(57)【要約】【課題】歩行困難となった患者のリハビリテーションにおける荷重コントロールを効果的に補助することが可能な歩行評価システムを提供すること。【解決手段】歩行評価システムは、歩行評価補助具本体（１）と、歩行評価補助具本体（１）の前足部と後ろ足部に装着された荷重センサ（２）,（５）と、荷重センサ（２），（５）から出力されるアナログ信号をマイコンにてデジタル信号に変換し、演算回路にて形成された荷重情報を端末（７）に送信する無線回路部（４）と、無線回路部（４）から荷重情報を受信する端末（７）と、を備え、端末（７）は、無線回路部（４）から受信した荷重情報が示す荷重が、予め選択された目標荷重及び警告荷重の到達閾値を越えた場合には、警報音やメロディ・振動・光を発報し、歩行時の動画撮影と荷重値をグラフ化しデータ保存可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩行障害者のリハビリテーション訓練において、歩行時における足に掛かる荷重量を呈示可能である歩行評価システムであって、
歩行に使用する装具又は靴に取り付けられるか、又は、履き物（９）に挿入して使用される歩行評価補助具本体（１）と、
前記歩行評価補助具本体（１）の前足部と後ろ足部に装着された荷重センサ（２）,（５）と、
前記荷重センサ（２）,（５）から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、演算回路にて形成された荷重情報を前記端末（７）に送信する無線回路部（４）と、
前記無線回路部（４）から前記荷重情報を受信する端末（７）と、を備え、
前記端末（７）の制御装置が、
使用者ごとに体重の入力を受け付け、警告荷重、目標荷重の部分荷重が選択されることで、到達閾値を設定し、
前記無線回路部（４）から受信した前記荷重情報が示す荷重が、予め選択された前記目標荷重及び前記警告荷重の前記到達閾値を越えた場合には、警報音やメロディ・振動・光のいずれかを発報することを特徴とした歩行評価システム。
【請求項２】
前記歩行評価補助具本体（１）底面に設けられた前記荷重センサ（２），（５）は、足の大きさに併せて位置調整用スライドレール（３）で任意調整できることを特徴とする請求項１に記載の歩行評価システム。
【請求項３】
無線回路部（４）は、前記荷重センサ（２）,（５）に内蔵されたロードセル（２ｅ）及び信号ケーブル（２ｆ）を介して出力されたアナログ信号を演算処理した前記荷重情報を、無線通信で端末（７）に送信し、
端末（７）は、予め設定した前記到達閾値（目標荷重、警告荷重値）と、リアルタイムに受信される前記荷重情報とを比較し、前記到達閾値を越えた場合、スピーカ（７ａ−５）によりブザーや内蔵音源で発報、また、振動発信部（７ａ−６）により振動発信、さらに光発信部（７ａ−７）により点滅することを特徴とする請求項１又は２に記載の歩行評価システム。
【請求項４】
前記端末（７）は、携帯可能な形状を有し、身体等への装着を可能であり、
前記無線回路部（４）及び前記端末（７）は、ローカルエリアネットワーク（７ｂ）に接続可能とし、前記端末（７）と医療従事者のコンピューター（７ｃ）が双方向に通信可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の歩行評価システム。
【請求項５】
前記端末（７）が記憶する利用者データは、医療従事者の前記コンピューター（７ｃ）からアクセス可能であり、
前記端末（７）は、前記目標荷重、前記警告荷重の設定及びデータを分析し、医療従事者のコメントを呈示することが可能なことを特徴とする請求項４に記載の歩行評価システム。
【請求項６】
前記荷重センサ（２），（５）単体は、足の指や踵を含む身体の各部位に装着でき、杖類（松葉杖を含む。）の先端に取付可能であり、この他、歩行訓練装置類に組み込むことも可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の歩行評価システム。
【請求項７】
前記荷重センサ（２），（５）は、ロードセル格納部（２ａ）に前記ロードセル（２ｅ）が格納され、前記ロードセル格納部（２ａ）の材質は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニール）、ＭＣナイロン、ＡＢＳ等の樹脂を用いることを特徴とする請求項３に記載の歩行評価システム。
【請求項８】
前記荷重センサ（２），（５）は、床面接触位置側に円弧下駄状の形状が施されており、その表面は同床面との摩擦力を高めるためゴム製のラバーで円弧部分を仕上げる構造であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の歩行評価システム。
【請求項９】
前記歩行評価補助具本体（１）の上部には、装具（８）を取り付ける穴が複数加工されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の歩行評価システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の歩行評価システムに使用される端末。
【請求項１１】
請求項１に記載の歩行評価システムに使用される歩行評価補助具本体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行評価システムに関し、詳しくは、歩行障害者のリハビリテーション訓練において、歩行時における足に掛かる荷重量を呈示可能である歩行評価補助具及び、その端末と歩行評価システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、骨折や脳卒中等のリハビリテーションの初期段階で行われる歩行訓練では、患足側（骨折側）への負担を低減させるため、全体重の１／３、あるいは１／２といった荷重を患足側にかけるよう医師の指導がある。しかしながら、現状では体重計に患足をのせ、負荷をかける荷重を感覚的に患者自身が覚え込む必要があり、特に、高齢により感覚機能が低下した患者にとっては、このような荷重コントロールが難しい。
【０００３】
そこで、特許文献１には、靴に挿入した足底シートを用いて足底の圧力を検出する複数の圧力センサと同センサからの値をデジタル値として出力するＡ／Ｄ変換器を備え、歩行時の足底圧中心と総荷重量とを求める手段を有し、足底を分割した格子ごとに異なる音の、総重量に比例する音量の音データの生成とを選択できることを特徴とする足底圧分布−聴覚バイオフィードバックシステムが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、身体の被測定部位に前記身体の動作によって印加される荷重を測定し、当該測定値に基づいて荷重印加の解析を行う荷重計測装置で、複数の荷重センサを具備する荷重検出手段と信号処理手段、出力信号が予め設定した目標値に達したことを判定する判定手段、判定手段により作動する通報手段を有し、判定手段が履物であり、荷重センサが前足部と後足部に分離して配置され、同間隔が調整可能な構成を特徴とする荷重計測装置が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、多数の空隙または窪みを周期的に設けたシート状弾性体を誘電体としたセンサ部を備え、弾性体の厚みは、荷重によって、計測すべき最大荷重圧力に対して３０％以下の範囲で変化することを特徴とする荷重計測装置であり、この荷重計測装置は、シート状弾性体を靴等に適用して、歩行時の荷重が予め設定した荷重を超過すると警報することが開示されている。
【０００６】
また、特許文献４には、足裏形状の厚みのあるインソールと当該位置に加わる荷重値を検出する荷重センサ、データロガー、電池、演算部で構成された足底圧計測装置及び行動姿勢判別方法が開示されている。
【０００７】
また、特許文献５には、一対の足型硬質部材間に３点配置されたロードセルを有する左右一対の足型部材、ロードセルから被験者の重心関連情報を演算する演算手段、表示手段から構成される足底圧検出装置が開示されている。
【０００８】
また、特許文献６には、歩行時において脚にかかる荷重を正確に検出できるようにした荷重検出機能付き履き物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３９６７６６４号公報
【特許文献２】特開平７−２０４２３６号公報
【特許文献３】特許第４８６０４３０号公報
【特許文献４】特開２００９−１０６５４５号公報
【特許文献５】特開平３−５５０７７号公報
【特許文献６】特開２０１５−５５５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、病院の整形外科等における骨折患者や脳神経等の疾患により歩行困難となった患者等は、リハビリテーションの初期段階に行われる患足側（骨折側）への免荷指導による、全体重の１／３、あるいは１／２といった荷重を患足側にかける訓練が思うようにできない。現状では体重計に患足をのせ、負荷をかける荷重を感覚的に患者自身が覚え込む必要があり、特に、高齢により感覚機能が低下した患者にとっては、このような荷重コントロールが難しい。
【００１１】
そこで本発明では、歩行困難となった患者のリハビリテーションにおける荷重コントロールを効果的に補助することが可能な歩行評価補助具及び、その端末と歩行評価システム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】
【００１２】
本発明に係る歩行評価システムは、歩行障害者のリハビリテーション訓練において、歩行時における足に掛かる荷重量を呈示可能である歩行評価システムであって、
歩行に使用する装具又は靴に取り付けられるか、又は、履き物（９）に挿入して使用される歩行評価補助具本体（１）と、
前記歩行評価補助具本体（１）の前足部と後ろ足部に装着された荷重センサ（大・小ある（２），（５）、以下共通）と、
前記荷重センサ（２），（５）から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、演算回路にて形成された荷重情報を前記端末に送信する無線回路部（４）と、
前記無線回路部（４）から前記荷重情報を受信する端末（７）と、を備え、
前記端末（７）の制御装置が、
使用者ごとに体重の入力を受け付け、警告荷重、目標荷重の部分荷重が選択されることで、到達閾値を設定し、
前記無線回路部（４）から受信した前記荷重情報が示す荷重が、予め選択された前記目標荷重及び警告荷重の到達閾値を越えた場合には、警報音やメロディ・振動・光のいずれかを発報することを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、歩行評価補助具本体（１）に装着された荷重センサ（２），（５）からのアナログ信号に基づく荷重情報が示す荷重が、予め選択された目標荷重及び警告荷重の前記到達閾値を越えた場合には、警報音やメロディ・振動・光を発報し、歩行時の動画撮影と荷重値をグラフ化しデータ保存可能である。
これにより、リハビリテーション訓練をする使用者や、リハビリテーション訓練を指導する医師等は、使用者が足に掛けた荷重のコントロールが適正であるか否かが直ぐに分かるので、矯正が容易となる。したがって、歩行困難となった患者のリハビリテーションにおける荷重コントロールを効果的に補助することが可能な歩行評価システムを提供できる。
【００１４】
また、本発明に係る歩行評価システムは、上記構成に加え、前記歩行評価補助具本体（１）底面に設けられた前記荷重センサ（２），（５）は、足の大きさに併せて位置調整用スライドレール（３）で任意調整できることを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、位置調整用スライドレール３により、使用者ごとに足の大きさが違う場合、荷重センサ位置を調整できるので、荷重評価の精度が向上する。
【００１６】
また、本発明に係る歩行評価システムは、上記構成に加え、無線回路部（４）は、前記荷重センサ（２），（５）に内蔵されたロードセル（２ｅ）及び信号ケーブル（２ｆ）を介して出力されたアナログ信号を演算処理した前記荷重情報を、無線通信で端末（７）に送信し、
端末（７）は、予め設定した前記到達閾値（目標荷重、警告荷重値）と、リアルタイムに受信される前記荷重情報とを比較し、前記到達閾値を越えた場合、スピーカ（７ａ−５）によりブザーや内蔵音源で発報、また、振動発信部（７ａ−６）により振動発信、さらに光発信部（７ａ−７）により点滅することを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、荷重センサ（２），（５）にロードセルを用いたことで、荷重〜検出電圧の関係が比例関係となり、荷重データの精度が向上する。
【００１８】
また、本発明に係る歩行評価システムは、上記構成に加え、前記端末（７）は、携帯可能な形状を有し、身体等への装着を可能であり、
前記無線回路部（４）及び前記端末（７）は、ローカルエリアネットワーク（７ｂ）に接続可能とし、前記端末（７）と医療従事者のコンピューター（７ｃ）が双方向に通信可能であることを特徴とする。前記端末（７）と医療従事者のコンピューター（７ｃ）は、相互に所定のデータ（例えば、前記目標荷重や警告荷重の設定のデータ等）の送受信を行う。
【００１９】
上記構成によれば、リハビリテーション訓練において、使用者が足に掛けた荷重のコントロールが適正であるか否かが、医療従事者にも直ぐに分かるので、医療従事者が適切なタイミングで使用者に対して助言や指導をすることが可能となり、荷重コントロールの上達を促進できる。
【００２０】
また、本発明に係る歩行評価システムは、上記構成に加え、前記端末（７）が記憶する利用者データは、医療従事者の前記コンピューター（７ｃ）からアクセス可能であり、前記端末（７）は、前記目標荷重、前記警告荷重の設定及びデータを分析し、医療従事者のコメントを呈示することが可能なことを特徴とする。
【００２１】
上記構成によれば、例えば、使用者が端末（７）を携えていれば、医療従事者は離れた場所からコンピューター（７ｃ）で利用者データにアクセスし、この利用者データの分析に基づく助言や指導等のコメントを、使用者が携える端末（７）に呈示することで、使用者は、近くに医療従事者がいなくとも、荷重コントロールの上達が可能となる。
【００２２】
また、本発明に係る歩行評価システムは、上記構成に加え、前記荷重センサ（２），（５）単体は、足の指や踵を含む身体の各部位に装着でき、杖類（松葉杖を含む。）の先端に取付可能であり、この他、歩行訓練装置類に組み込むことも可能であることを特徴とする。
【００２３】
上記構成によれば、歩行評価システムを、歩行における荷重コントロールの訓練のみでなく、杖の使用訓練にも適用できる。
【００２４】
前記荷重センサ（２），（５）は、ロードセル格納部（２ａ）に前記ロードセル（２ｅ）が格納され、前記ロードセル格納部（２ａ）の材質は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニール）、ＭＣナイロン、ＡＢＳ等の樹脂を用いることを特徴とする。
【００２５】
上記構成によれば、荷重センサ（２），（５）を軽量化できるので、使用者の負担を軽減できる。
【００２６】
また、本発明に係る歩行評価システムは、上記構成に加え、前記荷重センサ（２），（５）は、床面接触位置側に円弧下駄状の形状が施されており、その表面は同床面との摩擦力を高めるためゴム製のラバーで円弧部分を仕上げる構造であることを特徴とする。
【００２７】
上記構成によれば、荷重センサ２,５の下部を円弧下駄形状としたことで、安定性が向上し、２点の荷重センサ２,５のデータを精度よく検出できる。
【００２８】
また、本発明に係る歩行評価システムは、上記構成に加え、前記歩行評価補助具本体（１）の上部には、装具（８）を取り付ける穴が複数加工されていることを特徴とする。
【００２９】
上記構成によれば、歩行評価補助具本体（１）に装具（８）を取り付ける位置を、使用者の足の大きさ等に応じて調整できるので、荷重センサ２,５の位置を動かさなくても、荷重センサ２,５を適正な位置に配置することが容易となり、使い易さが向上する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、歩行困難となった患者のリハビリテーションにおける荷重コントロールを効果的に補助することが可能な歩行評価システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係る歩行評価システムの概要を説明する図である。図１（Ａ）は、歩行評価システムの歩行評価補助具本体１、荷重センサ２,５、無線回路部４の外観を示す図である。図１（Ｂ）は、歩行評価システムの端末７を示す図である。
【図２】図１（Ａ）に示す、歩行評価システムの歩行評価補助具本体１、荷重センサ２,５、無線回路部４の側面図であり、歩行に使用する装具８に装着した状態を示す図である。
【図３】図１（Ａ）に示す、歩行評価システムの歩行評価補助具本体１、荷重センサ２,５、無線回路部４の裏面図である。
【図４】前荷重センサ２の構造を説明する図である。図４（Ａ）は、分解した前荷重センサ２の側面図である。図４（Ｂ）は、分解した前荷重センサ２の斜視図である。
【図５】図１（Ａ）に示す構造の変形例として、位置調整用スライドレール３及び荷重センサ２,５を履き物へ挿入する挿入型の構造を説明する図である。
【図６】挿入型の位置調整用スライドレール３及び荷重センサ２,５を履き物９に挿入した状態を示す図である。
【図７】図４に示す例より小さい荷重センサ２の構造を説明する図である。図７（Ａ）は、分解した前荷重センサ２の斜め上方から視た斜視図である。図７（Ｂ）は、分解した前荷重センサ２の斜め下方から視た斜視図である。
【図８】本発明の実施形態に係る歩行評価システムの使用状況を説明する図である。
【図９】本発明の実施形態に係る荷重検出部１ａ及び電源・無線回路部４ａのブロック図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る端末部７ａのブロック図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る端末部７ａの演算回路７ａ−２における端末第１画面処理７Ｓ−１のフローチャートである。
【図１２】本発明の実施形態に係る端末部７ａの演算回路７ａ−２における端末第２画面処理７Ｓ−２のフローチャートである。
【図１３】本発明の実施形態に係る端末部７ａの演算回路７ａ−２における端末第３画面処理７Ｓ−３のフローチャートである。
【図１４】本発明の実施形態に係る端末部７ａの演算回路７ａ−２における端末第４画面処理７Ｓ−４のフローチャートである。
【図１５】図１１に示す端末第１画面処理７Ｓ−１によって、モニタ７ａ−４に表示される端末第１画面の一例を示す図である。
【図１６】図１２に示す端末第２画面処理７Ｓ−２によって、モニタ７ａ−４に表示される端末第２画面の一例を示す図である。
【図１７】図１３に示す端末第３画面処理７Ｓ−３によって、モニタ７ａ−４に表示される端末第３画面の一例を示す図である。
【図１８】図１４に示す端末第４画面処理７Ｓ−４によって、モニタ７ａ−４に表示される端末第４画面の一例を示す図である。
【図１９】本発明の実施形態に係る歩行評価システムが適用されたネットワークを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
まず、本発明の実施形態に係る歩行評価システムの概要について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る歩行評価システムの概要を説明する図である。図１（Ａ）は、歩行評価システムの歩行評価補助具本体１、荷重センサ２,５、無線回路部４の外観を示す図である。図１（Ｂ）は、歩行評価システムの端末７を示す図である。
【００３３】
本実施形態に係る歩行評価システムは、歩行評価補助具本体１、荷重センサ２,５、無線回路部４及び端末７を含む。
このような歩行評価システムは、リハビリテーションにおける訓練用の歩行評価補助具で、歩行評価補助具本体１にかかる荷重を定量的に評価することができる。
【００３４】
病院やリハビリテーションの現場では、現在、骨折後の歩行訓練で患足側（骨折側）への負担を軽減させるため、医師の指導により全体重の１／３、あるいは１／２といった部分荷重を患足側に徐々にかけるよう歩行訓練の指導がある。従来の方法は、体重計に患足をのせ、負荷をかける荷重を感覚的に患者自身が覚え込む必要があり、特に、高齢により感覚機能が低下した患者にとっては、このような部分荷重訓練が難しい。
そこで本実施形態に係る歩行評価システムでは、荷重センサ２,５を歩行評価補助具本体１に装着し、同センサから出力された荷重データを無線回路部４の小型送信機で端末７の一例である携帯端末（スマートフォンやタブレット等）に送信する。
端末７は、予め指定した荷重値を超えた場合、警報音やメロディ・振動・光等で患者に知らせることができる。また、端末７は、歩行時の動画撮影と荷重値をグラフ化しデータを保存することができる。
このように、本実施形態に係る歩行評価システムは、リハビリテーション用の部分荷重訓練システムとしての特徴を有する。
【００３５】
次に、歩行評価システムの構成について説明する。
図２は、図１（Ａ）に示す、歩行評価システムの歩行評価補助具本体１、荷重センサ２,５、無線回路部４の側面図であり、歩行に使用する装具８に装着した状態を示す図である。
図３は、図１（Ａ）に示す、歩行評価システムの歩行評価補助具本体１、荷重センサ２,５、無線回路部４の裏面図である。
歩行評価補助具本体１は、上面側に装具８の足裏が装着される。歩行評価補助具本体１には、踵側からつま先側に延びる位置調整用スライドレール３を備える。
【００３６】
位置調整用スライドレール３には、その底面において、つま先側に前荷重センサ２が設けられ、踵側に後荷重センサ５が設けられている。これにより、前荷重センサ２及び後荷重センサ５は、使用者に応じて、位置を任意調整することができる。
【００３７】
また、歩行評価補助具本体１には、後端側に電源・無線回路部４が設けられ、下面側中央（前荷重センサ２及び後荷重センサ５の間）に、電源・無線回路部４、前荷重センサ２及び後荷重センサ５に電気を供給するバッテリーを格納するバッテリー格納部６が設けられている。
また、歩行評価補助具本体１には、その上部に、装具８を取り付ける穴が複数加工されている。
【００３８】
装具８は、膝下までの下肢装具であり、足先からふくらはぎまでの脚サポートが考慮されている。装具８は、骨折患者等の初期歩行訓練に用いる場合、脚の固定は、足先、足首、脛（すね）の部分の計３箇所以上が有効である。また、装具８は、足首部の継ぎ手がフリーになっており、屈曲できる構造となっている。
このような装具８によれば、関節の固定、変形予防及び矯正、不随意運動の抑制、体重の支持あるいは免荷が可能となる。
【００３９】
図４は、前荷重センサ２の構造を説明する図である。図４（Ａ）は、分解した前荷重センサ２の側面図である。図４（Ｂ）は、分解した前荷重センサ２の斜視図である。
前荷重センサ２は、ロードセル格納部２ａと、ロードセル格納部２ａに取り付けられ、位置調整用スライドレール３と任意の位置で係合するスライドレール留め具２ｂと、ロードセル格納部２ａの下面に配置されたパッキン２ｃと、パッキン２ｃの下に配置された支持板２ｄと、ロードセル２ｅと、ロードセル２ｅのたわみを検知する荷重センサ（前荷重検出）２ｅ−１と、荷重センサ（前荷重検出）２ｅ−１で検知したアナログ信号を電源・無線回路部４に出力するためのロードセルケーブル２ｆと、ロードセル２ｅに荷重を伝達する加重凸部２ｇと、加重凸部２ｇの下に配置され床面接触部２ｈと、を備える。
なお、後荷重センサ５は、前荷重センサ２と同様の構成であるので、説明を省略する。
【００４０】
荷重センサ２,５は、ロードセル格納部２ａにロードセル２ｅが格納され、センサの材質は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニール）、ＭＣナイロン、ＡＢＳ等の樹脂が用いられている。
また、床面接触部２ｈは、円弧下駄状の形状が施されており、その表面は同床面との摩擦力を高めるためゴム製のラバーで円弧部分を仕上げる構造である。
【００４１】
図５は、図１（Ａ）に示す構造の変形例として、位置調整用スライドレール３及び荷重センサ２,５を履き物へ挿入する挿入型の構造を説明する図である。
図６は、挿入型の位置調整用スライドレール３及び荷重センサ２,５を履き物９に挿入した状態を示す図である。
挿入型の場合、位置調整用スライドレール３に、前荷重センサ２及び後荷重センサ５が取り付けられた部材が、履き物９の内部の底面に配置され、電源・無線回路部４及びバッテリー格納部６が、ベルト１０により使用者の足首に装着される。
また、挿入型の場合、荷重センサ２,５は、図４に示した例のものより小さいものが用いられる。
【００４２】
図７は、図４に示す例より小さい荷重センサ２の構造を説明する図である。図７（Ａ）は、分解した前荷重センサ２の斜め上方から視た斜視図である。図７（Ｂ）は、分解した前荷重センサ２の斜め下方から視た斜視図である。
前荷重センサ２（小）は、上面側に位置調整用スライドレール３と係合可能な溝が形成されており、下面側にロードセル２ｅが係合する欠き込みが形成されているロードセル格納部２ａと、ロードセル格納部２ａの下に配置されたロードセル２ｅと、ロードセル２ｅのたわみを検知したアナログ信号を電源・無線回路部４に出力するためのロードセルケーブル２ｆと、ロードセル２ｅに荷重を伝達する加重凸部２ｇと、加重凸部２ｇの下に配置され床面接触部２ｈと、加重凸部２ｇをロードセル格納部２ａに固定するストッパー２ｉと、を備える。
【００４３】
図７に示す例の床面接触部２ｈは、円形状が施されており、その表面は履き物の底面との摩擦力を高めるためゴム製のラバーで円形状部分を仕上げる構造である。
なお、後荷重センサ５は、前荷重センサ２と同様の構成であるので、説明を省略する。
その他の構成は、図４に示す荷重センサ２と同様の構成であるので、説明を省略する。
また、このような荷重センサ２,５は、単体で、杖類（松葉杖を含む。）の先端に装着可能であり、また、階段を用いた歩行訓練装置類に組み込むことも可能である。
【００４４】
ここで、歩行動作のメカニズムとしては、踵から地面に接地し、つま先で蹴り上げる歩行が通常歩行と言われる。歩行周期の中での荷重評価で重要なのは、踵接地荷重とつま先荷重評価の矢状面で最低でも２点の荷重センサは必要である。１点荷重では竹馬状態で、３点以上であれば荷重評価をする場合、荷重センサの数が増え適正な評価が困難となるが、本実施形態では、荷重センサを前後の２点に設けたことで、適正な歩行荷重評価が可能である。
また、図２に示すように、バッテリーを荷重センサ２,５間の中心に配置したことで脚の振り出しや歩行の安定性が向上する。
【００４５】
図８は、本発明の実施形態に係る歩行評価システムの使用状況を説明する図である。
歩行評価システムは、歩行評価補助具本体１、荷重センサ２,５、無線回路部４が装着された装具８ａが、リハビリテーションの歩行訓練を行う使用者の足に、取り付けられ、荷重センサ２,５で検知した歩行による荷重を示す荷重情報が、例えば、歩行訓練を指導する医師が保持する端末部７ａに送信される。
【００４６】
図９は、本発明の実施形態に係る荷重検出部１ａ及び電源・無線回路部４ａのブロック図である。
荷重検出部１ａは、前荷重センサ２に設けられた荷重センサ（前荷重検出）２ｅ−１と、後荷重センサ５に設けられた荷重センサ（後荷重検出）５ｅ−１と、を備える。
荷重センサ（前荷重検出）２ｅ−１及び荷重センサ（後荷重検出）５ｅ−１は、ロードセルのたわみを検出し、このたわみの大きさを示すアナログ信号を夫々無線回路部４に出力する。
【００４７】
電源・無線回路部４ａ（無線回路部４）は、端子台４ａ−１と、可変抵抗器４ａ−２と、マイコン４ａ−３と、ＬＥＤ４ａ−４と、演算回路４ａ−５と、電源回路４ａ−６と、バッテリー４ａ−７と、無線送受信回路４ａ−８と、スイッチ４ａ−９と、備える。
【００４８】
端子台４ａ−１は、荷重センサ（前荷重検出）２ｅ−１及び荷重センサ（後荷重検出）５ｅ−１から出力されたアナログ信号を受信する。
【００４９】
可変抵抗器４ａ−２は、端子台４ａ−１が受信したアナログ信号の大きさを調整する。
マイコン４ａ−３は、可変抵抗器４ａ−２で調整されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、演算回路４ａ−５に出力する。
ＬＥＤ４ａ−４は、マイコン４ａ−３により点灯制御される。
【００５０】
演算回路４ａ−５は、マイコン４ａ−３から出力されたデジタル信号に基づき、荷重センサ（前荷重検出）２ｅ−１及び荷重センサ（後荷重検出）５ｅ−１が検知した荷重の大きさを示す荷重情報を算出し、無線送受信回路４ａ−８に出力する。
【００５１】
電源回路４ａ−６は、バッテリー４ａ−７から供給された電気を、ユーザ（リハビリテーションの歩行訓練を行う使用者や、歩行訓練を指導する医師等）の操作に基づくスイッチ４ａ−９のＯＮ／ＯＦＦに応じて、演算回路４ａ−５に供給する。
【００５２】
無線送受信回路４ａ−８は、演算回路４ａ−５から出力された荷重情報を、無線通信により、端末部７ａ（端末７）に送信する。また、無線送受信回路４ａ−８は、バッテリー４ａ−７の電池残量を示す電池残量情報を、無線通信により、端末部７ａ（端末７）に送信する。
【００５３】
このように、無線回路部４は、荷重センサ２,５から出力されるアナログ信号をマイコンにてデジタル信号に変換し、演算回路にて形成された荷重情報を端末に送信する。
また、無線回路部４は、荷重センサ２,５に内蔵されたロードセル２ｅ及び信号ケーブル２ｆを介して出力されたアナログ信号を演算処理した荷重情報を、無線通信で端末７に送信する。
【００５４】
図１０は、本発明の実施形態に係る端末部７ａのブロック図である。
端末部７ａ（端末７）は、受信器７ａ−１と、演算回路７ａ−２と、ソフトウェア解析７ａ−３と、モニタ７ａ−４と、スピーカ７ａ−５と、振動発信部７ａ−６と、光発信部７ａ−７と、カメラ７ａ−８と、を備える。
端末部７ａ（端末７）は、携帯可能な形状を有し、身体等への装着を可能であるタブレットやスマートフォンで構成されている。
【００５５】
受信器７ａ−１は、無線通信で無線送受信回路４ａ−８（図９参照）から荷重情報を受信する。
演算回路７ａ−２は、受信器７ａ−１が受信した荷重情報や、タッチパネルで構成されたモニタ７ａ−４におけるユーザの操作に基づき、記憶部に記憶された（内蔵された）専用ソフトウェアを読み込み、ソフトウェア解析７ａ−３を行う。
モニタ７ａ−４は、タッチパネルで構成され、演算回路７ａ−２の制御により、ユーザの操作を受け付け、ソフトウェア解析７ａ−３に応じた表示を行う。
スピーカ７ａ−５は、演算回路７ａ−２の制御により、ソフトウェア解析７ａ−３に応じて、ブザーや内蔵音源で発報する。
振動発信部７ａ−６は、演算回路７ａ−２の制御により、ソフトウェア解析７ａ−３に応じて、振動発信を行う。
光発信部７ａ−７は、演算回路７ａ−２の制御により、ソフトウェア解析７ａ−３に応じて、点滅や点灯を行う。
カメラ７ａ−８は、演算回路７ａ−２の制御により、動画や静止画を撮像する。
【００５６】
回路等の各機能処理部は、コンピューター装置に内蔵されたＣＰＵ（Central  Processing  Unit）が、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）又はハードディスク等の記憶部に格納されたコンピュータ・プログラム（ソフトウェア）を読み出し、ＣＰＵにより実行されたコンピュータ・プログラムによって実現される。すなわち、各機能処理部は、このコンピュータ・プログラムが、記憶部やメモリ上の記憶領域からテーブル等の必要なデータを読み書きし、場合によっては、関連するハードウェア（例えば、入出力装置、表示装置、通信インターフェース装置）を制御することによって実現される。
【００５７】
次に、端末部７ａの演算回路７ａ−２におけるソフトウェア解析７ａ−３について説明する。
図１１は、本発明の実施形態に係る端末部７ａの演算回路７ａ−２における端末第１画面処理７Ｓ−１のフローチャートである。
図１５は、図１１に示す端末第１画面処理７Ｓ−１によって、モニタ７ａ−４に表示される端末第１画面の一例を示す図である。
演算回路７ａ−２は、専用ソフトウェアを起動すると、端末第１画面処理７Ｓ−１において、モニタ７ａ−４に図１５に示す端末第１画面を表示する制御を行う。
【００５８】
演算回路７ａ−２は、図１５に示す端末第１画面において、ユーザの操作に基づき、使用者（リハビリテーションの歩行訓練を行う者であり、歩行評価補助具本体１、荷重センサ２,５、無線回路部４が装着された装具８ａ等を装着した者）の体重の入力を受け付ける（７Ｓ−１ａ）。
【００５９】
次に、演算回路７ａ−２は、図１５に示す端末第１画面において、ユーザの操作に基づき、警告荷重（到達閾値）を選択する操作及び目標荷重を選択する操作を受け付ける（７Ｓ−１ｂ）。
警告荷重を選択する操作とは、具体的には、端末第１画面において表示された「１／２」（使用者の体重の１／２であることを示す。）、「１／３」（使用者の体重の１／３であることを示す。）、「２／３」（使用者の体重の２／３であることを示す。）のいずれかをタッチする操作である。
また、目標荷重を選択する操作とは、具体的には、端末第１画面において表示された警告荷重に対しての割合（％）を選択する操作である。
このように、演算回路７ａ−２は、使用者ごとに体重の入力を受け付け、警告荷重、目標荷重の部分荷重が選択されることで、到達閾値を設定する。
【００６０】
次に、演算回路７ａ−２は、図１５に示す端末第１画面において、ユーザにおけるスタートボタンの操作を受け付ける（７Ｓ−１ｃ）。例えば、ユーザは、使用者がリハビリテーションの歩行訓練を開始するタイミングで、端末第１画面におけるスタートボタンをタッチする。
また、演算回路７ａ−２は、スタートボタンをタッチされると、受信器７ａ−１により、電源・無線回路部４ａの無線送受信回路４ａ−８から送信された荷重情報を受信する。
【００６１】
次に、演算回路７ａ−２は、受信器７ａ−１により受信した荷重情報に基づき、図１５に示す端末第１画面において、前荷重、後ろ荷重及び合計荷重を表示する制御を行う（７Ｓ−１ｄ）。
また、演算回路７ａ−２は、受信器７ａ−１により受信した荷重情報が、警告荷重を選択する操作で受け付けた警告荷重を超過した回数を積算し、この超過した回数を端末第１画面に表示する制御を行う（７Ｓ−１ｄ）。
また、演算回路７ａ−２は、受信器７ａ−１により受信した電池残量情報に基づき、図１５に示す端末第１画面において、歩行評価補助具本体１に取り付けられたバッテリー４ａ−７の電池残量を表示する制御を行う（７Ｓ−１ｄ）。
【００６２】
また、演算回路７ａ−２は、受信器７ａ−１により受信した荷重情報が、警告荷重を選択する操作で受け付けた警告荷重（到達閾値）を越えた場合には、スピーカ７ａ−５における警報音やメロディ、振動発信部７ａ−６における振動、光発信部７ａ−７における光による発報を制御する。
【００６３】
次に、演算回路７ａ−２は、図１５に示す端末第１画面において、ユーザにおけるストップボタンの操作を受け付ける（７Ｓ−１ｅ）。例えば、ユーザは、使用者がリハビリテーションの歩行訓練を終了するタイミングで、端末第１画面におけるストップボタンをタッチする。
【００６４】
図１２は、本発明の実施形態に係る端末部７ａの演算回路７ａ−２における端末第２画面処理７Ｓ−２のフローチャートである。
図１６は、図１２に示す端末第２画面処理７Ｓ−２によって、モニタ７ａ−４に表示される端末第２画面の一例を示す図である。
演算回路７ａ−２は、専用ソフトウェアを起動すると、端末第２画面処理７Ｓ−２において、モニタ７ａ−４に図１６に示す端末第２画面を表示する制御を行う。
【００６５】
演算回路７ａ−２は、受信器７ａ−１により、電源・無線回路部４ａの無線送受信回路４ａ−８から送信された荷重情報を受信し、荷重データを判別する（７Ｓ−２ａ）。
【００６６】
次に、演算回路７ａ−２は、図１６に示す端末第２画面において、ユーザにおけるスタートボタンの操作を受け付ける（７Ｓ−２ｂ）。例えば、ユーザは、使用者がリハビリテーションの歩行訓練を開始するタイミングで、端末第２画面におけるスタートボタンをタッチする。
【００６７】
次に、演算回路７ａ−２は、図１６に示す端末第２画面において、判別した荷重データの時間経過における変位を、リアルタイムで波形（グラフ）表示する制御を行う（７Ｓ−２ｃ）。
また、演算回路７ａ−２は、判別した荷重データの時間経過における変位を示すデータを記憶部に記憶（保存）する。
【００６８】
また、演算回路７ａ−２は、図１６に示す端末第２画面に表示された録画ボタン（図１６に示す三角形のボタン）が、ユーザにより操作された場合、カメラ７ａ−８を起動し、動画の撮影を開始し、端末第２画面に表示する制御を行うとともに、記憶部に記憶する（７Ｓ−２ｄ）。また、演算回路７ａ−２は、端末第２画面に表示された停止ボタン（図１６に示す四角形のボタン）が、ユーザにより操作された場合、カメラ７ａ−８による動画の撮影を停止する。また、演算回路７ａ−２は、端末第２画面に表示された動画再生ボタンが、ユーザにより操作された場合、記憶部に記憶された動画を、モニタ７ａ−４に表示する制御を行う。
【００６９】
また、演算回路７ａ−２は、判別した荷重データに基づき、図１６に示す端末第２画面において、前荷重、後ろ荷重及び合計荷重を表示する制御を行う（７Ｓ−２ｄ）。
また、演算回路７ａ−２は、判別した荷重データが、警告荷重を選択する操作で受け付けた警告荷重を超過した回数を積算し、この超過した回数を端末第２画面に表示する制御を行う（７Ｓ−２ｄ）。
また、演算回路７ａ−２は、受信器７ａ−１により受信した電池残量情報に基づき、図１６に示す端末第２画面において、歩行評価補助具本体１に取り付けられたバッテリー４ａ−７の電池残量を表示する制御を行う（７Ｓ−２ｄ）。
【００７０】
次に、演算回路７ａ−２は、図１６に示す端末第２画面において、ユーザにおけるストップボタンの操作を受け付ける（７Ｓ−２ｅ）。例えば、ユーザは、使用者がリハビリテーションの歩行訓練を終了するタイミングで、端末第２画面におけるストップボタンをタッチする。
【００７１】
図１３は、本発明の実施形態に係る端末部７ａの演算回路７ａ−２における端末第３画面処理７Ｓ−３のフローチャートである。
図１７は、図１３に示す端末第３画面処理７Ｓ−３によって、モニタ７ａ−４に表示される端末第３画面の一例を示す図である。
演算回路７ａ−２は、専用ソフトウェアを起動すると、端末第３画面処理７Ｓ−３において、モニタ７ａ−４に図１７に示す端末第３画面（警告音源設定画面）を表示する制御を行う（７Ｓ−３ａ）。
【００７２】
次に、演算回路７ａ−２は、図１７に示す端末第３画面において、ユーザの操作に基づき、上限警告音の設定（警告音を発報する到達上限閾値（到達上限閾値を荷重が超えた場合に発報する。）の設定）、上限警告音の音源の種類の設定を行う（７Ｓ−３ｂ）。
また、演算回路７ａ−２は、図１７に示す端末第３画面において、ユーザの操作に基づき、下限警告音の設定（警告音を発報する到達下限閾値（到達下限閾値を荷重が下回った場合に発報する。）の設定）、下限警告音の音源の種類の設定を行う（７Ｓ−３ｂ）。
また、演算回路７ａ−２は、図１７に示す端末第３画面において、ユーザの操作（例えば、短音・中音・長音のいずれかを選択する操作）に基づき、警告音の長さを設定する（７Ｓ−３ｂ）。
また、演算回路７ａ−２は、図１７に示す端末第３画面において、ユーザの操作（例えば、対象計測器（荷重センサ２,５）を識別する識別情報を選択する操作）に基づき、荷重情報を受信する対象計測器を設定する（７Ｓ−３ｂ）。
また、演算回路７ａ−２は、受信器７ａ−１により受信した電池残量情報に基づき、図１７に示す端末第３画面において、歩行評価補助具本体１に取り付けられたバッテリー４ａ−７の電池残量を表示する制御を行う（７Ｓ−３ｂ）。
【００７３】
図１４は、本発明の実施形態に係る端末部７ａの演算回路７ａ−２における端末第４画面処理７Ｓ−４のフローチャートである。
図１８は、図１４に示す端末第４画面処理７Ｓ−４によって、モニタ７ａ−４に表示される端末第４画面の一例を示す図である。
演算回路７ａ−２は、専用ソフトウェアを起動すると、端末第４画面処理７Ｓ−４において、モニタ７ａ−４に図１８に示す端末第４画面（初期設定画面）を表示する制御を行う（７Ｓ−４ａ）。
【００７４】
次に、演算回路７ａ−２は、図１８に示す端末第４画面において、ユーザの操作（プルダウンによる時間（分）を選択する操作）に基づき、ブザー時間の設定を行う（７Ｓ−４ｂ）。
【００７５】
また、演算回路７ａ−２は、図１８に示す端末第４画面において、ユーザの操作（プルダウンによる無線通信の接続先（デバイス）を選択する操作）に基づき、通信設定を行う（７Ｓ−４ｃ）。
【００７６】
また、演算回路７ａ−２は、図１８に示す端末第４画面において、ユーザの操作に基づき、記憶部に記憶されたデータ（ファイル）を読み出したり、削除したりする（７Ｓ−４ｄ）。
【００７７】
図１９は、本発明の実施形態に係る歩行評価システムが適用されたネットワークを説明する図である。
歩行評価システムにおける、歩行評価補助具本体１に取り付けられた無線回路部４及びユーザに操作される端末７は、ローカルエリアネットワーク７ｂに接続可能とし、端末７と医療従事者のコンピューター７ｃが双方向に通信可能である。
また、端末７が記憶する利用者データ（使用者の体重等のデータ）は、医療従事者のコンピューター７ｃからアクセス可能である。
また、端末７は、演算回路７ａ−２により、目標荷重、警告荷重の設定及びデータを分析し、モニタ７ａ−４において、医療従事者のコメントを呈示することが可能である。
【００７８】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７９】
１    歩行評価補助具本体
２    前荷重センサ（大・小）
３    位置調整用スライドレール
４    電源・無線回路部
５    後荷重センサ（大・小）
６    バッテリー格納部
７    端末
８    装具
９    履き物
１０    ベルト
符号細則
１ａ  荷重検出部
２ａ  ロードセル格納部
２ｂ  スライドレール留め具
２ｃ  パッキン
２ｄ  支持板
２ｅ  ロードセル
２ｅ−１荷重センサ（前荷重検出）
２ｆ  ロードセルケーブル
２ｇ  加重凸部
２ｈ  床面接触部
２ｉ  ストッパー
４ａ  無線回路
４ａ−１  端子台
４ａ−２  可変抵抗器
４ａ−３  マイコン
４ａ−４  ＬＥＤ
４ａ−５  演算回路
４ａ−６  電源回路
４ａ−７  バッテリー
４ａ−８  無線送受信回路
４ａ−９  スイッチ
５ｅ−１  荷重センサ（後荷重検出）
７ａ  端末部
７ａ−１  受信器
７ａ−２  演算回路
７ａ−３  ソフトウェア解析
７ａ−４  モニタ
７ａ−５  スピーカ
７ａ−６  振動発信部
７ａ−７  光発信部
７ａ−８  カメラ
７ｂ  ローカルエリアネットワーク
７ｃ  コンピューター
７Ｓ−１  端末第１画面
７Ｓ−２  端末第２画面
７Ｓ−３  端末第３画面
７Ｓ−４  端末第４画面
８ａ  使用状態の装具
【図１】
2017158909.tif 000003
【図２】
2017158909.tif 000004
【図３】
2017158909.tif 000005
【図４】
2017158909.tif 000006
【図５】
2017158909.tif 000007
【図６】
2017158909.tif 000008
【図７】
2017158909.tif 000009
【図８】
2017158909.tif 000010
【図９】
2017158909.tif 000011
【図１０】
2017158909.tif 000012
【図１１】
2017158909.tif 000013
【図１２】
2017158909.tif 000014
【図１３】
2017158909.tif 000015
【図１４】
2017158909.tif 000016
【図１５】
2017158909.tif 000017
【図１６】
2017158909.tif 000018
【図１７】
2017158909.tif 000019
【図１８】
2017158909.tif 000020
【図１９】
2017158909.tif 000021