JP5956473B2 - 情報処理装置及びその制御方法、並びに立位バランス診断システム - Google Patents
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Description
被検者の立位状態における当該被検者の左右の足の裏にかかる圧力分布及びバランスを診断する情報処理装置であって、
複数の圧力センサが2次元に配列された圧力センサアレイ装置から、前記複数の圧力センサにかかる被検者の立位状態における左右の足裏からの圧力を表わす圧力情報を取得する取得手段と、
該取得手段で取得した圧力情報に基づき、前記被検者の左右の足のいずれが健常側であり、いずれが非健常側であるかを判定する判定手段と、
前記取得手段で取得した圧力情報、及び、前記判定手段による判定の結果に基づき、非健常側の足が健常であると仮定した場合の仮想圧力情報を、健常側の足の圧力情報から生成する仮想圧力情報生成手段と、
該仮想圧力情報生成手段で得られた仮想圧力情報に基づく圧力分布と、前記判定手段による非健常側と判定された、前記取得手段で取得した圧力情報に基づく圧力分布とを合成して表示する表示手段とを備える。
<立位バランス診断システムの外観構成>
図1に、本実施形態に係る立位バランス診断システム1000の外観構成の一例を示す。
図3は、立位バランス診断システム1000を構成するセンサ部100及び情報処理装置120の機能構成を示す図である。
・重心位置算出部211について
圧力センサアレイ102が、2次元配列でm×n個の圧力センサ111で構成され、図2の水平方向(図2のx軸方向)の座標i(0≦i≦m)、垂直方向j(図2のy軸方向)の座標j(0≦j≦n)の圧力値をP(i,j)と表わしたとき、重心位置G(gx、gy)の座標(gx、gy)は次式で得られる。
gx={Σx×P(x、y)}/ΣP(x,y)
gy={Σy×P(x、y)}/ΣP(x,y)
ここで、Σは、x=0、1、…、m、y=0、1、…nの合算を表わす。
・健常足判定部212について
本実施形態における立位バランス診断システムで測定を開始する際には、被検者に対して、つま先をマーカ122に合わせて、被検者にとって自然な状態での立位姿勢を維持するように指示する。この時、図2のY軸方向が被検者の向いている方向とし、境界線121よりも左側が左足を載置する領域、右側が右足を載置する領域として、各領域の圧力分布を解析する。
NL−NR>Th1
を満たす場合、左足側を健常側とする。また、
NR−NL>Th1
を満たす場合、右足側を健常側とする。
|NL−NR|≦Th1
(ただし、|x|はxの絶対値を示す)
を満たす場合、実施形態では、左右の足の圧力分布のそれぞれの重心位置のY座標の値の差から健常側を判定する。
YL−YR>Th2
を満たす場合、左足側を健常側とする。また、
YR−YL>Th2
を満たす場合、右足側w健常側とする。そして、
|YL−YR|≦Th2
の場合、左右の足のバランスについては問題がないとして判定する。
・接地領域判定部213について
この接地領域判定部213は、足載置部110aに被検者が直立した(立位状態になった)場合に、足載置部110aに触れている部分と触れていない部分の境界線を求めるものである。座標(i,j)にある圧力センサ111で検出された圧力値をP(i,j)と表現したとき、それを中心とし、上下左右斜めに隣接する圧力センサで構成される3×3の圧力値は、次のように表現できる。
P(i−1,j−1)、P(i,j−1)、P(i+1,j−1)、
P(i−1,j)、 P(i,j)、 P(i+1,j)、
P(i−1,j+1)、P(i,j+1)、P(i+1,j+1)、
従って、中心位置が接触位置にあり、その位置が非接触位置との境界にあるというのは、P(i,j)>0であり、且つ、残りの8つの、
P(i−1,j−1)、P(i,j−1)、P(i+1,j−1)、P(i−1,j)、P(i+1,j)、P(i−1,j+1)、P(i,j+1)、P(i+1,j+1)、の何れか1つが0となっている場合である。
・圧力バランス判定部214について
圧力バランス判定部214は、健常足判定部212での判定結果を受け、健常側足を基準にした、非健常側足の相対的な圧力分布を測定し、その相対的な圧力分布を可視化するための情報を作成する。
・表示制御部215について
表示制御部215は、表示部230に足載置部110aを模した領域を示す枠を表示し、その中に、重心位置算出部211で算出された重心位置を示すマークの表示する。更には、操作者の指示に応じて、接地領域判定部213からの判定結果を示す情報に基づく画像(図4B参照)、又は、圧力バランス判定部214からの判定結果を示す情報に基づく画像(図5B参照)を表示する。
以上、制御部210を構成する各処理部の説明を行ったが、計測開始から表示までの、情報処理装置200の制御部210の処理手順を図6のフローチャートに従って説明する。
上記実施形態で説明したように、圧力センサアレイ102を構成する個々の圧力センサ111のサイズは約1cm×1cmとしたので、1cm未満の左右の足のずれが生じてしまう。別の実施形態として、圧力センサアレイ102の下に重心動揺計を組み込んで、重心位置を1mm程度の精度で推定できるようにしてもよい。足圧センサアレイは、重心動揺計と分離できても良いし、一体型となっていても良い。
Claims (8)
- 被検者の立位状態における当該被検者の左右の足の裏にかかる圧力分布及びバランスを診断する情報処理装置であって、
複数の圧力センサが2次元に配列された圧力センサアレイ装置から、前記複数の圧力センサにかかる被検者の立位状態における左右の足裏からの圧力を表わす圧力情報を取得する取得手段と、
該取得手段で取得した圧力情報に基づき、前記被検者の左右の足のいずれが健常側であり、いずれが非健常側であるかを判定する判定手段と、
前記取得手段で取得した圧力情報、及び、前記判定手段による判定の結果に基づき、非健常側の足が健常であると仮定した場合の仮想圧力情報を、健常側の足の圧力情報から生成する仮想圧力情報生成手段と、
該仮想圧力情報生成手段で得られた仮想圧力情報に基づく圧力分布と、前記判定手段による非健常側と判定された、前記取得手段で取得した圧力情報に基づく圧力分布とを合成して表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。 - 前記表示手段は、
健常側の足については当該健常側の足の圧力情報に基づく圧力分布を示す像を表示し、
非健常側の足については当該非健常側の足の圧力情報に基づく圧力分布を示す像と、前記仮想圧力情報生成手段で生成された圧力情報に基づく像とを合成して表示する
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記表示手段が表示する表示モードには、少なくとも接地境界表示モード、圧力バランス表示モードが含まれ、
前記接地境界表示モードにおいては、
健常側の足の前記圧力センサに接している境界線を示す像を表示し、
非健常側の足の前記圧力センサに接している境界線、並びに、仮想圧力情報作成手段で得られた圧力情報に基づく仮想的な境界線を合成して表示し、
前記圧力バランス表示モードにおいては、
健常側の足の前記圧力センサに接している境界線内は単一の色で表示し、
非健常側では、仮想圧力情報作成手段で得られた圧力情報と前記非健常側の圧力情報との差分を、当該差分が示す値に対応した色で表示する
ことを特徴とする請求項2に記載の情報処理装置。 - 前記取得手段で取得した圧力情報に基づき、被検者の重心位置を算出する重心位置算出手段を更に有し、
前記表示手段は、前記重心位置算出手段で算出された重心位置にカーソルを表示することを特徴とする請求項2又は3に記載の情報処理装置。 - 前記判定手段は、
前記取得手段で取得した圧力情報から、被検者の前記圧力センサに接する左右の足の接地面積を算出し、一方が他方に対して予め設定された閾値Th1を超えて大きい場合、当該大きいと判定された面積を持つ足側を健常側として判定し、
左右の足の接地面積の差が、前記閾値Th1以下であった場合、左右の足それぞれの重心位置を算出し、一方が他方に対して予め設定された閾値Th2を超えて踵方向に位置していると判定した場合、当該踵方向に位置していると判定した足側を健常側として判定し、
左右の足それぞれの重心位置の差が、前記閾値Th2以下であった場合には、操作者に指示入力に従って健常側を決定する
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 被検者の立位状態における当該被検者の左右の足の裏にかかる圧力分布及びバランスを診断する情報処理装置の制御方法であって、
取得手段が、複数の圧力センサが2次元に配列された圧力センサアレイ装置から、前記複数の圧力センサにかかる被検者の立位状態における左右の足裏からの圧力を表わす圧力情報を取得する取得工程と、
判定手段が、前記取得工程で取得した圧力情報に基づき、前記被検者の左右の足のいずれが健常側であり、いずれが非健常側であるかを判定する判定工程と、
仮想圧力情報生成手段が、前記取得工程で取得した圧力情報、及び、前記判定工程による判定の結果に基づき、非健常側の足が健常であると仮定した場合の仮想圧力情報を、健常側の足の圧力情報から生成する仮想圧力情報生成工程と、
表示手段が、該仮想圧力情報生成工程で得られた仮想圧力情報に基づく圧力分布と、前記判定工程による非健常側と判定された、前記取得工程で取得した圧力情報に基づく圧力分布とを合成して表示装置の表示画面に表示する表示工程と、
を備えることを特徴とする情報処理装置の制御方法。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の情報処理装置と、
複数の圧力センサが2次元に配列された圧力センサアレイ装置と
を備えることを特徴とする立位バランス診断システム。 - コンピュータを、請求項6に記載の情報処理装置の制御方法の各工程として機能させるためのプログラム。
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