JP2021520281A - 使用者の歩行障害を検出するためのシステム及び関連する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、使用者の歩行を特徴付けて、前記使用者の前記歩行の変化を表す値を取得するシステム１であって、ソールのペア１０を含み、前記ソールのペア１０を構成するソール１１、１２は、電子ボックス１００，１０１，１０２をそれぞれ含み、各電子ボックス１００，１０１，１０２は、慣性プラットフォーム１１０，１１１，１１２、データ処理モジュール１２０，１２１，１２２、データ記憶モジュール１３０，１３１，１３２、及び電源１６０，１６１，１６２を備え、前記システムは、前記少なくとも１つの生体力学的パラメータを基準生体力学的パラメータと比較し、前記使用者の前記歩行の前記変化を表す値を計算するように構成されたデータ比較モジュール１４０，１４１，１４２を含み、前記データ比較モジュールは、前記電子ボックス又は前記外部端末によって運ばれ、各電子ボックスは、第１通信手段を含む、システム１に関する。

Description

本発明は、シューズの分野、より一般的には履物の分野に関する。本発明は、より具体的には、使用者の歩行障害を検出するためのシステムに関する。本発明は、検出システムの使用者における歩行障害を検出する方法にも関する。

シューズ、より具体的にはソールは、内側であろうと外側であろうと、基本的に足を地面から保護するという本来の役割を有する。それら形状はファッションとその変化によって変わり、多数の副産物及び機能の余地を作る。

シューズは、リラクゼーション、フォーマル、スポーツ、医療、プロフェッショナル、又は単にレクリエーション用に使用され得る。従って、１つのシューズ（a shoe）は、主に、一方では、足裏を保護し、踵の近くの後部で多少持ち上がる下部のソールと、他方では、足を包み込む上部のアッパーとで構成される。それは、足首に限定することも、ハイシューズにすることもできる。ソールは、２つの部分で製作され得る。使用者の足と直接接触する上部ソール層、及び地面又はより一般的には外部環境と直接接触する下部ソール層。１つのシューズは、取り外し可能なインソールを含み得る。この特定の場合において、このソールはまた、少なくとも１つの上部ソール層及び１つの下部ソール層からなる。

新しい技術が新しいニーズを伴い、履物の世界がこのムーブメントの一部となっている。エレクトロニクスの発達により、幅広い機能を備えた、いわゆるコネクテッドソール及びシューズが登場した。非常に一般的に、これらのコネクテッドソール及びシューズは自律的であり、再充電可能なバッテリを含むことができる。それらは、有線システム又は無線接続で外部端末に接続され得る。

既存のコネクテッドソール及びシューズによって提供される機能の中で、製造業者によって決定された１つ又は複数の所定の温度に足を加熱する機能に言及することができる。また、下記の特許文献１に記載されている、圧力センサーと加速度計を備え、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を介して接続されたスマートフォンに、実行した歩数などの着用者の身体活動に関する統計を配信できるようにするものについても言及できる。

使用者に関する生物学的情報を記録できるソール又はシューズもある。例えば、下記の特許文献２は、力又は圧力センサーにより、使用者の歩行の生体力学に関する情報を提供するデバイスに関する。同様に、下記の特許文献３は、より良く走るようにアスリートをトレーニングし、定義されたトレーニングパラメーターを配慮するために、人の足によって加えられる力を、特に力又は圧力センサーを介して測定するためにランナーの歩行（gait）を監視するシステムを示している。

それにもかかわらず、ソールに分散された多数のセンサー（例えば圧力センサー）の存在に基づくこれらのデバイスは、耐用年数が短く、しばしばこれらのソールの使用を制限する可能性のある比較的高い厚さを有している。また、一般に計算はリアルタイムで実行されない。従って、コンパクトで高い耐衝撃性を確保しながら、使用者の歩行を迅速かつ確実に監視できるシステムが必要である。

最後に、これらの技術的解決策では、使用者の移動の変化を定期的かつ効率的に監視したり、奇形又は病状を発症するリスクに対応する可能性のある異常を特定したりすることさえできない。この意味で、変形性関節症に関連する膝の痛みを治療するために筋肉活性化パターンの修正を可能にする変形性関節症の治療のためのシステムが提案されている（下記の特許文献４）。それにもかかわらず、データ処理はコンピューティング端末だけで行われ、ソールは生データの収集に使用される。さらに、このシステムでは、使用者の歩行を、その変化に追随できるような方法で特徴付けることはできない。

従って、提供されるさまざまな技術ソリューションにもかかわらず、使用者は、彼／彼女の足から直接的に収集されたデータから、彼／彼女が彼／彼女の健康状態の変化を追跡できるようにするソール又はシューズにアクセスできない。実際、原則として、これらのさまざまなデバイスによって特徴付けられる技術水準では、使用者は彼／彼女のパフォーマンス又は彼／彼女の直ぐ外側の環境の特性に関する情報しか得ることができない。

従って、使用者の歩行障害を検出するための新しいシステムが必要である。

米国特許出願公開第２０１７／０１８８９５０号明細書 国際公開第２０１７／０２３８６８号 米国特許出願公開第２０１５／２５７６７９号明細書 国際公開第２０１７／０２３８６４号

本発明は、従来技術の欠点を克服することを目的とする。特に、本発明は、使用者の歩行障害を検出するためのシステムを提供することを目的とし、前記システムは、信頼性が高く、堅牢であり、特に改善された自律性のおかげで、リアルタイムかつ長期間にわたって歩行を監視することを可能にする。

さらに、本発明は、歩行障害を検出する方法を提供することを目的とし、この方法は、リアルタイムで、基本的にソールで実施することができる。ここで、この方法により、使用者の歩行を表す少なくとも１つの生体力学的パラメータの値を確立し、歩行の変化を表す英数字値をすばやく簡単な方法で計算することが可能となる。また、この方法は、必ずしも健康分野の専門家の介入を必要としない。この方法は、一般開業医又は専門家に代わるものではなく、診断を行うものではないことに注意すべきである。

この目的のために、本発明は、使用者の歩行の変化を表す値を得るために使用者の歩行を特徴付けるシステムであって、ソールのペア及び外部端末を含み、ソールのペアを構成するソールは、電子ボックスをそれぞれ含み、
各電子ボックスは、
−ソールのペアの使用者の歩行に関するデータセットを生成するように構成された慣性プラットフォーム、
−生成されたデータセットを少なくとも１つの生体力学的パラメータに変換するように構成されたデータ処理モジュール、
−少なくとも１つの生体力学的パラメータを記憶するように構成されたデータ記憶モジュール、及び
−電源
を備え、
システムは、少なくとも１つの生体力学的パラメータを基準生体力学的パラメータと比較し、使用者の歩行の変化を表す値を計算するように構成されたデータ比較モジュールを含み、
データ比較モジュールは、電子ボックス又は外部端末によって運ばれ、
各電子ボックスは、少なくとも１つの生体力学的パラメータ及び／又は使用者の歩行の変化を表す値を外部端末に送信するように少なくとも１つのソールの電子ボックスが適合されるように構成された第１通信手段を備える、
システムに関する。

このようなシステムにより、使用者の歩行を確実に監視することが可能となる。実際、慣性プラットフォームを保護するボックスをそれぞれ含むソールのペアの存在は、各足の動きを独立して監視することを可能にする。慣性プラットフォームは、使用者の姿勢、動き、移動、バランス、及び環境、並びにより一般的には彼／彼女の歩行と見なされるすべてのものを、少なくとも３次元で分析する。慣性プラットフォームは、さまざまな位置を記録できるだけでなく、使用者の移動、パターン、又はより一般的には歩行に現れる、欠陥又は異常を検出することもできる。また、計算モジュール及び電源を含む、すべてのセンサー等の自律動作に必要なすべての電子部品を含む電子ボックスの存在により、システムの堅牢性を高めることが可能となる。このボックスは、有利には、独特で、コンパクトで、小型化することができる。

さらに、従来技術で提案されたシステムとは反対に、計算は、電子基板のファームウェア（アングロサクソン用語では「ファームウェア」）に対応することができるデータ処理モジュールを介して、ここのソールで実行される。このようにして、データは電子ボックスでリアルタイムに処理され、比較されてから、外部端末での視覚化のために転送され得る。このようなシステムでは、記憶モジュールのメモリにおける負荷を軽減でき、従ってシステムの自律性を高めることが可能となる。

最後に、使用者の歩行の変化を表す値の計算により、使用者の歩行の特性評価から、治療の有効性、歩行障害の出現、又は歩行障害の出現のリスクなど、彼／彼女の健康状態に関する指標を与えることが可能となる。

システムの他のオプション機能によると：
−少なくとも１つの生体力学的パラメータは、フライトフェーズ中の足の安定性、ステップロールフォワード、ステップ長、ステップ幅、ステップ角、ストライド長、ストライド幅、及びステップ軌道から選択される。
−各電子ボックスは、第１ソールの電子ボックスが第２ソールの電子ボックスと通信するように適合され、好ましくは構成され、ソールのペアを構成する２つのソールから生成されたデータセットを少なくとも１つの生体力学的パラメータに変換するようにデータ処理モジュールの少なくとも１つが構成されるように、構成された第２通信手段をさらに含む。このような構成により、使用者の歩行を研究するためのより関連性の高い生体力学的パラメータをリアルタイムで生成することが可能となる。
−各電子ボックスは、他のセンサー、特に、磁力計、気圧計、温度センサー、及び高度計であり得る他のセンサーも含む。好ましくは、各電子ボックスは、他のセンサー、特に、磁力計、気圧計、及び高度計であり得る他のセンサーも含む。これらの追加センサーによって生成された値は、使用者の歩行の変化を表す値の精度を向上させるため、又は追加情報を提供するために使用されることができる。
−データ処理モジュールによる変換は、複数のステップフェーズへのデータのセグメント化を含む。このようなセグメント化により、使用者の歩行をより良く分析することが可能となる。以前の装置では、本発明の場合のように、それはソール内で実行されない。
−データ処理モジュールは、以下の生体力学的パラメータ：フライトフェーズ中の足の安定性、ステップロールフォワード、ステップ長、ステップ幅、ステップ角、ストライド長、及び／又はストライド幅の少なくとも２つの値を計算するように適合され、好ましくは構成されている。
−少なくとも１つの生体力学的パラメータが比較される基準生体力学的パラメータは、システムの同じ使用者によって以前に生成された生体力学的パラメータである。これにより、使用者の歩行を監視し、使用者の運動障害を早期に検出することが可能となる。実際、歩行は経時的に特徴付けられ、異なる時間に生成されたデータが比較される。
−データ処理モジュールは、左脚の生体力学的パラメータに対する右脚の生体力学的パラメータ間の非対称性を計算するように適合され、好ましくは構成されている。
−少なくとも１つの生体力学的パラメータが比較される基準生体力学的パラメータは、１つ又は複数の運動障害に関連する所定の生体力学的パラメータである。従って、計算されたパラメータを基準データと比較することにより、歩行障害を特定することが可能となる。
−第２電子ボックスは、１つ又は複数の生体力学的パラメータ又はその慣性プラットフォームによって生成されたデータを第１電子ボックスに送信するように構成され、次に、第１電子ボックスは、いわゆる同期されている生体力学的パラメータを、特に以下から生成するように構成されている：
−第１電子ボックスによって得られた少なくとも１つの生体力学的パラメータ、及び
−第２電子ボックスの慣性プラットフォームによって生成されたデータ、又は第２電子ボックスによって計算された１つ又は複数の生体力学的パラメータ。
これらの特性のおかげで、使用者の歩行の詳細な分析を取得し、単一のボックスのデータから生成された生体力学的パラメータではアクセスできない可能性がある障害を特定することができる。この実施形態は、エネルギー効率の高いオンボードセンサーシステムを使用しながら、歩行の詳細な特性にアクセスできるので、特に有利である。
−データ処理モジュール又は比較モジュールは、生体力学的パラメータの組み合わせパターンを計算するようにさらに構成されている。このような特性により、従来の生体力学的パラメータでは特定が困難な障害を特定できる。
データ処理モジュールは、片方又は両方の脚に関連する生体力学的パラメータの変動性を計算するように適合され、好ましくは構成されている。
このような情報は、使用者の歩行を定量化又は特性評価するという状況で非常に興味深いものになる可能性がある。
−データ処理モジュールは、以下のパラメータ：ステップ長、ステップ角、衝撃力、ペース、及びフライト時間のうちの少なくとも１つを含む、使用者の生体力学的パラメータのプロファイルを確立するように適合され、好ましくは構成されている。
−電子ボックス又は外部端末、好ましくは電子ボックスのデータ比較モジュールは、ケアプロトコルの効率指標、サポートの性質のデータ項目、ステッププロファイルのデータ項目、歩行テクニックのデータ項目、サポート領域のデータ項目、及び修正ソリューションのデータ項目から選択されるデータ項目を生成するように適合され、好ましくは構成されている。
−電子ボックス又は外部端末の、好ましくは電子ボックスのデータ比較モジュールは、ケアプロトコルの効率指標を生成するように構成されている。従って、使用者及び彼／彼女の医師は、治療の有効性の偏差をリアルタイムで特定することができ、これは、投薬の不足または治療のために考慮されるべき新しい生理学的状態の出現の兆候である可能性がある。
−電子ボックス又は外部端末、好ましくは電子ボックスのデータ比較モジュールは、修正ソリューションのデータ項目を生成するように構成されている。例えば、整形外科医は、次に、生成されたデータを使用して、適切なソールを設計することができる。
−データ記憶モジュールは、変換されたデータの少なくとも一部を記憶するように構成されているが、慣性プラットフォームによって生成されたデータは記憶しない。従って、電子ボックスのパフォーマンスは、記憶されるデータによって低下しない。

本発明は、ソールのペア及び外部端末を含む定量化システムを実施する使用者の歩行を特徴付ける方法であって、ソールのペアを構成するソールは、電子ボックスをそれぞれ含み、各電子ボックスは、慣性プラットフォーム、データ処理モジュール、データ記憶モジュール、第１通信手段、及び電源を含み、システムは、電子ボックス又は外部端末によって運ばれるデータ比較モジュールを含み、
方法は、以下のステップ：
−慣性プラットフォームによって、ソールのペアの使用者の歩行に関するデータセットを生成するステップと、
−データ処理モジュールによって、生成されたデータセットを少なくとも１つの生体力学的パラメータに変換するステップと、
−データ記憶モジュールによって、少なくとも１つの生体力学的パラメータを記憶するステップと、
−データ比較モジュールによって、少なくとも１つの生体力学的パラメータを基準生体力学的パラメータと比較するステップと、
−データ比較モジュールによって、使用者の歩行の変化を表す値を計算するステップと、
−少なくとも１つのソールの第１通信手段によって、少なくとも１つの生体力学的パラメータ及び／又は個人の歩行の変化を表す値を外部端末に送信するステップと
を含む方法にさらに関する。

本発明はまた、
−本発明による歩行の定量化又は特徴付ける方法を実施するステップ、及び
−実施するステップで得られた監視データに応じて、整形外科用ソールの形状及びエルゴノミクスを定義するステップ
を含む整形外科用ソールを設計する方法に関する。

本発明の他の利点および特徴は、以下を表す添付の図を参照して、例示的かつ非限定的な例として与えられた以下の説明を読むと明らかになるであろう。

それぞれがソールの外側に配置されたボックスに取って代わられる空洞を含み、ボックスのアンテナのそれぞれがそれぞれのボックスの外側に配置されている、本発明の一実施形態による２つのソールの上から見た縦断面図である。 特に電子基板、再充電可能なバッテリ、コネクタ、及びアンテナを備える、上から見た開いた電子ボックスを示す図である。 特に再充電可能なバッテリ、電子基板、及び２つのパーツの外側ケーシングを備える電子ボックスの分解縦断断面図である。 本発明による歩行を特徴づける方法の図である。

「ソール」とは、使用者の足を地面から分離するための物体を意味する。１つのシューズ（a shoe）は、使用者の足と直接接触する上部ソール層と、地面又はより一般的には外部環境と直接接触する下部ソール層とを含み得る。１つのシューズはまた、取り外し可能なインソールを含み得る。

以下の説明において、「歩き方・歩容・歩行（gait）」は、本発明の意味において、使用者の姿勢、動き、移動及びバランスに対応する。バランスは、特に、身体の安定性、より具体的には使用者の重心の安定性に関連する姿勢バランスに対応する。

「歩行の定量化」は、本発明の意味の範囲内で、１つ又は複数の値、例えば、スコア又はランキング又はマークを使用者の足の軌道又は動きに割り当てることに対応する。この歩行の定量化は、歩行を表す１つ又は複数の生体力学的パラメータ値を取得することを可能にするとともに、多くの異なる線形又は非線形のサイズスケール（１，５，１０，１００など）に基づいて実行できる。この意味で、本発明の意味の範囲内での歩行の定量化は、歩行の特性評価と同等である。特に、歩行の特性評価は、歩行生体力学的パラメータの変化の定量化、測定、分析及び監視を含む。

「生体力学的パラメータ」、より具体的には「運動データから計算されたパラメータ」は、本発明の意味の範囲内で、使用者の足の測定された軌道を１つ又は複数の値に変換した結果を意味する。

「基準生体力学的パラメータ」は、例えば使用者からの以前の歩行データから得られた基準値を意味する。また、基準生体力学的パラメータは、特定の条件に従って決定されるとともに、特定の歩行に関連付けられ得る閾値から得てもよいし、歩行が前もって特定されるとともに、その状態が知られている人々において測定された値から得てもよい。その状態は、例えば、スポーツのパフォーマンス又は病理学的な素因に関連している可能性がある。

「使用者の歩行の変化を表す値」とは、基準と比較して使用者の歩行に割り当てられた例えばスコア、ランキング又はマーク等の１つ又は複数の値と理解されるできである。この基準は、例えば、この使用者に関して以前に取得された値か又は所定の閾値タイプの値に対応することができる。この代表値を使用して、個人をグループに割り当てることもできる。本発明による定量化は、特に、学習方法から生成されたスコアリングアルゴリズムを実装することによって実行することができる。使用者の歩行の変化を表す値は、定量的又は定性的な値にすることができる。例えば、数値、テキスト値又は英数字の値にすることができる。

「モデル」又は「ルール」又は「アルゴリズム」とは、本発明の意味の範囲内で、有限の操作シーケンス、又は所定のグループＹ内のデータの分類（classification）若しくは区分（partitioning）を通じて値を計算するとともに、分類内の１つ又は複数のデータにスコアを割り当てるか若しくは分類内の１つ又は複数のデータをランク付けするための命令と理解される。この有限の操作シーケンスの実装により、例えば、Ｘを観測したＹを再現する可能性がある関数ｆの実装を使用して、一連の特性又はパラメータＸによって記述された観測結果にラベルＹを割り当てることができる。
Ｙ＝ｆ（Ｘ）＋ｅ
ここで、ｅは、ノイズ又は測定誤差を示す。

「教師あり学習法」とは、本発明の意味において、ｎ個のラベル付けされた観測値（Ｘ_1…n、Ｙ_1…n）のベースから関数ｆを定義する方法を意味する。ここで、Ｙ＝ｆ（Ｘ）＋ｅである。「教師なし学習法」とは、データに優先順位を付けるか、又はデータセットを異なる同種グループに分割することを目的とした方法を意味する。ここで、同種グループは、観測値にラベルを付けることなく共通の特性を共有する。

「診断」とは、ステージに関係なく、病気の個人における検出及び／又は識別を意味する。 特に、診断は、対象が神経学的、神経筋的、関節的、筋肉的又は足病学的な病状を有するかどうかを決定することを可能にする。

本発明の意味において、「予後」とは、病気・疾患の進展の予測を意味する。特に、「予後」は、疾患を発症する感受性、及び／又はより進行した段階への進行に対する感受性、及び／又は合併症及び悪化のリスク、及び／又はその結果等の評価を参照する。

「病気進行の評価」は、以前に診断されたか又は予知された病状の進展の経時的な分析に対応する。経時的なそのようなモニタリングは、治療の選択、検証及び／又は適応を可能にすることができる。また、患者に必要な臨床フォローアップの強度を決定することもできる。このフォローアップにより、治療が必要かどうかをいつでも判断できる。

「処理」、「計算」、「決定」、「表示」、「変換」、「抽出」、「比較」、又はより広く「実行可能な操作」とは、本発明の意味において、文脈が別のことを示していない限り、デバイス又はプロセッサによって実施される動作を意味する。この点で、操作とは、情報を保存、送信又は表示するためのコンピュータシステム又は他のデバイスのメモリにおいて物理（電子）量として表されるデータを操作及び変換する、例えばコンピュータシステム又は電子計算装置等のデータ処理システムのアクション及び／又はプロセスに関連する。これらの操作は、アプリケーション又はソフトウェアに基づくことができる。

「アプリケーション」、「ソフトウェア」、「プログラムコード」及び「実行可能コード」という用語又は表現は、（例えば別のコードに変換する操作の後に）特定の機能を直接的又は間接的に実行するためにデータ処理を引き起こすように設計された一連の命令の任意の表現、コード又は表記法を意味する。プログラムコードの例には、限定はされないが、サブプログラム、ファンクション、実行可能アプリケーション、ソースコード、オブジェクトコード、ライブラリー、及び／又はコンピュータシステムでの実行用に設計された任意の他の命令シーケンスが含まれ得る。

「プロセッサ」とは、本発明の意味の範囲内で、コードに含まれる命令に従って動作を実行するように構成された少なくとも１つのハードウェア回路を意味する。ハードウェア回路は集積回路であり得る。プロセッサの例には、限定はされないが、中央処理装置、グラフィックプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及びプログラマブル論理回路が含まれる。

「結合された」とは、本発明の意味の範囲内で、１つ又は複数の中間要素と直接的又は間接的に接続されていることを意味する。２つの部材は、機械的、電気的に結合されるか、又は通信チャネルによってリンクされることができる。

「プラスチック複合材」とは、本発明の意味において、少なくとも１つの成分がポリマー（熱可塑性又は熱硬化性）であり、他の成分が繊維強化材等の強化材であり得る、少なくとも２つの非混和性成分を含む多成分材料を意味する。

「熱可塑性ポリマー」とは、本発明の意味の範囲内で、一般に室温で固体であり、結晶性、半結晶性又はアモルファスであり得、温度上昇中に、特にそのガラス転移温度（Ｔｇ）を通過した後に軟化し、より高い温度での流動するポリマーを意味する。熱可塑性物質の例は、例えば：低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）である。

「熱硬化性ポリマー」とは、重合により不溶性のポリマーネットワークに不可逆的に変換されるプラスチック材料を意味する。

「取り外し可能」とは、取り付け手段がないためか、又は取り付け手段を簡単かつ迅速に分解できるため（たとえばノッチ、ネジ、タング（tongue）、ラグ、クリップなど）、取り付け手段を破壊することなく簡単に取り外し、除去又は分解できることを意味する。例えば、取外し可能とは、溶接又は対象物を取り外すことを意図していない他の手段によって、対象物が固定されていないことと理解されたい。

「実質的に一定」とは、比較値に対して３０％未満、好ましくは２０％未満、さらにより好ましくは１０％未満だけ変動する値を意味する。

本明細書の残りの部分では、同じ要素を言及するために同じ符号が使用される。

既存の装置又はシステムは、通常、１つのシューズ及び／又はソール全体に分散された複数のセンサー（例えば圧力センサー）を有する。このようなセンサーの分布は、システムの堅牢性の低下につながる。さらに、これらのデバイス又はシステムは通常、生のデータを生成し、それを後に外部端末で分析することを意図としている。これらの欠点に直面して、発明者は、図１に図式化されるような使用者の歩行を定量化又は特徴付けるためのシステム１を開発した。

また、リマインダとして、両足には人体のすべての骨の４分の１が含まれている。それぞれの足において、２６の骨、３３の筋肉、１６の関節、及び１０７の靭帯が確認できる。足は立った姿勢で体の重さを支え、運動を可能にし、バランス、減衰、及び推進において重要な役割を果たす。足はまた、いくつかのタイプの動きを実行する。さらに、足には約７２００の神経終末があるため、すべての疾患やその他の障害、特に神経系の障害は、直接又は間接的に私たちの足で検出でき、その一方で、私たちが歩いたり移動したりする方法から検出できる。一般的に言って、人体に現れる障害は我々の姿勢に即座に影響を与えるので、我々の足は我々が地面に立つ方法に自然に適応する。これが、詳細な検査の前に患者の歩行を観察することが神経科医の慣習である理由である。患者の歩行を肉眼で観察するこの簡単な観察は、患者の神経系に影響を与える異常を専門家が発見したり検出したりすることを既に可能にしている。

しかしながら、既存のデバイスは通常、外部端末によって遅延モードで計算された生体パラメータに関連する情報のみを報告する。これらの欠点に直面して、本発明者は、障害を検出するため、また障害の検出を支援するために使用することができる、使用者の歩行を定量化又は特徴付けるためのシステム１を開発した。このシステムの利点は、制御された条件又はデータ接続を必要とせずに、個人の従来の歩行又はスポーツ歩行中にリアルタイムの特性評価又は定量化を実行できることである。

従って、本発明は、使用者の歩行を定量化して、その使用者の歩行の変化を表す値を取得するシステムであって、外部端末２０、ソールのペア１０、そのソールのペアを構成するソールを含み、各ソールは、電子ボックス１００，１０１，１０２を含み、
各電子ボックスは、
−ソールのペアの使用者の歩行に関するデータセットを生成するように構成された慣性プラットフォームと、
−生成されたデータセットを少なくとも１つの生体力学的パラメータに変換するように構成されたデータ処理モジュールと、
−少なくとも１つの生体力学的パラメータを記憶するように構成されたデータ記憶モジュールと、
−少なくとも１つの生体力学的パラメータを外部端末に送信するように少なくとも１つのソールの電子ボックスが適合されるように構成された第１通信手段と、
−電源と
を備えるシステムに関する。
さらに、外部端末２０は、少なくとも１つの生体力学的パラメータを基準生体力学的パラメータと比較し、使用者の歩行の変化を表す値を計算するように構成されたデータ比較モジュールを含んでいてよい。

特に、本発明は、使用者の歩行を定量化して、その使用者の歩行の変化を表す値を取得するシステムであって、ソールのペア、そのソールのペアを構成するソールを含み、各ソールは、電子ボックスを含み、各電子ボックスは、
ソールのペアの使用者の歩行に関するデータセットを生成するように構成された慣性プラットフォームと、
生成されたデータセットを少なくとも１つの生体力学的パラメータに変換するように構成されたデータ処理モジュールと、
少なくとも１つの生体力学的パラメータを記憶するように構成されたデータ記憶モジュールと、
少なくとも１つの生体力学的パラメータを基準生体力学的パラメータと比較し、使用者の歩行の変化を表す値を計算するように構成されたデータ比較モジュールと、
少なくとも１つの生体力学的パラメータ及び／又は使用者の歩行の変化を表す値を外部端末に送信するように少なくとも１つのソールの電子ボックスが適合されるように構成された第１通信手段と、
電源と
を備えるシステムに関する。

本発明によるシステム１は、ソールのペア１０及び外部端末２０を含む。

本発明によるシステム１の文脈内で使用され得るソール１１，１２は、例えば、シューズのアウトソール又はインソールに対応していてよい。これらのソールは、取り外し可能であるか、又はシューズのソールアセンブリに恒久的に統合されることができる。好ましくは、ソールはインソールであり、従って電子ボックスは１つのシューズに直接組み込まれている。

横対称性（transverse symmetry）に加えて、第１シューソール１１及び第２シューソール１２は実質的に類似しており、従って本明細書では１つのソールのみを説明する。従って、提示された特性は、第１シューソールと第２ソールとで共有される。

本発明によるソールは、個人の足と直接的又は間接的に接触することを意図した上層を含む多層製品に対応していてよい。例えば、ソール１１は、熱可塑性樹脂（例えば、ポリウレタン、エーテル−エステルブロックコポリマー、エーテル−アミドブロックコポリマー、スチレンブロックコポリマー）等のポリマーに埋め込まれた１つ又は複数の層にラミネートされるか、又はその１つ又は複数の層を備える多層製品に対応していてよい。異なる層はともに溶接され得る。

ソール（好ましくはインソール）は、使用者の足の前足部に係合されるように適合された前部、使用者の足の中央部分に係合されるように適合された中間部分、使用者の足の後足部に係合されるように適合された後部を有していてよい。

例えば、ソールの長さはその幅の少なくとも２倍である。ソールの厚さは、例えば、その長さの少なくとも１０分の１しかない。従って、例えば、ソールは、１センチメートル未満の厚さ、好ましくは０．７５センチメートル未満の厚さ、例えば約０．５センチメートルの厚さであってよい。

ソールは、有利には実質的にフラットであり得る。また、ソールは、その表面全体にわたって実質的に一定の厚さを有することができる。これは、従来のソールに加えてインソールが使用され、次に整形外科用インソールが使用される足病学の状況での使用に特に有利である。

さらに、この文脈において、本発明によるシステムは、ソールに関連する挿入物を含んでいてよい。

有利には、第１シューソール及び第２ソールは、取り外し可能なソールである。

代替的に、また、例えば左右のシューズを製造するとき、そのシューズのソールアセンブリの一部等として、第１シューインソールが左のシューズに恒久的に組み込まれることができ、第２シューインソールが右のシューズに恒久的に組み込まれることができる。

前記ソールのペア１０を構成するソール１１，１２は、電子ボックス１００，１０１，１０２をそれぞれ含む。図１に示されるように、電子ボックス１０１，１０２は、ミッドソール部分に配置されることが好ましい。有利には、ソール１１，１２は、電子ボックスの外側にセンサーを含まない。好ましくは、ソール１１，１２は、力センサー又は圧力センサーを含まない。

本発明による電子ボックス１００は、図２に詳細に示されている。わずか数グラムの重さであり、サイズが小さいこの電子ボックス１００は、省スペースで任意のインソール及び／又はアウトソールにフィットする。この小さなボリュームは、使用者の快適性に係る問題の可能性を制限し、工業プロセス中にこのテクノロジーをソールに組み込むことをより安く簡単にするという利点を有する。

この電子ボックスの材質の選択は、その頑丈さ及びソールに挿入する可能性を確保するために行われる。実際、一方では人の体重に耐えることができ、他方ではソール又は１つのシューズに容易に挿入できる製品を製造することが可能であるべきである。ボックスの小型化と耐久性とを組み合わせることが実際の課題であり、その快適さを変えることなくそのようなボックスをソールに挿入できる材料を決定するまでに、多くのプロトタイプを作成する必要があった。

有利には、各電子ボックス１００は、外側ケーシング１０３を含み、その外側ケーシングは、基本的に、熱可塑性複合材料又は熱硬化性複合材料から選択されるプラスチック複合タイプの材料からなる。

プラスチック複合材は、好ましくは繊維強化材を有する。繊維強化材は、一般に、いくつかの繊維、単方向ロービング、又は連続フィラメントマット、ファブリック、フェルト、又は不織布を指し、ストリップ、ウェブ、ブレード、ウィック、又はピースの形態であってよい。好ましくは、本発明の繊維強化材は、植物繊維、鉱物繊維、合成ポリマー繊維、ガラス繊維、玄武岩繊維、及び炭素繊維を、単独で又は混合して含む。より好ましくは、本発明の繊維強化材は、炭素繊維又はガラス繊維を含む。より好ましくは、本発明の繊維強化材は、基本的にガラス繊維からなる。

プラスチック複合材料の選択により、軽量性、効率的な信号伝送、そして何よりも堅牢性を組み合わせることができる。

従って、各電子ボックスは、好ましくは軽量であり、例えば１０グラム未満、好ましくは８グラム未満、より好ましくは６グラム未満の重量である。また、その厚さは、５ｍｍ未満、好ましくは４ｍｍ未満、より好ましくは３ｍｍ未満であってよい。これにより、１つのシューズの使用者快適性を変えることなく、１つのシューズ／ソールに簡単に組み込むことができる。最後に、各電子ボックスの最大側の表面積は、５ｃｍ²未満、好ましくは４ｃｍ²未満、より好ましくは３ｃｍ²未満である。

好ましくは、電子ボックス１００の外側ケーシング１０３は、溶接された上部１０３ａ及び下部１０３ｂを有する。そのような溶接（例えば超音波溶接）は、電子ボックスの耐水性を高める。あるいは、上部１０３ａ及び下部１０３ｂは、ポリマーシールによって分離され、取り外し可能な固定手段によって一緒に保持され得る。従って、各電子ボックスは、２つの部分で形成された外側ケーシングと、外側ケーシングの２つの部分の間に配置されたシールとを含むことができる。

各電子ボックスは、支持ピラー又はパッド１０４を有利に統合し、好ましくは足の動きの圧力及び衝撃力に耐えるために１パッド／ｃｍ²で統合する。その機械的抵抗を高めるために丸みを帯びた形状が好ましく、完全なシールを維持し、電子基板及び電源を含む内部を湿気やほこりから保護するように組み立てる必要がある。

従って、好ましくは、本発明による電子ボックス１００は、少なくとも２つの支持パッド１０４、より好ましくは少なくとも３つの支持パッド１０４、さらにより好ましくは少なくとも４つの支持パッド１０４を含む。

これにより、電子ボックスの堅牢性、特に圧力に対する耐性をさらに強化できる。また、実施した試験から、サポートパッドが特に重要であると結論付けられた。このようなパッドを挿入することにより、ボックスは人の体重により良く耐えることができる。

有利には、電子ボックス１００は、少なくとも１つの支持パッド１０４の通過を可能にする少なくとも１つの開口１０５、好ましくは少なくとも２つの開口１０５を有する電子基板を含む。

また、システムの堅牢性をさらに高めるために、各電子ボックスは、ポリマーフォーム（例えばポリウレタン、ポリエーテルなど）等の衝撃吸収材を含む。一実施形態によれば、衝撃吸収材料は、２０ｋｇ／ｍ³〜５０ｋｇ／ｍ³の密度を有する。このような保護フォーム層は、振動及び湿気から基板を絶縁することも可能とする。

本発明の一実施形態によれば、電子基板は、それを受け入れるように特別に設計されたボックスのコンポーネントに挿入される。

別の実施形態によれば、電子ボックス１００は、その構成要素のカプセル化によって形成される。例えば、カプセル化は、封入コーティング又は樹脂（例えば、シリコーン、エポキシ、ポリウレタン）の形態をとることができる。すべてのコンポーネント（たとえば、慣性プラットフォーム、処理モジュール…）のカプセル化は、優れた絶縁性を提供し、優れた電気的特性と優れた機械的保護を兼ね備える。

さらに、本発明による電子ボックスは、ソールのペア１０の使用者の歩行についてのデータセットを生成するように構成された慣性プラットフォーム１１０，１１１，１１２を含む。

特に、使用者の歩行時、慣性プラットフォーム１１０は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸に沿った足の運動パラメータ（加速度及び／又は速度、例えば角速度）を表す信号を取得する。また、このデータを処理して、少なくとも１つの加速度信号を生成できる。慣性プラットフォームは、例えば少なくとも１つの加速度計及び１つのジャイロスコープで構成される。好ましくは、慣性プラットフォームは、いくつかの加速度計及びジャイロスコープを含む。

電子ボックスはまた、３次元における磁場の値に対応する３つの追加の生信号を取得するために、１つ以上の磁力計を含み得る。

さらに、各電子ボックスは、精度を高めるため、傾斜計、気圧計、温度センサー、高度計などを含む、他のセンサーを含むことができる。

サンプリング周波数が低すぎると信頼性が低くなる一方で、サンプリング周波数が高すぎるとエネルギー消費量が高くなることが観察される。従って、好ましくは、出力信号は、少なくとも２５Ｈｚの周波数でサンプリングされる。出力信号は、少なくとも１００Ｈｚの周波数、例えば少なくとも２００Ｈｚ又は３００Ｈｚでサンプリングすることもできる。さらに感度を上げるために、出力信号を少なくとも４００Ｈｚの周波数でサンプリングすることもできる。しかしながら、前述のように、サンプリング周波数が高すぎると、エネルギー消費量が高くなる。従って、出力信号は、好ましくは最大５００Ｈｚの周波数でサンプリングされ、より好ましくは最大２５０Ｈｚの周波数でサンプリングされ、さらにより好ましくは最大１５０Ｈｚの周波数でサンプリングされる。例えば、出力信号は少なくとも２５Ｈｚの周波数でサンプリングされ、出力信号は最大１５０Ｈｚの周波数でサンプリングされる。より好ましくは、出力信号は、３０Ｈｚから１２０Ｈｚの間、さらにより好ましくは５０Ｈｚから１００Ｈｚの間の周波数でサンプリングされる。周波数の選択は、エネルギー消費と取得した情報の信頼性との比率を最適化するために行われる。

好ましくは、慣性プラットフォームは、例えば、
−Ｘ，Ｙ，及び／又はＺ軸に沿った足の加速度信号、
−Ｘ，Ｙ，及び／又はＺ軸周りの足の角速度信号、及び
−Ｘ，Ｙ，及び／又はＺ軸上の磁場信号
を含むデータセットを生成することができる。

これらの６つ又は９つの信号は、特に地面に対して固定された基準マークで、校正又は再校正できる。

また、本発明による電子ボックスは、生成されたデータセットを変換するように構成されたデータ処理モジュール１２０，１２１，１２２を含む。

この処理モジュールを使用して、さらなる処理を容易にするために、慣性プラットフォームによって生成されたデータセットを前処理することができる。実際、本発明によるシステムの文脈では、歩行の生体力学的パラメータの生成は、外部端末２０によって運ばれる処理モジュールによって実行され得る。

また、ボックスの処理モジュールを使用して、生体力学的歩行パラメータを生成できまる。好ましくは、データ処理モジュール１２０は、データセットを少なくとも１つの生体力学的歩行パラメータに変換することができる。その生体力学的歩行パラメータは、好ましくは、姿勢、回内、回外、衝撃力、衝撃ゾーン、ステップ長、接触時間、フライト時間、足の引きずり、推進力、バランス、及び使用者に関連し、使用者の歩行、姿勢、及び動きを説明するその他のいくつかのパラメータから選択される。代替的又は追加的に、外部端末２０の処理モジュールは、これらのアクションを実行するように有利に構成することができる。

また、データ処理モジュールによる変換は、有利には、データを複数のフェーズにセグメント化することを含み得る。好ましくは、データ処理モジュールは、少なくとも４つのフェーズ、例えば（足が地面に接触するまさにその瞬間に対応する）衝突フェーズ、（衝突フェーズから踵が地面から離れるまでの間に起こる）サポートフェーズ、（踵が地面を離れたときに始まり、第１足先が地面を離れたときに終了する）推進フェーズ、及び（第１足先が地面を離れたときに始まり、踵が地面に触れたときに終了する）フライトフェーズに、ステップ（歩み）をセグメント化することができる。

より具体的には、ステップをカット又はセグメント化すると、使用者の主なサポート領域を特定するのに役立つ。従って、このシステムを使用して、歩行中又は使用者の他の活動中のステップの形状を測定して、使用者の足及び姿勢の起こり得る奇形を特定することができる。

従って、好ましくは、データ処理モジュール１２０は、慣性プラットフォームによって生成された信号から、使用者の歩行を表す正確な生体力学的パラメータを計算するように適合されている。後で詳しく説明するように、これらの生体力学的パラメータをソールで計算することにより、すべての計算を外部端末で実行する従来のシステムよりもはるかに高い自律性を備えた、真に効率的なオンボードシステムを提案できる。さらに、これらの生体力学的パラメータの変化を監視することにより、運動障害の出現を迅速に特定することができる。

好ましくは、データ処理モジュールは、以下の生体力学的パラメータのうちの少なくとも１つの値、例えば少なくとも２つの値を計算するように、適合され、好ましくは構成される：
−フライトフェーズ中の足の安定性、
−ステップのロールフォワード（例えば、それぞれ踵、サポート、若しくは推進のそれぞれにかかる時間、又は異なるフェーズの識別、タリグレード、プランティグレード、及びディジティグレードフェーズ（taligrade, plantigrade, and digitigrade phase）に費やされた時間、並びにそれらの各フェーズ中の回外若しくは回外の角度）、
−ステップの長さ（例えば、他の足に対するスイングする足の前方の進行距離に対応する）、
−ステップの幅（例えば、歩行中の２つの連続する足跡の最も内側の部分間の距離に対応する）、
−ステップの角度（例えば、進行軸と足の軸（踵−第２中足骨）との間に形成される前方に開いた角度（たとえば度単位）に対応する）、
−ストライドの長さ（例えば、スイングする足の前方の進行距離に対応し、通常、有効な歩行の場合、２歩の長さに対応する）、
−ストライドの幅（例えば、歩行中の同じ足の２つの連続する足跡の最も内側の部分間の距離に対応する）、
−ステップの軌道（例えば、高さ、幅など、スイングフェーズ中の足の動きの特性評価）、及び／又は
−ペース（１分あたりの歩数に対応する）。

より好ましくは、データ処理モジュールは、以下の生体力学的パラメータ：フライトフェーズ中の足の安定性、ステップロールフォワード、ステップ長、ステップ幅、ステップ角、ストライド長、及び／又はストライド幅のうちの少なくとも１つの値、例えば少なくとも２つの値を計算するように適合される。

さらにより好ましくは、データ処理モジュールは、以下の生体力学的パラメータ：ステップロールフォワード、ストライド長、ストライド幅、及びステップ角のうちの少なくとも１つの値、例えば少なくとも２つの値を計算するように適合されている。

これは、異なる生体力学的パラメータのリストを構成し、本発明は、これらの特定のパラメータの計算に限定されない。実際、慣性プラットフォームによって生成されたデータから、本発明は、複数の異なる生体力学的パラメータを計算することを可能にし、そのリストは、使用者にとってのそれらの有用性によってのみ制限される。

例えば、データ処理モジュールは、推進方向値を計算するように適合され、好ましくは構成され得る。この生体力学的パラメータは、より具体的には、推進フェーズ中の、例えば地面に対する、足の角度に対応する。同様に、データ処理モジュールは、他の多くの生体力学的パラメータの値を計算するように適合され、好ましくは構成され得る。

また、本発明の文脈において、データ処理モジュールは、いわゆる同期生体力学的パラメータ（synchronized biomechanical parameter）の値を計算するように適合させることができ、好ましくは構成することができる。本発明の意味の範囲内で、いわゆる同期生体力学的パラメータは、生体力学的パラメータであり、その計算には２つの電子ボックスからのデータが必要である。従って、この文脈において、第２ボックスは、その慣性プラットフォームによって生成されたデータ、又は１つ又は複数の生体力学的パラメータを第１電子ボックスに送信するように構成されることができ、第１電子ボックスは、次に、第２電子ボックスの慣性プラットフォームによって生成されたデータからか、又は第２電子ボックスによって計算された１つ又は複数の生体力学的パラメータから、いわゆる同期化された生体力学的パラメータ値を生成するように構成される。この実施形態は、エネルギー効率の高いオンボードセンサーシステムを使用しながら、歩行の詳細な特性評価にアクセスできるので、特に有利である。

さらに、本発明の文脈において、データ処理モジュールは、生体力学的パラメータの組み合わせパターンを計算するように適合させることができ、好ましくは構成することができる。本発明の意味の範囲内で、生体力学的パラメータの組み合わせパターンは、生体力学的パラメータ（即ち値）の組み合わせか、又は生体力学的パラメータの時間依存の行動の組み合わせに対応する。生体力学的パラメータのそのような組み合わせパターンは、有利には、使用者の生理学的状態と関連付けることができる。従って、この文脈において、第１ボックス及び／又は第２ボックスは、生体力学的パラメータの組み合わせパターンを基準生体力学的パラメータの組み合わせパターンと比較するように構成され得る。代替的に、それらは、生体力学的パラメータの組み合わせパターンを外部端末に送信するように構成され得る。この実施形態は、所定の生理学的状態又は病的状態に相関させることができる新しいパターンを生成し、その次に歩行の特性評価から使用者のリスクデータにアクセスすることができるので、特に有利である。代替的に、生体力学的パラメータの組み合わせパターンの計算及びその次のその比較は、電子ボックス又は外部端末によって運ばれる比較モジュールによって行われ得る。

生体力学的パラメータの組み合わせパターンは、例えば、ペース値、ストライド長値、及び歩行速度の組み合わせを含んでいてよい。生体力学的パラメータのそのような組み合わせパターンは、これらの３つのパラメータのそれぞれの個々の値から、例えばパーキンソン症候群のステップの悪化等によって、引き起こされ得る歩行障害を判断することを可能にする。

例えば、本発明によるシステム１は、最初の使用から使用者の平均ステップ長を記録し、この長さの変化を監視するように構成され得る。使用者の年齢に応じて、この長さは増減する可能性があるが、この変化は徐々にそして顕著に起こる。しかしながら、本発明がこのステップ長の突然の変化を検出する場合、本発明は、使用者の身体的又は他の障害を明らかにする可能性が高い異常としてそれを解釈するであろう。

それ以降、検出された障害が使用者に知覚されないままであっても、使用者は本発明によるシステムによって警告されるであろう。これは、使用者の歩行が不安定になった場合や、使用者の歩行中にわずかに足を引きずったりする場合にも当てはまる。

それ以降、使用者は、事前に、選択した医療専門家に相談して、これらの変化が病状又は奇形の出現に対応するかどうかを確認するための健康診断を実施することができるであろう。

また、本発明によるデータ処理モジュールは、左脚の生体力学的パラメータに対する右脚の生体力学的パラメータ間の非対称性を計算するように適合されている。

また、本発明によるデータ処理モジュールは、片方の脚又は両方の脚に関連する生体力学的パラメータの変動性を計算するように適合されている。

有利には、処理モジュールは、最初の使用期間中に使用者プロファイルを確立するように適合されている。この最初の使用期間は、例えば、１日、１週間、又は１か月間続くことがある。最初の使用期間は、好ましくは、好ましくは低い変動性（例えば、２０％未満、好ましくは１０％未満）で経時的に安定的な生体力学的パラメータのセットを計算するのに十分な期間である。通常、使用者プロファイルの確立には数日から数週間かかる。

好ましくは、処理モジュールは、以下のパラメータ：ステップ長、衝撃力、ペース（ステップ周波数）、及びフライト時間のうちの少なくとも１つを含む使用者の生体力学的パラメータのプロファイルを確立するように構成されている。好ましくは、使用者の生体力学的パラメータプロファイルは、以下のパラメータ：ステップ長、衝撃力、ペース、及びフライト時間のうちの少なくとも２つ、より好ましくは少なくとも３つを含むべきである。

従って、システム１は、適切な解決策を提案するために、足病専門医又は医師が使用者の生体力学的パラメータプロファイルを分析するために使用することもできる。この分析は、怪我のリスクを減らしたり、パフォーマンスを向上させたりするためにアスリートに対して行うこともでき、またワークステーションの困難を検出するための専門的な活動の状況においても行うこともできる。従って、本発明によるシステム１は、リアルタイムデータを提供することが可能なモバイルスキャン又は分析ツールとして機能することができる。

電子ボックスが他のボックス及び／又は端末とリアルタイムで通信できない時、電子ボックスは、収集した情報を記憶し、交換が再び可能になった時に遅延モードでその情報を送信する。収集されたデータのこの遅延送信は、各電子ボックスに備えられている記憶容量を使用して可能になる。

従って、本発明による電子ボックスは、変換されたデータ及び／又は生成されたデータの少なくとも一部を記憶するように構成されたデータ記憶モジュール１３０，１３１，１３２を含む。より具体的には、それは、処理モジュール１２０によって計算された生体力学的パラメータ、及び比較モジュール１４０によって使用される基準生体力学的パラメータを記憶するように構成される。また、それは、使用者のバランス変化を表す値を記憶するように構成されることができる。また、それは、慣性プラットフォームによって生成されたデータを記憶するように構成されることもできる。有利には、データ記憶モジュール１３０，１３１，１３２は、変換されたデータの少なくとも一部を記憶するように構成されるが、生成されたデータを記憶しないように構成される。従って、その容量は、生成された生データによって負担を負わない。変換されたデータは、処理モジュールによって前処理されたデータに対応するか又は生体力学的パラメータに対応することができる。

また、電子ボックスは、少なくとも１つの生体力学的パラメータを基準生体力学的パラメータと比較するように構成されたデータ比較モジュール１４０，１４１，１４２を含んでいてよく、使用者の歩行の変化を表す値を計算するように適合される。これにより、使用者の歩行を定量化し、より具体的には歩行障害を特定することができる。

代替的に、データ比較モジュール１４０，１４１，１４２は、外部端末２０によって運ばれることができる。この場合、それはまた、少なくとも１つの生体力学的パラメータを基準生体力学的パラメータと比較するように構成され、使用者の歩行の変化を表す値を計算するように適合される。

好ましくは、電子ボックスは、少なくとも１つの生体力学的パラメータを基準生体力学的パラメータと比較するように構成されたデータ比較モジュール１４０，１４１，１４２を含み、使用者の歩行の変化を表す値を計算するように適合される。

有利には、比較はリアルタイムで行われる。従って、外部端末２０は、使用者の歩き（walk）、より一般的には使用者の歩行（gait）に現れる欠陥又は異常を検出する。ボックスに関して、異なる位置を記録できるだけでなく、使用者の歩き、より一般的には使用者の歩行に現れる欠陥又は異常を検出することもできる。比較は、異なる基準データを使用して行うことができる。従って、例えば、基準データは以下から選択される：
−変換されたデータ、又は本発明によるシステムを使用して使用者から以前に取得された生体力学的パラメータの値、
−変換されたデータ、又は病状を表す生体力学的パラメータの値、例えば、歩行に影響を与える可能性のある少なくとも１つの病状を持つ個人から取得されたもの、及び
−特定の病的状態に特有の所定の閾値。

本発明によるシステムを使用して個人から取得された事前に変換されたデータ：
ここで、目的は、人の継続的な変化を検出することである。

ボックス又は外部端末２０のデータ比較モジュール１４０は、経時的に、好ましくは連続的に、使用者の計算された生体力学的パラメータの変化を監視するのに特に適している。モジュールは、１日単位、１週間単位、又は１か月単位で比較を行うように構成することもできる。

有利には、ボックス又は外部端末２０のデータ比較モジュール１４０は、生体力学的パラメータの計算されたデータを使用者プロファイルと比較するように適合されている。

従って、本発明によるシステムは、例えば、経時的な使用者のステップ長の減少を特定又は検出することができるであろう。このような減少は一般に正常ではなく、予防措置又は是正措置を講じることができるはずの使用者に警告する必要がある。

歩行に影響を与える可能性のある少なくとも１つの病状を持つ個人から取得された変換データ
ここで、目的は、システムを使用する個人に対して計算された生体力学的パラメータが、病理学的又は前病理学的又は病状を発症するリスクがあると見なされる歩き（walks）又は歩行（gaits）に関連する生体力学的パラメータと類似していないかどうかを検証することである。

従って、本発明による、ボックス又は外部端末２０のデータ比較モジュール１４０は、変換されたデータを、病状又は病状を発症するリスクを表す生体力学的パラメータを含む基準データ（例えば基準生体力学的パラメータ）と比較するように構成される。

例えば、変換されたデータは、パーキンソン病、ハンチントン病、シャルコット病等の神経学的病変、特にデュシェンヌ・ド・ブローニュ筋ジストロフィーを伴う神経筋病変、筋断裂若しくは筋ジストロフィー等の筋肉の病変、捻挫、外傷性メニスカス損傷若しくは関節炎等の関節の病変、又は腱障害、脊柱側弯症、若しくは弓脚等の足病学的病変のリスク又は存在を示す生体力学的パラメータと比較することができる。

より具体的には、生体力学的基準パラメータ値は、認識された病状に関連付けることができ、歩行は、従って、パーキンソニアンステップ、ハンチントン舞踏病、常圧水頭症、引きずり、敬礼歩行（saluting walk）、神経根断続的跛行（radicular intermittent claudication）、よたつき歩行（waddling walk）、草刈歩行（mowing walk）、足踏み歩行（stepping walk）、反発を伴う歩行、踵歩行（heeling walk）、前庭歩行（vestibular walk）、痙攣性歩行（spasmodic walk）、立ちくらみ歩行（lightheadedness walk）、歩行運動失調（walking ataxia,）、躊躇歩行（hesitant walk）、痛みを伴う歩行、「小さなステップ」歩行（“small steps” walk）、又は震え歩行（trembling walk）から選択される。

本発明によるシステムは、診断を可能にしない。それにもかかわらず、それは、例えば医師に頼ることによって、さらに調査する必要があるかもしれない使用者の歩行の障害について使用者に警告することを目的としたアラートの生成を可能にする。

例えば、パーキンソン病との関連で、特定の歩行生体力学的パラメータをこの疾患に関連付けることが現在確立されている。パーキンソン病の人では、小さなステップでの前屈みの歩行、又は開始の欠如（the lack of initiation）、加速歩行現象、及び姿勢の不安定性を観察することができる。

システムは、慣性プラットフォームの様々なセンサーを用いて、小さなステップを検出し、フライト時間、接触時間、及びステップ長を計算することができる。この場合において接触時間がフライト時間よりも長い場合、小さなステップが特徴付けられる。姿勢の不安定性は、反発を伴う歩行に関連するパラメータなど、いくつかのパラメータによって検出されるであろう。この場合、ステップロールフォワード測定が実行されて、ピークの値、即ち、踵及び爪先の配置が求められて、次にしきい値が確立される。しきい値に達すると、姿勢の不安定性が特徴付けられることができる。

さらに、デュシェンヌ型筋ジストロフィー、筋肉組織の変性をもたらすとともに、特に症状としてぎこちない歩行及び頻繁な転倒を示す神経筋疾患の状況において、本発明によるシステム１は、転倒及び使用者がさらされた転倒のリスクを測定及び記録するように構成されていてもよい。

特に、ボックス又は外部端末２０のデータ比較モジュールは、以下から選択されるデータ項目を生成するように構成されることができる：
−ケアプロトコルの効率指標：例えば、病院の施術者が患者の歩行の進行を特定するのに役立つ値に対応する。これは、その後、彼／彼女が、治療の有効性を評価するために、彼／彼女自身の方法の枠組み内で使用することができる；
−サポートの性質のデータ項目：例えば、足が地面上に存在する方法に対応する：踵、土踏まず、又は爪先によって；
−ステッププロファイルのデータ項目：例えば、衝撃力、地面への衝撃の時間、ペース、又は足を引きずる問題、つまり右足及び左足間の不均衡に対応する；
−歩行テクニックのデータ項目：ステップのロールフォワード（サポートフェーズ及びスイングフェーズ）に対応する。これは、ヒールストライク、ブレーキングフェーズ、外反推力、推進フェーズに分類される；
−サポート領域のデータ項目：例えば、回内又は回外に対応する；
−修正ソリューションのデータ項目：例えば、修正挿入等の修正ソリューション、又は推奨される演習等のソリューションに対応する。

また、本発明による電子ボックスは、少なくとも一方のソールの電子ボックス１００が変換データの少なくとも一部を外部端末２０に送信できるように構成された第１通信手段１５０，１５１，１５２を含む。このデータは、リアルタイム又は遅延モードで外部端末２０に送信され得る。外部端末２０は、例えば、タブレット、携帯電話（アングロサクソン用語での「スマートフォン」）、コンピュータ又はサーバ等のリモートシステムであり得る。

有利には、各電子ボックスは、第１ソールの電子ボックス１０１が第２ソールの電子ボックス１０２と通信できるように構成された第２通信手段をさらに含み、少なくとも１つのデータ処理モジュール１２１，１２２は、ソールのペア１０を構成する２つのソール１１，１２から、より具体的には慣性プラットフォームから生成されたデータセットを、好ましくは一緒に、計算するように構成されている。実際、対象となる特定の生体力学的パラメータの計算は、両方のソールからのデータを必要とする。

例えば、第１及び第２ボックスは、生体力学的パラメータの暫定値を計算することができ、第２ボックスは、歩行パラメータの前記暫定値を第１ボックスに送信するように有利に構成される。第１ボックスに関して、生体力学的パラメータの統合値を生成するために、第２ボックスの生体力学的パラメータの暫定値を第１ボックスの生体力学的パラメータの暫定値と比較するように構成される。

第１及び第２通信手段は、少なくとも１つの通信ネットワークを介してデータを受信及び送信するように適合されている。好ましくは、通信は、ＷｉＦｉ、３Ｇ、４Ｇ及び／又はＢｌｕｅｔｈｏｏｔｈ等の無線プロトコルを介して動作される。

また、本発明による電子ボックスは、電源１６０，１６１，１６２を含む。電源は、好ましくはバッテリであり、再充電可能であってもなくてもよい。好ましくは、電源は再充電可能なバッテリである。また、ムーブメントによるか又は外部エネルギーを用いる再充電システムと組み合わせることができる。特に、外部エネルギーを用いる再充電システムは、有線再充電システム、又は誘導再充電システムであり得る。

また、本発明による電子ボックスは、好ましくは取り外し可能なタブによって保護される有線接続手段１８０を含んでいてよい。この有線接続は、例えばＵＳＢ又はＦｉｒｅＷｉｒｅ（登録商標）ポートであり得る。この有線接続手段は、上述のように、バッテリを再充電するために使用することができるが、データを交換し、例えば、電子ボックスの様々なコンポーネントを搭載する電子基板のファームウェアを更新するため等にも使用できる。

実際、電子ボックスの様々な構成要素は、好ましくは、電子ボード１７０（又はプリント回路）上に配置される。また、電子ボックス１００の様々な手段及びモジュールは、図１及び図２において別々に表されているが、本発明は、例えば、本明細書に記載のすべての機能を組み合わせた単一のモジュール等の様々なタイプの配置を提供し得る。同様に、これらの手段は、いくつかの電子基板に分割することも、単一の電子基板にまとめることもできる。また、アクションが、デバイス、手段、又はモジュールに与えられるとき、それは実際には、メモリに記憶された命令コードによって制御されるデバイス又はモジュール内のマイクロプロセッサによって実行される。同様に、アクションがアプリケーションに与えられるとき、それは実際には、デバイス内のマイクロプロセッサによって実行され、そのメモリにはアプリケーションに対応する命令コードが記憶されている。デバイス又はモジュールがメッセージを送信又は受信するとき、このメッセージは通信インターフェイスによって送信又は受信される。

また、システム１は、少なくとも１つの生体力学的パラメータ及び／又は使用者の歩行変化を表す値等のデータを受信するように適合された外部端末２０を含む。また、外部端末２０自体は、比較モジュール又は処理モジュール及び比較モジュールを含んでいてよい。従って、使用者の歩行の変化値を計算することは、電子ボックスによって生成された前処理されたデータに基づく。

従って、使用者は、使用者の日常の身体活動に関連するとともに、姿勢、回内／回外、衝撃力、ステップ長、接触時間、引きずり、バランス、及び使用者に関連するとともに使用者の動き、歩行、姿勢、及び動きを説明する他のいくつかのパラメータなど、いくつかの生体力学的パラメータに関連するデータにアクセスでき、従って、それらの変化を追跡できる。

しかし何よりも、それは比較データ、又は歩行の変化を表す値にアクセスできる。これは、一方では、生体力学的パラメータの値の変化を監視し、病理学又は奇形の出現に関連している可能性がある異常を検出するために、生体力学的パラメータの値を経時的に比較することに関連し、他方では、病理学又は奇形を明らかにする有意な類似性の場合に使用者に警告し、そして最終的に、医療専門家が奇形を検出し、及び／又は患者に処方された医療の効果を監視できるようにするために、病理学に関連すると認識された他のパラメータとこれらのデータを比較することに関連する。

外部端末２０は通常、タブレット、携帯電話（アングロサクソンの用語では「スマートフォン」）、コンピュータ又はサーバである。このデータをリモートサーバー３０に転送することができるかもしれない。従って、例えば、このリモートサーバーにウェブインターフェースを介してアクセスすることが可能である。リモートサーバーとのすべての通信は、例えば、ＨＴＴＰＳプロトコル及びＡＥＳ５１２暗号化によって保護できる。従って、これにより、クライアントを介して、使用者の監視を担当する医療スタッフによるデータへのアクセスが可能になってもよい。

また、特に歩行の変化を表す値を計算する状況において、データ比較モジュール１４０及び／又は外部端末２０は、例えば、教師あり又は教師なし学習方法に基づくアルゴリズムを実装することができてよい。従って、有利には、システム１は、好ましくは事前に較正された、１つ又は複数のアルゴリズムで生体力学的パラメータの値を実装するように構成される。
これらのアルゴリズムは、さまざまな学習モデル、特に分割、教師あり、又は教師なしモデルから構築されていてよい。教師なし学習アルゴリズムは、例えば、教師なしガウス混合モデル、階層的ボトムアップ分類（アングロサクソン用語での階層的クラスタリング凝集）、階層的トップダウン分類（アングロサクソン用語で分割される階層的クラスタリング）から選択できる。
代替的に、アルゴリズムは、順序付けルールのリスクを最小限に抑え、従って、より効率的な予測ルールを取得できるように構成された教師あり統計学習モデルに基づく。この場合、計算、決定、及び推定のステップは、データセットでトレーニングされるとともに、ラベル（例えば、登録された歩行と類似又は非類似）を予測するように構成されたモデルに基づくことができる。例えば、キャリブレーションの目的で、パーキンソン病に特徴的な生体力学的パラメータなど、既知のラベルが付いた状況を表すデータセットを使用することができる。データセットは、複数のラベルで構成することもできる。
アルゴリズムは、例えば、カーネル法（例えば、セパレーターワイドマージン−サポートベクターマシンＳＶＭ、カーネルリッジ回帰）、セットメソッド（例えば、決定木）、階層分割、ｋ−平均分割、決定木、論理回帰、又はニューラルネットワークから選択された教師あり統計学習モデルの使用から導出できる。

比較モジュール１４０及び／又は外部端末２０は、好ましくはリアルタイムで、生体力学的パラメータのデータを、歩行の変化を表す値か又は生体力学的パラメータの所定の臨界閾値と比較し、比較の結果に応じて警告できてもよい。これにより、潜在的なリスク、及び例えば標準から逸脱した歩行をシステムが特定することが可能になる。

従って、本発明によるシステム１は、リスク、病状、又は潜在的な奇形を示している可能性がある歩行の異常を特定するか又は特定しないために、パラメータの値の経時的な変化を解釈するよう、生成された値を分析するとともに、その分析を改良することができるであろう。システム１は、特定された病状の１つ又は複数に特徴的な監視パラメータと使用者のデータとの間に類似性を見つけるとすぐに、リモート端末上のメッセージによって使用者に警告し、さらなる検査のための医療専門家に連絡するよう使用者に勧めることができるであろう。

また、本発明によるシステム１は、例えば、特定の病状の状況で患者に処方された治療又はケアプロトコルの有効性を監視するために、予後処置の状況で使用され得る。

例えば、現在、医療専門家が彼／彼女の患者に治療を処方するとき、彼／彼女は、その患者によって報告された生物学的検査及び／又は感覚に基づいて処方された治療の有効性を評価することができるようにするために、その患者との次の２，３回の予約を待たなければならない。この評価方法は、特定の神経学的病変に関連して、ランダムであることが判明する可能性がある。

多発性硬化症は、さまざまな機能（視覚、運動技能、感受性等）に影響を与える反復性、退行性（少なくとも疾患の開始時）の神経学的アクシデントを特徴とする疾患であり、その再発は時空に散在している。現在、この病気の治療法はないので、処方された治療法は、再発後の機能の改善又は新たな発症の延期を目的としている。この前提では、医療専門家は、彼／彼女の患者をフォローアップするのに比較的無力である。彼／彼女はまた、彼／彼女が処方した治療がこの患者に有益な効果を有することを保証する方法がない。本発明は、この困難を克服する。

筋疾患に関連する別の例では、この病状に苦しむ患者に特定の治療を医療専門家が提案した場合、彼／彼女は、本発明によるシステム１のおかげで、彼／彼女の患者の歩行の変化に注意し、処方された治療の有効性を評価することができるであろう。この患者で衝突及び転倒の減少が観察された場合、専門家は、治療の有効性の結果として患者の状態が改善したと結論付けることができる。そうでなければ、衝突及び転倒の頻度が同じままであるか増加する場合、専門家は、患者の状態の悪化を観察し、治療が効果的でないと結論付けることができる。

また、外部端末２０又はリモートサーバー３０は、以下を含んでいてよい：
−日々収集される生体力学的データを研究し（study）、このデータの経時的な変化を分析するように適合された計算モジュール。例えば、計算モジュールは、このデータの経時的な変化を監視できる。これは、使用者の年齢及び彼／彼女の日常の身体活動にリンクされるであろう。
−１つ又は複数の病状の出現又は出現のリスクの増加に対応する可能性のある１つ又は複数の生体力学的パラメータの異常な変化について、使用者、及び場合によっては医療スタッフに警告するように適合された警告モジュール。
−医療専門家、又はアプリケーションで使用者によって選択されて事前に示された他の人に直接的に通信して通知するように適合され、及び／又は彼／彼女の日常の活動及び経時的な生体力学的パラメータの変化に関連する情報を使用者に定期的に提供するように適合された通信モジュール。
−例えば外部端末等を介して、足の下に組み込まれる矯正インサート又は身体運動を提案することによって、奇形を矯正又は予防するための解決策を提案するように適合された矯正モジュール。
−例えば使用者の歩行の変化を表す値等を介して、歩行パラメータのすべて又は一部の変化を追跡することにより、神経学的な、医学的な、又は他の治療プロトコルの効果、及び場合によっては有効性を測定するように適合されるとともに、使用者の歩行から収集されたデータの観察された変化の全部又は一部を、その使用者に伝えるか、又は彼／彼女の医師若しくは他の所定の人物に直接的に伝えるように適合された予後モジュール。

別の事項によれば、本発明は、使用者の歩行を定量化する方法に関する。好ましくは、定量化方法は、本発明による定量化システムを使用して実施される。

本発明による方法は、ソールのペア１０及び外部端末２０を含む定量化システムを実施することができる。

また、ソールのペア１０を構成するソール１１，１２は、電子ボックス１００，１０１，１０２をそれぞれ含んでいてよく、各電子ボックス１００，１０１，１０２は、慣性プラットフォーム１１０，１１１，１１２、データ処理モジュール１２０，１２１，１２２、データ記憶モジュール１３０，１３１，１３２、第１通信手段１５０，１５１，１５２、及び電源１６０，１６１，１６２を備える。

また、各電子ボックス１００，１０１，１０２は、データ比較モジュール１４０，１４１，１４２を備えることができる。

本発明による定量化方法は、以下のステップ：
−慣性プラットフォーム１１０，１１１，１１２によって、ソールのペア１０の使用者の歩行に関するデータセットを生成するステップ２１０と、
−データ処理モジュール１２０，１２１，１２２によって、生成されたデータセットを少なくとも１つの生体力学的パラメータに変換するステップ２２０と、
−データ記憶モジュール１３０，１３１，１３２によって、少なくとも１つの生体力学的パラメータを記憶するステップ２３０と、
−少なくとも１つの生体力学的パラメータを基準生体力学的パラメータと比較するステップ２４０と、
−使用者の歩行の変化を表す値を計算するステップ２５０と、
−少なくとも１つのソールの第１通信手段１５０，１５１，１５２によって、少なくとも１つの生体力学的パラメータ及び／又は個人の歩行の変化を表す値を外部端末２０に送信するステップ２６０と
を含む。

特に、本発明は、ソールのペア及び外部端末を含む定量化システムを実装する使用者の歩行を定量化する方法に関連し、前記ソールのペアを構成するソールは、それぞれが電子ボックスを含み、各電子ボックスは、慣性プラットフォーム、データ処理モジュール、データ記憶モジュール、データ比較モジュール、第１通信手段、及び電源を備え、
前記方法は、以下のステップ：
−慣性プラットフォーム１１０，１１１，１１２によって、ソールのペア１０の使用者の歩行に関するデータセットを生成するステップ２１０と、
−データ処理モジュール１２０，１２１，１２２によって、生成されたデータセットを少なくとも１つの生体力学的パラメータに変換するステップ２２０と、
−データ記憶モジュール１３０，１３１，１３２によって、少なくとも１つの生体力学的パラメータを記憶するステップ２３０と、
−データ比較モジュール１４０，１４１，１４２によって、少なくとも１つの生体力学的パラメータを基準生体力学的パラメータと比較するステップ２４０と、
−データ比較モジュール１４０，１４１，１４２により、使用者の歩行の変化を表す値を計算するステップ２５０と、
−少なくとも１つのソールの第１通信手段１５０，１５１，１５２によって、少なくとも１つの生体力学的パラメータ及び／又は個人の歩行の変化を表す値を外部端末２０に送信するステップ２６０と
を含む。

本発明による方法は、通信モジュールによって、変換されたデータを第２ボックスから第１ボックスに送信することを含む、第１ボックスと第２ボックスとの間で通信するステップをさらに含む。第１ボックスと第２ボックスとの間のこの通信ステップは、所定の時間周波数に従って実行されることができ、例えば、送信は、毎秒、又は２秒毎、又は他の任意の所定の時間周波数で実行されることができる。このステップにより、１つのボックス、好ましくは第１ボックスに、すべてのデータを収集することが可能となる。また、この通信ステップは、第２ボックスから第１ボックスに、又はその逆に、生体力学的パラメータの暫定値を送信することを含んでいてよい。

この方法は、第１ボックスによって、第１のボックスによって生成された生データ及び第２ボックスの生データを表す移動カテゴリを選択するステップを含む。この方法は、保持される生体力学的パラメータの値を選択するために、第２ボックス及び第１ボックスの生体力学的パラメータの暫定値を処理するステップも含む。

また、本発明による方法は、一定期間の生体力学的パラメータの統合値を生成するように、第２ボックスの生体力学的パラメータの暫定値を第１ボックスの生体力学的パラメータの暫定値と比較するステップも含む。好ましくは、この方法は、その次に、生体力学的パラメータ値を外部端末に送信するステップも含んでいてよい。この送信は、アドホックベースで行われることが好ましい。従って、送信周波数は１００ミリ秒より大きく、好ましくは１秒より長くすることができる。例えば、送信は１０秒ごとである。この方法は、第１ボックスによって生体力学的パラメータ値を記憶するステップを含む。有利には、例えばキャッシュ等に短時間（例えば５分未満）保存される生データ及び／又は前処理されたデータとは対照的に、新しい高度な歩行パラメータ値は、例えばメモリ等に、より長い時間記憶される。

また、本発明による方法は、使用者が移動する（歩く又は走る）ときのステップのロールフォワード及びサポート領域を特定するステップを含んでいてよい。このようなステップにより、使用者の足のそれぞれにかかるストレスのレベルを定量化し、使用者の歩行の悪化を防ぐことができる。

本発明による方法はまた、使用者が移動するときのステップのロールフォワードを決定するステップを含んでいてよい。より具体的には、それは、使用者のステッププロファイルを定義するステップを含んでいてよい。

特にこの文脈において、本発明は、奇形の出現を防止するために、使用者の歩行を矯正するための解決策を提案することを可能にしてよい。従って、本発明による方法は、ステップの前記ロールフォワードを改善し得るとともに、場合により身体的疲労又は使用者への傷害のリスクを低減し得る運動の選択、所定の位置に配置される挿入物の選択、又はより適している他の靴製品の選択を含んでいてよい。

また、本発明による方法は、疾患の進展を評価するステップも含んでいてよい。従って、施術者は、治療を検証及び／又は適応させることができるであろう。

本発明の利点は、足病専門医が患者の歩き又は歩行（walk or gait）を特徴づけて、彼／彼女の利益のために適合された挿入物を製造することを特に可能にすることである。

この文脈において、別の態様によれば、本発明は、
−本発明による歩行を定量化する方法を実施するステップ、及び
−実施するステップで得られた監視データに応じて整形外科用ソールの構造を定義するステップ
を含む整形外科用ソールを設計する方法に関する。

この文脈において、別の態様によれば、本発明は、
−本発明による歩行を定量化する方法を実施するステップ、
−実施するステップの間に得られた監視データに応じて整形外科用ソールの構造を定義するステップ、及び
−前のステップで定義された整形外科用ソールを製造するステップ
を含む整形外科用ソールを製造する方法に関する。

整形外科用ソールを設計及び製造する方法の文脈において、整形外科用ソールの構造を定義するステップは、定量化する方法中に得られた監視データに基づいてソールの形状を三次元的にモデル化するためのプログラムを実行することを含んでいてよい。さらに、このステップは、以前に生成されたサポート領域データなどの、本発明によるシステムによって生成されたデータを考慮に入れるように、ソールの形状及び／又はソールの異なる領域の密度を定義することをさらに含んでいてよい。この三次元モデル化は、将来の使用者の歩行に最適なモデルを得るために、手動測定を使用して手動で修正することもできる。この３Ｄモデルは、例えば、ソールの少なくとも一部（例えば、バンプ、タン、クォーター）を製造するように構成された工作機械、例えば数値切削工作機械、によって使用できるデータ（空間座標）によって定義される。次に、これらの切断部品を組み立てて、整形外科用ソール、又は場合によってはその整形外科用ソールを含む靴を形成することができる。

上述のように、本発明は、最初の使用時及びその後の使用中に収集された生体力学的データの値を比較することによって異常な変化を検出できるようにするために、経時的な生体力学的データの変化を監視することを可能にする。さらに、本発明は、生体力学的データを分析し、決定された監視パラメータとそれらを比較して、使用者において（特に小児において）病状又は奇形を発症するリスクを検出することを可能にする。また、使用者の疲れ及び関節や筋肉の怪我のリスクを測定することもできる。彼／彼女が爪先に力を入れて走った場合、筋肉の怪我のリスクが高くなる。逆に、彼／彼女が踵に強い圧力をかけて走った場合、発生する怪我は関節関連になるであろう。

有利には、本発明は、使用者の歩行又は姿勢のわずかな異常を検出し、特定の障害の出現を明らかにすることができる上流検出システムとしてここに介入する。従って、診断を行うための方法でなくても、本発明は、決定された病状（特に神経疾患）の状況において、医療専門家が、病状を発症するリスクの増加を検出し、患者に処方された治療又はケアプロトコルの有効性を監視し、また患者（例えば、フットボール選手）のリハビリテーションを監視することを可能にし得る。従って、医療専門家は、患者に関する生体力学的情報のセットを入手し、その分析及び解釈により、患者の障害をより適切に理解できるようになるであろう。専門家は、患者の生体力学的データから彼／彼女に送信された情報に従って、彼／彼女の診断を改善し、ケアプロトコルを適応させることができるであろう。

本発明のすべての利点のために、彼／彼女の健康状態の悪化を可能な限り迅速に防止するために、使用者の歩行の変化をリアルタイムで監視することも可能である。特に、これは、これまで使用されていたシステムよりも複雑でなく、堅牢で、自律的なシステムによって可能になる。

従って、これらすべての利点は、機能の改善と病理学的リスクの軽減に寄与する。

Claims (21)

1. 使用者の歩行の変化を表す値を得るために使用者の歩行を特徴付けるシステム（１）であって、ソールのペア（１０）及び外部端末（２０）を含み、前記ソールのペア（１０）を構成する前記ソール（１１，１２）は、電子ボックス（１００，１０１，１０２）をそれぞれ含み、
   各電子ボックス（１００，１０１，１０２）は、
   −前記ソールのペア（１０）の使用者の歩行に関するデータセットを生成するように構成された慣性プラットフォーム（１１０，１１１，１１２）、
   −前記生成されたデータセットを少なくとも１つの生体力学的パラメータに変換するように構成されたデータ処理モジュール（１２０，１２１，１２２）、
   −前記少なくとも１つの生体力学的パラメータを記憶するように構成されたデータ記憶モジュール（１３０，１３１，１３２）、及び
   −電源（１６０，１６１，１６２）
   を備え、
   前記システムは、前記少なくとも１つの生体力学的パラメータを基準生体力学的パラメータと比較し、前記使用者の前記歩行の前記変化を表す値を計算するように構成されたデータ比較モジュール（１４０，１４１，１４２）を含み、
   前記データ比較モジュールは、前記電子ボックス（１００，１０１，１０２）又は前記外部端末（２０）によって運ばれ、
   各電子ボックス（１００，１０１，１０２）は、前記少なくとも１つの生体力学的パラメータ及び／又は前記使用者の前記歩行の前記変化を表す前記値を前記外部端末（２０）に送信するように少なくとも１つの前記ソールの前記電子ボックス（１０１）が適合されるように構成された第１通信手段（１５０，１５１，１５２）を備える、
   システム。
2. 各電子ボックスは、第２ソールの電子ボックス（１０２）と通信するように第１ソールの前記電子ボックス（１０１）が適合されるように構成された第２通信手段をさらに含み、
   前記データ処理モジュール（１３１，１３２）の少なくとも１つは、前記ソールのペア（１０）を構成する前記２つのソール（１１，１２）から生成されたデータセットを、少なくとも１つの生体力学的パラメータに変換するように構成されている、
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記ボックス又は前記外部端末（２０）の前記データ比較モジュール（１４０）は、使用者の前記計算された生体力学的パラメータの前記変化の、経時的な、好ましくは連続的な、監視を行うように構成されている、
   請求項１又は請求項２に記載のシステム。
4. 各電子ボックスは、他のセンサー、特に磁力計、気圧計、温度センサー、又は高度計をさらに含む、
   請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のシステム。
5. 前記データ処理モジュール（１２０，１２１，１２２）による前記変換は、前記データを複数のステップフェーズにセグメント化することを含む、
   請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のシステム。
6. 前記少なくとも１つの生体力学的パラメータが比較される前記基準生体力学的パラメータは、前記システムの同じ使用者によって以前に生成された生体力学的パラメータである、
   請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のシステム。
7. 前記少なくとも１つの生体力学的パラメータが比較される前記基準生体力学的パラメータは、１つ又は複数の運動障害に関連する所定の生体力学的パラメータである、
   請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のシステム。
8. 前記データ処理モジュールは、以下の生体力学的パラメータ：フライトフェーズ中の足の安定性、ステップロールフォワード、ステップ長、ステップ幅、ステップ角、ストライド長、及び／又はストライド幅の少なくとも２つの値を計算するように適合されている、
   請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のシステム。
9. 第２ボックスは、その慣性プラットフォームによって生成されたデータ又は１つ又は複数の生体力学的パラメータを第１電子ボックスに送信するように構成され、
   前記第１電子ボックスは、次に、特に、
   −前記第１電子ボックスによって取得された少なくとも１つの生体力学的パラメータ、及び
   −前記第２電子ボックスの前記慣性プラットフォームによって生成されたデータ、又は前記第２電子ボックスによって計算された１つ又は複数の生体力学的パラメータ
   から、いわゆる同期化された生体力学的パラメータ値を生成するように構成されている、
   請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のシステム。
10. 前記データ処理モジュール又は前記比較モジュールは、生体力学的パラメータの組み合わせパターンを計算するようにさらに構成されている、
    請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のシステム。
11. 前記データ処理モジュール（１２０，１２１，１２２）は、左脚の前記生体力学的パラメータに対する右脚の前記生体力学的パラメータ間の非対称性を計算するように適合されている、
    請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載のシステム。
12. 前記データ処理モジュール（１２０，１２１，１２２）は、片方の脚又は両方の脚に関連する前記生体力学的パラメータの変動性を計算するように適合されている、
    請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載のシステム。
13. 前記データ処理モジュール（１２０，１２１，１２２）は、以下のパラメータ：ステップ長、ステップ角、衝撃力、ペース、及びフライト時間のうちの少なくとも１つを含む前記使用者の生体力学的パラメータのプロファイルを確立するように適合されている、
    請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載のシステム。
14. 前記ボックス又は前記外部端末（２０）の前記データ比較モジュールは、ケアプロトコルの効率指数、サポートの性質のデータ項目、ステッププロファイルのデータ項目、歩行テクニックのデータ項目、サポート領域のデータ項目、及び修正ソリューションのデータ項目からデータ項目を生成するように適合されている、
    請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載のシステム。
15. 前記ボックス又は前記外部端末（２０）の前記データ比較モジュールは、ケアプロトコルの効率指標を生成するように構成されている、
    請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載のシステム。
16. 前記ボックス又は前記外部端末（２０）の前記データ比較モジュールは、修正ソリューションのデータ項目を生成するように構成されている、
    請求項１から請求項１５までのいずれか１項に記載のシステム。
17. 前記データ記憶モジュール（１３０，１３１，１３２）は、前記変換されたデータの少なくとも一部を記憶するように構成されているが、前記生成されたデータは記憶しないように構成されている、
    請求項１から請求項１６までのいずれか１項に記載のシステム。
18. 前記データ比較モジュール（１４０）は、使用者のステップ長の経時的な減少を検出するように構成されている、
    請求項１から請求項１７までのいずれか１項に記載のシステム。
19. 前記生体力学的基準パラメータ値は、認識された病状に関連付けることができ、
    前記歩行は、従って、パーキンソニアンステップ、ハンチントン舞踏病、常圧水頭症、引きずり、敬礼歩行、神経根断続的跛行、よたつき歩行、草刈歩行、足踏み歩行、反発を伴う歩行、踵歩行、前庭歩行、痙攣性歩行、立ちくらみ歩行、歩行運動失調、躊躇歩行、痛みを伴う歩行、「小さなステップ」歩行、又は震え歩行から選択される、
    請求項１から請求項１８までのいずれか１項に記載のシステム。
20. ソールのペア（１０）及び外部端末（２０）を含む定量化システムを実装する使用者の歩行を特徴付ける方法（２００）であって、前記ソールのペア（１０）を構成する前記ソール（１１，１２）は、電子ボックス（１００，１０１，１０２）をそれぞれ含み、各電子ボックス（１００，１０１，１０２）は、慣性プラットフォーム（１１０，１１１，１１２）、データ処理モジュール（１２０，１２１，１２２）、データ記憶モジュール（１３０，１３１，１３２）、第１通信手段（１５０，１５１，１５２）、及び電源（１６０，１６１，１６２）を備え、前記システムは、前記電子ボックス（１００，１０１，１０２）又は外部端末（２０）によって運ばれるデータ比較モジュール（１４０，１４１，１４２）を含み、
    前記方法は、以下のステップ：
    −前記慣性プラットフォーム（１１０，１１１，１１２）により、前記ソールのペア（１０）の使用者の前記歩行に関するデータセットを生成するステップ（２１０）と、
    −前記データ処理モジュール（１２０，１２１，１２２）によって、前記生成されたデータセットを少なくとも１つの生体力学的パラメータに変換するステップ（２２０）と、
    −前記データ記憶モジュール（１３０，１３１，１３２）によって、少なくとも１つの生体力学的パラメータを記憶するステップ（２３０）と、
    −前記データ比較モジュール（１４０，１４１，１４２）によって、前記少なくとも１つの生体力学的パラメータを基準生体力学的パラメータと比較するステップ（２４０）と、
    −前記データ比較モジュール（１４０，１４１，１４２）によって、前記使用者の前記歩行の変化を表す値を計算するステップ（２５０）と、
    −少なくとも１つの前記ソールの第１通信手段（１５０，１５１，１５２）によって、前記少なくとも１つの生体力学的パラメータ及び／又は個人の前記歩行の変化を表す値を前記外部端末（２０）に送信するステップ（２６０）と
    を含む、
    方法。
21. −請求項２０に記載の前記歩行を定量化するための方法を実施するステップ、及び
    −前記実施するステップの間に得られた監視データに応じて、整形外科用ソールの形状及びエルゴノミクスを定義するステップ
    を含む、整形外科用ソールを設計する方法。

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