(57)【要約】【課題】リハビリテーションを行うユーザーの自発的な行動の参与程度を評価するためのマシン及び方法を提供する。【解決手段】リハビリテーションマシンを使って、第１期間において第１期間に対応する第１左ペダル力情報と第１期間に対応する第１右ペダル力情報とを生成するように、左ペダル１の踏み力と右ペダル２の踏み力とを測定し、第２期間において第２期間に対応する第２左ペダル力情報と第２期間に対応する第２右ペダル力情報とを生成するように左ペダル１の踏み力と右ペダル２の踏み力とを測定し、左足踏み力情報を得るように第１左ペダル力情報と第２左ペダル力情報との差分を決定すると共に、右足踏み力情報を得るように第１右ペダル力情報と第２右ペダル力情報との差分を決定する。【選択図】図３
2019103790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リハビリテーションを行っている間のユーザーの自発的運動を評価する方法であって、
前記ユーザーの左足によって作動される左ペダルと、前記ユーザーがステップを踏むよう前記ユーザーの前記左足を誘導するために前記左ペダルを移動駆動する左ペダル駆動モジュールと、前記左ペダル駆動モジュールに設けられ、前記ユーザーの左足の踏み力を測定するため、前記左ペダル駆動モジュールによる前記左ペダルの移動を駆動する出力を測定する左ペダル測定モジュールと、前記ユーザーの右足によって作動される右ペダルと、前記ユーザーがステップを踏むよう前記ユーザーの前記右足を誘導するために前記右ペダルを移動駆動する右ペダル駆動モジュールと、前記右ペダル駆動モジュールに設けられ、前記ユーザーの右足の踏み力を測定するため、前記右ペダル駆動モジュールによる前記右ペダルの移動を駆動する出力を測定する右ペダル測定モジュールと、前記左ペダル測定モジュールと前記右ペダル測定モジュールとに電気的に接続されている処理モジュールと、を備えているリハビリテーションマシンを用意するステップ（Ａ）と、
前記ユーザーがリラックス状態において前記左足を前記左ペダルに置くと共に、前記右足を前記右ペダルに置いている間に、前記左ペダル駆動モジュールと前記右ペダル駆動モジュールを用いて前記左ペダルと前記右ペダルとを作動駆動した時、前記左ペダル測定モジュールと前記右ペダル測定モジュールとを用いて、測定サイクルと同じ長さを有する第１期間において前記第１期間に対応する第１左ペダル力情報と前記第１期間に対応する第１右ペダル力情報とを生成するように、前記左ペダル駆動モジュールによる前記左ペダルに対する前記出力と前記右ペダル駆動モジュールによる前記右ペダルに対する前記出力とを測定するステップ（Ｂ）と、
前記ユーザーが運動状態において前記左足を前記左ペダルに置くと共に、前記右足を前記右ペダルに置いている間に、前記左ペダル駆動モジュールと前記右ペダル駆動モジュールを用いて前記左ペダルと前記右ペダルとを作動駆動した時、前記左ペダル測定モジュールと前記右ペダル測定モジュールとを用いて、前記測定サイクルと同じ長さを有する第２期間において前記第２期間に対応する第２左ペダル力情報と前記第２期間に対応する第２右ペダル力情報とを生成するように前記左ペダル駆動モジュールによる前記左ペダルに対する前記出力と前記右ペダル駆動モジュールによる前記右ペダルに対する前記出力とを測定するステップ（Ｃ）と、
前記処理モジュールを用いて前記ユーザーの前記左足による踏み力に関する左足踏み力情報を得るように前記第１左ペダル力情報と前記第２左ペダル力情報との差分を決定すると共に、前記ユーザーの前記右足による踏み力に関する右足踏み力情報を得るように前記第１右ペダル力情報と前記第２右ペダル力情報との差分を決定するステップ（Ｄ）と、
を有することを特徴とするリハビリテーション方法。
【請求項２】
前記第１左ペダル力情報は、前記測定サイクルに関して定義された所定の時間内の複数の点である複数の測定点にそれぞれ対応する複数のセットの第１期間左ペダル力データを有し、
前記第１右ペダル力情報は、複数の前記測定点にそれぞれ対応する複数のセットの第１期間右ペダル力データを有し、
前記第２左ペダル力情報は、複数の前記測定点にそれぞれ対応する複数のセットの第２期間左ペダル力データを有し、
前記第２右ペダル力情報は、複数の前記測定点にそれぞれ対応する複数のセットの第２期間右ペダル力データを有し、
前記左足踏み力情報は、前記測定点のそれぞれに対応する複数のセットの左ペダル力差分データを有し、
各前記セットの前記左ペダル力差分データは、同じ前記測定点に対応して１つの前記セットの前記第２期間左ペダル力データと１つの前記セットの前記第１期間左ペダル力データとの差分に関し、
前記右足踏み力情報は、前記測定点のそれぞれに対応する複数のセットの右ペダル力差分データを有し、
各前記セットの前記右ペダル力差分データは、同じ前記測定点に対応して１つの前記セットの前記第２期間右ペダル力データと１つの前記セットの前記第１期間右ペダル力データとの差分に関し、
前記方法は更に、
各前記測定点について前記処理モジュールを用いて対応する１つの前記セットの前記左ペダル力差分データと対応する１つの前記セットの前記右ペダル力差分データとに基づいて踏み力比率を算出するステップ（Ｅ）と、を有し、
前記踏み力比率は、各前記測定点について、前記ユーザーの前記左足が踏み力を出していることと、前記ユーザーの前記右足が踏み力を出していることと、前記ユーザーの前記左足及び前記右足のいずれもが踏み力を出していないこととの何れか１つのことを指し示す
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各前記セットの前記第１期間左ペダル力データは、第１期間左ペダル水平力値と第１期間左ペダル垂直力値とを含み、
各前記セットの前記第１期間右ペダル力データは、第１期間右ペダル水平力値と第１期間右ペダル垂直力値とを含み、
各前記セットの前記第２期間左ペダル力データは、第２期間左ペダル水平力値と第２期間左ペダル垂直力値とを含み、
各前記セットの前記第２期間右ペダル力データは、第２期間右ペダル水平力値と第２期間右ペダル垂直力値とを含み、
各前記セットの前記左ペダル力差分データは、左ペダル水平力差分値と左ペダル垂直力差分値とを有し、
前記左ペダル水平力差分値は、対応する１つの前記セットの前記第１期間左ペダル力データにおける前記第１期間左ペダル水平力値と対応する１つの前記セットの前記第２期間左ペダル力データにおける前記第２期間左ペダル水平力値との間の差分であり、
前記左ペダル垂直力差分値は、対応する１つの前記セットの前記第１期間左ペダル力データにおける前記第１期間左ペダル垂直力値と対応する１つの前記セットの前記第２期間左ペダル力データにおける前記第２期間左ペダル垂直力値との間の差分であり、
各前記セットの前記右ペダル力差分データは、右ペダル水平力差分値と右ペダル垂直力差分値とを有し、
前記右ペダル水平力差分値は、対応する１つの前記セットの前記第１期間右ペダル力データにおける前記第１期間右ペダル水平力値と対応する１つの前記セットの前記第２期間右ペダル力データにおける前記第２期間右ペダル水平力値との間の差分であり、
前記右ペダル垂直力差分値は、対応する１つの前記セットの前記第１期間右ペダル力データにおける前記第１期間右ペダル垂直力値と対応する１つの前記セットの前記第２期間右ペダル力データにおける前記第２期間右ペダル垂直力値との間の差分であり、
前記ステップ（Ｅ）では、各前記測定点について、
各前記測定点に対応する前記左ペダル水平力差分値と予め定められた水平力閾値とに基づいて左ペダル水平力校正値を、各前記測定点に対応する前記左ペダル垂直力差分値と予め定められた垂直力閾値とに基づいて左ペダル垂直力校正値を、各前記測定点に対応する前記右ペダル水平力差分値と前記水平力閾値とに基づいて右ペダル水平力校正値を、各前記測定点に対応する前記右ペダル垂直力差分値と前記垂直力閾値とに基づいて右ペダル垂直力校正値をそれぞれ算出するステップと、
前記測定点に対応する前記左ペダル水平力校正値と前記左ペダル垂直力校正値に基づいて左ペダル力校正値を算出すると共に、前記測定点に対応する前記右ペダル水平力校正値と前記右ペダル垂直力校正値に基づいて右ペダル力校正値を算出するステップと、
前記測定点に対応する前記左ペダル力校正値と前記右ペダル力校正値に基づいて前記踏み力比率を算出するステップとを更に有する
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記リハビリテーションマシンは更に、前記処理モジュールと電気的に接続されたストレージモジュールを有し、前記ストレージモジュールは、前記測定サイクルにおける全ての前記測定点について前記ユーザーの前記左足が力を出して前記左ペダルを踏むべきタイミングである前記測定点を指示する予め定められた左ペダル踏み力参照情報と、前記測定サイクルにおける全ての前記測定点について前記ユーザーの前記右足が力を出して前記右ペダルを踏むべきタイミングである前記測定点を指示する予め定められた右ペダル踏み力参照情報とを記憶し、
前記方法は、前記ステップ（Ｅ）の後で更に、前記処理モジュールを用いて、各前記測定点についての前記予め定められた左ペダル踏み力参照情報と前記踏み力比率とに基づいて、前記ユーザーの前記左足による前記踏み力に対応する第１正確さを算出すると共に、各前記測定点についての前記予め定められた右ペダル踏み力参照情報と前記踏み力比率とに基づいて、前記ユーザーの前記右足による前記踏み力に対応する第２正確さとを算出するステップ（Ｆ）を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記第１正確さを算出するステップでは、
前記予め定められた左ペダル踏み力参照情報によって指示される測定点であって、且つ前記ユーザーが左足で力を出して前記左ペダルを踏むべきタイミングである複数の前記測定点のそれぞれについて、各前記測定点に対応する前記踏み力比率が、前記ユーザーの左足で力を出して踏んだことを示すかどうかを判定するステップと、
前記予め定められた左ペダル踏み力参照情報によって指示される測定点であって、且つ前記ユーザーが左足で力を出して前記左ペダルを踏むべきタイミングである複数の前記測定点のそれぞれについて、各前記測定点に対応する前記踏み力比率が、前記ユーザーの左足で力を出して踏んだことを示すと判定された場合、第１踏み力正確数に１を加算するステップと、
前記第１踏み力正確数と、前記予め定められた左ペダル踏み力参照情報によって指示された測定点であって且つ前記ユーザーが左足で力を出して前記左ペダルを踏むべきタイミングである複数の前記測定点とに基づいて前記第１正確さを算出するステップとを有し、
前記第２正確さを算出するステップでは、
前記予め定められた右ペダル踏み力参照情報によって指示される測定点であって、且つ前記ユーザーが右足で力を出して前記右ペダルを踏むべきタイミングである複数の前記測定点のそれぞれについて、各前記測定点に対応する前記踏み力比率が、前記ユーザーが右足で力を出して踏んだことを示すかどうかを判定するステップと、
前記予め定められた右ペダル踏み力参照情報によって指示される測定点であって、且つ前記ユーザーが右足で力を出して前記右ペダルを踏むべきタイミングである複数の前記測定点のそれぞれについて、各前記測定点における前記踏み力比率が、前記ユーザーが右足で力を出して踏んだことを示すと判定された場合、第２踏み力正確数に１を加算するステップと、
前記第２踏み力正確数と、前記予め定められた右ペダル踏み力参照情報によって指示される測定点であって且つ前記ユーザーが右足で力を出して前記右ペダルを踏むべきタイミングである複数の前記測定点とに基づいて前記第２正確さを算出するステップとを有する
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ステップ（Ｆ）の後で、更に、
前記第１正確さが予め定められた正確さ閾値よりも高いか否かを判定するステップ（Ｇ）と、
前記第１正確さが前記予め定められた正確さ閾値よりも高いと判定された場合、予め定められた左足正確歩数に１を加算するステップ（Ｈ）と、
前記第２正確さが前記予め定められた正確さ閾値よりも高いか否かを判定するステップ（Ｉ）と、
前記第２正確さが前記予め定められた正確さ閾値よりも高いと判定された場合、予め定められた右足正確歩数に１を加算するステップ（Ｊ）と、
を有することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ステップ（Ｃ）では更に、左足歩数と右足歩数とに１を加算し、
前記方法は更に、
前記左足歩数が予め定められた第１歩数に達すると共に前記右足歩数が予め定められた第２歩数に達するまで、前記ステップ（Ｃ）〜（Ｊ）を反復して行うステップ（Ｋ）と、
前記処理モジュールを用いて、前記測定点に関して前記踏み力比率に基づいて踏み力平均値を算出するステップ（Ｌ）と、
前記処理モジュールを用いて、前記左足正確歩数、前記右足正確歩数、及び前記予め定められた第１歩数と前記予め定められた第２歩数に基づいてステップ全体の正確さを算出するステップ（Ｍ）と、
前記処理モジュールを用いて、前記踏み力平均値と前記ステップ全体の正確さに基づいて前記ユーザーの自発的運動のレベルを算出するステップ（Ｎ）とを有する
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ユーザーの左足によって作動される左ペダルと、
前記ユーザーがステップを踏むよう前記ユーザーの前記左足を誘導するために前記左ペダルを移動駆動する左ペダル駆動モジュールと、
ユーザーの右足によって作動される右ペダルと、
前記ユーザーがステップを踏むよう前記ユーザーの前記右足を誘導するために前記右ペダルを移動駆動する右ペダル駆動モジュールと、
前記左ペダル駆動モジュールに設けられ、測定サイクルと同じ長さを有する第１期間に対応する第１左ペダル力情報を生成するように、前記ユーザーがリラックス状態において前記左足を前記左ペダルに置くと共に前記右足を前記右ペダルに置いているときに、前記左ペダル駆動モジュールによる前記左ペダルに対する出力を測定し、前記測定サイクルと同じ長さを有する第２期間に対応する第２左ペダル力情報を生成するように、前記ユーザーが運動状態において前記左足を前記左ペダルに置くと共に前記右足を前記右ペダルに置いているときに、前記左ペダル駆動モジュールによる前記左ペダルに対する出力を測定する、左ペダル測定モジュールと、
前記右ペダル駆動モジュールに設けられ、前記第１期間に対応する第１右ペダル力情報を生成するように、前記第１期間において前記右ペダル駆動モジュールによる前記右ペダルに対する出力を測定し、前記第２期間に対応する第２右ペダル力情報を生成するように、前記第２期間において前記右ペダル駆動モジュールによる前記右ペダルに対する出力を測定する右ペダル測定モジュールと、
前記第１左ペダル力情報と前記第２左ペダル力情報と前記第１右ペダル力情報と前記第２右ペダル力情報とを受信するように前記左ペダル測定モジュールと前記右ペダル測定モジュールとに電気的に接続され、前記ユーザーの前記左足による踏み力に関する左足踏み力情報を生成するように前記第１左ペダル力情報と前記第２左ペダル力情報との差分を決定し、前記ユーザーの前記右足による踏み力に関する右足踏み力情報を生成するように前記第１右ペダル力情報と前記第２右ペダル力情報との差分を決定する、処理モジュールと、
を備えていることを特徴とするリハビリテーションマシン。
【請求項９】
前記第１左ペダル力情報は、前記測定サイクルに関して定義された所定の時間内の複数の点である複数の測定点のそれぞれにそれぞれ対応する複数のセットの第１期間左ペダル力データを有し、
前記第１右ペダル力情報は、複数の前記測定点にそれぞれ対応する複数のセットの第１期間右ペダル力データを有し、
前記第２左ペダル力情報は、複数の前記測定点にそれぞれ対応する複数のセットの第２期間左ペダル力データを有し、
前記第２右ペダル力情報は、複数の前記測定点にそれぞれ対応する複数のセットの第２期間右ペダル力データを有し、
前記左足踏み力情報は、前記測定点のそれぞれに対応する複数のセットの左ペダル力差分データを有し、
各前記セットの前記左ペダル力差分データは、同じ前記測定点に対応して１つの前記セットの前記第２期間左ペダル力データと１つの前記セットの前記第１期間左ペダル力データとの差分に関し、
前記右足踏み力情報は、前記測定点のそれぞれに対応する複数のセットの右ペダル力差分データを有し、
各前記セットの前記右ペダル力差分データは、同じ前記測定点に対応して１つの前記セットの前記第２期間右ペダル力データと１つの前記セットの前記第１期間右ペダル力データとの差分に関し、
前記処理モジュールは、各前記測定点について対応する１つの前記セットの前記左ペダル力差分データと対応する１つの前記セットの前記右ペダル力差分データとに基づいて踏み力比率を算出するように構成され、
前記踏み力比率は、各前記測定点について、前記ユーザーの前記左足が踏み力を出していることと、前記ユーザーの前記右足が踏み力を出していることと、前記ユーザーの前記左足及び前記右足のいずれもが踏み力を出していないこととの何れか１つのことを指し示す
ことを特徴とする請求項８に記載のリハビリテーションマシン。
【請求項１０】
各前記セットの前記第１期間左ペダル力データは、第１期間左ペダル水平力値と第１期間左ペダル垂直力値を有し、
各前記セットの前記第１期間右ペダル力データは、第１期間右ペダル水平力値と第１期間右ペダル垂直力値を有し、
各前記セットの前記第２期間左ペダル力データは、第２期間左ペダル水平力値と第２期間左ペダル垂直力値を有し、
各前記セットの前記第２期間右ペダル力データは、第２期間右ペダル水平力値と第２期間右ペダル垂直力値を有し、
各前記セットの前記左ペダル力差分データは、対応する１つの前記セットの前記第１期間左ペダル力データにおける前記第１期間左ペダル水平力値と対応する１つの前記セットの前記第２期間左ペダル力データにおける前記第２期間左ペダル水平力値との間の差分である左ペダル水平力差分値と、対応する１つの前記セットの前記第１期間左ペダル力データにおける前記第１期間左ペダル垂直力値と対応する１つの前記セットの前記第２期間左ペダル力データにおける前記第２期間左ペダル垂直力値との間の差分である左ペダル垂直力差分値とを含み、
各前記セットの前記右ペダル力差分データは、対応する１つの前記セットの前記第１期間右ペダル力データにおける前記第１期間右ペダル水平力値と対応する１つの前記セットの前記第２期間右ペダル力データにおける前記第２期間右ペダル水平力値との間の差分である右ペダル水平力差分値と、対応する１つの前記セットの前記第１期間右ペダル力データにおける前記第１期間右ペダル垂直力値と対応する１つの前記セットの前記第２期間右ペダル力データにおける前記第２期間右ペダル垂直力値との間の差分である右ペダル垂直力差分値とを含み、
前記処理モジュールは、各前記測定点について、各前記測定点に対する踏み力比率を算出するように構成され、
前記左ペダル水平力差分値と前記測定点に関する予め定められた水平力閾値に基づいて前記測定点に関する左ペダル水平力校正値を算出し、前記左ペダル垂直力差分値と前記測定点に関する予め定められた垂直力閾値に基づいて前記測定点に関する左ペダル垂直力校正値を算出し、且つ、前記右ペダル水平力差分値と前記測定点に関する予め定められた前記水平力閾値に基づいて前記測定点に関する右ペダル水平力校正値を算出し、前記右ペダル垂直力差分値と前記測定点に関する予め定められた前記垂直力閾値に基づいて前記測定点に関する右ペダル垂直力校正値を算出し、
前記測定点に関する前記左ペダル水平力校正値と前記左ペダル垂直力校正値に基づいて左ペダル力校正値を算出すると共に、前記測定点に関する前記右ペダル水平力校正値と前記右ペダル垂直力校正値に基づいて右ペダル力校正値を算出し、
前記測定点に関して前記左ペダル力校正値と前記右ペダル力校正値に基づいて前記踏み力比率を算出する、
ことを特徴とする請求項９に記載のリハビリテーションマシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受動的なトレーニング設備に関し、特にリハビリテーションを行うために用いられる方法及びマシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
台湾特許第Ｉ２６２０９２号公報には、ユーザーが電動トレッドミルのベルト上を歩くことによって生成された電流負荷の時間差に基づいてベルト速度を調節する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】台湾特許第Ｉ２６２０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、電動トレッドミルのベルト速度を調節してユーザーの歩行速度或いは走行速度に合わせるようにしているが、トレッドミルのようなトレーニング装置をリハビリテーション（以下、単にリハビリとも）を行う装置として用いた場合、リハビリの効果を評価する情報が得られにくく、リハビリを行っている間にユーザーを自ら行動するように励ますことができない問題点がある。
【０００５】
本発明は、リハビリを行うユーザーの自発的な行動でのリハビリへの参与程度を評価するためのリハビリテーションマシン及びリハビリテーション方法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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るリハビリテーション方法は、
リハビリテーションを行っている間のユーザーの自発的運動を評価する方法であって、
前記ユーザーの左足によって作動される左ペダルと、前記ユーザーがステップを踏むよう前記ユーザーの前記左足を誘導するために前記左ペダルを移動駆動する左ペダル駆動モジュールと、前記左ペダル駆動モジュールに設けられ、前記ユーザーの左足の踏み力を測定するため、前記左ペダル駆動モジュールによる前記左ペダルの移動を駆動する出力を測定する左ペダル測定モジュールと、前記ユーザーの右足によって作動される右ペダルと、前記ユーザーがステップを踏むよう前記ユーザーの前記右足を誘導するために前記右ペダルを移動駆動する右ペダル駆動モジュールと、前記右ペダル駆動モジュールに設けられ、前記ユーザーの右足の踏み力を測定するため、前記右ペダル駆動モジュールによる前記右ペダルの移動を駆動する出力を測定する右ペダル測定モジュールと、前記左ペダル測定モジュールと前記右ペダル測定モジュールとに電気的に接続されている処理モジュールと、を備えているリハビリテーションマシンを用意するステップ（Ａ）と、
前記ユーザーがリラックス状態において前記左足を前記左ペダルに置くと共に、前記右足を前記右ペダルに置いている間に、前記左ペダル駆動モジュールと前記右ペダル駆動モジュールを用いて前記左ペダルと前記右ペダルとを作動駆動した時、前記左ペダル測定モジュールと前記右ペダル測定モジュールとを用いて、測定サイクルと同じ長さを有する第１期間において前記第１期間に対応する第１左ペダル力情報と前記第１期間に対応する第１右ペダル力情報とを生成するように、前記左ペダル駆動モジュールによる前記左ペダルに対する前記出力と前記右ペダル駆動モジュールによる前記右ペダルに対する前記出力とを測定するステップ（Ｂ）と、
前記ユーザーが運動状態において前記左足を前記左ペダルに置くと共に、前記右足を前記右ペダルに置いている間に、前記左ペダル駆動モジュールと前記右ペダル駆動モジュールを用いて前記左ペダルと前記右ペダルとを作動駆動した時、前記左ペダル測定モジュールと前記右ペダル測定モジュールとを用いて、前記測定サイクルと同じ長さを有する第２期間において前記第２期間に対応する第２左ペダル力情報と前記第２期間に対応する第２右ペダル力情報とを生成するように前記左ペダル駆動モジュールによる前記左ペダルに対する前記出力と前記右ペダル駆動モジュールによる前記右ペダルに対する前記出力とを測定するステップ（Ｃ）と、
前記処理モジュールを用いて前記ユーザーの前記左足による踏み力に関する左足踏み力情報を得るように前記第１左ペダル力情報と前記第２左ペダル力情報との差分を決定すると共に、前記ユーザーの前記右足による踏み力に関する右足踏み力情報を得るように前記第１右ペダル力情報と前記第２右ペダル力情報との差分を決定するステップ（Ｄ）と、
を有することを特徴とする。
【０００７】
また、上記目的を達成するために、本発明に係るリハビリテーションマシンは、
ユーザーの左足によって作動される左ペダルと、
前記ユーザーがステップを踏むよう前記ユーザーの前記左足を誘導するために前記左ペダルを移動駆動する左ペダル駆動モジュールと、
ユーザーの右足によって作動される右ペダルと、
前記ユーザーがステップを踏むよう前記ユーザーの前記右足を誘導するために前記右ペダルを移動駆動する右ペダル駆動モジュールと、
前記左ペダル駆動モジュールに設けられ、測定サイクルと同じ長さを有する第１期間に対応する第１左ペダル力情報を生成するように、前記ユーザーがリラックス状態において前記左足を前記左ペダルに置くと共に前記右足を前記右ペダルに置いているときに、前記左ペダル駆動モジュールによる前記左ペダルに対する出力を測定し、前記測定サイクルと同じ長さを有する第２期間に対応する第２左ペダル力情報を生成するように、前記ユーザーが運動状態において前記左足を前記左ペダルに置くと共に前記右足を前記右ペダルに置いているときに、前記左ペダル駆動モジュールによる前記左ペダルに対する出力を測定する、左ペダル測定モジュールと、
前記右ペダル駆動モジュールに設けられ、前記第１期間に対応する第１右ペダル力情報を生成するように、前記第１期間において前記右ペダル駆動モジュールによる前記右ペダルに対する出力を測定し、前記第２期間に対応する第２右ペダル力情報を生成するように、前記第２期間において前記右ペダル駆動モジュールによる前記右ペダルに対する出力を測定する右ペダル測定モジュールと、
前記第１左ペダル力情報と前記第２左ペダル力情報と前記第１右ペダル力情報と前記第２右ペダル力情報とを受信するように前記左ペダル測定モジュールと前記右ペダル測定モジュールとに電気的に接続され、前記ユーザーの前記左足による踏み力に関する左足踏み力情報を生成するように前記第１左ペダル力情報と前記第２左ペダル力情報との差分を決定し、前記ユーザーの前記右足による踏み力に関する右足踏み力情報を生成するように前記第１右ペダル力情報と前記第２右ペダル力情報との差分を決定する、処理モジュールと、
を備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照する以下の実施形態の詳細な説明において明白になるであろう。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るリハビリテーションマシン及びリハビリテーション方法によれば、左ペダル駆動モジュールと右ペダル駆動モジュールを用いてユーザーのリラックス状態と運動状態とにおける踏み力を測定し、ユーザーの左足と右足による自発的踏み力に関する情報が得られ、そして、各トレッドサイクルについてユーザーによる踏み力のタイミングが正しいかどうかを判定し(それぞれの足運びについても同様である)、リハビリテーションを行っている過程においてユーザーの自発的運動のレベルを効果的に評価することができる。
【００１０】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照する以下の実施形態の詳細な説明において明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ユーザーが使用する本発明に係るリハビリテーションマシンの１例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係るリハビリテーションマシンの構成を示すブロック図である。
【図３】ユーザーの足による踏み力に対応する踏み力比率を得る流れを示すフローチャートである。
【図４】ユーザーがリラックス状態にある第１期間においてリハビリテーションマシンによる踏み力を示すグラフである。
【図５】ユーザーが運動状態にある第１期間においてリハビリテーションマシンによる踏み力を示すグラフである。
【図６】図４と図５に示されたグラフに基づいて算出された第２期間におけるユーザーの踏み力を示すグラフである。
【図７】踏み力比率を得る流れを示すフローチャートである。
【図８】第２期間においてユーザーの左足と右足による踏み力の正確さを得る流れを示すフローチャートである。
【図９】本発明に係るリハビリテーションマシンにおいてリハビリテーションをしている間のステップ全体の正確さとユーザーの自発的運動のレベルを算出する流れを示すフローチャートである。
【図１０】本発明に係るリハビリテーションマシンにおいてリハビリテーションをしている間のステップ全体の正確さとユーザーの自発的運動のレベルを算出する流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明について具体的に説明する。
【００１３】
図１と図２に示すように、本実施例に係るリハビリテーションマシン１００は、ユーザーの左足によって漕ぐ左ペダル１と、ユーザーの左足を誘導してワンステップ進むように左ペダル１を移動駆動する左ペダル駆動モジュール１１と、左ペダル駆動モジュール１１に装着され、左ペダル駆動モジュール１１の駆動による左ペダル１の移動によって誘導されるユーザーの左足の踏み力を測定するため、左ペダル駆動モジュール１１による左ペダル１の移動を駆動する出力を測定する左ペダル測定モジュール１２と、ユーザーの右足によって漕ぐ右ペダル２と、ユーザーの右足を誘導してワンステップ進むように右ペダル２を移動駆動する右ペダル駆動モジュール２１と、右ペダル駆動モジュール２１に装着され、右ペダル駆動モジュール２１の駆動による右ペダル２の移動によって誘導されたユーザーの右足の踏み力を測定するため、右ペダル駆動モジュール２１による右ペダル２の移動を駆動する出力を測定する右ペダル測定モジュール２２と、例えば液晶表示装置、発光ダイオードディスプレイ等のようなディスプレイモジュール３と、例えばＲＯＭ（read-only memory）、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ等のようなストレージモジュール４と、例えば適正プログラムを実行するプロセッサのような処理モジュール５とを備え、処理モジュール５は、左ペダル測定モジュール１２、右ペダル測定モジュール２２、ディスプレイモジュール３及びストレージモジュール４と電気的に接続されている。処理モジュール５は、無線又は有線で左ペダル測定モジュール１２及び右ペダル測定モジュール２２と電気的に連結されてもよく、本発明に制限されない。この例では、左ペダル駆動モジュール１１及び右ペダル駆動モジュール２１の左ペダル１及び右ペダル２に対する出力は、例えば回転力（トルク）の形として表現できるが、これに制限されないことは言うまでもない。
【００１４】
リハビリテーションマシン１００は、ユーザーがリハビリを行っている間ユーザーの自発的な行動でのリハビリへの参与程度を評価可能に構成されている。なお、この評価とは、左足と右足とによるステップの踏み力に関する踏み力情報を計算すること、左足と右足とによるステップの踏み力の間の踏み力比率を計算すること、ステップ全体の正確さを計算すること、及びユーザーの自発的な行動のレベルを計算することを含む。
【００１５】
図１〜図３に示すように、本例に係るリハビリテーション方法は、リハビリテーションマシン１００を用いてステップＳ６１〜ステップＳ６４を実行することによって踏み力情報、踏み力比率を算出する。
【００１６】
ステップＳ６１では、ユーザーが自分の左足と右足をそれぞれ左ペダル１と右ペダル２に置いて且つリラックス状態にあると共に、リハビリテーションマシン１００が作動されて左ペダル駆動モジュール１１と右ペダル駆動モジュール２１とがそれぞれ左ペダル１と右ペダル２とを作動駆動した時、左ペダル測定モジュール１２と右ペダル測定モジュール２２とを用いて、測定サイクルと同じ長さを有する第１期間（first time period）において左ペダル駆動モジュール１１による左ペダル１に対する出力と右ペダル駆動モジュール２１による右ペダル２に対する出力とを測定し、第１期間に対応する第１左ペダル力情報と第１期間に対応する第１右ペダル力情報とを生成する。なお、リラックス状態とは例えばユーザーがステップを踏むよう足を動かそうとしない状態、即ち踏み力を出していない状態である。
【００１７】
第１左ペダル力情報は、複数の測定点にそれぞれ対応する複数のセットの第１期間左ペダル力データを有し、第１右ペダル力情報は複数の測定点にそれぞれ対応する複数のセットの第１期間右ペダル力データを有する。複数の測定点とは、所定の時間を有する測定サイクルに関して定義された所定の時間内の複数の点である。各セットの第１期間左ペダル力データは第１期間左ペダル水平力値と第１期間左ペダル垂直力値とを含み、各セットの第１期間右ペダル力データは第１期間右ペダル水平力値と第１期間右ペダル垂直力値とを含む。図４では、Ｔ１は第１期間を、ｔＭは第１期間の長さをそれぞれ表す。
【００１８】
ステップＳ６２では、ユーザーが自分の左足と右足をそれぞれ左ペダル１と右ペダル２に置いて且つ運動状態にあると共に、リハビリテーションマシン１００が作動されてユーザーの自発的な足踏みを補助するように左ペダル駆動モジュール１１と右ペダル駆動モジュール２１とがそれぞれ左ペダル１と右ペダル２とを作動駆動した時、左ペダル測定モジュール１２と右ペダル測定モジュール２２とを用いて、同じく測定サイクルと同じ長さを有する第２期間（second time period）において左ペダル駆動モジュール１１により左ペダル１の踏み力と右ペダル駆動モジュール２１により右ペダル２の踏み力とを測定し、第２期間に対応する第２左ペダル力情報と第２期間に対応する第２右ペダル力情報とを生成する。なお、運動状態とは、例えば進むために自分の足で自発的に踏み出る状態、即ちユーザーが踏み力を出している状態である。
【００１９】
第２左ペダル力情報は、複数の測定点にそれぞれ対応する複数のセットの第２期間左ペダル力データを有し、第２右ペダル力情報は複数の測定点にそれぞれ対応する複数のセットの第２期間右ペダル力データを有する。各セットの第２期間左ペダル力データは第２期間左ペダル水平力値と第２期間左ペダル垂直力値とを含み、各セットの第２期間右ペダル力データは第２期間右ペダル水平力値と第２期間右ペダル垂直力値とを含む。図５では、Ｔ２は第２期間を、ｔＭは第２期間の長さをそれぞれ表す。
【００２０】
ステップＳ６３では、処理モジュール５を用いて第１左ペダル力情報と第２左ペダル力情報との差分を決定し、ユーザーの左足による踏み力に関する左足踏み力情報を得ると共に、第１右ペダル力情報と第２右ペダル力情報との差分を決定し、ユーザーの右足による踏み力に関する右足踏み力情報を得る。
【００２１】
左足踏み力情報は、複数のセットの左ペダル力差分データを有し、複数のセットの左ペダル力差分データのそれぞれは複数の測定点のそれぞれに対応する。各セットの左ペダル力差分データは、１つのセットの第２期間左ペダル力データと１つのセットの第１期間左ペダル力データとの差分に関する。該１つのセットの第２期間左ペダル力データと該１つのセットの第１期間左ペダル力データとは各自の同一の測定点に対応する。
【００２２】
右足踏み力情報は、複数のセットの右ペダル力差分データを有し、複数のセットの右ペダル力差分データのそれぞれは複数の測定点のそれぞれに対応する。各セットの右ペダル力差分データは、１つのセットの第２期間右ペダル力データと１つのセットの第１期間右ペダル力データとの差分に関する。該１つのセットの第２期間左ペダル力データと該１つのセットの第１期間左ペダル力データとは各自の同一の測定点に対応する。
【００２３】
図６に示すように、各セットの左ペダル力差分データは、左ペダル水平力差分値と左ペダル垂直力差分値とを有し、各セットの右ペダル力差分データは、右ペダル水平力差分値と右ペダル垂直力差分値とを有する。この例では、各セットの左ペダル力差分データは、対応するセットの第２期間左ペダル力データと対応するセットの第１期間左ペダル力データとの差分を決定することにより得られる。各セットの右ペダル力差分データは、対応するセットの第２期間右ペダル力データと対応するセットの第１期間右ペダル力データとの差分を決定することにより得られる。
【００２４】
より詳しくは、各セットの左ペダル力差分データにおける左ペダル水平力差分値は、対応するセットの第２期間左ペダル力データにおける第２期間左ペダル水平力値から対応するセットの第１期間左ペダル力データにおける第１期間左ペダル水平力値を減算して得られる。各セットの左ペダル力差分データにおける左ペダル垂直力差分値は、対応するセットの第２期間左ペダル力データにおける第２期間左ペダル垂直力値から対応するセットの第１期間左ペダル力データにおける第１期間左ペダル垂直力値を減算して得られる。
【００２５】
各セットの右ペダル力差分データにおける右ペダル水平力差分値は、対応するセットの第２期間右ペダル力データにおける第２期間右ペダル水平力値から対応するセットの第１期間右ペダル力データにおける第１期間右ペダル水平力値を減算して得られる。各セットの右ペダル力差分データにおける右ペダル垂直力差分値は、対応するセットの第２期間右ペダル力データにおける第２期間右ペダル垂直力値から対応するセットの第１期間右ペダル力データにおける第１期間右ペダル垂直力値を減算して得られる。
【００２６】
ステップＳ６４では、各測定点について処理モジュール５を用いて対応するセットの左ペダル力差分データと対応するセットの右ペダル力差分データとに基づいて踏み力比率を算出し、そしてディスプレイモジュール３を用いて該踏み力比率を表示する。踏み力比率は、各測定点について、ユーザーの左足が踏み力を出していることと、ユーザーの右足が踏み力を出していることと、ユーザーの左足及び右足のいずれもが踏み力を出していないこととの何れか１つのことを示す。
【００２７】
図７に示すように、ステップＳ６４はサブステップＳ６４１〜Ｓ６４３を更に含む。
【００２８】
サブステップＳ６４１では、各測定点について処理モジュール５を用いて、各測定点に対応する左ペダル水平力差分値と予め定められた水平力閾値とに基づく左ペダル水平力校正値の算出、各測定点に対応する左ペダル垂直力差分値と予め定められた垂直力閾値とに基づく左ペダル垂直力校正値の算出、各測定点に対応する右ペダル水平力差分値と水平力閾値とに基づく右ペダル水平力校正値の算出、各測定点に対応する右ペダル垂直力差分値と垂直力閾値とに基づく左ペダル垂直力校正値の算出をそれぞれ行なう。
【００２９】
なお、水平力閾値と垂直力閾値は、予めストレージモジュール４に記憶しておくことが可能であり、これらは信号ノイズによって引き起こされる影響を取り除くために用いられる。この例では、左ペダル水平力校正値は式（１）によって算出される。
【００３０】
【数１】
2019103790.tif 000003
【００３１】
但し、Ｐｌ,ｘは左ペダル水平力校正値、Ｆｌ,ｘは左ペダル水平力差分値、ＴＨｘは予め定められた水平力閾値をそれぞれ示す。そして、左ペダル垂直力校正値は式（２）によって算出される。
【００３２】
【数２】
2019103790.tif 000004
【００３３】
但し、Ｐｌ,ｙは左ペダル垂直力校正値、Ｆｌ,ｙは左ペダル垂直力差分値、ＴＨｙは予め定められた垂直力閾値をそれぞれ示す。そして、右ペダル水平力校正値は式（３）によって算出される。
【００３４】
【数３】
2019103790.tif 000005
【００３５】
但し、Ｐｒ,ｘは右ペダル水平力校正値、Ｆｒ,ｘは右ペダル水平力差分値、ＴＨｘは予め定められた水平力閾値をそれぞれ示す。そして、右ペダル垂直力校正値は式（４）によって算出される。
【００３６】
【数４】
2019103790.tif 000006
【００３７】
但し、Ｐｒ,ｙは右ペダル垂直力校正値、Ｆｒ,ｙは右ペダル垂直力差分値、ＴＨｙは予め定められた垂直力閾値をそれぞれ示す。
【００３８】
サブステップＳ６４２では、処理モジュール５を用いて各測定点について、測定点に対応する左ペダル水平力校正値と左ペダル垂直力校正値に基づいて左ペダル力校正値を算出すると共に、測定点に対応する右ペダル水平力校正値と右ペダル垂直力校正値に基づいて右ペダル力校正値を算出する。この例では、左ペダル力校正値は下記の式（５）によって算出される。
【００３９】
【数５】
2019103790.tif 000007
【００４０】
但し、Ｓｌは左ペダル力校正値を表す。右ペダル力校正値は下記のように算出される。
【００４１】
【数６】
2019103790.tif 000008
【００４２】
但し、Ｓｒは右ペダル力校正値を表す。
【００４３】
サブステップＳ６４３では、各測定点について、処理モジュール５を用いて測定点に対応する左ペダル力校正値と右ペダル力校正値に基づいて踏み力比率を算出する。この例では、踏み力比率を下記のように算出する。
【００４４】
【数７】
2019103790.tif 000009
【００４５】
但し、Ｒは踏み力比率を表す。
【００４６】
ステップＳ６４において各測定点について踏み力比率を取得すると、処理モジュール５を用いて第２期間の間ユーザーの両足それぞれの踏み力を評価する。この評価を実行するために、予め定められた左ペダル踏み力参照情報と予め定められた右ペダル踏み力参照情報とをストレージモジュール４に記憶しておくことが可能である。予め定められた左ペダル踏み力参照情報とは、測定サイクルにおける全ての測定点についてユーザーが左足で力を出して左ペダル１を踏むべきタイミングである測定点を指示する。予め定められた右ペダル踏み力参照情報とは、測定サイクルにおける全ての測定点にてユーザーが右足で力を出して右ペダル２を踏むべきタイミングである測定点を指示する。
【００４７】
図１、図２、及び図８に示すように、ステップＳ７１では、処理モジュール５は、予め定められた左ペダル（右ペダル）踏み力参照情報によって指示される測定点であって且つユーザーが力を出して左ペダル１（右ペダル２）を踏むべきタイミングである各測定点について、各測定点に対応する踏み力比率が、ユーザーが左（右）足で力を出して踏んだことを示すかどうかを判定する。全ての測定点について、ステップＳ７１での判定が肯定であればステップＳ７２に続くが、そうでなければ終了する。
【００４８】
ステップＳ７２では、処理モジュール５を用いて例えばストレージモジュール４に記憶されている第１(第２)踏み力正確数に１を加算する。なお、第１(第２)踏み力正確数は最初は０であってもよい。そしてその測定点についてのステップの進行が終わる。
【００４９】
ステップＳ７１とステップＳ７２では、処理モジュール５を用いて各測定点についての予め定められた左ペダル踏み力参照情報と踏み力比率とに基づいて、第２期間においてユーザーの左足による踏み力に対応する第１正確さを計算してもよく、各測定点についての予め定められた右ペダル踏み力参照情報と踏み力比率とに基づいて、第２期間においてユーザーの右足による踏み力に対応する第２正確さを計算してもよい。
【００５０】
図９と図１０に示すように、ステップＳ８０では、第２期間が終わってから、処理モジュール５を用いて第１(第２)踏み力正確数と、予め定められた左ペダル（右ペダル）踏み力参照情報によって指示され且つユーザーが左（右）足で力を出して左ペダル１（右ペダル２）を踏むべきタイミングである複数の測定点とに基づいて、第１(第２)正確さを算出する。
【００５１】
そして、単一の第２期間における第１正確さと第２正確さとを取得した後、ユーザーの全てのリハビリ過程の間でユーザーの自発的運動のレベルを評価するために処理モジュール５を用いてステップ全体の正確さを算出するステップＳ８１〜ステップＳ８８を説明する。
【００５２】
ステップＳ８１では、処理モジュール５を用いて第１正確さが予め定められた正確さ閾値よりも高いか否かを判定する。なお、予め定められた正確さ閾値はストレージモジュール４に記憶されてもよい。この判定が肯定的であれば、ステップＳ８２に進むが、そうでなければ、ステップＳ８５に進む。
【００５３】
ステップＳ８２では、処理モジュール５を用いて予め定められた左足正確歩数に１を加算する。なお、予め定められた左足正確歩数はストレージモジュール４に記憶されてもよい。この例では、予め定められた左足正確歩数は最初は０であってもよい。
【００５４】
ステップＳ８３では、ステップＳ８１と同様に、処理モジュール５を用いて第２正確さが予め定められた正確さ閾値よりも高いか否かを判定する。この判定が肯定的であれば、ステップＳ８４に進むが、そうでなければ、ステップＳ８５に進む。
【００５５】
ステップＳ８４では、処理モジュール５を用いて予め定められた右足正確歩数に１を加算する。なお、右足正確歩数はストレージモジュール４に記憶されてもよい。この例では、右足正確歩数は最初は０であってもよい。
【００５６】
ステップＳ８５では、処理モジュール５を用いて左足歩数が予め定められた第１歩数に達するか否かを、右足歩数が予め定められた第２歩数に達するか否かをそれぞれ判定する。なお、ステップＳ６２では、処理モジュール５を用いて第２期間の終わりに左足歩数と右足歩数とに１を加算し得ることに留意されたい。なお、左足歩数と右足歩数とはストレージモジュール４に記憶されてもよく、それぞれ最初は０であってもよい。予め定められた第１歩数と第２歩数とはストレージモジュール４に記憶されてもよく、一例としては同じ数値であってもよい。この判定が肯定的であれば、ステップＳ８６に進むが、そうでなければ、ステップＳ６２に戻って次のトレッドサイクルを行う。各トレッドサイクルにおいて、ユーザーが左足でステップを踏む行動のフルサイクルを果たすと共に、ユーザーが右足でステップを踏む行動のフルサイクルを果たすようになっている。
【００５７】
ステップＳ８６では、処理モジュール５を用いて、トレッドサイクルの間で測定点に関して踏み力比率に基づいて踏み力平均値を算出する(トレッドサイクルは本例に係る方法におけるステップＳ６２〜Ｓ８５の反復実行に関する)。
【００５８】
ステップＳ８７では、処理モジュール５を用いて左足正確歩数、右足正確歩数、及び予め定められた第１歩数と第２歩数に基づいてステップ全体の正確さを算出する。この例では、ステップ全体の正確さは、予め定められた第１歩数と第２歩数との和で左足正確歩数と右足正確歩数との和を割ることによって算出される。なお、ステップＳ８６とステップＳ８７は互いに無関係であり、実行する順位に制限されないことに留意されたい。
【００５９】
ステップＳ８８では、処理モジュール５を用いて、踏み力平均値とステップ全体の正確さに基づいてユーザーの自発的運動のレベルを算出し、ディスプレイモジュール３にて該自発的運動のレベルを表示させる。この例では、該自発的運動のレベルは下記のように算出される。
【００６０】
【数８】
2019103790.tif 000010
【００６１】
但し、Ｖｍは自発的運動のレベルを、ＦＬＶは踏み力平均値を、Ａｃｃはステップ全体の正確さを、Ｗ１は予め定められた第１の重みを、Ｗ２は予め定められた第２の重みをそれぞれ表す。
【００６２】
以上のように、本発明に係るリハビリテーションマシン１００は、左ペダル駆動モジュール１１と右ペダル駆動モジュール１２を用いてユーザーのリラックス状態と運動状態とにおける踏み力を測定し、ユーザーの左足と右足による自発的踏み力に関する情報が得られる。そして、リハビリテーションマシン１００は、各トレッドサイクルについてユーザーによる踏み力のタイミングが正しいかどうかを判定し(それぞれの足運びについても同様である)、リハビリテーションを行っている過程においてユーザーの自発的運動のレベルを効果的に評価することができる。更に、リハビリテーション情報例えば踏み力比率、第１正確さ、第２正確さ、ステップ全体の正確さ、ユーザーの自発的運動のレベル等を表示することによって、ユーザーをより一層励ますことができ、回復に向けるように次のリハビリテーション段階に行く意識をユーザーに動機付けさせることが可能である。
【００６３】
以上、本発明の実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者には理解されるところである。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明に係るリハビリテーションマシン及びリハビリテーション方法は、リハビリテーションを行う装置及び方法に有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１００  リハビリテーションマシン
１  左ペダル
１１  左ペダル駆動モジュール
１２  左ペダル測定モジュール
２  右ペダル
２１  右ペダル駆動モジュール
２２  右ペダル測定モジュール
３  ディスプレイモジュール
４  ストレージモジュール
５  処理モジュール
【図１】
2019103790.tif 000011
【図２】
2019103790.tif 000012
【図３】
2019103790.tif 000013
【図４】
2019103790.tif 000014
【図５】
2019103790.tif 000015
【図６】
2019103790.tif 000016
【図７】
2019103790.tif 000017
【図８】
2019103790.tif 000018
【図９】
2019103790.tif 000019
【図１０】
2019103790.tif 000020