JP6844284B2 - 歩容の評価方法 - Google Patents
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Description
(i)歩容の印象の評価結果をわかりやすく被験者に提示するためには、歩容の評価結果を、幅広い年代層が容易に意味を理解できるオノマトペを用いた評価軸で提示できるようにすることが有用であること、
(ii)この場合、評価軸の両極を、対極の印象を有する一対の感性語とし、この評価軸による歩容の評価値と、加速度センサ、足圧センサ等を用いた歩行の計測値から得られる歩行の特徴量とを回帰式で関連づけておくと、回帰式により算出される評価値と被験者の実際の評価値とが良好な相関を示すこと、
(iii)この回帰式を用いて被験者の歩行の特徴量から算出される評価値は、画一的に定められた理想の歩容と被験者の歩容との差異を表すものではなく、被験者の歩容を他者がどのような印象で捉えているかを示すものとなり、かつオノマトペを用いた評価軸で表されているから、被験者にとって受け入れやすいこと、
(iv)また、対極の印象を表す一対の感性語を両極に有する評価軸は種々設定することができるので、被験者の歩容を複数の観点の評価軸で評価することが可能となり、したがって、被験者は自己の歩容の評価を複数の観点から知ることができ、歩容改善に対するモチベーションが高まること、
を見出し、本発明を想到した。
本発明の歩容の評価方法は、歩容の印象の評価値を目的変数とし、歩行パラメータを説明変数とする重回帰式を取得しておき、その重回帰式を用いて任意の被験者の歩容の印象の評価値を求める方法であって、歩容の印象の評価値を、歩容について対極の印象を表す一対の感性語を両極とする評価軸で表し、かつその一対の感性語の少なくとも一方にオノマトペを含めることを特徴としている。この場合、歩容の評価軸としては複数種を設定することができる。したがって、複数種の評価軸で多面的に歩容を評価することが可能となる。
本発明の評価方法が使用する重回帰式において、歩容の印象の評価値の評価軸は、歩容について対極の印象を表す一対の感性語を両極とするものであり、その一対の感性語の少なくとも一方にオノマトペを含めたものである。
いきいき−とぼとぼ
しゃきしゃき−へろへろ
ぴしっと−だらしない
のしのし−すたすた
ワイルド−なよなよ
ゆったり−せかせか
よぼよぼ−がしがし
スムーズ−どたどた
すらっと−でっぷり
いきいき−よぼよぼ
すっと−だらだら
歩容の印象表の評価値と歩行パラメータの回帰式を求めるにあたり、歩容の印象の評価値のデータの収集方法としては、VAS(Visual Analogue Scale)、NRS(Numerical Rating Scale)等を使用することができる。例えば、観察者が所定の歩容に対してVASで「のしのし−すたすた」を評価する場合、観察者は図4に示すように一端が「のしのし」で他端が「すたすた」の評価軸が記載された質問用紙の評価軸内に自分の印象に応じた縦線10を書き込む。VASによれば、「のしのし」と「すたすた」の間の相対的な評価として観察者の印象の評価値を容易に得ることができ、また、4段階評価のVRS(Verbal Rating Scale)に比して信頼性の高い評価値を得ることができる。なお、観察者が縦線を書き込んだVASのデータからは、例えば、評価軸の一端(のしのし)をゼロ、他端(すたすた)を100として縦線の位置の評価値を読み取ることができる。
歩行パラメータは、歩容に影響する客観的な特徴量である。歩行パラメータには、(a)足圧センサ、モーションキャプチャ、加速度センサ等の計測装置を用いた歩行の計測により得られる歩行の特徴量、及び(b)歩行の計測から得られる歩行の特徴量ではないが、歩容に影響を及ぼす年齢、身長、体重、BMI、性別などの基本情報が含まれる。或る歩行の特徴量が複数の計測装置で計測できる場合、測定精度の高い計測装置による歩行の特徴量を使用することが好ましい。
足圧センサとしては、歩行により歩行面が受ける足圧の分布画像や、足圧の2次元データを出力することのできるものを使用することができ、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、有限会社AMTI製床反力計等をあげることができる。
モーションキャプチャとしては、デプスカメラ(マイクロソフト社のKinect)、複数のビデオカメラを使用する3次元動作解析システム(インターリハ株式会社製3次元動作分析装置VICON、VICON MXシステム、VICON NEXUS)等を使用することができる。このうちマイクロソフト社のKinectは、RGBカラー映像用カメラと、奥行き測定用に赤外線カメラと赤外線発光部を備え、被験者の関節点の位置情報を自動的に抽出し、被験者の歩行画像に重ねて表示することを可能とする。
加速度センサとしては、日常生活で携帯することができる、X軸、Y軸、Z軸の3軸の加速度を計測できるものが好ましい。3次元加速度センサとしては、3軸の加速度波形を抽出することのできる携帯端末などを使用することができる。
評価軸に影響が大きい歩行パラメータを予め抽出するため、表3に示す11種の評価軸のそれぞれに対し、種々の歩行パラメータで単回帰分析を行い、その回帰式による評価値の推定値と実際の評価値との相関係数を調べ、相関係数の絶対値の上位10種の歩行パラメータを表3に示した。ここで、この回帰分析を行うためのデータは、年齢20〜50歳の一般人(男性5名、女性5名)を観察者とし、年齢40〜50歳の自立歩行可能な健常な女性10名の歩行の前額面及び矢状面の動画を評価対象とし、観察者がそれぞれの動画に対して11種の評価軸におけるVASの評価値を書き入れるようにして収集した。また、足圧センサとしては、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、モーションキャプチャとしては、マイクロソフト社のKinectを使用した。
(I)足圧センサを用いて得る歩行の特徴量と、モーションキャプチャを用いて得る歩行の特徴量の双方を使用する場合、
(II)足圧センサを用いて得る複数種の歩行の特徴量を使用する場合、
(III)モーションキャプチャを用いて得る複数種の歩行の特徴量を使用する場合、
(IV)加速度センサを用いて得る複数種の歩行の特徴量を使用する場合
などが考えられる。(I)によれば、重回帰式の推定の精度を高めることができ、(IV)によれば手軽に日常生活における歩行の特徴量を得ることができる。
表4から、歩行の特徴量を、
(I)足圧センサ(ウォークWay)とモーションキャプチャ(Kinect)を用いて得た場合、
(II)足圧センサ(ウォークWay)だけを使用して得た場合、
(III)モーションキャプチャ(Kinect)だけを使用して得た場合、
のいずれにおいても、強制投入法、ステップワイズ法、変数減少法のいずれによっても回帰式により算出される歩容の印象の評価値は、実際の歩容の評価値と相関性があることがわかる。
(1)足圧センサによる歩行の特徴量とモーションキャプチャによる歩行の特徴量を使用した場合
足圧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、モーションキャプチャとしてマイクロソフト社のKinectを使用した。
(いきいき−とぼとぼ推定値)
=-0.681*(ストライド)+ 3.034*(歩隔)+ 369.552*(頭部左右揺れ)-102.488*(手の振り)+ 0.599*(頭部傾斜角) + 100.106(定数)
(1)と同じ歩行者の歩行について、ウォークWayにより計測したストライド、歩隔、両脚支持期割合を説明変数とする以外は(1)と同様に重回帰分析した。結果を表6と図7に示す。
(いきいき−とぼとぼ推定値)
=-1.381*(ストライド)+ 2.633*(歩隔)+ 2.663*(両脚支持期割合)+110.474(定数)
(1)と同じ歩行者の歩容について、Kinectにより計測した手の振り、頭部左右揺れ、頭部傾斜角、肩回旋角度、膝関節可動域を説明変数とする以外は(1)と同様に重回帰分析した。結果を表7と図8に示す。
(いきいき−とぼとぼ推定値)
= -126.097*(手の振り)+ 586.881*(頭部左右揺れ)+ 0.580*(頭部傾斜角)-1.103*(肩回旋角度)-0.707*(膝関節可動域)+ 109.536(定数)
(1)と同じ歩行者の歩容について、加速度センサの計測データから求めた歩幅と歩隔を説明変数とする以外は(1)と同様に重回帰分析した。結果を表8と図9に示す。
(いきいき−とぼとぼ推定値)
= -3.163*(歩幅)+ 3.061*(歩隔)+ 156.233(定数)
本発明の歩容の評価方法では、歩容の印象の評価値と歩行パラメータとの重回帰式を用いて、任意の被験者の歩行パラメータからその被験者の歩行の評価値を算出することによりその被験者の歩容を評価する。
上述の歩行アドバイザによるアドバイス内容を、よりわかりやすく被験者に伝えるため、紙面や、パーソナルコンピュータや携帯用端末の画面等に、例えば図10に示すように、本発明の方法に従う所定の評価軸で被験者の歩容の印象の評価する場合の重回帰式で使用する歩行の特徴量と、被験者の歩行の特徴量から単回帰式で算出した評価値の推定値と、その単回帰式により求められる境界値と、この推定値と境界値との対比で定まる良否の判定結果を示し、重回帰式で算出した印象の評価値を、当該評価軸における総合得点として示し、当該評価軸において歩容を改善するためのアドバイスが表示されるようにしてもよい。なお、このアドバイスは、歩容の印象の評価値を重回帰式で算出する場合に使用する複数の歩行の特徴量と、歩行の特徴量ごとに単回帰式を用いて算出される歩容の印象の推定値と、境界値に応じたアドバイス内容を予め蓄積しておき、それらが適宜選択されて表示されるようにしてもよい。
2 歩隔
3 歩行角度
4 ストライド
5 つま先角度
6 立脚期割合
7 遊脚期割合
8 両脚支持期割合
10 縦線
θ1 頭部傾斜角
θ2 背筋角
θ3R 右肩回旋角度
θ4R 右腰回旋角度
θ5 側面視において膝部と腰部とを結ぶ直線と、膝部と踵部とを結ぶ直線とがなす角度(膝関節可動域)
Claims (7)
- 任意の被験者の歩容の印象の評価値を、他者による歩容の印象の評価値を目的変数とし、歩行の計測により得られる歩行の特徴量を含む歩行パラメータを説明変数とする重回帰式を用いて求める歩容の評価方法であって、歩容の印象の評価値が、歩容について対極の印象を表す一対の感性語を両極とする評価軸で表され、一対の感性語の双方にオノマトペが含まれている評価方法。
- 両極の感性語の少なくとも1つが異なる2種以上の評価軸で歩容の印象の評価値を求める請求項1記載の評価方法。
- 歩容の印象の評価値と、重回帰式に含まれる歩行の特徴量との単回帰式を用いて、前記被験者の歩容の印象の評価値を求める請求項1又は2に記載の評価方法。
- 重回帰式の作成に使用する歩容の印象の評価値を、VAS(Visual Analogue Scale)で得る請求項1〜3のいずれかに記載の評価方法。
- 歩行の特徴量が、足圧センサを用いた計測により得られる歩行の特徴量と、モーションキャプチャを用いた計測により得られる歩行の特徴量と、加速度センサを用いた計測により得られる歩行の特徴量から選ばれる請求項1〜4のいずれかに記載の評価方法。
- 歩行の特徴量が、足圧センサを用いた計測により得られる歩行の特徴量と、モーションキャプチャを用いた計測により得られる歩行の特徴量と、加速度センサを用いた計測により得られる歩行の特徴量の2種以上である請求項5記載の評価方法。
- 歩行の特徴量に左右差がある場合に、左右の歩行の特徴量の平均値を使用する請求項1〜6のいずれかに記載の評価方法。
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