(57)【要約】  被験者の歩行を評価するための計測装置は、複数の感圧素子が配されてなる足圧分布検出センサ部と、前記被検者の足の３軸方向の動作を検出する３軸加速度センサ部と、前記足圧分布検出センサ部による計測によって得られた足圧分布算出用データと、前記３軸加速度センサによる計測によって得られた３軸加速度データとを、前記足圧分布検出センサ部および前記３軸加速度センサによる計測開始時からの経過時間と対応付けて外部に送信する通信部とを備える。
2014108948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の歩行を評価するための計測装置であって、
複数の感圧素子が配されてなる足圧分布検出センサ部と、
前記被検者の足の３軸方向の動作を検出する３軸加速度センサ部と、
前記足圧分布検出センサ部による計測によって得られた足圧分布算出用データと、前記３軸加速度センサによる計測によって得られた３軸加速度データとを、前記足圧分布検出センサ部および前記３軸加速度センサによる計測開始時からの経過時間と対応付けて外部に送信する通信部と
を備えることを特徴とする計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の計測装置を備える履物であって、
前記足圧分布検出センサ部は、前記履物の中底または前記履物のインソール部分に配されていることを特徴とする履物。
【請求項３】
請求項１に記載の計測装置から送信された、足圧分布算出用データと３軸加速度データとを受信し、処理する情報処理装置であって、
前記３軸加速度データに基づいて、前記被検者の歩行動作を横から見た場合の該被検者の足の動作の軌跡と、前記被検者の歩行動作を上から見た場合の該被検者の足の動作の軌跡とを算出する第１の算出手段と、
前記足圧分布算出用データに基づいて配色された足圧分布データを求めるとともに、前記計測開始時の前記３軸加速度センサ部の位置を基準とした場合の、前記計測開始時からの各経過時間における前記足圧分布データの位置座標を算出する第２の算出手段と、
前記第１の算出手段により算出された軌跡を表示するとともに、前記第２の算出手段により求められた足圧分布データを、前記算出された位置座標に表示する表示手段と
を備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項４】
前記３軸加速度データに基づいて、前記被検者の歩行動作における各足の着地位置を算出することで、前記被検者の歩幅を算出する第３の算出手段を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記表示手段は、更に、前記着地位置における足圧分布データに基づいて、前記被検者の足裏の形を示す足型を、前記足圧分布データに重ねて表示することを特徴とする請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記表示手段は、前記計測開始時からの各経過時間のうち、所定の経過時間における足圧分布データを表示することを特徴とする請求項５に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記表示手段は、前記計測開始時からの各経過時間のうち、異なる経過時間における各足圧分布データを、同時に表示することを特徴とする請求項５に記載の情報処理装置。
【請求項８】
請求項１に記載の計測装置から送信された、足圧分布算出用データと３軸加速度データとを受信し、処理する情報処理装置であって、
前記３軸加速度データに基づいて、前記被検者の歩行動作を横から見た場合の該被検者の足の動作の軌跡と、前記被検者の歩行動作を上から見た場合の該被検者の足の動作の軌跡とを算出する第１の算出手段と、
前記足圧分布算出用データに基づいて配色された足圧分布データを求めるとともに、前記計測開始時の前記３軸加速度センサ部の位置を基準とした場合の、前記計測開始時からの各経過時間における前記足圧分布データの位置座標を算出する第２の算出手段と、
前記第１の算出手段により算出された軌跡を表示するとともに、前記第２の算出手段により求められた足圧分布データを、前記算出された位置座標に表示する表示手段として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者の歩行を評価するための計測装置、履物及び情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
脳卒中などの脳神経系疾患を発症し、右片または左片が麻痺した患者に対しては、従来より、理学療法士等の指導および監視のもとで、運動機能回復訓練が行われてきた。一般的に、自立した生活を営むためには、下肢機能の回復が不可欠であり、理学療法士等は、訓練時に患者の下肢機能の回復状態を適確に判断することが重要となってくる。このため、運動機能の回復訓練においては、患者の足圧分布等の計測を行い、下肢機能の回復状態が定量的に評価されることが望ましい。【０００３】
一方で、被検者の足圧分布を計測し可視化するシステムとして、従来より、靴のインソール部分に感圧素子等のセンサ部を配し、被検者の歩行中の足圧分布を計測するシステムが提案されている（例えば、下記特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２３４８１８号公報
【特許文献２】特開２００９−１０６５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
歩行中の足圧分布を解析するだけでは、足圧分布と足全体の歩行動作との関係が不明であるため、足圧分布の異常、例えば足圧分布の偏りの原因等を定量的に把握することが難しい。【０００６】
このようなことから、運動機能の回復訓練において、下肢機能の回復状態を定量的に評価するにあたっては、歩行中の足圧分布を正確に計測することができ、かつ、足圧分布の異常の原因を定量的に把握できる構成とすることが望ましい。【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、被検者の歩行中の状態を正確かつ定量的に把握するために有利な技術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】
【０００８】
本発明の１つの側面は、被験者の歩行を評価するための計測装置に係り、該計測装置は、複数の感圧素子が配されてなる足圧分布検出センサ部と、前記被検者の足の３軸方向の動作を検出する３軸加速度センサ部と、前記足圧分布検出センサ部による計測によって得られた足圧分布算出用データと、前記３軸加速度センサによる計測によって得られた３軸加速度データとを、前記足圧分布検出センサ部および前記３軸加速度センサによる計測開始時からの経過時間と対応付けて外部に送信する通信部とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被検者の歩行中の状態を正確かつ定量的に把握するために有利な技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る履物（リハビリシューズ）を備える足圧分布計測システムの外観構成を示す図である。
【図２Ａ】リハビリシューズの外観構成及び中底のセンサ配置を示す図である。
【図２Ｂ】リハビリシューズの外観構成及び中底のセンサ配置を示す図である。
【図３】足圧分布計測システムの機能構成を示す図である。
【図４】被検者の歩行中の足の動作を横から見た場合の、Ｚ軸方向の変位を示す図である。
【図５】被検者の歩行中の足の動作を横から見た場合の、Ｙ軸方向の変位を示す図である。
【図６】被検者の歩行中の足の動作を上から見た場合の、Ｘ軸方向の変位を示す図である。
【図７】足圧分布計測システムにおける歩行動作解析処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】足圧分布計測システムにおいて記録されたデータ一覧の一覧を示す図である。
【図９】足圧分布計測システムにおいて表示された、歩行動作解析結果の一例を示す図である。
【図１０】足圧分布計測システムにおいて表示された、歩行動作解析結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。
【００１２】
［第１の実施形態］
＜１．足圧分布計測システムの外観構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係るリハビリシューズ（履物）１１０Ｒ、１１０Ｌを含む足圧分布計測システム１００の外観構成の一例を示す図である。リハビリシューズ（履物）１１０Ｒ、１１０Ｌには、被験者の歩行を評価するための計測装置が組み込まれている。計測装置は、足圧分布検出センサ部、３軸加速度センサ部および通信部を含む。
【００１３】
図１において、１１０Ｌ及び１１０Ｒは、複数の感圧素子の配列を含む足圧分布検出センサ部が設けられたリハビリシューズ（履物）である。該複数の感圧素子は、例えば、被験者の足裏が直接またはソックスを介して接触するように、リハビリシューズの中底に配置されうる。１１０Ｌは左足用のリハビリシューズであり、１１０Ｒは右足用のリハビリシューズである。また、リハビリシューズ１１０Ｒ及び１１０Ｌにはそれぞれ、情報処理装置と無線通信を行うための通信部１１２Ｒ、１１２Ｌと、各足の３軸方向の加速度を計測する３軸加速度センサ部１１１Ｒ、１１１Ｌとが取り付けられている。通信部１１２Ｒと足圧分布検出センサ部および３軸加速度センサ部１１１Ｒとは、ケーブルを介して接続されうる。同様に、通信部１１２Ｌと足圧分布検出センサ部および３軸加速度センサ部１１１Ｌとは、ケーブルを介して接続されうる。通信部１１２Ｒ及び３軸加速度センサ部１１１Ｒは、被検者の足首に巻きつけられるバンド状部材に一体的に取り付けられうる。同様に、通信部１１２Ｌ及び３軸加速度センサ部１１１Ｌは、被検者の足首に巻きつけられるバンド状部材に一体的に取り付けられうる。
【００１４】
１２０は情報処理装置であり、左足用のリハビリシューズ１１０Ｌ及び右足用のリハビリシューズ１１０Ｒの足圧分布検出センサ部（不図示）によりそれぞれ計測された足圧分布算出用データと、３軸加速度センサ部１１１Ｒ、１１１Ｌによりそれぞれ計測された３軸加速度データと（つまり、計測装置からのデータ）を取得する。ここで、３軸加速度データには、Ｘ軸方向（横方向；ピッチ軸方向）の加速度データと、Ｙ軸方向（被検者が歩行する際の進行方向；ロール軸方向）の加速度データと、Ｚ軸方向（高さ方向；ヨー軸方向）の加速度データとが含まれうる。
【００１５】
情報処理装置１２０は、３軸加速度データを解析することにより、歩行中の被検者の各足の位置座標及び歩行中の被検者の各足の動作軌跡を算出し、足圧分布データとともに表示する。位置座標は、例えば、歩行動作解析処理開始時の被検者の各足の位置を基準にして算出されうる。動作軌跡を算出することにより、歩行中の被検者の足の着地位置を判定することができる。
【００１６】
足圧分布算出用データ及び３軸加速度データを取得・解析し、被検者の歩行状態を可視化するまでの歩行動作解析処理の詳細については後述する。
【００１７】
＜２．リハビリシューズの詳細構成＞
次に、リハビリシューズの詳細構成について説明する。図２Ａ、２Ｂは、リハビリシューズの詳細構成を説明するための図であり、ここでは、一例として、右足用のリハビリシューズ１１０Ｒを示している。図２Ａは側面外観図を、図２Ｂは中底の平面図をそれぞれ示している。
【００１８】
図２Ａに示すように、リハビリシューズ１１０Ｒの中底には、複数の感圧素子２０２Ｒが埋め込まれており、本実施形態において当該中底は、足圧分布検出用データを計測するための足圧分布検出センサ部２０１Ｒとして機能する。リハビリシューズ１１０Ｒの中底には、被検者がリハビリシューズ１１０Ｒを履いた状態において、被検者の足裏が直接に又はソックスを介して接触する。
【００１９】
リハビリシューズ１１０Ｒの靴底には、感圧素子２０２Ｒ、３軸加速度センサ部１１１Ｒ、通信部１１２Ｒに電源を供給するための電源部２０３Ｒが配されている。
【００２０】
以下では、足圧分布検出センサ部２０１Ｒを構成する複数の感圧素子２０２Ｒそれぞれにおいて計測されたデータを「足圧データ」と称し、感圧素子２０２Ｒの数に応じた数の足圧データ群を「足圧分布算出用データ」と称する。また、当該足圧分布算出用データを用いて算出された、足圧分布を表示するためのデータを「足圧分布データ」と称することとする。
【００２１】
＜３．荷重分布計測システムを構成する情報処理装置の機能構成＞
図３は、足圧分布計測システム１００を構成する情報処理装置１２０の機能構成を示す図である。図３に示すように、情報処理装置１２０は、制御部（コンピュータ）３２１と、メモリ部３２２と、記憶部３２３と、表示部３２４と、入力部３２５と、外部機器Ｉ／Ｆ部３２６とを備え、各部は、バス３２７を介して相互に接続されている。
【００２２】
ハードディスク等で構成される記憶部３２３には、制御部３２１により実行されることにより、それぞれ足圧分布算出部３３１、歩行動作解析部３３２、３軸方向動作解析部３３３として機能するプログラムが格納されている。当該プログラムは、制御部３２１による制御のもと、ワークエリアとして機能するメモリ部３２２（例えば、ＲＡＭ）に適宜読み込まれ、制御部３２１によって実行されることで、各機能が実現される。尚、制御部３２１によって当該プログラムが実行されることにより取得されるデータは、足圧分布算出用データ３３４、３軸加速度データ３３５として、記憶部３２３に記録される。
【００２３】
表示部３２４は、制御部３２１に当該プログラムを実行させるためのユーザインタフェースを表示したり、歩行動作解析結果を表示したりする。入力部３２５は、当該プログラムを実行させるための指示を入力するものであり、キーボードやポインティングデバイス（マウス等）で構成される。外部機器Ｉ／Ｆ部３２６は、足圧分布検出センサ部２０１Ｌ及び２０１Ｒそれぞれにおいて計測され、通信部１１２Ｌ及び１１２Ｒを介して送信された足圧分布算出用データ、ならびに３軸加速度センサ部１１１Ｌ及び１１１Ｒそれぞれにおいて計測され、通信部１１２Ｌ及び１１２Ｒを介して送信された３軸加速度データを、情報処理装置１２０内に取り込むためのＩ／Ｆ（インタフェース）である。本実施形態では、外部機器Ｉ／Ｆ部３２６は、無線ＬＡＮ、ブルートゥース等の無線インタフェースで実現される。有線通信で実現する場合には、外部機器Ｉ／Ｆ部３２６は、例えば、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４等の有線インタフェースで実現される。
【００２４】
＜４．３軸加速度センサ部により計測される３軸加速度データの解析内容の説明＞
次に、３軸加速度センサ部１１１Ｌ、１１１Ｒにより計測される３軸加速度データの解析内容について説明する。
【００２５】
（１）Ｚ軸方向の変位
はじめに、Ｚ軸方向の加速度データを解析することにより算出されるＺ軸方向（高さ方向）の変位について説明する。図４は、被検者の歩行中の右足の動作を横から見た場合の、Ｚ軸方向の変位を示す図である。図４に示すように、着地していた右足は（状態４０１）、歩行動作を開始し地面を蹴り上げることで進行方向上側へと移動し（状態４０２）、地面に対して略平行な位置を保ちながら進行方向へと移動した後（状態４０３、４０４）、再び着地する（状態４０５）。
【００２６】
このとき、状態４０１での３軸加速度センサ部１１１ＲのＺ軸方向の位置を基準位置４１０とし、３軸加速度センサ部１１１Ｒにより計測されたＺ軸方向の加速度データを２回積分することで、基準位置４１０からの変位４１２を算出することができる。同様に、各状態４０３、４０４における各変位４１３、４１４を算出することで、右足１歩分の歩行動作における、歩行動作開始後の各経過時間におけるＺ軸方向の変位を求めることができる。
【００２７】
歩行動作開始後に、３軸加速度センサ部１１１ＲのＺ軸方向の位置が再び基準位置４１０に到達した時点を検出することで、被検者の右足の１歩目の着地タイミングと判断することができる。
【００２８】
（２）Ｙ軸方向の変位
次に、Ｙ軸方向（進行方向）の変位について説明する。図５は、被検者の歩行中の右足の動きを横から見た場合の、Ｚ軸方向の変位を示す図である。図５に示すように、着地していた右足は（状態４０１）、歩行動作を開始し地面を蹴り上げることで進行方向上方へと移動し（状態４０２）、地面に対して略平行な位置を保ちながら進行方向へと移動した後（状態４０３、４０４）、再び着地する（状態４０５）。
【００２９】
このとき、状態４０１での３軸加速度センサ部１１１ＲのＹ軸方向の位置を基準位置５１０とし、３軸加速度センサ部１１１Ｒにより計測されたＹ軸方向の加速度データを２回積分することで、基準位置５１０からの変位５１２を算出することができる。同様に、各状態４０３、４０４における各変位５１３、５１４、５１５を算出することで、右足１歩分の歩行動作における、歩行動作開始後の各経過時間におけるＹ軸方向の変位を求めることができる。
【００３０】
（３）Ｘ軸方向の変位
次に、Ｘ軸方向（旋回方向）の変位について説明する。図６は、被検者の歩行中の右足の動作を上から見た場合の、Ｘ軸方向の変位を示す図である。図６に示すように、着地していた右足は（状態４０１）、歩行動作を開始し地面を蹴り上げることで進行方向へと移動した後（状態４０２〜４０４）、再び着地する（状態４０５）。
【００３１】
このとき、被検者によっては、遊脚期間の足が、着地位置に対して、Ｘ軸方向にずれる（外側または内側に旋回する）ことがある。そこで、状態４０１でのＸ軸方向の位置と、状態４０５でのＸ軸方向の位置とを直線で結ぶ線を基準位置６１０とし、３軸加速度センサ部１１１Ｒにより計測されたＸ軸方向の加速度データを２回積分することで、基準位置６１０からの変位６１２〜６１４を算出することができる。つまり、右足１歩分の歩行動作における、歩行動作開始後の各経過時間におけるＸ軸方向の変位を求めることができる。
【００３２】
歩行動作開始時点からの各経過時間におけるＺ軸方向の変位と、Ｙ軸方向の変位とを組み合わせることで、被検者の歩行中の足の動作を横から見た場合の（つまり、Ｙ−Ｚ軸平面における）、変位の軌跡を算出することができる。
【００３３】
同様に、歩行動作開始時点からの各経過時間におけるＸ軸方向の変位と、Ｙ軸方向の変位とを組み合わせることで、被検者の歩行中の足の動作を上から見た場合の（つまり、Ｘ−Ｙ軸平面における）、変位の軌跡を算出することができる。
【００３４】
＜５．歩行動作解析処理の説明＞
次に、情報処理装置１２０における歩行動作解析処理について説明する。図７は、情報処理装置１２０における歩行動作解析処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ７０１では、歩行動作解析部３３２が、左足用のリハビリシューズ１１０Ｌ、右足用のリハビリシューズ１１０Ｒに対して、計測開始指示を送信する。歩行動作解析部３３２より計測開始指示を受信したことに応答して、左足用のリハビリシューズ１１０Ｌ、右足用のリハビリシューズ１１０Ｒでは、足圧分布検出センサ部２０１Ｒ、２０１Ｌが足圧分布算出用データの計測を開始する。また、歩行動作解析部３３２より計測開始指示を受信したことに応答して、３軸加速度センサ部１１１Ｒ、１１１Ｌが３軸加速度データの計測を開始する。また、左足用のリハビリシューズ１１０Ｌ、右足用のリハビリシューズ１１０Ｒは、計測した足圧分布算出用データ及び３軸加速度データを計測開始時点からの経過時間と対応付けて情報処理装置１２０へ送信する処理を開始する。
【００３５】
ステップＳ７０２では、歩行動作解析部３３２が、左足用のリハビリシューズ１１０Ｌ、右足用のリハビリシューズ１１０Ｒより送信される足圧分布算出用データ及び３軸加速度データの受信を開始する。
【００３６】
ステップＳ７０３では、歩行動作解析部３３２が、ステップＳ７０２において受信した足圧分布算出用データ及び３軸加速度データの記憶部３２３への記録を開始する。
【００３７】
図８は、記憶部３２３に記録された足圧分布算出用データ及び３軸加速度データの一例を示す図である。図８に示すように、左足用のリハビリシューズ１１０Ｌ及び右足用のリハビリシューズ１１０Ｒよりそれぞれ送信された足圧分布算出用データ３３４及び３軸加速度データ３３５は、計測開始時点からの経過時間と対応付けて記録される。
【００３８】
本実施形態において、３軸加速度データ３３５は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の加速度データ群からなり、足圧分布算出用データ３３４は、Ｎ個の感圧素子からの足圧データ群からなる。図８の例では、３軸加速度データ３３５及び足圧分布算出用データ３３４のサンプリング間隔を１００ｍｍｓｅｃとしているが、本発明はこれに限定されない。
【００３９】
図７に戻る。ステップＳ７０４では、３軸方向動作解析部３３３が、記憶部３２３に記録された、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の加速度データを用いて、被検者の歩行中の足の動作を上から見た場合の（つまり、Ｘ−Ｙ軸平面における）変位の軌跡を算出する。
【００４０】
ステップＳ７０５では、３軸方向動作解析部３３３が、記憶部３２３に記録された、Ｚ軸方向及びＹ軸方向の加速度データを用いて、被検者の歩行中の足の動作を横から見た場合の（つまり、Ｙ−Ｚ軸平面における）変位の軌跡を算出する。
【００４１】
ステップＳ７０６では、足圧分布算出部３３１が、記憶部３２３に記録された足圧分布算出用データ３３４に基づいて、各経過時間における足圧分布データの算出を行う。具体的には、各足圧データの値に応じた配色を、各感圧素子の配置に応じた位置に付加する。足圧分布データの算出に際しては、対応するＸ軸方向及びＹ軸方向の加速度データを用いて、各足圧分布データのＸ−Ｙ軸平面における位置座標もあわせて算出する。
【００４２】
ステップＳ７０７では、歩行動作解析部３３２が、計測終了指示が入力されたか否かを判定し、計測終了指示が入力されていないと判定された場合には、ステップＳ７０４に戻り、処理を継続する。一方、ステップＳ７０７において、計測終了指示が入力されたと判定された場合には、ステップＳ７０８に進む。
【００４３】
ステップＳ７０８では、ステップＳ７０５において算出されたＹ−Ｚ軸平面における変位の軌跡に基づいて、被検者の各足の歩幅を算出する。具体的には、ステップＳ７０５において算出された、Ｙ−Ｚ軸平面における変位の軌跡において、計測開始時点における高さ位置と一致する高さ位置を有する時点を抽出し、各時点におけるＸ−Ｙ軸平面の位置座標を算出する。そして、これらの処理を、右足及び左足それぞれについて実施し、隣り合う位置座標間の距離を算出することで、被検者の歩幅を求める。
【００４４】
ステップＳ７０９では、ステップＳ７０４において算出されたＸ−Ｙ軸平面における変位の軌跡、ステップＳ７０５において算出されたＹ−Ｚ軸平面における変位の軌跡、ステップＳ７０６において算出された足圧分布データ、ステップＳ７０８において算出された歩幅を、歩行動作解析結果として表示する。
【００４５】
図９は、ステップＳ７０９において表示された歩行動作解析結果の一例を示す図である。図９において、９０１はステップＳ７０４において算出されたＸ−Ｙ軸平面における変位の軌跡のうち、被検者の左足の軌跡を示している。９０２はステップＳ７０４において算出されたＸ−Ｙ軸平面における変位の軌跡のうち、被検者の右足の軌跡を示している。
【００４６】
また、９１１はステップＳ７０５において算出されたＹ−Ｚ軸平面における変位の軌跡のうち、被検者の左足の軌跡を示している。９１２はステップＳ７０５において算出されたＹ−Ｚ軸平面における変位の軌跡のうち、被検者の右足の軌跡を示している。
【００４７】
また、９２１はステップＳ７０６において算出された足圧分布データのうち、所定の経過時間における左足の足圧分布データを示している。同様に、９２２はステップＳ７０６において算出された足圧分布データのうち、所定の経過時間における右足の足圧分布データを示している。
【００４８】
９３１は、左足が着地している間の足圧分布データに基づいて、被検者の左足の足型（予め決定された足型）の位置及び向きを判断し、足圧分布データ９２１に重ね合わせて表示した足型である。同様に、９３２は、右足が着地している間の足圧分布データに基づいて、被検者の右足の足型（予め決定された足型）の位置及び向きを判断し、足圧分布データ９２２に重ね合わせて表示した足型である。
【００４９】
９４１、９４２はステップＳ７０８において算出された歩幅を示している。なお、歩幅を明示するために、経過時間とは無関係に過去の足型はそのまま表示されるものとする。
【００５０】
本実施形態に係る足圧分布計測システムでは、被検者の各足に３軸加速度センサ部を装着し、３軸加速度データを足圧分布算出用データとともに、計測開始時からの経過時間に対応付けて記録する構成とした。また、３軸加速度データを処理することで、歩行時の被検者の足のＸ−Ｙ軸平面における軌跡、Ｙ−Ｚ軸平面における軌跡、歩幅を算出するとともに、各経過時間における足圧分布データのＸ−Ｙ軸平面における位置座標を算出する構成とした。
【００５１】
更に、算出した軌跡、歩幅を表示するともに、算出した足圧分布データのＸ−Ｙ軸平面における位置座標に基づいて足圧分布データを表示する構成とした。
【００５２】
これにより、歩行時の足全体の動作を足圧分布データとともに表示することが可能となり、足圧分布と足全体の歩行動作との関係を定量的に把握することが可能となった。
【００５３】
つまり、被検者の歩行中の状態を正確かつ定量的に把握することが可能となった。
【００５４】
［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、所定の経過時間における足圧分布データのみを表示する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、歩行中の各着地タイミングにおける足圧分布データそれぞれを同一平面上に同時に表示する構成としてもよい。
【００５５】
図１０は、歩行動作解析結果の一例を示す図である。図１０に示す各表示内容のうち、図９に示す各表示内容と同じ表示内容については、同じ参照番号を付すこととし、ここでは説明を省略する。
【００５６】
図９との相違点は、足圧分布データ１０２１〜１０２３である。図９の場合、所定の経過時間における足圧分布データのみを表示する構成としたが、本実施形態では、歩行中に各足が着地しているそれぞれのタイミングにおける足圧分布データを、着地している位置にそれぞれ同時に表示させている点である。
【００５７】
このように、異なる経過時間における足圧分布データを同一画面上に同時に表示させることで、各歩数における足圧分布データを一覧することが可能となる。
【００５８】
［第３実施形態］
上記第１及び第２の実施形態では、３軸加速度データに基づいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の変位を算出し、Ｘ−Ｙ軸平面における歩行中の各足の軌跡及びＹ−Ｚ軸平面における歩行中の各足の軌跡を表示する構成としたが、本発明はこれに限定されない。
【００５９】
３軸加速度データを１回積分することで、各経過時間における各足の動作速度を算出することができることから、当該動作速度を、合わせて表示するようにしてもよい。なお、動作速度の表示方法は、例えば、数値で表示してもよいし、動作速度に比例した長さのベクトルで表示してもよい。
【００６０】
また、Ｘ−Ｙ軸平面における歩行中の各足の軌跡及びＹ−Ｚ軸平面における歩行中の各足の軌跡に加え、Ｘ−Ｙ軸平面における歩行中の各足の旋回角度及びＹ−Ｚ軸平面における歩行中の各足の上げ角度等を算出し、合わせて表示するようにしてもよい。
【００６１】
また、上記第１及び第２の実施形態では、歩幅を算出するにあたり、Ｚ軸方向の加速度データに着目し、各足の高さが、基準位置に到達したタイミングを、各足が着地したタイミングであると判断し、当該タイミングにおける各足の位置座標に基づいて歩幅の算出を行う構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、足圧分布データを参照し、接触面積が最大となるタイミングを、各足が着地したタイミングであると判断し、当該タイミングにおける各足の位置座標を用いて、歩幅の算出を行うように構成してもよい。
【００６２】
また、上記第１及び第２の実施形態では、各足の通信部１１２Ｒ、１１２Ｌ及び３軸加速度センサ部１１１Ｒ、１１１Ｌを、バンド状部材に取り付ける構成としたが、本発明はこれに限定されず、リハビリシューズ１１０Ｒ、１１０Ｌ内に取り付ける構成としてもよい。
【００６３】
また、上記第１及び第２の実施形態では、リハビリシューズの中底に直接感圧素子を埋め込む構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、リハビリシューズの中底に係止部材を設け、インソール部分を係止させることで、歩行中のインソール部分のずれをなくす構成とした場合にあっては、インソール部分に感圧素子を埋め込むようにしてもよい。
【００６４】
また、上記第１及び第２の実施形態では、３軸加速度センサを配し、３軸加速度データに基づいて、足の動作の軌跡を算出する構成としたが、本発明はこれに限定されず、ジャイロセンサ等を用いるようにしてもよい。
【００６５】
また、上記第１及び第２の実施形態では、３軸加速度センサからの３軸加速度データに基づいて、被検者の歩幅を算出する構成としたが、本発明はこれに限定されず、ＧＰＳ等の位置センサを用いるようにしてもよい。
【００６６】
本願は、２０１３年１月１１日提出の日本国特許出願特願２０１３−００４０３１を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。
【符号の説明】
【００６７】
１００：足圧分布計測システム、１１０Ｒ：右足用のリハビリシューズ、１１０Ｌ：左足用のリハビリシューズ、１１１Ｒ：３軸加速度センサ部、１１１Ｌ：３軸加速度センサ部、１１２Ｒ：通信部、１１２Ｌ：通信部、１２０：情報処理装置、２０１Ｒ：足圧分布検出センサ部、２０２Ｒ：感圧素子、２０３Ｒ：電源部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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