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JP6491121B2 - Body strain detection system - Google Patents
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JP6491121B2 - Body strain detection system - Google Patents

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Description

本発明は、利用者の長時間に亘る姿勢のデータを採取することで、姿勢の歪みを検知する身体歪み検知システムに関する。   The present invention relates to a body strain detection system that detects posture distortion by collecting data of posture of a user over a long period of time.

生活習慣や立居振舞の癖から生じる身体の歪みは、肩こり・腰痛・むくみ・頭痛など、様々な不調の原因となっている。よって、身体の歪みの部位や原因を検知し、正しい姿勢に矯正して歪みを改善することで、身体を快調に保つことができる。   Physical distortions caused by lifestyle habits and habits of standing behavior cause various problems such as stiff shoulders, back pain, swelling, and headaches. Therefore, the body can be kept in good condition by detecting the part and cause of the body distortion and correcting the body posture to correct the distortion.

そこで、身体の歪みを検知するため、利用者によって両手で保持される保持部の傾きと、利用者が両足で乗る台部に作用する荷重の重心位置とに基づいて、利用者の姿勢を評価して、評価結果を出力する姿勢評価装置が知られている(特許文献1を参照)。   Therefore, in order to detect body distortion, the posture of the user is evaluated based on the inclination of the holding portion held by the user with both hands and the position of the center of gravity of the load acting on the platform on which the user rides with both feet. A posture evaluation apparatus that outputs an evaluation result is known (see Patent Document 1).

また、身体の左右の上腕に取り付ける第1センサ及び第2センサによって3次元的な姿勢を測定して得られるデータから、左右の腕の姿勢を決定し、左右の腕の姿勢の差違に応じて、上半身の筋肉の強い部位を決定して歪みを検知する検知システムも知られている(特許文献2を参照)。   In addition, the left and right arm postures are determined from the data obtained by measuring the three-dimensional posture with the first sensor and the second sensor attached to the left and right upper arms of the body, and according to the difference in the posture of the left and right arms. A detection system that detects a strain by determining a strong portion of the upper body muscle is also known (see Patent Document 2).

特開2009−219622号公報JP 2009-219622 A 特開2010−207399号公報JP 2010-207399 A

しかしながら、特許文献1に開示された装置は、体の歪みを検知するのに、保持部や台部を備えた特別な測定器具を用いて所定の動作を行なったときの測定結果を用いており、被検査者の日常の動作から体の歪みを測定するものではない。   However, the apparatus disclosed in Patent Document 1 uses measurement results when a predetermined operation is performed using a special measuring instrument having a holding part and a base part to detect body distortion. It does not measure body strain from the daily movements of the subject.

また、特許文献2に開示された装置は、左右の腕の姿勢の差違に応じて筋肉の強い部位を検知することで歪みを検知しているが、左右の腕の筋力には差があり、利き腕の方が強いのが一般的である。したがって、左右の筋力の差からは必ずしも歪みを正確に検知し得るものではない。   In addition, the device disclosed in Patent Document 2 detects distortion by detecting a strong part of the muscle according to the difference in posture of the left and right arms, but there is a difference in the muscle strength of the left and right arms, In general, the dominant hand is stronger. Therefore, the distortion cannot always be accurately detected from the difference between the left and right muscle strengths.

上記の課題を解決するために、本発明は、特別の測定器具を用いず、そして、被検査者の仕事での作業姿勢を含めた日常行動での自然の立居振舞の姿勢から身体の歪みを検出する身体歪み検知システムの提供を目的としている。   In order to solve the above problems, the present invention does not use a special measuring instrument, and the body distortion from the posture of natural standing behavior in daily behavior including the work posture at the work of the examinee. The purpose is to provide a body strain detection system for detection.

上記課題を解決するために、本発明による身体歪み検知システムは、被測定者の頭部の傾きを検出して姿勢の歪みを判定するために、前記被測定者の身体に装着される姿勢検知装置と、歪み判定装置とを含む身体歪み検知システムであって、前記姿勢検知装置は、被測定者の頭部に装着される双眼ルーペに取り付けられて、直交する3軸方向の加速度又は角速度を検出する加速度センサ又は角速度センサと、前記頭部を傾ける際の支点となる首の位置を原点として、該原点を通る前記被測定者が前記頭部と背中の中心線を垂直にしてY軸とする姿勢で水平なX軸の方向を目視する姿勢を執ったときの直交3次元座標軸XYZの空間での前記Y軸上にある前記頭部の位置を基準位置に設定し、その後に前記加速度センサ又は角速度センサから周期的に取得する前記加速度又は角速度から求められる前記頭部の各位置の座標を、その直前に求められた前記頭部の位置と前記原点とを通るY´軸を含む別の3次元座標軸X´Y´Z´において、そのとき取得した加速度又は角速度から算出した前記加速度センサ又は角速度センサの前記3軸方向の移動距離だけ、前記直前に求められた前記頭部の位置から前記頭部が移動したものとして算出し、前記別の3次元座標軸X´Y´Z´における前記頭部の座標を、前記3次元座標軸XYZにおける座標に換算して前記頭部の傾き角度を決定する演算処理部と、前記演算処理部により求められた前記頭部の座標と前記頭部の傾き角度とを記憶するメモリと、を備え、前記歪み判定装置は、前記メモリから読み出した前記頭部の座標及び/又は前記頭部の傾き角度に基づいて前記身体の歪みを判定することを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, a body strain detection system according to the present invention detects posture of a person to be measured and detects posture inclination to determine posture distortion. The posture detection device is attached to a binocular loupe attached to the head of the person to be measured, and has acceleration or angular velocity in three orthogonal directions orthogonal to each other. An acceleration sensor or an angular velocity sensor to be detected, and a position of a neck serving as a fulcrum when the head is tilted as an origin, and the measurement subject passing through the origin The position of the head on the Y-axis in the space of the orthogonal three-dimensional coordinate axis XYZ when taking a posture to visually observe the horizontal X-axis direction is set as a reference position, and then the acceleration sensor Or from the angular velocity sensor Another three-dimensional coordinate axis X ′ including the Y ′ axis passing through the position of the head and the origin obtained immediately before the coordinates of each position of the head obtained from the acceleration or the angular velocity obtained in the meantime In Y′Z ′, the head has moved from the position of the head obtained immediately before by the movement distance in the three-axis direction of the acceleration sensor or angular velocity sensor calculated from the acceleration or angular velocity acquired at that time. An arithmetic processing unit that calculates the coordinate of the head on the other three-dimensional coordinate axis X′Y′Z ′ and converts the coordinate on the three-dimensional coordinate axis XYZ to determine the tilt angle of the head ; A memory for storing the coordinates of the head and the tilt angle of the head obtained by the arithmetic processing unit, and the strain determination device reads the coordinates of the head read from the memory and / or the Head The distortion of the body is determined based on an inclination angle.

そして、前記歪み判定装置は、前記姿勢検知装置とのUSB接続により前記メモリから前記座標を読み出すことを特徴としている。よって、演算処理部は、姿勢検知装置が歪み判定装置とUSB接続されたとき、バスパワー機能によって歪み判定装置から電力供給を受けると共に、マスストレージ機能によって歪み判定装置からのメモリに格納しているデータの参照を受け付ける。   And the said distortion determination apparatus reads the said coordinate from the said memory by USB connection with the said attitude | position detection apparatus, It is characterized by the above-mentioned. Therefore, when the posture detection device is connected to the distortion determination device via USB, the arithmetic processing unit receives power from the distortion determination device by the bus power function and stores it in the memory from the distortion determination device by the mass storage function. Accept data reference.

前記メモリは、前記姿勢検知装置から取り外して前記歪み判定装置に接続可能なカード型のフラッシュメモリで構成してもよい。   The memory may be constituted by a card-type flash memory that can be detached from the posture detection device and connected to the strain determination device.

そして、前記演算処理部と前記メモリとは、前記加速度センサと共にパッケージされて、前記部位に装着されてもよい。   And the said arithmetic processing part and the said memory may be packaged with the said acceleration sensor, and may be mounted | worn with the said site | part.

前記加速度センサは、被測定者の頭部や被測定者が着用する双眼ルーペに装着することで着用される。   The acceleration sensor is worn by being attached to the head of the subject or a binocular loupe worn by the subject.

本発明によれば、被測定者が加速度センサを着用することで身体の動きを検出するために、被測定者は特別な姿勢や動作を執らずとも日常の姿勢を測定するために、歪みを正確に判定することができる。   According to the present invention, in order for the measurement subject to detect the movement of the body by wearing the acceleration sensor, the measurement subject can measure the distortion in order to measure the daily posture without taking any special posture or motion. It can be determined accurately.

本発明の実施形態に係る身体歪み検知システムの概略構成をブロック図で示す。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a body strain detection system according to an embodiment of the present invention. 歯科医師が患者への処置を施す際での身体の歪みを引き起こすことがない理想的な姿勢を説明する図を示す。The figure explaining the ideal attitude | position which does not cause the distortion of the body when a dentist performs treatment to a patient is shown. 本発明の実施形態に係る身体歪み検知システムの姿勢検知装置の処理手順を説明するフローチャートを示す。The flowchart explaining the process sequence of the attitude | position detection apparatus of the body strain detection system which concerns on embodiment of this invention is shown. 被測定者の動きに伴う測定部位の3次元での座標を例示する説明図を示す。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating three-dimensional coordinates of a measurement site that accompanies the measurement subject's movement. 図3の座標をX−Yの2次元での説明図を示す。The coordinate of FIG. 3 is an explanatory diagram in two dimensions of XY. メモリの記憶フォーマットの概念的な説明図を示す。The conceptual explanatory drawing of the memory storage format is shown. 本発明の実施形態に係る身体歪み検知システムの歪み判定装置による歪み判定結果を表示する画面の模式的な説明図を示す。The schematic explanatory drawing of the screen which displays the distortion determination result by the distortion determination apparatus of the body distortion detection system which concerns on embodiment of this invention is shown. 本発明の実施形態に係る身体歪み検知システムの歪み判定装置による歪み判定結果を時系列で表示する画面の模式的な説明図を示す。The schematic explanatory drawing of the screen which displays the distortion determination result by the distortion determination apparatus of the body distortion detection system which concerns on embodiment of this invention in time series is shown. 加速度センサを双眼ルーペに装着した構成の説明図を示す。The explanatory view of the composition which attached the acceleration sensor to the binocular loupe is shown.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態に係る身体歪み検知システム1の概略構成をブロック図で示している。図1で示すように、身体歪み検知システム1は、利用者の身体に装着されて、長時間に亘り利用者の姿勢の変化を測定する姿勢検知装置2と、情報処理装置3とで構成される。情報処理装置3は、歪み判定のプログラムを実行することにより歪み判定装置として機能し、姿勢検知装置2からの測定データの演算処理を行うことで利用者の身体の歪みを判定する。   FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a body strain detection system 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the body strain detection system 1 includes an attitude detection device 2 that is attached to a user's body and measures a change in the posture of the user over a long period of time, and an information processing device 3. The The information processing apparatus 3 functions as a distortion determination apparatus by executing a distortion determination program, and determines the distortion of the user's body by performing calculation processing of measurement data from the posture detection apparatus 2.

姿勢検知装置2は、3軸加速度センサ4と、演算処理部5と、メモリ6と、電源部7と、スイッチ11とを備える。   The attitude detection device 2 includes a triaxial acceleration sensor 4, an arithmetic processing unit 5, a memory 6, a power supply unit 7, and a switch 11.

3軸加速度センサ4は、姿勢検知装置2が被測定者の身体の動きを検知する部位に装着されたとき、当該部位の位置情報を互いに直交する3軸(X軸、Y軸、Z軸)方向の加速度でそれぞれ検出して出力する位置検知センサである。このように、本例では、位置検知センサには3軸加速度センサ4を用いているが、角速度センサを用いてもよい。   When the posture detection device 2 is attached to a part for detecting the movement of the body of the person to be measured, the three-axis acceleration sensor 4 has three axes (X axis, Y axis, Z axis) orthogonal to the position information of the part. It is a position detection sensor that detects and outputs the acceleration in each direction. Thus, in this example, the triaxial acceleration sensor 4 is used as the position detection sensor, but an angular velocity sensor may be used.

演算処理部5は、マイクロコンピュータ8と、リアルタイムクロック回路(RTC)9と、USB(Universal Serial Bus)ポート10とを備える制御ボードで構成される。そして、マイクロコンピュータ8は、加速度センサ4からX軸、Y軸及びZ軸の各加速度を取得すると、この加速度を時間積分することにより、3軸の移動距離をそれぞれ算出して、そのときの空間位置を特定する。   The arithmetic processing unit 5 includes a control board including a microcomputer 8, a real time clock circuit (RTC) 9, and a USB (Universal Serial Bus) port 10. When the microcomputer 8 acquires the X-axis, Y-axis, and Z-axis accelerations from the acceleration sensor 4, the microcomputer 8 calculates the three-axis movement distances by time-integrating each acceleration, and the space at that time Identify the location.

マイクロコンピュータ8は、加速度センサ4のX軸、Y軸及びZ軸での初期位置を原点にして、この原点からの3軸の移動距離x,y,zを算出することで、そのときの空間での座標を求める。そして、マイクロコンピュータ8は、求めた空間の座標とそのときRTC9が出力している時間情報とを関連付けてメモリ6に記憶する。この場合、演算処理部5は、例えば、1秒毎に空間での座標と時間情報とをメモリ6に出力する。   The microcomputer 8 uses the initial positions of the acceleration sensor 4 on the X-axis, Y-axis, and Z-axis as the origin, and calculates the three-axis movement distances x, y, and z from this origin, so that the space at that time Find the coordinates at. The microcomputer 8 stores the obtained space coordinates in the memory 6 in association with the time information output by the RTC 9 at that time. In this case, the arithmetic processing unit 5 outputs, for example, space coordinates and time information to the memory 6 every second.

メモリ6は、データの消去や書き込みが自由に行えて、電源を切っても内容が消えないタイプのメモリであり、フラッシュメモリが好適である。姿勢検知装置2は、最大で24時間に亘り利用者に装着されて、その間の姿勢の変化を検知するように構成した場合、メモリ6は、演算処理部5から送られてくる86,400(秒)通りの座標と時間情報とを記憶するのに十分な記憶容量を備える。   The memory 6 is a type of memory in which data can be freely erased and written, and the contents do not disappear even when the power is turned off, and a flash memory is preferable. When the posture detection device 2 is worn by the user for a maximum of 24 hours and is configured to detect a change in posture during that time, the memory 6 is sent from the arithmetic processing unit 5 86, 400 ( Storage capacity sufficient to store (second) coordinates and time information.

USBポート10は、姿勢検知システム1を情報処理装置3にUSB接続する。演算処理部5は、姿勢検知装置2が情報処理装置3とUSB接続されたとき、バスパワー機能によって情報処理装置3から電力供給を受けると共に、マスストレージ機能によって情報処理装置3からのメモリ6に格納しているデータの参照を受け付ける。尚、メモリ6には、姿勢検知装置2から取り外して情報処理装置3に接続可能なカード型のフラッシュメモリを用いてもよい。   The USB port 10 connects the posture detection system 1 to the information processing apparatus 3 via USB. The arithmetic processing unit 5 is supplied with power from the information processing device 3 by the bus power function when the posture detection device 2 is connected to the information processing device 3 by USB, and is also stored in the memory 6 from the information processing device 3 by the mass storage function. Accept references to stored data. The memory 6 may be a card-type flash memory that can be detached from the attitude detection device 2 and connected to the information processing device 3.

電源部7は、電源制御部12と、バッテリ13と、電圧監視部14とを備える。電源制御部12は、バッテリ13の電源を演算処理部5に供給する一方、身体歪み検知システム1が情報処理装置3にUSB接続されたときには、バスパワーでバッテリ13を充電するように制御する。電圧監視部14は、バッテリ13の電圧を監視して、所定レベルまで低下するとインジケータを点灯して警告表示する。   The power supply unit 7 includes a power supply control unit 12, a battery 13, and a voltage monitoring unit 14. The power supply control unit 12 supplies the power of the battery 13 to the arithmetic processing unit 5 and controls the battery 13 to be charged with bus power when the body strain detection system 1 is connected to the information processing device 3 by USB. The voltage monitoring unit 14 monitors the voltage of the battery 13 and turns on an indicator to display a warning when the voltage drops to a predetermined level.

スイッチ11は、後に明らかとなるが、基準位置の設定を行う際に操作される。   As will be apparent later, the switch 11 is operated when setting the reference position.

正しい姿勢は身体の筋力で保たれるが、日常の行動の中でも、特に作業を行っているときには楽な姿勢を執りがちである。しかし、楽な姿勢は筋力が重力に負けている姿勢であり、正しい姿勢が保たれない状態が長時間に及ぶと身体の歪みを生じる原因となっている。   The correct posture is maintained by the physical strength of the body, but it is apt to have a comfortable posture in daily activities, especially when working. However, an easy posture is a posture in which the muscle strength is defeated by gravity, and if the correct posture cannot be maintained for a long time, it causes the body to be distorted.

作業時の正しい姿勢の例として、歯科医師が患者に処置を施すときの体勢を説明する。図2に示すように、垂直にした身体の中心軸に対しての首を支点とする頭部の傾きは、前方に0度乃至20度の範囲、肩を支点にした両腕の肘の移動角度は前方に0度から25度の範囲が適切である。この場合、頭部が最大でも25度以上となる場合は、身体の中心軸が曲がって猫背となるため、身体の歪みの原因となる。   As an example of a correct posture during work, the posture when a dentist performs treatment on a patient will be described. As shown in FIG. 2, the inclination of the head with the neck as a fulcrum with respect to the vertical center axis of the body is in the range of 0 to 20 degrees forward, and the elbows of both arms with the shoulder as a fulcrum An angle in the range of 0 to 25 degrees forward is appropriate. In this case, when the head is at most 25 degrees or more, the center axis of the body is bent and becomes stooped, which may cause body distortion.

また、このときの前腕の水平方向からの持ち上げ角度は0度から10度の範囲、体の中心軸に対する上腿部の軸線の角度は105度から125度の範囲が好ましいとされている。そして、処置に集中するあまり、身体の左右のバランスを崩した姿勢、例えば、首を左右の一方に傾けた状態を長時間継続すると、頸椎に負担が掛る原因となる。   In this case, the lifting angle of the forearm from the horizontal direction is preferably in the range of 0 to 10 degrees, and the angle of the axis of the upper leg with respect to the central axis of the body is preferably in the range of 105 to 125 degrees. Then, if the posture in which the left / right balance of the body is lost, for example, the state in which the neck is tilted to one of the left and right is continued for a long time, the burden on the cervical spine is caused.

本発明に係る歪み検知システム1は、こうした医師による処置作業においては、処置中の医師の頭部の前傾角度や左右への傾きを測定するのに使用することができる。この例では、図9に示すように、医師が着用して使用する双眼ルーペ15のフレーム16に加速度センサ4が取り付けられる。双眼ルーペ15は、手元(施術箇所)の局所的な視覚対象物を双眼ルーペ本体17で拡大して視認する手段として、広く使用されているものである。   The strain detection system 1 according to the present invention can be used to measure the forward tilt angle and the left / right tilt of the doctor's head during the treatment by such a doctor. In this example, as shown in FIG. 9, the acceleration sensor 4 is attached to a frame 16 of a binocular loupe 15 worn by a doctor. The binocular loupe 15 is widely used as means for enlarging and visually observing a local visual object at hand (treatment site) with the binocular loupe main body 17.

そして、演算処理部5とメモリ6と電源部7とスイッチ11とは、コントロールユニットとしてケースに収められ、作業者の身体に装着されて保持される。スイッチ11の操作部は、ケースの表面に設けられている。このように、本例では、加速度センサ4を姿勢検知装置2から分離して双眼ルーペ15に装着しているが、分離せずとも十分小型化された姿勢検知装置2が実現可能である。このような姿勢検知装置2では、ヘッドバンドや医療用帽子に装着して医師に着用されるようにしてもよい。また、もちろんこの場合でも、姿勢検知装置2は、加速度センサ4だけがヘッドバンドや医療用帽子に装着される構成であってもよい。   And the arithmetic processing part 5, the memory 6, the power supply part 7, and the switch 11 are stored in a case as a control unit, and are mounted | worn and hold | maintained at a worker's body. The operation part of the switch 11 is provided on the surface of the case. Thus, in this example, the acceleration sensor 4 is separated from the posture detection device 2 and attached to the binocular loupe 15. However, the posture detection device 2 that is sufficiently miniaturized can be realized without separation. In such a posture detection device 2, it may be worn by a doctor by wearing it on a headband or a medical hat. Of course, even in this case, the posture detection device 2 may be configured such that only the acceleration sensor 4 is attached to the headband or the medical hat.

医師が処置を施すときの頭部の傾斜を測定する方法を説明する。図3は、頭部の傾斜を測定する流れを示している。   A method for measuring the inclination of the head when a doctor performs treatment will be described. FIG. 3 shows a flow for measuring the inclination of the head.

先ず、被測定者(医師)は、双眼ルーペ15を顔に掛けた状態で、頭部と背中の中心線を同一の鉛直線上となるように姿勢を正して、水平方向を目視する姿勢を執る。この状態でスイッチ11が操作されると、マイクロコンピュータは、基準位置の設定を行う(ステップS1)。 First, the person to be measured (doctor) corrects the posture so that the center line of the head and the back is on the same vertical line with the binocular loupe 15 on the face, and the posture to visually observe the horizontal direction. take. When the switch 11 is operated in this state, the microcomputer 8 sets a reference position (step S1).

図4は、頭部の位置を3次元座標で示しており、空間の原点Oは頭部を前後左右に傾ける際の支点となる首の位置、点Pは姿勢をY軸方向である垂直方向に正して、視線をX軸方向である水平方向に向けているときの被測定者の頭部の中心位置である。点Pの座標(x、y、z)は、この後、被測定者が首を支点にして、頭部を移動させたときの変位を検知する際の基準位置となる。   FIG. 4 shows the position of the head in three-dimensional coordinates. The origin O of the space is the position of the neck as a fulcrum when the head is tilted back and forth and left and right, and the point P is the vertical direction in which the posture is the Y-axis direction. This is the center position of the head of the person to be measured when the line of sight is directed in the horizontal direction, which is the X-axis direction. Thereafter, the coordinates (x, y, z) of the point P serve as a reference position for detecting a displacement when the measurement subject moves the head with the neck as a fulcrum.

マイクロコンピュータ8は、基準位置の設定後、加速度センサ4から3軸でのそれぞれの加速度を取得し(ステップS2)、取得した加速度を時間で積分して3軸方向への加速度センサ4の移動距離を算出する(ステップS3)。   After setting the reference position, the microcomputer 8 acquires each acceleration in the three axes from the acceleration sensor 4 (step S2), integrates the acquired acceleration with time, and moves the acceleration sensor 4 in the three-axis direction. Is calculated (step S3).

次に、マイクロコンピュータ8は、算出した移動距離に基づき座標を求める(ステップS4)。そして、座標が求まると、加速度センサ4の前方への傾斜角度を算出して、この傾斜角度と座標とをそのときRTC9が出力している時間情報とをメモリ6に記憶する(ステップS5)。   Next, the microcomputer 8 obtains coordinates based on the calculated movement distance (step S4). When the coordinates are obtained, the forward tilt angle of the acceleration sensor 4 is calculated, and the tilt angle and the coordinates are stored in the memory 6 with the time information output by the RTC 9 at that time (step S5).

そして、マイクロコンピュータ8は、被測定者の処置が終了したか否かを判定する(ステップS6)。被測定者の処置が終了したときはスイッチ11を再度操作することになっている。よって、マイクロコンピュータ8は、スイッチ11が再操作されていない間は(ステップS6の「NO」)、ステップS2からステップS5までの処理を行う。このとき、マイクロコンピュータ8は、1秒毎にステップS2で加速度センサ4から加速度を取得してステップS5までの処理を繰り返す。 Then, the microcomputer 8 determines whether or not the measurement subject's treatment has been completed (step S6). When the treatment of the subject is finished, the switch 11 is operated again. Therefore, the microcomputer 8 performs the processing from step S2 to step S5 while the switch 11 is not operated again (" NO " in step S6). At this time, the microcomputer 8 acquires the acceleration from the acceleration sensor 4 at step S2 every second and repeats the processing up to step S5.

したがって、基準位置の設定後、被測定者が処置を始めるために視線方向を水平方向から下方に位置する患部へと移したとき、マイクロコンピュータ8は、このとき加速度センサ4から取得した加速度を時間で積分して、点Pからの3軸方向の移動距離をそれぞれ算出することで、頭部が位置している点Qの座標(x1、y1、z1)を演算する。よって、x1とy1の数値から頭部の傾斜角度θ1が算出される。   Therefore, after the reference position is set, when the measurement subject moves the line-of-sight direction from the horizontal direction to the affected part located below in order to start treatment, the microcomputer 8 uses the acceleration acquired from the acceleration sensor 4 as time. And the coordinates (x1, y1, z1) of the point Q where the head is located are calculated by calculating the movement distances in the three-axis directions from the point P. Therefore, the tilt angle θ1 of the head is calculated from the numerical values of x1 and y1.

さらに、被測定者が点Qの位置から点Rの位置まで頭部を移動させると、このとき、加速度センサ4から取得した加速度を時間積分することで算出する3軸での移動距離は点Qからの変位量となるために、マイクロコンピュータ8は、基準位置Pからの移動距離に換算して点の座標(x2、y2、z2)を決定する。 Further, when the person to be measured moves the head from the position of the point Q to the position of the point R, the movement distance on the three axes calculated by time integration of the acceleration acquired from the acceleration sensor 4 at this time is the point Q. Therefore, the microcomputer 8 determines the coordinates (x2, y2, z2) of the point R in terms of the movement distance from the reference position P.

この換算について説明する。この場合、被測定者による頭部の点Pから点Rへの動きは前方(X軸方向)のみで左右(Z軸方向)への動きは無いものとして、図5の二次元座標で説明する。このとき、点Oと点Qとを結ぶ線をY´軸、点Qを通りY´軸と直交する線をX´軸とすると、点Qから点Rへは、X´軸方向に距離p、Y´軸方向に距離qを移動したものとする。よって、角度aはarctan(x1/y1)、角度bはarctan(q/p)となり、これにより角度aと角度bとで直角を形成する角度αが求まる。そして、角度αと、p及びqの数値で求まる点P−点R間の距離rとから、点Rの座標(x1+r×sinα、y1−r×cosα)を算出して、頭部の位置が点Rにあるときの前方への傾斜角度θ2を検出する。   This conversion will be described. In this case, the movement from the point P to the point R of the head by the measurement subject is assumed to be only forward (X-axis direction) and not to the left and right (Z-axis direction), and will be described with the two-dimensional coordinates in FIG. . At this time, if the line connecting the point O and the point Q is the Y ′ axis, and the line passing through the point Q and orthogonal to the Y ′ axis is the X ′ axis, the distance p from the point Q to the point R is the distance p in the X ′ axis direction. , The distance q is moved in the Y′-axis direction. Therefore, the angle a is arctan (x1 / y1), the angle b is arctan (q / p), and the angle α forming a right angle between the angle a and the angle b is obtained. Then, the coordinates of the point R (x1 + r × sin α, y1−r × cos α) are calculated from the angle α and the distance r between the point P and the point R obtained by numerical values of p and q, and the position of the head is determined. The forward tilt angle θ2 when it is at the point R is detected.

また、頭部が左右の方向に傾けた場合についても、加速度センサ4のZ軸方向の移動距離から座標を求めることができる。そして、求めた座標のY軸及びZ軸の値から頭部の左右方向への傾斜角度を検出する。   Even when the head is tilted in the left-right direction, the coordinates can be obtained from the movement distance of the acceleration sensor 4 in the Z-axis direction. Then, the tilt angle of the head in the left-right direction is detected from the values of the Y-axis and Z-axis of the obtained coordinates.

このようにして、基準位置Pを設定した後、演算処理部5は、1秒毎に加速度センサ4から取得した加速度を時間で積分して3軸方向での移動距離を算出し、少なくとも何れか一つの軸で移動距離があると、それを基にして移動した位置の座標を算出する。このとき、X,Y,Z軸の何れにも移動が無いときに、演算処理部5は、直近に検出している座標を継続して出力する。   In this way, after setting the reference position P, the arithmetic processing unit 5 calculates the movement distance in the three-axis direction by integrating the acceleration acquired from the acceleration sensor 4 with respect to time every second, and at least one of them is calculated. If there is a movement distance on one axis, the coordinates of the moved position are calculated based on the movement distance. At this time, when there is no movement on any of the X, Y, and Z axes, the arithmetic processing unit 5 continuously outputs the most recently detected coordinates.

マイクロコンピュータ8は、1秒毎に検出した座標及びこの座標から演算した頭部の前方への傾斜角度と、そのときのRTC6での時間情報とを対応させてメモリ6に記憶させる。図6は、メモリ6の記憶フォーマットを概念的に示すもので、被測定者が処置を行う時間を通じて、1秒毎の頭部の座標と、前傾角度と、右又は左の傾き角度とが時系列に記憶されている。   The microcomputer 8 stores the coordinates detected every second and the forward tilt angle of the head calculated from these coordinates in correspondence with the time information in the RTC 6 at that time. FIG. 6 conceptually shows the storage format of the memory 6, and the coordinates of the head, the forward tilt angle, and the right or left tilt angle every second are measured throughout the time when the measurement subject performs the treatment. It is memorized in time series.

そして、歪み検知システム1はUSBポート10が情報処理装置3とUSB接続されると、演算処理部5は、情報処理装置3から指示に応答して、メモリ6に記憶している測定データと時間情報とを読み出して送信する。   In the distortion detection system 1, when the USB port 10 is connected to the information processing device 3 by USB, the arithmetic processing unit 5 responds to an instruction from the information processing device 3 and the measurement data and time stored in the memory 6. Read and send information.

情報処理装置3は、メモリ6から読み取った測定データから被測定者の処置中における姿勢の歪みを判定して、その結果を種々のグラフでモニター画面に表示する。   The information processing device 3 determines the posture distortion during the treatment of the measurement subject from the measurement data read from the memory 6 and displays the result on the monitor screen in various graphs.

例えば、図7に示すように、モニター画面に3次元の座標軸を表示して、処置時間中を通じて頭部の各座標をプロットして表示する。この場合、適正範囲の0度から20度までに納まる座標は、正常と判定して緑色のドットで表示し、20度以上25度未満の範囲の座標は要注意と判定して黄色の「△」印で表示し、25度以上の座標は歪みであると判定して赤色の「×」印で表示する。   For example, as shown in FIG. 7, a three-dimensional coordinate axis is displayed on the monitor screen, and each coordinate of the head is plotted and displayed throughout the treatment time. In this case, coordinates that fall within the appropriate range of 0 ° to 20 ° are determined to be normal and displayed as green dots, and coordinates in the range of 20 ° to less than 25 ° are determined to be sensitive and yellow “Δ ", And coordinates of 25 degrees or more are determined to be distortion and displayed with red" x "marks.

そして、正常、要注意及び歪みの各範囲に属する座標の割合を図示の円グラフ又は棒グラフで表示して、その比率に応じて、被測定者が処置中を通じて前方に頭部を傾ける際の歪み度を判定する。歪み度の判定は、被測定者が患部を正確に観察するために、顔を患部に近づけて猫背の姿勢を執るケースもあり、例えば、正常範囲に納まる座標が8割以上であれば正常な姿勢であると判定する。そして、処置時間を通じて、頭部を左右に傾ける姿勢を執っている時間の割合を図示の円グラフ又は棒グラフで表示する。   Then, the ratio of coordinates belonging to the normal, cautionary, and distortion ranges is displayed in the illustrated pie chart or bar graph, and the distortion when the subject tilts the head forward during the treatment according to the ratio. Determine the degree. In some cases, the degree of distortion is determined so that the person to be measured takes a stooped posture with the face close to the affected part in order to accurately observe the affected part. For example, if the coordinates that fall within the normal range are 80% or more, it is normal. It is determined that the posture. Then, the ratio of the time during which the head is tilted left and right throughout the treatment time is displayed in the illustrated pie chart or bar graph.

図8は、処置中を通じて首の前傾角度の変化を時系列で表示する例を示している。この場合、前記基準位置の設定後に被測定者が最初に首を前傾させたのがt1時点となっており、時間の経過と共に前傾角度が大きくなって姿勢が歪んでいることを表わしている。   FIG. 8 shows an example in which changes in the forward tilt angle of the neck are displayed in time series throughout the treatment. In this case, after the reference position is set, the person to be measured first tilts his neck forward at time t1, indicating that the forward tilt angle increases with time and the posture is distorted. Yes.

以上、作業中の頭部の傾き姿勢によって身体の歪みを検知する場合を説明したが、頭部に限らず他の身体の部位も検知することができる。例えば、図2で示す医師の処置時の姿勢では、加速度センサ4を取り付けた装着ベルトを大腿部や上腕又は腕に巻き付けて、加速度情報から加速度センサ4を装着した身体の部位の座標を検知することができる。   As described above, the case where the strain of the body is detected by the tilt posture of the head during work has been described. However, not only the head but also other body parts can be detected. For example, in the posture at the time of treatment of the doctor shown in FIG. 2, a wearing belt with the acceleration sensor 4 attached is wrapped around the thigh, upper arm, or arm, and the coordinates of the body part where the acceleration sensor 4 is attached are detected from the acceleration information. can do.

そして、情報処理装置3には、加速度センサ4が装着された身体の部位に応じた適正な角度、すなわち大腿部であれば、垂直にした身体の中心軸に対して105度乃至125度の範囲の角度を正常とするよう設定されている。よって、情報処理装置3は、モニター画面に3次元の座標軸を表示して、処置時間中を通じて大腿部の1秒毎の座標をプロットして表示して、適正範囲の105度から125度までに納まる座標は、緑色のドットで表示し、この範囲を外れている座標は赤色の「×」印で表示する。   Then, the information processing device 3 has an appropriate angle corresponding to the body part to which the acceleration sensor 4 is attached, that is, the thigh is 105 degrees to 125 degrees with respect to the vertical center axis of the body. The range angle is set to normal. Therefore, the information processing apparatus 3 displays a three-dimensional coordinate axis on the monitor screen, plots and displays the coordinates of the thigh per second throughout the treatment time, and ranges from 105 degrees to 125 degrees in the proper range. Coordinates that fall within the range are displayed as green dots, and coordinates that fall outside this range are displayed as red “x” marks.

また、姿勢検知装置2は、加速度センサ4と共に被測定者の心拍数や呼吸数又は表皮温度を検知する生体センサを備えるとよい。この場合、姿勢検知装置2は、RTC9の時間情報と共に生体センサが検知する生体情報をメモリ6に記憶しておくことで、情報処理装置3は、メモリ6から読み出した生体情報と歪みとを関連付けての判定を行うことができる。   The posture detection device 2 may include a biometric sensor that detects the heart rate, respiration rate, or epidermis temperature of the measurement subject together with the acceleration sensor 4. In this case, the posture detection device 2 stores the biological information detected by the biological sensor together with the time information of the RTC 9 in the memory 6 so that the information processing device 3 associates the biological information read from the memory 6 with the distortion. All the judgments can be made.

本発明は、日常の行動から身体の歪みを判定する身体歪み検知システムに関し、産業上の利用可能性を有する。   The present invention relates to a body strain detection system that determines body strain from daily activities, and has industrial applicability.

1 身体歪み検知システム
2 姿勢検知装置
3 コンピュータ(歪み判定装置)
4 加速度センサ(位置検知センサ)
5 演算処理部
6 メモリ
1 body strain detection system 2 posture detection device 3 computer (strain determination device)
4 Acceleration sensor (position detection sensor)
5 Arithmetic processing unit 6 Memory

Claims (4)

被測定者の頭部の傾きを検出して姿勢の歪みを判定するために、前記被測定者の身体に装着される姿勢検知装置と、歪み判定装置とを含む身体歪み検知システムであって、
前記姿勢検知装置は、
被測定者の頭部に装着される双眼ルーペに取り付けられて、直交する3軸方向の加速度又は角速度を検出する加速度センサ又は角速度センサと、
前記頭部を傾ける際の支点となる首の位置を原点として、該原点を通る前記被測定者が前記頭部と背中の中心線を垂直にしてY軸とする姿勢で水平なX軸の方向を目視する姿勢を執ったときの直交3次元座標軸XYZの空間での前記Y軸上にある前記頭部の位置を基準位置に設定し、その後に前記加速度センサ又は角速度センサから周期的に取得する前記加速度又は角速度から求められる前記頭部の各位置の座標を、その直前に求められた前記頭部の位置と前記原点とを通るY´軸を含む別の3次元座標軸X´Y´Z´において、そのとき取得した加速度又は角速度から算出した前記加速度センサ又は角速度センサの前記3軸方向の移動距離だけ、前記直前に求められた前記頭部の位置から前記頭部が移動したものとして算出し、前記別の3次元座標軸X´Y´Z´における前記頭部の座標を、前記3次元座標軸XYZにおける座標に換算して前記頭部の傾き角度を決定する演算処理部と、
前記演算処理部により求められた前記頭部の座標と前記頭部の傾き角度とを記憶するメモリと、を備え、
前記歪み判定装置は、前記メモリから読み出した前記頭部の座標及び/又は前記頭部の傾き角度に基づいて前記身体の歪みを判定することを特徴とする身体歪み検知システム。
A body strain detection system including a posture detection device attached to the body of the measurement subject and a strain determination device to detect posture distortion by detecting the inclination of the head of the measurement subject,
The posture detection device is
An acceleration sensor or an angular velocity sensor which is attached to a binocular loupe attached to the head of the measurement subject and detects acceleration or angular velocity in three orthogonal directions;
And the origin position of the neck as a fulcrum when tilting the head, the measured person through the raw point the head and the center line of the back in the vertical position in a horizontal X-axis to Y-axis The position of the head on the Y axis in the space of the orthogonal three-dimensional coordinate axis XYZ when taking the posture for visually observing the direction is set as a reference position, and thereafter periodically from the acceleration sensor or angular velocity sensor the coordinates of each position of the head determined from the acceleration or angular velocity to acquire, another three-dimensional coordinate axes X'Y' comprising Y'-axis passing through said the position of the head determined just before the origin In Z ′, it is assumed that the head has moved from the position of the head obtained immediately before by the movement distance in the three-axis direction of the acceleration sensor or angular velocity sensor calculated from the acceleration or angular velocity acquired at that time. calculated, said another third-order An arithmetic processing unit that the head coordinates in the coordinate axis X'Y'Z', determines the inclination angle of the head in terms of coordinates in the three-dimensional coordinate axes XYZ,
A memory for storing the coordinates of the head and the tilt angle of the head obtained by the arithmetic processing unit;
The body strain detection system, wherein the strain determination device determines the body strain based on the coordinates of the head and / or the tilt angle of the head read from the memory.
前記メモリは、前記頭部の座標と前記頭部の傾き角度とを、該頭部の座標を求めたときの時間情報と関連付けして記憶することを特徴とする請求項1に記載の身体歪み検知システム。   2. The body strain according to claim 1, wherein the memory stores the coordinates of the head and the tilt angle of the head in association with time information when the coordinates of the head are obtained. Detection system. 前記演算処理部と前記メモリとは、1つのユニットにパッケージされて、前記被測定者の身体に装着されることを特徴とする請求項1又は2の何れかに記載の身体歪み検知システム。 3. The body strain detection system according to claim 1, wherein the arithmetic processing unit and the memory are packaged in one unit and attached to the body of the subject. 前記姿勢検知装置は、少なくとも心拍数や呼吸数又は表皮温度の何れかを検知する生体センサを備えて、前記生体センサからの検知出力に基づき生体情報を取得することを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の身体歪み検知システム。 The posture detecting apparatus includes a biological sensor that detects at least one of a heart rate, a respiratory rate, and an epidermis temperature, and acquires biological information based on a detection output from the biological sensor. 4. The body strain detection system according to any one of 3 .
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102491165B1 (en) * 2022-06-07 2023-01-27 럭스나인 주식회사 Method of determining a patient body position under a medical care
KR102542658B1 (en) * 2022-08-10 2023-06-15 럭스나인 주식회사 Apparatus of measuring a vital sign
EP4372754A1 (en) * 2022-11-17 2024-05-22 Koninklijke Philips N.V. A system for assessing dental professional posture
KR102528684B1 (en) * 2022-11-21 2023-05-09 럭스나인 주식회사 Method of determining a user body position
KR102723241B1 (en) * 2024-01-04 2024-10-30 럭스나인 주식회사 Method of monitoring a vital signs in response to a posture change
KR102769596B1 (en) * 2024-02-08 2025-02-20 바디로그 주식회사 Method of measuring a rotation amount according to a determined body position
KR102848612B1 (en) * 2024-06-22 2025-08-22 바디로그 주식회사 Method of determining an activity state

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08129449A (en) * 1994-11-01 1996-05-21 Fujitsu Ltd Signal input device
JP2001314392A (en) * 2000-05-10 2001-11-13 Yoshiaki Yamada Cephalic presentation and posture recording device for daily living activity
JP2010246636A (en) * 2009-04-13 2010-11-04 Panasonic Corp Operation display device
JP2012161402A (en) * 2011-02-04 2012-08-30 Osaka Prefecture Univ Exercise characteristics evaluation system and exercise characteristics evaluation method
JP5767833B2 (en) * 2011-03-09 2015-08-19 株式会社日立製作所 Saddle position estimation apparatus, heel position estimation system, and heel position estimation method
WO2015083597A1 (en) * 2013-12-03 2015-06-11 株式会社 村田製作所 Correction support device
JP2015195913A (en) * 2014-03-31 2015-11-09 富士通株式会社 Posture estimation method, posture estimation program, and posture estimation apparatus

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