JP2002291723A

JP2002291723A - 状態評価システムおよび解析装置

Info

Publication number: JP2002291723A
Application number: JP2001102355A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Nagata; 正伸永田; Shunichi Sakata; 俊一坂田; Shinichi Nojiri; 晋一野尻
Original assignee: JURYOKAI; KUMAMOTO TECHNOPOLIS FOUNDATIO; Kumamoto Technopolis Foundation
Current assignee: JURYOKAI; KUMAMOTO TECHNOPOLIS FOUNDATIO; Kumamoto Technopolis Foundation
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-08
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP3753233B2

Abstract

(57)【要約】【課題】観察者による人的労力や時間的な負担を要さ
ず、また観察対象者の日常的なプライバシーを侵害せず
に、観察対象者の身体上の行動状況を客観的に記録、解
析、評価することができる状態評価システムおよび解析
装置を提供する。【解決手段】状態評価システムは、観察対象者の身体
の所定の部位に取り付けられて、その部位における動き
に関する情報および鉛直方向に対する姿勢に関する情報
を各々が独立して計測する複数のセンサー１００と、そ
のセンサー１００によって計測された情報を、それらが
計測された時刻Ｔの情報等と対応付けて記憶または外部
へと送信する情報記憶・送信装置２００と、その情報に
基づいて観察対象者の身体上の行動状況を解析・評価す
る解析装置３００とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば医療におけ
るリハビリテーションや福祉における介護などの対象者
の、日常生活などにおける臥位、座位、立位、歩行、車
椅子歩行などの各種動作を解析・評価するための状態評
価システムおよび解析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】医療における各種のリハビリテーション
や福祉における介護を行うにあたり、まずその対象者の
日常生活に対応した治療方法の検討やリハビリテーショ
ンのメニュー作成、あるいは介護の必要性や介護方法な
どを判断するために、その観察対象者の日常的な行動
（身体上の活動）状況、特に臥位、座位、立位、歩行、
車椅子歩行などの動作がどのように成されているかを把
握することなどが重要なものとなっている。このような
観察対象者の日常的な身体上の活動状況の把握は、従
来、観察対象者本人または家族に対する問診や、医療関
係者や家族による観察などによって行われているのが一
般的であり、それぞれの施設で独自の評価基準に基づい
て解析・評価されている場合が多い。また、このような
観察対象者の日常的な身体上の活動状況を把握する技術
は、医療や福祉以外にも、例えば鉱工業などにおける生
産現場での労働者の動作や身体的な労働状況を把握する
用途や、人間工学上の研究用途などでも必要とされるも
のである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、問診や
家族による観察では客観的なデータを得ることが困難で
あり、正確な情報が得られない場合がある。また、医療
関係者による観察に基づいた評価を行う場合でも、観察
者ごとの個人差や判断基準の差異や熟練度の差異などが
あるため、必ずしも客観的なデータが得られるとは限ら
ない。また、観察者が常に対象者に付き添って観察を行
って記録を取ることなどが要求されるので、観察者の労
力や時間的な負担が極めて大きい。さらには、対象者や
その家族へのプライバシーを保つことができないことな
ども危惧される。

【０００４】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、その目的は、観察者による人的労力や
時間的な負担を要することなく、またリハビリテーショ
ンや介護などの対象者の日常的なプライバシーを侵害す
ることなく、その対象者の身体上の行動状況を客観的に
記録、解析、評価することができる状態評価システムお
よび解析装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による状態評価シ
ステムは、観察対象者の身体の複数箇所に取り付けられ
て、その取り付けられた位置における動きに関する情報
および鉛直方向に対する姿勢に関する情報を各々が計測
する複数のセンサーと、前記複数のセンサーによって計
測された前記動きに関する情報および前記姿勢に関する
情報を、それらが計測された時刻の情報と対応付けて、
記憶手段への記憶または外部への送信のうち少なくとも
いずれか一方を行う情報記憶・送信装置とを備えてい
る。

【０００６】また、本発明による他の状態評価システム
は、観察対象者の身体複数箇所に取り付けられて、その
取り付けられた位置における動きに関する情報および鉛
直方向に対する姿勢に関する情報を各々が計測する複数
のセンサーと、前記複数のセンサーによって計測された
前記動きに関する情報および前記姿勢に関する情報を、
それらが計測された時刻の情報と対応付けて、記憶手段
への記憶または外部への送信のうちの少なくともいずれ
か一方を行う情報記憶・送信装置と、前記情報記憶・送
信装置に記憶された情報または前記情報記憶・送信装置
から送信される情報を読み取って、前記動きに関する情
報と前記姿勢に関する情報との組み合わせに基づいて、
前記観察対象者の身体の動作状態が少なくとも臥位、座
位、立位、あるいはさらに、車椅子走行、歩行のうち
の、いずれに該当するものであるかを判断する解析装置
とを備えている。

【０００７】本発明による解析装置は、観察対象者の身
体の複数箇所における取り付けられた位置ごとの動きに
関する情報および鉛直方向に対する姿勢に関する情報を
各々が計測する複数のセンサーによって計測された、前
記動きに関する情報と前記姿勢に関する情報との組み合
わせに基づいて、前記観察対象者の身体の動作状態が少
なくとも臥位、座位、立位、あるいはさらに、車椅子走
行、歩行のうちの、いずれに該当するものであるかを判
断するものである。

【０００８】すなわち、本発明による状態評価システム
または解析装置では、観察対象者の身体の複数箇所にセ
ンサーが取り付けられ、その個々のセンサーが、取り付
けられた位置ごとの動きに関する情報および鉛直方向に
対する姿勢に関する情報を各々計測する。そしてそのセ
ンサーによって計測された、観察対象者の身体における
動きに関する情報と姿勢に関する情報との組み合わせに
基づいて、その観察対象者の身体の動作状態が少なくと
も臥位、座位、立位、あるいはさらに、車椅子走行、歩
行のうちのいずれに該当するものであるかを判断する。

【０００９】なお、上記のセンサーを観察対象者の身体
における大腿部と胴体部との少なくとも２箇所に装着し
て、それらのセンサーによって、観察対象者の動きに関
する情報および姿勢に関する情報を、大腿部と胴体部と
の少なくとも２箇所で計測し、それらの２箇所で計測さ
れた観察対象者の姿勢と動きとの組み合わせに基づい
て、そのときの観察対象者の動作の状態が高い妥当性を
以て判断される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施の形態に係る状態評
価システムの基本的な構成を表したものである。この状
態評価システムは、例えばリハビリテーションや介護の
対象者の日常生活における行動パターンの解析や評価な
どを自動的に行うもので、対象者の状態を計測して収集
するセンサー１００（１０１，１０２…）と、そのセン
サー１００によって収集された情報を読み出し可能に保
存（格納）する情報記憶・送信装置２００と、その収集
された情報の解析や、その解析結果等に基づいた状況評
価を行う解析装置３００とから、その主要部が構成され
ている。

【００１２】対象者の状態を計測するセンサー１００
は、リハビリテーションや介護のために観察を要する対
象者（以下、単に対象者と呼ぶ）の身体における、少な
くとも２箇所に装着される。そのうちの１つは、対象者
の体幹部に装着され、もう１つは対象者の大腿部に装着
される。このように最少限、体幹部と大腿部とにセンサ
ー１００を配置することが望ましいのは、人間工学的な
見地から、人間の身体的な状態や行動状況を把握するに
際しては、身体における体幹部と大腿部とが最も好適な
位置であると考えられるからである。観察・評価の内容
によっては、さらにそれ以上に複数の箇所に装着するよ
うにしてもよい。無駄なほどに多数の箇所に装着するこ
とは無意味であることは言うまでもないが、より精確な
情報を収集することが必要な場合などには、それに見合
った多数の箇所にセンサー１００を装着することが、よ
り望ましい。これらのセンサー１００は、装着された部
位の「姿勢情報」および「体動情報」を計測する。ここ
で、「姿勢情報」とは、センサー１００が装着された部
位の鉛直方向に対する傾きに関する情報（データ）であ
り、「体動情報」とは、センサー１００が装着された部
位の静止状態に対する動きの度合い（換言すれば、変
位、速度、加速度など）に関する情報（データ）であ
る。

【００１３】図２は、対象者の身体上に想定した座標系
とセンサーの座標系との関係を模式的に表したものであ
る。センサー１００としては、例えば、対象者の前方を
Ｘ、左方向をＹ、上方向をＺとする３次元座標に対し
て、装着された部位の重力方向のデータを「姿勢情報」
として検出するもの、装着された部位の３次元方向の加
速度を「体動情報」として検出するものなどを用いるこ
とが可能である。また、これらのデータの検出を１つの
装置で行うように設定されたセンサー１００を用いるこ
となども可能である。以下の説明では、具体的な実例と
して、それぞれのセンサー１００の３次元座標系に関す
る出力（（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）、（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄ
ｚ））が、（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）＝（Ｖｔｘ，Ｖｔｚ，
Ｖｔｚ）、（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）＝（Ｖｄｘ，Ｖｄｚ，
Ｖｄｚ）で表され、それぞれの出力成分が重力によるオ
フセット値と３次元方向の加速度とを重畳したものであ
る場合について説明する。従って、この場合のセンサー
１００は「３次元姿勢・加速度センサー」であり、これ
を簡略化して単に「センサー」と呼ぶこととする。

【００１４】図３は、この状態評価システムの全体的な
システムを構成している各装置相互の接続関係を表した
ものである。個々のセンサー１０１、１０２、１０３…
は、それぞれ接続ケーブル１１１、１１２、１１３…を
介して情報記憶・送信装置２００に接続されて、各部位
の「姿勢情報」および「体動情報」のデータの信号を情
報記憶・送信装置２００に送信する。この情報記憶・送
信装置２００から、それぞれのセンサー１０１，１０
２，１０３…に電源電力が供給される。

【００１５】情報記憶・送信装置２００は、着脱可能な
接続ケーブル２０１および接続ケーブル２０２をそれぞ
れ介して解析装置３００に接続可能に設定されている。
また、情報記憶・送信装置２００と解析装置３００との
間では、無線通信２０３による情報伝達も可能となって
いる。このように、情報記憶・送信装置２００と解析装
置３００とは、接続ケーブル２０１、接続ケーブル２０
２もしくは無線通信２０３を介して、互いに情報を送受
信することができるように設定されている。解析装置３
００は、接続ケーブル３０１を介して、表示装置４００
に接続されている。表示装置４００は、対象者の状態の
解析や評価に必要な各種の情報を画面に表示する。ま
た、この解析装置３００は、接続ケーブル３０２を介し
て、必要な情報を入力するためのキーボードあるいはス
イッチ等を備えた入力装置５００に接続されている。さ
らに、この解析装置３００は、接続ケーブル３０３を介
して、必要な情報を出力するためのプリンタなどの出力
装置６００に接続されている。

【００１６】図４は、情報記憶・送信装置における主要
部の構成を表したブロック図である。この情報記憶・送
信装置２００は、アナログ／デジタル変換部２１０と情
報記憶部２２０と情報送受信部２３０とを備えている。

【００１７】アナログ／デジタル変換部２１０は、各セ
ンサー１０１，１０２，１０３…からそれぞれ接続ケー
ブル１１１、１１２、１１３…を介して信号が送信され
て来ると、それらをアナログ信号からデジタル信号に変
換して、情報記憶部２２０および情報送受信部２３０に
送出する。情報送受信部２３０は、アナログ／デジタル
変換部２１０から送られて来たセンサ信号とそのときの
時刻の情報とを対応付けて、接続ケーブル２０１または
無線通信２０３を介して解析装置３００に送信する。ま
たこの情報送受信部２３０は、解析装置３００から送ら
れて来る情報を接続ケーブル２０１または無線通信２０
３を介して受信して、その情報を情報記憶部２２０に送
出する。情報記憶部２２０は、アナログ／デジタル変換
部２１０あるいは情報送受信部２３０から送られて来た
センサ信号とそれが送られて来た時刻などの情報とを対
応付けて、記憶素子あるいは記憶媒体（図４では図示省
略）などに保存する。なお、この情報記憶・送信装置２
００は、センサーのアナログ信号をそのままのデータと
して接続ケーブル２０２を介して解析装置３００へと送
信することなども可能である。

【００１８】図５は、解析装置の主要部の構成を表した
ブロック図である。この解析装置３００は、記憶媒体読
込部３１０、一括情報処理部３２０、逐次情報処理部３
３０、情報表示・出力部３４０、情報保存部３５０、キ
ャリブレーション部３６０、アナログ／デジタル変換部
３７０、情報送受信部３８０を、その主要部として備え
ている。

【００１９】記憶媒体読込部３１０は、例えば外部の記
憶媒体２４０から情報を読み込み、その情報を情報保存
部３５０に保存する機能と、一括情報処理部３２０との
間で必要な信号を送受信する機能とを備えているもので
ある。

【００２０】情報送受信部３８０は、情報記憶・送信装
置２００の情報送受信部２３０から接続ケーブル２０１
または無線通信２０３を介して送られた情報を受信し、
情報保存部３５０に送って保存する機能と、情報保存部
３５０に保存された情報を読み出し、接続ケーブル２０
１または無線通信２０３を介して情報記憶・送信装置２
００に送信する機能と、逐次情報処理部３３０やキャリ
ブレーション部３６０との間で必要な信号の送受信を行
う機能とを備えたものである。

【００２１】キャリブレーション部３６０は、必要な情
報を情報保存部３５０に送り保存する機能と、情報保存
部３５０に保存された情報を読み出す機能とを備えたも
のである。このキャリブレーション部３６０は、情報送
受信部３８０と必要な信号の送受信を行う機能と、必要
に応じて情報表示・出力部３４０に情報の表示もしくは
出力を指示する信号を送る機能をさらに備えている。

【００２２】一括情報処理部３２０は、記憶媒体読込部
３１０との間で必要な信号の送受信を行う機能と、情報
保存部３５０に保存された情報を読み出す機能と、必要
な情報を情報保存部３５０に送って保存する機能と、必
要に応じて情報表示・出力部３４０に情報の表示もしく
は出力を指示する信号を送る機能とを備えたものであ
る。

【００２３】逐次情報処理部３３０は、情報送受信部３
８０との間で必要な信号の送受信を行う機能と、情報保
存部３５０に保存されている情報を読み出す機能と、必
要な情報を情報保存部３５０に送って保存する機能と、
必要に応じて情報表示・出力部３４０に情報の表示もし
くは出力を指示する信号を送る機能とを備えたものであ
る。

【００２４】情報保存部３５０は、記憶媒体読込部３１
０から送られた情報を保存する機能と、キャリブレーシ
ョン部３６０、情報送受信部３８０、一括情報処理部３
２０、逐次情報処理部３３０から送られた情報を保存す
る機能と、逆にそれらへ必要な情報を送出する機能と、
保存していた情報を情報表示・出力部３４０に送出する
機能とを備えたものである。

【００２５】情報表示・出力部３４０は、一括情報処理
部３２０、逐次情報処理部３３０、キャリブレーション
部３６０から信号を受け取り、その信号に応じて必要な
情報を情報保存部３５０から読み出して、接続ケーブル
３０１を介して表示装置４００に表示を行なわせる機能
と、接続ケーブル３０３を介して出力装置６００に出力
を行なわせる機能とを備えたものである。

【００２６】アナログ／デジタル変換部３７０は、接続
ケーブル２０２を介して情報記憶・送信装置２００から
センサーのアナログ信号を受け取り、それをデジタル信
号に変換し、変換時の時間を付加して「デジタルセンサ
ー情報」として情報送受信部３８０に送出する機能、お
よび情報送受信部３８０との間で必要な信号の送受信を
行う機能を備えたものである。

【００２７】図６は、一括情報処理部の主要部の構成を
表したブロック図である。一括情報処理部３２０は、一
括情報分析部３２１と、一括情報評価部３２２とを、そ
の主要部に備えている。

【００２８】一括情報分析部３２１は、記憶媒体読込部
３１０からの信号の受け取り、または情報保存部３５０
に保存されていた情報の読み込み、情報保存部３５０へ
の情報の保存、一括情報評価部３２２への必要な信号の
送出などを行う機能と、受け取ったセンサー信号の分析
を行って対象者の「姿勢情報」および「体動情報」を得
る機能とを備えたものである。一括情報評価部３２２
は、一括情報分析部３２１からの指令を受け取って、情
報保存部３５０に保存されていた情報を読み込む機能
と、情報保存部３５０への情報の保存を行う機能と、情
報表示・出力部３４０に対して必要な信号を送出する機
能とを備えたものである。

【００２９】図７は、逐次情報処理部の主要部の構成を
表したブロック図である。この逐次情報処理部３３０
は、逐次情報分析部３３１と、逐次情報評価部３３２と
を、その主要部に備えている。

【００３０】逐次情報分析部３３１は、情報送受信部３
８０から信号を受け取る機能と、情報保存部３５０に保
存された情報を読み込む機能と、情報保存部３５０への
情報の保存を行う機能と、逐次情報評価部３３２へ必要
な信号を送出する機能と、対象者の「姿勢情報」および
「体動情報」を得るためのセンサー信号の分析を行う機
能とを備えたものである。

【００３１】逐次情報評価部３３２は、逐次情報分析部
３３１からの指令を受け取る機能と、情報保存部３５０
に保存されていた情報を読み込む機能と、情報保存部３
５０への情報の保存を行う機能と、情報表示・出力部３
４０へ必要な信号を送出する機能と、分析された「姿勢
情報」および「体動情報」に基づいて、対象者の活動
（行動）状態を評価する機能とを備えたものである。

【００３２】図８は、情報表示・出力部の主要部の構成
を表したブロック図である。この情報表示・出力部３４
０は、表示・出力形式加工部３４１と、画面表示部３４
２と、印刷出力部３４３とを、その主要部として備えて
いる。

【００３３】表示・出力形式加工部３４１は、一括情報
評価部３２２または逐次情報評価部３３２から指令を受
け取る機能と、その指令に応じて情報保存部３５０から
情報を読み出し、画面表示部３４２および印刷出力部３
４３へ表示および出力情報を送出する機能とを備えたも
のである。画面表示部３４２は、表示・出力形式加工部
３４１から情報を受け取る機能と、接続ケーブル３０１
を介して表示装置４００に情報を表示させる機能とを備
えたものである。印刷出力部３４３は、表示・出力形式
加工部３４１から情報を受け取って、接続ケーブル３０
３を介してその情報を出力装置６００に送って印刷出力
させる機能を備えたものである。

【００３４】次に、上記のように主要部が構成された本
実施の形態に係る状態評価システムの動作について、対
象者の身体への装着方法等も含めて説明する。

【００３５】［１．センサーの装着］対象者は、その身
体の少なくとも２箇所以上にセンサー１０１，１０２…
を装着する。このうち１箇所は、例えば胸部付近のよう
な体幹部であり、他の１箇所は、例えば腿中央部付近
（大腿部）とすることが望ましい。このとき、対象者の
身体の動作でセンサーが身体からずれることに起因して
センサーで得られる情報が身体の動作の真値からずれた
りすることのないように、センサー１０１，１０２…を
できるだけ身体と密着するように装着することが望まし
い。

【００３６】［２．装置の起動］センサー１０１，１０
２…を対象者の身体に装着した後、情報記憶・送信装置
２００上の起動スイッチ（図示省略）などを操作して電
源をオンにすると（電源電力の供給を開始すると）、情
報記憶・送信装置２００が起動される。情報記憶・送信
装置２００が起動されると、接続ケーブル１１１、１１
２、１１３…を介して個々のセンサー１０１，１０２…
にも電源電力が供給されて、個々のセンサー１０１，１
０２…も起動し、接続ケーブル１１１、１１２、１１３
…を介して情報記憶・送信装置２００に対してセンサー
信号を常時送出する状態になる。

【００３７】情報記憶・送信装置２００が起動すると、
アナログ／デジタル変換部２１０は、センサーから送ら
れて来たアナログデータのデジタルデータへの変換を開
始する。また、情報記憶部２２０は、動作状態の保存の
待機状態となり、情報送受信部２３０は通信の有無の確
認状態（通信待ちの状態）となる。

【００３８】さらに操作者が解析装置３００上のスイッ
チ（図示省略）を操作して電源を投入して、解析装置３
００が起動されると、表示装置４００は情報記憶・送信
装置２００との通信開始の許可を求める画面を表示す
る。ここで操作者が入力装置５００によって通信開始許
可の指令を入力すると、そのとき情報記憶・送信装置２
００が通信の確認状態であれば、解析装置３００の情報
送受信部３８０から通信の確認信号が情報記憶・送信装
置２００へと送出される。これにより、情報記憶・送信
装置２００と解析装置３００との間での接続ケーブル２
０１または無線通信２０３を介した情報の送受信が可能
な状態となる。このとき、情報記憶・送信装置２００と
解析装置３００とが接続ケーブル２０１により接続され
ている場合には、接続ケーブル２０１を介した通信が行
われる。あるいは接続されていない場合には、無線通信
２０３による通信が行われるように設定されている。ま
た、操作者は、情報記憶・送信装置２００との通信の必
要が無い場合には、情報記憶・送信装置２００との通信
開始の許可を求める画面に対して、通信しないという命
令を選択することも可能となっている。

【００３９】その後、解析装置３００では、情報記憶・
送信装置２００との通信が確立した場合には、表示装置
４００にキャリブレーションの開始もしくはモニター開
始もしくは一括情報処理開始の選択画面を表示する。あ
るいは、情報記憶・送信装置２００との間での通信を行
わないことが選択された場合には、一括情報処理開始の
画面を表示する。

【００４０】［３．キャリブレーション］対象者の立
位、座位、臥位の姿勢、および歩行、車椅子歩行時の体
動などの動作状態の個人差に起因した計測誤差あるいは
解析誤差などが生じる場合があるので、初期条件出しの
意味も兼ねて、キャリブレーションを行う。ただし、例
えば過去に同じ対象者が同じ装置を使用した経緯がある
場合などには、既にキャリブレーションが行われて調整
済みであるから、このキャリブレーションの過程は省略
してもよい。

【００４１】操作者は、まず、解析装置３００の表示装
置４００にキャリブレーションの開始の選択画面が表示
されている状態で、解析装置３００の入力装置５００を
用いてスイッチ（図示省略）を押下またはコマンドを入
力することなどによりキャリブレーションの開始を選択
する。キャリブレーションの開始命令が入力されると、
キャリブレーション部３６０は、情報表示・出力部３４
０にキャリブレーションを開始する表示を行うように指
令を送る。この指令に対応して、情報表示・出力部３４
０は、表示装置４００にキャリブレーションを行う動作
状態の選択を求める画面を表示する。すると、操作者は
入力装置５００を用いて、キャリブレーションを行う動
作状態を選択する。選択された動作状態の実行命令を担
持した信号は入力装置５００からキャリブレーション部
３６０へと送られる。キャリブレーション部３６０は、
選択された動作状態を受け取ると、キャリブレーション
の実行許可を求める画面を表示する命令を担持した信号
を情報表示・出力部３４０に対して送る。この命令に対
応して、情報表示・出力部３４０は、表示装置４００に
キャリブレーションの実行の許可を求める画面を表示す
る。

【００４２】図９はキャリブレーション部および情報送
受信部でのキャリブレーションにおける主要な動作（情
報処理過程）を表した流れ図である。操作者は、対象者
が立位、座位、臥位などの姿勢、歩行、車椅子歩行など
の状態にあるとき、表示装置４００に表示されたキャリ
ブレーションの実行許可を求める画面に対して、入力装
置５００により許可指令を入力する。許可指令が入力さ
れると、キャリブレーション部３６０は、まず、あらか
じめ情報保存部３５０に記憶されたキャリブレーション
に必要な「デジタルセンサー情報」のブロック数「Ｎｃ
ａｌ」を情報保存部３５０から読み出す。（ステップ９
１（ｓｔｅｐ９１；以下ｓ９１のように略称）。

【００４３】次に、情報送受信部３８０は、「デジタル
センサー情報」の送信要求信号を情報記憶・送信装置２
００へ送る（ｓ９２）。そして情報送受信部３８０は、
情報記憶・送信装置２００から１ブロックの「デジタル
センサー情報」を受信し、それを情報保存部３５０に送
って保存する。（ｓ９３）。

【００４４】続いて、情報送受信部３８０は、１ブロッ
クの「デジタルセンサー情報」の受信完了信号をキャリ
ブレーション部３６０に送る（ｓ９４）。キャリブレー
ション部３６０は、受信完了信号を受け取ると、受信ブ
ロック数をカウントする（ｓ９５）。以下、同様な手順
で「デジタルセンサー情報」の受信を繰り返す。

【００４５】すなわち、キャリブレーション部３６０
は、受信した「デジタルセンサー情報」のブロック数と
必要なブロック数「Ｎｃａｌ」を比較し（ｓ９５）、受
信した「デジタルセンサー情報」のブロック数が必要な
ブロック数「Ｎｃａｌ」に達すると（ｓ９５のＹＥ
Ｓ）、情報保存部３５０から「デジタルセンサー情報」
を必要なブロック数「Ｎｃａｌ」だけ取り込み（ｓ９
６）、キャリブレーション値を演算し（ｓ９７）、その
値を情報保存部３５０に送り、「キャリブレーション情
報」として保存する。一つの状態のキャリブレーション
が終了すると、キャリブレーション部３６０は情報表示
・出力部３４０にその他の動作状態のキャリブレーショ
ンを開始する表示を行うように指令を送る。以下、必要
なキャリブレーションの状態に対し、上記と同様の処理
を行う。キャリブレーションを終了する場合は、操作者
がキャリブレーションを行う状態の選択画面を見なが
ら、キャリブレーションの終了命令を選択し、その旨の
入力を入力装置５００で行う。この指令に基づいて、キ
ャリブレーション部３６０は、キャリブレーションの終
了信号を情報送受信部３８０に送る（ｓ９８のＮＯ〜ｓ
９９）。情報送受信部３８０は、キャリブレーション終
了信号を受け取ると（ｓ１００のＹＥＳ）、「キャリブ
レーション情報」を情報保存部３５０から読み出して、
「キャリブレーション情報」を情報記憶・送信装置２０
０に送る（ｓ１０１）。なお、このとき「キャリブレー
ション情報」を解析装置３００から情報記憶・送信装置
２００へと送信しないようにすることも選択可能であ
る。その後、解析装置３００は、表示装置４００にキャ
リブレーションの開始またはモニター開始もしくは一括
情報処理開始の選択画面を表示する。

【００４６】［４．情報の送受信］情報記憶・送信装置
２００は、通信の確認状態のときに解析装置３００から
通信の確認信号を受け取ると、解析装置３００に対して
通信の確認信号を送出し、信号送受信の待機状態とな
る。また、情報記憶・送信装置２００が信号送受信の待
機状態のときに、解析装置３００から送られて来た「デ
ジタルセンサー情報」の送信要求指令を情報送受信部２
３０で受け取ると、情報記憶・送信装置２００は信号送
受信中となり、アナログ／デジタル変換部２１０からセ
ンサー信号を受け取って、これに受け取り時の時刻を付
加して「デジタルセンサー情報」として解析装置３００
に送信する。その後、情報記憶・送信装置２００は信号
送受信の待機中の状態に戻る。

【００４７】また、情報記憶・送信装置２００は、解析
装置３００から「キャリブレーション情報」が送信され
ると、情報送受信部２３０によって「キャリブレーショ
ン情報」を受信し、この情報を情報記憶部２２０に送
る。情報記憶部２２０ではその情報を記憶媒体２４０に
保存する。このような情報の送受信が行われている間、
情報記憶・送信装置２００は信号送受信中のモードとな
る。その後、情報記憶・送信装置２００は信号送受信の
待機中に戻る。

【００４８】［５．動作状態の保存］操作者が、情報記
憶・送信装置２００が動作状態保存待機モードのとき
に、情報記憶・送信装置２００上のスイッチ（図示省
略）などにより動作状態の保存の開始指令を入力する
と、その指令に基づいて、情報記憶・送信装置２００の
情報記憶部２２０は、所定の周期ごとにアナログ／デジ
タル変換部２１０からセンサー信号を受け取り、これに
受け取り時の時刻を付加した「デジタルセンサー情報」
として記憶媒体２４０への保存を開始する。このとき、
情報記憶・送信装置２００は動作状態の保存中となる。

【００４９】［６．動作状態の保存の終了］操作者が、
動作状態の保存を終了したい場合には、情報記憶・送信
装置２００上の例えばスイッチ（図示省略）などにより
動作状態の保存の終了指令を入力すると、その指令に基
づいて、情報記憶部２２０がセンサー信号の記憶媒体２
４０１への保存を終了すると共に、情報記憶・送信装置
２００が動作状態保存待機中のモードに入る。

【００５０】［７．装置の状態表示］情報記憶・送信装
置２００は、情報記憶・送信装置２００上の例えばＬＥ
Ｄランプ（図示省略）の点灯などによって情報記憶・送
信装置２００の起動を表示する。また、情報記憶・送信
装置２００は、情報記憶・送信装置２００上のＬＥＤラ
ンプ（図示省略）の点灯または点滅などにより、通信の
確認中、動作状態の保存待機中、信号送受信の待機中、
動作状態の保存中、信号送受信中などを表示する。

【００５１】［８．解析処理］解析装置３００が、記憶
媒体の情報の読み込み、または逐次情報処理によって保
存された「デジタルセンサー情報」を用いて、一括した
情報による解析および動作状態の評価を行う。まず、操
作者は、解析装置３００の表示装置４００に一括情報処
理の選択画面が表示されているときに、入力装置５００
を用いて一括情報処理を選択する。この入力指令に対応
して、解析装置３００が表示装置４００に記憶媒体の読
み込みの有無の選択画面を表示する。その後、操作者が
解析装置３００に記憶媒体をセットして、入力装置５０
０を用いて記憶媒体の読み込みの有無を入力すると、そ
の指令に基づいて、記憶媒体読込部３１０は、記憶媒体
に保存された「デジタルセンサー情報」を読み出す。ま
た、「キャリブレーション情報」があれば、それを記憶
媒体読込部３１０が読み出して情報保存部３５０に送
り、「デジタルセンサー情報」および「キャリブレーシ
ョン情報」として保存する。次に、記憶媒体読込部３１
０は、情報の読み込みが完了した旨の信号を一括情報処
理部３２０に送る。また、操作者は、逐次情報処理され
て保存された「デジタルセンサー情報」を用いて一括情
報処理を行うこともできる。この場合、操作者は、記憶
媒体の読み込みの有無の選択画面に対して読み込み無し
を選択する。

【００５２】［９．一括情報処理および一括情報処理分
析］図１０，図１１，図１２は、一括情報分析の主要な
処理過程を表した流れ図である。一括情報分析部３２１
は、記憶媒体読込部３１０から情報の読み込みを完了し
た旨の信号を受け取ると、「デジタルセンサー情報」
を、あらかじめ情報保存部３５０に保存された「正規化
情報」に基づいて正規化する。

【００５３】さらに詳細には、まず、情報保存部３５０
から「正規化情報」を読み出す（ｓ１０）。続いて、時
刻Ｔでの「デジタルセンサー情報」を読み出す（ｓ１
１）。データの読み出しが完了に至っていなければ（ｓ
１２のＮＯ）、この時刻Ｔでの「デジタルセンサー情
報」を、「正規化情報」を用いて正規化し、そのデータ
を情報保存部へ送り「正規化センサー情報」として保存
する（ｓ１３）。続いて、時刻Ｔを更新し（ｓ１４）、
上記のｓ１１からｓ１４の動作を繰り返し実行する。そ
して「デジタルセンサー情報」の読み出しが終了すると
（ｓ１２のＹＥＳ）、図１１に示したような移動平均お
よび誤差を求める過程へと進む。

【００５４】移動平均および誤差を算出する過程では、
まず、情報保存部３５０から「キャリブレーション情
報」として保存されたΔＴavr を読み出す（ｓ１５）。
このとき、「キャリブレーション情報」が無ければ、あ
らかじめ情報保存部３５０に保存された「汎用キャリブ
レーション情報」を読み出す。次に、情報保存部３５０
１から「正規化センサー情報」の時刻Ｔ±ΔＴavr 分の
データを読み出す（ｓ１６）。データの読み出しが終了
に至らない間は（ｓ１７のＮＯ）、それまで読み出され
たデータの平均値を求め（ｓ１８）、これを時刻Ｔの
「移動平均」とする。さらに、その時刻Ｔの移動平均と
時刻Ｔでのデータとの差の２乗を演算し、これを時刻Ｔ
の「誤差」として、そのときの時刻Ｔと共に時刻Ｔの移
動平均および誤差の値を情報保存部３５０へ送出し、そ
れを時刻Ｔでの移動平均および誤差として保存する（ｓ
１９）。その後、時刻Ｔを更新して（ｓ２０）、上記の
ｓ１６からｓ２０の動作を繰り返す。このような繰り返
しを続けて「正規化センサー情報」の読み出しが終了す
ると、次にその分散を求める。

【００５５】その分散の求め方としては、図１２に示し
たように、まず情報保存部３５０から「キャリブレーシ
ョン情報」として保存されていたΔＴvar を読み出す
（ｓ２１）。このとき付随して、「キャリブレーション
情報」が無ければ、あらかじめ情報保存部３５０に保存
されていた「汎用キャリブレーション情報」を読み出
す。続いて、情報保存部３５０から移動平均の時刻Ｔ±
ΔＴvar 分のデータを読み出す（ｓ２２）。続いて、読
み出されたデータの分散値を求め、これを「分散」の情
報として時刻Ｔと共に情報保存部３５０へ送り、その時
刻Ｔでの分散として保存する（ｓ２３）。そして時刻Ｔ
を更新し（ｓ２４）、上記のｓ２２からｓ２４の動作
を、データの読み出しが終了に至るまで繰り返す（ｓ２
５のＹＥＳ）。このようにして移動平均の分散を算出し
ながらの読み出しが終了すると、一括情報分析部３２１
は、一括情報分析が完了したものとして、その分析が終
了した旨の信号（分析終了信号）を一括情報評価部３２
２に送出する。

【００５６】図１３は、一括情報評価部による一括情報
評価の処理の主要部の流れを表した図である。基本的に
は、評価１または評価２を行い、その結果を用いて評価
３を行って最終的な評価を得る。

【００５７】一括情報評価部３２２は、一括情報分析部
３２１から分析終了信号を受け取ると、その終了の旨の
指令を情報表示・出力部３４０に送り、評価１もしくは
評価２の選択を要求する画面を表示装置４００に表示さ
せる。続いて、操作者が入力装置５００によって評価１
または評価２の選択を入力すると（ｓ３０の評価１また
は評価２）、その選択指令に従って、評価１の処理ステ
ップまたは評価２の処理ステップに進む（ｓ３１または
ｓ３２）。その処理ステップが終了した後、評価３の処
理を行う（ｓ３３）。そして評価３の処理が終了する
と、一括情報評価部３２２は、評価１〜３の処理が終了
した旨の信号を情報表示・出力部３４０に送る。情報表
示・出力部３４０では、情報保存部３５０から必要な情
報を読み出して表示装置４００の画面などに表示する。

【００５８】［１０．評価１］図１４，図１５は、一括
情報評価１（評価１と略称）に関する主要な処理過程を
表した流れ図である。まず、情報保存部３５０から「キ
ャリブレーション情報」を読み出す。またこのとき、情
報保存部３５０に「キャリブレーション情報」が無けれ
ば、情報保存部３５０に保存された「汎用キャリブレー
ション情報」を読み出して、評価に用いる閾（しきい）
値を設定する（ｓ４０）。続いて、時刻Ｔにおける移動
平均および誤差を読み出す（ｓ４１）。データが終了で
ない場合には（ｓ４２のＮＯ）、下記のような判断条件
に基づいた評価を実行する。すなわちＧ１；体幹部姿勢が臥位かつ大腿部姿勢が臥位かつ｛（体幹部姿勢が腹臥位かつ大腿部姿勢が背臥位）でない｝

【００５９】具体的な例では、先に例示した「３次元姿
勢・加速度センサー」を使用するものとすれば、判断条
件式は下記のようなものとなる。すなわちＧ１；体幹部センサーＺ軸移動平均＜臥位閾値ＡＮＤ大腿部センサーＺ軸移動平均＜臥位閾値ＡＮＤ｛ＮＯＴ（体幹部センサーＸ軸移動平均＜腹臥位閾値ＡＮＤ大腿部センサーＸ軸移動平均＞背臥位閾値）｝と表される条件を満たす場合には（ｓ４３のＹＥＳ）、
情報保存部３５０に時刻Ｔの情報と「臥位」の情報とを
一対にして送り、時刻Ｔにおける対象者の姿勢について
の評価（最終的解析）結果を臥位として保存する（ｓ４
４）。そして時刻Ｔの評価１を終了して図１５に示した
ような別段の処理過程に進む。

【００６０】上記の判断条件（Ｇ１）を満たさない場合
には（ｓ４３のＮＯ）、下記のような別段の判断条件
（Ｒ１１）に基づく評価に進む。すなわち、と表される条件を満たす場合には（ｓ４５のＹＥＳ）、
図１５に示したような立位と歩行の判断フロー（ｓ４
６）へと進み、上記のＲ１１を満たさない場合には（ｓ
４５のＮＯ）、座位と車椅子歩行の判断フロー（ｓ４
７）へと進む。

【００６１】この判断条件（Ｒ１１）を満たす場合に、
立位と歩行の判断フロー（ｓ４６）に進むと、そこでは
下記の判断条件（Ｒ１２）に基づいた評価が実行され
る。すなわちと表される条件を満たす場合には（ｓ４６のＹＥＳ）、
時刻Ｔの情報と「立位」の情報とを一対にして情報保存
部３５０に送り、時刻Ｔでの評価結果を立位として保存
する（ｓ４８）。あるいは上記の条件（Ｒ１２）を満た
さない場合には（ｓ４６のＮＯ）、時刻Ｔの情報と「歩
行」の情報とを一対にして情報保存部３５０に送り、時
刻Ｔでの評価結果を歩行として保存する（ｓ４９）。

【００６２】座位と車椅子歩行の判断フロー（ｓ４７，
ｓ５０）では、対象者が車椅子を使用していない状態の
場合には（ｓ４７のＮＯ）、情報保存部３５０に時刻Ｔ
と「座位」の情報を送り、時刻Ｔの評価を座位として保
存する（ｓ５１）。対象者が車椅子を使用している状態
の場合には（ｓ４７のＹＥＳ）、さらに下記のような判
断条件に基づいた評価を行う。すなわちＺ１；体幹部体動が車椅子歩行範囲または大腿部体動が車椅子歩行範囲具体的な例では、Ｚ１；（体幹部センサーＸ軸誤差＞車椅子歩行閾値ＯＲ体幹部センサーＹ軸誤差＞車椅子歩行閾値ＯＲ体幹部センサーＺ軸誤差＞車椅子歩行閾値）ＯＲ（大腿部センサーＸ軸誤差＞車椅子歩行閾値ＯＲ大腿部センサーＹ軸誤差＞車椅子歩行閾値ＯＲ大腿部センサーＺ軸誤差＞車椅子歩行閾値）と表される条件を満たす場合には（ｓ５０のＹＥＳ）、
時刻Ｔの情報と「車椅子歩行」の情報と一対にして情報
保存部３５０に送り、時刻Ｔの評価結果を車椅子歩行と
して保存する（ｓ５２）。上記の条件を満たさない場合
には（ｓ５０のＮＯ）、時刻Ｔの情報と「座位」の情報
とを一対にして情報保存部３５０に送り、時刻Ｔの評価
を座位として保存する（ｓ５１）。そして時刻Ｔを更新
する（ｓ５３）。上記のようなｓ４１からｓ５３までの
動作を、データが終了するまで評価１の処理として繰り
返し実行する。

【００６３】［１１．評価２］図１６，図１７は一括情
報評価２（評価２と略称）に関する主要な処理過程を表
した流れ図である。評価２として行われる処理過程にお
けるｓ６０からｓＳ６７、およびｓ７１からｓ７３の処
理過程は、評価１における処理過程とほぼ同様のもので
あるから、ここではｓ７０の座位と車椅子歩行との判断
フローについてを特に詳述する。

【００６４】ｓ７０では下記のような判断条件に基づい
た評価を実行する。すなわち、Ｚ２；（体幹部体動が車椅子歩行範囲または大腿部体動が車椅子歩行範囲）かつ体幹部の姿勢の変化が車椅子歩行範囲具体的な例では、Ｚ２；｛（体幹部センサーＸ軸誤差＞車椅子歩行閾値ＯＲ体幹部センサーＹ軸誤差＞車椅子歩行閾値ＯＲ体幹部センサーＺ軸誤差＞車椅子歩行閾値）ＯＲ（大腿部センサーＸ軸誤差＞車椅子歩行閾値ＯＲ大腿部センサーＹ軸誤差＞車椅子歩行閾値ＯＲ大腿部センサーＺ軸誤差＞車椅子歩行閾値）｝ＡＮＤ｛体幹部センサーＸ軸分散＜変化閾値ＡＮＤ体幹部センサーＹ軸分散＜変化閾値ＡＮＤ体幹部センサーＺ軸分散＜変化閾値｝と表される条件を満たす場合には（ｓ７０のＹＥＳ）、
時刻Ｔの情報と「車椅子歩行」の情報と一対にして情報
保存部３５０に送り、時刻Ｔの評価結果を車椅子歩行と
して保存する（ｓ７２）。上記の条件を満たさない場合
には（ｓ７０のＮＯ）、時刻Ｔの情報と「座位」の情報
とを一対にして情報保存部３５０に送り、時刻Ｔの評価
結果を座位として保存し（ｓ７１）、次のステップへと
進む。こうして評価１または評価２の処理が終了する
と、評価３の処理の実行へと進む。

【００６５】［１２．評価３］図１８，図１９は、一括
情報評価３（評価３と略称）の主要な処理過程を表した
流れ図である。まず、図１８に示したように、情報保存
部３５０から「キャリブレーション情報」として保存さ
れたΔＴest およびΔＴesi を読み出す（ｓ８０）。こ
のとき、「キャリブレーション情報」が無ければ、あら
かじめ情報保存部３５０に保存されている「汎用キャリ
ブレーション情報」を読み出す。続いて、時刻Ｔ±ΔＴ
est における評価を読み出す（ｓ８１）。データの読み
出しが終了に至らなければ（ｓ８２のＮＯ）、時刻Ｔの
評価が「立位」か否かを判断する（ｓ８３）。評価が
「立位」であれば（ｓ８３のＹＥＳ）、ΔＴest の時間
内での評価を全て調べて（ｓ８４）、その中に「歩行」
の評価が存在していれば（ｓ８４のＹＥＳ）、情報保存
部３５０に保存されている時刻Ｔの評価結果を「歩行」
に変更する（ｓ８５）。そして時刻Ｔを更新し（ｓ８
６）、上記のｓ８１からｓ８６の動作を繰り返して、デ
ータが終了すれば別段の処理に進む。

【００６６】次に、図１９に示したように、時刻Ｔ±Δ
Ｔesi での評価を読み出す（ｓ８７）。データが終了で
なければ（ｓ８８のＮＯ）、時刻Ｔの評価が「座位」か
否かを判断する（ｓ８９）。評価が「座位」であれば
（ｓ８９のＹＥＳ）、時間ΔＴesi 内の評価の全てを調
べて、その中に「車椅子歩行」の評価が存在していれば
（ｓ９０のＹＥＳ）、情報保存部３５０に保存されてい
る時刻Ｔにおける評価を「車椅子歩行」に変更する（ｓ
９１）。そして時刻Ｔを更新し（ｓ９２）、上記のｓ８
７からｓ９１の動作を繰り返し行って行き、データの読
み出しが終了すると（ｓ８８のＹＥＳ）、評価３として
の処理過程が完了する。このようにして評価３の処理過
程が完了すると、一括情報処理部３２０は、評価の処理
過程を完了した旨の信号（評価完了信号）を情報表示・
出力部３４０に送出する。

【００６７】［１３．逐次情報処理］本実施の形態に係
る状態評価システムでは、逐次情報処理により、対象者
の現在の動作状態を逐次にモニターすることなども可能
である。まず、操作者は、解析装置３００の表示装置４
００にモニター開始の選択画面が表示されているとき
に、解析装置３００の入力装置５００を用いてスイッチ
（図示省略）を押下またはコマンドを入力することなど
により、モニター開始を選択する。この操作によって、
まず、逐次情報処理部３３０が、あらかじめ情報保存部
３５０に保存されている逐次情報処理に必要な「デジタ
ルセンサー情報」のブロック数「Ｎseq 」を読み出す。
次に、情報送受信部３８０から情報記憶・送信装置２０
０へと「デジタルセンサー情報」の送信要求指令が送ら
れる。その後、解析装置３００は、情報送受信部３８０
で１ブロックの「デジタルセンサー情報」を受信し、情
報保存部３５０へ送り受信した情報を「逐次デジタルセ
ンサー情報」として保存する。次に、１ブロックの「デ
ジタルセンサー情報」を受信した旨の情報を受信終了信
号として逐次情報処理部３３０に送る。逐次情報処理部
３３０は、この受信終了信号を受け取ると、受信ブロッ
ク数をカウントし、受信ブロック数が必要なブロック数
「Ｎseq 」に達した段階で、情報保存部３５０からＮse
q のブロック数を有する「逐次デジタルセンサー情報」
を読み出して、情報の分析および動作状態の評価を行
い、分析情報および評価情報を情報保存部３５０へ送出
して、それらの情報を保存する。また、同時にモニター
表示指令を情報表示・出力部３４０へと送出する。

【００６８】上記の逐次情報処理は、操作者が入力装置
５００からスイッチまたはコマンド入力などによって逐
次情報処理の終了指令が入力されるまで、周期的に継続
される。逐次情報処理の終了指令が入力されると、解析
装置３００は、現在の逐次情報処理を終了した時点で
「逐次デジタルセンサー情報」を結合して「デジタルセ
ンサー情報」として保存し、逐次情報処理を終了する。
情報表示・出力部３４０は、モニター表示指令を受け取
ると、モニターに必要な情報を情報保存部３５０より読
み出し、表示装置４００に表示する。ここで、逐次情報
処理部３３０で行われる情報の分析および評価の手法
は、先述した一括情報処理部３２０での一連の分析から
評価までの処理を連続的に複数行うのではなく一回だけ
実行することに相当するものであるから、上記の一括情
報処理部３２０での説明を参照すればよい。従って、こ
こではその詳細な説明は省略する。なお、情報記憶・送
信装置２００は、逐次情報処理中も、動作状態の記憶媒
体への保存を継続することができる。

【００６９】上記した逐次情報処理における情報記憶・
送信装置２００と解析装置３００との情報の送受信は、
接続ケーブル２０２を介したアナログ信号によっても行
うことが可能である。この場合、情報記憶・送信装置２
００からは、接続ケーブル１０１、１０２、１０３…か
らのセンサー信号がデジタル変換されることなく直接的
にアナログ信号のままで解析装置３００に送られる。解
析装置３００では、このアナログ信号をアナログ／デジ
タル変換部３７０で受信してデジタル信号に変換する。
また、アナログ／デジタル変換部３７０は、情報送受信
部３８０からの送信要求に基づいて、「デジタルセンサ
ー情報」として変換したデジタル信号を送出する。すな
わち、先述のキャリブレーションおよび逐次情報処理に
おける情報送受信部３８０から情報記憶・送信装置２０
０への「デジタルセンサー情報」の送信要求指令は、ア
ナログ／デジタル変換部３７０への「デジタルセンサー
情報」の送信要求指令に置き換えることが可能である。

【００７０】［１４．評価結果の情報等の表示および出
力］情報表示・出力部３４０は、評価完了信号を受け取
ると、情報保存部３５０から必要な情報を読み出して、
表示装置４００による表示や出力装置６００による出力
を実行する。その際の表示や出力の情報内容としては、
例えば、対象者の動作状態の時系列的な推移を表した数
表やグラフ、あるいは動作状態の全時間に対する割合の
時系列的な推移を表した数表やグラフなどが可能であ
る。

【００７１】［１５．情報の内容］先述の「デジタルセ
ンサー情報」としては、例えば次に説明するようなもの
である。「デジタルセンサー情報」の精度やデータ量等
は使用されるセンサー１００の仕様に左右される。ここ
で、一例としてセンサー１００を先述したような「３次
元姿勢・加速度センサー」とした場合について述べる。

【００７２】「デジタルセンサー情報」は、計測データ
が取り込まれた時刻の情報と、個々のセンサーのＸ，
Ｙ，Ｚ方向の検出値のデータ（情報）とを、１ブロック
として組み合わせて所定の周期ごとにピックアップした
情報である。ただし、「デジタルセンサー情報」の形態
は、ここで例示したもののみには限定されず、使用する
センサー１００の仕様または評価する動作状態に対応し
て種々のものとすることが可能であることは言うまでも
ない。

【００７３】［１６．正規化情報］先述した正規化情報
のデータについては、さらに詳細には、例えば前述の
「３次元姿勢・加速度センサー」を用いた場合、下記の
ようなものとなる。

【００７４】図２０、図２１、図２２、図２３は、それ
ぞれ理想的（理論的）な直立姿勢、背臥位姿勢、腹臥位
姿勢、右横臥位姿勢として想定される各状態ごとでの対
象者の身体の状態とセンサーの座標系との関係を模式的
に表したものである。このとき、それぞれのセンサーの
出力は次のようになるものと仮定することができる。ま
ず、対象者が理想的な垂直な直立姿勢のときには、（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）＝（０，０，Ｖｔｚ）：体幹部セ
ンサー（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）＝（０，０，Ｖｄｚ）：大腿部セ
ンサーとなる。また、水平な背臥位姿勢のときには、（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）＝（Ｖｔｘ，０，０）（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）＝（Ｖｄｘ，０，０）となる。また、水平な腹臥位姿勢のときには、（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）＝（−Ｖｔｘ，０，０）（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）＝（−Ｖｄｘ，０，０）となる。また、水平な右横臥位姿勢のときには、（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）＝（０，Ｖｔｙ，０）（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）＝（０，Ｖｄｙ，０）となる。

【００７５】このとき、正規化情報は、Ｖｔｘ，Ｖｔ
ｙ，Ｖｔｚ，Ｖｄｘ，Ｖｄｙ，Ｖｄｚで与えられる。正
規化とは、一般に、それぞれの成分をその各々に対応す
る正規化情報で除算することであるから、正規化された
センサー情報としては、それぞれの状態で、直立状態時：（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）＝（０，０，１）、（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）＝（０，０，１）背臥位状態時：（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）＝（１，０，０）、（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）＝（１，０，０）腹臥位状態時：（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）＝（−１，０，０）、（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）＝（−１，０，０）右横臥位状態時：（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）＝（０，１，０）、（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）＝（０，１，０）と定義される。なお、このような正規化は、センサー出
力を一般化して取り扱うために行うものであって、この
ような正規化は行わずに情報の分析および評価を行なう
ことなども可能であることは言うまでもない。

【００７６】［１７．キャリブレーション情報］先述し
たキャリブレーション情報のデータについては、さらに
詳細には、例えば前述の「３次元姿勢・加速度センサ
ー」を用いた場合、下記のようなものとなる。

【００７７】まず、立位、座位、臥位などの「姿勢情
報」に対しては、キャリブレーションを行った時点の各
姿勢ごとのセンサーの検出値の平均値と、その各姿勢ご
とに対応したセンサーの検出値との比較により、・体幹部Ｚ軸臥位閾値・大腿部Ｚ軸臥位閾値・体幹部Ｘ軸腹臥位閾値・大腿部Ｘ軸背臥位閾値を求め、これを「姿勢情報」に関する「キャリブレーシ
ョン情報」とする。

【００７８】また、歩行や車椅子歩行などの「体動情
報」に対しては、キャリブレーションを行った各動作状
態での各センサーの検出値から、・歩行閾値・車椅子歩行閾値・変化閾値を求め、これを「体動情報」に関する「キャリブレーシ
ョン情報」とする。

【００７９】また、「デジタルセンサー情報」の分析に
用いる時間；・ΔＴａｖｒ・ΔＴｖａｒおよび、歩行または車椅子歩行の継続を判断する時間；・ΔＴｅｓｔ・ΔＴｅｓｉを求め、これを「分析・評価」に関する「キャリブレー
ション情報」とする。

【００８０】［実施例］先述したような「３次元姿勢・
加速度センサー」を用いると共に正規化を行った場合の
「汎用キャリブレーション情報」の具体的な数値を、実
施例として以下に説明する。

【００８１】まず、センサー出力に体動による加速度が
重畳されていない場合を考える。センサー出力は正規化
されて次のような値を取る。すなわち、（１）臥位Ｔｘ＝略−１〜略１Ｔｙ＝略−１〜略１Ｔｚ＝略０Ｄｘ＝略−１〜略１Ｄｙ＝略−１〜略１Ｄｚ＝略−１〜略０（２）座位Ｔｘ＝略−１〜略１Ｔｙ＝略０Ｔｚ＝略０〜略１Ｄｘ＝略０〜略１Ｄｙ＝略０Ｄｚ＝略０〜略１（３）立位Ｔｘ＝略０Ｔｙ＝略０Ｔｚ＝略１Ｄｘ＝略０Ｄｙ＝略０Ｄｚ＝略１

【００８２】ここで、上記の各数値の前に付された「略
（ほぼ）」とは、その数値に例えば計測工学上の誤差や
器差等が混入した値として、その数値の近辺の値である
ことを意味している。

【００８３】上記のような数値を参照すると、対象者の
臥位、座位、立位の姿勢は、２つのセンサーのＺ方向成
分の値に基づいて判断可能であることが分かる。

【００８４】まず、臥位は、基本的に、判断条件式臥位基準１；Ｔｚ ≠ 略１ＡＮＤＤｚ ≠ 略１に基づいて判断される。ただしこの場合、座位姿勢で体
幹部が極端に前傾しているといった場合なども含まれ得
るので、さらに次のような判断条件式を追加することが
望ましい。すなわち、臥位基準２；ＮＯＴ｛（Ｔｘ＝略０〜略−１）ＡＮＤ
（Ｄｘ＝略０〜略１）｝これにより、図１４のステップＳ４３の判断条件；（Ｔｚ＜略１）ＡＮＤ（Ｄｚ＜略１）ＡＮＤ［ＮＯＴ
｛（Ｔｘ＜略０）ＡＮＤ（Ｄｘ＞略０）｝］が得られる。従って、このときの閾値は、それぞれ・体幹部Ｚ軸臥位閾値＝略１・大腿部Ｚ軸臥位閾値＝略１・体幹部Ｘ軸腹臥位閾値＝略０・大腿部Ｘ軸背臥位閾値＝略０となる。

【００８５】次に、立位は、大腿部が立位の状態であれ
ば立位と見做してもよいから、立位基準；Ｄｚ＝略１によって判断することができる。これにより、図１４に
て説明したｓ４５での判断条件；Ｄｚ＞略１が得られる。従って、このときの閾値は、・大腿部Ｚ軸臥位閾値＝略１となる。この閾値に適合するセンサー出力がピックアッ
プされた場合には、対象者の姿勢が上記以外の場合で
も、臥位でも立位でもなく座位であると高い妥当性を以
て判断することが可能である。

【００８６】上記に例示したようなセンサー出力では、
一般に、実際上は加速度信号が重畳するため、条件判断
に用いる際には前後ΔＴave 時間内での移動平均値を用
いることが望ましい。これらの汎用的な具体的数値は、
ある程度の多数の対象者への実験を行うなどして、それ
を例えば統計学的な手法によって解析するなどして求め
ることができる。その一例を下記に示す。・体幹部Ｚ軸臥位閾値＝略１／実測結果＝０．７・大腿部Ｚ軸臥位閾値＝略１／実測結果＝０．５・体幹部Ｘ軸腹臥位閾値＝略０／実測結果＝０．１・大腿部Ｘ軸背臥位閾値＝略０／実測結果＝０．２

【００８７】次に、歩行および車椅子歩行の判断条件と
して用いられる閾値について説明する。基本的に、歩行
および車椅子歩行に関しては、センサーからの加速度信
号に基づいて、そのセンサーが装着されている部位の身
体の動き（体動）を検出し、その体動の安静時に対する
程度に基づいて判断することができる。例えば、ある時
刻Ｔと、その時刻Ｔの前後の所定範囲内での平均値との
誤差を取ることによって、安静時に対する体動の程度に
関するデータ（情報）を得ることができる。さらに具体
的には、加速度の大きさ（絶対値）のみを強調するため
に、前述の誤差の値を２乗したものを用いる。すなわ
ち、体動が大きくなると誤差の２乗値は正方向にさらに
強調されて大きな値となるので、体動の程度を表すデー
タとしてはさらに利用しやすいものとなる。

【００８８】ここで、一般に、歩行では必ず大腿部に動
きが生じるから、対象者の姿勢が立位の条件を満たして
いるときに、大腿部の体動が所定の閾値よりも小さけれ
ば、対象者は足を動かしておらず、立ち止まるなどして
立位の状態にあるものと判断することができる。すなわ
ち、立位であることの判断条件は、立位基準；｛Ｄｘ − ａｖｒ（Ｄｘ）｝²＜歩行閾値ＡＮＤ｛Ｄｙ − ａｖｒ（Ｄｙ）｝²＜歩行閾値ＡＮＤ｛Ｄｚ − ａｖｒ（Ｄｚ）｝²＜歩行閾値とすることができる。ここで、ａｖｒ（〜）は、（）内
の数値の前後での移動平均値を表している。このような
立位基準によって、図１５のｓ４６での判断を高い妥当
性で行うことができる。

【００８９】また、車椅子歩行では、車椅子を腕力によ
って走行させる際には、一般に、体幹部および大腿部に
ある程度の動きが生じるので、座位の状態で体幹部およ
び大腿部に所定の程度以上の体動があった場合には、そ
れに基づいて、対象者が車椅子歩行の状態にあるものと
判断することができる。すなわち、車椅子歩行基準１；｛Ｔｘ − ａｖｒ（Ｔｘ）｝²＞車椅子歩行閾値ＯＲ｛Ｔｙ − ａｖｒ（Ｔｙ）｝²＞車椅子歩行閾値ＯＲ｛Ｔｚ − ａｖｒ（Ｔｚ）｝²＞車椅子歩行閾値ＯＲ｛Ｄｘ − ａｖｒ（Ｄｘ）｝²＞車椅子歩行閾値ＯＲ｛Ｄｙ − ａｖｒ（Ｄｙ）｝²＞車椅子歩行閾値ＯＲ｛Ｄｚ − ａｖｒ（Ｄｚ）｝²＞車椅子歩行閾値に基づいて、図１５のｓ５０での判断を高い妥当性を以
て行うことができる。

【００９０】ただし、座位の状態で車椅子の走行以外の
種々の動作を対象者が行う場合などもあり得る。そこ
で、車椅子歩行では、対象者の座位の姿勢については変
化が少ないことに着目して、それぞれの姿勢のある一定
時間ΔＴvar 内での分散値を求め、この分散値が所定の
値よりも小さい、すなわち姿勢の変化が所定の閾値より
も小さい場合には、車椅子歩行と判断するという方法も
有効である。この場合の判断基準は、車椅子歩行基準２；ｖａｒ｛ａｖｒ（Ｔｘ）｝＜変化閾値ＡＮＤｖａｒ｛ａｖｒ（Ｔｙ）｝＜変化閾値ＡＮＤｖａｒ｛ａｖｒ（Ｔｚ）｝＜変化閾値とする。ここで、ｖａｒ｛〜｝は、｛〜｝内のデータの
前後一定時間における分散を表している。このような車
椅子歩行基準２により、図１７のｓ７０の判断を高い妥
当性を以て行うことができる。

【００９１】なお、上記の体動に対する閾値の具体的な
数値は一般に、センサー感度に対応して大幅に異なる場
合が多く、上記のような姿勢に対する閾値などの正規化
による数値を一様に決定することは実際上困難であるた
め、ここではその体動に対する閾値の具体的な数値例に
ついては例示を省略する。上記のような基準を用いた判
断を行うにあたって、使用するセンサーの仕様に対応し
て適宜に閾値を設定することが望ましい。また、以上に
示した移動平均および分散を求める際の時間ΔＴavr 、
ΔＴvar は、センサー感度や対象者の個人差や動作状の
などに対応して大幅に変化する場合があるため、その具
体的な数値を一概に決定することはできないが、これに
ついても、ある程度の多数の対象者への実験等を行って
得られた実験値を統計学的な手法で解析すると共に、そ
の装置やシステムで用いられるセンサーの仕様との兼ね
合い等も考慮に入れて、適宜に求めることが可能であ
る。そのようにして定められた具体的な数値の一例を示
すと、上記の実施例の場合には、・ΔＴavr ：１秒・ΔＴvar ：２秒となった。

【００９２】ところで、評価１および評価２では、時刻
Ｔにおける状態を判断している。換言すれば、瞬間ごと
の状態を判断している。しかし、歩行や車椅子歩行など
の動作は一般に、ある程度の時間に亘って継続される動
作である。そこで、評価３では、評価１または評価２の
結果に対して、同じ姿勢が継続して時間ΔＴest または
時間ΔＴesi 以上に継続しない場合には、動作状態にあ
ると見做して、瞬間ごとの状態判断によって得られた評
価を変更する。この場合の時間ΔＴest または時間ΔＴ
esi の具体的な数値についても、対象者の運動能力の影
響などにより一概には決定できないが、これも、ある程
度の多数の対象者への実験等に基づいて求めることがで
きる。その一例として、上記の実施例では、・ΔＴest ：１秒・ΔＴesi ：１秒とした。これは、上記の実施例では、ある計測回の前後
１秒、すなわち２秒間以上に亘って同一姿勢を続けてい
なければ、動作状態にあると見做すものとした、という
ことを意味している。

【００９３】なお、対象者による種々の姿勢および動作
の個人差が計測結果に所定の偏差以上の著しい偏りを生
じさせる場合などには、上記のような具体的数値や計測
条件の調整が必要であるが、そのような調整はキャリブ
レーションによって行うことが可能であることは既述の
通りである。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１，２，４
のいずれかに記載の状態評価システムまたは請求項３ま
たは５に記載の解析装置によれば、観察対象者の身体に
複数のセンサーを取り付けて、その個々のセンサーが、
取り付けられた位置ごとの動きに関する情報および鉛直
方向に対する姿勢に関する情報を各々独立して計測し、
そのセンサーによって計測された観察対象者の身体にお
ける動きに関する情報と姿勢に関する情報との組み合わ
せに基づいて、その観察対象者の身体の動作状態が少な
くとも臥位、座位、立位のうちのいずれに該当するもの
であるかを判断するようにしたので、観察者による人的
労力や時間的な負担を要することなく、またリハビリテ
ーションや介護などの対象者の日常的なプライバシーを
侵害することなく、その対象者の身体上の行動状況を客
観的に記録、解析、評価することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る状態評価システム
の基本的な構成を表した図である。

【図２】対象者の身体上に想定した座標系とセンサーの
座標系との関係を模式的に表した図である。

【図３】この状態評価システムの全体的なシステムを構
成している各装置相互間の接続関係を表した図である。

【図４】情報記憶・送信装置における主要部の構成を表
したブロック図である。

【図５】解析装置の主要部の構成を表したブロック図で
ある。

【図６】一括情報処理部の主要部の構成を表したブロッ
ク図である。

【図７】逐次情報処理部の主要部の構成を表したブロッ
ク図である。

【図８】情報表示・出力部の主要部の構成を表したブロ
ック図である。

【図９】キャリブレーションにおけるキャリブレーショ
ン部および情報送受信部での主要な動作を表した流れ図
である。

【図１０】一括情報分析の主要な処理過程を表した流れ
図である。

【図１１】図１０に引き続いて一括情報分析の主要な処
理過程を表した流れ図である。

【図１２】図１１に引き続いて一括情報分析の主要な処
理過程を表した流れ図である。

【図１３】一括情報評価の全体的な処理過程の概要を表
した流れ図である。

【図１４】評価１に関する詳細な処理過程を表した流れ
図である。

【図１５】図１４に引き続いて評価１の処理過程を表し
た流れ図である。

【図１６】評価２に関する詳細な処理過程を表した流れ
図である。

【図１７】図１６に引き続いて評価２の処理過程を表し
た流れ図である。

【図１８】評価３に関する主要な処理過程を表した流れ
図である。

【図１９】図１８に引き続いて評価３の処理過程を表し
た流れ図である。

【図２０】理想的な直立姿勢として想定される状態で
の、対象者の身体の状態とセンサーの座標系との関係
を、模式的に表した図である。

【図２１】理想的な背臥位姿勢として想定される状態で
の、対象者の身体の状態とセンサーの座標系との関係
を、模式的に表した図である。

【図２２】理想的な腹臥位姿勢として想定される状態で
の、対象者の身体の状態とセンサーの座標系との関係
を、模式的に表した図である。

【図２３】理想的な右横臥位姿勢として想定される状態
での、対象者の身体の状態とセンサーの座標系との関係
を、模式的に表した図である。

【符号の説明】

１００…センサー、２００…情報記憶・送信装置、３０
０…解析装置、４００…表示装置、５００…入力装置、
６００…出力装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂田俊一熊本県上益城郡益城町大字田原2081番地10 財団法人熊本テクノポリス財団電子応用機械技術研究所内 (72)発明者野尻晋一熊本県熊本市清水町山室６丁目８番１号医療法人社団寿量会熊本機能病院併設老人保健施設清雅苑内Ｆターム(参考） 4C038 VA04 VA12 VB14 VB28 VB31 VC20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】観察対象者の身体の複数箇所に取り付け
られて、その取り付けられた位置における動きに関する
情報および鉛直方向に対する姿勢に関する情報を、各々
が計測する複数のセンサーと、前記複数のセンサーによって計測された前記動きに関す
る情報および前記姿勢に関する情報を、それらが計測さ
れた時刻の情報と対応付けて、記憶手段への記憶または
外部への送信のうち少なくともいずれか一方を行う情報
記憶・送信装置とを備えたことを特徴とする状態評価シ
ステム。
【請求項２】観察対象者の身体の複数箇所に取り付け
られて、その取り付けられた位置における動きに関する
情報および鉛直方向に対する姿勢に関する情報を各々が
計測する複数のセンサーと、前記複数のセンサーによって計測された前記動きに関す
る情報および前記姿勢に関する情報を、それらが計測さ
れた時刻の情報と対応付けて、記憶手段への記憶または
外部への送信のうち少なくともいずれか一方を行う情報
記憶・送信装置と、前記情報記憶・送信装置に記憶された情報または前記情
報記憶・送信装置から送信される情報を読み取って、前
記動きに関する情報と前記姿勢に関する情報との組み合
わせに基づいて、前記観察対象者の身体の動作状態が、
少なくとも臥位、座位、立位のうちの、いずれに該当す
るものであるかを判断する解析装置とを備えたことを特
徴とする状態評価システム。
【請求項３】前記センサーによって計測される前記観
察対象者の動きに関する情報および姿勢に関する情報
が、前記観察対象者の身体における大腿部と胴体部との
少なくとも２箇所で計測されたものであることを特徴と
する請求項１または２記載の状態評価システム。
【請求項４】前記解析装置が、前記動きに関する情報
と前記姿勢に関する情報との組み合わせに基づいて、前
記観察対象者の身体の動作状態が車椅子走行と歩行との
うちの、いずれに該当するものであるかを、さらに判断
することを特徴とする請求項２記載の状態評価システ
ム。
【請求項５】観察対象者の身体の複数箇所に取り付け
られた位置の動きに関する情報および鉛直方向に対する
姿勢に関する情報を各々が計測する複数のセンサーによ
って計測された、前記動きに関する情報と前記姿勢に関
する情報との組み合わせに基づいて、前記観察対象者の
身体の動作状態が、少なくとも臥位、座位、立位のうち
の、いずれに該当するものであるかを判断することを特
徴とする解析装置。
【請求項６】前記センサーによって計測される前記観
察対象者の動きに関する情報および姿勢に関する情報
が、前記観察対象者の身体における大腿部と胴体部との
少なくとも２箇所で計測されたものであることを特徴と
する請求項５記載の解析装置。
【請求項７】前記動きに関する情報と前記姿勢に関す
る情報との組み合わせに基づいて、前記観察対象者の身
体の動作状態が、車椅子走行と歩行とのうちの、いずれ
に該当するものであるかを、さらに判断することを特徴
とする請求項５記載の状態評価システム。