JP6492375B2 - Operating method of walking measuring machine - Google Patents

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Description

本発明は、医療及びリハビリテーションにおいて、患者の転倒の危険に深く関わる歩行能力を測定するために使用される歩行測定機及びこれを用いた歩行機能評価方法に関するものである。   The present invention relates to a gait measuring machine used for measuring walking ability deeply related to the risk of falls of a patient in medical treatment and rehabilitation, and a gait function evaluation method using the same.

例えば、高齢者は、加齢・四肢障害や脳障害等により、運動機能の低下が生じ、日常の歩行行動でのつまずき、転倒により怪我する事態が散見される。このため、日常の健康管理として、医師・看護師による面談・観察により運動範囲や運動量を指導することで予防措置がとられている。   For example, there are some cases in which elderly people suffer from a decrease in motor function due to aging, limb disorders, brain disorders, etc., tripping in daily walking behavior, and injuries due to falls. For this reason, as daily health management, preventive measures are taken by instructing the range of exercise and the amount of exercise through interviews and observations by doctors and nurses.

例えば、日常生活における健康管理として、体重測定による肥満度から惹起される病気の予防を図るために体重計や体脂肪計が使用されるように、歩行機能性を定量的に知ることで同様の健康管理効果が得ることができる。   For example, as a health management in daily life, a similar knowledge can be obtained by quantitatively knowing the gait functionality so that a weight scale and a body fat scale are used to prevent diseases caused by obesity by weight measurement. Health management effect can be obtained.

このような患者(被測定者)の歩行状態を計測する装置として、多数の圧力センサーを有する圧力分布センサーを備え、当該圧力分布センサー上を患者が歩行したときの足裏にかかる荷重と足位置とを計測する技術が知られている(特許文献1参照)。また、歩行者の歩行に基づく歩行データを計測する歩行計測部と、歩行計測部により計測された歩行データに基づき歩行者の歩行動作を解析する歩行解析部と、転倒に関連する疾病既往歴及び転倒経験の有無情報が健康診断情報として歩行者毎に登録した検診データベースとを備え、表示制御部は歩行解析部により解析された歩行者の転倒危険情報と、健康診断データベース内の歩行者に対応する健康診断情報とを入力すると、この歩行者に適合した歩行訓練指導情報を転倒予防指導計画として表示部に表示する転倒予防指導支援システム(特許文献2参照)等が提案されている。   As a device for measuring the walking state of such a patient (the person to be measured), a pressure distribution sensor having a number of pressure sensors is provided, and the load and foot position applied to the sole when the patient walks on the pressure distribution sensor Is known (see Patent Document 1). In addition, a gait measurement unit that measures gait data based on pedestrian walking, a gait analysis unit that analyzes pedestrian gait movement based on gait data measured by the gait measurement unit, a history of illness related to falls, and With the presence / absence information of falls, a medical checkup database registered for each pedestrian as health checkup information, the display control unit supports pedestrian fallover risk information analyzed by the pedestrian analysis unit and pedestrians in the checkup database There has been proposed a fall prevention guidance support system (see Patent Document 2) that displays walking training guidance information suitable for a pedestrian as a fall prevention guidance plan on a display unit.

また、歩行者の足部に装着され、加速度又は角速度の少なくともいずれかの検出データを所定のサンプリング周期で無線出力する歩行センサーと、検出データを受信する無線通信装置と、この無線通信装置を介して取得する検出データの加速度の絶対値に基づき、一歩毎のデータにおける前半部分の最大値のタイミングを離地時刻とし、後半部分の最大値のタイミングを接地時刻として算出する歩行解析装置とを備えた歩行分析システム(特許文献3参照)、さらには被計測者が圧力分布センサーからの圧力分布データに基づいて歩行機能を示すパラメータの値を算出し、複数のパラメータの値及び転倒履歴データベースを用いてロジスティック回帰分析により数値化された転倒危険度を蓄積した転倒危険度データベースを備え、パラメータ算出部によって算出された被計測者についてのパラメータの値及び転倒危険度データベースに基づいて、被計測者の転倒する危険を示す転倒危険度判定装置(特許文献4参照)等が提案されている。   In addition, a walking sensor that is worn on a pedestrian's foot and wirelessly outputs at least one of acceleration and angular velocity detection data at a predetermined sampling period, a wireless communication device that receives the detection data, and the wireless communication device Based on the absolute value of the acceleration of the detection data acquired in this step, and a gait analyzer that calculates the timing of the maximum value of the first half of the data for each step as the takeoff time and the timing of the maximum value of the second half as the ground contact time. The gait analysis system (see Patent Document 3), and further, the measured person calculates the parameter value indicating the gait function based on the pressure distribution data from the pressure distribution sensor, and uses the plural parameter values and the fall history database. It is equipped with a fall risk database that accumulates the fall risk quantified by logistic regression analysis and parameters Based on the value of the parameter for the person to be measured calculated by the detecting section and the fall risk database, such as fall risk assessment apparatus according to the risk of falling of the measured person (see Patent Document 4) it has been proposed.

特開2000−308698号公報JP 2000-308698 A 特開2002−345786号公報JP 2002-345786 A 特開2008−175559号公報JP 2008-175559 A 特開2008−61811号公報JP 2008-61811 A

本発明は、測定が人手のために誤差が生じる、計測方法が煩雑である、複数の人員を要するといった問題点を鑑み、一般家庭や介護施設への導入が簡便にでき、歩行機能の個人環境変化について客観的エビデンス構築を可能とする歩行測定機及びこれを用いた歩行機能評価方法を提供することを目的とする。   The present invention is easy to introduce into a general home or a nursing facility, taking into account the problems that errors occur due to manual measurement, the measurement method is complicated, and a plurality of personnel are required. It is an object of the present invention to provide a gait measuring machine that enables objective evidence construction for changes and a gait function evaluation method using the same.

このため本発明の歩行測定機は、被測定者の歩行状態を検出して当該被測定者の歩行データを計測する歩行状態計測手段と、該歩行状態計測手段により計測された歩行データに基づき被測定者の歩行状態を解析し、被測定者の歩行能力を算出する歩行状態解析手段を備えたことを第1の特徴とする。また、前記歩行状態計測手段による測定項目は、(1)スタータの合図から被測定者の第1歩目が地面に着地するまでの時間、(2)スタート位置から第1歩目の着地点までの距離、(3)第1歩目のつま先が着いてから第2歩目のつま先が着くまでの時間、(4)第1歩目のつま先が着いた位置から第2歩目のつま先が着いた位置までの距離、さらに(5)第1歩目のつま先が着地してから検知終了までの時間であることを第2の特徴とする。さらに、前記歩行状態計測手段は、内部に複数のセンサーを所定の間隔で配置した歩行マットと、測定開始を合図するスタータと、センサーからの受圧力情報と離反速度データを歩行状態解析手段にデータ送信する中継制御装置とからなることを第3の特徴とする。さらにまた、前記歩行マットは、歩行マット内部に複数のセンサーを配置し、該配置されたセンサーにより被測定者が踏んだ位置と着地してから離地するまでの時間をモニタし、被測定者の歩幅と歩行速度を測定することを第4の特徴とし、前記歩行状態解析手段は、前記中継制御装置からのデータを受信して解析する測定プログラムと、被測定者の身体情報、及び測定結果を登録するデータベースを備えた演算処理装置からなることを第5の特徴とする。   For this reason, the walking measuring machine of the present invention detects the walking state of the person to be measured and measures the walking data of the person to be measured, and the walking data measured based on the walking data measured by the walking state measuring means. A first feature is that a walking state analyzing means for analyzing the walking state of the measurer and calculating the walking ability of the measured person is provided. The measurement items by the walking state measuring means are (1) the time from the starter's signal until the first step of the person to be measured lands on the ground, and (2) from the start position to the landing point of the first step. (3) the time from the arrival of the toes of the first step to the arrival of the toes of the second step, (4) the toes of the second step from the position where the toes of the first step arrived The second feature is the distance from the landing position, and (5) the time from the landing of the toe of the first step to the end of detection. Further, the walking state measuring means stores a walking mat in which a plurality of sensors are arranged at a predetermined interval, a starter for signaling the start of measurement, pressure receiving information from the sensors and separation speed data to the walking state analyzing means. A third feature is that it comprises a relay control device for transmission. Furthermore, the walking mat has a plurality of sensors arranged inside the walking mat, and the arranged sensors monitor the time from landing to the position where the measured person has stepped on and landing, and the measured person. Measuring the step length and the walking speed of the vehicle, wherein the walking state analyzing means receives the data from the relay control device and analyzes it, the body information of the person to be measured, and the measurement result A fifth feature is that it comprises an arithmetic processing unit provided with a database for registering.

そして、本発明に係る歩行測定機の作動方法は、被験者が足で踏んだ位置を測定するセンサーとして機能する歩行マットと、該歩行マットから中継制御ボックスを介して得られたデータを演算する演算処理装置とを備える歩行測定機の作動方法であって、前記歩行マットが、(1)被験者がスタータの合図で足を踏み出し、被測定者の第1歩目のつま先が着地するまでの時間T1、(2)スタート位置から第1歩目のつま先が着地した位置までの距離D1、(3)第1歩目のつま先が着地してから第2歩目のつま先が着地するまでの時間T2、(4)第1歩目のつま先が着地した位置から第2歩目のつま先が着地した位置までの距離D2、(5)第1歩目のつま先が着地してから検知終了までの時間T3をそれぞれ測定する工程と、測定された前記(1)乃至(5)をデータベースに蓄積する工程と、前記演算処理装置が、(T1/蓄積されたT1の平均値)×100、(T2/蓄積されたT2の平均値)×100又は(T3/蓄積されたT3の平均値)×100として歩行開始反応を算出する工程と、を含むことを第1の特徴とする。また、前記歩行マットが、(1)被験者がスタータの合図で足を踏み出し、被測定者の第1歩目のつま先が着地するまでの時間T1、(2)スタート位置から第1歩目のつま先が着地した位置までの距離D1、(3)第1歩目のつま先が着地してから第2歩目のつま先が着地するまでの時間T2、(4)第1歩目のつま先が着地した位置から第2歩目のつま先が着地した位置までの距離D2、(5)第1歩目のつま先が着地してから検知終了までの時間T3をそれぞれ測定する工程と、測定された前記(1)乃至(5)をデータベースに蓄積する工程と、前記演算処理装置が、(D1/蓄積されたD1の平均値)×100又は(D2/蓄積されたD2の平均値)×100として歩行開始意欲を算出する工程と、を含むことを第2の特徴とする。 The method for operating the walking measuring machine according to the present invention includes a walking mat that functions as a sensor for measuring a position on which a subject steps on a foot, and an operation for calculating data obtained from the walking mat via a relay control box. The walking mat includes a processing device, and the walking mat includes: (1) a time T1 from when the subject steps on the starter's cue and the toe of the subject's first step lands. (2) distance D1 from the start position to the position where the toe of the first step has landed; (3) time T2 from when the toe of the first step has landed until the toe of the second step has landed; (4) A distance D2 from a position where the toe of the first step has landed to a position where the toe of the second step has landed, and (5) a time T3 from the landing of the toe of the first step to the end of detection. Each measuring process and measured (1) to (5) are stored in a database, and the arithmetic processing unit has (T1 / average T1 accumulated) × 100, (T2 / average T2 accumulated) × 100 or A step of calculating a walking start reaction as (T3 / average value of accumulated T3) × 100 is a first feature. Further, the walking mat is (1) a time T1 from when the subject steps on the starter's signal until the toe of the subject's first step lands, (2) the toe of the first step from the start position. The distance D1 to the position where the heel has landed, (3) the time T2 from the landing of the toes of the first step to the landing of the toes of the second step, and (4) the position where the toes of the first step have landed The distance D2 from the position to the position where the toe of the second step has landed, (5) the step of measuring the time T3 from the landing of the toe of the first step to the end of detection, and the measured (1) Through (5) in the database, and the arithmetic processing unit determines whether it is willing to start walking as (D1 / average value of accumulated D1) × 100 or (D2 / average value of accumulated D2) × 100. And calculating the second feature.

測定が人手のために誤差が生じる、計測方法が煩雑である、複数の人員を要するといった問題点を解決し、一般家庭や介護施設への導入が簡便にでき、歩行機能の個人環境変化について客観的エビデンス構築を可能とする。   It solves problems such as errors in measurement due to manual labor, complicated measurement methods, and the need for multiple personnel, and can be easily introduced into ordinary homes and nursing homes. It is possible to build up evidence.

本発明に係る歩行測定機を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the walk measuring machine which concerns on this invention. 本発明に係る歩行測定機の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the walk measuring machine which concerns on this invention. 本発明に係る歩行マット構造を示す一部破断斜視図である。It is a partially broken perspective view which shows the walking mat structure which concerns on this invention. 歩行マットの敷設状態例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of the laying state of a walk mat. 本発明の歩行測定機を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the walking measuring machine of this invention. 測定プログラムの画面イメージ図である。It is a screen image figure of a measurement program.

以下、図1乃至図6を参照して、本発明に係る歩行測定機及び歩行機能評価方法の実施の形態について説明する。尚、本発明が以下に記述する実施例に限定されないことは言うまでもない。   Hereinafter, with reference to FIG. 1 thru | or FIG. 6, embodiment of the walking measuring machine and walking function evaluation method which concern on this invention is described. Needless to say, the present invention is not limited to the examples described below.

本発明に係る歩行測定機は、歩行マット1の内部に64ラインのセンサーをP=30mm間隔で配置し、被測定者が足で踏んだ位置と時間をモニタリングし、歩幅と歩行スピードをパーソナルコンピュータ(以下PCという)4により演算して測定するシステムである。すなわち、被測定者の歩行状態を検出して当該被測定者の歩行データを計測する歩行状態計測手段と、歩行状態計測手段により計測された歩行データに基づき被測定者の歩行状態を解析し、被測定者の歩行能力を算出する歩行状態解析手段を備えている。   In the walking measuring machine according to the present invention, 64 lines of sensors are arranged in the walking mat 1 at intervals of P = 30 mm, and the position and time when the measured person steps on the foot are monitored, and the stride and walking speed are measured by a personal computer. (Hereinafter referred to as a PC) 4 is a system for calculating and measuring. That is, the walking state measuring means for detecting the walking state of the measured person and measuring the walking data of the measured person, and analyzing the walking state of the measured person based on the walking data measured by the walking state measuring means, A walking state analyzing means for calculating the walking ability of the measurement subject is provided.

歩行測定機の主たる構成は、足で踏んだ位置を測定するセンサーとして機能する歩行マット1、ランプ点灯により測定開始を指示するスタータとして機能すると共に、測定中を表示するステータスランプ2、歩行マット1からの歩行情報と時間を管理してPC4にデータ送信する中継制御ボックス3と、中継制御ボックス3から送信されたデータを取得・分析し結果を表示する測定プログラム(アプリケーション)が搭載されたPC4とから構成されている。   The main configuration of the walking measuring machine is a walking mat 1 that functions as a sensor that measures the position of the foot, a function that functions as a starter that instructs the start of measurement by lighting the lamp, a status lamp 2 that displays the measurement, and a walking mat 1. A relay control box 3 that manages walking information and time from and transmits data to the PC 4, and a PC 4 equipped with a measurement program (application) that acquires and analyzes the data transmitted from the relay control box 3 and displays the results It is composed of

歩行マット1は、前記したセンサー信号ケーブル6が等間隔で配置された電極(PETシート)5に導電布8で被覆したマットを、図4に示すように複数枚連続して配置して構成される。図中、9はPVC製のカバー、10はケーブルカバーである。本実施例では、歩行マットの幅W=560mm、マット一枚分の長さL1=470mmのものを使用した。これを4枚並べると、センサー同士の間隙d=10mmを加えて全長L2=1940mmとなる。   The walking mat 1 is configured by continuously arranging a plurality of mats in which the above-described sensor signal cable 6 is covered with a conductive cloth 8 on an electrode (PET sheet) 5 in which sensor signal cables 6 are arranged at equal intervals, as shown in FIG. The In the figure, 9 is a PVC cover and 10 is a cable cover. In this example, a walking mat having a width W = 560 mm and a length L1 = 470 mm for one mat was used. When four of these are arranged, the total distance L2 = 1940 mm is obtained by adding the gap d = 10 mm between the sensors.

次いで、図5を参照に測定項目を挙げる。図5中、(1)ステータスランプが点灯し、スタートラインSから踏み出して一歩目のつま先が着くまでの時間を測定、(2)スタート位置から一歩目のつま先が着いた距離を測定(以下、踏み出し距離)、(3)一歩目のつま先が着いてから二歩目のつま先が着くまでの時間を測定(以下、反対足着地時間)、(4)一歩目のつま先が着いた位置から二歩目のつま先が着いた位置までの距離を測定(以下、反対足着地距離)、(5)歩行時間(一歩目のつま先が着地してから検知終了までの時間)を測定する。また、図5右側に示すように、歩幅が短く、踏み下ろした足の踵と着地している足のつま先が、ある一本のセンサー信号ケーブル6上に被さった場合は、踵の着地を検出することが難しい。よって、センサー信号ケーブル6の検知方向は、図5下側に示した矢印方向、つまり歩行マット1の最後部からスタートラインSに向かう方向に進み、着地したつま先を確実に検知するよう構成される。   Next, measurement items are listed with reference to FIG. In FIG. 5, (1) the status lamp is lit and the time from the start line S to the first toe is measured, (2) the distance from the start position to the first toe is measured (hereinafter, (Stepping distance), (3) Measure the time from the arrival of the first toe to the arrival of the second toe (hereinafter referred to as the opposite foot landing time), (4) Two steps from the position where the first toe arrived Measure the distance to the position where the toes of the eyes arrived (hereinafter referred to as the opposite foot landing distance), and (5) measure the walking time (the time from the landing of the toes of the first step to the end of detection). Also, as shown on the right side of FIG. 5, when the stride is short and the toes of the foot that has been stepped down and the toes of the landing foot are covered on a single sensor signal cable 6, the landing of the foot is detected. Difficult to do. Therefore, the detection direction of the sensor signal cable 6 proceeds in the direction of the arrow shown in the lower side of FIG. 5, that is, in the direction from the rearmost part of the walking mat 1 toward the start line S, and is configured to reliably detect the toes that have landed. .

中継制御ボックス3は、測定間隔(20ms)毎の各センサー信号レベル(64本分)のA/D変換制御、ステータスランプ2の点灯・消灯制御、USB通信制御を行うものである。すなわち、PC4からの測定開始要求受付、ステータスランプ2の点灯(被験者歩行開始)、歩行マット1からのセンサー信号(64本分)をA/D変換してPC4にデータ送信、検知終了(被験者が歩行マット1を通過したらPC4の測定停止ボタンを押して測定完了、若しくはタイムアウト(時間超過)による自動停止による)後にステータスランプ2を消灯する。尚、本実施例では、スタータとしてステータスランプ2を使用しているが、視覚障害者を対象とする場合は、音声によって合図を行なうものでもよい。   The relay control box 3 performs A / D conversion control of each sensor signal level (for 64 lines) at every measurement interval (20 ms), lighting / extinguishing control of the status lamp 2, and USB communication control. That is, receiving a measurement start request from the PC 4, turning on the status lamp 2 (subject walking start), A / D converting sensor signals (64 pieces) from the walking mat 1, sending data to the PC 4, and detecting end (subject After passing the walking mat 1, the measurement stop button of the PC 4 is pushed to complete the measurement, or the status lamp 2 is turned off after the time-out (automatic stop due to time-out). In this embodiment, the status lamp 2 is used as a starter. However, in the case of a visually impaired person, a signal may be given by voice.

PC4に搭載された測定プログラムは、図6に示すように、被測定者のナンバー、氏名、性別、年齢、体重、身長、足のサイズなどが入力される測定者情報部を有し、入力された測定者情報を保存、管理するデータベースをPC4内に構築するよう構成される。また、上記した測定項目に関する測定データの管理を行う測定指示・データ管理部を有し、中継制御ボックス3から送信されたデータを構築されたデータベース内に保存、管理を行うとともに、ステータスランプ2への点灯指示、歩行マット1への測定指示を操作し、測定結果、過去の累積データの表示操作を行うことができるよう構成される。   As shown in FIG. 6, the measurement program installed in the PC 4 has a measurer information section for inputting the number, name, sex, age, weight, height, foot size, etc. of the person to be measured. A database for storing and managing the measured person information is constructed in the PC 4. In addition, it has a measurement instruction / data management unit for managing measurement data related to the measurement items described above, and stores and manages the data transmitted from the relay control box 3 in the constructed database, and also sends it to the status lamp 2 The display instruction of the measurement result and past accumulated data can be performed by operating the lighting instruction and the measurement instruction to the walking mat 1.

通常歩行時の画像記録による測定と本発明の歩行測定機による測定(電子的測定)との比較検討を行なった。
(1)画像記録による測定
測定方法:床に1cm刻みで測定できる測定テープ240cmを貼り、テープの終了部分(スタート位置から240cm前方)に被験者の目と同じ高さにランプを設置した。ランプの発光スイッチは実験者がもち、スイッチの操作は被験者に見られないように行なった。また、記録のために、ビデオカメラを設置した。設置場所は、測定テープの中央部前の台上であり、三脚を使用して高い位置から測定の様子が全て写るように撮影を行なった。直立姿勢からランプが点灯し、足を踏み出してつま先が着地するまでの踏み出し完了時間をT1(msec)、その踏み出した距離を踏み出し距離D1(cm)、上記の動作を終えてから次に反対足のつま先が着地するまでの反対足着地時間をT2(msec)、その距離を歩幅D2(cm)とした。踏み出し距離D1、歩幅D2については、1cm単位で、踏み出し着地時間T1、反対足着地時間T2については、ビデオ記録の1コマに相当する0.033秒単位で測定した。また、歩行時間をT3(msec)として測定した。
(2)電子的測定
測定方法:前述した歩行測定機を用いランプの発光にしたがって歩行し、T1、D1、T2、D2、T3を測定した。
(3)測定
被験者A〜Fの6名により10回の測定を行なった。被験者情報を表1に、各被験者の画像記録による測定、及び電子的測定の測定結果を表2〜表7に示す。表2〜7左上欄に、データ分類として、被験者番号A〜Fに続き、N(負荷なし)またはL(錘負荷時)、E(電子測定)またはV(映像解析)とアルファベットを続けて記載している。尚、画像記録による測定においては、検出画角の関係上、T3の測定は行っていない。また、表中×印は、計測機器の調整不備等により実測されなかったことを示し、MNは、測定結果の平均値、SDは、測定結果の標準偏差値を示す。
A comparison was made between the measurement by image recording during normal walking and the measurement (electronic measurement) by the walking measuring apparatus of the present invention.
(1) Measurement by image recording Measurement method: A measuring tape 240 cm that can be measured in 1 cm increments was applied to the floor, and a lamp was installed at the same height as the subject's eyes at the end of the tape (240 cm forward from the start position). The experiment was carried out so that the experimenter had the light emission switch of the lamp so that the subject could not see the switch operation. A video camera was also installed for recording. The installation location was on the platform in front of the center of the measuring tape, and a tripod was used to shoot all the measurements from a high position. The lamp lights up from an upright posture, the step completion time until the toes land after stepping on the foot is T1 (msec), the stepping distance is the stepping distance D1 (cm), and after the above operation is finished, the opposite foot The opposite foot landing time until the toes landed was defined as T2 (msec), and the distance was defined as the stride D2 (cm). The stepping distance D1 and the step length D2 were measured in units of 1 cm, and the stepping landing time T1 and the opposite foot landing time T2 were measured in units of 0.033 seconds corresponding to one frame of video recording. The walking time was measured as T3 (msec).
(2) Electronic measurement Measurement method: Walked according to the light emission of the lamp using the above-described walking measuring machine, and measured T1, D1, T2, D2, and T3.
(3) Measurement Ten measurements were performed by six subjects A to F. Table 1 shows the subject information, and Tables 2 to 7 show the measurement results of image recording and electronic measurement of each subject. In the upper left column of Tables 2-7, as the data classification, following subject numbers A to F, N (no load) or L (weight load), E (electronic measurement) or V (video analysis) are described in succession. doing. In the measurement by image recording, the measurement of T3 is not performed due to the detection angle of view. In the table, “X” indicates that the measurement device was not actually measured due to inadequate adjustment of the measuring device, MN represents the average value of the measurement results, and SD represents the standard deviation value of the measurement results.

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以上、6例の測定結果によれば、T1、T2などの時間測定では、最大4%程、D1、D2などの距離測定では、約6%の差が生じたものの、画像記録による測定と、電子的測定の値が極めて近い数値で記録された。画像記録による測定では、斜め上方から撮影した画像の記録確認となるため、視野角が生じる、画像的に不鮮明である等の理由により、着地の瞬間が不正確で測定誤差を生じる。一方、電子的測定は、歩行マットに足裏が接触し、センサーが受圧することで着地の瞬間を計測するため、接触を斜め上方から類推評価する画像記録と比較して、確実に測定を行うことができる。   As described above, according to the measurement results of the six examples, the time measurement such as T1 and T2 has a difference of about 4% at the maximum and the distance measurement such as D1 and D2 has a difference of about 6%. Electronic measurements were recorded as very close numbers. In the measurement by image recording, recording of an image taken from obliquely above is confirmed, so that the landing instant is inaccurate and a measurement error occurs due to reasons such as a viewing angle being generated and an image being unclear. On the other hand, the electronic measurement measures the moment of landing when the sole touches the walking mat and receives pressure from the sensor. Therefore, the measurement is performed more reliably than the image recording that estimates analogy from diagonally above. be able to.

また、被験者Aの測定結果に注目すると、T1値平均の935msecに対し、7回目のT1値は245msecの遅延を生じて1180msecを要している。すなわち、7回目の測定では上手く歩き出すことができず、さらにこの動揺が8回目の測定に影響してT1値が700msecと、平均値より短い時間でスタートラインSから踏み出して一歩目のつま先が着いている。本来のペースが900msec程度であるとすれば、8回目の測定においては、過剰適応を起こしている可能性がある。このように、本発明の歩行測定機による測定で歩行状態の異常を検出することができる。   Further, when paying attention to the measurement result of the subject A, the T1 value for the seventh time causes a delay of 245 msec and requires 1180 msec, as compared to the average T1 value of 935 msec. In other words, the seventh measurement cannot walk well, and this fluctuation affects the eighth measurement, so that the T1 value is 700 msec, and the toe of the first step is stepped from the start line S in a time shorter than the average value. Have arrived. If the original pace is about 900 msec, there is a possibility of overadaptation in the eighth measurement. As described above, abnormalities in the walking state can be detected by measurement using the walking measuring machine of the present invention.

[行動変容の模擬的な検出試験]
本来、歩行の態様が変化することは、その原因につき運動器の機能的変化が存在すると考え、上記の6名について、足首に巻き付き型の重り500gを付け、合計1kgの負荷をかけた状態で電子的測定を行い、数値の変化として認識されるか否かを検討した。測定方法は、上記方法と同じく、画像記録による測定と電子的測定を行った。被験者ごとの測定結果を表8〜表13に示す。表8〜13左上欄に、データ分類として、被験者番号A〜Fに続き、N(負荷なし)またはL(錘負荷時)、E(電子測定)またはV(映像解析)とアルファベットを続けて記載している。尚、運動器とは、骨・関節・靱帯、脊椎・脊髄、筋肉・腱、末梢神経など、体を支え(支持)、動かす(運動・移動)役割をする器官の総称を示す。
[Simulation detection test of behavior change]
Originally, the change in the mode of walking is considered to be due to the functional change of the musculoskeletal cause, and with the above 6 persons, a wrapping weight of 500 g was attached to the ankle and a total load of 1 kg was applied. An electronic measurement was conducted to examine whether it was recognized as a numerical change. As the measurement method, measurement by image recording and electronic measurement were performed as in the above method. The measurement results for each subject are shown in Table 8 to Table 13. In the upper left column of Tables 8 to 13, as the data classification, the subject numbers A to F are followed by N (no load) or L (weight load), E (electronic measurement) or V (video analysis), followed by the alphabet. doing. The term “exercise device” is a general term for organs that support (support) and move (exercise / move) the body, such as bones / joints / ligaments, spine / spinal cord, muscles / tendons, and peripheral nerves.

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この測定結果においても、画像記録による測定と電子的測定の値が極めて近い数値で記録された。被験者Dに注目すると、表5に示す無負荷時のT1平均値が1254msecであったが、表11に示す負荷時のT1平均値が1208msecであり、46msec増加しており、歩行の態様が変化することで運動器の機能的変化が存在することが実証された。また、被験者Aにおいては、無負荷時と負荷時のT1平均値には変動が見られないものの、T3平均値が、170msec増加している。すなわち、歩行速度調節機能が遷延しており、運動量の必要性を自動的に調節する能力の低下が懸念される。被験者Fにおいても、被験者Aと同様に負荷時にT3平均値が増加しているものの、被験者Fの体重が47kgと比較的軽量であり、体重あたり負荷量が被験者Aの2倍近くになり、基本的な体力を反映した結果とみられる。   Also in this measurement result, the values measured by image recording and the values of electronic measurement were recorded as very close numerical values. When paying attention to the subject D, the T1 average value at no load shown in Table 5 was 1254 msec, but the T1 average value at load shown in Table 11 was 1208 msec, increased by 46 msec, and the walking mode changed. It has been demonstrated that there are functional changes in the musculoskeletal. In the subject A, the T3 average value is increased by 170 msec, although there is no change in the T1 average value during no load and during the load. That is, the walking speed adjustment function is prolonged, and there is a concern that the ability to automatically adjust the necessity of the momentum will be reduced. In the subject F as well as the subject A, the T3 average value is increased at the time of loading, but the weight of the subject F is comparatively light, 47 kg, and the load per body weight is almost twice that of the subject A. This seems to reflect the physical strength.

これらの測定結果から、踏み出し距離D1、歩幅D2の測定値の変化量は小さく、標準偏差SDにみられるバラ付きも小さい。それだけに、この値の減少や異常がみられることは、重篤な変化が隠れている可能性が高く、測定値を確認することで健康管理の一環を担う。   From these measurement results, the amount of change in the measured values of the stepping distance D1 and the step length D2 is small, and the variation seen in the standard deviation SD is also small. For this reason, if there is a decrease or abnormality in this value, there is a high possibility that a serious change is hidden, and it is part of health management by checking the measured value.

[演算による機能評価]
以上のように、本発明は極めて短距離の歩行を行い、各種パラメータを測定する。また、測定されたデータをもって、種々の演算により歩行時の機能を評価し、機能に異常がみられた場合、転倒危険性が増加すると判断するものである。演算による評価の例として、スタータの合図によって歩行を開始し、足を踏み出してつま先が着地するまでの踏み出し完了時間T1に注目し、蓄積されたデータと直近に測定されたデータを比較することで歩行開始反応を算出する。歩行開始反応(%)=踏み出し時間(直近)÷踏み出し時間(過去データ平均値)×100とすることで、歩行開始反応の増加は、機敏な動作開始機能の低下を示し、危機に遭遇する確率を高めるため、被験者本人が体調変化を確認することで転倒防止に資することができる。
[Functional evaluation by calculation]
As described above, the present invention walks for a very short distance and measures various parameters. Moreover, the function at the time of a walk is evaluated by various calculations with the measured data, and when abnormality is seen in a function, it is judged that the risk of falling increases. As an example of evaluation by calculation, start walking with the starter's signal, pay attention to the step completion time T1 from stepping on to toe landing, and comparing the accumulated data with the most recently measured data Calculate the walking start response. Walking start response (%) = stepping time (most recent) ÷ stepping time (average of past data) x 100, the increase in walking start response indicates a decrease in agile motion start function and the probability of encountering a crisis Therefore, the subject himself / herself can contribute to prevention of falling by checking the physical condition change.

また、演算による機能評価の別例として、踏み出し距離D1を蓄積された過去データと直近に測定されたデータを比較することで、歩行開始意欲を算出する。歩行開始意欲(%)=踏み出し距離(直近)÷踏み出し距離(過去データ平均値)×100とすることで、歩行開始意欲の減少は、歩行に要する筋力の低下を示し、危険遭遇時の転倒回避が困難になる。また、歩行開始意欲の増加は、興奮や過度の筋力の発揮を示し、運動疲労や過信による事故を生じる要因となる。したがって、歩行開始意欲(%)を算出することで、被験者本人が体力発揮の変化を自覚することで転倒防止に資することができる。このように、歩行機能を測定、及び評価することで、歩行機能の個人環境変化について客観的エビデンス構築を可能とする。   Further, as another example of the function evaluation by calculation, the willingness to start walking is calculated by comparing the past data accumulated as the stepping distance D1 with the data measured most recently. The willingness to start walking (%) = the starting distance (nearest) ÷ the starting distance (average of past data) x 100. The decrease in the willingness to start walking indicates a decrease in the muscle strength required for walking, and avoids falls when encountering a danger. Becomes difficult. In addition, an increase in willingness to start walking shows excitement and excessive muscle strength, and causes an accident due to exercise fatigue or overconfidence. Therefore, by calculating the willingness to start walking (%), the subject himself / herself is aware of the change in physical strength, which can contribute to prevention of falling. In this way, by measuring and evaluating the walking function, it is possible to construct objective evidence for changes in the personal environment of the walking function.

さらに、データ比較を行う際に、被測定者の身体情報が用いられることが好ましい。例えば、被測定者の身体情報を基準値として、性別が同性、年齢の差分が5歳、身長の差分が10cm、体重の差分が10kg、及び足底の差分が1cm内の身体情報をもつ過去データ群との比較を行う、また例えば、被測定者と同性の過去データと比較して、被測定者の実年齢に対する歩行機能の評価を算出することも可能である。   Furthermore, when performing data comparison, it is preferable that the body information of the person to be measured is used. For example, with the physical information of the person being measured as a reference value, the past having physical information in which the gender is the same sex, the age difference is 5 years old, the height difference is 10 cm, the weight difference is 10 kg, and the sole difference is 1 cm Comparison with the data group is performed, and for example, it is possible to calculate the evaluation of the walking function with respect to the actual age of the measurement subject by comparing with the past data of the same sex as the measurement subject.

尚、本実施例において、歩行マット1は、センサー信号ケーブル6が等間隔で配置された電極(PETシート)5に導電布8で被覆しており、被測定者の踏圧を検知するよう構成されているが、本発明におけるセンサーは、歩行マット1内に収納され、かつ被測定者が踏んだ位置と着地してから離地するまでの時間をモニタリング可能なセンサーであれば何れでも使用することができる。このようなセンサーとして例えば、被測定者が踏んだ位置の温度変化を検出する温度センサーを用いても良い。また、測定プログラムを搭載するためにPCを使用しているが、例えば携帯電話、スマートフォン、もしくはタブレット端末等の測定プログラムを動作させることが可能な演算処理装置であれば何れでも使用することができ、本実施例に限定されるものではない。   In this embodiment, the walking mat 1 is configured so that the sensor signal cable 6 is covered with the conductive cloth 8 on the electrode (PET sheet) 5 arranged at equal intervals, and detects the stepping pressure of the measurement subject. However, the sensor in the present invention can be used as long as it is stored in the walking mat 1 and can monitor the time from landing to the position where the measurement subject stepped on and landing. Can do. As such a sensor, for example, a temperature sensor that detects a temperature change at a position stepped on by the measurement subject may be used. In addition, although a PC is used for mounting a measurement program, any arithmetic processing device capable of operating a measurement program such as a mobile phone, a smartphone, or a tablet terminal can be used. However, the present invention is not limited to this embodiment.

1 歩行マット
2 スタータ(ステータスランプ)
3 中継制御ボックス
4 PC
5 電極(PETシート)
6 センサー信号ケーブル
7 絶縁スポンジ(ウレタン)
8 電極(導電布)
9 カバー(PVC)
10 ケーブルカバー
1 Walking mat 2 Starter (status lamp)
3 Relay control box 4 PC
5 Electrode (PET sheet)
6 Sensor signal cable 7 Insulating sponge (urethane)
8 electrodes (conductive cloth)
9 Cover (PVC)
10 Cable cover

Claims (2)

被験者が足で踏んだ位置を測定するセンサーとして機能する歩行マットと、該歩行マットから中継制御ボックスを介して得られたデータを演算する演算処理装置とを備える歩行測定機の作動方法であって、A method for operating a walking measuring instrument comprising: a walking mat that functions as a sensor that measures a position a subject steps on with a foot; and an arithmetic processing unit that calculates data obtained from the walking mat via a relay control box. ,
前記歩行マットが、(1)被験者がスタータの合図で足を踏み出し、被測定者の第1歩目のつま先が着地するまでの時間T1、(2)スタート位置から第1歩目のつま先が着地した位置までの距離D1、(3)第1歩目のつま先が着地してから第2歩目のつま先が着地するまでの時間T2、(4)第1歩目のつま先が着地した位置から第2歩目のつま先が着地した位置までの距離D2、(5)第1歩目のつま先が着地してから検知終了までの時間T3をそれぞれ測定する工程と、The walking mat is (1) the time T1 from when the subject steps on the starter's cue and the toe of the first step of the measured person lands, (2) the toe of the first step from the start position. (3) Time T2 from the landing of the toe of the first step to the landing of the toe of the second step, (4) First position from the position of landing of the toe of the first step A step of measuring a distance D2 to a position where the toe of the second step has landed, (5) a time T3 from the landing of the toe of the first step to the end of detection;
測定された前記(1)乃至(5)をデータベースに蓄積する工程と、Storing the measured (1) to (5) in a database;
前記演算処理装置が、(T1/蓄積されたT1の平均値)×100、(T2/蓄積されたT2の平均値)×100又は(T3/蓄積されたT3の平均値)×100として歩行開始反応を算出する工程と、を含むことを特徴とする歩行測定機の作動方法。The arithmetic processing unit starts walking as (T1 / average T1 accumulated) × 100, (T2 / average T2 accumulated) × 100 or (T3 / average T3 accumulated) × 100. And a step of calculating a reaction.
被験者が足で踏んだ位置を測定するセンサーとして機能する歩行マットと、該歩行マットから中継制御ボックスを介して得られたデータを演算する演算処理装置とを備える歩行測定機の作動方法であって、A method for operating a walking measuring instrument comprising: a walking mat that functions as a sensor that measures a position a subject steps on with a foot; and an arithmetic processing unit that calculates data obtained from the walking mat via a relay control box. ,
前記歩行マットが、(1)被験者がスタータの合図で足を踏み出し、被測定者の第1歩目のつま先が着地するまでの時間T1、(2)スタート位置から第1歩目のつま先が着地した位置までの距離D1、(3)第1歩目のつま先が着地してから第2歩目のつま先が着地するまでの時間T2、(4)第1歩目のつま先が着地した位置から第2歩目のつま先が着地した位置までの距離D2、(5)第1歩目のつま先が着地してから検知終了までの時間T3をそれぞれ測定する工程と、The walking mat is (1) the time T1 from when the subject steps on the starter's cue and the toe of the first step of the measured person lands, (2) the toe of the first step from the start position. (3) Time T2 from the landing of the toe of the first step to the landing of the toe of the second step, (4) First position from the position of landing of the toe of the first step A step of measuring a distance D2 to a position where the toe of the second step has landed, (5) a time T3 from the landing of the toe of the first step to the end of detection;
測定された前記(1)乃至(5)をデータベースに蓄積する工程と、Storing the measured (1) to (5) in a database;
前記演算処理装置が、(D1/蓄積されたD1の平均値)×100又は(D2/蓄積されたD2の平均値)×100として歩行開始意欲を算出する工程と、を含むことを特徴とする歩行測定機の作動方法。The arithmetic processing unit includes a step of calculating a willingness to start walking as (D1 / average value of accumulated D1) × 100 or (D2 / average value of accumulated D2) × 100. How the gait meter works.
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