JP3753233B2 - 状態評価システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば医療におけるリハビリテーションや福祉における介護などの対象者の、日常生活などにおける臥位、座位、立位、歩行、車椅子歩行などの各種動作を解析・評価するための状態評価システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
医療における各種のリハビリテーションや福祉における介護を行うにあたり、まずその対象者の日常生活に対応した治療方法の検討やリハビリテーションのメニュー作成、あるいは介護の必要性や介護方法などを判断するために、その観察対象者の日常的な行動（身体上の活動）状況、特に臥位、座位、立位、歩行、車椅子歩行などの動作がどのように成されているかを把握することなどが重要なものとなっている。このような観察対象者の日常的な身体上の活動状況の把握は、従来、観察対象者本人または家族に対する問診や、医療関係者や家族による観察などによって行われているのが一般的であり、それぞれの施設で独自の評価基準に基づいて解析・評価されている場合が多い。また、このような観察対象者の日常的な身体上の活動状況を把握する技術は、医療や福祉以外にも、例えば鉱工業などにおける生産現場での労働者の動作や身体的な労働状況を把握する用途や、人間工学上の研究用途などでも必要とされるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、問診や家族による観察では客観的なデータを得ることが困難であり、正確な情報が得られない場合がある。また、医療関係者による観察に基づいた評価を行う場合でも、観察者ごとの個人差や判断基準の差異や熟練度の差異などがあるため、必ずしも客観的なデータが得られるとは限らない。また、観察者が常に対象者に付き添って観察を行って記録を取ることなどが要求されるので、観察者の労力や時間的な負担が極めて大きい。さらには、対象者やその家族へのプライバシーを保つことができないことなども危惧される。
【０００４】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、観察者による人的労力や時間的な負担を要することなく、またリハビリテーションや介護などの対象者の日常的なプライバシーを侵害することなく、その対象者の身体上の行動状況を客観的に記録、解析、評価することができる状態評価システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による状態評価システムは、観察対象者の身体の大腿部と胴体部との２箇所に取り付けられて、その取り付けられた各箇所ごとで、３次元方向についての加速度を動きに関する情報として計測すると共に鉛直方向に対する姿勢に関する情報を計測するセンサーと、センサーによって計測された動きに関する情報および姿勢に関する情報を、それらが計測された時刻の情報と対応付けて、記憶手段への記憶または外部への送信のうち少なくともいずれか一方を行う情報記憶・送信装置と、情報記憶・送信装置に記憶された情報または情報記憶・送信装置から送信された情報を読み取って、当該情報が含んでいる動きに関する情報と姿勢に関する情報との組み合わせに基づいて、観察対象者の身体の動作状態が、臥位、座位、立位のいずれに該当するものであるかを判別すると共に、車椅子走行、歩行のうちのいずれに該当するものであるかを判別する機能を有する解析装置とを備えている。
【０００６】
本発明による状態評価システムでは、センサーとして３次元方向についての加速度を検出できる３次元加速度センサーを用い、これによって動きに関する情報を計測するようにしているので、解析装置において、動きに関する情報と姿勢に関する情報との組み合わせに基づいて、観察対象者の身体の動作状態が、臥位、座位、立位のいずれに該当するものであるかだけでなく、車椅子走行と歩行とのうちのいずれに該当するものであるかをも判別することができる。なお、上記の各センサーは、それらの一つ一つが取り付けられた箇所の動きと鉛直方向に対する姿勢との両方を計測する機能を兼備しているものでもよく、あるいは、一箇所あたりに姿勢を計測するセンサーと動きを計測するセンサーとを一つずつ取り付けるようにしてもよいことは言うまでもない。
【０００８】
すなわち、本発明による状態評価システムでは、観察対象者の身体の大腿部と胴体部との２箇所にセンサー（３次元加速度センサー）が取り付けられ、その個々のセンサーが、取り付けられた位置ごとの動きに関する情報および鉛直方向に対する姿勢に関する情報を各々計測する。そしてそのセンサーによって計測された、観察対象者の身体における動きに関する情報と姿勢に関する情報との組み合わせに基づいて、その観察対象者の身体の動作状態が、臥位、座位、立位のいずれに該当するものであるかを判別すると共に、車椅子走行、歩行のうちのいずれに該当するものであるかを判断する。
【０００９】
なお、上記のセンサーを観察対象者の身体における大腿部と胴体部との少なくとも２箇所に装着して、それらのセンサーによって、観察対象者の動きに関する情報および姿勢に関する情報を、大腿部と胴体部との少なくとも２箇所で計測し、それらの２箇所で計測された観察対象者の姿勢と動きとの組み合わせに基づいて、そのときの観察対象者の動作の状態が高い妥当性を以て判断される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態に係る状態評価システムの基本的な構成を表したものである。この状態評価システムは、例えばリハビリテーションや介護の対象者の日常生活における行動パターンの解析や評価などを自動的に行うもので、対象者の状態を計測して収集するセンサー１００（１０１，１０２…）と、そのセンサー１００によって収集された情報を読み出し可能に保存（格納）する情報記憶・送信装置２００と、その収集された情報の解析や、その解析結果等に基づいた状況評価を行う解析装置３００とから、その主要部が構成されている。
【００１２】
対象者の状態を計測するセンサー１００は、リハビリテーションや介護のために観察を要する対象者（以下、単に対象者と呼ぶ）の身体における、少なくとも２箇所に装着される。そのうちの１つは、対象者の体幹部に装着され、もう１つは対象者の大腿部に装着される。このように最少限、体幹部と大腿部とにセンサー１００を配置することが望ましいのは、人間工学的な見地から、人間の身体的な状態や行動状況を把握するに際しては、身体における体幹部と大腿部とが最も好適な位置であると考えられるからである。観察・評価の内容によっては、さらにそれ以上に複数の箇所に装着するようにしてもよい。無駄なほどに多数の箇所に装着することは無意味であることは言うまでもないが、より精確な情報を収集することが必要な場合などには、それに見合った多数の箇所にセンサー１００を装着することが、より望ましい。これらのセンサー１００は、装着された部位の「姿勢情報」および「体動情報」を計測する。ここで、「姿勢情報」とは、センサー１００が装着された部位の鉛直方向に対する傾きに関する情報（データ）であり、「体動情報」とは、センサー１００が装着された部位の静止状態に対する動きの度合い（換言すれば、変位、速度、加速度など）に関する情報（データ）である。
【００１３】
図２は、対象者の身体上に想定した座標系とセンサーの座標系との関係を模式的に表したものである。センサー１００としては、例えば、対象者の前方をＸ、左方向をＹ、上方向をＺとする３次元座標に対して、装着された部位の重力方向のデータを「姿勢情報」として検出するもの、装着された部位の３次元方向の加速度を「体動情報」として検出するものなどを用いることが可能である。また、これらのデータの検出を１つの装置で行うように設定されたセンサー１００を用いることなども可能である。以下の説明では、具体的な実例として、それぞれのセンサー１００の３次元座標系に関する出力（（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）、（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ））が、（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）＝（Ｖｔｘ，Ｖｔｚ，Ｖｔｚ）、（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）＝（Ｖｄｘ，Ｖｄｚ，Ｖｄｚ）で表され、それぞれの出力成分が重力によるオフセット値と３次元方向の加速度とを重畳したものである場合について説明する。従って、この場合のセンサー１００は「３次元姿勢・加速度センサー」であり、これを簡略化して単に「センサー」と呼ぶこととする。
【００１４】
図３は、この状態評価システムの全体的なシステムを構成している各装置相互の接続関係を表したものである。個々のセンサー１０１、１０２、１０３…は、それぞれ接続ケーブル１１１、１１２、１１３…を介して情報記憶・送信装置２００に接続されて、各部位の「姿勢情報」および「体動情報」のデータの信号を情報記憶・送信装置２００に送信する。この情報記憶・送信装置２００から、それぞれのセンサー１０１，１０２，１０３…に電源電力が供給される。
【００１５】
情報記憶・送信装置２００は、着脱可能な接続ケーブル２０１および接続ケーブル２０２をそれぞれ介して解析装置３００に接続可能に設定されている。また、情報記憶・送信装置２００と解析装置３００との間では、無線通信２０３による情報伝達も可能となっている。このように、情報記憶・送信装置２００と解析装置３００とは、接続ケーブル２０１、接続ケーブル２０２もしくは無線通信２０３を介して、互いに情報を送受信することができるように設定されている。
解析装置３００は、接続ケーブル３０１を介して、表示装置４００に接続されている。表示装置４００は、対象者の状態の解析や評価に必要な各種の情報を画面に表示する。また、この解析装置３００は、接続ケーブル３０２を介して、必要な情報を入力するためのキーボードあるいはスイッチ等を備えた入力装置５００に接続されている。さらに、この解析装置３００は、接続ケーブル３０３を介して、必要な情報を出力するためのプリンタなどの出力装置６００に接続されている。
【００１６】
図４は、情報記憶・送信装置における主要部の構成を表したブロック図である。この情報記憶・送信装置２００は、アナログ／デジタル変換部２１０と情報記憶部２２０と情報送受信部２３０とを備えている。
【００１７】
アナログ／デジタル変換部２１０は、各センサー１０１，１０２，１０３…からそれぞれ接続ケーブル１１１、１１２、１１３…を介して信号が送信されて来ると、それらをアナログ信号からデジタル信号に変換して、情報記憶部２２０および情報送受信部２３０に送出する。情報送受信部２３０は、アナログ／デジタル変換部２１０から送られて来たセンサ信号とそのときの時刻の情報とを対応付けて、接続ケーブル２０１または無線通信２０３を介して解析装置３００に送信する。またこの情報送受信部２３０は、解析装置３００から送られて来る情報を接続ケーブル２０１または無線通信２０３を介して受信して、その情報を情報記憶部２２０に送出する。情報記憶部２２０は、アナログ／デジタル変換部２１０あるいは情報送受信部２３０から送られて来たセンサ信号とそれが送られて来た時刻などの情報とを対応付けて、記憶素子あるいは記憶媒体（図４では図示省略）などに保存する。なお、この情報記憶・送信装置２００は、センサーのアナログ信号をそのままのデータとして接続ケーブル２０２を介して解析装置３００へと送信することなども可能である。
【００１８】
図５は、解析装置の主要部の構成を表したブロック図である。この解析装置３００は、記憶媒体読込部３１０、一括情報処理部３２０、逐次情報処理部３３０、情報表示・出力部３４０、情報保存部３５０、キャリブレーション部３６０、アナログ／デジタル変換部３７０、情報送受信部３８０を、その主要部として備えている。
【００１９】
記憶媒体読込部３１０は、例えば外部の記憶媒体２４０から情報を読み込み、その情報を情報保存部３５０に保存する機能と、一括情報処理部３２０との間で必要な信号を送受信する機能とを備えているものである。
【００２０】
情報送受信部３８０は、情報記憶・送信装置２００の情報送受信部２３０から接続ケーブル２０１または無線通信２０３を介して送られた情報を受信し、情報保存部３５０に送って保存する機能と、情報保存部３５０に保存された情報を読み出し、接続ケーブル２０１または無線通信２０３を介して情報記憶・送信装置２００に送信する機能と、逐次情報処理部３３０やキャリブレーション部３６０との間で必要な信号の送受信を行う機能とを備えたものである。
【００２１】
キャリブレーション部３６０は、必要な情報を情報保存部３５０に送り保存する機能と、情報保存部３５０に保存された情報を読み出す機能とを備えたものである。このキャリブレーション部３６０は、情報送受信部３８０と必要な信号の送受信を行う機能と、必要に応じて情報表示・出力部３４０に情報の表示もしくは出力を指示する信号を送る機能をさらに備えている。
【００２２】
一括情報処理部３２０は、記憶媒体読込部３１０との間で必要な信号の送受信を行う機能と、情報保存部３５０に保存された情報を読み出す機能と、必要な情報を情報保存部３５０に送って保存する機能と、必要に応じて情報表示・出力部３４０に情報の表示もしくは出力を指示する信号を送る機能とを備えたものである。
【００２３】
逐次情報処理部３３０は、情報送受信部３８０との間で必要な信号の送受信を行う機能と、情報保存部３５０に保存されている情報を読み出す機能と、必要な情報を情報保存部３５０に送って保存する機能と、必要に応じて情報表示・出力部３４０に情報の表示もしくは出力を指示する信号を送る機能とを備えたものである。
【００２４】
情報保存部３５０は、記憶媒体読込部３１０から送られた情報を保存する機能と、キャリブレーション部３６０、情報送受信部３８０、一括情報処理部３２０、逐次情報処理部３３０から送られた情報を保存する機能と、逆にそれらへ必要な情報を送出する機能と、保存していた情報を情報表示・出力部３４０に送出する機能とを備えたものである。
【００２５】
情報表示・出力部３４０は、一括情報処理部３２０、逐次情報処理部３３０、キャリブレーション部３６０から信号を受け取り、その信号に応じて必要な情報を情報保存部３５０から読み出して、接続ケーブル３０１を介して表示装置４００に表示を行なわせる機能と、接続ケーブル３０３を介して出力装置６００に出力を行なわせる機能とを備えたものである。
【００２６】
アナログ／デジタル変換部３７０は、接続ケーブル２０２を介して情報記憶・送信装置２００からセンサーのアナログ信号を受け取り、それをデジタル信号に変換し、変換時の時間を付加して「デジタルセンサー情報」として情報送受信部３８０に送出する機能、および情報送受信部３８０との間で必要な信号の送受信を行う機能を備えたものである。
【００２７】
図６は、一括情報処理部の主要部の構成を表したブロック図である。一括情報処理部３２０は、一括情報分析部３２１と、一括情報評価部３２２とを、その主要部に備えている。
【００２８】
一括情報分析部３２１は、記憶媒体読込部３１０からの信号の受け取り、または情報保存部３５０に保存されていた情報の読み込み、情報保存部３５０への情報の保存、一括情報評価部３２２への必要な信号の送出などを行う機能と、受け取ったセンサー信号の分析を行って対象者の「姿勢情報」および「体動情報」を得る機能とを備えたものである。一括情報評価部３２２は、一括情報分析部３２１からの指令を受け取って、情報保存部３５０に保存されていた情報を読み込む機能と、情報保存部３５０への情報の保存を行う機能と、情報表示・出力部３４０に対して必要な信号を送出する機能とを備えたものである。
【００２９】
図７は、逐次情報処理部の主要部の構成を表したブロック図である。
この逐次情報処理部３３０は、逐次情報分析部３３１と、逐次情報評価部３３２とを、その主要部に備えている。
【００３０】
逐次情報分析部３３１は、情報送受信部３８０から信号を受け取る機能と、情報保存部３５０に保存された情報を読み込む機能と、情報保存部３５０への情報の保存を行う機能と、逐次情報評価部３３２へ必要な信号を送出する機能と、対象者の「姿勢情報」および「体動情報」を得るためのセンサー信号の分析を行う機能とを備えたものである。
【００３１】
逐次情報評価部３３２は、逐次情報分析部３３１からの指令を受け取る機能と、情報保存部３５０に保存されていた情報を読み込む機能と、情報保存部３５０への情報の保存を行う機能と、情報表示・出力部３４０へ必要な信号を送出する機能と、分析された「姿勢情報」および「体動情報」に基づいて、対象者の活動（行動）状態を評価する機能とを備えたものである。
【００３２】
図８は、情報表示・出力部の主要部の構成を表したブロック図である。この情報表示・出力部３４０は、表示・出力形式加工部３４１と、画面表示部３４２と、印刷出力部３４３とを、その主要部として備えている。
【００３３】
表示・出力形式加工部３４１は、一括情報評価部３２２または逐次情報評価部３３２から指令を受け取る機能と、その指令に応じて情報保存部３５０から情報を読み出し、画面表示部３４２および印刷出力部３４３へ表示および出力情報を送出する機能とを備えたものである。画面表示部３４２は、表示・出力形式加工部３４１から情報を受け取る機能と、接続ケーブル３０１を介して表示装置４００に情報を表示させる機能とを備えたものである。印刷出力部３４３は、表示・出力形式加工部３４１から情報を受け取って、接続ケーブル３０３を介してその情報を出力装置６００に送って印刷出力させる機能を備えたものである。
【００３４】
次に、上記のように主要部が構成された本実施の形態に係る状態評価システムの動作について、対象者の身体への装着方法等も含めて説明する。
【００３５】
［１．センサーの装着］
対象者は、その身体の少なくとも２箇所以上にセンサー１０１，１０２…を装着する。このうち１箇所は、例えば胸部付近のような体幹部であり、他の１箇所は、例えば腿中央部付近（大腿部）とすることが望ましい。このとき、対象者の身体の動作でセンサーが身体からずれることに起因してセンサーで得られる情報が身体の動作の真値からずれたりすることのないように、センサー１０１，１０２…をできるだけ身体と密着するように装着することが望ましい。
【００３６】
［２．装置の起動］
センサー１０１，１０２…を対象者の身体に装着した後、情報記憶・送信装置２００上の起動スイッチ（図示省略）などを操作して電源をオンにすると（電源電力の供給を開始すると）、情報記憶・送信装置２００が起動される。情報記憶・送信装置２００が起動されると、接続ケーブル１１１、１１２、１１３…を介して個々のセンサー１０１，１０２…にも電源電力が供給されて、個々のセンサー１０１，１０２…も起動し、接続ケーブル１１１、１１２、１１３…を介して情報記憶・送信装置２００に対してセンサー信号を常時送出する状態になる。
【００３７】
情報記憶・送信装置２００が起動すると、アナログ／デジタル変換部２１０は、センサーから送られて来たアナログデータのデジタルデータへの変換を開始する。また、情報記憶部２２０は、動作状態の保存の待機状態となり、情報送受信部２３０は通信の有無の確認状態（通信待ちの状態）となる。
【００３８】
さらに操作者が解析装置３００上のスイッチ（図示省略）を操作して電源を投入して、解析装置３００が起動されると、表示装置４００は情報記憶・送信装置２００との通信開始の許可を求める画面を表示する。ここで操作者が入力装置５００によって通信開始許可の指令を入力すると、そのとき情報記憶・送信装置２００が通信の確認状態であれば、解析装置３００の情報送受信部３８０から通信の確認信号が情報記憶・送信装置２００へと送出される。これにより、情報記憶・送信装置２００と解析装置３００との間での接続ケーブル２０１または無線通信２０３を介した情報の送受信が可能な状態となる。このとき、情報記憶・送信装置２００と解析装置３００とが接続ケーブル２０１により接続されている場合には、接続ケーブル２０１を介した通信が行われる。あるいは接続されていない場合には、無線通信２０３による通信が行われるように設定されている。また、操作者は、情報記憶・送信装置２００との通信の必要が無い場合には、情報記憶・送信装置２００との通信開始の許可を求める画面に対して、通信しないという命令を選択することも可能となっている。
【００３９】
その後、解析装置３００では、情報記憶・送信装置２００との通信が確立した場合には、表示装置４００にキャリブレーションの開始もしくはモニター開始もしくは一括情報処理開始の選択画面を表示する。あるいは、情報記憶・送信装置２００との間での通信を行わないことが選択された場合には、一括情報処理開始の画面を表示する。
【００４０】
［３．キャリブレーション］
対象者の立位、座位、臥位の姿勢、および歩行、車椅子歩行時の体動などの動作状態の個人差に起因した計測誤差あるいは解析誤差などが生じる場合があるので、初期条件出しの意味も兼ねて、キャリブレーションを行う。ただし、例えば過去に同じ対象者が同じ装置を使用した経緯がある場合などには、既にキャリブレーションが行われて調整済みであるから、このキャリブレーションの過程は省略してもよい。
【００４１】
操作者は、まず、解析装置３００の表示装置４００にキャリブレーションの開始の選択画面が表示されている状態で、解析装置３００の入力装置５００を用いてスイッチ（図示省略）を押下またはコマンドを入力することなどによりキャリブレーションの開始を選択する。キャリブレーションの開始命令が入力されると、キャリブレーション部３６０は、情報表示・出力部３４０にキャリブレーションを開始する表示を行うように指令を送る。この指令に対応して、情報表示・出力部３４０は、表示装置４００にキャリブレーションを行う動作状態の選択を求める画面を表示する。すると、操作者は入力装置５００を用いて、キャリブレーションを行う動作状態を選択する。選択された動作状態の実行命令を担持した信号は入力装置５００からキャリブレーション部３６０へと送られる。キャリブレーション部３６０は、選択された動作状態を受け取ると、キャリブレーションの実行許可を求める画面を表示する命令を担持した信号を情報表示・出力部３４０に対して送る。この命令に対応して、情報表示・出力部３４０は、表示装置４００にキャリブレーションの実行の許可を求める画面を表示する。
【００４２】
図９はキャリブレーション部および情報送受信部でのキャリブレーションにおける主要な動作（情報処理過程）を表した流れ図である。操作者は、対象者が立位、座位、臥位などの姿勢、歩行、車椅子歩行などの状態にあるとき、表示装置４００に表示されたキャリブレーションの実行許可を求める画面に対して、入力装置５００により許可指令を入力する。許可指令が入力されると、キャリブレーション部３６０は、まず、あらかじめ情報保存部３５０に記憶されたキャリブレーションに必要な「デジタルセンサー情報」のブロック数「Ｎｃａｌ」を情報保存部３５０から読み出す。（ステップ９１（ｓｔｅｐ９１；以下ｓ９１のように略称）。
【００４３】
次に、情報送受信部３８０は、「デジタルセンサー情報」の送信要求信号を情報記憶・送信装置２００へ送る（ｓ９２）。そして情報送受信部３８０は、情報記憶・送信装置２００から１ブロックの「デジタルセンサー情報」を受信し、それを情報保存部３５０に送って保存する。（ｓ９３）。
【００４４】
続いて、情報送受信部３８０は、１ブロックの「デジタルセンサー情報」の受信完了信号をキャリブレーション部３６０に送る（ｓ９４）。キャリブレーション部３６０は、受信完了信号を受け取ると、受信ブロック数をカウントする（ｓ９５）。以下、同様な手順で「デジタルセンサー情報」の受信を繰り返す。
【００４５】
すなわち、キャリブレーション部３６０は、受信した「デジタルセンサー情報」のブロック数と必要なブロック数「Ｎｃａｌ」を比較し（ｓ９５）、受信した「デジタルセンサー情報」のブロック数が必要なブロック数「Ｎｃａｌ」に達すると（ｓ９５のＹＥＳ）、情報保存部３５０から「デジタルセンサー情報」を必要なブロック数「Ｎｃａｌ」だけ取り込み（ｓ９６）、キャリブレーション値を演算し（ｓ９７）、その値を情報保存部３５０に送り、「キャリブレーション情報」として保存する。一つの状態のキャリブレーションが終了すると、キャリブレーション部３６０は情報表示・出力部３４０にその他の動作状態のキャリブレーションを開始する表示を行うように指令を送る。以下、必要なキャリブレーションの状態に対し、上記と同様の処理を行う。キャリブレーションを終了する場合は、操作者がキャリブレーションを行う状態の選択画面を見ながら、キャリブレーションの終了命令を選択し、その旨の入力を入力装置５００で行う。この指令に基づいて、キャリブレーション部３６０は、キャリブレーションの終了信号を情報送受信部３８０に送る（ｓ９８のＮＯ〜ｓ９９）。情報送受信部３８０は、キャリブレーション終了信号を受け取ると（ｓ１００のＹＥＳ）、「キャリブレーション情報」を情報保存部３５０から読み出して、「キャリブレーション情報」を情報記憶・送信装置２００に送る（ｓ１０１）。なお、このとき「キャリブレーション情報」を解析装置３００から情報記憶・送信装置２００へと送信しないようにすることも選択可能である。その後、解析装置３００は、表示装置４００にキャリブレーションの開始またはモニター開始もしくは一括情報処理開始の選択画面を表示する。
【００４６】
［４．情報の送受信］
情報記憶・送信装置２００は、通信の確認状態のときに解析装置３００から通信の確認信号を受け取ると、解析装置３００に対して通信の確認信号を送出し、信号送受信の待機状態となる。また、情報記憶・送信装置２００が信号送受信の待機状態のときに、解析装置３００から送られて来た「デジタルセンサー情報」の送信要求指令を情報送受信部２３０で受け取ると、情報記憶・送信装置２００は信号送受信中となり、アナログ／デジタル変換部２１０からセンサー信号を受け取って、これに受け取り時の時刻を付加して「デジタルセンサー情報」として解析装置３００に送信する。その後、情報記憶・送信装置２００は信号送受信の待機中の状態に戻る。
【００４７】
また、情報記憶・送信装置２００は、解析装置３００から「キャリブレーション情報」が送信されると、情報送受信部２３０によって「キャリブレーション情報」を受信し、この情報を情報記憶部２２０に送る。情報記憶部２２０ではその情報を記憶媒体２４０に保存する。このような情報の送受信が行われている間、情報記憶・送信装置２００は信号送受信中のモードとなる。その後、情報記憶・送信装置２００は信号送受信の待機中に戻る。
【００４８】
［５．動作状態の保存］
操作者が、情報記憶・送信装置２００が動作状態保存待機モードのときに、情報記憶・送信装置２００上のスイッチ（図示省略）などにより動作状態の保存の開始指令を入力すると、その指令に基づいて、情報記憶・送信装置２００の情報記憶部２２０は、所定の周期ごとにアナログ／デジタル変換部２１０からセンサー信号を受け取り、これに受け取り時の時刻を付加した「デジタルセンサー情報」として記憶媒体２４０への保存を開始する。このとき、情報記憶・送信装置２００は動作状態の保存中となる。
【００４９】
［６．動作状態の終了］
操作者が、動作状態の保存を終了したい場合には、情報記憶・送信装置２００上の例えばスイッチ（図示省略）などにより動作状態の保存の終了指令を入力すると、その指令に基づいて、情報記憶部２２０がセンサー信号の記憶媒体２４０への保存を終了すると共に、情報記憶・送信装置２００が動作状態保存待機中のモードに入る。
【００５０】
［７．装置の状態表示］
情報記憶・送信装置２００は、情報記憶・送信装置２００上の例えばＬＥＤランプ（図示省略）の点灯などによって情報記憶・送信装置２００の起動を表示する。また、情報記憶・送信装置２００は、情報記憶・送信装置２００上のＬＥＤランプ（図示省略）の点灯または点滅などにより、通信の確認中、動作状態の保存待機中、信号送受信の待機中、動作状態の保存中、信号送受信中などを表示する。
【００５１】
［８．解析処理］
解析装置３００が、記憶媒体の情報の読み込み、または逐次情報処理によって保存された「デジタルセンサー情報」を用いて、一括した情報による解析および動作状態の評価を行う。まず、操作者は、解析装置３００の表示装置４００に一括情報処理の選択画面が表示されているときに、入力装置５００を用いて一括情報処理を選択する。この入力指令に対応して、解析装置３００が表示装置４００に記憶媒体の読み込みの有無の選択画面を表示する。その後、操作者が解析装置３００に記憶媒体をセットして、入力装置５００を用いて記憶媒体の読み込みの有無を入力すると、その指令に基づいて、記憶媒体読込部３１０は、記憶媒体に保存された「デジタルセンサー情報」を読み出す。また、「キャリブレーション情報」があれば、それを記憶媒体読込部３１０が読み出して情報保存部３５０に送り、「デジタルセンサー情報」および「キャリブレーション情報」として保存する。次に、記憶媒体読込部３１０は、情報の読み込みが完了した旨の信号を一括情報処理部３２０に送る。また、操作者は、逐次情報処理されて保存された「デジタルセンサー情報」を用いて一括情報処理を行うこともできる。この場合、操作者は、記憶媒体の読み込みの有無の選択画面に対して読み込み無しを選択する。
【００５２】
［９．一括情報処理および一括情報処理分析］
図１０，図１１，図１２は、一括情報分析の主要な処理過程を表した流れ図である。一括情報分析部３２１は、記憶媒体読込部３１０から情報の読み込みを完了した旨の信号を受け取ると、「デジタルセンサー情報」を、あらかじめ情報保存部３５０に保存された「正規化情報」に基づいて正規化する。
【００５３】
さらに詳細には、まず、情報保存部３５０から「正規化情報」を読み出す（ｓ１０）。続いて、時刻Ｔでの「デジタルセンサー情報」を読み出す（ｓ１１）。データの読み出しが完了に至っていなければ（ｓ１２のＮＯ）、この時刻Ｔでの「デジタルセンサー情報」を、「正規化情報」を用いて正規化し、そのデータを情報保存部へ送り「正規化センサー情報」として保存する（ｓ１３）。続いて、時刻Ｔを更新し（ｓ１４）、上記のｓ１１からｓ１４の動作を繰り返し実行する。そして「デジタルセンサー情報」の読み出しが終了すると（ｓ１２のＹＥＳ）、図１１に示したような移動平均および誤差を求める過程へと進む。
【００５４】
移動平均および誤差を算出する過程では、まず、情報保存部３５０から「キャリブレーション情報」として保存されたΔＴavr を読み出す（ｓ１５）。このとき、「キャリブレーション情報」が無ければ、あらかじめ情報保存部３５０に保存された「汎用キャリブレーション情報」を読み出す。次に、情報保存部３５０から、「正規化センサー情報」の時刻Ｔ±ΔＴavr 分のデータを読み出す（ｓ１６）。データの読み出しが終了に至らない間は（ｓ１７のＮＯ）、それまで読み出されたデータの平均値を求め（ｓ１８）、これを時刻Ｔの「移動平均」とする。さらに、その時刻Ｔの移動平均と時刻Ｔでのデータとの差の２乗を演算し、これを時刻Ｔの「誤差」として、そのときの時刻Ｔと共に時刻Ｔの移動平均および誤差の値を情報保存部３５０へ送出し、それを時刻Ｔでの移動平均および誤差として保存する（ｓ１９）。その後、時刻Ｔを更新して（ｓ２０）、上記のｓ１６からｓ２０の動作を繰り返す。このような繰り返しを続けて「正規化センサー情報」の読み出しが終了すると、次にその分散を求める。
【００５５】
その分散の求め方としては、図１２に示したように、まず情報保存部３５０から「キャリブレーション情報」として保存されていたΔＴvar を読み出す（ｓ２１）。このとき付随して、「キャリブレーション情報」が無ければ、あらかじめ情報保存部３５０に保存されていた「汎用キャリブレーション情報」を読み出す。続いて、情報保存部３５０から移動平均の時刻Ｔ±ΔＴvar 分のデータを読み出す（ｓ２２）。続いて、読み出されたデータの分散値を求め、これを「分散」の情報として時刻Ｔと共に情報保存部３５０へ送り、その時刻Ｔでの分散として保存する（ｓ２３）。そして時刻Ｔを更新し（ｓ２４）、上記のｓ２２からｓ２４の動作を、データの読み出しが終了に至るまで繰り返す（ｓ２５のＹＥＳ）。このようにして移動平均の分散を算出しながらの読み出しが終了すると、一括情報分析部３２１は、一括情報分析が完了したものとして、その分析が終了した旨の信号（分析終了信号）を一括情報評価部３２２に送出する。
【００５６】
図１３は、一括情報評価部による一括情報評価の処理の主要部の流れを表した図である。基本的には、評価１または評価２を行い、その結果を用いて評価３を行って最終的な評価を得る。
【００５７】
一括情報評価部３２２は、一括情報分析部３２１から分析終了信号を受け取ると、その終了の旨の指令を情報表示・出力部３４０に送り、評価１もしくは評価２の選択を要求する画面を表示装置４００に表示させる。続いて、操作者が入力装置５００によって評価１または評価２の選択を入力すると（ｓ３０の評価１または評価２）、その選択指令に従って、評価１の処理ステップまたは評価２の処理ステップに進む（ｓ３１またはｓ３２）。その処理ステップが終了した後、評価３の処理を行う（ｓ３３）。そして評価３の処理が終了すると、一括情報評価部３２２は、評価１〜３の処理が終了した旨の信号を情報表示・出力部３４０に送る。情報表示・出力部３４０では、情報保存部３５０から必要な情報を読み出して表示装置４００の画面などに表示する。
【００５８】
［１０．評価１］
図１４，図１５は、一括情報評価１（評価１と略称）に関する主要な処理過程を表した流れ図である。まず、情報保存部３５０から「キャリブレーション情報」を読み出す。またこのとき、情報保存部３５０に「キャリブレーション情報」が無ければ、情報保存部３５０に保存された「汎用キャリブレーション情報」を読み出して、評価に用いる閾（しきい）値を設定する（ｓ４０）。続いて、時刻Ｔにおける移動平均および誤差を読み出す（ｓ４１）。データが終了でない場合には（ｓ４２のＮＯ）、下記のような判断条件に基づいた評価を実行する。すなわち

【００５９】
具体的な例では、先に例示した「３次元姿勢・加速度センサー」を使用するものとすれば、判断条件式は下記のようなものとなる。すなわち

と表される条件を満たす場合には（ｓ４３のＹＥＳ）、情報保存部３５０に時刻Ｔの情報と「臥位」の情報とを一対にして送り、時刻Ｔにおける対象者の姿勢についての評価（最終的解析）結果を臥位として保存する（ｓ４４）。そして時刻Ｔの評価１を終了して図１５に示したような別段の処理過程に進む。
【００６０】
上記の判断条件（Ｇ１）を満たさない場合には（ｓ４３のＮＯ）、下記のような別段の判断条件（Ｒ１１）に基づく評価に進む。すなわち、

具体的な例では、

と表される条件を満たす場合には（ｓ４５のＹＥＳ）、図１５に示したような立位と歩行の判断フロー（ｓ４６）へと進み、上記のＲ１１を満たさない場合には（ｓ４５のＮＯ）、座位と車椅子歩行の判断フロー（ｓ４７）へと進む。
【００６１】
この判断条件（Ｒ１１）を満たす場合に、立位と歩行の判断フロー（ｓ４６）に進むと、そこでは下記の判断条件（Ｒ１２）に基づいた評価が実行される。すなわち

具体的な例では、

と表される条件を満たす場合には（ｓ４６のＹＥＳ）、時刻Ｔの情報と「立位」の情報とを一対にして情報保存部３５０に送り、時刻Ｔでの評価結果を立位として保存する（ｓ４８）。あるいは上記の条件（Ｒ１２）を満たさない場合には（ｓ４６のＮＯ）、時刻Ｔの情報と「歩行」の情報とを一対にして情報保存部３５０に送り、時刻Ｔでの評価結果を歩行として保存する（ｓ４９）。
【００６２】
座位と車椅子歩行の判断フロー（ｓ４７，ｓ５０）では、対象者が車椅子を使用していない状態の場合には（ｓ４７のＮＯ）、情報保存部３５０に時刻Ｔと「座位」の情報を送り、時刻Ｔの評価を座位として保存する（ｓ５１）。対象者が車椅子を使用している状態の場合には（ｓ４７のＹＥＳ）、さらに下記のような判断条件に基づいた評価を行う。すなわち

具体的な例では、

と表される条件を満たす場合には（ｓ５０のＹＥＳ）、時刻Ｔの情報と「車椅子歩行」の情報と一対にして情報保存部３５０に送り、時刻Ｔの評価結果を車椅子歩行として保存する（ｓ５２）。上記の条件を満たさない場合には（ｓ５０のＮＯ）、時刻Ｔの情報と「座位」の情報とを一対にして情報保存部３５０に送り、時刻Ｔの評価を座位として保存する（ｓ５１）。そして時刻Ｔを更新する（ｓ５３）。上記のようなｓ４１からｓ５３までの動作を、データが終了するまで評価１の処理として繰り返し実行する。
【００６３】
［１１．評価２］
図１６，図１７は一括情報評価２（評価２と略称）に関する主要な処理過程を表した流れ図である。評価２として行われる処理過程におけるｓ６０からｓＳ６７、およびｓ７１からｓ７３の処理過程は、評価１における処理過程とほぼ同様のものであるから、ここではｓ７０の座位と車椅子歩行との判断フローについてを特に詳述する。
【００６４】
ｓ７０では下記のような判断条件に基づいた評価を実行する。すなわち、

具体的な例では、

と表される条件を満たす場合には（ｓ７０のＹＥＳ）、時刻Ｔの情報と「車椅子歩行」の情報と一対にして情報保存部３５０に送り、時刻Ｔの評価結果を車椅子歩行として保存する（ｓ７２）。上記の条件を満たさない場合には（ｓ７０のＮＯ）、時刻Ｔの情報と「座位」の情報とを一対にして情報保存部３５０に送り、時刻Ｔの評価結果を座位として保存し（ｓ７１）、次のステップへと進む。こうして評価１または評価２の処理が終了すると、評価３の処理の実行へと進む。
【００６５】
［１２．評価３］
図１８，図１９は、一括情報評価３（評価３と略称）の主要な処理過程を表した流れ図である。まず、図１８に示したように、情報保存部３５０から「キャリブレーション情報」として保存された△Ｔest および△Ｔesi を読み出す（ｓ８０）。このとき、「キャリブレーション情報」が無ければ、あらかじめ情報保存部３５０に保存されている「汎用キャリブレーション情報」を読み出す。続いて、時刻Ｔ±△Ｔest における評価を読み出す（ｓ８１）。データの読み出しが終了に至らなければ（ｓ８２のＮＯ）、時刻Ｔの評価が「立位」か否かを判断する（ｓ８３）。評価が「立位」であれば（ｓ８３のＹＥＳ）、Ｔ±△Ｔest の時間内での評価を全て調べて（ｓ８４）、その中に「歩行」の評価が存在していれば（ｓ８４のＹＥＳ）、情報保存部３５０に保存されている時刻Ｔの評価結果を「歩行」に変更する（ｓ８５）。そして時刻Ｔを更新し（ｓ８６）、上記のｓ８１からｓ８６の動作を繰り返して、データが終了すれば別段の処理に進む。
【００６６】
次に、図１９に示したように、時刻Ｔ±△Ｔesi での評価を読み出す（ｓ８７）。データが終了でなければ（ｓ８８のＮＯ）、時刻Ｔの評価が「座位」か否かを判断する（ｓ８９）。評価が「座位」であれば（ｓ８９のＹＥＳ）、時間Ｔ±△Ｔesi 内の評価の全てを調べて、その中に「車椅子歩行」の評価が存在していれば（ｓ９０のＹＥＳ）、情報保存部３５０に保存されている時刻Ｔにおける評価を「車椅子歩行」に変更する（ｓ９１）。そして時刻Ｔを更新し（ｓ９２）、上記のｓ８７からｓ９１の動作を繰り返し行って行き、データの読み出しが終了すると（ｓ８８のＹＥＳ）、評価３としての処理過程が完了する。このようにして評価３の処理過程が完了すると、一括情報処理部３２０は、評価の処理過程を完了した旨の信号（評価完了信号）を情報表示・出力部３４０に送出する。
【００６７】
［１３．逐次情報処理］
本実施の形態に係る状態評価システムでは、逐次情報処理により、対象者の現在の動作状態を逐次にモニターすることなども可能である。まず、操作者は、解析装置３００の表示装置４００にモニター開始の選択画面が表示されているときに、解析装置３００の入力装置５００を用いてスイッチ（図示省略）を押下またはコマンドを入力することなどにより、モニター開始を選択する。この操作によって、まず、逐次情報処理部３３０が、あらかじめ情報保存部３５０に保存されている逐次情報処理に必要な「デジタルセンサー情報」のブロック数「Ｎseq 」を読み出す。次に、情報送受信部３８０から情報記憶・送信装置２００へと「デジタルセンサー情報」の送信要求指令が送られる。その後、解析装置３００は、情報送受信部３８０で１ブロックの「デジタルセンサー情報」を受信し、情報保存部３５０へ送り受信した情報を「逐次デジタルセンサー情報」として保存する。次に、１ブロックの「デジタルセンサー情報」を受信した旨の情報を受信終了信号として逐次情報処理部３３０に送る。逐次情報処理部３３０は、この受信終了信号を受け取ると、受信ブロック数をカウントし、受信ブロック数が必要なブロック数「Ｎseq 」に達した段階で、情報保存部３５０からＮseq のブロック数を有する「逐次デジタルセンサー情報」を読み出して、情報の分析および動作状態の評価を行い、分析情報および評価情報を情報保存部３５０へ送出して、それらの情報を保存する。また、同時にモニター表示指令を情報表示・出力部３４０へと送出する。
【００６８】
上記の逐次情報処理は、操作者が入力装置５００からスイッチまたはコマンド入力などによって逐次情報処理の終了指令が入力されるまで、周期的に継続される。逐次情報処理の終了指令が入力されると、解析装置３００は、現在の逐次情報処理を終了した時点で「逐次デジタルセンサー情報」を結合して「デジタルセンサー情報」として保存し、逐次情報処理を終了する。情報表示・出力部３４０は、モニター表示指令を受け取ると、モニターに必要な情報を情報保存部３５０より読み出し、表示装置４００に表示する。ここで、逐次情報処理部３３０で行われる情報の分析および評価の手法は、先述した一括情報処理部３２０での一連の分析から評価までの処理を連続的に複数行うのではなく一回だけ実行することに相当するものであるから、上記の一括情報処理部３２０での説明を参照すればよい。従って、ここではその詳細な説明は省略する。なお、情報記憶・送信装置２００は、逐次情報処理中も、動作状態の記憶媒体への保存を継続することができる。
【００６９】
上記した逐次情報処理における情報記憶・送信装置２００と解析装置３００との情報の送受信は、接続ケーブル２０２を介したアナログ信号によっても行うことが可能である。この場合、情報記憶・送信装置２００からは、センサー１０１、１０２、１０３…からのセンサー信号がデジタル変換されることなく直接的にアナログ信号のままで解析装置３００に送られる。解析装置３００では、このアナログ信号をアナログ／デジタル変換部３７０で受信してデジタル信号に変換する。また、アナログ／デジタル変換部３７０は、情報送受信部３８０からの送信要求に基づいて、「デジタルセンサー情報」として変換したデジタル信号を送出する。すなわち、先述のキャリブレーションおよび逐次情報処理にける情報送受信部３８０から情報記憶・送信装置２００への「デジタルセンサー情報」の送信要求指令は、アナログ／デジタル変換部３７０への「デジタルセンサー情報」の送信要求指令に置き換えることが可能である。
【００７０】
［１４．評価結果の情報等の表示および出力］
情報表示・出力部３４０は、評価完了信号を受け取ると、情報保存部３５０から必要な情報を読み出して、表示装置４００による表示や出力装置６００による出力を実行する。その際の表示や出力の情報内容としては、例えば、対象者の動作状態の時系列的な推移を表した数表やグラフ、あるいは動作状態の全時間に対する割合の時系列的な推移を表した数表やグラフなどが可能である。
【００７１】
［１５．情報の内容］
先述の「デジタルセンサー情報」としては、例えば次に説明するようなものである。「デジタルセンサー情報」の精度やデータ量等は使用されるセンサー１００の仕様に左右される。ここで、一例としてセンサー１００を先述したような「３次元姿勢・加速度センサー」とした場合について述べる。
【００７２】
「デジタルセンサー情報」は、計測データが取り込まれた時刻の情報と、個々のセンサーのＸ，Ｙ，Ｚ方向の検出値のデータ（情報）とを、１ブロックとして組み合わせて所定の周期ごとにピックアップした情報である。ただし、「デジタルセンサー情報」の形態は、ここで例示したもののみには限定されず、使用するセンサー１００の仕様または評価する動作状態に対応して種々のものとすることが可能であることは言うまでもない。
【００７３】
［１６．正規化情報］
先述した正規化情報のデータについては、さらに詳細には、例えば前述の「３次元姿勢・加速度センサー」を用いた場合、下記のようなものとなる。
【００７４】
図２０、図２１、図２２、図２３は、それぞれ理想的（理論的）な直立姿勢、背臥位姿勢、腹臥位姿勢、右横臥位姿勢として想定される各状態ごとでの対象者の身体の状態とセンサーの座標系との関係を模式的に表したものである。このとき、それぞれのセンサーの出力は次のようになるものと仮定することができる。まず、対象者が理想的な垂直な直立姿勢のときには、
（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）＝（０，０，Ｖｔｚ）：体幹部センサー
（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）＝（０，０，Ｖｄｚ）：大腿部センサー
となる。
また、水平な背臥位姿勢のときには、
（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）＝（Ｖｔｘ，０，０）
（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）＝（Ｖｄｘ，０，０）
となる。
また、水平な腹臥位姿勢のときには、
（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）＝（−Ｖｔｘ，０，０）
（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）＝（−Ｖｄｘ，０，０）
となる。
また、水平な右横臥位姿勢のときには、
（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）＝（０，Ｖｔｙ，０）
（Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ）＝（０，Ｖｄｙ，０）
となる。
【００７５】
このとき、正規化情報は、Ｖｔｘ，Ｖｔｙ，Ｖｔｚ，Ｖｄｘ，Ｖｄｙ，Ｖｄｚで与えられる。正規化とは、一般に、それぞれの成分をその各々に対応する正規化情報で除算することであるから、正規化されたセンサー情報としては、それぞれの状態で、

と定義される。なお、このような正規化は、センサー出力を一般化して取り扱うために行うものであって、このような正規化は行わずに情報の分析および評価を行なうことなども可能であることは言うまでもない。
【００７６】
［１７．キャリブレーション情報］
先述したキャリブレーション情報のデータについては、さらに詳細には、例えば前述の「３次元姿勢・加速度センサー」を用いた場合、下記のようなものとなる。
【００７７】
まず、立位、座位、臥位などの「姿勢情報」に対しては、キャリブレーションを行った時点の各姿勢ごとのセンサーの検出値の平均値と、その各姿勢ごとに対応したセンサーの検出値との比較により、
・体幹部Ｚ軸臥位閾値
・大腿部Ｚ軸臥位閾値
・体幹部Ｘ軸腹臥位閾値
・大腿部Ｘ軸背臥位閾値
を求め、これを「姿勢情報」に関する「キャリブレーション情報」とする。
【００７８】
また、歩行や車椅子歩行などの「体動情報」に対しては、キャリブレーションを行った各動作状態での各センサーの検出値から、
・歩行閾値
・車椅子歩行閾値
・変化閾値
を求め、これを「体動情報」に関する「キャリブレーション情報」とする。
【００７９】
また、「デジタルセンサー情報」の分析に用いる時間；
・ΔＴａｖｒ
・ΔＴｖａｒ
および、歩行または車椅子歩行の継続を判断する時間；
・ΔＴｅｓｔ
・ΔＴｅｓｉ
を求め、これを「分析・評価」に関する「キャリブレーション情報」とする。
【００８０】
［実施例］
先述したような「３次元姿勢・加速度センサー」を用いると共に正規化を行った場合の「汎用キャリブレーション情報」の具体的な数値を、実施例として以下に説明する。
【００８１】
まず、センサー出力に体動による加速度が重畳されていない場合を考える。センサー出力は正規化されて次のような値を取る。すなわち、
（１）臥位
Ｔｘ＝ 略−１ 〜 略１
Ｔｙ＝ 略−１ 〜 略１
Ｔｚ＝ 略 ０
Ｄｘ＝ 略−１ 〜 略１
Ｄｙ＝ 略−１ 〜 略１
Ｄｚ＝ 略−１ 〜 略０
（２）座位
Ｔｘ＝ 略−１ 〜 略１
Ｔｙ＝ 略 ０
Ｔｚ＝ 略 ０ 〜 略１
Ｄｘ＝ 略 ０ 〜 略１
Ｄｙ＝ 略 ０
Ｄｚ＝ 略 ０ 〜 略１
（３）立位
Ｔｘ＝ 略 ０
Ｔｙ＝ 略 ０
Ｔｚ＝ 略 １
Ｄｘ＝ 略 ０
Ｄｙ＝ 略 ０
Ｄｚ＝ 略 １
【００８２】
ここで、上記の各数値の前に付された「略（ほぼ）」とは、その数値に例えば計測工学上の誤差や器差等が混入した値として、その数値の近辺の値であることを意味している。
【００８３】
上記のような数値を参照すると、対象者の臥位、座位、立位の姿勢は、２つのセンサーのＺ方向成分の値に基づいて判断可能であることが分かる。
【００８４】
まず、臥位は、基本的に、判断条件式
臥位基準１； Ｔｚ ≠ 略１ＡＮＤ Ｄｚ ≠ 略１
に基づいて判断される。ただしこの場合、座位姿勢で体幹部が極端に前傾しているといった場合なども含まれ得るので、さらに次のような判断条件式を追加することが望ましい。すなわち、
臥位基準２； ＮＯＴ｛（Ｔｘ＝略０〜略−１）ＡＮＤ（Ｄｘ＝略０〜略１）｝
これにより、図１４のステップＳ４３の判断条件；
（Ｔｚ＜略１）ＡＮＤ（Ｄｚ＜略１）ＡＮＤ［ＮＯＴ｛（Ｔｘ＜略０）ＡＮＤ（Ｄｘ＞略０）｝］
が得られる。従って、このときの閾値は、それぞれ
・体幹部Ｚ軸臥位閾値 ＝ 略１
・大腿部Ｚ軸臥位閾値 ＝ 略１
・体幹部Ｘ軸腹臥位閾値 ＝ 略０
・大腿部Ｘ軸背臥位閾値 ＝ 略０
となる。
【００８５】
次に、立位は、大腿部が立位の状態であれば立位と見做してもよいから、
立位基準； Ｄｚ＝ 略１
によって判断することができる。これにより、図１４にて説明したｓ４５での判断条件；
Ｄｚ ＞ 略１
が得られる。従って、このときの閾値は、
・大腿部Ｚ軸臥位閾値 ＝ 略１
となる。この閾値に適合するセンサー出力がピックアップされた場合には、対象者の姿勢が上記以外の場合でも、臥位でも座位でもなく立位であると高い妥当性を以て判断することが可能である。
【００８６】
上記に例示したようなセンサー出力では、一般に、実際上は加速度信号が重畳するため、条件判断に用いる際には前後ΔＴave 時間内での移動平均値を用いることが望ましい。これらの汎用的な具体的数値は、ある程度の多数の対象者への実験を行うなどして、それを例えば統計学的な手法によって解析するなどして求めることができる。その一例を下記に示す。
・体幹部Ｚ軸臥位閾値 ＝ 略１ ／ 実測結果 ＝ ０．７
・大腿部Ｚ軸臥位閾値 ＝ 略１ ／ 実測結果 ＝ ０．５
・体幹部Ｘ軸腹臥位閾値 ＝ 略０ ／ 実測結果 ＝ ０．１
・大腿部Ｘ軸背臥位閾値 ＝ 略０ ／ 実測結果 ＝ ０．２
【００８７】
次に、歩行および車椅子歩行の判断条件として用いられる閾値について説明する。基本的に、歩行および車椅子歩行に関しては、センサーからの加速度信号に基づいて、そのセンサーが装着されている部位の身体の動き（体動）を検出し、その体動の安静時に対する程度に基づいて判断することができる。例えば、ある時刻Ｔと、その時刻Ｔの前後の所定範囲内での平均値との誤差を取ることによって、安静時に対する体動の程度に関するデータ（情報）を得ることができる。さらに具体的には、加速度の大きさ（絶対値）のみを強調するために、前述の誤差の値を２乗したものを用いる。すなわち、体動が大きくなると誤差の２乗値は正方向にさらに強調されて大きな値となるので、体動の程度を表すデータとしてはさらに利用しやすいものとなる。
【００８８】
ここで、一般に、歩行では必ず大腿部に動きが生じるから、対象者の姿勢が立位の条件を満たしているときに、大腿部の体動が所定の閾値よりも小さければ、対象者は足を動かしておらず、立ち止まるなどして立位の状態にあるものと判断することができる。すなわち、立位であることの判断条件は、

とすることができる。ここで、ａｖｒ（〜）は、（）内の数値の前後での移動平均値を表している。このような立位基準によって、図１５のｓ４６での判断を高い妥当性で行うことができる。
【００８９】
また、車椅子歩行では、車椅子を腕力によって走行させる際には、一般に、体幹部および大腿部にある程度の動きが生じるので、座位の状態で体幹部および大腿部に所定の程度以上の体動があった場合には、それに基づいて、対象者が車椅子歩行の状態にあるものと判断することができる。すなわち、

に基づいて、図１５のｓ５０での判断を高い妥当性を以て行うことができる。
【００９０】
ただし、座位の状態で車椅子の走行以外の種々の動作を対象者が行う場合などもあり得る。そこで、車椅子歩行では、対象者の座位の姿勢については変化が少ないことに着目して、それぞれの姿勢のある一定時間ΔＴvar 内での分散値を求め、この分散値が所定の値よりも小さい、すなわち姿勢の変化が所定の閾値よりも小さい場合には、車椅子歩行と判断するという方法も有効である。この場合の判断基準は、

とする。ここで、ｖａｒ｛〜｝は、｛〜｝内のデータの前後一定時間における分散を表している。このような車椅子歩行基準２により、図１７のｓ７０の判断を高い妥当性を以て行うことができる。
【００９１】
なお、上記の体動に対する閾値の具体的な数値は一般に、センサー感度に対応して大幅に異なる場合が多く、上記のような姿勢に対する閾値などの正規化による数値を一様に決定することは実際上困難であるため、ここではその体動に対する閾値の具体的な数値例については例示を省略する。上記のような基準を用いた判断を行うにあたって、使用するセンサーの仕様に対応して適宜に閾値を設定することが望ましい。また、以上に示した移動平均および分散を求める際の時間ΔＴavr 、ΔＴvar は、センサー感度や対象者の個人差や動作状のなどに対応して大幅に変化する場合があるため、その具体的な数値を一概に決定することはできないが、これについても、ある程度の多数の対象者への実験等を行って得られた実験値を統計学的な手法で解析すると共に、その装置やシステムで用いられるセンサーの仕様との兼ね合い等も考慮に入れて、適宜に求めることが可能である。そのようにして定められた具体的な数値の一例を示すと、上記の実施例の場合には、
・ΔＴavr ： １秒
・ΔＴvar ： ２秒
となった。
【００９２】
ところで、評価１および評価２では、時刻Ｔにおける状態を判断している。換言すれば、瞬間ごとの状態を判断している。しかし、歩行や車椅子歩行などの動作は一般に、ある程度の時間に亘って継続される動作である。そこで、評価３では、評価１または評価２の結果に対して、同じ姿勢が継続して時間ΔＴest または時間ΔＴesi 以上に継続しない場合には、動作状態にあると見做して、瞬間ごとの状態判断によって得られた評価を変更する。この場合の時間ΔＴest または時間ΔＴesi の具体的な数値についても、対象者の運動能力の影響などにより一概には決定できないが、これも、ある程度の多数の対象者への実験等に基づいて求めることができる。その一例として、上記の実施例では、
・ΔＴest ： １秒
・ΔＴesi ： １秒
とした。これは、上記の実施例では、ある計測回の前後１秒、すなわち２秒間以上に亘って同一姿勢を続けていなければ、動作状態にあると見做すものとした、ということを意味している。
【００９３】
なお、対象者による種々の姿勢および動作の個人差が計測結果に所定の偏差以上の著しい偏りを生じさせる場合などには、上記のような具体的数値や計測条件の調整が必要であるが、そのような調整はキャリブレーションによって行うことが可能であることは既述の通りである。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の状態評価システムによれば、観察対象者の身体における大腿部と胴体部との２箇所に、３次元方向における加速度を検出可能なセンサーを取り付けて、取り付けられた位置ごとの動きに関する情報および鉛直方向に対する姿勢に関する情報を各々独立して計測し、これら動きに関する情報と姿勢に関する情報との組み合わせに基づいて、その観察対象者の身体の動作状態が臥位、座位、立位のいずれに該当するものであるかを判別すると共に、車椅子走行、歩行のうちのいずれに該当するものであるかを判断するようにしたので、観察者による人的労力や時間的な負担を要することなく、またリハビリテーションや介護などの対象者の日常的なプライバシーを侵害することなく、その対象者の身体上の行動状況を客観的に記録、解析、評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る状態評価システムの基本的な構成を表した図である。
【図２】対象者の身体上に想定した座標系とセンサーの座標系との関係を模式的に表した図である。
【図３】この状態評価システムの全体的なシステムを構成している各装置相互間の接続関係を表した図である。
【図４】情報記憶・送信装置における主要部の構成を表したブロック図である。
【図５】解析装置の主要部の構成を表したブロック図である。
【図６】一括情報処理部の主要部の構成を表したブロック図である。
【図７】逐次情報処理部の主要部の構成を表したブロック図である。
【図８】情報表示・出力部の主要部の構成を表したブロック図である。
【図９】キャリブレーションにおけるキャリブレーション部および情報送受信部での主要な動作を表した流れ図である。
【図１０】一括情報分析の主要な処理過程を表した流れ図である。
【図１１】図１０に引き続いて一括情報分析の主要な処理過程を表した流れ図である。
【図１２】図１１に引き続いて一括情報分析の主要な処理過程を表した流れ図である。
【図１３】一括情報評価の全体的な処理過程の概要を表した流れ図である。
【図１４】評価１に関する詳細な処理過程を表した流れ図である。
【図１５】図１４に引き続いて評価１の処理過程を表した流れ図である。
【図１６】評価２に関する詳細な処理過程を表した流れ図である。
【図１７】図１６に引き続いて評価２の処理過程を表した流れ図である。
【図１８】評価３に関する主要な処理過程を表した流れ図である。
【図１９】図１８に引き続いて評価３の処理過程を表した流れ図である。
【図２０】理想的な直立姿勢として想定される状態での、対象者の身体の状態とセンサーの座標系との関係を、模式的に表した図である。
【図２１】理想的な背臥位姿勢として想定される状態での、対象者の身体の状態とセンサーの座標系との関係を、模式的に表した図である。
【図２２】理想的な腹臥位姿勢として想定される状態での、対象者の身体の状態とセンサーの座標系との関係を、模式的に表した図である。
【図２３】理想的な右横臥位姿勢として想定される状態での、対象者の身体の状態とセンサーの座標系との関係を、模式的に表した図である。
【符号の説明】
１００…センサー、２００…情報記憶・送信装置、３００…解析装置、４００…表示装置、５００…入力装置、６００…出力装置

Claims (1)

1. 観察対象者の身体における大腿部と胴体部との２箇所に取り付けられて、その取り付けられた各箇所ごとで、３次元方向についての加速度を動きに関する情報として計測すると共に鉛直方向に対する姿勢に関する情報を計測するセンサーと、
   前記センサーによって計測された前記動きに関する情報および前記姿勢に関する情報を、それらが計測された時刻の情報と対応付けて、記憶手段への記憶または外部への送信のうち少なくともいずれか一方を行う情報記憶・送信装置と、
   前記情報記憶・送信装置に記憶された情報または前記情報記憶・送信装置から送信された情報を読み取って、当該情報が含んでいる前記動きに関する情報と前記姿勢に関する情報との組み合わせに基づいて、前記観察対象者の身体の動作状態が、臥位、座位、立位のいずれに該当するものであるかを判別すると共に、車椅子走行、歩行のうちのいずれに該当するものであるかを判別する機能を有する解析装置と
   を備えたことを特徴とする状態評価システム。

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