JP2015178965A

JP2015178965A - 計測装置

Info

Publication number: JP2015178965A
Application number: JP2014055584A
Authority: JP
Inventors: 朋応井尻; Tomomasa Ijiri; 恭大木村; Kyota Kimura
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2015-10-08

Abstract

【課題】
被検者の足圧分布を含む圧力分布を計測する計測装置において、持ち運ぶ上で有利な構成を提供する。
【解決手段】
被検者によって加えられる荷重分布を計測する計測装置は、複数の圧力センサが二次元的に配列された第１面を有する第１構造体と、複数の圧力センサが二次元的に配列された第２面を有する第２構造体と、前記第１構造体および前記第２構造体の間に配置され、かつ前記第１構造体および前記第２構造体に接続された第３構造体と、を含み、前記第１構造体および前記第２構造体は、前記荷重分布の計測のために前記第１面および前記第２面を同一の平面上に配置することができるように構成され、前記第３構造体は、ユーザが掴むための掴み部分を有し、前記計測装置は、前記掴み部分が掴まれて持ち上げられることにより、前記第１構造体における前記第１面の反対側の面と、前記第２構造体における前記第２面の反対側の面とが近づくように折り畳まれる。
【選択図】図４

Description

本発明は、被検者によって加えられた荷重分布を計測する計測装置に関する。

脳卒中などの脳神経系疾患を発症して右片または左片が麻痺した患者や、関節症などの運動器に関連する疾患を有する患者が自立的な生活を営むためには、下肢機能の回復が必要である。そのため、理学療法士の指導／監視のもとで下肢機能を回復させる訓練が行われている。このような訓練においては、理学療法士が患者の下肢機能の状態を的確に判断することが求められており、それには患者の足圧分布などの計測を行い、下肢機能の状態を定量的に評価することが好ましい。

特許文献１には、複数の圧力センサが二次元状に配列された計測装置を用いて患者（被検者）の足圧分布を計測するシステムが提案されている。このような計測装置を用い、患者の足圧分布を左右の足で同時に計測することにより、患者の下肢機能の状態を的確に判断することができる。

特許第２７６０４７４号公報

患者の足圧分布を左右の足で同時に計測するためには、計測装置において、複数の圧力センサが配列されている部分が、患者の左右の足を同時に乗せることができる程度の大きさを有していることが必要である。しかしながら、このように複数の圧力センサが配列されている部分を大きくすると、計測装置自体も大きくなり、患者の近傍まで計測装置を持ち運ぶ際に不便となりうる。

そこで、本発明は、被検者の足圧分布を含む圧力分布を計測する計測装置において、持ち運ぶ上で有利な構成を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る計測装置は、被検者によって加えられる荷重分布を計測する計測装置であって、複数の圧力センサが二次元的に配列された第１面を有する第１構造体と、複数の圧力センサが二次元的に配列された第２面を有する第２構造体と、前記第１構造体および前記第２構造体の間に配置され、かつ前記第１構造体および前記第２構造体に接続された第３構造体と、を含み、前記第１構造体および前記第２構造体は、前記荷重分布の計測のために前記第１面および前記第２面を同一の平面上に配置することができるように構成され、前記第３構造体は、ユーザが掴むための掴み部分を有し、前記計測装置は、前記掴み部分が掴まれて持ち上げられることにより、前記第１構造体における前記第１面の反対側の面と、前記第２構造体における前記第２面の反対側の面とが近づくように折り畳まれる、ことを特徴とする。

本発明によれば、被検者の足圧分布を含む圧力分布を計測する計測装置において、持ち運ぶ上で有利な構成を提供することができる。

足圧分布を計測する計測システムの構成を示す概略図である。情報処理装置の機能構成を示す図である。足圧分布データの一例を示す図である。計測装置の構成の一例を示す図である。折り畳んだ状態の計測装置を示す図である。計測装置のＡ−Ａ’における断面図である。計測装置のＢ−Ｂ’における断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。また、以下の実施形態では、被検者が計測装置に立位姿勢で乗った状態での荷重分布（足圧分布）を計測装置が計測する場合について説明するが、それに限られるものではない。計測装置は、例えば、被検者が座位姿勢で計測装置に乗った状態での荷重分布（座圧分布）を計測してもよいし、被検者が臥位姿勢で計測装置に乗った状態での荷重分布（臥圧分布）を計測してもよい。

［計測システム１００の構成について］
被検者の足圧分布を計測する計測システム１００について、図１を参照しながら説明する。図１は、足圧分布を計測する計測システム１００の構成を示す概略図である。計測システム１００は、図１に示すように、被検者の足圧分布を計測する計測装置１０と情報処理装置２０とを含みうる。

計測装置１０は、複数の圧力センサが二次元に配列されたセンサ部１１と、センサ部１１が設けられた面を有する構造体１２（ベース部）とを有する。センサ部１１は、例えば、被検者の両足を同時に乗せることができるような大きさ（例えば３５０ｍｍ×３５０ｍｍ）を有しており、その大きさになるようにマトリクス状に配列された複数の圧力センサ（例えば導電性ゴムのセンサ）を含む。センサ部１１は、足圧分布の計測時に被検者が滑りにくくするため、例えばウレタンやシリコンなどのシート材で覆われるとよい。センサ部１１は、例えば被検者が立位姿勢で計測装置１０に乗ったときに各圧力センサが圧力（荷重）を検知し、検知した荷重に応じた電気信号を各圧力センサが所定の周期で出力する。これにより、計測装置１０は、被検者の足圧分布データを所定の周期で取得することができる。計測装置１０の具体的な構成については後述する。また、構造体１２は、アルコール綿による消毒に適応できるように耐アルコール性であることが好ましいため、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）などによって構成されうる。

情報処理装置２０は、図２に示すように、例えば、制御部２１（ＣＰＵ）と、メモリ部２２と、記憶部２３と、表示部２４と、入力部２５と、外部機器Ｉ／Ｆ部２６とを含み、各部はバス２７を介して接続されている。図２は、情報処理装置２０の機能構成を示す図である。情報処理装置２０は、計測装置１０によって計測された足圧分布データを例えばケーブル３０を介して取得し、表示部２４に表示する。ここで、本実施形態では、情報処理装置２０が、計測装置１０によって計測された足圧分布データをケーブル３０を介して（有線で）取得する構成について説明するが、それに限られるものではなく、ブルートゥースなどの無線によって足圧分布データを取得してもよい。

記憶部２３には、被検者の足圧分布を計測装置１０に計測させ、計測装置１０で計測された足圧分布データをケーブル３０を介して取得して表示部２４に表示させるためのプログラムが格納されている。当該プログラムは、制御部２１による制御のもと、ワークエリアとして機能するメモリ部２２に適宜読み込まれ、制御部２１によって実行される。表示部２４は、ブラウン管や液晶などのディスプレイによって構成されており、制御部２１にプログラムを実行させるためのインターフェースを表示したり、取得した足圧分布データを表示したりする。入力部２５は、キーボードやマウスなどを含み、プログラムを実行させるための指示を入力する。外部機器Ｉ／Ｆ部２６は、計測装置１０によって計測された足圧分布データを情報処理装置２０に取り込むためのＩ／Ｆである。

制御部２１は、記憶部２３に格納されたプログラムを実行することにより、計測装置１０によって取得された足圧分布データを表示部２４に表示するための処理が行われる。例えば、被検者が計測装置１０のセンサ部１１に立位姿勢で乗った場合、センサ部１１を構成する複数の圧力センサの各々が荷重を検知し、その荷重に応じた強度の電気信号を出力する。このとき、複数の圧力センサによって出力された複数の電気信号が足圧分布データとして情報処理装置２０に供給される。情報処理装置２０の制御部２１は、供給された各電気信号を表示部２４の各画素に割り当て、各画素において各電気信号の強度に応じた色、即ち、各センサの出力値に応じた色を表示部２４に表示させる。図３は、表示部２４に表示された被検者の足圧分布データの一例を示す図である。このような処理は、足圧分布データの時間的な変化に応じて連続的に実行されうる。

このように構成された計測システム１００では、上述したように、計測装置１０のセンサ部１１が、被検者の両足を同時に乗せることができる程度の大きさを有していることが必要である。しかしながら、このようにセンサ部１１を大きくすると、計測装置１０自体も大きくなり、被検者（患者）の近傍まで計測装置１０を持ち運ぶ際に不便となりうる。そこで、本実施形態の計測装置１０は、折り畳むことができるように構成されている。以下に、本実施形態の計測装置１０の構成について説明する。

［計測装置１０の構成について］
足圧分布を計測する計測装置１０について、図４を参照しながら説明する。図４は、本実施形態における計測装置１０の構成の一例を示す図である。図４（ａ）は計測装置１０をＺ方向から見た図であり、図４（ｂ）は計測装置１０をＹ方向から見た図であり、図４（ｃ）は計測装置をＸ方向から見た図である。計測装置１０は、例えば、荷重を検知するための複数の圧力センサが二次元的に配列された第１面１２ａ_１を有する第１構造体１２ａと、複数の圧力センサが二次元的に配列された第２面１２ｂ_１を有する第２構造体１２ｂとを含みうる。また、計測装置１０は、第１構造体１２ａおよび第２構造体１２ｂの間に配置され、かつ第１構造体１２ａおよび第２構造体１２ｂに接続された第３構造体１２ｃを含みうる。

第１構造体１２ａは、荷重を検知するための複数の圧力センサが二次元的に配列されたセンサ部１１ａが設けられた面（第１面１２ａ_１）を有する。第１構造体１２ａのセンサ部１１ａには、例えば、被検者の一方の足が乗せられる。そして、センサ部１１ａの各圧力センサは、被検者の足が乗せられたことによって加えられる荷重を検知し、その荷重に応じた電気信号を出力する。また、第２構造体１２ｂは、第１構造体１２ａと同様に、荷重を検知するための複数の圧力センサが二次元的に配列されたセンサ部１１ｂが設けられた面（第２面１２ｂ_１）を有する。第２構造体１２ｂのセンサ部１１ｂには、例えば、被検者の他方の足が乗せられる。そして、センサ部１１ｂの各圧力センサは、被検者の足が乗せられたことによって加えられる荷重を検知し、その荷重に応じた電気信号を出力する。第１構造体１２ａのセンサ部１１ａおよび第２構造体１２ｂのセンサ部１１ｂに用いられる圧力センサとしては、例えば、導電性ゴムのセンサが用いられうる。

第１構造体１２ａおよび第２構造体１２ｂは、図４に示すように、荷重分布の計測のために、第１面１２ａ_１および第２面１２ｂ_１が同一の平面上に配置することができるように構成されている。そして、第１構造体１２ａにおける第１面１２ａ_１の反対側の面（以下、第１構造体１２ａの裏面）、および第２構造体１２ｂにおける第２面１２ｂ_１の反対側の面（以下、第２構造体１２ｂの裏面）にはそれぞれ、計測装置１０が置かれる床の材質による圧力分散の影響を低減するために、金属板やプラスチック板など剛性の高い板が設けられている。また、第１構造体１２ａは、第１構造体と第２構造体とが並ぶ方向と直交する方向（Ｙ方向）において、第１構造体１２ａの裏面と第１面１２ａ_１との間の厚さが外側に向かって薄くなるように第１面１２ａ_１が湾曲した周辺部分を含む。同様に、第２構造体１２ｂは、Ｙ方向において、第２構造体１２ｂの裏面と第２面１２ｂ_１との間の厚さが外側に向かって薄くなるように第２面１２ｂ_１が湾曲した周辺部分１６を含む。このように第１構造体１２ａと第２構造体１２ｂとに湾曲した周辺部分をそれぞれ設けることにより、被検者がＹ方向に沿って計測装置１０に足を摺りながら乗る場合であったも、被検者が計測装置１０につまづくことを防止することができる。

第３構造体１２ｃは、第１構造体１２ａおよび第２構造体１２ｂの間に配置され、第１構造体１２ａのセンサ部１１ａおよび第２構造体１２ｂのセンサ部１１ｂに電力を供給する電源と、第１構造体１２ａのセンサ部１１ａおよび第２構造体１２ｂのセンサ部１１ｂからの信号を取得する取得部とを含みうる。そして、第３構造体１２ｃは、例えば、取得部によって取得された信号を情報処理装置２０などに有線または無線を介して送信する送信部も含みうる。取得部によって取得された信号を情報処理装置２０に有線で送信する場合には、ケーブル３０を接続する端子が第３構造体１２ｃに設けられる。そして、第３構造体１２ｃ（送信部）と情報処理装置２０がケーブル３０を介して接続され、当該ケーブル３０を介して信号が送信される。一方で、信号を情報処理装置２０にブルートゥースなどの無線で送信する場合には、例えば内蔵アンテナが第３構造体１２ｃに設けられ、第３構造体１２ｃの送信部からアンテナを介して信号が情報処理装置２０に送信される。ここで、電源は、例えば、バッテリや電池などを含むように構成されるとよい。このように電源を構成することにより、計測装置１０を持ち運ぶことが更に容易になる。また、電源は、センサ部１１に電力を供給することに加えて、送信部などにも電力を供給するように構成されうる。

第３構造体１２ｃは、例えば、計測装置１０のオン状態とオフ状態とを切り替えるためのボタン１４と、計測装置１０がオン状態であることを表示する表示器１５とが設けられうる。表示器１５としては、例えばＬＥＤが用いられうる。そして、ボタン１４と表示器１５は、第１面１１ａと第２面１１ｂとが配置された平面から突出しないように構成されるとよい。

また、第３構造体１２ｃは、ユーザが掴むための掴み部分１３を有する。そして、ユーザが掴み部分１３を掴んで持ち上げることにより、図５に示すように、第１構造体１２ａの裏面と第２構造体１２ｂの裏面とが近づくように計測装置１０を折り畳むことができる。図５は、折り畳んだ状態の計測装置１０を示す図である。図５（ａ）は計測装置１０をＺ方向から見た図であり、図５（ｂ）は計測装置１０をＹ方向から見た図であり、図５（ｃ）は計測装置１０をＸ方向から見た図である。

図４および図５に示す例では、掴み部分１３は、ユーザが指を入れて掴むための少なくとも２つの穴１３ａおよび１３ｂを含む。例えば、ユーザが人差し指を穴１３ａに、親指を穴１３ｂに入れて第３構造体１２ｃを持ち上げる。このとき、第１構造体１２ａおよび第２構造体１２ｂの重みによって、第１構造体１２ａの裏面と第２構造体１２ｂとの裏面とが近づくように計測装置１０を折り畳むことができる。

ここで、計測装置１０は、第１面１２ａ_１および第２面１２ｂ_１が同一の平面上にある状態が維持されるように第１構造体１２ａおよび第２構造体１２ｂを第３構造体１２ｃに固定する（ロックする）固定部を有していてもよい。この場合、第３構造体１２ｃは、固定部による固定を解除するためのボタン１７ａを掴み部分１３に有する。以下に、本実施形態の計測装置１０における固定部の構成例について、図６および図７を参照しながら説明する。図６は、図４（ａ）に示される計測装置１０のＡ−Ａ’における断面図である。また、図７は、図４（ａ）に示される計測装置１０のＢ−Ｂ’における断面図であり、固定部によって第１構造体１２ａおよび第２構造体１２ｂを第３構造体１２ｃに固定する様子を示す図である。図７（ａ）は、固定部によって第１構造体１２ａおよび第２構造体１２ｂが第３構造体１２ｃに固定されている状態を示しており、図７（ｂ）は、ボタン１７ａが押されたことによって固定部による固定が解除された状態を示している。

本実施形態の計測装置１０では、固定部による固定を解除するボタン１７ａは、第３構造体１２ｃの穴１３ａおよび１３ｂの少なくとも一方に設けられ、ユーザが掴み部分を掴んだときにボタン１７ａを押すことができるように配置されうる。例えば、固定部は、図７（ａ）に示すように、第３構造体１２ｃから突出した棒部材１７ｂを含み、第１構造体１２ａおよび第２構造体１２ｂにおける第３構造体１２ｃ側の側面に設けられた溝（１２ａ_２および１２ｂ_２）に当該棒部材１７ｂを挿入することよって第１構造体１２ａおよび第２構造体１２ｂを第３構造体１２ｃに固定する。そして、固定部は、ボタン１７ａが押されたことによって当該ボタン１７ａから出力される電気信号に応じて、第３構造体１２ｃから突出した棒部材１７ｂを第３構造体ｃに引っ込ませ、棒部材１８ｂを第１構造体１２ａおよび第２構造体１２ｂの溝（１２ａ_２および１２ｂ_２）から外す。これにより、固定部による固定が解除され、計測装置１０を折り畳むことができるようになる。ここで、本実施形態の計測装置１０では、固定部による固定を解除する手段として電気信号を出力するボタン１７ａが設けられたが、それに限られるものではない。例えば、ユーザの指が穴１３ａおよび１３ｂの側面に接触したことを電気的に検知するセンサが設けられてもよい。

また、計測装置１０は、折り畳まれた状態で床に置かれた際に、第１構造体１２ａの裏面と第２構造体１２ｂの裏面とが離れるように自然に開き、第１構造体１２ａの第１面１２ａ_１と第２構造体１２ｂの第２面１２ｂ_１とが同一の平面上に配置されて被検者の足圧分布を計測できる状態になることが好ましい。そのため、図４および図５に示すように、第１構造体１２ａは、第３構造体１２ｃが接続された側面の反対側の側面と第１面１２ａ_１との間の角度αが鋭角になるように構成される。同様に、第２構造体１２ｂは、第３構造体１２ｃが接続された側面の反対側の側面と第２面１２ｂ_１との間の角度βが鋭角になるように構成されている。このように構成することにより、ユーザが第３構造体１２ｃの掴み部分１３を掴み、折り畳まれた状態の計測装置１０を床に置いたとき、第１構造体１２ａおよび第２構造体１２ｂに、それらが互いに離れる方向への力を生じさせることができる。これにより、計測装置１０は、床に置かれたときに自然に開き、被検者の足圧分布を計測できる状態になることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１００：計測システム、１０：計測装置、１１：センサ部、１２：構造体、２０：情報処理装置、３０：ケーブル

Claims

被検者によって加えられる荷重分布を計測する計測装置であって、
複数の圧力センサが二次元的に配列された第１面を有する第１構造体と、
複数の圧力センサが二次元的に配列された第２面を有する第２構造体と、
前記第１構造体および前記第２構造体の間に配置され、かつ前記第１構造体および前記第２構造体に接続された第３構造体と、
を含み、
前記第１構造体および前記第２構造体は、前記荷重分布の計測のために前記第１面および前記第２面を同一の平面上に配置することができるように構成され、
前記第３構造体は、ユーザが掴むための掴み部分を有し、
前記計測装置は、前記掴み部分が掴まれて持ち上げられることにより、前記第１構造体における前記第１面の反対側の面と、前記第２構造体における前記第２面の反対側の面とが近づくように折り畳まれる、ことを特徴とする計測装置。
前記第１面および前記第２面が同一の平面上に配置されている状態が維持されるように前記第１構造体および前記第２構造体を前記第３構造体に固定する固定部を更に含み、
前記第３構造体は、前記固定部による前記固定を解除するためのボタンを前記掴み部分に有することを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
前記ボタンは、前記ボタンを押した状態で前記掴み部分を掴むことができるように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の計測装置。
前記掴み部分は、前記ユーザが指を入れて掴むための少なくとも２つの穴を含む、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の計測装置。
前記第３構造体は、前記第１構造体における複数の圧力センサおよび前記第２構造体における複数の圧力センサに電力を供給する電源と、前記第１構造体における複数の圧力センサおよび前記第２構造体における複数の圧力センサから信号を取得する取得部とを含む、ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の計測装置。
前記第１構造体は、前記第３構造体が接続された側面の反対側の側面と前記第１面との間の角度が鋭角になるように構成され、
前記第２構造体は、前記第３構造体が接続された側面の反対側の側面と前記第２面との間の角度が鋭角になるように構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の計測装置。
前記第１構造体は、前記第１構造体と前記第２構造体とが並ぶ方向と直交する方向において、前記第１面とその反対側の面との間の厚さが外側に向かって薄くなるように前記第１面が湾曲した周辺部分を含み、
前記第２構造体は、前記直交する方向において、前記第２面とその反対側の面との間の厚さが外側に向かって薄くなるように前記第２面が湾曲した周辺部分を含む、ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の計測装置。