JP3621091B1 - 重心動揺検査システム及び重心動揺検査プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】
圧力分布センサに対する被測定者の位置にかかわらず、被測定者の重心動揺を精度良く測定する。
【解決手段】
重心動揺検査システムのモード（２）では、圧力分布センサからの圧力分布データに基づいて、被測定者の立位中心位置が算出されて、この立位中心位置に対する複数の重心位置の相対位置がそれぞれ重心変位として算出される。そして、重心変位の時間的な変化の様子が重心変位ウィンドウ５２内にグラフとして表示される。また、Ｘ軸方向の基準位置Ｃｐｘ及びＹ軸方向の基準位置Ｃｐｙが算出される場合には、複数の感圧センサ１１ａの出力値が１以上である場合には１に変換されると共に、その出力値が０である場合には０のままで、出力値１に対応した大きさの圧力が、被測定者の両足が接触している感圧センサ１１ａに対して、それぞれ加えられた場合の被測定者の重心位置として算出される。
【選択図】 図６

Description

本発明は、被測定者の重心位置の時間的な変化の様子を検査する重心動揺検査システム及び重心動揺検査プログラムに関する。

けがや病気による四肢の不全を改善するための予備検査として、被測定者の立位時の重心動揺が測定される。ここで、重心動揺を測定する装置としては、被測定者の両足が載せられる四角形状の検出板と、検出板の各隅部に配置された４個のロードセルと、マトリックス状に配置された多数の感圧センサとを備えた重心動揺計がある（例えば、特許文献１参照）。多数の感圧センサは、一定以上の圧力を受けた場合にＯＮ、圧力を受けなかった場合にＯＦＦとなるものである。この重心動揺計では、被測定者が検出板上に立った状態において、ＯＮである感圧センサのうちで最も大きいＸ座標とＹ座標、及び、最も小さいＸ座標とＹ座標が検出される。そして、最大最小のＸ座標及び最大最小のＹ座標のそれぞれの平均値に基づいて、見かけの中心点（真の重心位置）が算出される。また、これとは別に、検出板が受ける荷重が４つのロードセルによって検出されることによって、被測定者の重心動揺が測定される。従って、被測定者の重心動揺の軌跡が見かけの中心位置に対して、どのような位置関係にあるかを知ることができる。
特開平７−２５０８２３号公報（図４）

しかしながら、かかる重心動揺計では、見かけの中心点が、最大最小のＸ座標及び最大最小のＹ座標のそれぞれの平均値に基づいて算出されるので、例えば、実際には圧力を受けていない感圧センサがノイズなどの何らかの原因でＯＮになった場合であって、その感圧センサの位置が最大最小のＸ座標及び最大最小のＹ座標のいずれかである場合には、見かけの中心点が本来の位置から大きくずれて算出されてしまう。また、かかる重心動揺計では、見かけの中心点を算出するための圧力データは多数の感圧センサによって測定され、重心位置を算出するための圧力データは４つのロードセルによって測定される。つまり、かかる重心動揺計では、見かけの中心点を算出するための圧力データを検出する検出装置と、重心位置を算出するための圧力データを検出する検出装置とが、それぞれ別々に設けられている。従って、重心動揺計の製造コストが著しく増大する。また、ある検知時刻における見かけの中心点及び重心位置は、それぞれ異なる検出装置からの圧力データに基づいて算出されるので、これらの２つの位置を完全に同期させることが困難である。また、検出板の各隅部に４個のロードセルが配置されている重心動揺計では、検出板には十分な剛性が必要となるので、重心動揺計が大型化すると共に、その重量が重くなってしまうので、持ち運びが困難である。

そこで、本発明の主な目的は、ノイズなどの影響を受けにくい重心動揺検査システム及び重心動揺検査プログラムを提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明の重心動揺検査システムは、被測定者から加えられる圧力を連続的に又は単位時間おきにそれぞれ検知する複数の圧力検知領域を有するシート状の圧力分布センサと、前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値に基づいて、前記圧力分布センサ上における被測定者の重心位置を連続的に又は単位時間おきに算出する重心位置算出手段と、前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値と閾値とを比較する比較手段と、前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値以上であるという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を第１所定値に変換する第１の変換手段と、前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値より小さいという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を前記第１所定値とは異なる第２所定値に変換する第２の変換手段と、被測定者から前記第１の変換手段によって前記第１所定値に変換された出力値及び前記第２の変換手段によって前記第２所定値に変換された出力値に対応した圧力が前記複数の圧力検知領域に対してそれぞれ加えられた場合の被測定者の重心位置に基づいて、前記圧力分布センサ上における被測定者の重心位置の基準となる基準位置を算出する基準位置算出手段と、前記重心位置算出手段が算出した複数の重心位置の前記基準位置算出手段が算出した基準位置に対する相対位置をそれぞれ算出する相対位置算出手段とを備えていることを特徴としている。

本発明の重心動揺検査プログラムは、コンピュータを、被測定者から加えられる圧力を連続的に又は単位時間おきにそれぞれ検知する複数の圧力検知領域を有するシート状の圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値に基づいて、前記圧力分布センサ上における被測定者の重心位置を連続的に又は単位時間おきに算出する重心位置算出手段と、前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値と閾値とを比較する比較手段と、前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値以上であるという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を第１所定値に変換する第１の変換手段と、前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値より小さいという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を前記第１所定値とは異なる第２所定値に変換する第２の変換手段と、被測定者から前記第１の変換手段によって前記第１所定値に変換された出力値及び前記第２の変換手段によって前記第２所定値に変換された出力値に対応した圧力が前記複数の圧力検知領域に対してそれぞれ加えられた場合の被測定者の重心位置に基づいて、前記圧力分布センサ上における被測定者の重心位置の基準となる基準位置を算出する基準位置算出手段と、前記重心位置算出手段が算出した複数の重心位置の前記基準位置算出手段が算出した基準位置に対する相対位置をそれぞれ算出する相対位置算出手段として機能させることを特徴としている。

この構成によると、圧力分布センサからの圧力分布データに基づいて、被測定者の圧力分布センサ上における重心位置（被測定者の重心位置）の基準となる基準位置が算出されて、この基準位置に対する複数の重心位置の相対位置がそれぞれ算出される。ここで、基準位置は、複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値以上である場合には第１所定値に変換されると共に、閾値より小さい場合には第２所定値に変換された後で、被測定者から第１所定値に変換された出力値及び第２所定値に変換された出力値に対応した圧力が複数の圧力検知領域に対してそれぞれ加えられた場合の被測定者の重心位置に基づいて算出される。つまり、基準位置は、複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した圧力分布出力値を２値化した結果に基づいて算出される。

従って、被測定者の立位中心位置（被測定者と圧力分布センサとの接触領域の中心位置と一致しており、被測定者の両足の中心位置を意味する）と一致する基準位置は、被測定者から圧力が加えられる多数の圧力検知領域に対応した出力値に基づいて算出されるので、複数の圧力検知領域のなかで出力がある圧力検知領域の最大位置及び最小位置に基づいて基準位置が算出される場合と比較して、ノイズなどに起因して基準位置に誤差が生じにくくなる。従って、被測定者の圧力分布センサ上における重心位置の基準位置に対する相対位置の時間的な変化（被測定者の重心動揺）をより精度良く測定することができる。また、被測定者の重心位置及び基準位置の両方が圧力分布センサからの圧力分データに基づいて算出されるので、これらを算出するのに必要なデータを別々に検出するためのセンサ（検出装置）が設けられる場合と比較して、重心動揺検査システムの製造コストを低減することができる。また、ある検知時刻における基準位置及び重心位置は、１つの圧力分布センサからの圧力データに基づいて算出されるので、これらの２つの位置を完全に同期させることができる。また、シート状の圧力分布センサは、薄型化且つ軽量化できるので、重量動揺検査システムの持ち運びが容易である。

本発明の重心動揺検査システムにおいて、前記閾値は正の数であると共に、前記第１所定値は正の数であり且つ前記第２所定値は０であってもよい。

本発明の重心動揺検査プログラムにおいて、前記閾値は正の数であると共に、前記第１所定値は正の数であり且つ前記第２所定値は０であってもよい。

この構成によると、複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が、第１所定値に変換された場合には、その圧力検知領域に力が加えられたと検知され、第２所定値に変換された場合には、その圧力検知領域に力が加えられていないと検知される。従って、被測定者の立位中心位置を精度良く算出することができる。

本発明の重心動揺検査システムにおいて、前記基準位置算出手段は、前記圧力分布センサの前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した各検知時刻における前記第１の変換手段及び前記第２の変換手段のいずれかによって変換された出力値に基づいて、その検知時刻における基準位置を算出してもよい。

本発明の重心動揺検査プログラムにおいて、前記基準位置算出手段は、前記圧力分布センサの前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した各検知時刻における前記第１の変換手段及び前記第２の変換手段のいずれかによって変換された出力値に基づいて、その検知時刻における基準位置を算出してもよい。

この構成によると、各検知時刻における基準位置と重心位置とを完全に同期させることができる。

本発明の重心動揺検査システムにおいて、前記圧力分布センサの前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した各検知時刻における前記第１の変換手段及び前記第２の変換手段のいずれかによって変換された出力値を検知時刻毎に記憶する記憶手段をさらに備えており、前記基準位置算出手段は、前記記憶手段に記憶された複数の検知時刻における所定圧力検知領域の出力値の全てが前記第２所定値である場合にだけ、その所定圧力検知領域の出力値が前記第２所定値であるとして、各検知時刻における基準位置を算出してもよい。

本発明の重心動揺検査プログラムにおいて、コンピュータを、前記圧力分布センサの前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した各検知時刻における前記第１の変換手段及び前記第２の変換手段のいずれかによって変換された出力値を検知時刻毎に記憶する記憶手段としてさらに機能させるものであって、前記基準位置算出手段は、前記記憶手段に記憶された複数の検知時刻における所定圧力検知領域の出力値の全てが前記第２所定値である場合にだけ、その所定圧力検知領域の出力値が前記第２所定値であるとして、各検知時刻における基準位置を算出してもよい。

この構成によると、各検知時刻における基準位置と重心位置とを完全に同期させることができる。また、ノイズなどに起因して基準位置に誤差が生じるのが抑制される。

本発明の重心動揺検査システムにおいて、前記相対位置算出手段が算出した複数の重心位置の相対位置の時間的な変化の様子をディスプレイに表示させる制御手段をさらに備えていてもよい。

本発明の重心動揺検査プログラムは、コンピュータを、前記相対位置算出手段が算出した複数の重心位置の相対位置の時間的な変化の様子をディスプレイに表示させる制御手段としてさらに機能させるものであってもよい。

この構成によると、複数の重心位置の相対位置の時間的な変化の様子がディスプレイに表示されるので、被測定者の重心動揺の様子を容易に把握することができる。

本発明の重心動揺検査システムにおいて、前記制御手段は、前記重心位置算出手段が算出した複数の重心位置の時間的な変化の様子及び前記圧力分布センサからの圧力分布データに基づく圧力分布をディスプレイに表示させてもよい。

本発明の重心動揺検査プログラムにおいて、前記制御手段は、前記重心位置算出手段が算出した複数の重心位置の時間的な変化の様子及び前記圧力分布センサからの圧力分布データに基づく圧力分布をディスプレイに表示させるものであってもよい。

この構成によると、ディスプレイを見ることによって、被測定者の重心動揺の様子を把握することができると共に、被測定者の重心位置の軌跡及び圧力分布センサ上における圧力分布を把握することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る重心動揺検査システムの概略構成を示す外観図である。図２は、図１の重心動揺検査システムの概略構成を示すブロック図である。

図１に示す重心動揺検査システム１は、シート状の圧力分布センサ１１と、圧力分布センサ１１に接続された圧力検出部１２と、パーソナルコンピュータ（パソコン）２０と、圧力検出部１２とパソコン２０とを接続する接続ユニット４０とを備えている。接続ユニット４０は、インターフェースボックス４５及びインターフェースケーブル４６を含んでおり、その両端が圧力検出部１２及びパソコン２０の各入出力インターフェース（図示しない）に接続されている。

圧力分布センサ１１は、被測定者がその上に立つ場合に、被測定者の両足から加えられる圧力を検知する圧力検知領域となる多数の感圧センサ１１ａが格子状に配置されたものである。圧力検出部１２は、多数の感圧センサ１１ａのそれぞれに接続されており、各感圧センサ１１ａの状態を検出する。本実施の形態では、圧力分布センサ１１の厚さは、約０．１〜０．２ｍｍである。ここで、本実施の形態では、各感圧センサ１１ａの状態は、それらに加えられる圧力に対応した０〜２５５のデジタル出力値によって表され、その出力値がパソコン２０に対して出力される。

このように、本実施の形態では、被測定者がその上に立つための十分な剛性を有する検出板は必要ではなく、被測定者の両足は圧力分布センサ１１上に載せられる。なお、圧力分布センサ１１は、本実施の形態のように、シート単体での使用も可能であるが、シートの保護の観点から、ゴムシートを緩衝用に積層してもよい。また、床上へのセッティングを容易にする目的でセンサを保持するアルミなどの金属製や樹脂製の板の上に積層してもよい。

パソコン２０は、ディスプレイ２１と、キーボード２５と、マウス２６と、制御部３０（図２参照）とを有している。ここで、制御部３０には、重心動揺検査システム１に係る各種動作を制御する重心動揺検査プログラムやデータなどが格納されたハードディスク、重心動揺検査システム１の各部の動作を制御する信号を生成するために各種演算を実行するＣＰＵ、ＣＰＵでの演算結果などのデータを一時保管するＲＡＭなどの部材が含まれている。

制御部３０は、図２に示すように、モード設定部１３１と、圧力分布データ記憶部１３２と、重心算出部１３３と、比較部１３４と、変換部１３５と、基準位置算出部１３６と、相対位置算出部１３７と、重心位置記憶部１３８と、相対位置記憶部１３９と、パラメータ算出部１４０と、表示制御部１４１とを有している。また、制御部３０には、ディスプレイ２１と、キーボード２５と、マウス２６とがそれぞれ接続されている。

モード設定部１３１は、被測定者の重心位置の基準点に対する相対位置（重心変位）の時間的な変化の様子を示すグラフを作成する際の基準点のモードの設定が行われる。本実施の形態では、モード設定部１３１には、装置中心基準であるモード（１）、接触面中心基準であるモード（２）及び重心動揺平均基準であるモード（３）の３つのモードのいずれか１つが選択可能となっている（図５〜図７参照）。従って、オペレータは、マウス２６等を操作することによって、モード（１）〜（３）のいずれかを設定することができる。

ここで、各モードにおける重心変位の基準点について、図３を参照して説明する。図３には、被測定者が圧力分布センサ１１に立つ場合の両足の位置の一例が図示されている。このような場合には、被測定者の両足と圧力分布センサ１１との接触領域の中心位置と一致する立位中心位置Ａ及び被測定者の所定時間内における複数の重心位置の平均位置Ｂは、いずれも圧力分布センサ１１の中心位置Ｏと一致していない。モード（１）では、立位中心位置Ａの位置にかかわらず、圧力分布センサ１１の中心位置Ｏを基準点として重心変位が算出される。モード（２）では、立位中心位置Ａを基準点として重心変位が算出される。モード（３）では、平均位置Ｂを基準点として重心変位が算出される。

圧力分布データ記憶部１３２は、圧力検出部１２から接続ユニット４０を介してパソコン２０に送信された圧力分布データを記憶する。ここで、圧力分布データ記憶部１３２では、圧力分布センサ１１に格子状に配置された多数の感圧センサ１１ａごとに、単位時間おきの圧力分布データが記憶されている。つまり、１つの検知時刻における多数の感圧センサ１１ａの圧力分布データ（１つのフレーム）が、検知時刻の数量だけ記憶されている。従って、この圧力分布データに基づいて、各感圧センサ１１ａで検知される圧力の時間的な変化が分かるので、圧力分布センサ１１で検出される圧力分布の時間的な変化を検知することができる。

重心算出部１３３は、圧力分布データ記憶部１３２に記憶された圧力分布データに基づいて、各時間における被測定者の圧力分布センサ１１上における重心位置（被測定者の重心位置）を算出する。なお、各時間における被測定者の圧力分布センサ１１上における重心位置とは、圧力分布センサ１１上の被測定者の重心を鉛直方向に射影したときの圧力分布センサ１１上の位置である。

ここで、重心算出部１３３において重心位置が算出される場合の算出方法について、図４を参照して説明する。図４は、所定時間において多数の感圧センサ１１ａで検知される圧力分布データを示している。本実施の形態の圧力分布センサ１１では、多数の感圧センサ１１ａが、Ｘ軸方向（左右方向）にｍ＋１列に配置されていると共に、Ｙ軸方向（上下方向）にｎ＋１列に配置されている。従って、多数の感圧センサ１１ａは、（ｍ＋１）×（ｎ＋１）の格子状に配置されている。

また、図４では、各感圧センサ１１ａで検知された圧力データが記号で示されている。例えば、Ｘ軸方向にはｕ列目であって且つＹ軸方向にはｖ列目に対応する感圧センサ１１ａによって検知される圧力データは、ａ（ｕ、ｖ）（但し、ｕは０以上ｍ以下の整数、ｖは０以上ｎ以下の整数）と表されている。

この場合のＸ軸方向の重心位置Ｃｆｘは、次式で算出される。

式１

また、Ｙ軸方向の重心位置Ｃｆｙは、次式で算出される。

式２

比較部１３４は、各感圧センサ１１ａで検知された出力値と、閾値１とを比較する。ここで、上述したように、各感圧センサ１１ａで検知された出力値は、０〜２５５のデジタル出力値によって表されるので、各感圧センサ１１ａにおける出力がある場合には、その出力値は閾値１以上になる。

変換部１３５は、比較部１３４において、各感圧センサ１１ａで検知された出力値が閾値１以上であるという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を１（第１所定値）に変換する。また、変換部１３５は、比較部１３４において、各感圧センサ１１ａで検知された出力値が閾値１よりも小さいという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を０（第２所定値）に変換する。従って、変換部１３５では、各感圧センサ１１ａにおける出力値が閾値１以上になる場合には、その出力値は１に変換され、各感圧センサ１１ａにおける出力がない（０である）場合には、その出力値は０のままである。このように、本実施の形態では、各感圧センサ１１ａの出力値は、０または１のいずれかに変換される（２値化される。

基準位置算出部１３６は、被測定者の重心動揺の基準となる基準点を、各モード毎に異なる方法で算出する。なお、モード（１）では、圧力分布センサ１１の中心位置（装置中心）が基準点となるので、基準点の算出は行われない。

モード（２）では、被測定者と圧力分布センサ１１との接触領域の中心位置が基準点となるので、Ｘ軸方向の基準位置Ｃｐｘは、次式で算出される。

式３

また、Ｙ軸方向の基準位置Ｃｐｙは、次式で算出される。

式４

ここで、式３及び式４においては、圧力データａ（ｕ、ｖ）としては、変換部１３５によって変換された後の出力値が用いられる。つまり、各感圧センサ１１ａで検知された出力値が閾値１以上である場合には、それらの出力値は全て１として、一方、その出力値が閾値１より小さい場合には、それらの出力値は全て０として、式３及び式４によって基準位置が算出される。つまり、モード（２）では、基準点は、複数の感圧センサ１１ａのそれぞれで検知される圧力に対応した圧力分布出力値を２値化した結果に基づいて算出される。

このように、多数の感圧センサ１１ａのなかで、被測定者の両足が接触している感圧センサ１１ａの出力値は１となり、被測定者の両足が接触していない感圧センサ１１ａの出力値は０となる。この場合には、Ｘ軸方向の基準位置Ｃｐｘ及びＹ軸方向の基準位置Ｃｐｙは、出力値１に対応した大きさの圧力が、被測定者の両足が接触している感圧センサ１１ａに対して、それぞれ加えられた場合の被測定者の重心位置として算出される。ここで、Ｘ軸方向の基準位置Ｃｐｘ及びＹ軸方向の基準位置Ｃｐｙが、式３及び式４によって算出される場合には、被測定者の両足が接触している多数（２００点以上：例えば成人男性では２９０点）の感圧センサ１１ａの出力値に基づいて算出されるので、基準位置に誤差が生じるのが抑制される。

モード（３）では、被測定者の所定時間内における複数の重心位置の平均位置が基準点となるので、Ｘ軸方向の基準位置Ｃｐｘは、次式で算出される。

式５

また、Ｙ軸方向の基準位置Ｃｐｙは、次式で算出される。

式６

相対位置算出部１３７は、各時間において計測された各重心位置に関して、各モードにおける基準点に対する相対位置を算出する。なお、後述する被測定者の重心変位のグラフは、相対位置算出部１３７で算出された相対位置に基づいて表示される。

重心位置記憶部１３８は、重心算出部１３３で算出された重心位置を記憶する。

相対位置記憶部１３９は、相対位置算出部１３７で算出された相対位置を記憶する。

パラメータ算出部１４０は、圧力分布データ記憶部１３２に記憶された圧力分布データに基づいて、検査結果として、種々の項目に関する数値を算出する。本実施の形態では、下記のような項目に関する数値が算出される。

まず、下肢荷重検査結果として、「左右比」、「出現回数」、「出現割合」が算出される。「左右比」は、現在表示されているフレームにおける左右の荷重バランスである。「出現回数」は、左右の荷重バランスの差が７ポイント以上となる回数である。「出現割合」は、全フレームに対する左右のバランスの差が７ポイント以上となった時間の割合である。

また、重心動揺検査結果として、「総軌跡長」、「単位時間軌跡長」、「単位面積軌跡長」、「外周面積」、「矩形面積」、「実効値面積」、「Ｘ平均中心変位」、「Ｙ平均中心変位」が算出される。「総軌跡長」は、全フレームにおける荷重中心の移動距離である。「単位時間軌跡長」は、総軌跡長を測定時間で割った値である。「単位面積軌跡長」は、総軌跡長を外周面積で割った値である。「外周面積」は、全フレームにおける荷重中心の軌跡で囲まれた範囲の面積である。「矩形面積」は、全フレームの荷重中心の座標で、Ｘ、Ｙ軸のそれぞれの最大・最小値からなる矩形の面積である。「実効値面積」は、全フレームの荷重中心の座標で、Ｘ、Ｙ軸のそれぞれに対して実効値を算出し、これらより求めた面積である。「Ｘ平均中心変位」は、中心基準点から、荷重中心の平均位置のＸ軸に対する変位量である。「Ｙ平均中心変位」は、中心基準点から、荷重中心の平均位置のＹ軸に対する変位量である。

表示制御部１４１は、重心動揺検査システム１における測定結果をディスプレイ２１に表示する。図５〜図７には、ディスプレイ２１に表示される表示画面の一例が図示されている。ここで、図５は、モード（１）における表示画面であり、図６は、モード（２）における表示画面であり、図７は、モード（３）における表示画面である。

表示制御部１４１は、図５〜図７に示すように、圧力分布ウィンドウ５１、重心変位ウィンドウ５２及びスケールウィンドウ５３を含む重心動揺ウィンドウ５０を、ディスプレイ２１に表示する。

圧力分布ウィンドウ５１には、被測定者の両足から圧力分布センサ１１上に加えられる圧力分布６１が、圧力分布データに基づいて表示されている。ここで、圧力分布６１は、等圧線状に表示されており、圧力値の大きさが変化するのに伴って、スケールウィンドウ５３に表示されるように段階的に変化する色のスケールにしたがって表示されている。また、圧力分布ウィンドウ５１には、被測定者の重心が移動するときの軌跡６２が太線で表示されている。従って、オペレータは、圧力分布ウィンドウ５１を見ることによって、被測定者の両足の圧力分布６１及び重心位置の軌跡６２を把握することができる。

重心変位ウィンドウ５２内の上方の領域には、パラメータ算出部１４０で算出された各項目の数値が表示される。また、重心変位ウィンドウ５２内の下方の領域には、左右方向（Ｘ軸方向）の重心変位を示すグラフ６５ａ〜６５ｃ及び上下方向（Ｙ軸方向）の重心変位を示すグラフ６６ａ〜６６ｃが表示される。

また、重心変位ウィンドウ５２には、モード（１）〜（３）のいずれかの基準点を設定するボックス６８が設けられている。従って、オペレータは、マウス２６によってボックス６８を操作することによって、重心変位の時間的な変化を示すグラフ６５ａ〜６５ｃ、６６ａ〜６６ｃを表示するときの基準点を変更することができる。

各モードにおける測定結果からは、以下のようなことが分かる。ここで、図５〜図７では、圧力分布ウィンドウ５１から分かるように、被測定者の立位中心位置が、圧力分布センサ１１の中心位置から左下方向にずれている。そして、その立位中心位置近傍において重心位置の軌跡６２が表示されている。

モード（１）では、重心変位が、圧力分布センサ１１の中心位置を基準点として算出されるので、重心変位ウィンドウ５２に示すグラフ６５ａでは、重心のＸ平均中心変位が大きく左方向（縦軸の下方向）にずれていると共に、グラフ６６ａでは、重心のＹ平均中心変位が大きく下方向（縦軸の下方向）にずれている。

一方、モード（２）の測定結果である図６では、重心変位が、被測定者の立位中心位置（接触面中心位置）を基準点として算出されるので、重心変位ウィンドウ５２に示すグラフ６５ｂでは、重心のＸ平均中心変位が少しだけ右方向（縦軸の上方向）にずれていると共に、グラフ６６ｂでは、重心のＹ平均中心変位が少しだけ下方向（縦軸の下方向）にずれている。

また、モード（３）の測定結果である図７では、重心変位が、所定時間内における複数の重心位置の平均位置を基準点として算出されるので、重心変位ウィンドウ５２に示すグラフ６５ｃでは、重心のＸ平均中心変位が左右方向にずれていないと共に、グラフ６６ｃでは、重心のＹ平均中心変位が上下方向にずれていない。

以上説明したように、本実施の形態の重心動揺検査システム１においては、圧力分布センサ１１からの圧力分布データに基づいて、被測定者の重心位置の基準となる基準点が算出されて、この基準点に対する複数の重心位置の相対位置がそれぞれ重心変位として算出される。ここで、各感圧センサ１１ａで検知された圧力データは、０でない場合（出力値が１〜２５５である場合）は１に変換され、０の場合は０のままである。このように、Ｘ軸方向の基準位置Ｃｐｘ及びＹ軸方向の基準位置Ｃｐｙが、２値化された各感圧センサ１１ａの出力値が用いられ、式３及び式４によって算出される場合には、被測定者の両足が接触している多数（２００点以上：例えば成人男性では２９０点）の感圧センサ１１ａの出力値に基づいて算出されるので、基準位置に誤差が生じるのが抑制される。従って、基準位置に対する被測定者の重心動揺をより精度良く測定することができる。また、被測定者の重心位置及びその基準となる基準点の両方が圧力分布センサ１１からの圧力分布データによって算出されるので、これらを別々に測定するためのセンサが設けられる場合と比較して、製造コストを低減することができる。また、検知時刻Ｌにおける重心位置及び基準位置は、いずれも１つの圧力分布センサ１１によって検知された圧力分布データに基づいて算出されるので、これらの２つの位置を完全に同期させることができる。また、シート状の圧力分布センサ１１は、薄型化且つ軽量化できるので、重量動揺検査システム１の持ち運びが容易である。

また、重心変位の時間的な変化の様子がディスプレイ２１の重心変位ウィンドウ５２内にグラフとして表示されるので、被測定者の重心動揺の様子を容易に把握することができる。

また、モード（２）では、重心変位が、立位中心位置（接触面中心位置）を基準点として算出されるので、被測定者の立位中心位置と圧力分布センサ１１の中心位置とが一致していない場合でも、被測定者の立位中心位置と圧力分布センサ１１の中心位置とのずれが補正される。

また、モード（３）では、重心変位が、所定時間内における複数の重心位置の平均値を基準点として算出されるので、被測定者の立位中心位置と圧力分布センサ１１の中心位置とが一致していない場合でも、被測定者の立位中心位置と圧力分布センサ１１の中心位置とのずれが補正されると共に、被測定者の重心位置の振れ幅（左右方向及び上下方向）を直感的に把握することができる。

また、重心動揺ウィンドウ５０の圧力分布ウィンドウ５１には、被測定者の重心位置の軌跡及び圧力分布センサ１１上における圧力分布が表示される。従って、オペレータは、ディスプレイ２１を見ることによって、重心動揺の様子を把握することができると共に、被測定者の重心位置の軌跡及び圧力分布センサ上における圧力分布を把握することができる。

以上、本発明の好適な一実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、上述の実施の形態では、各感圧センサ１１ａで検知された出力値が、閾値１以上である場合には、１（第１所定値）に変換され、閾値１より小さい場合には、０（第２所定値）に変換されているが、閾値は１に限られない。従って、出力値がデジタル出力値である場合には、閾値は２以上の整数であってもよい。また、出力値がアナログ出力値である場合には、閾値は０より大きく１より小さい数であってもよいし、１より大きい正の数であってもよい。また、出力値が閾値以上である場合に変換される第１所定値は、１に限られないで、その他の正の数であってもよい。同様に、出力値が閾値より小さい場合に変換される第２所定値は、０に限られないで、その他の数であってもよい。

また、上述の実施の形態では、検知時刻Ｌにおける基準位置は、検知時刻Ｌにおける各感圧センサ１１ａの変換後の出力値に基づいて算出されているが、検知時刻Ｌにおける基準位置は、複数の検知時刻Ｌ１、Ｌ２、…、Ｌｎ（ｎは整数）における各感圧センサ１１ａの変換後の出力値に対してＯＲ演算を行うことによって、複数の検知時刻Ｌ１、Ｌ２、…、Ｌｎにおける変換後の出力値に基づいて算出されてもよい。つまり、複数の検知時刻Ｌ１、Ｌ２、…、Ｌｎにおける所定感圧センサ１１ａの変換後の出力値の全てが０である場合にだけ、その所定感圧センサ１１ａの出力値が０であるとして、基準位置が算出されてもよい。

また、上述の実施の形態では、重心変位の時間的な変化の様子がディスプレイ２１に表示されているが、重心変位の時間的な変化の様子は表示されなくてもよい。また、重心変位の時間的な変化の様子がディスプレイ２１に表示される場合でも、本実施の形態のグラフ以外の方法で表示されてもよい。

また、上述の実施の形態では、基準点が、モード（２）では立位中心位置と一致しており、モード（３）では所定時間内における複数の重心位置の平均位置と一致しているが、基準点は、圧力分布センサ１１からの圧力分布データに基づいて算出される位置であれば、その他の位置であってもよい。

また、上述の実施の形態では、重心変位の時間的な変化の様子がディスプレイ２１に表示されると共に、被測定者の重心位置の軌跡及び圧力分布センサ１１上における圧力分布がディスプレイ２１に表示されているが、重心変位の時間的な変化の様子だけがディスプレイ２１に表示されていてもよい。

本発明の実施の形態に係る重心動揺検査システムの概略構成を示す外観図である。 図１の重心動揺検査システムの概略構成を示すブロック図である。 被測定者が圧力分布センサに立つ場合の両足の位置の一例を示す図である。 所定時間において多数の感圧センサで検知される圧力分布データを示す図である。 モード（１）における表示画面の一例を示す図である。 モード（２）における表示画面の一例を示す図である。 モード（３）における表示画面の一例を示す図である。

符号の説明

１ 重心動揺検査システム
１１ 圧力分布センサ
１１ａ 感圧センサ（圧力検知領域）
２０ パーソナルコンピュータ
２１ ディスプレイ
３０ 制御部
１３１ モード設定部
１３２ 圧力分布データ記憶部
１３３ 重心算出部（重心位置算出手段）
１３４ 比較部（比較手段）
１３５ 変換部（第１の変換手段；第２の変換手段）
１３６ 基準位置算出部（基準位置算出手段）
１３７ 相対位置算出部（相対位置算出手段）
１３８ 重心位置記憶部
１３９ 相対位置記憶部
１４０ パラメータ算出部
１４１ 表示制御部（制御手段）

Claims (12)

1. 被測定者から加えられる圧力を連続的に又は単位時間おきにそれぞれ検知する複数の圧力検知領域を有するシート状の圧力分布センサと、
   前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値に基づいて、前記圧力分布センサ上における被測定者の重心位置を連続的に又は単位時間おきに算出する重心位置算出手段と、
   前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値と閾値とを比較する比較手段と、
   前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値以上であるという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を第１所定値に変換する第１の変換手段と、
   前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値より小さいという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を前記第１所定値とは異なる第２所定値に変換する第２の変換手段と、
   被測定者から前記第１の変換手段によって前記第１所定値に変換された出力値及び前記第２の変換手段によって前記第２所定値に変換された出力値に対応した圧力が前記複数の圧力検知領域に対してそれぞれ加えられた場合の被測定者の重心位置に基づいて、前記圧力分布センサ上における被測定者の重心位置の基準となる基準位置を算出する基準位置算出手段と、
   前記重心位置算出手段が算出した複数の重心位置の前記基準位置算出手段が算出した基準位置に対する相対位置をそれぞれ算出する相対位置算出手段とを備えていることを特徴とする重心動揺検査システム。
2. 前記閾値は正の数であると共に、前記第１所定値は正の数であり且つ前記第２所定値は０であることを特徴とする請求項１に記載の重心動揺検査システム。
3. 前記基準位置算出手段は、前記圧力分布センサの前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した各検知時刻における前記第１の変換手段及び前記第２の変換手段のいずれかによって変換された出力値に基づいて、その検知時刻における基準位置を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の重心動揺検査システム。
4. 前記圧力分布センサの前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した各検知時刻における前記第１の変換手段及び前記第２の変換手段のいずれかによって変換された出力値を検知時刻毎に記憶する記憶手段をさらに備えており、
   前記基準位置算出手段は、前記記憶手段に記憶された複数の検知時刻における所定圧力検知領域の出力値の全てが前記第２所定値である場合にだけ、その所定圧力検知領域の出力値が前記第２所定値であるとして各検知時刻における基準位置を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の重心動揺検査システム。
5. 前記相対位置算出手段が算出した複数の重心位置の相対位置の時間的な変化の様子をディスプレイに表示させる制御手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の重心動揺検査システム。
6. 前記制御手段は、前記重心位置算出手段が算出した複数の重心位置の時間的な変化の様子及び前記圧力分布センサからの圧力分布データに基づく圧力分布をディスプレイに表示させることを特徴とする請求項５に記載の重心動揺検査システム。
7. コンピュータを、
   被測定者から加えられる圧力を連続的に又は単位時間おきにそれぞれ検知する複数の圧力検知領域を有するシート状の圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値に基づいて、前記圧力分布センサ上における被測定者の重心位置を連続的に又は単位時間おきに算出する重心位置算出手段と、
   前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値と閾値とを比較する比較手段と、
   前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値以上であるという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を第１所定値に変換する第１の変換手段と、
   前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値より小さいという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を前記第１所定値とは異なる第２所定値に変換する第２の変換手段と、
   被測定者から前記第１の変換手段によって前記第１所定値に変換された出力値及び前記第２の変換手段によって前記第２所定値に変換された出力値に対応した圧力が前記複数の圧力検知領域に対してそれぞれ加えられた場合の被測定者の重心位置に基づいて、前記圧力分布センサ上における被測定者の重心位置の基準となる基準位置を算出する基準位置算出手段と、
   前記重心位置算出手段が算出した複数の重心位置の前記基準位置算出手段が算出した基準位置に対する相対位置をそれぞれ算出する相対位置算出手段として機能させることを特徴とする重心動揺検査プログラム。
8. 前記閾値は正の数であると共に、前記第１所定値は正の数であり且つ前記第２所定値は０であることを特徴とする請求項７に記載の重心動揺検査プログラム。
9. 前記基準位置算出手段は、前記圧力分布センサの前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した各検知時刻における前記第１の変換手段及び前記第２の変換手段のいずれかによって変換された出力値に基づいて、その検知時刻における基準位置を算出することを特徴とする請求項７または８に記載の重心動揺検査プログラム。
10. コンピュータを、
    前記圧力分布センサの前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した各検知時刻における前記第１の変換手段及び前記第２の変換手段のいずれかによって変換された出力値を検知時刻毎に記憶する記憶手段としてさらに機能させるものであって、
    前記基準位置算出手段は、前記記憶手段に記憶された複数の検知時刻における所定圧力検知領域の出力値の全てが前記第２所定値である場合にだけ、その所定圧力検知領域の出力値が前記第２所定値であるとして、各検知時刻における基準位置を算出することを特徴とする請求項７または８に記載の重心動揺検査プログラム。
11. コンピュータを、
    前記相対位置算出手段が算出した複数の重心位置の相対位置の時間的な変化の様子をディスプレイに表示させる制御手段としてさらに機能させることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の重心動揺検査プログラム。
12. 前記制御手段は、前記重心位置算出手段が算出した複数の重心位置の時間的な変化の様子及び前記圧力分布センサからの圧力分布データに基づく圧力分布をディスプレイに表示させることを特徴とする請求項１１に記載の重心動揺検査プログラム。

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