JP7140063B2 - 支援動作計測システム、リハビリ支援システム、支援動作計測方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、支援動作計測システム、リハビリ支援システム、支援動作計測方法及びプログラムに関する。

片麻痺等を患う患者は、症状を回復させることを目的としたリハビリテーション（リハビリ）を行う際に、歩行訓練装置等のリハビリ支援システムを利用することがある。歩行訓練装置の例として、訓練者である患者の脚部に装着されて訓練者の歩行を補助する歩行補助装置を備えた歩行訓練装置が開示されている（特許文献１）。

訓練者がこのようなリハビリを行う際に、医師や理学療法士（ＰＴ：Physical Therapist）等の訓練スタッフが付き添う場合がある。訓練スタッフは、そのリハビリ支援装置の設定操作を行うとともに、訓練中の訓練者の身体を支えることにより訓練者の動作を補助したり、訓練者に対してアドバイスを行ったりする。

特開２０１５－２２３２９４号公報

このようなリハビリ支援装置を利用した訓練を効果的に実行するためには、訓練スタッフが行う補助動作が適切に行われることが望ましい。しかしながら、訓練スタッフが行う補助動作には個人差がある。例えば、補助動作が訓練に与える効果は、訓練スタッフの経験量に依存することがある。すなわち、経験の浅い訓練スタッフは、補助動作を適切に行うことができない可能性がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、支援動作のばらつきを低減する支援動作計測システム等を提供するものである。

本発明の１実施態様における支援動作計測システムは、予め設定された動作の訓練を行う訓練者を支援する訓練スタッフが訓練者の訓練動作に対して行う支援動作を計測するものである。上記支援動作計測システムは、訓練動作検出部、支援動作検出部及び識別部を有する。訓練動作検出部は、訓練動作を検出する。支援動作検出部は、訓練動作において訓練者が訓練スタッフから受ける支援動作のタイミング、位置、方向又は強さの内、少なくとも１つを検出する。識別部は、訓練動作に対する支援動作を訓練動作の動作パターンに基づいて識別する。

これにより、訓練スタッフ等は、訓練者の動作パターンに応じて支援動作を段階分けや、層別する等して、支援動作を客観的なデータとして扱うことができる。

上記支援動作計測システムにおいて、訓練動作検出部は、訓練者の身体の画像を撮像する撮像部を含むものであってもよい。これにより、支援動作計測システムは、訓練者の身体の動きを解析して、動作パターンを検出できる。

上記支援動作計測システムにおいて、訓練動作検出部は、訓練者の身体に装着され、訓練者の関節の角度を検出する角度センサを含むものであってもよい。これにより、支援動作計測システムは、関節の角度の変化から動作パターンを検出できる。

上記支援動作計測システムにおいて、訓練動作検出部は、訓練者の身体に装着され、装着された部分の力の方向又は強さのいずれか１つを少なくとも検出する圧力センサを含むものであってもよい。これにより、支援動作計測システムは、圧力センサの変化から動作パターンを検出できる。

上記支援動作計測システムにおいて、支援動作検出部は、訓練スタッフの身体の画像を撮像する撮像部を含むものであってもよい。これにより、支援動作計測システムは、訓練スタッフの身体の動きから、訓練者が受ける支援動作を推定することができる。

上記支援動作計測システムにおいて、支援動作検出部は、訓練者の身体に装着された圧力センサを含むものであってもよい。これにより、支援動作計測システムは、訓練者が受けた支援動作を直接検出することができる。

上記支援動作計測システムにおいて、識別部は、訓練動作において、予め設定された動作タイミングに基づいて支援動作を識別し、識別部が識別した支援動作の統計値を動作タイミングに基づいて算出する統計値算出部をさらに有するものであってもよい。これにより、支援動作計測システムは、動作タイミングごとに支援動作の統計値を算出できる。

上記支援動作計測システムにおいて、訓練動作検出部は、訓練者が行う歩行動作における訓練動作を検出するものであってもよい。また、上記支援動作計測システムにおいて、識別部は、歩行動作の動作パターンである歩行周期に応じて支援動作を識別するものであってもよい。これにより、支援動作計測システムは、片麻痺などを患う患者の歩行訓練を支援する訓練スタッフの支援動作を計測できる。

上記支援動作計測システムは、訓練者の上半身の少なくとも一部を支持する支持部材をさらに有し、識別部は、支持部材が訓練者の上半身を支持しているか否かを関連づけるとともに、動作パターンに基づいて支援動作を識別するものであってもよい。あるいは、上記支援動作計測システムは、訓練者の上半身の少なくとも一部を支持する支持部材をさらに備え、識別部は、支持部材が訓練者の上半身を支持している場合には、動作パターンに基づいて支援動作を識別しないものであってもよい。これにより、支援動作計測システムは、計測に適さない支援動作の計測を区別することができる。

上記支援動作計測システムにおいて、識別部が識別した支援動作を、動作パターンに沿って訓練者又は訓練スタッフに提示する提示部をさらに含むものであってもよい。これにより、支援動作計測システムは、訓練スタッフ等に対して、支援動作を客観的に認識させることができる。

本発明の１実施態様におけるリハビリ支援システムは、提示部を有する上記支援動作計測システムと、訓練者が行う動作の訓練を支援するための駆動部と、を少なくとも備え、提示部は、駆動部を駆動させて行う訓練の状態と、動作パターンとを対応させて、支援動作の変化を提示する。これにより、リハビリ支援システムは、行っている訓練に対する支援動作を動的かつ客観的に提示することができる。

本発明の１実施態様における支援動作計測方法は、予め設定された動作の訓練を行う訓練者を支援する訓練スタッフが訓練者の訓練動作に対して行う支援動作を計測する支援動作計測方法である。上記支援動作計測方法は、訓練動作検出ステップ、支援動作検出ステップ及び識別ステップを有する。訓練動作検出ステップは、訓練動作を検出する。支援動作検出ステップは、訓練動作において訓練者が訓練スタッフから受ける支援動作のタイミング、位置、方向又は強さの内、少なくとも１つを検出する。識別ステップは、訓練動作における支援動作の変化を訓練動作の動作パターンに応じて識別する。

これにより、訓練スタッフ等は、訓練者の動作パターンに応じて支援動作を段階分けや、層別する等して、支援動作を客観的なデータとして扱うことができる。

本発明の１実施態様におけるプログラムは、予め設定された動作の訓練を行う訓練者を支援する訓練スタッフが訓練者の訓練動作に対して行う支援動作を計測する支援動作計測方法を、コンピュータに実行させる。上記支援動作計測方法は、訓練動作検出ステップ、支援動作検出ステップ及び識別ステップを有する。訓練動作検出ステップは、訓練動作を検出する。支援動作検出ステップは、訓練動作において訓練者が訓練スタッフから受ける支援動作のタイミング、位置、方向又は強さの内、少なくとも１つを検出する。識別ステップは、訓練動作における支援動作の変化を訓練動作の動作パターンに応じて識別する。

これにより、訓練スタッフ等は、訓練者の動作パターンに応じて支援動作を段階分けや、層別する等して、支援動作を客観的なデータとして扱うことができる。

本開示によれば、支援動作のばらつきを低減する支援動作計測システム等を提供することができる。

実施形態にかかる歩行訓練装置の概略斜視図である。 歩行補助装置の概略斜視図である。 歩行訓練装置のシステム構成を示すブロック図である。 訓練者の歩行周期の例を示す図である。 患脚の膝伸展角度の例を示す図である。 膝伸展角度と歩行周期の関係を示す図である。 圧力センサの例を示す図である。 圧力センサの出力と歩行周期との関係を示す図である。 実施形態にかかる歩行訓練装置１００の処理を示すフローチャートである。 計測した支援動作を表示する例を示す図である。 計測した支援動作と実行中の訓練動作とを対応させる処理を示すフローチャートである。 実行中の訓練に計測した支援動作を重畳させる例を示す図である。

以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲にかかる発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

＜実施形態＞
以下、図面を参照して実施形態について説明する。
（システム構成）
図１は、実施形態にかかる歩行訓練装置１００の概略斜視図である。歩行訓練装置１００は、ユーザの動作を支援する動作支援装置である。より具体的には、歩行訓練装置１００は、ユーザである訓練者９００のリハビリ（リハビリテーション）を支援するリハビリ支援システムまたはリハビリ支援装置の一具体例である。歩行訓練装置１００は、一方の脚に麻痺を患う片麻痺患者である訓練者９００が、訓練スタッフ９０１の指導に従って歩行訓練を行うための装置である。ここで、訓練スタッフ９０１は、療法士（理学療法士）又は医師とすることができ、訓練者の訓練を指導又は介助などにより補助することから、訓練指導者、訓練介助者、訓練補助者などと称することもできる。

歩行訓練装置１００は、リハビリを支援する際に訓練スタッフ９０１が行う支援動作を計測する機能を含んでいる。このような、支援動作を計測する機能を有する装置ないしシステムを支援動作計測システムと称する。すなわち、歩行訓練装置１００は、支援動作計測装置ないし支援動作計測システムと称することもできる。

歩行訓練装置１００は、主に、全体の骨格を成すフレーム１３０に取り付けられた制御盤１３３と、訓練者９００が歩行するトレッドミル１３１と、訓練者９００の麻痺側の脚部である患脚に装着する歩行補助装置１２０と、を備える。

フレーム１３０は、床面に設置されるトレッドミル１３１上に立設されている。トレッドミル１３１は、不図示のモータによりリング状のベルト１３２を回転させる。トレッドミル１３１は、訓練者９００の歩行を促す装置であり、歩行訓練を行う訓練者９００は、ベルト１３２に乗り、ベルト１３２の移動に合わせて歩行動作を試みる。なお、訓練スタッフ９０１は、例えば図１に示すように訓練者９００の背後のベルト１３２上に立って一緒に歩行動作を行うこともできるが、通常、ベルト１３２を跨いだ状態で立つなど、訓練者９００の介助を行い易い状態に居ることが好ましい。

フレーム１３０は、モータやセンサの制御を行う全体制御部２１０を収容する制御盤１３３や、訓練の進捗状況等を訓練者９００へ提示する例えば液晶パネルである訓練用モニタ１３８などを支持している。また、フレーム１３０は、訓練者９００の頭上部前方付近で前側引張部１３５を、頭上部付近でハーネス引張部１１２を、頭上部後方付近で後側引張部１３７を、それぞれ支持している。また、フレーム１３０は、訓練者９００が掴むための手摺り１３０ａを含む。

手摺り１３０ａは、訓練者９００の左右両側に配置されている。それぞれの手摺り１３０ａは、訓練者９００の歩行方向と平行な方向に配置されている。手摺り１３０ａは、上下位置、及び左右位置が調整可能となっている。つまり、手摺り１３０ａは、その高さを変更する機構を含むことができる。さらに、手摺り１３０ａは、例えば歩行方向の前方側と後方側とで高さを異ならせるように調整することで、その傾斜角度を変更できるように構成することもできる。例えば、手摺り１３０ａは、歩行方向に沿って徐々に高くなるような傾斜角度を付すことができる。手摺り１３０ａを掴むことにより、訓練者９００は、上半身を支持される。すなわち手摺り１３０ａは、上半身の少なくとも一部を支持する支持部材ということができる。

また、手摺り１３０ａには、訓練者９００から受ける荷重を検出する手摺りセンサ２１８が設けられている。例えば、手摺りセンサ２１８は、電極がマトリックス状に配置された抵抗変化検出型の荷重検出シートとすることができる。また、手摺りセンサ２１８は、３軸の加速度センサ（ｘ，ｙ，ｚ）と３軸のジャイロセンサ（ｒｏｌｌ，ｐｉｔｃｈ，ｙａｗ）とを複合させた６軸センサとすることもできる。但し、手摺りセンサ２１８の種類や設置位置は問わない。

カメラ１４０は、訓練者９００の全身を観察するための撮像部としての機能を担う。カメラ１４０は、訓練用モニタ１３８の近傍に、訓練者と相対するように設置されているメインカメラ１４０Ａと、訓練者の側面を撮像するように設置されているサブカメラ１４０Ｂとにより構成されている。カメラ１４０は、訓練中の訓練者９００の静止画や動画を撮影する。カメラ１４０は、訓練者９００の全身を捉えられる程度の画角となるような、レンズと撮像素子のセットを含む。撮像素子は、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）イメージセンサであり、結像面に結像した光学像を画像信号に変換する。

前側引張部１３５と後側引張部１３７の連携した動作により、歩行補助装置１２０の荷重が患脚の負担とならないように当該荷重を相殺し、さらには、設定の程度に応じて患脚の振出し動作をアシストする。

前側ワイヤ１３４は、一端が前側引張部１３５の巻取機構に連結されており、他端が歩行補助装置１２０に連結されている。前側引張部１３５の巻取機構は、不図示のモータをオン／オフさせることにより、患脚の動きに応じて前側ワイヤ１３４を巻き取ったり繰り出したりする。同様に、後側ワイヤ１３６は、一端が後側引張部１３７の巻取機構に連結されており、他端が歩行補助装置１２０に連結されている。後側引張部１３７の巻取機構は、不図示のモータをオン／オフさせることにより、患脚の動きに応じて後側ワイヤ１３６を巻き取ったり繰り出したりする。このような前側引張部１３５と後側引張部１３７の連携した動作により、歩行補助装置１２０の荷重が患脚の負担とならないように当該荷重を相殺し、さらには、設定の程度に応じて患脚の振出し動作をアシストする。

例えば、訓練スタッフ９０１は、オペレータとして、重度の麻痺を抱える訓練者に対しては、アシストするレベルを大きく設定する。アシストするレベルが大きく設定されると、前側引張部１３５は、患脚の振出しタイミングに合わせて、比較的大きな力で前側ワイヤ１３４を巻き取る。訓練が進み、アシストが必要でなくなったら、訓練スタッフ９０１は、アシストするレベルを最小に設定する。アシストするレベルが最小に設定されると、前側引張部１３５は、患脚の振出しタイミングに合わせて、歩行補助装置１２０の自重をキャンセルするだけの力で前側ワイヤ１３４を巻き取る。

歩行訓練装置１００は、装具１１０、ハーネスワイヤ１１１、及びハーネス引張部１１２を主な構成要素とする、安全装置としての転倒防止ハーネス装置を備える。装具１１０は、訓練者９００の腹部に巻き付けられるベルトであり、例えば面ファスナによって腰部に固定される。装具１１０は、吊具であるハーネスワイヤ１１１の一端を連結する連結フック１１０ａを備え、ハンガーベルトと称することもできる。訓練者９００は、連結フック１１０ａが後背部に位置するように、装具１１０を装着する。

ハーネスワイヤ１１１は、一端が装具１１０の連結フック１１０ａに連結されており、他端がハーネス引張部１１２の巻取機構に連結されている。ハーネス引張部１１２の巻取機構は、不図示のモータをオン／オフさせることにより、ハーネスワイヤ１１１を巻き取ったり繰り出したりする。このような構成により、転倒防止ハーネス装置は、訓練者９００が転倒しそうになった場合に、その動きを検知した全体制御部２１０の指示に従ってハーネスワイヤ１１１を巻き取り、装具１１０により訓練者９００の上体を支えて、訓練者９００の転倒を防ぐ。

装具１１０は、訓練者９００の姿勢を検出するための姿勢センサ２１７を備える。姿勢センサ２１７は、例えばジャイロセンサと加速度センサを組み合わせたものであり、装具１１０が装着された腹部の重力方向に対する傾斜角を出力する。

管理用モニタ１３９は、フレーム１３０に取り付けられており、主に訓練スタッフ９０１が監視及び操作するための表示入力装置である。管理用モニタ１３９は、例えば液晶パネルであり、その表面にはタッチパネルが設けられている。管理用モニタ１３９は、訓練設定に関する各種メニュー項目や、訓練時における各種パラメータ値、訓練結果などを表示する。

歩行補助装置１２０は、訓練者９００の患脚に装着され、患脚の膝関節における伸展及び屈曲の負荷を軽減することにより訓練者９００の歩行を補助する。歩行補助装置１２０は、足裏荷重を計測するセンサ等を備え、運脚に関する各種データを全体制御部２１０へ出力する。また、装具１１０は、回転部を有する接続部材（以下、ヒップジョイント）を用いて、歩行補助装置１２０と接続しておくこともできる。歩行補助装置１２０の詳細については後述する。

なお、本実施形態において、「脚」及び「脚部」は、股関節より下部全体を示す用語として用いられ、「足」及び「足部」は、足首からつま先までの部分を示す用語として用いられる。

次に、歩行補助装置１２０について、図２を用いて説明する。図２は、歩行補助装置１２０の一構成例を示す概略斜視図である。歩行補助装置１２０は、主に、制御ユニット１２１と、患脚の各部を支える複数のフレームと、足裏に印加される荷重を検出するための荷重センサ２２２と、を備える。

制御ユニット１２１は、歩行補助装置１２０の制御を行う補助制御部２２０を含み、また、膝関節の伸展運動及び屈曲運動を補助するための駆動力を発生させる不図示のモータを含む。患脚の各部を支えるフレームは、上腿フレーム１２２と、上腿フレーム１２２に回動自在に連結された下腿フレーム１２３と、を含む。また、このフレームは、下腿フレーム１２３に回動自在に連結された足平フレーム１２４と、前側ワイヤ１３４を連結するための前側連結フレーム１２７と、後側ワイヤ１３６を連結するための後側連結フレーム１２８と、を含む。

上腿フレーム１２２と下腿フレーム１２３は、図示するヒンジ軸Ｈ_ａ周りに相対的に回動する。制御ユニット１２１のモータ１２１Ｍは、補助制御部２２０の指示に従って回転して、上腿フレーム１２２と下腿フレーム１２３がヒンジ軸Ｈ_ａ周りに相対的に開くように加勢したり、閉じるように加勢したりする。制御ユニット１２１に収められた角度センサ２２３は、例えばロータリエンコーダであり、ヒンジ軸Ｈ_ａ周りの上腿フレーム１２２と下腿フレーム１２３の成す角を検出する。下腿フレーム１２３と足平フレーム１２４は、図示するヒンジ軸Ｈ_ｂ周りに相対的に回動する。相対的に回動する角度範囲は、調整機構１２６によって事前に調整される。

前側連結フレーム１２７は、上腿の前側を左右方向に伸延し、両端で上腿フレーム１２２に接続するように設けられている。また、前側連結フレーム１２７には、前側ワイヤ１３４を連結するための連結フック１２７ａが、左右方向の中央付近に設けられている。後側連結フレーム１２８は、下腿の後側を左右方向に伸延し、両端でそれぞれ上下に伸延する下腿フレーム１２３に接続するように設けられている。また、後側連結フレーム１２８には、後側ワイヤ１３６を連結するための連結フック１２８ａが、左右方向の中央付近に設けられている。

上腿フレーム１２２は、上腿ベルト１２９を備える。上腿ベルト１２９は、上腿フレームに一体的に設けられたベルトであり、患脚の上腿部に巻き付けて上腿フレーム１２２を上腿部に固定する。これにより、歩行補助装置１２０の全体が訓練者９００の脚部に対してずれることを防止している。

荷重センサ２２２は、足平フレーム１２４に埋め込まれた荷重センサである。荷重センサ２２２は、訓練者９００の足裏が受ける垂直荷重の大きさと分布を検出し、例えばＣＯＰ（Center Of Pressure：荷重中心）を検出するように構成することもできる。荷重センサ２２２は、例えば、電極がマトリックス状に配置された抵抗変化検出型の荷重検出シートである。

次に、図３を参照しながら、歩行訓練装置１００のシステム構成例について説明する。図３は、歩行訓練装置１００のシステム構成例を示すブロック図である。図３に示すように、歩行訓練装置１００は、全体制御部２１０、トレッドミル駆動部２１１、操作受付部２１２、表示制御部２１３、及び引張駆動部２１４を備えることができる。また、歩行訓練装置１００は、ハーネス駆動部２１５、画像処理部２１６、姿勢センサ２１７、手摺りセンサ２１８、通信接続ＩＦ（インターフェース）２１９及び歩行補助装置１２０を備えることができる。

全体制御部２１０は、例えばＭＰＵ（Micro Processing Unit）であり、システムメモリから読み込んだ制御プログラムを実行することにより、装置全体の制御を実行する。全体制御部２１０は、例えば、各種センサから取得したデータを用いて、訓練者９００の歩行動作が異常歩行であるか否かを評価する。また、全体制御部２１０は、例えば、異常歩行の積算数に基づいて、一連の歩行訓練に対する訓練結果を判定する。全体制御部２１０は、この判定結果あるいはその元となった異常歩行の積算数などをリハビリデータの一部として生成できる。全体制御部２１０は、訓練動作検出部２１０a、歩行周期検出部２１０ｂ、支援動作検出部２１０ｃ及び識別部２１０ｄを有する。

訓練動作検出部２１０ａは、訓練動作を検出する。訓練動作とは、訓練者９００の訓練中における動作である。訓練動作は、訓練者９００に装着された種々の装具の動作を検出するセンサの出力から検出することができる。

歩行周期検出部２１０ｂは、訓練中の訓練者９００の歩行周期を検出する。歩行周期検出部２１０ｂは、例えば、歩行補助装置１２０の荷重センサ２２２から取得するデータから患脚の足裏がトレッドミル１３１に接地しているか否か、あるいは、足裏が接地している時間である立脚期と足裏が接地していない遊脚期とを判定する。そして、歩行周期検出部２１０ｂは、訓練者９００の歩行パターンを検出する。なお、歩行周期の詳細については後述する。歩行周期検出部２１０ｂは、荷重センサ２２２から取得するデータに代えて、カメラ１４０により撮像した訓練者９００の身体の画像から訓練者を認識し、認識した訓練者９００の画像から歩行パターンを検出してもよい。歩行周期検出部２１０ｂは、上述の手段に代えて、歩行補助装置１２０が有する荷重センサ２２２や角度センサ２２３が生成するデータから歩行パターンを検出してもよい。

支援動作検出部２１０ｃは、訓練動作において訓練者９００が訓練スタッフ９０１から受ける支援動作のタイミング、位置、方向又は強さの内、少なくとも１つを検出する。支援動作とは、例えば、歩行訓練において、訓練者９００の動作を正しい動作に近付けることを目的として、訓練者９００の動作を特定の方向に促すために訓練スタッフ９０１が訓練者９００の身体の一部に触れる行為である。例えば、片麻痺を患う訓練者が行う歩行訓練において、患脚は、遊脚期の間に正常範囲を超えて外側に振り出す（これを分回し歩行と称する）場合がある。このような場合に、訓練スタッフ９０１は、患脚の外側に触れることにより、患脚が外側に振り出されることを抑えるように促す。

識別部２１０ｄは、訓練動作に対する支援動作を訓練動作の動作パターンに基づいて識別する。すなわち、識別部２１０ｄは、訓練動作と支援動作のタイミングを検出するとともに、訓練者９００の歩行周期に対応させて支援動作を識別する。

トレッドミル駆動部２１１は、ベルト１３２を回転させるモータとその駆動回路を含む。全体制御部２１０は、トレッドミル駆動部２１１へ駆動信号を送ることにより、ベルト１３２の回転制御を実行する。全体制御部２１０は、例えば、訓練スタッフ９０１によって設定された歩行速度に応じて、ベルト１３２の回転速度を調整する。

操作受付部２１２は、訓練スタッフ９０１からの入力操作を受け付けて、操作信号を全体制御部２１０へ送信する。訓練スタッフ９０１は、操作受付部２１２を構成する、装置に設けられた操作ボタンや管理用モニタ１３９に重畳されたタッチパネル、付属するリモコン等を操作する。この操作により、電源のオン／オフやトレーニングの開始の指示を与えることや、設定に関する数値の入力やメニュー項目の選択を行うことができる。なお、操作受付部２１２は、訓練者９００からの入力操作を受け付けることもできる。

表示制御部２１３は、全体制御部２１０からの表示信号を受け取って表示画像を生成し、訓練用モニタ１３８又は管理用モニタ１３９に表示する。表示制御部２１３は、表示信号に従って、トレーニングの進捗を示す画像や、カメラ１４０で撮影したリアルタイム映像を生成する。

引張駆動部２１４は、前側引張部１３５を構成する、前側ワイヤ１３４を引張するためのモータとその駆動回路と、後側引張部１３７を構成する、後側ワイヤ１３６を引張するためのモータとその駆動回路と、を含む。全体制御部２１０は、引張駆動部２１４へ駆動信号を送ることにより、前側ワイヤ１３４の巻き取りと後側ワイヤ１３６の巻き取りをそれぞれ制御する。また、巻き取り動作に限らず、モータの駆動トルクを制御することにより、各ワイヤの引張力を制御する。全体制御部２１０は、例えば、荷重センサ２２２の検出結果から患脚が立脚状態から遊脚状態に切り替わるタイミングを同定し、そのタイミングに同期して各ワイヤの引張力を増減させることにより、患脚の振出し動作をアシストする。

ハーネス駆動部２１５は、ハーネス引張部１１２を構成する、ハーネスワイヤ１１１を引張するためのモータとその駆動回路を含む。全体制御部２１０は、ハーネス駆動部２１５へ駆動信号を送ることにより、ハーネスワイヤ１１１の巻き取りと、ハーネスワイヤ１１１の引張力を制御する。全体制御部２１０は、例えば、訓練者９００の転倒を予測した場合に、ハーネスワイヤ１１１を一定量巻き取って、訓練者の転倒を防止する。

画像処理部２１６は、カメラ１４０に接続されており、カメラ１４０から画像信号を受け取ることができる。画像処理部２１６は、全体制御部２１０からの指示に従って、カメラ１４０から画像信号を受け取り、受け取った画像信号を画像処理して画像データを生成する。また、画像処理部２１６は、全体制御部２１０からの指示に従って、カメラ１４０から受け取った画像信号に画像処理を施して、特定の画像解析を実行することもできる。例えば、画像処理部２１６は、トレッドミル１３１に接する患脚の足の位置（立脚位置）を、画像解析により検出する。具体的には、例えば、足平フレーム１２４の先端近傍の画像領域を抽出し、当該先端部と重なるベルト１３２上に描かれた識別マーカを解析することにより、立脚位置を演算する。

姿勢センサ２１７は、上述の通り、訓練者９００の腹部の重力方向に対する傾斜角を検出して、検出信号を全体制御部２１０へ送信する。全体制御部２１０は、姿勢センサ２１７からの検出信号を用いて、訓練者９００の姿勢、具体的には体幹の傾斜角を演算する。なお、全体制御部２１０と姿勢センサ２１７は、有線で接続されていても良いし、近距離無線通信で接続されていても良い。

手摺りセンサ２１８は、手摺り１３０ａに加わる荷重を検出する。つまり、訓練者９００が両脚で自身の体重を支えきれない分の荷重が手摺り１３０ａに加わる。手摺りセンサ２１８は、この荷重を検出して、検出信号を全体制御部２１０へ送信する。

記憶部２０９は、フラッシュメモリ、ＳＳＤ（Solid State Drive）又はＨＤＤ（Hard Disc Drive）などの不揮発性のメモリを含む記憶装置であって、識別した支援動作等を記憶する。

通信接続ＩＦ２１９は、全体制御部２１０に接続されたインターフェースであり、訓練者９００の患脚に装着される歩行補助装置１２０に指示を与えたり、センサ情報を受け取ったりするためのインターフェースである。

歩行補助装置１２０は、通信接続ＩＦ２１９と有線又は無線によって接続される通信接続ＩＦ２２９を備えることができる。通信接続ＩＦ２２９は、歩行補助装置１２０の補助制御部２２０に接続されている。通信接続ＩＦ２１９、２２９は、通信規格に則った例えば有線ＬＡＮ又は無線ＬＡＮ等の通信インターフェースである。

また、歩行補助装置１２０は、補助制御部２２０、関節駆動部２２１、荷重センサ２２２、及び角度センサ２２３を備えることができる。補助制御部２２０は、例えばＭＰＵであり、全体制御部２１０から与えられた制御プログラムを実行することにより、歩行補助装置１２０の制御を実行する。また、補助制御部２２０は、歩行補助装置１２０の状態を、通信接続ＩＦ２１９、２２９を介して全体制御部２１０へ通知する。また、補助制御部２２０は、全体制御部２１０からの指示を受けて、歩行補助装置１２０の起動／停止等の制御を実行する。

関節駆動部２２１は、制御ユニット１２１のモータ１２１Ｍとその駆動回路を含む。補助制御部２２０は、関節駆動部２２１へ駆動信号を送ることにより、上腿フレーム１２２と下腿フレーム１２３がヒンジ軸Ｈ_ａ周りに相対的に開くように加勢したり、閉じるように加勢したりする。このような動作により、膝の伸展動作及び屈曲動作をアシストしたり、膝折れを防止したりする。

荷重センサ２２２は、上述の通り訓練者９００の足裏が受ける垂直荷重の大きさと分布を検出して、検出信号を補助制御部２２０へ送信する。補助制御部２２０は、検出信号を受け取り解析することにより、遊脚／立脚の状態判別等を行うことができる。

角度センサ２２３は、上述の通りヒンジ軸Ｈ_ａ周りの上腿フレーム１２２と下腿フレーム１２３の成す角を検出して、検出信号を補助制御部２２０へ送信する。補助制御部２２０は、この検出信号を受け取って膝関節の開き角を演算する。

圧力センサ２２４は、訓練者９００の身体に装着されたシート状の圧力センサである。圧力センサ２２４により、歩行訓練装置１００は、訓練者９００のどの部位にどれくらいの力で触れたかを検出できる。

次に、図４を参照しながら訓練者９００の歩行周期について説明する。図４は、訓練者の歩行周期の例を示す図である。図に示されているのは、左から右へ向かって歩行する訓練者９００の患脚である右脚に着目した場合における１周期分の歩行軌跡である。歩行軌跡は、右脚が床面に接した位置を０％とし、１周期分の歩行を行った位置を１００％として示されている。

１周期分の歩行周期は、０～１０％の両脚支持期１、１０～５０％の立脚期、５０～６０％の両脚支持期２及び６０～１００％の遊脚期に分類されている。両脚支持期１は、立脚初期であり、反対側の脚である左脚も床面に接している状態である。立脚期は、着目した方の脚である右脚（患脚）が床面に接し、反対側の左脚が床面から離れた状態である。両脚支持期２は、立脚終期であり、反対側の脚である左脚も床面に接している状態である。遊脚期は、着目した方の脚である右脚が床面から離れた状態である。

右脚に麻痺を患う訓練者９００は、図に示した歩行周期の内、立脚期に自身の体重を支えることが難しい場合がある。このような場合、訓練者９００は、膝が大きく屈曲してしまい「膝折れ」を起こす可能性がある。膝折れとは、膝伸展機能の低下に伴い、膝が屈曲して伸展位を保持できない状態であって、歩行時に膝が無意識に折れ曲がる現象をいう。また、歩行周期の３０％前後の位置では、膝を伸展させる必要があるが、訓練者９００は、膝が屈曲した後に、これを伸展させることができない可能性がある。そこで、制御ユニット１２１のモータ１２１Ｍは、立脚期における所定のタイミングで膝の曲がり過ぎを抑制したり、膝の伸展を加勢したりするように駆動する。

次に、図５を参照して膝関節の角度について説明する。図５は、患脚の膝伸展角度の例を示す図である。図は、患脚側の下半身である麻痺体部を歩行方向に対して側方から観察した場合の模式図であり、上から順に、体幹ＴＬ，股関節ＨＪ，大腿ＨＬ、膝関節ＮＪ、下腿ＣＬ、足関節ＦＪ、足ＦＬを示している。また下腿ＣＬを上方に延伸させた延長線として、下腿延長線ＣＬＬが点線により示されている。そして、大腿ＨＬと、下腿延長線ＣＬＬとが成す角度は、膝伸展角度Ａｋとして示されている。図５に示した模式図は、訓練者９００の患脚が立脚期にあり床面に接している状態である。

図に示した立脚期の状態における健常者の膝伸展角度Ａｋは、１０～１５度である。したがって、訓練者９００の歩行においても、立脚期における最大の膝伸展角度Ａｋは１０～１５度くらいが好ましい。しかし、訓練者９００が自身の体重を支えきれない場合に、膝伸展角度Ａｋは１５度を大きく超える場合がある。そこで、膝関節ＮＪに装着されている制御ユニット１２１のモータ１２１Ｍは、膝伸展角度Ａｋが予め設定された値を越えた場合に、これを所定の範囲に戻す方向に駆動する。

次に図６を参照しながら膝伸展角度Ａｋを利用して歩行周期を検出する原理の一例について説明する。図６は、歩行周期と膝伸展角度の関係を示す図である。図６に示すグラフは、横軸が歩行周期を示し、縦軸が膝伸展角度を示している。グラフに実線でプロットされた曲線Ｌ１１は、正常に行われた歩行訓練における訓練者９００の膝伸展角度Ａｋの変化を示す歩行軌跡である。

図に示すように、膝関節は、歩行周期中に２度進展と屈曲を繰り返す。訓練者９００の脚は、歩行周期０％において、約５度の屈曲位で初期接地し、その後１５度前後まで屈曲した後に進展に転じる。そして、訓練者９００の脚は、歩行周期の４０％までにほぼ完全に伸展し、その後再び屈曲を開始する。最大屈曲は、遊脚中期の始め（歩行周期７０％頃）に起こり、膝伸展角度Ａｋは約６０度になる。遊脚中期以降は次の初期接地に向けてほぼ完全伸展位（膝伸展角度Ａｋが０度付近）まで伸展する。

訓練者９００の脚は、正常に訓練を行っている場合には、曲線Ｌ１１に示すようなパターンを繰り返す。角度センサ２２３は、訓練中の膝伸展角度Ａｋを予め設定された間隔ごとに検出することにより、歩行周期を認識する。なお曲線Ｌ１１として例示した歩行周期のデータは、歩行周期の複数回分のデータから平均値等の統計値を算出して生成したものであってもよい。

このように、歩行訓練装置１００は、例えば膝伸展角度Ａｋを一定間隔で取得することにより、歩行周期を検出することができる。また、膝伸展角度Ａｋは、訓練者９００が行っている訓練動作の一つである。すなわち、歩行訓練装置１００は、膝伸展角度Ａｋを取得することにより膝の振出しに関する訓練動作を取得したことになる。歩行訓練装置１００は、その他の訓練動作として、他のセンサ出力から所望のデータを取得してもよい。例えば、歩行訓練装置１００は、カメラ１４０が撮像する訓練者９００の画像から、訓練者９００の姿勢に関するデータを取得できる。また歩行訓練装置１００は、荷重センサ２２２から訓練者９００の患脚における重心移動のデータを取得できる。歩行訓練装置１００は、これらのデータを、例えば膝伸展角度Ａｋから検出した歩行周期に対応させて取得できる。

次に、支援動作を検出する例について説明する。図７は、圧力センサの例を示す図である。支援動作を検出するために、訓練者９００は例えば図に示すような圧力センサを装着する。センサ９０１Ｌは、訓練者９００の左肩に装着されており、訓練スタッフ９０１が訓練者９００の左肩にどれくらいの強さで触れたかを検出する。センサ９０１Ｒは、訓練者の右肩に装着されており、同様に、訓練スタッフ９０１が訓練者９００の右肩にどれくらいの強さで触れたかを検出する。以下、センサ９０２Ｌは訓練者９００の左側腰部、センサ９０２Ｒは訓練者９００の右側腰部、センサ９０３Ｌは訓練者９００の左側上腿部、センサ９０３Ｒは訓練者９００の右側上腿部に装着され、それぞれ圧力を検出する。

また、訓練者の両手にも、それぞれセンサ９０４Ｌ及び９０４Ｒが装着されている。センサ９０４Ｌ及び９０４Ｒは、訓練者９００が何かを握ったり、訓練者９００が何かにもたれ掛ったりしたことを検出する。

次に、図８を参照して支援動作を検出する原理について説明する。図８は、圧力センサの出力と歩行周期との関係を示す図である。図の最下部に示された横軸は歩行周期を示している。図８において横軸に沿って延びる帯状の枠には、歩行周期に沿って、訓練者９００に装着された圧力センサがそれぞれ受けている圧力の強さが示されている。図８の最上段にはセンサ９０１Ｒのデータがプロットされており、下に向かって、センサ９０１Ｌ、９０２Ｒ、９０２Ｌ、９０３Ｒ、９０３Ｌ、９０４Ｒ、９０４Ｌのデータがそれぞれプロットされている。帯状の枠の底辺部分は、圧力センサが受ける圧力がゼロであることを示している。圧力センサが所定のタイミングで圧力を受けた場合、該当する圧力センサに対応するデータは、底辺部から斜め上方へ折れ線が延びるようにプロットされる。

図において、センサ９０１Ｒ、センサ９０１Ｌ、センサ９０３Ｌ、センサ９０４Ｌはそれぞれ圧力を受けていない。また、センサ９０２Ｒ及びセンサ９０２Ｌは、歩行周期１０％から２０％にかけて圧力が上昇し、２０％から３０％までの圧力は略横這いに推移し、３０％から４０％にかけて低下し、４０％でゼロになっている。これは、患脚が接地する初期から膝がある程度屈曲する立脚初期にかけて、訓練者９００が左右の腰部に押圧を受けていたことを示している。すなわち、訓練者９００は、歩行訓練において、立脚初期に、訓練スタッフ９０１から腰部を支持されていたことを示している。

次に、センサ９０３Ｒは、歩行周期５０％から６０％にかけて圧力が上昇し、６０％から９０％にかけて徐々に圧力が低下し、９０％で圧力がゼロになっている。これは、患脚が遊脚期において、外側へ振り出される分回し歩行を抑制するために、訓練スタッフ９０１から指示を受けていたことを示している。

センサ９０４Ｒは、歩行周期４０％から５０％にかけて緩やかに圧力が上昇し、５０％から８０％まで横這いに推移し、９０％でゼロになっている。これは、患脚が遊脚期の間に、訓練者が手摺りセンサ２１８を握っていたことを示している。

センサ９０４Ｒ及びセンサ９０４Ｌの圧力を示す枠内に示された点線は閾値９０４ＴＨである。センサ９０４Ｒ及びセンサ９０４Ｌの圧力が閾値９０４ＴＨを超えた場合は、訓練者９００が手摺りセンサ２１８を強く握ったことを示している。すなわちこの場合、訓練者９００が自身の体重を手摺りセンサ２１８に預けた可能性があることを意味している。本実施形態では、歩行訓練において、訓練者９００が手摺り等に自身の体重を預ける状態は、訓練として正常状態ではないと扱うように設定されている。そのため、歩行訓練装置１００は、センサ９０４Ｒ及びセンサ９０４Ｌの圧力が閾値９０４ＴＨを超えた場合は、支援動作の計測を行わない（支援動作として識別しない）ように設定されている。より具体的には、この場合、識別部２１０ｄは、センサ９０４Ｒ及びセンサ９０４Ｌの圧力が閾値９０４ＴＨを超えるか否かと、支援動作とを関連づけて支援動作を識別する。

なお、支援動作を識別しない構成は、上述のセンサ９０４Ｌ及びセンサ９０４Ｒを用いる場合に代えて、例えば、手摺りセンサ２１８が受ける荷重を利用してもよい。すなわち、この場合、手摺りセンサ２１８が予め設定された値を超える荷重を受けた場合に、全体制御部２１０はこれを検出することにより、支援動作の識別を行わない。あるいは、手摺りセンサ２１８が予め設定された値を超える荷重を受けた場合に、全体制御部２１０はこれを検出することにより、支援動作に、所定のフラグを付加するなどの処理をすることができる。

次に、図９を参照して、歩行訓練装置１００が行う支援動作を計測する処理について説明する。図９は、実施形態にかかる歩行訓練装置１００の処理を示すフローチャートである。図９に示すフローチャートは全体制御部２１０が行う処理を示したものである。また、図９に示す例は、全体制御部２１０が計測した支援動作を表示部である管理用モニタ１３９に表示する処理を行う場合を示している。

まず、全体制御部２１０は、歩行訓練を開始する処理を行う（ステップＳ１１）。歩行訓練が開始されると、訓練者９００は、トレッドミル１３１上を歩行する。次に、全体制御部２１０の歩行周期検出部２１０ｂは、歩行周期を検出する（ステップＳ１２）。具体的には例えば図６を参照しながら説明したように、膝伸展角度Ａｋのセンサ出力を取得して、歩行周期を検出する。

次に、支援動作検出部２１０ｃは、支援動作を検出する（ステップＳ１３）。具体的には支援動作検出部２１０ｃは、図８に示したように、圧力センサの値をそれぞれ取得する。

次に、識別部２１０ｄは、歩行動作に対する支援動作を識別する（ステップＳ１４）。識別部２１０ｄは、支援動作検出部２１０ｃが取得した圧力センサの値と、歩行周期検出部２１０ｂが検出した歩行周期とを対応させ、歩行周期に沿って、どのように支援動作が行われたかを識別する。

次に、全体制御部２１０は、識別部２１０ｄが識別した支援動作を表示するための処理を行う（ステップＳ１５）。図１０に管理用モニタ１３９に表示される支援動作の例を示す。図１０は、計測した支援動作を表示する例を示す図である。図に示す画面１３９Ｄは、管理用モニタ１３９の表示の一部を示したものである。画面１３９Ｄの下部には帯状に歩行周期Ｇ１０が示されている。

帯状に示された歩行周期Ｇ１０の０％から３０％はグレーにハイライトされており、ハイライトされた部分の上方には、支持動作を示す表示Ｇ１１が示されている。表示Ｇ１１には、訓練者９００を示す模式図とともに、センサ９０２Ｌ及びセンサ９０２Ｒが表示されている。また、訓練者９００を示す模式図の下には「部位：腰部」「強度レベル：弱」という説明が記載されている。上述の表示は、支援動作として、立脚初期である歩行周期０％から３０％にかけて、訓練者９００の左右の腰部を弱い力で支持していたこと意味している。

同様に、歩行周期Ｇ１０の６０％から８０％はグレーにハイライトされており、ハイライトされた部分の上方には、支持動作を示す表示Ｇ１２が示されている。表示Ｇ１２には、訓練者９００を示す模式図とともに、センサ９０３Ｒが表示されている。また、訓練者９００を示す模式図の下には「部位：上腿部」「強度レベル：中」という説明が記載されている。上述の表示は、支援動作として、遊脚初期である歩行周期６０％から８０％にかけて、訓練者９００の右の上腿部を中程度の力で支持していたこと意味している。

このように、上述した実施形態によれば、支援動作を客観的に計測し、計測した支援動作を訓練スタッフ等に示すことができる。すなわち、管理用モニタ１３９は、識別部２１０ｄが識別した支援動作を、歩行周期に沿って訓練スタッフに提示する提示部である。なお、支援動作検出部２１０ｃは、上述の圧力センサに代えて、例えばカメラ１４０から取得した画像データを利用することができる。カメラ１４０は、メインカメラ１４０Ａ又はサブカメラ１４０Ｂのいずれか一方又はこれら両方を利用するものであってもよい。またカメラ１４０は、３台以上であってもよい。

なお、識別部２１０ｄが行う支援動作を識別する処理は、１回の歩行周期について識支援作を識別したものであってもよい。これにより、歩行訓練装置１００は、動的に支援動作を識別できる。

また識別部２１０ｄが行う支援動作を識別する処理は、複数回の歩行周期について支援動作を識別し、所定の統計処理（平均値、最大値、最小値、移動平均の算出など）を行ったものであってもよい。この場合、全体制御部２１０は、支援動作の統計値を動作タイミングに基づいて算出する統計値算出部をさらに有していてもよい。

支援動作検出部２１０ｃはカメラ１４０から取得した画像を機械学習により学習して、支援動作を検出するものであってもよい。その場合、支援動作検出部２１０ｃは、予め教師データを用いて学習済みモデルを生成するものであってもよい。また、機械学習を利用する場合には、歩行訓練装置１００は、上述のセンサ９０４Ｌ、センサ９０４Ｒ、手摺りセンサ２１８に代えて、画像データから、訓練者９００の姿勢を認識し、支援動作として識別することに適しているか否かを判断してもよい。

次に、図１１及び図１２を参照して、計測した支援動作と訓練中の訓練動作とを重畳させる処理について説明する。図１１は、計測した支援動作と実行中の訓練動作とを対応させる処理を示すフローチャートである。図に示す例は、過去に行った歩行訓練で計測した支援動作を予め記憶部２０９に記憶させておき、記憶させておいた支援動作と実行中の訓練動作とを重畳させるという処理である。

まず、全体制御部２１０は、歩行訓練を開始する処理を行う（ステップＳ２１）。歩行訓練が開始されると、訓練者９００は、トレッドミル１３１上を歩行する。次に、全体制御部２１０の歩行周期検出部２１０ｂは、歩行周期を検出する（ステップＳ２２）。具体的には例えば図６を参照しながら説明したように、膝伸展角度Ａｋのセンサ出力を取得して、歩行周期を検出する。

次に、全体制御部２１０は、記憶部２０９に記憶させておいた支援動作を読み出す（ステップＳ２３）。次に全体制御部２１０は、読み出した支援動作と実行中の歩行訓練とを重畳させるために、歩行周期を同期させる処理を行う（ステップＳ２４）。

次に、全体制御部２１０は、同期させた支援動作を、実行中における歩行訓練の歩行周期のタイミングに合わせて表示させる（ステップＳ２５）。

図１２は、実行中の訓練に計測した支援動作を重畳させる例を示す図である。図に示す画像１３８Ｄは、訓練用モニタ１３８に表示される画像の例を示したものである。画像１３８Ｄの下部には、帯状に歩行周期Ｇ２１が表示されている。また歩行周期Ｇ２１上には、実行中の訓練者９００における歩行のタイミングを示す進捗マークＧ２２が右方向に移動しながら示されている。進捗マークＧ２２は、歩行周期Ｇ２１の６０％から７０％にかけて表示されている。したがって、図に示す画像１３８Ｄは、訓練者９００の訓練動作として歩行周期６０％から７０％の状態であることを示している。なお、進捗マークＧ２２は、時間とともに右へ遷移し、１００％に達すると、０％の上に表示され、訓練者９００の歩行動作に沿って、そこから右側へ遷移する。

画像１３８Ｄには、トレッドミル１３１上を歩行している訓練者９００が表示されている。表示されている画像は、メインカメラ１４０Ａが撮像した訓練者９００の画像である。また画像１３８Ｄに表示されている訓練者９００の右上腿側部近傍には矢印アイコンＧ２０が表示されている。矢印アイコンＧ２０は、全体制御部２１０により訓練者９００の画像に重畳して表示されたものであり、記憶部２０９から読み出した支援動作を示すものである。すなわち、記憶部２０９に記憶していた支援動作では、歩行周期６０％から７０％にかけて、患脚の上腿部を支持していたことを示している。なお、矢印アイコンＧ２０の矢印の方向は、支持動作の方向を示している。また、矢印アイコンＧ２０の矢印の大きさは支持動作の強さを示している。

このように、実行中の訓練において、過去に計測された支持動作を重畳させることにより、実行中の訓練を支援する訓練スタッフ９０１は、過去に計測された支援動作を参照しながら、支援動作を行うことができる。したがって、例えば、経験の浅い訓練スタッフは、スキルの高い訓練スタッフが行った支援動作を画面に重畳させながら、支援動作を行うことができる。すなわち、訓練用モニタ１３８は、識別部２１０ｄが識別した支援動作を、歩行周期に沿って訓練者又は前記訓練スタッフに提示する提示部である。

なお、矢印アイコンＧ２０の矢印の形状や大きさは一例に過ぎず、形状、大きさ、色、動きなどは種々の態様により支持動作を示すことができる。

以上、実施形態について説明したが、実施形態にかかる歩行訓練装置１００は上述の構成に限られない。例えば、歩行訓練装置１００は、外部のサーバに通信可能な通信部を有し、サーバと通信することにより、歩行訓練装置１００の全体制御部２１０が担っている情報処理の一部をサーバと協働してもよい。この場合、例えば歩行訓練装置１００は、歩行周期に関する信号と、支援動作に関する信号をサーバに出力し、サーバは受け取った信号から支援動作を認識し、認識した結果を、歩行訓練装置１００に送信する。上述の実施形態によれば、支援動作のばらつきを低減する支援動作計測システム等を提供することができる。

なお、上述の学習装置及びリハビリ支援システムは、訓練者の膝関節のアシスト動作に代えて、あるいは訓練者の膝関節のアシスト動作に加えて、訓練者の足首や股関節のアシスト動作を行うシステムに対しても適用できる。また、上述の学習装置及びリハビリ支援システムは、歩行訓練に代えて、腕の動作を訓練するリハビリ支援システムにおいても適用できる。

また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体を用いて格納され、コンピュータに供給できる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば上述の歩行訓練装置は、訓練者の膝関節の動作に加えて、又は膝関節の動作に代えて、訓練者の股関節や足首の動作を訓練する装置であってもよい。また、上述の実施例に代えて、訓練者の腕の動作を訓練するリハビリ支援装置又はリハビリ支援システムに適用されてもよい。

１００、２００ 歩行訓練装置
１２０ 歩行補助装置
１２１ 制御ユニット
１２１Ｍ モータ
１２２ 上腿フレーム
１２３ 下腿フレーム
１２４ 足平フレーム
１２６ 調整機構
１２７ 前側連結フレーム
１２８ 後側連結フレーム
１２９ 上腿ベルト
１３０ フレーム
１３１ トレッドミル
１３３ 制御盤
１３８ 訓練用モニタ
１３９ 管理用モニタ
１４０ カメラ
１４０Ａ メインカメラ
１４０Ｂ サブカメラ
２０９ 記憶部
２１０ 全体制御部
２１０ａ 訓練動作検出部
２１０ｂ 歩行周期検出部
２１０ｃ 支援動作検出部
２１０ｄ 識別部
２１１ トレッドミル駆動部
２１２ 操作受付部
２１３ 表示制御部
２１４ 引張駆動部
２１６ 画像処理部
２１９、２２９ 通信接続ＩＦ
２２０ 補助制御部
２２１ 関節駆動部
２２２ 荷重センサ
２２３ 角度センサ
２３１ 入出力ユニット
９００ 訓練者
９０１ 訓練スタッフ

Claims (13)

1. 予め設定された動作の訓練を行う訓練者を支援する訓練スタッフが前記訓練者の訓練動作に対して行う支援動作を計測する支援動作計測システムであって、
   前記訓練動作を検出する訓練動作検出部と、
   前記訓練動作において前記訓練者が前記訓練スタッフから受ける支援動作のタイミング、位置、方向又は強さの内、少なくとも１つを検出する支援動作検出部と、
   前記訓練動作に対する前記支援動作を前記訓練動作の動作パターンに基づいて識別する識別部と、を備え、
   前記訓練動作検出部は、前記訓練者が行う歩行動作における前記訓練動作を検出するものであって、
   前記訓練者の上半身の少なくとも一部を支持する支持部材をさらに備え、
   前記識別部は、前記支持部材が前記訓練者の前記上半身を支持している場合には、前記動作パターンに基づいて前記支援動作を識別しない、
   支援動作計測システム。
2. 前記訓練動作検出部は、前記訓練者の身体の画像を撮像する撮像部を含む
   請求項１に記載の支援動作計測システム。
3. 前記訓練動作検出部は、前記訓練者の身体に装着され、前記訓練者の関節の角度を検出する角度センサを含む
   請求項１に記載の支援動作計測システム。
4. 前記訓練動作検出部は、前記訓練者の身体に装着され、装着された部分の力の方向又は強さのいずれか１つを少なくとも検出する圧力センサを含む
   請求項１に記載の支援動作計測システム。
5. 前記支援動作検出部は、前記訓練スタッフの身体の画像を撮像する撮像部を含む
   請求項１に記載の支援動作計測システム。
6. 前記支援動作検出部は、前記訓練者の身体に装着された圧力センサを含む
   請求項１に記載の支援動作計測システム。
7. 前記識別部は、前記訓練動作において、予め設定された動作タイミングに基づいて前記支援動作を識別し、
   前記識別部が識別した前記支援動作の統計値を前記動作タイミングに基づいて算出する統計値算出部をさらに備える
   請求項１～６のいずれか一項に記載の支援動作計測システム。
8. 前記識別部は、前記歩行動作の前記動作パターンである歩行周期に応じて前記支援動作の変化を識別する
   請求項１に記載の支援動作計測システム。
9. 前記識別部は、前記支持部材が前記訓練者の前記上半身を支持しているか否かと、前記支援動作とを関連づけるとともに、前記動作パターンに基づいて前記支援動作を識別する
   請求項８に記載の支援動作計測システム。
10. 前記識別部が識別した前記支援動作を、前記動作パターンに沿って前記訓練者又は前記訓練スタッフに提示する提示部をさらに含む
    請求項１～９のいずれか一項に記載の支援動作計測システム。
11. 請求項１０に記載の支援動作計測システムと、
    前記訓練者が行う動作の訓練を支援するための駆動部と、を少なくとも備え、
    前記提示部は、前記駆動部を駆動させて行う前記訓練の状態と、前記動作パターンとを対応させて、前記支援動作の変化を提示する
    リハビリ支援システム。
12. 予め設定された動作の訓練を行う訓練者を支援する訓練スタッフが前記訓練者の訓練動作に対して行う支援動作を計測する支援動作計測方法をコンピュータが実行するものであって、
    前記訓練動作を検出する訓練動作検出ステップと、
    前記訓練動作において前記訓練者が前記訓練スタッフから受ける支援動作のタイミング、位置、方向又は強さの内、少なくとも１つを検出する支援動作検出ステップと、
    前記訓練動作における前記支援動作の変化を前記訓練動作の動作パターンに応じて識別する識別ステップと、を備え、
    前記訓練動作検出ステップは、前記訓練者が行う歩行動作における前記訓練動作を検出するものであって、
    前記識別ステップは、前記訓練者の上半身の少なくとも一部を支持する支持部材が前記訓練者の前記上半身を支持している場合には、前記動作パターンに基づいて前記支援動作を識別しない、
    支援動作計測方法。
13. 予め設定された動作の訓練を行う訓練者を支援する訓練スタッフが前記訓練者の訓練動作に対して行う支援動作を計測する支援動作計測方法であって、
    前記訓練動作を検出する訓練動作検出ステップと、
    前記訓練動作において前記訓練者が前記訓練スタッフから受ける支援動作のタイミング、位置、方向又は強さの内、少なくとも１つを検出する支援動作検出ステップと、
    前記訓練動作における前記支援動作の変化を前記訓練動作の動作パターンに応じて識別する識別ステップと、を備え、
    前記訓練動作検出ステップは、前記訓練者が行う歩行動作における前記訓練動作を検出するものであって、
    前記識別ステップは、前記訓練者の上半身の少なくとも一部を支持する支持部材が前記訓練者の前記上半身を支持している場合には、前記動作パターンに基づいて前記支援動作を識別しない、
    支援動作計測方法を、コンピュータに実行させるプログラム。

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