JP4611233B2 - Walking training support device - Google Patents
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Description
本発明は、加齢、病気及びケガなどにより歩行機能が低下している場合に、歩行機能を回復させるために行われる歩行訓練を支援する歩行訓練支援装置に関する。 The present invention relates to a walking training support device that supports walking training performed to recover a walking function when the walking function is deteriorated due to aging, illness, injury, or the like.
歩行機能の向上を図る歩行訓練の支援装置としては、多数の感圧センサを有すると共に圧力被計測者が歩行可能となっている圧力分布センサを備え、当該圧力分布センサ上を患者(被計測者)が歩行したときの足裏にかかる荷重と足位置と計測する技術が知られている(特許文献1参照)。この技術によると、被計測者の足裏の荷重状態が数値化されて理想的な荷重状態との差を客観的に把握することができ、歩行訓練を効率よく行うことができる。 The walking training assisting device for improving the walking function includes a pressure distribution sensor that has a large number of pressure-sensitive sensors and enables a pressure-measured person to walk, and a patient (measured person) is placed on the pressure distribution sensor. ) Is known to measure the load and foot position applied to the sole when walking (see Patent Document 1). According to this technique, the load state of the sole of the person to be measured is digitized, the difference from the ideal load state can be grasped objectively, and walking training can be performed efficiently.
歩行訓練においては、患者が通常の歩行を行うだけでなく、床上に描かれた直線に沿って踏み出した足の踵側端部が他方の足の爪先側端部に接するように歩行するつぎ足歩行を行うことがある。つぎ足歩行は、通常の歩行と比較してより正確な歩行動作が要求される。しかしながら、上述した技術では、つぎ足歩行を行ったときの荷重状態を正確に把握することは想定されていない。 In gait training, not only the patient walks normally, but also the gait where the heel side end of the foot that has stepped along the straight line drawn on the floor touches the toe side end of the other foot May walk. The walking with the next leg requires a more accurate walking motion than the normal walking. However, in the above-described technique, it is not assumed that the load state when the next leg walking is performed is accurately grasped.
本発明の主たる目的は、つぎ足歩行を行ったときの被計測者の荷重状態を正確に把握することができる歩行訓練支援装置を提供することである。 A main object of the present invention is to provide a walking training support device capable of accurately grasping a load state of a person to be measured when walking on the next leg.
本発明の歩行訓練支援装置は、被計測者から加えられる圧力をそれぞれ検知する複数の圧力検知領域を有する圧力分布センサと、前記圧力分布センサ上に形成された基準直線に沿って踏み出した足の踵側端部が他方の足の爪先側端部に接するように歩行することを被計測者に指示する指示手段と、前記指示手段に基づいて被計測者が前記圧力分布センサ上を歩行したときに、前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値に基づいて、前記圧力分布センサ上における被計測者の荷重状態を解析する解析手段とを備えている。 The walking training support device according to the present invention includes a pressure distribution sensor having a plurality of pressure detection regions for detecting pressure applied from a measurement person, and a foot that has been stepped along a reference straight line formed on the pressure distribution sensor. When the measurement subject walks on the pressure distribution sensor based on the instruction means for instructing the measurement subject to walk so that the heel side end portion contacts the toe side end portion of the other foot In addition, based on the output value corresponding to the pressure detected in each of the plurality of pressure detection areas included in the pressure distribution data from the pressure distribution sensor, the load state of the measurement subject on the pressure distribution sensor is analyzed. Analyzing means.
本発明によると、解析手段により、つぎ足歩行を行ったときの被計測者の荷重状態を正確に把握することができる。これにより、被計測者の歩行訓練を効率的に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to accurately grasp the load state of the person to be measured when walking on the next leg by the analyzing means. Thereby, a to-be-measured person's walk training can be performed efficiently.
本発明においては、前記解析手段が、前記圧力分布センサ上における被計測者の一方の足の重心位置を算出する片足重心位置算出手段と、前記圧力分布センサ上の被計測者の一方の足との接触領域内における、前記片足重心位置算出手段により算出された当該一方の足の重心位置の移動速度である片足重心移動速度を算出する片足重心移動速度算出手段とを含んでいることが好ましい。これによると、被計測者がつぎ足歩行を行ったときの各足のふらつき度を正確に計測することができる。 In the present invention, the analysis means includes a one-foot center-of-gravity position calculating means for calculating a center-of-gravity position of one foot of the person to be measured on the pressure distribution sensor, and one foot of the person to be measured on the pressure distribution sensor; The one foot center of gravity moving speed calculating means for calculating the one foot center of gravity moving speed, which is the moving speed of the center of gravity position of the one foot calculated by the one foot center of gravity position calculating means, is preferably included. According to this, it is possible to accurately measure the degree of wobbling of each foot when the person to be measured walks on the next leg.
また、本発明においては、前記解析手段が、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値と閾値とを比較する比較手段と、前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値以上であるという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を第1所定値に変換する第1の変換手段と、前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値より小さいという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を前記第1所定値とは異なる第2所定値に変換する第2の変換手段と、被計測者から前記第1の変換手段によって前記第1所定値に変換された出力値及び前記第2の変換手段によって前記第2所定値に変換された出力値に対応した圧力が前記複数の圧力検知領域に対してそれぞれ加えられた場合の被計測者の重心位置に基づいて、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置の基準となる基準位置を算出する基準位置算出手段と、前記重心位置算出手段が算出した重心位置と前記基準位置算出手段が算出した基準位置との相対距離である中心変位長をサンプリング時間ごとに算出する中心変位長算出手段と、計測時間内において、前記中心変位長離算出手段が算出した前記中心変位長を積算した総中心変位長を算出する総中心変位長算出手段とを含んでいることが好ましい。これによると、計測時間内におけるサンプリング時間ごとに基準位置を算出することによって、つぎ足歩行において、被験者の重心位置と圧力分布センサにおける被計測者との接触領域とが変化するときも、ふらつき度との相関関係が高い総中心変位長を算出することができる。これにより、被計測者がつぎ足歩行を行ったときのふらつき度を正確に計測することができる。 Further, in the present invention, the analyzing means includes a centroid position calculating means for calculating a centroid position of the measurement subject on the pressure distribution sensor, and the plurality of pressure detections included in the pressure distribution data from the pressure distribution sensor. Comparison means for comparing an output value corresponding to the pressure detected in each of the regions with a threshold value, and detection by each of the plurality of pressure detection regions included in the pressure distribution data from the pressure distribution sensor by the comparison means. A first conversion means for converting the output value to a first predetermined value when a comparison result indicating that the output value corresponding to the pressure is equal to or greater than a threshold value is obtained from the pressure distribution sensor by the comparison means. When a comparison result is obtained that the output value corresponding to the pressure detected in each of the plurality of pressure detection regions included in the pressure distribution data is smaller than the threshold value. And a second conversion means for converting the output values into a second predetermined value different from the first predetermined value, and an output from the measured person converted into the first predetermined value by the first conversion means. Based on the position of the center of gravity of the person to be measured when the pressure corresponding to the value and the output value converted to the second predetermined value by the second conversion means is applied to each of the plurality of pressure detection regions, A reference position calculating means for calculating a reference position serving as a reference for the position of the center of gravity of the measurement subject on the pressure distribution sensor; a center position calculated by the center of gravity position calculating means; and a reference position calculated by the reference position calculating means. A central displacement length calculating means for calculating a central displacement length as a relative distance every sampling time, and a total central displacement length obtained by integrating the central displacement lengths calculated by the central displacement length calculating means within the measurement time. Preferably it contains a total center displacement length calculating means for. According to this, by calculating the reference position for each sampling time within the measurement time, even when the subject's center of gravity position and the contact area with the measured person in the pressure distribution sensor change during walking on the foot, It is possible to calculate the total center displacement length having a high correlation with. This makes it possible to accurately measure the degree of wobbling when the person to be measured walks on the next leg.
さらに、本発明においては、前記解析手段が、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、前記基準直線から前記重心位置までの距離を被計測者の移動時間で積分することによって比直線時間積分値を算出する比直線時間積分手段とを含んでいることが好ましい。これによると、被計測者がつぎ足歩行を行ったときの歩行時間に伴う重心位置の変化量(ふらつき度)を正確に計測することができる。 Further, in the present invention, the analyzing means calculates the center of gravity position calculating means for calculating the center of gravity position of the person to be measured on the pressure distribution sensor, and calculates the distance from the reference straight line to the center of gravity position as the movement time of the person to be measured. It is preferable to include specific linear time integration means for calculating a specific linear time integration value by integrating at. According to this, it is possible to accurately measure the amount of change in the center of gravity (the degree of stagger) that accompanies the walking time when the person to be measured walks on the next leg.
このとき、前記比直線時間積分手段が、被計測者の左右いずれか一方の足のみが前記圧力分布センサ上に配置されているときの前記基準直線から前記重心位置までの距離を前記移動時間で積分することによって比直線時間積分値を算出してもよい。これによると、被計測者がバランスを崩しやすい状態での比直線時間積分値が算出されるため、被計測者がつぎ足歩行を行ったときのふらつき度をより正確に計測することができる。 At this time, the specific line time integration means calculates the distance from the reference straight line to the barycentric position when only one of the left and right feet of the person to be measured is arranged on the pressure distribution sensor based on the movement time. A specific line time integral value may be calculated by integration. According to this, since the specific line time integral value is calculated in a state in which the person to be measured is easily out of balance, the degree of wobbling when the person to be measured walks on the next leg can be measured more accurately.
または、前記比直線時間積分手段が、前記重心位置算出手段により算出された重心位置が被計測者の移動方向の反対方向に移動しているときの前記基準直線から前記重心位置までの距離を前記移動時間で積分することによって比直線時間積分値を算出してもよい。これによると、被計測者がバランスを崩しているときの比直線時間積分値が算出されるため、被計測者がつぎ足歩行を行ったときのふらつき度をより正確に計測することができる。 Alternatively, the specific straight line time integration means calculates the distance from the reference straight line to the gravity center position when the gravity center position calculated by the gravity center position calculation means is moving in a direction opposite to the movement direction of the measurement subject. The integral time integral value may be calculated by integrating with the moving time. According to this, since the specific line time integral value when the measurement subject is out of balance is calculated, it is possible to more accurately measure the degree of wobbling when the measurement subject walks on the next leg.
さらには、前記比直線時間積分手段が、被計測者の左右いずれか一方の足のみが前記圧力分布センサ上に配置されているとき、且つ、前記重心位置算出手段により算出された重心位置が被計測者の移動方向の反対方向に移動しているときの前記基準直線から前記重心位置までの距離を前記移動時間で積分することによって比直線時間積分値を算出することが好ましい。これによると、被計測者がつぎ足歩行を行ったときのふらつき度をより一層正確に計測することができる。 Further, when the specific line time integration means has only one of the left and right feet of the person to be measured disposed on the pressure distribution sensor, the gravity center position calculated by the gravity center position calculation means is It is preferable to calculate a specific line time integral value by integrating the distance from the reference straight line to the position of the center of gravity with the movement time when moving in the direction opposite to the movement direction of the measurer. According to this, it is possible to more accurately measure the degree of wobbling when the person to be measured walks on the next leg.
加えて、本発明においては、前記解析手段が、前記比直線時間積分手段が算出した比直線時間積分値に、前記移動時間に対する所定の単位時間の比を乗ずることによって揺れ指数を算出する揺れ指数算出手段を含んでいることが好ましい。これによると、移動時間の長さに依存しないふらつき度の指標となる揺れ指数を算出することができるため、被計測者のふらつき度を正確に把握することができる。 In addition, in the present invention, the analysis means calculates a shake index by multiplying the specific line time integral value calculated by the specific line time integration means by a ratio of a predetermined unit time to the moving time. It is preferable that the calculation means is included. According to this, it is possible to calculate a fluctuation index that is an indicator of the degree of wobbling that does not depend on the length of the movement time, and thus it is possible to accurately grasp the degree of wobbling of the measurement subject.
また、本発明においては、被計測者の移動開始後の第1所定時間及び移動終了前の第2所定時間の少なくともいずれかを前記移動時間に含めないことが好ましい。これによると、被計測者のつぎ足歩行が安定している状態で計測を行うことができるため、被計測者がつぎ足歩行を行ったときのふらつき度をより一層正確に計測することができる。 In the present invention, it is preferable that at least one of the first predetermined time after the start of movement of the measurement subject and the second predetermined time before the end of movement is not included in the movement time. According to this, since measurement can be performed in a state where the person to be measured walks on the leg, the degree of stagger when the person to be measured walks on the leg can be measured more accurately. .
加えて、本発明においては、前記解析手段が、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、前記基準直線から前記重心位置までの距離を前記重心位置の前記基準直線に沿った移動距離で積分することによって比直線距離積分値を算出する比直線距離積分手段とを含んでいることが好ましい。これによると、被計測者がつぎ足歩行を行ったときの歩行距離に伴う重心位置の変化量を正確に計測することができる。 In addition, in the present invention, the analyzing means calculates the center-of-gravity position calculating means for calculating the center-of-gravity position of the person to be measured on the pressure distribution sensor, and calculates the distance from the reference straight line to the center-of-gravity position of the center-of-gravity position. It is preferable to include specific linear distance integrating means for calculating a specific linear distance integrated value by integrating with a moving distance along the reference straight line. According to this, it is possible to accurately measure the amount of change in the center of gravity with the walking distance when the person to be measured walks on the next leg.
また、本発明においては、前記解析手段が、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、前記基準直線から前記重心位置までの距離の最大値である比直線距離最大値を算出する比直線距離最大値算出手段とを含んでいることが好ましい。これによると、被計測者がつぎ足歩行をおこなったときのふらつき度の最大値を計測することができる。 Further, in the present invention, the analyzing means calculates a center-of-gravity position calculating means for calculating the center-of-gravity position of the person to be measured on the pressure distribution sensor, and a ratio line that is the maximum value of the distance from the reference straight line to the center-of-gravity position. It is preferable that specific linear distance maximum value calculating means for calculating the maximum distance value is included. According to this, the maximum value of the degree of wobbling when the person to be measured walks on the next leg can be measured.
加えて、本発明においては、前記解析手段が、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、前記基準直線から被計測者の移動方向に関する左方向に最も離隔した前記重心位置までの距離、及び、前記基準直線から被計測者の移動方向に関する右方向に最も離隔した前記重心位置までの距離を合計することによって比直線距離最大振幅値を算出する比直線距離最大振幅算出手段とを含んでいることが好ましい。これによると、被計測者がつぎ足歩行を行ったときの最も大きなふらつきを容易に計測することができる。 In addition, according to the present invention, the analysis means is the most distant from the reference straight line in the left direction with respect to the movement direction of the measurement subject, and the gravity center position calculation means for calculating the gravity center position of the measurement subject on the pressure distribution sensor. The specific straight line distance that calculates the maximum straight line distance maximum amplitude value by summing the distance to the barycentric position and the distance from the reference straight line to the barycentric position furthest away in the right direction with respect to the movement direction of the measurement subject. And a maximum amplitude calculating means. According to this, it is possible to easily measure the largest fluctuation when the measurement subject performs walking on the next leg.
<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図1は、第1実施形態に係る歩行訓練支援装置の概略構成を示す外観図である。図2は、図1の歩行訓練支援装置の概略構成を示すブロック図である。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external view showing a schematic configuration of the walking training support apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the walking training support apparatus of FIG.
図1に示す歩行訓練支援装置1は、シート状の圧力分布センサ11と、圧力分布センサ11に接続された圧力検出部12と、パーソナルコンピュータ(パソコン)20と、圧力検出部12とパソコン20とを接続する接続ユニット40とを備えている。接続ユニット40は、インターフェースボックス45及びインターフェースケーブル46を含んでおり、その両端が圧力検出部12及びパソコン20の各入出力インターフェース(図示しない)に接続されている。歩行訓練支援装置1は、被計測者が圧力分布センサ11上で所定の動作を行うことにより、被計測者の荷重状態を解析するものである。
A walking
圧力分布センサ11は、被計測者がその上に立つ場合に、被計測者の両足から加えられる圧力を検知する圧力検知領域となる多数の感圧センサ11aが格子状に配置されたものである。圧力検出部12は、多数の感圧センサ11aのそれぞれに接続されており、各感圧センサ11aの状態を検出する。本実施形態では、圧力分布センサ11の厚さは、約0.1〜0.2mmである。ここで、本実施形態では、各感圧センサ11aの状態は、それらに加えられる圧力に対応した0〜255のデジタル出力値によって表され、その出力値がパソコン20に対して出力される。
The
このように、本実施形態では、被計測者がその上に立つための十分な剛性を有する検出板は必要ではなく、被計測者の両足は圧力分布センサ11上に載せることができる。なお、圧力分布センサ11の大きさは、計測時における圧力分布センサ11上での被計測者の動作内容によって決定される。また、圧力分布センサ11は、シート単体での使用も可能であるが、シートの保護の観点から、ゴムシートを緩衝用に積層してもよい。また、床上へのセッティングを容易にする目的でセンサを保持するアルミなどの金属製や樹脂製の板の上に積層してもよい。
Thus, in the present embodiment, a detection plate having sufficient rigidity for the person to be measured to stand on it is not necessary, and both feet of the person to be measured can be placed on the
パソコン20は、ディスプレイ21と、キーボード25と、マウス26と、制御部30(図2参照)とを有している。ここで、制御部30には、歩行訓練支援装置1に係る各種動作を制御する歩行訓練支援プログラムやデータなどが格納されたハードディスク、歩行訓練支援装置1の各部の動作を制御する信号を生成するために各種演算を実行するCPU、CPUでの演算結果などのデータを一時保管するRAMなどが含まれている。
The
制御部30は、図2に示すように、圧力分布データ記憶部132と、解析部131と、重心位置記憶部138と、基準位置記憶部139と、中心変位長記憶部140と、表示制御部142とを有している。また、制御部30には、ディスプレイ21と、キーボード25と、マウス26とがそれぞれ接続されている。
As shown in FIG. 2, the
圧力分布データ記憶部132は、圧力検出部12から接続ユニット40を介してパソコン20に送信された圧力分布データを記憶するものである。圧力分布データ記憶部132には、圧力分布センサ11に格子状に配置された多数の感圧センサ11aごとに、計測時間内におけるサンプル時間おきの圧力分布データが記憶されている。つまり、各サンプル時間に対応する1つの検知時刻における多数の感圧センサ11aの圧力分布データが、検知時刻の数だけ記憶されている。従って、この圧力分布データに基づいて、各感圧センサ11aで検知される圧力の時間的な変化を把握することができる。また、圧力分布センサ11で検出される圧力分布の時間的な変化を検知することができる。
The pressure distribution
解析部131は、圧力分布データ記憶部132に記憶されている圧力分布データに基づいて被計測者がつぎ足歩行を行ったときの歩行状態を解析するものである。つぎ足歩行の動作内容について図3を参照しつつ説明する。図3はつぎ足歩行の動作内容を示した図である。なお、図中に示された足形は、圧力分布センサ11上に配置された被計測者の足の配置位置を示している。また、図中の曲線は、被計測者の重心位置の軌跡を示している。
The
図3に示すように、圧力分布センサ11の短手方向中央には、長手方向に沿って延びた直線11cが描かれている。つぎ足歩行は、被計測者が、圧力分布センサ11上に形成された直線11cに沿って、踏み出した足の踵側端部が他方の足の爪先側端部に接するように歩行する歩行方法である。このように、つぎ足歩行においては、被験者の動作に被計測者の一方の足が圧力分布センサから離隔する状態が含まれている。つまり、被計測者の重心位置と足裏の接触位置とが変化することになる。
As shown in FIG. 3, a
図2に戻って、解析部131は、重心算出部133と、比較部134と、変換部135と、基準位置算出部136と、中心変位長算出部137と、パラメータ算出部141とを有している。
Returning to FIG. 2, the
重心算出部133は、圧力分布データ記憶部132に記憶された圧力分布データに基づいて、検知時刻ごとに圧力分布センサ11上の被計測者の重心位置を算出すると共に算出した重心位置を重心位置記憶部138に記憶するものである。
The center-of-
重心算出部133における重心位置の算出方法について、図4を参照して説明する。図4は、所定時間において多数の感圧センサ11aで検知される圧力分布データを示している。本実施形態の圧力分布センサ11では、多数の感圧センサ11aが、X軸方向(左右方向)にm+1列に配置されていると共に、Y軸方向(上下方向)にn+1列に配置されている。従って、多数の感圧センサ11aは、(m+1)×(n+1)の格子状に配置されている。
A calculation method of the center of gravity position in the center of
また、図4では、各感圧センサ11aで検知された圧力データが記号で示されている。例えば、X軸方向にはu列目であって且つY軸方向にはv列目に対応する感圧センサ11aによって検知される圧力データは、a(u、v)(但し、uは0以上m以下の整数、vは0以上n以下の整数)と表されている。
Moreover, in FIG. 4, the pressure data detected by each
この場合のX軸方向の重心位置Cfxは、次式で算出される。 In this case, the center-of-gravity position Cfx in the X-axis direction is calculated by the following equation.
また、Y軸方向の重心位置Cfyは、次式で算出される。 Further, the center-of-gravity position Cfy in the Y-axis direction is calculated by the following equation.
図2に戻って、重心算出部133は、片足重心算出部133aを含んでいる。片足重心算出部133aは、圧力分布データ記憶部132に記憶された圧力分布データに基づいて、検知時刻ごとに圧力分布センサ11上の被計測者の各足の重心位置を算出すると共に算出した重心位置を重心位置記憶部138に記憶するものである。
Returning to FIG. 2, the center-of-
比較部134は、各感圧センサ11aで検知された出力値と、閾値1とを比較するものである。上述したように、各感圧センサ11aで検知された出力値は、0〜255のデジタル出力値によって表される。各感圧センサ11aから出力がある場合には、その出力値は閾値1以上になる。
The
変換部135は、比較部134において、各感圧センサ11aで検知された出力値が閾値1以上であるという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を1(第1所定値)に変換し、比較部134において、各感圧センサ11aで検知された出力値が閾値1よりも小さいという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を0(第2所定値)に変換するものである。従って、変換部135では、各感圧センサ11aにおける出力値が閾値1以上になる場合には、その出力値は1に変換され、各感圧センサ11aにおける出力がない(0である)場合には、その出力値は0のままである。このように、本実施形態では、各感圧センサ11aの出力値は、0または1のいずれかに2値化変換される。
The
被計測者が圧力分布センサ11上に両足を配置したときの出力値が2値化変換されたものの一例を図5に示す。なお、図5においては、出力値が0に変換された領域を白で、出力値が1に変換された領域を黒で示している。また、被計測者のふらつき度を計測するための基準位置をAで、重心位置をBで示している。さらに、後述する中心変位長をCで示している。図5に示すように、各感圧センサ11aの出力値が2値化変換されることにより、被計測者の両足と圧力分布センサ11との接触領域を正確に表すことができる。そして、接触領域の中心位置と重心位置Bとが一致しているときは安定度が一番高い、言い換えるとふらつき度が一番小さいといえる。つまり、接触領域の中心位置をふらつき度を計測するための基準位置Aとし、基準位置Aと重心位置Bとの距離である中心変位長Cを、ふらつき度を表す指標とする。
FIG. 5 shows an example in which the output value when the measured person places both feet on the
図2に戻って、基準位置算出部136は、検知時刻ごとに被計測者の基準位置を算出すると共に算出した基準位置を基準位置記憶部139に記憶するものである。上述したように、被計測者と圧力分布センサ11との接触領域の中心位置を算出し、これを基準位置とする。そして、X軸方向の基準位置Cpxは、次式で算出される。
Returning to FIG. 2, the reference
また、Y軸方向の基準位置Cpyは、次式で算出される。 Further, the reference position Cpy in the Y-axis direction is calculated by the following equation.
ここで、式3及び式4においては、圧力データa(u、v)としては、変換部135によって変換された後の出力値が用いられる。つまり、各感圧センサ11aで検知された出力値が閾値1以上である場合には、それらの出力値は全て1として、一方、その出力値が閾値1より小さい場合には、それらの出力値は全て0として、式3及び式4によって基準位置が算出される。算出された基準位置は順次基準位置記憶部139に記憶される。つまり、検知時刻ごとに、被計測者の重心位置が重心位置記憶部138に記憶されると共に基準位置が基準位置記憶部139に記憶される。
Here, in
中心変位長算出部137は、各検知時刻に対応して、重心算出部133が算出した重心位置(Cfx、Cfy)と、基準位置算出部136が算出した基準位置(Cpx、Cpy)との距離である中心変位長を算出すると共に算出した中心変位長を検知時刻ごとに中心変位長記憶部140に記憶するものである。つまり、中心変位長は、1つの計測時間内における各検知時刻に対応する数だけ算出される。上述したように、中心変位長は被計測者のふらつき度の指標となるものである(図5のC参照)。
The center displacement
パラメータ算出部141は、計測結果となる各種パラメータ(本実施形態では、「総中心変位長」、「単位総中心変位長」、「総X中心変位長」、「単位総X中心変位長」、「総Y中心変位長」、「単位総Y中心変位長」、「片足重心移動速度」、「比直線時間積分値」、「比直線距離積分値」及び「比直線距離最大値」)を算出するものであり、総中心変位長算出部141aと、単位総中心変位長算出部141bと、片足重心移動速度算出部141cと、比直線時間積分算出部141dと、比直線距離積分算出部141eと、比直線距離最大値算出部141fとを含んでいる。
The
総中心変位長算出部141aは、「総中心変位長」、「総X中心変位長」及び「総Y中心変位長」を算出するものである。「総中心変位長」は、1つの計測時間内における各検知時刻に対応するように算出された中心変位長を積算したものである。「総X中心変位長」は、「総中心変位長」におけるX方向成分の長さである。「総Y中心変位長」は、「総中心変位長」におけるY方向成分の長さである。
The total center displacement
単位総中心変位長算出部141bは、「単位総中心変位長」、「単位総X中心変位長」及び「単位総Y中心変位長」を算出するものである。「単位総中心変位長」は、「総中心変位長」に計測時間に対する所定の単位時間の比を乗じたものである。なお、単位時間は任意の時間であってよい。同様に「単位総X中心変位長」は、「総X中心変位長」に計測時間に対する所定の単位時間の比を乗じたものであり、「単位総Y中心変位長」は、「総Y中心変位長」に計測時間に対する所定の単位時間の比を乗じたものである。「単位総中心変位長」、「単位総X中心変位長」及び「単位総Y中心変位長」同士を比較することにより、被計測者によって総中心変位長が大きく異なる場合であっても、相対的な歩行状態を把握することができる。
The unit total center displacement
片足重心移動速度算出部141cは、重心位置記憶部138に記憶された被計測者の各足の重心位置に基づいて「片足重心移動速度」を算出するものである。「片足重心移動速度」について図6を参照しつつ説明する。図6は、圧力分布センサ11上の被計測者の一方の足の重心位置の軌跡を示した図である。図6に示すように、「片足重心移動速度」は、前記圧力分布センサ11上の被計測者の一方の足との接触領域内における、各足の重心位置の移動速度である。
The one-foot center-of-gravity moving
比直線時間積分算出部141dは、重心位置記憶部138に記憶された被計測者の重心位置に基づいて「比直線時間積分値」を算出するものである。「比直線時間積分値」について図7を参照しつつ説明する。図7は、歩行時間の経過に伴う直線11cから被計測者の重心位置までの距離の変化を示した図である。なお、図7においては、縦軸に計測時間を、横軸に直線11cから被計測者の重心位置までの距離をそれぞれ示している。図3及び図7に示すように、被計測者が直線11c沿ってつぎ足歩行を行うと、被計測者の歩行に伴って被計測者の重心位置が変化する。例えば、図3及び図7においては、被計測者が足を踏み出す毎に踏み出した足側に被計測者の重心位置が変位している。図7に示すように、「比直線時間積分値」は、1回のつぎ足歩行計測において、直線11cから被計測者の重心位置までの距離を被計測者の歩行時間(移動時間)で積分したものである。
The specific line time
比直線距離積分算出部141eは、重心位置記憶部138に記憶された被計測者の重心位置に基づいて「比直線距離積分値」を算出するものである。「比直線距離積分値」について図8を参照しつつ説明する。図8は、歩行距離に伴う直線11cから被計測者の重心位置までの距離の変化を示した図である。なお、図8においては、縦軸に歩行距離を、横軸に直線11cから被計測者の重心位置までの距離をそれぞれ示している。前述したように、被計測者が直線11c沿ってつぎ足歩行を行うと、被計測者の歩行に伴って被計測者の重心位置が変化する。図8に示すように、「比直線距離積分値」は、1回のつぎ足歩行計測において、直線11cから被計測者の重心位置までの距離を被計測者の歩行距離(移動距離)で積分したものである。
The specific line distance
比直線距離最大値算出部141fは、重心位置記憶部138に記憶された被計測者の重心位置に基づいて「比直線距離最大値」を算出するものである。図7及び図8に示すように、「比直線距離最大値」は、1回のつき足歩行計測における、直線11cから被計測者の重心位置までの距離の最大値である。
The maximum specific straight line distance calculation unit 141 f calculates a “maximum specific straight line distance” based on the center-of-gravity position of the measurement subject stored in the center-of-gravity
図2に戻って、前述したように、重心位置記憶部138は、重心算出部133に算出された重心位置、及び、片足重心算出部133aに算出された各足の重心位置を検知時刻ごとに記憶するものである。また、基準位置記憶部139は、基準位置算出部136で算出された基準位置を検知時刻ごとに記憶するものである。さらに、中心変位長記憶部140は、中心変位長算出部137で算出された中心変位長を検知時刻ごとに記憶するものである。
Returning to FIG. 2, as described above, the center-of-gravity
表示制御部142は、被計測者につぎ足歩行の動作内容、及び、計測結果をディスプレイ21に表示させるものである。言い換えれば、表示制御部142は、被計測者につぎ足歩行を指示するものである。
The
つまり、歩行訓練支援装置1の動作においては、まず、表示制御部142が被計測者に対して圧力分布センサ11上の直線11cに沿ってつぎ足歩行を行う旨をディスプレイ21に表示させる。被計測者は、ディスプレイ21に表示されている指示に従ってつぎ足歩行を行う。被計測者のつぎ足歩行が完了すると、解析部131が被計測者の歩行状態を解析して、各パラメータを算出する。解析部131による各パラメータの算出が完了すると、表示制御部142は、算出された各パラメータをディスプレイ21に表示させる。
That is, in the operation of the walking
表示制御部142がディスプレイ21に表示させる解析結果について図9を参照しつつ説明する。図9は、つぎ足歩行の解析結果の表示内容を示す図である。図9に示すように、表示制御部142は、圧力分布ウィンドウ51及び結果表示ウィンドウ52をディスプレイ21に表示させる。
An analysis result displayed on the
圧力分布ウィンドウ51には、被計測者の両足から圧力分布センサ11上に加えられる圧力分布61が、圧力分布データ記憶部132に記憶されている圧力分布データに基づいて表示されている。ここで、圧力分布61は、等圧線状に表示されており、圧力値の大きさが変化するのに伴って、段階的に変化する色のスケールにしたがって表示されている。また、圧力分布ウィンドウ51には、重心位置記憶部138に記憶されている重心位置データに基づいて、被計測者の重心が移動するときの軌跡62が描かれている。従って、オペレータは、圧力分布ウィンドウ51を見ることによって、被計測者の両足の圧力分布61及び重心位置の軌跡62を把握することができる。
In the
また、結果表示ウィンドウ52には、パラメータ算出部141で算出された「総中心変位長」、「単位総中心変位長」、「総X中心変位長」、「単位総X中心変位長」、「総Y中心変位長」、「単位総Y中心変位長」、「片足重心移動速度」、「比直線時間積分値」、「比直線距離積分値」及び「比直線距離最大値」の数値がそれぞれ表示される。これら各パラメータを参照することにより、被計測者がつぎ足歩行を行ったときの荷重状態を客観的に把握することができる。
In the
他の計測結果を図10に示す。図10(a)は図9に示す計測結果よりもふらつき度が大きい場合の圧力分布ウィンドウ51を、図10(b)は図10(a)に示す計測結果よりもさらにふらつき度が大きい場合の圧力分布ウィンドウ51をそれぞれ示している。図9、図10(a)及び図10(b)に示すように、被計測者のふらつき度が大きくなればなるほど被計測者の荷重状態が大きく変化する。つまり、軌跡62、62’、62’’のゆらぎ幅が大きくなる。したがって、ふらつき度が大きくなるに伴って「比直線時間積分値」、「比直線距離積分値」及び「比直線距離最大値」が大きくなる。
Other measurement results are shown in FIG. 10A shows the
以上説明したように、本実施形態の歩行訓練支援装置1によると、つぎ足歩行を行ったときの被計測者の荷重状態を正確に把握することができる。これにより、被計測者の歩行状態を正確に把握することができるため、歩行訓練を効率的に行うことができる。
As explained above, according to the walking
また、解析部131が、各検知時刻における圧力分布データに基づいて、被計測者の重心位置、及び、被計測者と圧力分布センサ11との接触領域の中心位置である基準位置を算出し、算出した重心位置と基準位置とに基づいて、各検知時刻の中心変位長と、これが積算された総中心変位長とを算出する。このように、基準座標を計測時間内における検知時刻ごとに算出するため、つぎ足歩行時において被計測者の一方の足が圧力分布センサ11から離隔することにより、重心位置と足裏の接触位置とが変化する場合でも、ふらつき度との相関関係が高い中心変位長を算出することができる。このため、中心変位長に基づいてパラメータ算出部141により算出された「総中心変位長」、「単位総中心変位長」、「総X中心変位長」、「単位総X中心変位長」、「総Y中心変位長」及び「単位総Y中心変位長」から被計測者のふらつき度を正確に計測することができる。
Further, the
さらに、パラメータ算出部141が「単位総中心変位長」、「単位総X中心変位長」及び「単位総Y中心変位長」を算出することにより、被計測者によって総中心変位長が大きく異なる場合であっても、相対的な歩行状態を把握することができる。
Further, when the
加えて、片足重心移動速度算出部141cが、「片足重心移動速度」を算出することにより、被計測者がつぎ足歩行を行ったときの各足のふらつき度を正確に計測することができる。
In addition, the one foot center of gravity moving
また、比直線時間積分算出部141dが、「比直線時間積分値」を算出することにより、被計測者がつぎ足歩行を行ったときの歩行時間に伴うふらつき度を正確に計測することができる。
In addition, the specific line time
さらに、比直線距離積分算出部141eが、「比直線距離積分値」を算出することにより、被計測者がつぎ足歩行を行ったときの歩行距離に伴うふらつき度を正確に計測することができる。
Furthermore, by calculating the “specific line distance integral value” by the specific line distance
加えて、比直線距離最大値算出部141fが、「比直線距離最大値」を算出することによって、被計測者がつぎ足歩行をおこなったときのふらつき度の最大値を計測することができる。 In addition, the specific straight line distance maximum value calculation unit 141f calculates the “specific straight line distance maximum value”, whereby the maximum value of the degree of stagger when the measured person walks on the next leg can be measured.
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について、図11を参照しつつ説明する。図11は、第2実施形態に係る歩行訓練支援装置の概略構成を示すブロック図である。なお、第1実施形態と実質的に同じ機能を有するものは同一の符号を付してその説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the walking training support apparatus according to the second embodiment. In addition, what has the substantially same function as 1st Embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits the description.
図11に示すように、歩行訓練支援装置201は、シート状の圧力分布センサ11と、圧力分布センサ11に接続された圧力検出部12と、制御部230を有するパーソナルコンピュータ(パソコン)220と、圧力検出部12とパソコン220とを接続する接続ユニット40とを備えている。
As shown in FIG. 11, the walking
制御部230は、圧力分布データ記憶部132と、解析部231と、重心位置記憶部138と、表示制御部242とを有している。そして、解析部231は、重心算出部133と、パラメータ算出部241とを有している。
The
パラメータ算出部241は、計測結果となる各種パラメータ(本実施形態では、「比直線時間積分値」、「揺れ指数」及び「比直線距離最大振幅値」)を算出するものであり、比直線時間積分算出部241dと、揺れ指数算出部241eと、比直線距離最大振幅算出部241fとを含んでいる。
The
比直線時間積分算出部241dは、重心位置記憶部138に記憶された被計測者の重心位置に基づいて「比直線時間積分値」を算出するものである。「比直線時間積分値」について図12を参照しつつ説明する。図12は、歩行時間の経過に伴う直線11cから被計測者の重心位置までの距離の変化を示した図である。なお、図12においては、縦軸に計測時間を、横軸に直線11cから被計測者の重心位置までの距離をそれぞれ示している。
The specific line time
図12に示すように、被計測者が直線11cに沿ってつぎ足歩行を行うと、被計測者の歩行に伴って被計測者の重心位置が変化する。本実施形態の「比直線時間積分値」は、1回のつぎ足歩行計測において、被計測者の左右いずれか一方の足のみが圧力分布センサ11上に配置されているとき、且つ、重心位置が被計測者の移動方向の反対方向に移動しているときの直線11cから被計測者の重心位置までの距離を有効時間で積分したものである。ここで有効時間とは、歩行時間から移動開始後のt1時間(第1所定時間)、及び、移動終了前のt2時間(第2所定時間)を除いた時間である。有効時間は、被計測者が安定したつぎ足歩行を行うことができる範囲で設定されるものである。なおt1時間及びt2時間は、任意の時間が設定可能であり、t1時間及びt2時間の少なくともいずれかが0であってもよい。
As shown in FIG. 12, when the person to be measured walks on the next leg along the
揺れ指数算出部241eは、比直線時間積分算出部241dが算出した「比直線時間積分値」に有効時間に対する単位時間の比を乗ずることによって、「揺れ指数」を算出するものである。つまり、「揺れ指数」は、単位時間当たりの「比直線時間積分値」である。なお、単位時間は任意の時間が設定可能である。
The shaking
比直線距離最大振幅算出部241fは、重心位置138に記憶された被計測者の重心位置に基づいて「比直線距離最大振幅値」を算出するものである。「比直線距離最大振幅値」は、直線11cから被計測者の移動方向に関する左方向に最も離隔した重心位置までの距離、及び、直線11cから被計測者の移動方向に関する右方向に最も離隔した重心位置までの距離を合計したものである。
The specific straight line distance maximum
表示制御部242は、被計測者につぎ足歩行の動作内容、及び、計測結果をディスプレイ21に表示させるものである。言い換えれば、表示制御部242は、被計測者につぎ足歩行を指示するものである。歩行訓練支援装置201の動作においては、まず、表示制御部242が被計測者に対して圧力分布センサ11上の直線11cに沿ってつぎ足歩行を行う旨をディスプレイ21に表示させる。被計測者は、ディスプレイ21に表示されている指示に従ってつぎ足歩行を行う。被計測者のつぎ足歩行が完了すると、解析部231が被計測者の歩行状態を解析して、各パラメータを算出する。解析部231による各パラメータの算出が完了すると、表示制御部242は、算出された各パラメータをディスプレイ21に表示させる。
The
表示制御部242がディスプレイ21に表示させる解析結果について図13を参照しつつ説明する。図13は、つぎ足歩行の解析結果の表示内容を示す図である。図13に示すように、表示制御部242は、圧力分布ウィンドウ151及び結果表示ウィンドウ252をディスプレイ21に表示させる。
An analysis result displayed on the
結果表示ウィンドウ252には、パラメータ算出部241で算出された「比直線時間積分値」、「揺れ指数」及び「比直線距離最大振幅値」の数値がそれぞれ表示される。
The
以上説明したように、本実施形態の歩行訓練支援装置201によると、つぎ足歩行を行ったときの被計測者の荷重状態を正確に把握することができる。これにより、被計測者の歩行状態を正確に把握することができるため、歩行訓練を効率的に行うことができる。
As described above, according to the walking
さらに、比直線時間積分算出部241dが、「比直線時間積分値」を算出することにより、被計測者がつぎ足歩行を行ったときのふらつき度を正確に計測することができる。このため、被計測者の歩行状態をより正確に把握することができる。
Furthermore, the specific line time
加えて、揺れ指数算出部241eが、「揺れ指数」を算出することにより、移動時間の長さに依存しないふらつき度の指標となる揺れ指数を算出することができる。このため、被計測者のふらつき度を正確に把握することができる。
In addition, by calculating the “swing index”, the shaking
また、歩行時間からt1時間とt2時間を除くことにより、被計測者のつぎ足歩行が安定している状態で計測を行うことができる。このため、被計測者のふらつき度をより一層正確に計測することができる。 Further, by removing t1 time and t2 time from the walking time, the measurement can be performed in a state where the walking of the person to be measured is stable. For this reason, it is possible to more accurately measure the degree of fluctuation of the measurement subject.
さらに、比直線距離最大振幅算出部241fが、「比直線距離最大振幅値」を算出することにより、被計測者がつぎ足歩行を行ったときの最も大きなふらつきを容易に計測することができる。
Furthermore, by calculating the “specific line distance maximum amplitude value” by the specific line distance maximum
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、上述の第1実施形態では、変換部135において、各感圧センサ11aで検知された出力値が、閾値1以上である場合には、1に変換され、閾値1より小さい場合には、0に変換されているが、閾値は1に限られない。従って、出力値がデジタル出力値である場合には、閾値は2以上の整数であってもよい。また、出力値がアナログ出力値である場合には、閾値は0より大きく1より小さい数であってもよいし、1より大きい正の数であってもよい。また、出力値が閾値以上である場合に変換される第1所定値は、1に限られないで、その他の正の数であってもよい。同様に、出力値が閾値より小さい場合に変換される第2所定値は、0に限られるものではなく、その他の数であってもよい。
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made as long as they are described in the claims. For example, in the first embodiment described above, in the
また、上述の第1実施形態では、パラメータ算出部141が「総中心変位長」、「単位総中心変位長」、「総X中心変位長」、「単位総X中心変位長」、「総Y中心変位長」、「単位総Y中心変位長」、「片足重心移動速度」、「比直線時間積分値」、「比直線距離積分値」及び「比直線距離最大値」を算出する構成であり、上述の第2実施形態では、パラメータ算出部241が「比直線時間積分値」、「揺れ指数」及び「比直線距離最大振幅値」を算出する構成であるが、パラメータ算出部がこれらのパラメータの一部を算出する構成であってもよいし、他のパラメータを算出する構成であってもよい。
Further, in the first embodiment described above, the
上述の第2実施形態では、比直線時間積分算出部241dが被計測者の左右いずれか一方の足のみが圧力センサ11上に配置されているとき、且つ、重心位置が被計測者の移動方向の反対方向に移動しているときの直線11cから被計測者の重心位置までの距離を有効時間で積分した「比直線時間積分値」を算出する構成であるが、比直線時間積分算出部が被計測者の左右いずれか一方の足のみが圧力センサ11上に配置されているとき、又は、重心位置が被計測者の移動方向の反対方向に移動しているときの直線11cから被計測者の重心位置までの距離を有効時間で積分した「比直線時間積分値」を算出する構成であってもよい。
In the above-described second embodiment, when the specific line time
上述の各実施形態においては、表示制御部142、242が、ディスプレイ21に動作内容を表示することによって被計測者に対して計測時の動作内容を指示する指示手段として機能する構成であるが、指示手段はこのような構成に限定されるものではない。例えば、音によって動作内容を指示する構成であってもよいし、オペレータが直接被計測者に動作内容を指示する構成であってもよい。
In each of the embodiments described above, the
1 歩行訓練支援装置
11 圧力分布センサ
11a 感圧センサ(圧力検知領域)
20 パーソナルコンピュータ
21 ディスプレイ
30 制御部
131、231 解析部(解析手段)
132 圧力分布データ記憶部
133 重心算出部(重心位置算出手段)
133a 片足重心算出部
134 比較部(比較手段)
135 変換部(第1の変換手段、第2の変換手段)
136 基準位置算出部(基準位置算出手段)
137 中心変位長算出部(中心変位長算出手段)
138 重心位置記憶部
139 基準位置記憶部
140 中心変位長記憶部(中心変位長算出手段)
141 パラメータ算出部
141a 総中心変位長算出部
141b 単位総中心変位長算出部
141c 片足重心移動速度算出部(片足重心移動速度算出手段)
141d 比直線時間積分算出部(比直線時間積分算出手段)
141e 比直線距離積分算出部(比直線距離積分算出手段)
141f 比直線距離最大値算出部(比直線距離最大値算出手段)
142 表示制御部(指示手段)
241d 比直線時間積分算出部(比直線時間積分算出手段)
241e 揺れ指数算出部(揺れ指数算出手段)
241f 比直線距離最大振幅算出部(比直線距離最大振幅算出部手段)
DESCRIPTION OF
20
132 Pressure distribution
133a One foot center of
135 Conversion unit (first conversion unit, second conversion unit)
136 Reference position calculation unit (reference position calculation means)
137 Center displacement length calculation unit (center displacement length calculation means)
138 Center of gravity
141
141d Specific linear time integration calculation unit (specific linear time integration calculation means)
141e Specific linear distance integral calculating unit (specific linear distance integral calculating means)
141f Specific linear distance maximum value calculation unit (specific linear distance maximum value calculation means)
142 Display Control Unit (Instruction Unit)
241d Specific linear time integration calculation unit (specific linear time integration calculation means)
241e Shaking index calculation unit (swing index calculating means)
241f Specific linear distance maximum amplitude calculation unit (specific linear distance maximum amplitude calculation unit means)
Claims (9)
前記圧力分布センサ上に形成された基準直線に沿って踏み出した足の踵側端部が他方の足の爪先側端部に接するように歩行することを被計測者に指示する指示手段と、
前記指示手段に基づいて被計測者が前記圧力分布センサ上を歩行したときに、前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値に基づいて、前記圧力分布センサ上における被計測者の荷重状態を解析する解析手段とを備え、
前記解析手段が、
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
被計測者の左右いずれか一方の足のみが前記圧力分布センサ上に配置されているときの前記基準直線から前記重心位置までの距離を被計測者の移動時間で積分することによって比直線時間積分値を算出する比直線時間積分手段とを含んでいることを特徴とする歩行訓練支援装置。 A pressure distribution sensor having a plurality of pressure detection regions for detecting the pressure applied from the person to be measured;
Instructing means for instructing the person to be measured to walk so that the heel side end portion of the foot stepped along the reference straight line formed on the pressure distribution sensor is in contact with the toe side end portion of the other foot;
Output corresponding to the pressure detected in each of the plurality of pressure detection areas included in the pressure distribution data from the pressure distribution sensor when the person to be measured walks on the pressure distribution sensor based on the instruction means Analysis means for analyzing the load state of the measurement subject on the pressure distribution sensor based on the value,
The analysis means is
Centroid position calculating means for calculating the position of the centroid of the person to be measured on the pressure distribution sensor;
Specific line time integration by integrating the distance from the reference straight line to the position of the center of gravity with the movement time of the person to be measured when only the left or right foot of the person to be measured is placed on the pressure distribution sensor. A walking training support apparatus comprising: a specific linear time integration means for calculating a value.
前記圧力分布センサ上に形成された基準直線に沿って踏み出した足の踵側端部が他方の足の爪先側端部に接するように歩行することを被計測者に指示する指示手段と、
前記指示手段に基づいて被計測者が前記圧力分布センサ上を歩行したときに、前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値に基づいて、前記圧力分布センサ上における被計測者の荷重状態を解析する解析手段とを備え、
前記解析手段が、
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
前記重心位置算出手段により算出された重心位置が被計測者の移動方向の反対方向に移動しているときの前記基準直線から前記重心位置までの距離を被計測者の移動時間で積分することによって比直線時間積分値を算出する比直線時間積分手段とを含んでいることを特徴とする歩行訓練支援装置。 A pressure distribution sensor having a plurality of pressure detection regions for detecting the pressure applied from the person to be measured;
Instructing means for instructing the person to be measured to walk so that the heel side end portion of the foot stepped along the reference straight line formed on the pressure distribution sensor is in contact with the toe side end portion of the other foot;
Output corresponding to the pressure detected in each of the plurality of pressure detection areas included in the pressure distribution data from the pressure distribution sensor when the person to be measured walks on the pressure distribution sensor based on the instruction means Analysis means for analyzing the load state of the measurement subject on the pressure distribution sensor based on the value,
The analysis means is
Centroid position calculating means for calculating the position of the centroid of the person to be measured on the pressure distribution sensor;
By integrating the distance from the reference straight line to the gravity center position when the gravity center position calculated by the gravity center position calculating means is moving in the direction opposite to the movement direction of the measurement subject by the movement time of the measurement subject. A walking training support device comprising: a specific line time integration means for calculating a specific line time integration value.
前記圧力分布センサ上に形成された基準直線に沿って踏み出した足の踵側端部が他方の足の爪先側端部に接するように歩行することを被計測者に指示する指示手段と、
前記指示手段に基づいて被計測者が前記圧力分布センサ上を歩行したときに、前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値に基づいて、前記圧力分布センサ上における被計測者の荷重状態を解析する解析手段とを備え、
前記解析手段が、
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
被計測者の左右いずれか一方の足のみが前記圧力分布センサ上に配置されているとき、且つ、前記重心位置算出手段により算出された重心位置が被計測者の移動方向の反対方向に移動しているときの前記基準直線から前記重心位置までの距離を被計測者の移動時間で積分することによって比直線時間積分値を算出する比直線時間積分手段とを含んでいることを特徴とする歩行訓練支援装置。 A pressure distribution sensor having a plurality of pressure detection regions for detecting the pressure applied from the person to be measured;
Instructing means for instructing the person to be measured to walk so that the heel side end portion of the foot stepped along the reference straight line formed on the pressure distribution sensor is in contact with the toe side end portion of the other foot;
Output corresponding to the pressure detected in each of the plurality of pressure detection areas included in the pressure distribution data from the pressure distribution sensor when the person to be measured walks on the pressure distribution sensor based on the instruction means Analysis means for analyzing the load state of the measurement subject on the pressure distribution sensor based on the value,
The analysis means is
Centroid position calculating means for calculating the position of the centroid of the person to be measured on the pressure distribution sensor;
When only the left or right foot of the measurement subject is arranged on the pressure distribution sensor, the gravity center position calculated by the gravity center position calculation means moves in the direction opposite to the movement direction of the measurement subject. And a specific straight line time integration means for calculating a specific straight line time integral value by integrating the distance from the reference straight line to the center of gravity position with the movement time of the person being measured. Training support device.
前記比直線時間積分手段が算出した比直線時間積分値に、前記移動時間に対する所定の単位時間の比を乗ずることによって揺れ指数を算出する揺れ指数算出手段をさらに含んでいることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の歩行訓練支援装置。 The analysis means is
The apparatus further comprises a shaking index calculating means for calculating a shaking index by multiplying the ratio linear time integrated value calculated by the ratio linear time integrating means by a ratio of a predetermined unit time to the moving time. The walking training support device according to any one of Items 1 to 3.
前記圧力分布センサ上に形成された基準直線に沿って踏み出した足の踵側端部が他方の足の爪先側端部に接するように歩行することを被計測者に指示する指示手段と、
前記指示手段に基づいて被計測者が前記圧力分布センサ上を歩行したときに、前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値に基づいて、前記圧力分布センサ上における被計測者の荷重状態を解析する解析手段とを備え、
前記解析手段が、
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
前記基準直線から前記重心位置までの距離を前記重心位置の前記基準直線に沿った移動距離で積分することによって比直線距離積分値を算出する比直線距離積分手段とを含んでいることを特徴とする歩行訓練支援装置。 A pressure distribution sensor having a plurality of pressure detection regions for detecting the pressure applied from the person to be measured;
Instructing means for instructing the person to be measured to walk so that the heel side end portion of the foot stepped along the reference straight line formed on the pressure distribution sensor is in contact with the toe side end portion of the other foot;
Output corresponding to the pressure detected in each of the plurality of pressure detection areas included in the pressure distribution data from the pressure distribution sensor when the person to be measured walks on the pressure distribution sensor based on the instruction means Analysis means for analyzing the load state of the measurement subject on the pressure distribution sensor based on the value,
The analysis means is
Centroid position calculating means for calculating the position of the centroid of the person to be measured on the pressure distribution sensor;
Specific linear distance integrating means for calculating a specific linear distance integral value by integrating the distance from the reference straight line to the barycentric position with the moving distance of the barycentric position along the reference straight line. Walking training support device.
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値と閾値とを比較する比較手段と、
前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値以上であるという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を第1所定値に変換する第1の変換手段と、
前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値より小さいという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を前記第1所定値とは異なる第2所定値に変換する第2の変換手段と、
被計測者から前記第1の変換手段によって前記第1所定値に変換された出力値及び前記第2の変換手段によって前記第2所定値に変換された出力値に対応した圧力が前記複数の圧力検知領域に対してそれぞれ加えられた場合の被計測者の重心位置に基づいて、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置の基準となる基準位置を算出する基準位置算出手段と、
前記重心位置算出手段が算出した重心位置と前記基準位置算出手段が算出した基準位置との相対距離である中心変位長をサンプリング時間ごとに算出する中心変位長算出手段と、
計測時間内において、前記中心変位長離算出手段が算出した前記中心変位長を積算した総中心変位長を算出する総中心変位長算出手段とを含んでいることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の歩行訓練支援装置。 The analysis means is
Centroid position calculating means for calculating the position of the centroid of the person to be measured on the pressure distribution sensor;
Comparison means for comparing an output value corresponding to a pressure detected in each of the plurality of pressure detection regions included in the pressure distribution data from the pressure distribution sensor with a threshold value;
When the comparison result that the output value corresponding to the pressure detected in each of the plurality of pressure detection regions included in the pressure distribution data from the pressure distribution sensor is equal to or greater than a threshold value is obtained by the comparison unit. First output means for converting the output value of the first output value to a first predetermined value;
When the comparison result that the output value corresponding to the pressure detected in each of the plurality of pressure detection regions included in the pressure distribution data from the pressure distribution sensor is smaller than the threshold is obtained by the comparison unit, Second conversion means for converting an output value into a second predetermined value different from the first predetermined value;
The pressure corresponding to the output value converted from the measured person to the first predetermined value by the first conversion means and the output value converted to the second predetermined value by the second conversion means is the plurality of pressures. A reference position calculating means for calculating a reference position serving as a reference for the position of the center of gravity of the measured person on the pressure distribution sensor based on the position of the center of gravity of the measured person when added to the detection region;
A center displacement length calculating means for calculating a center displacement length that is a relative distance between the center of gravity position calculated by the center of gravity position calculating means and the reference position calculated by the reference position calculating means;
7. A total center displacement length calculating means for calculating a total center displacement length obtained by integrating the center displacement lengths calculated by the center displacement length separation calculating means within a measurement time. The walking training support device according to any one of the above.
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
前記基準直線から前記重心位置までの距離の最大値である比直線距離最大値を算出する比直線距離最大値算出手段とを含んでいることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の歩行訓練支援装置。 The analysis means is
Centroid position calculating means for calculating the position of the centroid of the person to be measured on the pressure distribution sensor;
Any one of claims 1 to 7, characterized in that it contains a specific linear distance maximum value calculating means for calculating the a maximum ratio linear distance maximum value of the distance from the reference line to the gravity center position The walking training support device according to claim 1.
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
前記基準直線から被計測者の移動方向に関する左方向に最も離隔した前記重心位置までの距離、及び、前記基準直線から被計測者の移動方向に関する右方向に最も離隔した前記重心位置までの距離を合計することによって比直線距離最大振幅値を算出する比直線距離最大振幅算出手段とを含んでいることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の歩行訓練支援装置。 The analysis means is
Centroid position calculating means for calculating the position of the centroid of the person to be measured on the pressure distribution sensor;
The distance from the reference straight line to the center of gravity position farthest left in the movement direction of the person to be measured and the distance from the reference straight line to the center of gravity position farthest in the right direction in the direction of movement of the person to be measured. The walking training support apparatus according to any one of claims 1 to 7 , further comprising specific linear distance maximum amplitude calculating means for calculating a specific linear distance maximum amplitude value by summing up.
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