CN112006703B - 下肢肌肉力量评价方法、评价装置、评价系统以及记录介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供下肢肌肉力量评价方法、评价装置、评价系统以及记录介质。下肢肌肉力量评价方法，在用户从坐着的状态到站起来为止的期间，获取用户的左右下肢的至少一个下肢的角度；检测第一下肢最大值、下肢最小值、第二下肢最大值、第一下肢经过时间、第二下肢经过时间以及第三下肢经过时间之中的至少一个下肢参数；利用至少一个下肢参数评价用户的下肢肌肉力量并输出评价结果。根据本发明，可以高精度地方便地评价用户的下肢肌肉力量。

Description

下肢肌肉力量评价方法、评价装置、评价系统以及记录介质
技术领域
本发明涉及一种评价用户的下肢肌肉力量的技术。
背景技术
伴随着老龄化跌倒的发生频率变高，为了防止跌倒导致的骨折或卧床不起，预防跌倒并采取对策变成了重要的课题。跌倒风险变高的最大的原因是下肢肌肉力量的衰退。为此，简单地测量下肢肌肉力量的方法可能会变成非常有市场的技术。然而，由于目前销售的测量下肢肌肉力量的装置通常是大型的装置，如果不是具有专业知识的医务人员就难以掌握装置的使用，在日常广泛地利用存在困难。
另一方面，一直以来都是使用了利用站立动作或步行动作来简易地评价下肢肌肉力量的指标。虽然已经知道在五次站立动作测试或10m步行动作测试中的动作完成时间与下肢肌肉力量之间存在有意义的相关性。然而，在上述的动作测试中，要求被检测对象进行有负荷的动作，并且测试的结果受测试者的技术的影响较大，存在安全性以及再现性的问题。
对于该问题，例如，日本专利公开公报特开2011－78731号提出了一种身体能力监控系统，利用压力垫、脚垫或压板等的感测模块以及力量和运动轨迹的探测模块，推测运动/身体能力参数。
而且，例如，日本专利公开公报特开2009－112556号也提出了一种步行改善支援系统，对进行步行动作的使用者的大腿部以及脚踝的加速度以及方向和施加在脚掌上的来自地面的反作用力进行测量，并基于测量出的加速度、方向以及力推测脚的肌肉力量平衡。
然而，关于日本专利公开公报特开2011－78731号公开的技术，存在感测模块容易破损的问题和设置感测模块太麻烦的问题。而且，关于日本专利公开公报特开2009－112556号公开的技术，在室内环境这样空间的大小受限制的场所，由于难以进行稳定的步行测量，存在难以高精度地评价下肢肌肉力量的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述的问题而作出的发明，其目的在于提供一种可以高精度地方便地评价用户的下肢肌肉力量的下肢肌肉力量评价方法、评价装置、评价系统以及存储有下肢肌肉力量评价程序的非暂时性计算机可读取的记录介质。
本发明的一方面涉及的下肢肌肉力量评价方法，让计算机执行以下步骤:在用户从坐着的状态到站起来为止的期间，获取所述用户的左右下肢的至少一个下肢的角度；检测表示所述下肢在最初最向第一方向倾斜时的所述角度的第一下肢最大值、表示所述下肢最向与所述第一方向相反的第二方向倾斜时的所述角度的下肢最小值、表示所述下肢再次最向所述第一方向倾斜时的所述角度的第二下肢最大值、从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述第一下肢最大值的时刻为止的第一下肢经过时间、从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述下肢最小值的时刻为止的第二下肢经过时间以及从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述第二下肢最大值的时刻为止的第三下肢经过时间之中的至少一个下肢参数；利用所述至少一个下肢参数评价所述用户的下肢肌肉力量；输出评价结果。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的下肢肌肉力量评价系统的构成的方框图。
图2是表示在本发明的实施方式将传感器装置安装到用户的状态的示意图。
图3是用于说明该实施方式的下肢参数的示意图。
图4是表示在该实施方式用户的站立动作的示意图。
图5是用于说明在该实施方式利用了站立动作的下肢肌肉力量评价处理的流程图。
图6是表示在该实施方式显示的评价结果画面的一个例子的示意图。
图7是用于说明在该实施方式的变形例利用了多次站立动作的下肢肌肉力量评价处理的流程图。
图8是表示在该实施方式的第一实例中下肢肌肉力量的评价值的推测值与实测值之间的关系的示意图。
图9是表示在该实施方式的第二实例中下肢肌肉力量的评价值的推测值与实测值之间的关系的示意图。
图10是表示在该实施方式的第三实例中下肢肌肉力量的评价值的推测值与实测值之间的关系的示意图。
具体实施方式
(本发明的基础知识)
上述的日本专利公开公报特开2011－78731号公开的技术需要压力垫、脚垫或压板等感测模块。为此，日本专利公开公报特开2011－78731号公开的技术存在感测模块容易破损的问题和设置感测模块太麻烦的问题。
而且，日本专利公开公报特开2009－12556号公开的技术通过步行动作评价下肢肌肉力量。然而，日本专利公开公报特开2009－125506号公开的技术，为了稳定地测量步行动作，需要较大的空间。因此，在室内环境这样空间的大小受限制的场所，由于难以进行稳定的步行测量，存在难以高精度地评价下肢肌肉力量的问题。
为了解决以上的问题，本发明的一方面涉及的下肢肌肉力量评价方法，让计算机执行以下步骤:在用户从坐着的状态到站起来为止的期间，获取所述用户的左右下肢的至少一个下肢的角度；检测表示所述下肢在最初最向第一方向倾斜时的所述角度的第一下肢最大值、表示所述下肢最向与所述第一方向相反的第二方向倾斜时的所述角度的下肢最小值、表示所述下肢再次最向所述第一方向倾斜时的所述角度的第二下肢最大值、从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述第一下肢最大值的时刻为止的第一下肢经过时间、从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述下肢最小值的时刻为止的第二下肢经过时间以及从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述第二下肢最大值的时刻为止的第三下肢经过时间之中的至少一个下肢参数；利用所述至少一个下肢参数评价所述用户的下肢肌肉力量；输出评价结果。
根据该构成，表示下肢在最初最向第一方向倾斜时的角度的第一下肢最大值、表示下肢最向与第一方向相反的第二方向倾斜时的角度的下肢最小值、表示下肢再次最向第一方向倾斜时的角度的第二下肢最大值、从用户开始站立的时刻起到检测出第一下肢最大值的时刻为止的第一下肢经过时间、从用户开始站立的时刻起到检测出下肢最小值的时刻为止的第二下肢经过时间以及从用户开始站立的时刻起到检测出第二下肢最大值的时刻为止的第三下肢经过时间，是与用户的下肢肌肉力量相关的下肢参数。为此，因为使用与用户的下肢肌肉力量相关的多个下肢参数之中的至少一个下肢参数来评价用户的下肢肌肉力量，所以，可以高精度地评价用户的下肢肌肉力量。
而且，因为使用了上述的下肢参数，所以，可以不用要求用户进行站立五次的动作测试或步行10m的动作测试等非常受制约的动作测试，并且也不需要大型的装置。为此，本发明的构成可以容易地评价用户的下肢肌肉力量。
而且，在所述的下肢肌肉力量评价方法，还可以基于从安装在所述用户的左右下肢的至少一个下肢上的传感器得到的传感数据获取所述角度。
根据该构成，通过将加速度传感器或角度传感器等的传感器安装在用户的左右下肢的至少一个下肢上，可以容易地评价用户的下肢肌肉力量。
而且，在所述的下肢肌肉力量评价方法，还可以利用动作捕捉系统获取所述角度。
根据该构成，通过利用动作捕捉系统获取用户的下肢的骨骼的动作，可以容易地评价用户的下肢肌肉力量。
而且，在所述的下肢肌肉力量评价方法，还可以通过让所述用户多次站起来，检测多个第一下肢最大值、多个下肢最小值、多个第二下肢最大值、多个第一下肢经过时间、多个第二下肢经过时间以及多个第三下肢经过时间之中的至少一个下肢参数组；进一步计算所述多个第一下肢最大值的平均值、所述多个下肢最小值的平均值、所述多个第二下肢最大值的平均值、所述多个第一下肢经过时间的平均值、所述多个第二下肢经过时间的平均值、所述多个第三下肢经过时间的平均值、所述多个第一下肢最大值的标准偏差、所述多个下肢最小值的标准偏差、所述多个第二下肢最大值的标准偏差、所述多个第一下肢经过时间的标准偏差、所述多个第二下肢经过时间的标准偏差以及所述多个第三下肢经过时间的标准偏差之中的至少一个下肢参数。
根据该构成，通过让用户多次站起来，检测多个第一下肢最大值、多个下肢最小值、多个第二下肢最大值、多个第一下肢经过时间、多个第二下肢经过时间以及多个第三下肢经过时间之中的至少一个下肢参数组、而且，计算多个第一下肢最大值的平均值、多个下肢最小值的平均值、多个第二下肢最大值的平均值、多个第一下肢经过时间的平均值、多个第二下肢经过时间的平均值、多个第三下肢经过时间的平均值、多个第一下肢最大值的标准偏差、多个下肢最小值的标准偏差、多个第二下肢最大值的标准偏差、多个第一下肢经过时间的标准偏差、多个第二下肢经过时间的标准偏差以及多个第三下肢经过时间的标准偏差之中的至少一个下肢参数。因用户的测量状态有可能获取不正确的传感数据。然而，通过让用户执行多次站立动作，可以从获取的传感数据中除去偏离的值，能提高获取的传感数据的精度。
而且，在所述的下肢肌肉力量评价方法，还可以，在所述用户从坐着的状态到站起来为止的期间，获取所述用户的左下肢以及右下肢双方的角度；检测与所述左下肢以及所述右下肢对应的所述第一下肢最大值、与所述左下肢以及所述右下肢对应的所述下肢最小值、与所述左下肢以及所述右下肢对应的所述第二下肢最大值、与所述左下肢以及所述右下肢对应的所述第一下肢经过时间、与所述左下肢以及所述右下肢对应的所述第二下肢经过时间以及与所述左下肢以及所述右下肢对应的所述第三下肢经过时间之中的至少一个下肢参数；进一步计算与所述左下肢对应的所述第一下肢最大值和与所述右下肢对应的所述第一下肢最大值的平均值、与所述左下肢对应的所述下肢最小值和与所述右下肢对应的所述下肢最小值的平均值、与所述左下肢对应的所述第二下肢最大值和与所述右下肢对应的所述第二下肢最大值的平均值、与所述左下肢对应的所述第一下肢经过时间和与所述右下肢对应的所述第一下肢经过时间的平均值、与所述左下肢对应的所述第二下肢经过时间和与所述右下肢对应的所述第二下肢经过时间的平均值以及与所述左下肢对应的所述第三下肢经过时间和与所述右下肢对应的所述第三下肢经过时间的平均值之中的至少一个下肢参数。
根据该构成，因为在用户从坐着的状态到站起来为止的期间基于用户的左下肢以及右下肢双方的动作来评价下肢肌肉力量，能以更高的精度评价用户的下肢肌肉力量。
而且，在所述的下肢肌肉力量评价方法，还可以通过将检测到的所述至少一个下肢参数代入以所述下肢肌肉力量的评价值作为目标变量、以所述至少一个下肢参数作为说明变量的复回归方程式，计算所述下肢肌肉力量的评价值。
根据该构成，因为将检测到的至少一个下肢参数代入以下肢肌肉力量的评价值作为目标变量、以至少一个下肢参数作为说明变量的复回归方程式，计算下肢肌肉力量的评价值，所以，通过预先存储复回归方程式，能容易地计算下肢肌肉力量的评价值。
而且，在所述的下肢肌肉力量评价方法，还可以在所述用户从坐着的状态到站起来为止的期间，进一步获取所述用户的腰部的角度；还进一步检测表示所述腰部在最初最向第一方向倾斜时的所述角度的第一腰部最大值、表示所述腰部最向与所述第一方向相反的第二方向倾斜时的所述角度的腰部最小值、表示所述腰部再次最向所述第一方向倾斜时的所述角度的第二腰部最大值、从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述第一腰部最大值的时刻为止的第一腰部经过时间、从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述腰部最小值的时刻为止的第二腰部经过时间以及从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述第二腰部最大值的时刻为止的第三腰部经过时间之中的至少一个腰部参数；利用所述至少一个下肢参数和所述至少一个腰部参数评价所述用户的下肢肌肉力量。
根据该构成，因为在用户从坐着的状态到站起来为止的期间，基于用户腰部的动作和用户下肢的动作评价用户的下肢肌肉力量，能以更高的精度评价用户的下肢肌肉力量。
而且，本发明的另一方面涉及的存储了下肢肌肉力量评价程序的计算机可读取的记录介质，使计算机具备以下功能:在用户从坐着的状态到站起来为止的期间，获取所述用户的左右下肢的至少一个下肢的角度；检测表示所述下肢在最初最向第一方向倾斜时的所述角度的第一下肢最大值、表示所述下肢最向与所述第一方向相反的第二方向倾斜时的所述角度的下肢最小值、表示所述下肢再次最向所述第一方向倾斜时的所述角度的第二下肢最大值、从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述第一下肢最大值的时刻为止的第一下肢经过时间、从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述下肢最小值的时刻为止的第二下肢经过时间以及从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述第二下肢最大值的时刻为止的第三下肢经过时间之中的至少一个下肢参数；利用所述至少一个下肢参数评价所述用户的下肢肌肉力量；输出评价结果。
根据该构成，表示下肢在最初最向第一方向倾斜时的角度的第一下肢最大值、表示下肢最向与第一方向相反的第二方向倾斜时的角度的下肢最小值、表示下肢再次最向第一方向倾斜时的角度的第二下肢最大值、从用户开始站立的时刻起到检测出第一下肢最大值的时刻为止的第一下肢经过时间、从用户开始站立的时刻起到检测出下肢最小值的时刻为止的第二下肢经过时间以及从用户开始站立的时刻起到检测出第二下肢最大值的时刻为止的第三下肢经过时间，是与用户的下肢肌肉力量相关的下肢参数。为此，因为使用与用户的下肢肌肉力量相关的多个下肢参数之中的至少一个下肢参数来评价用户的下肢肌肉力量，所以，可以高精度地评价用户的下肢肌肉力量。
而且，因为使用了上述的下肢参数，所以，可以不用要求用户进行站立五次的动作测试或步行10m的动作测试等非常受制约的动作测试，并且也不需要大型的装置。为此，本发明的构成可以容易地评价用户的下肢肌肉力量。
而且，本发明的另一方面涉及的下肢肌肉力量评价装置具备:获取部，在用户从坐着的状态到站起来为止的期间，获取所述用户的左右下肢的至少一个下肢的角度；检测部，检测表示所述下肢在最初最向第一方向倾斜时的所述角度的第一下肢最大值、表示所述下肢最向与所述第一方向相反的第二方向倾斜时的所述角度的下肢最小值、表示所述下肢再次最向所述第一方向倾斜时的所述角度的第二下肢最大值、从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述第一下肢最大值的时刻为止的第一下肢经过时间、从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述下肢最小值的时刻为止的第二下肢经过时间以及从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述第二下肢最大值的时刻为止的第三下肢经过时间之中的至少一个下肢参数；评价部，利用所述至少一个下肢参数评价所述用户的下肢肌肉力量；以及，输出部，输出评价结果。
根据该构成，表示下肢在最初最向第一方向倾斜时的角度的第一下肢最大值、表示下肢最向与第一方向相反的第二方向倾斜时的角度的下肢最小值、表示下肢再次最向第一方向倾斜时的角度的第二下肢最大值、从用户开始站立的时刻起到检测出第一下肢最大值的时刻为止的第一下肢经过时间、从用户开始站立的时刻起到检测出下肢最小值的时刻为止的第二下肢经过时间以及从用户开始站立的时刻起到检测出第二下肢最大值的时刻为止的第三下肢经过时间，是与用户的下肢肌肉力量相关的下肢参数。为此，因为使用与用户的下肢肌肉力量相关的多个下肢参数之中的至少一个下肢参数来评价用户的下肢肌肉力量，所以，可以高精度地评价用户的下肢肌肉力量。
而且，因为使用了上述的下肢参数，所以，可以不用要求用户进行站立五次的动作测试或步行10m的动作测试等非常受制约的动作测试，并且也不需要大型的装置。为此，本发明的构成可以容易地评价用户的下肢肌肉力量。
而且，本发明的另一方面涉及的下肢肌肉力量评价系统具备：上述的下肢肌肉力量评价装置和被安装在所述用户的左右下肢的至少一个下肢上，将所测量的传感数据发送到所述下肢肌肉力量评价装置的传感器。
根据该构成，通过将加速度传感器或角度传感器等的传感器安装在用户的左右下肢的至少一个下肢上，可以容易地评价用户的下肢肌肉力量。
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，以下说明的实施方式都是具体地表示本发明的一个例子，并不用于限定本发明的技术保护范围。
(实施方式)
以下，基于图1和图2对该实施方式涉及的下肢肌肉力量评价系统进行说明。
图1是表示本发明的实施方式的下肢肌肉力量评价系统的构成的方框图。图2是表示在本发明的实施方式将传感器装置安装到用户的状态的示意图。
该实施方式涉及的下肢肌肉力量评价系统具备下肢肌肉力量评价装置1和传感器装置2。
下肢肌肉力量评价装置1例如是智能手机或平板终端等终端设备。
传感器装置2例如被安装在用户(被检测对象)3的左右下肢的至少其中1个下肢上。在图2所示的例子中，传感器装置2被安装在例如用户3的右下肢的脚踝上。
传感器装置2具备检测部21和通信部22。下肢肌肉力量评价装置1和传感器装置2通过例如蓝牙(注册商标)等无线通信标准相互可通信地连接。另外，下肢肌肉力量评价装置1和传感器装置2也可以通过有线通信方式相互可通信地连接。
检测部21检测用户3的身体的移位。
首先，对检测部21的详细情况进行说明。
检测部21检测站立动作中的用户3的身体移动。作为检测部21例如可以采用公知的姿势传感器。
检测部21检测出用户3的身体的角速度并输出角速度信号。因为姿势传感器一般具备三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传感器(角速度传感器)以及三轴地磁传感器(角移位测量)等，可以用一个传感器测量用户3的身体在上下左右前后方向上的加速度以及转动角度。
检测部21例如也可以是安装在智能手机或平板终端等终端设备上的角速度传感器。检测部21也可以不需要直接输出原始数据，而是输出例如对偏离(offset)或灵敏度进行了校正处理之后的数据。检测部21也可以利用通过另外内置于传感器装置2的温度传感器测量的温度，进行温度补偿的校正处理。
检测部21检测用户3站立时以水平左右方向为转动轴的角速度。
而且，检测部21还可以是加速度传感器。在这种情况下，检测部21检测作用于垂直方向或水平前后方向的加速度。而且，检测部21也可以利用合成了三轴的加速度的合成加速度。
另外，对传感器装置2的安装位置没有特别的限制。传感器装置2最好以用带子等缠绕在脚腕或大腿部上的方式进行安装，特别是最好安装在可以捕捉站起来时下肢的动作的脚部。传感器装置2最好安装在用户3的膝盖至脚踝之间。在将传感器装置2安装在脚踝的情况下，也可以仅安装在用户3的一个脚的脚踝上。在该实施方式中，传感器装置2被安装在用户3的一个脚的脚踝的前方部分。另外，传感器装置2也可以通过粘贴在用户3所穿的鞋子或衣服(裤子或袜子等)上、或放入鞋子或衣服的内部、或用夹子等夹在鞋子或衣服上等方式安装在用户3的身体上。在将传感器装置2安装在脚踝的前方部分的位置的情况下，可以在外部干扰(因站立以外的运动引起的变动)较少的状态下测量加速度或转动角度等。由此，可以获得能高精确地测量用户3的身体的加速度或转动角度的优点。
而且，检测部21例如以规定的采样频率(例如100Hz)测量身体移动信号。测量身体移动的采样频率虽然只要是可以追随身体移动的速度的频率即可没有特别的限制，但是，最好在例如10至1000Hz的范围内。
通信部22通过无线通信方式或有线通信方式将由检测部21检测到的传感数据发送到下肢肌肉力量评价装置1。
下肢肌肉力量评价装置1具备通信部11、处理器12、存储器13以及显示部14。
处理器12例如是CPU(中央计算处理装置)，具备动作时机提示部121、传感数据获取部122、参数检测部123、下肢肌肉力量评价部124以及评价结果提示部125。
存储器13例如是RAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)或闪存等能存储各种信息的存储装置。
动作时机提示部121提示被检测对象(用户3)进行站立动作的时机。动作时机提示部121在显示部14显示用户3开始站立动作的时机。另外，动作时机提示部121也可以用从扬声器输出的语音或蜂鸣音提示进行站立动作的时机。而且，动作时机提示部121也可以用LED(发光二极管)等的发光部提示进行站立动作的时机。另外，动作时机提示部121也可以至少具有例如通过视觉提示的功能以及通过听觉提示的功能的其中之一。
作为动作时机提示部121提示进行站立动作的时机的模式，例如，首先，动作时机提示部121向用户3通知语音引导让用户在与蜂鸣音相同的时机站立。然后，动作时机提示部121在通知了语音引导后经过了0.5秒之后输出蜂鸣音。由此，动作时机提示部121也可以提示站立动作的时机。另外，动作时机提示部121，在让用户3进行多次站立动作的情况下，也可以多次输出蜂鸣音。在这种情况下，输出蜂鸣音的时机被预先设定。蜂鸣音以预先设定的时间间隔被输出。具体而言，在每隔1秒至3秒为站立一次的时机的情况下，也可以将输出蜂鸣音的时间间隔设定在0.33至1Hz的周期的范围内。而且，动作时机提示部121不仅仅提示从坐着的状态到站起来的时机也可以提示从站立状态到坐下的时机。
站立的提示次数即可以是一次也可以是例如三至五次这样的多次。
通信部11接收通过传感器装置2发送来的传感数据。通信部11将接收到的传感数据输出到处理器12。作为接收传感数据的方法可以适当地采用无线通信方式或有线通信方式。在这种情况下，通信部11利用可以接收传感数据的通信方式接收传感数据。
传感数据获取部122，在用户3从坐着的状态到站起来为止的期间，获取用户3的左右至少其中之一的下肢的角度。传感数据获取部122，基于从安装在用户3的左右的至少其中之一的下肢的传感器装置2获取的传感数据获取角度。
传感数据获取部122，获取来自检测部21的信号，通过实施低通滤波等数据处理除去杂讯。另外，低通滤波器的截止频率最好为4Hz至20Hz。而且，在检测部21为单轴角速度传感器的情况下，传感数据获取部122也可以通过将来自单轴角速度传感器的角速度信号按时间进行一次积分转换为角度。但是，如果仅仅是简单地将角速度进行积分，有可能会发生漂移(drift)。在此，传感数据获取部122也可以对角速度的积分结果计算回归曲线，通过从积分结果减去计算出的回归曲线的值，计算出相对角度。而且，传感数据获取部122也可以通过利用高通滤波器来抑制漂移。
而且，在检测部21为加速度传感器的情况下，传感数据获取部122也可以将检测到的加速度转换为以用户3站立时的水平左右方向为转动轴的角度。传感数据获取部122将作用于加速度传感器的垂直方向或水平前后方向的加速度转换为角度。
Angle＝arccos(a/g)…………(1)
在上述的公式(1)中，a是加速度，g是重力加速度。传感数据获取部122也可以基于上述的公式(1)根据加速度信号计算出角度。
另外，传感器装置2的检测部21也可以通过在时间上积分检测到的角速度而转换为角度，传感数据获取部122也可以获取通过检测部21转换的角度。
参数检测部123检测用于评价下肢肌肉力量的下肢参数。
图3是用于说明该实施方式中的下肢参数的示意图。在图3中，纵轴表示下肢的角度，横轴表示时间。图4是表示在该实施方式用户的站立动作的示意图。
参数检测部123检测下述下肢参数之中的至少一个下肢参数，即，表示下肢在最初最向第一方向倾斜时的角度的第一下肢最大值V1、表示下肢最向与第一方向相反的第二方向倾斜时的角度的下肢最小值V2、表示下肢再次最向第一方向倾斜时的角度的第二下肢最大值V3、从用户3开始站立的时刻起到检测出第一下肢最大值V1的时刻为止的第一下肢经过时间T1、从用户3开始站立的时刻起到检测出下肢最小值V2的时刻为止的第二下肢经过时间T2以及从用户3开始站立的时刻起到检测出第二下肢最大值V3的时刻为止的第三下肢经过时间T3。
在图3以及图4中，时刻ts表示用户3开始站立的开始时刻，时刻t1表示检测出第一下肢最大值V1的时刻，时刻t2表示检测出下肢最小值V2的时刻，时刻t3表示检测出第二下肢最大值V3的时刻，时刻tf表示用户3结束站立的结束时刻。
在用户3的下肢平行于垂直方向的情况下，下肢的角度为0度。下肢以膝盖为中心从垂直方向朝向用户3的前方倾斜时的角度用正号表示，下肢以膝盖为中心从垂直方向朝向用户3的后方倾斜时的角度用负号表示。
在此，对用户3的站立动作进行说明。
如图4所示，用户3从坐在椅子上的状态站起来。首先，在开始站立的开始时刻(时刻ts)，用户3的下肢与垂直方向平行。此时，下肢的角度为0度。
其次，在时刻t1，用户3用足底弯曲来弯曲脚踝。由此，用户3的下肢以膝盖为中心向前方倾斜，检测出第一下肢最大值V1。
其次，在时刻t2，用户3踝关节弯曲伴背屈。由此，用户3的下肢以膝盖为中心向后方倾斜，检测出下肢最小值V2。
其次，用户3使臀部离开椅子，开始使膝盖伸展。
其次，在时刻t3，用户3使膝盖伸展。此时，用户3的下肢以膝盖为中心向前方倾斜，检测出第二下肢最大值V3。
其次，在时刻tf，用户3结束站立动作。此时，用户3的下肢与垂直方向平行，下肢的角度为0度。
参数检测部123，基于通过传感数据获取部122获取的信号，检测出包含如下所示下肢参数中的至少一个下肢参数，即，安装有传感器装置2的用户3的站立角度的第一下肢最大值V1、下肢最小值V2、第二下肢最大值V3、第一下肢经过时间T1、第二下肢经过时间T2以及第三下肢经过时间T3。而且，参数检测部也可以基于从通过检测部21得到的加速度信号转换的角度，检测出包含第一下肢最大值V1、下肢最小值V2、第二下肢最大值V3、第一下肢经过时间T1、第二下肢经过时间T2以及第三下肢经过时间T3的至少一个下肢参数。
参数检测部123，例如也可以将信号超过了阈值的时刻(开始从坐着的状态站起来的时刻)作为基准，到信号下一次超过阈值的时刻(起立状态)为止所需的时间作为站立区间而计算。并且，参数检测部123，例如，也可以将角速度以及加速度的总和超过阈值的期间作为站立区间而计算。另外，阈值也可以是最大值的5﹪。在图3中，从时刻ts到时刻tf为止的期间是站立区间。
参数检测部123，在将站立区间作为0至100﹪的区间时，也可以将站立区间的0至50﹪的信号的最大值作为第一下肢最大值V1来检测，也可以将站立区间的51﹪至100﹪的信号的最大值作为第二下肢最大值V3来检测。而且，参数检测部123也可以将站立区间的0至100﹪的信号的最小值作为下肢最小值V2来检测。并且，参数检测部123将从开始站立的时刻起到检测出第一下肢最大值V1为止的时间作为第一下肢经过时间T1来检测，将从开始站立的时刻起到检测出下肢最小值V2为止的时间作为第二下肢经过时间T2来检测，将从开始站立的时刻起到检测出第二下肢最大值V3为止的时间作为第三下肢经过时间T3来检测。
下肢肌肉力量评价部124利用通过参数检测部123检测到的至少一个下肢参数评价用户3的下肢肌肉力量。下肢肌肉力量评价部124，通过将检测到的至少一个下肢参数代入复回归方程式(multiple regression equation)，来计算下肢肌肉力量的评价值，其中，复回归方程式将下肢肌肉力量的评价值作为目标变量，将至少一个下肢参数作为说明变量。下肢肌肉力量的评价值是用体重除以下肢肌肉力量值之后的值。
存储器13存储基于由参数检测部123检测到的下肢参数数值化用户3的下肢肌肉力量的复回归方程式。该复回归方程式，预先让下肢肌肉力量值不同的数十个被检测对象执行站立动作，获取下肢肌肉力量的评价值，通过利用由参数检测部123检测到的至少一个下肢参数和获取的下肢肌肉力量的评价值计算多元回归线(multiple regression line)而导出。
下肢肌肉力量评价部124将用体重除以下肢肌肉力量值之后的值作为下肢肌肉力量的评价值而计算。下肢肌肉力量评价部124也可以输出下肢肌肉力量的评价值作为表示跌倒风险的危险性的值。在这种情况下，例如，下肢肌肉力量评价部124也可以将下肢肌肉力量的评价值为0.4以下的情况下评价为跌倒的危险性较高。而且，下肢肌肉力量评价部124也可以用0.2刻度来评价下肢肌肉力量的评价值。在这种情况下，例如，下肢肌肉力量评价部124也可以这样评价，即，如果下肢肌肉力量的评价值在0.4以下就评价为跌倒的危险性非常高，如果下肢肌肉力量的评价值大于0.4且在0.6以下就评价为跌倒的危险性较高，如果下肢肌肉力量的评价值大于0.6且在0.8以下就评价为跌倒的危险性略高，如果下肢肌肉力量的评价值大于0.8就评价为跌倒的危险性较低。例如，在下肢肌肉力量的评价值为0.9的情况下，下肢肌肉力量评价部124评价为跌倒的危险性较低。而且，在下肢肌肉力量的评价值为0.5的情况下，下肢肌肉力量评价部124评价为跌倒的危险性较高。
另外，下肢肌肉力量评价部124也可以通过将检测到的至少一个下肢参数代入以下肢肌肉力量值为目标变量、以至少一个下肢参数作为说明变量的复回归方程式，计算出下肢肌肉力量值。而且，下肢肌肉力量评价部124既可以只计算出下肢肌肉力量值，也可以只计算出下肢肌肉力量的评价值，还可以计算出下肢肌肉力量值以及下肢肌肉力量的评价值双方。
下肢肌肉力量评价部124也可以将计算出的下肢肌肉力量值或下肢肌肉力量的评价值存储到存储器13。而且，存储器13也可以预先存储与下肢肌肉力量值或下肢肌肉力量的评价值相对应的评价消息。例如，跌倒风险略高这样的评价与“跌倒风险变得略高。请记住经常运动。”这样的评价消息相对应。而且，跌倒风险较低的评价与“跌倒风险较低。请保持这个状态继续运动。”这样的评价消息相对应。
存储器13也可以存储通过下肢肌肉力量评价部124计算出的下肢肌肉力量值以及下肢肌肉力量的评价值的至少其中之一。而且，存储器13还可以存储评价消息。
评价结果提示部125将通过下肢肌肉力量评价部124评价出的评价结果输出到显示部14。评价结果是通过下肢肌肉力量评价部124计算出的下肢肌肉力量值、下肢肌肉力量的评价值以及评价消息的至少其中之一。
显示部14显示表示从评价结果提示部125输出的下肢肌肉力量值、下肢肌肉力量的评价值以及评价消息的至少其中之一的评价结果。显示部14例如是液晶显示面板或发光元件，被配置在用户3方便看到图像的位置。显示部14例如也可以是手表型液晶显示器。由此，用户3可以一边看戴在手腕上的手表型液晶显示器一边进行站立动作。
显示部14，为了比较此次计算出的下肢肌肉力量的评价值和过去的下肢肌肉力量的评价值，也可以用图表显示下肢肌肉力量的评价值的推移。另外，可以从存储器13读出过去的下肢肌肉力量的评价值。
另外，在下肢肌肉力量评价装置1被安装在不容易看到的位置例如腿部的情况下，下肢肌肉力量评价装置1也可以具备扬声器来代替显示部14。扬声器也可以通过蜂鸣音或语音输出下肢肌肉力量评价部124的评价结果。例如，扬声器也可以在评价为跌倒的风险较高的情况下输出蜂鸣音。
而且，在该实施方式，下肢肌肉力量评价系统具备下肢肌肉力量评价装置1和传感器装置2，但是，本发明并不局限于此。下肢肌肉力量评价系统也可以仅具备下肢肌肉力量评价装置1。在这种情况下，下肢肌肉力量评价装置1即可以具备传感器装置2的检测部21，下肢肌肉力量评价装置1也可以直接被安装在用户3的下肢。
而且，经由网络与下肢肌肉力量评价装置1可通信地连接的服务器也可以具备传感数据获取部122、参数检测部123、下肢肌肉力量评价部124以及评价结果提示部125之中的一部分或全部。
其次，利用图5对该实施方式的下肢肌肉力量评价处理进行说明。
图5是用于说明在该实施方式利用了站立动作的下肢肌肉力量评价处理的流程图。图5所示的流程图表示利用下肢肌肉力量评价装置1计算以及评价下肢肌肉力量的顺序。
被检测对象(用户3)将传感器装置2安装在脚踝上。并且，被检测对象在安装了传感器装置2之后使传感器装置2的电源开关(未图示)处于开启状态。另外，如果电源开关处于开启状态，下肢肌肉力量评价装置1或传感器装置2也可以受理站立次数的输入。在图5所示的流程图中，站立次数为一次。而且，被检测对象使下肢肌肉力量评价装置1的电源开关(未图示)处于开启状态。
首先，动作时机提示部121在显示部14提示站立动作的开始时机(步骤S1)。
其次，传感数据获取部122获取表示通过传感器设备2检测到的加速度或角速度的传感数据(步骤S2)。此时，传感器装置2的检测部21检测用户3的下肢的加速度或角速度。通信部22将通过检测部21检测到的加速度或角速度作为传感数据发送到下肢肌肉力量评价装置1。下肢肌肉力量评价装置1的通信部11接收通过传感器装置2发送来的传感数据，并将接收到的传感数据输出到传感数据获取部122。
传感数据获取部122将从传感器装置2获取的传感数据转换为角度。在传感数据是角速度的情况下，传感数据获取部122将角速度转换为积分之后的角度。角度是以因脚踝的足底弯曲或背部弯曲而变化的水平左右方向为转动轴的转动角度。
然后，被检测对象从坐着的状态站起来，使坐位姿势变为站立姿势。另外，椅子的高度最好低于膝关节。而且，站立动作也可以不是从坐在椅子上的姿势而是从蹲在地板上的姿势变化到站立姿势为止的动作。
在被检测对象进行站立动作期间，传感数据获取部122获取来自传感器装置2的加速度或角速度。另外，传感数据获取部122可以将作为检测结果的加速度或角速度以与规定的采样时间相对应的离散值的方式进行获取。
其次，参数检测部123判断站立动作是否结束(步骤S3)。在此，在判断站立动作没有结束的情况下(在步骤S3为“否”)，处理返回到步骤S2。
另一方面，在判断站立动作已结束的情况下(在步骤S3为“是”)，参数检测部123检测出多个下肢参数之中的至少一个下肢参数(步骤S4)。多个下肢参数是表示下肢在最初最向第一方向倾斜时的角度的第一下肢最大值V1、表示下肢最向与第一方向相反的第二方向倾斜时的角度的下肢最小值V2、表示下肢再次最向第一方向倾斜时的角度的第二下肢最大值V3、从用户3开始站立的时刻起到检测出第一下肢最大值V1的时刻为止的第一下肢经过时间T1、从用户3开始站立的时刻起到检测出下肢最小值V2的时刻为止的第二下肢经过时间T2以及从用户3开始站立的时刻起到检测出第二下肢最大值V3的时刻为止的第三下肢经过时间T3。
参数检测部123既可以全部检测上述的多个下肢参数，也可以仅检测下肢肌肉力量的评价所使用的下肢参数。
参数检测部123，在将站立区间作为0至100﹪的区间时，根据脚踝的足底弯曲角度以及背部弯曲角度，将站立区间的0至50﹪的角度的最大值作为第一下肢最大值V1来检测，将站立区间的51﹪至100﹪的角度的最大值作为第二下肢最大值V3来检测。而且，参数检测部123将站立区间的0至100﹪的角度的最小值作为下肢最小值V2来检测。并且，参数检测部123将从开始站立的时刻起到检测出第一下肢最大值V1为止的时间作为第一下肢经过时间T1来检测，将从开始站立的时刻起到检测出下肢最小值V2为止的时间作为第二下肢经过时间T2来检测，将从开始站立的时刻起到检测出第二下肢最大值V3为止的时间作为第三下肢经过时间T3来检测。
其次，下肢肌肉力量评价部124，利用由参数检测部123检测到的至少一个下肢参数计算用户3的下肢肌肉力量的评价值(步骤S5)。下肢肌肉力量评价部124，通过将至少一个下肢参数输入到预先构建的下肢肌肉力量评价模型(复回归方程式)，计算下肢肌肉力量的评价值。下肢肌肉力量的评价值是用体重除以下肢肌肉力量值之后的值。另外，下肢肌肉力量评价部124也可以利用由参数检测部123检测到的至少一个下肢参数计算下肢肌肉力量值。下肢肌肉力量评价部124计算下肢肌肉力量值以及下肢肌肉力量的评价值的至少其中之一。
其次，下肢肌肉力量评价部124将下肢肌肉力量的评价值存储到存储器13(步骤S6)。另外，下肢肌肉力量评价部124也可以将计算出的下肢肌肉力量值存储到存储器13。下肢肌肉力量评价部124将计算出的下肢肌肉力量值以及下肢肌肉力量的评价值的至少其中之一存储到存储器13。
其次，评价结果提示部125将包含通过下肢肌肉力量评价部124计算出的下肢肌肉力量的评价值的下肢肌肉力量的评价结果输出到显示部14(步骤S7)。另外，评价结果提示部125也可以不是将下肢肌肉力量的评价值而是将包含与评价值相对应的评价消息的下肢肌肉力量的评价结果输出到显示部14。显示部14显示从评价结果提示部125输出的下肢肌肉力量的评价结果。
图6是表示在该实施方式所显示的评价结果画面的一个例子的示意图。
显示部14显示图6所示的评价结果画面。评价结果画面包含表示过去的下肢肌肉力量的评价值和此次的下肢肌肉力量的评价值的下肢肌肉力量监视器141和评价消息142。在图6的下肢肌肉力量监视器141，显示每个月进行一次下肢肌肉力量的评价、过去6个月的下肢肌肉力量的评价值和本月的下肢肌肉力量的评价值。
而且，显示“下肢肌肉力量比上个月提高了，跌倒风险处于非常低的状态。今后也请保持该良好的状态。”这样的评价消息142。评价结果提示部125，在本月的下肢肌肉力量的评价值比上个月的下肢肌肉力量的评价值高并且本月的下肢肌肉力量的评价值大于0.8的情况下，从存储器13读出图6所示的评价消息142并输出到显示部14。
另外，在该实施方式，不仅显示本次的下肢肌肉力量的评价值还显示过去的下肢肌肉力量的评价值，但是，本发明并不局限于此，也可以仅显示本次的下肢肌肉力量的评价值。在这种情况下，下肢肌肉力量评价部124也可以不将下肢肌肉力量的评价值存储到存储器13。
通过如上所述的处理，下肢肌肉力量评价装置1可以根据被检测对象的站立动作简易地评价被检测对象的下肢肌肉力量。特别是当下肢肌肉力量的评价值在0.4以下的情况下跌倒风险变高。为此，通过利用下肢肌肉力量的评价结果，可以容易地推测下肢肌肉力量的下降以外的跌倒风险。
而且，下肢肌肉力量评价装置1因为是如上所述的相对简单的构成，可以简易地评价下肢肌肉力量，所以可以容易地导入小规模的医院或看护设施。而且，老年人也可以容易地变成被检测对象。由此，因为可以掌握更多的老年人的下肢肌肉力量的状态，能尽早地制订康复训练计划，可以预防因下肢肌肉力量的下降导致的骨折等。
如上所述，表示下肢在最初最向第一方向倾斜时的角度的第一下肢最大值、表示下肢最向与第一方向相反的第二方向倾斜时的角度的下肢最小值、表示下肢再次最向第一方向倾斜时的角度的第二下肢最大值、从用户3开始站立的时刻起到检测出第一下肢最大值的时刻为止的第一下肢经过时间、从用户3开始站立的时刻起到检测出下肢最小值V2的时刻为止的第二下肢经过时间以及从用户3开始站立的时刻起到检测出第二下肢最大值V3的时刻为止的第三下肢经过时间是与用户3的下肢肌肉力量相关的下肢参数。为此，因为利用与用户3的下肢肌肉力量相关的多个下肢参数之中的至少一个下肢参数评价用户3的下肢肌肉力量，所以可以高精度地评价用户3的下肢肌肉力量。
而且，因为利用上述的下肢参数，所以，可以不对用户3要求站立五次的动作测试或步行10m的动作测试等受限制的动作测试，并且也不需要用大型的装置。为此，本构成可以容易地评价用户3的下肢肌肉力量。
另外，在该实施方式中进行了站立一次的动作，然而发明并不局限于此，也可以进行多次的站立动作。
在这种情况下，参数检测部123也可以通过让用户3站立多次，来检测多个第一下肢最大值、多个下肢最小值、多个第二下肢最大值、多个第一下肢经过时间、多个第二下肢经过时间以及多个第三下肢经过时间之中的至少一个下肢参数组。而且，参数检测部123也可以计算多个第一下肢最大值的平均值、多个下肢最小值的平均值、多个第二下肢最大值的平均值、多个第一下肢经过时间的平均值、多个第二下肢经过时间的平均值、多个第三下肢经过时间的平均值、多个第一下肢最大值的标准偏差、多个下肢最小值的标准偏差、多个第二下肢最大值的标准偏差、多个第一下肢经过时间的标准偏差、多个第二下肢经过时间的标准偏差以及多个第三下肢经过时间的标准偏差之中的至少一个下肢参数。
图7是用于说明在该实施方式的变形例中利用了多次站立动作的下肢肌肉力量评价处理的流程图。
因为图7所示的步骤S11至步骤S13的处理与图5所示的步骤S1至步骤S3的处理相同，所以省略其说明。
在判断站立动作已结束的情况下(在步骤S13为“是”)，参数检测部123判断站立动作是否进行了规定次数(步骤S14)。规定次数例如为三次。规定次数既可以预先决定也可以由用户3进行设定。在根据一次站立动作评价下肢肌肉力量的情况下，因被检测对象的测量状态有可能获取不正确的测量数据。为此，例如通过执行三至五次左右的站立动作，从获取的测量数据中除去偏离的值，可以提高获取的测量数据的精度。
在此，在判断站立动作没有进行规定次数的情况下(在步骤S14为“否”)，处理返回到步骤S11，提示站立动作的开始时机。
另一方面，在判断站立动作进行了规定次数的情况下(在步骤S14为“是”)，参数检测部123检测多个第一下肢最大值V1、多个下肢最小值V2、多个第二下肢最大值V3、多个第一下肢经过时间T1、多个第二下肢经过时间T2以及多个第三下肢经过时间T3之中的至少一个下肢参数组(步骤S15)。
其次，参数检测部123计算多个第一下肢最大值的平均值、多个下肢最小值的平均值、多个第二下肢最大值的平均值、多个第一下肢经过时间的平均值、多个第二下肢经过时间的平均值、多个第三下肢经过时间的平均值、多个第一下肢最大值的标准偏差、多个下肢最小值的标准偏差、多个第二下肢最大值的标准偏差、多个第一下肢经过时间的标准偏差、多个第二下肢经过时间的标准偏差以及多个第三下肢经过时间的标准偏差之中的至少一个下肢参数(步骤S16)。
其次，下肢肌肉力量评价部124利用由参数检测部123检测到的至少一个下肢参数计算用户3的下肢肌肉力量的评价值(步骤S17)。
另外，因为图7所示的步骤S17至步骤S19的处理与图5所示的步骤S5至步骤S7的处理相同，所以省略其说明。
如上所述，通过让用户3站立多次，可以从获取的传感数据中除去偏离的值，可以提高获取的传感数据的精度。
而且，在该实施方式，传感器装置2仅安装在用户3的左下肢以及右下肢之中的其中一个下肢，然而本发明并不局限于此，传感器装置2也可以安装在用户3的左下肢以及右下肢。
在这种情况下，传感数据获取部122也可以在用户3从坐着的状态到站起来为止的期间获取用户3的左下肢以及右下肢双方的角度。参数检测部123也可以检测与左下肢以及右下肢对应的第一下肢最大值V1、与左下肢以及右下肢对应的下肢最小值V2、与左下肢以及右下肢对应的第二下肢最大值V3、与左下肢以及右下肢对应的第一下肢经过时间T1、与左下肢以及右下肢对应的第二下肢经过时间T2以及与左下肢以及右下肢对应的第三下肢经过时间T3之中的至少一个下肢参数。
并且，参数检测部123也可以计算与左下肢对应的第一下肢最大值和与右下肢对应的第一下肢最大值的平均值、与左下肢对应的下肢最小值和与右下肢对应的下肢最小值的平均值、与左下肢对应的第二下肢最大值和与右下肢对应的第二下肢最大值的平均值、与左下肢对应的第一下肢经过时间和与右下肢对应的第一下肢经过时间的平均值、与左下肢对应的第二下肢经过时间和与右下肢对应的第二下肢经过时间的平均值以及与左下肢对应的第三下肢经过时间和与右下肢对应的第三下肢经过时间的平均值之中的至少一个下肢参数。
如上所述，因为在用户3从坐着的状态到站起来为止的期间，基于用户3的左下肢以及右下肢双方的动作评价下肢肌肉力量，所以能够以更高的精度评价用户3的下肢肌肉力量。
其次，对利用下肢肌肉力量评价模型(复回归方程式)的具体例子进行说明。
下肢肌肉力量评价模型是以下肢肌肉力量的评价值作为目标变量、以站立动作的至少一个下肢参数作为说明变量的复回归方程式。下肢肌肉力量评价部124，通过将由参数检测部123检测到的至少一个下肢参数输入到下肢肌肉力量评价模型，计算被检测对象的下肢肌肉力量的评价值。
作为复回归方程式中的说明变量的选择方法，一般有逐步回归法(stepwisemethod)、变量减少法或变量增加法。本发明的发明人，对于基于站立动作检测到的多个下肢参数，为了尝试全部的组合，使用变量增加法计算通过复回归方程式计算出的下肢肌肉力量的评价值和实际的下肢肌肉力量的评价值之间的相关系数。
首先，对仅在左右一方的下肢上安装传感器装置2的用户3进行一次站立动作的第一实例进行说明。
在第一实例，当让在左脚踝上安装了传感器装置2的十二名被检测对象(男性七人、女性五人)分别进行了一次站立动作的情况下，用于推测下肢肌肉力量的评价值的复回归方程式用以下的公式(2)来表示。
下肢肌肉力量的评价值＝0.73113×(第一下肢最大值)－0.43449×(下肢最小值)+0.1399×(第二下肢最大值)+1.5997×(第一下肢经过时间)－0.69112×(第三下肢经过时间)+1.063……(2)
在公式(2)所示的复回归方程式中，选择了五个特征量(下肢参数)，用该复回归方程式推测下肢肌肉力量的评价值。在这种情况下，参数检测部123检测出第一下肢最大值、下肢最小值、第二下肢最大值、第一下肢经过时间以及第三下肢经过时间。下肢肌肉力量评价部124，通过将检测到的第一下肢最大值、下肢最小值、第二下肢最大值、第一下肢经过时间以及第三下肢经过时间代入公式(2)所示的复回归方程式，计算下肢肌肉力量的评价值。
在此，本发明的发明人使用上述的五个特征量进行了交叉验证(cross-validation)。作为交叉验证，采用了leave-one-out交叉验证。在leave-one-out交叉验证中，从十二名被检测对象的数据中抽出一个被检测对象的数据作为测试实例，将剩余的被检测对象的数据作为训练实例进行验证。而且，为了使所有实例都变成测试实例，反复进行了十二次验证。
图8是表示在该实施方式的第一实例中下肢肌肉力量的评价值的推测值与实测值之间的关系的示意图。在图8中，纵轴表示下肢肌肉力量的评价值的实测值，横轴表示下肢肌肉力量的评价值的推测值。
在第一实例，下肢肌肉力量的评价值的推测值与实测值之间的相关系数为0.6981。而且，下肢肌肉力量的评价值的推测值x与实测值y的关系可以用下述公式(3)来表示。
y＝0.5933x+0.3138……(3)
其次，对仅在左右下肢的一个下肢安装了传感器装置2的用户3进行五次站立动作的第二实例进行说明。
在第二实例，当在左脚踝上安装了传感器装置2的十二名被检测对象(男性七人、女性五人)分别进行了五次站立动作的情况下，用于推测下肢肌肉力量的评价值的复回归方程式用下述公式(4)来表示。
下肢肌肉力量＝0.29444×(第一下肢最大值的平均值)－0.12293×(下肢最小值的平均值)+1.0616×(第一下肢经过时间的平均值)+5.4164×(第一下肢经过时间的标准偏差)－1.1437×(下肢最小值的标准偏差)－0.56422×(第一下肢最大值的标准偏差)+0.14301×(第二下肢最大值的标准偏差)+0.40275……(4)
在公式(4)所示的复回归方程式中，选择了七个特征量(下肢参数)，通过该复回归方程式推测下肢肌肉力量的评价值。在这种情况下，参数检测部123检测出第一下肢最大值、下肢最小值、第二下肢最大值以及第一下肢经过时间。而且，参数检测部123计算出第一下肢最大值的平均值、下肢最小值的平均值、第一下肢经过时间的平均值、第一下肢经过时间的标准偏差、下肢最小值的标准偏差、第一下肢最大值的标准偏差以及第二下肢最大值的标准偏差。下肢肌肉力量评价部124，通过将计算出的第一下肢最大值的平均值、下肢最小值的平均值、第一下肢经过时间的平均值、第一下肢经过时间的标准偏差、下肢最小值的标准偏差、第一下肢最大值的标准偏差以及第二下肢最大值的标准偏差代入公式(4)所示的复回归方程式，计算出下肢肌肉力量的评价值。
在此，本发明的发明人，利用上述的七个特征量进行了交叉验证。作为交叉验证采用了leave－one－out交叉验证。
图9是表示在该实施方式的第二实例中下肢肌肉力量的评价值的推测值与实测值之间的关系的示意图。在图9中，纵轴表示下肢肌肉力量的评价值的实测值，横轴表示下肢肌肉力量的评价值的推测值。
在第二实例中，下肢肌肉力量的评价值的推测值和实测值之间的相关系数为0.9226。而且，下肢肌肉力量的评价值的推测值x与实测值y的关系用下述公式(5)来表示。
y＝0.9643x+0.0234……(5)
其次，对在左右的两个下肢安装了传感器装置2的用户3进行五次站立动作的第三实例进行说明。
在第三实例中，当在两个脚踝上安装了传感器装置2的十二名被检测对象(男性七人、女性五人)分别进行了五次站立动作的情况下，用于推测下肢肌肉力量的评价值的复回归方程式用下述公式(6)来表示。
下肢肌肉力量＝－0.022756×(左脚的第一下肢最大值的标准偏差)+3.3115×(左脚的第一下肢经过时间的标准偏差)－1.1156×(第一下肢最大值的双脚平均的标准偏差)+0.31363×(下肢最小值的双脚平均的标准偏差)+0.12802×(第二下肢最大值的双脚平均的标准偏差)+0.53057……(6)。
在公式(6)所示的复回归方程式中，选择五个特征量(下肢参数)，通过该复回归方程式推测下肢肌肉力量的评价值。在这种情况下，参数检测部123检测出左脚的第一下肢最大值、右脚的第一下肢最大值、左脚的下肢最小值、右脚的下肢最小值、左脚的第二下肢最大值、右脚的第二下肢最大值以及左脚的第一下肢经过时间。而且，参数检测部123计算出左脚的第一下肢最大值的标准偏差、左脚的第一下肢经过时间的标准偏差、第一下肢最大值的双脚平均的标准偏差、下肢最小值的双脚平均的标准偏差以及第二下肢最大值的双脚平均的标准偏差。下肢肌肉力量评价部124通过将计算出的左脚的第一下肢最大值的标准偏差、左脚的第一下肢经过时间的标准偏差、第一下肢最大值的双脚平均的标准偏差、下肢最小值的双脚平均的标准偏差以及第二下肢最大值的双脚平均的标准偏差代入公式(6)所示的复回归方程式，计算下肢肌肉力量的评价值。
在此，本发明的发明人，使用上述的五个特征量进行交叉验证。作为交叉验证采用了leave－one－out交叉验证。
图10是表示在该实施方式的第三实例中下肢肌肉力量的评价值的推测值与实测值之间的关系的示意图。在图10中，纵轴表示下肢肌肉力量的评价值的实测值，横轴表示下肢肌肉力量的评价值的推测值。
在第三实例中，下肢肌肉力量的评价值的推测值与实测值之间的相关系数为0.9349。而且，下肢肌肉力量的评价值的推测值x与实测值y的关系用下述公式(7)来表示。
y＝0.8723x+0.0858……(7)
另外，在该实施方式，传感数据获取部122基于从包含加速度传感器或角速度传感器的传感器装置2获取的传感数据获取下肢的角度，但是本发明并不局限于此，也可以利用动作捕捉系统(motion capture system)获取下肢的角度。动作捕捉系统可以是光学式、磁性式、机械式以及惯性传感器式中的任何一种。例如，光学式动作捕捉系统，用摄像头拍摄在下肢的关节部分粘贴了标记的用户3，并从拍摄的图像中检测出标记的位置。传感数据获取部122，根据通过动作捕捉系统检测到的位置数据获取用户3的下肢的角度。作为光学式动作捕捉系统，例如，可以采用英特瑞哈(Inter Reha)公司制造的三维动作分析装置。
作为复回归方程式的说明变量的站立动作的特征量，也可以不从加速度传感器或角速度传感器获取而是从根据影像获取骨骼信息的动作捕捉系统获取。而且，也可以将从不同的多个测量位置分别得到的多个特征量作为复回归方程式的说明变量。从回归分析的精度这一点来看，最好将多个特征量作为说明变量。
而且，动作捕捉系统还可以具备深度传感器以及彩色摄像头，也可以根据影像自动地提取被检测对象的关节点的位置信息，并检测出被检测对象的姿势。在这种情况下，被检测对象不需要粘贴标记。另外，作为这样的动作捕捉系统，例如，可以采用微软公司制造的Kinect。
在使用了动作捕捉系统的站立动作的测量中，最好根据位置坐标提取一次站立动作的下肢的角度，根据提取的角度检测站立动作的特征量。
而且，在动作捕捉系统为Kinect的情况下，动作捕捉系统被配置在可以测量站立动作中的脚踝的足底弯曲角度以及背部弯曲角度的位置或者可以测量站立动作中的膝盖的伸展角度以及弯曲角度的位置。
而且，动作捕捉系统也可以将脚踝的足底弯曲以及背部弯曲的角度变化作为站立动作的特征量。而且，动作捕捉系统也可以将膝盖的伸展以及弯曲的角度变化作为站立动作的特征量。
而且，传感数据获取部122还可以在用户3从坐着的状态到站起来为止的期间获取用户3的腰部的角度。在这种情况下，传感数据获取部122，除了获取用户3的下肢的角度之外，还可以获取用户3的腰部的角度。另外，腰部的角度，既可以根据通过安装在用户3的腰部的传感器装置测量的角速度计算得出，也可以根据通过动作捕捉系统拍摄的影像计算得出。
而且，参数检测部123也可以检测表示腰部在最初最向第一方向倾斜时的角度的第一腰部最大值、表示腰部最向与第一方向相反的第二方向倾斜时的角度的腰部最小值、表示腰部再次最向第一方向倾斜时的角度的第二腰部最大值、从用户3开始站立的时刻起到检测出第一腰部最大值的时刻为止的第一腰部经过时间、从用户3开始站立的时刻起到检测出腰部最小值的时刻为止的第二腰部经过时间以及从用户3开始站立的时刻起到检测出第二腰部最大值的时刻为止的第三腰部经过时间之中的至少一个腰部参数。
而且，下肢肌肉力量评价部124也可以使用至少一个下肢参数和至少一个腰部参数来评价用户3的下肢肌肉力量。在这种情况下，下肢肌肉力量评价部124，也可以通过将检测到的至少一个下肢参数以及至少一个腰部参数代入以下肢肌肉力量的评价值作为目标变量、以至少一个下肢参数和至少一个腰部参数作为说明变量的复回归方程式，计算下肢肌肉力量的评价值。
如上所述，因为在用户3从坐着的状态到站起来为止的期间，基于用户3的腰部的动作和用户3的下肢的动作来评价下肢肌肉力量，所以能以更高的精度评价用户3的下肢肌肉力量。
另外，在上述各实施方式中，各构成要素即可以用专用的硬件来构成，也可以通过执行适合于各构成要素的软件程序来实现。各构成要素也可以通过让CPU或处理器等程序执行部读取记录在硬盘或半导体存储器等记录介质中的软件程序来实现。
本发明的实施方式所涉及的装置的功能的一部分或全部可以典型地作为集成电路LSI(Large Scale Integration)来实现。这些功能的一部分或全部即可以分别地形成芯片化，也可以形成为包含一部分或全部的芯片化。而且，集成电路不局限于LSI，也可以用专用电路或通用处理器来实现。也可以利用在制造LSI之后可编程的FPGA(FieldProgrammable Gate Array)或可重新构筑LSI内部的电路单元的连接或设定的可重构处理器。
而且，本发明的实施方式所涉及的装置的功能的一部分或全部也可以通过让CPU等处理器执行程序来实现。
而且，在上述所使用的数字都是为了具体地说明本发明而给出的示例，本发明不局限于这些被示例的数字。
而且，上述流程图所示的各步骤被执行的顺序只是为了具体地说明本发明而给出的示例，在能够获得同样效果的范围内也可以是上述以外的顺序。而且，上述步骤的一部分也可以与其它的步骤同时(并行)执行。
本发明涉及的技术，因为能以高精度容易地评价用户的下肢肌肉力量，作为评价用户的下肢肌肉力量的技术有其实用价值。

Claims (9)

1.一种下肢肌肉力量评价方法，其特征在于，让计算机执行以下步骤:
在用户从坐着的状态到站起来为止的期间，获取所述用户的左右下肢的至少一个下肢的角度；
检测表示所述下肢在最初最向第一方向倾斜时的所述角度的第一下肢最大值、表示所述下肢最向与所述第一方向相反的第二方向倾斜时的所述角度的下肢最小值、表示所述下肢再次最向所述第一方向倾斜时的所述角度的第二下肢最大值、从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述第一下肢最大值的时刻为止的第一下肢经过时间、从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述下肢最小值的时刻为止的第二下肢经过时间以及从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述第二下肢最大值的时刻为止的第三下肢经过时间之中的至少一个下肢参数；
利用所述至少一个下肢参数评价所述用户的下肢肌肉力量；
输出评价结果，
所述下肢的所述角度是从膝盖到地面朝向铅直下方延伸的直线与连结所述膝盖及脚踝的直线所成的角度，
所述第一方向是所述用户的前方，
所述第二方向是所述用户的后方，
在所述下肢肌肉力量的评价中，通过将检测到的所述至少一个下肢参数代入以所述下肢肌肉力量的评价值作为目标变量、以所述至少一个下肢参数作为说明变量的复回归方程式，计算所述下肢肌肉力量的评价值。
2.根据权利要求1所述的下肢肌肉力量评价方法，其特征在于，
还基于从安装在所述用户的左右下肢的至少一个下肢上的传感器得到的传感数据获取所述角度。
3.根据权利要求1所述的下肢肌肉力量评价方法，其特征在于，
利用动作捕捉系统获取所述角度。
4.根据权利要求1所述的下肢肌肉力量评价方法，其特征在于，
通过让所述用户多次站起来，检测多个第一下肢最大值、多个下肢最小值、多个第二下肢最大值、多个第一下肢经过时间、多个第二下肢经过时间以及多个第三下肢经过时间之中的至少一个下肢参数组；
进一步计算所述多个第一下肢最大值的平均值、所述多个下肢最小值的平均值、所述多个第二下肢最大值的平均值、所述多个第一下肢经过时间的平均值、所述多个第二下肢经过时间的平均值、所述多个第三下肢经过时间的平均值、所述多个第一下肢最大值的标准偏差、所述多个下肢最小值的标准偏差、所述多个第二下肢最大值的标准偏差、所述多个第一下肢经过时间的标准偏差、所述多个第二下肢经过时间的标准偏差以及所述多个第三下肢经过时间的标准偏差之中的至少一个下肢参数。
5.根据权利要求1所述的下肢肌肉力量评价方法，其特征在于，
在所述用户从坐着的状态到站起来为止的期间，获取所述用户的左下肢以及右下肢双方的角度；
检测与所述左下肢以及所述右下肢对应的所述第一下肢最大值、与所述左下肢以及所述右下肢对应的所述下肢最小值、与所述左下肢以及所述右下肢对应的所述第二下肢最大值、与所述左下肢以及所述右下肢对应的所述第一下肢经过时间、与所述左下肢以及所述右下肢对应的所述第二下肢经过时间以及与所述左下肢以及所述右下肢对应的所述第三下肢经过时间之中的至少一个下肢参数；
进一步计算与所述左下肢对应的所述第一下肢最大值和与所述右下肢对应的所述第一下肢最大值的平均值、与所述左下肢对应的所述下肢最小值和与所述右下肢对应的所述下肢最小值的平均值、与所述左下肢对应的所述第二下肢最大值和与所述右下肢对应的所述第二下肢最大值的平均值、与所述左下肢对应的所述第一下肢经过时间和与所述右下肢对应的所述第一下肢经过时间的平均值、与所述左下肢对应的所述第二下肢经过时间和与所述右下肢对应的所述第二下肢经过时间的平均值以及与所述左下肢对应的所述第三下肢经过时间和与所述右下肢对应的所述第三下肢经过时间的平均值之中的至少一个下肢参数。
6.根据权利要求1所述的下肢肌肉力量评价方法，其特征在于，
在所述用户从坐着的状态到站起来为止的期间，还进一步获取所述用户的腰部的角度；
还进一步检测表示所述腰部在最初最向第一方向倾斜时的所述角度的第一腰部最大值、表示所述腰部最向与所述第一方向相反的第二方向倾斜时的所述角度的腰部最小值、表示所述腰部再次最向所述第一方向倾斜时的所述角度的第二腰部最大值、从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述第一腰部最大值的时刻为止的第一腰部经过时间、从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述腰部最小值的时刻为止的第二腰部经过时间以及从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述第二腰部最大值的时刻为止的第三腰部经过时间之中的至少一个腰部参数；
利用所述至少一个下肢参数和所述至少一个腰部参数评价所述用户的下肢肌肉力量，
在所述下肢肌肉力量的评价中，通过将检测到的所述至少一个下肢参数及所述至少一个腰部参数代入以所述下肢肌肉力量的评价值作为目标变量、以所述至少一个下肢参数及所述至少一个腰部参数作为说明变量的复回归方程式，计算所述下肢肌肉力量的评价值。
7.一种记录介质，是存储了下肢肌肉力量评价程序的非暂时型的计算机可读取的记录介质，其特征在于，所述下肢肌肉力量评价程序使计算机具备以下功能:
在用户从坐着的状态到站起来为止的期间，获取所述用户的左右下肢的至少一个下肢的角度；
检测表示所述下肢在最初最向第一方向倾斜时的所述角度的第一下肢最大值、表示所述下肢最向与所述第一方向相反的第二方向倾斜时的所述角度的下肢最小值、表示所述下肢再次最向所述第一方向倾斜时的所述角度的第二下肢最大值、从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述第一下肢最大值的时刻为止的第一下肢经过时间、从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述下肢最小值的时刻为止的第二下肢经过时间以及从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述第二下肢最大值的时刻为止的第三下肢经过时间之中的至少一个下肢参数；
利用所述至少一个下肢参数评价所述用户的下肢肌肉力量；
输出评价结果，
所述下肢的所述角度是从膝盖到地面朝向铅直下方延伸的直线与连结所述膝盖及脚踝的直线所成的角度，
所述第一方向是所述用户的前方，
所述第二方向是所述用户的后方，
在所述下肢肌肉力量的评价中，通过将检测到的所述至少一个下肢参数代入以所述下肢肌肉力量的评价值作为目标变量、以所述至少一个下肢参数作为说明变量的复回归方程式，计算所述下肢肌肉力量的评价值。
8.一种下肢肌肉力量评价装置，其特征在于，具备:
获取部，在用户从坐着的状态到站起来为止的期间，获取所述用户的左右下肢的至少一个下肢的角度；
检测部，检测表示所述下肢在最初最向第一方向倾斜时的所述角度的第一下肢最大值、表示所述下肢最向与所述第一方向相反的第二方向倾斜时的所述角度的下肢最小值、表示所述下肢再次最向所述第一方向倾斜时的所述角度的第二下肢最大值、从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述第一下肢最大值的时刻为止的第一下肢经过时间、从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述下肢最小值的时刻为止的第二下肢经过时间以及从所述用户开始站立的时刻起到检测出所述第二下肢最大值的时刻为止的第三下肢经过时间之中的至少一个下肢参数；
评价部，利用所述至少一个下肢参数评价所述用户的下肢肌肉力量；以及
输出部，输出评价结果，
所述下肢的所述角度是从膝盖到地面朝向铅直下方延伸的直线与连结所述膝盖及脚踝的直线所成的角度，
所述第一方向是所述用户的前方，
所述第二方向是所述用户的后方，
所述评价部通过将检测到的所述至少一个下肢参数代入以所述下肢肌肉力量的评价值作为目标变量、以所述至少一个下肢参数作为说明变量的复回归方程式，计算所述下肢肌肉力量的评价值。
9.一种下肢肌肉力量评价系统，其特征在于，具备：
如权利要求8所述的下肢肌肉力量评价装置；和
传感器，被安装在用户的左右下肢的至少一个下肢上，将测量到的传感数据发送到所述下肢肌肉力量评价装置。
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