JP2018079308A - リハビリテーション支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リハビリテーション運動の繰り返しは機械的で辛い。利用者２３に対してその運動の達成度をアート画像によりフィードバックして示し、運動を楽しめるようにする。
【解決手段】リハビリテーションの対象となる部位の、リハビリテーション運動を評価するための評価基準を設定する対象部位評価設定手段３２と、リハビリテーション運動を検知して、リハビリテーションの対象となる部位の動きの量、動きの方向もしくは動きの速さを測定する動作検出手段３４と、上記評価基準と比較して、検出したリハビリテーション運動を評価する動作評価手段３６と、動作評価手段３６による達成度５６に対応して，画像の内容や画質を変化させる画像処理手段４２を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アート作品の制作により利用者のモチベーションを高めることができるリハビリテーション支援装置に関する。

脳卒中などの高次脳機能障害によって身体に麻痺が生じた場合、機能回復のためには長期間に亘ってリハビリテーションを継続する必要がある。こうしたリハビリテーションを支援するために、リハビリテーション運動をコンピュータで検出してわかりやすくディスプレイに表示する技術が紹介されている（特許文献１）。また、コンピュータで検出したリハビリテーション運動の効果を解析して表示する技術が紹介されている（特許文献２、３、４）。

特開２００１−３２７６３９号公報 特開２０１４−１１７６２１号公報 特開２０１５−２０２３４１号公報 特開２０１６−１９６９５号公報

上記のような既存技術には下記のような解決すべき課題があった。
思い通りに動かなくなった上肢や下肢などの身体に対して、機能回復のために根気よく一定の運動を繰り返すリハビリテーションの動作は、当事者のモチベーションを維持することが難しい。また、動作に苦痛を伴うこともある。そのため、リハビリテーションが敬遠されて回復が遅れることもある。本発明は以上の点に着目してなされたもので、利用者のモチベーションを高め、利用者の能動的な取り組みを促して、身体の早期機能回復を図ることができるリハビリテーション支援装置を提供する。

以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。

＜構成１＞
以下の（ａ）〜（ｄ）の手段を備えたことを特徴とするリハビリテーション支援装置。
（ａ） リハビリテーションの対象となる部位の、リハビリテーション運動を評価するための評価基準を設定する対象部位評価設定手段
（ｂ） リハビリテーション運動を検知して、リハビリテーションの対象となる部位の動きの量、動きの方向もしくは動きの速さを測定する動作検出手段
（ｃ） 上記の評価基準と比較して、検出したリハビリテーション運動を評価して、そのリハビリテーション運動の達成度を求める動作評価手段
（ｄ） 画像を複数のパーツ画像に区分して、上記リハビリテーション運動の達成度に応じて画像表示装置に表示するパーツ画像を追加もしくは変更し、パーツ画像はリハビリテーション運動の達成度に応じて態様を変化させて画面を更新する画像処理手段

＜構成２＞
上記のリハビリテーション運動が複数のセット繰り返されるとき、上記動作評価手段が１セット毎にリハビリテーション運動の達成度を求めて、上記画像処理手段は、上記達成度に応じて態様を変化させたパーツ画像を生成して、このパーツ画像を表示画像に追加しもしくは既に表示した画像の一部のパーツを置き換えることを特徴とする構成１に記載のリハビリテーション支援装置。

＜構成３＞
上記の画像処理手段は、リハビリテーション運動の達成度に応じたパーツ画像を追加して、画像の追加が完了した後に、リハビリテーション運動の達成度に応じて画像の態様を変化させることを特徴とする構成１に記載のリハビリテーション支援装置。

＜構成４＞
上記の対象部位評価設定手段は、リハビリテーションの対象となる部位の、上記評価対象として繰り返される一定の動きの、最大移動可能距離または最大運動量を、動作を開始する前の準備処理で評価基準に設定し、上記動作評価手段は、この上記評価基準を１００％として、動作検出手段により計測した該当部位の移動距離または運動量の評価基準に対する割合から達成度を求めることを特徴とする構成１に記載のリハビリテーション支援装置。

＜構成５＞
上記の対象部位評価設定手段は、動作評価を開始する前の準備処理で利用者自身の上記評価対象として繰り返される一定の動きを検出することによって、リハビリテーション運動の評価基準を設定することを特徴とする構成１に記載のリハビリテーション支援装置。

＜構成６＞
上記の動作検出手段は、利用者が手を使用して表示画像上を移動する動作を繰り返すような上肢の動きを検知することを特徴とする構成１乃至５のいずれかに記載のリハビリテーション支援装置。

＜構成７＞
上記の動作検出手段は、利用者による椅子の立ち座りまたは膝の屈伸などの身体の上下運動を繰り返す運動を検知することを特徴とする構成１乃至５のいずれかに記載のリハビリテーション支援装置。

＜構成８＞
上記の動作検出手段は、空気を吹き出すエアポンプまたは呼気を吹き込む呼気センサからの空気の圧力、量、音または温度を検出するセンサを備え、この空気の圧力、量、音または温度の変化が一定値以上の場合に、画像の所定の変化を要求するように制御することを特徴とする構成１乃至５のいずれかに記載のリハビリテーション支援装置。

＜構成９＞
上記の動作検出手段は、構成６乃至８に記載のいずれかの機能を任意に組み合わせたものであって、複数の部位のリハビリテーションを同時に行う構成１乃至５のいずれかに記載のリハビリテーション支援装置。

＜構成１０＞
上記の画像はアート画像であって、利用者が希望するアート画像を選択させる手段を備え、上記画像処理手段はそのアート画像を更新する処理を実行することを特徴とする構成１乃至５のいずれかに記載のリハビリテーション支援装置。

＜構成１１＞
コンピュータを、構成１乃至１０のいずれかに記載の各手段として機能させるリハビリテーション支援プログラム。
＜構成１２＞
構成１１に記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。

＜構成１の効果＞
質の高いリハビリテーション運動を繰り返すことにより、表示されるパーツ画像の態様が変化するので、利用者は機械的なリハビリテーション運動を楽しんで続けることができる。リハビリテーションの達成度がアート画像の出来栄えとしてフィードバックされて、利用者が認識できる。これが継続的なリハビリテーションに対するモチベーションに繋がる。
＜構成２の効果＞
何回かのリハビリテーション運動の１セット毎に達成度に応じた画像が表示されていき、完成画像にはセット毎の達成度が明確に現れるので，全セットで目標を達成して満足な完成画像を得たいとする意欲を高められる。
＜構成３の効果＞
一定回数のリハビリテーション運動で質の低い全体画像を提示することで、より質の高い画像を完成させたいと感じて、リハビリテーション運動を継続するモチベーションとなる。
＜構成２〜３の効果＞
分割したパーツが順番に追加されていくことで、リハビリテーション運動の進捗を利用者が直感的に理解できる。

＜構成４の効果＞
リハビリテーションの対象となる部位の移動距離や運動量を、予め設定した評価基準と比較して達成度を求めるので、動作に対する評価を利用者が理解し易い。
＜構成５の効果＞
リハビリテーション運動の目標を、利用者自身が簡単な動作によって自動的に設定できる。
＜構成６〜９の効果＞
呼吸機能や把握動作のリハビリテーション運動も、手足の運動と同様にして検出して評価できる。上肢と下肢など複数の部位のリハビリテーションを組み合わせて同時に行うこともできる。
＜構成１０の効果＞
表示するアート画像を利用者自身が選択できることで、好みのアート画像を自ら創作しているような感覚になり、より質の高い状態で完成させたいと感じて、リハビリテーション運動に対するモチベーションを高める。

リハビリテーション装置の一例を示す機能ブロック図である。 （ａ）は装置の起動画面、（ｂ）は部位を選択する画面４４の説明図である。 （ａ）は作成するアート画像の選択画面、（ｂ）は選択されたアート画像で完成状態のものの説明図である。 操作方法を説明する画面４６を兼ねた評価基準を設定する画面４８の具体例説明図である。 リハビリテーション運動の評価方法説明図である。 リハビリテーション運動の評価方法説明図である。 リハビリテーション運動の評価方法説明図である。 （ａ）は図５の場合の完成画像例（ｂ）は図７の場合の完成画像例を示す。 コンピュータの内部処理を説明するための説明図である。 動作検出手段３４の一例の説明図である。 動作検出手段３４を用いて描画されるアート画像の説明図である。 別の動作検出手段を使用した例の説明図である。

以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。

図１はリハビリテーション装置の一例を示す機能ブロック図である。
まず、この図の概略説明をしてから、リハビリテーション運動とこの動作をコンピュータで検出して解析し、アート画像を変化させる動作を説明する。この図には、利用者２３が肩関節の回旋及び肘の曲げ伸ばしによる上肢の運動をするところを示している。図の例では、利用者２３は、左手にタオル２４を掴んで、テーブル２２の上面を拭くような運動をする。パーソナルコンピュータ１４は、カメラ１８を通じて利用者２３の運動を観察して、その評価を演算処理するコンピュータである。

既存のリハビリテーション支援装置は、こうした利用者２３の肩関節の回旋及び肘の曲げ伸ばしといったリハビリテーション運動を物理的に測定して、例えば、どのような動きを何回したかをカウントし、記録をしてその結果をコメントで表示する。一方、本発明では、繰り返し行われる運動を毎回評価して、その達成度に応じたアート画像を表示する。

このような処理で、利用者２３にアート画像自体を楽しませるとともに、画像が変化していく過程を楽しませる。図１の例では、パーソナルコンピュータ１４が生成したアート画像を、プロジェクタ２０がテーブル２２上に投影する。利用者２３はタオル２４を動かしながら、アート画像を作り上げていく楽しみを味わうことができる。出来上がったアート画像をプリンタ１６で印刷することもできる。

（コンピュータ）
パーソナルコンピュータ１４はこの解析処理のために、記憶装置２８に必要なデータを記憶し演算処理装置３０によって演算処理を実行する。記憶装置２８に記憶された主要なデータは、部位を選択する画面４４、操作方法を説明する画面４６、評価基準を設定する画面４８、最大移動可能距離５０、対象となる部位５２、計測した移動距離５４、達成度５６、画像パーツライブラリ５７等である。データの具体例は後で説明する。

演算処理装置３０には、コンピュータプログラムによって実現される演算処理モジュールが設けられている。主な演算処理モジュールは、対象部位評価設定手段３２、動作検出手段３４、動作評価手段３６、画像処理手段４２等である。

対象部位評価設定手段３２は、リハビリテーションの対象となる部位５２、例えば、上肢の、リハビリテーション運動を評価するための評価基準、例えば、最大移動可能距離５０を設定する機能を持つ。動作検出手段３４は、利用者２３のリハビリテーション運動を検知して、リハビリテーションの対象となる部位の動きの量、動きの方向もしくは動きの速さを測定する機能を持つ。

動作評価手段３６は、評価基準と比較して、検出したリハビリテーション運動を評価し、達成度５６を求める機能を持つ。画像処理手段４２は、リハビリテーション運動が繰り返されるとき、動作評価手段３６による達成度５６に対応して画像の内容や画質を変化させるように画像表示装置、例えばプロジェクタ２０に表示する画面を更新する機能を持つ。これらの手段のさらに具体的な例は後で説明する。

（初期設定）
図２〜図４は、上肢のリハビリテーション運動支援のための表示画面説明図である。図２（ａ）は起動画面、図２（ｂ）は部位を選択する画面４４、図３（ａ）は作成するアート画像の選択画面、図３（ｂ）は選択されたアート画像で完成状態のもの、図４（ａ）と（ｂ）は操作方法を説明する画面４６、図５〜７は、評価基準を設定する画面４８の具体例説明図である。

パーソナルコンピュータ１４は、最初に図２（ｂ）に示す、リハビリテーション対象部位を選択する画面４４をディスプレイに表示する。この例では、左手か右手かを利用者２３に選択させる。画面上に該当する手を置くと、コンピュータがこれを検知して、どちらの手のリハビリテーション運動かを認識する。なお、上肢以外に下肢等を選択させるようにすることもできる。

図３の（ａ）に示した画面により、利用者が希望するアート画像を選択させる。即ち、表示するアート画像は、絵画や写真等、利用者が自由に選択できるようにすることが好ましい。そして、選択されたアート画像の完成状態を図３（ｂ）に示して、これを目標にリハビリテーション運動を始めるように誘導する。

次に図４（ａ）の画面を表示する。ここでは、どのようにリハビリテーション運動をするとよいか、操作方法を画像で示している。さらに、利用者に、この画面上で、可能な限り大きく手を数回動かすように要求する。これで、コンピュータは、最大移動可能距離５０を認識して記憶装置２８に記憶する。この操作により、利用者は運動方法と目標とを理解できる。さらに動作評価を開始する前の準備処理で利用者自身の動作を検出することによって、コンピュータに自動的にリハビリテーション運動の評価基準を設定することができる。その後、図４（ｂ）の画面上に手を置くことにより、リハビリテーション運動の支援が開始される。

即ち、この例では、タオルでテーブルを拭くような運動を繰り返させることにより、コンピュータがその運動を解析する。タオル上に表示されたマーカー２６がカメラ１８で撮影される。上肢の運動がカメラ１８の視野に入るように、図４（ｂ）の画面を示す。なお、これ以外にも、後で説明するとおり、対象となる部位の種類に応じて、そのリハビリテーション運動を検出できる任意の方法が採用可能である。

図５〜図７には、リハビリテーション運動の評価方法説明図を示す。
これらの図面の最上段には、３種類の評価基準が表示されている。目標とする移動距離は図４（ａ）に示したとおりである。検出された利用者のリハビリテーション運動が、この目標移動距離の６９パーセント以下の動きと判定された場合には、評価をＣランクとする。また、目標とする移動距離の７０パーセントから８９パーセントの間の動きと判定された場合には、評価がＢランクとする。そして、目標とする移動距離の９０パーセント以上の動きと判定された場合には、評価がＡランクとする。

このような評価基準は、リハビリテーションを指導する専門家によってあらかじめ設定されていると良い。もちろん、利用者自らが設定できるようにしてもよい。上肢の動作回数５０ 回あるいは１００ 回でアート画像が完成するというプログラムを用意する。５０ 回のプログラムではリハビリテーション運動を１０ 回したとき１セットと数える。１００ 回のプログラムではリハビリテーション運動を２０ 回したとき１セットと数える。そして、１セット毎にアート画像の一部分のパーツ画像を順に追加して投影する。セット毎の回数も利用者等が自由に設定できるようにするとよい。

表示すべき画像６０のうちの、追加パーツ６２に相当する領域１つを１セット毎に追加表示する。図面には、コンピュータの内部処理を図解している。表示すべき画像を左端から１パーツに相当する幅だけ順番に左側にシフトしていく。追加パーツ６２に相当する領域の左側にある画像だけがディスプレイに表示される。

追加パーツ６２に相当する領域では、上記の評価のランクに応じて、原画像を変換処理して出力する。図５の例では、評価がＣランクの場合には、パーツが粗いモザイク画像に変換されてから表示される。また、評価がＢランクの場合には、細かいモザイク画像に変換されてから表示される。評価がＡランクの場合には、原画像を切り取った鮮明なパーツが表示される。

図６の例では、評価がＣランクの場合には、パーツがモノクロ画像に変換されてから表示される。また、評価がＢランクの場合には、表示色数を減少させてから表示される。評価がＡランクの場合には、原画像をそのまま表示する。図７の例では、評価がＣランクの場合には、鉛筆画に変換された画像が表示される。また、評価がＢランクの場合には、水墨画に変換された画像が表示される。評価がＡランクの場合には、原画像をそのまま表示する。この場合、追加パーツ６２に相当する領域は、原画像を変換しないで、別の画像データを切り取ってきてもよい。

図８（ａ）には図５の場合の完成画像例、（ｂ）には図７の場合の完成画像例を示す。
図８（ａ）の例では、２セット目と５セット目の評価がＡランクでその部分のパーツ５８−２と５８−５だけ鮮明な画像が表示されている。３セット目の評価はＢランクでその部分のパーツ５８−３は細かいモザイク画像とされている。１セット目と４セット目の評価はＣランクでその部分のパーツ５８−１と５８−４は粗いモザイク画像になっている。また、図８（b）の例では、２セット目と４セット目の評価がＡランクでその部分のパーツ５８−２と５８−４だけ鮮明な画像が表示されている。３セット目の５８−３の評価はＣランクだから鉛筆画で表示されている。１セット目と５セット目のパーツ５８−１と５８−５との評価はＢランクだから水墨画が表示されている。なおカラー画像については出願図面では表現できないので例示を省略した。

図９は、リハビリテーション運動の評価例説明図である。
例えば、図８（ａ）で例示した画像は、この図に示すような処理の結果により表示される。一番左には、最大移動可能距離５０の達成度を棒グラフの高さで示した。この例は、１セットを１０回とし、５０回で５セットとしたもので、各セットの達成度をそれぞれ棒グラフで示した。１セット目に計測した移動距離の平均値５４は最大移動可能距離５０の６２％で評価はＣランク、２セット目の計測した移動距離の平均値５４は最大移動可能距離５０の９５％で評価はＡランク、３セット目の計測した移動距離の平均値５４は最大移動可能距離５０の７６％で評価はＢランク、４セット目の計測した移動距離の平均値５４は最大移動可能距離５０の６８％で評価はＣランク、５セット目の計測した移動距離の平均値５４は最大移動可能距離５０の９５％で評価はＡランクである。

（動作検出手段３４の機能）
ここで図１に示した演算処理装置の各モジュールの機能をより詳細に説明する。例えば、上肢の筋力強化や関節可動域改善を目的とするリハビリテーション運動として図１の例でサンディング動作を説明した。この動作は、タオル２４に手を乗せて机上を拭く動作を行って、上肢を屈曲したり伸展したりする運動である。手に持つタオル２４にマーカー２６を取り付けておき、コンピュータのカメラ１８で移動するマーカー２６を撮影する。

マーカー２６は、リハビリテーションの対象となる部位５２と一体に動く。マーカー２６は、カメラ１８で明確に撮影することができるマークあるいは発光体等で実現する。コンピュータの内部では、撮影した画像中のマーカー２６の軌跡から、手の移動距離や移動方向や移動速度等を演算処理により測定する。マーカー２６の動きが曲線の場合には、移動方向が適正範囲内であれば、曲線に沿って移動距離を求めるとよい。この移動距離は、肩や手や上肢の屈曲や伸展の動きの量に相当する。なお、動作検出手段３４には、既知の任意のセンサ等が利用できる。例えば、リハビリテーション運動を直接検出できるジョイスティックやマウスやタッチパネル等も利用できる。さらに、非接触型の距離画像センサも使用できる。また、手や指にセンサを装着してその動きを検出することもできる。

（動作評価手段３６の機能）
コンピュータには、予め、リハビリテーションの対象が上肢であるという条件と、目標とする最大移動可能距離５０とを記憶装置２８に記憶しておく。対象部位評価設定手段３２（図１）は、リハビリテーションの対象となる部位５２の最大移動可能距離５０を１００％として評価基準に設定する。そして、最大移動可能距離５０（図９）に対する計測した移動距離５４の達成割合を算出して、これを達成度５６とする。

また、例えば，１セットを１０回とし５０回で運動が完了するプログラムでは，１セット（１０回）のうちの１回目から５回目の動作時には、該当する領域にはなにも表示しない。そして、６回目から１０回目までの動作中は、例えば、達成度が６９％未満の場合に対応するパーツの画像を投影する。１セット１０回目が終了した時点で、１０回分の平均移動距離を計算する。最大移動可能距離に対するこの平均移動距離の割合が達成度である。この達成度に応じたパーツ画像を選択して投影する。このようなプログラムによって，利用者に能動的な運動を促すことができる。

即ち、リハビリテーション運動が全体でＮ回繰り返される場合に、Ｎ回を複数（Ｍ個）のセットに区分し、表示するアート画像の領域もＭ個に区分する。そして、セット毎に定めた回数だけ運動を終了した時点で、該当する領域に表示するアート画像を、達成度に応じて選択して表示する。これで、利用者はセット毎に動作の評価，すなわち評価基準に対する達成度を確認できる。なお、セット毎の運動回数は任意に設定してよい。全てのセットが等しい運動回数でなくても構わない。

さらに、セット中の任意のタイミングで、目標とする達成度と対比できるパーツ画像を一時的に表示し、そのセットが終了後、セット毎に定めた回数の運動の平均値を計算して評価基準に対する割合から達成度を求め、この達成度に応じたパーツ画像を選択して投影する。セット終了後に表示されたパーツ画像が，一時的に表示されたパーツ画像と同等か，或いは，より画質が良ければ利用者は運動に対する達成感が得られる。逆に，セット終了後に表示されたパーツ画像が，一時的に表示されたパーツ画像よりも劣っていれば，利用者に次のパーツ画像の運動では頑張ろうという意識が働くという効果がある。また，パーツ画像の一時的な表示を運動の途中で開始することによって，表示された画像がセット終了後のパーツ画像のイメージ情報となって実行中の運動の励みとなる。

図１０は、動作検出手段３４の一例で、図１１はその動作検出手段３４を用いて描画されるアート画像の例を示す。
動作検出手段３４を２種類表示した。左側は、掌で掴むと空気を吹き出すエアポンプ７４と、そのエアポンプ７４の吹き出す空気の圧力や量や音あるいは温度を検出するセンサ７６を備えたものである。圧力は圧力センサで検出できる。量はファン等を回転させて検出できる。気流により振動するリードの発生音をマイクで検出してもよい。また、空気が流れて温度が下がったときこれを温度センサで検出できる。

この動作検出手段３４の出力を手段３６（図１）が評価する。エアポンプ７4は手７２の把握の動作や指等のリハビリテーションに役立つ。また、この図の右側に示すように、口７３から息を吹き込むと、呼気検出器７７が検出して動作評価手段３６が評価するということもできる。呼気検出器７７は、エアポンプ７4を使用した場合と全く同様のいずれかのセンサであればよい。即ち、吹き込まれた息の、圧力や量や音あるいは温度、またはその空気の流れを検出するとよい。呼気検出器７７は、呼吸運動がリハビリテーションの対象となっている場合に利用できる。

図１１は圧力センサ７６を使用した動作検出手段３４を使用した装置の動作例を示している。これにより、物を掴む動作や握力を回復させるためのリハビリテーション運動を楽しんで行うことができる。最初の（ａ）の画面で、背景画像の選択を促す。（ｂ）には４種類の背景画像が表示されている。コンピュータタッチパネルの画面操作で、いずれかの背景画像を選択させる。

次に、（ｃ）の画面で色彩を選択させる。そして、（ｄ）と（ｅ）の画面で、エアポンプ７４を握るとアート作品の部分（パーツ、クラゲ、色、形、泳ぐ方向など）が変化することを利用者に知らせる。静止画でも動画でも構わない。エアポンプ７４を握る動作により、表示されている画像や画像中のパーツ５８の状態が順番に切り替わる。

クラゲが出現したり、向きを変えたり、泳ぎ出したり止まったり、予測できない変化等があれば、よりエアポンプ７４を握る動作に熱がこもる。その後，完成画面を鑑賞したり印刷できることにより，成果物の出来栄えに対する向上心が生じて，継続的なリハビリテーションへのモチベーションとなる。

即ち、コンピュータタッチパネルの画面操作やセンサ（圧力、音、温度など）に連動する動作（エアポンプを握るとか息を吹きかけるといった動作）によって、表示される画像や画像中のアート作品のパーツのデザイン要素の内容（背景，色，形，素材など）や配置，数などの状態が変化することで、リハビリテーション運動を行いながらアート作品制作の楽しみを味わうことができる。

図１２は、別の動作検出手段を使用した例の説明図である。
リハビリテーション運動には、椅子８４を使って立ち座りをするものもあるが、例えば、これは利用者が身につける携帯端末に内蔵されたジャイロセンサ等で検出できる。また、マイクロソフト社の開発したインタフェース（Kinect）等も利用できる。こうしたセンサは、膝の屈伸動作や腹筋背筋の動作を採り入れた高齢者のロコモーショントレーニングプログラム等に利用できる。

図１２に示す例では、利用者２３がヘッドマウントディスプレイ９４を装着している。例えば、ヘッドマウントディスプレイ９４の内部に、ジャイロセンサと、検出した信号を図１に示したパーソナルコンピュータ１４に送信する送信機と、パーソナルコンピュータ１４で生成された画像を３次元表示するディスプレイを内蔵しておく。

この実施例では、利用者２３が椅子８４に座っているときは海中の画像８８が見えている。そして、利用者２３が立ち上がると海面上の空の画像９０が見える。この動作による立ち座りの回数を、動作評価手段３６が評価する。評価が低いと空に投影される風景の画質が低く，評価が高いと空に投影される風景の画質が上がる。

海面上の画像９０は当初は空だけの画像で、完成画像は世界遺産などの美しい風景画像である。この完成画像に対してパーツはジグソーパズル状にバラバラに分解されているものとする。立ち座り動作のリハビリテーション運動を繰り返すと、海面上の画像９０が少しずつ完成に近づいていく。この実施例では、リハビリテーション運動の評価は海中の画像８８の上方に見える海面上の画像９０の広さと対応し、リハビリテーション運動の回数と比例してパーツが増加する。このように、最大運動量との比較により評価をする制御も可能である。

上記の実施例では、一定の回数のリハビリテーション運動で低い画質のパーツ画像の追加を完了して全体画像を提示し、それ以上の回数の運動から高い画質に変更していくパーツ画像の態様の変化を繰り返すこともでき、より質の高い画像を完成させたいと考えることが，リハビリテーション運動に対するモチベーションを高める。

この実施例では、立ち座りの動作のリハビリテーション運動に対して画像が変化するが、上肢の動きを検出して画像の変化に反映し、上肢と下肢のリハビリテーションを同時に行うこともできる。

このように、アート作品の部分（パーツ）の出来栄え（画像の解像度、色数、素材の種類など）とリハビリテーション運動とを連動させて、目標の達成割合が大きい（移動距離や運動量が大きい）ほど、出来栄えがよくなるようにする。立ち座りの回数に応じて、投影（作成）されるアート作品の部分（パーツ）の出来栄え（画像の解像度、色数、素材の種類など）が異なり、達成度が大きい（回数が多い、姿勢がよいなど）ほど、出来栄えがよくなる。さらに、姿勢などの身体情報をリハビリテーション運動の出来栄えとして評価するようにしてもよい。

上記の実施例では、パーツ画像を様々な態様に変化させる例を説明したが、これらの実施態様に限定されるものではない。
以上説明したとおり、利用者が質の高いリハビリテーション運動を繰り返すことにより次第にアート画像の内容や画質が変化していくので、利用者は機械的なリハビリテーション運動を楽しんで続けることができる。また、リハビリテーションの達成度がアート画像の出来映えとしてフィードバックされることにより、継続的なリハビリテーションに対するモチベーションに繋がる。さらに、上記のリハビリテーション支援装置は、発生した障害に対する機能回復のみならず、加齢により機能が低下する部位の機能維持や回復のための運動にも利用することができる。

上記の装置は、機能を概略的に例示列挙すると下記のようになる。
（１）何回かのまとまったリハビリテーション運動がトリガになって、表示されているアート画像の内容や画質を運動内容の達成度に応じて変化させることによって、利用者２３のモチベーションを高める。
（２）トリガが入力したときには、画像の一部にパーツを追加し、あるいは一部のパーツを置き換えることによって、画像の完成度を高めていく。
（３）あるいは、トリガが入力するたびに画像全体を置き換えることによって、明度、彩度、色相あるいは解像度を一挙に変更することもできる。
（４）暗い画像から適正な明るさの画像に明度を変更することによって画質を変化させることができる。
（５）コントラストの低い画像からコントラストを高めて画質を変化させることができる。
（６）白黒あるいはグレーの色調の画像から鮮やかな色彩を施した画像に変更することによって画質を変化させることができる。
（７）画素の粗い画像から順次精細な画像に置き換えることによって画質を変化させることができる。
（８）画面を車窓のように変化させてもよい。
（９）出来栄えが予測できないような抽象画であっても構わない。
（１０）アート画像が静止画か動画かを選択することもできる。
（１１）上記の実施例のように、完成画像をパーツ毎に区切ってセット毎に画質を変えると、リハビリテーション運動が次第に改善されていく過程を確認することができる。

以上説明をした本発明で使用するプログラムは、リハビリテーション運動を支援するためにアート作品を制作する創造的なプログラムで、例えば、「Active Art（能動アート）プログラム」とか「Active Art（能動アート）リハビリテーションプログラム」というように総称することができる。また、単機能を持つ個々のプログラムには、例えば、「クラゲを描こう！」「立ち上がって空に描こう！」「拭いて拭いて絵を描こう！」といった表題を付けて、利用者２３の興味を引くものにすると、広く利用度を高めることができる。

１２ リハビリテーション支援装置。
１４ パーソナルコンピュータ
１６ プリンタ
１８ カメラ
２０ プロジェクタ
２２ テーブル
２３ 利用者
２４ タオル
２６ マーカー
２８ 記憶装置
３０ 演算処理装置
３２ 対象部位評価設定手段
３４ 動作検出手段
３６ 動作評価手段
４２ 画像処理手段
４４ 部位を選択する画面
４６ 操作方法を説明する画面
４８ 評価基準を設定する画面
５０ 最大移動可能距離
５２ 対象となる部位
５４ 計測した移動距離
５６ 達成度
５７ 画像パーツライブラリ
５８ パーツ
６０ 表示すべき画像
６２ 追加パーツ
７２ 手
７３ 口
７４ エアポンプ
７６ センサ
７７ 呼気検出器
８４ 椅子
８８ 海中の画像
９０ 海面上の画像
９４ ヘッドマウントディスプレイ

Claims (12)

1. 以下の（ａ）〜（ｄ）の手段を備えたことを特徴とするリハビリテーション支援装置。
   （ａ） リハビリテーションの対象となる部位の、リハビリテーション運動を評価するための評価基準を設定する対象部位評価設定手段
   （ｂ） リハビリテーション運動を検知して、リハビリテーションの対象となる部位の動きの量、動きの方向もしくは動きの速さを測定する動作検出手段
   （ｃ） 上記の評価基準と比較して、検出したリハビリテーション運動を評価して、そのリハビリテーション運動の達成度を求める動作評価手段
   （ｄ） 画像を複数のパーツ画像に区分して、上記リハビリテーション運動の達成度に応じて画像表示装置に表示するパーツ画像を追加もしくは変更し、パーツ画像はリハビリテーション運動の達成度に応じて態様を変化させて画面を更新する画像処理手段
2. 上記のリハビリテーション運動が複数のセット繰り返されるとき、上記動作評価手段が１セット毎にリハビリテーション運動の達成度を求めて、上記画像処理手段は、上記達成度に応じて態様を変化させたパーツ画像を生成して、このパーツ画像を表示画像に追加しもしくは既に表示した画像の一部のパーツを置き換えることを特徴とする請求項１に記載のリハビリテーション支援装置。
3. 上記の画像処理手段は、リハビリテーション運動の達成度に応じたパーツ画像を追加して、画像の追加が完了した後に、リハビリテーション運動の達成度に応じて画像の態様を変化させることを特徴とする請求項１に記載のリハビリテーション支援装置。
4. 上記の対象部位評価設定手段は、リハビリテーションの対象となる部位の、上記評価対象として繰り返される一定の動きの、最大移動可能距離または最大運動量を、動作を開始する前の準備処理で評価基準に設定し、上記動作評価手段は、この上記評価基準を１００％として、動作検出手段により計測した該当部位の移動距離または運動量の評価基準に対する割合から達成度を求めることを特徴とする請求項１に記載のリハビリテーション支援装置。
5. 上記の対象部位評価設定手段は、動作評価を開始する前の準備処理で利用者自身の上記評価対象として繰り返される一定の動きを検出することによって、リハビリテーション運動の評価基準を設定することを特徴とする請求項１に記載のリハビリテーション支援装置。
6. 上記の動作検出手段は、利用者が手を使用して表示画像上を移動する動作を繰り返すような上肢の動きを検知することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のリハビリテーション支援装置。
7. 上記の動作検出手段は、利用者による椅子の立ち座りまたは膝の屈伸などの身体の上下運動を繰り返す運動を検知することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のリハビリテーション支援装置。
8. 上記の動作検出手段は、空気を吹き出すエアポンプまたは呼気を吹き込む呼気センサからの空気の圧力、量、音または温度を検出するセンサを備え、この空気の圧力、量、音または温度の変化が一定値以上の場合に、画像の所定の変化を要求するように制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のリハビリテーション支援装置。
9. 上記の動作検出手段は、請求項６乃至８に記載のいずれかの機能を任意に組み合わせたものであって、複数の部位のリハビリテーションを同時に行う請求項１乃至５のいずれかに記載のリハビリテーション支援装置。
10. 上記の画像はアート画像であって、利用者が希望するアート画像を選択させる手段を備え、上記画像処理手段はそのアート画像を更新する処理を実行することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のリハビリテーション支援装置。
11. コンピュータを、請求項１乃至１０のいずれかに記載の各手段として機能させるリハビリテーション支援プログラム。
12. 請求項１１に記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。

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