JP2017127562A - 運動情報取得装置および運動情報取得方法 - Google Patents

Abstract

【課題】姿勢と筋肉または筋の厚みとの関係を容易に解析できる運動情報取得装置を提供する。【解決手段】人体１の姿勢を検出する撮像装置１７と、人体１の筋肉または筋の厚みを検出する超音波検出素子５と、検出した人体１の筋肉または筋の厚みを姿勢と対応させて出力する対応演算部３５と、を備える。対応演算部３５の演算結果を表示する表示装置２３を備え、表示装置２３は姿勢を示す画像と筋肉または筋の厚みとを合わせて表示し、筋肉または筋の厚みの大きさに対応して色を切り替える。【選択図】図５

Description

本発明は、運動情報取得装置および運動情報取得方法に関するものである。

人が運動を行うとき、姿勢を変えて動作する。このとき筋肉を伸縮して、関節を伸ばしたり曲げることにより姿勢をかえる。筋肉が伸縮するとき筋も伸縮する。従って、筋肉や筋の厚みを検出することにより運動により筋肉や筋にかかる負荷を検出することができる。

筋肉や筋は適正な負荷の範囲で動かすときには筋肉や筋が損傷しない。従って、筋肉や筋を損傷させないためには、筋肉や筋は適正な負荷の範囲で動かす必要がある。また、筋肉や筋は適正な負荷で動かすことにより能力が向上する。小さな負荷では筋肉や筋は能力が向上しない。従って、トレーニングをするときには筋肉や筋を適正な負荷の範囲で動かすのが好ましい。

運動するときの動作を補助する装置が特許文献１に開示されている。それによると、身体の複数の部位に位置検出センサーを設置し、各部位の動きを検出している。そして、手本とする動作と身体の動作とを比較する。手本と身体の動作の違いを検出して身体の動きが手本と同じになるように学習の支援をしていた。

特表２０１１−５１６９１５号公報

運動するときの練習方法の１つとして動作を手本に近づける練習方法は有効である。一方、体型や筋肉の状態が個々の身体で異なっている。従って、個々の身体条件に応じて練習することにより、筋肉や筋を損傷せずに上達することができる。身体の姿勢が変化するとき、身体内部の筋肉または筋が伸縮して厚みが変化する。このとき、身体内部の筋肉または筋が繰り返して伸ばされすぎると損傷する。特許文献１の学習方法は身体の動きに注目した方法になっており、筋肉または筋が伸びすぎているかの解析はできない。そこで、姿勢と筋肉または筋の厚みとの関係を容易に解析することができる運動情報取得装置が望まれていた。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本適用例にかかる運動情報取得装置であって、生体の姿勢を検出する姿勢検出部と、前記生体の筋肉または筋の厚みを検出する組織厚検出部と、検出した前記生体の筋肉または筋の厚みを前記姿勢と対応させて出力する対応演算部と、を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、姿勢検出部が変化する生体の姿勢を検出し、組織厚検出部が生体の筋肉または筋の厚みを検出する。そして、対応演算部は検出した生体の筋肉及び筋の厚みと姿勢とを対応させて出力する。

生体の姿勢が変化するとき、生体内部の筋肉または筋の厚みが変化する。そして、対応演算部が姿勢と姿勢に対応する筋肉または筋の厚みとを出力する。従って、姿勢と筋肉または筋の厚みとの関係を容易に解析することができる。

［適用例２］
上記適用例にかかる運動情報取得装置において、前記対応演算部の演算結果を表示する表示部を備え、前記表示部は前記姿勢を示す画像と前記筋肉または筋の厚みとを合わせて表示し、前記筋肉または筋の厚みの大きさに対応して色を切り替えることを特徴とする。

本適用例によれば、表示部が対応演算部の演算結果を表示する。このとき、表示部は姿勢を示す画像と筋肉または筋の厚みとを合わせて表示する。そして、筋肉または筋の厚みの大きさに対応して色を切り替える。観察者は変化する姿勢に対応して筋肉または筋の厚みが変わる様子を容易に理解することができる。

［適用例３］
上記適用例にかかる運動情報取得装置において、前記筋肉または筋の厚みを判定値と比較し前記筋肉または筋の厚みが判定値より薄いときに警告する警告部を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、警告部が筋肉または筋の厚みを判定値と比較し筋肉または筋の厚みが判定値より薄いときに警告する。警告を受けた人は筋肉または筋の厚みが薄くなる姿勢を認識する。筋肉または筋の厚みが薄くなるときは筋肉または筋が伸びたときである。筋肉または筋が過度に伸びた姿勢を繰りかえすと筋肉または筋が損傷する。警告を受けた人は筋肉または筋が伸びすぎた姿勢を繰り返して筋肉または筋の損傷が大きくなることを抑制することができる。

［適用例４］
上記適用例にかかる運動情報取得装置において、前記組織厚検出部及び前記警告部は前記生体の筋肉または筋の厚みを検出する場所に設置されていることを特徴とする。

本適用例によれば、組織厚検出部と警告部とは生体の筋肉または筋の厚みを検出する場所に設置されている。これにより、生体が姿勢を変化させる途中でも、警告により生体は筋肉または筋の厚みが薄くなる姿勢と場所とを認識することができる。

［適用例５］
上記適用例にかかる運動情報取得装置において、前記対応演算部が出力する前記筋肉または筋の厚み及び前記姿勢を示す画像を記憶する記憶部と、前記筋肉または筋の厚みが所定の厚みになる姿勢を検索する検索部と、を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、運動情報取得装置はさらに記憶部及び検索部を備えている。そして対応演算部が出力する筋肉または筋の厚み及び姿勢を示す画像を記憶部が記憶する。そして、検索部は筋肉または筋の厚みが所定の厚みになる姿勢を検索する。これにより、筋肉または筋の厚みの高い姿勢、低い姿勢を容易に認識することができる。従って、負荷と姿勢との関係を容易に解析することができる。

［適用例６］
上記適用例にかかる運動情報取得装置において、前記生体には複数の前記組織厚検出部が設置され、前記表示部は１つの画面に複数の前記筋肉または筋の厚みを表示することを特徴とする。

本適用例によれば、生体には複数の組織厚検出部が設置されている。そして、表示部は１つの画面に複数の場所の筋肉または筋の厚みを表示する。観察者は複数の場所の筋肉または筋の厚みを認識し姿勢の変化に応じて筋肉または筋の厚みが薄くなる場所が移動する様子を認識することができる。これにより、観察者は生体の筋肉または筋の厚みのバランスを配慮した姿勢移動を検討することができる。

［適用例７］
本適用例にかかる運動情報取得方法であって、姿勢検出部が変化する生体の姿勢を検出し、組織厚検出部が前記生体の筋肉または筋の厚みを検出し、表示部が前記姿勢と前記筋肉または筋の厚みとを対応させて表示することを特徴とする。

本適用例によれば、姿勢検出部が変化する生体の姿勢を検出し、組織厚検出部が生体の筋肉または筋の厚みを検出する。そして、表示部が姿勢と対応させて筋肉または筋の厚みを表示する。

生体の姿勢が変化するとき、生体内部の筋肉または筋の厚みが変化する。そして、表示部が姿勢と姿勢に対応する筋肉または筋の厚みとを表示する。従って、姿勢と筋肉または筋の厚みとの関係を容易に解析することができる。

［適用例８］
本適用例にかかる運動情報取得装置であって、生体の姿勢を検出する姿勢検出部と、前記生体の筋肉または筋の厚みを検出する組織厚検出部と、前記姿勢を示す画像と前記筋肉または筋の厚みの画像とを合わせて表示する表示部を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、姿勢検出部が変化する生体の姿勢を検出し、組織厚検出部が生体の筋肉または筋の厚みを検出する。そして、表示部が姿勢を示す画像と筋肉または筋の厚みの画像とを合わせて表示する。

生体の姿勢が変化するとき、生体内部の筋肉または筋の厚みが変化する。そして、表示部が姿勢と姿勢に対応する筋肉または筋の厚みとを表示する。従って、姿勢と筋肉または筋の厚みとの関係を容易に解析することができる。

第１の実施形態にかかわるプローブの設置例を説明するための模式図。 プローブの設置例を説明するための模式図。 プローブの構成を示す模式平面図。 プローブの構成を示す模式側断面図。 運動情報取得装置の電気制御ブロック図。 運動情報取得方法のフローチャート。 表示画面の構成を説明するための模式図。 筋の断面画像を説明するための模式図。 筋肉の断面画像を説明するための模式図。 人の姿勢と筋肉及び筋の厚みを示す画面。 各プローブにおける筋肉及び筋の収縮率を示すグラフ。 プローブが検出した筋肉及び筋の収縮率の推移を示すグラフ。 第２の実施形態にかかわるプローブが設置された衣類を示す概略斜視図。 プローブが設置されたバンドを示す概略斜視図。

以下、実施形態について図面に従って説明する。
尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。

（第１の実施形態）
本実施形態では、運動情報取得装置と、この運動情報取得装置を用いて運動情報を取得する、運動情報取得方法との特徴的な例について、図に従って説明する。第１の実施形態にかかわる運動情報取得装置について図１〜図５に従って説明する。図１及び図２は、プローブの設置例を説明するための模式図である。図１は人体の表側を示し、図２は人体の裏側を示す。

図１及び図２に示すように生体としての人体１は伸縮性のある衣類２を着用している。衣類２は人体１に密着している。そして、衣類２にはプローブ３が複数設置されている。プローブ３は筋肉の厚みの変化または筋の厚みの変化を検出し電波信号を出力する。尚、筋と健とは同じ人体の部位を示しており、本実施形態では筋で統一してある。さらに、プローブ３は光を射出する。他にも、プローブ３は電波信号を受信して振動する機能を備えている。

衣類２には所定の場所にプローブ３が設置されているので、人体１が衣類２を着用するとき、人体１の所定の場所と対向する場所にプローブ３が位置するようになっている。従って、容易に人体１の複数の場所にプローブ３を配置できるようになっている。

プローブ３が設置にされている場所は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、首の左右側、肩、肩と肘との間、肘の左右両側、肘と手首との間、手首に設置されている。他にも、プローブ３は鼠蹊部、太ももの周囲、膝の両側、ふくらはぎ、アキレス健に設置されている。このように、プローブ３は筋肉または筋と対向する場所に設置されている。

図３はプローブの構成を示す模式平面図であり、図４はプローブの構成を示す模式側断面図である。図を説明し易くするために座標が設定されている。図３において図中右側が＋Ｘ方向側であり、図中上側を＋Ｙ方向側とする。図中手前側を＋Ｚ方向側とする。

図３及び図４において、プローブ３は回路基板４を備えている。回路基板４には配線パターンが設置されている。回路基板４と人体１との間には組織厚検出部としての超音波検出素子５及び警告部としての振動素子６が設置されている。超音波検出素子５は回路基板４の−Ｘ側に位置し、振動素子６は＋Ｘ側に位置している。超音波検出素子５は人体１に向けて超音波を射出し、人体１の内部で反射した反射波を検出する。人体１の内部には筋肉または筋が存在し、超音波検出素子５は人体１の筋肉または筋の厚みを検出する。振動素子６は人体１に警告するとき振動して人体１に刺激を加える。振動素子６は警告部の一部となっている。超音波検出素子５と振動素子６とは離れて設置され、振動素子６が振動しても超音波検出素子５に影響が及び難くなっている。

超音波検出素子５及び振動素子６は人体１の筋肉または筋の厚みを検出するプローブ３に設置されている。これにより、人体１が姿勢を変化させる途中でも、振動を感知して筋肉または筋の厚みが薄くなる姿勢と場所とを認識することが可能になっている。

回路基板４の＋Ｚ方向側の面には回路素子７、発光素子８、２次電池９、第１発信アンテナ１０及び第１受信アンテナ１１が設置されている。そして、超音波検出素子５、振動素子６、発光素子８、２次電池９、第１発信アンテナ１０及び第１受信アンテナ１１は配線により回路素子７と接続されている。

回路素子７は超音波検出素子５、振動素子６、発光素子８を駆動する。さらに、回路素子７は第１発信アンテナ１０及び第１受信アンテナ１１を用いて通信する機能を備えている。発光素子８はプローブ３の位置を明示する光を射出する。発光素子８は発光色がプローブ３毎に換えてあり、発光色の色調にて人体１に設置された場所を識別可能になっている。発光素子８には発光ダイオード等を用いることができる。

２次電池９は超音波検出素子５、振動素子６、回路素子７及び発光素子８に電力を供給する部位である。第１発信アンテナ１０は超音波検出素子５が検出したデータを電波信号にして出力する部位である。第１受信アンテナ１１は警告するときの電波信号を受信する部位である。

プローブ３はシート１２に覆われている。シート１２及び衣類２にはマジックテープ（登録商標）が設置され、衣類２とシート１２とは着脱可能になっている。これにより、プローブ３は衣類２と着脱できる。シート１２は発光素子８と対向する場所に孔が設置され、孔から発光素子８が露出している。そして、発光素子８が射出する光はシート１２の外部に射出される。

回路基板４は超音波検出素子５を駆動し、超音波検出素子５が人体１に超音波を射出する。超音波は人体１の内部に進行し、筋肉と皮膚との境界で反射する。さらに、筋肉と骨との境界で反射する。他にも、超音波は人体１の内部に進行し、筋と皮膚との境界で反射する。さらに、筋と骨との境界で反射する。回路素子７は超音波検出素子５が検出したデータを変調して第１発信アンテナ１０から発信する。各プローブ３にはプローブ番号が設定されており、回路素子７はプローブ番号を記憶している。第１発信アンテナ１０からはプローブ番号及び超音波検出素子５が検出したデータが発信される。

第１受信アンテナ１１が警告信号を受信するとき、回路素子７が振動素子６を駆動するか否かの判断をする。そして、回路素子７が振動素子６を駆動する判断をしたときには、回路素子７が振動素子６を駆動する。そして、回路素子７は振動素子６を振動させて人体１に警告を示す刺激を加える。

図５は、運動情報取得装置の電気制御ブロック図である。図５において、運動情報取得装置１３は運動情報取得装置１３を制御する制御装置１４を備えている。そして、制御装置１４はプロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ１５（中央演算処理装置）と、各種情報を記憶する記憶部としてのメモリー１６とを備えている。さらに、姿勢検出部としての撮像装置１７、第２受信装置１８、第２発信装置２１、入力装置２２及び表示部としての表示装置２３は入出力インターフェイス２４及びデータバス２５を介してＣＰＵ１５に接続されている。

撮像装置１７は人体１を撮影して人体１の姿勢を検出する。人体１に設置されたプローブ３の発光素子８は場所毎に異なる色の光を射出する。撮像装置１７が撮影した画像において発光素子８の位置から人体１の姿勢を検出することができる。

第２受信装置１８には第２受信アンテナ２６が接続されている。第２受信アンテナ２６は第１発信アンテナ１０が発信する信号を受信する。第２受信アンテナ２６が受信するデータは超音波検出素子５が検出したデータである。第２受信装置１８は信号を復調してＣＰＵ１５に出力する。

第２発信装置２１には第２発信アンテナ２７が接続されている。第２発信アンテナ２７はプローブ番号を示す信号と警告信号を発信する。各プローブ３にはプローブ番号が設定されており、回路素子７はプローブ番号を記憶している。そして、各プローブ３では回路素子７が記憶するプローブ番号と受信したプローブ番号とが一致するとき、回路素子７は振動素子６を振動させる。

入力装置２２はキーボード等の装置であり操作者がＣＰＵ１５に指示命令を入力する装置である。表示装置２３はＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）等の表示装置である。表示装置２３には測定の状況や測定結果等が表示される。

メモリー１６は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリーや、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には、運動情報取得装置１３の動作の制御手順が記述されたプログラムソフト２８を記憶する記憶領域や、撮像装置１７が撮影する画像のデータである画像データ２９を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、画像から算出した筋肉の厚みのデータである筋肉厚みデータ３０を記憶するための記憶領域が設定される。さらに、画像から算出した筋の厚みのデータである筋厚みデータ３１を記憶するための記憶領域が設定される。さらに、人体１に警告するか否かを判断するときに用いるデータである判断データ３２を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、ＣＰＵ１５のためのワークエリアやテンポラリーファイル等として機能する記憶領域やその他各種の記憶領域が設定される。

ＣＰＵ１５は、メモリー１６内に記憶されたプログラムソフト２８に従って、人体１の姿勢と筋肉、筋との厚みを対応させて表示する制御を行うものである。具体的な機能実現部として画像処理部３３を有する。画像処理部３３は撮像装置１７が撮影した画像を入力する。そして、画像からプローブ３を抽出してプローブ３の位置を測定する。さらに、プローブ３が発する発光素子８の色調からプローブ番号を演算する。メモリー１６にはプローブ番号と発光素子８の色調との対応を示すプローブ番号データが記憶されている。画像処理部３３はこのプローブ番号データを用いて各プローブ３のプローブ番号を演算する。そして、画像処理部３３は人体１の姿勢を示す画像と各プローブ３の位置とプローブ番号のデータを出力する。

他にも、ＣＰＵ１５は組織厚演算部３４を有する。組織厚演算部３４は超音波検出素子５が検出したデータを入力する。このデータは超音波画像である。組織厚演算部３４は超音波画像における濃淡から人体１の筋肉または筋の厚みを検出する。そして、プローブ番号と人体１の筋肉または筋の厚みの値を対応づける。

他にも、ＣＰＵ１５は対応演算部３５を有する。対応演算部３５は画像処理部３３から人体１の姿勢を示す画像、各プローブ３の位置のデータ及びプローブ番号のデータを入力する。そして、組織厚演算部３４からプローブ番号における人体１の筋肉または筋の厚みの値のデータを入力する。次に、対応演算部３５は人体１の姿勢を示す画像における各プローブ３と筋肉または筋の厚みの値とを対応させて出力する。

さらに、対応演算部３５は画像において各プローブ３に相当する場所の色を各プローブ３が検出した筋肉または筋の厚みの値に対応した色に変更する。プローブ３の色は特に限定されないが、本実施形態では例えば、厚みの厚いときから薄いときに向かって、青色、黄色、橙色、赤色と変えている。表示装置２３は姿勢を示す画像と筋肉または筋の厚みとを示す色を合わせて表示する。筋肉または筋の厚みの大きさに対応して色を切り替える。観察者はプローブ３の色調を確認することにより、変化する姿勢に対応して筋肉または筋の厚みが変わる様子を容易に理解することができる。

他にも、ＣＰＵ１５は表示制御部３６を有する。表示制御部３６は入力装置２２から入力される指示に応じて表示装置２３に表示する表示内容を切り替える。例えば、画像処理部３３が出力する画像、組織厚演算部３４が出力するデータ、対応演算部３５が出力するデータを表示制御部３６が表示装置２３に表示させる。換言すれば、表示装置２３は画像処理部３３、組織厚演算部３４、対応演算部３５の演算結果を表示する。

他にも、ＣＰＵ１５は警告部としての警告制御部３７を有する。警告制御部３７は筋肉または筋の厚みを判定値と比較する。そして、筋肉または筋の厚みが判定値より薄いときに警告する。警告を受けた人は筋肉または筋の厚みが薄くなる姿勢を認識する。筋肉または筋の厚みが薄くなるときは筋肉または筋が伸びたときである。筋肉または筋が過度に伸びた姿勢を繰りかえすと筋肉または筋が損傷する。警告を受けた人は筋肉または筋が伸びすぎた姿勢を繰り返して筋肉または筋の損傷が大きくなることを抑制することができる。

他にも、ＣＰＵ１５は検索部３８を有する。組織厚演算部３４が出力する筋肉または筋の厚みは筋肉厚みデータ３０及び筋厚みデータ３１としてメモリー１６に記憶される。筋肉厚みデータ３０及び筋厚みデータ３１は測定時の時刻のデータと対になっている。さらに、人体１の姿勢を示す画像データ２９も測定時の時刻のデータと対になっている。そして、検索部３８は筋肉または筋の厚みが所定の厚みになる時刻を検索する。そして、検索結果として、筋肉または筋の厚みが所定の厚みになる計測時刻を得る。そして、検索した計測時刻における姿勢を検索する。その結果、検索部３８は筋肉または筋の厚みが所定の厚みになるときの姿勢を検索する。

尚、本実施形態では、上記の各機能がＣＰＵ１５を用いてプログラムソフトで実現することとしたが、上記の各機能がＣＰＵ１５を用いない単独の電子回路によって実現できる場合には、そのような電子回路を用いることも可能である。

次に上述した運動情報取得装置１３を用いて運動情報を取得する方法について図６にて説明する。図６は、運動情報取得方法のフローチャートである。図６において、ステップＳ１は判定値設定工程である。この工程は、警告するか否かの判定をするときに比較する判定値を設定する工程である。この判定値は操作者が被検者のプローブ３を設置する場所毎に設定する。

判定値は被検者の体質、柔軟性等を考慮して設定される値である。具体的には、被検者に力を入れたときの筋肉及び筋の厚みを測定する。さらに、被検者の力を徐々に減らしたときの筋肉及び筋の厚みを測定する。そして、トレーニングに適当となる負荷が筋肉に加わるときの筋肉及び筋の厚みを検討する。さらに、筋肉及び筋が伸びすぎて損傷を与える状態の筋肉及び筋の厚みを検討する。そして、トレーニング時の筋肉及び筋の厚みの判定値を設定する。判定値は上判定値と下判定値とを有する。上判定値は筋肉及び筋の厚みが厚い方の判定値である。下判定値は筋肉及び筋の厚みが薄い方の判定値である。さらに、上判定値と下判定値との間を４等分した区分け値を設定する。次にステップＳ２及びステップＳ３に移行する。

ステップＳ２は画像入力工程である。この工程では撮像装置１７が人体１を撮影する。撮像装置１７は撮影した画像を画像データ２９の一部としてメモリー１６に保存する。さらに、撮像装置１７は撮影した画像を画像処理部３３に出力する。画像処理部３３は撮影した画像からプローブ３を抽出する。

プローブ３には発光素子８が設置されているので、撮影した画像には発光素子８の像が存在する。発光素子８はそれぞれ色調が異なっている。画像処理部３３は発光素子８の像の色調を分析することにより各プローブ３のプローブ番号を認識する。そして、メモリー１６には各プローブ３が人体１に設置された場所のデータが記憶されている。画像処理部３３は人体１の像におけるプローブ３の位置とプローブ番号を用いて人体１の姿勢を検出する。

そして、撮影した時刻と人体１の姿勢を示すデータをメモリー１６に記憶する。人体１の姿勢を示すデータは、例えば本実施形態では、撮影画像の平面の左下を原点としてプローブ３の像の位置を示す表となっている。本ステップは撮像装置１７及び画像処理部３３が変化する人体１の姿勢を検出するステップになっている。次にステップＳ４に移行する。

ステップＳ３は厚み検出工程である。この工程では、各プローブ３が超音波を人体１に発信して筋肉または筋にて反射した反射波を受信する。そして、反射波のデータ、プローブ番号及び測定時刻を回路素子７が変調して第１発信アンテナ１０から第２受信アンテナ２６へ送信する。第２受信装置１８は第２受信アンテナ２６が受信した電波信号を復調して反射波のデータ、プローブ番号及び測定時刻のデータをメモリー１６及びＣＰＵ１５に出力する。

メモリー１６では筋肉における反射波のデータが筋肉厚みデータ３０の一部として記憶される。さらに、筋における反射波のデータが筋厚みデータ３１の一部として記憶される。

ＣＰＵ１５では組織厚演算部３４が筋肉における反射波のデータを用いて筋肉の厚みを演算する。反射波のデータにはプローブ番号が含まれている。組織厚演算部３４はプローブ番号と筋肉の厚みのデータを筋肉厚みデータ３０の一部としてメモリー１６に記憶する。

同様に、組織厚演算部３４が筋における反射波のデータを用いて筋の厚みを演算する。反射波のデータにはプローブ番号が含まれている。組織厚演算部３４はプローブ番号と筋の厚みのデータを筋厚みデータ３１の一部としてメモリー１６に記憶する。つまり、本ステップは組織厚演算部３４が人体１の筋肉または筋の厚みを検出するステップになっている。

筋肉厚みデータ３０には各プローブ３が設置された場所の筋肉に力が加わらないときの厚みのデータである無負荷筋肉厚値が含まれている。そして、組織厚演算部３４は無負荷筋肉厚値を筋肉の厚みで引き算しさらに無負荷筋肉厚値で除算する。そして、除算した結果に１００を掛け算した結果を筋肉収縮率としてメモリー１６に筋肉厚みデータ３０の一部として記憶する。

同様に、筋厚みデータ３１には各プローブ３が設置された場所の筋に力が加わらないときの厚みのデータである無負荷筋厚値が含まれている。そして、組織厚演算部３４は無負荷筋厚値を筋の厚みで引き算しさらに無負荷筋厚値で除算する。そして、除算した結果に１００を掛け算した結果を筋収縮率としてメモリー１６に筋厚みデータ３１の一部として記憶する。筋肉収縮率及び筋収縮率は収縮していないときの値がゼロとなる。次にステップＳ４に移行する。

ステップＳ４は対応演算工程である。この工程では対応演算部３５がメモリー１６から画像データ２９、筋肉厚みデータ３０、筋厚みデータ３１及び判断データ３２を入力する。そして、各プローブ３に対応する筋肉及び筋の厚みを区分け値及び判定値と比較して区分属性を設定する。

筋肉及び筋の厚みが上判定値より大きいとき区分属性を過厚状態とする。筋肉及び筋の厚みが下判定値より小さいとき区分属性を過薄状態とする。筋肉及び筋の厚みが上判定値と下判定値との間にあるとき区分属性を色で設定する。区分属性の色は筋肉及び筋の厚みを４段階にわけて付加する属性である。本実施形態では例えば、厚みの厚いときから薄いときに向かって、区分属性を青色、黄色、橙色、赤色に設定する。次にステップＳ５に移行する。

ステップＳ５は警告判断工程である。この工程では警告制御部３７が区分属性を検索して警告するか否かを判断する。筋の厚みの区分属性を検索して過薄状態の場所があるとき警告する判断をする。警告する場所があったときは次にステップＳ６に移行する。警告する場所がなかったときは警告しない判断をして、次にステップＳ７に移行する。

ステップＳ６は警告工程である。この工程では、警告制御部３７が第２発信装置２１に警告指示を発信する信号を出力する。第２発信装置２１は第２発信アンテナ２７から第１受信アンテナ１１に警告信号及びプローブ番号を変調して電波信号を発信させる。

プローブ３では第１受信アンテナ１１が電波信号を受信して回路素子７が電波信号を復調する。そして、信号に示されたプローブ番号が自己のプローブ３を示す番号であるか否かを確認する。そして、信号に示されたプローブ番号が自己のプローブ３を示す番号のときには回路素子７が振動素子６を駆動する。これにより、振動素子６が振動して人体１は振動している場所を認識する。

振動素子６が振動する場所は筋や筋肉が下判定値より薄くなった場所である。従って、人体１は筋や筋肉が下判定値より薄くなった場所を認識することができる。次にステップＳ７に移行する。

ステップＳ７は表示工程である。この工程では、表示制御部３６がメモリー１６からデータを入力して所定の形式の表示画面を形成する。そして、形成した表示画面を表示装置２３に表示させる。図７は表示画面の構成を説明するための模式図である。図７に示すように、表示装置２３に表示される画面としての表示画面４１には複数の小画面４１ａが表示されている。小画面４１ａの個数は特に限定されないが、本実施形態では例えば、１６個に設定されている。表示装置２３は１つの表示画面４１に複数の筋肉または筋の厚みを表示することができる。

図８は筋の断面画像を説明するための模式図である。図８に示すように、断面画像４２は人体１の筋における断面を示す画像であり、小画面４１ａに表示する画像の１つである。プローブ３が検出した超音波反射波を用いて形成した画像である。断面画像４２には皮膚４３、筋４４及び骨４５の部分が層状に表示されている。組織厚演算部３４は筋４４の厚みを演算する。表示装置２３は断面画像４２に筋４４の厚みを示す値を表示しても良い。

図９は筋肉の断面画像を説明するための模式図である。図９に示すように、断面画像４６は人体１の筋肉における断面を示す画像であり、小画面４１ａに表示する画像の１つである。プローブ３が検出した超音波反射波を用いて形成した画像である。断面画像４６には皮膚４３、筋肉４７及び骨４５の部分が層状に表示されている。組織厚演算部３４は筋肉４７の厚みを演算する。表示装置２３は断面画像４６に筋肉４７の厚みを示す値を表示しても良い。

図１０は人の姿勢と筋肉及び筋の厚みを示す画面である。図１０に示すように、姿勢画像４８には人体像４９が表示されている。人体像４９は撮像装置１７が人体１を撮影した画像を元に表示制御部３６が編集した画像である。

人体像４９にはプローブ３の位置を示すプローブ像５０が複数表示されている。プローブ像５０は色調が区分属性に従って編集されている。従って、プローブ像５０の色調は青色、黄色、橙色、赤色のいずれかに着色されている。操作者は姿勢画像４８を見て筋肉及び筋が薄い場所と厚い場所を容易に認識することができる。そして、観察者は人体１の筋肉や筋が損傷を受けそうな状態を容易に認識することができる。

さらに、区分属性が過薄状態の場所ではプローブ像５１は赤色で点滅させている。操作者は姿勢画像４８を見て筋肉及び筋が下判定値より薄い場所を容易に認識することができる。同様に、区分属性が過厚状態の場所ではプローブ像５１は青色で点滅させている。操作者は姿勢画像４８を見て筋肉及び筋の厚みが上判定値より厚い場所を容易に認識することができる。そして、観察者は人体１の筋肉や筋に加わる負荷が小さい状態を容易に認識することができる。

このように、本ステップは、表示装置２３が人体１の姿勢と筋肉または筋の厚みとを対応させて表示するステップになっている。従って、観察者は人体１の姿勢と筋肉や筋の厚みとの関係を容易に認識することができる。

図１１は各プローブにおける筋肉及び筋の収縮率を示すグラフである。図１１の収縮率グラフ５２において、横軸はプローブ番号を示し、縦軸は筋肉及び筋の収縮率を示す。棒５２ａの長さは筋肉収縮率及び筋収縮率を示している。グラフには収縮率上判定値５２ｂ及び収縮率下判定値５２ｃが表示されている。観察者は収縮率グラフ５２を見て各場所における筋肉及び筋の収縮率が収縮率上判定値５２ｂ及び収縮率下判定値５２ｃに対してどの程度の収縮率かを容易に確認することができる。

図１２はプローブが検出した筋肉及び筋の収縮率の推移を示すグラフである。図１２の収縮率グラフ５３において、横軸は時間の推移を示し、縦軸は筋肉及び筋の収縮率を示す。推移線５３ａは筋肉収縮率及び筋収縮率の推移を示している。グラフには収縮率上判定値５３ｂ及び収縮率下判定値５３ｃが表示されている。観察者は収縮率グラフ５３を見て各時間における筋肉及び筋の収縮率が収縮率上判定値５３ｂ及び収縮率下判定値５３ｃに対してどの程度の収縮率かを容易に確認することができる。

収縮率が収縮率上判定値５３ｂより大きいとき筋肉及び筋に加わる負荷が大きく、筋肉及び筋の収縮率が大きいこのとき筋が損傷し易いので、ハッチングをつけて明示する。一方、収縮率が収縮率下判定値５３ｃより小さいとき筋肉に加わる負荷が小さく、筋肉を鍛えることにならないので、このときもハッチングをつけて明示する。これにより、観察者は筋肉や筋への負荷が高いときと低いときとを容易に認識することができる。次にステップＳ８に移行する。

図６に戻って、ステップＳ８は終了判断工程である。この工程は、人体１が運動を継続するか終了するかを判断工程である。運動を継続するときは次にステップＳ２及びステップＳ３に移行する。終了するときにはステップＳ９に移行する。

ステップＳ９は検索工程である。この工程では検索部３８が筋肉または筋の厚みが所定の厚みになるときを検索する。そして、筋肉または筋の厚みが所定の厚みになるときがあるときにはその姿勢や収縮率を表示装置２３に表示する。表示の形態としては姿勢画像４８、収縮率グラフ５２または収縮率グラフ５３から選択することができる。他にも、検索部３８が筋肉または筋の厚みが所定の厚みになるときを検索しても良い。

ステップＳ１０は録画再生工程である。この工程は、検索したときの姿勢の前後の姿勢の動画を再生する工程である。観察者は姿勢が移行する動画を確認することにより、筋肉または筋の厚みが薄くなるフォームの変化を確認することができる。以上のステップにより、運動情報を取得する工程を終了する。

上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、撮像装置１７が変化する人体１の姿勢を検出し、超音波検出素子５が人体１の筋肉または筋の厚みを検出する。そして、対応演算部３５が検出した人体１の筋肉及び筋の厚みと人体１の姿勢とを対応させて出力する。

人体１の姿勢が変化するとき、人体１内部の筋肉または筋の厚みが変化する。そして、対応演算部３５が姿勢と姿勢に対応する筋肉または筋の厚みとを出力する。従って、人体１の姿勢と筋肉または筋の厚みとの関係を容易に解析することができる。

（２）本実施形態によれば、対応演算部３５が演算した演算結果を表示装置２３が表示する。このとき、表示装置２３は姿勢を示す人体像４９と筋肉または筋の厚みを示すプローブ像５０とを合わせて表示する。そして、筋肉または筋の厚みの大きさに対応してプローブ像５０の色を切り替える。観察者は表示装置２３を見て変化する姿勢に対応して筋肉または筋の厚みが変わる様子を容易に理解することができる。

（３）本実施形態によれば、警告制御部３７が筋肉または筋の厚みを判定値と比較し筋肉または筋の厚みが薄いときに警告する。警告を受けた人体１は筋肉または筋の厚みが薄くなる姿勢を認識する。筋肉または筋の厚みが薄くなるときは筋肉または筋が伸びたときである。筋肉または筋が過度に伸びた姿勢を繰りかえすと筋肉または筋が損傷する。警告を受けた人体１は筋肉または筋が伸びすぎた姿勢を繰り返して筋肉または筋の損傷が大きくなることを抑制することができる。

（４）本実施形態によれば、超音波検出素子５と振動素子６とは人体１の筋肉または筋の厚みを検出するプローブ３に設置されている。そして、筋肉または筋の厚みが薄くなるとき振動素子６が振動して警告する。これにより、人体１が姿勢を変化させる途中でも、人体１は筋肉または筋の厚みが薄くなる姿勢と場所とを認識することができる。

（５）本実施形態によれば、運動情報取得装置１３はさらにメモリー１６及び検索部３８を備えている。超音波検出素子５が出力する筋肉または筋の厚み及び姿勢を示す画像をメモリー１６が記憶する。検索部３８は筋肉または筋の厚みが所定の厚みになる姿勢を検索する。これにより、筋肉または筋の厚みの高い姿勢、低い姿勢を容易に認識することができる。従って、負荷と姿勢との関係を容易に解析することができる。

（６）本実施形態によれば、人体１には複数の超音波検出素子５が設置されている。そして、表示装置２３は１つの表示画面４１に複数の場所の筋肉または筋の厚みを表示する。観察者は複数の場所の筋肉または筋の厚みを認識し姿勢の変化に応じて筋肉または筋の厚みが薄くなる場所が移動する様子を認識することができる。これにより、観察者は生体の筋肉または筋の厚みのバランスを配慮した姿勢移動を検討することができる。

（７）本実施形態の測定手順によれば、撮像装置１７が変化する生体の姿勢を検出し、超音波検出素子５が生体の筋肉または筋の厚みを検出する。そして、表示装置２３が姿勢と対応させて筋肉または筋の厚みを表示する。

人体１の姿勢が変化するとき、人体１内部の筋肉または筋の厚みが変化する。そして、表示装置２３が姿勢と姿勢に対応する筋肉または筋の厚みとを表示する。従って、姿勢と筋肉または筋の厚みとの関係を容易に解析することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した運動情報取得装置の一実施形態について図１３及び図１４を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図１に示したプローブ３の設置形態が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

図１３はプローブが設置された衣類を示す概略斜視図である。すなわち、本実施形態では、図１３に示すように足首に設置されるサポーター５６にプローブ３を設置しても良い。このように人体１の一部にプローブ３を設置する形態でもよい。筋肉または筋の厚みの情報を必要とする場所に限定してプローブ３を設置するので、プローブ３を設置し易くすることができる。

図１４はプローブが設置されたバンドを示す概略斜視図である。すなわち、本実施形態では、図１４に示すように手首に設置されるバンド５７に超音波検出素子５及び回路素子７等を設置しても良い。このように人体１の一部にプローブ３を設置する形態でもよい。筋肉または筋の厚みの情報を必要とする場所に限定してプローブ３を設置するので、プローブ３を設置し易くすることができる。

バンド５７は超音波検出素子５と離れた場所に振動素子６、第１発信アンテナ１０及び第１受信アンテナ１１が設置されている。これにより、振動素子６、第１発信アンテナ１０及び第１受信アンテナ１１が超音波検出素子５に影響を及ぼすことを抑制することができる。

尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、人体１における筋肉または筋の厚みを測定した。人体１以外にも動物に運動情報取得装置１３を用いても良い。動物における筋肉または筋の負荷状態を調査することができる。

（変形例２）
前記第１の実施形態では、撮像装置１７を用いて人体１の姿勢を検出した。さらに、人体１に加速度計を設置して、人体１の動きと筋肉または筋の負荷状態を測定しても良い。さらに、詳しく筋肉の動きと筋肉または筋の負荷状態を測定することができる。

（変形例３）
前記第１の実施形態では、姿勢画像４８においてプローブ像５０の色調で筋肉または筋の厚みを表示した。姿勢画像４８に筋肉または筋の厚みを数字で表示しても良い。観察者が具体的な数値の変化を確認することができる。他にも、プローブ像５０の大きさで筋肉または筋の厚みを表示しても良い。視覚的に容易に判断することができる。

（変形例４）
前記第１の実施形態では、プローブ３に振動素子６が設置され、振動素子６を振動させて警告した。プローブ３にスピーカーを設置して音声にて警告してもよい。振動を感じ難い人にも警告を伝えることができる。

（変形例５）
前記第１の実施形態では、表示画面４１に複数の小画面４１ａが設置されている。各小画面４１ａに姿勢画像４８のコマ送り画像を表示しても良い。筋肉または筋の厚みの経時変化を容易に確認することができる。他にも、各小画面４１ａに複数の場所における収縮率グラフ５３を表示しても良い。複数の場所の収縮率の変化を同時に確認することができる。他にも、各小画面４１ａに姿勢画像４８、収縮率グラフ５２及び収縮率グラフ５３を同時に表示しても良い。多角的視点から筋肉または筋の厚みの変化を観察することができる。

（変形例６）
前記第１の実施形態では、プローブ３と制御装置１４との間の通信を無線にて行った。プローブ３と制御装置１４との間の通信を有線でおこなっても良い。プローブ３と制御装置１４とを配線にて接続する。これにより、電磁波によるノイズの影響を低減することができる。他にも、記憶装置を人体１に設置して記憶装置とプローブ３とを配線にて接続する。この形態のときにも人体１が移動しながら筋肉または筋の厚みを測定して、測定データを記憶装置に記憶することができる。そして、運動を終了した後で、撮像装置１７が撮影した画像と記憶装置に記憶した筋肉または筋の厚みを測定データとを用いて解析しても良い。この形態のときにも、姿勢と筋肉または筋の厚みの関係を解析することができる。

（変形例７）
前記第１の実施形態では、測定結果を表示装置２３に表示した。測定結果を外部機器に出力しても良い。そして、外部機器にて表示しても良く、さらに、データを用いて分析しても良い。

（変形例８）
前記第１の実施形態では、発光素子８の色調でプローブ３を識別した。他にも、発光素子８を点滅させて、点滅間隔のパターンでプローブ３を識別しても良い。発光素子８の色の種類を減らすことができる。

１…生体としての人体、５…組織厚検出部としての超音波検出素子、６…警告部としての振動素子、１３…運動情報取得装置、１６…記憶部としてのメモリー、１７…姿勢検出部としての撮像装置、２３…表示部としての表示装置、３５…対応演算部、３７…警告部としての警告制御部、３８…検索部、４１…画面としての表示画面。

Claims (8)

1. 生体の姿勢を検出する姿勢検出部と、
   前記生体の筋肉または筋の厚みを検出する組織厚検出部と、
   検出した前記生体の筋肉または筋の厚みを前記姿勢と対応させて出力する対応演算部と、を備えることを特徴とする運動情報取得装置。
2. 請求項１に記載の運動情報取得装置であって、
   前記対応演算部の演算結果を表示する表示部を備え、
   前記表示部は前記姿勢を示す画像と前記筋肉または筋の厚みとを合わせて表示し、
   前記筋肉または筋の厚みの大きさに対応して色を切り替えることを特徴とする運動情報取得装置。
3. 請求項１または２に記載の運動情報取得装置であって、
   前記筋肉または筋の厚みを判定値と比較し前記筋肉または筋の厚みが判定値より薄いときに警告する警告部を備えることを特徴とする運動情報取得装置。
4. 請求項３に記載の運動情報取得装置であって、
   前記組織厚検出部及び前記警告部は前記生体の筋肉または筋の厚みを検出する場所に設置されていることを特徴とする運動情報取得装置。
5. 請求項２に記載の運動情報取得装置であって、
   前記対応演算部が出力する前記筋肉または筋の厚み及び前記姿勢を示す画像を記憶する記憶部と、
   前記筋肉または筋の厚みが所定の厚みになる姿勢を検索する検索部と、を備えることを特徴とする運動情報取得装置。
6. 請求項２または５に記載の運動情報取得装置であって、
   前記生体には複数の前記組織厚検出部が設置され、
   前記表示部は１つの画面に複数の前記筋肉または筋の厚みを表示することを特徴とする運動情報取得装置。
7. 姿勢検出部が変化する生体の姿勢を検出し、
   組織厚検出部が前記生体の筋肉または筋の厚みを検出し、
   表示部が前記姿勢と前記筋肉または筋の厚みとを対応させて表示することを特徴とする運動情報取得方法。
8. 生体の姿勢を検出する姿勢検出部と、
   前記生体の筋肉または筋の厚みを検出する組織厚検出部と、
   前記姿勢を示す画像と前記筋肉または筋の厚みの画像とを合わせて表示する表示部を備えることを特徴とする運動情報取得装置。

Images