JP4615512B2 - 人間の歩行特性を導き出すためおよび床振動から転倒を受動的に検知するための方法およびシステム - Google Patents
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ジョーゼフ・シイ(Joseph C)、及びアンドリュー・ジイ(Andrew G)著 「手足を失った者の歩行分析:それは手足を失った者に役立ったのか、あるいは改善された補綴部品の開発に寄付したのか?(Gait Analysis in the Amputee: Has it Helped the Amputee or Contributed to the Development of Improved Prosthetic Components ?)」歩行姿勢(Gait Posture) 1996年4月、258-68(この開示内容はレファレンスとしてそっくりそのまま本願に導入される) リトル・ジェイ(Little J)およびボイド・ジェイ(Boyd J.)著 「歩行による人々の認識:動作の形(Recognizing People by Their Gait: the Shape of Motion)」ビデレ、1998年冬(この開示内容はそっくりそのまま本願に導入される) オア・アール(Orr R)およびアボード・ジイ(Boyd J.)著 「スマートな床:コンピューティング・システムにおける人的要因に関する自然なユーザー識別およびトラッキング・カンファレンス用の機構(The Smart Floor: A Mechanism for Natural User Identification and Tracking Conference on Human Factors in Computing Systems)」2000年4月(この開示内容はレファレンスとしてそっくりそのまま本願に導入される) フランゴイス・ピイ(Francois P)、ヘレンス・シイ(Helene C)、レジェーン・エイチ(Rejean H)、デイビッド・ダブリュ(David W)著 「高齢者における歩行(Gait in the Elderly)」歩行と姿勢(Gait and Posture) 1997年5(2)、128-135(この開示内容はレファレンスとしてそっくりそのまま本願に導入される) ジョージ・エフ(George F.)著 「高齢者の転倒(Falls in the Elderly)」アメリカン・ファミリイ・ドクター(American Family Physician) 2000年4月(この開示内容はレファレンスとしてそっくりそのまま本願に導入される) スタレンホエフ・ピイエイ(Stalenhoef PA)、ディエデリクス・ジェイピイ(Diederiks JP)、ノッテネルス・エイディ(Knottnerus JA)、ケスター・エイディ(Kester AD)、クレボルダ・エイチエフ(Crebolder HF)著 「コミュニティーに住居する高齢者における反復転倒を予測するためのリスク・モデル:予期されるコホート群研究法(A Risk Model for the Prediction of Recurrent Falls in Community-Dwelling Elderly: a Prospective Cohort Study)」、ジェイ・クリン エピデミノル(J Clin Epidemiol) 2002年11月 55(11): 1088-94(この開示内容はレファレンスとしてそっくりそのまま本願に導入される) アジザ・ムボロウ・ジイ(Azizah Mbourou G)、ラショエイ・ワイ(Lajoie Y)、ティーズディル・エヌ(Teasdale N)著 「高齢転倒者および非転倒者およびヤングアダルトにおける歩行開始のステップ長変動性(Step Length Variability at Gait Initiation in Elderly Fallers and Non-Fallers, and Young Adults)」老人学(Gerontology) 2003年 1月−2月 49 (l) : 21-6(この開示内容はレファレンスとしてそっくりそのまま本願に導入される) クレイク・アール(Craik R)およびオアティス・シイ(Oatis C)著 「歩行分析理論および応用(Gait Analysis Theory and Application)」モスビィ 1995年(この開示内容はそっくりそのまま本願に導入される) ドックステイダ・エス(Dockstader S)、タカルプ・エイ(Tekalp A)著 「人間の動作および歩行分析のための運動学モデル(A Kinematic Model for Human Motion and Gait Analysis )」ビデオ処理(ECCV)における統計的手法に関するワークショップの過程(Proc. Of the Workshop on Statistical Methods in Video Processing (ECCV))、コペンハーゲン(デンマーク)、1-2 2002年6月、pp. 49-54(この開示内容はレファレンスとしてそっくりそのまま本願に導入される) サイモ・ジェイ(Simon J)、メタキシオティス・ディ(Metaxiotis D)、シーベル・エイ(Siebel A)、ボック・エイチ(Bock H)、ドーデルライン・エル(Doderlein L)著 「多重分節から成る足モデル(A Multi-Segmented Foot Model)」第6回年次歩行および臨床動作分析会議、子供のためのシュライン会会員病院および北カリフォルニア(6th Annual Gait and Clinical Movement Analysis Meetings, Shriners Hospitals for Childern, Northern California)(この開示内容はレファレンスとしてそっくりそのまま本願に導入される) アガワル・ジェイ(Aggarwal J)およびカイ・キュウ(Cai Q.)著 「人間動作分析:調査(Human Motion Analysis: A Review)」、行動、IEEEの柔軟で明瞭に表現された動作ワークショップ(Proceedings, IEEE Nonrigid and Articulated Motion Workshop)、1997年6月(この開示内容はそっくりそのまま本願に導入される) ガブリラ・ディ(Gavrila D.)著 「人間の動きの視覚分析:調査(The Visual Analysis of Human Movement: A Survey)」コンピュータービジョンおよび画像理解(Computer Vision and Image Understanding)(73(1)):82-98および1999年1月(この開示内容はレファレンスとしてそっくりそのまま本願に導入される) (デリサ・ジェイ(DeLisa J.)著 「リハビリテーションの科学における歩行分析(Gait Analysis in the Science of Rehabilitation)」バード学術論文(VARD Monograph) 002、1998年(この開示内容はそっくりそのまま本願に導入される) オオツキ・ティ(Otsuki T)、ナワタ・ケイ(Nawata K)、オクノ・エム(Okuno M)著 「人工膝関節置換手術の前および後の膝の骨関節炎を煩った患者における歩行パターンの定量的評価、圧力測定システムを用いる歩行分析(Quantitative Evaluation of Gait Pattern in Patients With Osteoarthritis of the Knee Before and After Total Knee Arthoplasty. Gait Analysis Using a Pressure Measuring System)」整形外科科学ジャーナル(Journal of Orthopaedic Science)、4(2):99-105、1999年(この開示内容はレファレンスとしてそっくりそのまま本願に導入される) オゲロ・イ(Oggero E)およびパグナコ・ジイ(Pagnacco G)、モロ・ディアール(Morr DR)、ベルメ・エヌ(Berme N.)著 「フォースプレート(床反力計)サイズは、どのように有効な歩行データ収集の可能性に影響を及ぼすか(How Force Plate Size Influences the Probability of Valid Gait Data Acquisition)」バイオ医学の科学計測(Biomedical Sciences Instrumentation)、35:3-8 1999年(この開示内容はレファレンスとしてそっくりそのまま本願に導入される) オゲロ・イ(Oggero E)、パグナコ・ジイ(Pagnacco G)、モロ・ディアール(Morr DR)、サイモン・エスアール(Simon SR)、ベルメ・エヌ(Berme N.)著 「フォースプレート(床反力計)からの有効なデータの収集:どれだけの被験者が歩行を変更しなければならないか("Collecting Valid Data From Force Plates: How Many Subjects Must Alter Their Gait ?)」バイオメカニクス2000の北アメリカの議会(North American Congress on Biomechanics 2000) (この開示内容はそっくりそのまま本願に導入される)
ものに限定されるものではないが、例えば加速度、振動、および/またはセンサ・モジュール32および該システムの他の部品およびモジュールによって得られた歩行特性データを決定するための撓み信号の解析、あるいは、外部から受け取ったデータまたは情報の解析を含む多数の機能および操作を提供することができる。被験者の歩行特性は、以下のものに限定されないが、例えばステップカウント、ペース、通常状態、足を引きずる、びっこ、転倒、平均歩行速度、ステップ長、および/またはストライドのうちの少なくとも1つ、 あるいは、ある用途に必要なあるいは望ましい他の必要なパラメーターを含む。
リムーバブル記憶ドライブは、周知の方法で、リムーバブル記憶ユニットから読み取りおよび/またはリムバブル記憶ユニットに書き込む。リムーバブル記憶ユニットには、リムーバブル記憶ドライブによって読み書きされるフレキシブルディスク、磁気テープ、光ディスクなどがある。ご存知のとおり、リムーバブル記憶ユニットは、コンピューターソフトウェアおよび/またはデータをそこに格納させるコンピューター使用可能な記憶メディアを含んでいる。
これらの個々の力の生成も、ボデーを上げるのに費やされる動作の量に対して生成された前進運動の量へ統合されるべきである。しかしながら、この歩行モニターは、平均歩行速度(ビーム間の距離が既知あるいは決定された)を見積もるために廊下の始めおよび終わりのビームブレーク等の追加のセンサで増大され得る。これは、平均ステップ長および平均ストライド長のような追加の歩行特性の計算を可能にする。これらのパラメーターは、様々な歩行変則事実を検知するためにさらに用いることができる。
Claims (40)
- 被験者の歩行特性をモニターするための歩行モニタリングシステムであって、該システムは、
加速度、振動 撓み信号を提供するために前記被験者が歩行する床の加速度、振動および/または撓みを検知するセンサ・モジュールと、
歩行特性を決定するための前記加速度、振動および/または撓み信号を解析するプロセッサ・モジュールと、
を備え、
前記プロセッサ・モジュールは、人の歩行と人の転倒とを識別して人の転倒を認識するように構成されたものである。 - 請求項1に記載のシステムであって、前記プロセッサ・モジュールは、更に、歩行モードと物の落下との少なくとも1つに対応した周波数をフィルタリングすることによって人の転倒を認識するように構成されている。
- 請求項1に記載のシステムであって、更に、前記歩行特性データを受けとるための出力モジュールを備えている。
- 請求項3に記載のシステムであって、前記出力モジュールは、ディスプレイ、アラーム、記憶装置、通信装置、プリンター、ブザー、PDA、ラップトップ・コンピュータ、コンピュータ、音響あるいは視覚アラーム、および/または光の少なくとも1つを含む。
- 請求項4に記載のシステムであって、前記通信装置は、モデム、ポケットベル、ネットワーク・インターフェース、エサーネット・カード、シリアル通信ポート、パラレル通信ポート、電話、および/またはPCMCIAスロットおよびカードの少なくとも1つを含む。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記センサ・モジュールおよびプロセッサ・モジュールは無線通信されている。
- 請求項6に記載のシステムであって、前記無線通信は、RFリンク、赤外線、携帯電話リンク、光学および/または電磁気の少なくとも1つからなる。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記センサ・モジュールおよびプロセッサ・モジュールは、配線で通信されている。
- 請求項8に記載のシステムであって、前記配線通信は、電子、集積回路、電磁気、ワイヤ、ケーブル、光ファイバー、電話線、撚線対および/または同軸ケーブルの少なくとも1つからなる。
- 請求項1に記載のシステムであって、更に、前記被験者の移動速度を決定する移動速度検出器を備えている。
- 請求項10に記載のシステムであって、前記移動速度検出器は、複数のビーム遮断器、床スイッチ、および/またはドアスイッチの少なくとも1つを含む。
- 請求項10に記載のシステムであって、前記移動速度検出器は、超音波通信、IR通信、レーザー通信、地上レーダー通信、広帯域レーダー通信、および/またはドップラー通信の少なくとも1つからなる。
- 請求項10に記載のシステムであって、前記被験者の前記歩行特性は、転倒である。
- 請求項1に記載のシステムであって、前記被験者の前記歩行特性は、転倒である。
- 請求項1に記載のシステムであって、更に、アーカイバル記憶モジュールを含む。
- 請求項15に記載のシステムであって、前記アーカイバル記憶モジュールは、歩行特性の縦断的解析、パターン識別、および/または識別決定の少なくとも1つを保存する。
- 請求項16に記載のシステムであって、前記プロセッサ・モジュールは、前記歩行特性、パターン識別、および/または識別決定データを解析する。
- 請求項1に記載のシステムであって、更に、第2プロセッサ・モジュールを含み、
前記第2プロセッサ・モジュールは、前記歩行特性、パターン識別、および/または識別決定データを解析する。 - 請求項1に記載のシステムであって、前記被験者は人である。
- 請求項1に記載のシステムであって、更に、前記加速度、振動、および/または撓みモジュールから受け取ったデータを処理する転倒モジュールを含む。
- 請求項1に記載のシステムであって、更に、前記加速度、振動、および/または撓みモジュールから受け取ったデータを処理するステップ・モジュールを含む。
- 請求項1に記載のシステムであって、更に、前記システムと通信状態にある第2プロセッサ・モジュールを含む。
- 被験者の歩行特性をモニターする方法であって、該方法は、
加速度、振動、および/または撓み信号を生成するために前記被験者が歩行する床の加速度、振動、および/または撓みを検出し、
歩行特性を決定するために前記加速度、振動、および/または撓み信号を解析し、
前記解析は、人の歩行と人の転倒とを識別して人の転倒を認識するものであり、
前記認識したデータに基づいて転倒したことを通知するようになされている。 - 請求項23に記載の方法であって、更に、前記歩行特性データを出力することを含む。
- 請求項24に記載の方法であって、前記出力は、ディスプレイ、アラーム、記憶装置、通信装置、プリンター、ブザー、PDA、ラップトップ・コンピュータ、コンピューター、音響あるいは視覚警報、および/または光の少なくとも1つを含む出力モジュールによって提供される。
- 請求項25に記載の方法であって、前記通信装置は、モデム、ポケットベル、ネットワーク・インターフェース、エサーネット・カード、シリアル通信ポート、パラレル通信ポート、電話、および/またはPCMCIAスロットおよびカードの少なくとも1つからなる。
- 請求項23に記載の方法であって、更に、前記被験者の移動速度を決定するために前記被験者の前記移動速度を検知することを含む。
- 請求項27に記載の方法であって、前記移動速度の検知は、移動速度検出器によって提供される。
- 請求項27に記載の方法であって、前記移動速度検出器は、超音波通信、IR通信、レーザー通信、地上レーダー通信、広帯域レーダー通信、および/またはドップラー通信の少なくとも1つを含む。
- 請求項27に記載の方法であって、前記被験者の前記歩行特性は、転倒である。
- 請求項23に記載の方法であって、前記被験者の前記歩行特性は、転倒である。
- 請求項23に記載の方法であって、更に、アーカイバル情報あるいはデータを格納することを含む。
- 請求項32に記載の方法であって、アーカイバル情報あるいはデータの保存は、歩行特性の縦断的解析、パターン識別、および/または識別決定の少なくとも1つを格納するアーカイブ記憶モジュールによって提供される。
- 請求項33に記載の方法であって、更に、前記歩行特性、パターン識別および/または識別決定データを解析することを含む。
- 請求項23に記載の方法であって、前記被験者は人である。
- 請求項23に記載の方法であって、更に、加速度、振動、および/または撓み信号から受け取った転倒データを解析することを含む。
- 請求項23に記載の方法であって、更に、加速度、振動、および/または撓み信号からのステップ・データを解析することを含む。
- 請求項23に記載の方法であって、前記プロセッサ・モジュールは、歩行モードと物の落下との少なくとも1つに対応した周波数をフィルタリングすることによって人の転倒を認識するように構成されている。
- コンピュータシステムにおいて少なくとも1つのプロセッサに被験者の歩行特性をモニターさせることを可能にするコンピューター・ロジックを有するコンピューター使用可能な媒体を含むコンピュータ・プログラム・プロダクトであって、
前記コンピューター・ロジックは、
被験者が歩行する床の加速度、振動、および/または撓み信号を提供するために床加速度、振動、および/または撓みを検出すること、および
歩行特性を決定するために、前記加速度、振動および/または撓み信号を解析すること、
を含み、
前記解析は、人の歩行と人の転倒とを識別して人の転倒を認識するものであり、
更に、前記認識したデータに基づいて転倒したことを通知するように構成されている。 - 請求項39に記載のコンピュータ・プログラム・プロダクトであって、前記解析は、人の歩行モードと物の落下との少なくとも1つに対応した周波数をフィルタリングすることによって人の転倒を認識するように行われるものである。
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