JP5624488B2 - 運動機能測定システム - Google Patents

Description

本発明は、使用者の足踏み運動に用いられる運動機能測定システムに関する。

従来から、人の脳機能の検査方法の１つとして、検査対象者に目を閉じた状態（閉眼状態）で足踏み運動を一定時間行わせ、足踏み運動に伴う検査対象者の水平面内での移動量（前後左右への移動、回転移動）によって脳の機能障害を判定する方法が知られている。つまり、閉眼状態で足踏み運動を行うと、検査対象者自身はその場で足踏み運動をしているつもりでも、実際には身体が前後左右へ移動したり、身体が回転して身体の向きが変わったりすることがあるが、これらの移動量は人によって大きく異なる。そこで、検査対象者の移動量を測定することにより、検査対象者の脳の機能障害を判定することが可能である。このような検査方法による脳機能の検査は、ＣＴ（ComputedTomography）スキャン等が一般化する前より広く行われている。

ただし、上記検査方法による脳機能の検査は、検査対象者は足踏み運動中には目を閉じているから、自身の移動量を知ることができるのは、足踏み運動の終了後、目を開けたときになる。そのため、たとえば検査対象者が足踏み運動中に３６０度回転したような場合、検査対象者は自分の身体が回転したことに気付くことができない。そこで、検査対象者以外の判定者が検査対象者の移動量を測定し、測定結果から脳機能を判定する必要がある。しかも、上記検査方法では、検査対象者の移動量は判定者の目視によって測定されるので、判定者の主観によって測定され、客観的な測定がなされないため、判定者によっては検査結果の信頼性が低くなるおそれがある。

一方、足踏み運動や腿上げ運動といったその場で行う運動は、歩行訓練などの目的で、たとえばリハビリテーション等の分野において広く取り入れられている。これらの運動を支援する装置として、使用者（被計測者）から加えられる圧力をそれぞれ検知する複数の圧力検知領域を有する圧力分布センサを備えた装置が提案されている（たとえば特許文献１参照）。特許文献１に記載の装置では、使用者が圧力分布センサ上で足踏みしたときに圧力分布センサから得られるデータに基づいて、使用者の荷重状態を解析することが可能である。

特開２００６−３１２０２９号公報

しかし、特許文献１に記載の装置は、使用者がセンサ上を移動しないことを前提にしているため、特許文献１に記載の装置では、足踏み運動中に検査対象者の身体がどのように前後左右へ移動したか、また、どのように回転したかということについては測定できない。そのため、特許文献１に記載の装置を用いても、上述したような閉眼状態での足踏み運動中における検査対象者の移動量を客観的に測定することはできない。

本発明は上記事由に鑑みて為されており、足踏み運動中における検査対象者の移動量を客観的に測定できる運動機能測定システムを提供することを目的とする。

本発明の運動機能測定システムは、水平面に沿って配置された測定面に対して荷重が掛かる位置および当該荷重の大きさを測定する測定装置と、前記測定面上で使用者が足踏み運動を行っているときの前記測定装置の測定結果に基づいて、少なくとも前記測定面内における前記使用者の身体の向きを検出する検出部と、前記検出部で検出された少なくとも前記身体の向きに関して前記足踏み運動に伴う時間変化を測定する変化測定部と、前記変化測定部の測定結果を出力する出力部と、前記使用者を撮像する撮像装置とを備え、前記検出部は、前記測定装置の測定結果に加えて、前記撮像装置で撮像された画像を用いて、前記身体の向きを検出するように構成されていることを特徴とする。

この運動機能測定システムにおいて、前記検出部は、前記測定面上で使用者が足踏み運動を行っているときの前記測定装置の測定結果に基づいて、前記測定面内における前記使用者の前記重心位置を検出する重心検出部を有しており、前記変化測定部は、前記使用者が前記足踏み運動を行う運動期間中に前記重心位置が移動した経路を表す軌跡を、前記足踏み運動に伴う前記重心位置の時間変化として測定することが望ましい。

この運動機能測定システムにおいて、前記検出部は、前記使用者が左右の各足で前記測定面を１回ずつ踏んだときにおける左足の重心位置と右足の重心位置との平均位置を、前記使用者の重心位置とみなすことがより望ましい。

この運動機能測定システムにおいて、前記測定面を踏ませるタイミングを前記使用者に報知するガイド部をさらに備えることがより望ましい。

本発明は、変化測定部が検出部で検出された重心位置と身体の向きとの少なくとも一方に関して足踏み運動に伴う時間変化を測定するので、足踏み運動中における検査対象者の移動量を客観的に測定できるという利点がある。

実施形態１の運動機能測定システムのシステム構成を示す概略図である。 同上の動作の説明図である。 同上の動作の説明図である。

以下の実施形態では、脳機能の検査を目的として、検査対象者に目を閉じた状態（閉眼状態）で足踏み運動を所定の制限時間に亘って行わせ、足踏み運動に伴う検査対象者の水平面内での移動量を測定する運動機能測定システムについて説明する。ただし、以下の実施形態の記載は運動機能測定システムの用途を限定する趣旨ではなく、たとえば健常者が日頃の運動や、各種のスポーツに必要なバランス感覚等を習得するためのトレーニングなどに運動機能測定システムを用いてもよい。

（実施形態１）
本実施形態の運動機能測定システム１は、図１に示すように、使用者（検査対象者）２の正面に配置され表示面３０に映像を映す表示装置３と、使用者２から掛かる荷重の分布を測定する測定装置４と、表示装置３等の動作を制御する制御装置５とを備えている。さらに、運動機能測定システム１は、制御装置５からの出力を受けて音を発生するスピーカ６を備えている。表示装置３と測定装置４とスピーカ６とは、いずれも制御装置５に対して接続されている。

表示装置３は、ここではプラズマディスプレイからなる。図１では、表示装置３を支持する構造の図示を省略しているが、適宜選択される構造で、表示装置３は十分な強度をもって定位置に固定される。なお、表示装置３はプラズマディスプレイに限らず、液晶ディスプレイ等、他のディスプレイ装置であってもよい。また、ディスプレイ装置の代わりに、映像を投影する投影装置（図示せず）を用いることも考えられる。詳しくは後述するが、表示装置３に表示される映像は制御装置５によって生成される。

測定装置４は、表示装置３の手前の床であって使用者２の足元に配置され、上に乗った使用者２から作用する荷重を検出するシート状のセンサシート４０と、センサシート４０で検出されたデータを処理して制御装置５へ出力する処理回路（図示せず）とを有する。センサシート４０は、それぞれ使用者２から作用する荷重の大きさを測定する多数個の荷重センサ（図示せず）が、水平面内でマトリクス状（格子状）に二次元配置されて構成されており、その表面（上面）が測定面を構成する。ここでは一例として、隣接する格子点同士の間隔が１２ｍｍとなる格子の各格子点上にそれぞれ荷重センサが配置されたセンサシート４０を用いることとするが、荷重センサの間隔および配置はこの例に限らない。

この測定装置４は、各荷重センサにそれぞれ作用する荷重を測定することにより、センサシート４０上の使用者２から測定面に作用する荷重の水平面（床面に沿う面）内での分布（荷重が掛かる位置および当該荷重の大きさ）を測定することができる。つまり、測定装置４は、センサシート４０上に立つ使用者２が足踏み運動を行った際に、使用者２の左右の各足から掛かる荷重の水平面内での分布をリアルタイムで測定する。

本実施形態では、測定装置４は、表示装置３に向き合った状態にある使用者２の左右方向をＸ軸、前後方向をＹ軸とし、センサシート４０の表面（上面）の中心位置を（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）とするＸＹ直交座標系において荷重の分布を測定する。なお、センサシート４０表面の中心位置を基準に、Ｘ座標については使用者２の右方が正、左方が負の値となり、Ｙ座標については使用者２の前方が正、後方が負の値となるように、Ｘ座標、Ｙ座標の正負が決められている。

ここにおいて、測定装置４は、閉眼状態で足踏み運動を行う使用者２の水平面内での移動量（前後左右への移動、回転移動）を測定するために、使用者２の移動範囲に亘って荷重を検出可能な大きさのセンサシート４０を採用している。すなわち、大半の使用者２の移動範囲がセンサシート４０の中心位置から半径２ｍの範囲内に収まるのであれば、たとえば中心位置から半径２ｍの範囲内に荷重センサを配置したセンサシート４０が用いられる。センサシート４０の表面には少なくとも中心位置を示すマークが表記されている。

このように、測定装置４は水平面内での使用者２の荷重の分布をリアルタイムで測定し、測定結果を制御装置５に対して出力する。制御装置５に出力される測定装置４の測定結果は水平面内での使用者２の荷重の分布を表す値であればよく、本実施形態では、測定装置４はセンサシート４０を構成する各荷重センサに掛かる荷重を荷重センサごとに制御装置５へ出力する。なお、測定装置４から制御装置５への測定結果の出力は、ＵＳＢ（登録商標）ケーブル等を用いた有線通信で行ってもよいし、無線（ワイヤレス）通信で行ってもよい。無線通信の場合、測定装置４と制御装置５との間にケーブルを引き回す必要がない分、測定装置４と制御装置５との位置関係の制限が緩和されるという利点がある。

上記構成の運動機能測定システム１を使用する場合、使用者２は、センサシート４０上の中心位置に重心が位置するようにセンサシート４０の中央に立ち、身体を正面（表示装置３側）に向けた状態から閉眼状態での足踏み運動を所定の制限時間に亘って行う。ここにおいて、使用者２に足踏み運動を行わせる運動期間は、制御装置５の入力部となるキーボード等の入力インタフェース（図示せず）に対し運動を開始する所定の操作が為されることにより開始する。この運動期間は、開始から制限時間が経過した時点で自動的に終了する。なお、使用者２は、アイマスクなどで目隠しされた状態で足踏み運動を行えば、運動期間中は閉眼状態が確実に維持されるため公平な検査を行うことができる。

ここで、運動期間に亘って使用者２に閉眼状態での足踏み運動を行わせるべく、制御装置５は、使用者２に足踏み運動の開始、終了のタイミングを使用者２に知らせるガイド部５０を有している。ガイド部５０は、制御装置５に付設されたスピーカ６から、少なくとも運動期間の開始、終了のタイミングで開始、終了を表す音を発生する。さらに、ガイド部５０は、センサシート４０における荷重センサが配置された測定範囲（たとえば中心位置から半径２ｍの範囲）のうち、端縁から所定幅寸法のエリアの荷重センサが荷重を検知したときに、スピーカ６から警告音を出して測定を停止させてもよい。これにより、運動機能測定システム１は、足踏み運動を行う使用者２がセンサシート４０の測定範囲からはみ出しそうになると、警告音を出して使用者２に知らせることができる。

また、本実施形態では、ガイド部５０は使用者２に対して足踏みのタイミングを報知する機能も具備しており、運動期間においては、ガイド部５０によってスピーカ６から周期的に左右の各足を踏ませるタイミングを使用者２に知らせる音を発生する。これにより、使用者２は、運動期間中には目を閉じた状態であってもガイド部５０によって決められたテンポで足踏みを行うことができる。なお、ガイド部５０は、スピーカ６からの音によって使用者２に足踏みのタイミングを知らせる構成に限らず、たとえば使用者２が装着するリストバンドを振動させて使用者２に刺激を与えることにより、足踏みのタイミングを通知するような構成でもよい。

運動期間の長さ（制限時間の長さ）およびガイド部５０が案内する足踏み運動のタイミング（テンポ）は、後述する記憶部５４に予め設定値として登録されている。これらの設定値は、制御装置５の入力インタフェースに対する操作によって任意に変更することが可能である。

ところで、本実施形態の運動機能測定システム１は、測定装置４の測定結果に基づき使用者２の水平面内での重心位置を検出する重心検出部５１と、測定装置４の測定結果に基づき使用者２の身体の向きを検出する向き検出部５２とを制御装置５に有している。また、制御装置５は、重心検出部５１で検出された重心位置の時間変化、および向き検出部５２で検出された身体の向きの時間変化を、足踏み運動に伴う使用者２の移動量として測定する変化測定部５３を有している。さらに、制御装置５は、各種データが記憶される記憶部５４と、表示装置３に表示させる映像を生成する表示制御部５５と、脳機能の検査に必要な評価を行う評価部５６とを有している。重心検出部５１と向き検出部５２とは検出部を構成している。

重心検出部５１は、測定装置４の測定結果から、センサシート４０上に立つ使用者２の重心のＸＹ直交座標系における座標位置をリアルタイムで算出する。具体的には、重心検出部５１は、センサシート４０の各荷重センサで測定された荷重の大きさを所定の閾値と比較することにより、測定装置４の出力を所定の閾値以上の荷重が加わっている領域とそれ以外の領域とに２値化する。重心検出部５１は、センサシート４０に対して使用者２の左足から荷重が加わる位置（以下、「第１の加重位置」という）と、使用者２の右足から荷重が加わる位置（以下、「第２の加重位置」という）との平均位置を使用者２の重心位置とする。

ただし、使用者２の片足のみが着地している状態でも、センサシート４０に荷重が加わる位置は一点だけではなく、ある程度の面積を有した領域に荷重が加わることになる。そこで、本実施形態の重心検出部５１は、使用者２が左右の各足でセンサシート４０を１回ずつ踏んだときにおける左足の重心位置を第１の加重位置とし、右足の重心位置を第２の加重位置とし、両加重位置の中間位置を使用者２の重心位置とみなす。

ここで、使用者２が所定のテンポで足踏み運動を行っていると、左足と右足とは所定の時間間隔で交互に着地することになるので、センサシート４０には所定の時間間隔で第１の加重位置と第２の加重位置とに交互に使用者２からの荷重が加わることになる。そこで、重心検出部５１は、所定の時間間隔を空けて測定される荷重の分布から第１の加重位置と第２の加重位置とを検出し、両加重位置の中間となる座標位置を使用者２の重心位置として検出する。上述したようにガイド部５０によって決められたテンポで使用者２が足踏み運動を行う場合には、重心検出部５１は、ガイド部５０の出力に合わせたタイミングで第１の加重位置と第２の加重位置とを検出する。

また、使用者２の足踏み運動中においては、左足が着地した状態と右足が着地した状態とが入れ替わる際に、両足が共に着地した状態が生じ、この状態では使用者２の体重はセンサシート４０の広範囲に分散して加わることになる。そこで、重心検出部５１は、センサシート４０上の連続した一つの領域にたとえば使用者２の体重の９割以上が集中して加わっている状態を片足のみ着地している状態と判断し、このタイミングで第１および第２の加重位置を検出してもよい。あるいは、重心検出部５１は、使用者２の体重がセンサシート４０の広範囲に分散して加わっている状態を両足共が着地した状態であると判断し、この状態の前後、つまり片足のみが着地しているタイミングで第１および第２の加重位置を検出してもよい。

なお、使用者２が足踏み運動を行う際、通常、左右の各足は足裏全体が同時に着地するのではなく爪先側から踵側にかけて徐々に着地し、地面から離れる際にも踵側から爪先側にかけて徐々に離れることになる。そのため、片足のみが着地している期間でも、時間経過に伴って第１の加重位置、第２の加重位置は変化する。そこで、本実施形態では、重心検出部５１は、使用者２からの荷重が掛かる連続した一つの領域が所定の面積以上となった状態を足裏全体が着地した状態と判断し、この状態で検出される重心位置を第１の加重位置あるいは第２の加重位置として検出する。

使用者２の足踏み運動に伴って使用者２の重心位置が移動する例を図２に示す。図２においては、第１の加重位置Ｐ１と第２の加重位置Ｐ２との中間に位置する重心位置Ｐ３が、足踏み運動に伴って（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）の位置から（Ｘ，Ｙ）＝（ｘ，ｙ）の位置に移動した例を示している。つまり、図２の例では、使用者２の身体が足踏み運動に伴って右斜め前方に移動したことを表している。重心検出部５１で検出された使用者２の重心位置は、運動期間に亘って所定のサンプリング周期（たとえば使用者２が行う足踏みの２歩分の周期）でサンプリングされ時系列に沿って記憶部５４に記憶される。なお、図２に破線で示す足形は運動期間の開始時点における使用者２の左右の各足の位置を表し、実線で示す足形は運動期間の開始から一定時間経過後における使用者２の左右の各足の位置を表している。

向き検出部５２は、第１の加重位置と第２の加重位置との相対的な位置関係から、センサシート４０上に立つ使用者２の身体の向きをリアルタイムで検出する。具体的には、向き検出部５２は、ＸＹ直交座標系におけるＸ軸を基準として、第１および第２の両加重位置を結ぶ直線のＸ軸に対する回転角を使用者２の身体が回転した角度とする。たとえば、使用者２の身体が正面に向けられている状態では使用者２の左足および右足を結ぶ直線はＸ軸と平行になるのに対し、使用者２の体が真横に向けられている状態では使用者２の左足および右足を結ぶ直線はＸ軸と直交する。つまり、第１および第２の両加重位置を結ぶ直線のＸ軸に対する回転角が０度であれば使用者２の身体は正面（表示装置３側）に向いていることを意味し、一方、当該回転角が９０度であれば使用者２の身体は真横に向いていることを意味する。なお、ここでは右回りを回転角の正方向とし、左回りを回転角の負方向とする。

使用者２の足踏み運動に伴って使用者２の身体の向きが変化する例を図３に示す。図３においては、第１の加重位置Ｐ１と第２の加重位置Ｐ２とを結ぶ直線が、足踏み運動に伴ってＸ軸に平行な状態から右回り（時計回り）に角度θだけ回転した例を示している。つまり、図３の例では、使用者２の身体が足踏み運動に伴って右回りに回転したことを表している。向き検出部５２で検出された使用者２の身体の向きは、重心検出部５１で検出された使用者２の重心位置と共に、運動期間に亘って所定のサンプリング周期（たとえば使用者２が行う足踏みの２歩分の周期）でサンプリングされ時系列に沿って記憶部５４に記憶される。なお、図３に破線で示す足形は運動期間の開始時点における使用者２の左右の各足の位置を表し、実線で示す足形は運動期間の開始から一定時間経過後における使用者２の左右の各足の位置を表している。

変化測定部５３は、記憶部５４に記憶されたデータ（重心検出部５１で検出された重心位置、向き検出部５２で検出された身体の向き）をそれぞれ読み出して、これらの時間変化を足踏み運動に伴う使用者２の移動量として測定する。ここでは、変化測定部５３は使用者２の重心位置については、足踏み運動中に移動した軌跡を求め、この軌跡の長さ（軌跡長）およびセンサシート４０上での初期位置（センサシート４０上の中心位置）からの移動距離を実測値として算出する。また、変化測定部５３は使用者２の身体の向きについては、初期位置（身体を正面に向けた状態）からの足踏み運動に伴う身体の回転角度および足踏み運動中における身体の双方向への回転量を実測値として算出する。

このようにして算出された実測値を、評価部５６は、予め記憶部５４に記憶されている判定値と比較することによって、使用者２の脳機能を評価する。ここでは、一例として、使用者２に５０回足踏みを行わせることとし、その間における重心位置の移動距離の判定値が初期位置から半径０．７５ｍに設定され、身体の回転角度の判定値が初期位置から４５度に設定されている。この場合、評価部５６は、重心位置の移動距離の実測値が初期位置から半径０．７５ｍ以下であれば使用者２の脳機能が正常であると評価し、実測値が初期位置から半径０．７５ｍを超えていれば使用者２の脳機能に異常が疑われると評価する。また、評価部５６は、使用者２の身体の回転角度の実測値が初期位置から４５度以下であれば使用者２の脳機能が正常であると評価し、実測値が初期位置から４５度を超えていれば使用者２の脳機能に異常が疑われると評価する。

変化測定部５３の測定結果は、表示制御部５５に出力される。ここで、表示装置３は変化測定部５３の測定結果を出力する出力部として機能し、変化測定部５３の測定結果は表示装置３に表示されることになる。つまり、表示制御部５５は、変化測定部５３の測定結果を受け、当該測定結果を表す映像を生成し、生成した映像を表示装置３に表示させる。ただし、この構成に限らず、出力部は、変化測定部５３の測定結果をプリントアウトしたり、あるいは音声や光等で出力したりする構成であってもよい。

表示装置３に表示させる映像は、変化測定部５３の測定結果（重心位置の移動軌跡や身体の向きの変化を表した映像）だけでなく、評価部５６の評価結果をも表す映像であってもよい。この場合、表示装置３は、出力部としてだけでなく、評価部５６の評価結果を提示する提示部としても機能する。本実施形態では、運動期間の終了後にこのような映像が表示装置３に表示される構成とするが、この構成に限らず、変化測定部５３の測定結果を表す映像が運動期間中に表示装置３にリアルタイムで表示される構成であってもよい。

以上説明した構成の運動機能測定システム１によれば、使用者２がセンサシート４０の中央に立ち身体を正面に向けて閉眼状態で足踏み運動を行うだけで、足踏み運動中における使用者２の移動量を客観的に測定することができる。すなわち、運動期間中に使用者２が閉眼状態での足踏み運動に伴って水平面内で移動（前後方向への移動、回転移動）すると、その移動量が変化測定部５３にて客観的に測定され、測定結果は表示装置３に表示されて使用者２に通知されることになる。したがって、使用者（脳機能の検査対象者）２は、足踏み運動中には目を閉じているにもかかわらず、運動終了後には自身の足踏み運動中における移動量を正確に知ることができる。そのため、たとえば使用者２が足踏み運動中に３６０度回転したような場合でも、使用者２は自分の身体が回転したことに気付くことができ、検査対象者以外の判定者が移動量を測定する必要はない。

また、評価部５６は、変化測定部５３で測定された使用者２の移動量を用いて当該使用者２の脳機能を評価し、その評価結果が使用者２に提示されるので、使用者２の移動量を評価するノウハウを持たない使用者２であっても、脳機能の評価結果を知ることができる。

しかも、上記運動機能測定システム１によれば、足踏み運動中における使用者２の移動量は、目視ではなく、測定装置４の測定結果に基づいて変化測定部５３にて客観的に測定されるので、脳機能の検査結果の信頼性が高いという利点もある。また、本実施形態では、変化測定部５３は、使用者２の重心位置の変化と身体の向きの変化との両方を、移動量として測定するので、単に使用者２が前後左右に移動した場合だけでなく、その場で回転移動した場合にも使用者２の移動として測定することができる。

また、重心検出部５１は、センサシート４０に対し使用者２の左足から荷重が加わる第１の加重位置と右足から荷重が加わる第２の加重位置との平均位置（中間位置）を使用者２の重心位置としているので、単純な演算で使用者２の重心位置を検出することができる。

さらに、本実施形態では、向き検出部５２は、使用者２の身体の向きを検出するために、センサシート４０に対し使用者２の左足から荷重が加わる第１の加重位置と、右足から荷重が加わる第２の加重位置との相対的な位置関係を用いている。そのため、使用者２の重心位置を検出するために設けられている測定装置４とは別の装置を、使用者２の身体の向きを検出するために用意する必要が無く、運動機能測定システム１の簡略化を図ることができる。

さらにまた、本実施形態の運動機能測定システム１は、ガイド部５０が使用者２に対して足踏みのタイミングを案内するので、使用者２にとっては足踏み運動のテンポを掴みやすくなる。しかも、運動機能測定システム１が不特定の使用者２に使用される場合、足踏み運動のテンポを統一することにより、複数の使用者２に対して公平な検査を行うことが可能となる。また、ガイド部５０によって決められたテンポで使用者２が足踏み運動を行うと、ガイド部５０の出力に合わせたタイミングで第１の加重位置と第２の加重位置とを検出することができ、重心位置の検出や身体の向きの検出が容易になるという利点もある。

なお、変化測定部５３は、使用者２の重心位置の変化と、身体の向きの変化との少なくとも一方を、使用者２の移動量として測定すればよく、重心検出部５１と向き検出部５２との一方は省略されていてもよい。

また、評価部５６は、使用者２の脳機能の評価に限らず、たとえば使用者２の身体の歪み等を評価してもよい。

（実施形態２）
本実施形態の運動機能測定システム１は、使用者２を撮像するＣＣＤ（Charge CoupledDevice）カメラからなる撮像装置（図示せず）を備えている点が、実施形態１の運動機能測定システム１と相違する。以下、実施形態１と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を適宜省略する。

撮像装置は、表示装置３の上方に配置され、センサシート４０の中心位置に立つ使用者２の二次元画像を撮像する。撮像装置は、その視野内に少なくとも使用者２の頭部（顔を含む）が含まれるように、上下方向の向き（チルト角）および左右方向の向き（パン角）が調節されている。撮像装置は制御装置５に接続され、撮像した画像データを制御装置５に出力する。

制御装置５は、撮像装置から入力された画像データを、向き検出部５２での使用者２の身体の向きの検出に使用する。要するに、本実施形態では、向き検出部５２は、センサシート４０上に立つ使用者２の身体の向きの検出に、第１の加重位置と第２の加重位置との相対的な位置関係に加えて、撮像装置で撮像された使用者２の画像も使用する。

すなわち、向き検出部５２は、撮像装置で撮像された使用者２の画像から画像認識技術によって使用者２の顔部分を認識し、顔部分の写り方によって使用者２の身体の向きを推定する。たとえば、使用者２の顔の全体が正面から写っているのであれば、向き検出部５２は、使用者２の身体は正面（表示装置３側）を向いていると推定する。

向き検出部５２では、第１の加重位置と第２の加重位置との相対的な位置関係から使用者２の身体の向きを求めた上で、撮像装置で撮像された画像から推定される身体の向きを加味することにより、使用者２の身体の向きを正確に求めることができる。たとえば、足踏み運動に伴って使用者２の身体が９０度回転した後、さらに９０度回転したような場合、これらの回転の向きが同一か否かによって身体の向きは異なるが、第１の加重位置と第２の加重位置との相対的な位置関係からだけでは両者の区別はつきにくい。

つまり、第１の加重位置と第２の加重位置とが区別されていない場合、身体が真横を向いている状態から身体が正面を向くように回転したのか、あるいは身体が真後ろを向くように回転したのか、区別することができない可能性がある。これに対して、本実施形態では、撮像装置で撮像された画像から身体が正面を向いているのか真後ろを向いているのかを区別することができるので、向き検出部５２は、画像から推定される身体の向きを加味することにより身体の向きを正確に求めることが可能になる。

その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

１ 運動機能測定システム
２ 使用者
３ 表示装置（出力部）
４ 測定装置
４０ センサシート
５０ ガイド部
５１ 重心検出部（検出部）
５２ 向き検出部（検出部）
５３ 変化測定部
５６ 評価部
Ｐ１ 第１の加重位置（左足の重心位置）
Ｐ２ 第２の加重位置（右足の重心位置）
Ｐ３ 重心位置

Claims (4)

1. 水平面に沿って配置された測定面に対して荷重が掛かる位置および当該荷重の大きさを測定する測定装置と、前記測定面上で使用者が足踏み運動を行っているときの前記測定装置の測定結果に基づいて、少なくとも前記測定面内における前記使用者の身体の向きを検出する検出部と、前記検出部で検出された少なくとも前記身体の向きに関して前記足踏み運動に伴う時間変化を測定する変化測定部と、前記変化測定部の測定結果を出力する出力部と、前記使用者を撮像する撮像装置とを備え、
   前記検出部は、前記測定装置の測定結果に加えて、前記撮像装置で撮像された画像を用いて、前記身体の向きを検出するように構成されていることを特徴とする運動機能測定システム。
2. 前記検出部は、前記測定面上で使用者が足踏み運動を行っているときの前記測定装置の測定結果に基づいて、前記測定面内における前記使用者の重心位置を検出する重心検出部を有しており、前記変化測定部は、前記使用者が前記足踏み運動を行う運動期間中に前記重心位置が移動した経路を表す軌跡を、前記足踏み運動に伴う前記重心位置の時間変化として測定することを特徴とする請求項１に記載の運動機能測定システム。
3. 前記検出部は、前記使用者が左右の各足で前記測定面を１回ずつ踏んだときにおける左足の重心位置と右足の重心位置との平均位置を、前記使用者の重心位置とみなすことを特徴とする請求項２に記載の運動機能測定システム。
4. 前記測定面を踏ませるタイミングを前記使用者に報知するガイド部をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の運動機能測定システム。

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