(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の歩行の状態を歩行状態値に数値化する歩行評価装置であって、
被験者の左右の腰側部に取り付け、前記被験者の進行方向への加速度を計測する左右の加速度計と、
前記左右の加速度計の出力を周波数分析する周波数分析器と、
前記周波数分析器の出力から前記左右の加速度計から得た左右の歩調基本周波数の成
分をそれぞれＰＳＤＬ１およびＰＳＤＲ１として読み出し、
前記左右の歩調基本周波数の１／２の周波数成分をそれぞれＰＳＤＬ０．５およびＰ
ＳＤＲ０．５として読み出し、
前記ＰＳＤＬ０．５と前記ＰＳＤＬ１の比をＰＲＬとして算出し、
前記ＰＳＤＲ０．５と前記ＰＳＤＲ１の比をＰＲＲとして算出し、
左右の前記ＰＲＬと前記ＰＲＲの平均をＰＲａｖとして算出し、
前記ＰＲａｖから歩行状態値に変換する
制御器とを有することを特徴とする歩行評価装置。
【請求項２】
被験者の左右の腰側部で、前記被験者の進行方向への加速度を計測する工程と、
前記被験者の左腰側部の加速度を周波数分析し歩調基本周波数成分ＰＳＤＬ１と前記歩調基本周波数成分ＰＳＤＬ１の１／２の周波数成分ＰＳＤＬ０．５を求める工程と、
前記被験者の右腰側部の加速度を周波数分析し歩調基本周波数成分ＰＳＤＲ１と前記歩調基本周波数成分ＰＳＤＲ１の１／２の周波数成分ＰＳＤＲ０．５を求める工程と、
前記ＰＳＤＬ０．５と前記ＰＳＤＬ１の比をＰＲＬとして算出する工程と、
前記ＰＳＤＲ０．５と前記ＰＳＤＲ１の比をＰＲＲとして算出する工程と、
左右の前記ＰＲＬと前記ＰＲＲの平均をＰＲａｖとして算出する工程と、
前記ＰＲａｖから歩行状態値に変換する工程を有することを特徴とする歩行を評価するための指針となるデータの収集方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の歩行状態を数値化し評価するための指針となるデータの収集方法及び歩行評価装置に関するものであり、特に、被験者に加速度計を取付け、加速度計の周波数成分を用いる方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
脳卒中患者の運動麻痺に対する回復過程を判断する指標として、一般にブルンストロームステージが用いられている。これは順序尺度であり、１〜６の６段階で表される。慣例的にこの６段階はローマ数字で表される。各段階はステージＩからステージＶＩと呼ばれ、ステージ数字が大きくなるほど正常に近くなる。
【０００３】
より具体的に示すと、ステージＩ（弛緩性麻痺：完全麻痺)、ステージＩＩ（連合反応の出現）、ステージＩＩＩ（共同運動パターンの出現）、ステージＩＶ（分離運動の出現）、ステージＶ（分離運動の進行）、ステージＶＩ（さらに分離が進み正常に近づく）といった観点からステージの程度が予め決められている。
【０００４】
ブルンストロームステージは、各段階に上肢、手指、体幹と下肢の症状が例示されており、評価者がその対象者の状態を目視で確認し、該当するステージを決定する。
【０００５】
したがって、この指標はテスト実施者の判断に大きく依存し、妥当性・信頼性・判別性において、改善の余地が多く残されていた。すなわち、従来のブルンストロームステージによる判断は順序尺度で、相当な割合でテスト実施者の主観に頼っていたと言える。また、杖や足装具などを用いた歩行に対して、歩行改善度を評価・診断することは出来なかった。
【０００６】
歩行特性を数値として分析する手法は、３次元動作解析装置や床反力計、電気角度計など様々な機器や手法を用いて行われている。これらの手法では基本的に高価な機器が必要になる。一方、臨床への応用という観点から、近年では加速度計を用いた歩行分析も注目されている。
【０００７】
たとえば、リハビリテーション医療の中で最も多い疾患の一つである脳卒中片麻痺に対して、加速度情報を２回積分することで、歩行中における腰部の空間的な変位（上下、左右、前後方向）を算出し、片麻痺歩行の定量化とパターン分類に関する試みもなされている。
【０００８】
このような歩行パターン分類は、医療分野では伝統的な運動力学的分析にもとづき、歩行速度、歩行率、歩幅、重複歩距離、立脚時間、遊脚時間を歩行パラメーターとして採用してきたことにも大きく関係すると考えられる。
【０００９】
一方、特許文献１は、歩行者の腰側部に加速度計を取付け、加速度計の出力を周波数分析し、歩行機能の回復の程度を定量化することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−３５８２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１では、確かに被験者の腰の動き（加速度）を周波数分析する点の開示はある。しかし、特許文献１では加速度計を用いて歩幅や移動速度といった情報を算出する方法が記載されているだけである。被験者の左右の足の動きの違いについての言及は加速度計の出力の時刻歴波形（時間軸波形、時間軸情報等とも呼ぶ。）に着目し、プラス側とマイナス側を比較するといった点の言及にすぎない。
【００１２】
したがって、従来の時刻歴波形に着目した「波形の定量化」や「パターン分析」を行う手法と変わりなく、歩行状態の把握という観点からは煩雑な労力と手間を必要とする従来手法から抜け出せているとはいえないのが現状で、未だ研究レベル段階である。すなわち、従来の加速度計を用いた手法は、医療分野で有用な定量評価を行えるほどの実用化には至っていなかった。
【００１３】
本発明は従来主観的判断に頼っていた脳卒中患者の運動麻痺に対する歩行の回復過程を表す順序尺度を、客観的な測定から決定する装置および方法を提供することを課題とする。なお、順序尺度を決定する方法は、順序尺度（歩行状態値）を決定する指針を得るためのデータの収集方法といってよい。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の発明者は、歩行の回復程度を表す順序尺度が、歩調基本周波数と、歩調基本周波数の０．５倍の比で関係付けられることを見出し、本発明を想到するに至った。
【００１５】
より具体的に本発明に係る歩行評価装置は、
被験者の歩行の状態を歩行状態値に数値化する歩行評価装置であって、
被験者の左右の腰側部に取り付け、前記被験者の進行方向への加速度を計測する左右の加速度計と、
前記左右の加速度計の出力を周波数分析する周波数分析器と、
前記周波数分析器の出力から前記左右の加速度計から得た左右の歩調基本周波数の成
分をそれぞれＰＳＤＬ１およびＰＳＤＲ１として読み出し、
前記左右の歩調基本周波数の１／２の周波数成分をそれぞれＰＳＤＬ０．５およびＰ
ＳＤＲ０．５として読み出し、
前記ＰＳＤＬ０．５と前記ＰＳＤＬ１の比をＰＲＬとして算出し、
前記ＰＳＤＲ０．５と前記ＰＳＤＲ１の比をＰＲＲとして算出し、
左右の前記ＰＲＬと前記ＰＲＲの平均をＰＲａｖとして算出し、
前記ＰＲａｖから歩行状態値に変換する
制御器とを有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る歩行を評価するための指針となるデータの収集方法は、
被験者の左右の腰側部で、前記被験者の進行方向への加速度を計測する工程と、
前記被験者の左腰側部の加速度を周波数分析し歩調基本周波数成分ＰＳＤＬ１と前記歩調基本周波数成分ＰＳＤＬ１の１／２の周波数成分ＰＳＤＬ０．５を求める工程と、
前記被験者の右腰側部の加速度を周波数分析し歩調基本周波数成分ＰＳＤＲ１と前記歩調基本周波数成分ＰＳＤＲ１の１／２の周波数成分ＰＳＤＲ０．５を求める工程と、
前記ＰＳＤＬ０．５と前記ＰＳＤＬ１の比をＰＲＬとして算出する工程と、
前記ＰＳＤＲ０．５と前記ＰＳＤＲ１の比をＰＲＲとして算出する工程と、
左右の前記ＰＲＬと前記ＰＲＲの平均をＰＲａｖとして算出する工程と、
前記ＰＲａｖから歩行状態値に変換する工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
従来脳卒中患者の歩行の回復程度を表す順序尺度を患者の歩行状態から得られる測定値から求まる数値から客観的に得ることができるので、歩行状態という実体に則した的確な順序尺度を得ることができる。なお、本明細書では片麻痺と片足麻痺は区別せずともに「片麻痺」と呼ぶ。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る歩行評価装置の構成を示す図である。
【図２】歩行評価装置の動作フローを示す図である。
【図３】被験者の右腰側部の加速度計から得られた周波数スペクトルを表すグラフである。
【図４】被験者の左腰側部の加速度計から得られた周波数スペクトルを表すグラフである。
【図５】各被験者のゲイトステージ（歩行状態値ＳＮ）と平均パワースペクトル比ＰＲａｖの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明に係る歩行評価装置について図面および実施例を示し説明を行う。なお、以下の説明は、本発明の一実施形態および一実施例を例示するものであり、本発明が以下の説明に限定されるものではない。以下の説明は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変することができる。
【００２０】
図１に本発明に係る歩行評価装置１の構成を示す。歩行評価装置１は、加速度計１０と、記憶装置１２と、周波数分析器１４と、制御器１６を含む。また制御器１６の出力を表示する表示器２０を有していてもよい。
【００２１】
加速度計１０は、少なくとも歩行の前後方向の加速度を計測できるものを用いる。前後・左右・上下が測定できる３軸の加速度計１０を用いても良い。加速度計１０は、被験者の腰側部に配置する。歩行する際の歩行方向の加速度を検出しやすいからである。腰側部とは、腸骨稜の少し上辺りがよく、通常ズボンをはく際にベルトをする高さでよい。加速度計１０は両方の腰に配置させる。以後加速度計１０の左右を区別する場合は、左加速度計１０Ｌ、右加速度計１０Ｒと呼ぶ。
【００２２】
被験者が加速度計１０を腰側部に取り付けて歩行すると、加速度計１０は被験者の足の動きに応じて歩行方向の加速度情報Ｄａを出力する。この時、加速度計１０の腰側部への取り付け方によっては、被験者の腰の回転方向の動きに伴う加速度や上下方向の加速度成分も同時に含まれることになる。
【００２３】
しかし、少なくとも歩行方向（前後方向）の加速度を主として測定できればよい。本発明に係る歩行評価装置１は、進行方向の歩調周波数の比で評価するので、多少回転方向や上下方向の加速度成分が含まれていても良いからである。なお、加速度情報Ｄａも左加速度計１０Ｌからの加速度情報を左加速度情報ＤａＬとし、右加速度計１０Ｒからの加速度情報を右加速度情報ＤａＲとする。
【００２４】
加速度情報Ｄａは、基本的にプラス値（前進）およびマイナス値（後進）の波形が繰り返される周期データとなる。なお、加速度情報Ｄａはデジタル化されているものとする。デジタル化されていない場合は、情報の経路の望ましい箇所にＡＤ変換器を送入するのが望ましい。後段の装置がデジタル処理しやすくするためである。
【００２５】
加速度情報Ｄａは、より具体的には、被験者の歩行に関して歩行方向の加速度を、規定の時間間隔Δｔ（サンプリング間隔Δｔ）ごとに測定したデータである。したがって、加速度情報Ｄａは、計測開始後の計測時刻と加速度の対のデータである。
【００２６】
加速度計１０が出力した加速度情報Ｄａは、記憶装置１２に記録される。後段の周波数分析器１４は、一定時間の時間情報を周波数情報に変換するからである。記憶装置１２に記録される加速度情報Ｄａのサンプリング間隔Δｔは、周波数分析器１４での分析が必要とされる精度が求められるサンプリング間隔Δｔであればよい。
【００２７】
記憶装置１２に蓄積された加速度情報Ｄａは、周波数分析器１４に入力される。周波数分析器１４は、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）装置が好適に利用できる。なお、周波数分析器１４は、ＦＦＴ装置のように専用のハードで組み上げた装置であってもよいし、所謂バタフライ計算を行うＦＦＴソフトを搭載したコンピュータで実現してもよい。後述する制御器１６が周波数分析器１４を兼ねてもよい。
【００２８】
加速度情報Ｄａを周波数分析した情報を周波数情報Ｄｆｆｔとする。周波数情報Ｄｆｆｔには、歩調基本周波数ＳＤ１と歩調基本周波数ＳＤ１の高調波成分ＳＤＨが含まれる。高調波成分ＳＤＨとは、歩調基本周波数ＳＤ１の倍数周波数を総称する。また、例えば、２倍の周波数なら第２高調波成分ＳＤ２と表示し、３倍の周波数なら第３高調波成分ＳＤ３と表示する。
【００２９】
また、周波数情報Ｄｆｆｔには、歩調基本周波数ＳＤ１の分周成分ＳＤＬも含まれる。ここで分周成分ＳＤＬとは、歩調基本周波数ＳＤ１の１／ｎの周波数をいう（ｎは２以上の自然数）。歩調基本周波数ＳＤ１の１／２周波数を半周波数ＳＤ０．５とする。本発明は後述するように、歩き方に左右の足の動きの対称性がなくなると、この歩調基本周波数ＳＤ１の半周波数ＳＤ０．５（０．５倍成分と呼んでもよい。）の成分が大きくなることを見出し、それに着目した点にポイントがある。
【００３０】
周波数情報Ｄｆｆｔは、周波数と、その周波数の時のパワーの対で表される。グラフにすると、横軸に周波数、縦軸に周波数成分毎のパワーを表すグラフ上にポイントされるデータ対である。周波数の最大値は、少なくとも歩調基本周波数ＳＤ１が含まれる周波数まで必要である。通常人は、１．６歩／秒から２．１歩／秒の歩調で歩行する。したがって、１０Ｈｚ程度までの周波数成分が含まれていればよい。
【００３１】
なお、周波数情報Ｄｆｆｔも左加速度計１０Ｌからの周波数情報を左周波数情報ＤｆｆｔＬとし、右加速度計１０Ｒからの周波数情報を右周波数情報ＤｆｆｔＲとする。また、左周波数情報ＤｆｆｔＬの歩調基本周波数を左歩調基本周波数ＳＤＬ１とし、その１／２の周波数を左半周波数ＳＤＬ０．５とする。同様に右周波数情報ＤｆｆｔＲの歩調基本周波数を右歩調基本周波数ＳＤＲ１とし、その１／２の周波数を右半周波数ＳＤＲ０．５とする。
【００３２】
制御器１６は、メモリとＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  Ｕｎｉｔ）からなるコンピュータが好適に利用できる。制御器１６は、周波数分析器１４に接続される。また、制御器１６内で周波数分析まで行う場合は、記憶装置１２に接続される。
【００３３】
周波数情報Ｄｆｆｔに対しては、ピーク値Ｐｎとその時の周波数Ｆｎが求められる。これは周波数分析器１４が行ってもよいし、周波数情報Ｄｆｆｔを受け取った制御器１６が行ってもよい。なお、ピーク値Ｐｎは周波数情報Ｄｆｆｔの複数のピーク値を表し、周波数Ｆｎはその時の周波数を表す。ピーク値Ｐｎは周波数Ｆｎの小さいほうから順に番号をつけて表してもよい。例えば、最初のピーク値をピーク値Ｐ１、その時の周波数を周波数Ｆ１とする等である。
【００３４】
制御器１６は、ピーク値Ｐｎの周波数Ｆｎのうち、歩調基本周波数ＳＤ１に相当する周波数Ｆｎを選択する。そして、その時のピーク値Ｐｎを歩調基本周波数ＳＤ１のパワースペクトルＰＳＤ１とする。また、歩調基本周波数ＳＤ１の半分の周波数Ｆｎのピーク値Ｐｎを半周波数ＳＤ０．５のパワースペクトルＰＳＤ０．５とする。そして、制御器１６は、ＰＳＤ０．５／ＰＳＤ１をパワースペクトル比ＰＲとして算出する。
【００３５】
なお、左歩調基本周波数ＳＤＬ１のパワースペクトルを左パワースペクトルＰＳＤＬ１とし、左半周波数ＳＤＬ０．５のパワースペクトルを左パワースペクトルＰＳＤＬ０．５とする。同様に、右歩調基本周波数ＳＤＲ１のパワースペクトルを右パワースペクトルＰＳＤＲ１とし、右半周波数ＳＤＲ０．５のパワースペクトルを右パワースペクトルＰＳＤＲ０．５とする。また、それぞれのパワースペクトル比ＰＲは、左パワースペクトル比ＰＲＬと右パワースペクトル比ＰＲＲとする。なお、パワースペクトルは、その周波数成分と言ってよい。
【００３６】
次に、制御器１６は、左パワースペクトル比ＰＲＬと右パワースペクトル比ＰＲＲの平均を平均パワースペクトル比ＰＲａｖとして算出する。この平均パワースペクトル比ＰＲａｖが、被験者の歩行状態に関係する。
【００３７】
制御器１６は、この平均パワースペクトル比ＰＲａｖと、歩行状態を表す歩行状態値ＳＮを関係付けるためのテーブル若しくは関係式がメモリ中に記録されている。この歩行状態値ＳＮは、順序尺度であり、複数の段階に分けられるものである。実数で表現されていてもよい。つまり、小数点以下で順序を設けてもよい。歩行状態値ＳＮは、ブルンストロームステージであってもよいし、他の評価値であってもよい。
【００３８】
平均パワースペクトル比ＰＲａｖと、歩行状態を表す歩行状態値ＳＮを関係付けるためのテーブルとは、平均パワースペクトル比ＰＲａｖの値の範囲と歩行状態値ＳＮの関係を決めた表である。たとえば、平均パワースペクトル比ＰＲａｖが決まると、歩行状態値ＳＮが１つ決まるという関係を示す表であればよい。
【００３９】
また、平均パワースペクトル比ＰＲａｖと、歩行状態を表す歩行状態値ＳＮを関係付けるための関係式とは、平均パワースペクトル比ＰＲａｖが決まれば歩行状態値ＳＮが決まるという関係式であればよい。
【００４０】
制御器１６が周波数情報Ｄｆｆｔの中から歩調基本周波数ＳＤ１を選択する方法は、歩行評価装置１自体が判断する方法と、検査者若しくは被験者が周波数情報Ｄｆｆｔを見て、指定する方法、および被験者の歩くピッチを予め決めておく（歩調基本周波数ＳＤ１は予め決められている。）場合が考えられる。本発明の歩行評価装置はどの方法をとってもよい。ここでは、被験者の歩くピッチが予め決められている場合について説明を続ける。なお、このピッチは被験者毎に無理のない歩行ができるピッチに変更されている。
【００４１】
なお、被験者の垂直方向の加速度は、歩行の特性にあまり影響を及ぼさないと考えられるので、歩行評価装置１自体が歩調基本周波数ＳＤ１を判断する場合は、被験者の鉛直方向の加速度を用いて、歩調基本周波数を求めてもよい。
【００４２】
検査者が周波数情報Ｄｆｆｔを見て歩調基本周波数ＳＤ１を決める場合は、検査者は被験者の歩行速度も測定するのが望ましい。
【００４３】
図２には、歩行評価装置１の動作フローが示される。図２を参照する。被験者は、加速度計１０を腰側部にベルト等で固定する。加速度計１０と記憶装置１２の間は有線若しくは無線で接続される。そして、メトロノーム等のピッチ提示装置（図示せず）で、被験者に歩くピッチを指示する。被験者は、ピッチ提示装置で指示されるピッチに合わせて一定の距離Ｌ（これを測定区間ＭＬと呼ぶ。）を歩く。したがって、歩調基本周波数ＳＤ１は決められている。
【００４４】
また、被験者は、測定区間ＭＬより前から歩き始めるのが好ましい。歩き始めの大きな加速度が周波数分析の結果に影響を与えるからである。なお、検査者は、被験者が測定区間ＭＬを歩く時間（測定時間Ｔとする）を測定する。歩行速度を求めるためである。
【００４５】
歩行評価装置１がスタートすると（ステップＳ１００）、加速度計１０からの加速度情報Ｄａが、記憶装置１２に記録される（ステップＳ１０２）。記憶装置１２への記録時間ΔＴが経過したか否かが判断される（ステップＳ１０４）。ここで記録時間ΔＴは、被験者が測定区間ＭＬを歩ききるまでの時間であってもよいし、測定区間ＭＬを歩いている最中の時間であってもよい。記録時間ΔＴが経過していない場合（ステップＳ１０４のＮ分岐）は、ステップＳ１０２に戻って、記録が続けられる。なお、以下のステップにおいては左右の加速度計１０Ｌ、１０Ｒからのデータは同様に処理される。
【００４６】
記録時間ΔＴが経過したら（ステップＳ１０４のＹ分岐）、記録した加速度情報Ｄａを周波数分析器１４に送信し、周波数分析器１４が加速度情報Ｄａを周波数情報Ｄｆｆｔに変換する（ステップＳ１０６）。
【００４７】
次に、周波数情報Ｄｆｆｔに対してピーク値Ｐｎとその時の周波数Ｆｎを求める（ステップＳ１０８）。これは周波数分析器１４若しくは制御器１６のいずれが行っても良い。次に制御器１６は、周波数情報Ｄｆｆｔの中から歩調基本周波数ＳＤ１のパワースペクトルＰＳＤ１と、半周波数ＳＤ０．５のパワースペクトルＰＳＤ０．５を選び出す。
【００４８】
この際に、予め決められている歩調基本周波数ＳＤ１とその半周波数ＳＤ０．５とぴったり同じ周波数でなくてもよい。つまり、歩調基本周波数ＳＤ１の近傍にあるピーク値Ｐｎを選択してもよい。また、ピーク値Ｐｎ周辺の大きなパワースペクトルを有する周波数成分を足し合わせてもよい。なお、このようにピーク値Ｐｎ周囲の大きなパワースペクトルのパワーを足し合わせて周波数成分とする場合は、この値に対する周波数は、選ばれたパワースペクトルに該当する周波数の平均若しくは加重平均によって決定するのが望ましい。ピーク値Ｐｎがブロードの場合に、ピーク値Ｐｎだけで評価するのは適切ではないからである。
【００４９】
次に制御器１６は、区間パワースペクトル比ＰＲＸとして、ＰＳＤ０．５／ＰＳＤ１を算出する（ステップＳ１１０）。区間パワースペクトル比ＰＲＸは、積算パワースペクトル比ＰＲＳに積算され（ステップＳ１１２）、終了判定が行われる（ステップＳ１１４）。終了判定は、被験者が測定区間ＭＬを歩き終わったか否かで行われる。
【００５０】
終了していない場合（ステップＳ１１４のＮ分岐）は、再びステップＳ１０２に戻る。終了した場合（ステップＳ１１４のＹ分岐）は、積算パワースペクトル比ＰＲＳを積算した回数Ｎで除してパワースペクトル比ＰＲを求める（ステップＳ１１６）。ここまでの工程は全て左側と右側のデータについて行われる。したがって、パワースペクトル比ＰＲには、左パワースペクトル比ＰＲＬと右パワースペクトル比ＰＲＲが算出されている。
【００５１】
次に平均パワースペクトル比ＰＲａｖが求められる（ステップＳ１１８）。そして、平均パワースペクトル比ＰＲａｖが歩行状態値ＳＮに変換される(ステップＳ１２０)。ここでは平均パワースペクトル比ＰＲａｖと歩行状態値ＳＮが関連付けされるという意味でＳＮ＝Ｆ（ＰＲａｖ）と記載した。歩行状態値ＳＮは表示器２０に表示されてもよい。そして、処理は終了する（ステップＳ１２２）。
【００５２】
なお、区間パワースペクトル比ＰＲＸと積算パワースペクトル比ＰＲＳは、予めゼロに初期設定されているものとし、区間パワースペクトル比ＰＲＸを積算した回数Ｎは別途カウントされているものとする。
【００５３】
また、記憶装置１２に加速度情報Ｄａが記録される記録時間ΔＴが、被験者が測定区間ＭＬを歩き終わるより前に設定されている場合は、ステップＳ１０４で加速度情報Ｄａが周波数分析器１４に送信された後も、連続して記憶装置１２は加速度情報Ｄａを記録し続けているようにしてもよい。加速度情報Ｄａの連続性を担保するためである。
【００５４】
パワースペクトル比ＰＲはＰＳＤ０．５／ＰＳＤ１として表された。したがって、パワースペクトル比ＰＲは、歩調基本周波数ＳＤ１の成分に対する半周波数ＳＤ０．５の成分の比率である。通常左右の足の動きがほぼ対称な人は、半周波数ＳＤ０．５のパワースペクトルＰＳＤ０．５はほとんどゼロになる。したがって、平均パワースペクトル比ＰＲａｖもゼロに近い値となる。
【００５５】
一方、左右の足の動きが対称でない場合は、この半周波数ＳＤ０．５のパワースペクトルＰＳＤ０．５が大きくなる。したがって、平均パワースペクトル比ＰＲａｖの値も大きくなる。
【００５６】
次に歩行状態値ＳＮと平均パワースペクトル比ＰＲａｖの関連付けについて説明する。まず、歩行障害のある人の歩き方に対して、歩行状態値ＳＮを決める。この歩行状態の決め方はブルンストロームステージに従ってもよいし、独自の判断基準で基準を設けてよい。歩行状態値ＳＮは出来るだけ細かく分類するのが望ましい。
【００５７】
そして、歩行状態値ＳＮが異なる被験者に対して、本発明に係る歩行評価装置１で平均パワースペクトル比ＰＲａｖを測定する。つまり、目視による主観的な歩行状態値ＳＮをまず決定しておいて、その被験者の平均パワースペクトル比ＰＲａｖを求める。これで、歩行状態値ＳＮと平均パワースペクトル比ＰＲａｖとの対のデータができる。
【００５８】
これらのデータを関連付ける補完曲線を求める若しくは、これらのデータを参照可能な表にする。このデータベースが構築されると、任意の人の歩行状態値ＳＮを一意に求めることができる。
【実施例】
【００５９】
歩行状態値ＳＮを決定する。ここではこれをゲイトステージと呼ぶ。ゲイトステージはブルンストロームステージと同様に６段階の階層を持ち、ステージが上がるほど、健常人の歩行に近づく。判定の方法は、ブルンストロームステージに則した判定基準である。
【００６０】
具体的には、ゲイトステージ１とは、歩行が不可能な状態であり、ゲイトステージ２は、杖を用いた歩行でもかなりぎこちなさが残る状態であり、ゲイトステージ３は、歩行のぎこちなさはかなり改善された状態をいう。ぎこちなさの程度が判断基準として曖昧であるが、評価者は、多くのケースを見ることで、ゲイトステージでどれくらいの評価になるかはわかるようになる。なお、ゲートステージは２．３とか２．８といった小数点の実数で現してもよい。
【００６１】
重要なのは、同一の評価者が同じ尺度で複数の被験者のゲイトステージを決定することである。被験者の歩行状態を判定したのは、脳卒中の回復という局面で経験のある者が行った。
【００６２】
ブルンストロームステージＩＩＩの被験者に本発明に係る歩行評価装置１を装着してもらい、１５ｍを歩行したときのパワースペクトル比ＰＲを求めた。図３に右腰部の前後方向の右加速度情報ＤａＲによる右周波数情報ＤｆｆｔＲを示す。
【００６３】
また、図４には左腰部の前後方向の左加速度情報ＤａＬによる左周波数情報ＤｆｆｔＬを示す。これらのデータより左パワースペクトル比ＰＲＬは０．９５２であり、右パワースペクトル比ＰＲＲは２．２６であった。この評価を３回行って平均パワースペクトル比ＰＲａｖを求めたところ１．４１３であった。一方、目視によるこの被験者のゲイトステージ（歩行状態値ＳＮ）は２．６と判断した。
【００６４】
このような歩行評価を片麻痺の被験者１０人について行った。したがって、各被験者のゲイトステージ（歩行状態値ＳＮ）と、平均パワースペクトル比ＰＲａｖの組が１０組集まった。
【００６５】
これらの関係をグラフにしたものを図５に示す。図５を参照して、横軸はゲイトステージ（歩行状態値ＳＮ）である。縦軸は平均パワースペクトル比ＰＲａｖである。これらは、１／ｘの曲線状に近似することができ、図５では、ｙ＝１５０／ｘ５の曲線となった。
【００６６】
一度この関係が決まれば、任意の片麻痺患者に本発明の歩行評価装置１を装着してもらい、歩行試験を行うことで、平均パワースペクトル比ＰＲａｖを算出することができ、平均パワースペクトル比ＰＲａｖから歩行状態値ＳＮを決定することが出来る。
【００６７】
今回の実施では歩行状態値ＳＮと平均パワースペクトル比ＰＲａｖは、歩行状態値ＳＮをｘとし、平均パワースペクトル比ＰＲａｖをｙとするとｙ＝１５０／ｘ５の関係として表された。しかし、この関係は歩行状態値ＳＮを決定した者の主観に依存する。つまり、評価者が変わればこの関係式は変わる。もちろん、蓄積されたデータの数によっても変わってもよい。
【００６８】
しかし、主観で判断した各被験者の歩行状態の順位付けと、平均パワースペクトル比ＰＲａｖによる被験者の順番がほぼ一致する点が重要である。つまり、一度歩行状態値ＳＮと平均パワースペクトル比ＰＲａｖの関係を決めてしまえば、任意の被験者に対して、客観的に歩行状態値ＳＮを決定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明に係る歩行評価装置は、歩行障害の定量的な評価に利用でき、特に脳卒中患者の歩行の回復度を客観的に決定するような局面に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  歩行評価装置  
１０  加速度計
１０Ｒ  右加速度計
１０Ｌ  左加速度計
１２  記憶装置
１４  周波数分析器
１６  制御器
２０  表示器
Ｄａ  加速度情報
ＤａＬ  左加速度情報
ＤａＲ  右加速度情報
Ｄｆｆｔ  周波数情報
ＤｆｆｔＬ  左周波数情報
ＤｆｆｔＲ  右周波数情報
ＳＤ１  歩調基本周波数
ＳＤ０．５  半周波数
ＳＤＨ  （歩調基本周波数ＳＤ１の）高調波成分
ＳＤＬ  （歩調基本周波数ＳＤ１の）分周成分
ＳＤＬ１  左歩調基本周波数
ＳＤＬ０．５  左半周波数
ＳＤＲ１  右歩調基本周波数
ＳＤＲ０．５  右半周波数
Ｐｎ  ピーク値
Ｆｎ  （ピーク値Ｐｎの）周波数
ＰＳＤ１  （歩調基本周波数ＳＤ１の）パワースペクトル
ＰＳＤ０．５  （半周波数ＳＤ０．５の）パワースペクトル
ＰＳＤＬ１  左パワースペクトル
ＰＳＤＬ０．５  左パワースペクトル
ＰＳＤＲ１  右パワースペクトル
ＰＳＤＲ０．５  右パワースペクトル
ＰＲ  パワースペクトル比
ＰＲＬ  左パワースペクトル比
ＰＲＲ  右パワースペクトル比
ＰＲａｖ  平均パワースペクトル比
ＰＲＸ（＝ＰＳＤ０．５／ＰＳＤ１）  区間パワースペクトル比
ＰＲＳ  積算パワースペクトル比
ＭＬ  測定区間
Ｔ  測定時間
Δｔ  サンプリング間隔
ΔＴ  記録時間
ＳＮ  歩行状態値
【図１】
0006737496.tif 000002
【図２】
0006737496.tif 000003
【図３】
0006737496.tif 000004
【図４】
0006737496.tif 000005
【図５】
0006737496.tif 000006