JP6440210B2 - リハビリ評価装置、リハビリ評価方法及びプログラム - Google Patents
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Description
リハビリ訓練による訓練者の回復度を評価するためのリハビリ評価装置であって、
バランステストを行って前記訓練者のバランス能力を評価した評価点を取得する評価点取得手段と、
前記バランステスト時において、前記訓練者の筋肉のうち、所定の筋肉の筋電位を取得する筋電位取得手段と、
前記筋電位取得手段により取得された筋電位に基づいて、前記所定の筋肉の協働状態を示す筋シナジ特徴量を算出する特徴量算出手段と、
座標系上に、予め設定された訓練者が回復するときの前記筋シナジ特徴量及び評価点の座標の変化を示す回帰モデルと、前記特徴量算出手段により算出された筋シナジ特徴量、及び前記評価点取得手段により取得された評価点、の座標と、を表示する表示手段と、
を備える、ことを特徴とするリハビリ評価装置
である。
この一態様において、前記訓練者の属性を示す属性情報を取得する属性情報取得手段と、前記属性情報取得手段により取得された属性情報に基づいて、前記回帰モデルに沿った点であって前記訓練者が目標とする少なくとも1つの目標点を設定する目標点設定手段と、を備え、前記表示手段は、前記座標系上に、前記回帰モデルと、前記特徴量算出手段により算出された筋シナジ特徴量、及び前記評価点取得手段により取得された評価点の座標と、前記目標点設定手段により設定された目標点と、を表示してもよい。
この一態様において、前記特徴量算出手段により算出された筋シナジ特徴量、及び前記評価点取得手段により取得された評価点、の座標を記憶する記憶手段を更に備え、前記表示手段は、前記記憶手段により記憶された過去の筋シナジ特徴量及び評価点に基づいて、該筋シナジ特徴量及び評価点の座標の変化の軌跡を、前記座標系上に表示してもよい。
この一態様において、前記記憶手段により記憶された過去の筋シナジ特徴量及び評価点の座標に基づいて、将来の筋シナジ特徴量及び評価点の座標を推測する推測手段を更に備え、前記表示手段は、前記座標系上に、前記筋シナジ特徴量及び評価点の座標の変化の軌跡と現在の筋シナジ特徴量及び評価点の座標と共に、前記推測手段により推測された将来の筋シナジ特徴量及び評価点の座標を表示してもよい。
この一態様において、前記推測手段は、前記記憶手段により記憶された過去の筋シナジ特徴量の単位変化量にかかる時間、及び過去の評価点の単位変化量にかかる時間、のうちの少なくとも一方に基づいて、前記将来の筋シナジ特徴量及び評価点の座標を推測してもよい。
この一態様において、前記記憶手段により記憶された筋シナジ特徴量及び評価点の座標に基づいて、前記回帰モデルを更新する更新手段を更に備え、前記表示手段は、前記更新手段により更新された回帰モデルを表示してもよい。
この一態様において、前記記憶手段により記憶された筋シナジ特徴量及び評価点の座標は、前記訓練者の属性、前記訓練者の訓練開始から経過時間、前記訓練者の訓練内容、又は、前記訓練者の回復度合い、毎に分類されており、前記分類された筋シナジ特徴量及び評価点の座標に基づいて、前記訓練者の属性、前記訓練者の訓練開始から経過時間、前記訓練者の訓練内容、又は、前記訓練者の回復度合い、毎の回帰モデルを生成する回帰モデル生成手段を更に備え、前記表示手段は、前記回帰モデル生成手段により生成された、前記訓練者に対応する回帰モデルを表示してもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
リハビリ訓練による訓練者の回復度を評価するためのリハビリ評価方法であって、
バランステストを行って前記訓練者のバランス能力を評価した評価点を取得するステップと、
前記バランステスト時において、前記訓練者の筋肉のうち、所定の筋肉の筋電位を取得するステップと、
前記取得された筋電位に基づいて、前記所定の筋肉の協働状態を示す筋シナジ特徴量を算出するステップと、
座標系上に、予め設定された訓練者が回復するときの前記筋シナジ特徴量及び評価点の座標の変化を示す回帰モデルと、前記算出された筋シナジ特徴量及び評価点の座標と、を表示するステップと、
を含む、ことを特徴とするリハビリ評価方法であってもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
リハビリ訓練による訓練者の回復度を評価するためのプログラムであって、
バランステストを行って前記訓練者のバランス能力を評価した評価点を取得する処理と、
前記バランステスト時に取得された前記訓練者の筋肉のうち、所定の筋肉の筋電位に基づいて、前記所定の筋肉の協働状態を示す筋シナジ特徴量を算出する処理と、
座標系上に、予め設定された訓練者が回復するときの前記筋シナジ特徴量及び評価点の座標の変化を示す回帰モデルと、前記算出された筋シナジ特徴量及び評価点の座標と、を表示する処理と、
をコンピュータに実行させる、ことを特徴とするプログラムであってもよい。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の実施形態1に係るリハビリ評価装置の概略的構成を示すブロック図である。本実施形態1に係るリハビリ評価装置1は、リハビリ訓練による訓練者の回復度を評価するためのものである。
(a)その訓練者の両手及び両脚が初期位置から移動しない場合、その評価点は+2点となる。
(b)その訓練者の手のみが初期位置から移動した場合、その評価点は+1点となる。
(c)その訓練者の足のみが初期位置から移動した場合、その評価点は、−1点となる。
(d)その訓練者の手及び足が初期位置から移動した場合、その評価点は、−2点となる。
筋電位取得部3は、上述した各筋肉(少なくとも腹直筋、中殿筋、大腿膜張筋、及び前脛骨筋)1、2、…、mの筋電位の時系列を取得する。筋電位取得部3は、例えば、一定の時間間隔で、訓練者の動作が開始されてから終了するまで(バランステスト時)行われる。i番目の筋肉のj番目の時点における筋電位の値は、筋電位行列Mのi行j列の要素M[i,j]に格納される。すなわち、
筋肉1の筋電位の時系列からなる横ベクトルM(1)と、
筋肉2の筋電位の時系列からなる横ベクトルM(2)と、…、
筋肉mの筋電位の時系列からなる横ベクトルM(m)と、
を縦に並べたものが、筋電位行列Mである。
M=WC+E
L=1−1/m×Σi=1 m √〔Σj=1 t E[i、j]2〕/√〔Σj=1 t(WC)[i、j]2〕
p(x、y)=Σi=1 u(x[i]×y[i])
SCI=2/[n(n+2)]×Σi=1 nΣj=1 n ,j≠ip(W(i),W(j))
特徴量算出部4は、上記式を用いて、筋シナジ特徴量SCIを算出する。
筋電位取得部3は、上記と同様に、p個の動作k=1、2、...、pからなるタスクに対して、筋肉(少なくとも腹直筋、中殿筋、大腿膜張筋、及び前脛骨筋)1、2、...、mの動作1を訓練者がした間の筋電位の時系列からなる筋電位行列M1、動作2を訓練者がした間の筋電位の時系列からなる筋電位行列M2、...、動作pを訓練者がした間の筋電位の時系列からなる筋電位行列Mpを取得する。ここで取得される筋電位行列M1、M2、...、Mpの行数はいずれもmであるが、筋電位行列M1、M2、...、Mpの列数は、それぞれの動作をする時間長によって異なっても良い。
Mk=WkCk+Ek (k=1、2、...、p)
e(x)=(1/u)×Σi=1 ux[i]、
v(x)=(1/u)×Σi=1 u(x[i]−e(x))2、
s(X)=v(X)1/2、
r(x、y)=Σi=1 u(x[i]−e(x))×(y[i]−e(y))/[m×s(x)×s(y)]
SSI=2/[n×p(p−1)]×Σi=1 n Σk=1 p Σh=1 p ,h≠kr(Wk (i)、Wh (i))
評価点取得部2は、バランステストを行って訓練者のバランス能力を評価した評価点を取得する(ステップS101)。
特徴量算出部4は、筋電位取得部3により取得された筋電位に基づいて、少なくとも腹直筋、中殿筋、大腿膜張筋、及び前脛骨筋の協働状態を示す筋シナジ特徴量を算出する(ステップS103)。
すなわち、本実施形態1に係るリハビリ評価装置1によれば、訓練者の回復度を正確に評価でき、訓練者が回復傾向にあるか否かを正確に把握できる。
図5は、本発明の実施形態2に係るリハビリ評価装置20の概略的構成を示すブロック図である。本実施形態2に係るリハビリ評価装置は、訓練者の属性を示す属性情報を取得する属性情報取得部6と、訓練者が目標とする少なくとも1つの目標点を設定する目標点設定部7と、を更に備えている。
本発明の実施形態3において、特徴量算出部4により算出された筋シナジ特徴量、及び評価点取得部2により取得された評価点、の座標は、例えば、メモリに逐次記憶される。メモリは、記憶手段の一具体例である。
図8は、本発明の実施形態4に係るリハビリ評価装置の概略的構成を示すブロック図である。本実施形態4に係るリハビリ評価装置40は、メモリにより記憶された過去の筋シナジ特徴量及び評価点の座標に基づいて、将来の筋シナジ特徴量及び評価点の座標を推測する座標推測部8を更に備えている。座標推測部8は、推測手段の一具体例である。
。座標推測部8は、例えば、筋シナジ特徴量及び評価点の座標が点aから点bまで(単位変化量)変化するのにかかる時間に基づいて、一定時間後の将来の筋シナジ特徴量及び評価点の座標を推測する(図10)。
図11は、本発明の実施形態5に係るリハビリ評価装置の概略的構成を示すブロック図である。本実施形態5に係るリハビリ評価装置50は、メモリにより記憶された筋シナジ特徴量及び評価点の座標に基づいて、回帰モデルを更新する回帰モデル更新部9を更に備えている。回帰モデル更新部9は、更新手段の一具体例である。回帰モデル更新部9は、例えば、メモリの筋シナジ特徴量及び評価点の座標データ量が予め設定したデータ量に到達すると、あるいは、予め設定した所定期間毎に、メモリに設定された回帰モデルを更新する。これにより、最新の回帰モデルを自動的に表示することができる。
。
上記実施形態において、表示部5は、筋シナジ特徴量を横軸とし評価点を縦軸とした座標系上に、回帰モデル、筋シナジ特徴量及び評価点の座標、などを表示しているが、これに限定されない。例えば、表示部5は、筋シナジ特徴量を縦軸とし評価点を横軸とした座標系上に、回帰モデル、筋シナジ特徴量及び評価点の座標、などを表示してもよい。
Claims (9)
- リハビリ訓練による訓練者の回復度を評価するためのリハビリ評価装置であって、
バランステストを行って前記訓練者のバランス能力を評価した評価点を取得する評価点取得手段と、
前記バランステスト時において、前記訓練者の筋肉のうち、所定の筋肉の筋電位を取得する筋電位取得手段と、
前記筋電位取得手段により取得された筋電位に基づいて、前記所定の筋肉の協働状態を示す筋シナジ特徴量を算出する特徴量算出手段と、
座標系上に、予め設定された訓練者が回復するときの前記筋シナジ特徴量及び評価点の座標の変化を示す回帰モデルと、前記特徴量算出手段により算出された筋シナジ特徴量、及び前記評価点取得手段により取得された評価点、の座標と、を表示する表示手段と、
を備える、ことを特徴とするリハビリ評価装置。 - 請求項1記載のリハビリ評価装置であって、
前記訓練者の属性を示す属性情報を取得する属性情報取得手段と、
前記属性情報取得手段により取得された属性情報に基づいて、前記回帰モデルに沿った点であって前記訓練者が目標とする少なくとも1つの目標点を設定する目標点設定手段と、
を備え、
前記表示手段は、前記座標系上に、前記回帰モデルと、前記特徴量算出手段により算出された筋シナジ特徴量、及び前記評価点取得手段により取得された評価点の座標と、前記目標点設定手段により設定された目標点と、を表示する、
ことを特徴とするリハビリ評価装置。 - 請求項1又は2記載のリハビリ評価装置であって、
前記特徴量算出手段により算出された筋シナジ特徴量、及び前記評価点取得手段により取得された評価点、の座標を記憶する記憶手段を更に備え、
前記表示手段は、前記記憶手段により記憶された過去の筋シナジ特徴量及び評価点に基づいて、該筋シナジ特徴量及び評価点の座標の変化の軌跡を、前記座標系上に表示する、
ことを特徴とするリハビリ評価装置。 - 請求項3記載のリハビリ評価装置であって、
前記記憶手段により記憶された過去の筋シナジ特徴量及び評価点の座標に基づいて、将来の筋シナジ特徴量及び評価点の座標を推測する推測手段を更に備え、
前記表示手段は、前記座標系上に、前記筋シナジ特徴量及び評価点の座標の変化の軌跡と現在の筋シナジ特徴量及び評価点の座標と共に、前記推測手段により推測された将来の筋シナジ特徴量及び評価点の座標を表示する、
ことを特徴とするリハビリ評価装置。 - 請求項4記載のリハビリ評価装置であって、
前記推測手段は、前記記憶手段により記憶された過去の筋シナジ特徴量の単位変化量にかかる時間、及び過去の評価点の単位変化量にかかる時間、のうちの少なくとも一方に基づいて、前記将来の筋シナジ特徴量及び評価点の座標を推測する、
ことを特徴とするリハビリ評価装置。 - 請求項3乃至5のうちのいずれか1項記載のリハビリ評価装置であって、
前記記憶手段により記憶された筋シナジ特徴量及び評価点の座標に基づいて、前記回帰モデルを更新する更新手段を更に備え、
前記表示手段は、前記更新手段により更新された回帰モデルを表示する、
ことを特徴とするリハビリ評価装置。 - 請求項6記載のリハビリ評価装置であって、
前記記憶手段により記憶された筋シナジ特徴量及び評価点の座標は、前記訓練者の属性、前記訓練者の訓練開始から経過時間、前記訓練者の訓練内容、又は、前記訓練者の回復度合い、毎に分類されており、
前記分類された筋シナジ特徴量及び評価点の座標に基づいて、前記訓練者の属性、前記訓練者の訓練開始から経過時間、前記訓練者の訓練内容、又は、前記訓練者の回復度合い、毎の回帰モデルを生成する回帰モデル生成手段を更に備え、
前記表示手段は、前記回帰モデル生成手段により生成された、前記訓練者に対応する回帰モデルを表示する、
を特徴とするリハビリ評価装置。 - リハビリ訓練による訓練者の回復度を評価するためのリハビリ評価方法であって、
バランステストを行って前記訓練者のバランス能力を評価した評価点を取得するステップと、
前記バランステスト時において、前記訓練者の筋肉のうち、所定の筋肉の筋電位を取得するステップと、
前記取得された筋電位に基づいて、前記所定の筋肉の協働状態を示す筋シナジ特徴量を算出するステップと、
座標系上に、予め設定された訓練者が回復するときの前記筋シナジ特徴量及び評価点の座標の変化を示す回帰モデルと、前記算出された筋シナジ特徴量及び評価点の座標と、を表示するステップと、
を含む、ことを特徴とするリハビリ評価方法。 - リハビリ訓練による訓練者の回復度を評価するためのプログラムであって、
バランステストを行って前記訓練者のバランス能力を評価した評価点を取得する処理と、
前記バランステスト時に取得された前記訓練者の筋肉のうち、所定の筋肉の筋電位に基づいて、前記所定の筋肉の協働状態を示す筋シナジ特徴量を算出する処理と、
座標系上に、予め設定された訓練者が回復するときの前記筋シナジ特徴量及び評価点の座標の変化を示す回帰モデルと、前記算出された筋シナジ特徴量及び評価点の座標と、を表示する処理と、
をコンピュータに実行させる、ことを特徴とするプログラム。
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