JP6617246B1 - 運動器機能向上支援装置、運動器機能向上支援システム及び運動器機能向上の支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 運動器の機能を向上させるためのトレーニングメニューを提供することが可能であり、利用者の利便性に優れた運動器機能向上支援装置を提供する。【解決手段】 タッチスクリーン３１やスピーカ３３に映像や音声で出力する指示や質問に対して、カメラ３２で利用者を撮影した映像、マイク３４で集音した回答、補助具３７で検出した圧力の値等から、利用者の骨格や関節の可動域を計測する。利用者がタッチスクリーン３１に入力した身体情報等と合わせて、骨格や関節の可動域を計測した情報を解析し、利用者の運動器の機能を向上させるためのトレーニングメニューを選択してプリンタ３９等に出力する構成とすることによって、利用者にわかりやすい方法で運動器の状態を診断するだけでなく、機能向上のためのトレーニングメニューの提示までを可能にしている。【選択図】 図１

Description

本発明は、骨、関節、筋肉等の運動器の機能を向上させるためのトレーニングメニューを提示することによって運動器の機能向上を支援する、運動器機能向上支援装置、運動器機能向上支援システム及び運動器機能向上の支援方法に関するものである。

高齢化が進展し、かつ、交通機関の発達等により足腰を使う機会が減少している現代社会においては、骨や関節、筋肉等の運動器の衰えによって、立つ、歩くといった機能が低下して、要介護状態に陥るリスクが高まりやすくなっている。こうした運動器に障害や衰えが生じた状態はロコモティブシンドローム（運動器症候群）と呼ばれ、健康で日常生活を送れる「健康寿命」が重視するされる中、日本整形外科学会を中心に予防啓発や様々な対策が進められているところである。

ロコモティブシンドロームへの対策を行うためには、運動器の状態を的確に把握することがはじめに必要となるが、そうした課題に対して、例えば、被検者への負担を抑えながら、運動器の状態を定量的に評価する運動器評価システムに関する発明（特許文献１参照）や、ロコモティブシンドロームの症状を改善するためのトレーニングを行なった後に、運動器の障害がどの程度改善されたかを評価する、運動器障害評価システムに関する発明（特許文献２参照）が開示されている。

特開２０１６−２０２８７１号公報 特開２０１５−１１２３７４号公報

特許文献１及び２に記載された発明は、いずれもロコモティブシンドローム（運動器症候群）のリスクやトレーニングによる改善状況の把握に有効なものであるが、いずれも立ち上がる動作を対象としたもので、全身の運動器の状態を十分に把握し得るものではないと考えられる。また、いずれも運動器の状態の把握に用いられるものであって、その状態を改善するためのトレーニング等の対策を提示できるものではない。

超高齢社会に突入している我が国では、ロコモティブシンドロームの予備軍が急速に増加しており、医療機関等の専門機関を訪ねなくても気軽に利用することが可能で、予防や改善のためのトレーニングメニューの提示を受けることができるような仕組みが、社会的に求められるところである。

本発明は、このような課題に対応するためになされたものであり、骨、関節、筋肉等の運動器の機能を向上させるためのトレーニングメニューを提示することが可能であり、利用者の利便性に優れた運動器機能向上支援装置、運動器機能向上支援システム及び運動器機能向上の支援方法を提供することを目的とするものである。

このような課題を解決するために、本発明に係る運動器機能向上支援装置は、利用者の身体に関連する所定の情報の入力を受け付ける受付手段と、前記利用者に対して音声又は映像の少なくともいずれかを用いて所定の動作を指示し、前記利用者による前記動作の状態から、前記利用者の関節の可動域を計測する計測手段と、少なくとも前記受付手段が受け付けた身体に関連する情報と、前記計測手段が計測した可動域に関する情報を用いて、前記利用者の運動器の状態を解析することによって選択された、前記利用者の運動器の機能を向上させるためのトレーニングメニューを出力する出力手段と、を備えることを特徴とする。

本発明では、音声や映像によって指示した動作から利用者の関節の可動域等を計測する構成とすることで、立ち上がる動作に限らず広く関節の可動域の測定を可能にするとともに、計測した情報等を解析して利用者の運動器の機能を向上させるためのトレーニングメニューを出力する構成とすることによって、利用者にわかりやすい方法で運動器の状態を診断するだけでなく、機能向上のためのトレーニングメニューの提示までを可能にしている。

また、本発明に係る運動器機能向上支援装置において、前記計測手段は、利用者の関節の可動域の計測に用いるために、前記利用者に対して所定の補助具を押す動作を指示し、前記補助具から検出された圧力の値を受け付けることを特徴とすることもできる。前記所定の補助具を押す動作を指示するために、前記補助具の利用者が押すべき位置を示す光線を照射する照射手段を備えることを特徴としてもよい。

本発明の計測手段による利用者の関節の可動域の計測は、例えば、深度計測カメラによって利用者の動作を撮影することによって可能ではあるが、こうした補助具を用いて圧力を計測することによって、深度計測カメラのみでは計測できない値を計測して、運動器のより正確な状態を解析することが可能になる。その際には、光線の照射によって利用者が押すべき位置を指示すれば、利用者がどのような動作を行えばよいかを理解しやすくなる。

また、本発明に係る運動器機能向上支援装置において、前記計測手段は、利用者の関節器の可動域の計測に用いるために、マイクによって検出された前記利用者に対して指示した動作に関する前記利用者への質問に対する回答を受け付けることを特徴とすることもできる。

このように構成すると、例えば、利用者がある体勢をとった時に、その体勢を自然にとり得るか否かを「痛い」「痛くない」といった回答によって確認することができるので、より正確な可動域の計測が可能になる。

また、本発明に係る運動器機能向上支援装置において、前記出力手段は、ネットワークを介して接続されたサーバで利用者の運動器の状態を解析することによって選択されたトレーニングメニューを出力することを特徴とすることもできる。

このように、運動器の状態を解析する機能や、トレーニングメニューを選択する機能をネットワークに接続されたサーバに集約する構成とすることによって、本発明に係る運動器機能向上支援装置を、複数の拠点に容易に展開しやすくなる。

また、本発明に係る運動器機能向上支援装置において、前記出力手段は、前記利用者の運動器の状態に関する情報を所定のモデルに入力して、前記モデルから出力されたトレーニングメニューを出力することを特徴とすることもできる。

このように構成すると、例えば、トレーニングメニューの出力に人工知能を用いた学習済みモデルを用いることによって、より適切なトレーニングメニューを選択する精度を継続的に高めることが可能になる。

本発明は、本発明に係る運動器機能向上支援装置と、所定の機能を備えた補助具又はマイクの少なくとも一つを含んで構成される、運動器機能向上支援システムとして特定することもできる。

本発明に係る運動器機能向上支援システムは、利用者の身体に関連する所定の情報の入力を受け付ける受付手段と、前記利用者に対して音声又は映像の少なくともいずれかを用いて所定の動作を指示し、前記利用者による前記動作の状態から、前記利用者の関節の可動域を計測する計測手段と、少なくとも前記受付手段が受け付けた身体に関連する情報と、前記計測手段が計測した可動域に関する情報を用いて、前記利用者の運動器の状態を解析することによって選択された、前記利用者の運動器の機能を向上させるためのトレーニングメニューを出力する出力手段と、を備える運動器機能向上支援装置と、前記運動器機能向上支援装置の計測手段による前記利用者の関節の可動域の計測に用いるために、前記運動器機能向上支援装置の指示によって利用者が行う押す動作から圧力の値を検出する補助具と、を備えることを特徴とする運動器機能向上支援システムである。

又は、本発明に係る運動器機能向上支援システムは、利用者の身体に関連する所定の情報の入力を受け付ける受付手段と、前記利用者に対して音声又は映像の少なくともいずれかを用いて所定の動作を指示し、前記利用者による前記動作の状態から、前記利用者の関節の可動域を計測する計測手段と、少なくとも前記受付手段が受け付けた身体に関連する情報と、前記計測手段が計測した可動域に関する情報を用いて、前記利用者の運動器の状態を解析することによって選択された、前記利用者の運動器の機能を向上させるためのトレーニングメニューを出力する出力手段と、を備える運動器機能向上支援装置と、前記運動器機能向上支援装置の計測手段による前記利用者の関節の可動域の計測に用いるために、前記運動器機能向上支援装置が利用者に対して指示した動作に関する前記利用者への質問に対する回答を検出するマイクと、を備えることを特徴とする運動器機能向上支援システムである。前記運動器機能向上支援装置の計測手段による前記利用者の関節の可動域の計測に用いるために、前記運動器機能向上支援装置の指示によって利用者が行う押す動作から圧力の値を検出する補助具と、を備えることを特徴としてもよい。

また、本発明に係る運動器機能向上支援システムは、前記所定の補助具を押す動作を指示するために、前記補助具の利用者が押すべき位置を示す光線を照射する照射手段を備えることを特徴とすることもできる。

また、本発明に係る運動器機能向上支援システムの運動器機能向上支援装置において、前記出力手段は、ネットワークを介して接続されたサーバで利用者の運動器の状態を解析することによって選択されたトレーニングメニューを出力することを特徴とすることもできる。

また、本発明に係る運動器機能向上支援システムの運動器機能向上支援装置において、前記出力手段は、前記利用者の運動器の状態に関する情報を所定のモデルに入力して、前記モデルから出力されたトレーニングメニューを出力することを特徴とすることもできる。

本発明は、本発明に係る運動器機能向上支援装置によって実行される、運動器機能向上の支援方法として特定することもできる。

本発明に係る運動器機能向上の支援方法は、コンピュータが、利用者の身体に関連する所定の情報の入力を受け付ける受付ステップと、前記コンピュータが、前記利用者に対して音声又は映像の少なくともいずれかを用いて所定の動作を指示し、前記利用者による前記動作の状態から、前記利用者の関節の可動域を計測する計測ステップと、前記コンピュータが、少なくとも前記受付ステップで受け付けた身体に関連する情報と、前記計測ステップで計測した可動域に関する情報を用いて、前記利用者の運動器の状態を解析することによって選択された、前記利用者の運動器の機能を向上させるためのトレーニングメニューを出力する出力ステップと、を有することを特徴とする運動器機能向上の支援方法である。

また、本発明に係る運動器機能向上の支援方法は、先に説明した本発明に係る運動器機能向上支援装置の各々の構成によって実行される、運動器機能向上の支援方法として特定することもできる。

本発明によると、立ち上がる動作に限らず、広く体全体の関節の可動域の測定が可能になるとともに、運動器の状態を診断するだけでなく、運動器の機能向上のためのトレーニングメニューを提示することも可能になる。こうした機能が実現される装置を、人手を要することなく多くの拠点に展開しやすくなるため、例えば、全国に数多く存在するドラックストアの店舗内に本発明に係る運動器機能向上支援システムを設置することによって、ロコモティブシンドローム対策を全国的に促進することが可能になると考えられる。

本発明に係る運動器機能向上支援システムの外観を示す図である。 本発明に係る運動器機能向上支援システムの使用状態の例を示す第１の図である。 本発明に係る運動器機能向上支援システムの使用状態の例を示す第２の図である。 本発明に係る運動器機能向上支援システムをネットワークに接続して複数の拠点に展開する実施形態の例を示す図である。 本発明に係る運動器機能向上支援システムの構成を示す図である。 本発明に係る運動器機能向上支援装置によってトレーニングメニューを出力するまでのデータの流れを示す図である。 本発明に係る運動器機能向上支援装置によってトレーニングメニューを出力するまでの処理フローを示すフローチャートである。 本発明において、補助具（ポール）を用いて関節の可動域を計測している状態を示す図である。 本発明において、計測された利用者の骨格の状態の例を示す図である。

本発明を実施するための形態について、図面を用いて以下に詳細に説明する。尚、以下の説明は、本発明の実施形態の一例を示したものであって、本発明はここに説明する実施形態の構成に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る運動器機能向上支援システムの外観を示している。本発明に係る運動器機能向上支援システムを設置する場所は特に限定されるものではないが、例えば、全国に多数存在するドラックストアの店舗内のスペースに設置することとすれば、多くの利用者が本発明に係る運動器機能向上支援システムを気軽に利用しやすくなり、ロコモティブシンドロームの予防や改善への取組みを促進する上で好適となる。

図１において、本発明に係る運動器機能向上支援システムは、本発明に係る運動器機能向上支援装置に対応する運動器機能向上支援装置１０とその周辺機器等によって構成されている。運動器機能向上支援装置１０は、タッチスクリーン３１によって操作することが可能な大型のディスプレイを備えたタブレット型のコンピュータである。運動器機能向上支援システムが設置されたスペースの入り口にはカードリーダ３９が設けられ、ここで会員カード等を用いて利用者が識別される。

運動器機能向上支援システムの利用を開始すると、運動器機能向上支援装置１０のプログラムによって利用方法がガイドされる。利用者が所定の情報をタッチスクリーン３１から入力した後には、当該プログラムの制御によって、スピーカ３３からは利用者に対する所定の動作の指示等の音声が発せられ、音声の指示に従った利用者の動作をカメラ３２（図１では利用者の正面のみにカメラを設置しているが、側面や背面にもカメラを設置して、利用者の体勢等をより正確に計測できる構成としてもよい）で撮影して、利用者の骨格や関節の可動域等を計測する。スピーカ３３から発せられた質問に対する利用者の回答を集音するためのマイク３４や、利用者の体重や体脂肪等を計測する体重体組成計３５も設けられている。

ポール状の補助具３７は、スピーカ３３から発せられた指示やタッチスクリーン３１に表示されるお手本映像に従って、利用者が補助具３７を押す動作による圧力の値を検出する。そうした動作の際の利用者の重心の位置等が、重心計３６によって計測される。カメラ３２で撮影した利用者の映像やマイク３４で集音した利用者の回答、体重体組成計３５、重心計３６、補助具３７で計測した値から、利用者の骨、関節、筋肉等の運動器の状態が運動器機能向上支援装置１０（あるいは後に説明する管理サーバ２０）で解析され、運動器の機能を向上させるためのトレーニングメニューがプリンタ３８等から出力される。

以上に説明した図１の運動器機能向上支援システムは、本発明に係る運動器機能向上支援システムの構成の一例を示したものであり、本発明に係る運動器機能向上支援システムは、図１に例示した構成に限定されるものではない。例えば、タッチスクリーン３１と運動器機能向上支援装置１０からなる大型のディスプレイを備えたタブレット型コンピュータは、コンピュータ本体とディスプレイが分離された構成であってもよい。また、運動器機能向上支援装置１０の周辺機器は、ここに示した例に限定されるものではなく、その一部を含まなくてもよいし、他の周辺機器を含むものであってもよい。

また、本発明に係る運動器機能向上支援システムによって運動器の状態を解析する際には、図１に符号を付して示した以外の機器等を用いて、利用者の関節の可動域等を計測することとしてもよい。例えば、図２に示したように、エクソザイズ用のチェアを用いて利用者に計測に必要な体勢をとらせてもよいし、図３に示したように、ポール状の補助具の間に握り棒を設置して、利用者に計測に必要な体勢をとらせたり、ここにかかる圧力を計測したりすることとしてもよい。

図４は、こうした本発明に係る運動器機能向上支援システムを複数の拠点（店舗Ａ−Ｃ）に設置して、管理サーバで利用者情報等を管理する実施形態の例を示している。各々の店舗で計測された利用者の運動器の状態に関する情報が管理サーバ２０で集中管理されるとともに、管理サーバ２０には、運動器の状態の解析やトレーニングメニューを選択するための学習済モデル等の機能が備えられ、インターネットを介して各々の店舗で計測された利用者の運動器の状態に関する情報を受信すると、当該利用者の運動器の機能を向上させるためのトレーニングメニューを選択して返信する。

図４のように構成すると、各々の店舗に設置される運動器機能向上支援システムには、利用者に関する情報を保存するデータベースや、運動器の状態の解析やトレーニングメニューを選択するためのプログラムやモデルを備える必要がなくなることに加えて、運動器の状態の解析やトレーニングメニューを選択する学習済モデルには、多くの利用者の情報を学習させることができるので、本発明に係る運動器機能向上支援システムの利用の促進や機能の向上に好適な構成となる。

図５は、本発明に係る運動器機能向上支援システムの構成を示している。図５において、運動器機能向上支援装置１０が本発明に係る運動器機能向上支援装置に対応する。運動器機能向上支援装置１０は、マイク３４、補助具３７等の周辺機器の全部又は一部とあわせて、本発明に係る運動器機能向上支援システムを構成する。運動器機能向上支援装置１０は、管理サーバ２０とインターネットを介して接続されるが、管理サーバ２０を設けず、運動器機能向上支援装置１０とその周辺機器のみで本発明に係る運動器機能向上支援システムを構成して、スタンドアローンで運用されるものとしてもよい。

運動器機能向上支援装置１０は、大型のディスプレイであるタッチスクリーン３１によって情報の入出力が行われるコンピュータであり、例えば、タッチスクリーン３１と一体化されたタブレット型のコンピュータを用いることができる。運動器機能向上支援装置１０には、ＣＰＵ、メインメモリ、ＨＤＤやＳＳＤ等の補助記憶装置が備えられていて、補助記憶装置に格納されたプログラムがメインメモリに読み出され、ＣＰＵで演算処理を実行することによって、所定の機能が実現される。

運動器機能向上支援装置１０の通信制御部１１、入力受付部１２、可動域計測部１３、運動器解析部１４、メニュー選択部１５、メニュー出力部１６は、いずれも機能的に特定されるものであって、ＨＤＤ等の補助記憶装置に格納された各部の機能に対応するプログラムがメインメモリに読み出され、ＣＰＵで演算処理を実行することによって、各部に対応する機能が実現される。

管理サーバ２０には、インターネットに接続されたサーバコンピュータが用いられ、本発明の実施に必要な利用者情報の格納や運動器の状態の解析、トレーニングメニューの選択の機能を備えるものであれば、その構成は特に限定されるものではない。利用者情報格納部２１には、管理サーバ２０を構成するコンピュータのＨＤＤ等の補助記憶装置の記憶領域が割り当てられる。通信制御部２２、運動器解析部２３、メニュー選択部２４は、いずれも機能的に特定されるものであって、管理サーバ２０を構成するコンピュータのＨＤＤ等の補助記憶装置に格納された各部の機能に対応するプログラムがメインメモリに読み出され、ＣＰＵで演算処理を実行することによって、各部に対応する機能が実現される。

タッチスクリーン３１は、情報の入出力機能を備えた大型のディスプレイで、運動器機能向上支援装置１０から送出された情報をディスプレイに出力して表示するとともに、タッチ操作によって運動器機能向上支援装置１０に情報を入力することが可能である。

カメラ３２には、奥行きを計測することが可能な深度計測カメラを用いることとすればよいが、利用者の体型や動きを撮影することによって、利用者の骨格や関節の可動域を計測することが可能な構成とできればカメラの種別は特に限定されず、他の技術と連携してこうした計測が可能であれば、Ｗｅｂカメラ等を用いることとしてもよい。また、カメラの設置位置や数も特に限定されるものではなく、利用者の正面、背面、側面などに複数のカメラを設置して、利用者の骨格や関節の可動域を計測するものであってもよい。カメラ３２で撮影された映像は、運動器機能向上支援装置１０に送出される。

スピーカ３３は、運動器機能向上支援装置１０から受信したデータに基づき音声を再生し、マイク３４は、利用者の声を含む周囲の音声を集音して運動器機能向上支援装置１０に送出するが、そうした機能を有するものであれば、その他の機能や構成は特に限定されるものではない。スピーカ３３とマイク３４は、一体で形成されるものであってもよい。

体重体組成計３５と重心計３６は、それぞれ利用者の体重及び体脂肪率等、利用者の重心の位置や足裏にかかる圧力等を計測するが、そうした機能を有するものであれば、その他の機能や構成は特に限定されるものではない。測定した情報は、無線又は有線の通信によって運動器機能向上支援装置１０に送信される。

補助具３７は、ここではポール状の圧力検出器が用いられ、利用者が手を使って押した圧力の値を検出する。補助具３７は、利用者の関節の可動域の計測に必要な圧力の値等を検出できるものであれば、その形状や大きさ、検出器等の機器の構成は特に限定されるものではない。図３の例に示した、握り棒のような器具が付属するものであってもよい。補助具３７で検出された圧力の値は、無線又は有線の通信によって運動器機能向上支援装置１０に送信される。

プリンタ３８には、一般的なネットワークプリンタを用いればよく、運動器機能向上支援装置１０から送信された利用者に提示するトレーニングメニューに関する情報等を受信して、印刷する機能を備えている。利用者に提示するトレーニングメニューに関する情報等は、運動器機能向上支援装置１０から、備え付けのタブレット端末や、利用者が所持するスマートフォンやタブレット端末に送信することとしてもよい。

カードリーダ３９は、利用者が所持するＩＣカード等から利用者を識別する情報を読み取って運動器機能向上支援装置１０に送信する機能を備えているが、その設置場所や読み取り方法（ＩＣチップから非接触で読み取ってもよいし、二次元コード等の識別コードをカメラで読み取ることとしてもよい）は特に限定されるものではない。

以上の構成を前提にして、図６に示したデータの流れと図７のフローチャートに沿って、運動器機能向上支援装置１０によってトレーニングメニューを出力するまでの処理フローを説明する。

ロコモティブシンドロームのリスクに関する診断を受け、予防や改善のための運動器の機能を向上させるためのトレーニングメニューを入手したい利用者は、本発明に係る運動器機能向上支援システムが設置されたドラッグストアの店舗等を訪れる。運動器機能向上支援システムが設置されたコーナーには、利用者が所持する会員カードから情報を読み取るカードリーダ３９が設けられていて、利用者がカードリーダ３９に会員カードをかざすと、利用者を識別する会員ＩＤが読み取られて、運動器機能向上支援装置１０に送信される。

会員ＩＤは運動器機能向上支援装置１０の通信制御部１１から管理サーバ２０に送信され、通信制御部２２でこれを受信した管理サーバ２０では、必要な情報を利用者情報格納部２１から読み出して、運動器機能向上支援装置１０に送信する。図６にも示したように、会員カードから読み取った会員ＩＤに対応する利用者の年齢や性別等の利用者情報が運動器機能向上支援装置１０に送信されるが、この利用者情報は必要に応じて後に説明する運動器の状態の解析に用いることとしてもよい。続いて、運動器機能向上支援装置１０では利用方法をガイドするためのプログラムが起動されて、図７のフローチャートに示した処理が実行される。

まず、運動器の状態の解析に必要な身体情報の入力を音声（スピーカ３３から出力する）や映像（タッチスクリーン３１に出力する）で利用者に指示して（Ｓ１）、利用者がタッチスクリーン３１等から入力した年齢や性別（これらの情報は管理サーバ２０で利用者情報格納部２１から読み出した情報を受信して用いてもよい）、身体の状態等に関する基本情報を入力受付部１２が受け付ける。

ここで受け付ける身体情報は、利用者がタッチスクリーン３１等から入力した情報に限定されるものではなく、例えば、体重体組成計３５で計測した体重や体脂肪率等の値を、運動器機能向上支援装置１０に送信することとしてもよい。必要な身体情報が全て入力されると（Ｓ２がＹｅｓ）、受け付けた身体情報を通信制御部１１から管理サーバ２０に送信して、利用者情報格納部２１に保存させる（Ｓ３）。

続いて、可動域計測部１３が起動されて、運動器の状態の解析に必要な利用者の骨格や関節の可動域を計測する。図６に示したように、運動器機能向上支援装置１０にインストールされたチャットボットプログラムを実行することによって、タッチスクリーン３１に利用者が行うべき動作を示すお手本映像を再生するとともに、スピーカ３３からは関節の可動域等を計測するために必要な所定の動作が利用者に指示される（Ｓ４）。指示を受けた利用者の動作は深度の計測が可能なカメラ３２で撮影され、利用者の関節の可動域等が計測される。

はじめに、利用者に所定の位置に立って所定の体勢をとることを要求して、その状態をカメラ３２で撮影し、骨格を計測して利用者の体格や姿勢を把握する。その後に、所定の動作を行わせ（例えば、利用者に図２や図３に示したような体勢をとらせる等）、各々の状態における骨格の変化をカメラ３２が撮影した映像で把握することによって、関節の可動域を計測することができるが、さらに以下の方法によって、より詳細で精度の高い情報の収集が可能である。

利用者に対して、単にその場で体を動かすだけではなく、所定の体勢で補助具３７を押す動作を要求する。図８はその体勢の一例を示したものであり、この場合にも深度の計測が可能な機能を備えている、あるいは深度の計測が他のシステムと連携したカメラ３２によって関節の位置関係を把握することによって、関節の動きからその可動域を計測することが可能であるが、さらに利用者にこの体勢でポール状の補助具３７を押させて、その圧力の値を検出し、必要に応じて重心計３６で重心の位置等を計測することによって、カメラ３２の映像のみでは把握できない関節の可動域に関する情報を得ることが可能になる。具体的には、例えば、先に把握した利用者の体格に応じた基準値と、検出した圧力の値を対比することによって、関節の可動状態を推測することが可能と考えられる。

また、こうした動作の際の利用者の重心の位置や足裏にかかる圧力等を重心計３６で計測する。計測した値そのものを利用者の体格や骨盤の状態等の計測に用いることとしてもよいが、こうした値から利用者が正しい体勢をとっているか否かを推測することができるので、利用者に対して体勢の変更（右足を一歩前に出す、補助具のもう少し上を押す等）を要求するために用いることとしてもよい。

利用者に対して体勢の変更を要求する際には、どの位置に足を置けばよいのか、補助具３７のどの位置を押せばよいのかを、運動器機能向上支援装置１０と接続された照射器から光線を照射して、利用者が足を置く位置や補助具３７の押すべき位置を示すこととしてもよい。

利用者が所定の動作を行っている際には、例えば、チャットボットプログラムにより「胸の筋肉が伸びていますか？」「その体勢で関節に痛みがありますか？」といった質問をスピーカ３３から音声を再生することにより行って、質問に対する利用者の回答をマイク３４で集音し、こうした情報を関節の可動域の計測に用いることとしてもよい。

こうした動作を行なっている間にも、利用者の骨格の状態をタッチスクリーン３１に表示して、利用者が正しい姿勢をとることができるように、利用者に対して体勢の変更を求めることとしてもよい。図９は、カメラ３２で撮影した利用者の骨格の状態を示した例であるが、この状態では左の肩と骨盤が上がった状態になってしまっているので、正しく計測を行うために、利用者に対して「右肩と右の腰の位置を少し下げてみてください」という指示を、スピーカ３３から出力することとすればよい。

以上のようにして、利用者の骨格や関節の可動域に関する情報が全て計測されると（Ｓ５がＹｅｓ）、計測した関節の可動域等に関する情報を通信制御部１１から管理サーバ２０に送信して、利用者情報格納部２１に保存させる（Ｓ６）。

続いて、運動器解析部１４を起動して、先に入力を受け付けた身体情報と、計測した関節の可動域等に関する情報を解析して、利用者の骨、関節、筋肉等の運動器の状態を解析する（Ｓ７）。さらに、メニュー選択部１５を起動して、運動器の状態を入力するとその状態に応じた運動器の機能を向上させるためのトレーニングメニューを出力する学習済モデルに、解析した運動器の状態に関する情報を入力して（Ｓ８）、利用者の運動器の機能を向上させるためのトレーニングメニューを選択させる。さらにメニュー出力部１６を起動して、選択されたトレーニングメニューがプリンタ３８に出力される（Ｓ９）。選択されたトレーニングメニューは、備え付けのタブレット端末や、利用者が所持するスマートフォンやタブレット端末に出力されることとしてもよい。

尚、運動器解析部１４で解析された運動器の状態に関する情報や、メニュー選択部１５で選択されたトレーニングメニューに関する情報についても、管理サーバ２０に送信して利用者情報格納部２１に保存させることとしてもよい。

図６には、学習済モデルに所定のデータを入力して、トレーニングメニューを出力するまでの流れの例を示しているが、データの流れはここに示した例に限定されるものではなく、例えば、運動器の状態の解析にも学習済モデルを適用することとしてもよいし、運動器の状態の解析とトレーニングメニューの選択を一の学習済モデルを用いて実行することとして、身体情報や関節の可動域に関する情報等を直接学習済モデルに投入することとしてもよい。

以上に説明した運動器解析部１４とメニュー選択部１５において実行される処理は、運動器機能向上支援装置１０側ではなく、管理サーバ２０の運動器解析部２３とメニュー選択部２４で実行して、運動器機能向上支援装置１０に送信する構成としてもよい。管理サーバ２０側に学習済モデルを設ける構成とすると、管理サーバ２０では複数の拠点を利用する利用者に関する情報を収集して学習済モデルに学習させることができるので、本発明に係る運動器機能向上支援システムの機能の向上に好ましい構成となる。

１０ 運動器機能向上支援装置
１１ 通信制御部
１２ 入力受付部
１３ 可動域計測部
１４ 運動器解析部
１５ メニュー選択部
１６ メニュー出力部
２０ 管理サーバ
２１ 利用者情報格納部
２２ 通信制御部
２３ 運動器解析部
２４ メニュー選択部
３１ タッチスクリーン
３２ カメラ
３３ スピーカ
３４ マイク
３５ 体重体組成計
３６ 重心計
３７ 補助具
３８ プリンタ
３９ カードリーダ

Claims (10)

1. 利用者の身体に関連する所定の情報の入力を受け付ける受付手段と、
   前記利用者に対して音声又は映像の少なくともいずれかを用いて所定の動作を指示し、前記利用者による前記動作の状態から、前記利用者の関節の可動域を計測する計測手段と、
   少なくとも前記受付手段が受け付けた身体に関連する情報と、前記計測手段が計測した可動域に関する情報を用いて、前記利用者の運動器の状態を解析することによって選択された、前記利用者の運動器の機能を向上させるためのトレーニングメニューを出力する出力手段と、を備えていて、
   前記計測手段は、利用者の関節の可動域の計測に用いるために、前記利用者に対して所定の補助具を押す動作を指示し、前記補助具から検出された圧力の値を受け付けること
   を特徴とする運動器機能向上支援装置。
2. 前記所定の補助具を押す動作を指示するために、前記補助具の利用者が押すべき位置を示す光線を照射する照射手段を備えること
   を特徴とする請求項１記載の運動器機能向上支援装置。
3. 前記計測手段は、前記利用者に対して指示した動作に関する前記利用者への質問を出力し、マイクによって検出された前記利用者の前記質問に対する回答を受け付けて、前記回答を前記利用者の関節の可動域の計測に用いること
   を特徴とする請求項１又は２記載の運動器機能向上支援装置。
4. 利用者の身体に関連する所定の情報の入力を受け付ける受付手段と、
   前記利用者に対して音声又は映像の少なくともいずれかを用いて所定の動作を指示し、前記利用者による前記動作の状態から、前記利用者の関節の可動域を計測する計測手段と、
   少なくとも前記受付手段が受け付けた身体に関連する情報と、前記計測手段が計測した可動域に関する情報を用いて、前記利用者の運動器の状態を解析することによって選択された、前記利用者の運動器の機能を向上させるためのトレーニングメニューを出力する出力手段と、を備えていて、
   前記計測手段は、前記利用者に対して指示した動作に関する前記利用者への質問を出力し、マイクによって検出された前記利用者の前記質問に対する回答を受け付けて、前記回答を前記利用者の関節の可動域の計測に用いること
   を特徴とする運動器機能向上支援装置。
5. 前記出力手段は、ネットワークを介して接続されたサーバで利用者の運動器の状態を解析することによって選択されたトレーニングメニューを出力すること
   を特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の運動器機能向上支援装置。
6. 利用者の身体に関連する所定の情報の入力を受け付ける受付手段と、
   前記利用者に対して音声又は映像の少なくともいずれかを用いて所定の動作を指示し、前記利用者による前記動作の状態から、前記利用者の関節の可動域を計測する計測手段と、
   少なくとも前記受付手段が受け付けた身体に関連する情報と、前記計測手段が計測した可動域に関する情報を用いて、前記利用者の運動器の状態を解析することによって選択された、前記利用者の運動器の機能を向上させるためのトレーニングメニューを出力する出力手段と、を備える運動器機能向上支援装置と、
   前記運動器機能向上支援装置の計測手段による前記利用者の関節の可動域の計測に用いるために、前記運動器機能向上支援装置の指示によって利用者が行う押す動作から圧力の値を検出する補助具と、
   を備えることを特徴とする運動器機能向上支援システム。
7. 利用者の身体に関連する所定の情報の入力を受け付ける受付手段と、
   前記利用者に対して音声又は映像の少なくともいずれかを用いて所定の動作を指示し、前記利用者による前記動作の状態から、前記利用者の関節の可動域を計測する計測手段と、
   少なくとも前記受付手段が受け付けた身体に関連する情報と、前記計測手段が計測した可動域に関する情報を用いて、前記利用者の運動器の状態を解析することによって選択された、前記利用者の運動器の機能を向上させるためのトレーニングメニューを出力する出力手段と、を備え、
   前記計測手段は、前記利用者に対して指示した動作に関する前記利用者への質問を出力し、マイクによって検出された前記利用者の前記質問に対する回答を受け付けて、前記回答を前記利用者の関節の可動域の計測に用いること
   を特徴とする運動器機能向上支援装置と、
   前記運動器機能向上支援装置の計測手段により出力される前記質問に対する前記利用者の回答を検出するマイクと、
   を備えることを特徴とする運動器機能向上支援システム。
8. 前記運動器機能向上支援装置の計測手段による前記利用者の関節の可動域の計測に用いるために、前記運動器機能向上支援装置の指示によって利用者が行う押す動作から圧力の値を検出する補助具を備えること
   を特徴とする請求項７記載の運動器機能向上支援システム。
9. コンピュータが、利用者の身体に関連する所定の情報の入力を受け付ける受付ステップと、
   前記コンピュータが、前記利用者に対して音声又は映像の少なくともいずれかを用いて所定の動作を指示し、前記利用者による前記動作の状態から、前記利用者の関節の可動域を計測する計測ステップと、
   前記コンピュータが、少なくとも前記受付ステップで受け付けた身体に関連する情報と、前記計測ステップで計測した可動域に関する情報を用いて、前記利用者の運動器の状態を解析することによって選択された、前記利用者の運動器の機能を向上させるためのトレーニングメニューを出力する出力ステップと、を有していて、
   前記計測ステップにおいて、前記コンピュータは、利用者の関節の可動域の計測に用いるために、前記利用者に対して所定の補助具を押す動作を指示し、前記補助具から検出された圧力の値を受け付けること
   を特徴とする運動器機能向上の支援方法。
10. コンピュータが、利用者の身体に関連する所定の情報の入力を受け付ける受付ステップと、
    前記コンピュータが、前記利用者に対して音声又は映像の少なくともいずれかを用いて所定の動作を指示し、前記利用者による前記動作の状態から、前記利用者の関節の可動域を計測する計測ステップと、
    前記コンピュータが、少なくとも前記受付ステップで受け付けた身体に関連する情報と、前記計測ステップで計測した可動域に関する情報を用いて、前記利用者の運動器の状態を解析することによって選択された、前記利用者の運動器の機能を向上させるためのトレーニングメニューを出力する出力ステップと、を有していて、
    前記計測ステップにおいて、前記コンピュータは、前記利用者に対して指示した動作に関する前記利用者への質問を出力し、マイクによって検出された前記利用者の前記質問に対する回答を受け付けて、前記回答を前記利用者の関節の可動域の計測に用いること
    を特徴とする運動器機能向上の支援方法。