JP2010198085A - リハビリ支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】対象者の動きによって得られる三次元空間情報と、対象者が選択した三次元空間情報画像とを比較して、バーチャルリアリティ表示部に警告および指示を表示することを課題とする。
【解決手段】リハビリ対象者が向けるべき推奨視線情報とリハビリ対象者がとるべき推奨姿勢情報を含む複数の推奨三次元空間情報を格納する空間情報データベースと、前記複数の推奨三次元空間情報を表示するバーチャルリアリティ表示部と、携帯端末システムとを備えたリハビリ支援システムであり、前記携帯端末システムは、前記リハビリ対象者の視線情報を特定する視線特定手段と、前記リハビリ対象者の姿勢情報を特定する姿勢特定手段とを備えており、前記リハビリ支援システムは、三次元空間情報と、選択された前記推奨三次元空間情報とを比較する情報比較手段と、比較した情報を表示する指示表示手段を備えていることを特徴とするリハビリ支援システム。
【選択図】図１

Description

本発明は、バーチャルリアリティ表示部を備えるリハビリ支援システムに関し、特に携帯システムから得られた情報を演算手段により演算した三次元空間情報と、対象者が選択した三次元空間情報とを比較して、バーチャルリアリティ表示部に警告および指示をするリハビリ支援システムに関する。

バーチャルリアリティ技術は人間の多様な知覚（視覚、聴覚、触覚、嗅覚等）に刺激を与えて、仮想的な体験をさせる技術であるために、近年では医療分野との関わりが深くなってきており、閉所恐怖症や高所恐怖症等の神経症への脱感作療法として、利用されつつある。将来的には、精神心理、神経、身体運動機能へのリハビリステーションへの転用が期待されている。また、バーチャルリアリティ技術の現実化のような映像システムを活用することで、認知症患者の回想法治療や、従来のリハビリとの組み合わせで身体的、神経機能に障害を持った者にリハビリの効果を最大限に高める工夫が必要である。
また、特許文献１には、視線、頭等の体の一部の動きを測定できる端末からの情報をネットワークで介して、表示部に画像を映しださせる技術が開示されている。視線等の動きによって表示部の画像が展開していくシステムを構成している。

特開２００８−２５７３８５号公報

本発明は、対象者の動きによって得られる三次元空間情報と、対象者が選択した推奨三次元空間情報画像とを比較して、バーチャルリアリティ表示部に警告および指示を表示することで、対象者にリハビリの効果を最大限に活かすことのできる仮想的な空間を提供することを課題とする。

本発明の請求項１は、リハビリ対象者が向けるべき推奨視線情報とリハビリ対象者がとるべき推奨姿勢情報を含む複数の推奨三次元空間情報を格納する空間情報データベースと、前記複数の推奨三次元空間情報から選択された推奨三次元空間情報を表示するバーチャルリアリティ表示部と、携帯端末システムとを備えたリハビリ支援システムであり、前記携帯端末システムは、前記リハビリ対象者の視線情報を特定する視線特定手段と、前記リハビリ対象者の姿勢情報を特定する姿勢特定手段と、を備えており、前記リハビリ支援システムは、前記視線特定手段と前記姿勢特定手段から得られた情報を演算して得られる三次元空間情報と、選択された前記推奨三次元空間情報とを比較する情報比較手段と、比較した情報が一致していない場合に警告および指示を表示する指示表示手段を備えていることを特徴とするリハビリ支援システムである。

対象者の視線情報を特定する視線特定情報と、対象者の姿勢情報を特定する姿勢特定手段で読み取られた情報と、対象者が携帯端末システムで操作することで選択した三次元空間情報を比較することで、リハビリが十分に行われているかを判断することができるので、専門家の指導を必要としないで、リハビリの効果を最大限に活かすことができる効果を生じる。

本発明の実施の形態のリハビリ支援システムの構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態の携帯端末システムの構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、リハビリ支援システム１の構成を示した図である。リハビリ支援システム１は、空間情報データベース２と、バーチャルリアリティ表示部３（以下、ＶＲ表示部３）と、外部の通信網５とつなぐ通信手段６と、操作手段７と、情報比較手段１３と、指示表示手段１４から構成されている。

リハビリ支援システム１は、携帯端末システム４と三次元空間情報をデータベース化した空間情報データベース２は、外部の通信網５で通じており、対象者が装着した携帯端末システム４からの視線方向（見る方向）等の情報と、対象者が操作手段７で選択したデータベース内に記憶された三次元空間情報とを、情報比較手段１３で比較して、その結果を指示表示手段１４でＶＲ表示部３に表示するリハビリ支援システム１である。

操作手段７は、携帯端末システム４の一部であり、例えば手元でボタン等で操作できるコントローラである。対象者が操作手段７によって空間情報データベース２に記録されているリハビリの動きを選択することができ、その動きにあわせた三次元空間情報と、通信手段６を通じて得られた携帯端末システム４の動きにあわせた推奨三次元空間情報とを情報比較手段で比較することで、対象者のリハビリが十分に行われているかを判断することができる。
なお、推奨三次元空間情報とは、リハビリ対象者が向けるべき視線、とるべき姿勢ということで、理想的な視線、姿勢の情報を含んだ三次元空間情報である。
指示表示手段は情報比較手段から得た情報で、差分が一致していると、十分にリハビリが行われている旨をＶＲ表示部３に表示する。また、差分が一致していなければ、警告とともにリハビリの動きの指示をＶＲ表示部３に表示する手段である。

さらに空間情報データベース２には、携帯端末システム４からの情報を抽出しないで、ＶＲ表示部３に表示される画像が自動的に展開していくことも可能で、対象者がＶＲ表示部３を見ているだけでリハビリをしたかのように感じることができる。画像を自動的に展開してく際に、操作手段７には、早送り、巻き戻し、および一時停止等の機能があり、リハビリの効果を十分に発揮させることができる。

空間情報データベース２は、過去にリハビリを行った画像の内容を記憶することができるので、同じリハビリを繰り返し行うことができる。また、過去のリハビリの内容を部分的に変更、削除および追加等を行うことができるので、対象者に繰り返しのリハビリに飽きることなく、継続的にリハビリを行うことができる。リハビリの難易度も対象者のリハビリ回数等によって調整することができ、対象者にあわせてリハビリを行うことができる。

空間情報データベース２は丘、平野部、山、川などの地形情報や、ビル、建物、道路などを三次元空間情報としてデータベース化してもよい。重度な障害を持った人は外出を制限される機会が多いので、仮想的な空間でも外の雰囲気を感じることができるので、気分をリフレッシュする効果がうまれる。

ＶＲ表示部３に映される映像は、対象者に仮想的な空間を与えることができるので、あたかも映し出された映像の場所にいるかのような感覚をおこさせる。視覚だけではなく、聴覚、嗅覚、触覚等の五感を刺激して仮想的な空間の感覚をさらに向上させるようにしてもよい。
この感覚により、対象者が体を動かしていなくても、映像を見ているだけで、体を動かしているように感じることができる。

次に、携帯端末システム４について図２を用いて説明する。携帯端末システム４は、全地球測位システム（以下ＧＰＳと呼ぶ）などで代表される位置特定手段９と、磁気センサで代表される視線特定手段１１と、ジャイロセンサに代表される姿勢特定手段１２と、位置特定手段９と視線特定手段１１と姿勢特定手段１２と接続して視線を演算する演算手段１０と、位置特定手段９等と接続して動作の制御を行う装置制御手段８と、通信手段６と、操作手段７から構成される。
また、図示はしていないが、視線特定手段１１と姿勢特定手段１２から得た情報を読み取る手段を備えており、対象者の視線と姿勢を読み取る。

なお位置特定手段９、視線特定手段１１、姿勢特定手段１２は、各々ＧＰＳ、磁気センサ、ジャイロセンサに特定されることはなく、他の手段が供する機能を用いてもよい。視線特定手段１１、姿勢特定手段１２の代替として３軸を表示する電子コンパスを用いてもよい。
携帯端末システムの移動を位置特定手段９によって情報が取得され、携帯端末システムの傾きを姿勢特定手段１２によって情報が取得される。

操作手段７を用いて視点（見る位置）と視線方向（見る方向）を指定することで、ＶＲ表示部３に指定した位置からの画像を表示させることができる。視点や視線方向は、例えばキーボードやマウスの操作により指定できる。また、マウスの操作により視線方向を自由に回転して表示させることもできる。また、マウスの操作により表示の拡大や縮小を行うこともできる。

次に、本発明のリハビリ支援システムの動作を説明する。

まず、携帯端末システム４の動作を説明する。位置特定手段９は、装置制御手段８からの情報取得リクエスト（制御信号）により携帯端末システム４の位置を取得して演算手段１０に出力する。視線特定手段１１は、装置制御手段８からの情報取得リクエスト（制御信号）により指向する方位を取得して演算手段１０に出力する。また、姿勢特定手段１２は装置制御手段８からの情報取得リクエスト（制御信号）により姿勢方向を取得して演算手段１０に出力する。なお、情報リクエスト（制御信号）は装置制御手段８内の内部時計により、定期的に発せられる。

演算手段１０は、入力した携帯端末の位置と指向する方位と姿勢方向に基づき、携帯端末４に設けられ、視線位置と指向方向ベクトルの情報を演算し、装置制御手段８に出力する。

以上のように演算手段１０は、視線位置と指向方向ベクトルを定期的に取得する。そして、取得した視線位置と指向方向ベクトルを通信手段を介して、定期的にリハビリ支援システム１に送信する。

次に、リハビリ支援システム１の動作を説明する。
リハビリ支援システム１のＶＲ表示部３は、図１で説明したように空間情報データベース２と接続されており、通信網５と通信手段６を介して、携帯端末システム４から、対象者の視線位置と指向方向ベクトルを定期的に取得する。

ＶＲ表示部３は、予め設定した対象者の視線位置と指向方向ベクトルの情報に基づいて、空間情報データベース２から、対象者の指向方向のエリアに該当する情報を引き出す。そして、ＶＲ表示部３は、引き出した情報に基いて空間情報を表示する。

ＶＲ表示部３に表示された空間情報は、予め設定された対象者の視線位置から、指向方向ベクトルの方向で見たときの三次元空間情報である。すなわち、携帯端末システム４を携行している対象者が、その位置から見ているもの、または、見えるものを、ＶＲ表示部３で表示することができる。

このようにこの発明のリハビリ支援システム１によれば、対象者が携行する携帯端末システム４が視線位置と指向方向ベクトルの情報を送信し、視線位置と指向方向ベクトルに基づき空間情報データベース２にアクセスして、データベースに格納されている画像を表示できる。

ここで、対象者が携帯端末システム４の操作手段７を操作した場合の動作を説明したが、リハビリ支援システム１の操作手段７を操作して、映像取得のリクエストを携帯端末４に送信した場合、映像取得リクエストが、通信網５および通信手段６を介して装置制御手段８に到達したのち、同様の動作をする。

本発明は、上記のように構成したので、以下の効果を奏する。

対象者の動きに合わせた三次元空間情報と、対象者が選択したリハビリの推奨三次元空間情報を比較することで、リハビリが十分に行われているかを判断することができるので、専門家の指導を必要としないで、リハビリの効果を最大限に活かすことができる効果を生じる。

また、空間情報データベース２は、対象者の周囲の状況を把握するのに十分な地形情報などがデータベース化されているので、たとえば、地名などの情報を、三次元地形情報に重畳させて表示することが容易である。また、ＶＲ表示部３には、空間情報データベース２の情報を表示するため、たとえば、夜間、暗所、悪天候などの環境条件の変化をあらわすこともできる。

また、携帯端末システム４に具備する装置制御手段８は、システムの設定により、映像送信状態になった場合に、携帯端末システム４の視線位置と指向方向ベクトルの情報取得周期を短くできるように構成したので、映像が必要となるような緊急事態において、その表示周期を短くすることができる。

１ リハビリ支援システム
２ 空間情報データベース
３ バーチャルリアリティ表示部（ＶＲ表示部）
４ 携帯端末システム
５ 通信網
６ 通信手段
７ 操作手段
８ 装置制御手段
９ 位置特定手段
１０ 演算手段
１１ 視線特定手段
１２ 姿勢特定手段
１３ 情報比較手段
１４ 指示表示手段

Claims (1)

1. リハビリ対象者が向けるべき推奨視線情報とリハビリ対象者がとるべき推奨姿勢情報を含む複数の推奨三次元空間情報を格納する空間情報データベースと、
   前記複数の推奨三次元空間情報から選択された推奨三次元空間情報を表示するバーチャルリアリティ表示部と、
   携帯端末システムとを備えたリハビリ支援システムであり、
   前記携帯端末システムは、
   前記リハビリ対象者の視線情報を特定する視線特定手段と、
   前記リハビリ対象者の姿勢情報を特定する姿勢特定手段と、
   を備えており、
   前記リハビリ支援システムは、
   前記視線特定手段と前記姿勢特定手段から得られた情報を演算して得られる三次元空間情報と、選択された前記推奨三次元空間情報とを比較する情報比較手段と、
   比較した情報が一致していない場合に警告および指示を表示する指示表示手段を備えていること
   を特徴とするリハビリ支援システム。

Images