JP2009011527A - 足関節の動的アライメントの評価システムおよび足関節の動的アライメントの評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】オペレータの主観的な操作による人的誤差を生じにくくするとともに、短時間で足関節の動的アライメントの評価結果を出すことができるようにする。
【解決手段】踵から爪先にかけて足の裏を順次接地させる態様で行われる走歩行動作を被測定者が行った際の圧力分布を所定の測定時間ごとに測定する測定装置１と、測定時間ごとに測定された圧力分布の圧力中心の位置を演算し、演算された圧力中心の位置に基づいて、一連の走歩行動作における圧力中心の軌跡Ｎを決定するとともに、踵側から爪先側にかけて設定される直線状の基準線Ｍに対する前記圧力中心の軌跡Ｎの逸脱量を演算する演算装置２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に足関節の動的アライメントの評価システムおよび足関節の動的アライメントの評価方法に関する。

足関節のアライメント異常（オーバープロネーション、アンダープロネーションなど）は、スポーツ障害の大きな要因であり、足関節の動的アライメントを測定してアライメント異常（オーバープロネーション、アンダープロネーションなど）を矯正する用具（シューズ、中敷など）を正しく処方することはスポーツ障害の予防に重要である。

従来、ジョギング（走行）用、歩行用等のシューズとして使用者に適したものを決める場合に、使用者の足関節の動的アライメントを、例えば、オーバープロネーション（過回内）、ニュートラル、アンダープロネーション（過回外）の３つに分類し、それぞれの分類に応じたシューズを選択する手法が採用されている。ここで、「オーバープロネーション」とは、図７に示すように、踵のまわりの部分が過度に内側に傾いた状態をいい、「アンダープロネーション」とは、図８に示すように、踵のまわりの部分が過度に外側に傾いた状態をいう。また、「ニュートラル」は、図９に示すように、踵のまわりの部分が過度に傾いていない状態をいう。

シューズの使用者の足関節の動的アライメントの測定・評価の方法としては、例えば、使用者の走歩行中の足を後方から撮影して、その画像をパソコン等のモニタに表示させ、図７〜図９に示すように、踵の部分に引いた中心線Ｋ１とふくらはぎの部分に引いた中心線Ｋ２とがなす角度を測定し、この角度の大きさに応じて、オーバープロネーション、ニュートラル、アンダープロネーションの３つに分類して評価を行うのが一般的である。

従来のように、使用者の足に中心線Ｋ１，Ｋ２を引いて走歩行中の映像を撮影して足関節の動的アライメントの分類を行う場合や、使用者の足の映像を撮影し、モニタに表示された足の画像に中心線Ｋ１，Ｋ２を引いて足関節の動的アライメントの分類を行う場合には、この分類のために足の撮影およびパソコン等の操作を行うオペレータが経験を基に主観的に中心線Ｋ１，Ｋ２を引くことになり、このため、この中心線が引かれた際に誤差（人的誤差）が生ずるおそれがあった。また、この操作を行うオペレータには、動的アライメントの評価に関する専門知識が必要であり、専門知識を有しない者がこの評価を行うことによって、評価に誤差が生ずるおそれがあった。また、上記のような手順（足の撮影、データの取り込み等）では評価結果（分類結果）を出すまでに時間がかかってしまっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、オペレータの主観的な操作による人的誤差を生じにくくするとともに、短時間で評価結果を出すことが可能な足関節の動的アライメントの評価システムを提供することを課題とする。

また、本発明は、オペレータの主観的な操作による人的誤差を生じにくくするとともに、短時間で評価結果を出すことが可能な足関節の動的アライメントの評価方法を提供することを課題とする。

本発明に係る足関節の動的アライメントの評価システムは、上記の課題を解決するためのものであって、踵から爪先にかけて足の裏を順次接地させる態様で行われる走歩行動作を被測定者が行った際の圧力分布を所定の測定時間ごとに測定する測定装置と、測定時間ごとに測定された圧力分布の圧力中心の位置を演算し、演算された圧力中心の位置に基づいて、一連の走歩行動作における圧力中心の軌跡を決定するとともに、踵側から爪先側にかけて設定される直線状の基準線に対する前記圧力中心の軌跡の逸脱量を演算する演算装置とを備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、測定装置で被測定者の足の裏の圧力分布を測定し、測定された圧力分布における圧力中心の軌跡を演算し、基準線に対する圧力中心の逸脱量を演算装置で演算し、この逸脱量を足関節の動的アライメントの評価指標（分類指標）として用いることで、オペレータの操作によって決定される要素がなくなり、オペレータの主観的な操作による誤差が発生しにくく、しかも、短時間に評価結果を出すことが可能になる。

また、足関節の動的アライメントの評価システムは、前記逸脱量が、基準線と圧力中心の軌跡とがなす領域の面積として演算されることが望ましい。

このように、基準線と圧力中心の軌跡とがなす領域の面積を前記逸脱量として足関節の動的アライメントの分類指標に用いることで、オペレータの主観的な操作による誤差が発生しにくく、しかも短時間に評価結果を出すことが可能になる。

また、足関節の動的アライメントの評価システムは、逸脱量としての前記面積を被測定者の足の大きさに応じた量で除した値を基に足関節の動的アライメントを分類することが望ましい。

かかる構成によれば、被測定者の足の大きさには個人差があるが、逸脱量としての前記面積を被測定者の足の大きさに応じた量で除することによって、足関節の動的アライメントの評価指標としての逸脱量を規格化（正規化）でき、被測定者の足の大小にかかわらずに被測定者の足関節の動的アライメントを評価（分類）できるようになる。

また、足関節の動的アライメントの評価システムは、前記逸脱量が、基準線と圧力中心の軌跡との間隔の最大値として演算されることが望ましい。

かかる構成によれば、基準線と圧力中心の軌跡との間隔の最大値を前記逸脱量として足関節の動的アライメントの分類指標に用いることで、オペレータの主観的な操作による誤差が発生しにくく、しかも短時間に評価結果を出すことが可能になる。

また、前記逸脱量としての基準線と圧力中心との間隔の最大値を被測定者の足の大きさに応じた量で除した値を基に足関節の動的アライメントを分類することが望ましい。

かかる構成によれば、被測定者の足の大きさには個人差があるが、逸脱量としての基準線と圧力中心の軌跡との間隔の最大値を被測定者の足の大きさに応じた量で除することによって、足関節の動的アライメントの評価指標としての逸脱量を規格化でき、被測定者の足の大小にかかわらずに被測定者の足関節の動的アライメントを評価（分類）できるようになる。

また、足関節の動的アライメントの評価システムは、前記圧力中心の軌跡と基準線を表示可能な表示装置を備える構成を採用できる。

かかる構成によれば、圧力中心の軌跡と基準線を表示装置で表示することによって、オペレータは、基準線に対する圧力中心の軌跡の逸脱の傾向を視覚的に把握できるようになる。

また、足関節の動的アライメントの評価システムは、前記演算装置が、逸脱量としての前記面積を被測定者の足の大きさに応じた量で除した値を、予め設定された基準に基づいてオーバープロネーション、ニュートラル、アンダープロネーションのいずれか１つに分類する構成を採用できる。

かかる構成によれば、規格化された前記面積を予め設定された基準（閾値）に基づいてオーバープロネーション、ニュートラル、アンダープロネーションのうちの１つに分類することによって、被測定者の足関節の動的アライメントに適したシューズを決定できる。

また、足関節の動的アライメントの評価システムは、前記演算装置は、逸脱量としての基準線と圧力中心との間隔の最大値を被測定者の足の大きさに応じた量で除した値を、予め設定された基準に基づいてオーバープロネーション、ニュートラル、アンダープロネーションのいずれか１つに分類する構成を採用できる。

かかる構成によれば、規格化された前記最大値を予め設定された基準（閾値）に基づいてオーバープロネーション、ニュートラル、アンダープロネーションのうちの１つに分類することによって、被測定者の足関節の動的アライメントに適したシューズを決定できる。

また、本発明に係る足関節の動的アライメントの評価方法は、踵から爪先にかけて足の裏を順次接地させる態様で行われる走歩行動作を被測定者が行った際の圧力分布を所定の測定時間ごとに測定装置で測定し、測定時間ごとに測定された圧力分布の圧力中心の位置を演算し、測定時間ごとに演算された圧力中心の位置に基づいて、一連の走歩行動作における圧力中心の軌跡を決定し、踵側から爪先側にかけて設定される直線状の基準線に対する前記圧力中心の軌跡の逸脱量を演算装置で演算することを特徴とする。

かかる方法によれば、測定装置で被測定者の足の裏の圧力分布を測定し、演算装置によって、測定された圧力分布における圧力中心の軌跡を演算するとともに、基準線に対する圧力中心の逸脱量を演算し、この逸脱量を足関節の動的アライメントの評価指標（分類指標）として用いることで、オペレータの操作によって決定される要素がなくなり、オペレータの主観的な操作による誤差が発生しにくく、しかも、短時間に評価結果を出すことが可能になる。

また、本発明に係る足関節の動的アライメントの評価システムは、踵から爪先にかけて足の裏を順次接地させる態様で行われる走歩行動作を被測定者が行った際の荷重分布を所定の測定時間ごとに測定する測定装置と、測定時間ごとに測定された荷重分布の荷重中心の位置を演算し、演算された荷重中心の位置に基づいて、一連の走歩行動作における荷重中心の軌跡を決定するとともに、踵側から爪先側にかけて設定される直線状の基準線に対する前記荷重中心の軌跡の逸脱量を演算する演算装置とを備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、測定装置で被測定者の足の裏の荷重分布を測定し、測定された荷重分布における荷重中心の軌跡を演算し、基準線に対する荷重中心の逸脱量を演算装置で演算し、この逸脱量を足関節の動的アライメントの評価指標（分類指標）として用いることで、オペレータの操作によって決定される要素がなくなり、オペレータの主観的な操作による誤差が発生しにくく、しかも、短時間に評価結果を出すことが可能になる。

本発明によれば、オペレータの主観的な操作による人的誤差を生じにくくするとともに、短時間で足関節の動的アライメントを評価できるようになる。

以下、本発明に係る足関節の動的アライメントの評価システムおよび足関節の動的アライメントの評価方法を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。

図１に示すように、足関節の動的アライメントの評価システム（以下、単に「評価システム」という）は、足を載せたときの足裏（足底）の圧力分布を測定する測定装置１と、測定装置１によって測定された圧力分布データを基に所定の演算を行う演算装置２と、測定された圧力分布および演算装置２の演算結果等を表示する表示装置３、足関節の動的アライメントの評価に必要な基準等のデータを記憶する記憶装置４を備えている。

測定装置１は、図２に示すように、床等に載置されるセンサーシート１ａを備える。センサーシート１ａは、その上面に足が載せられると、内部に平面視碁盤目状に複数設けられたセンサー（測定点）によって、足裏の各部の圧力を測定できるようになっている。また、この測定装置１は、接続コードまたは無線通信を介して演算装置２に接続されている。

測定装置１は、被測定者が踵から爪先にかけて足の裏を順次接地させる態様で行われる走歩行動作を行ってセンサーシート１ａに足を載せたときの圧力を一定の測定時間（例えば、約１７ｍｓｅｃ）ごとに測定できるようになっている。測定装置１で測定された圧力分布データは、演算装置２に送信され、演算装置２は、この圧力分布データを画像データとして表示装置３に表示させるようになっている。なお、以下、測定時間ごとに測定されたそれぞれの圧力分布データを１つのまとまりとして「フレーム」と呼ぶ。測定装置１は、例えば、１回の走歩行動作を測定したときに、約３０フレーム分の圧力分布データを測定できる。

演算装置２としては、例えば、いわゆるパソコン等のコンピュータが使用される。この演算装置２には、圧力分布を画像データとして表示装置３に表示させたり、足関節の動的アライメントの評価に必要な所定の演算を行うソフトウェアがインストールされている。また、この演算装置２は、種々の演算を行う中央演算ユニット（ＣＰＵ）２ａ、測定装置１によって測定された足裏の圧力データの測定結果を記憶するメモリ２ｂ、測定装置１によって測定された圧力データに基づいて圧力分布を演算する圧力分布演算部２ｃ、圧力データに基づいて圧力中心（Ｃｅｎｔｅｒ Ｏｆ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ（ＣＯＰ））を演算する圧力中心演算部（ＣＯＰ演算部）２ｄ、圧力データに基づいて足関節の動的アライメントを判断するための指標を演算する指標演算部（足関節挙動指標演算部）２ｅを備える。

表示装置３には、液晶ディスプレイ等のモニタが使用される。表示装置３は、演算装置２に接続されており、この演算装置２を介して、１フレームごとの画像を表示したり、複数のフレームの各測定点（センサー）における最大圧力の分布を表示することができる。

図３は、複数フレームの各測定点（センサー）における最大圧力の分布を表示装置３に表示させた場合の画像データ（以下、この画像データを「圧力分布図」という）Ｆを示している。本実施形態では、例えば、最初のフレームから、最後のフレームより３番目前までのフレームを用いて圧力分布図Ｆを描画している。

圧力分布図Ｆは、被測定者の足裏の形状が表示装置３に投影され、その足裏の圧力の高低が表示されたものである。この圧力分布図Ｆは、圧力の高い部分と低い部分とが色分け表示（例えば、圧力が低くなればなる程、青色、紺色等で表示され、圧力が高くなればなる程、黄色、赤色等で表示）されており、その圧力の高低が視覚的に判別できるようになっている。

図３に示すように、表示装置３に表示された圧力分布図Ｆには、足裏の踵側から爪先側にかけて直線状の基準線Ｍが描かれている。本実施形態では、表示装置３に表示された基準線Ｍは、圧力分布図Ｆと重なるように描かれており、また、足裏の第２趾の端部Ｆａから踵部の端部Ｆｂを結ぶように直線状に描かれている。また、評価システムは、この基準線を、表示装置３に表示することなく演算装置２によって仮想的に設定できるようになっている。

また、演算装置２は、各フレームにおける圧力分布のうちで、圧力のつりあいのとれた点（以下「圧力中心」という）を演算によって求めることができる。具体的には、この圧力中心は、センターシートに互いに直交するＸ軸、Ｙ軸をとり、このＸ軸方向およびＹ軸方向に等間隔かつ碁盤目状に設けられたセンサーの圧力と、各センサーのＸ軸、Ｙ軸における座標とを用いて、演算される。演算装置２によって演算される圧力中心の位置は、Ｘ軸方向、およびＹ軸方向の両方で求められる。例えば、Ｘ軸方向における圧力中心の座標は、Ｘ軸方向において、各センサーで測定された圧力と各センサーの座標位置との積を求め、この値がＸ軸において等しくなる位置として演算により特定される。また、Ｙ軸方向における圧力中心の座標は、Ｙ軸方向において各センサーで測定された圧力と各センサーの座標位置との積を求め、この値がＹ軸において等しくなる位置として演算により特定される。なお、通常、Ｙ軸は被測定者が走歩行動作を行った場合の進行方向にほぼ一致するように設定される。

Ｘ軸、Ｙ軸における圧力中心の位置（座標）は以下の式により求められる。

この式は、センサーシートに互いに直交するＸ軸、Ｙ軸をとり、このセンサーシートに所定の座標で碁盤目状に設けられたセンサー（測定点）によって測定された圧力をもとに、Ｘ軸、Ｙ軸それぞれにおける圧力中心の位置（座標）を求めるためのものである。

この式において、「Ｘｃｏｐ」は、Ｘ軸における圧力中心の位置（座標）であり、「Ｙｃｏｐ」は、Ｙ軸における圧力中心の位置（座標）である。また、「Ｘｎ」、「Ｙｎ」は、それぞれＸ軸、Ｙ軸におけるセンサーの番号であり、「Ｐｉｊ」は、各座標におけるセンサーの圧力である。また、「ｉ」は各センサーＸ軸における座標番号（座標位置）を示し、「ｊ」は、各センサーのＹ軸における座標番号（座標位置）を示している。

演算装置２は、各フレームで演算された圧力中心に基づいて、被測定者の一連の走歩行動作における圧力中心の軌跡Ｎ（図３参照）を決定（演算）し、表示装置３に表示させることができる。

図３、図４に示すように、圧力中心の軌跡Ｎは、基準線Ｍに対して１箇所で交差（この交差点を符号Ｚで示す）しており、その一部が基準線Ｍを挟んで左右方向の一方側（図４において基準線Ｍの左側）に位置し、他の部分が基準線Ｍの他方側（図４において基準線Ｍの右側）に位置している。なお、圧力中心の軌跡Ｎは、その軌跡の形状や、基準線Ｍの位置の設定等によって、基準線Ｍと２箇所で交差したり、または基準線Ｍと交差しない場合もある。

また、圧力中心の一方の端部（最初のフレームで演算された圧力中心に相当する。以下「第１端部」という）５は、基準線Ｍを挟んで左右方向の一方側（基準線Ｍの左側）に位置しており、圧力中心の他方の端部（最後のフレームより３番目前のフレームで演算された圧力中心に相当する。以下「第２端部」という）６は、基準線Ｍを挟んで左右方向の他方側（基準線Ｍの右側）に位置している。

図４に示すように、圧力中心の軌跡Ｎの第１端部５は、基準線Ｍから直交するように引かれた直線状の補助線（以下「第１補助線」という）７に接している。また、圧力中心の軌跡Ｎの第２端部６は、基準線Ｍから直交するように引かれた補助線（以下「第２補助線」という）８に接している。

図４に示すように、基準線Ｍを挟んで左右方向の一方側で、圧力中心の軌跡Ｎと基準線Ｍと第１補助線７とによって囲まれた領域（以下「第１領域」という）９が表示されている。また、基準線Ｍを挟んで左右方向の他方側で、圧力中心の軌跡Ｎと基準線Ｍと第２補助線８とによって囲まれた領域（以下「第２領域」という）１０が表示されている。

演算装置２は、基準線Ｍに対して圧力中心の軌跡Ｎがどの程度逸脱しているか（どの程度ずれているか）、その逸脱量を演算できる。この逸脱量は、例えば、基準線Ｍと圧力中心の軌跡Ｎとで囲まれた領域の面積として演算される。本実施形態では、第１領域９の面積（Ａ１）から第２領域１０の面積（Ａ２）を引いた値（Ａ１−Ａ２）が、この逸脱量となっている。

演算装置２は、基準線Ｍの圧力中心の軌跡Ｎとで囲まれた領域の面積を演算した後、この面積値を被測定者の足の大きさに応じた量で除する演算を行うようになっている。ここで、「足の大きさに応じた量」とは、被測定者の足の長さ、足の横幅、足裏の面積、シューズのサイズその他の量をいう。例えば、演算装置２は、基準線Ｍと圧力中心の軌跡Ｎとで囲まれた領域の面積を演算すると、この面積（Ａ）の値を被測定者の足の長さ（α）で除した値（Ｘ＝（Ａ／α）×１００（％））を求める。なお、以下、この値Ｘを「面積率」という。面積率を求めるのは、各被測定者ごとに足の大きさに個人差があることから、この個人差が足関節の動的アライメントの評価に影響を与えないように、前記面積を規格化（正規化）するためである。

演算装置２は、この面積率の値に応じて、足関節の動的アライメントを評価することができる。足関節の動的アライメントは、例えば、面積率の値に基づいて、オーバープロネーション、ニュートラル、アンダープロネーションの３つに分類される。

記憶装置４には、測定装置１の測定結果に基づいて、演算装置２が、オーバープロネーション、ニュートラル、アンダープロネーションへの分類ができるように、それぞれに対応した基準（足関節挙動分類テーブル４ａ）が記憶されている。すなわち、記憶装置４には、演算装置２の演算によって求められた面積率を、オーバープロネーション、ニュートラル、アンダープロネーションに分類するために必要な、面積率の閾値のテーブルが予め設定されて記憶されている。この閾値については、本実施形態では、面積率（Ｘ）が２５％未満（Ｘ＜２５）の場合をオーバープロネーションとし、面積率（Ｘ）が２５％以上５０％未満（２５≦Ｘ＜５０）の場合をニュートラル、面積率（Ｘ）が５０％以上（Ｘ≧５０）の場合をアンダープロネーションとして予め設定されている。

評価システムは、上述した基準線Ｍと圧力中心の軌跡Ｎがなす領域の面積を足関節の動的アライメントの分類指標とする場合に限らず、他の指標を用いて足関節の動的アライメントの評価を行うことができる。

すなわち、演算装置２は、基準線Ｍに対する圧力中心の軌跡Ｎの逸脱量として、基準線Ｍと圧力中心の軌跡Ｎとの間隔の最大値Ｌを用いることもできる。ここで、「基準線Ｍと圧力中心との間隔の最大値」Ｌは、図４に示すように、基準線Ｍを挟んで左右方向の一方側（左側）に位置する軌跡の部分において、基準線Ｍから最も離れた圧力中心の軌跡Ｎの位置Ｂ１における基準線Ｍからの距離Ｌ１と、基準線Ｍの他方側（右側）に位置する圧力中心の軌跡Ｎの部分において基準線Ｍから最も離れた位置Ｂ２における基準線Ｍからの距離Ｌ２との和（Ｌ１＋Ｌ２）である。また、圧力中心の軌跡Ｎが基準線Ｍと交差していない場合における「基準線Ｍと圧力中心の軌跡Ｎとの間隔の最大値」は、基準線Ｍから最も離れた位置における圧力中心の軌跡Ｎと基準線Ｍとの間隔である。

演算装置２は、この基準線Ｍと圧力中心の軌跡Ｎとの間隔の最大値Ｌを、被測定者の足の大きさに応じた量（例えば、足の長さα）で除した値Ｙ（Ｙ＝（Ｌ／α）×１００（％））を、予め設定された基準（閾値）に基づいて、オーバープロネーション、ニュートラル、アンダープロネーションのいずれか１つに分類する。この基準である閾値は、記憶装置４に分類テーブル４ａとして記憶されている。この閾値については、例えば、この値Ｙが４％未満（Ｙ＜４）の場合をオーバープロネーションとし、この値Ｙが４％以上８％未満（４≦Ｙ＜８）の場合をニュートラル、この値Ｙが８％以上（Ｙ≧８）の場合をアンダープロネーションとして予め設定されている。

以下、図５を参照しながら、評価システムを用いた足関節の動的アライメントの評価方法を説明する。評価システムを用いて足関節の動的アライメントの評価を行うには、まず、被測定者が走歩行動作をして、測定装置１のセンサーシート１ａに片足を載せる。そうすると、測定装置１は、センサーシート１ａに載せられた足の圧力分布を測定し、その結果を演算装置２に送信する。演算装置２は、図５に示すように、測定装置１から送信された圧力分布のフレームごとのデータを基に、圧力分布を演算する（Ｓ１）。

また、演算装置２は、圧力分布の各フレームのデータから圧力中心を演算し（Ｓ２）、フレームごとに演算された圧力中心の位置に基づいて圧力中心の軌跡Ｎを演算・決定する。そして、演算装置２は、圧力分布図Ｆ、基準線Ｍ、および圧力中心の軌跡Ｎを表示装置３に表示させる（Ｓ３）。そして、演算装置２は、圧力分布図Ｆに対する基準線Ｍを決定（設定）する（Ｓ４）。

また、演算装置２は、基準線Ｍに対する圧力中心の軌跡Ｎの逸脱量を演算によって求める（Ｓ５）。逸脱量が基準線Ｍと圧力中心の軌跡Ｎとがなす領域の面積である場合は、演算装置２は、この面積と被測定者の足の大きさに応じた量（例えば、足の長さ）を求め、面積率を計算（演算）する（Ｓ５）。なお、被測定者の足の長さは、予め測定された足の長さをデータとして演算装置２に入力したものを用いてもよいし、あるいは、圧力分布図Ｆに表示された足の爪先（第２趾の端部Ｆａ）から踵の端部Ｆｂまでの基準線Ｍの長さを演算装置２に演算させ、この値を「足の長さ」として用いてもよい。

また、演算装置２は、基準線Ｍと圧力中心の軌跡Ｎとの位置関係に応じて、適宜第１補助線７、第２補助線８を設定（決定）し、圧力分布図Ｆに描画する。また、この評価システムは、演算装置２の演算によって第１補助線７、第２補助線８が描画されるが、その他に、オペレータの操作（例えばマウス等の操作）によって、第１補助線７、第２補助線８を圧力分布図Ｆ中に表示することができるようになっている。

演算装置２は、上記の演算によって求められた面積率等の値を、この記憶装置４に記憶されている分類テーブル４ａと照合し（Ｓ６）、この分類テーブル４ａの閾値に基づいて、オーバープロネーション、ニュートラル、アンダープロネーションのいずれかに分類する。この足関節の動的アライメントの分類が完了すると、演算装置２は、その評価結果を表示装置３に表示させる（Ｓ７）。

評価結果は、図６に示すように、基準線Ｍと圧力中心の軌跡Ｎとがなす領域の面積、足の長さと共に１つの画像（ウインドウ）に表示される。評価システムのオペレータはこの評価結果に応じて、被測定者に適したシューズ、中敷き等を選択する。

以上説明した本実施形態に係る評価システムおよび評価方法によれば、測定装置１によって、被測定者の足裏の圧力分布を測定し、この圧力分布データに基づいて、演算装置２によって、基準線Ｍと圧力中心の軌跡Ｎを決定するとともに、基準線Ｍに対する圧力中心の軌跡Ｎの逸脱量を演算することによって、オペレータの主観的な操作による誤差が発生し難く、演算装置２の演算によって短時間で足関節の動的アライメントの評価結果まで算出することができるようになる。また、この評価システムは、専門知識を要さず、操作が容易に行えるので、これによっても従来のような誤差を生じにくいものである。

また、評価システムは、前記逸脱量が、基準線Ｍと圧力中心の軌跡Ｎとがなす領域の面積として演算されることにより、より短時間に評価結果を算出することが可能になる。

また、評価システムは、逸脱量としての前記面積を被測定者の足の長さで除した値を基に評価システムを分類することによって、評価システムの評価指標としての逸脱量（面積）を規格化でき、被測定者の足の大小にかかわらずに被測定者の足関節の動的アライメントを評価（分類）できるようになる。

また、評価システムは、基準線Ｍに対する圧力中心の軌跡Ｎの逸脱量として、基準線Ｍと圧力中心の軌跡Ｎとの間隔の最大値を採用し、これを演算装置２によって演算することで、オペレータの主観的な操作による誤差が発生しにくく、しかも短時間に評価結果を出すことが可能になる。そして、基準線Ｍと圧力中心との間隔の最大値を被測定者の足の長さで除して規格化することによって、被測定者の足の大小にかかわらずに被測定者の足関節まわりの動的アライメントを評価（分類）できるようになる。

また、評価システムは、前記圧力中心の軌跡Ｎと基準線Ｍを表示可能な表示装置３を備えているので、オペレータは、基準線Ｍに対する圧力中心の軌跡Ｎの逸脱の傾向を視覚的に把握できるようになる。

また、評価システムは、演算装置２が、逸脱量としての前記面積を被測定者の足の長さで除した値（面積率）を、予め設定された基準に基づいてオーバープロネーション、ニュートラル、アンダープロネーションに分類することで、被測定者の足の大小に関わらずに、足関節の動的アライメントを評価できる。

また、評価システムは、前記演算装置２は、逸脱量としての基準線Ｍと圧力中心の軌跡Ｎとの間隔の最大値Ｌを被測定者の足の長さで除した値を足関節の動的アライメントの評価指標として用い、これを演算装置２によって演算することで、オペレータの主観的な操作による誤差が生じにくく、しかも、評価結果を短時間に出すことができる。

さらに、この逸脱量としての基準線Ｍと圧力中心の軌跡Ｎとの間隔の最大値Ｌを被測定者の足の大きさに応じた量で除して規格化することによって、被測定者の足の大小にかかわらずに、被測定者の足関節の動的アライメントを評価（分類）できるようになる。

なお、本発明は上記の実施形態に限らず、種々の変更・変形が可能である。

例えば、上記の実施形態では、評価システムを、オーバープロネーション、ニュートラル、アンダープロネーションの３つに分類した例を説明したが、これに限らず、閾値の設定の仕方によって２つ（例えば「ニュートラル」と「オーバープロネーション」の２つ、または、「ニュートラル」と「アンダープロネーション」の２つ、あるいは、「オーバープロネーション」と「アンダープロネーション」の２つ）に分類し、または、４つ以上の複数（例えば、「オーバープロネーション」、「オーバープロネーションまたはニュートラル」、「ニュートラル」、「アンダープロネーションまたはニュートラル」、「アンダープロネーション」の５つ）に分類することも可能である。

面積率を足関節の動的アライメントの分類指標とし、この足関節の動的アライメントを５つに分類する場合には、例えば、その閾値として、面積率（Ｘ）が１５％未満（Ｘ＜１５）の場合を「オーバープロネーション」、面積率（Ｘ）が１５％以上２５％以下（１５≦Ｘ≦２５）の場合を「オーバープロネーション又はニュートラル」、面積率（Ｘ）が２５％を越え４０％未満（２５＜Ｘ＜４０）の場合を「ニュートラル」、面積率（Ｘ）が４０％以上５０％以下（４０≦Ｘ≦５０）の場合を「ニュートラル又はアンダープロネーション」、面積率（Ｘ）が５０％を越える場合（Ｘ＞５０）を「アンダープロネーション」と設定するようにしてもよい。

また、基準線Ｍと圧力中心との間隔の最大値Ｌを被測定者の足の大きさに応じた量で除した値（Ｙ）を足関節の動的アライメントの分類指標とし、この足関節の動的アライメントを５つに分類する場合には、その閾値として、例えば、この値（Ｙ）が、３％未満（Ｙ＜３）の場合を「オーバープロネーション」、この値（Ｙ）が３％以上５％以下の場合を「オーバープロネーション又はニュートラル」、この値（Ｙ）が５％を越え８％未満（５＜Ｙ＜８）の場合を「ニュートラル」、この値（Ｙ）が８％以上１０％以下（８≦Ｙ≦１０）の場合を「ニュートラル又はアンダープロネーション」、この値（Ｙ）が１０％を越える場合（Ｙ＞１０）を「アンダープロネーション」と設定するようにしてもよい。

上記の実施形態では、評価システムとして、基準線Ｍと圧力中心の軌跡Ｎを表示可能な表示装置３を備えたものを例示したが、表示装置３を使用せずに、演算結果（評価結果）を演算装置２が音や表示灯の点灯など、種々の方法で通知できるような構成とされていてもよい。

上記の実施形態では、演算装置２によって基準線Ｍを圧力分布図Ｆと重なるように設定した例を示したが、この基準線Ｍは、圧力分布図Ｆと重ならずに、所定の距離で圧力分布図Ｆから離れた位置に設定されてもよい。また、上記の実施形態では、基準線Ｍは、圧力分布図Ｆに表れた足の第２趾の端部Ｆａと踵の端部Ｆｂを通るように設定されていたが、これに限らず、任意の傾斜角度で設定されていてもよい。

上記の実施形態では、評価システムの分類のための面積率の閾値として、面積率（Ｘ）が２５％未満（Ｘ＜２５）の場合がオーバープロネーションとし、面積率（Ｘ）が２５％以上５０％未満（２５≦Ｘ＜５０）の場合がニュートラル、面積率（Ｘ）が５０％以上（Ｘ≧５０）の場合がアンダープロネーションとした例を示したが、これらの値に限られない。

また、上記の実施形態では、評価システムの分類のための指標として、この基準線Ｍと圧力中心の軌跡Ｎとの間隔の最大値Ｌを、被測定者の足の大きさに応じた量（例えば、足の長さα）で除した値Ｙ（Ｙ＝（Ｌ／α）×１００（％））を示し、その閾値として、この値Ｙが４％未満（Ｙ＜４）の場合をオーバープロネーションとし、この値Ｙが４％以上８％未満（４≦Ｙ＜８）の場合をニュートラル、この値Ｙが８％以上（Ｙ≧８）の場合をアンダープロネーションに分類した例を示したが、これらの値に限られない。

上記の実施の形態では、測定装置１、演算装置２、表示装置３が別体とされた評価システムを例示したが、これに限らず、評価システムは、測定装置１に演算装置２が組み込まれて一体とされたものや、測定装置１に演算装置２および表示装置３が組み込まれて一体とされたものであってもよい。また、記憶装置４は、演算装置２内に組み込まれて一体とされていてもよい。

また、評価システムは、圧力中心の軌跡Ｎの曲率半径に基づいて、足関節の動的アライメントの分類を行うことができる。すなわち、演算装置２は、圧力中心の軌跡Ｎが曲線状で示される場合に、その曲率半径を演算できるようになっている。演算装置２は、この曲率半径を演算によって求めるとともに、その結果を、予め設定されている閾値（基準）に基づいて、オーバープロネーション、ニュートラル、アンダープロネーションのいずれかに分類することができる。

また、演算装置２によって圧力中心の軌跡の長さ（軌跡長）を演算し、予め設定された基準（例えば閾値）にも基づいて、足関節の動的アライメントの分類（オーバープロネーション、ニュートラル、アンダープロネーションの分類）を行うようにしてもよい。
また、上記の実施形態では、測定装置１が所定の時間（１７ｍｓｅｃ）で１フレームの測定を行い、所定のフレーム数（約３０フレーム）の測定を行っていたが、測定装置１の１フレームの測定時間、およびフレーム数は適宜変更・調整が可能である。

また、上記の実施形態では、被測定者が走歩行動作を行った場合の足裏の圧力分布を測定装置１によって測定し、この圧力分布のデータに基づいて、圧力中心および圧力中心の軌跡Ｎを演算装置２によって演算していたが、これに限らず、被測定者が走歩行動作を行ったときの足裏の荷重分布を測定装置によって測定し、この荷重分布のデータに基づいて荷重中心（Ｃｅｎｔｅｒ Ｏｆ Ｆｏｒｃｅ（ＣＯＦ））および荷重中心の軌跡を演算装置によって演算し、その荷重中心と基準線Ｍとの逸脱量を予め定められた基準（例えば閾値）に基づいて足関節の動的アライメントの評価を行うようにしてもよい。この場合には、上記の実施形態で示した圧力中心の計算式を応用して荷重中心の位置を演算装置２によって演算することができる。

また、上記の実施形態では、基準線と圧力中心の軌跡とがなす領域の面積を求める場合に、第１領域９の面積（Ａ１）から第２領域１０の面積（Ａ２）を引いた値（Ａ１−Ａ２）を逸脱量（面積）としていたが、第１領域９の面積（Ａ１）と第２領域１０の面積（Ａ２）との和（Ａ１＋Ａ２）を被測定者の足の大きさに応じた量で除した値を面積率として用いてもよい。または、第１領域９の面積（Ａ１）と第２領域１０の面積（Ａ２）を比較して面積の大きい方を被測定者の足の大きさに応じた量で除した値を面積率として用いてもよい。

また、上記の実施形態では、基準線Ｍと圧力中心との間隔の最大値Ｌは、基準線Ｍを挟んで左右方向の一方側（左側）に位置する軌跡の部分において、基準線Ｍから最も離れた圧力中心の軌跡Ｎの位置Ｂ１における基準線Ｍからの距離Ｌ１と、基準線Ｍの他方側（右側）に位置する圧力中心の軌跡Ｎの部分において基準線Ｍから最も離れた位置Ｂ２における基準線Ｍからの距離Ｌ２との和（Ｌ１＋Ｌ２）であったが、これに限らず、前記距離Ｌ１と距離Ｌ２を比較して大きい方の値を、基準線Ｍと圧力中心の間隔の最大値Ｌとしてもよい。さらに、この基準線Ｍと圧力中心との間隔の最大値Ｌには、前記距離Ｌ１と距離Ｌ２の差（Ｌ１−Ｌ２）を用いることもできる。

本発明に係る足関節の動的アライメントの評価システムの概略図である。 足関節の動的アライメントの評価システムにおける測定装置を示す斜視図である。 足関節の動的アライメントの評価システムにおける表示装置に表示された圧力分布図である。 基準線と圧力中心の軌跡を示す図である。 足関節の動的アライメントの評価システムによる足関節の動的アライメントの評価に係るフローチャートである。 表示装置に表示される足関節の動的アライメントの演算結果の例である。 オーバープロネーションを説明するための足の関節まわりの背面図である。 ニュートラルを説明するための足の関節まわりの背面図である。 アンダープロネーションを説明するための足の関節まわりの背面図である。

符号の説明

１…測定装置、２…演算装置、３…表示装置、４…記憶装置、Ｍ…基準線、Ｎ…圧力中心の軌跡

Claims (10)

1. 踵から爪先にかけて足の裏を順次接地させる態様で行われる走歩行動作を被測定者が行った際の圧力分布を所定の測定時間ごとに測定する測定装置と、測定時間ごとに測定された圧力分布の圧力中心の位置を演算し、演算された圧力中心の位置に基づいて、一連の走歩行動作における圧力中心の軌跡を決定するとともに、踵側から爪先側にかけて設定される直線状の基準線に対する前記圧力中心の軌跡の逸脱量を演算する演算装置とを備えることを特徴とする足関節の動的アライメントの評価システム。
2. 前記逸脱量は、基準線と圧力中心の軌跡とがなす領域の面積として演算される請求項１に記載の足関節の動的アライメントの評価システム。
3. 前記逸脱量としての前記面積を被測定者の足の大きさに応じた量で除した値を基に足関節の動的アライメントを分類する請求項２に記載の足関節の動的アライメントの評価システム。
4. 前記逸脱量は、基準線と圧力中心の軌跡との間隔の最大値として演算される請求項１に記載の足関節の動的アライメントの評価システム。
5. 前記逸脱量としての基準線と圧力中心との間隔の最大値を被測定者の足の大きさに応じた量で除した値を基に足関節の動的アライメントを分類する請求項４に記載の足関節の動的アライメントの評価システム。
6. 前記圧力中心の軌跡と基準線を表示可能な表示装置を備える請求項１から５のいずれか１項に記載の足関節の動的アライメントの評価システム。
7. 前記演算装置は、逸脱量としての前記面積を被測定者の足の大きさに応じた量で除した値を、予め設定された基準に基づいてオーバープロネーション、ニュートラル、アンダープロネーションのいずれか１つに分類する請求項３に記載の足関節の動的アライメントの評価システム。
8. 前記演算装置は、逸脱量としての基準線と圧力中心との間隔の最大値を被測定者の足の大きさに応じた量で除した値を、予め設定された基準に基づいてオーバープロネーション、ニュートラル、アンダープロネーションのいずれか１つに分類する請求項５に記載の足関節の動的アライメントの評価システム。
9. 踵から爪先にかけて足の裏を順次接地させる態様で行われる走歩行動作を被測定者が行った際の圧力分布を所定の時間ごとに測定装置で測定し、各時間に測定された圧力分布の圧力中心の位置を演算し、演算された圧力中心の位置に基づいて、一連の走歩行動作における圧力中心の軌跡を決定し、踵側から爪先側にかけて設定される直線状の基準線に対する前記圧力中心の軌跡の逸脱量を演算装置で演算することを特徴とする足関節の動的アライメントの評価方法。
10. 踵から爪先にかけて足の裏を順次接地させる態様で行われる走歩行動作を被測定者が行った際の荷重分布を所定の測定時間ごとに測定する測定装置と、測定時間ごとに測定された荷重分布の荷重中心の位置を演算し、演算された荷重中心の位置に基づいて、一連の走歩行動作における荷重中心の軌跡を決定するとともに、踵側から爪先側にかけて設定される直線状の基準線に対する前記荷重中心の軌跡の逸脱量を演算する演算装置とを備えることを特徴とする足関節の動的アライメントの評価システム。

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