(57)【要約】本発明の身体運動評価装置１１は、人体の動作に伴い発生する加速度に関する情報を検出する加速度検出手段１２と、前記検出された加速度に関する情報に基づいて、予め定められた演算を行う演算手段１３と、前記演算における所定の演算期間を設定するための演算制御手段１４と、人体の第１の所定行動の開始又は完了の検出に関する情報を含む第１の行動検出信号を外部より受信する信号受信手段１７とを備えた人体に装着可能な装置であって、演算制御手段１４は、信号受信手段１７により受信された前記第１の行動検出信号に基づいて前記演算の開始時を定め、前記開始時から所定の時間が経過するまでの期間を前記演算期間として設定する。
2004026138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の動作に伴い発生する加速度に関する情報を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された前記加速度に関する情報に基づいて、あらかじめ定められた演算を行う演算手段と、
前記演算手段の前記演算における所定の演算期間を設定するための演算制御手段と、
前記人体の第１の所定行動の開始又は完了の検出に関する情報を含む第１の行動検出信号を外部より受信するための信号受信手段と、を備えた、人体に装着可能な身体運動評価装置であって、
前記演算制御手段は、前記信号受信手段により受信された前記第１の行動検出信号に基づいて前記演算の開始時を定め、前記開始時から所定の時間が経過するまでの期間を前記演算期間として設定する身体運動評価装置。
【請求項２】
前記加速度検出手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記信号受信手段により前記第１の行動検出信号を検出した時刻から前記加速度検出手段の電源を起動し、所定の時間が経過したあと前記加速度検出手段の電源を中断する請求項１記載の身体運動評価装置。
【請求項３】
前記加速度検出手段は、
（１）前記人体の体軸方向の加速度である第１の加速度と、
（２）前記体軸方向に直交し且つ前記人体の正面方向の加速度である第２の加速度と、前記人体の体軸方向および人体の正面方向の両方に直交する第３の加速度との少なくとも何れか一方と、
を検出する請求項２記載の身体運動評価装置。
【請求項４】
前記加速度検出手段は、前記検出された前記第１の加速度と前記第２の加速度とに基づいて、重力の加速度方向を検出する請求項３に記載の身体運動評価装置。
【請求項５】
前記演算手段は、前記加速度検出手段により得られた信号の変化量の積算結果又は、前記信号の変動の周期を演算する請求項４記載の身体運動評価装置。
【請求項６】
人体の前記第１の所定行動の開始あるいは完了を検出し、前記第１の行動検出信号を出力する第１行動検出手段と、
請求項１又は請求項２記載の身体運動評価装置と、
を備えた身体運動評価システム。
【請求項７】
前記第１行動検出手段が、赤外線投光手段又は電界発生手段であり、
前記信号受信手段が、（１）赤外線受光手段又は、（２）電界受信手段及び信号復調手段である請求項６記載の身体運動評価システム。
【請求項８】
前記第１行動検出手段は、
（１）前記第１の行動検出信号を送信する信号送信手段と、
（２）所定の検知範囲を対象者が通過した通過状態を検出する通過検出手段、所定の扉の開閉を検出する扉開閉手段、又は所定の個所における対象者の荷重を検出する荷重検出手段と、
を備えた請求項７記載の身体運動評価システム。
【請求項９】
前記荷重検出手段は、トイレの便座上から対象者が離れた解離状態又は、前記トイレの便座上に前記対象者が着座した着座状態を検出する解離・着座検出手段である請求項８記載の身体運動評価システム。
【請求項１０】
前記解離・着座検出手段は、
（１）前記トイレの便座に加わる荷重を検出する荷重センサと、
（２）前記荷重センサにより検出した荷重から解離状態を判定する解離・着座状態判定手段と、
を備える請求項９記載の身体運動評価システム。
【請求項１１】
前記解離・着座状態判定手段は、
（１）前記荷重センサにより検出された荷重が、第１の所定の値以下の荷重を検出した時点で前記解離状態と判定するか、又は、
（２）前記荷重センサにより検出された荷重が、第１の所定の値以下の荷重を検出し、かつ所定の時間が経過した時点で前記解離状態と判定する、
請求項１０記載の身体運動評価システム。
【請求項１２】
前記解離・着座状態判定手段は、前記荷重センサにより検出された荷重が、第１の所定の値以上であることが検出された時点で、前記対象者が着座状態であると判定する請求項１１記載の身体運動評価システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、リハビリテーション等において利用可能な身体運動評価装置、及び身体運動評価システムに関するものである。
【背景技術】  骨疾患などにより手術を受け、リハビリテーションを必要としている人は数多く存在し、その病状の回復速度を左右するのは、患者の自主的なトレーニングであると言われている。
また、近年、高齢社会の到来により、例えば、一人住まいの高齢者の安否を、遠隔地の医者や家族などが確認出来る様にしたいという要望が増加している。また、これとは別に、入院中の高齢者の体調管理をよりきめ細かく行いたいとの要望が増加してきている。
さらに、健常者においても、食生活の変化から貧血気味の人が増加しており、これに伴うめまいや立ちくらみなどにより転倒して危険な状況になる場合もある。
また、上記原因とは別に、めまいなどの平衡障害の原因として、前庭神経炎などの耳疾患、脳梗塞・脳出血・慢性脳循環不全症などの脳血管障害、高血圧・低血圧・起立性低血圧などの血圧異常などが考えられる。
この様な異常を早期に発見することは、健常者の健康上の安全を確保するという面においても重要である。
上述したリハビリテーションによる患者の回復状況や、高齢者の体調や、健常者の健康等を客観的に判断する従来の方法として次の様な方法が知られている。即ち、被検者の所定部位にターゲット（例えば、カラーマーカー）を取り付け、そのターゲットをテレビカメラで撮影することにより、被検者の動作解析を行う等の方法が知られている（例えば、特開平０６−５０９８３号公報参照。以下、これを特許文献１と称す）。
尚、特許文献１の全ての開示は、そっくりそのまま引用することにより、ここに一体化する。
しかし、上述のように、リハビリテーション後および病後の患者の体調の管理や、健常者の立ちくらみなどの異常状態を管理するための動作解析用のデータを取得する期間は、管理者が被検者の動作解析を行うために直接立ち会うことが出来る期間に限られていたので、被検者の状況を常時確認することが出来なかった。
また、その場合、被検者の動作データを取得及び処理する作業は、管理者の主観や個人的な判断に任されており、しかもその作業には大変な労力が必要であった。そのため、一般的には、そのようにして得られたデータを客観的な指標として評価することは困難であった。
また、特許文献１に記載のようにテレビカメラにより、被検者の運動の解析を行う方法では、テレビカメラが設置されている範囲でしか状況を把握することができなかった。そこで、この状況を常時、かつ客観的に評価できる方法が必要とされていた。
また、上記管理データについて客観的な評価を行うときには、管理者が、評価対象となる一定の行動のデータ範囲を取得された全データから手動で抽出する必要がある。しかし、この作業は管理者にとって大きな負担となる。
更に、リハビリテーション中の患者の回復状態を長期間にわたり定期的に評価する場合には、次のような課題があった。
即ち、一部のデータを評価し忘れたりする危険性があった。また、管理者の個人的な判断により、評価対象となるデータの抽出作業を行うので、切り出されたデータの範囲が、客観的に見て常に一定の条件を満たしているという保証が無かった。そのため、例えば、本来は評価対象とすべきでない他の行動のデータが混入した低い精度の評価結果しか得ることができないという課題があった。
【発明の開示】
本願発明は、上述した従来の課題を考慮して、被検者の運動機能の回復状態等を、従来に比べて簡単に、精度良く評価することができる、身体運動評価装置、及び身体運動評価システム等を提供することを目的とする。
第１の本発明は、人体の動作に伴い発生する加速度に関する情報を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された前記加速度に関する情報に基づいて、あらかじめ定められた演算を行う演算手段と、
前記演算手段の前記演算における所定の演算期間を設定する演算制御手段と、
前記人体の第１の所定行動の開始又は完了の検出に関する情報を含む第１の行動検出信号を外部より受信するための信号受信手段と、を備えた、人体に装着可能な身体運動評価装置であって、
前記演算制御手段は、前記信号受信手段により受信された前記第１の行動検出信号に基づいて前記演算の開始時を定め、前記開始時から所定の時間が経過するまでの期間を前記演算期間として設定する身体運動評価装置である。
第２の本発明は、人体の動作に伴い発生する加速度に関する情報を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された前記加速度に関する情報に基づいて、あらかじめ定められた演算を行う演算手段と、
前記演算手段における所定の演算期間を設定する演算制御手段と、
前記人体の第１の所定行動の開始又は完了の検出に関する情報を含む第１の行動検出信号を外部より受信するための、及び、前記人体の第２の所定行動の開始又は完了の検出に関する情報を含む第２の行動検出信号を外部より受信するための信号受信手段と、を備えた、人体に装着可能な身体運動評価装置であって、
前記演算制御手段は、前記信号受信手段により受信された前記第１の行動検出信号に基づいて前記演算の開始時を定め、前記第２の行動検出信号に基づいて前記演算の終了時を定め、前記演算の開始時から前記終了時までの期間を前記演算期間として設定する身体運動評価装置である。
第３の本発明は、前記加速度検出手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記信号受信手段により前記第１の行動検出信号を検出した時刻から前記加速度検出手段の電源を起動し、所定の時間が経過したあと前記加速度検出手段の電源を中断する上記第１の本発明の身体運動評価装置である。
第４の本発明は、前記加速度検出手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記信号受信手段により前記第１の行動検出信号を検出した時刻から前記加速度検出手段の電源を起動し、前記第２の行動検出信号を検出した時刻から前記加速度検出手段の電源を中断する上記第２の本発明の身体運動評価装置である。
第５の本発明は、人体の前記第１の所定行動の開始あるいは完了を検出し、前記第１の行動検出信号を出力する第１行動検出手段と、
上記第１又は上記第３の本発明の身体運動評価装置と、
を備えた身体運動評価システムである。
第６の本発明は、人体の前記第１の所定行動の開始あるいは完了を検出し、前記第１の行動検出信号を出力する第１行動検出手段と、
人体の前記第２の所定行動の開始あるいは完了を検出し、前記第２の行動検出信号を出力する第２行動検出手段と、
上記第２又は上記第４の本発明の身体運動評価装置と、
を備えた身体運動評価システムである。
第７の本発明は、前記第１行動検出手段が、赤外線投光手段又は電界発生手段であり、
前記信号受信手段が、（１）赤外線受光手段又は、（２）電界受信手段及び信号復調手段である上記第５の本発明の身体運動評価システムである。
第８の本発明は、前記第１行動検出手段と前記第２行動検出手段との少なくとも何れか一方が、赤外線投光手段又は電界発生手段であり、
前記信号受信手段が、（１）赤外線受光手段又は、（２）電界受信手段および信号復調手段である上記第６の本発明の身体運動評価システムである。
第９の本発明は、前記第１行動検出手段は、
（１）前記第１の行動検出信号を送信する信号送信手段と、
（２）所定の検知範囲を対象者が通過した通過状態を検出する通過検出手段、所定の扉の開閉を検出する扉開閉手段、又は所定の個所における対象者の荷重を検出する荷重検出手段と、
を備えた上記第５の本発明の身体運動評価システムである。
第１０の本発明は、前記第１行動検出手段又は前記第２行動検出手段は、
（１）前記第１又は第２の行動検出信号を送信する信号送信手段と、
（２）所定の検知範囲を対象者が通過した通過状態を検出する通過検出手段、所定の扉の開閉を検出する扉開閉手段、又は所定の個所における対象者の荷重を検出する荷重検出手段と、
を備えた上記第６の本発明の身体運動評価システムである。
第１１の本発明は、前記通過検出手段は、所定の検知範囲における床反力センサあるいは遮蔽物を検出する距離センサである上記第９又は１０の本発明の身体運動評価システムである。
第１２の本発明は、前記荷重検出手段は、トイレの便座上から対象者が離れた解離状態又は、前記トイレの便座上に前記対象者が着座した着座状態を検出する解離・着座検出手段である上記第９又は１０の本発明の身体運動評価システムである。
第１３の本発明は、前記解離・着座検出手段は、
（１）前記トイレの便座に加わる荷重を検出する荷重センサと、
（２）前記荷重センサにより検出した荷重から解離状態を判定する解離・着座状態判定手段と、
を備える上記第１２の本発明の身体運動評価システムである。
第１４の本発明は、前記解離・着座状態判定手段は、
（１）前記荷重センサにより検出された荷重が、第１の所定の値以下の荷重を検出した時点で前記解離状態と判定するか、又は、
（２）前記荷重センサにより検出された荷重が、第１の所定の値以下の荷重を検出し、かつ所定の時間が経過した時点で前記解離状態と判定する、
上記第１３の本発明の身体運動評価システムである。
第１５の本発明は、前記解離・着座状態判定手段は、前記荷重センサにより検出された荷重が、第１の所定の値以上であることが検出された時点で、前記対象者が着座状態であると判定する上記第１３の本発明の身体運動評価システムである。
第１６の本発明は、前記加速度検出手段は、
（１）前記人体の体軸方向の加速度である第１の加速度と、
（２）前記体軸方向に直交し且つ前記人体の正面方向の加速度である第２の加速度と、前記人体の体軸方向および人体の正面方向の両方に直交する第３の加速度との少なくとも何れか一方と、
を検出する上記第１又は２の本発明の身体運動評価装置である。
第１７の本発明は、前記加速度検出手段は、前記検出された前記第１の加速度と前記第２の加速度とに基づいて、重力の加速度方向を検出する上記第１６の本発明の身体運動評価装置である。
第１８の本発明は、前記演算手段は、前記加速度検出手段により得られた信号の変化量の積算結果又は、前記信号の変動の周期を演算する上記第１、又は２の本発明の身体運動評価装置である。
第１９の本発明は、前記身体運動評価装置は、
前記演算手段の演算結果を蓄積する蓄積手段と、
前記演算手段による演算結果を表示するための表示手段とをさらに備え、
前記表示手段は前記蓄積手段に蓄積された蓄積結果を時系列に表示する上記第５、又は６の本発明の身体運動評価システムである。
第２０の本発明は、前記身体運動評価装置は、前記演算手段による前記演算結果又は、前記蓄積手段に蓄積された前記蓄積結果を送信する内部送信手段をさらに備え、
前記身体運動評価システムは、
（１）前記内部送信手段により送信された送信結果を受信する外部受信手段と、
（２）前記送信結果を表示する第２の表示手段と、
をさらに備えた上記第１９の本発明の身体運動評価システムである。
第２１の本発明は、前記内部送信手段は、前記蓄積手段に新規に蓄積結果が追加されたとき、又は前記演算手段により前記演算が行われたときに送信すべき内容を送信する上記第２０の本発明の身体運動評価システムである。
第２２の本発明は、前記外部受信手段により受信した受信結果を蓄積する第２の蓄積手段をさらに備えた上記第１９の本発明の身体運動評価システムである。
第２３の本発明は、前記第２の蓄積手段に蓄積された蓄積結果のうち任意の結果を選択し、前記選択した結果を前記第２の表示手段に表示させるための入力手段をさらに備えた上記第２２の本発明の身体運動評価システムである。
第２４の本発明は、上記第１又は２の本発明の身体運動評価装置の前記演算手段及び、前記演算制御手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
第２５の本発明は、上記第２４の本発明のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
【図面の簡単な説明】  第１図は、本発明の実施の形態１にかかる身体運動評価装置の概略構成図である。
第２図は、本発明の実施の形態１にかかる身体運動評価装置の概略構成図である。
第３図は、本発明の実施の形態１にかかる身体運動評価装置の概略構成図である。
第４図は、本発明の実施の形態１にかかる運用状況の一例である。
第５図は、本発明の実施の形態１にかかる運用状況の一例である。
第６図は、本発明の実施の形態１にかかる運用状況の一例である。
第７図は、本発明の実施の形態１にかかる第１行動検出手段／第２行動検出手段の組み合わせ例とその場所を示す図である。
第８図は、距離センサ及び通過センサの設置例を示す概略図である。
第９図は、本発明の実施の形態１にかかる解離・着座検出手段の構成を示す模式図である。
第１０（ａ）図、第１０（ｂ）図は、本発明の実施の形態１にかかる荷重変化を示すグラフである。
第１１図は、本発明の実施の形態１にかかる身体運動評価装置の動作状態での模式図である。
第１２（ａ）図、第１２（ｂ）図は、本発明の実施の形態１にかかる手術直後と、手術から１０日後における歩行の重力方向の加速度波形である。
第１３図は、本発明の一実施の形態２にかかる身体運動評価装置の概略構成図である。
第１４図は、本発明の実施の形態２にかかる歩行を行ったときの１歩の所要時間を示す図である。
第１５図は、本発明の実施の形態３にかかる身体運動評価システムの概略構成図である。
第１６図は、病院内での総合的な身体運動評価システムを示す図である。
第１７図は、実施の形態４にかかる概略構成図である。
第１８図は、実施の形態４にかかる離床検出手段の構成図である。
第１９図は、実施の形態４にかかる姿勢センサの構成図である。
第２０図は、実施の形態４にかかる平衡状態の評価を示す説明図である。
第２１図は、実施の形態４にかかる平衡状態の評価を示す模式図である。
第２２図は、実施の形態５にかかる概略構成図である。
第２３図は、実施の形態６にかかる概略構成図である。
第２４（ａ）図〜第２４（ｃ）図は、実施の形態４にかかる平衡状態の評価を示す模式図である。
【符号の説明】
１１．身体運動評価装置
１２．加速度検出手段
１３．演算手段
１４．演算制御手段
１５．表示手段
１６．行動検出手段
１７．受信ポート
１８．加速度電源
２１．第１行動検出手段
２２．第２行動検出手段
３３．加速度電源制御手段
４１．荷重センサ
５１．距離センサ
６１．床反力センサ
８１．荷重センサ
８２．距離センサ
８３．通過センサ
８４．床反力センサ
９１．荷重センサ
９２．信号処理センサ
９３．解離・着座検出手段
１１１．立位状態
１１２．座位状態
１１３．臥位状態
１３１．蓄積手段
１５１．送信手段
１５２．受信手段
１５３．第２表示手段
１６１．第２蓄積手段
１６２．入力手段
２１１．離床検出手段
２１２．姿勢センサ
２１３．基地局
２１４．管理端末
２２１．荷重センサ
２２２．信号処理手段
２３１．加速度センサ
２３２．送信制御部
２３３．送信部
２５１．算出結果範囲
２７１．情報送信手段
２７２．情報受信手段
２８１．携帯電話
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態について図１〜図１６を用いて説明する。
（実施の形態１）
実施の形態１の身体運動評価システムの構成について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施の形態１の身体運動評価装置１１及び身体運動評価システムの一例を示す概略構成図である。
以下に本実施の形態における身体運動評価装置１１の構成を説明する。
本実施の形態の身体運動評価装置１１は、人体（被検者）の動作に伴い発生する加速度を検出する加速度検出手段１２と、前記加速度検出手段１２により検出した前記加速度についてあらかじめ定めた演算を行う演算手段１３と、前記演算手段１３における演算期間を定める演算制御手段１４と、前記演算手段１３による演算結果を表示する表示手段を備えている。
なお、身体運動評価装置１１は、被検者が装着することにより使用する。
前記演算制御手段１４は、外部より被検者の所定行動の開始あるいは完了の検出に伴う行動検出信号を、信号受信手段１７を介して受信し、前記行動検出信号を検出した時刻から所定の時間が経過するまでの期間を演算期間と定める。上記行動検出信号は、身体運動評価装置１１の外部に設置された第１行動検出手段１６から送信された信号である。
尚、図１に示すシステムにおいて、平行棒を使用する歩行訓練における被検者の行動を評価対象とする場合、次の様にして演算期間が設定される。
即ち、平行棒の一端から他端までの歩行（図４参照）に最長１分必要であるとする。その場合、被検者が上記一端を通過したことを第１行動検出手段１６が検出し、演算制御手段１４が、第１行動検出手段１６からの信号を受信した後、例えば、予め定められた３０秒が経過するまでの期間を演算期間として設定する。
また、図２に示す構成は、本発明の身体運動評価システムの他の例である。
この場合、図２のように、被検者の第１の所定行動の開始あるいは完了を検出する第１行動検出手段２１と、被検者の第２の所定行動の開始あるいは完了を検出する第２行動検出手段２２とを、身体運動評価装置１１の外部に設置した構成である。これにより、第１行動検出手段２１からの信号をもとに演算を開始し、第２行動検出手段２２からの信号をもとに演算を終了するように設定することで演算期間を定めるようにしてもよい。
また、図３に示す構成は、本発明の身体運動評価システムの更に他の例である。
この場合、図３のように、前記加速度検出手段１２の電源１８を制御する加速度電源制御手段３３を備えた構成である。
これにより、前記信号受信手段１７により前記行動検出信号を検出した時刻から前記加速度検出手段１２への電源の供給を開始し、所定の時間が経過したあと前記加速度検出手段１２への電源の供給を中断するようにする構成にもできる。
このような構成により、評価時間帯以外の消費電力を制限することができる。
図４は本発明の実施の形態１の本システムの使用状況の一例を示すものである。
以下に、図４を参照しながら本実施の形態における身体運動評価システムの使用状況を説明する。
図４ではリハビリ室を想定しており、トレーニングメニューとして平行棒を用いた歩行訓練を行っている様子を示している。平行棒を用いた歩行訓練を通じて得られる被検者の運動評価データによれば、歩行訓練自体が一定の統一的な条件下で行われるものであるため、長期にわたって被検者の運動機能の回復状況を評価をする際、信頼性の高い結果を得ることが可能である。尚、この様に、統一的な条件下で行われる行動の場面を、単に、統一性のある行動場面と呼ぶ。
そのため、平行棒を用いた歩行訓練（以下、単位歩行訓練と呼ぶ）の運動評価を、客観性が高く、高精度で、しかも、継続的に行える様にするためには、被検者の歩行の期間のデータのみを自動的に抽出出来るという構成は、極めて重要な意味を持つ。
そこで、図４に示す様に、本実施の形態では、平行棒の両端にそれぞれ第１行動検出手段２１及び第２行動検出手段２２の機能を備えた荷重センサ４１を装備している。これにより、それぞれの荷重センサ４１に身体運動評価装置１１の装着者が体重をかけたタイミングを、演算開始／演算終了の出力として、身体運動評価装置１１に送信する行動検出情報送信手段を装備することで演算制御手段１４を介して演算期間を設定するように構成する。
なお、ここで、複数の距離センサや焦電センサ（図８参照）等を、それらの検出領域が、荷重センサ４１の検出領域を包含する様に設置することにより、被検者の存在を検出すると同時に、その被検者の移動方向をも検出しても良い。
この構成により、平行棒の範囲に被検者が侵入したのか、あるいは退場したのかを検出することが可能となる。これにより、平行棒の歩行訓練の期間を、更に高精度に抽出することが可能となる。
また、荷重センサ４１と身体運動評価装置１１との間の行動検出信号の通信としては無線通信が考えられる。
しかし、実際に平行棒の歩行訓練を行っている身体運動評価装置１１の装着者とは別の装着者の装置１１が、その無線通信を誤検知することを防ぐためには、無線通信の到達距離としては、数十センチ程度のあまり遠方まで送信できないものを用いるほうが好ましい。
また、図５は本発明の実施の形態１の本システムの使用状況の一例を示す。
図５ではトイレの入室時における入口から便座への着座までの行動を想定している。
このような行動は、日常生活を行う上で比較的一定の統一的な条件下で行われる行動であるため、長期にわたって被検者の運動評価をする際に、統一性のある行動場面とするにふさわしく、信頼性の高い結果を得ることが可能である。
そこで、トイレ入口に第１行動検出手段２１として被検者の通過を検知する距離センサ５１を装備し、トイレの便座に第２行動検出手段２２として荷重センサ４１を装備して、それぞれのセンサにおける検知タイミングを演算開始／演算終了の出力として身体運動評価装置１１に送信することで演算制御手段１４を介して演算期間を設定するように構成する。
なお、ここでは第１行動検出手段２１として被検者の通過を検知する距離センサ５１を装備したが、これは、床反力センサなどでもかまわない。
また、距離センサ５１に代えて、複数の焦電センサ（図８参照）を用いて通過方向までを検知するような通過検知センサ用いることもできる。
このようにすると、移動の方向を同時に検出し、トイレに入室したのかあるいは退室したのかを検出することができるようになる。
そのため、被検者が便座に座っている期間を除いた、トイレの入室時と、退室時におけるそれぞれの期間をさらに高精度に抽出できるようになる。
また、図４と同様に距離センサ４１および荷重センサ５１と身体運動評価装置１１との間の行動検出信号の通信としては無線通信が考えられる。
しかし、この場合も上述した様に、実際にトイレ入室行動を行っている身体運動評価装置１１の装着者とは別の装着者の装置１１による誤検知を防ぐために、無線通信の到達距離としては、数十センチ程度のあまり遠方まで送信できないものを用いるほうが好ましい。
さらに、時計などの時刻を検出する手段を装備することで、習慣的なトイレ使用行動のデータを、突発的なトイレ使用行動のデータから分離し、統一性のある行動場面としてトイレの入室行動及び退室行動を検出出来る。
また、図６は本発明の実施の形態１の本システムの使用状況の一例を示す。
図６では廊下の通過時における行動を想定している。
廊下の２箇所に第１行動検出手段２１及び第２行動検出手段２２の機能を備えた、被検者の通過を検知する床反力センサ６１を装備している。
これにより、それぞれのセンサにおける検知タイミングを、演算開始／演算終了の出力として、身体運動評価装置１１に送信することで演算制御手段１４を介して演算期間を設定するように構成する。
なお、ここでは第１行動検出手段２１及び第２行動検出手段２２として被検者の通過を検知する床反力センサ６１を装備する場合を説明したが、これに限らず例えば、距離センサ５１などでもかまわない。
また、複数の焦電センサを用いて通過方向までを検知するような通過検知センサを、床反力センサ６１の代わりに用いることもできる。
これにより、移動の方向を同時に検出し、廊下の移動方向を検出することができるようになり、さらに高精度に統一性のある行動場面を抽出できる。
また、図４と同様に距離センサ５１および荷重センサ４１と身体運動評価装置１１との間の行動検出信号の通信としては無線通信が考えられる。
しかし、この場合も上述した様に、実際にトイレ入室行動を行っている身体運動評価装置１１の装着者とは別の装着者の装置１１による誤検知を防ぐために、無線通信の到達距離としては、数十センチ程度のあまり遠方まで送信できないものを用いるほうが好ましい。
また、もし廊下に手すりが装備されている場合で、かつ身体運動評価装置１１の装着者が、歩行に際し手すりの補助を必要とする装着者であることがあらかじめ明らかな場合には、図４と同様に荷重センサを手すりに装着するよう構成しても構わない。
また、図７は、図４〜図６に示してきたような第１行動検出手段２１及び第２行動検出手段２２の組み合わせ例と、その設置場所等を示している。
図７に示した廊下に設置される通過検出センサの具体例としては、床反力センサ６１や距離センサ５１の他に、例えば、図８に示す様に、距離センサ８２、通過センサ８３の一例としての赤外線センサ等が挙げられる。尚、図７に示した各種センサの名称の下に、それらの具体的な設置場所を括弧書きで示した。
尚、上述したようなセンサの組み合わせのほかに、トイレなどへの入室を検出する扉開閉センサなどが使用できる。
また、図９は、本発明の一実施の形態の解離・着座検出手段９３の構成を示す。
解離・着座検出手段９１は、荷重センサ９１および信号処理手段９２を備え、トイレ便座に設置されて便座に加わる荷重を検出する。荷重センサ９１に加わった荷重は、信号処理手段９２で信号処理され、荷重センサ９１に加わる荷重に対応した信号を連続信号として信号処理手段９２から出力する。解離・着座検出手段９３は、信号処理手段９２から出力された信号を基にして解離状態の開始を検出する。
次に実施の形態１の身体運動評価システムの動作を説明する。
被検者がトイレ便座の上に座っているときは、荷重センサ９１は、図１０（ａ）に示す着座状態の荷重を検出する。被検者が用を足してトイレ便座から離れてゆくと、荷重センサ９１が検出する荷重が減少し、被検者がトイレ便座から完全に離れた状態となると、荷重センサ９１は、図１０（ａ）に示す解離状態の荷重を検出する。
着座状態の荷重と解離状態の荷重の間には、第１の所定値が設定されており、荷重センサ９１が第１の所定値を下回ったときに、解離・着座検出手段９３は、被検者２の解離状態の開始を検出する。
また、被検者２が解離状態の開始から、所定の時間内に、運動の異状を生じ、トイレ便座の方へ倒れることも考えられる。このような場合には、トイレ便座には、図１０（ｂ）に示すように着座状態の荷重を越える大きな荷重が加わる。
このような荷重の閾値として第２の所定値を設定する。被検者２の解離状態の開始から所定時間内に、第２の所定値以上の荷重を荷重センサ９１が検出した場合は、これをもとに解離状態であるという判定を解消する。
上記のように第２の所定値を設定し、被検者の解離状態の開始から所定の時間が経過するまでの間、荷重センサ９１が、第１の所定値以下の荷重を連続して検出するか、第２の所定値以上の荷重を検出した場合を区別することで、統一性のある行動場面を抽出することができ、リハビリテーション経過をより正確に把握することができる。
図１１は、身体運動評価装置１１の動作状態での模式図を示したものである。
なお、身体運動評価装置１１の内部に装備した加速度検出手段１２は、本発明の人体の体軸方向よび本発明の人体の体軸方向に直交する方向に指向性を持った感度の２軸方向型の加速度検出手段１２が想定されている。また、加速度検出手段１２は、静電容量型などの重力方向を検出することができるものを用いる。
加速度検出手段１２が装備されている身体運動評価装置１１は、被検者の腰部に装着されることを想定しており、加速度検出手段１２の傾きに伴って変化する重力加速度の大きさに比例する信号が身体運動評価装置１１から出力として発信される。
図１１は左から順番に立位１１１、座位１１２、臥位１１３の各状態を示している。ここで本発明の人体の体軸方向を、一例としてｙ軸の方向と対応させ、本発明の人体の体軸方向に直交する方向を、一例としてｘ軸の方向と対応させる。
立位１１１の場合には、重力方向がｙ軸と一致し、被検者の前方がｘ軸と一致する。座位１１２、および臥位１１３の場合は、ｘ軸方向で検出される第１の加速度およびｙ軸方向で検出される第２の加速度の重力方向成分の合計が重力加速度値となる。
また、例えば被検者２が座位１１２から臥位１１３に変化した場合は、ｘ軸方向およびｙ軸方向でそれぞれ生じた第１および第２の加速度の重力方向成分（ｘ軸方向またはｙ軸方向と、重力方向が成す角度から算出される。）が合計されて、重力加速度値となる。
図１２（ａ）は手術直後における歩行の重力方向の加速度波形を、図１２（ｂ）は手術から１０日後における歩行の重力方向の加速度波形をそれぞれ示している。演算手段１３は、各１歩に要する時間ｔ１，ｔ２・・・から、平均値ｔを算出し、表示手段１５がその算出結果を表示する。これによりリハビリテーションの進行状況を、客観的な値として取得することができる。
尚、標示手段１５による表示の例としては、後述する図１３，図１４により更に述べる。
（実施の形態２）
実施の形態２の運動評価装置の構成について図面を参照しながら説明する。図１３は、本発明の実施の形態２の身体運動評価装置の概略構成図である。
以下に本実施の形態における身体運動評価装置の構成を説明する。
本実施の形態の運動評価装置は、図１の身体運動評価装置１１における構成に加え、演算手段１３での演算結果を蓄積する蓄積手段１３１および、その蓄積手段１３１により蓄積された評価結果を経時的に評価する評価手段１３２をさらに備えている。
この構成により、評価結果を以前のものと相対的に比較することができるようになるため、リハビリテーションの進行状況を時系列的に確認することができる。
また、図１４は、身体運動評価装置１１を装着した股関節手術患者が実際に歩行を行ったときの１歩所要時間を示したものである。グラフより、手術後の日数が経過するにつれて患者の歩行に要する時間が減少し、回復していることがわかる。
（実施の形態３）
実施の形態３の身体運動評価システムについて図面を参照しながら説明する。図１５は、本発明の実施の形態３の身体運動評価システムの概略構成図である。
以下に本実施の形態における構成を説明する。
本実施の形態は、図１３で示した身体運動評価装置をベースにして、身体運動評価装置１１内にさらに内部送信手段１５１を装備し、さらに身体運動評価装置１１の外部に、外部受信手段１５２および第２表示手段１５３を装備するシステム構成である。実施の形態２と同様の構成要素には、同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
身体運動評価装置１１は、演算手段１３での演算結果あるいは蓄積手段により蓄積された評価結果を、送信手段１５１により受信手段１５２に送信する。
受信手段１５２がこの運動を示す情報を受信し、第２表示手段１５３に表示することにより、遠隔地にいる医者が第２表示手段１５３を介して状況を把握することができ、たとえば自宅におけるリハビリテーションの進行状況を知ることができる。
また、ここでは遠隔の家族や親類に送信するようにしてもよく、遠隔において把握することができるようになる。
また、図１６は、病院内での総合的な身体運動評価システムを示す図である。図１６に示す様に、更に第２蓄積手段１６１を備え、ＰＣ端末に第２表示手段１５３及び入力手段１６２を備えることで、いつでも各患者毎のリハビリテーションの進行状況を把握することができる。
尚、本発明のプログラムは、例えば、被検者の動作に伴い発生する加速度に関する情報を検出する加速度検出手段１２（図１参照）により検出された前記加速度に関する情報に基づいて、あらかじめ定められた演算を行う演算手段１３及び、前記演算手段１３の前記演算における所定の演算期間を設定する演算制御手段１４の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
ここで、前記演算期間は、信号受信手段１７により受信された記第１の行動検出信号に基づいて前記演算の開始時が定められて、前記開始時から所定の時間が経過するまでの期間として設定される（図１参照）。あるいは、前記演算期間は、信号受信手段１７により受信された、第１行動検出手段２１から送信される第１の行動検出信号に基づいて前記演算の開始時が定められ、第２行動検出手段２２から送信される第２の行動検出信号に基づいて前記演算の終了時が定められ、前記演算の開始時から前記終了時までの期間として設定される（図２、図３参照）。
また、本発明に係るプログラムは、例えば、上述した本発明の身体運動評価システムの、加速度検出手段１２および解離・着座検出手段９３から得られる信号から、解離状態の開始から所定の時間が経過するまでの加速度を評価する、身体運動評価装置１１としての全部又は一部の装置の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
本発明に係る媒体は、例えば、上述した本発明の身体運動評価システムの、加速度検出手段１２および解離・着座検出手段９３から得られる信号から、解離状態の開始から所定の時間が経過するまでの加速度を評価する、身体運動評価装置１１としての全部または一部の装置の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記機能を実行する媒体である。
尚、上記発明の上記「一部の装置」とは、１つの装置の内の、一部の手段を意味し、あるいは、１つの手段のうちの一部の機能を意味するものである。
次に、上述した本発明に関連する発明の実施の形態について、図１７から図２４を用いて説明する。
（実施の形態４）
実施の形態４の身体平衡状態評価システムの構成について図面を参照しながら説明する。
図１７は本発明の実施の形態４の身体平衡状態評価システムの概略構成図を示すものである。
以下に本実施の形態における身体平衡状態評価システムの構成を説明する。
本実施の形態の身体平衡状態評価システムは、離床検出手段２１１、本発明の加速度検出手段の一例である姿勢センサ２１２、基地局２１３、本発明の身体平衡状態評価管理装置の一例である管理端末２１４とから構成される。
離床検出手段２１１と基地局２１３、管理端末２１４は接続されている。ここで、接続は有線で記述してあるが、無線の方法をとることもできる。
姿勢センサ２１２は被検者２０２の身体に装着されるか所持されている。姿勢センサ２１２毎に固有の姿勢センサ番号を持たせてもよい。姿勢センサ２１２から基地局２１３に送信された情報は管理端末２１４に送信され、また、離床検出手段２１１からも管理端末２１４に情報が送信される。
また、図１８は、本発明の一実施の形態の離床検出手段２１１の構成を示す。離床検出手段２１１は、荷重センサ２２１および信号処理手段２２２を備え、ベッド２０１のキャスターの下に設置されてベッド２０１に加わる荷重を検出する。
荷重センサ２２１に加わった荷重は、信号処理手段２２２で信号処理され、荷重センサ２２１に加わる荷重に対応した信号を連続信号として信号処理手段２２２から出力する。離床検出手段２１１は、信号処理手段２２２から出力された信号を基にして離床状態の開始を検出する。
図１９（ａ）は、加速度センサ２３１を用いて姿勢変化を検出する姿勢センサ２１２の模式図を示し、図１９（ｂ）は、姿勢センサ２１２を被検者２０２が装着した様子を示す。
姿勢センサ２１２は、重力成分を検出できる加速度センサ２３１、送信制御部２３２および送信部２３３から構成される。加速度センサ２３１は身体の姿勢の変化に伴う加速度を検出し、取得した加速度を送信部２３３から無線にて送信する。
なお、送信部２３３の制御は送信制御部２３２で行う。ここでは送信に無線を用いたが、有線で送信される構成であってもよい。
次に実施の形態４の身体平衡状態評価システムの動作を説明する。
被検者２０２がベッド２０１の上に横たわっているときは、荷重センサ２２１は、図２４（ａ）に示す在床状態の荷重を検出する。在床状態の荷重は、例えば、ベッド２０１の荷重に被検者の体重を加えたものである。
被検者２０２が起きてベッド２０１から離れてゆくと、荷重センサ２２１が検出する荷重が減少し、被検者２０２が起き上がってベッド２０１から完全に離れた状態となると、荷重センサ２２１は、図２４（ａ）に示す離床状態の荷重（例えばベッド２０１のみの荷重）を検出する。
在床状態の荷重と離床状態の荷重の間には、第１の所定値が設定されており、荷重センサ２２１が第１の所定値を下回ったときに、離床検出手段２１１は、被検者２０２の離床状態の開始を検出する。
そして、離床状態の開始の時点から、所定の時間が経過するまでの被検者の加速度が、姿勢センサ２１２により検出され、検出された加速度の情報が基地局２１３を介して管理端末２１４に送信される。
管理端末２１４は、姿勢センサ２１２で得られた加速度の情報を記憶装置（図示せず）に格納する。
上記所定の時間の例としては、例えば離床状態から２〜５秒が最も好ましい。被検者２０２が離床したときに上記所定の時間の間に立ちくらみ等の、身体の平衡状態の異状を生じると、姿勢センサ２１２により得られた加速度の情報が管理端末２１４の記憶装置に記録される。
姿勢センサ２１２の動作状態に関する説明は、既に図１１を用いて述べた身体運動評価装置１１、加速度検出手段１２等についての説明を、下記に示す用語の読み替えにより、そのまま代用出来る。
従って、ここでは、重複した説明は省略する。上記用語の読替とは、身体評価装置１１を姿勢センサ２１２に読み替え、加速度検出手段１２を加速度センサ２３１に読み替え、且つ被検者２を被検者２０２に読み替えるものである。但し、加速度センサ２３１は、おもり（図示省略）等の手段により重力方向を検出することが出来る。
図２０（ａ）、図２０（ｂ）は、管理端末２１４における身体の平衡状態算出用のテンプレート例について示したものである。
図２０（ａ）は、上述した様に図１１を代用して、所定の用語の読み替えをして述べた姿勢センサ２１２からの出力（重力加速度値）の平均値からの差分を示す図である。この平均値は、測定開始から終了までの期間（例えば、５秒間）に姿勢センサ２１２から出力された重力加速度の平均値であり、図中では、中央の０レベルとして表されている。
図２０（ｂ）は、姿勢センサ２１２から出力された重力加速度値を予め定められた時間（例えば、５秒間）積算して得られた値を、ランク別に分類するためのテーブルである。
図２０（ｂ）に示すテーブルは、想定される重力加速度の積算結果の範囲を予め定めたグループ毎に、ランクを定めたものであり、管理端末２１４に格納されている。
例えば、ある被検者の測定値として、図２０（ａ）に示す値が得られた場合、それの５秒間の積算値が、２３４０であった場合、ランクは１１となる。この積算処理及びランク分け処理は、管理端末２１４により行われる。
尚、図２０（ｂ）は、テーブルの一部を図示したものである。
また、ここでは、姿勢センサ２１２は、重力加速度のサンプリング値を出力する場合について述べたが、これに限らず例えば、そのサンプリング値の所定期間内の積算値を出力しても良い。
また、図２１は、管理端末２１４における処理により得られたランクの時系列的な遷移を示した模式図である。例として脚部のリハビリテーション中の使用者が長期間継続使用し、例えば毎日起床時に上記のようなデータを取得する。
図２１に示すように、日が経過するにつれて算出ランクが小さくなる（加速度の所定の時間における積算値が小さくなる）様子を確認することができる。算出ランクが小さくなるということは、離床時のふらつきが減少していることを示しており、すなわち患部が順調に治癒していることを示している。
この経過をたとえばディスプレイ（図示せず）に表示するなどすることにより、本人や担当医などが状況を把握することができる。
すなわち、上記のように被検者２０２の離床時の加速度のデータを経時的に観測すれば、被検者２０２の治癒経過を客観的に評価することができる。
なお、上記の説明では、被検者２０２は離床時に、一度にベッド２０１から離床することを前提としたが、例えば、被検者２０２が一度離床しようとしてベッド２０１から離れかけて、身体の平衡状態に異状が生じたのではなく、自らの意志で、または無意識に再度ベッド２０１に戻る場合も考えられる。
被検者２０２が離床後、例えば再度ベッドに座ると、図２４（ｃ）に示すように、荷重センサ２２１は、被検者２０２の離床後、再度、荷重を検出する。このときの荷重は、在床時の荷重以下の荷重である。
管理端末２１４は、このような状態を検出すると、一旦離床状態が開始され、被検者２０２の加速度が計測され始めていても、そのようなデータの管理端末２１４の記憶装置への取り込みを中止し、すでに取り込まれたデータを消去する。再度、被検者２０２が離床状態の開始から、所定の時間、荷重センサ２２１が第１の所定値以下の荷重を連続して検出した後に、このように得られたデータが管理端末２１４の記憶装置に格納される。
また、被検者２０２が離床状態の開始から、所定の時間内に、平衡状態の異状を生じ、ベッド２０１の方へ倒れることも考えられる。このような場合には、ベッドには、図２４（ｂ）に示すように在床時の荷重を越える大きな荷重が加わる。
このような荷重の閾値として第２の所定値を設定する。被検者２０２の離床開始から所定時間内に、第２の所定値以上の荷重を荷重センサ２２１が検出した場合は、管理端末２１４は、このようなデータを取得すべきデータと判断し、上記のデータは管理端末２１４の記憶装置に格納される。
上記のように第２の所定値を設定し、被検者２０２の離床状態の開始から所定の時間が経過するまでの間、荷重センサ２２１が、第１の所定値以下の荷重を連続して検出するか、あるいは、第２の所定値以上の荷重を検出した場合に、管理端末２１４が、姿勢センサ２１２から得られた加速度の情報を評価する。これにより、被検者２０２の医師または家族等は、より正確な身体の平衡状態の異状を観測することができ、また、被検者２０２の治癒経過をより正確に把握することができる。
（実施の形態５）
実施の形態５の身体平衡状態評価システムについて図面を参照しながら説明する。
図２２は、本発明の実施の形態５の身体平衡状態評価システムの概略構成図を示すものである。
以下に本実施の形態における構成を説明する。
本実施の形態は、図１７で示した身体平衡状態評価システムをベースに、管理端末２１４内にさらに情報送信手段２７１を装備し、さらに管理端末２１４から遠隔の場所に情報受信手段２７２を装備するシステム構成である。実施の形態４と同様の構成要素には、同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
姿勢センサ２１２は、図１７と同様に被検者２０２の加速度情報を取得、収集し、身体の平衡状態を示す指標を算出する。算出された平衡状態を示す情報は、情報送信手段２７１により情報受信手段２７２に送信される。
情報受信手段２７２がこの平衡状態を示す情報を受信することにより、遠隔地にいる家族や医者などが状況を把握することができ、たとえばリハビリテーションの進行状況を知ることができる。
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６の身体平衡状態評価システムについて、図面を参照しながら説明する。
図２３は、本発明の実施の形態６の身体平衡状態評価システムの概略構成図を示すものである。
以下に本実施の形態における構成を説明する。
図２３は、情報受信手段として携帯電話２８２を用い、複数の使用者における使用状況を示したものである。本実施の形態は、図２２で示したシステム情報受信手段２７２として、複数の携帯電話２８２を設定して構成している。実施の形態４、５と同様の構成要素には、同一の参照番号を付しその説明を省略する。
姿勢センサ２１２を装着した各被検者２０２の姿勢センサ２１２から得られる身体の平衡状態に関する情報から管理端末２１４は判定を行い、その結果を、情報送信手段８１はそれぞれの使用者があらかじめ登録した担当医あるいは家族などが所有する携帯電話２８２の番号に個別に情報を送信する。
このような情報を受信した携帯電話２８２において、例えば独自の着信音やバイブレーション機能を用いれば、使用者の状況を遠隔的に把握することができ、例えばリハビリテーションの進行状況を把握出来る。
尚、上記関連発明に係るプログラムは、上述した本発明の身体平衡状態評価システムの、加速度検出手段および離床検出手段から得られる信号から、離床状態の開始から所定の時間が経過するまでの加速度を評価する、身体平衡状態評価管理装置としての全部又は一部の装置の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
また、上記関連発明に係る媒体は、上述した本発明の身体平衡状態評価システムの、加速度検出手段および離床検出手段から得られる信号から、離床状態の開始から所定の時間が経過するまでの加速度を評価する、身体平衡状態評価管理装置としての全部または一部の装置の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記機能を実行する媒体である。
尚、上記発明の上記「一部の装置」とは、１つの装置の内の、一部の手段を意味し、あるいは、１つの手段のうちの一部の機能を意味するものである。
以上述べた様に、第１の関連発明は、ベッド上から被検者の身体が離れた離床状態を検出する工程と、前記身体に装着される加速度検出手段により、前記身体に加わる加速度を検出する工程と、前記離床状態の開始から所定の時間が経過するまでの前記加速度を評価する工程と、を備える身体平衡状態評価方法である。
第２の関連発明は、ベッド上から被検者の身体が離床した状態を検出する離床検出手段と、前記身体に装着され、前記身体に加わる加速度を検出する加速度検出手段と、前記加速度検出手段および前記離床検出手段から得られる信号から、前記離床状態の開始から所定の時間が経過するまでの前記加速度を評価する、身体平衡状態評価管理装置、とを備える身体平衡状態評価システムである。
第３の関連発明は、ベッド上から被検者の身体が離床した状態を検出する離床検出手段に接続され、前記身体に装着され、前記身体に加わる加速度を検出する加速度検出手段に接続され、前記離床検出手段および前記加速度検出手段から得られた信号から、前記離床状態の開始から所定の時間が経過するまでの前記加速度が評価される、身体平衡状態評価管理装置である。
第４の関連発明は、前記離床検出手段が、ベッドに加わる荷重を検出する荷重センサを備え、前記離床状態の開始は、前記荷重センサが、前記身体が在床状態にある荷重よりも小さい第１の所定の値以下の荷重を検出した時点であり、前記離床状態の開始から前記所定の時間が経過するまでの間、前記荷重センサが、前記第１の所定の値以下の荷重を継続して検出するか、前記身体が在床状態にある荷重より大きい第２の所定の値以上の荷重を検出した場合に、前記加速度が評価される、第３の関連発明の身体平衡状態評価管理装置である。
第５の関連発明は、前記加速度検出手段が、前記身体の体軸方向の加速度である第１の加速度と、前記身体の体軸方向に直交する方向の加速度である第２の加速度と、を検出し、検出された前記第１の加速度と前記第２の加速度とから、重力方向の加速度を検出する、第３または４の関連発明の身体平衡状態評価管理装置である。
第６の関連発明は、前記離床状態の開始から前記所定の時間が経過するまでの間において、前記加速度検出手段から得られた信号を積分することにより、前記身体の状態が評価される、第３から５のいずれかの関連発明の身体平衡状態評価管理装置である。
第７の関連発明は、前記積分された信号が毎日取得され、前記取得された信号を経時的に評価することにより、前記身体の状態が評価される、第６の関連発明の身体平衡状態評価管理装置である。
第８の関連発明は、第２の関連発明の身体評価管理システムの、前記加速度検出手段および前記離床検出手段から得られる信号から、前記離床状態の開始から前記所定の時間が経過するまでの前記加速度を評価する身体平衡状態評価管理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
第９の関連発明は、第８の関連発明のプログラムを担持した媒体であって、コンピュータで利用可能な媒体である。
尚、上記発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
又、上記発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
又、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。
又、上述した上記発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
尚、以上説明した様に、上記発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
また、上記発明によれば、加速度センサ２３１（又は、加速度検出手段１２）により取得した加速度情報を管理端末２１４（又は、演算手段１３）によって収集し、所定期間内のデータを積算し、加速度情報をランク分けしたり、あるいは、評価手段１３１により評価する。
これにより、近年小型化、高精度化、かつ低コスト化が進んでいる加速度センサを使用することにより、コンパクトに、安価にすることができるとともに、取りつけ位置を腰部などの体幹にすることにより取得データを実際の平衡状態にともなうデータとして評価でき、取得情報の信頼性も得られる。
また、上記発明は、算出結果を使用者や担当医に報知することで、一般の健康管理という観点からも有効に機能する。
また、上記発明によれば、被検者の動作に伴い発生するデータが一定の条件下で取得できる様にするために、例えば、起床時（又は、平行棒等を利用したリハビリテーションの開始時及び終了時）を自動的に検出するようにして、データの収集及び評価を行うものである。
これにより、一定条件下でのデータ収集を実現でき、一定条件において病後の体調等を客観的に評価することが可能となる。
上記発明は、被検者の身体の平衡状態又は、被検者の身体運動を評価するシステムを提案するものである。また、この評価に際し、例えば、起床時を検出することにより自動的に一定の条件に基づいたデータが収集でき、正確な評価をすることができる。
これにより、従来、有効な方法がなかった、リハビリテーション後、あるいは、病後などにおける被検者の運動機能状態や、体調の回復状態を簡便に且つ確実に管理することが出来る。
尚、姿勢センサ２１２及び管理端末２１４等の上記各種機能の全部又は一部の機能は、上述した身体運動評価装置１１に内蔵された加速度検出手段１２、演算手段１３、演算制御手段１４、評価手段１３２等により実現する様にしても良い。
【産業上の利用可能性】  本発明に係る身体運動評価装置、及び身体運動評価システムは、被検者の運動機能等を、従来に比べて簡単に、精度良く評価することができるという長所を有し、例えば、リハビリテーション後の被検者の運動機能の回復状態等を簡便に管理するシステムとして有用である。
【図１】
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【図２】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2004026138.tif 000019
【図１８】
2004026138.tif 000020
【図１９】
2004026138.tif 000021
【図２０】
2004026138.tif 000022
【図２１】
2004026138.tif 000023
【図２２】
2004026138.tif 000024
【図２３】
2004026138.tif 000025
【図２４】
2004026138.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月28日(2004.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【特許請求の範囲】
【請求項１】  人体の動作に伴い発生する加速度に関する情報を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された前記加速度に関する情報に基づいて、あらかじめ定められた演算を行う演算手段と、
前記演算手段の前記演算における所定の演算期間を設定するための演算制御手段と、
前記人体の第１の所定行動の開始又は完了の検出に関する情報を含む第１の行動検出信号を外部より受信するための信号受信手段と、を備えた、人体に装着可能な身体運動評価装置であって、
前記演算制御手段は、前記信号受信手段により受信された前記第１の行動検出信号に基づいて前記演算の開始時を定め、前記開始時から所定の時間が経過するまでの期間を前記演算期間として設定する身体運動評価装置。
【請求項２】  前記加速度検出手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記信号受信手段により前記第１の行動検出信号を検出した時刻から前記加速度検出手段の電源を起動し、所定の時間が経過したあと前記加速度検出手段の電源を中断する請求項１記載の身体運動評価装置。
【請求項３】  前記加速度検出手段は、
（１）前記人体の体軸方向の加速度である第１の加速度と、
（２）前記体軸方向に直交し且つ前記人体の正面方向の加速度である第２の加速度と、前記人体の体軸方向および人体の正面方向の両方に直交する第３の加速度との少なくとも何れか一方と、
を検出する請求項２記載の身体運動評価装置。
【請求項４】  前記加速度検出手段は、前記検出された前記第１の加速度と前記第２の加速度とに基づいて、重力の加速度方向を検出する請求項３に記載の身体運動評価装置。
【請求項５】  前記演算手段は、前記加速度検出手段により得られた信号の変化量の積算結果又は、前記信号の変動の周期を演算する請求項４記載の身体運動評価装置。
【請求項６】  人体の前記第１の所定行動の開始あるいは完了を検出し、前記第１の行動検出信号を出力する第１行動検出手段と、
請求項１又は請求項２記載の身体運動評価装置と、
を備えた身体運動評価システム。
【請求項７】  前記第１行動検出手段が、赤外線投光手段又は電界発生手段であり、
前記信号受信手段が、（１）赤外線受光手段又は、（２）電界受信手段及び信号復調手段である請求項６記載の身体運動評価システム。
【請求項８】  前記第１行動検出手段は、
（１）前記第１の行動検出信号を送信する信号送信手段と、
（２）所定の検知範囲を対象者が通過した通過状態を検出する通過検出手段、所定の扉の開閉を検出する扉開閉手段、又は所定の個所における対象者の荷重を検出する荷重検出手段と、
を備えた請求項７記載の身体運動評価システム。
【請求項９】  前記荷重検出手段は、トイレの便座上から対象者が離れた解離状態又は、前記トイレの便座上に前記対象者が着座した着座状態を検出する解離・着座検出手段である請求項８記載の身体運動評価システム。
【請求項１０】  前記解離・着座検出手段は、
（１）前記トイレの便座に加わる荷重を検出する荷重センサと、
（２）前記荷重センサにより検出した荷重から解離状態を判定する解離・着座状態判定手段と、
を備える請求項９記載の身体運動評価システム。
【請求項１１】  前記解離・着座状態判定手段は、
（１）前記荷重センサにより検出された荷重が、第１の所定の値以下の荷重を検出した時点で前記解離状態と判定するか、又は、
（２）前記荷重センサにより検出された荷重が、第１の所定の値以下の荷重を検出し、かつ所定の時間が経過した時点で前記解離状態と判定する、
請求項１０記載の身体運動評価システム。
【請求項１２】  前記解離・着座状態判定手段は、前記荷重センサにより検出された荷重が、第１の所定の値以上であることが検出された時点で、前記対象者が着座状態であると判定する請求項１１記載の身体運動評価システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リハビリテーション等において利用可能な身体運動評価装置、及び身体運動評価システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
骨疾患などにより手術を受け、リハビリテーションを必要としている人は数多く存在し、その病状の回復速度を左右するのは、患者の自主的なトレーニングであると言われている。
【０００３】
また、近年、高齢社会の到来により、例えば、一人住まいの高齢者の安否を、遠隔地の医者や家族などが確認出来る様にしたいという要望が増加している。また、これとは別に、入院中の高齢者の体調管理をよりきめ細かく行いたいとの要望が増加してきている。
【０００４】
さらに、健常者においても、食生活の変化から貧血気味の人が増加しており、これに伴うめまいや立ちくらみなどにより転倒して危険な状況になる場合もある。
【０００５】
また、上記原因とは別に、めまいなどの平衡障害の原因として、前庭神経炎などの耳疾患、脳梗塞・脳出血・慢性脳循環不全症などの脳血管障害、高血圧・低血圧・起立性低血圧などの血圧異常などが考えられる。
【０００６】
この様な異常を早期に発見することは、健常者の健康上の安全を確保するという面においても重要である。
【０００７】
上述したリハビリテーションによる患者の回復状況や、高齢者の体調や、健常者の健康等を客観的に判断する従来の方法として次の様な方法が知られている。即ち、被検者の所定部位にターゲット（例えば、カラーマーカー）を取り付け、そのターゲットをテレビカメラで撮影することにより、被検者の動作解析を行う等の方法が知られている（例えば、特許文献１参照。以下、これを特許文献１と称す）。
【０００８】
尚、特許文献１の全ての開示は、そっくりそのまま引用することにより、ここに一体化する。
【０００９】
【特許文献１】
特開平０６−５０９８３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のように、リハビリテーション後および病後の患者の体調の管理や、健常者の立ちくらみなどの異常状態を管理するための動作解析用のデータを取得する期間は、管理者が被検者の動作解析を行うために直接立ち会うことが出来る期間に限られていたので、被検者の状況を常時確認することが出来なかった。
【００１１】
また、その場合、被検者の動作データを取得及び処理する作業は、管理者の主観や個人的な判断に任されており、しかもその作業には大変な労力が必要であった。そのため、一般的には、そのようにして得られたデータを客観的な指標として評価することは困難であった。
【００１２】
また、特許文献１に記載のようにテレビカメラにより、被検者の運動の解析を行う方法では、テレビカメラが設置されている範囲でしか状況を把握することができなかった。そこで、この状況を常時、かつ客観的に評価できる方法が必要とされていた。
【００１３】
また、上記管理データについて客観的な評価を行うときには、管理者が、評価対象となる一定の行動のデータ範囲を取得された全データから手動で抽出する必要がある。しかし、この作業は管理者にとって大きな負担となる。
【００１４】
更に、リハビリテーション中の患者の回復状態を長期間にわたり定期的に評価する場合には、次のような課題があった。
【００１５】
即ち、一部のデータを評価し忘れたりする危険性があった。また、管理者の個人的な判断により、評価対象となるデータの抽出作業を行うので、切り出されたデータの範囲が、客観的に見て常に一定の条件を満たしているという保証が無かった。そのため、例えば、本来は評価対象とすべきでない他の行動のデータが混入した低い精度の評価結果しか得ることができないという課題があった。
【００１６】
本願発明は、上述した従来の課題を考慮して、被検者の運動機能の回復状態等を、従来に比べて簡単に、精度良く評価することができる、身体運動評価装置、及び身体運動評価システム等を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、人体の動作に伴い発生する加速度に関する情報を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された前記加速度に関する情報に基づいて、あらかじめ定められた演算を行う演算手段と、
前記演算手段の前記演算における所定の演算期間を設定する演算制御手段と、
前記人体の第１の所定行動の開始又は完了の検出に関する情報を含む第１の行動検出信号を外部より受信するための信号受信手段と、を備えた、人体に装着可能な身体運動評価装置であって、
前記演算制御手段は、前記信号受信手段により受信された前記第１の行動検出信号に基づいて前記演算の開始時を定め、前記開始時から所定の時間が経過するまでの期間を前記演算期間として設定する身体運動評価装置である。
【００１８】
第２の本発明は、人体の動作に伴い発生する加速度に関する情報を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された前記加速度に関する情報に基づいて、あらかじめ定められた演算を行う演算手段と、
前記演算手段における所定の演算期間を設定する演算制御手段と、
前記人体の第１の所定行動の開始又は完了の検出に関する情報を含む第１の行動検出信号を外部より受信するための、及び、前記人体の第２の所定行動の開始又は完了の検出に関する情報を含む第２の行動検出信号を外部より受信するための信号受信手段と、を備えた、人体に装着可能な身体運動評価装置であって、
前記演算制御手段は、前記信号受信手段により受信された前記第１の行動検出信号に基づいて前記演算の開始時を定め、前記第２の行動検出信号に基づいて前記演算の終了時を定め、前記演算の開始時から前記終了時までの期間を前記演算期間として設定する身体運動評価装置である。
【００１９】
第３の本発明は、前記加速度検出手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記信号受信手段により前記第１の行動検出信号を検出した時刻から前記加速度検出手段の電源を起動し、所定の時間が経過したあと前記加速度検出手段の電源を中断する上記第１の本発明の身体運動評価装置である。
【００２０】
第４の本発明は、前記加速度検出手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記信号受信手段により前記第１の行動検出信号を検出した時刻から前記加速度検出手段の電源を起動し、前記第２の行動検出信号を検出した時刻から前記加速度検出手段の電源を中断する上記第２の本発明の身体運動評価装置である。
【００２１】
第５の本発明は、人体の前記第１の所定行動の開始あるいは完了を検出し、前記第１の行動検出信号を出力する第１行動検出手段と、
上記第１又は上記第３の本発明の身体運動評価装置と、
を備えた身体運動評価システムである。
【００２２】
第６の本発明は、人体の前記第１の所定行動の開始あるいは完了を検出し、前記第１の行動検出信号を出力する第１行動検出手段と、
人体の前記第２の所定行動の開始あるいは完了を検出し、前記第２の行動検出信号を出力する第２行動検出手段と、
上記第２又は上記第４の本発明の身体運動評価装置と、
を備えた身体運動評価システムである。
【００２３】
第７の本発明は、 前記第１行動検出手段が、赤外線投光手段又は電界発生手段であり、
前記信号受信手段が、（１）赤外線受光手段又は、（２）電界受信手段及び信号復調手段である上記第５の本発明の身体運動評価システムである。
【００２４】
第８の本発明は、 前記第１行動検出手段と前記第２行動検出手段との少なくとも何れか一方が、赤外線投光手段又は電界発生手段であり、
前記信号受信手段が、（１）赤外線受光手段又は、（２）電界受信手段および信号復調手段である上記第６の本発明の身体運動評価システムである。
【００２５】
第９の本発明は、 前記第１行動検出手段は、
（１）前記第１の行動検出信号を送信する信号送信手段と、
（２）所定の検知範囲を対象者が通過した通過状態を検出する通過検出手段、所定の扉の開閉を検出する扉開閉手段、又は所定の個所における対象者の荷重を検出する荷重検出手段と、
を備えた上記第５の本発明の身体運動評価システムである。
【００２６】
第１０の本発明は、 前記第１行動検出手段又は前記第２行動検出手段は、
（１）前記第１又は第２の行動検出信号を送信する信号送信手段と、
（２）所定の検知範囲を対象者が通過した通過状態を検出する通過検出手段、所定の扉の開閉を検出する扉開閉手段、又は所定の個所における対象者の荷重を検出する荷重検出手段と、
を備えた上記第６の本発明の身体運動評価システムである。
【００２７】
第１１の本発明は、 前記通過検出手段は、所定の検知範囲における床反力センサあるいは遮蔽物を検出する距離センサである上記第９又は１０の本発明の身体運動評価システムである。
【００２８】
第１２の本発明は、 前記荷重検出手段は、トイレの便座上から対象者が離れた解離状態又は、前記トイレの便座上に前記対象者が着座した着座状態を検出する解離・着座検出手段である上記第９又は１０の本発明の身体運動評価システムである。
【００２９】
第１３の本発明は、 前記解離・着座検出手段は、
（１）前記トイレの便座に加わる荷重を検出する荷重センサと、
（２）前記荷重センサにより検出した荷重から解離状態を判定する解離・着座状態判定手段と、
を備える上記第１２の本発明の身体運動評価システムである。
【００３０】
第１４の本発明は、 前記解離・着座状態判定手段は、
（１）前記荷重センサにより検出された荷重が、第１の所定の値以下の荷重を検出した時点で前記解離状態と判定するか、又は、
（２）前記荷重センサにより検出された荷重が、第１の所定の値以下の荷重を検出し、かつ所定の時間が経過した時点で前記解離状態と判定する、
上記第１３の本発明の身体運動評価システムである。
【００３１】
第１５の本発明は、 前記解離・着座状態判定手段は、前記荷重センサにより検出された荷重が、第１の所定の値以上であることが検出された時点で、前記対象者が着座状態であると判定する上記第１３の本発明の身体運動評価システムである。
【００３２】
第１６の本発明は、前記加速度検出手段は、
（１）前記人体の体軸方向の加速度である第１の加速度と、
（２）前記体軸方向に直交し且つ前記人体の正面方向の加速度である第２の加速度と、前記人体の体軸方向および人体の正面方向の両方に直交する第３の加速度との少なくとも何れか一方と、
を検出する上記第１又は２の本発明の身体運動評価装置である。
【００３３】
第１７の本発明は、前記加速度検出手段は、前記検出された前記第１の加速度と前記第２の加速度とに基づいて、重力の加速度方向を検出する上記第１６の本発明の身体運動評価装置である。
【００３４】
第１８の本発明は、 前記演算手段は、前記加速度検出手段により得られた信号の変化量の積算結果又は、前記信号の変動の周期を演算する上記第１、又は２の本発明の身体運動評価装置である。
【００３５】
第１９の本発明は、 前記身体運動評価装置は、
前記演算手段の演算結果を蓄積する蓄積手段と、
前記演算手段による演算結果を表示するための表示手段とをさらに備え、
前記表示手段は前記蓄積手段に蓄積された蓄積結果を時系列に表示する上記第５、又は６の本発明の身体運動評価システムである。
【００３６】
第２０の本発明は、前記身体運動評価装置は、前記演算手段による前記演算結果又は、前記蓄積手段に蓄積された前記蓄積結果を送信する内部送信手段をさらに備え、
前記身体運動評価システムは、
（１）前記内部送信手段により送信された送信結果を受信する外部受信手段と、
（２）前記送信結果を表示する第２の表示手段と、
をさらに備えた上記第１９の本発明の身体運動評価システムである。
【００３７】
第２１の本発明は、前記内部送信手段は、前記蓄積手段に新規に蓄積結果が追加されたとき、又は前記演算手段により前記演算が行われたときに送信すべき内容を送信する上記第２０の本発明の身体運動評価システムである。
【００３８】
第２２の本発明は、前記外部受信手段により受信した受信結果を蓄積する第２の蓄積手段をさらに備えた上記第１９の本発明の身体運動評価システムである。
【００３９】
第２３の本発明は、前記第２の蓄積手段に蓄積された蓄積結果のうち任意の結果を選択し、前記選択した結果を前記第２の表示手段に表示させるための入力手段をさらに備えた上記第２２の本発明の身体運動評価システムである。
【００４０】
第２４の本発明は、上記第１又は２の本発明の身体運動評価装置の前記演算手段及び、前記演算制御手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【００４１】
第２５の本発明は、上記第２４の本発明のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１〜図１６を用いて説明する。
【００４３】
（実施の形態１）
実施の形態１の身体運動評価システムの構成について図面を参照しながら説明する。
【００４４】
図１は本発明の実施の形態１の身体運動評価装置１１及び身体運動評価システムの一例を示す概略構成図である。
【００４５】
以下に本実施の形態における身体運動評価装置１１の構成を説明する。
【００４６】
本実施の形態の身体運動評価装置１１は、人体（被検者）の動作に伴い発生する加速度を検出する加速度検出手段１２と、前記加速度検出手段１２により検出した前記加速度についてあらかじめ定めた演算を行う演算手段１３と、前記演算手段１３における演算期間を定める演算制御手段１４と、前記演算手段１３による演算結果を表示する表示手段を備えている。
【００４７】
なお、身体運動評価装置１１は、被検者が装着することにより使用する。
【００４８】
前記演算制御手段１４は、外部より被検者の所定行動の開始あるいは完了の検出に伴う行動検出信号を、信号受信手段１７を介して受信し、前記行動検出信号を検出した時刻から所定の時間が経過するまでの期間を演算期間と定める。上記行動検出信号は、身体運動評価装置１１の外部に設置された第１行動検出手段１６から送信された信号である。
【００４９】
尚、図１に示すシステムにおいて、平行棒を使用する歩行訓練における被検者の行動を評価対象とする場合、次の様にして演算期間が設定される。
【００５０】
即ち、平行棒の一端から他端までの歩行（図４参照）に最長１分必要であるとする。その場合、被検者が上記一端を通過したことを第１行動検出手段１６が検出し、演算制御手段１４が、第１行動検出手段１６からの信号を受信した後、例えば、予め定められた３０秒が経過するまでの期間を演算期間として設定する。
【００５１】
また、図２に示す構成は、本発明の身体運動評価システムの他の例である。
【００５２】
この場合、図２のように、被検者の第１の所定行動の開始あるいは完了を検出する第１行動検出手段２１と、被検者の第2の所定行動の開始あるいは完了を検出する第2行動検出手段２２とを、身体運動評価装置１１の外部に設置した構成である。これにより、第１行動検出手段２１からの信号をもとに演算を開始し、第２行動検出手段２２からの信号をもとに演算を終了するように設定することで演算期間を定めるようにしてもよい。
【００５３】
また、図３に示す構成は、本発明の身体運動評価システムの更に他の例である。
【００５４】
この場合、図３のように、前記加速度検出手段１２の電源１８を制御する加速度電源制御手段３３を備えた構成である。
【００５５】
これにより、前記信号受信手段１７により前記行動検出信号を検出した時刻から前記加速度検出手段１２への電源の供給を開始し、所定の時間が経過したあと前記加速度検出手段１２への電源の供給を中断するようにする構成にもできる。
【００５６】
このような構成により、評価時間帯以外の消費電力を制限することができる。
【００５７】
図４は本発明の実施の形態１の本システムの使用状況の一例を示すものである。
【００５８】
以下に、図４を参照しながら本実施の形態における身体運動評価システムの使用状況を説明する。
【００５９】
図４ではリハビリ室を想定しており、トレーニングメニューとして平行棒を用いた歩行訓練を行っている様子を示している。平行棒を用いた歩行訓練を通じて得られる被検者の運動評価データによれば、歩行訓練自体が一定の統一的な条件下で行われるものであるため、長期にわたって被検者の運動機能の回復状況を評価をする際に、信頼性の高い結果を得ることが可能である。尚、この様に、統一的な条件下で行われる行動の場面を、単に、統一性のある行動場面と呼ぶ。
【００６０】
そのため、平行棒を用いた歩行訓練（以下、単位歩行訓練と呼ぶ）の運動評価を、客観性が高く、高精度で、しかも、継続的に行える様にするためには、被検者の歩行の期間のデータのみを自動的に抽出出来るという構成は、極めて重要な意味を持つ。
【００６１】
そこで、図４に示す様に、本実施の形態では、平行棒の両端にそれぞれ第1行動検出手段２１及び第２行動検出手段２２の機能を備えた荷重センサ４１を装備している。これにより、それぞれの荷重センサ４１に身体運動評価装置１１の装着者が体重をかけたタイミングを、演算開始／演算終了の出力として、身体運動評価装置１１に送信する行動検出情報送信手段を装備することで演算制御手段１４を介して演算期間を設定するように構成する。
【００６２】
なお、ここで、複数の距離センサや焦電センサ（図８参照）等を、それらの検出領域が、荷重センサ４１の検出領域を包含する様に設置することにより、被検者の存在を検出すると同時に、その被検者の移動方向をも検出しても良い。
【００６３】
この構成により、平行棒の範囲に被検者が侵入したのか、あるいは退場したのかを検出することが可能となる。これにより、平行棒の歩行訓練の期間を、更に高精度に抽出することが可能となる。
【００６４】
また、荷重センサ４１と身体運動評価装置１１との間の行動検出信号の通信としては無線通信が考えられる。
【００６５】
しかし、実際に平行棒の歩行訓練を行っている身体運動評価装置１１の装着者とは別の装着者の装置１１が、その無線通信を誤検知することを防ぐためには、無線通信の到達距離としては、数十センチ程度のあまり遠方まで送信できないものを用いるほうが好ましい。
【００６６】
また、図５は本発明の実施の形態１の本システムの使用状況の一例を示す。
【００６７】
図５ではトイレの入室時における入口から便座への着座までの行動を想定している。
【００６８】
このような行動は、日常生活を行う上で比較的一定の統一的な条件下で行われる行動であるため、長期にわたって被検者の運動評価をする際に、統一性のある行動場面とするにふさわしく、信頼性の高い結果を得ることが可能である。
【００６９】
そこで、トイレ入口に第1行動検出手段２１として被検者の通過を検知する距離センサ５１を装備し、トイレの便座に第2行動検出手段２２として荷重センサ４１を装備して、それぞれのセンサにおける検知タイミングを演算開始／演算終了の出力として身体運動評価装置１１に送信することで演算制御手段１４を介して演算期間を設定するように構成する。
【００７０】
なお、ここでは第1行動検出手段２１として被検者の通過を検知する距離センサ５１を装備したが、これは、床反力センサなどでもかまわない。
【００７１】
また、距離センサ５１に代えて、複数の焦電センサ（図８参照）を用いて通過方向までを検知するような通過検知センサ用いることもできる。
【００７２】
このようにすると、移動の方向を同時に検出し、トイレに入室したのかあるいは退室したのかを検出することができるようになる。
【００７３】
そのため、被検者が便座に座っている期間を除いた、トイレの入室時と、退室時におけるそれぞれの期間をさらに高精度に抽出できるようになる。
【００７４】
また、図４と同様に距離センサ４１および荷重センサ５１と身体運動評価装置１１との間の行動検出信号の通信としては無線通信が考えられる。
【００７５】
しかし、この場合も上述した様に、実際にトイレ入室行動を行っている身体運動評価装置１１の装着者とは別の装着者の装置１１による誤検知を防ぐために、無線通信の到達距離としては、数十センチ程度のあまり遠方まで送信できないものを用いるほうが好ましい。
【００７６】
さらに、時計などの時刻を検出する手段を装備することで、習慣的なトイレ使用行動のデータを、突発的なトイレ使用行動のデータから分離し、統一性のある行動場面としてトイレの入室行動及び退室行動を検出出来る。
【００７７】
また、図６は本発明の実施の形態１の本システムの使用状況の一例を示す。
【００７８】
図６では廊下の通過時における行動を想定している。
【００７９】
廊下の2箇所に第1行動検出手段２１及び第２行動検出手段２２の機能を備えた、被検者の通過を検知する床反力センサ６１を装備している。
【００８０】
これにより、それぞれのセンサにおける検知タイミングを、演算開始／演算終了の出力として、身体運動評価装置１１に送信することで演算制御手段１４を介して演算期間を設定するように構成する。
【００８１】
なお、ここでは第1行動検出手段２１及び第2行動検出手段２２として被検者の通過を検知する床反力センサ６１を装備する場合を説明したが、これに限らず例えば、距離センサ５１などでもかまわない。
【００８２】
また、複数の焦電センサを用いて通過方向までを検知するような通過検知センサを、床反力センサ６１の代わりに用いることもできる。
【００８３】
これにより、移動の方向を同時に検出し、廊下の移動方向を検出することができるようになり、さらに高精度に統一性のある行動場面を抽出できる。
【００８４】
また、図４と同様に距離センサ５１および荷重センサ４１と身体運動評価装置１１との間の行動検出信号の通信としては無線通信が考えられる。
【００８５】
しかし、この場合も上述した様に、実際にトイレ入室行動を行っている身体運動評価装置１１の装着者とは別の装着者の装置１１による誤検知を防ぐために、無線通信の到達距離としては、数十センチ程度のあまり遠方まで送信できないものを用いるほうが好ましい。
【００８６】
また、もし廊下に手すりが装備されている場合で、かつ身体運動評価装置１１の装着者が、歩行に際し手すりの補助を必要とする装着者であることがあらかじめ明らかな場合には、図４と同様に荷重センサを手すりに装着するよう構成しても構わない。
【００８７】
また、図７は、図４〜図６に示してきたような第1行動検出手段２１及び第2行動検出手段２２の組み合わせ例と、その設置場所等を示している。
【００８８】
図７に示した廊下に設置される通過検出センサの具体例としては、床反力センサ６１や距離センサ５１の他に、例えば、図８に示す様に、距離センサ８２、通過センサ８３の一例としての赤外線センサ等が挙げられる。尚、図７に示した各種センサの名称の下に、それらの具体的な設置場所を括弧書きで示した。
【００８９】
尚、上述したようなセンサの組み合わせのほかに、トイレなどへの入室を検出する扉開閉センサなどが使用できる。
【００９０】
また、図９は、本発明の一実施の形態の解離・着座検出手段９３の構成を示す。
【００９１】
解離・着座検出手段９１は、荷重センサ９１および信号処理手段９２を備え、トイレ便座に設置されて便座に加わる荷重を検出する。荷重センサ９１に加わった荷重は、信号処理手段９２で信号処理され、荷重センサ９１に加わる荷重に対応した信号を連続信号として信号処理手段９２から出力する。解離・着座検出手段９３は、信号処理手段９２から出力された信号を基にして解離状態の開始を検出する。
【００９２】
次に実施の形態１の身体運動評価システムの動作を説明する。
【００９３】
被検者がトイレ便座の上に座っているときは、荷重センサ９１は、図１０（ａ）に示す着座状態の荷重を検出する。被検者が用を足してトイレ便座から離れてゆくと、荷重センサ９１が検出する荷重が減少し、被検者がトイレ便座から完全に離れた状態となると、荷重センサ９１は、図１０（ａ）に示す解離状態の荷重を検出する。
【００９４】
着座状態の荷重と解離状態の荷重の間には、第１の所定値が設定されており、荷重センサ９１が第１の所定値を下回ったときに、解離・着座検出手段９３は、被検者２の解離状態の開始を検出する。
【００９５】
また、被検者２が解離状態の開始から、所定の時間内に、運動の異状を生じ、トイレ便座の方へ倒れることも考えられる。このような場合には、トイレ便座には、図１０（ｂ）に示すように着座状態の荷重を越える大きな荷重が加わる。
【００９６】
このような荷重の閾値として第２の所定値を設定する。被検者２の解離状態の開始から所定時間内に、第２の所定値以上の荷重を荷重センサ９１が検出した場合は、これをもとに解離状態であるという判定を解消する。
【００９７】
上記のように第２の所定値を設定し、被検者の解離状態の開始から所定の時間が経過するまでの間、荷重センサ９１が、第１の所定値以下の荷重を連続して検出するか、第２の所定値以上の荷重を検出した場合を区別することで、統一性のある行動場面を抽出することができ、リハビリテーション経過をより正確に把握することができる。
【００９８】
図１１は、身体運動評価装置１１の動作状態での模式図を示したものである。
【００９９】
なお、身体運動評価装置１１の内部に装備した加速度検出手段１２は、本発明の人体の体軸方向よび本発明の人体の体軸方向に直交する方向に指向性を持った感度の２軸方向型の加速度検出手段１２が想定されている。また、加速度検出手段１２は、静電容量型などの重力方向を検出することができるものを用いる。
【０１００】
加速度検出手段１２が装備されている身体運動評価装置１１は、被検者の腰部に装着されることを想定しており、加速度検出手段１２の傾きに伴って変化する重力加速度の大きさに比例する信号が身体運動評価装置１１から出力として発信される。
【０１０１】
図１１は左から順番に立位１１１、座位１１２、臥位１１３の各状態を示している。ここで本発明の人体の体軸方向を、一例としてｙ軸の方向と対応させ、本発明の人体の体軸方向に直交する方向を、一例としてｘ軸の方向と対応させる。
【０１０２】
立位１１１の場合には、重力方向がｙ軸と一致し、被検者の前方がｘ軸と一致する。座位１１２、および臥位１１３の場合は、ｘ軸方向で検出される第１の加速度およびｙ軸方向で検出される第２の加速度の重力方向成分の合計が重力加速度値となる。
【０１０３】
また、例えば被検者２が座位１１２から臥位１１３に変化した場合は、ｘ軸方向およびｙ軸方向でそれぞれ生じた第１および第２の加速度の重力方向成分（ｘ軸方向またはｙ軸方向と、重力方向が成す角度から算出される。）が合計されて、重力加速度値となる。
【０１０４】
図１２（ａ）は手術直後における歩行の重力方向の加速度波形を、図１２（ｂ）は手術から１０日後における歩行の重力方向の加速度波形をそれぞれ示している。演算手段１３は、各1歩に要する時間ｔ1，ｔ2・・・から、平均値ｔを算出し、表示手段１５がその算出結果を表示する。これによりリハビリテーションの進行状況を、客観的な値として取得することができる。
【０１０５】
尚、標示手段１５による表示の例としては、後述する図１３，図１４により更に述べる。
【０１０６】
（実施の形態２）
実施の形態２の運動評価装置の構成について図面を参照しながら説明する。図１３は、本発明の実施の形態２の身体運動評価装置の概略構成図である。
【０１０７】
以下に本実施の形態における身体運動評価装置の構成を説明する。
【０１０８】
本実施の形態の運動評価装置は、図１の身体運動評価装置１１における構成に加え、演算手段１３での演算結果を蓄積する蓄積手段１３１および、その蓄積手段１３１により蓄積された評価結果を経時的に評価する評価手段１３２をさらに備えている。
【０１０９】
この構成により、評価結果を以前のものと相対的に比較することができるようになるため、リハビリテーションの進行状況を時系列的に確認することができる。
【０１１０】
また、図１４は、身体運動評価装置１１を装着した股関節手術患者が実際に歩行を行ったときの１歩所要時間を示したものである。グラフより、手術後の日数が経過するにつれて患者の歩行に要する時間が減少し、回復していることがわかる。
【０１１１】
（実施の形態３）
実施の形態３の身体運動評価システムについて図面を参照しながら説明する。図１５は、本発明の実施の形態３の身体運動評価システムの概略構成図である。
【０１１２】
以下に本実施の形態における構成を説明する。
【０１１３】
本実施の形態は、図１３で示した身体運動評価装置をベースにして、身体運動評価装置１１内にさらに内部送信手段１５１を装備し、さらに身体運動評価装置１１の外部に、外部受信手段１５２および第2表示手段１５３を装備するシステム構成である。実施の形態２と同様の構成要素には、同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【０１１４】
身体運動評価装置１１は、演算手段１３での演算結果あるいは蓄積手段により蓄積された評価結果を、送信手段１５１により受信手段１５２に送信する。
【０１１５】
受信手段１５２がこの運動を示す情報を受信し、第2表示手段１５３に表示することにより、遠隔地にいる医者が第2表示手段１５３を介して状況を把握することができ、たとえば自宅におけるリハビリテーションの進行状況を知ることができる。
【０１１６】
また、ここでは遠隔の家族や親類に送信するようにしてもよく、遠隔において把握することができるようになる。
【０１１７】
また、図１６は、病院内での総合的な身体運動評価システムを示す図である。図１６に示す様に、更に第2蓄積手段１６１を備え、ＰＣ端末に第２表示手段１５３及び入力手段１６２を備えることで、いつでも各患者毎のリハビリテーションの進行状況を把握することができる。
【０１１８】
尚、本発明のプログラムは、例えば、被検者の動作に伴い発生する加速度に関する情報を検出する加速度検出手段１２（図１参照）により検出された前記加速度に関する情報に基づいて、あらかじめ定められた演算を行う演算手段１３及び、前記演算手段１３の前記演算における所定の演算期間を設定する演算制御手段１４の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【０１１９】
ここで、前記演算期間は、信号受信手段１７により受信された記第１の行動検出信号に基づいて前記演算の開始時が定められて、前記開始時から所定の時間が経過するまでの期間として設定される（図１参照）。あるいは、前記演算期間は、信号受信手段１７により受信された、第１行動検出手段２１から送信される第１の行動検出信号に基づいて前記演算の開始時が定められ、第２行動検出手段２２から送信される第２の行動検出信号に基づいて前記演算の終了時が定められ、前記演算の開始時から前記終了時までの期間として設定される（図２、図３参照）。
【０１２０】
また、本発明に係るプログラムは、例えば、上述した本発明の身体運動評価システムの、加速度検出手段１２および解離・着座検出手段９３から得られる信号から、解離状態の開始から所定の時間が経過するまでの加速度を評価する、身体運動評価装置１１としての全部又は一部の装置の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【０１２１】
本発明に係る媒体は、例えば、上述した本発明の身体運動評価システムの、加速度検出手段１２および解離・着座検出手段９３から得られる信号から、解離状態の開始から所定の時間が経過するまでの加速度を評価する、身体運動評価装置１１としての全部または一部の装置の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記機能を実行する媒体である。
【０１２２】
尚、上記発明の上記「一部の装置」とは、１つの装置の内の、一部の手段を意味し、あるいは、１つの手段のうちの一部の機能を意味するものである。
【０１２３】
次に、上述した本発明に関連する発明の実施の形態について、図１７から図２４を用いて説明する。
（実施の形態４）
実施の形態４の身体平衡状態評価システムの構成について図面を参照しながら説明する。
【０１２４】
図１７は本発明の実施の形態４の身体平衡状態評価システムの概略構成図を示すものである。
【０１２５】
以下に本実施の形態における身体平衡状態評価システムの構成を説明する。
【０１２６】
本実施の形態の身体平衡状態評価システムは、離床検出手段２１１、本発明の加速度検出手段の一例である姿勢センサ２１２、基地局２１３、本発明の身体平衡状態評価管理装置の一例である管理端末２１４とから構成される。
【０１２７】
離床検出手段２１１と基地局２１３、管理端末２１４は接続されている。ここで、接続は有線で記述してあるが、無線の方法をとることもできる。
【０１２８】
姿勢センサ２１２は被検者２０２の身体に装着されるか所持されている。姿勢センサ２１２毎に固有の姿勢センサ番号を持たせてもよい。姿勢センサ２１２から基地局２１３に送信された情報は管理端末２１４に送信され、また、離床検出手段２１１からも管理端末２１４に情報が送信される。
【０１２９】
また、図１８は、本発明の一実施の形態の離床検出手段２１１の構成を示す。離床検出手段２１１は、荷重センサ２２１および信号処理手段２２２を備え、ベッド２０１のキャスターの下に設置されてベッド２０１に加わる荷重を検出する。
【０１３０】
荷重センサ２２１に加わった荷重は、信号処理手段２２２で信号処理され、荷重センサ２２１に加わる荷重に対応した信号を連続信号として信号処理手段２２２から出力する。離床検出手段２１１は、信号処理手段２２２から出力された信号を基にして離床状態の開始を検出する。
【０１３１】
図１９（ａ）は、加速度センサ２３１を用いて姿勢変化を検出する姿勢センサ２１２の模式図を示し、図１９（ｂ）は、姿勢センサ２１２を被検者２０２が装着した様子を示す。
【０１３２】
姿勢センサ２１２は、重力成分を検出できる加速度センサ２３１、送信制御部２３２および送信部２３３から構成される。加速度センサ２３１は身体の姿勢の変化に伴う加速度を検出し、取得した加速度を送信部２３３から無線にて送信する。
【０１３３】
なお、送信部２３３の制御は送信制御部２３２で行う。ここでは送信に無線を用いたが、有線で送信される構成であってもよい。
【０１３４】
次に実施の形態４の身体平衡状態評価システムの動作を説明する。
【０１３５】
被検者２０２がベッド２０１の上に横たわっているときは、荷重センサ２２１は、図２４（ａ）に示す在床状態の荷重を検出する。在床状態の荷重は、例えば、ベッド２０１の荷重に被検者の体重を加えたものである。
【０１３６】
被検者２０２が起きてベッド２０１から離れてゆくと、荷重センサ２２１が検出する荷重が減少し、被検者２０２が起き上がってベッド２０１から完全に離れた状態となると、荷重センサ２２１は、図２４（ａ）に示す離床状態の荷重（例えばベッド２０１のみの荷重）を検出する。
【０１３７】
在床状態の荷重と離床状態の荷重の間には、第１の所定値が設定されており、荷重センサ２２１が第１の所定値を下回ったときに、離床検出手段２１１は、被検者２０２の離床状態の開始を検出する。
【０１３８】
そして、離床状態の開始の時点から、所定の時間が経過するまでの被検者の加速度が、姿勢センサ２１２により検出され、検出された加速度の情報が基地局２１３を介して管理端末２１４に送信される。
【０１３９】
管理端末２１４は、姿勢センサ２１２で得られた加速度の情報を記憶装置（図示せず）に格納する。
【０１４０】
上記所定の時間の例としては、例えば離床状態から２〜５秒が最も好ましい。被検者２０２が離床したときに上記所定の時間の間に立ちくらみ等の、身体の平衡状態の異状を生じると、姿勢センサ２１２により得られた加速度の情報が管理端末２１４の記憶装置に記録される。
【０１４１】
姿勢センサ２１２の動作状態に関する説明は、既に図１１を用いて述べた身体運動評価装置１１、加速度検出手段１２等についての説明を、下記に示す用語の読み替えにより、そのまま代用出来る。
【０１４２】
従って、ここでは、重複した説明は省略する。上記用語の読替とは、身体評価装置１１を姿勢センサ２１２に読み替え、加速度検出手段１２を加速度センサ２３１に読み替え、且つ被検者２を被検者２０２に読み替えるものである。但し、加速度センサ２３１は、おもり（図示省略）等の手段により重力方向を検出することが出来る。
【０１４３】
図２０（ａ）、図２０（ｂ）は、管理端末２１４における身体の平衡状態算出用のテンプレート例について示したものである。
【０１４４】
図２０（ａ）は、上述した様に図１１を代用して、所定の用語の読み替えをして述べた姿勢センサ２１２からの出力（重力加速度値）の平均値からの差分を示す図である。この平均値は、測定開始から終了までの期間（例えば、５秒間）に姿勢センサ２１２から出力された重力加速度の平均値であり、図中では、中央の０レベルとして表されている。
【０１４５】
図２０（ｂ）は、姿勢センサ２１２から出力された重力加速度値を予め定められた時間（例えば、５秒間）積算して得られた値を、ランク別に分類するためのテーブルである。
【０１４６】
図２０（ｂ）に示すテーブルは、想定される重力加速度の積算結果の範囲を予め定めたグループ毎に、ランクを定めたものであり、管理端末２１４に格納されている。
【０１４７】
例えば、ある被検者の測定値として、図２０（ａ）に示す値が得られた場合、それの５秒間の積算値が、２３４０であった場合、ランクは１１となる。この積算処理及びランク分け処理は、管理端末２１４により行われる。
【０１４８】
尚、図２０（ｂ）は、テーブルの一部を図示したものである。
【０１４９】
また、ここでは、姿勢センサ２１２は、重力加速度のサンプリング値を出力する場合について述べたが、これに限らず例えば、そのサンプリング値の所定期間内の積算値を出力しても良い。
【０１５０】
また、図２１は、管理端末２１４における処理により得られたランクの時系列的な遷移を示した模式図である。例として脚部のリハビリテーション中の使用者が長期間継続使用し、例えば毎日起床時に上記のようなデータを取得する。
【０１５１】
図２１に示すように、日が経過するにつれて算出ランクが小さくなる（加速度の所定の時間における積算値が小さくなる）様子を確認することができる。算出ランクが小さくなるということは、離床時のふらつきが減少していることを示しており、すなわち患部が順調に治癒していることを示している。
【０１５２】
この経過をたとえばディスプレイ（図示せず）に表示するなどすることにより、本人や担当医などが状況を把握することができる。
【０１５３】
すなわち、上記のように被検者２０２の離床時の加速度のデータを経時的に観測すれば、被検者２０２の治癒経過を客観的に評価することができる。
【０１５４】
なお、上記の説明では、被検者２０２は離床時に、一度にベッド２０１から離床することを前提としたが、例えば、被検者２０２が一度離床しようとしてベッド２０１から離れかけて、身体の平衡状態に異状が生じたのではなく、自らの意志で、または無意識に再度ベッド２０１に戻る場合も考えられる。
【０１５５】
被検者２０２が離床後、例えば再度ベッドに座ると、図２４（ｃ）に示すように、荷重センサ２２１は、被検者２０２の離床後、再度、荷重を検出する。このときの荷重は、在床時の荷重以下の荷重である。
【０１５６】
管理端末２１４は、このような状態を検出すると、一旦離床状態が開始され、被検者２０２の加速度が計測され始めていても、そのようなデータの管理端末２１４の記憶装置への取り込みを中止し、すでに取り込まれたデータを消去する。再度、被検者２０２が離床状態の開始から、所定の時間、荷重センサ２２１が第１の所定値以下の荷重を連続して検出した後に、このように得られたデータが管理端末２１４の記憶装置に格納される。
【０１５７】
また、被検者２０２が離床状態の開始から、所定の時間内に、平衡状態の異状を生じ、ベッド２０１の方へ倒れることも考えられる。このような場合には、ベッドには、図２４（ｂ）に示すように在床時の荷重を越える大きな荷重が加わる。
【０１５８】
このような荷重の閾値として第２の所定値を設定する。被検者２０２の離床開始から所定時間内に、第２の所定値以上の荷重を荷重センサ２２１が検出した場合は、管理端末２１４は、このようなデータを取得すべきデータと判断し、上記のデータは管理端末２１４の記憶装置に格納される。
【０１５９】
上記のように第２の所定値を設定し、被検者２０２の離床状態の開始から所定の時間が経過するまでの間、荷重センサ２２１が、第１の所定値以下の荷重を連続して検出するか、あるいは、第２の所定値以上の荷重を検出した場合に、管理端末２１４が、姿勢センサ２１２から得られた加速度の情報を評価する。これにより、被検者２０２の医師または家族等は、より正確な身体の平衡状態の異状を観測することができ、また、被検者２０２の治癒経過をより正確に把握することができる。
【０１６０】
（実施の形態５）
実施の形態５の身体平衡状態評価システムについて図面を参照しながら説明する。
【０１６１】
図２２は、本発明の実施の形態５の身体平衡状態評価システムの概略構成図を示すものである。
【０１６２】
以下に本実施の形態における構成を説明する。
【０１６３】
本実施の形態は、図１７で示した身体平衡状態評価システムをベースに、管理端末２１４内にさらに情報送信手段２７１を装備し、さらに管理端末２１４から遠隔の場所に情報受信手段２７２を装備するシステム構成である。実施の形態４と同様の構成要素には、同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【０１６４】
姿勢センサ２１２は、図１７と同様に被検者２０２の加速度情報を取得、収集し、身体の平衡状態を示す指標を算出する。算出された平衡状態を示す情報は、情報送信手段２７１により情報受信手段２７２に送信される。
【０１６５】
情報受信手段２７２がこの平衡状態を示す情報を受信することにより、遠隔地にいる家族や医者などが状況を把握することができ、たとえばリハビリテーションの進行状況を知ることができる。
【０１６６】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６の身体平衡状態評価システムについて、図面を参照しながら説明する。
【０１６７】
図２３は、本発明の実施の形態６の身体平衡状態評価システムの概略構成図を示すものである。
【０１６８】
以下に本実施の形態における構成を説明する。
【０１６９】
図２３は、情報受信手段として携帯電話２８２を用い、複数の使用者における使用状況を示したものである。本実施の形態は、図２２で示したシステム情報受信手段２７２として、複数の携帯電話２８２を設定して構成している。実施の形態４、５と同様の構成要素には、同一の参照番号を付しその説明を省略する。
【０１７０】
姿勢センサ２１２を装着した各被検者２０２の姿勢センサ２１２から得られる身体の平衡状態に関する情報から管理端末２１４は判定を行い、その結果を、情報送信手段８１はそれぞれの使用者があらかじめ登録した担当医あるいは家族などが所有する携帯電話２８２の番号に個別に情報を送信する。
【０１７１】
このような情報を受信した携帯電話２８２において、例えば独自の着信音やバイブレーション機能を用いれば、使用者の状況を遠隔的に把握することができ、例えばリハビリテーションの進行状況を把握出来る。
【０１７２】
尚、上記関連発明に係るプログラムは、上述した本発明の身体平衡状態評価システムの、加速度検出手段および離床検出手段から得られる信号から、離床状態の開始から所定の時間が経過するまでの加速度を評価する、身体平衡状態評価管理装置としての全部又は一部の装置の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【０１７３】
また、上記関連発明に係る媒体は、上述した本発明の身体平衡状態評価システムの、加速度検出手段および離床検出手段から得られる信号から、離床状態の開始から所定の時間が経過するまでの加速度を評価する、身体平衡状態評価管理装置としての全部または一部の装置の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記機能を実行する媒体である。
【０１７４】
尚、上記発明の上記「一部の装置」とは、１つの装置の内の、一部の手段を意味し、あるいは、１つの手段のうちの一部の機能を意味するものである。
【０１７５】
以上述べた様に、第１の関連発明は、ベッド上から被検者の身体が離れた離床状態を検出する工程と、前記身体に装着される加速度検出手段により、前記身体に加わる加速度を検出する工程と、前記離床状態の開始から所定の時間が経過するまでの前記加速度を評価する工程と、を備える身体平衡状態評価方法である。
【０１７６】
第２の関連発明は、ベッド上から被検者の身体が離床した状態を検出する離床検出手段と、前記身体に装着され、前記身体に加わる加速度を検出する加速度検出手段と、前記加速度検出手段および前記離床検出手段から得られる信号から、前記離床状態の開始から所定の時間が経過するまでの前記加速度を評価する、身体平衡状態評価管理装置、とを備える身体平衡状態評価システムである。
【０１７７】
第３の関連発明は、ベッド上から被検者の身体が離床した状態を検出する離床検出手段に接続され、前記身体に装着され、前記身体に加わる加速度を検出する加速度検出手段に接続され、前記離床検出手段および前記加速度検出手段から得られた信号から、前記離床状態の開始から所定の時間が経過するまでの前記加速度が評価される、身体平衡状態評価管理装置である。
【０１７８】
第４の関連発明は、前記離床検出手段が、ベッドに加わる荷重を検出する荷重センサを備え、前記離床状態の開始は、前記荷重センサが、前記身体が在床状態にある荷重よりも小さい第１の所定の値以下の荷重を検出した時点であり、前記離床状態の開始から前記所定の時間が経過するまでの間、前記荷重センサが、前記第１の所定の値以下の荷重を継続して検出するか、前記身体が在床状態にある荷重より大きい第２の所定の値以上の荷重を検出した場合に、前記加速度が評価される、第３の関連発明の身体平衡状態評価管理装置である。
【０１７９】
第５の関連発明は、前記加速度検出手段が、前記身体の体軸方向の加速度である第１の加速度と、前記身体の体軸方向に直交する方向の加速度である第２の加速度と、を検出し、検出された前記第１の加速度と前記第２の加速度とから、重力方向の加速度を検出する、第３または４の関連発明の身体平衡状態評価管理装置である。
【０１８０】
第６の関連発明は、前記離床状態の開始から前記所定の時間が経過するまでの間において、前記加速度検出手段から得られた信号を積分することにより、前記身体の状態が評価される、第３から５のいずれかの関連発明の身体平衡状態評価管理装置である。
【０１８１】
第７の関連発明は、前記積分された信号が毎日取得され、前記取得された信号を経時的に評価することにより、前記身体の状態が評価される、第６の関連発明の身体平衡状態評価管理装置である。
【０１８２】
第８の関連発明は、第２の関連発明の身体評価管理システムの、前記加速度検出手段および前記離床検出手段から得られる信号から、前記離床状態の開始から前記所定の時間が経過するまでの前記加速度を評価する身体平衡状態評価管理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【０１８３】
第９の関連発明は、第８の関連発明のプログラムを担持した媒体であって、コンピュータで利用可能な媒体である。
【０１８４】
尚、上記発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１８５】
又、上記発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１８６】
又、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。
【０１８７】
又、上述した上記発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【０１８８】
尚、以上説明した様に、上記発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【０１８９】
また、上記発明によれば、加速度センサ２３１（又は、加速度検出手段１２）により取得した加速度情報を管理端末２１４（又は、演算手段１３）によって収集し、所定期間内のデータを積算し、加速度情報をランク分けしたり、あるいは、評価手段１３１により評価する。
【０１９０】
これにより、近年小型化、高精度化、かつ低コスト化が進んでいる加速度センサを使用することにより、コンパクトに、安価にすることができるとともに、取りつけ位置を腰部などの体幹にすることにより取得データを実際の平衡状態にともなうデータとして評価でき、取得情報の信頼性も得られる。
【０１９１】
また、上記発明は、算出結果を使用者や担当医に報知することで、一般の健康管理という観点からも有効に機能する。
【０１９２】
また、上記発明によれば、被検者の動作に伴い発生するデータが一定の条件下で取得できる様にするために、例えば、起床時（又は、平行棒等を利用したリハビリテーションの開始時及び終了時）を自動的に検出するようにして、データの収集及び評価を行うものである。
【０１９３】
これにより、一定条件下でのデータ収集を実現でき、一定条件において病後の体調等を客観的に評価することが可能となる。
【０１９４】
上記発明は、被検者の身体の平衡状態又は、被検者の身体運動を評価するシステムを提案するものである。また、この評価に際し、例えば、起床時を検出することにより自動的に一定の条件に基づいたデータが収集でき、正確な評価をすることができる。
【０１９５】
これにより、従来、有効な方法がなかった、リハビリテーション後、あるいは、病後などにおける被検者の運動機能状態や、体調の回復状態を簡便に且つ確実に管理することが出来る。
【０１９６】
尚、姿勢センサ２１２及び管理端末２１４等の上記各種機能の全部又は一部の機能は、上述した身体運動評価装置１１に内蔵された加速度検出手段１２、演算手段１３、演算制御手段１４、評価手段１３２等により実現する様にしても良い。
【０１９７】
【発明の効果】
本発明に係る身体運動評価装置、及び身体運動評価システムは、被検者の運動機能等を、従来に比べて簡単に、精度良く評価することができるという長所を有し、例えば、リハビリテーション後の被検者の運動機能の回復状態等を簡便に管理するシステムとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施の形態１にかかる身体運動評価装置の概略構成図である。
【図２】
本発明の実施の形態１にかかる身体運動評価装置の概略構成図である。
【図３】
本発明の実施の形態１にかかる身体運動評価装置の概略構成図である。
【図４】
本発明の実施の形態１にかかる運用状況の一例である。
【図５】
本発明の実施の形態１にかかる運用状況の一例である。
【図６】
本発明の実施の形態１にかかる運用状況の一例である。
【図７】
本発明の実施の形態１にかかる第1行動検出手段／第2行動検出手段の組み合わせ例とその場所を示す図である。
【図８】
距離センサ及び通過センサの設置例を示す概略図である。
【図９】
本発明の実施の形態１にかかる解離・着座検出手段の構成を示す模式図である。
【図１０】
（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態１にかかる荷重変化を示すグラフである。
【図１１】
本発明の実施の形態１にかかる身体運動評価装置の動作状態での模式図である。
【図１２】
（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態１にかかる手術直後と、手術から１０日後における歩行の重力方向の加速度波形である。
【図１３】
本発明の一実施の形態２にかかる身体運動評価装置の概略構成図である。
【図１４】
本発明の実施の形態２にかかる歩行を行ったときの１歩の所要時間を示す図である。
【図１５】
本発明の実施の形態３にかかる身体運動評価システムの概略構成図である。
【図１６】
病院内での総合的な身体運動評価システムを示す図である。
【図１７】
実施の形態４にかかる概略構成図である。
【図１８】
実施の形態４にかかる離床検出手段の構成図である。
【図１９】
実施の形態４にかかる姿勢センサの構成図である。
【図２０】
実施の形態４にかかる平衡状態の評価を示す説明図である。
【図２１】
実施の形態４にかかる平衡状態の評価を示す模式図である。
【図２２】
実施の形態５にかかる概略構成図である。
【図２３】
実施の形態６にかかる概略構成図である。
【図２４】
（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態４にかかる平衡状態の評価を示す模式図である。
【符号の説明】
１１．身体運動評価装置
１２．加速度検出手段
１３．演算手段
１４．演算制御手段
１５．表示手段
１６．行動検出手段
１７．受信ポート
１８．加速度電源
２１．第1行動検出手段
２２．第2行動検出手段
３３．加速度電源制御手段
４１．荷重センサ
５１．距離センサ
６１．床反力センサ
８１．荷重センサ
８２．距離センサ
８３．通過センサ
８４．床反力センサ
９１．荷重センサ
９２．信号処理センサ
９３．解離・着座検出手段
１１１．立位状態
１１２．座位状態
１１３．臥位状態
１３１．蓄積手段
１５１．送信手段
１５２．受信手段
１５３．第2表示手段
１６１．第2蓄積手段
１６２．入力手段
２１１．離床検出手段
２１２．姿勢センサ
２１３．基地局
２１４．管理端末
２２１．荷重センサ
２２２．信号処理手段
２３１．加速度センサ
２３２．送信制御部
２３３．送信部
２５１．算出結果範囲
２７１．情報送信手段
２７２．情報受信手段
２８１．携帯電話
【手続補正書】
【提出日】平成16年9月8日(2004.9.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  人体の動作に伴い発生する加速度に関する情報を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された前記加速度に関する情報に基づいて、あらかじめ定められた演算を行う演算手段と、
前記演算手段の前記演算における所定の演算期間を設定する演算制御手段と、
前記人体の第１の所定行動の開始又は完了の検出に関する情報を含む第１の行動検出信号を外部より受信するための信号受信手段と、を備えた、人体に装着可能な身体運動評価装置であって、
前記演算制御手段は、前記信号受信手段により受信された前記第１の行動検出信号に基づいて前記演算の開始時を定め、前記開始時から所定の時間が経過するまでの期間を前記演算期間として設定する身体運動評価装置。
【請求項２】  人体の動作に伴い発生する加速度に関する情報を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出された前記加速度に関する情報に基づいて、あらかじめ定められた演算を行う演算手段と、
前記演算手段における所定の演算期間を設定する演算制御手段と、
前記人体の第１の所定行動の開始又は完了の検出に関する情報を含む第１の行動検出信号を外部より受信するための、及び、前記人体の第２の所定行動の開始又は完了の検出に関する情報を含む第２の行動検出信号を外部より受信するための信号受信手段と、を備えた、人体に装着可能な身体運動評価装置であって、
前記演算制御手段は、前記信号受信手段により受信された前記第１の行動検出信号に基づいて前記演算の開始時を定め、前記第２の行動検出信号に基づいて前記演算の終了時を定め、前記演算の開始時から前記終了時までの期間を前記演算期間として設定する身体運動評価装置。
【請求項３】  前記加速度検出手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記信号受信手段により前記第１の行動検出信号を検出した時刻から前記加速度検出手段の電源を起動し、所定の時間が経過したあと前記加速度検出手段の電源を中断する請求項１記載の身体運動評価装置。
【請求項４】  前記加速度検出手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記信号受信手段により前記第１の行動検出信号を検出した時刻から前記加速度検出手段の電源を起動し、前記第２の行動検出信号を検出した時刻から前記加速度検出手段の電源を中断する請求項２記載の身体運動評価装置。
【請求項５】  請求項１又は請求項３記載の身体運動評価装置と、
前記人体の前記第１の所定行動の開始あるいは完了を検出し、前記第１の行動検出信号を出力する第１行動検出手段と、
を備えた身体運動評価システム。
【請求項６】  人体の前記第１の所定行動の開始あるいは完了を検出し、前記第１の行動検出信号を出力する第１行動検出手段と、
人体の前記第２の所定行動の開始あるいは完了を検出し、前記第２の行動検出信号を出力する第２行動検出手段と、
請求項２又は請求項４記載の身体運動評価装置と、
を備えた身体運動評価システム。
【請求項７】  前記第１行動検出手段が、赤外線投光手段又は電界発生手段であり、
前記信号受信手段が、（１）赤外線受光手段又は、（２）電界受信手段及び信号復調手段である請求項５記載の身体運動評価システム。
【請求項８】  前記第１行動検出手段と前記第２行動検出手段との少なくとも何れか一方が、赤外線投光手段又は電界発生手段であり、
前記信号受信手段が、（１）赤外線受光手段又は、（２）電界受信手段および信号復調手段である請求項６記載の身体運動評価システム。
【請求項９】  前記第１行動検出手段は、
（１）前記第１の行動検出信号を送信する信号送信手段と、
（２）所定の検知範囲を対象者が通過した通過状態を検出する通過検出手段、所定の扉の開閉を検出する扉開閉手段、又は所定の個所における対象者の荷重を検出する荷重検出手段と、
を備えた請求項５記載の身体運動評価システム。
【請求項１０】  前記第１行動検出手段又は前記第２行動検出手段は、
（１）前記第１又は第２の行動検出信号を送信する信号送信手段と、
（２）所定の検知範囲を対象者が通過した通過状態を検出する通過検出手段、所定の扉の開閉を検出する扉開閉手段、又は所定の個所における対象者の荷重を検出する荷重検出手段と、
を備えた請求項６記載の身体運動評価システム。
【請求項１１】  前記通過検出手段は、所定の検知範囲における床反力センサあるいは遮蔽物を検出する距離センサである請求項９又は１０に記載の身体運動評価システム。
【請求項１２】  前記荷重検出手段は、トイレの便座上から対象者が離れた解離状
態又は、前記トイレの便座上に前記対象者が着座した着座状態を検出する解離・着座検出手段である請求項９又は１０に記載の身体運動評価システム。
【請求項１３】  前記解離・着座検出手段は、
（１）前記トイレの便座に加わる荷重を検出する荷重センサと、
（２）前記荷重センサにより検出した荷重から解離状態を判定する解離・着座状態判定手段と、
を備える請求項１２記載の身体運動評価システム。
【請求項１４】  前記解離・着座状態判定手段は、
（１）前記荷重センサにより検出された荷重が、第１の所定の値以下の荷重を検出した時点で前記解離状態と判定するか、又は、
（２）前記荷重センサにより検出された荷重が、第１の所定の値以下の荷重を検出し、かつ所定の時間が経過した時点で前記解離状態と判定する、
請求項１３記載の身体運動評価システム。
【請求項１５】  前記解離・着座状態判定手段は、前記荷重センサにより検出された荷重が、第１の所定の値以上であることが検出された時点で、前記対象者が着座状態であると判定する請求項１３記載の身体運動評価システム。
【請求項１６】  前記加速度検出手段は、
（１）前記人体の体軸方向の加速度である第１の加速度と、
（２）前記体軸方向に直交し且つ前記人体の正面方向の加速度である第２の加速度と、前記人体の体軸方向および人体の正面方向の両方に直交する第３の加速度との少なくとも何れか一方と、
を検出する請求項１又は２に記載の身体運動評価装置。
【請求項１７】  前記加速度検出手段は、前記検出された前記第１の加速度と前記第２の加速度とに基づいて、重力の加速度方向を検出する請求項１６記載の身体運動評価装置。
【請求項１８】  前記演算手段は、前記加速度検出手段により得られた信号の変化量の積算結果又は、前記信号の変動の周期を演算する請求項１、又は２に記載の身体運動評価装置。
【請求項１９】  前記身体運動評価装置は、
前記演算手段の演算結果を蓄積する蓄積手段と、
前記演算手段による演算結果を表示するための表示手段とをさらに備え、
前記表示手段は前記蓄積手段に蓄積された蓄積結果を時系列に表示する請求項５、又は６に記載の身体運動評価システム。
【請求項２０】  前記身体運動評価装置は、前記演算手段による前記演算結果又は、前記蓄積手段に蓄積された前記蓄積結果を送信する内部送信手段をさらに備え、
前記身体運動評価システムは、
（１）前記内部送信手段により送信された送信結果を受信する外部受信手段と、
（２）前記送信結果を表示する第２の表示手段と、
をさらに備えた請求項１９記載の身体運動評価システム。
【請求項２１】  前記内部送信手段は、前記蓄積手段に新規に蓄積結果が追加されたとき、又は前記演算手段により前記演算が行われたときに送信すべき内容を送信する請求項２０記載の身体運動評価システム。
【請求項２２】  前記外部受信手段により受信した受信結果を蓄積する第２の蓄積手段をさらに備えた請求項１９記載の身体運動評価システム。
【請求項２３】  前記第２の蓄積手段に蓄積された蓄積結果のうち任意の結果を選択し、前記選択した結果を前記第２の表示手段に表示させるための入力手段をさらに備えた請求項２２記載の身体運動評価システム。
【請求項２４】  請求項１又は２に記載の身体運動評価装置の前記演算手段及び、前記演算制御手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項２５】  請求項２４記載のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
第５の本発明は、上記第１又は上記第３の本発明の身体運動評価装置と、
前記人体の前記第１の所定行動の開始あるいは完了を検出し、前記第１の行動検出信号を出力する第１行動検出手段と、
を備えた身体運動評価システムである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
そのため、平行棒を用いた歩行訓練の運動評価を、客観性が高く、高精度で、しかも、継続的に行える様にするためには、被検者の歩行の期間のデータのみを自動的に抽出出来るという構成は、極めて重要な意味を持つ。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
この構成により、平行棒の範囲に被検者が進入したのか、あるいは退場したのかを検出することが可能となる。これにより、平行棒の歩行訓練の期間を、更に高精度に抽出することが可能となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
しかし、この場合も上述した様に、実際に廊下の移動を行っている身体運動評価装置１１の装着者とは別の装着者の装置１１による誤検知を防ぐために、無線通信の到達距離としては、数十センチ程度のあまり遠方まで送信できないものを用いるほうが好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
なお、身体運動評価装置１１の内部に装備した加速度検出手段１２は、本発明の人体の体軸方向および本発明の人体の体軸方向に直交する方向に指向性を持った感度の２軸方向型の加速度検出手段１２が想定されている。また、加速度検出手段１２は、静電容量型などの重力方向を検出することができるものを用いる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０５】
尚、表示手段１５による表示の例としては、後述する図１３，図１４により更に述べる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
ここで、前記演算期間は、信号受信手段１７により受信された第１の行動検出信号に基づいて前記演算の開始時が定められて、前記開始時から所定の時間が経過するまでの期間として設定される（図１参照）。あるいは、前記演算期間は、信号受信手段１７により受信された、第１行動検出手段２１から送信される第１の行動検出信号に基づいて前記演算の開始時が定められ、第２行動検出手段２２から送信される第２の行動検出信号に基づいて前記演算の終了時が定められ、前記演算の開始時から前記終了時までの期間として設定される（図２、図３参照）。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３０】
荷重センサ２２１に加わった荷重は、信号処理手段２２２で信号処理され、荷重センサ２２１に加わる荷重に対応した信号が連続信号として信号処理手段２２２から出力される。離床検出手段２１１は、信号処理手段２２２から出力された信号を基にして離床状態の開始を検出する。
【国際調査報告】
2004026138.tif 000027
2004026138.tif 000028
2004026138.tif 000029
2004026138.tif 000030