(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実行すべき一連の運動を運動する人が自己管理できるようにするためのシステムにおいて、ビデオカメラ（１）と、撮影されたビデオ画像（４）を描出するためのモニター（３）と、予め定められた運動又は身体位置を表示する少なくとも１つの標識（６）をビデオ画像（４）内に挿入する挿入手段（５）とを備え、前記挿入手段（５）は、運動シーケンスを実行する撮影されたビデオ画像（４）内に表示される人（２）又は表示される人体範囲の特徴的な点、線、輪郭等を捕捉すべく、かつ動く標識（６）の移動速度を、運動する人（２）又は人体範囲の運動速度に自動的に適合させるべく構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項２】
挿入手段（５）が、身体運動中に予め定められた理想的な身体運動を表示する不動の標識（６）を挿入するためにも構成されていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
挿入手段（５）が、ビデオカメラ（１）に対する人の位置調節の役割をする少なくとも１つの不動の標識（６″）を挿入すべく構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のシステム。
【請求項４】
挿入手段（５）が、運動シーケンスを実行し撮影されたビデオ画像（４）内に表示される不動の人（２）又は表示される人体範囲の特徴的な点、線、輪郭等を捕捉すべく、かつ標識（６）、特にその大きさおよび／又は挿入位置を捕捉結果に関係して自動的に適合させるべく構成されていることを特徴とする請求項１ないし３の１つに記載のシステム。
【請求項５】
挿入手段（５）が、運動シーケンスを実行する撮影されたビデオ画像（４）内に表示される人（２）又は表示される人体範囲の特徴的な点、線、輪郭等を捕捉すべく、かつ標識（６）、特にその大きさおよび／又は挿入位置を捕捉結果に関係して自動的に適合させるべく構成されていることを特徴とする請求項１ないし４の１つに記載のシステム。
【請求項６】
標識（６）の大きさおよび／又は挿入位置および／又は運動速度が手動で変更可能であることを特徴とする請求項１ないし５の１つに記載のシステム。
【請求項７】
挿入手段（５）にメモリ手段が付属しており、その中に多くの異なる予め定められた身体運動シーケンスに対して少なくとも１つの標識（６）の各挿入データが記憶されており、かつ必要時には利用者側で選択可能であることを特徴とする請求項１ないし６の１つに記載のシステム。
【請求項８】
標識（６）として、特に模形化された人間の形態の点、線等が表示可能であることを特徴とする請求項１ないし７の１つに記載のシステム。
【請求項９】
種々の利用者側で選択可能な表示形態が設けられていることを特徴とする請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
挿入手段（５）がビデオカメラ（１）内に集積されていることを特徴とする請求項１ないし９の１つに記載のシステム。
【請求項１１】
挿入手段（５）がモニター（３）内に集積されていることを特徴とする請求項１ないし９の１つに記載のシステム。
【請求項１２】
挿入手段（５）が分離した要素としてビデオカメラ（１）とモニター（３）との間の通信接続内に配置されていることを特徴とする請求項１ないし９の１つに記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、実行すべき身体一連の運動を運動する人が自己管理できるようにするためのシステムに関する。
【０００２】
特定の運動又は一連の運動の練習は、例えばリハビリテーションの範囲内で重要な役割をする。その際に被検査者又は患者は、自身に可能な身体運動を全体的にトレーニングするため、又は特定の身体部分や筋肉群に意図に沿った影響を与えるため、特定の一連の運動でトレーニングする。しかし、その運動能力に根本的に障害のある人の際にも、一連の運動の、意図に従った特定の練習は重要な治療要素である。これら一連の運動の練習時又はトレーニング運動の実行時には、運動が正しく行われること、即ち、予め定められた一連の運動が、可能な限り最良に守られることがしばしば決定的に重要である。その際に、偏差を直接的に補正するように、偏差を可能な限り運動中にも認識できることが望ましい。仮に運動を多数回“誤って”実行すると、それは意図する治療効果に通じない。逆にその際には、“誤った”一連の運動の結果として、全く改善せず又は悪化する危険さえ存在する。
【０００３】
被検査者自身による運動の自己知覚は、十分な管理のためにしばしば十分でない。なぜならば、自己知覚は、例えば特定の健康上の障害に基づいて妨げられることがある。さらに、運動を視覚的に観察することは、しばしば不可能である（背面や側面からの観察）。最後に、複雑でダイナミックな経過の際、自己知覚は過大な要求を課される。即ち、患者は複雑な一連の運動の正しい実行にも、なんらかの運動の誤りの検出にも、同時に集中することはできない。ここで補助的に観察者、即ちトレーナー又はテラピストを呼ぶことも可能であるが、それには高い費用がかかる。さらに鏡およびその類似物を連続的な自己観察のために利用することも可能である。この際の欠点は、それら全てにもかかわらず本来の理想的な身体位置又は理想的な一連の運動が認識されない。即ちこれによっても十分な管理は達成されない。最後に、一連の運動をビデオ撮影により記録し、続いて観察し、解析する可能性も残されている。しかしここでも運動中の自己管理は不可能である。
【０００４】
ヨーロッパ特許出願公開第0 700 694号明細書から、トレーニング者が運動をトレーニング装置により実行し、その際測定撮影により運動を捕捉し、かつ一連の運動を表す曲線の形態でモニターに表示するトレーニングおよび診断方法は知られている。この曲線に、トレーニング者が追随すべく予め定められた曲線が挿入される。
【０００５】
従って本発明の課題は、冒頭に記載の種類のシステムであって、被検査者に対して運動中に一連の運動に関する簡単な自己管理を可能にし、それによって運動中にも、場合により補正が行えるシステムを提供することである。
【０００６】
この課題を解決するため、冒頭に記載の形式のシステムは、本発明に従いビデオカメラと、撮影されたビデオ画像を描出するためのモニターと、予め定められた運動又は身体位置を表示する少なくとも１つの標識をビデオ画像内に挿入するための手段とを含む。
【０００７】
本発明によるシステムは、一方では人が一連の運動を直接的に像スクリーン上で追随できるように、ビデオカメラで捕捉したライブ像をモニター上に再現する方法を利用する。さらに設けられている挿入手段により、いま特に有利に、ビデオカメラから与えられるライブ像内に、例えばテラピストにより予め定められた一連の運動を顧慮して、理想的な身体位置を表示する１つ又は多くの標識を挿入することが可能である。患者にこうして連続的に予め知られている一連の運動に関する目標位置が表示され、この目標位置を患者は直ちに、患者が現在位置しており、又患者に“生”のビデオ画像により明らかにされている実際位置と比較する。被検査者はそれによって、標識により表示された目標位置からの偏差を認識し、又直ちに補正することができる。このことは、運動トレーニングにより達成すべき治療成果が達成されるように、被検査者が“正しい”運動を認識し、実行することを可能にする。挿入される標識は、勿論例えば点、又は多くの例えば種々の身体末端に対応付けられている点であってよいし、又は特に模形化された人間の形態又は輪郭線の形態の１つ又は多くの線等であってよい。これらの標識を利用者は、必要であれば、どの表示形態を個人的に自己管理のために好むかに応じて選ぶこともできる。実行すべき運動および標識の位置は、トレーナー又はテラピストにより、例えば医学的観点から決定される。
【０００８】
標識を挿入するための手段は、本発明に従い、ビデオカメラ内に直接的に集積してもよい。ビデオカメラではビデオ画像内への、例えばオーバーレイの形態でのグラフィック要素の挿入は公知の標準機能であり、それにより例えば時間又は日付がテキストとしてビデオフィルム内に挿入される。本発明によりビデオカメラ内に集積される手段、即ちグラフィックプロセッサは単に本発明によるシステムにおいて挿入すべき標識に相応して構成又はプログラミングされていてよい。代替的に、挿入手段、即ちグラフィックプロセッサを直接的にモニター内に集積することも、例えばビデオカメラとモニターとの間の通信接続、例えば通信線内に配置されたパーソナルコンピュータの形態の、中間接続されている挿入手段を使用することも勿論可能である。
【０００９】
挿入手段は本発明に従い身体運動時に不動の標識を挿入すべく構成されていてよい。即ち、本発明のこの実施例では、例えば同時に右腕と右足を特定の位置で揺らす身体運動の間に、それぞれ腕又は足が占めるべき理想的な終端位置が表示される。被検査者はその際、被検査者がいまその腕又は足を実際に治療の観点から理想的な目標位置に達する迄揺らしているかどうか、又は例えば過小又は過大に揺らしていないかどうかを認識する。本発明の最も好ましい挿入手段としては、予め定められた理想的な身体運動を表示する、動く標識として構成する。本発明のこの最も好ましい実施例では、標識は身体に対して平行に又身体と同時に移動（以下、運動ともいう。）する、即ち被検査者に各時点で理想的な目標位置が表示され、それを被検査者が自身のビデオ画像により実際位置と比較できる。このことは、前記の場合のように特定の身体位置への到達だけが重要なのではなく、理想的な運動線又は運動方向の身体運動が継続することが重要であるときに目的に適っている。
【００１０】
前記のように標識は、理想的な身体の目標位置を表示する役割をする。即ち、標識の位置や大きさ等はビデオ画像内に表示される人の位置や大きさ等に適合し、かつそれに関係付けられていなければならない。像内に表示される人の“位置および大きさ”は、一方では人自体の大きさに関係し、他方ではビデオカメラの設定やその人迄の距離に関係する。さらに、例えば特定の身体範囲のみ、例えば意図に従って運動すべき、ビデオカメラのズーム装置によりビデオ画像内に描出される足のみを表示すべきかどうかに関係する。
【００１１】
ビデオ画像内に表示された人に関する標識が、像内に示されている人の大きさに対し正しい位置に挿入されるよう、人がビデオカメラに対し正しく位置決めされることを保証する簡単な可能性を与えるため、本発明により、調節標識としての役割をし、かつ、例えばどこに頭や足等がビデオ画像内で位置決めされていなければならないかを示す１つ又は多くの標識を挿入する。トレーニング者は次いでビデオカメラに関するその位置を、その頭や足およびその類似物がビデオ画像内に挿入されている調節標識と合同であるように選ぶだけでよい。調節の役割をするこれらの標識に追加して次いで、達成すべき運動又は身体位置を表示する別の標識が挿入される。この場合、トレーニング者はビデオカメラに関して固定の位置を保たなければならない。
【００１２】
簡単な適合および相関付けを可能にすべく、本発明により挿入手段は、運動シーケンスを実行する撮影されたビデオ画像内に表示される不動の人又は人体部分の特徴的な点、線、輪郭等を捕捉すべく、又標識、特にその大きさおよび／又は挿入位置を捕捉結果に関係して自動的に適合させるべく構成されている。即ち挿入手段は、ビデオ画像を手がかりにして、表示すべき人又は人体部分に関する重要な情報を捕捉する立場にもあり、それにより、次いで相応の処理技術により標識、即ち例えば模型化された人の大きさが、捕捉された人の大きさに対応して設定される。このことは、人が運動していないときに行うのが良い。なぜならば、その際、特徴的な点を簡単に捕捉できるからである。
【００１３】
代替的に挿入手段は、運動シーケンスを実行する、撮影されたビデオ画像内に表示される人又は人体範囲の特徴的な点、線、輪郭等を捕捉すべく、かつ標識、特にその大きさおよび／又は挿入位置を捕捉結果に従って自動的に適合させるべく構成してもよい。即ち本発明のこの実施例では、最初にビデオカメラにより完全な運動シーケンスが撮影される。これは、例えば被検査者が運動を可能な限り最良な方法で実行するよう監督下で行う。その際に同時に、被検査者は目下、場合によっては標識の表示経過の自動的な適合に追加して本発明により同じく予定されている手動による適合も可能であることを認識する。この方法で、“ティーチイン”の形式で理想的な運動設定、即ち標識の挿入データが被検査者の実際の運動可能性に相応して生じ、又この被検査者に個別に向けられる。トレーナーやテラピストは、各被検査者に対し、標識により定められる、目標とする特有の一連の運動を入力する。
【００１４】
例えば筋力トレーニングように、特定の一連の運動時、運動の速度が重要でない場合には、本発明により、運動シーケンスを実行する、撮影されるビデオ画像シーケンス内に示される人又は人体部分の特徴的な点、線、輪郭等を捕捉すべく構成されている挿入手段が、運動する標識の運動速度を運動する人又は人体範囲の運動速度に自動的に適合させるように構成してもよい。前記のように自動的な適合／変更とならんで、標識の大きさおよび／又は挿入位置および／又は運動速度を手動で変更可能に構成することもできる。
【００１５】
本発明の別の実施例では、挿入手段にメモリ手段を付属させ、その中で多くの異なる予め定められた身体運動シーケンスに対し少なくとも１つの標識の各挿入データを記憶させておき、かつ必要の際には利用者側で選択可能とする。このことは、そのリハビリテーション又はトレーニングの範囲内で多くの相異なる運動シーケンスを実行しなければならない被検査者が、各運動シーケンスに対して定められた標識を選んで表示するのを可能にする。
【００１６】
本発明の他の利点、特徴および詳細を、以下に説明する実施例および図面から明らかにする。
【００１７】
本発明による図示のシステムはビデオカメラ１を含み、それにより人２の運動が撮影される。ビデオカメラ１はデータ線を介してモニター３と接続されており、このモニター３上に撮影されたビデオ画像４が“生”で描出される。データ線の代わりに無線通信の利用も考えられる。ビデオカメラ１とモニター３との間に挿入手段５が接続されている。挿入手段５は、図示のビデオ画像４内に、特定の一連の運動を実行する被検査者が占めるべき理想的な身体位置を表示する少なくとも１つの標識を挿入する役割をする。図示の例では、ビデオ画像４内に点の形態で多くの標識６が挿入される。これらの点６は人２により視覚的に知覚可能である。図示の例では、標識６を身体の各部に取り付けている。２つの標識６は足に、２つの別の標識は膝にそして最後の２つの標識は手に取り付けている。ビデオ画像４内の人の各身体部分と標識６の合致又は不合致を手がかりに、人２は、その身体位置が標識６により予め定められた目標位置に合致するか否かを認識する。この実施例では、左腕の位置と姿勢が運動設定に合致している点で、運動が正しく行われている。しかし右腕７の姿勢は目標位置からずれている。何故なら、ビデオ画像４内に表示された腕７′は対応する標識６′と合同ではないからである。人２は、目標位置からのこの偏差を運動中に直ちに認識し、かつ相応に補正するので、その後の一連の運動は目標位置に一層近接して実行される。
【００１８】
図２および３は２つのシステム変形例として、挿入手段５をビデオカメラ内に集積した変形例（図２）と、モニター内に集積した変形例（図３）とを示す。各場合に挿入手段は、標識を挿入すべくプログラミング可能なように構成されたグラフィックプロセッサを含んでいる。さらに図２はビデオ画像内に挿入された、ビデオカメラ１に関する人の位置調節又は位置決めの役割をする不動の標識６″を示す。人は、例えばビデオ画像内の人の頭と足が各標識６″と合同になる迄、ビデオカメラ１に対して位置を変える。
【００１９】
挿入手段５は、例えば図１および３によるシステム内で行われているように、ビデオ画像４内に示された人の特徴的な点、線又は輪郭を捕捉する。それらからビデオ画像４内の示された人の大きさ、位置等を認識し、又標識６を適合させて挿入する。なぜならば、これらを図示の人の大きさに対応付けなければならないからである。ビデオ画像内に示された人が、例えば半分の大きさでしか表示されないと、例えばビデオカメラ１が相応に人に対して遠く離されて配置されていたときに、例として示す標識６の挿入位置の変更なしにはこれらは完全に誤って挿入されてしまう、即ち実際位置と目標位置との比較がこの場合には不可能であろう。この適合は自動的に行われ、その場合これは人が運動しないときに行うのが目的に適っている。
【００２０】
加えて、標識の位置又は大きさの自動的な適合の代わりに、場合によってはそれに追加して、図２に関して説明したように挿入手段５を用い、例えば人の頭や足の位置決めおよび調節の役割をする不動の標識を、ビデオ画像内に挿入することも可能である。人は、次いでビデオ画像内に示される頭および足が各標識と合同であるようにビデオカメラに対して位置決めし直さねばならない。この場合、人はこの決められた位置をトレーニングの間保たなければならない。
【００２１】
さらに挿入手段は、単に理想的な身体末端位置を定める不動の標識を挿入すると共に、人と共に動く標識を挿入すべく構成されている。一連の運動の実行時、特定の運動速度を守ることが重要でないなら、挿入手段５は、さらに標識６の運動速度をその人の運動速度に適合させることもできる。この適合は、自動的な適合の場合に、人の運動に応じて行われる。それと並んで、必要な場合、手による補正又は適合が可能なように、手動でも変更可能とされる。この例で示した点状の標識６の実施例とならんで、これらは模形化された人間（線で描いた人体）等の形態で挿入してもよい。最後に、挿入手段５に、目的にかなった方法で集積されているメモリ手段を付属させ、その中に被検査者が実行すべき種々の一連の運動に対する標識の挿入データを記憶させておき、これらを必要の際に被検査者が選べるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施例のシステム。
【図２】  第２の実施例のシステム。
【図３】  第３の実施例のシステム。
【符号の説明】
１  ビデオカメラ
２  人
３  モニター
４  ビデオ画像
５  挿入手段
６、６″  標識
【図１】
0004335456.tif 000002
【図２】
0004335456.tif 000003
【図３】
0004335456.tif 000004