行状態における異常とは、歩行中のふらつきや、通常の歩行の動作では見られない上半身の動き等を示す。
【００１５】
歩行において異常が生じる要因の１つとして、脳震盪がある。脳震盪は、主症状の一つとして、バランス能力の低下が知られている。また、脳震盪患者は、バランス能力の低下により、健常者が真直ぐ歩ける距離を歩行した際に、左右にふらつく傾向があることが知られている。
【００１６】
さらに、本願の発明者は、脳震盪患者は、長時間の歩行等の身体的な負荷が加わった場合に、バランスを崩す傾向があることを発見した。
【００１７】
そこで、本実施形態では、この点に着目し、対象者Ｐの歩行区間のうち、身体的な負荷が加わった状態で歩行している区間を抽出し、この区間における対象者Ｐの動作の特徴に基づき、歩行の異常の有無を推定することで、推定の精度を向上させる。
【００１８】
尚、本実施形態では、主に、脳震盪患者のバランス能力の低下に基づき、歩行における異常の有無を推定するものとしているが、異常の有無の推定対象となる対象者Ｐは、脳震盪患者でなくても良い。
【００１９】
本実施形態では、情報処理装置１００は、センサ２００、３００によって検出されたセンサ情報２１０、３１０と、に基づき、対象者Ｐの動作の特徴を示す情報を取得し、動作の特徴を示す情報に基づき、歩行の異常の有無を推定する。
【００２０】
また、本実施形態では、センサ２００が装着される上半身とは、対象者Ｐの身体の腰から上の部分を示し、下半身とは、対象者Ｐの身体の腰から下の部分を示す。尚、腰は、上半身と下半身とをつなげている部位である。
【００２１】
本実施形態のセンサ２００は、例えば、加速度センサ等の慣性センサである。センサ２００は、対象者Ｐの上半身に装着されていれば良いが、上半身全体の動作を示すセンサ情報２１０を取得するために、腰の近辺に装着される。尚、センサ２００は、胸等に装着されても良い。また、本実施形態のセンサ２００は、センサ２００を装着した対象者Ｐの脈拍数や、位置情報等を取得するセンサが含まれていても良い。センサ２００は、例えば、対象者Ｐが保持しているスマートフォン等の端末装置に搭載されたものであっても良い。
【００２２】
本実施形態のセンサ情報２１０は、加速度信号が含まれていれば良く、加速度信号以外にも、例えば脈拍を示す信号等、センサ２００によって取得される信号が含まれても良い。
【００２３】
本実施形態のセンサ３００は、例えば、ジャイロセンサ等の慣性センサ等であって良い。本実施形態では、センサ３００がジャイロセンサである場合には、対象者Ｐの下半身に装着されていれば良いが、下半身の両下肢の動作を示すセンサ情報３１０を取得するためには、左右のそれぞれの足首に装着されることが好ましい。本実施形態のセンサ情報３１０は、角速度信号が含まれていれば良い。
【００２４】
また、以下の説明では、対象者Ｐの体の正中に対し平行に、体を左右に分ける矢状面をＹ−Ｚ平面とし、矢状面におけるＺ軸方向を上下方向、Ｙ軸方向を前後方向と呼ぶ。尚、矢状面は、正中に沿って体を左右に等分する正中矢状面であることが好ましいが、左か右にずれた平行な面もまた矢状面である。
【００２５】
また、以下の説明では、対象者Ｐの体軸に垂直な面となる横断面をＸ−Ｙ平面とし、横断面におけるＸ軸方向を左右方向と呼ぶ。また、対象者Ｐの体を前側（腹側）と後側（背側）に分割する任意の平面を示す冠状面は、Ｘ−Ｚ平面となる。
【００２６】
次に、図２を参照して、本実施形態の情報処理システムについて説明する。図２は、第一の実施形態の情報処理システムのシステム構成の一例を示す図である。
【００２７】
本実施形態の情報処理システム４００は、情報処理装置１００と、センサ２００と、センサ３００とを有する。
【００２８】
本実施形態の情報処理システム４００において、情報処理装置１００と、センサ２００と、センサ３００とは、ネットワーク等を介して接続されても良い。また、情報処理装置１００と、センサ２００、３００とは、所定の通信規格に基づき、有線等で接続されても良い。
【００２９】
本実施形態の情報処理装置１００は、負荷臨界点データベース１１０、モデルデータベース１２０、異常歩行推定処理部１３０を有する。
【００３０】
負荷臨界点データベース１１０は、対象者Ｐの身体的な負荷が臨界点に達している区間を特定する際に参照される情報が格納される。
【００３１】
尚、本実施形態における臨界点とは、脳震盪患者がバランスを崩す傾向が強くなるとされる、身体的に正常な状態を保っていられる範囲の限界を示す値である。よって、言い換えれば、負荷臨界点データベース１１０は、対象者Ｐに対して、バランスを崩す傾向が強まるとされる所定の大きさの負荷が与えられているか否かを判定する際に参照される閾値が格納される。
【００３２】
本実施形態のモデルデータベース１２０は、脳震盪患者群と、健常者群と、のそれぞれについて、負荷が臨界点を超えた場合の歩行における動作の特徴から得られたモデルパラメータが格納されている。モデルパラメータは、例えば、平均ベクトルや共分散行列等のパラメータである。各データベースの詳細は後述する。
【００３３】
本実施形態の異常歩行推定処理部１３０は、センサ情報２１０と、各データベースとに基づき、センサ情報２１０を検出したセンサ２００を装着した対象者Ｐの歩行の状態を推定する。
【００３４】
本実施形態のセンサ２００は、センサ２００が検出したセンサ情報２１０が格納される記憶部２２０を有する。また、本実施形態のセンサ３００は、センサ３００が検出したセンサ情報３１０が格納される記憶部３２０を有する。
【００３５】
本実施形態では、例えば、対象者Ｐがセンサ２００、３００を装着した状態で、所定の期間行動し、その期間にセンサ２００、３００が検出したセンサ情報２１０、３１０が、記憶部２２０、３２０に保持されても良い。そして、センサ２００、３００が、対象者Ｐから取り外された後に、記憶部２２０、３２０に格納されたセンサ情報２１０、３１０は、情報処理装置１００に送信されても良い。
【００３６】
本実施形態の情報処理装置１００は、例えば、医療機関に設置されたコンピュータ等であって良い。本実施形態では、例えば、医療機関において診察を行った患者や、入院していた患者等が帰宅する際等に、患者にセンサ２００、３００を装着させ、対象者Ｐとしても良い。そして、情報処理装置１００は、例えば、この対象者Ｐが医療機関に通院した際等に、センサ２００、３００から、記憶部２２０、３２０に格納されたセンサ情報２１０、３１０を取得しても良い。
【００３７】
本実施形態では、このようにして情報処理システム４００を用いることで、例えば、高齢者等、運動機能を注意深く観察する必要がある患者の動作を、患者の主観だけでなく、客観的に医療従事者等に把握させることができる。さらに、本実施形態では、対象者Ｐの歩行の状態に異常があるか否かを推定することができる。よって、本実施形態によれば、例えば、脳震盪を患った患者が回復傾向にあるのか、又は、回復の度合いがどの程度なのか等といったことを、医療従事者が判断する際に、この判断を支援することができる。
【００３８】
尚、図２では、負荷臨界点データベース１１０とモデルデータベース１２０とが、情報処理装置１００に設けられる構成としたが、これに限定されない。負荷臨界点データベース１１０、モデルデータベース１２０は、情報処理装置１００の外部の記憶装置等に設けられても良い。
【００３９】
次に、図３を参照して、本実施形態の情報処理装置１００のハードウェア構成について説明する。図３は、第一の実施形態の情報処理装置のハードウェア構成を説明する図である。
【００４０】
本実施形態の情報処理装置１００は、それぞれバスＢで相互に接続されている入力装置１１、出力装置１２、ドライブ装置１３、補助記憶装置１４、メモリ装置１５、演算処理装置１６及びインターフェース装置１７を含む情報処理装置である。
【００４１】
入力装置１１は、各種の情報を入力するためものであり、例えばキーボードやマウス等で実現される。出力装置１２は、各種の情報を出力するためのものであり、例えばディスプレイ等により実現される。インターフェース装置１７は、モデム、ＬＡＮカード等を含み、ネットワークに接続する為に用いられる。
【００４２】
情報処理プログラムは、情報処理装置１００を制御する各種プログラムの少なくとも一部であり、異常歩行推定処理部１３０を実現するための異常歩行推定プログラムを含む。情報処理プログラムは例えば記録媒体１８の配布やネットワークからのダウンロードなどによって提供される。情報処理プログラムを記録した記録媒体１８は、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等の様に情報を光学的、電気的或いは磁気的に記録する記録媒体、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の様に情報を電気的に記録する半導体メモリ等、様々なタイプの記録媒体を用いることができる。
【００４３】
また、情報処理プログラムは、情報処理プログラムを記録した記録媒体１８がドライブ装置１３にセットされるとは記録媒体１８からドライブ装置１３を介して補助記憶装置１４にインストールされる。ネットワークからダウンロードされた情報処理プログラムは、インターフェース装置１７を介して補助記憶装置１４にインストールされる。
【００４４】
補助記憶装置１４は、インストールされた情報処理プログラムを格納すると共に、必要なファイル、データ等を格納する。メモリ装置１５は、コンピュータの起動時に補助記憶装置１４から情報処理プログラムを読み出して格納する。そして、演算処理装置１６はメモリ装置１５に格納された情報処理プログラムに従って、後述するような各種処理を実現している。
【００４５】
次に、図４及び図５を参照して、本実施形態の情報処理装置１００の有する負荷臨界点データベース１１０と、モデルデータベース１２０について説明する。図４は、第一の実施形態の負荷臨界点データベースの一例を示す図である。
【００４６】
本実施形態の負荷臨界点データベース１１０は、予め生成されて、情報処理装置１００に格納されるものである。負荷臨界点データベース１１０の生成の方法の詳細は後述する。
【００４７】
負荷臨界点データベース１１０は、情報の項目として、取得項目と、閾値と、を有する。項目「取得項目」の値は、センサ情報２１０から得られる情報の項目を示す。また、本実施形態の項目「取得項目」の値は、時間と共に値が変化する項目を示す。
【００４８】
図４の例では、取得項目として、経過時間、脈拍数の上昇幅、移動距離等が含まれる。取得項目が「経過時間」である場合、歩行を開始してからの経過時間が４６秒となるときが、身体的負荷が臨界点に達したと判定されることがわかる。言い換えれば、歩行を開始してから４６秒が経過すると、脳震盪患者がバランスを崩す傾向が強くなる状態となると言える。尚、経過時間は、センサ情報２１０から算出することができる。また、経過時間は、センサ情報３１０や、腕等に装着した第３のセンサ情報から算出されても良い。
【００４９】
また、図４の例では、取得項目が「脈拍数の上昇幅」である場合、脈拍数が歩行開始時の値から３０［ｂｐｍ］以上上昇した場合に、身体的負荷が臨界点に達したと判定されることがわかる。言い換えれば、歩行中において脈拍数が、開始時に値から３０［ｂｐｍ］以上上昇した場合、脳震盪患者がバランスを崩す傾向が強くなる状態となると言える。
【００５０】
尚、本実施形態の項目「取得項目」の値には、経過時間、脈拍数の上昇幅、移動距離以外にも、様々な項目が含まれて良い。
【００５１】
具体的には、例えば、歩行開始からのふらつき回数、イベント（歩行開始後転倒した、衝撃が加わった）の発生やイベントの内容、環境変化（コンクリートから砂利道等、床の状態が変わった、周囲の照度が変わった）の有無や環境変化の内容等が含まれても良い。
【００５２】
次に、図５を参照して、モデルデータベース１２０について説明する。図５は、第一の実施形態のモデルデータベースの一例を示す図である。
【００５３】
本実施形態のモデルデータベース１２０は、予め生成されて、情報処理装置１００に設けられている。モデルデータベース１２０の生成の方法の詳細は後述する。
【００５４】
本実施形態のモデルデータベース１２０では、脳震盪患者群と、健常者群と、のそれぞれについて、平均ベクトルと共分散行列と、が対応付けられている。
【００５５】
本実施形態では、平均ベクトルとは、負荷が臨界点を超えた状態で歩行した場合の上半身の動作の特徴を示す上半身特徴量と、両脚の動作の特徴を示す脚特徴量の平均を示す。尚、本実施形態では上半身特徴量は、例えば、歩行中の上下方向の腰の移動幅の平均と標準偏差、歩行中の左右方向の腰の移動幅の平均と標準偏差等の上半身の動作を示す複数の値を含む。また、本実施形態の脚特徴量は、歩行速度の平均値と標準偏差等、歩幅の平均値と標準偏差等の、両脚の動作を示す複数の値を含む。上半身特徴量と脚特徴量の詳細は後述する。
【００５６】
脳震盪患者群の平均ベクトルとは、複数の脳震盪患者の上半身特徴量と脚特徴量の平均値を求めた集合であり、健常者群の平均ベクトルとは、複数の健常者の上半身特徴量と脚特徴量の平均値を求めた集合である。また、本実施形態の共分散行列は、脳震盪患者群の平均ベクトルと、健常者群の平均ベクトルと、から算出されるものである。
【００５７】
次に、図６を参照して、本実施形態の情報処理装置１００の有する異常歩行推定処理部１３０の機能について説明する。図６は、第一の実施形態の異常歩行推定処理部の機能を説明する図である。
【００５８】
本実施形態の異常歩行推定処理部１３０は、センサ情報取得部１３１、歩行区間特定部１３２、負荷区間抽出部（行動区間抽出部）１３３、区間特定部１３４、特徴量算出部１３５、異常歩行推定部１３６、臨界点データベース作成部１３７、モデルデータベース作成部１３８、推定結果出力部１３９を有する。
【００５９】
本実施形態の異常歩行推定処理部１３０は、情報処理装置１００の演算処理装置１６が
メモリ装置１５等に格納された情報処理プログラムを実行することで実現される。
【００６０】
本実施形態のセンサ情報取得部１３１は、センサ２００からセンサ情報２１０を取得する。
【００６１】
歩行区間特定部１３２は、センサ情報２１０から、対象者Ｐが歩行しているとされる区間を抽出する。歩行区間特定部１３２の処理の詳細は後述する。
【００６２】
負荷区間抽出部１３３は、負荷臨界点データベース１１０を参照し、歩行区間特定部１３２により特定された歩行区間から、対象者Ｐに対する身体的な負荷が臨界点に達している歩行区間を抽出する。負荷区間抽出部１３３の詳細は後述する。
【００６３】
区間特定部１３４は、負荷区間抽出部１３３により抽出された歩行区間において、特徴量算出部１３５による特徴量を算出する区間を特定する。具体的には、例えば、区間特定部１３４は、負荷区間抽出部１３３により抽出された歩行区間において、負荷が臨界点に達した時刻から、この歩行区間の終了時刻までの区間等を、特徴量を算出する区間として特定しても良い。
【００６４】
特徴量算出部１３５は、対象者Ｐの上半身の動作の特徴を示す上半身特徴量と、下半身（両脚）の動作の特徴を示す脚特徴量を算出する。特徴量算出部１３５の詳細は後述する。
【００６５】
異常歩行推定部１３６は、特徴量算出部１３５により算出された上半身特徴量と脚特徴量と、モデルデータベース１２０とに基づき、対象者Ｐの歩行における異常の有無を推定する。異常歩行推定部１３６の処理の詳細は、後述する。
【００６６】
臨界点データベース作成部１３７は、特徴量算出部１３５により算出された上半身特徴量と脚特徴量に基づき、項目「取得項目」毎の閾値を設定し、負荷臨界点データベース１１０を生成する。臨界点データベース作成部１３７の詳細は後述する。
【００６７】
モデルデータベース作成部１３８は、区間特定部１３４により特定された区間における上半身特徴量と脚特徴量に基づき、モデルデータベース１２０を生成する。モデルデータベース作成部１３８の詳細は後述する。
【００６８】
推定結果出力部１３９は、異常歩行推定部１３６による推定結果を出力する。本実施形態の推定結果出力部１３９は、推定結果として、情報処理装置１００の画面に推定結果を示す情報を表示させても良いし、情報処理装置１００の外部に推定結果を示す情報を送信しても良い。以下の説明では。推定結果を示す情報を、推定結果情報と呼ぶ。
【００６９】
尚、本実施形態の推定結果出力部１３９は、対象者Ｐの推定結果情報に、対象者Ｐの回復の度合いを示す情報を含めても良い。
【００７０】
次に、本実施形態の負荷区間抽出部１３３について説明する。本実施形態の負荷区間抽出部１３３は、判定用データ算出部１４１、臨界点判定部１４２を有する。
【００７１】
本実施形態の判定用データ算出部１４１は、センサ情報２１０から、負荷臨界点データベース１１０の項目「取得項目」が示す値を算出する。言い換えれば、判定用データ算出部１４１は、対象者Ｐに対する身体的な負荷が臨界点に達しているか否かを判定するためのデータを算出する。具体的には、判定用データ算出部１４１は、例えば、センサ情報２１０から、対象者Ｐが歩行を開始してからの経過時間、一歩毎の脈拍数の上昇幅等を算出する。
【００７２】
本実施形態の臨界点判定部１４２は、負荷臨界点データベース１１０における項目「取得項目」毎の閾値と、判定用データ算出部１４１により算出された項目「取得項目」の値と、を比較し、対象者Ｐに対する負荷が臨界点に達したか否かを判定する。
【００７３】
本実施形態の負荷区間抽出部１３３は、臨界点判定部１４２により臨界点に達していると判定された歩行区間を、対象者Ｐに対する身体的負荷が臨界点を超えている負荷区間（行動区間）として、抽出する。
【００７４】
次に、本実施形態の特徴量算出部１３５について説明する。本実施形態の特徴量算出部１３５は、上体特徴量算出部１５１、脚特徴量算出部１５２、関係性算出部１５３、ふらつき判定部１５４、部位関係性算出部１５５を有する。
【００７５】
本実施形態の上体特徴量算出部１５１は、センサ情報２１０から、対象者Ｐの上半身の動作の特徴を示す上半身特徴量を算出する。
【００７６】
具体的には、上体特徴量算出部１５１は、センサ情報２１０に基づき、対象者Ｐの上半身の動作の特徴を示す各種の特徴量を取得し、この特徴量の統計をとる。そして、上体特徴量算出部１５１は、各種の特徴量を統計した結果を、上半身特徴量とする。
【００７７】
本実施形態の脚特徴量算出部１５２は、センサ情報３１０から、対象者Ｐの下半身（両脚）の動作の特徴を示す脚特徴量を算出する。
【００７８】
具体的には、脚特徴量算出部１５２は、センサ情報３１０に基づき、対象者Ｐの下半身の動作の特徴を示す各種の特徴量を取得し、この特徴量の統計をとる。そして、脚特徴量算出部１５２は、各種の特徴量を統計した結果を、脚特徴量とする。
【００７９】
関係性算出部１５３は、脚特徴量同士、又は、上半身特徴量同士の関係性を示す相関係数、回帰係数（回帰直線の傾き）を算出する。
【００８０】
本実施形態では、例えば、関係性算出部１５３により、上半身特徴量同士の関係性を示す相関係数、回帰係数が算出された場合には、この相関係数、回帰係数は、上半身特徴量に含まれる。また、本実施形態では、例えば、関係性算出部１５３により、脚特徴量同士の関係性を示す相関係数、回帰係数が算出された場合には、この相関係数、回帰係数は、脚特徴量に含まれる。
【００８１】
ふらつき判定部１５４は、負荷区間において、対象者Ｐの上半身のふらつきが発生したか否かを判定する。具体的には、ふらつき判定部１５４は、負荷区間における上半身特徴量が、所定の範囲外となった場合に、上半身のふらつきが発生したと判定する。
【００８２】
部位関係性算出部１５５は、上半身にふらつきが発生した時刻を含む所定区間において、脚特徴量算出部１５２に脚特徴量を算出させる。
【００８３】
次に、本実施形態の臨界点データベース作成部１３７について説明する。臨界点データベース作成部１３７は、特徴量統計部１６１、負荷臨界点設定部１６２を有する。
【００８４】
尚、本実施形態の臨界点データベース作成部１３７には、予め、脳震盪患者群を長時間歩行させた場合のセンサ情報と、健常者群を長時間歩行させた場合のセンサ情報と、が与えられる。また、長時間とは、脳震盪患者に対する身体的負荷の臨界点の検出に十分とされる時間であれば良い。
【００８５】
本実施形態の特徴量統計部１６１は、特徴量算出部１３５により、脳震盪患者群のセンサ情報と、健常者群のセンサ情報とから、負荷臨界点データベース１１０の取得項目の値の時間による変化と対応した特徴量を被験者毎に算出させる。そして、特徴量統計部１６１は、各取得項目について、所定区間毎の特徴量の統計をとる。言い換えれば、特徴量統計部１６１は、特徴量算出部１３５に、各取得項目について、所定区間毎の上半身特徴量と脚特徴量とを算出させる。
【００８６】
負荷臨界点設定部１６２は、取得項目が示す項目毎に、特徴量統計部１６１が取得した上半身特徴量及び脚特徴量に基づき、脳震盪患者群と健常者群との間で有意な差が認められる取得項目の値を臨界点（閾値）とする。
【００８７】
そして、臨界点データベース作成部１３７は、取得項目と、臨界点（閾値）とを対応付けた負荷臨界点データベース１１０とする。
【００８８】
次に、モデルデータベース作成部１３８について説明する。本実施形態のモデルデータベース作成部１３８は、平均ベクトル算出部１７１、共分散行列算出部１７２を有する。
【００８９】
尚、本実施形態のモデルデータベース作成部１３８には、予め、脳震盪患者群を長時間歩行させた場合のセンサ情報と、健常者群を長時間歩行させた場合のセンサ情報と、が与えられる。
【００９０】
本実施形態の平均ベクトル算出部１７１は、脳震盪患者群のセンサ情報と、健常者群のセンサ情報とから負荷区間を抽出し、さらに、負荷区間において区間特定部１３４により特定された区間の上半身特徴量と脚特徴量とを、被験者毎に取得する。言い換えれば。平均ベクトル算出部１７１は、特徴量算出部１３５に、負荷区間において区間特定部１３４により特定された区間の上半身特徴量と脚特徴量とを、被験者毎に算出させる。
【００９１】
そして、平均ベクトル算出部１７１は、脳震盪患者群と健常者群のそれぞれについて、複数の被験者の上半身特徴量と脚特徴量の平均値の集合を示す平均ベクトルを算出する。
【００９２】
本実施形態の共分散行列算出部１７２は、平均ベクトルから、脳震盪患者群と健常者群のそれぞれについて、共分散行列を算出する。
【００９３】
そして、モデルデータベース作成部１３８は、脳震盪患者群と健常者群のそれぞれの平均ベクトルと共分散行列とを対応付けて格納し、モデルデータベース１２０とする。
【００９４】
次に、図７を参照して、本実施形態の異常歩行推定処理部１３０の動作について説明する。図７は、第一の実施形態の異常歩行推定処理部の処理を説明するフローチャートである。
【００９５】
本実施形態の異常歩行推定処理部１３０は、センサ情報取得部１３１により、センサ２００からセンサ情報２１０を取得し、センサ３００からセンサ情報３１０を取得する（ステップＳ７０１）。
【００９６】
続いて、異常歩行推定処理部１３０は、歩行区間特定部１３２により、センサ情報３１０に基づき、対象者Ｐが歩行としている区間を示す歩行区間を特定する（ステップＳ７０２）。より具体的には、歩行区間特定部１３２は、センサ情報３１０における歩行区間の始点と終点を特定し、始点から終点までを１つの歩行区間として特定する。
【００９７】
続いて、異常歩行推定処理部１３０は、異常歩行推定部１３６により、歩行区間特定部１３２によって特定された全ての歩行区間について、ステップＳ７０３以降の処理を実行したか否かを判定する（ステップＳ７０３）。
【００９８】
ステップＳ７０３において、全ての歩行区間について処理を実行した場合、後述するステップＳ７１４へ進む。
【００９９】
ステップＳ７０３において、全ての歩行区間について処理を実行していない場合、異常歩行推定処理部１３０は、負荷区間抽出部１３３により、抽出された歩行区間を選択する（ステップＳ７０４）。
【０１００】
続いて、負荷区間抽出部１３３は、負荷臨界点データベース１１０を参照し、選択した歩行区間における、対象者Ｐに対する身体的に負荷と、負荷臨界点データベース１１０の閾値とを比較する（ステップＳ７０５）。ステップＳ７０５の処理の詳細は後述する。
【０１０１】
続いて、負荷区間抽出部１３３は、比較した結果か、対象者Ｐに対する身体的に負荷が閾値を以上であるか否かを判定する（ステップＳ７０６）。
【０１０２】
ステップＳ７０６において、負荷が臨界点未満である場合、異常歩行推定処理部１３０は、ステップＳ７０３へ戻る。
【０１０３】
ステップＳ７０６において、負荷が臨界点以上である場合、この歩行区間は負荷区間として抽出され、後述するステップＳ７０７へ進む。
【０１０４】
続いて、異常歩行推定処理部１３０は、区間特定部１３４により、抽出された負荷区間において、上半身特徴量と脚特徴量を算出する区間を特定する（ステップＳ７０７）。
【０１０５】
続いて、異常歩行推定処理部１３０は、特徴量算出部１３５の上体特徴量算出部１５１により、特定された区間における、対象者Ｐの上半身特徴量を算出する（ステップＳ７０８）。ステップＳ７０８の詳細は後述する。
【０１０６】
続いて、異常歩行推定処理部１３０は、特徴量算出部１３５の脚特徴量算出部１５２により、特定された区間における脚特徴量を算出する（ステップＳ７０９）。ステップＳ７０９の詳細は後述する。
【０１０７】
続いて、特徴量算出部１３５は、関係性算出部１５３により、上半身特徴量同士、脚特徴量同士のそれぞれについて、関係性を算出する（ステップＳ７１０）。
【０１０８】
続いて、特徴量算出部１３５は、ふらつき判定部１５４により、上半身特徴量から、選択された歩行区間における対象者Ｐの上半身のふらつきが発生したか否かを判定する（ステップＳ７１１）。ステップＳ７１１において、ふらつきが発生していない場合、異常歩行推定処理部１３０は、後述するステップＳ７１３へ進む。
【０１０９】
ステップＳ７１１において、ふらつきが発生した場合、特徴量算出部１３５は、部位関係性算出部１５５により、ふらつきが発生した時刻を含む、ふらつきの発生時刻前後の所定期間の脚特徴量を算出する（ステップＳ７１２）。
【０１１０】
続いて、異常歩行推定処理部１３０は、異常歩行推定部１３６により、上半身特徴量及び脚特徴量を用いて、対象者Ｐの歩行の状態における異常の有無を推定し、結果を保持し（ステップＳ７１３）、ステップＳ７０３に戻る。
【０１１１】
ステップＳ７０３において、全ての歩行区間について、ステップＳ７０３以降の処理を行った場合には、推定結果出力部１３９により、推定結果情報を出力し（ステップＳ７１４）、処理を終了する。
【０１１２】
次に、図７の各ステップの処理について、説明する。はじめに、図８を参照して、図７のステップＳ７０２における歩行区間特定部１３２の処理について説明する。図８は、第一の実施形態の歩行区間特定部による歩行区間の特定について説明する図である。
【０１１３】
図８は、前後方向におけるセンサ情報３１０を示す。通常、人が歩行している場合、爪先が地面を離れて振り出されている側の下肢に装着されたセンサ情報３１０にピークが生じる。本実施形態の歩行区間特定部１３２は、この点に着目し、センサ情報３１０に基づき、歩行区間を特定する。
【０１１４】
図８（Ａ）〜（Ｃ）は、センサ情報３１０に基づく歩行区間の特定を説明している。図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すグラフは、センサ情報３１０を示しており、横軸は時間であり、縦軸は角速度である。
【０１１５】
対象者Ｐが歩行している場合、片足毎に周期的にピークが現れる。図８（Ａ）では、左脚のセンサ３００から取得したセンサ情報３１０において、ピークＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４というように、ピークが周期的に現れていることがわかる。
【０１１６】
本実施形態の歩行区間特定部１３２は、ピークが周期的に出現し、且つ、ピークとピークの間の期間が一定範囲内である区間を歩行区間として抽出する。図８（Ｂ）では、左脚のセンサ情報３１０において、ピークＰ１とピークＰ２との間の期間Ｋ１、ピークＰ２とピークＰ３との間の期間Ｋ２、ピークＰ３とピークＰ４との間の期間Ｋ３が、一定範囲内であるものとする。
【０１１７】
この場合、歩行区間特定部１３２は、右脚のセンサ３００から取得したセンサ情報３１０に対しても、同様にピークとピークの間の期間が一定範囲内であることを検出した後に、図８（Ｃ）に示すように、歩行の開始時刻と終了時刻を特定する。本実施形態では、例えば、両脚のセンサ情報３１０において、周期的に出現するピーク群のうち、最初のピークが出現した時刻Ｔｓを歩行の開始時刻とし、最後のピークが出現した時刻Ｔｅを歩行の終了時刻としても良い。この場合、歩行区間は、時刻Ｔｓから時刻Ｔｅの区間Ｋｓｅとなる。
【０１１８】
本実施形態の歩行区間特定部１３２は、以上のようにして、センサ情報３１０から歩行区間を特定する。
【０１１９】
次に、図９及び図１０を参照して、図７のステップＳ７０５における負荷区間抽出部１３３の処理について説明する。図９は、第一の実施形態の負荷区間抽出部の処理を説明するフローチャートである。
【０１２０】
本実施形態の負荷区間抽出部１３３は、図７のステップＳ７０４で歩行区間が選択されると、判定用データ算出部１４１により、センサ情報２１０、３１０から、判定用データを取得する（ステップＳ９０１）。
【０１２１】
具体的には、判定用データ算出部１４１は、センサ情報２１０、３１０から、負荷臨界点データベース１１０の取得項目毎の値を取得するし、こられの値を含むデータを判定用データとする。取得項目とは、例えば、経過時間、脈拍の上昇幅、移動距離等である。
【０１２２】
続いて、負荷区間抽出部１３３は、臨界点判定部１４２により、ステップＳ９０１で取得した判定用データに含まれる取得項目毎の値と、負荷臨界点データベース１１０における取得項目と対応する閾値と、を比較し（ステップＳ９０２）、図７のステップＳ７０６へ進む。
【０１２３】
ここで、図１０を参照して、判定用データ算出部１４１による判定用データについて説明する。図１０は、第一の実施形態における判定用データの一例を説明する図である。
【０１２４】
本実施形態では、判定用データ算出部１４１は、例えば、歩行区間Ｋｓｅの開始から、ｔｉ（ｉ＝１，２，３．・・・ｎ）秒毎に取得項目の値を取得する。
【０１２５】
図１０に示す判定用データ１０１では、ｉ＝１の場合、つまり、歩行区間Ｋｓｅの開始からｔ１秒後の経過時間、脈拍数の上昇幅、移動距離等が算出される。尚、取得項目には、経過時間、脈拍数の上昇幅、移動距離以外にも、様々な項目があって良い。本実施形態では、歩行区間Ｋｓｅにおけるｔｉ秒の時点での取得項目の値の集合が、判定用データである。以下の説明では、判定用データを判定用ベクトルと呼ぶ。本実施形態の判定用ベクトルは、ｔｉ（ｉ＝１，２，３．・・・ｎ）秒毎に取得される。つまり、本実施形態の判定用ベクトルは、時系列に取得される。
【０１２６】
図１０に示す判定用データ１０１では、歩行区間Ｋｓｅにおけるｔ１秒の時点での判定用ベクトル１０２は、（１、１、・・・、５）となる。
【０１２７】
本実施形態では、負荷区間抽出部１３３は、判定用データ算出部１４１により、時刻ｔｉ毎の判定用ベクトルを算出すると、臨界点判定部１４２により、ｔｉ毎の判定用ベクトルと、負荷臨界点データベース１１０の閾値とを比較する。
【０１２８】
そして、臨界点判定部１４２は、ｔｉ毎の判定用ベクトルに含まれる取得項目の値のうち、何れか１つでも、負荷臨界点データベース１１０に格納された閾値を超えた値があった場合に、歩行区間Ｋｓｅを負荷区間として抽出する。言い換えれば、臨界点判定部１４２は、歩行区間Ｋｓｅにおける時刻毎の判定用ベクトルの要素の何れかが閾値以上となった場合に、歩行区間Ｋｓｅを負荷区間として抽出する。
【０１２９】
図１０の例では、時刻ｔ（ｎ−１）の判定用ベクトル１０３における、取得項目「経過時間」の値が「４６［ｓｅｃ］」である。この値は、負荷臨界点データベース１１０における取得項目「経過時間」と対応する閾値と等しい。よって、臨界点判定部１４２は、歩行区間Ｋｓｅでは、対象者Ｐに対する身体的な負荷が、臨界点を超えている、と判定し、歩行区間Ｋｓｅを負荷区間として抽出する。
【０１３０】
本実施形態では、以上のようにして、歩行区間から、脳震盪患者がバランスを崩す傾向が強くなる状態となっている負荷区間を抽出する。
【０１３１】
また、センサ情報２１０及び／又はセンサ情報３１０を用いて算出した歩行区間前の状態に応じて、取得項目の閾値を変更し、判定用ベクトルと比較しても良い。例えば、歩行区間前の状態が「長期間座位状態」であった場合、取得した閾値に所定値（例えば０．５）を乗算した後、判定用ベクトルと比較しても良い。
【０１３２】
次に、図１１を参照して、図７のステップＳ７０７における区間特定部１３４の処理について説明する。図１１は、第一の実施形態の区間特定部による区間の特定を説明する図である。
【０１３３】
図１１は、歩行区間Ｋｓｅにおける、前後方向、左右方向、上下方向それぞれのセンサ情報２１０に含まれる加速度信号を示しており、縦軸は加速度であり、横軸は時刻である。
【０１３４】
図１１の例では、開始時刻である時刻Ｔｓから、終了時刻である時刻Ｔｅまでの歩行区間Ｋｓｅにおいて、時刻Ｔｌの判定用ベクトルの要素が閾値を超えた場合を示している。
【０１３５】
本実施形態の区間特定部１３４は、この場合、時刻Ｔｌから時刻Ｔｅまでの区間Ｋａを、特徴量算出部１３５による上半身特徴量と脚特徴量の算出を行う区間に特定しても良い。
【０１３６】
以下の説明では、判定用ベクトルの要素が閾値を超えた時刻から、歩行区間Ｋｓｅの終了時刻Ｔｅまで区間Ｋａを、後半区間Ｋａと呼ぶ。また、以下の説明では、判定用ベクトルの要素が閾値を超えた時刻Ｔｌのことを、対象者Ｐの身体的負荷が臨界点に達した臨界点時刻と呼ぶ。
【０１３７】
尚、本実施形態の区間特定部１３４は、例えば、歩行区間Ｋｓｅ全てを、上半身特徴量と脚特徴量の算出の対象の区間に特定しても良い。また、本実施形態の区間特定部１３４は、例えば、歩行区間Ｋｓｅの開始時刻である時刻Ｔｓから所定秒後の時刻Ｔｂまでの区間Ｋｂを、上半身特徴量と脚特徴量の算出の対象の区間に特定しても良い。尚、この場合、所定秒は、情報処理装置１００の利用者が任意に設定しても良い。以下の説明では、区間Ｋｂを前半区間Ｋｂと呼ぶ。
【０１３８】
さらに、本実施形態では、前半区間Ｋｂと後半区間Ｋａを、上半身特徴量と脚特徴量が算出される区間に特定しても良いし、歩行区間Ｋｓｅ、前半区間Ｋｂ、後半区間Ｋａの全てを上半身特徴量と脚特徴量が算出される区間に特定しても良い。
【０１３９】
次に、図１２乃至図１４を参照し、図７のステップＳ７０８における特徴量算出部１３５の処理について説明する。
【０１４０】
本実施形態の特徴量算出部１３５は、上体特徴量算出部１５１により、対象者Ｐの上半身の動作を示す上半身特徴量を算出する。
【０１４１】
より具体的には、上体特徴量算出部１５１は、対象者Ｐが２歩歩く毎の腰の移動幅と腰の角度を取得し、取得した腰の移動幅の平均値及び標準偏差を、上半身特徴量として算出する。尚、本実施形態では、腰の移動幅の最大値、最小値を上半身特徴量に含めても良い。
【０１４２】
また、本実施形態では、腰の移動幅、腰の角度のそれぞれについて、算術平均や中央値を平均値の代わりに用いても良い。さらに、本実施形態では、腰の移動幅、腰の角度のそれぞれについて、変動係数を標準偏差の代わりに用いても良い。
【０１４３】
はじめに、上体特徴量算出部１５１による腰の移動幅の算出について説明する。
【０１４４】
図１２は、第一の実施形態の特徴量算出部の処理を説明する図である。図１２では、腰の移動幅の算出について説明する。
【０１４５】
本実施形態では、歩行区間Ｋｓｅにおける腰の上下方向の動きを歩行による着地時の動作と考える。そして、本実施形態では、腰の上下方向の動きがある箇所から、次の上下方向の動きがある箇所までを１歩とし、対象者Ｐの２歩毎の腰の軌跡を算出する。
【０１４６】
図１２では、対象者Ｐの２歩毎の腰の軌跡を、センサ情報２１０の前後方向における座標と、左右方向における座標とが示す点によって示している。
【０１４７】
本実施形態の上体特徴量算出部１５１は、図１２に示すように、区間特定部１３４によって特定された区間における対象者Ｐの歩行において、２歩毎に、腰の軌跡における左右方向の移動幅Ｗを算出する。本実施形態の上体特徴量算出部１５１では、上下方向及び前後方向に対しても、同様にして、腰の移動幅を算出する。
【０１４８】
図１３は、第一の実施形態の上体特徴量算出部による腰の移動幅の算出の処理を説明するフローチャートである。
【０１４９】
本実施形態の上体特徴量算出部１５１は、区間特定部１３４により、上半身特徴量を算出する区間が特定されると、特定された区間において、対象者Ｐの２歩毎の腰の軌跡を算出する（ステップＳ１３０１）。続いて、上体特徴量算出部１５１は、算出された軌跡から、３軸方向における腰の移動幅を算出する（ステップＳ１３０２）。３軸方向とは、左右方向、上下方向、前後方向である。
【０１５０】
続いて、上体特徴量算出部１５１は、区間特定部１３４により特定された区間の全てのステップ（１歩）について、ステップＳ１３０１とステップＳ１３０２の処理を行ったか否かを判定する（ステップＳ１３０３）。ステップＳ１３０３において、全てのステップについて処理を行っていない場合、上体特徴量算出部１５１は、ステップＳ１３０１へ戻る。
【０１５１】
ステップＳ１３０３において、全てのステップについて処理を行った場合、上体特徴量算出部１５１は、算出された２歩毎の腰の移動幅の統計をとり、その結果を上半身特徴量として保持して（ステップＳ１３０４）、後述する図１４のステップＳ１４０１へ進む。
【０１５２】
尚、ステップＳ１３０４において、腰の移動幅の統計をとることとは、具体的には、腰の移動幅の平均値及び標準偏差の算出、最大値と最小値の抽出等である。
【０１５３】
また、本実施形態では、区間特定部１３４において、例えば、前半区間Ｋｂと後半区間Ｋａが特定された場合には、前半区間Ｋｂにおける上半身特徴量と、後半区間Ｋａにおける上半身特徴量と、の関係を示す比を、上半身特徴量に含めても良い。
【０１５４】
次に、上体特徴量算出部１５１による腰の角度の算出について説明する。
【０１５５】
本実施形態の上体特徴量算出部１５１は、センサ情報２１０から、前後方向に対するセンサ２００の重力加速度に対する傾斜角と、左右方向に対するセンサ２００の重力加速度に対する傾斜角と、を腰の角度として算出する。
【０１５６】
以下の説明では、前後方向に対するセンサ２００の重力加速度に対する傾斜角を前後方向の腰の角度と呼び、左右方向に対するセンサ２００の重力加速度に対する傾斜角を左右方向の腰の角度と呼ぶ。
【０１５７】
前後方向の腰の角度と、左右方向の腰の角度は、以下の式（１）によって算出される。
【０１５８】
【数１】
2018211550.tif 000003
尚、ここで、Ｘ、Ｙ、Ｚは、センサ情報２１０から取得される時系列のＸ軸方向の加速度、Ｙ軸方向の加速度、Ｚ軸の加速度を示すデータであり、Ｘ＝（Ｘ１，Ｘ２，・・・，Ｘｎ）、Ｙ＝（Ｙ１，Ｙ２，・・・，Ｙｎ）、Ｚ＝（Ｚ１，Ｚ２，・・・，Ｚｎ）である。
【０１５９】
図１４は、第一の実施形態の上体特徴量算出部による腰の角度の算出の処理を説明するフローチャートである。
【０１６０】
本実施形態の上体特徴量算出部１５１は、式（１）に基づき、区間特定部１３４により特定された区間において取得したセンサ情報２１０から、全ての時刻について、前後方向と左右方向の腰の角度を算出する（ステップＳ１４０１）。
【０１６１】
続いて、上体特徴量算出部１５１は、ステップＳ１４０１で取得した前後方向の腰の角度と、左右方向の腰の角度とのそれぞれについて、統計をとり、その結果を上半身特徴量として保持して（ステップＳ１４０２）、図７のステップＳ７０９へ進む。
【０１６２】
尚、ステップＳ１４０２において、腰の角度の統計をとることとは、具体的には、腰の角度の平均値及び標準偏差の算出、最大値と最小値の抽出等である。
【０１６３】
つまり、本実施形態の上半身特徴量には、少なくとも、腰の３軸方向の移動幅の平均値と標準偏差、腰の前後方向と左右方向の角度の平均値と標準偏差とが含まれる。
【０１６４】
次に、図１５及び図１６を参照し、図７のステップＳ７０９における特徴量算出部１３５の処理について説明する。
【０１６５】
本実施形態の特徴量算出部１３５は、脚特徴量算出部１５２により、対象者Ｐの両脚の動作を示す脚特徴量を算出する。
【０１６６】
まず、図１５を参照して、本実施形態における対象者Ｐの脚の動作について説明する。図１５は、第一の実施形態における対象者の脚の動作について説明する図である。
【０１６７】
図１５は、左右の脚のそれぞれに装着されたセンサ３００から取得したセンサ情報３１０を示しており、縦軸は角速度を示し、横軸は時刻を示す。
【０１６８】
歩行区間では、両脚のセンサ情報３１０には、ピークが周期的に出現する。図１５では、左脚のセンサ情報３１０のピークＰｎを用いて、対象者Ｐの歩行における１歩（ステップ）について説明する。
【０１６９】
本実施形態では、ピークＰｎが出現した時刻Ｔｎから前後において、センサ情報３１０の値（角速度の値）が最小となる時刻をステップの開始時刻Ｔｓｓと終了時刻Ｔｓｅとする。ステップの開始時刻Ｔｓｓとは、対象者Ｐの脚のつま先が地面や床面から離れたタイミングを示す。ステップの終了時刻Ｔｓｅとは、対象者Ｐの脚の踵が接地したタイミングを示す。
【０１７０】
したがって、図１５の例では、開始時刻Ｔｓｓからピークが検出された時刻Ｔｎまでの区間Ｋｎｂと、時刻Ｔｎから終了時刻Ｔｓｅまでの区間Ｋｎａと含む区間Ｋｓｔが、対象者Ｐの１歩（ステップ）となる。言い換えれば、１歩とは、対象者Ｐの一方の脚のつま先が地面から離れてから、踵が接地するまでの動作を示す。
【０１７１】
以上の動作をふまえて、本実施形態の脚特徴量算出部１５２は、脚の左右への移動幅、立脚時間、脚上げ幅、歩行速度、遊脚中の脚上げ幅、冠状面の最小回転速度、遊脚中期までの時間、歩幅を算出し、算出結果の統計をとった結果を脚特徴量とする。
【０１７２】
脚の左右への移動幅は、ステップの開始時刻Ｔｓｓから終了時刻Ｔｓｅまでの区間Ｋｓｔでの、左右方向の角速度の積分値を示す。尚、本実施形態では、脚の左右への移動幅を、この積分値の定数倍した値としても良い。
【０１７３】
立脚時間は、Ｎ番目のステップの終了時刻Ｔｓｅから、Ｎ＋１番目のステップの開始時刻Ｔｓｓまでの時間間隔を示す。
【０１７４】
脚上げ幅は、ステップの開始時刻Ｔｓｓから終了時刻Ｔｓｅまでの区間Ｋｓｔにおける、上下方向の角速度の積分値を示す。尚、本実施形態では、脚上げ幅を、この積分値の定数倍した値としても良い。
【０１７５】
歩行速度は、時刻Ｔｎにおける角速度を示す。尚、本実施形態では、歩行速度を、この角速度を定数倍した値としても良い。
【０１７６】
遊脚中の脚上げ幅は、ステップの開始時刻Ｔｓｓから時刻Ｔｎまでの区間Ｋｓｔにおける、上下方向の各加速度の積分値を示す。尚、遊脚中の脚上げ幅は遊脚中の脚上げ幅を、この積分値を定数倍した値としても良い。
【０１７７】
冠状面の最小回転速度は、ステップの開始時刻Ｔｓｓから終了時刻Ｔｓｅまでの区間Ｋｓｔでの、上下方向の角速度の最小値を示す。
【０１７８】
遊脚中期までの時間は、ステップの開始時刻Ｔｓｓから時刻Ｔｎまでの区間Ｋｎｂを示す。
【０１７９】
歩幅は、ステップの開始時刻Ｔｓｓから終了時刻Ｔｓｅまでの移動距離を示す。
【０１８０】
以下に、図１６を参照して、本実施形態の脚特徴量算出部１５２による脚特徴量の算出について説明する。図１６は、第一の実施形態の脚特徴量算出部による脚特徴量の算出の処理を説明するフローチャートである。
【０１８１】
本実施形態の脚特徴量算出部１５２は、ステップＳ７０８において、上体特徴量算出部１５１による上半身特徴量の算出が完了すると、区間特定部１３４により特定された区間における各ステップについて、対象者Ｐの脚の動作を示す値を算出する（ステップＳ１６０１）。具体的には、脚特徴量算出部１５２は、上述した８種類の値を算出する。
【０１８２】
続いて、脚特徴量算出部１５２は、区間特定部１３４によって特定された区間における全てのステップについて、８種類の値を算出したか否かを判定する（ステップＳ１６０２）。ステップＳ１６０２において、全てのステップにおいて、特徴量を算出していない場合、脚特徴量算出部１５２は、ステップＳ１６０１に戻る。
【０１８３】
ステップＳ１６０２において、全てのステップについて８種類の値を算出した場合、脚特徴量算出部１５２は、算出された値の統計をとった結果を脚特徴量として保持し（ステップＳ１６０３）、図７のステップＳ７１０へ進む。
【０１８４】
具体的には、脚特徴量算出部１５２は、例えば、８種類の値のそれぞれについて、各値の平均値、標準偏差を算出した値を、脚特徴量としても良い。この場合、脚特徴量には、８つの平均値と標準偏差とが含まれることなる。また、脚特徴量算出部１５２は、８つの特徴量のそれぞれについて、最小値と最大値を脚特徴量として取得しても良い。また、本実施形態の脚特徴量算出部１５２は、センサ情報３１０の波形における左右対称性に基づき取得された特徴量を脚特徴量としても良い。言い換えれば、脚特徴量算出部１５２は、左脚の歩行速度の平均値、右脚の歩行速度の平均値だけではなく、左と右の歩行速度の平均値の差分（左右対称性の一例）を用いても良い。
【０１８５】
次に、図１７を参照して、図７のステップＳ７１０における関係性算出部１５３の処理について説明する。
【０１８６】
本実施形態の関係性算出部１５３は、上体特徴量算出部１５１により算出された上半身特徴量同士の関係性と、脚特徴量算出部１５２により算出された脚特徴量同士の関係性とを算出する。
【０１８７】
図１７は、第一の実施形態の関係性算出部による回帰係数の算出について説明する図である。図１７では、脚特徴量に含まれる歩幅の平均値と、歩行速度の平均値との関係性を示す回帰係数を算出した例を示している。
【０１８８】
図１７では、縦軸は歩幅の平均値を示し、横軸が歩行速度の平均値を示している。図１７の例では、領域Ｒに対象者Ｐの脚特徴量から得られた歩行速度の平均値と歩幅の平均値によって示される点群ＰＧが存在している。そして、図１７では、これらの点群ＰＧから、回帰直線Ｌと、回帰係数＝０．４８０８が算出されたことがわかる。本実施形態では、この回帰係数＝０．４８０８も、脚特徴量に含める。
【０１８９】
また、図１７では、歩行速度の平均値と歩幅の平均値の関係性を算出する例を説明したが、これに限定されない。
【０１９０】
本実施形態の関係性算出部１５３は、例えば、歩行速度の標準偏差と歩幅の標準偏差の関係性を示す回帰係数を算出し、脚特徴量に含めても良い。
【０１９１】
また、本実施形態の関係性算出部１５３は、上半身特徴量に含まれる３軸方向毎の腰の移動幅の平均値と、前後方向の腰の角度の平均値との関係性を示す回帰係数を算出し、上半身特徴量に含めても良い。また、関係性算出部１５３は、３軸方向毎の腰の移動幅の標準偏差と、前後方向の腰の角度の標準偏差との関係性を示す回帰係数、３軸方向毎の腰の移動幅の平均値と、左右方向の腰の角度の平均値との関係性を示す回帰係数、３軸方向毎の腰の移動幅の標準偏差と、左右方向の腰の角度の標準との関係性を示す回帰係数を算出し、上半身特徴量に含めても良い。
【０１９２】
本実施形態の関係性算出部１５３は、脚特徴量に含まれる値同士で取り得る全ての組み合わせと、上半身特徴量に含まれる値同士で取り得る全ての組み合わせについて、関係を示す回帰係数や相関係数を算出し、脚特徴量と上半身特徴量に含めても良い。
【０１９３】
次に、図１８及び図１９を参照して、図７のステップＳ７１１におけるふらつき判定部１５４の処理について説明する。
【０１９４】
本実施形態の特徴量算出部１３５では、ふらつき判定部１５４により、上半身特徴量に基づいて、対象者Ｐの上半身にふらつきが発生したか否かを判定する。
【０１９５】
本実施形態のふらつき判定部１５４は、上半身特徴量に含まれる腰の上下方向の移動幅が、所定の範囲を超えた場合に、ふらつきが発生したと判定する。尚、図１８の例は、上下方向の移動幅としたが、これに限定されない。移動幅は、上下方向に限られず、左右方向、前後方向の移動幅であっても良い。
【０１９６】
また、本実施形態のふらつき判定部１５４では、ふらつきが発生したと判定された場合に、ふらつきの種類まで判定する。
【０１９７】
図１８は、第一の実施形態のふらつき判定部によるふらつきの判定を説明する第一の図である。図１８では、対象者Ｐが一時的に体勢を崩した場合を示している。
【０１９８】
本実施形態のふらつき判定部１５４は、腰の上下方向の移動幅の値が、所定の範囲外となったとき、ふらつきが発生したと判定する。
【０１９９】
図１８における所定の範囲とは、腰の上下方向の移動幅の平均値をＭｗとし、腰の上下方向の標準偏差Ｓｗとした場合に、Ｍｗ−ＳｗからＭｗ＋Ｓｗまでである。つまり、ふらつき判定部１５４は、腰の上下方向の移動幅の値＜Ｍｗ−Ｓｗである場合か、Ｍｗ＋Ｓｗ＜腰の上下方向の移動幅の値である場合に、ふらつきが発生したと判定する。
【０２００】
図１８の例では、腰の上下方向の移動幅の値が、時刻Ｔｐ１で値Ｐ１１となり、Ｍｗ＋Ｓｗを超える。よって、ふらつき判定部１５４は、ふらつきが発生したと判定する。
【０２０１】
また、図１８の例では、時刻Ｔｐ１で値Ｐ１１が所定の範囲外となったあと、値Ｐ１２も所定の範囲外となっている。そして、図１８の例では、時刻Ｔｐ２で腰の値Ｐ１３が所定範囲内に戻っている。つまり、図１８の例では、時刻Ｔｐ１においてふらつきが発生したと判定されてから、腰の上下方向の移動幅の値が所定の範囲内に戻るまでの区間は、区間Ｋ１２である。
【０２０２】
図１８の例では、この区間Ｋ１２の長さが所定値以下であるものとした。その場合、区間Ｋ１２における腰の上下方向の移動幅の値は、対象者Ｐが一時的に体勢を崩したことを示す値と判定される。尚、本実施形態の所定値は、例えば３秒程度であれば良いが、それよりも短くても良い。
【０２０３】
以下の説明では、対象者Ｐが一時的に体勢を崩したことを示す腰の上下方向の移動幅の値を、瞬間特徴量と呼ぶ。よって、図１８の例では、腰の上下方向の移動幅の値Ｐ１１、Ｐ１２が瞬間特徴量となる。
【０２０４】
図１９は、第一の実施形態のふらつき判定部によるふらつきの判定を説明する第二の図である。図１９では、対象者Ｐが体勢を崩した後に、しばらくふらついている場合を示している。
【０２０５】
本実施形態のふらつき判定部１５４は、腰の左右方向の移動幅の値が、所定の範囲外となったとき、ふらつきが発生したと判定する。尚、図１９の例は、左右方向の移動幅としたが、これに限定されない。腰の移動幅は、左右方向に限られず、前後方向、上下方向の移動幅であっても良い。
【０２０６】
図１９における所定の範囲とは、腰の左右方向の移動幅の平均値をＭｗ１とし、腰の左右方向の標準偏差Ｓｗ１とした場合に、Ｍｗ１−Ｓｗ１からＭｗ１＋Ｓｗ１までである。つまり、ふらつき判定部１５４は、腰の左右方向の移動幅の値＜Ｍｗ１−Ｓｗ１である場合か、Ｍｗ１＋Ｓｗ１＜腰の上下方向の移動幅の値である場合に、ふらつきが発生したと判定する。
【０２０７】
また、図１９の例では、時刻Ｔｐ３において腰の左右方向の移動幅の値Ｐ２１が所定の範囲外となった後の値Ｐ２２、Ｐ２３は、所定の範囲外のままである。そして、図１９の例では、時刻Ｔｐ４において、腰の左右方向の移動幅の値Ｐ２４が所定の範囲内に戻っている。つまり、図１９の例では、時刻Ｔｐ３においてふらつきが発生したと判定されてから、腰の左右方向の移動幅の値が所定の範囲内に戻るまでの区間は、区間Ｋ３４である。
【０２０８】
図１９の例では、この区間Ｋ３４の長さが所定値より長いものとした。その場合、区間Ｋ３４における腰の左右方向の移動幅の値は、対象者Ｐが体勢を崩した後に、しばらくふらついていることを示す値と判定される。
【０２０９】
以下の説明では、対象者Ｐが体勢を崩した後に、しばらくふらついていることを示す腰の左右方向の移動幅の値を、持続特徴量と呼ぶ。よって、図１９の例では、腰の左右方向の移動幅の値Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３が持続特徴量となる。
【０２１０】
次に、図２０を参照して、図７のステップＳ７１２における部位関係性算出部１５５の処理について説明する。
【０２１１】
本実施形態では、対象者Ｐの上半身にふらつきが発生した場合に、ふらつきが発生した時刻の前後の区間において、対象者Ｐの脚の動きに通常とは異なる動きが含まれる点に着目し、上半身のふらつきと、両脚の動きとの関係性を求める。
【０２１２】
図２０は、上半身のふらつきと、両脚の動きとの関係を説明する図である。図２０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のそれぞれに示すグラフは、縦軸がセンサ情報３１０（角速度）であり、横軸が時刻を示している。
【０２１３】
図２０（Ａ）の例では、時刻Ｔ２２から時刻Ｔ２３の区間Ｋｆ１において、上半身のふらつきが検出された場合を示している。この場合、ふらつきが発生している区間Ｋｆ１よりも前の区間Ｋ２１において、左脚の踵の着地な乱れがあることがわかる。
【０２１４】
また、図２０（Ｂ）の例では、時刻Ｔ２６から時刻Ｔ２７の区間Ｋｆ２において、上半身のふらつきが検出された場合を示している。この場合、ふらつきが発生している区間Ｋｆ１よりも前の区間Ｋ２５において、右脚を上げているときの左脚の動きに乱れがあることがわかる。
【０２１５】
また、図２０（Ｃ）の例では、時刻Ｔ３０から時刻Ｔ３１の区間Ｋｆ３において、上半身のふらつきが検出された場合を示している。この場合、ふらつきが発生している区間Ｋｆ１において、右脚の動きに乱れがあることがわかる。
【０２１６】
そこで、本実施形態の部位関係性算出部１５５は、上半身にふらつきが発生した区間をと、その区間の前後の区間と、を含む所定期間における脚の特徴量を算出する。
【０２１７】
本実施形態では、ふらつきが発生した区間の前後の区間を、対象者Ｐの４歩分（４ステップ分）の区間とした。
【０２１８】
したがって、図２０（Ａ）では、時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２２までの区間Ｋ２１を、区間Ｋｆ１から４歩前の区間とし、時刻Ｔ２３から時刻Ｔ２４までの区間Ｋ２２を、区間Ｋｆ１から４歩後の区間とする。そして、部位関係性算出部１５５は、脚特徴量算出部１５２に対し、区間Ｋ２１、区間Ｋｆ１、区間Ｋ２２を含む時刻Ｔ２１から時刻Ｔ２４までの所定区間における脚特徴量を算出させる。
【０２１９】
同様に、部位関係性算出部１５５は、脚特徴量算出部１５２に対し、時刻Ｔ２５から時刻Ｔ２６までの区間Ｋ２３と、区間Ｋｆ２と、時刻Ｔ２７から時刻Ｔ２８までの区間Ｋ２４を含む、時刻Ｔ２５から時刻Ｔ２８までの所定区間における脚特徴量を算出させる。
【０２２０】
同様に、部位関係性算出部１５５は、脚特徴量算出部１５２に対し、時刻Ｔ２９から時刻Ｔ３０までの区間Ｋ２５と、区間Ｋｆ３と、時刻Ｔ３１から時刻Ｔ３２までの区間Ｋ２６を含む、時刻Ｔ２９から時刻Ｔ３２までの所定区間における脚特徴量を算出させる。
【０２２１】
本実施形態では、以上のようにして、部位関係性算出部１５５が、脚特徴量算出部１５２に対して所定区間の脚特徴量を算出させることで、複数の部位（上半身と両脚）の関係性を算出している。
【０２２２】
次に、図２１を参照して、図７のステップＳ７１３における異常歩行推定部１３６の処理について説明する。
【０２２３】
本実施形態の異常歩行推定部１３６は、特徴量算出部１３５により算出された上半身特徴量と脚特徴量と、モデルデータベース１２０とに基づき、対象者Ｐの歩行の状態に異常があるか否かを推定する。
【０２２４】
以下の説明では、説明の便宜上、特徴量算出部１３５により算出された上半身特徴量が、ある１軸方向における腰の移動幅の平均値と、ある１軸方向における腰の角度の平均値であったものとして説明する。
この場合、特徴量算出部１３５で算出された上半身特徴量ｆ＝（ｆ１，ｆ２）で示される。ここで、ｆ１は、ある１軸方向における腰の移動幅の平均値であり、ｆ２は、ある１軸方向における腰の角度の平均値である。
【０２２５】
本実施形態の異常歩行推定部１３６は、各分布とのマハラノビス距離（Ｄｐ，Ｄｃ）を算出する。尚、各分布とは、モデルデータベース１２０に格納された脳震盪患者群の平均ベクトルと共分散行列によって示される、腰の移動幅の平均値と腰の角度の分布と、健常者群の平均ベクトルと共分散行列によって示される、腰の移動幅の平均値と腰の角度の分布である。
【０２２６】
マハラノビス距離Ｄｐは、以下の式（２）によって算出される。
【０２２７】
【数２】
2018211550.tif 000004
尚、式（２）では、マハラノビス距離Ｄｃは、脳震盪患者群の分布と、上半身特徴量ｆとの距離を示す。異常歩行推定部１３６は、健常者群の分布と、上半身特徴量ｆとの距離を示すマハラノビス距離Ｄｐについても、式（２）の脳震盪患者群の平均ベクトルと共分散行列を健常者群の平均ベクトルと共分散行列に置き換えて算出する。
【０２２８】
図２１は、第一の実施形態の異常歩行推定部による推定について説明する図である。
【０２２９】
本実施形態の異常歩行推定部１３６は、例えば、Ｄｐ＜Ｄｃである場合に、対象者Ｐは、脳震盪によるバランス能力の低下に起因する歩行の異常が有ると推定する。言い換えれば、本実施形態の異常歩行推定部１３６は、上半身特徴量ｆが、健常者群の分布Ｂ２よりも脳震盪患者群の分布Ｂ１に近い場合に、対象者Ｐの歩行の状態に異常が有ると推定する。
【０２３０】
尚、図２１に示す図では、上半身特徴量ｆの値の数が２つであるため、軸の数も２本であるが、実際には、上半身特徴量の値及び脚特徴量の値の数だけ、対応する軸が存在する。
【０２３１】
また、上述した説明では、Ｄｐ＜Ｄｃである場合に、歩行の異常が有ると推定するものとしたが、これに限定されない。
【０２３２】
推定結果を「歩行に異常がある」とするための条件は、例えば、情報処理装置１００を使用する医療従事者等によって決められても良い。
【０２３３】
例えば、対象者Ｐの日常生活の中で取得された、複数のセンサ情報２１０、３１０を用いる場合には、異常歩行推定部１３６は、複数のセンサ情報２１０、３１０のそれぞれに対して、マハラノビス距離（Ｄｐ，Ｄｃ）を算出しても良い。そして、異常歩行推定部１３６は、複数のマハラノビス距離（Ｄｐ，Ｄｃ）から、対象者Ｐの歩行の異常の有無を推定しても良い。
【０２３４】
また、本実施形態では、例えば、Ｄｐ＜Ｄｃであって、且つＤｐが所定の距離よりも短い場合等には、健常者群に近づいていることから、異常歩行推定部１３６に、回復傾向にあると推定させても良い。
【０２３５】
また、本実施形態の異常歩行推定部１３６は、抽出された全ての負荷区間において、Ｄｐ＜Ｄｃとなった負荷区間の割合が所定値以上である場合に、対象者Ｐの歩行の状態に異常があると推定しても良い。
【０２３６】
また、本実施形態の異常歩行推定部１３６は、例えば、日々の記録との差分を算出し回復傾向か否かを推定しても良い。具体的には、例えば、現在のマハラノビス距離Ｄｐと、前日や１週間前のマハラノビス距離Ｄｐと比較し、マハラノビス距離Ｄｐが前日や１週間前の半分以下になったら回復していると推定しても良い。
【０２３７】
また、異常歩行推定部１３６は、性別や年齢が近い脳震盪患者の過去の記録を基に回復傾向か否かを推定しても良い。具体的には、例えば、順調に回復した脳震盪患者の、脳震盪発生日以降のマハラノビス距離Ｄｐを予め記録しておく。そして、その中から、対象者Ｐと性別や年齢が近い脳震盪患者のマハラノビス距離Ｄｐを抽出する。次に、脳震盪発生日から同日のマハラノビス距離Ｄｐを対象者Ｐのマハラノビス距離Ｄｐと比較し、同程度であれば回復していると推定しても良い。
【０２３８】
次に、図２２を参照して、図７のステップＳ７１４における推定結果出力部１３９の処理について説明する。図２２は、第一の実施形態の推定結果情報の出力例を示す図である。
【０２３９】
図２２では、推定結果出力部１３９によって推定結果情報が情報処理装置１００のディスプレイに表示された画面の例を示している。
【０２４０】
図２２に示す画面２２１では、推定結果情報として、異常歩行推定処理部１３０による推定の根拠となる処理の結果を示す情報２２２と、推定結果を示す情報２２３と、が表示される。
【０２４１】
情報２２２には、対象者Ｐの歩行の状態の推定結果として、抽出された歩行区間の数、負荷区間の数、ふらつきの有無、マハラノビス距離（Ｄｐ，Ｄｃ）等が含まれる。
【０２４２】
また、情報２２３には、情報２２２から、対象者Ｐの歩行の状態に異常があるが、回復傾向であることが示されている。
【０２４３】
尚、図２２の例では、情報２２２が表示されるものとしたが、これに限定されない。推定結果情報は、情報２２３のみであっても良い。また、情報２２２を表示させるか否かは、情報処理装置１００の利用者の設定によって決められていても良い。
【０２４４】
さらに、図２２の画面２２１は、情報処理装置１００のディスプレイに表示されるものとしたが、これに限定されない。画面２２１は、情報処理装置１００と通信が可能な外部の装置のディスプレイ等に表示されても良い。また、センサ２００がスマートフォン等の端末装置に搭載されている場合には、画面２２１は、センサ２００が搭載された端末装置のディスプレイに表示されても良い。
【０２４５】
さらに、本実施形態では、画面２２１に表示された情報を印刷物として出力しても良いし、推定結果情報として出力しても良い。
【０２４６】
次に、本実施形態の負荷臨界点データベース１１０とモデルデータベース１２０の作成について説明する。はじめに、負荷臨界点データベース１１０の作成について説明する。
【０２４７】
図２３は、第一の実施形態における臨界点データベース作成部の処理を説明するフローチャートである。
【０２４８】
本実施形態の臨界点データベース作成部１３７は、センサ情報取得部１３１により、脳震盪患者群のセンサ情報と、健常者群のセンサ情報とを取得する（ステップＳ２３０１）。尚、これらのセンサ情報は、センサ情報２１０とセンサ情報３１０に相当するものであり、予め各群に属する被験者から収集されたものであっても良い。
【０２４９】
続いて、臨界点データベース作成部１３７は、特徴量統計部１６１により、各被験者のセンサ情報に基づき、１歩（１ステップ）毎の上半身の動作を示す値と、両脚の動作を示す値と、算出する（ステップＳ２３０２）。言い換えれば、特徴量統計部１６１は、被験者毎に、１歩毎の上半身の動作を示す値と、両脚の動作を示す値とを算出する。
【０２５０】
尚、上半身の動作を示す値とは、３軸方向の腰の移動幅や、２軸方向の腰の角度であり、両脚の動作を示す値とは、脚の左右への移動幅、立脚時間、脚上げ幅、歩行速度、遊脚中の脚上げ幅、冠状面の最小回転速度、遊脚中期までの時間、歩幅である。
【０２５１】
続いて、特徴量統計部１６１は、負荷臨界点データベース１１０の各取得項目について、所定の変化幅と対応した区間毎に、上半身の動作を示す値の統計をとった結果を上半身特徴量とし、両脚の動作を示す値の統計をとった結果を脚特徴量として、保持する（ステップＳ２３０３）。
【０２５２】
続いて、臨界点データベース作成部１３７は、負荷臨界点設定部１６２により、取得項目毎に、各区間の上半身特徴量と脚特徴量について、群間の平均値の差検定、例えばｔ検定を実施する（ステップＳ２３０４）。
【０２５３】
続いて、負荷臨界点設定部１６２は、取得項目毎に統計的に有意か否かを判断する指標、例えばｐ値が、予め設定した有意水準に達したときの最初の値を取得し、この値を対応する取得項目の負荷臨界点に設定し（ステップＳ２３０５）、負荷臨界点データベース１１０を生成する処理を終了する。
【０２５４】
以下に、図２４乃至図２６を参照して、負荷臨界点データベース１１０の作成についてさらに説明する。
【０２５５】
図２４は、第一の実施形態における負荷臨界点データベースの作成を説明する第一の図である。
【０２５６】
図２４に示すグラフは、特徴量統計部１６１によって算出された、ある被験者の１歩毎の３軸方向の腰の移動幅を示している。腰の移動幅は、上半身の動作を示す値の１つである。図２４では、時刻Ｔｓから歩行区間が開始されていることがわかる。
【０２５７】
本実施形態の特徴量統計部１６１は、各取得項目について、所定の変化幅と対応した区間毎に、上半身特徴量と脚特徴量と、算出する。
【０２５８】
ここでは、取得項目が「経過時間」であった場合の、特徴量統計部１６１による上半身特徴量の算出について説明する。
【０２５９】
この場合、経過時間の単位は［ｓｅｃ］であるため、図２４のグラフの横軸は時刻を示している。
【０２６０】
ここで、特徴量統計部１６１は、歩行区間の開始時刻Ｔｓからｉ秒後の時刻Ｔｉから始まる所定区間である区間Ｋｉｅにおける、腰の移動幅の統計をとり、上半身特徴量とする。このとき、取得項目「経過時間」の所定の変化幅を１秒とすると、ｉ＝１，２，３，・・・，６０となる。
【０２６１】
例えば、ｉ＝２０であった場合には、特徴量統計部１６１は、時刻Ｔｓから２０秒後の時刻Ｔｉから時刻Ｔｉｅまでの区間Ｋｉｅにおける上半身特徴量を算出する。この算出が完了すると、次に、特徴量統計部１６１は、ｉ＝２１の場合について、同様に、上半身特徴量を算出する。
【０２６２】
図２４の例では、ｉ＝６０が最大値であるため、特徴量統計部１６１は、ｉ＝６０となるまで、同様の処理を行う。尚、本実施形態では、区間Ｋｉｅの長さは、任意に設定されて良いが、例えば３０秒程度である。
【０２６３】
また、例えば、取得項目が「脈拍数の上昇幅」であった場合の、特徴量統計部１６１による上半身特徴量の算出について説明する。
【０２６４】
この場合に、取得項目「脈拍数の上昇幅」の所定の変化幅を１［ｂｐｍ］とし、ｉ＝１，２，３，・・・，４０とすると、特徴量統計部１６１は、歩行区間の開始時刻Ｔｓから脈拍数が１ｂｐｍ上昇したときの時刻Ｔｉから始まる所定区間である区間Ｋｉｅにおける、腰の移動幅の統計をとり、上半身特徴量とする。
【０２６５】
本実施形態の臨界点データベース作成部１３７は、以上のようにして、被験者毎に、取得項目の変化幅と対応した区間の上半身特徴量及び脚特徴量を算出する。
【０２６６】
図２５は、第一の実施形態における負荷臨界点データベースの作成を説明する第二の図である。
【０２６７】
図２５では、被験者毎に、取得項目「経過時間」について、変化幅と対応した区間の上半身特徴量及び脚特徴量を算出した結果の中間データ２５１を示している。
【０２６８】
ｉ＝１の場合の中間データ２５１−１では、区間Ｋｉｅについて、脳震盪患者群に含まれる患者Ａ〜患者Ｎ上毎の上半身特徴量と脚特徴量と、健常者群に含まれる健常者Ａ〜健常者Ｎ毎の上半身特徴量と脚特徴量とが算出されている。
【０２６９】
本実施形態の中間データ２５１では、ｉ＝６０の場合の中間データ２５１−６０まで、同様に、脳震盪患者群に含まれる患者Ａ〜患者Ｎ上毎の上半身特徴量と脚特徴量と、健常者群に含まれる健常者Ａ〜健常者Ｎ毎の上半身特徴量と脚特徴量とが算出される。
【０２７０】
また、本実施形態では、負荷臨界点データベース１１０の取得項目毎に、中間データを生成する。
【０２７１】
例えば、取得項目「脈拍数の上昇幅」についても、同様に、ｉ＝１〜４０の場合（脈拍数が１上昇したとき場合）の区間Ｋｉｅについて、患者Ａ〜患者Ｎ上毎の上半身特徴量と脚特徴量と、健常者Ａ〜健常者Ｎ毎の上半身特徴量と脚特徴量とが算出される。
【０２７２】
図２６は、第一の実施形態における負荷臨界点データベースの作成を説明する第三の図である。
【０２７３】
図２６では、有意水準を０．０１として、中間データ２５１に対してｔ検定を実施した場合の結果を示す中間データ２６１を示している。
【０２７４】
この場合、経過時間が４６秒のときの脚特徴量の１つ（歩幅の平均値）のｐ値と、経過時間が６０秒のときの上半身特徴量の１つ（腰の前後方向の移動幅の平均値）のｐ値と、が０．０１となっている。
【０２７５】
よって、本実施形態の負荷臨界点設定部１６２は、取得項目「経過時間」の値のうち、ｐ値が有意水準に達した最初の値である「４６［ｓｅｃ］」を、負荷臨界点データベース１１０において、取得項目「経過時間」と対応する閾値に設定する。
【０２７６】
本実施形態では、以上のようにして、取得項目毎の閾値を設定し、負荷臨界点データベース１１０を生成する。
【０２７７】
尚、これまでの説明では、負荷臨界点データベース１１０は、取得項目毎の閾値が設定されているものとしたが、これに限定されない。負荷臨界点データベース１１０には、例えば、取得項目「経過時間」と対応する閾値「４６［ｓｅｃ］」のみ格納されていても良い。この場合、４６秒以上継続している歩行区間が負荷区間となる。
【０２７８】
また、本実施形態では、各上半身特徴量、各脚特徴量に対して、取得項目毎の閾値を設定しても良い。
【０２７９】
例えば、上半身特徴量の１つである、腰の前後方向の移動幅の平均値では、経過時間が６０［ｓｅｃ］の場合にｐ値が有意水準に達する。よって、腰の前後方向の移動幅の平均値に対する、取得項目「経過時間」の閾値は、６０［ｓｅｃ］となる。また、例えば、脚特徴量の１つである、歩幅の平均値に対する、取得項目「経過時間」の閾値は、４６［ｓｅｃ］となる。
【０２８０】
また、本実施形態では、健常者群と脳震盪患者群との有意差を認めるための検定を行ったが、対象者Ｐのセンサ情報２１０、３１０を用いて各取得項目の変化幅毎の上半身特徴量と脚特徴量とを算出し、健常者群との有意差を認めるための検定を行っても良い。
【０２８１】
また、本実施形態では、取得項目の負荷臨界点は個人ごとに設定しても良い。例えば、本実施形態では、予め対象者Ｐの過去の歩行区間を複数回取得し、「経過時間」毎に「経過時間」後の所定時間内に歩行が終了する頻度を算出する。例えば、「経過時間」が１［ｓｅｃ］の場合（ｉ＝１）、その後５秒間以内に歩行が終了する頻度を、取得した歩行区間毎に算出する。また、「経過時間」が最大値（ｉ＝６０）となるまで、同様の処理を行う。
【０２８２】
本実施形態では、ｉ＝２〜６０まで、現在の「経過時間」（ｉ）の歩行が終了する頻度と、ひとつ前の「経過時間」（ｉ−１）の歩行が終了する頻度との間に、有意差が認められるかどうかを統計的に調べるために検定を行う。取得項目「経過時間」の値のうち、ｐ値が有意水準に達した最初の値である「経過時間」を、取得項目「経過時間」と対応する閾値に設定する。尚、頻度の代わりに、確率やエントロピーを用いても良い。
【０２８３】
次に、モデルデータベース１２０の作成について説明する。図２７は、第一の実施形態におけるモデルデータベース作成部の処理を説明するフローチャートである。
【０２８４】
本実施形態のモデルデータベース作成部１３８は、センサ情報取得部１３１により、脳震盪患者群のセンサ情報と、健常者群のセンサ情報とを取得する（ステップＳ２７０１）。ここで取得されるセンサ情報は、臨界点データベース作成部１３７により取得されるセンサ情報と同じものであっても良い。
【０２８５】
続いて、モデルデータベース作成部１３８は、センサ情報において、区間特定部１３４により特定された区間を選択する（ステップＳ２７０２）。続いて、モデルデータベース作成部１３８は、特徴量算出部１３５により、選択された区間の上半身特徴量と脚特徴量とを、被験者毎に算出する（ステップＳ２７０３）。
【０２８６】
続いて、モデルデータベース作成部１３８は、平均ベクトル算出部１７１により、脳震盪患者群の平均ベクトルと、健常者群の平均ベクトルを算出する（ステップＳ２７０４）。続いて、モデルデータベース作成部１３８は、共分散行列算出部１７２により、脳震盪患者群の共分散行列と、健常者群の共分散行列とを算出し、平均ベクトルと対応付けてモデルデータベース１２０に格納し（ステップＳ２７０５）、処理を終了する。
【０２８７】
以下に、図２８を参照して、モデルデータベース１２０の生成について、さらに説明する。図２８は、第一の実施形態のモデルデータベースの作成を説明する図である。
【０２８８】
図２８に示す中間データ２８１は、区間特定部１３４によって、負荷区間における臨界点時刻Ｔｌから負荷区間の終了時刻Ｔｅまでの後半区間Ｋａが、上半身特徴量と脚特徴量を算出する区間に特定されていた場合に、生成される。
【０２８９】
中間データ２８１では、モデルデータベース作成部１３８は、センサ情報から取得した負荷区間における後半区間について、脳震盪患者群に含まれる患者１〜患者Ｊまでの上半身特徴量と脚特徴量とが算出されている。また、同様に、中間データ２８１では、後半区間について、健常者群に含まれる健常者１〜健常者Ｋまでの上半身特徴量と脚特徴量とが算出されている。
【０２９０】
ここで、本実施形態のモデルデータベース作成部１３８の平均ベクトル算出部１７１は、脳震盪患者群と、健常者群のそれぞれについて、平均ベクトルを算出する。
【０２９１】
脳震盪患者群の上半身特徴量及び脚特徴量を示す行列をＦｐとすると、Ｆｐは、以下の式（３）で示される。
【０２９２】
【数３】
2018211550.tif 000005
尚、このとき、ｆ１（１）は、被験者１の上半身特徴量又は脚特徴量のうちの１つを示す。また、式（３）では、説明の便宜上、上半身特徴量又は脚特徴量をｆ１（Ｊ）、ｆ２（Ｊ）の２種類としているが、上半身特徴量に含まれる値と脚特徴量に含まれる値の数の合計がＮである場合には、ｆＮ（Ｊ）まで存在する。
【０２９３】
また、上半身特徴量又は脚特徴量のうちの１つであるｆ１とｆ２の平均値は、式（４）によって示される。
【０２９４】
【数４】
2018211550.tif 000006
これらの式（３）、（４）から、脳震盪患者群の上半身特徴量と脚特徴量の平均ベクトルは、式（５）によって示される。
【０２９５】
【数５】
2018211550.tif 000007
本実施形態の平均ベクトル算出部１７１は、健常者群の平均ベクトルも、同様にして算出する。
【０２９６】
また、本実施形態の共分散行列算出部１７２は、脳震盪患者群の共分散行列を、以下の式（６）、（７）によって算出する。
【０２９７】
【数６】
2018211550.tif 000008
【０２９８】
【数７】
2018211550.tif 000009
また、共分散行列算出部１７２は、健常者群の共分散行列も、同様の手法で算出する。
【０２９９】
以上のように、本実施形態のモデルデータベース作成部１３８は、脳震盪患者群の平均ベクトルと共分散行列と、健常者群の平均ベクトルと共分散行列とを算出し、記憶領域に格納することで、モデルデータベース１２０を作成する。
【０３００】
以上のように、本実施形態では、対象者Ｐの歩行区間から、歩行の状態に異常が発生する傾向が強くなる負荷区間を抽出し、この負荷区間の対象者Ｐの上半身特徴量と脚特徴量とに基づき、歩行の状態の異常の有無を推定する。したがって、本実施形態によれば、歩行の状態に異常が発生しにくい歩行区間の対象者Ｐの動作に基づき、異常の有無の推定を行うことが回避される。このため、本実施形態によれば、歩行の状態の推定の精度を向上させることができる。
【０３０１】
（第二の実施形態）
以下に図面を参照して第二の実施形態について説明する。第二の実施形態では、抽出された負荷区間の数や歩行時間の長さを考慮した推定結果情報を出力する点と、ふらつきに関する値を上半身特徴量と脚特徴量に含ませる点が、第一の実施形態と相違する。よって、以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点について説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【０３０２】
図２９は、第二の実施形態の異常歩行推定処理部の機能を説明する図である。本実施形態の異常歩行推定処理部１３０Ａは、センサ情報取得部１３１、歩行区間特定部１３２、負荷区間抽出部１３３Ａ、区間特定部１３４、特徴量算出部１３５Ａ、異常歩行推定部１３６Ａ、臨界点データベース作成部１３７、モデルデータベース作成部１３８、推定結果出力部１３９を有する。
【０３０３】
本実施形態の負荷区間抽出部１３３Ａは、判定用データ算出部１４１Ａ、臨界点判定部１４２を有する。本実施形態の判定用データ算出部１４１Ａは、対象者Ｐの判定用ベクトルの項目に、対象者Ｐのふらつきの回数や歩行距離を含める。
【０３０４】
より具体的には、判定用データ算出部１４１Ａは、対象者Ｐがふらつきを繰り返している場合に、通常歩行とふらつきの繰り返しとの関係を示す値を取得し、その値を判定用ベクトルの要素に含めても良い。
【０３０５】
その場合、負荷臨界点データベース１１０の取得項目にも、通常歩行とふらつきの繰り返しとの関係を示す値と対応する項目と、その閾値が格納されていることが好ましい。通常歩行とふらつきの繰り返しとの関係の詳細は後述する。
【０３０６】
本実施形態の特徴量算出部１３５Ａは、上体特徴量算出部１５１、脚特徴量算出部１５２、関係性算出部１５３、ふらつき判定部１５４、部位関係性算出部１５５、ふらつき特徴量算出部１５６を有する。
【０３０７】
本実施形態ふらつき特徴量算出部１５６は、ふらつき判定部１５４により、ふらつきがあると判定された場合、特定された区間における瞬間特徴量と持続特徴量（図１８参照）の発生割合を算出し、その結果を上半身特徴量に含めても良い。
【０３０８】
瞬間特徴量の発生割合は、「区間特定部１３４により特定された区間における瞬間特徴量の数／区間特定部１３４により特定された区間における上下方向の腰の移動幅の値の数」によって算出される。また、持続特徴量の発生割合は、「区間特定部１３４により特定された区間における持続特徴量の数／区間特定部１３４により特定された区間における上下方向の腰の移動幅の値の数」によって算出される。
【０３０９】
本実施形態の異常歩行推定部１３６Ａは、区間数判定部１８１、歩行時間判定部１８２を有する。
【０３１０】
本実施形態の区間数判定部１８１は、負荷区間として抽出された区間の数が所定数以上であるか否かを判定する。尚、所定数は、予め設定された値であり、例えば、情報処理装置１００を利用する医療従事者等によって設定されても良い。
【０３１１】
本実施形態の歩行時間判定部１８２は、センサ情報２１０、３１０から取得される歩行時間が所定時間以上であるか否かを判定する。尚、所定時間は、予め設定された値であり、例えば、情報処理装置１００を利用する医療従事者等によって設定されても良い。
【０３１２】
以下に、図３０を参照して、通常歩行とふらつきの繰り返しとの関係について説明する。図３０は、第二の実施形態における通常歩行とふらつきの繰り返しとの関係を説明する図である。
【０３１３】
本実施形態の判定用データ算出部１４１Ａは、通常歩行とふらつきの繰り返しとの関係を示す値として、通常の歩行からふらつきの状態へ切り替わった回数の累計と、ふらつきが発生するまでの歩行距離及び経過時間の平均値とを取得する。図３０では、ふらつきが２回発生した場合を示している。
【０３１４】
図３０において、１回目のふらつきは、歩行を開始してからの経過時間が３５［ｓｅｃ］であり、歩行距離が４０．２［ｍ］のときに発生している。そして、２回目のふらつきは、歩行を開始してからの経過時間が３０［ｓｅｃ］であり、歩行距離が４０［ｍ］のときに発生している。
【０３１５】
この場合、判定用データ算出部１４１Ａは、回数の累計として「２回」、歩行距離の平均値「４０．１［ｍ］」、経過時間の平均値「３２．５［ｓｅｃ］」を算出する。そして、判定用データ算出部１４１Ａは、これらの値を、判定用ベクトルの要素に含める。
【０３１６】
次に、図３１を参照して、本実施形態の異常歩行推定処理部１３０Ａの動作について説明する。図３１は、第二の実施形態の異常歩行推定処理部の処理を説明するフローチャートである。
【０３１７】
図３１のステップＳ３１０１からステップＳ３１１２までの処理は、図７のステップＳ７０１からステップＳ７１２までの処理と同様であるから、説明を省略する。
【０３１８】
異常歩行推定処理部１３０Ａは、ステップＳ３１１２に続いて、ふらつき特徴量算出部１５６により、ふらつきに基づき、上半身特徴量に含ませる値を算出する（ステップＳ３１１３）。
【０３１９】
具体的には、ふらつき特徴量算出部１５６は、瞬間特徴量の発生割合、持続特徴量の発生割合を算出し、上半身特徴量に含める。
【０３２０】
続いて、異常歩行推定処理部１３０Ａは、異常歩行推定部１３６Ａにより、上半身特徴量と脚特徴量を用いて、対象者Ｐの歩行の状態における異常の有無を推定し、結果を保持し（ステップＳ３１１４）、ステップＳ３１０３に戻る。
【０３２１】
ステップＳ３１０３において、全ての歩行区間に対して処理を行った場合、異常歩行推定処理部１３０Ａは、異常歩行推定部１３６Ａの区間数判定部１８１により、負荷区間抽出部１３３により抽出された負荷区間が所定数以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１１５）。
【０３２２】
ステップＳ３１１５において、所定数以上でない場合、つまり、負荷区間抽出部１３３により抽出された負荷区間が所定数未満であった場合、異常歩行推定処理部１３０Ａは、後述するステップＳ３１１８へ進む。
【０３２３】
ステップＳ３１１５において、所定数以上であった場合、異常歩行推定処理部１３０Ａは、歩行時間判定部１８２により、歩行区間特定部１３２により抽出された歩行区間全てを合計した歩行時間が、所定時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１１６）。
【０３２４】
ステップＳ３１１６において、歩行時間が所定時間以上である場合、異常歩行推定部１３６Ａは、推定結果を出力し（ステップＳ３１１７）、処理を終了する。
【０３２５】
ステップＳ３１１６において、歩行時間が所定時間以上でないとき、つまり、歩行時間が所定時間よりも短いとき、異常歩行推定部１３６Ａは、歩行時のセンサ情報が不足していることを通知すると共に、推定結果情報を出力し（ステップＳ３１１８）、処理を終了する。
【０３２６】
このように、本実施形態では、ふらつきが発生したと判定された場合には、ふらつきに関連する値を上半身特徴量に含めることができる。
【０３２７】
また、例えば、歩行の状態の推定に用いられる負荷区間の数が少ない場合や、歩行時間が短い場合には、十分な推定結果が得られない可能性がある。
【０３２８】
そこで、本実施形態では、歩行の状態の推定を行うために必要と思われる負荷区間の数と、歩行時間を、所定数と所定時間として設定する。そして、負荷区間の数が所定数未満である場合と、歩行時間が所定時間未満である場合には歩行中のセンサ情報が不足していることを示す通知も、推定結果情報と共に出力する。
【０３２９】
さらに、対象者Ｐが重度な脳震盪患者である場合、判定用ベクトルの項目が閾値に達する前に歩行が中断される可能性がある。したがって、本実施形態では、例えば、「歩行時間が所定時間未満の割合が５割である。対象者Ｐさんは長時間（長距離）の歩行が困難である可能性が高い」、等という通知を行っても良い。
【０３３０】
また、本実施形態では、負荷区間の数が所定数未満である場合に、個人ごとに設定した閾値を用いて抽出した負荷区間にて、特徴量を算出し、モデルデータベースを用いて異常か否かを推定して良い。
【０３３１】
尚、所定数と所定時間は、例えば、情報処理装置１００を使用する医療従事者等によって任意に設定されて良い。
【０３３２】
図３２は、第二の実施形態の推定結果情報の出力例を示す図である。図３２に示す画面２２１Ａには、推定結果情報として、異常歩行推定処理部１３０による推定の根拠となる処理の結果を示す情報２２２Ａと、推定結果を示す情報２２３と、が表示される。
【０３３３】
また、画面２２１Ａには、歩行中のセンサ情報が不足していることを示す通知２２４が表示される。
【０３３４】
本実施形態の情報２２２Ａには、対象者Ｐの歩行の状態の推定結果として、抽出された歩行区間の数、負荷区間の数、ふらつきの有無、マハラノビス距離（Ｄｐ，Ｄｃ）に加え、歩行時間を示す情報２２５が含まれる。
【０３３５】
このように、本実施形態では、歩行中のセンサ情報が不足していることを示す通知２２４を推定結果情報と共に表示させることで、例えば、医療従事者等や対象者Ｐに対し、さらなる歩行中のセンサ情報の取得を促すことができる。また、本実施形態によれば、推定結果情報と共に、通知２２４を表示させるとで、推定結果情報の信頼性を医療従事者等に把握させることができる。
【０３３６】
（第三の実施形態）
以下に図面をして、第三の実施形態について説明する。第三の実施形態では、端末装置がセンサ情報２１０、３１０を取得し、端末装置から情報処理装置へセンサ情報２１０、３１０を送信する点が、第一の実施形態と相違する。よって、以下の第三の実施形態の発明では、第一の実施形態との相違点について説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【０３３７】
図３３は、第三の実施形態の情報処理システムのシステム構成の一例を示す図である。本実施形態の情報処理システム４００Ａは、情報処理装置１００Ａと、センサ２００、３００と、端末装置５００と、を有する。
【０３３８】
本実施形態の情報処理システム４００Ａでは、情報処理装置１００Ａと、端末装置５００とが、ネットワークを介して接続される。また、本実施形態の情報処理システム４００Ａでは、端末装置５００と、センサ２００、３００とが、無線通信等により接続される。尚、端末装置５００とセンサ２００、３００とは、有線によって接続されても良い。
【０３３９】
本実施形態の情報処理装置１００Ａは、負荷臨界点データベース１１０と、モデルデータベース１２０と、異常歩行推定処理部１３０Ｂと、を有する。
【０３４０】
本実施形態の異常歩行推定処理部１３０Ｂは、センサ情報取得部１３１が端末装置５００からセンサ情報２１０、３１０を取得する点のみ、第一の実施形態の異常歩行推定処理部１３０と異なる。
【０３４１】
本実施形態の端末装置５００は、例えば、スマートフォンやタブレット端末等であっても良いし、メモリ装置と通信機能を有する通信装置であっても良い。
【０３４２】
本実施形態の端末装置５００は、センサ情報取得部５１０を有し、端末装置５００と接続されたセンサ２００の記憶部２２０と、センサ３００の記憶部３２０のそれぞれに記憶されたセンサ情報２１０、３１０を取得する。
【０３４３】
本実施形態では、端末装置５００がセンサ情報２１０、３１０を取得すると、情報処理装置１００Ａへ送信する。情報処理装置１００Ａは、異常歩行推定処理部１３０Ｂにより、センサ情報２１０、３１０を受信し、対象者Ｐの歩行の状態の推定を行う。
【０３４４】
また、本実施形態の異常歩行推定処理部１３０Ｂは、推定結果出力部１３９により、推定結果情報を端末装置５００に送信する。
【０３４５】
端末装置５００は、推定結果情報を受信すると、この推定結果情報をディスプレイ等に表示させる。
【０３４６】
このように、本実施形態では、端末装置５００からセンサ情報２１０、３１０を情報処理装置１００Ａに送信するため、例えは、情報処理装置１００Ａがウェブ上に設けられたサーバ等である場合にも、適用することができる。
【０３４７】
尚、本実施形態では、異常歩行推定処理部１３０Ｂが、センサ情報から歩行区間を特定するものとしているが、これに限定されない。例えば、本実施形態では、端末装置５００において、対象者の歩行区間を特定し、異常歩行推定処理部１３０Ｂは、歩行区間が特定された状態のセンサ情報を受け取っても良い。その場合、異常歩行推定処理部１３０Ｂは、負荷区間抽出部１３３の処理から開始すれば良い。
【０３４８】
さらに、本実施形態では、歩行区間が特定されていれば、センサ情報２１０のみ受信すれば、上体特徴量算出部１５１と関係性算出部１５３により算出された上半身特徴量のみによって、異常歩行推定部１３６による歩行状態の推定も可能となる。また、歩行区間が特定されていない場合には、腰に装着されたセンサを用いて歩行区間を特定することができる。
【０３４９】
本発明は、具体的に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０３５０】
１００、１００Ａ  情報処理装置
１１０  負荷臨界点データベース
１２０  モデルデータベース
１３０、１３０Ａ、１３０Ｂ  異常歩行推定処理部
１３１  センサ情報取得部
１３２  歩行区間特定部
１３３  負荷区間抽出部
１３４  区間特定部
１３５、１３５Ａ  特徴量算出部
１３６、１３６Ａ  異常歩行推定部
１３７  臨界点データベース作成部
１３８  モデルデータベース作成部
１４１  判定用データ算出部
１４２  臨界点判定部
１５１  上体特徴量算出部
１５２  脚特徴量算出部
１５３  関係性算出部
１５４  ふらつき判定部
１５５  部位関係性算出部
１５６  ふらつき特徴量算出部
２００、３００  センサ
２１０、３１０  センサ情報
４００、４００Ａ  情報処理システム
５００  端末装置
【図１】
2018211550.tif 000010
【図２】
2018211550.tif 000011
【図３】
2018211550.tif 000012
【図４】
2018211550.tif 000013
【図５】
2018211550.tif 000014
【図６】
2018211550.tif 000015
【図７】
2018211550.tif 000016
【図８】
2018211550.tif 000017
【図９】
2018211550.tif 000018
【図１０】
2018211550.tif 000019
【図１１】
2018211550.tif 000020
【図１２】
2018211550.tif 000021
【図１３】
2018211550.tif 000022
【図１４】
2018211550.tif 000023
【図１５】
2018211550.tif 000024
【図１６】
2018211550.tif 000025
【図１７】
2018211550.tif 000026
【図１８】
2018211550.tif 000027
【図１９】
2018211550.tif 000028
【図２０】
2018211550.tif 000029
【図２１】
2018211550.tif 000030
【図２２】
2018211550.tif 000031
【図２３】
2018211550.tif 000032
【図２４】
2018211550.tif 000033
【図２５】
2018211550.tif 000034
【図２６】
2018211550.tif 000035
【図２７】
2018211550.tif 000036
【図２８】
2018211550.tif 000037
【図２９】
2018211550.tif 000038
【図３０】
2018211550.tif 000039
【図３１】
2018211550.tif 000040
【図３２】
2018211550.tif 000041
【図３３】
2018211550.tif 000042
【国際調査報告】
2018211550.tif 000043
2018211550.tif 000044
2018211550.tif 000045
2018211550.tif 000046