JP6369811B2 - 歩行解析システムおよび歩行解析プログラム - Google Patents

歩行解析システムおよび歩行解析プログラム Download PDF

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Description

被計測者の歩行運動を解析するために用いられる歩行解析システムおよび歩行解析プログラムに関する。
従来から、被計測者の歩行運動を解析するためのシステムの開発が行われている。従来の歩行運動の解析においては、次の特許文献1および2に開示されているように、歩行運動を総合的に判断するために、身体の重心近傍の運動である腰部の中心の運動を観察することが行われている。
特開2011−177278号公報 特開2006−177749号公報
特許文献1および2に開示されている技術によれば、歩行運動の解析の結果が加速度等の数値で表示部に表示される。そのため、表示部に表示された加速度等の数値に基づいて歩行運動の異常を指摘されても、被計測者は自分の歩行運動がどのように異常であるのかを直観的に把握することができない。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、歩行運動がどのように異常であるのかを直観的に把握することができる歩行解析システムおよび歩行解析プログラムを提供することである。
本発明の第1の態様の歩行解析システムは、被計測者の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得するセンサ部と、前記センサ部によって取得された前記物理情報に基づいて前記歩行運動における歩行異常の有無を判定する制御部と、前記制御部によって判定された前記歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像を表示する表示部と、を備え、前記制御部は、前記物理情報に基づいて前記被計測者の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データを取得し、前記位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成するデータ作成部と、前記データ作成部によって作成された前記リサージュ曲線データから抽出された複数種類の被判定要素の値と予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値とをそれぞれ比較し、それにより、予め定められた複数の身体部位のそれぞれごとに、前記身体部位が異常な運動をしているのか否かを判定する異常部位判定部と、前記異常部位判定部によって前記身体部位が異常な運動をしていると判定されたタイミングが前記リサージュ曲線データのいずれのタイミングであるのかに基づいて、前記歩行運動の予め定められた複数のフェーズのいずれにおいて前記身体部位が異常な運動をしているのかを判定する異常フェーズ判定部と、前記異常部位判定部によって異常な運動をしていると判定された前記身体部位と前記異常フェーズ判定部によって異常な運動をしていると判定された前記フェーズとが関連付けられた前記判定結果画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、を備え、前記判定結果画像は、前記表示部に表示される複数の静止画像であって、前記被計測者の歩行運動の前記複数のフェーズにそれぞれ対応している複数の人型画像と、前記複数の人型画像のうちの前記異常フェーズ判定部によって異常な運動をしていると判定された前記フェーズに対応する人型画像において、前記異常部位判定部によって異常な運動をしている判定された前記身体部位を指摘する指摘画像と、を含む。
本発明の第2の態様の歩行解析システムは、被計測者の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得するセンサ部と、前記センサ部によって取得された前記物理情報に基づいて前記歩行運動における歩行異常の有無を判定する制御部と、前記制御部によって判定された前記歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像を表示する表示部と、前記被計測者の歩行運動を撮影する動画撮影部と、を備え、前記制御部は、前記物理情報に基づいて前記被計測者の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データを取得し、前記位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成するデータ作成部と、前記データ作成部によって作成された前記リサージュ曲線データから抽出された複数種類の被判定要素の値と予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値とをそれぞれ比較し、それにより、前記被計測者の歩行運動において予め定められた複数種類の歩行異常のそれぞれが有るのか否かを判定する異常種類判定部と、前記異常種類判定部によって前記歩行異常が有ると判定された前記歩行異常の種類ごとに、前記被判定要素の値と前記異常有無の判定基準値との差に基づいて、前記歩行異常の程度を判定する異常程度判定部と、前記異常種類判定部によって判定された前記歩行異常の種類と前記異常程度判定部によって判定された前記歩行異常の程度とが関連付けられた前記判定結果画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、を備え、前記判定結果画像は、前記動画撮影部において撮影された動画から抽出された人型画像と、前記複数種類の歩行異常をそれぞれ認識することが可能な複数種類の文字画像と、前記複数種類の文字画像のそれぞれによって特定される前記歩行異常の程度を認識することが可能な図表画像と、を含む。
本発明の第3の態様の歩行解析システムは、被計測者の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得するセンサ部と、前記センサ部によって取得された前記物理情報に基づいて前記歩行運動における歩行異常の有無を判定する制御部と、前記制御部によって判定された前記歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像を表示する表示部と、前記被計測者の歩行運動を撮影する動画撮影部と、を備え、前記制御部は、前記物理情報に基づいて前記被計測者の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データを取得し、前記位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成するデータ作成部と、前記動画撮影部によって撮影された前記被計測者の歩行運動の連続画像を記憶する動画記憶部と、前記データ作成部によって作成された前記リサージュ曲線データから抽出された複数の実際の曲率半径の値のそれぞれと曲率半径の判定基準値とを比較し、それにより、前記実際の曲率半径の値が前記曲率半径の判定基準値よりも小さいか否かにより、前記被計測者が異常な姿勢をしているか否かを判定する異常姿勢判定部と、前記異常姿勢判定部によって前記判定基準値よりも小さいと判定された前記実際の曲率半径のタイミングが前記リサージュ曲線データのいずれのタイミングであるかに基づいて異常姿勢タイミングのデータを取得し、それにより、前記動画記憶部に記憶された前記被計測者の歩行運動の連続画像から前記異常姿勢タイミングのデータに対応する異常姿勢の静止画像を抽出する異常姿勢抽出部と、前記異常姿勢抽出部によって抽出された前記異常姿勢の静止画像を前記判定結果画像として前記表示部に表示させる表示制御部と、を含む。
本発明の第4の態様の歩行解析システムは、被計測者の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得するセンサ部と、前記センサ部によって取得された前記物理情報に基づいて前記歩行運動における歩行異常の有無を判定する制御部と、前記制御部によって判定された前記歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像を表示する表示部と、を備え、前記制御部は、前記物理情報に基づいて前記被計測者の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データを取得し、前記位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成するデータ作成部と、前記データ作成部によって作成された前記リサージュ曲線データから抽出された複数種類の被判定要素の値と予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値とをそれぞれ比較し、それにより、前記歩行運動における異常の有無を判定する異常有無判定部と、前記異常有無判定部によって前記被計測者が異常な歩行運動をしていると判定された場合に、前記異常な歩行運動を認識可能な判定結果画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、を備え、前記データ作成部は、前記被計測者の前額面、水平面、および矢状面のそれぞれの前記リサージュ曲線データを作成し、前記予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値は、それぞれ、前記前額面、前記水平面、および前記矢状面のそれぞれの前記リサージュ曲線データから抽出された前記複数種類の被判定要素に対応しており、前記判定結果画像は、前記複数種類の被判定要素の各被判定要素に対応する歩行異常を認識可能な画像を含む。
本発明の第1の態様の歩行解析プログラムは、被計測者の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得するセンサ部と、前記センサ部によって取得された前記物理情報に基づいて前記歩行運動における歩行異常の有無を判定する制御部と、前記制御部によって判定された前記歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像を表示する表示部と、を備えた歩行解析システムにおいて用いられる歩行解析プログラムであって、前記制御部としてのコンピュータを、前記物理情報に基づいて前記被計測者の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データを取得し、前記位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成するデータ作成部、前記データ作成部によって作成された前記リサージュ曲線データから抽出された複数種類の被判定要素の値と予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値とをそれぞれ比較し、それにより、予め定められた複数の身体部位のそれぞれごとに、前記身体部位が異常な運動をしているのか否かを判定する異常部位判定部、前記異常部位判定部によって前記身体部位が異常な運動をしていると判定されたタイミングが前記リサージュ曲線データのいずれのタイミングであるのかに基づいて、前記歩行運動の予め定められた複数のフェーズのいずれにおいて前記身体部位が異常な運動をしているのかを判定する異常フェーズ判定部、および、前記異常部位判定部によって異常な運動をしていると判定された前記身体部位と前記異常フェーズ判定部によって異常な運動をしていると判定された前記フェーズとが関連付けられた前記判定結果画像を前記表示部に表示させる表示制御部、として機能させ、前記判定結果画像は、前記表示部に表示される複数の静止画像であって、前記被計測者の歩行運動の前記複数のフェーズにそれぞれ対応している複数の人型画像と、前記複数の人型画像のうちの前記異常フェーズ判定部によって異常な運動をしていると判定された前記フェーズに対応する人型画像において、前記異常部位判定部によって異常な運動をしている判定された前記身体部位を指摘する指摘画像と、を含む。
本発明の第2の態様の歩行解析システムは、被計測者の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得するセンサ部と、前記センサ部によって取得された前記物理情報に基づいて前記歩行運動における歩行異常の有無を判定する制御部と、前記制御部によって判定された前記歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像を表示する表示部と、前記被計測者の歩行運動を撮影する動画撮影部と、を備えた歩行解析システムにおいて用いられる歩行解析プログラムであって、前記制御部としてのコンピュータを、前記物理情報に基づいて前記被計測者の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データを取得し、前記位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成するデータ作成部、前記データ作成部によって作成された前記リサージュ曲線データから抽出された複数種類の被判定要素の値と予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値とをそれぞれ比較し、それにより、前記被計測者の歩行運動において予め定められた複数種類の歩行異常のそれぞれが有るのか否かを判定する異常種類判定部、前記異常種類判定部によって前記歩行異常が有ると判定された前記歩行異常の種類ごとに、前記被判定要素の値と前記異常有無の判定基準値との差に基づいて、前記歩行異常の程度を判定する異常程度判定部、および、前記異常種類判定部によって判定された前記歩行異常の種類と前記異常程度判定部によって判定された前記歩行異常の程度とが関連付けられた前記判定結果画像を前記表示部に表示させる表示制御部、として機能させ、前記判定結果画像は、前記動画撮影部において撮影された動画から抽出された人型画像と、前記複数種類の歩行異常をそれぞれ認識することが可能な複数種類の文字画像と、前記複数種類の文字画像のそれぞれによって特定される前記歩行異常の程度を認識することが可能な図表画像と、を含む。
本発明の第3の態様の歩行解析プログラムは、被計測者の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得するセンサ部と、前記センサ部によって取得された前記物理情報に基づいて前記歩行運動における歩行異常の有無を判定する制御部と、前記制御部によって判定された前記歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像を表示する表示部と、前記被計測者の歩行運動を撮影する動画撮影部と、を備えた歩行解析システムにおいて用いられる歩行解析プログラムであって、前記制御部としてのコンピュータを、前記物理情報に基づいて前記被計測者の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データを取得し、前記位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成するデータ作成部、前記動画撮影部によって撮影された前記被計測者の歩行運動の連続画像を記憶する動画記憶部、前記データ作成部によって作成された前記リサージュ曲線データから抽出された複数の実際の曲率半径の値のそれぞれと曲率半径の判定基準値とを比較し、それにより、前記実際の曲率半径の値が前記曲率半径の判定基準値よりも小さいか否かにより、前記被計測者が異常な姿勢をしているか否かを判定する異常姿勢判定部、前記異常姿勢判定部によって前記判定基準値よりも小さいと判定された前記実際の曲率半径のタイミングが前記リサージュ曲線データのいずれのタイミングであるかに基づいて異常姿勢タイミングのデータを取得し、それにより、前記動画記憶部に記憶された前記被計測者の歩行運動の連続画像から前記異常姿勢タイミングのデータに対応する異常姿勢の静止画像を抽出する異常姿勢抽出部、および、前記異常姿勢抽出部によって抽出された前記異常姿勢の静止画像を前記判定結果画像として前記表示部に表示させる表示制御部、として機能させる。
本発明の第4の態様の歩行解析プログラムは、被計測者の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得するセンサ部と、前記センサ部によって取得された前記物理情報に基づいて前記歩行運動における歩行異常の有無を判定する制御部と、前記制御部によって判定された前記歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像を表示する表示部と、を備えた歩行解析システムにおいて用いられるプログラムであって、前記制御部としてのコンピュータを、前記物理情報に基づいて前記被計測者の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データを取得し、前記位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成するデータ作成部、前記データ作成部によって作成された前記リサージュ曲線データから抽出された複数種類の被判定要素の値と予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値とをそれぞれ比較し、それにより、前記歩行運動における異常の有無を判定する異常有無判定部、前記異常有無判定部によって前記被計測者が異常な歩行運動をしていると判定された場合に、前記異常な歩行運動を認識可能な判定結果画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、として機能させ、前記データ作成部は、前記被計測者の前額面、水平面、および矢状面のそれぞれの前記リサージュ曲線データを作成し、前記予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値は、それぞれ、前記前額面、前記水平面、および前記矢状面のそれぞれの前記リサージュ曲線データから抽出された前記複数種類の被判定要素に対応しており、前記判定結果画像は、前記複数種類の被判定要素の各被判定要素に対応する歩行異常を認識可能な画像を含む。
本発明によれば、歩行運動がどのように異常であるのかを直観的に把握することができる。
本発明の実施の形態の歩行解析システムの使用状態を説明するための図である。 本発明の実施の形態の歩行解析システムの各部の機能を説明するためのブロック図である。 本発明の実施の形態の歩行解析システムにおいて比較の基準となる正常な歩行運動の前額面のリサージュ曲線データの一例を示す図である。 本発明の実施の形態の歩行解析システムにおいて比較の基準となる正常な歩行運動の水平面のリサージュ曲線データの一例を示す図である。 本発明の実施の形態の歩行解析システムにおいて比較の基準となる正常な歩行運動の矢状面のリサージュ曲線データの一例を示す図である。 本発明の実施の形態の歩行解析システムにおいて取得された被計測者の歩行運動の前額面のリサージュ曲線データの一例を示す図である。 本発明の実施の形態の歩行解析システムにおいて取得された被計測者の歩行運動の水平面のリサージュ曲線データの一例を示す図である。 本発明の実施の形態の歩行解析システムにおいて取得された被計測者の歩行運動の矢状面のリサージュ曲線データの一例を示す図である。 本発明の実施の形態の歩行解析システムにおける歩行運動の前額面のリサージュ曲線データを用いる場合の異常歩行の判定方法を説明するための図である。 本発明の実施の形態の歩行解析システムにおける歩行運動の水平面のリサージュ曲線データを用いる場合の異常歩行の判定方法を説明するための図である。 本発明の実施の形態の歩行解析システムにおける歩行運動の矢状面のリサージュ曲線データを用いる場合の異常歩行の判定方法を説明するための図である。 本発明の実施の形態の歩行解析システムによって得られた歩行運動の異常の有無の判定結果の表示態様を説明するための第1の図である。 本発明の実施の形態の歩行解析システムによって得られた歩行運動の異常の有無の判定結果の表示態様を説明するための第2の図である。 本発明の実施の形態の歩行解析システムによって得られた歩行運動の異常の有無の判定結果の表示態様を説明するための第3の図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態の歩行解析システムおよび歩行解析プログラムを説明する。
(歩行解析システムの全体構成)
図1に示されるように、本実施の形態の歩行解析システム90は、センサ部1とタブレット端末機10とを備えている。タブレット端末機10は、表示部2と制御部3とを備えている。したがって、歩行解析システム90は、センサ部1、表示部2、および制御部3を備えている。
センサ部1は、アンテナ部と、アンテナ部から無線情報を送信する無線情報送信部とを有している。タブレット端末機10は、携帯電話機としての通信機能を備えている。そのため、タブレット端末機10は、センサ部1から送信されてきた無線情報を受信するアンテナ部と、アンテナ部で受信されて無線情報からセンサ部1が取得した物理情報を抽出することができる無線情報抽出部とを備えている。また、タブレット端末機10は、一種のパーソナルコンピュータでもある。したがって、無線情報を演算処理することができる。
表示部2は、液晶表示部からなるものとするが、制御部3からの制御指令に基づいて、歩行解析の判定結果画像を表示することができるものであれば、他のいかなる表示部であってもよい。制御部3は、パーソナルコンピュータとしての機能を実現するために、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、およびRAM(Random Access Memory)を備えている。
センサ部1は、歩行運動をする被計測者100に装着され、被計測者100の所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得するためのものである。本実施の形態においては、センサ部1、三軸加速度センサである。したがって、センサ部1は、被計測者100に取り付けられ、被計測者100とともに移動することによって、被計測者100の直行する三軸方向それぞれの加速度を検出する。
加速度センサは、ビデオカメラで録画された歩行運動に基づいて異常の解析を行う場合に比較して、被計測者100がビデオカメラの画角(視野)を意識することなく、長距離を歩いても、その歩行運動を計測することができる。加速度センサによって検出された3軸方向のそれぞれの加速度の情報は、無線情報として加速度センサからタブレット端末機10へ送信される。
ただし、センサ部1は、歩行運動をする被計測者100の位置の変化の時系列データを取得するものであれば、いかなるものであってもよい。言い換えると、センサ部1は、後述される制御部3のデータ作成部31が、位置の変化の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成することができるものであれば、いかなるものであってもよい。
本明細書において、リサージュ曲線データは、3次元の変位履歴データが2次元平面に投影されたデータである。平面上に投影された変位履歴データによって描かれる図形は、数学において用いられるリサージュ図形に似ている。そのため、本明細書においては、3次元の変位履歴のデータが平面上に投影された2次元の変位履歴データをリサージュ曲線データと呼ぶものとする。
図1に示されるように、本実施の形態においては、センサ部1としての3軸加速度センサは、被計測者100の重心の位置の近傍である腰部の後ろ側に装着される。
加速度センサは、歩行周波数の半分以下の低い周波数を有する重力加速度の影響を受ける。そのため、加速度センサで得られた加速度のうち、低周波数の成分は、FFT(Fast Fourier Transform)によって除去される。
また、歩行運動における所定の位置の変位のみが取得されるようにするために、加速度センサで得られた加速度のうち、進行方向における加速度成分も、除去される。その結果、通常の歩行において、前額面、矢状面、水平面の変位の軌跡は、数学的な意味でのリサージュ図形に似ている図形を描くことになる。
センサ部1は、被計測者100の歩行運動に伴って移動し、その3軸のそれぞれの加速度の情報を無線情報としてタブレット端末機10へ送信する。また、タブレット端末機10は、センサ部10から送信されてきた無線情報を受信することができるアンテナ部(図示せず)を備えている。
ただし、センサ部1は、被計測者100の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報に基づいて、リサージュ曲線データを作成できるものであれば、いかなるものであってもよい。センサ部1は、被計測者100の変位の情報を取得でき、それにより、その変位の情報からリサージュ曲線データを作成することができるものであれば、タブレット端末機10に備えられたセンサであってもよい。たとえば、タブレット端末機10に備えられた動画撮影部4等がセンサ部の機能を果たしてもよい。
また、動画撮影部4は、たとえば、2つのレンズ系と2つの撮像素子とを有し、制御部3は、2つの撮像素子で撮影された画像から被計測者100に付された特定のマークの位置の変化の軌跡を算出するものであってもよい。つまり、動画撮影部4によって撮影された2つの視点の連続画像に基づいて、被計測者100の変位情報が算出されてもよい。この場合も、算出された変位情報に基づいてリサージュ曲線データが作成される。
表示部2は、タッチパネル式の入力部になっている。タッチパネル式の表示部2に表示された歩行解析システム用のアイコンをクリックすることにより、歩行解析プログラムが起動し、歩行解析システムが構成される。また、歩行解析の開始と終了も表示部2に表示される開始アイコンおよび終了のクリックにより行われる。さらに、判定結果表示用のアイコンをクリックすることにより、判定結果表示が表示部2に表示される。これらのタブレット端末機10の表示部2の機能は、通常の携帯電話機の機能を有するタブレット端末機の機能と同様であるため、その詳細な説明は省略される。
図2に示されるように、本実施の形態の表示部2は、制御部3によって判定された歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像X、判定結果画像Y、および判定結果画像Zのそれぞれを表示する。判定結果画像X、判定結果画像Y、および判定結果画像Zは、それぞれ、表示領域21、表示領域22、および表示領域23に同時に表示されるものとする。判定結果画像X、判定結果画像Y、および判定結果画像Zの詳細については、後述される。
制御部3は、センサ部1から送られてきた無線情報を無線情報受信部で受信すると、後述されるデータ作成部31へ送られる。タブレット端末機10の無線情報の受信機能は、通常の携帯電話機能を有するタブレット端末機の機能と同様であるため、その詳細な説明は省略される。制御部3は、センサ部1によって取得された物理情報に基づいて、歩行運動における歩行異常の有無を判定する。
(動画撮影)
図1に示されるように、本実施の形態の歩行解析システム90は、タブレット端末機10の表示部2とは逆側の面から外側に向く光学系を有する動画撮影部4をさらに備えている。動画撮影部4は、表示部2の裏側に存在する対象物を撮影することができる。動画撮影部4で撮影されている映像は、表示部2にリアルタイムで表示される。
したがって、計測者200は、表示部2に表示されている被計測者100の歩行運動を見ながら、被計測者100の歩行運動を撮影することができる。つまり、タブレット端末機10は、動画撮影用のビデオカメラ機能を有するコンピュータである。動画撮影部4は、被計測者100の歩行運動を撮影するために用いられる。
ただし、タブレット端末機10は、動画撮影部4を有していなくてもよい。タブレット端末機10が動画撮影部4を有していない場合には、被計測者100の実際の歩行運動の連続画像から抽出された歩行運動の姿勢の画像の代わりに、キャラクタ記憶部38に記憶されているキャラクタ画像が用いられてもよい。この詳細に関しては、後述される。
動画撮影部4が用いられる場合において、動画撮影部4がタブレット端末機10に内蔵されている必要はない。動画撮影部4は、タブレット端末機10から独立したビデオカメラあり、撮影された被計測者100の歩行運動の動画を無線情報または有線情報として、タブレット端末機10に送信するものであってもよい。
(歩行解析プログラム)
図2に示されるように、記録媒体50は、コンピュータによって読み取られ得る歩行解析プログラムを記録している。歩行解析プログラムは、歩行解析システム90を動作させるためのものである。記録媒体50に記録された歩行解析プログラムは、記録媒体50からタブレット端末機10内のRAMとしてのプログラム記憶部5に読み込まれる。記録媒体50に記録された歩行解析プログラムは、他のタブレット端末機またはパーソナルコンピュータ等によっても読み込まれ得る。
記録媒体50は、歩行解析プログラムによってなされる命令を含むコンピュータプログラムプロダクトの一例である。記録媒体50は、CD−ROM(Compact Disc - Read Only Memory)、スチックメモリ、光ディスク、またはインタネット上のサーバー等、いかなるものであってもよい。つまり、記録媒体50は、歩行解析プログラムをコンピュータ読み取り可能な態様で記録しているものであれば、いかなるものであってもよい。
クラウドコンピューティングの場合、インタネット上のサーバーの記憶部が歩行解析プログラムのコンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、サーバーのコンピュータが歩行解析プログラムを読み取って実行する。グラウドコンピューティングの場合、センサ部1および表示部2は、タブレット端末機10に存在するが、制御部3の一部がインタネット上のサーバーに存在し、制御部3の他の一部がタブレット端末機10に存在する。
歩行解析システム90の制御部30としてのコンピュータは、記録媒体50に記録された歩行解析プログラムを読み込み、プログラム記憶部5に記憶する。プログラム記憶部5に記憶された歩行解析プログラムは、制御部30としてのコンピュータを歩行解析システムの各部として機能させる。
本実施の形態においては、歩行解析プログラムは、歩行解析システム90において、制御部3としてのコンピュータを、データ作成部31、異常部位判定部32、異常フェーズ判定部33、および表示制御部39、として機能させる。また、歩行解析プログラムは、歩行解析システム90において用いられ、制御部3としてのコンピュータを、データ作成部31、異常種類判定部34、異常程度判定部35、および、表示制御部39、として機能させる。歩行解析プログラムは、制御部3としてのコンピュータを、データ作成部31、動画記憶部36、異常姿勢判定部301、異常姿勢抽出部302、および表示制御部39として機能させる。
また、歩行解析プログラムは、センサ部1、制御部3、および表示部2を備えている歩行解析システム90において用いられ、制御部3としてのコンピュータを、データ作成部31、異常有無判定部300、および表示制御部39、として機能させる。異常有無判定部300は、異常部位判定部32、異常フェーズ判定部33、異常種類判定部34、異常程度判定部35、異常姿勢判定部301、および異常姿勢抽出部302を含んでいる。これらの具体的機能は、後述される。
(リサージュ曲線データの作成)
図2に示されるように、データ作成部31は、センサ部1によって取得された物理情報に基づいて被計測者100の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データを取得する。本実施の形態においては、データ作成部31は、三軸加速度センサから送信されてきた三軸のそれぞれの加速度のデータを2回積分することにより、位置の変化の軌跡の時系列データを算出する。データ作成部31は、位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成する。具体的には、リサージュ曲線データは、3次元の位置の変化の軌跡の時系列データが2次元の3平面(x−y平面、y−z平面、z−x平面)のそれぞれに投影されることによって作成される。
図3〜図5に示されるように、歩行運動の異常の有無の判定の基準となるリサージュ曲線データが予め作成されている。この基準となるリサージュ曲線データは、正常な歩行運動をしている被計測者のリサージュ曲線データに基づいて予め作成されたものである。この基準となる正常なリサージュ曲線データから異常有無の判定基準値が予め抽出されている。この抽出された異常有無の判定基準値は、歩行解析プログラムに組み込まれている。異常有無の判定基準値は、プログラム記憶部5に記憶されている歩行解析プログラムがから抽出され、異常有無の判定に用いられる。
図6〜図8に示されるように、リサージュ曲線データは、実際には、複数周期の歩行運動の位置の変化の軌跡の時系列データとして得られる。図6〜図8に示されるリサージュ曲線データは、正常な歩行運動を行っている被計測者100のリサージュ曲線データである。そのため、図3〜図5に示される判定の基準となるリサージュ曲線データとは大きく異ならない。実際の異常な歩行運動をしている被計測者100のリサージュ曲線データは、図3〜図5に示されるリサージュ曲線データとは大きく異なっている。
(3種類のリサージュ曲線データ)
歩行解析システム90においては、データ作成部31は、前額面、水平面、および矢状面のそれぞれのリサージュ曲線データを作成する。したがって、予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値は、それぞれ、前額面、水平面、および矢状面のそれぞれのリサージュ曲線データから抽出された複数の被判定要素に対応している。
上記の構成によれば、前額面、水平面、および矢状面からなる3つの面において、被計測者100の歩行運動についてのリサージュ曲線データを用いて歩行異常を検出するため、様々な観点から歩行運動における異常を検出することができる。
(異常の判定基準)
図9〜図11を用いて、実施の形態の歩行解析システムにおいて実行される異常の判定の基準を説明する。
歩行運動に異常がある場合、前額面、水平面、および矢状面のそれぞれにおいて、リサージュ曲線データは特徴的な形状を有する。異常部位の有無の判定は、その特徴的な形状が検出されるか否かによって行われる。本実施の形態においては、図9〜図11に記載されている判定方法が用いられる。
図9〜図11に示される方法に基づいて行われた判定の結果は、図12〜図14に示される判定結果画像X,Y,Zとして、表示部2に表示される。
本実施の形態においては、図12および図14から分かるように、異常の部位および異常のフェーズが、複数の人型画像Hおよび指摘画像Iによって直観的に把握されるように表示部2に表示される。
また、異常の種類および異常の程度は、レーザーチャート等の図表画像Gによって直観的に把握され得るように表示部2に表示される。また、被計測者100の異常歩行における異常な運動をしているタイミングにおける姿勢が、異常姿勢の静止画像Kによって直観的に把握され得るように表示部2に表示される。
さらに、図13から分かるように、指導者のために必要な情報も表示部2に表示される。図12に示される画像と図13に示される画像とは、タブレット端末機10の使用者の表示部2の画面切替アイコンのタッチ操作により、表示部2に切り替え表示されるものとする。
また、図14に示されるように、複数の回の計測における前額面、水平面、および矢上面のそれぞれのリサージュ曲線データが表示部2に表示されてもよい。それにより、計測者200等の指導者は、表示部2に表示されたリサージュ曲線データを示しながら、被計測者100の歩行異常の改善の有無等についての評価を述べることができる。この場合、判定結果画像X,Y,Zも表示部2に表示されてもよい。ただし、リサージュ曲線データの表示部2への表示は必須ではない。
以下、本実施の形態の歩行解析システムにおける歩行異常の判定方法を説明する。だだし、異常の判定方法は、以下に説明されるものに限定されず、リサージュ曲線データから抽出された被判定要素を用いて、歩行異常の有無を判定できるのであれば、他の判定方法が用いられてもよい。前額面は、x−y平面として規定され、水平面は、x−z平面として規定され、矢状面は、y−z平面として規定される。X軸は、被計測者100の身体の左右方向に延びる軸であり、Y軸は、被計測者100の身体の上下方向に延びる軸であり、Z軸は、被計測者100の身体の前後方向に延びる軸であるものとする。
(A:前額面のリサージュ曲線を用いた異常有無の判定)
図9に示されるように、前額面のリサージュ曲線データを用いる場合、次の3種類の異常の有無を判定することができる。
3種類の異常は、1)身体の左部分と右部分との振れのバランスの異常、2)身体の左部分と右部分との荷重バランスの異常、および3)股関節の可動領域の異常および膝関節の可動領域の異常である。
1)身体の左部分と右部分との振れのバランスの異常は、身体の左右のバランスをとる機能の異常である。この異常があると判定された被計測者100には、バランス機能訓練が推奨される。
2)身体の左部分と右部分との荷重バランスの異常は、偏荷重の異常である。この異常があると判定された被計測者100は、左右の足にかかる荷重に偏りがあるため、片側荷重訓練および下肢筋力訓練が推奨される。
3)股関節の可動領域の異常および膝関節の可動領域の異常は、それぞれ、股関節の伸長機能が低下している異常、および、膝関節が過屈曲な状態になっている異常である。
図9においては、Y軸から左上側の変曲点IIIまでの距離をXとし、Y軸から右上側の変曲点IIIまでの距離をXとする。図9において、X=X+Xである。また、図9においては、左上側の変曲点IIIと左下側の変曲点Iとの間のY軸に平行な方向の距離をYとし、右上側の変曲点IIIと右上側の変曲点Iとの間のY軸に平行な方向の距離をYとする。さらに、図9においては、リサージュ曲線データの交点IILR、変曲点III、および変曲点Iによって囲まれた領域の面積をSとし、リサージュ曲線データの交点IILR、変曲点III、および変曲点Iによって囲まれた領域の面積をSとする。
<1)身体の左部分と右部分との振れのバランスの異常>
a) 図9において、max(Y,Y)/X>0.5の場合には、X=X+X<4.5cmであれば、被計測者100は正常な歩行運動をしていると判定される。max(Y,Y)は、距離Yおよび距離Yのうち大きい方の値を意味する。一方、max(Y,Y)/X>0.5の場合には、X=X+X≧4.5cmであれば、被計測者100は、身体の左部分と右部分との振れのバランスの異常がある歩行運動をしていると判定される。max(Y,Y)/XおよびX=X+Xがそれぞれ被判定要素であり、0.5、4.5cm、および7cmがそれぞれ異常有無の判定基準値である。
この「身体の左部分と右部分との振れのバランスの異常」という用語は、歩行異常を認識することが可能な文字画像Aとして表示される。文字画像Aは、図12を用いて後述される判定結果画像Yのレーダーチャートの複数の軸の1つの外側の表示領域22(図2参照)内に表示される。
また、X=X+Xの値が基準値の一例である4.5cmよりもどれだけ大きいかに応じて、被計測者100の身体の左部分と右部分との振れのバランスの異常の程度がどの程度であるのかが判定される。判定結果としての身体の左部分と右部分との振れのバランスの異常の程度は、レーダーチャートの左右の「身体の左部分と右部分との振れのバランスの異常」という用語によって特定される軸にプロットされた点(または交差線)の位置で表示される。このレーダーチャートとレーダーチャートにプロットされた点(または線)とが異常の程度を認識可能な図表画像Gである。
b) 図9において、max(Y,Y)/X≦0.5の場合には、被計測者100は、ワイドベース歩行をしていると判定される。ただし、一般的に高齢者の多くがワイドベース歩行と言われる歩行をすることになる。そのため、被計測者100が、7cm≧X=X+X≧4.5cmのワイドベース歩行をしている場合には、異常な歩行運動をしていると判定されない。
ワイドベース歩行においては、7cm≧X=X+X≧4.5cmの場合、(X−X)/2(X+X)×100%が正の値であれば、身体の左側の動作が身体の右側の動作に比較して大きいことになる。一方、(X−X)/2(X+X)×100%が負の値であれば、身体の右側の動作が身体の左側の動作に比較して大きいことになる。この場合、max(Y,Y)/X、X=X+X、および(X−X)/2(X+X)×100%がそれぞれ被判定要素の値であり、0.5、4.5cm、7cmがそれぞれ異常有無の判定基準値である。
この場合には、被判定要素である(X−X)/2(X+X)×100%の値とそれに対応する異常有無の判定基準値とが比較される。その比較の結果、(X−X)/2(X+X)×100%>基準値の場合、身体の左部分と右部分との振れのバランスの異常があるか否かが判定される。また、その比較結果に応じて、身体の左部分と右部分との振れのバランスの異常の程度が、複数段階のうちのいずれかの段階に分類される。
この身体の左部分と右部分との振れのバランスの異常の種類およびその異常の程度のそれぞれが、図2および図12に示される判定結果画像Yとしてのレーダーチャートによって表示される。
<2)身体の左部分と右部分との荷重バランスの異常>
図9において、被判定要素である面積Sと面積Sとの差が、異常有無の判定基準値である面積Sと面積Sとの和の10%よりも大きいと、身体の左部分と右部分との荷重バランスの異常があると判定される。つまり、左足および右足への体重のかけ方に偏りがあると判定される。また、面積Sと面積Sとの差がどの程度かに応じて、身体の左部分と右部分との荷重バランスの異常の程度が、複数段階のうちのいずれかの段階に分類される。
なお、面積Sおよび面積Sは、積分によって厳密に算出されてもよいが、直交する代表長さ同士の積という簡易化された手法により算出されてもよい。
この身体の左部分と右部分との荷重バランスの異常の種類および身体の左部分と右部分との荷重バランスの異常の程度も、判定結果画像Yとしてのレーダーチャートによって表示される。ただし、「身体の左部分と右部分との荷重バランスの異常」の文字画像は、図示の簡略化のため、図2および図12には記載されていない。レーダーチャートにおいては、「身体の左部分と右部分との荷重バランスの異常」という文字画像が、歩行異常を認識することが可能な文字画像として表示される。このレーダーチャートとレーダーチャートにプロットされた点(または線)とが異常の程度を認識可能な図表画像Gである。
<3)股関節の可動領域の異常および膝関節の可動領域の異常>
図9において、被判定要素の値である左側の身体の可動距離Yおよび右側の身体の可動距離Yのそれぞれと異常有無の判定基準値である標準可動距離Ystd=3cmとを比較する。それにより、可動距離Yおよび可動距離Yのそれぞれが、標準可動距離Ystd=3cmより大きければ、それらは、正常な可動距離であると判定される。股関節の可動領域の異常の程度は、被計測者100の可動距離Yおよび可動距離Yのそれぞれと基準距離Ystdとの差に応じて、複数段階のうちのいずれかの段階に分類される。
また、可動距離Yと可動距離Yとの差の値が、可動距離Yと可動距離Yとの和の値の10%よりも大きければ、左右の股関節の可動領域および左右の膝関節の可動領域のバランスが悪いと判定される。
左右の股関節の可動領域および左右の膝関節の可動領域のバランスが悪いと、左下側の変曲点Iおよび右下側の変曲点Iのうちのいずれかの位置が、Y軸方向において上側にある場合がある。この場合、上側にある変曲点に対応する足の股関節の伸展低下の異常があると判定される。つまり、X軸から左下側の変曲点Iまでの距離とX軸から右下側の変曲点Iまでの距離とを比較し、それにより、X軸からの距離が小さいほうの変曲点に対応する足の股関節の伸展低下の異常があると判定される。
左右の股関節の可動領域および左右の膝関節の可動領域のバランスが悪いと、左上側の変曲点IIIおよび右上側の変曲点IIIのいずれかの位置が、Y軸方向において下側にある場合がある。この場合、下側にある変曲点に対応する足の膝関節に過屈曲の異常があると判定される。つまり、X軸から左上側の変曲点IIIまでの距離とX軸から右上側の変曲点IIIまでの距離とを比較し、それにより、X軸からの距離が小さいほうの変曲点に対応する足の膝関節の過屈曲の異常があると判定される。
股関節の可動領域の異常および膝関節の可動領域の異常は、それぞれ、図2および図12に示される判定結果画像Yのレーダーチャートの1つの軸の項目として表示される。また、股関節の可動領域の異常の程度および膝関節の可動領域の異常の程度は、レーダーチャートにプロットされた点(または線)の位置によって表示される。レーダーチャートにおいては、「股関節の可動領域の異常」という文字画像、および、「膝関節の可動領域の異常」という文字画像が、それぞれ、歩行異常を認識することが可能な文字画像Bおよび文字画像Dとして表示される。また、このレーダーチャートとレーダーチャートにプロットされた点(または線)とが異常の程度を認識可能な図表画像Gである。
また、股関節の可動領域の異常および膝関節の可動領域の異常に関しては、それぞれ、歩行異常がある身体部位としての股および膝が判定結果画像Xにおいて指摘画像Iによって指摘される。また、複数の人型画像Hのうちのいずれの人型画像に指摘画像Iが表示されるかは、可動距離Yおよび可動距離Yのそれぞれに対応する期間におけるリサージュ曲線データが取得されたタイミングに基づいて決定される。そのため、図2に示される表示領域21に表示される複数の人型画像Hのうちのいずれかにおいて、股関節および膝関節のうちの異常がある部位が指摘画像Iによって指摘される。それにより、被計測者100は、歩行運動のいずれのフェーズにおいていずれの部位に異常があるかを容易に理解することができる。
(B:水平面のリサージュ曲線を用いた異常有無の判定)
図10に示されるように、水平面のリサージュ曲線データを用いる場合、4)足関節の異常の有無を判定することができる。また、水平面のリサージュ曲線データを用いる場合、5)腰の旋回異常よび足関節(足首の関節)の底屈力の異常の有無を判定することができる。水平面のリサージュ曲線データを用いる場合、さらに、6)接地側の足全体の異常の有無を判定することができる。
図10においては、左側の3つの変曲点をそれぞれIV,VI,VIIとして、右側の3つの変曲点をそれぞれIV,VI,VIIとする。図10において、リサージュ曲線データの交点をVLRとする。左側の変曲点IVおよび右側の変曲点VIのそれぞれのZ軸方向における位置に応じて、足関節屈曲の可動領域の異常の有無を判定することができる。また、図10において、水平面のリサージュ曲線データを示すx−z座標軸を有するグラフの座標(x,z)での曲率半径をrとする
<4) 足(足首)関節の背屈可動域の異常>
左側の変曲点IVまたは右側の変曲点IVのz座標>0の場合、左側の変曲点IVまたは右側の変曲点IVが交点VLRの前側にあることになる。この場合、変曲点IVのx座標>3mmであれば、左足関節の背屈可動域の異常があり、変曲点IVのx座標<−3mmであれば、右足関節の背屈可動域の異常があると判定される。左側の変曲点IVのz座標、右側の変曲点IVのz座標、左側の変曲点IVのx座標、および変曲点IVのx座標が、それぞれ、被判定要素の値であり、0、3mm、および−3mmが、それぞれ、異常有無の判定基準値である。
左足関節の背屈異可動域の常および右足関節の背屈可動域の異常は、それぞれ、図2および図12に示される判定結果画像Yのレーダーチャートの1つの軸の項目として表示される。また、左足関節の背屈可動域の異常の程度および右足関節の背屈可動域の異常の程度は、前述の被判定要素と異常有無の判定基準値である3mmまたは−3mmとの差に応じて、複数段階のうちのいずれかの段階に分類される。左足関節の背屈異常の程度および右足関節の背屈異常の程度は、それぞれ、レーダーチャートにプロットされた点(または線)の位置によって表示される。
レーダーチャートにおいては、「左足関節の背屈可動域の異常」という文字画像、および、「右足関節の背屈可動域の異常」という文字画像が、それぞれ、歩行異常を認識することが可能な文字画像A,B,C,D,およびEのいずれかとして表示される。ただし、図2および図12においては、図の簡略化のため、「左足関節の背屈可動域の異常」という文字画像、および、「右足関節の背屈可動域の異常」という文字画像は記載されていない。また、このレーダーチャートとレーダーチャートにプロットされた点(または線)とが異常の程度を認識可能な図表画像Gである。
<5) 腰の回旋の異常および足(足首)関節の底屈力の異常>
図10において、左側の変曲点IVと交点VLRとを結ぶ線分IV−VLRとX軸とがなす角度をθとする。また、図10において、右側の変曲点IVと交点VLRとを結ぶ線分IV−交点VLRとX軸とがなす角度をθとする。図10における左側の腰の旋回の角度θおよび右側の腰の旋回の角度θのそれぞれが、大き過ぎるかどうかが判定される。
左側の腰の旋回の角度θ>0である場合、つまり、変曲点IVがZ軸に沿った方向において交点VLRの前側にある場合、角度θ>10度であれば、左側の腰の旋回が不十分であると判定される。この場合、右側の中腰筋を鍛えることが必要であると判定される。右側の腰の旋回の角度θ>0である場合、つまり、変曲点IVがZ軸に沿った方向において交点VLRの前側にある場合、角度θ>10度であれば、右側の腰の旋回が不十分であると判定される。この場合、左側の中腰筋を鍛えることが必要であると判定される。
左側の腰の旋回の角度θ<0である場合、つまり、変曲点IVがZ軸に沿った方向において交点VLRの後側にある場合、左側の腰の旋回の角度θ<−10度であれば、右側の足関節の底屈力が不十分であると判定される。この場合、右側の下腿筋を鍛えることが必要であると判定される。右側の腰の旋回の角度θ<0である場合、つまり、変曲点IVがZ軸に沿った方向において交点VLRの後側にある場合、角度θ<−10度であれば、左側の足関節の底屈力が不十分であると判定される。この場合、左側の下腿筋を鍛えることが必要であると判定される。
上記の場合、角度θおよび角度θが、それぞれ、被判定要素の値であり、10度および−10度が、それぞれ、異常有無の判定基準値である。
腰の回旋の異常および足(足首)関節の底屈力の異常は、それぞれ、図2および図12に示される判定結果画像Yのレーダーチャートの1つの軸の項目として表示される。また、腰の回旋の異常の程度(または足関節の底屈力の異常の程度)は、角度θ(または角度θ)と異常有無の判定基準値である10度(または−10度)との差に応じて、複数段階のうちのいずれかの段階に分類される。
腰の回旋の異常の程度および足関節の底屈力の異常の程度は、それぞれ、レーダーチャートにプロットされた点の位置によって表示される。レーダーチャートにおいては、「腰の回旋の異常」という文字画像、および、「足関節の底屈力の異常」という文字画像が、それぞれ、歩行異常を認識することが可能な文字画像として表示される。たとえば、図12においては、「足関節の底屈力の異常」という文字画像Cが表示されている。また、このレーダーチャートとレーダーチャートにプロットされた線(または線および点)とが異常の程度を認識可能な図表画像Gである。
また、腰の回旋の異常および足関節の底屈力の異常に関しては、歩行異常がある身体部位としての腰および足(足首)が判定結果画像Xにおいて指摘画像Iによって指摘される。また、複数の人型画Hのうちのいずれの人型画像に指摘画像Iが表示されるかは、角度θおよび角度θのそれぞれのデータが取得されたリサージュ曲線データのタイミングから決定される。この場合、図2および図12に示される人型画像Hのうちのいずれかにおいて、腰、左足、および右足のうち異常がある身体部位が指摘画像Iによって指摘される。それにより、被計測者100は、異常な身体部位を容易に理解することができる。
<6)接地している足全体の異常>
図10において、曲率半径r<1mmの場合、接地している足全体の異常動作があると判定される。接地している足全体とは、空中に浮いている足全体とは反対側の足全体である。この曲率半径rの座標からその異常が生じているタイミングを把握し、動画撮影部4によって撮影された連続画像からそのタイミングに対応している異常な姿勢の静止画像Kを抽出する。異常な姿勢の静止画像Kは、表示部2の表示領域23に判定結果画像Zとして表示される。この場合、曲率半径rの値が被判定要素であり、1mmが異常有無の判定基準値である。
これによれば、たとえば、左側の変曲点IVにおける曲率半径r<1であり、かつ、左側の変曲点IVのx座標の値がx座標の取り得る最大値に近い場合、左立脚中期、左足が地面に接地している期間のほぼ中央時点において、歩行異常があると判定される。
(C:矢状面のリサージュ曲線を用いた異常有無の判定)
図11に示されるように、矢状面のリサージュ曲線データを用いる場合、7)足の蹴りの異常の有無を判定することができる。一般に、1歩行周期において矢状面(y−z平面)に描かれるリサージュ曲線データは、2つの楕円に近似され得る図形である。図11に示される実線で描かれた楕円は、その長軸とグラフのY軸とがなす角度がφである楕円であり、右側の足が地面に着いているときのリサージュ曲線データが楕円に近似されたものである。図11における一点鎖線で描かれた楕円は、その長軸とグラフのY軸とが重なっている楕円(φ=0)であり、左側の足が地面に着いているときのリサージュ曲線データが楕円に近似されたものである。図11に示される2つの楕円に近似された図形によれば、角度がφ>異常有無の判定基準値であるため、右側の足が地面に着いているときに、歩行異常が生じていると判定される。
<7)足の蹴りの異常>
矢状面のリサージュ曲線データから近似楕円を作成し、その近似楕円の長軸とY軸とがなす角度φの大きさを用いて、足の蹴りの異常の有無を判定する。たとえば、角度φ>5度で、角度φが取得されたタイミングにおいて地面に接地している足と反対の足の蹴りが弱いと判定される。つまり、左足が地面に接地しているときの左側の角度φおよび右足が地面に接地しているときの右側の角度φのうち、左側の角度φ>5度であれば、右足の蹴りが弱いと判定され、右側の角度φ>5度であれば、左足の蹴りが弱いと判定される。この場合、左側の角度φおよび右側の角度φが、それそれ、被判定要素の値であり、5度が異常有無の判定基準値である。
足の蹴りの異常は、図2および図12に示される判定結果画像Yのレーダーチャートの1つの軸の項目として表示される。また、足の蹴りの異常の程度は、角度φと基準値である5度との差に応じて決定され、レーダーチャートにプロットされた点(または線)の位置によって表示される。レーダーチャートにおいては、「右足の蹴りの異常」という文字画像および「左足の蹴りの異常」という文字画像が、歩行異常を認識することが可能な文字画像として表示される。図12においては、たとえば、「右足の蹴りの異常」という文字画像Eが記載されている。また、このレーダーチャートとレーダーチャートにプロットされた線(または点)とが異常の程度を認識可能な図表画像Gである。
<8)接地している足全体の異常>
図11においても、図10と同様に、リサージュ曲線の曲率半径r<1mmの場合、接地している足全体の異常動作があると判定される。この場合、曲率半径rの値が被判定要素であり、1mmが異常有無の判定基準値である。この曲率半径rの座標からその異常が生じているタイミングを把握し、動画撮影部4によって撮影された連続画像からそのタイミングに対応する異常な姿勢の静止画像Kを抽出する。異常な姿勢の静止画像Kは、表示部2の表示領域23に判定結果画像Zとして表示される。
(異常判定のための構成)
実施の形態の歩行解析システムは、上記のような異常判定の方法を用いるための構成として、図2に示されるような構成を有している。
(異常部位の判定および異常フェーズの判定のための構成)
図2に示されるように、制御部3は、異常部位の判定および異常フェーズの判定のために、データ作成部31、異常部位判定部32、異常フェーズ判定部33、および表示制御部39を含んでいる。
異常部位判定部32は、データ作成部31によって作成されたリサージュ曲線データから抽出された複数種類の被判定要素の値と予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値とをそれぞれ比較する。それにより、異常部位判定部32は、予め定められた複数の身体部位のそれぞれごとに、身体部位が異常な運動をしているのか否かを判定する。本実施の形態においては、身体部位は、腰、足(足首)、膝、および股であるが、それ以外の身体部位の異常の有無が判定されてもよい。
前述の被判定要素の一例は、上記の<3)股関節の可動領域の異常および膝関節の可動領域の異常>の項目で説明された左身体部分の可動距離Y、および、右身体部分の可動距離Yである。また、前述の被判定要素の他の一例は、上記の<5)腰の回旋の異常および足関節の底屈力の異常>の項目で説明された左側の角度θ、および、右側の角度θである。
異常フェーズ判定部33は、異常部位判定部32によって異常な運動をしていると判定された身体部位が、歩行運動の予め定められた複数のフェーズのいずれにおいて異常な運動をしているのかを判定する。この判定は、異常部位判定部32によって身体部位が異常な運動をしていると判定されたタイミングがリサージュ曲線データのいずれのタイミングであるのかに基づいてなされる。異常部位判定部32によって身体部位が異常な運動をしていると判定されたタイミングは、身体部位が実際に異常な運動をしているタイミングを意味する。リサージュ曲線データのタイミングとは、リサージュ曲線データを作成するための位置の変化の軌跡の時系列データが取得されたタイミングである。
表示制御部39は、異常部位判定部32によって異常な運動をしていると判定された身体部位と異常フェーズ判定部33によって異常な運動をしていると判定されたフェーズとが関連付けられた判定結果画像Xを表示部2に表示させる。
(判定結果画像X)
図2に示されるように、表示部2の表示領域21には、判定結果画像Xが表示される。判定結果画像Xは、複数の人型画像Hと指摘画像Iとを含んでいる。具体的には、図12に示されるような画像が表示される。
複数の人型画像Hは、表示部2に同時に表示される複数の静止画像であって、被計測者100の歩行運動の複数のフェーズにそれぞれ対応している。ただし、複数の人型画像Hは、表示部2に同時に表示されても、画面が切り替わることにより、スライドショーのように、歩行の順序にしたがって、順次表示されてもよい。使用者のタブレット端末機10の表示部2のタッチ操作ごとに、歩行の順序にしたがって、順次表示されてもよい。
指摘画像Iは、複数の人型画像Hのうちの異常フェーズ判定部33によって異常な運動をしていると判定されたフェーズに対応する人型画像において、異常部位判定部32によって異常な運動をしている判定された身体部位を指摘する。指摘画像Iは、図12に示されるような丸印に限定されず、矢印等の他の記号または人差し指型の画像等であってもよい。また、指摘画像Iは、複数の人型画像の主たる部分の色とは異なる色の身体部位の画像によって構成されていてもよい。たとえば、白抜きの人型画像Hの異常な部位のみ色が赤色に変化することによって、異常な部位が指摘されてもよい。
異常部位判定部32によっていずれの身体部位も異常な歩行運動をしていないと判定されると、表示部2には、複数の人型画像Hのみが表示され、指摘画像Iは表示されない。これにより、被計測者100は自己のいかなる身体部位も異常な歩行運動をしていないことを確認することができる。
上記の構成によれば、いかなるフェーズにおいていかなる部位が異常な運動をしているのかを視覚的に表示することができる。そのため、被計測者100は、自身の歩行運動がどのように異常であるのかを直観的に理解することができる。
(被計測者の実際の歩行運動の動画を用いる場合の判定結果画像X)
本実施の形態の歩行解析システム90は、動画撮影部4、動画記憶部36、および画像抽出部37を備えている。動画撮影部4は、被計測者100の歩行運動を撮影する。動画記憶部36は、動画撮影部4によって撮影された被計測者100の歩行運動の連続画像を記憶する。画像抽出部37は、動画記憶部36に記憶された被計測者100の歩行運動の連続画像から複数のフェーズにそれぞれ対応する被計測者100の複数種類の姿勢の静止画像を抽出する。この場合、複数の人型画像Hは、それぞれ、画像抽出部37によって抽出された被計測者100の複数種類の姿勢の静止画像である。
本実施の形態においては、複数のフェーズは、6つのフェーズからなるものとする。つまり、1歩行周期が6つフェーズに区分され、6つフェーズのそれぞれの被計測者100の姿勢の静止画像が抽出される。ただし、複数フェーズの数は、被計測者100が歩行異常を理解することができるのであれば、いくつであってもよい。
異常な身体部位の指摘のために、前述の可動距離Yおよび可動距離Yが用いられる場合がある。この場合には、可動距離Yおよび可動距離Yによって特定されるリサージュ曲線データのタイミングに対応するフェーズにおける被計測者100の姿勢の静止画像において、股または膝が異常な身体部位として指摘される。また、異常な身体部位の指摘のために、前述の角度θおよび角度θが異常部位の指摘のために用いられる場合がある。この場合には、角度θおよび角度θによって特定されるリサージュ曲線データのタイミングに対応するフェーズにおける被計測者100の姿勢の静止画像において、腰または足が異常な身体部位として指摘される。なお、リサージュ曲線データのタイミングとは、リサージュ曲線データを作成するための位置の変化の軌跡の時系列データが取得されたタイミングである。
上記の構成によれば、被計測者100は、自己の歩行運動における複数のフェーズの姿勢を見ることにより、いかなるフェーズにおいていかなる部位が異常な運動をしているのかを直感的に認識することができる。そのため、被計測者100は、自身の異常な姿勢を直すことをより容易になる。
(キャラクタ画像を用いる場合の判定結果画像X)
本実施の形態の歩行解析システム90は、動画撮影部4、動画記憶部36、および画像抽出部37を備えていなくともよい。その場合には、歩行解析システム90は、複数のフェーズにそれぞれ対応するキャラクタの複数種類の姿勢の静止画像を記憶するキャラクタ記憶部38を備えている。この場合、複数の人型画像Hは、それぞれ、キャラクタ記憶部38から読み出されたキャラクタの複数種類の姿勢の静止画像である。
本明細書においては、キャラクタは、被計測者100以外の所定の実在の人物、アニメーション風または絵画風の画法により描かれた人物、および人物の輪郭を示す線図等を含む。本明細書においては、キャラクタは、人の歩行運動における姿勢をしていると認識できるもの全てを意味する。本明細書においては、キャラクタは、被計測者100の歩行運動における異常フェーズおよび異常部位を特定できるのであれば、いかなるものであってもよい。
本実施の形態においては、複数のフェーズは、6つのフェーズからなるため、6つフェーズのそれぞれのキャラクタの姿勢の静止画像が抽出される。ただし、キャラクタの姿勢画像は、被計測者100が歩行異常を理解することができるのであれば、いくつ用いられてもよい。
異常な身体部位の指摘のために、前述の可動距離Yおよび可動距離Yが用いられる場合がある。この場合には、可動距離Yおよび可動距離Yによって特定されるリサージュ曲線データのタイミングに対応するフェーズにおけるキャラクタの姿勢の静止画像において、股または膝が異常な身体部位として指摘される。また、異常な身体部位の指摘のために、前述の角度θおよび角度θが異常部位の指摘のために用いられる場合がある。この場合には、角度θおよび角度θによって特定されるリサージュ曲線データのタイミングに対応するフェーズにおけるキャラクタの姿勢の静止画像において、腰または足が異常な身体部位として指摘される。なお、リサージュ曲線データのタイミングとは、リサージュ曲線データを作成するための位置の変化の軌跡の時系列データが取得されたタイミングである。
この構成によれば、被計測者100は、複数のキャラクタの画像を見ることにより、いかなるフェーズにおいていかなる部位が異常な運動をしているのかを直感的に認識することができる。歩行解析システム90が動画撮影部4を有していない場合にも、歩行解析を行うことができる。
(異常種類の判定および異常程度の判定)
図2に示されるように、制御部3は、データ作成部31、異常種類判定部34、および異常程度判定部35を備えている。
異常種類判定部34は、データ作成部31によって作成されたリサージュ曲線データから抽出された複数種類の被判定要素の値と予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値とをそれぞれ比較する。それにより、異常種類判定部34は、被計測者100の歩行運動において予め定められた複数種類の歩行異常のそれぞれが有るのか否かを判定する。
第1の被判定要素は、<1)身体の左部分と右部分との振れのバランスの異常>の場合、距離Y、距離Y、距離X=X+X、および値(X−X)/2(X+X)×100%である。第2の被判定要素は、<2)身体の左部分と右部分との荷重バランスの異常>の場合、面積Sおよび面積Sである。第3の被判定要素は、<3)股関節の可動領域の異常および膝関節の可動領域の異常>の場合、距離Yおよび距離Yである。
第4の被判定要素は、<4)足関節の背屈可動域の異常>の場合、変曲点IVまたはIVのz座標およびx座標である。第5の被判定要素は、<5)腰の回旋の異常および足関節の底屈力の異常>の場合、左側の変曲点VIについての左側の角度θおよび右側の変曲点IVについての右側の角度θである。第6判定要素は、<7)足の蹴りの異常>の場合、ならびに、リサージュ曲線データの近似楕円の長軸とY軸とがなす左側の角度φおよび角度φである。
だだし、被判定要素および異常の種類は、前述のものに限定されない。リサージュ曲線データから抽出された被判定要素を用いて、歩行異常の有無を判定できるのであれば、他の判定要素が用いられ、他の種類の異常の有無が判定されてもよい。
異常程度判定部35は、異常種類判定部34によって歩行異常が有ると判定された歩行異常の種類ごとに、被判定要素の値と異常有無の判定基準値との差に基づいて、歩行異常の程度を判定する。被判定要素の値と異常有無の判定基準値との差の値がどの程度であれば、異常の程度をいかなる程度にするかは、異常の種類ごとに事前の実験の結果から決定されている。それにより、異常の程度を判定するための判定基準値は、異常の種類ごとに、歩行解析プログラムに書き込まれている。
表示制御部39は、異常種類判定部34によって判定された歩行異常の種類と異常程度判定部35によって判定された歩行異常の程度とが関連付けられた判定結果画像Yを表示部2に表示させる。
(判定結果画像Y)
図2に示されるように、表示部2の表示領域22には、判定結果画像Yが表示される。具体的には、図12に示されるような判定結果画像が表示される。
判定結果画像Yは、複数種類の歩行異常をそれぞれ認識することが可能な複数種類の文字画像A,B,C,D,Eと、複数種類の文字画像A,B,C,D,Eのそれぞれによって特定される歩行異常の程度を認識することが可能な図表画像Gと、を含んでいる。
複数種類の歩行異常をそれぞれ認識することが可能な複数種類の文字画像A,B,C,D,Eは、本実施の形態においては、前述された次の7つ項目が考えられる。
1)身体の左部分と右部分との振れのバランスの異常
2)身体の左部分と右部分との荷重バランスの異常
3)股関節の可動領域の異常および膝関節の可動領域の異常
4)足関節の背屈可動域の異常
5)腰の回旋の異常および足関節の底屈力の異常
7)足の蹴りの異常
本実施の形態においては、複数種類の歩行異常として、上記の7つの歩行異常を例示しているが、その他の種類の歩行異常の有無が判定されてもよい。
図12においては、図を見やすくするため、複数種類の歩行異常をそれぞれ認識することが可能な複数種類の文字画像A,B,C,D,Eのみしか記載していないが、実施の表示部2の表示領域22には、前述した歩行異常の全てが表示される。したがって、レーダーチャートの軸の数は、5つに限定されない。レーダーチャートは、異常の有無が判定された数の軸を有している。7つの項目をレーダーチャートに記載すると、レーダーチャートは、7角形の形状を有している必要がある。しかしながら、図を見易くする観点から、図2および図12のレーダーチャートは正五角形の形状を有している。このレーダーチャートの形状は、複数種類の歩行異常を特定できるのであれば、特定の形状に限定されない。また、歩行異常を認識することが可能な文字画像であれば、いかなる項目がレーダーチャートに表示されてもよい。
本実施の形態においては、図表画像Gが複数の軸を有するレーダーチャートであり、複数の軸は、それぞれ、複数種類の歩行異常に対応している。ただし、歩行異常の種類と歩行異常の程度とを認識することができるのであれば、図表画像Gは、異常の種類と異常の程度とを示す棒グラフまたは折れ線グラフであってもよい。本明細書において、図表画像は、歩行異常の種類のそれぞれの歩行異常の程度を数字、色、または記号で示す表を含むものである。異常の程度は、数字、色、または記号によって表示されてもよい。たええば、図表画像Gは、表を構成する枠内に異常の種類と異常の程度を示す数値または色とが記載されたものであってもよい。
異常種類判定部34によって、歩行運動においていずれの種類の歩行異常もないと判定されると、表示部2には、図表画像Gとしてレーダーチャートが表示され、レーダーチャートの中心点に1点だけがプロットされる。これにより、被計測者100は自己の歩行運動にいかなる種類の歩行異常もないことを確認することができる。
(異常姿勢の抽出)
異常姿勢判定部301は、データ作成部31によって作成されたリサージュ曲線データから抽出された複数の実際の曲率半径の値rのそれぞれと曲率半径の判定基準値とを比較する。それにより、異常姿勢判定部301は、実際の曲率半径rの値が曲率半径の判定基準値よりも小さいか否かにより、被計測者が異常な姿勢をしているか否かを判定する。
本実施形態においては、図10および図11に示されるように、水平面および矢上面のそれぞれのリサージュ曲線データの曲率半径が1mmより小さい場合に、被計測者100が歩行運動において異常な姿勢をしていると判定される。
上記の構成によれば、曲率半径の値によって歩行異常を判定することが効果的な面のみ、曲率半径の値を用いて歩行異常を判定することができる。
異常姿勢抽出部302は、異常姿勢判定部301によって判定基準値よりも小さいと判定された実際の曲率半径のタイミングがリサージュ曲線データのいずれのタイミングであるかに基づいて異常姿勢タイミングのデータを取得する。この場合の実際の曲率半径のタイミングとは、判定基準値よりも小さい曲率半径を有するリサージュ曲線データのグラフの部分を描くための基礎となる位置の変化の時系列データが取得されたタイミングである。判定基準値よりも小さい曲率半径のタイミングは、実際の被計測者100が異常姿勢をするタイミングに対応している。異常姿勢抽出部302は、動画記憶部36に記憶された被計測者100の歩行運動の連続画像から異常姿勢タイミングのデータに対応する異常姿勢の静止画像Kを抽出する。表示制御部39は、異常姿勢抽出部302によって抽出された異常姿勢の静止画像Kを判定結果画像Zとして表示部2の表示領域23に表示させる。
(判定結果画像Z)
図2および図12に示されるように、表示部2の表示領域23には、判定結果画像Zとして異常姿勢の静止画像Kが表示される。これにより、被計測者100は、異常姿勢をしているタイミングの自身の姿勢の静止画像を見ることができる。そのため、被計測者100は、自らの歩行異常の状態を極めて直観的に把握することができる。上記の構成によれば、歩行運動状態の極端な変化の有無によって歩行運動状態の異常を判定することができる。そのため、異常の有無の判定の正確性を向上させることができる。
異常姿勢判定部301によって被計測者100はいかなるタイミングにおいても異常姿勢をしていないと判定されれば、いかなる異常姿勢の画像も表示部2に表示されない。これにより、被計測者100は歩行運動のいずれのタイミングにおいても異常姿勢をしていないことを確認することができる。
(異常有無の判定)
異常有無判定部300は、異常部位判定部32、異常フェーズ判定部33、異常種類判定部34、異常程度判定部35、異常姿勢判定部301、および異常姿勢抽出部302を含んでいる。異常有無判定部300は、データ作成部31によって作成されたリサージュ曲線データから抽出された複数種類の被判定要素の値と予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値とをそれぞれ比較する。それにより、異常有無判定部300は、歩行運動における異常の有無を判定する。表示制御部39は、異常有無判定部300によって被計測者100が異常な歩行運動をしていると判定された場合に、異常な運動を認識可能な判定結果画像X,Yを表示部2に表示させる。
本実施の形態においては、前述のように、データ作成部31は、被計測者100の前額面、水平面、および矢状面のそれぞれのリサージュ曲線データを作成する。また、前述の判定方向の説明から分かるように、予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値は、それぞれ、前額面、水平面、および矢状面のそれぞれのリサージュ曲線データから抽出された複数種類の被判定要素に対応している。
上記の構成によれば、前額面、水平面、および矢状面からなる3つの面において、被計測者100の歩行運動についてのリサージュ曲線データを分析するため、様々な観点から歩行運動における異常を検出することができる。そのため、そのため、被計測者100は、自身の歩行運動がどのように異常であるのかを様々な観点から直観的に理解することが容易になる。
たとえば、上記のような歩行解析システム90によれば、表示部2は、判定結果画像XおよびYを表示することができる。この判定結果画像XおよびYは、いずれも、複数種類の被判定要素のそれぞれに対応する歩行異常を認識可能な画像である。判定結果画像XおよびYは、それぞれ、いかなる身体部位がいかなるフェーズで歩行異常となっているかを特定可能な画像、および、いかなる種類の歩行異常がいかなる程度であるのかを特定可能な画像の一例である。歩行解析システム90において、判定結果画像XおよびYのいずれか一方だけが表示部2に表示されてもよい。このような判定結果画像XおよびYを表示することができるのは、前額面、水平面、および矢状面の3つの面においてリサージュ曲線データを作成することにより、様々な観点から歩行異常を判定することができるためである。
(特徴的構成および効果)
以下、実施の形態の歩行解析システムおよび歩行解析プログラムの特徴的構成およびそれにより奏される効果を説明する。
(1) 歩行解析システム90は、センサ部1、制御部3、および表示部2を備えている。センサ部1は、被計測者100の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得する。制御部3は、センサ部1によって取得された物理情報に基づいて歩行運動における歩行異常の有無を判定する。表示部2は、制御部3によって判定された歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像Xを表示する。
制御部3は、データ作成部31、異常部位判定部32、異常フェーズ判定部33、および表示制御部39を含んでいる。データ作成部31は、物理情報に基づいて被計測者100の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データを取得する。データ作成部31は、位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成する。異常部位判定部32は、データ作成部31によって作成されたリサージュ曲線データから抽出された複数種類の被判定要素の値と予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値とをそれぞれ比較する。それにより、異常部位判定部32は、予め定められた複数の身体部位のそれぞれごとに、身体部位が異常な運動をしているのか否かを判定する。
異常フェーズ判定部33は、歩行運動の予め定められた複数のフェーズのいずれにおいて身体部位が異常な運動をしているのかを判定する。この判定は、異常部位判定部32によって身体部位が異常な運動をしていると判定されたタイミングがリサージュ曲線データのいずれのタイミングであるのかに基づいている。表示制御部39は、異常部位判定部32によって異常な運動をしていると判定された身体部位と異常フェーズ判定部33によって異常な運動をしていると判定されたフェーズとが関連付けられた判定結果画像Xを表示部2に表示させる。
判定結果画像Xは、複数の人型画像Hと指摘画像Iとを含んでいる。複数の人型画像Hは、表示部2に表示される複数の静止画像であって、被計測者100の歩行運動の複数のフェーズにそれぞれ対応している。指摘画像Iは、複数の人型画像Hのうちの異常フェーズ判定部33によって異常な運動をしていると判定されたフェーズに対応する人型画像において、異常部位判定部32によって異常な運動をしている判定された身体部位を指摘する。
上記の構成によれば、いかなる異常な歩行運動をしているのかを視覚的に表示することができる。そのため、被計測者100は、自身の歩行運動がどのように異常であるのかを直観的に理解することができる。
(2) 歩行解析システム90は、動画撮影部4をさらに備え、制御部3は、動画記憶部36、および画像抽出部37を含んでいることが好ましい。動画撮影部4は、被計測者100の歩行運動を撮影する。動画記憶部36は、動画撮影部4によって撮影された被計測者100の歩行運動の連続画像を記憶する。画像抽出部37は、動画記憶部36に記憶された被計測者100の歩行運動の連続画像から複数のフェーズにそれぞれ対応する被計測者100の複数種類の姿勢の静止画像を抽出する。この場合、複数の人型画像Hは、それぞれ、画像抽出部37によって抽出された被計測者100の複数種類の姿勢の静止画像であることが好ましい。
上記の構成によれば、被計測者100は、自己の歩行運動における複数のフェーズの姿勢を見ることにより、いかなるフェーズにおいていかなる部位が異常な運動をしているのかを直感的に認識することができる。そのため、被計測者100は、自身の異常な姿勢を直すことをより容易になる。
(3) 歩行解析システム90は、複数のフェーズにそれぞれ対応するキャラクタの複数種類の姿勢の静止画像を記憶するキャラクタ記憶部38を備えていてもよい。複数の人型画像Hは、それぞれ、キャラクタ記憶部38から読み出されたキャラクタの複数種類の姿勢の静止画像であってもよい。
上記の構成によれば、被計測者100は、複数のキャラクタの画像を見ることにより、いかなるフェーズにおいていかなる部位が異常な運動をしているのかを直感的に認識することができる。歩行解析システム90が動画撮影部4を有していない場合にも、歩行解析を行うことができる。
(4) 歩行解析システム90は、センサ部1、制御部3、および表示部2を備えている。センサ部1は、被計測者100の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得する。制御部3は、センサ部1によって取得された物理情報に基づいて歩行運動における歩行異常の有無を判定する。表示部2は、制御部3によって判定された歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像Yを表示する。
制御部3は、データ作成部31、異常種類判定部34、および異常程度判定部35を備えている。データ作成部31は、物理情報に基づいて被計測者100の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データを取得する。データ作成部31は、位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成する。
異常種類判定部34は、データ作成部31によって作成されたリサージュ曲線データから抽出された複数種類の被判定要素の値と予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値とをそれぞれ比較する。それにより、異常種類判定部34は、被計測者100の歩行運動において予め定められた複数種類の歩行異常のそれぞれが有るのか否かを判定する。
異常程度判定部35は、異常種類判定部34によって歩行異常が有ると判定された歩行異常の種類ごとに、被判定要素の値と異常有無の判定基準値との差に基づいて、歩行異常の程度を判定する。
表示制御部39は、異常種類判定部34によって判定された歩行異常の種類と異常程度判定部35によって判定された歩行異常の程度とが関連付けられた判定結果画像Yを表示部2に表示させる。
判定結果画像Yは、複数種類の歩行異常をそれぞれ認識することが可能な複数種類の文字画像A,B,C,D,Eと、複数種類の文字画像A,B,C,D,Eのそれぞれによって特定される歩行異常の程度を認識することが可能な図表画像Gと、を含んでいる。
上記の構成によっても、いかなる異常な歩行運動をしているのかを視覚的に表示することができる。そのため、被計測者100は、自身の歩行運動がどのように異常であるのかを直観的に理解することができる。
(5) 図表画像Gが複数の軸を有するレーダーチャートであり、複数の軸は、それぞれ、複数種類の歩行異常に対応していてもよい。また、図表画像は、棒グラフまたは折れ線グラフであってもよい。本明細書において、図表画像は、歩行異常の種類のそれぞれの歩行異常の程度を数字または色で示す表を含むものである。
(6) 歩行解析システム90は、センサ部1、制御部3、表示部2、および、動画撮影部4を備えている。センサ部1は、被計測者100の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得する。制御部3は、センサ部1によって取得された物理情報に基づいて歩行運動における歩行異常の有無を判定する。表示部2は、制御部3によって判定された歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像Zを表示する。動画撮影部4は、被計測者100の歩行運動を撮影する。
制御部3は、データ作成部31、動画記憶部36、異常姿勢判定部301、異常姿勢抽出部302、および表示制御部39を備えている。
データ作成部31は、物理情報に基づいて、被計測者100の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データを取得する。データ作成部31は、位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成する。動画記憶部36は、動画撮影部4によって撮影された被計測者100の歩行運動の連続画像を記憶する。
異常姿勢判定部301は、データ作成部31によって作成されたリサージュ曲線データから抽出された複数の実際の曲率半径の値のそれぞれと曲率半径の判定基準値とを比較する。それにより、異常姿勢判定部301は、実際の曲率半径の値が曲率半径の判定基準値よりも小さいか否かにより、被計測者が異常な姿勢をしているか否かを判定する。
異常姿勢抽出部302は、異常姿勢判定部301によって判定基準値よりも小さいと判定された実際の曲率半径のタイミングがリサージュ曲線データのいずれのタイミングであるかに基づいて異常姿勢タイミングのデータを取得する。それにより、異常姿勢抽出部302は、動画記憶部36に記憶された被計測者100の歩行運動の連続画像から異常姿勢タイミングのデータに対応する異常姿勢の静止画像Kを抽出する。表示制御部39は、異常姿勢抽出部302によって抽出された異常姿勢の静止画像Kを判定結果画像Zとして表示部2に表示させる。
上記の構成によっても、いかなる異常な歩行運動をしているのかを視覚的に表示することができる。そのため、被計測者100は、自身の歩行運動がどのように異常であるのかを直観的に理解することができる。
(7) データ作成部31は、水平面および矢状面のうちの少なくともいずれか一方のリサージュ曲線データを作成することが好ましい。この場合、複数の実際の曲率半径は、水平面および矢状面のうちの少なくともいずれか一方のリサージュ曲線データから抽出されることが好ましい。
一般に、前額面のリサージュ曲線データは、本来的に、曲率半径が小さい部分を有するため、前額面のリサージュ曲線データの曲率半径を被判定要素とすることには適していない。一方、水平面および矢状面のリサージュ曲線データは、本来的に曲率半径が小さい部分を有していないため、水平面および矢状面のリサージュ曲線データの曲率半径を被判定要素とすることができる。したがって、上記の構成によれば、曲率半径の値によって歩行異常を判定することが効果的な面のリサージュ曲線データに関してのみ、曲率半径の値を用いて歩行異常の有無を判定することができる。
(8) 歩行解析システム90は、センサ部1、制御部3、および表示部2を備えている。センサ部1は、被計測者100の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得する。制御部3は、センサ部1によって取得された物理情報に基づいて歩行運動における歩行異常の有無を判定する。表示部2は、制御部3によって判定された歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像X,Y,Zを表示する。
制御部3は、データ作成部31、異常有無判定部300(32,33,34,35,301,302)、および表示制御部39を含んでいる。データ作成部31は、物理情報に基づいて被計測者100の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データを取得する。データ作成部31は、位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成する。
異常有無判定部300は、データ作成部31によって作成されたリサージュ曲線データから抽出された複数種類の被判定要素の値と予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値とをそれぞれ比較する。それにより、異常有無判定部300は、歩行運動における異常の有無を判定する。
表示制御部39は、異常有無判定部300によって被計測者100が異常な歩行運動をしていると判定された場合に、異常な運動を認識可能な判定結果画像XおよびZを表示部2に表示させる。
データ作成部31は、被計測者100の前額面、水平面、および矢状面のそれぞれのリサージュ曲線データを作成する。この場合、予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値は、それぞれ、前額面、水平面、および矢状面のそれぞれのリサージュ曲線データから抽出された複数種類の被判定要素に対応している。判定結果画像XおよびYは、複数種類の被判定要素のそれぞれに対応する歩行異常を認識可能な画像を含む。
上記の構成によれば、前額面、水平面、および矢状面からなる3つの面において、被計測者100の歩行運動についてのリサージュ曲線データを分析するため、様々な観点から歩行運動における異常を検出することができる。そのため、そのため、被計測者100は、自身の歩行運動がどのように異常であるのかを様々な観点から直観的に理解することが容易になる。
(9) 判定結果画像XおよびYは、いかなる身体部位がいかなるフェーズで歩行異常となっているかを特定可能な画像、および、いかなる種類の歩行異常がいかなる程度であるのかを特定可能な画像の少なくともいずれか一方を含んでいることが好ましい。
これによれば、被計測者100は、自身の歩行運動がどのように異常であるのかを直観的に理解することができる。
(10) 歩行解析プログラムは、センサ部1、制御部3、および表示部2を備えている歩行解析システム90において用いられる。歩行解析プログラムは、制御部3としてのコンピュータを、データ作成部31、異常部位判定部32、異常フェーズ判定部、および表示制御部39、として機能させる。
(11) 歩行解析プログラムは、センサ部1、制御部3、および表示部2を備えている歩行解析システム90において用いられる。歩行解析プログラムは、制御部3としのコンピュータを、データ作成部31、異常種類判定部34、異常程度判定部35、および、表示制御部39、として機能させる。
(12) 歩行解析プログラムは、センサ部1、制御部3、表示部2、および動画撮影部4を備えている歩行解析システム90において用いられる。歩行解析プログラムは、制御部3としてのコンピュータを、物理情報に基づいて、データ作成部31、動画記憶部36、異常姿勢判定部301、異常姿勢抽出部302、および表示制御部39として機能させる。
(13) 歩行解析プログラムは、センサ部1、制御部3、および表示部2を備えている歩行解析システム90において用いられる。歩行解析プログラムは、制御部3としてのコンピュータを、データ作成部31、異常有無判定部300(32,33,34,35,301,302,39)、および表示制御部39、として機能させる。
1 センサ部
2 表示部
3 制御部
4 動画撮影部
31 データ作成部
32 異常部位判定部
33 異常フェーズ判定部
34 異常種類判定部
35 異常程度判定部
36 動画記憶部
37 画像抽出部
38 キャラクタ記憶部
39 表示制御部
50 記録媒体
90 歩行解析システム
100 被計測者
300 異常有無判定部
301 異常姿勢判定部
302 異常姿勢抽出部
A,B,C,D,E 文字画像
X 判定結果画像
Y 判定結果画像
H 人型画像
I 指摘画像
G 図表画像

Claims (13)

  1. 被計測者の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得するセンサ部と、
    前記センサ部によって取得された前記物理情報に基づいて前記歩行運動における歩行異常の有無を判定する制御部と、
    前記制御部によって判定された前記歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像を表示する表示部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記物理情報に基づいて前記被計測者の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データ取得し、前記位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成するデータ作成部と、
    前記データ作成部によって作成された前記リサージュ曲線データから抽出された複数種類の被判定要素の値と予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値とをそれぞれ比較し、それにより、予め定められた複数の身体部位のそれぞれごとに、前記身体部位が異常な運動をしているのか否かを判定する異常部位判定部と、
    前記異常部位判定部によって前記身体部位が異常な運動をしていると判定されたタイミングが前記リサージュ曲線データのいずれのタイミングであるのかに基づいて、前記歩行運動の予め定められた複数のフェーズのいずれにおいて前記身体部位が異常な運動をしているのかを判定する異常フェーズ判定部と、
    前記異常部位判定部によって異常な運動をしていると判定された前記身体部位と前記異常フェーズ判定部によって異常な運動をしていると判定された前記フェーズとが関連付けられた前記判定結果画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、を備え、
    前記判定結果画像は、
    前記表示部に表示される複数の静止画像であって、前記被計測者の歩行運動の前記複数のフェーズにそれぞれ対応している複数の人型画像と、
    前記複数の人型画像のうちの前記異常フェーズ判定部によって異常な運動をしていると判定された前記フェーズに対応する人型画像において、前記異常部位判定部によって異常な運動をしている判定された前記身体部位を指摘する指摘画像と、を含む歩行解析システム。
  2. 前記被計測者の歩行運動を撮影する動画撮影部をさらに備え、
    前記制御部は、
    前記動画撮影部によって撮影された前記被計測者の歩行運動の連続画像を記憶する動画記憶部と、
    前記動画記憶部に記憶された前記被計測者の歩行運動の連続画像から前記複数のフェーズにそれぞれ対応する前記被計測者の複数種類の姿勢の静止画像を抽出する画像抽出部と、を含み、
    前記複数の人型画像は、それぞれ、前記画像抽出部によって抽出された前記被計測者の複数種類の姿勢の静止画像である、請求項1に記載の歩行解析システム。
  3. 前記複数のフェーズにそれぞれ対応するキャラクタの複数種類の姿勢の静止画像を記憶するキャラクタ記憶部を備え、
    前記複数の人型画像は、それぞれ、前記キャラクタ記憶部から読み出された前記キャラクタの複数種類の姿勢の静止画像である、請求項1に記載の歩行解析システム。
  4. 被計測者の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得するセンサ部と、
    前記センサ部によって取得された前記物理情報に基づいて前記歩行運動における歩行異常の有無を判定する制御部と、
    前記制御部によって判定された前記歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像を表示する表示部と、
    前記被計測者の歩行運動を撮影する動画撮影部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記物理情報に基づいて前記被計測者の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データ取得し、前記位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成するデータ作成部と、
    前記データ作成部によって作成された前記リサージュ曲線データから抽出された複数種類の被判定要素の値と予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値とをそれぞれ比較し、それにより、前記被計測者の歩行運動において予め定められた複数種類の歩行異常のそれぞれが有るのか否かを判定する異常種類判定部と、
    前記異常種類判定部によって前記歩行異常が有ると判定された前記歩行異常の種類ごとに、前記被判定要素の値と前記異常有無の判定基準値との差に基づいて、前記歩行異常の程度を判定する異常程度判定部と、
    前記異常種類判定部によって判定された前記歩行異常の種類と前記異常程度判定部によって判定された前記歩行異常の程度とが関連付けられた前記判定結果画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、を備え、
    前記判定結果画像は、
    前記動画撮影部において撮影された動画から抽出された人型画像と、
    前記複数種類の歩行異常をそれぞれ認識することが可能な複数種類の文字画像と、
    前記複数種類の文字画像のそれぞれによって特定される前記歩行異常の程度を認識することが可能な図表画像と、を含む、歩行解析システム。
  5. 前記図表画像が複数の軸を有するレーダーチャートであり、
    前記複数の軸は、それぞれ、前記複数種類の歩行異常に対応している、請求項4に記載の歩行解析システム。
  6. 被計測者の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得するセンサ部と、
    前記センサ部によって取得された前記物理情報に基づいて前記歩行運動における歩行異常の有無を判定する制御部と、
    前記制御部によって判定された前記歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像を表示する表示部と、
    前記被計測者の歩行運動を撮影する動画撮影部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記物理情報に基づいて前記被計測者の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データを取得し、前記位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成するデータ作成部と、
    前記動画撮影部によって撮影された前記被計測者の歩行運動の連続画像を記憶する動画記憶部と、
    前記データ作成部によって作成された前記リサージュ曲線データから抽出された複数の実際の曲率半径の値のそれぞれと曲率半径の判定基準値とを比較し、それにより、前記実際の曲率半径の値が前記曲率半径の判定基準値よりも小さいか否かにより、前記被計測者が異常な姿勢をしているか否かを判定する異常姿勢判定部と、
    前記異常姿勢判定部によって前記判定基準値よりも小さいと判定された前記実際の曲率半径のタイミングが前記リサージュ曲線データのいずれのタイミングであるかに基づいて異常姿勢タイミングのデータを取得し、それにより、前記動画記憶部に記憶された前記被計測者の歩行運動の連続画像から前記異常姿勢タイミングのデータに対応する異常姿勢の静止画像を抽出する異常姿勢抽出部と、
    前記異常姿勢抽出部によって抽出された前記異常姿勢の静止画像を前記判定結果画像として前記表示部に表示させる表示制御部と、を含む、歩行解析システム。
  7. 前記データ作成部は、水平面および矢状面のうちの少なくともいずれか一方の前記リサージュ曲線データを作成し、
    前記複数の実際の曲率半径は、前記水平面および前記矢状面のうちの少なくともいずれか一方の前記リサージュ曲線データから抽出される、請求項6に記載の歩行解析システム。
  8. 被計測者の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得するセンサ部と、
    前記センサ部によって取得された前記物理情報に基づいて前記歩行運動における歩行異常の有無を判定する制御部と、
    前記制御部によって判定された前記歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像を表示する表示部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記物理情報に基づいて前記被計測者の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データを取得し、前記位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成するデータ作成部と、
    前記データ作成部によって作成された前記リサージュ曲線データから抽出された複数種類の被判定要素の値と予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値とをそれぞれ比較し、それにより、前記歩行運動における異常の有無を判定する異常有無判定部と、
    前記異常有無判定部によって前記被計測者が異常な歩行運動をしていると判定された場合に、前記異常な歩行運動を認識可能な判定結果画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、を備え、
    前記データ作成部は、前記被計測者の前額面、水平面、および矢状面のそれぞれの前記リサージュ曲線データを作成し、
    前記予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値は、それぞれ、前記前額面、前記水平面、および前記矢状面のそれぞれの前記リサージュ曲線データから抽出された前記複数種類の被判定要素に対応しており、
    前記判定結果画像は、前記複数種類の被判定要素の各被判定要素に対応する歩行異常を認識可能な画像を含む、歩行解析システム。
  9. 前記判定結果画像は、いかなる身体部位がいかなるフェーズで歩行異常となっているかを特定可能な画像、および、いかなる種類の歩行異常がいかなる程度であるのかを特定可能な画像の少なくともいずれか一方を含む、請求項8に記載の歩行解析システム。
  10. 被計測者の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得するセンサ部と、
    前記センサ部によって取得された前記物理情報に基づいて前記歩行運動における歩行異常の有無を判定する制御部と、
    前記制御部によって判定された前記歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像を表示する表示部と、を備えた歩行解析システムにおいて用いられる歩行解析プログラムであって、
    前記制御部としてのコンピュータを、
    前記物理情報に基づいて前記被計測者の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データを取得し、前記位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成するデータ作成部、
    前記データ作成部によって作成された前記リサージュ曲線データから抽出された複数種類の被判定要素の値と予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値とをそれぞれ比較し、それにより、予め定められた複数の身体部位のそれぞれごとに、前記身体部位が異常な運動をしているのか否かを判定する異常部位判定部、
    前記異常部位判定部によって前記身体部位が異常な運動をしていると判定されたタイミングが前記リサージュ曲線データのいずれのタイミングであるのかに基づいて、前記歩行運動の予め定められた複数のフェーズのいずれにおいて前記身体部位が異常な運動をしているのかを判定する異常フェーズ判定部、および、
    前記異常部位判定部によって異常な運動をしていると判定された前記身体部位と前記異常フェーズ判定部によって異常な運動をしていると判定された前記フェーズとが関連付けられた前記判定結果画像を前記表示部に表示させる表示制御部、として機能させ、
    前記判定結果画像は、
    前記表示部に表示される複数の静止画像であって、前記被計測者の歩行運動の前記複数のフェーズにそれぞれ対応している複数の人型画像と、
    前記複数の人型画像のうちの前記異常フェーズ判定部によって異常な運動をしていると判定された前記フェーズに対応する人型画像において、前記異常部位判定部によって異常な運動をしている判定された前記身体部位を指摘する指摘画像と、を含む、歩行解析プログラム。
  11. 被計測者の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得するセンサ部と、
    前記センサ部によって取得された前記物理情報に基づいて前記歩行運動における歩行異常の有無を判定する制御部と、
    前記制御部によって判定された前記歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像を表示する表示部と、
    前記被計測者の歩行運動を撮影する動画撮影部と、を備えた歩行解析システムにおいて用いられる歩行解析プログラムであって、
    前記制御部としてのコンピュータを、
    前記物理情報に基づいて前記被計測者の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データを取得し、前記位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成するデータ作成部、
    前記データ作成部によって作成された前記リサージュ曲線データから抽出された複数種類の被判定要素の値と予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値とをそれぞれ比較し、それにより、前記被計測者の歩行運動において予め定められた複数種類の歩行異常のそれぞれが有るのか否かを判定する異常種類判定部、
    前記異常種類判定部によって前記歩行異常が有ると判定された前記歩行異常の種類ごとに、前記被判定要素の値と前記異常有無の判定基準値との差に基づいて、前記歩行異常の程度を判定する異常程度判定部、および、
    前記異常種類判定部によって判定された前記歩行異常の種類と前記異常程度判定部によって判定された前記歩行異常の程度とが関連付けられた前記判定結果画像を前記表示部に表示させる表示制御部、として機能させ、
    前記判定結果画像は、
    前記動画撮影部において撮影された動画から抽出された人型画像と、
    前記複数種類の歩行異常をそれぞれ認識することが可能な複数種類の文字画像と、
    前記複数種類の文字画像のそれぞれによって特定される前記歩行異常の程度を認識することが可能な図表画像と、を含む、歩行解析プログラム。
  12. 被計測者の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得するセンサ部と、
    前記センサ部によって取得された前記物理情報に基づいて前記歩行運動における歩行異常の有無を判定する制御部と、
    前記制御部によって判定された前記歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像を表示する表示部と、
    前記被計測者の歩行運動を撮影する動画撮影部と、を備えた歩行解析システムにおいて用いられる歩行解析プログラムであって、
    前記制御部としてのコンピュータを、
    前記物理情報に基づいて前記被計測者の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データを取得し、前記位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成するデータ作成部、
    前記動画撮影部によって撮影された前記被計測者の歩行運動の連続画像を記憶する動画記憶部、
    前記データ作成部によって作成された前記リサージュ曲線データから抽出された複数の実際の曲率半径の値のそれぞれと曲率半径の判定基準値とを比較し、それにより、前記実際の曲率半径の値が前記曲率半径の判定基準値よりも小さいか否かにより、前記被計測者が異常な姿勢をしているか否かを判定する異常姿勢判定部、
    前記異常姿勢判定部によって前記判定基準値よりも小さいと判定された前記実際の曲率半径のタイミングが前記リサージュ曲線データのいずれのタイミングであるかに基づいて異常姿勢タイミングのデータを取得し、それにより、前記動画記憶部に記憶された前記被計測者の歩行運動の連続画像から前記異常姿勢タイミングのデータに対応する異常姿勢の静止画像を抽出する異常姿勢抽出部、および、
    前記異常姿勢抽出部によって抽出された前記異常姿勢の静止画像を前記判定結果画像として前記表示部に表示させる表示制御部、として機能させる、歩行解析プログラム。
  13. 被計測者の歩行運動によって生じる所定の位置の変化の軌跡を特定可能な物理情報を取得するセンサ部と、
    前記センサ部によって取得された前記物理情報に基づいて前記歩行運動における歩行異常の有無を判定する制御部と、
    前記制御部によって判定された前記歩行異常の有無を認識することが可能な判定結果画像を表示する表示部と、を備えた歩行解析システムにおいて用いられるプログラムであって、
    前記制御部としてのコンピュータを、
    前記物理情報に基づいて前記被計測者の歩行運動における位置の変化の軌跡の時系列データを取得し、前記位置の変化の軌跡の時系列データに基づいて所定平面におけるリサージュ曲線データを作成するデータ作成部、
    前記データ作成部によって作成された前記リサージュ曲線データから抽出された複数種類の被判定要素の値と予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値とをそれぞれ比較し、それにより、前記歩行運動における異常の有無を判定する異常有無判定部、
    前記異常有無判定部によって前記被計測者が異常な歩行運動をしていると判定された場合に、前記異常な歩行運動を認識可能な判定結果画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、として機能させ、
    前記データ作成部は、前記被計測者の前額面、水平面、および矢状面のそれぞれの前記リサージュ曲線データを作成し、
    前記予め定められた複数種類の異常有無の判定基準値は、それぞれ、前記前額面、前記水平面、および前記矢状面のそれぞれの前記リサージュ曲線データから抽出された前記複数種類の被判定要素に対応しており、
    前記判定結果画像は、前記複数種類の被判定要素の各被判定要素に対応する歩行異常を認識可能な画像を含む、歩行解析プログラム。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101775480B1 (ko) * 2016-08-12 2017-09-06 선문대학교 산학협력단 보행주기를 기반으로 하는 모션 캡쳐 장치 및 그 방법
JP6942958B2 (ja) * 2016-11-21 2021-09-29 カシオ計算機株式会社 運動解析装置、運動解析方法及びプログラム
JP6829988B2 (ja) * 2016-12-20 2021-02-17 株式会社竹中工務店 運動量推定装置、運動量推定プログラム、及び運動量推定システム
JP6933101B2 (ja) * 2017-11-17 2021-09-08 トヨタ自動車株式会社 歩行評価装置、歩行訓練システムおよび歩行評価方法
CN108452480B (zh) * 2018-04-11 2023-07-25 杭州启望科技有限公司 一种跑步机及跑步机上跑步姿势的检测方法和装置
WO2020021873A1 (ja) * 2018-07-24 2020-01-30 日本電気株式会社 処理装置、処理方法及びプログラム
JP7097030B2 (ja) * 2019-04-05 2022-07-07 本田技研工業株式会社 対象者の運動状態観測システム
JP7183963B2 (ja) * 2019-06-07 2022-12-06 トヨタ自動車株式会社 歩行訓練システム、表示方法、および表示プログラム
JP7103307B2 (ja) * 2019-06-07 2022-07-20 トヨタ自動車株式会社 歩行訓練システムおよび歩行訓練システムの制御プログラム
JP7115423B2 (ja) * 2019-06-07 2022-08-09 トヨタ自動車株式会社 歩行訓練システム、表示方法、および表示プログラム
CN113133761B (zh) * 2020-01-17 2024-05-28 宝成工业股份有限公司 左右步态的判断方法及其分析装置
CN112957034A (zh) * 2021-03-17 2021-06-15 中山大学 一种基于多参数的步态评价方法及***

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4971808B2 (ja) * 2007-01-17 2012-07-11 パナソニック株式会社 歩行動作分析装置
JP4915263B2 (ja) * 2007-03-23 2012-04-11 アイシン精機株式会社 歩行能力からの運動機能向上メニュー提案システム及び歩行能力からの運動機能向上メニュー提案方法
JP5504810B2 (ja) * 2009-10-06 2014-05-28 オムロンヘルスケア株式会社 歩行姿勢判定装置、制御プログラム、および制御方法
JP2012024275A (ja) * 2010-07-22 2012-02-09 Omron Healthcare Co Ltd 歩行姿勢判定装置
JP5724237B2 (ja) * 2010-07-27 2015-05-27 オムロンヘルスケア株式会社 歩行変化判定装置
JP5612627B2 (ja) * 2011-03-30 2014-10-22 株式会社デンソーアイティーラボラトリ 身体能力判定装置及びデータ処理方法
GB201108952D0 (en) * 2011-05-27 2011-07-13 Univ Oxford Brookes Gait asymmetry measurement
JP6111837B2 (ja) * 2013-05-10 2017-04-12 オムロンヘルスケア株式会社 歩行姿勢計およびプログラム
JP6075198B2 (ja) * 2013-05-10 2017-02-08 オムロンヘルスケア株式会社 歩行姿勢計およびプログラム
CN103976739B (zh) * 2014-05-04 2019-06-04 宁波麦思电子科技有限公司 穿戴式摔倒动态实时检测方法和装置
CN104091177B (zh) * 2014-06-30 2017-11-07 华南理工大学 一种基于确定学习理论的异常步态检测方法
KR20160147475A (ko) * 2015-06-15 2016-12-23 현대자동차주식회사 캔형 열교환기

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