JP2918842B2 - 歩行動作の訓練装置及び分析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歩行障害を有する
患者の歩行分析とその訓練に使用する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】歩行障害をもつ患者が人の助けを借りる
ことなく自立して日常生活を送れるようになるために
は、歩行動作の訓練が必要である。病院ではこの訓練は
理学療法士の指導の下に行われる。歩行障害は様々な原
因で発生するが、歩行障害に共通する現象としては歩行
周期の乱れがある。歩行訓練においてはこの歩行周期の
乱れをなくして規則正しい歩行周期を習得させることが
最も重要な目的となる。従来、歩行訓練は、理学療法士
が患者の障害の程度を考慮したうえで患者が追従できる
程度の速度で「いち、にー、いち、にー」と規則正しい
呼び掛けを行い、患者がこの掛け声に脚の運びを合わせ
るように努めることで、正常人の歩行動作を学習するよ
うにしている。そしてこの掛け声の速度を次第に速めて
いくことで、患者に最速歩行に対する適応能力を身につ
けさせ、これにより、通常速度での歩行が比較的容易に
行えるようにするという手法が採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この訓練手
法には問題があった。まず第１に掛け声が口頭により行
われるため掛け声のテンポが一定せず、患者の歩行を手
助けしながら掛け声をかける関係上、掛け声のテンポが
患者の歩行周期に引きずられる傾向がある。また掛け声
のテンポは歩行動作の習得程度に合わせて次第に速くす
る必要があるが、規則正しい歩行周期のリズムを維持し
ながらテンポを次第に速めることは習熟した理学療法士
にとっても極めて困難であった。上述したのは歩行訓練
についての問題であるが、この歩行訓練の前提となる歩
行動作の分析手法にも問題があった。即ち、従来、病院
では患者の歩行動作の異常検出は、必要に応じて、それ
ぞれの目的をもった特殊な歩行分析装置が用いられてい
た。しかし上述の歩行テンポ及び歩行リズムに関して
は、理学療法士が自分の知識と経験並びに視覚的手段に
よって歩行の状態を判断するしかなく、その歩行の異常
程度を客観的且つ定量的に評価することができず、更に
訓練による治療効果の判定に関しても客観的基準がなか
ったため、正常歩行との比較において歩行動作（歩行周
期）のテンポやリズムの改善度を、具体的に把握するこ
とが困難であるという問題もあった。

【０００４】本発明はかかる現況に鑑みてなされたもの
であり、歩行周期又は歩行テンポ、歩行リズムに関する
異常歩行の矯正に優れた学習効果が発揮できる訓練装置
を提供せんとするものであり、あわせてこれら異常歩行
の程度を客観的且つ定量的に評価できるとともに軽度な
異常歩行であっても容易に発見でき、正常歩行との比較
における歩行動作のテンポやリズムの改善度である治療
効果の判定も客観的に行うことができる歩行動作の分析
装置を提供せんとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明者等は鋭意検討を重ねる過程で、歩行動
作（１歩行周期）に関するパラメータは音楽における音
符を規定するパラメータと多くの類似点を有することに
気付いた。医学的及び運動学的には人間の歩行動作は、
対象脚において脚が支持面に接地 して体重を支持する期
間である立脚期間と、脚が離床している期間である遊脚
期間と、前記立脚期間の中に含まれる両脚が同時に床面
に接地している二重支持期間とに区別され、これらを合
わせて１歩行周期として定義している。この１歩行周期
の立脚期間、遊脚期間、二重支持期間は各歩毎に時系列
的要素として連続しており、且つ各期間は繰り返し動作
として表現される。そしてそれぞれの期間における動作
内容を表現するパラメータには動作の長さ、強弱、動作
相互の間隔等、音楽の音符を規定するパラメータと類似
する点が多くある。したがって時系列的に連続する歩行
周期は音符で表現される音の繰り返し、即ちリズム音と
して捉えることができるし、また表現することができ
る。本発明はこのような着眼点にたって提案されたもの
であり、その最大の特徴は歩行動作を音符に置き代えて
表現したことである。本発明における音符化の手法は次
の考え方に基づいている。

【０００６】即ち、いずれかの片脚が床面に接地して体
重を支持する期間である立脚期間、反対脚が離床してい
る期間である遊脚期間、前記立脚期間に含まれる両脚が
同時に床面に接地している期間である二重支持期間によ
って主たる内容が定義される１歩行周期を、この１歩行
周期における脚が接地した時点をそれぞれの音の起点と
し、それぞれの脚の立脚期間に対応する長さを音の長さ
とする音データを同属性を備えるものとして定義される
音符によって表現し、各歩において前記各期間を時系列
的に連続させて成り立つ歩行動作を音符の繰り返しとそ
の変化によって表現するというものである。

【０００７】歩行周期に対応させて作成した音符は、必
ずしも音にする必要はないが、この音符をリズム音に変
換して１歩行周期を音の時間的長さ（左右の脚を音の長
さとして捉え、それを左右の脚の音符長と定義した時間
的長さ）として表現し、リズム音の持つ継起的な音の時
間的変化によって歩行動作を表現することもできる。

【０００８】このような考え方にたって完成させた請求
項１記載の歩行動作の訓練装置は次の内容を有する。即
ち、患者の歩行動作において対象脚である一方の脚が接
地した時点を検知する接地検知手段と、 対象脚である一
方の脚が接地した時点を音の起点とし、これに続いて反
対脚が接地するまでの所要時間を対象脚の音の長さとし
た音データを各歩毎に作成するとともに、これら音デー
タを同属性を備えるものとして定義した音符のデータと
して表現する音符データ作成手段と、 この作成された両
脚の音符データに基づき必要に応じてリズム音を再生す
るリズム音再生手段と、 正常者の歩行リズムを実際の歩
行動作からサンプリングするかあるいは人工的に作成す
る正常歩行リズム作成手段と、 前記正常者の歩行リズム
を最終到達目標として設定するとともに、この正常歩行
リズムと患者の異常歩行リズムとを照合したうえ、この
正常歩行リズムを規定する各因子を段階的に調整して、
患者の異常歩行リズムとの間に中途目標となる歩行リズ
ムを段階的に複数パターン作成する中途目標歩行リズム
作成手段と、 この作成された中途目標歩行リズムから、
前記患者の音符データの作成手順に対応した手順で中途
目標歩行リズムに関する音符データを作成する手段と、
この作成された音符データをリズム音に変換再生するリ
ズム音再生手段と、を備えていることを特徴としてい
る。また本歩行装置の訓練装置には歩行訓練における重
要目的の一つである、歩行速度を向上させるための訓練
機能を持たすことができる。即ち、左右脚それぞれの音
符の長さを検出し、これを調節して正常な音符の長さに
徐々に整えていくことによって、左右の脚の時間的長さ
を訂正して歩行リズムと、歩行テンポの正常近似化をは
かるという内容である。これは歩き方を正常に近づける
ための手段の一つであり、単に歩く速さを向上させるこ
ととは少々異なる。歩行速度は、日常生活に直接関与す
るもので、治療目的の中でも重要な事柄であり、また体
力の向上や筋力の増強にも直接関わることは周知のとお
りである。上記主旨に沿って歩行速度を上げる方法とし
ては、左右脚の音符の時間的長さの差を縮めたうえ、さ
らに歩行テンポを増すことにより歩行速度の向上をはか
ることが提案される。本発明者はこのような訓練装置を
請求項２として提案する。即ち請求項２記載の訓練装置
は、請求項１記載の構成に加えて、検出した左右脚の接
地動作に関する音符の時間的長さの差を検出するととも
に、この差を段階的に調節して正常者の左右脚の接地動
作に関する音符の時間的長さに徐々に近似させる手段
と、当該手段により調節された左右脚の音符のテンポを
徐々に速める手段とを設けたことを特徴としている。

【０００９】また、前記歩行周期の音符化方法を応用し
て前記歩行動作の訓練装置と切り替え使用される歩行動
作の分析装置を構成することもできる。この歩行動作の
分析装置は請求項３として規定され次の内容を有する。
即ち、患者の歩行動作において、右脚及び左脚が接地し
て体重を支持する期間である左右の立脚期間をそれぞれ
検出する立脚期間検出手段と、前記立脚期間検出手段に
よって検出された左右両脚のそれぞれの立脚期間を両立
脚期間の重なり部分である両脚支持期間を含んで加算し
て定義される１歩行周期を各歩毎に時系列的に連続測定
する歩行周期計測手段と、脚が接地した時点をそれぞれ
の音の起点とし、それぞれの脚の立脚期間に対応する長
さを音の長さとした音データを同属性を備えるものとし
て定義した音符のデータとして表現する音符データ作成
手段と、前記歩行周期計測手段によって測定された歩行
周期を規定する各因予を分析して歩行動作を解析する歩
行動作解析手段と、この解析結果を記録する記録手段
と、を備え、請求項１又は２記載の歩行動作の訓練装置
と一体的に構成され、前記歩行動作の訓練装置と切り替
えて使用されることを特徴としている。

【００１０】歩行動作の訓練装置では歩行周期や歩行リ
ズムの解析手段及び解析結果の記録手段は必要ないが、
これら装置を設けておけば、スイッチの切替え等により
歩行動作の分析装置としての機能をも兼ねることができ
る。

【００１１】

【作用】請求項１記載の歩行動作の訓練装置は次のよう
に作動する。先ず、歩行障害を持つ患者の歩行動作にお
いて、左右それぞれの脚が接地した時点を検知する。こ
れらの検出はフットセンサーや録画再生装置を備えたビ
デオカメラ等を用いて行う。次いでこの検出された一方
の脚の接地時点を起点とし、反対脚が接地するまでの長
さを有する音符を作成し、各歩毎に繰り返されるこれら
音符列を音源を通じてリズムに変換して再生し、患者は
このリズム音に自己の脚の運びを一致させるよう歩行訓
練する。歩行動作の訓練装置においては患者に正常な歩
行リズムを習得させることが最大目的であり、そのため
には脚の運びのタイミングを患者に報せる必要がある。
したがって脚の運びのタイミングを認識しやすいように
一方の脚が接地したときには常に音が変化するようにす
るために、音符の長さを一方の脚が接地してから、反対
脚が接地するまでの所要時間に対応する長さとしてい
る。

【００１２】この訓練装置では正常人の歩行リズムを音
として再生したものを患者に聴かせて、この歩行リズム
に患者の歩行リズムが近づくように歩行指導する。正常
人の歩行リズムの作成は、正常人の実際の歩行動作から
サンプリングすることによって作成したり、あるいは本
訓練装置によって自動生成したものを用いる。しかしな
がら、このようにして作成した正常歩行リズムは患者の
現在の異常歩行リズムとはあまりに掛け離れていること
が多いため、患者が最初からこの正常歩行リズムを一挙
に習得するには無理がある。このような無理を強いるこ
とはむしろ訓練意欲の低下を招き逆効果である。本訓練
装置では、このような事態を避けるため到達すべき歩行
リズムとして、そのときの患者にとって到達可能な歩行
リズムを作成することにしている。この到達可能な歩行
リズムは、患者の現在の歩行リズムと正常者の歩行リズ
ムとの間に位置する中途目標歩行リズムとして多段階的
に複数種設定され、歩行リズムを規定する各因子を段階
的に調整することで作成される。患者はこの中途目標歩
行リズムを当面の到達目標として歩行訓練を行い、その
中途目標歩行リズムを習得できた段階で、より正常歩行
リズムに近い中途目標歩行リズムを次に選択して同様の
訓練を続ける。また請求項２記載の訓練装置では、患者
の左右脚の音符の時間長さの差を徐々に縮めた中途目標
歩行リズム（左右脚の音符時間長を徐々に均等にした歩
行リズム）を作成して、当初はこれを目標に歩行訓練を
行う。そして、左右脚の音符長さの差がほぼなくなれ
ば、今度はテンポを徐々に速めた中途目標歩行リズムを
作成し、この速い歩行テンポを目標にして歩行訓練を行
う。

【００１３】請求項３記載の歩行動作の分析装置におい
ても歩行動作を音符化することは同じである。ただ歩行
動作の分析装置では歩行動作を規定する立脚期間、遊脚
期間、二重支持期間等を各期間単位でより厳密に計測す
る。そしてここでは、左右いずれかの脚が接地してから
この脚が離床するまでの期間である立脚期間を音符の長
さとし、左右両脚の立脚期間を合わせて定義される１歩
行周期を計測する。左右両脚の立脚期間には両脚で体重
を支えている両脚支持期間が含まれている。このように
歩行周期の計測が各歩毎に時系列的に行われる。得られ
た歩行周期に関するデータは専用機やパソコンを用いて
自動演算したりあるいは電卓を用いた手計算により統計
処理して患者の歩行動作が解析され、患者の異常歩行動
作が客観的に評価される。この歩行動作の分析装置は前
述した歩行動作の訓練装置と一体装置的に構成され、ス
イッチ等を用いて切り替え使用される。

【００１４】

【発明の実施の形態】請求項１記載の歩行動作の訓練装
置及び請求項３記載の歩行動作の分析装置は、歩行動作
を音符に置き換える点において共通している。そして請
求項１記載の歩行動作の訓練装置は、患者自身が現在持
っている歩行リズムと歩行動作の手本となる正常歩行の
リズムの両方をリズム音として変換再生し、両リズム音
を聴かせることで、正常歩行リズムを聴覚的に学習さ
せ、これにより患者の歩行動作の正常化訓練の効果を飛
躍的に高めたことが特徴であり、更に手本とする歩行リ
ズムとして患者が到達可能な中途目標歩行リズムを作成
できるようにしたことが特徴である。一方、請求項３記
載の分析装置は、得られた音符データを厳密且つ統計的
に処理し、患者の異常歩行を客観的に評価できる分析結
果を得られるようにしたことが特徴である。

【００１５】以下、これら発明の詳細を図示した実施例
に基づき説明する。先ず最初に本発明おいて用いる歩行
動作に関する各種用語の説明並びに定義と、歩行動作を
音符で表現する場合の留意点、更に本発明の基本的な考
え方について述べる。図１は正常人の歩行動作の概要を
示し図２はその足跡と歩幅（Ｓｔｒｉｄｅ）を示してい
る。図では右脚を白脚として表現し、左脚を黒脚で表現
している。「両脚の１歩行周期」（以下、単に１歩行周
期と称す）とは、歩行動作における繰り返し動作の基本
単位を指し、例えば、右脚が接地するところから歩行動
作が開始されたとするなら次に右脚が接地するまでの長
さを指している。これは片脚に注目すると足が床に接地
している立脚期の時間と離床している遊脚期の時間を合
わせたものである。更に、立脚期の時間は片脚のみが床
に接地している単脚支持期と両脚が床に接地している二
重支持期（両脚支持期とも言う）に分類される。したが
って「両脚の１歩行周期」は「右脚の立脚時間」と「左
脚の立脚時間」を両脚支持期の重なり部分を含んで合計
した時間である。

【００１６】人間の両脚の歩行周期を音符に置き換える
場合、基本的には踵が床に接地した時点を音符の起点と
する。しかし、身体に何らかの障害を持ち、異常な歩行
リズムを呈する身体障害者の場合、床への接地が踵から
行われるとは限らない。したがって、このような患者を
対象として歩行周期を音符に置き換える場合の音符の起
点は、脚のいずれかの部位が床に接地した時点とする。

【００１７】人間の両脚の歩行周期を音符に置き換える
場合の音符の長さは、訓練装置の場合と分析装置の場合
とで別々に設定する。分析装置の場合は歩行時において
足が床に接地している時間として捉え、それを片足の１
音符の時間の長さとする。この片足の接地時間とは図１
において立脚期として表現した時間（以下、立脚期とも
称す）である。この立脚期間は一方の足のいずれかの部
分が床に接地してから、この足が完全に床から離れる
（以下、離床と称す）までの時間である。この立脚期間
は、片脚のみが床に接地している単脚支持期の時間と両
脚が床に接地している二重支持期の２つに分類される。
本発明では前記立脚期のうち、単脚支持期は単音の音符
の長さとして表現され、二重支持期は、和音（両脚の音
符が重なる為）の音符の長さとして区分して捉えるよう
にしている。したがって歩行時にどちらか片方の足が離
床している遊脚期の時間は、休符の時間の長さとして捉
えることができることになる。又、訓練装置の場合は、
対象脚の足が支持面に接地してから反対脚の足が支持面
に接地するまでに要した時間（対象脚の二重減速支持期
と単脚支持期）を音符の長さとして捉えているため、反
対脚の足は対象脚の足が支持面に接地した時点から反対
脚の足が離床し再び支持面に接地するまでの時間（反対
脚の二重推力支持期と遊脚期）を休符として捉えるよう
にしており、この点が分析装置とは異なっている。本発
明では、歩行の状態を音符に置き換える。また訓練装置
ではこの音符データを歩行リズム音として再生する。そ
して、再生したそれぞれの音符の長さと休符の長さの時
間の内、右脚の１音符の長さと左脚の１音符の長さの関
係（この中には両脚それぞれの休符の時間の長さが含ま
れている）を１パターンのリズムとして捉える。即ち、
１パターンのリズムとは両脚の１歩行周期を音符に置き
換えたものであり、歩数で言えば３歩目に入るまでの間
のことである。本発明の分析装置では、各歩行周期のそ
れぞれについて記録・分析することに加えて、統計的処
理を行って音符列で表現された歩行周期を構成する各因
子の平均値も算定している。この統計的処理は歩行周期
の各因子毎に行い、例えば、右脚と左脚の歩行周期因子
の音符の長さと休符の長さは、別々に取扱い、それぞれ
の平均値を算定する。これにより歩行周期が各因予の平
均値によって把握される。又、これら数値は視覚的に認
識容易なように表にしたりグラフ化したりする。また必
要に応じてプリントアウトも行う。平均値を算定する際
には、同時に標準偏差も算定し、歩行周期を規定する各
因子のバラツキ程度も把握する。

【００１８】本発明の訓練装置では平均値化した歩行周
期のリズム音は、前記生の異常歩行リズムと同様、音と
しても再生できるようにする。この場合、１パターン
（左右の１歩行周期）のリズム音は繰り返し再生できる
ようにする。このことによって、歩行の状態を耳で聞
き、リズムとして把握することができ、自分の歩行リズ
ムを客観的に評価できるとともに、各歩行周期間にばら
つきのないリズムを聴くことができるので、歩行訓練用
の初期の目標リズムとしても活用できる。尚、歩行リズ
ムを音として録音し再生するにあたっては、音色、音名
（ドやミ等の選択）、音の強弱（どの音符にアクセント
を入れるか等や、どの音符の音を強く出す等）を適宜選
択できるようにし、リズム音を設定調節できるようにす
る。

【００１９】以上の方法によって、歩行の状態を表す歩
行周期を音符に置き換え、音として再生し歩行リズムの
状態を耳で聞き把握することができるようになる。又、
同時に、再生した歩行リズム音から割り出された歩行周
期の各因子の音符、休符の時間の長さを基に歩行周期の
表やグラフを作成することによって、リハビリテーショ
ンを遂行する上で、歩行の状態を分析・評価でき又、正
常人の歩行リズムと比較することによって効果判定（歩
行リズムの改善度）としても用いることができるように
なる。

【００２０】また、本発明の分析装置ではこれら検出さ
れた歩行周期に関するデータは、この歩行周期を規定す
る各因子によって分析し、且つこの分析結果を整理した
データとして記録する。例えば、再生した歩行リズム音
の各音符の長さと経過時間の関係を数値として表示、記
録しそれを基にして、歩行周期の各因子、例えば、単脚
支持期、両脚支持期、遊脚期の時間長さを把握し、歩行
周期の状態を表す表やグラフを作成したり１歩行周期の
時間長さを１００％として、これら各因子の時間長さを
％表示もする。

【００２１】このような歩行動作の分析を可能とするた
めの分析装置の概略は図３のブロック図で説明される。
本分析装置は少なくとも、立脚期間計測手段１、歩行周
期計測手段２、音符データ作成手段３、記録手段４、歩
行動作解析手段５とを備えている。立脚期間計測手段１
は脚が接地した時点と離床した時点をそれぞれ検出する
手段と、この検出された接地時点から離床時点との経過
時間から立脚期間を特定する演算部とより構成されてい
る。接地及び離床を検出する手段としては、踏み圧によ
りＯＮ−ＯＦＦするフットセンサーや、ビデオカメラに
よる動画撮影が挙げられる。手間がかかることを厭わな
ければ接地動作を目視確認したうえこれを後続機械に手
入力することも含まれる。また演算部としてはパソコン
や電卓が使用できる。

【００２２】歩行周期計測手段２は、前記立脚期間計測
手段１により検出された両脚の立脚期間から一部重なり
部分である両脚支持期を含んでこれら左右両脚の立脚期
間を加算して定義される歩行周期並びにこの歩行周期を
規定する各因子を各歩毎に時系列的に連続測定する装置
である。ここで重要なのは各因子の測定を一連の連続す
る時間系列の中で測定することである。データの分析は
リアルタイムであることが好ましく、この観点からは高
速演算処理が可能なパーソナルコンピュータを用いるこ
とが適するが、歩行動作の記録が終わったのち、全ての
分析を一括処理する場合もある。この場合はパーソナル
コンピューター以外に電卓等を用いることも対象とな
る。

【００２３】音符データ作成手段３は、一方の脚の接地
時点を起点として、各脚の立脚時間に対応する長さを有
する音符データを各歩毎に作成する手段であり、通常は
パーソナルコンピュータが用いられる。このようにして
音符化された歩行動作のデータは、その楽譜を可能な限
り正確なデータとして医学的臨床に用いる為に楽譜上に
示される左右両脚に関する音符の長短を数値として表示
する。又、その数値を元に表や、グラフ化も行ったりす
る。更に音符の位置関係や音符の長短を数値化すること
で、そのリズム全体あるいは特定範囲の平均値を求め、
定常リズムを作成したりもする。

【００２４】歩行動作解析手段５は歩行周期を規定する
各因子を解析するためのものであり、専用回路やパーソ
ナルコンピュータによって構成される。解析する因子と
しては例えば、左右両期の単期支持期、両脚支持期、遊
脚期のそれぞれの時間長さやばらつき等がある。

【００２５】記録手段４は、前記歩行動作解析手段５に
よって得られた分析結果を記録するもので、通常はプリ
ンターが用いられる。プリンターの代わりに磁気ディス
ク等の記録媒体に分析内容を記録し、時間をおいて別の
場所に設置されたプリンターでアウトプットしてもよ
い。この場合は磁気記録媒体が記録手段４となる。

【００２６】一方、歩行動作の訓練装置の概略は図４の
ブロック図で示される。本訓練装置は図示するように接
地検出手段１’、歩行周期計測手段２’、音符データ作
成手段３、リズム音再生手段６、歩行リズム解析手段
７、正常歩行リズム作成手段８及び中途目標歩行リズム
作成手段９とから主として構成される。接地検出手段
１’は、脚の接地を検知する手段であり、前記分析装置
における立脚期間計測手段１に用いた検出手段を流用す
ることができる。歩行周期算出手段２’は、一方の脚が
接地した時点から反対脚が接地するまでに要する所要時
間を右脚及び左脚のそれぞれについて計測したうえ、こ
の所要時間を合計して算出される。ここにおいて算出さ
れる歩行周期には前記分析装置において検出した歩行周
期のように両脚支持期の重複期間のうち反対脚の二重推
力支持期間を含んでいない。

【００２７】音符データ作成手段は前記分析装置におい
て使用したものが利用できる。また、歩行リズム解析手
段７は患者の異常歩行リズムを解析するとともに、異常
歩行リズムの平均化を行い、異常リズムにおけるばらつ
きを平準化する。これにより、後述するように異常リズ
ムと正常歩行リズムとの比較照合が適切に行われる。歩
行リズム解析手段７による解析内容は後述する中途目標
歩行リズムを作成するうえで必要となる解析程度にとど
めることもできるが、前記分析装置における歩行動作解
析手段５による分析内容と同様の詳細な各種統計処理等
を行わすこともできる。

【００２８】正常歩行リズム作成手段６は患者が歩行訓
練する際に最終到達目標として設定される正常者の歩行
リズムである。正常歩行リズムは正常者の実際の歩行動
作からサンプリングしたものを使用してもよいし、又、
人工的に作ったばらつきの全くない正確なリズムであっ
てもよい。中途目標歩行リズム作成手段９は、前記接地
検知手段１’及び歩行周期算出手段２’によって作成し
た患者の異常歩行リズムと前記正常歩行リズム作成手段
８によって作成した正常歩行リズムとを照合し、両歩行
リズムの間において、歩行リズムを規定する各因子を段
階的に調整して、現段階における患者にとって到達可能
な中途目標歩行リズムを作成するための手段である。前
記正常歩行リズム作成手段８及び当該中途目標歩行リズ
ム作成手段９は一体装置として構成したり、あるいはリ
ズム音再生手段６に組み込むこと、更にはパーソナルコ
ンピュータを用いてソフトウェア的に構成することが考
えられる。

【００２９】リズム音再生手段６は、前記音符データ作
成手段３が作成した音符データをリズム音に変換して鳴
らす装置であり、録音機能を備えたものを用いる。この
装置には音色、音名、音程、音の強弱等の属性を選択可
能なものを使用し、右脚と左脚とではこれら属性のうち
少なくとも１つを変化させる。そして各脚の単脚支持期
は単音で表現し、両脚支持期は和音で表現する。このよ
うなリズム音再生手段６としては既存の音楽関連装置を
転用してもよいし、また音源を内蔵したパーソナルコン
ピューターをリズム音再生手段６として用いてもよい。

【００３０】ここでは、訓練装置の機能のみを有するも
のについて説明したが、訓練装置と前記分析装置は歩行
周期を音譜化するという基本的部分において共通してい
るので通常、両装置は一体装置として構成したうえスイ
ッチ等を用いて切替えるようにする。

【００３１】次に前記分析装置及び訓練装置の主要部分
についてのさらなる詳細を、図５及び図１０で示した代
表的実施例２例を取り上げて説明する。 ＜第１実施例＞（図５） この実施例は、接地検知手段１’として足の裏による加
圧動作を検知するフットセンサー１０、パソコン機能を
内蔵させたリズム音再生器２０並びに送信機３０及び受
信機３１を主体としたシステムである。これ以外に必要
に応じて評価・効果判定用の専用プリンター、訓練用の
小型アンプスピーカー、カセットテープ等を設ける場合
もある。図例のリズム音再生器２０にはパソコン機能が
内蔵された外観パソコン状の装置であり、このパソコン
機能部分によって歩行周期算出手段２、音符データ作成
手段３、リズム音再生手段６及び歩行リズム解析手段７
の各機能がハードウェア的あるいはソフトウェア的に実
現されている。このようなパソコン機能を内蔵したリズ
ム音再生器２０を用いる代わりに汎用パソコンに音源を
内蔵させて前記リズム音再生器２０を構成する場合もあ
る。

【００３２】身体に何らの障害を持ち、異常な歩行リズ
ムを呈する身体障害者の歩行周期を音符に置き換える場
合の音符の起点は、脚が床に接地する瞬間の時点とす
る。歩行以外の足踏み動作を、音符に置き換える場合も
音符の起点は、足のいずれかの部位が床に接地した時点
とする必要があることは前述した通りである。このよう
なリズムを作るためには足のいずれの部位が真先に接地
してもその最初の接地時点を正確に検出する手段が必要
となる。本実施例ではフットセンサ１０なるものを作
り、これを両脚の足と靴との間に介在させて接地検知手
段として用いる。このフットセンサ１０には送信機３０
を接続しており、歩行時に足が床に接地している時には
フットセンサ１０がスイッチＯＮの状態となって、受信
機３１に対して接地状態であることを告げる無線信号が
送信され続け、他方、足が床から離れるとスイッチＯＦ
Ｆの状態となって、電波の送信が停止されるようになっ
ている。フットセンサ１０としては機械的な接点を有す
るスイッチを用いてもよいが、耐久性の観点からは圧電
素子等を用いることが好ましい。

【００３３】ここで重要なことは、先ず第１に、足の裏
において最初に接地する部位が一定でない患者の接地動
作を如何に確実に検出するかということである。また第
２に、足の裏において最初に接地する部位と最後に離床
する部位が異なる場合に、この接地検出と離床検出を如
何に正確に行うかということである。特に分析装置の場
合、左右各脚がそれぞれ接地してから離床するまでに要
する時間、即ち立脚期の時間を検出する必要があること
からこのことは重要である。本実施例では、これを可能
にするために図６，７に示すように複数のセンサ１１，
１１……を組み合わせてフットセンサ１０を構成した。
このように、踵部、前足部、足尖部等にセンサ１１を複
数配置すれば足の裏における最初に接地する部位が常に
一定でなかったとしても複数のセンサ１１のうちのいず
れかが接地を検出するので、最初の接地時点を正確に検
出できる。又、足の裏のどの部位が最後に離床したとし
ても、このタイミングは複数センサのうち最後までＯＮ
状態を維持していたセンサがＯＦＦとなった時点で特定
することができる。

【００３４】このように、複数のセンサを平面的に配置
することにより、接地時点と離床時点を正確に検出する
ことができる。又、個々のセンサがそれぞれの部位にお
ける接地時点と離床時点を個別に検出することから、足
の裏がどのような床面への接触手順を有しているかがわ
かるとともに、最終的に踵が離床する時点及びその時点
が１歩行周期のどの時点に位置しているかもわかる。
又、踵離れの開始時点から足が完全に離床する時間が１
歩行周期の内どれだけの時間を占めているか等を、１歩
行周期内における各工程の時間割合も知ることができる

【００３５】フットセンサーから送信してきた電波は受
信機３１によって受信し、この受信した信号をリズム音
再生器２０内のパソコン機能よって解析処理し、音符デ
ータを作成したうえ、この音符データを音源を通じて音
として再生する。音符データはファイルの形式でリズム
音再生器２０に記録されたり、あるいは音の形で録音さ
れたりする。そしてこれら記録した歩行リズムは再生が
可能であり、音符若しくは音符間の時間長さを数値表示
できるようにしている。尚、図示していないが、テープ
レコーダをリズム音作成器２０の内部あるいは外部に設
けてリズム音の再生音をそのまま録音してもよい。

【００３６】リズム音再生器２０は両脚に装着している
フットセンサーのスイッチがＯＮ・ＯＦＦされた時間、
即ち、送信開始と停止との両方の時間を記億しており、
片脚が接地している時間、即ち、歩行周期の立脚期の時
間と、遊脚期の時間とを捉え、これらを表やグラフで表
示、記録できるようになっている。又、リズム音再生器
２０は、歩行時に両脚が同時に床に接地し、左右両脚の
フットセンサーがスイッチＯＮとなっている時間と、片
脚のみが床に接地し、片脚のフットセンサーのみがスイ
ッチＯＮとなっている時間とを区別して受信し、両足が
同時に床に接地している部分は和音又は重複音として鳴
らすように処理し、他方、片足のみが床に接地している
時間を単音として鳴らすように処理する。そしてこれら
音符の長さを時間的数値として表示記録するとともに、
立脚期の時間を両脚支持期の時間と、単脚支持期の時間
として捉えて、表やグラフ化して表示記録する。

【００３７】この表やグラフを表示記録する場合、リズ
ム音再生器２０は、両脚の１歩行周期に要した時間を１
００％として捉えて計算し、前記各時間を％単位で表示
し、又、リズム音作成器２０にはこれを可能にするため
の自動統計処理機能を供えさせている。リズム音再生器
２０は、音符データをファイル形式で記録する機能を有
するとともに、ありのままに録音した歩行リズム音のデ
ータの平均値を算定し表示記録する機能も有している。
リズム音再生器２０は音符の長さをそれぞれ左右脚別個
に平均値として算定し、左右の脚の音符の長さのずれ即
ち、歩行周期の乱れがある場合は、その傾向性を崩さな
い状態でその平均値を求める。又、平均値のみならず標
準偏差も求めることができる。

【００３８】尚、リズム音再生器２０は、歩行時に音符
として入力されていく音符数も番号順にカウント表示で
き、例えば平均値の算定を歩き出し４歩目以降から処理
するように指定することもできる。更に、歩数を音符と
して番号順にカウント表示した音符数の番号の範囲を選
択してその範囲内で平均値の算定処理を行うことができ
る統計処理機能も内蔵させている。

【００３９】その他、リズム音作成器にはストップウォ
ッチ機能も装備されている。これによりストップウォッ
チによる時間測定とリズム音作成器の録音又は再生を同
時に行うことができ、又、同時に停止させることもでき
る。そして、ストップウォッチで測定した時間を測定前
の０秒の状態に戻すと、リズム音再生器２０で録音叉は
再生した状態も録音前再生前の最初の状態に戻る、即ち
頭出しの状態になる。

【００４０】これらの操作は図８で示すような遠隔操作
可能なリモコン３２を用いて行うことができ、このリモ
コン３２に設けた表示部３３にはリズム音再生器２０本
体のディスプレイと同内容あるいは必要部分のみ表示す
ることができる。このリモコン３２にはリズム音再生器
２０に設けられる操作ボタンのうち頻繁に使用されるボ
タンを中心として主要なものが装備される。

【００４１】リズム音再生器２０は、内蔵ストップウォ
ッチによる時間測定と同時に、音符の数を歩数としてカ
ウントする機能もある。この場合も、ストップウォッチ
の時間測定をストップすると歩数のカウントも止まり、
内蔵ストップウォッチで測定した時間を０秒即ち測定前
の状態に戻すと歩数のカウントも０になる。しかし、リ
ズム音再生器２０が録音の状態で歩数をカウントしてい
る場合は、内蔵ストップウォッチで測定した時間を測定
前の０秒の状態に戻す際に、歩数のデータを保存するか
否かの選択表示が出る。これを選択すると、歩数は測定
前の状態に戻るようになっている。このような機能をリ
ズム音作成器に装備することができれば、歩行所要時間
と歩数が、歩行リズムのデータである音符長さの数値
や、それを歩行周期として表す換算値等と同時に表示記
録することが可能となる。

【００４２】本装置で計測及び分析した結果を医学的に
取り扱うためには、本装置によって得られる数値結果に
厳密性が要求される。これに応える為に本装置では数値
結果に対して厳密な取扱をしている。例えば、歩数のカ
ウント表示に開しては、小数点第１位まで表示する。例
えば、１０ｍ直進歩行の歩数が９歩でぴったりとはなら
ず距離が少し余ったとする。即ち１０歩目の途中が１０
ｍライン通過時点であったとする。その際、１０歩目に
向かって移動中の離床している脚の反対脚は床に接地し
ており、この反対脚に取り付けられたフットセンサーか
らはＯＮの信号が継続出力されているので、この反対脚
の１音符の長さと対象脚の９歩目から１０歩目に移った
１歩に要した時間とをストップウォッチの時間測定を参
考にして比較することにより、歩数を小数点第１位まで
求めている。

【００４３】以上のことが実現することによって、歩行
の状態を医学的に評価するうえで重要な定常歩行の計測
が可能となる。そしてこのようにして得られたリズム音
に関する音符データや歩行周期の表やグラフ、更には、
歩行タイム、歩数等のデータは、リズム音再生器２０の
ディスプレイ上に画面表示するのみならず、プリントア
ウトしてもよい。

【００４４】以上、フットセンサーとパソコン機能内蔵
のリズム音再生器２０を用いた場合における歩行動作の
分析装置の詳細について述べたが、次にこの装置を利用
した訓練装置の詳細並びに留意する事項について述べ
る。本訓練装置が採用している訓練手法は、患者に正常
者の歩行リズム、即ち正常歩行リズムを患者に聴かせ、
患者にこの正常歩行リズムに自分の歩行リズムを近づけ
るように歩行訓練させるという手法である。その為に、
歩行時に対象脚の足が床に接地した時点を音符の起点と
し、これに続いて反対脚の足が床に接地するまでの時間
を対象脚の１音符の長さとし、このようにして作成され
た左右両脚の接地動作を起点とした音符を１組にしたも
のを１パターン、即ち１歩行周期の歩行リズムとして捉
える。つまり、片脚の音符の長さは、図１にも示したよ
うに１歩行周期の内の二重減速支持期と単脚支持期を足
した時間に相当し、反対脚は、二重推力支持期と遊脚期
を足した時間に相当する。ここで注意を要するのは、前
述の歩行動作の分析・評価を目的とした分析装置におい
ては、歩行時に足が床に接地している時間の長さを対象
脚の音符の長さとして捉えた（音符の長さ＝１歩行周期
の立脚期の時間＝二重減速支持期＋単脚支持期＋二重堆
力支持期）のに対し、本訓練装置では、歩行時に対象脚
の足が床に接地してから反対脚の足が床に接地するまで
の時間を対象脚の音符の長さとして捉えている（音符の
長さ＝１歩行周期の立脚期時間の内の二重減速支持期と
単脚支持期の時間を足した時間）ことである。このよう
な左右両脚の接地時点の検出は前記分析装置において使
用したフットセンサーがそのまま利用できる。フットセ
ンサーは、対象脚の足が床に接地したとき、その脚に取
り付けられたフットセンサーのスイッチがＯＮとなり、
他方、反対脚の足が床に接地した時点で反対脚のフット
センサーがスイッチＯＮになる。そして一方の脚のフッ
トセンサーがＯＮになれば、その脚に対応する音を鳴ら
して記録を開始し、この記録の過程で反対脚が接地すれ
ば、前記対象脚の音を止め、且つ記録も停止したうえ、
今度は反対脚の接地に対応する音を鳴らすとともにこの
音符データを記録する。このように本訓練装置における
音符データの作成方法は前記分析・評価用の音符データ
の作成方法と若干異なるが装置的には共通のものが使用
できる。

【００４５】歩行訓練用としてリズム音再生器２０に録
音されたリズム音は、音符の長さの時間を表す数値とし
て記録されるとともに、右脚のみの音符の長さの時間と
左脚のみの音符の長さの時間をそれぞれ合計し、その平
均値を求め、右脚の音符長と左脚の音符長の平均値で構
成されたリズムを１パターンのリズムの平均値として捉
え算定する統計処理を自動的に行う。そしてこの１パタ
ーンの時間を１００％として換算したうえ、左右両脚そ
れぞれの音符の長さを％単位で表しリズム音作成器２０
のディスプレイに表示する。又、図９に例示するよう
に、画面にはリズムのテンポも表示する。ここでいうリ
ズムのテンポとは、１パターンのリズムを完了するのに
要する所要時間のスピードを表しており、例えば、右脚
５０％、左脚５０％の割合の正常歩行リズムで１パター
ン（１歩行周期）を完了するのに１秒間を要したとする
とテンポは１秒×１００（％）＝１００と表示する。ま
た１．５秒要したとすれば、１．５秒×１００（％）＝
１５０と表示する。このようにリズム音作成器２０のデ
ィスプレイには訓練用の歩行リズムに関し、左右両脚の
音符の長さの割合の平均値とテンポが表示できるように
構成しており、又、これら歩行リズムを特徴づける各因
子は段階的に変更操作できるようになっている。

【００４６】このような正常歩行リズムの段階的変更操
作を行うことにより患者の異常歩行リズムと正常者の正
常歩行リズムとの間である中途目標歩行リズムを作り出
し、この中途目標歩行リズムを聴きながら、この歩行リ
ズムに合うように脚の運びを訓練し、その中途目標歩行
リズムの習得が達成されれば、より正常歩行リズムに近
い中途目標歩行リズムを再度設定して、今度はこの再設
定された中途目標歩行リズムを目標にして歩行訓練を行
うことが本訓練装置の最大の特徴である。正常歩行リズ
ムの作成は上述したように、実際の正常者の歩行リズム
からサンプリングしてもよいが、リズム音作成器２０内
部で規則正しい歩行リズムを人工生成してもよい。正常
歩行リズムの設定は理学療法士がその経験と知識からそ
の患者にとって最適と思われるものを設定するが、通常
は右脚と左脚の割合は等しく設定する。

【００４７】このようにして作成された正常歩行リズム
を最終到達目標として、患者の現在の歩行リズムを徐々
に正常歩行リズムに近づけていく具体的手順の一例は次
の内容を有している。例えば、患者の現在の歩行リズム
が、右脚４０％、左脚６０％、テンポ１５０であり、こ
れら分析結果がリズム音作成器２０のディスプレイに表
示されたとし、このときに理学療法士が設定した最終到
達目標としての正常歩行リズムが右脚５０％、左脚５０
％、テンポ１００であったとする。先ず、両者の歩行リ
ズムを比較し、患者の歩行リズムこの歩行リズムを規定
する各因子を変化させることによってを徐々に正常に近
づけていく。例えば、上記例の場合、最初の変更例は右
脚４５％、左脚５５％、テンポ１３０等である。

【００４８】各因子の変更は、例えば両脚の音符長さの
割合（前記した平均値の音符長の合計値を１００％と％
で表現した両脚の音符長の割合）と歩行リズム１パター
ンの所要時間であるテンポを独立して扱うことができ
る。これにより中途目標歩行リズムを用いて歩行訓練す
ることが可能となる。中途目標歩行リズムの設定には通
常、理学療法士知識と経験が必要となるが、理学療法士
知識と経験をデータベース化する等して機械が自動設定
できるようにしてもよい。

【００４９】尚、訓練用として作成された中途目標歩行
リズムは、リズム音作成器２０の再生ボタンを押した瞬
間にどちらか片脚を表す音が常に先頭から再生できるよ
うにしたり１パターンのリズムの頭出しができるように
することが好ましい。リズム音作成器２０にこのような
機能を持たせることで、歩行動作の途中から、その脚の
運びにリズム音を後から合わせることができるようにな
る。又、テンポは再生中でも変更できることが好まし
い。これら操作はリズム音作成器本体に付設された操作
ボタンの操作によって行ってもよいが、患者の歩行動作
の手助けを行うことが多い理学療法士にとっては患者の
手助けを行いながら遠隔操作ができるリモコン装置を設
けることが好ましい。

【００５０】中途目標歩行リズムの算出の仕方としては
種々の方法が考えられる。例えば、半導体メモリ内やハ
ードディスク、フロッピーディスク等の磁気記録媒体に
記録した患者の異常歩行リズムと正常者の正常歩行リズ
ムを比較検討したうえ、その間において各因子を調整し
て中途目標歩行リズムを設定すること等が考えられる。
又、中途目標歩行リズムをカセットテープ等に録音して
記録する場合は、幅方向を複数トラックに分割したカセ
ットテープ等を利用することができる。

【００５１】正常歩行リズムへの近似化の具体的作業と
しては、先ず訓練用の正常者の１パターンの平均値リズ
ムのデータと患者の異常歩行リズムの平均値データを入
力してこれらを比較し、左右の脚の音符の長さの時間
（％）の割合と、テンポ、１パターンのリズムに要した
時間の差を自動的に算定する。リズム、左右両脚の時間
割合及びテンポの変更は、これらを段階的に変更できる
ボリュームによって行うことができる。その具体的操作
は、例えば、正常歩行リズム値が右脚音符５０：左脚音
符５０、テンポ１００であり、患者の異常歩行リズム値
が、右脚音符４０、左脚音符６０、テンポ１５０であっ
たとすると、患者の左右両脚の音符長さの差は２０であ
り、正常人と患者とのテンポ差は５０である。このよう
な関係にある患者の異常歩行リズムを正常歩行リズムに
近づける場合、両歩行リズムの間に５段階の歩行リズム
を設ける。そして患者のリズム値を１段階ずつ正常リズ
ム値へ近づける操作を行うが、この場合、患者の歩行リ
ズムを変更する度に、まず、両脚の音符長さの差が４ず
つ縮まり、テンポの差が１０ずつ短くなり正常リズムに
近づいていくことになる。例えば、１段階目は右脚４
２、左脚５８、テンポ１４０に設定し、２段階目は右脚
４４、左脚５６、テンポ１３０、３段階目は右脚４６、
左脚５４、テンポ１２０、４段階目は右脚４８、左脚５
２、テンポ１１０にする。このように患者の歩行リズ
ム、即ち両脚の音符長さの差とテンポのスピードを表す
数値を同時に正常歩行リズムへ段階的に近づけるよう変
更していく。ここでは左右両脚の音符長さの差を少なく
する操作とテンポを変化させる操作は同時に行っている
が、左右両脚の音符長さの差、又はテンポのどちらか一
方を固定して他方のみを変更した後、他方を調整する等
の単独操作も可能である。

【００５２】＜第２実施例＞（図１０） この実施例のシステムは、接地検知手段１’としてフッ
トライトセンサー１３とビデオカメラ２１を用いるとと
もに、撮影した映像を再生するためのビデオデッキ２２
と、電卓等の演算手段２３及びマニュアル入力を受け付
けるリズム音作成器２４とより主として構成されてい
る。本システムにおいても必要に応じてプリンターを接
続することができる。前記第１実施例が脚の接地動作の
検出からリズム音作成器２４へのデータ入力の全てがほ
ぼ自動化されていたのに比べると本システムには人手の
介在する部分が多く残されている。以下、このシステム
について述べる。

【００５３】足と靴の間に設けられるフットライトセン
サー１３は、足が床に接地したときから脚が離床するま
での間、フットライトセンサー１３にコード連結してい
るライト球（図示せず）が点灯し、足が離床した時点で
ライト球が消灯するようになっている。そして、このフ
ットライトセンサー１３の点灯、消灯状態をビデオカメ
ラ２１で撮影してビデオデッキ２２に録画する。次いで
この録画した映像をスロー再生する等してフットライト
センサー１３の点灯・消灯を検知するものである。この
フットライトセンサー１３を用いる場合においても歩行
装置の分析装置の場合は立脚期間を計測対象とするのに
対し、訓練装置においては一方の脚のフットライトセン
サー１３の点灯から他方の脚のフットライトセンサー１
３の点灯までの所要時間を計測する。

【００５４】ビデオデッキ２２で録画した歩行の映像を
基にして左右両脚それぞれのフットライトセンサー１３
が点灯している時間（コマ数）を１音符の長さとしてリ
ズム音作成器へ録音（マーキング）していくには、ビデ
オデッキの再生スピードをスローにするか、もしくは一
時停止の状態にし、そこから１コマづつ動かしてマーキ
ングして音符の起点を特定しなければ正確なリズムのデ
ータは得られない。リズム音作成器２４の音の記録媒体
としてカセットテープ等を用いる場合はこのことは特に
重要であり、本実施例ではこのような作業を容易化する
ためにビデオデッキ２２の再生スピードとリズム音作成
器２４の録音スピードとを同じにしている。

【００５５】リズム音作成器２４には、前記実施例にお
けるリズム音作成器２０のようにパソコン機能が内蔵さ
れていることが好ましいが、リズム音作成器２４が単な
る音楽関連機器としての性格しか保有しないものもであ
っても除外するものではない。この場合は左右両脚の音
符長さの割合やテンポ等の各種統計的処理は電卓２３を
用いて手計算する必要がある。尚、フットライトセンサ
ー１３を接地検知手段として用いることなく画像認識技
術を用いて接地時点や離床時点の特定を行うことも本発
明の応用範囲である。

【００５６】以上述べた本発明は歩行動作を対象とした
ものであったが、本発明を他の身体動作の分析や訓練に
適用することもでき、音符に置き換える基本動作を適宜
変更することで、例えば、仰向け姿勢、うつ伏せ姿勢、
座位姿勢、立位姿勢をとる際における交互関節運動や単
一関節運動、更には骨盤・体幹の回旋運動の分析やこれ
ら動作を円滑に行うためのリハビリテーションに応用す
ることができる。

【００５７】

【発明の効果】歩行周期を音符化して表現することによ
り、これまで訓練するにしても分析するにしても、その
評価基準があいまいであった歩行動作のテンポやリズム
が音符列によって明確に表現することが可能となる。そ
してこの音符の属性を歩行周期を規定する各種パラメー
タと関連づけることにより、作成された音符列を分析・
評価することで歩行動作の解析及び効果判定が行える。

【００５８】この歩行周期の音符化方法の原理を踏まえ
て提案された請求項１記載の歩行動作の訓練装置は歩行
訓練において近づけるべき、目標となる歩行リズムを音
源を通じてリズム音として鳴らすこととし、しかも目標
となる歩行リズムは最終到達目標である正常者の歩行リ
ズムを最初から目標とするのではなく、最初は、患者の
異常歩行リズムにおける歩行リズムのばらつき補正をし
た歩行リズムや、患者の現在の歩行リズムと最終到達目
標である正常歩行リズムとの間において複数設定した到
達可能な中途目標歩行リズムを目標にして歩行訓練を行
うこととしたので、訓練に対する意欲を持続させること
ができ、患者は正常歩行を身につけるまで諦めることな
く訓練を持続することができるので優れたリハビリ効果
が得られる。また訓練開始前に患者の現在の異常歩行の
リズム音を聴かせることにより、患者は自己の異常歩行
を聴覚を通じて客観的に把握することができる。更に請
求項２記載の訓練装置では、患者の左右脚の脚の運びの
均一化が徐々にはかれるとともに、歩行速度の向上もは
かれるようになるので日常生活を支障なく過ごせるよう
になり、且つ体力、筋力等も増強できる効果的な訓練が
できる。

【００５９】また請求項３記載の歩行動作の分析装置
は、左右両脚のそれぞれが接地している期間である立脚
期の時間長さを計測して歩行周期を規定する各因子をデ
ータ解析するとともに、左右の立脚期を当該立脚期に相
当する時間長さを有する音符で表現することにより歩行
周期を左右脚の足の運びを表現し、歩行動作を音符列と
して捉えることとしたから、異常歩行の軽重を客観的且
つ定量的に評価できるようになるとともに正常歩行との
比較における歩行動作のテンポやリズムの改善度である
治療効果の判定も客観的に行うことができるようにな
る。また音源を通じて音符を音にしたときは、聴覚は敏
感であるからわずかな歩行異常も検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 歩行動作の概略を示す説明図

【図２】 足跡と歩幅に関する説明図

【図３】 歩行動作の分析装置の概略構成を示すブロッ
ク図

【図４】 歩行動作の訓練装置の概略構成を示すブロッ
ク図

【図５】 フットセンサー、パソコン機能内蔵リズム音
作成器を主体としたシステムについての要部説明図

【図６】 フットセンサーの一例を示す説明図

【図７】 フットセンサーの足の裏における配置態様を
示す説明図

【図８】 リモコン装置の一例を示す斜視図

【図９】 リズム音作成器のディスプレイへの表示例の
一例を示す説明図

【図１０】 フットライトセンサー、ビデオカメラ、電
卓及びリズム音作成器を主体としたシステムについての
要部説明図

【符号の説明】

１ 立脚期間検出手段 １’接地検出手段 ２ 歩行周期計測手段 ２’歩行周期計測手
段 ３ 音符データ作成手段 ４ 記録手段 ５ 歩行動作解析手段 ６ リズム音再生手
段 ７ 歩行リズム解析手段 ８ 正常歩行リズム
作成手段 ９ 中途目標歩行リズム作成手段 １０ フットセンサ ２０ リズム音再生手段 ２１ ビデオカメラ ２２ ビデオデッキ ２３ 電卓 ２４ リズム音作成器 ３０ 送信機 ３１ 受信機

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 患者の歩行動作において対象脚である一
   方の脚が接地した時点を検知する接地検知手段と、 対象脚である一方の脚が接地した時点を音の起点とし、
   これに続いて反対脚が接地するまでの所要時間を対象脚
   の音の長さとした音データを各歩毎に作成するととも
   に、これら音データを同属性を備えるものとして定義し
   た音符のデータとして表現する音符データ作成手段と、この作成された両脚の音符データに基づき必要に応じて
   リズム音を再生するリズム音再生手段と、 正常者の歩行リズムを実際の歩行動作からサンプリング
   するかあるいは人工的に作成する正常歩行リズム作成手
   段と、 前記正常者の歩行リズムを最終到達目標として設定する
   とともに、この正常歩行リズムと患者の異常歩行リズム
   とを照合したうえ、この正常歩行リズムを規定する各因
   子を段階的に調整して、患者の異常歩行リズムとの間に
   中途目標となる歩行リズムを段階的に複数パターン作成
   する中途目標歩行リズム作成手段と、 この作成された中途目標歩行リズムから、前記患者の音
   符データの作成手順に対応した手順で中途目標歩行リズ
   ムに関する音符データを作成する手段と、 この作成された音符データをリズム音に変換再生するリ
   ズム音再生手段と、 を備えた歩行動作の訓練装置。
2. 【請求項２】 左右脚それぞれの音符の時間的長さの差
   を検出するとともに、この差を段階的に調節して正常者
   の左右脚の音符の時間的長さに徐々に近似させる手段
   と、当該手段により調節された左右脚の音符のテンポを
   徐々に速める手段とを設けてなる請求項１記載の歩行動
   作の訓練装置。
3. 【請求項３】 患者の歩行動作において、右脚及び左脚
   が接地して体重を支持する期間である左右の立脚期間を
   それぞれ検出する立脚期間検出手段と、 前記立脚期間検出手段によって検出された左右両脚のそ
   れぞれの立脚期間を両立脚期間の重なり部分である両脚
   支持期間を含んで加算して定義される１歩行周 期を各歩
   毎に時系列的に連続測定する歩行周期計測手段と、 脚が接地した時点をそれぞれの音の起点とし、それぞれ
   の脚の立脚期間に対応する長さを音の長さとした音デー
   タを同属性を備えるものとして定義した音符のデータと
   して表現する音符データ作成手段と、 前記歩行周期計測手段によって測定された歩行周期を規
   定する各因子を分析して歩行動作を解析する歩行動作解
   析手段と、 この解析結果を記録する記録手段と、 を備え、請求項１又は２記載の歩行動作の訓練装置と一
   体的に構成され、前記歩行動作の訓練装置と切り替えて
   使用される歩行動作の分析装置。