JP6127454B2 - Walking age display system - Google Patents
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Description
本発明は、歩行行為で計測されるパラメータに基づいて、歩行能力に相応する年齢(以下、歩行年齢ともいう。)を表示するシステムに関する。 The present invention relates to a system for displaying an age corresponding to walking ability (hereinafter also referred to as walking age) based on a parameter measured by walking action.
一般に、加齢に伴って筋力や平衡感覚が衰えることにより歩行能力が低下し、歩行速度が遅くなる。また、加齢に伴って転倒のリスクが高まり、足腰に障害も発生しやすくなる。そこで、歩行行為の計測データに基づいて歩行能力を評価したり、歩行年齢を求めたりすることがなされている。 In general, with the aging, muscle strength and balance sensation declines, so that walking ability decreases and walking speed slows down. In addition, the risk of falls increases with age, and the legs and hips are more likely to be damaged. In view of this, the walking ability is evaluated or the walking age is obtained based on the measurement data of the walking action.
例えば、被験者の歩行行為を撮像すると共に、背の高さと歩行速度を計測し、歩行行為の画像の解析により得られる歩行リズムと背の高さと歩行速度とから、被験者の歩行年齢を判定する方法が提案されている(特許文献1)。 For example, a method of determining a walking age of a subject from imaging a walking action of the subject, measuring a height and a walking speed, and from a walking rhythm, a height, and a walking speed obtained by analyzing an image of the walking action Has been proposed (Patent Document 1).
シート状の圧力センサを使用し、被験者がシート状の圧力センサの上を歩くことにより得られる2次元圧力分布画像から、歩行時のストライド長、ステップ長、歩隔等を測定し、左右の足のこれらのバランスに基づいて歩行動作の障害の程度を評価することや(特許文献2)、シート状の圧力センサで計測される歩隔や歩幅から転倒の危険度を計算すること(特許文献3)が提案されている。
Using a sheet-like pressure sensor, measure the stride length, step length, step, etc. during walking from the two-dimensional pressure distribution image obtained by the subject walking on the sheet-like pressure sensor. Based on these balances, the degree of obstacles in walking motion is evaluated (Patent Document 2), and the risk of falls is calculated from the step and step length measured by a sheet-like pressure sensor (
また、加速度センサを使用して被験者の歩行時の加速度データを取得し、歩行速度を算出する方法が提案されている(特許文献4、5)。
In addition, a method has been proposed in which acceleration data at the time of walking of a subject is acquired using an acceleration sensor and a walking speed is calculated (
上述のように、歩行行為の計測に基づいて評価した歩行年齢を知ることで、被験者は、被験者自身の歩行能力を平均的な健常者の歩行能力と対比することができ、生活習慣や運動習慣の改善が動機付けられる。 As described above, by knowing the walking age evaluated based on the measurement of walking activity, the subject can compare the walking ability of the subject himself with the walking ability of an average healthy person, lifestyle habits and exercise habits. Is motivated to improve.
しかしながら、歩行行為の計測から歩行年齢を的確に評価することは容易でなく、本人や家族が納得のいかない評価結果となり、歩行年齢の評価が、生活習慣や運動習慣の改善に役立てられない場合が生じる。そこで、本発明が解決しようとする課題は、歩行行為の計測に基づいて的確な歩行年齢を表示できるようにすることに関する。 However, it is not easy to accurately evaluate the walking age from the measurement of walking activity, and the evaluation result is unsatisfactory for the person or family, and the evaluation of walking age cannot be used to improve lifestyle and exercise habits Occurs. Therefore, the problem to be solved by the present invention relates to enabling an accurate walking age to be displayed based on measurement of walking action.
本発明者は、歩行年齢を評価するためのパラメータとして、被験者が、日常生活で加速度センサを携行することにより計測される歩行パラメータと、被験者にとって非日常的な計測会場等で計測されるデータではあるが、シート状の圧力センサ等で計測される歩行跡の距離又は角度に関する歩行パラメータの双方を使用すると、日常生活における歩行速度と、歩行跡に現れる歩き方の両面から歩行年齢を評価できること、そして、こうして得られる歩行年齢は被験者が納得しやすいものとなり、生活習慣や運動習慣の良い動機付けになることを見出し、これらの歩行パラメータを用いて歩行年齢を表示するシステムを想到した。 As a parameter for evaluating the walking age, the present inventor uses the walking parameter measured by the subject carrying the acceleration sensor in daily life and the data measured at a measurement venue that is unusual for the subject. However, using both walking parameters related to the distance or angle of the walking trace measured with a sheet-like pressure sensor, etc., it is possible to evaluate the walking age from both the walking speed in daily life and the way of walking that appears in the walking trace, Then, the walking age obtained in this way is convincing for the subject, and it has been found that the lifestyle and exercise habits are good motivation, and a system for displaying the walking age using these walking parameters has been conceived.
即ち、本発明は、歩行行為の計測に基づいて歩行能力に相応する年齢を表示する歩行年齢表示システムであって、
歩行跡の少なくとも距離又は角度の計測に基づく歩行パラメータを出力する歩行跡計測手段、
被験者に携行されて歩行時の加速度の計測に基づく歩行パラメータを出力する加速度計測手段、
歩行跡計測手段による歩行パラメータと加速度計測手段による歩行パラメータの双方に基づく歩行年齢(以下、総合歩行年齢ともいう)を出力する総合歩行年齢演算手段、
総合歩行年齢演算手段が出力した総合歩行年齢を表示する表示手段を備えた歩行年齢表示システム
を提供する。
That is, the present invention is a walking age display system for displaying an age corresponding to walking ability based on measurement of walking action,
Walking trace measuring means for outputting walking parameters based on measurement of at least distance or angle of the walking trace;
Acceleration measuring means that outputs walking parameters based on the acceleration measured during walking carried by the subject,
A total walking age calculating means for outputting a walking age (hereinafter also referred to as a total walking age) based on both the walking parameters by the walking trace measuring means and the walking parameters by the acceleration measuring means;
Provided is a walking age display system provided with display means for displaying the total walking age output by the total walking age calculating means.
本発明の歩行年齢表示システムによれば、歩行年齢を評価する歩行パラメータとして、歩行跡計測手段で計測される歩行跡の距離又は角度に関する歩行パラメータと、日常生活で携行し得る加速度計測手段で計測された歩行パラメータの双方を使用するので、歩行跡に現れる歩き方と日常生活における歩行速度の両面から歩行年齢を的確に評価し、表示することができる。 According to the walking age display system of the present invention, as a walking parameter for evaluating the walking age, the walking parameter related to the distance or angle of the walking track measured by the walking track measuring unit and the acceleration measuring unit that can be carried in daily life are measured. Since both of the determined walking parameters are used, it is possible to accurately evaluate and display the walking age from both the walking style appearing on the walking trace and the walking speed in daily life.
以下、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等の構成要素を表している。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same numerals indicate the same or equivalent components.
本発明の歩行年齢表示システムは、歩行行為の計測に基づいて歩行年齢を表示する。図1は、本発明の一実施形態の歩行年齢表示システム1の模式図であって、歩行跡計測手段2、加速度計測手段10、歩行跡計測手段2と加速度計測手段10からそれぞれ出力された歩行パラメータに基づいて総合歩行年齢を出力する総合歩行年齢演算手段、総合歩行年齢演算手段から出力された総合歩行年齢を表示するディスプレイ4を有し、さらに、必要に応じて歩行時の姿勢などを撮るビデオカメラ5を有している。ここで、総合歩行年齢演算手段としては、所定の総合歩行年齢演算機能を備えたパーソナルコンピュータ3が設けられている。
The walking age display system of the present invention displays the walking age based on the measurement of walking action. FIG. 1 is a schematic diagram of a walking
歩行跡計測手段2は、歩行跡の所定部分の少なくとも距離又は角度を計測し、さらに必要に応じて所定の区間の歩行に要した時間を計測して歩行状態のパラメータを出力するもので、本実施形態の歩行年齢表示システム1では、歩行跡計測手段2が、シート式圧力センサ2aと、そのシート式圧力センサ2aの出力から歩行パラメータを出力する歩行パラメータ演算手段を備えており、この歩行パラメータ演算手段の演算機能が上述のパーソナルコンピュータ3に組み込まれている。
The walking trace measuring means 2 measures at least a distance or an angle of a predetermined portion of the walking trace, further measures a time required for walking in a predetermined section as necessary, and outputs a walking state parameter. In the walking
シート式圧力センサ2aとしては、歩行により歩行面が受ける足圧分布の2次元データを出力し、図2に示すような歩行時の圧力分布画像の形成を可能とするものを使用することができる。また、歩行パラメータ演算機能としては、シート式圧力センサ2aが出力した圧力分布を解析することで右歩行角度、左歩行角度、歩行周期、両脚支持期時間、歩幅、歩行比、ストライド時間、立脚期時間、遊脚期時間、歩幅左右差、歩隔左右差、歩行角度左右差、つま先角度左右差等の歩行パラメータを計測できることが好ましく、中でも、少なくとも右歩行角度、左歩行角度、歩行周期、両脚支持期時間、及び歩幅を計測できることがより好ましい。これらのうち、特に、左右の歩行角度は、被験者の精神状態の影響を受けにくく、恣意的な制御も受けにくい。そのため、シート式圧力センサ2a上を歩くという非日常的な歩行行為で計測されても、日常の歩行行為で計測された場合と同様の計測値が得られやすい。よって、左右の歩行角度を、歩行年齢を評価する歩行パラメータとして使用することにより、歩行年齢の的確性を改善することができる。
As the seat-
なお、シート式圧力センサ2aが出力した圧力分布から歩行パラメータを計測する歩行パラメータ演算機能は、総合歩行年齢演算機能が組み込まれているパーソナルコンピュータ3とは別個の演算手段に組み込まれていても良く、シート式圧力センサ2aに付随して備えられていてもよい。
The walking parameter calculation function for measuring the walking parameter from the pressure distribution output by the
シート式圧力センサ2aの計測領域は、長さL1が240cm以上、幅L3が60cm以上であることが好ましく、歩行路としては、計測領域の前後に助走領域と制動領域を確保する点から、歩行路の長さL2は7m以上、10m以下が好ましい。シート式圧力センサ2aによる歩行行為の計測では、日常生活における歩行行為を計測することは困難であるが、十分に長い歩行路内にシート式圧センサ2aの計測領域を設置することで、計測される歩行行為を日常生活の歩行行為に近づけることができる。
The measurement area of the seat-
また、シート式圧力センサ2aの解像度は1cm2以下、解析周波数は60Hz以上であることが好ましい。
The resolution of the sheet
このようなシート式圧力センサ2aを備えた歩行跡計測手段としては、例えば、アニマ株式会社製シート式下肢加重計シリーズウォークWay、AMTI社製の床反力計等を使用することができる。
As a walking trace measuring means provided with such a seat
ここで、シート式圧力センサ2aで計測される左右の歩行角度とは、図2に示すように、左右一方の踵から他方の踵を結んだ直線が進行方向となす角度(°)である。なお、軸足として地面に着いている足の左右で歩行角度の左右を定めるものとする。例えば、軸足を右足として、左足を踏み出して接地した場合、地面についたままの右足の踵と接地したときの左足の踵とを結んだ直線と進行方向とがなす角度を右歩行角度とする。歩行角度左右差は左右の歩行角度の差である。
Here, the left and right walking angles measured by the seat-
なお、歩行角度の計測の基点となる踵内の点は、圧力分布画像から足圧後部の圧力中心点により定めることができる。 Note that the point in the heel that serves as a base point for measuring the walking angle can be determined from the pressure distribution image by the pressure center point at the rear part of the foot pressure.
歩行周期とは、左右一方の踵接地から左右同じ側の踵が再び接地するまでの時間である。また、ピッチとは、左右一方の踵接地から左右同じ側の踵が再び接地するまでの時間から、1分間の歩数を計算した値である。ピッチは、加齢に応じて少なくなる傾向が強いため、歩行周期またはピッチを、歩行年齢のパラメータとすることが好ましい。 The walking cycle is the time from when the right and left heels touch down again until the same side of the heel touches again. The pitch is a value obtained by calculating the number of steps per minute from the time from when the right and left saddles touch down again to the right and left saddles touching again. Since the pitch tends to decrease with age, the walking cycle or pitch is preferably used as a walking age parameter.
両脚支持期時間とは、左右両方の足が地面に接地している時間であり、両脚支持期(%)は、両脚支持期時間の1歩行周期に対する割合である。したがって、走行行為ではゼロとなる。両脚支持期時間は、比較的、被験者の精神状態の影響を受けにくく、恣意的な制御も受けにくい。通常の歩行行為では、両脚支持期時間は、歩行周期の約20%を占めるが、加齢に応じて長くなる。したがって、歩行年齢を評価する上で重要なパラメータとなる。 The both-leg support period time is the time during which both the left and right feet are in contact with the ground, and the both-leg support period (%) is the ratio of the both-leg support period to one walking cycle. Therefore, the driving action is zero. The period for supporting both legs is relatively less affected by the mental state of the subject and is less susceptible to arbitrary control. In a normal walking action, the time period for supporting both legs occupies about 20% of the walking cycle, but increases with age. Therefore, it is an important parameter for evaluating walking age.
歩幅は、図2に示すように、左右一方の踵接地から、もう一方の側の踵が再び接地するまでの距離である。軸足になっている足の左右で歩幅の左右を定める。また、歩幅は、身長で除して基準化した値を用いることが好ましい。 As shown in FIG. 2, the stride is the distance from the left and right side of the heel to the ground on the other side. The left and right of the stride are determined by the left and right of the foot that is the axis foot. In addition, it is preferable to use a standard value obtained by dividing the stride by the height.
歩行比は、歩幅(m)をピッチ(回/分)で除した値である。歩行比は歩行の効率を示し、成人の場合0.006に近づき、幼児や高齢は低い値となる。 The walking ratio is a value obtained by dividing the stride (m) by the pitch (times / minute). The walking ratio indicates walking efficiency, approaching 0.006 for adults and lower for infants and the elderly.
ストライド時間は、左右一方の踵接地から、その一方の踵が再び接地するまでの時間である。 The stride time is the time from when one of the left and right saddles touches down until that one of the saddles touches down again.
立脚期時間は、左右一方の踵接地から、その一方の足が地面から離れるまでの時間である。 The stance period is the time from the left and right heel contact to the time when one foot leaves the ground.
遊脚期時間は、左右一方の足が地面から離れてから、その一方の足の踵が接地するまでの時間である。 The free leg period is the time from when one of the left and right feet leaves the ground until the heel of the one foot contacts the ground.
歩幅左右差は、左右一方の足の踵の接地から再度の接地までの距離と、他方の足の踵の接地から再度の接地までの距離との差であり、身長で除することにより基準化したものを使用することが好ましい。 The difference between the left and right stride length is the difference between the distance from the ground contact of the left foot to the ground contact and the distance from the ground contact to the ground contact of the other foot, and is divided by the height. It is preferable to use what was done.
歩隔は、図2に示すように、左右一方の踵接地から、左右他方の踵接地までの水平方向の距離であり、軸足になっている足の左右で歩隔の左右を定める。歩隔左右差は、左右一方の足を軸足として他方の足を踏み出したときの歩隔と、軸足が左右逆の場合の歩隔との差であり、歩隔左右差は、身長で除することにより基準化したものを使用することが好ましい。 As shown in FIG. 2, the step is a horizontal distance from one heel contact to the left and the other heel contact, and determines the left and right of the step on the left and right of the foot that is the shaft foot. The difference between the left and right steps is the difference between the step distance when the left and right foot is used as an axis foot and the other foot is stepped on, and the step distance when the left and right axis feet are reversed. It is preferable to use what is standardized by dividing.
つま先角度は、図2に示すように、踵とつま先を結ぶ直線が、進行方向となす角度(°)であり、外側がプラスで内側がマイナスである。つま先角度左右差は左右のつま先角度の差である。 As shown in FIG. 2, the toe angle is an angle (°) formed by a straight line connecting the heel and the toe with the traveling direction, and the outside is plus and the inside is minus. The toe angle left / right difference is the difference between the left and right toe angles.
なお、本発明において、歩行跡計測手段2は、上述のシート式圧力センサ2aを使用するものに限られない。例えば、マーカーを装着した足を、複数のビデオカメラで撮影し、画像情報の動作分析により計測するものでもよい。具体的には、複数のビデオカメラと3次元動作解析システム(インターリハ社製3次元動作解析システムVICON)等を使用することができる。また、足の裏にインクをつけて歩行することにより形成された足跡の距離や角度を測定するものでもよい。ビデオ画像による時間の解析を組み合わせた計測手段を組合わせてもよい。これらのうち、コストと被試験者の負担、精度の点からシート式圧力センサを使用したものが好ましい。
In the present invention, the walking trace measuring means 2 is not limited to the one using the seat
一方、本発明において、加速度計測手段10は、被験者に携行されて歩行時の加速度を計測する加速度センサと、加速度センサで計測された加速度に基づいて歩行パラメータを出力する歩行パラメータ演算手段を有する。ここで、加速度計測手段10が出力する歩行パラメータとしては、運動強度、歩行速度等をあげることができる。本発明者は、図3に示すように、加速度計測手段10から出力された運動強度が、シート式圧力センサを用いて測定された歩行速度と高い相関性を有することを見出している。したがって、日常生活で携行された加速度計測手段10から出力される運動強度や歩行速度は、日常生活における歩行速度から歩行年齢を評価する上で重要なパラメータとなる。 On the other hand, in the present invention, the acceleration measuring means 10 includes an acceleration sensor that is carried by a subject and measures acceleration during walking, and a walking parameter calculation means that outputs walking parameters based on the acceleration measured by the acceleration sensor. Here, examples of walking parameters output by the acceleration measuring means 10 include exercise intensity and walking speed. As shown in FIG. 3, the present inventor has found that the exercise intensity output from the acceleration measuring means 10 has a high correlation with the walking speed measured using a seat type pressure sensor. Therefore, exercise intensity and walking speed output from the acceleration measuring means 10 carried in daily life are important parameters for evaluating the walking age from the walking speed in daily life.
なお、加速度計測手段10から歩行パラメータとして運動強度又は歩行速度を出力させるにあたり、これらのパラメータは、一日中の歩行時の平均値として出力させることが好ましい。 In addition, when outputting exercise intensity or walking speed as walking parameters from the acceleration measuring means 10, it is preferable to output these parameters as average values during walking throughout the day.
このような歩行時の加速度の計測に使用することのできる加速度計測手段10としては、例えば、3軸の加速度から運動強度を出力するスズケン社のライフコーダEX、ライフコーダPLUS等を使用することができる As the acceleration measuring means 10 that can be used for measuring the acceleration during walking, for example, Suzuken Lifecoder EX, Lifecoder PLUS, etc. that output exercise intensity from three-axis acceleration can be used. it can
また、加速度計測手段10としては、後述するようにパーソナルコンピュータ3が出力した総合歩行年齢を表示することのできるものが好ましい。これにより、被験者は、日常的に歩行時の運動強度あるいは歩行速度を確認しつつ、総合歩行年齢も確認することが可能となる。
The acceleration measuring means 10 is preferably capable of displaying the total walking age output by the
パーソナルコンピュータ3は、シート式圧力センサ2aや加速度計測手段10と有線又は無線により接続し、歩行跡計測手段2の歩行パラメータ演算機能が、シート式圧力センサ2aから送られてくるデータに基づいて歩行パラメータを算出する。さらに、このシート式圧力センサ2aのデータに基づく歩行パラメータと、加速度計測手段10が出力した歩行パラメータとに基づいて、総合歩行年齢演算機能により総合歩行年齢を算出し、総合歩行年齢をディスプレイ4に出力する。
The
歩行跡計測手段2から出力される歩行パラメータは、上述のように歩行跡の距離や角度等の計測により得られ、その数値の大小や、左右の足の差などのバランスには、年齢に相応した歩き方が現れる。一方、加速度計測手段10から出力される歩行パラメータは、日常生活における歩行速度を反映したものとなる。そして、歩行速度は、一般に加齢により遅くなる傾向のあることが知られている。したがって、歩行跡計測手段2と加速度計測手段10のそれぞれから出力された歩行パラメータの双方に基づく総合歩行年齢がディスプレイ4に表示されることにより、被験者は、歩き方と歩行速度の両面から評価した歩行年齢を知ることが可能となる。特に、総合歩行年齢が、加速度計測手段10のディスプレイ11にも表示されるようにすると、被験者は、日常的に携行することのできる加速度計測手段10により、随時、総合歩行年齢の最新の更新値を知ることが可能となるので好ましい。
The walking parameters output from the walking trace measuring means 2 are obtained by measuring the distance and angle of the walking trace as described above, and the balance of the numerical value and the difference between the left and right feet is suitable for the age. The way you walk will appear. On the other hand, the walking parameter output from the acceleration measuring means 10 reflects the walking speed in daily life. And it is known that the walking speed generally tends to become slower with aging. Accordingly, the total walking age based on both the walking parameters output from the walking trace measuring means 2 and the acceleration measuring means 10 is displayed on the
パーソナルコンピュータ3において、歩行跡計測手段2による歩行パラメータと加速度計測手段10による歩行パラメータとから総合歩行年齢を出力させる総合歩行年齢演算機能は、回帰分析によることができる。例えば、予め、歩行跡計測手段2で、複数の健常者の歩行行為から、少なくとも右歩行角度、左歩行角度、歩行周期、両脚支持期時間、及び歩幅を含む歩行パラメータを計測しておく。そして、健常者の実年齢を目的変数とし、計測した歩行パラメータを説明変数に含めた重回帰式を取得しておく。より具体的には、健常者の実年齢を目的変数とし、計測した歩行パラメータのそれぞれを目的変数とする重回帰式を取得するか、あるいは、計測した歩行パラメータから新たに歩行パラメータを導出し、その導出した歩行パラメータを説明変数として重回帰式を取得する。例えば、歩幅と歩行周期を掛け合わせることにより算出される歩行速度や、両脚支持期時間を歩行周期で除することにより得られる両脚支持期割合を説明変数として使用する。
In the
なお、歩行跡計測手段2による歩行パラメータから重回帰式を取得するにあたり、使用する歩行パラメータは、20歳〜90歳の健常者から計測することが好ましい。ここで健常者の範囲は、杖や介助が必要なく独立歩行による日常生活が可能である者とすることが好ましい。
重回帰式を求めるためのサンプル数は、変数として用いる歩行パラメータ数の倍以上とすることが好ましい。
In addition, when acquiring a multiple regression equation from the walk parameter by the walk trace measurement means 2, it is preferable to measure the walk parameter to be used from a healthy person of 20 to 90 years old. Here, it is preferable that the range of the healthy person is a person who does not need a walking stick or assistance and is capable of daily life by independent walking.
It is preferable that the number of samples for obtaining a multiple regression equation is at least twice the number of walking parameters used as a variable.
こうして得た重回帰式は、パーソナルコンピュータ3が有する記憶手段に記憶させておく。
The multiple regression equation thus obtained is stored in the storage means of the
また、歩行跡計測手段2による歩行パラメータから算出された年齢を、以降、歩行バランス年齢ともいう。 In addition, the age calculated from the walking parameters by the walking trace measuring means 2 is hereinafter referred to as walking balance age.
一方、加速度計測手段10により、予め、複数の健常者の日常生活における歩行速度を計測しておく。そして、その健常者の実年齢を目的変数とし、日常生活の歩行速度を説明変数とする回帰式を取得しておく。この回帰式としては、60代前後で加齢による低下の度合いが異なる点から、2次又はより高次の回帰式を求めることが好ましい。 On the other hand, the walking speed in the daily life of a plurality of healthy persons is measured in advance by the acceleration measuring means 10. Then, a regression equation is acquired using the actual age of the healthy person as an objective variable and the walking speed of daily life as an explanatory variable. As this regression equation, it is preferable to obtain a quadratic or higher-order regression equation from the point that the degree of decrease due to aging is different in around the 60s.
加速度計測手段10による歩行パラメータから算出された年齢を、以降、日常歩行年齢ともいう。 Hereinafter, the age calculated from the walking parameters by the acceleration measuring means 10 is also referred to as daily walking age.
次に、上述の、歩行バランス年齢を求める回帰式と、日常歩行年齢を求める回帰式とから、総合歩行年齢を算出する式を得ておく。例えば、歩行バランス年齢と日常歩行年齢とを所定の比率で足し合わせ、さらに必要に応じて定数項を加える式を、総合歩行年齢を算出する式とする。ここで、式の係数あるいは定数項の具体的な求め方は、例えば、それぞれの回帰式の結果を説明変数、実年齢を目的変数とした重回帰分析とする。このように歩行バランス年齢と日常歩行年齢とから総合歩行年齢を求めることにより、歩き方と日常的な歩行速度の両面から歩行年齢を的確に評価することができる。 Next, an equation for calculating the total walking age is obtained from the above-described regression equation for obtaining the walking balance age and the regression equation for obtaining the daily walking age. For example, a formula for adding the walking balance age and the daily walking age at a predetermined ratio and adding a constant term as necessary is a formula for calculating the total walking age. Here, a specific method for obtaining the coefficient or constant term of the equation is, for example, a multiple regression analysis in which the result of each regression equation is an explanatory variable and the actual age is an objective variable. Thus, by determining the total walking age from the walking balance age and the daily walking age, the walking age can be accurately evaluated from both the walking method and the daily walking speed.
総合歩行年齢を算出する式もパーソナルコンピュータ3の記憶手段に記憶させておく。
A formula for calculating the total walking age is also stored in the storage means of the
歩行年齢表示システム1の使用方法としては、例えば、加速度計測手段10を個々の被験者に日常生活で昼夜にわたって携行してもらい、この加速度計測手段10を除くシステム1の本体部分(即ち、シート式圧力センサ2aとパーソナルコンピュータ3で構成される、歩行跡計測手段2と総合歩行年齢演算手段)を店頭、イベント会場等に設置する。被験者が店頭等を訪れると、そこに設置されている歩行跡計測手段2により被験者の歩行行為の計測が可能となる。歩行跡計測手段2で計測された被験者の歩行パラメータは、パーソナルコンピュータ3に記憶される。パーソナルコンピュータ3に組み込まれた総合歩行年齢演算手段は、予め記憶している重回帰式により、被験者の歩行パラメータから歩行バランス年齢を算出し、出力する。
As a method for using the walking
また、このシステム1の本体部分が設置されている店頭等を訪れた被験者が、日常的に携行していた加速度計測手段10から、加速度の計測に基づく歩行パラメータをパーソナルコンピュータ3に出力すると、パーソナルコンピュータ3に組み込まれた総合歩行年齢演算手段は、送られてきたあるいは加速度の計測に基づく歩行パラメータを用いて、予め記憶していた回帰式により日常歩行年齢を算出する。さらに、予め記憶していた、歩行バランス年齢と日常歩行年齢から総合歩行年齢を算出する式により、被験者の総合歩行年齢を出力する。この総合歩行年齢は、パーソナルコンピュータ3に接続されているディスプレイ4に表示される。この場合、総合歩行年齢の表示は、被験者が携行する加速度計測手段10のディスプレイ11にもなされるようにすることが好ましい。この総合歩行年齢の表示により、被験者は、歩き方と歩行速度の両面から評価した歩行年齢を容易に知ることができ、生活習慣や運動習慣の改善が動機付けられる。
Further, when a subject visiting a store or the like where the main body of the
また、パーソナルコンピュータ3は、被験者の歩行バランス年齢を記憶しているので、被験者が後日あらためてこのシステム1の本体部分の設置場所に訪れ、被験者が日常的に携行していた加速度計測手段10から加速度の計測データに基づく最新の歩行パラメータをパーソナルコンピュータ3に出力すると、パーソナルコンピュータ3は、記憶していた歩行バランス年齢と、加速度計測手段10から新たに入力された歩行パラメータを用いて総合歩行年齢を出力する。このように、被験者は、一度、歩行跡計測手段2で歩行パラメータを計測すると、以降は、歩行跡計測手段2による歩行行為の計測を省略しても、総合歩行年齢を知ることができる。
Further, since the
本発明の歩行年齢表示システム1は種々の態様をとることができる。例えば、パーソナルコンピュータ3に組み込まれた総合歩行年齢演算手段において、歩行跡計測手段2による歩行パラメータと加速度計測手段10による歩行パラメータに基づいて総合歩行年齢を算出する方法としては、歩行バランス年齢や日常歩行年齢を求めることなく、歩行跡計測手段2による歩行パラメータと加速度計測手段10による歩行パラメータとから直接的に総合歩行年齢を求める重回帰式を使用してもよい。
The walking
また、加速度計測手段10の加速度センサと、加速度センサで計測された加速度に基づいて歩行パラメータを出力する歩行パラメータ演算手段とは、別体に構成されてもよい。例えば、図1に示した歩行年齢表示システム1において、加速度に基づいて歩行パラメータを出力する歩行パラメータ演算手段の演算機能をパーソナルコンピュータ3に組み込んでもよい。
Further, the acceleration sensor of the acceleration measuring means 10 and the walking parameter calculation means for outputting a walking parameter based on the acceleration measured by the acceleration sensor may be configured separately. For example, in the walking
加速度計測手段10には、パーソナルコンピュータ3が備える総合歩行年齢演算機能と同様の総合歩行年齢演算機能を設けてもよい。これにより、被験者は、随時最新の加速度計測に基づく歩行パラメータから、総合歩行年齢を知ることができる。
The acceleration measuring means 10 may be provided with a total walking age calculation function similar to the total walking age calculation function provided in the
さらに、加速度計測手段10に、総合歩行年齢演算機能を設けることに加えて記憶手段も持たせ、店頭等に設置された歩行跡計測手段2で計測された歩行パラメータが加速度計測手段10に入力されると、被験者の日常生活において、加速度計測手段10で被験者の日常歩行年齢が更新されていくたびに総合歩行年齢が更新されるようにしてもよい。 Further, the acceleration measuring means 10 is provided with a storage means in addition to providing the comprehensive walking age calculation function, and the walking parameters measured by the walking trace measuring means 2 installed at the store etc. are input to the acceleration measuring means 10. Then, in the daily life of the subject, the total walking age may be updated each time the daily walking age of the subject is updated by the acceleration measuring means 10.
ディスプレイ4や加速度計測手段10には、総合歩行年齢だけでなく、歩行バランス年齢や日常歩行年齢が表示されるようにしてもよい。
The
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例1
Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.
Example 1
(1)歩行バランス年齢を求める回帰式の取得
シート式圧力センサとして、アニマ株式会社製シート式下肢加重計シリーズウォークWayを使用し、21〜88歳の被験者(男性94名、女性354名)の右歩行角度、左歩行角度、歩行周期、両脚支持期時間、及び歩幅を計測した。なお、これらの被験者は、問診により、歩行障害のない健常者であることを確認した。
(1) Acquisition of regression equation for determining walking balance age As a seat type pressure sensor, a seat type lower limb weight meter series walk way made by Anima Co., Ltd. is used, and subjects of 21 to 88 years old (94 men, 354 women) The right walking angle, left walking angle, walking cycle, both leg support period, and stride were measured. Note that these subjects were confirmed to be healthy persons without gait disturbance through an interview.
これらの被験者について、実年齢を目的変数とし、歩行比(=歩幅/ピッチ=歩幅・歩行周期)、両脚支持期(%)、右歩行角度、左歩行角度の計測値を説明変数として重回帰分析を行い、歩行バランス年齢(歳)を求める次の重回帰式を得た。 For these subjects, the real age was the objective variable, and multiple regression analysis using the measured values of walking ratio (= stride / pitch = stride / walking cycle), both-leg support period (%), right walking angle, and left walking angle as explanatory variables And the following multiple regression equation for obtaining the walking balance age (years) was obtained.
B:両脚支持期(%)
C:右歩行角度(°)
D:左歩行角度(°)
B: Support period for both legs (%)
C: Right walking angle (°)
D: Left walking angle (°)
(2)日常歩行年齢を求める回帰式の取得
(1)の被験者(男性81名、女性341名)に加速度計測手段10として加速度センサ(スズケン社のライフコーダEX)を、常時昼夜携行してもらい、各老齢者の14日間の昼夜の平均歩行速度を算出した。
そして、被験者の実年齢を目的変数とし、上述の平均歩行速度を説明変数として、日常歩行年齢(歳)を求める次の回帰式を得た。
(2) Acquisition of regression equation to determine the age of daily walking (1) Subjects (81 men, 341 women) have an acceleration sensor (Suzuken Lifecoder EX) as an acceleration measurement means 10 and always carry it day and night The average walking speed of each elderly person for 14 days was calculated.
Then, the following regression equation for obtaining the daily walking age (years) was obtained with the subject's actual age as the objective variable and the above average walking speed as the explanatory variable.
(3)総合歩行年齢を求める回帰式の取得
(1)で求めた歩行バランス年齢と、(2)で求めた日常歩行年齢を説明変数とする多重比較解析を行うことにより、総合歩行年齢(歳)を求める次式を得た。
(3) Acquisition of regression equation for determining total walking age By performing multiple comparison analysis with walking balance age determined in (1) and daily walking age determined in (2) as explanatory variables, total walking age (years old) ) Was obtained.
(4)検証
(1)で得た歩行バランス年齢を算出する式、(2)で得た日常歩行年齢を算出する式、(3)で得た総合歩行年齢を算出する式を、それぞれ、図1に示した歩行年齢表示システム1のパーソナルコンピュータ3に記憶させた。
(4) Verification The formula for calculating the walking balance age obtained in (1), the formula for calculating the daily walking age obtained in (2), and the formula for calculating the total walking age obtained in (3) are shown in FIG. 1 was stored in the
60歳から74歳までの健常な男女27名が、まず歩行跡計測手段2のシート式圧力センサ2a上を歩行し、歩行跡計測手段2によって、歩行パラメータとして、歩行比(m/step/min)、両脚支持期(%)、右歩行角度(°)、左歩行角度(°)を求めた。そしてこれらの数値を、パーソナルコンピュータ3に記憶させた。
Twenty-seven healthy men and women from the age of 60 to 74 first walk on the seat-
その後、その被験者は14日間に亘って加速度センサ(スズケン社のライフコーダEX)を日常生活で携行した。それにより得られた平均歩行速度は3.68±0.56km/時であった。この数値を、パーソナルコンピュータ3に出力した。
Thereafter, the subject carried the acceleration sensor (Suzuken Life Corder EX) in daily life for 14 days. The average walking speed obtained thereby was 3.68 ± 0.56 km / hour. This numerical value was output to the
こうして取得された歩行跡計測手段2による歩行パラメータと、加速度計測手段10による歩行パラメータを用いて、パーソナルコンピュータ3で歩行バランス年齢、日常歩行年齢、総合歩行年齢を算出し、算出結果をパーソナルコンピュータ3のディスプレイ4と加速度計測手段10のディスプレイ11に表示させた。
Using the walking parameters obtained by the walking trace measuring means 2 and the walking parameters obtained by the acceleration measuring means 10 thus obtained, the
今回算出した27名についての歩行バランス年齢、日常歩行年齢、総合歩行年齢と実年齢との相関関係を調べると、相関係数はそれぞれ0.22、0.13、0.25となり、総合歩行年齢が実年齢と最も高い相関を示した。 When the correlation between the walking balance age, the daily walking age, the total walking age and the actual age for the 27 persons calculated this time was examined, the correlation coefficients were 0.22, 0.13, and 0.25, respectively. Showed the highest correlation with real age.
以上の結果より、歩行バランス年齢と日常歩行年齢を組み合わせた総合歩行年齢が利用者にとって最も納得のいく歩行年齢として妥当であると考えられる。 From the above results, it is considered that the total walking age combining the walking balance age and the daily walking age is appropriate as the walking age that is most satisfactory for the user.
1 歩行年齢表示システム
2 歩行跡計測手段
2a シート式圧力センサ
3 パーソナルコンピュータ
4 ディスプレイ
5 ビデオカメラ
10 加速度計測手段
11 加速度計測手段のディスプレイ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
被験者に携行されて計測された歩行時の加速度に基づく歩行パラメータとして運動強度又は歩行速度を出力する加速度計測手段、
歩行跡計測手段による歩行パラメータと加速度計測手段による歩行パラメータの双方に基づく歩行年齢(以下、総合歩行年齢ともいう)を出力する総合歩行年齢演算手段、
総合歩行年齢演算手段が出力した総合歩行年齢を表示する表示手段を備え、
前記総合歩行年齢演算手段が、歩行跡計測手段による、少なくとも右歩行角度、左歩行角度、歩行周期、両脚支持期時間及び歩幅に基づいて歩行年齢(以下、歩行バランス年齢ともいう)を算出すると共に、加速度計測手段による運動強度又は歩行速度に基づいて歩行年齢(以下、日常歩行年齢ともいう)を算出し、歩行バランス年齢と日常歩行年齢を所定の比率で足し合わせる歩行年齢表示システム。 A walking age display system that displays an age corresponding to walking ability (hereinafter referred to as walking age) based on measurement of walking action, at least a right walking angle as a walking parameter based on measurement of at least a distance or an angle of a walking track , Walking trace measuring means for outputting left walking angle, walking cycle, both leg support period and stride ,
Acceleration measuring means for outputting the exercise intensity or walking speed as the walking parameter based on the acceleration at the time of walking measured are carried to the subject,
A total walking age calculating means for outputting a walking age (hereinafter also referred to as a total walking age) based on both the walking parameters by the walking trace measuring means and the walking parameters by the acceleration measuring means;
A display means for displaying the total walking age output by the total walking age calculating means ;
The total walking age calculating means calculates a walking age (hereinafter also referred to as a walking balance age) based on at least a right walking angle, a left walking angle, a walking cycle, a both-leg supporting period time and a stride by a walking trace measuring means. A walking age display system that calculates walking age (hereinafter also referred to as daily walking age) based on exercise intensity or walking speed by acceleration measuring means, and adds the walking balance age and the daily walking age at a predetermined ratio .
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