JP7501439B2 - 歩行訓練システム、その制御方法、及び、制御プログラム - Google Patents
歩行訓練システム、その制御方法、及び、制御プログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP7501439B2 JP7501439B2 JP2021075758A JP2021075758A JP7501439B2 JP 7501439 B2 JP7501439 B2 JP 7501439B2 JP 2021075758 A JP2021075758 A JP 2021075758A JP 2021075758 A JP2021075758 A JP 2021075758A JP 7501439 B2 JP7501439 B2 JP 7501439B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- trainee
- skeletal information
- load
- sole
- belt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012549 training Methods 0.000 title claims description 99
- 230000005021 gait Effects 0.000 title claims description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 83
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 description 116
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 14
- 210000001699 lower leg Anatomy 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 11
- 206010033799 Paralysis Diseases 0.000 description 10
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 9
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 6
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 3
- 210000002303 tibia Anatomy 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 2
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 210000001624 hip Anatomy 0.000 description 1
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0077—Devices for viewing the surface of the body, e.g. camera, magnifying lens
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/1036—Measuring load distribution, e.g. podologic studies
- A61B5/1038—Measuring plantar pressure during gait
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/112—Gait analysis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/1121—Determining geometric values, e.g. centre of rotation or angular range of movement
- A61B5/1122—Determining geometric values, e.g. centre of rotation or angular range of movement of movement trajectories
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/48—Other medical applications
- A61B5/4836—Diagnosis combined with treatment in closed-loop systems or methods
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
- A61B5/6811—External prosthesis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
- A61B5/6828—Leg
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6887—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient mounted on external non-worn devices, e.g. non-medical devices
- A61B5/6895—Sport equipment
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7235—Details of waveform analysis
- A61B5/7264—Classification of physiological signals or data, e.g. using neural networks, statistical classifiers, expert systems or fuzzy systems
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
- A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
- A61H1/0218—Drawing-out devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
- A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
- A61H1/0237—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the lower limbs
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
- A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
- A61H1/0237—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the lower limbs
- A61H1/024—Knee
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
- A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
- A61H1/0237—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the lower limbs
- A61H1/0255—Both knee and hip of a patient, e.g. in supine or sitting position, the feet being moved together in a plane substantially parallel to the body-symmetrical plane
- A61H1/0262—Walking movement; Appliances for aiding disabled persons to walk
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B22/00—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
- A63B22/02—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with movable endless bands, e.g. treadmills
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
- A63B24/0062—Monitoring athletic performances, e.g. for determining the work of a user on an exercise apparatus, the completed jogging or cycling distance
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
- A63B24/0087—Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2505/00—Evaluating, monitoring or diagnosing in the context of a particular type of medical care
- A61B2505/09—Rehabilitation or training
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/12—Driving means
- A61H2201/1207—Driving means with electric or magnetic drive
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/16—Physical interface with patient
- A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
- A61H2201/164—Feet or leg, e.g. pedal
- A61H2201/1642—Holding means therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/16—Physical interface with patient
- A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
- A61H2201/165—Wearable interfaces
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/16—Physical interface with patient
- A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
- A61H2201/165—Wearable interfaces
- A61H2201/1652—Harness
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/16—Physical interface with patient
- A61H2201/1657—Movement of interface, i.e. force application means
- A61H2201/1659—Free spatial automatic movement of interface within a working area, e.g. Robot
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/16—Physical interface with patient
- A61H2201/1657—Movement of interface, i.e. force application means
- A61H2201/1676—Pivoting
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/50—Control means thereof
- A61H2201/5007—Control means thereof computer controlled
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/50—Control means thereof
- A61H2201/5058—Sensors or detectors
- A61H2201/5069—Angle sensors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2230/00—Measuring physical parameters of the user
- A61H2230/62—Posture
- A61H2230/625—Posture used as a control parameter for the apparatus
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/50—Force related parameters
- A63B2220/56—Pressure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/80—Special sensors, transducers or devices therefor
- A63B2220/806—Video cameras
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
- A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
- A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
- A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
- A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
- A63B71/0622—Visual, audio or audio-visual systems for entertaining, instructing or motivating the user
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Pathology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Pain & Pain Management (AREA)
- Rehabilitation Therapy (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Physiology (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Fuzzy Systems (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Geometry (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
Description
図1は、実施の形態1に係る歩行訓練装置の一構成例を示す全体概念図である。本実施形態に係る歩行訓練装置100は、訓練者(ユーザ)900のリハビリ(リハビリテーション)を支援するリハビリ支援装置の一具体例であって、特に歩行訓練を支援する歩行訓練装置の一具体例である。歩行訓練装置100は、一方の脚に麻痺を患う片麻痺患者である訓練者900が、訓練スタッフ901の指導に従って歩行訓練を行うための装置である。ここで、訓練スタッフ901は、例えば療法士(理学療法士)又は医師とすることができ、訓練者の訓練を指導又は介助などにより補助することから、訓練指導者、訓練介助者、訓練補助者などと称することもできる。歩行訓練装置100は、歩行訓練システムということもできる。なお、以下の説明における上下方向、左右方向、前後方向は、訓練者900の向きを基準とする方向である。
図2に示すように、トレッドミル131は、リング状のベルト1311、プーリー1312、及び、図示しないモータを少なくとも備える。また、ベルト1311の内側(訓練者900が搭乗する面のベルト1311の下側)には、ベルト1311に連動しないように荷重分布センサ225が設置されている。但し、荷重分布センサ225は、ベルト1311の上側に、当該ベルト1311に連動するように設けられてもよい。なお、荷重分布センサ225は、足裏荷重検出部224の一例である。足裏荷重検出部224の他の例については後述する。
図3は、歩行補助装置120の一構成例を示す概略斜視図である。歩行補助装置120は、主に、制御ユニット121と、患脚の各部を支える複数のフレームと、を備える。なお、歩行補助装置120は、ロボット脚とも称す。
続いて、図4を用いて、歩行訓練装置100のシステム構成例について説明する。
図4は、歩行訓練装置100のシステム構成例を示すブロック図である。
例えば、歩行フェーズ毎に麻痺体部の動作量と基準とを比較することによって訓練結果の判定が行われてもよい。なお、歩行フェーズとは、患脚(又は健脚)についての1歩行周期(1歩行サイクル)を、立脚状態にある立脚期、立脚期から遊脚状態にある遊脚期への移行期、遊脚期、遊脚期から立脚期への移行期などに分類したものである。どの歩行フェーズであるかは、例えば荷重分布センサ225による検出結果などから分類(判定)することができる。なお、歩行サイクルは、上述のように、立脚期、移行期、遊脚期、移行期で1サイクルとして取り扱うことができるが、どの時期を開始期と定義するかは問わない。その他、歩行サイクルは、例えば、両脚支持状態、単脚(患脚)支持状態、両脚支持状態、単脚(健脚)支持状態で1サイクルとして取り扱うこともでき、この場合にもどの状態を開始状態と定義するかは問わない。
図7は、訓練者900の歩容状態の検出に用いられる足裏荷重検出部224の一例を示す概略平面図である。
図8は、訓練者900の歩容状態の検出に用いられる足裏荷重検出部224の他の例を示す概略平面図である。
図9は、訓練者900の歩容状態の検出に用いられる足裏荷重検出部224の他の例を示す概略平面図である。
図10は、歩行訓練装置による訓練者の歩容状態の検出方法の他の例を説明するための図である。図10に示すように、骨格情報取得部210cは、訓練者900を横側から撮影するカメラ140の撮影画像から、当該訓練者900の矢状面における骨格情報を取得するのに加えて、訓練者900を前方(又は後方)から撮影するカメラ150の撮影画像から、当該訓練者900の前額面における骨格情報を取得してもよい。
110 装具
110a 連結フック
111 ハーネスワイヤ
112 ハーネス引張部
120 歩行補助装置
121 制御ユニット
122 上腿フレーム
123 下腿フレーム
124 足平フレーム
126 調整機構
127 前側連結フレーム
127a 連結フック
128 後側連結フレーム
128a 連結フック
129 上腿ベルト
130 フレーム
130a 手摺り
131 トレッドミル
133 制御盤
134 前側ワイヤ
135 前側引張部
136 後側ワイヤ
137 後側引張部
138 訓練用モニタ
139 管理用モニタ
140 カメラ(第1撮影装置)
150 カメラ(第2撮影装置)
210 全体制御部
210a 歩行評価部
210b 訓練判定部
210c 骨格情報取得部
210d 骨格情報特定部
210e 歩容状態検出部
211 トレッドミル駆動部
212 操作受付部
213 表示制御部
214 引張駆動部
215 ハーネス駆動部
216 画像処理部
217 姿勢センサ
218 手摺りセンサ
219 通信接続IF
220 補助制御部
221 関節駆動部
223 角度センサ
224 足裏荷重検出部
225 荷重分布センサ
226 荷重分布センサ
226a 荷重センサ
226b 荷重センサ
229 通信接続IF
232 非常停止ボタン
900 訓練者
901 訓練スタッフ
1311 ベルト
1312 プーリー
Claims (4)
- トレッドミルと、
前記トレッドミルのベルトに搭乗した訓練者の足裏から受ける荷重を検出する足裏荷重検出部と、
前記訓練者を当該訓練者の横側から撮影する第1撮影装置と、
前記第1撮影装置による撮影画像から、前記訓練者の矢状面における骨格情報である第1骨格情報を取得する骨格情報取得部と、
前記足裏荷重検出部によって検出された前記訓練者の足裏から受ける荷重に基づいて、前記骨格情報取得部によって取得された前記第1骨格情報に含まれる右脚及び左脚のそれぞれの骨格情報を特定する特定部と、
を備えた、歩行訓練システムであって、
前記足裏荷重検出部は、前記トレッドミルのベルトの下側に当該ベルトに連動しないように設置され、前記トレッドミルのベルトに搭乗した前記訓練者の足裏から受ける荷重の分布を検出する荷重分布センサであり、
前記特定部は、前記荷重分布センサによって連続して検出された前記訓練者の2つの足裏の位置を結ぶ線分の中心を通り、且つ、前記訓練者の進行方向に沿って延びる境界線を基準にした、前記荷重分布センサによって次に検出される前記訓練者の足裏の位置、に基づいて、前記荷重分布センサによって次に検出される前記訓練者の足裏が右脚であるか左脚であるかを判定する、
歩行訓練システム。 - 前記訓練者を当該訓練者の前方又は後方から撮影する第2撮影装置をさらに備え、
前記骨格情報取得部は、前記第1撮影装置による撮影画像から前記訓練者の矢状面における骨格情報である前記第1骨格情報を取得するのに加えて、前記第2撮影装置による撮影画像から前記訓練者の前額面における骨格情報である第2骨格情報をさらに取得するように構成され、
前記特定部は、前記荷重分布センサによって検出された前記訓練者の足裏の位置と、前記骨格情報取得部によって取得された前記第2骨格情報と、に基づいて、前記骨格情報取得部によって取得された前記第1骨格情報に含まれる右脚及び左脚のそれぞれの骨格情報を特定する、
請求項1に記載の歩行訓練システム。 - 足裏荷重検出部を用いて、トレッドミルのベルトに搭乗した訓練者の足裏から受ける荷重を検出するステップと、
第1撮影装置を用いて、前記訓練者を当該訓練者の横側から撮影するステップと、
前記第1撮影装置による撮影画像から、前記訓練者の矢状面における骨格情報である第1骨格情報を取得するステップと、
前記足裏荷重検出部によって検出された前記訓練者の足裏から受ける荷重に基づいて、前記第1骨格情報に含まれる右脚及び左脚のそれぞれの骨格情報を特定するステップと、
を備えた、歩行訓練システムの制御方法であって、
前記足裏荷重検出部は、前記トレッドミルのベルトの下側に当該ベルトに連動しないように設置され、前記トレッドミルのベルトに搭乗した前記訓練者の足裏から受ける荷重の分布を検出する荷重分布センサであり、
前記骨格情報を特定するステップでは、前記荷重分布センサによって連続して検出された前記訓練者の2つの足裏の位置を結ぶ線分の中心を通り、且つ、前記訓練者の進行方向に沿って延びる境界線を基準にした、前記荷重分布センサによって次に検出される前記訓練者の足裏の位置、に基づいて、前記荷重分布センサによって次に検出される前記訓練者の足裏が右脚であるか左脚であるかを判定する、
歩行訓練システムの制御方法。 - 足裏荷重検出部を用いて、トレッドミルのベルトに搭乗した訓練者の足裏から受ける荷重を検出する処理と、
第1撮影装置を用いて、前記訓練者を当該訓練者の横側から撮影する処理と、
前記第1撮影装置による撮影画像から、前記訓練者の矢状面における骨格情報である第1骨格情報を取得する処理と、
前記足裏荷重検出部によって検出された前記訓練者の足裏から受ける荷重に基づいて、前記第1骨格情報に含まれる右脚及び左脚のそれぞれの骨格情報を特定する処理と、
をコンピュータに実行させる制御プログラムであって、
前記足裏荷重検出部は、前記トレッドミルのベルトの下側に当該ベルトに連動しないように設置され、前記トレッドミルのベルトに搭乗した前記訓練者の足裏から受ける荷重の分布を検出する荷重分布センサであり、
前記骨格情報を特定する処理では、前記荷重分布センサによって連続して検出された前記訓練者の2つの足裏の位置を結ぶ線分の中心を通り、且つ、前記訓練者の進行方向に沿って延びる境界線を基準にした、前記荷重分布センサによって次に検出される前記訓練者の足裏の位置、に基づいて、前記荷重分布センサによって次に検出される前記訓練者の足裏が右脚であるか左脚であるかを判定する、
制御プログラム。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021075758A JP7501439B2 (ja) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | 歩行訓練システム、その制御方法、及び、制御プログラム |
US17/659,579 US20220346668A1 (en) | 2021-04-28 | 2022-04-18 | Walking training system, control method thereof, and control program |
CN202210430398.7A CN115245652A (zh) | 2021-04-28 | 2022-04-22 | 步行训练***及其控制方法和计算机可读存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021075758A JP7501439B2 (ja) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | 歩行訓練システム、その制御方法、及び、制御プログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022169976A JP2022169976A (ja) | 2022-11-10 |
JP7501439B2 true JP7501439B2 (ja) | 2024-06-18 |
Family
ID=83699133
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021075758A Active JP7501439B2 (ja) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | 歩行訓練システム、その制御方法、及び、制御プログラム |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220346668A1 (ja) |
JP (1) | JP7501439B2 (ja) |
CN (1) | CN115245652A (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009542407A (ja) | 2006-07-11 | 2009-12-03 | インダストリー−アカデミック コーオペレーション ファンデーション,ヨンナム ユニバーシティー | 圧力センサーアレイを用いた自動速度調節トレッドミルおよびファジー論理 |
JP2016140591A (ja) | 2015-02-03 | 2016-08-08 | 国立大学法人 鹿児島大学 | 動作解析評価装置、動作解析評価方法、及びプログラム |
US20170027803A1 (en) | 2014-04-21 | 2017-02-02 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Human Movement Research, Therapeutic, and Diagnostic Devices, Methods, and Systems |
JP2021065393A (ja) | 2019-10-23 | 2021-04-30 | 国立大学法人広島大学 | 生体計測システム及び方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030065778A (ko) * | 2002-02-01 | 2003-08-09 | 최승환 | 골프 스윙 시 골퍼의 자세와 무게 중심 이동 분석 장치 |
JP2017086184A (ja) * | 2015-11-02 | 2017-05-25 | 国立大学法人埼玉大学 | 筋活動可視化システムと筋活動可視化方法 |
JP2020189073A (ja) * | 2019-08-06 | 2020-11-26 | ネットパイロティング株式会社 | 運動器機能向上支援システム及び運動器機能向上の支援方法 |
-
2021
- 2021-04-28 JP JP2021075758A patent/JP7501439B2/ja active Active
-
2022
- 2022-04-18 US US17/659,579 patent/US20220346668A1/en active Pending
- 2022-04-22 CN CN202210430398.7A patent/CN115245652A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009542407A (ja) | 2006-07-11 | 2009-12-03 | インダストリー−アカデミック コーオペレーション ファンデーション,ヨンナム ユニバーシティー | 圧力センサーアレイを用いた自動速度調節トレッドミルおよびファジー論理 |
US20170027803A1 (en) | 2014-04-21 | 2017-02-02 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Human Movement Research, Therapeutic, and Diagnostic Devices, Methods, and Systems |
JP2016140591A (ja) | 2015-02-03 | 2016-08-08 | 国立大学法人 鹿児島大学 | 動作解析評価装置、動作解析評価方法、及びプログラム |
JP2021065393A (ja) | 2019-10-23 | 2021-04-30 | 国立大学法人広島大学 | 生体計測システム及び方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2022169976A (ja) | 2022-11-10 |
CN115245652A (zh) | 2022-10-28 |
US20220346668A1 (en) | 2022-11-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7211293B2 (ja) | 学習装置、リハビリ支援システム、方法、プログラム、及び学習済みモデル | |
CN109793644B (zh) | 步态评估装置、步态训练***和步态评估方法 | |
JP7172886B2 (ja) | 状態推定プログラム、リハビリ支援システム及び状態推定方法 | |
CN112168625B (zh) | 动作辅助***、动作辅助方法、存储介质、学习装置、学习完毕模型以及学习方法 | |
JP7140063B2 (ja) | 支援動作計測システム、リハビリ支援システム、支援動作計測方法及びプログラム | |
JP7428159B2 (ja) | 歩行訓練システム、その制御方法、及び、制御プログラム | |
US20220406432A1 (en) | Walking training system, control method thereof, and control program | |
JP7501439B2 (ja) | 歩行訓練システム、その制御方法、及び、制御プログラム | |
US20220395726A1 (en) | Walking training system, control method of same, and non-transitory storage medium | |
JP7501436B2 (ja) | 歩行訓練システム、その制御方法、及び、制御プログラム | |
JP7020122B2 (ja) | 歩行訓練システム | |
JP2022191671A (ja) | 歩行訓練システム、制御方法、及びプログラム | |
JP2022185710A (ja) | 歩行訓練システム、その制御方法、及び、制御プログラム | |
JP7115622B2 (ja) | 歩行訓練システム | |
JP2022175016A (ja) | 歩行訓練システム、及びその動作方法 | |
JP2022175049A (ja) | 荷重測定システム、歩行訓練システム、荷重測定方法及びプログラム | |
JP2022175028A (ja) | 歩行状態測定システム、歩行訓練システム、歩行状態測定方法およびプログラム | |
CN116139454A (zh) | 检测***、步行练习***、检测方法以及存储介质 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230912 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240209 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240213 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240215 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240507 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240520 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7501439 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |