JPWO2019035444A1 - 足底圧測定器、情報提供装置及び情報提供方法 - Google Patents
足底圧測定器、情報提供装置及び情報提供方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2019035444A1 JPWO2019035444A1 JP2019536774A JP2019536774A JPWO2019035444A1 JP WO2019035444 A1 JPWO2019035444 A1 JP WO2019035444A1 JP 2019536774 A JP2019536774 A JP 2019536774A JP 2019536774 A JP2019536774 A JP 2019536774A JP WO2019035444 A1 JPWO2019035444 A1 JP WO2019035444A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- sole
- subject
- running
- information providing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 25
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 15
- 210000003813 thumb Anatomy 0.000 claims description 8
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims description 6
- 210000004932 little finger Anatomy 0.000 claims description 6
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 description 59
- 238000012549 training Methods 0.000 description 19
- 230000008859 change Effects 0.000 description 13
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 13
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 11
- 230000005021 gait Effects 0.000 description 9
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 8
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 210000000459 calcaneus Anatomy 0.000 description 7
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 5
- 210000001872 metatarsal bone Anatomy 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000000386 athletic effect Effects 0.000 description 2
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 208000017667 Chronic Disease Diseases 0.000 description 1
- 206010033799 Paralysis Diseases 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 210000000474 heel Anatomy 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000008450 motivation Effects 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000003387 muscular Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000010972 statistical evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 210000003371 toe Anatomy 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 210000001364 upper extremity Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/112—Gait analysis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A43—FOOTWEAR
- A43B—CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
- A43B3/00—Footwear characterised by the shape or the use
- A43B3/34—Footwear characterised by the shape or the use with electrical or electronic arrangements
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/1036—Measuring load distribution, e.g. podologic studies
- A61B5/1038—Measuring plantar pressure during gait
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/1124—Determining motor skills
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
- A61B5/6804—Garments; Clothes
- A61B5/6807—Footwear
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
- A61B5/742—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means using visual displays
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B22/00—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
- A63B22/0015—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with an adjustable movement path of the support elements
- A63B22/0023—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with an adjustable movement path of the support elements the inclination of the main axis of the movement path being adjustable, e.g. the inclination of an endless band
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B22/00—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
- A63B22/02—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with movable endless bands, e.g. treadmills
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
- A63B24/0003—Analysing the course of a movement or motion sequences during an exercise or trainings sequence, e.g. swing for golf or tennis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
- A63B24/0062—Monitoring athletic performances, e.g. for determining the work of a user on an exercise apparatus, the completed jogging or cycling distance
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
- A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
- A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
- A63B71/0622—Visual, audio or audio-visual systems for entertaining, instructing or motivating the user
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2503/00—Evaluating a particular growth phase or type of persons or animals
- A61B2503/10—Athletes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0247—Pressure sensors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/48—Other medical applications
- A61B5/4866—Evaluating metabolism
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
- A63B24/0062—Monitoring athletic performances, e.g. for determining the work of a user on an exercise apparatus, the completed jogging or cycling distance
- A63B2024/0065—Evaluating the fitness, e.g. fitness level or fitness index
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
- A63B24/0087—Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
- A63B2024/0093—Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load the load of the exercise apparatus being controlled by performance parameters, e.g. distance or speed
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
- A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
- A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
- A63B2071/065—Visualisation of specific exercise parameters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
- A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
- A63B2071/0675—Input for modifying training controls during workout
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/30—Speed
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/50—Force related parameters
- A63B2220/51—Force
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/50—Force related parameters
- A63B2220/56—Pressure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/80—Special sensors, transducers or devices therefor
- A63B2220/83—Special sensors, transducers or devices therefor characterised by the position of the sensor
- A63B2220/836—Sensors arranged on the body of the user
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2225/00—Miscellaneous features of sport apparatus, devices or equipment
- A63B2225/50—Wireless data transmission, e.g. by radio transmitters or telemetry
- A63B2225/52—Wireless data transmission, e.g. by radio transmitters or telemetry modulated by measured values
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2230/00—Measuring physiological parameters of the user
- A63B2230/20—Measuring physiological parameters of the user blood composition characteristics
- A63B2230/201—Measuring physiological parameters of the user blood composition characteristics used as a control parameter for the apparatus
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B69/00—Training appliances or apparatus for special sports
- A63B69/0028—Training appliances or apparatus for special sports for running, jogging or speed-walking
- A63B69/0035—Training appliances or apparatus for special sports for running, jogging or speed-walking on the spot
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Physiology (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
Abstract
Description
本願は、2017年8月16日に、日本に出願された特願2017−157049号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
昨今、各種センサー、インターフェースを備えたウェアラブル機器やスマートフォンなどの技術革新が進んでいる。このような機器により、運動をターゲットにした新たな技術の導入が可能となっている(例えば、非特許文献1参照)。体調不良、疲労、及び持病の悪化は、走運動のバランスやリズムを悪化させる。したがって、走運動の状況をモニタリングし、センサーから取得されるデータに基づき、走運動のバランスやリズムの異常な変動を検出し、走運動のバランスやリズムが悪化した際に早期に介入することによって、過労や体調不良に伴う事故や、大きな故障の発生を未然に防ぐことが可能になる。
ウェアラブルセンサーが検出する情報としては、心拍、筋電、脳波から体温など多岐に渡るが、その中でも足底圧は走者の走行・歩行状態を直接評価可能であり、乳酸濃度などの負荷情報に変換可能であるので、走者にとって足底圧は非常に重要な情報である。
また患者から懸垂装置や歩行器等の支持装置を外し、患者が自立歩行に移行してよいかどうかの見極めは主観的評価に依るところが大きく、患者の転倒リスクを低減させるための観点から、客観的評価指標の導入が望まれている。さらに近年、ロボット技術を用いた歩行訓練装置が発達しており、患側の運動は機械による支持運動と健側の随意運動の相互関係やリハビリの進捗度を知る上で足底圧のデータと歩容の特徴との分析技術は重要視されている。
被験者である選手の走行能力を強化する上で、走行時の跳躍に必要なフォースおよびストライドの向上が重要である。足底圧の測定器を用いた測定により、坂道走行時の足底圧は1.1〜3倍と増加しており、坂道走行時には、平坦路よりも高い足底圧(フォース)が必要であることが確認できる。坂道走行のトレーニングにおいては、走者の能力に合わせた勾配と走速度の設定が不可欠であるが、その調整は経験的に行われており、足底圧の測定に適切な設定値の決定が課題となっていた。
大型化したセンサーは、走運動時の足底の変形や複雑な力の作用によりセンサーの形状の歪み、部分的な折れ曲がりや伸張を生じ、センサーの特性に大きな誤差を生じさせる。一方、センサーの小型化は上記誤差を抑制する点で有利ではあるものの、計測面積が縮小するため、センサーが最大加圧点から逸脱して感度が低下するなど新たな誤差を生じさせる原因となっていた。
上記のように、従来の技術では、歩行又は走行の運動強度の測定の際に被験者や測定者に負担がかかるという問題があった。
足圧センサー10は、被験者50の足底部に設置される。ここで、被験者とは、歩行又は走行の運動強度の測定対象となる人物である。足圧センサー10は、被験者の足底に加えられた圧力(以下「足底圧」という。)を測定する。足圧センサー10は、測定結果(測定された足底圧)を、有線ケーブル40を介して中継装置20に送信する。
情報提供装置30は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置を用いて構成される。
情報提供装置30は、中継装置20から送信された測定結果に基づいて、被験者50の歩行中又は走行中の足底圧(フォース)のピーク値(最大足底圧)の標準偏差等を計算し、計算結果を表示する。また、情報提供装置30は、被験者の能力に応じた負荷を与えるための情報(以下「負荷情報」という。)を提供する。ここで、負荷情報とは、例えば、負荷付与装置60の傾斜角θと走速度vに関する情報である。また、情報提供装置30は、走行時の足底圧の変動を走行安定性の指標として、被験者の持久運動能力、走行技術の巧拙、また運動の継続に伴う被験者の疲労の程度、あるいは被験者の走行方法(全力走かマラソンなどの一定速度走か)を判定する。
負荷付与装置60は、被験者に対して負荷を与える装置である。負荷付与装置60は、例えばトレッドミル、ルームランナー、ステッパー等の歩行走行をアシストする。不可付与装置60においては、コンベアベルトの角度θ、及び走速度vの調整が可能である。
図2Aに示すように、足圧センサー10は、長方形の平面型の構成であり、足底部のうち圧力が閾値以上かかる部位又はその付近に設置される。例えば、足圧センサー10は、足底の単位面積当たりにかかる圧力の平均値の2倍以上の圧力がかかる部分(圧力集中部)又はその付近に設置される。圧力集中部とは、例えば拇指球13、小指球14及び踵骨15が位置する部分である。
足圧センサー10は、被験者の足裏の拇指球13、小指球14及び踵骨15が位置する部位に接着される。また、足圧センサー10は、被験者の装着した靴下の拇指球13、小指球14及び踵骨15が位置する足底部に取り付けられてもよい。さらに、足圧センサー10は、拇指球13、小指球14及び踵骨15が位置する運動靴の中敷きに取り付けられてもよい。
図2Aにおいて、足圧センサー10内の点線で示される領域は、センサーの感圧部11である。感圧部11は、加圧接触で圧力を感知する。感圧部11は、縦横比が1:2以上の帯状に長い形状である。図2Aでは、被験者50の足底部に足圧センサー10が3か所に備えられているが、足圧センサー10は少なくとも1か所に備えられていればよい。また、感圧部11内の+で示される部分12は、感圧部11内にかかる圧力の中心を表す。
図2B〜図2Dに示すように、足圧センサー10は解剖学的に足の骨(踵骨、中足骨、足趾の骨)の長軸方向に沿って配置される。また、足圧センサー10は、調節部を備える。調節部は、圧力分布の個人差や足圧センサー10の感圧部の消耗等による感度の変化が閾値以上である場合、感圧部のアナログ信号の増幅装置の利得やベースラインを調節する。また、調節部は、アナログデジタル変換後の信号処理により増幅装置の利得やベースラインを調節する。
すなわち、図4Aに示す短距離走者の場合には、一歩ごとの足底圧(接地圧力)のぱらつきが見られ、走りの安定性はやや低い。したがって、この短距離走者は、運動効率はそれほど良くないといえる。図4Bに示す中距離走者の場合には、一歩ごとの足底圧(接地圧力)のばらつきがほとんどなく、走りの安定性が非常に高い。したがって、この中距離走者は、運動効率が高いといえる。図4Cに示す陸上競技の非経験者の場合には、一歩ごとの足底圧(接地圧力)のばらつきが大きく、走りの安定性が低い。したがって、この非経験者は、運動効率が悪いといえる。
このように、図4Bに示すように、効率の高い走運動が必要となる中距離走者は足底圧(接地圧力)の変動が少なく、図4Cに示すように、運動非経験者は、足底圧(接地圧力)の変動が大きく、安定性が低いことがわかる。また、図4Aに示すように、短い時間で全力を発揮する短距離走者は、足底圧(接地圧力)の変動はやや大きく、やや不安定であることがわかる。すなわち、ある程度長い時間運動を維持する中・長距離走では接地時の足底圧は安定した状態を維持している事も明らかである。
走行時の足底圧の経時変化を測定し、走行安定性を示す指標として着地−跳躍の繰り返し動作における足底圧(フォース)のピーク値の変動を特徴量として利用する。走速度が増加するにつれ、足底面での足底圧(フォース)は増加し、これに伴い足底圧のピーク値の変動は徐々に大きくなる。変動の大きさは、被験者の走行技術の巧拙の指標となる。同時に足底圧のピーク値の変動が大きい事は被験者にとってのトレーニング強度としては、至適強度よりも高いことを示す。長時間の走行により足底圧のピーク値の変動は経時的に変化し、走者の疲労の進行を示す指標としても活用することができる。
より効率的な走行トレーニングとして坂道(勾配付きのトレッドミル)でのトレーニングが知られている。足圧センサー10を用いた測定の結果から、坂道走行時には足底圧が平地走行と比較して1.1〜3倍に増加し、より高いフォースを発揮している。走運動能力の向上には、より大きなストライドを身につけることが重要であるとされ、より大きなフォースを発揮することが推奨されている。上記の測定結果は、坂道の走運動は、平地での走運動より大きなフォースの発揮が必要であることを示しており、坂道の走運動は、より大きなストライドを身につける上で効果的なトレーニングであることを示唆している。
また、足底圧のピーク値変動のこうした性質を利用して、乳酸性閾値を非侵襲的に決定することができる。走者にとって運動強度が高すぎるのか低すぎるのかを判定する事ができ、至適な運動強度を設定するための指標として利用できる。
そのため、情報提供装置30は、足底圧のピーク値の変動が増える変化点を目安に、効率の高い安定した走運動ができる情報(負荷付与装置60の勾配および速度、ならびに被験者のピッチ)を提供することによって、より効果的な練習や、マラソン大会等で棄権や失速を防ぐ走り方を身につけることができる。
上級者においては、平坦路従来のトレーニング方法に比べてより精密で効果的なトレーニング方法を提供することができる。さらに実フィールドのさまざまなシーンでのフォース計測、追い越しや飛び出しなど、ストライドやピッチを可変させた走りを実施した際のフォース、走運動、疲労による影響がどのように変化しているかを、負荷付与装置60により、感覚的ではなく、数値として把握することができるため、セルフフィードバック、再現性の高い訓練や競技シミュレーションが可能となる。
情報提供装置30は、フォースとピッチを測定することができるので、選手の能力に応じて適切な負荷付与装置60の勾配、走速度、フォース、ピッチの組み合わせを案出することができ、より効率的な指導ができる。
例えば、情報提供装置30は、図5−8の測定対象となった被験者(走者)に対し、勾配3%、速度v=200m/minで、ピッチ160になるよう情報を提供する。被験者が、提供された情報に基づく条件下でトレーニングを行うと、足底圧は1.5倍となり、被験者のフォース(ストライド)向上を図るのに適切な運動強度が得られることになる。
情報提供装置30は、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)やメモリや補助記憶装置などを備え、提供プログラムを実行する。提供プログラムの実行によって、情報提供装置30は、取得部301、演算部302、表示制御部303、表示部304、情報提供部305を備える装置として機能する。なお、情報提供装置30の各機能の全て又は一部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、提供プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、提供プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
演算部302は、取得部301から出力された測定結果に対して、所定の演算を行う。ここで所定の演算とは、例えば標準偏差、分散、標準誤差、範囲、四分位範囲、平均差、平均絶対偏差等である。
表示制御部303は、表示部304に対して演算結果に基づく情報を表示させる。例えば、表示制御部303は、図5〜8に示すグラフを表示部304に対して表示させる。
上記足圧センサー10によって、実験室だけでなく、フィールドでの実走行をしながら精密な走行状況を把握することができる。競技および日常生活の中で継続的に活用できる汎用の足底圧センサーシステムとなる。
情報提供装置30が備える各機能部の一部は、他の装置に備えられてもよい。例えば、情報提供装置30が備える表示部304が他の装置(例えば、単体の表示装置)に備えられ、表示部304を除く他の機能部が情報提供装置30に備えられてもよい。この場合、例えば、情報提供装置30は被験者50の近くに配置され、表示部304を備える他の装置は被験者50がいる場所から離れた場所(例えば、隣の部屋等)に配置される。このように構成される場合、表示制御部303は、表示部304に表示させるための情報を、表示部304を備える他の装置に送信する。
これにより、測定者が被験者の近くにいない場合であっても、測定者は被験者の情報を把握することができる。
情報提供システム100は、情報提供部305の負荷情報と、過去の運動履歴とに基づいて、トレッドミルやルームランナー、ステッパー等の歩行走行をアシストする負荷付与装置60の走速度や傾斜地を変更して負荷量を至適域に調節する調節部をさらに備えるように構成されてもよい。調節部は、例えば負荷付与装置60に備えられる。このように構成される場合、調節部は、情報提供部305から負荷情報を取得する。また、調節部は、被験者50の過去の運動履歴の情報を保持する。過去の運動履歴の情報は、例えば、被験者50が負荷付与装置60で所定の期間内に行った運動時の走速度及び傾斜地に関する情報である。そして、調節部は、取得した負荷情報と、保持している過去の運動履歴とに基づいて、負荷付与装置60における変更後の走速度及び傾斜地を決定する。例えば、調節部は、負荷情報と、保持している過去の運動履歴とに基づいて、平均的な走速度及び傾斜地を決定してもよい。調節部は、決定した走速度及び傾斜地となるように、負荷付与装置60の走速度及び傾斜地を調節する。なお、調節部は、負荷付与装置60における変更後の走速度及び傾斜地として、平均的な走速度及び傾斜地ではなく、他の統計値(例えば、最頻値、最大値等)における走速度及び傾斜地を決定してもよい。さらに、被験者の持久能力と過去の運動履歴から、運動負荷が被験者に対して過小である場合には至適負荷に達するように徐々に、もしくはインターバル走的に一定時間負荷を増強させても良く、逆に運動負荷が被験者の持久力に対して過剰である場合には、徐々に負荷量を軽減もしくは一定の徐行区間を与えることによって負荷量を適正化しても良い。
これにより、被験者50に対して与える負荷を動的に調節することができる。
20 中継装置
30 情報提供装置
40 有線ケーブル
60 負荷付与装置
301 取得部
302 演算部
303 表示制御部
304 表示部
305 情報提供部
Claims (7)
- 被験者の足底部に設置され、前記被験者の足底部に加えられた圧力を測定する測定部と、
測定された前記圧力のデータを出力する出力部と、
を備える足底圧測定器。 - 前記測定部は、前記足底部の単位面積当たりにかかる圧力の平均値の2倍以上の圧力のかかる部位又はその付近に設置される請求項1に記載の足底圧測定器。
- 前記測定部は、加圧接触を感知する感圧部を備え、
前記感圧部の形状は、縦横比が異なる帯状である請求項1又は2に記載の足底圧測定器。 - 前記感圧部が、前記被験者の足底部の拇指球、小指球、および踵部のうち少なくとも1カ所に、骨の長軸方向に沿って配置される請求項1から3のいずれか一項に記載の足底圧測定器。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載の足底圧測定器と、
前記足底圧測定器によって測定された前記圧力のデータに基づいて、前記被験者の走行時の足底圧の変動から走行安定性の指標を判定し、判定された前記指標に応じて前記被験者の能力に応じた負荷情報を提供する情報提供部と、
を備える情報提供装置。 - 前記足底圧測定器によって測定された前記圧力のデータに基づいて、所定の演算を行う演算部と、
前記演算部による演算結果に基づく情報を表示する表示部と、
をさらに備える、請求項5に記載の情報提供装置。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の足底圧測定器によって測定された前記圧力のデータに基づいて、前記被験者の走行時の足底圧の変動を走行安定性の指標を判定し、判定された前記指標に応じて前記被験者の能力に応じた負荷情報を提供する運動負荷情報提供ステップを有する情報提供方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017157049 | 2017-08-16 | ||
JP2017157049 | 2017-08-16 | ||
PCT/JP2018/030207 WO2019035444A1 (ja) | 2017-08-16 | 2018-08-13 | 足底圧測定器、情報提供装置及び情報提供方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019035444A1 true JPWO2019035444A1 (ja) | 2020-05-28 |
JP6845534B2 JP6845534B2 (ja) | 2021-03-17 |
Family
ID=65362524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019536774A Active JP6845534B2 (ja) | 2017-08-16 | 2018-08-13 | 情報提供装置及び情報提供方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11666244B2 (ja) |
EP (2) | EP4183337A1 (ja) |
JP (1) | JP6845534B2 (ja) |
CN (2) | CN110944582A (ja) |
WO (1) | WO2019035444A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USD918317S1 (en) * | 2018-10-01 | 2021-05-04 | Technogym S.P.A. | Exercise equipment |
KR102550861B1 (ko) * | 2018-12-21 | 2023-07-04 | 삼성전자주식회사 | 보행 보조 방법 및 그 방법을 수행하는 보행 보조 장치 |
JP7103307B2 (ja) * | 2019-06-07 | 2022-07-20 | トヨタ自動車株式会社 | 歩行訓練システムおよび歩行訓練システムの制御プログラム |
CN113244084B (zh) * | 2020-02-11 | 2023-05-23 | 上银科技股份有限公司 | 可适应性主动训练系统 |
JP7209363B2 (ja) * | 2020-04-13 | 2023-01-20 | リオモ インク | スタビリティ評価システム、プログラム及び方法 |
CN112716482A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-30 | 常州福普生电子科技有限公司 | 一种足底压力分布测量装置及测量方法 |
KR102665026B1 (ko) * | 2021-10-18 | 2024-05-13 | 부산대학교 산학협력단 | 디지털 트윈 기반의 가상 인솔을 이용한 맞춤형 인솔 설계 방법, 가상 인솔의 설계 방법 및 설계 단말 |
CN117100250B (zh) * | 2023-07-10 | 2024-05-28 | 北京华益精点生物技术有限公司 | 脚趾位置的确定方法、装置、电子设备及存储介质 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH105369A (ja) * | 1996-04-23 | 1998-01-13 | Matsushita Electric Works Ltd | トレーニング装置 |
JP2005156531A (ja) * | 2003-11-05 | 2005-06-16 | Sony Corp | 圧力センサおよび生体情報処理装置 |
JP2007275283A (ja) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Honda Motor Co Ltd | 運動管理システム、運動管理方法、運動管理プログラム |
JP2011524207A (ja) * | 2008-06-13 | 2011-09-01 | ナイキ インコーポレーティッド | センサシステムを有するフットウェア |
JP2015206601A (ja) * | 2014-04-17 | 2015-11-19 | 株式会社Nttドコモ | 走行支援ウェアラブル端末、走行支援サーバ、および走行支援方法 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5469740A (en) * | 1989-07-14 | 1995-11-28 | Impulse Technology, Inc. | Interactive video testing and training system |
US9247901B2 (en) * | 2003-08-22 | 2016-02-02 | Dexcom, Inc. | Systems and methods for replacing signal artifacts in a glucose sensor data stream |
US7398688B2 (en) * | 2003-12-11 | 2008-07-15 | Proteus Biomedical, Inc. | Pressure sensor circuits |
DE102008058020A1 (de) * | 2008-11-19 | 2010-05-20 | Zebris Medical Gmbh | Anordnung zum Training des Ganges |
US20100152619A1 (en) * | 2008-12-16 | 2010-06-17 | 24/8 Llc | System, method, and computer-program product for measuring pressure points |
US8823526B2 (en) * | 2009-07-02 | 2014-09-02 | The Regents Of The University Of California | Method of assessing human fall risk using mobile systems |
US8998828B2 (en) * | 2009-07-09 | 2015-04-07 | Nike, Inc. | Visualization testing and/or training |
US8581731B2 (en) | 2011-02-16 | 2013-11-12 | Connor Kent Purks | Circuits, systems, and methods for monitoring and reporting foot impact, foot placement, shoe life, and other running/walking characteristics |
CN102319503B (zh) * | 2011-10-18 | 2013-06-19 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种基于柔性阵列压力传感器的跑步机自适应调速系统 |
US9451881B2 (en) * | 2012-12-06 | 2016-09-27 | Autonomous_Id Canada Inc. | Gait-based biometric system for detecting weight gain or loss |
CN103340735B (zh) | 2013-07-26 | 2015-11-25 | 上海市第六人民医院 | 测力型助行装置 |
CN105078463A (zh) | 2015-09-08 | 2015-11-25 | 常州先进制造技术研究所 | 用于人体下肢运动意图识别的分布式多通道信号采集系统 |
CN105748078A (zh) * | 2016-02-16 | 2016-07-13 | 北京理工大学 | 基于压力传感鞋垫的足底压力测量装置及系统 |
JP6746851B2 (ja) | 2016-03-02 | 2020-08-26 | 国際航業株式会社 | 地形分類システム、及び地形分類方法 |
CN109688923B (zh) * | 2016-09-09 | 2022-04-19 | 日本电信电话株式会社 | 乳酸性作业阈值推测装置以及乳酸性作业阈值推测方法 |
CN106618579A (zh) | 2016-12-02 | 2017-05-10 | 华东师范大学 | 一种基于柔性薄膜压力传感器的可穿戴足底压力测量装置 |
CN107174252A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-09-19 | 广东远峰电子科技股份有限公司 | 一种足部运动姿态的判断装置和方法 |
KR102064563B1 (ko) | 2017-07-28 | 2020-01-09 | 충남대학교산학협력단 | 착용자의 보행 상태를 판단하는 스마트 슈즈 시스템 |
CN107281700B (zh) * | 2017-07-31 | 2019-08-30 | 北京小米移动软件有限公司 | 跑带速度控制方法、装置、跑步机及存储介质 |
-
2018
- 2018-08-13 CN CN201880053122.3A patent/CN110944582A/zh active Pending
- 2018-08-13 CN CN202310333728.5A patent/CN116269325A/zh active Pending
- 2018-08-13 EP EP23151569.3A patent/EP4183337A1/en not_active Withdrawn
- 2018-08-13 WO PCT/JP2018/030207 patent/WO2019035444A1/ja unknown
- 2018-08-13 EP EP18846378.0A patent/EP3636152A4/en not_active Ceased
- 2018-08-13 JP JP2019536774A patent/JP6845534B2/ja active Active
- 2018-08-13 US US16/633,320 patent/US11666244B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH105369A (ja) * | 1996-04-23 | 1998-01-13 | Matsushita Electric Works Ltd | トレーニング装置 |
JP2005156531A (ja) * | 2003-11-05 | 2005-06-16 | Sony Corp | 圧力センサおよび生体情報処理装置 |
JP2007275283A (ja) * | 2006-04-06 | 2007-10-25 | Honda Motor Co Ltd | 運動管理システム、運動管理方法、運動管理プログラム |
JP2011524207A (ja) * | 2008-06-13 | 2011-09-01 | ナイキ インコーポレーティッド | センサシステムを有するフットウェア |
JP2015206601A (ja) * | 2014-04-17 | 2015-11-19 | 株式会社Nttドコモ | 走行支援ウェアラブル端末、走行支援サーバ、および走行支援方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4183337A1 (en) | 2023-05-24 |
JP6845534B2 (ja) | 2021-03-17 |
US20200146592A1 (en) | 2020-05-14 |
CN116269325A (zh) | 2023-06-23 |
CN110944582A (zh) | 2020-03-31 |
US11666244B2 (en) | 2023-06-06 |
EP3636152A1 (en) | 2020-04-15 |
EP3636152A4 (en) | 2020-10-14 |
WO2019035444A1 (ja) | 2019-02-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6845534B2 (ja) | 情報提供装置及び情報提供方法 | |
US9616290B2 (en) | Foot monitoring system that generates an indication of how much shoe cushioning life remains in a shoe | |
US7771371B2 (en) | Sports shoe with sensing and control | |
US8961439B2 (en) | System and method for analyzing gait using fabric sensors | |
US7717826B2 (en) | Electrical signature analysis to quantify human and animal performance on fitness and therapy equipment such as a treadmill | |
US9521964B2 (en) | System and method for estimating the mechanical behavior of human lower limbs | |
US11948470B2 (en) | Artificial intelligence assistance to change biomechanical loading | |
EP3249362A1 (en) | Insole with integrated nano-pedometer, step detection and counting method using said insole, and shoe equipped with the fixed or removable insole | |
Mann et al. | Reliability and validity of pressure and temporal parameters recorded using a pressure-sensitive insole during running | |
Hohmann et al. | Plantar pressures during long distance running: an investigation of 10 marathon runners | |
US11337621B2 (en) | Lactate working threshold-estimating device and lactate working threshold-estimating method | |
Buchecker et al. | The effect of different Masai Barefoot Technology (MBT) shoe models on postural balance, lower limb muscle activity and instability assessment | |
Steinberg et al. | Use of a textured insole to improve the association between postural balance and ankle discrimination in young male and female dancers | |
Encarnación-Martínez et al. | Plantar pressure differences between Nordic walking techniques | |
Aladro Gonzalvo et al. | Validation of a force platform clinical for the assessment of vertical jump height | |
US20220233916A1 (en) | Living body guidance apparatus, living body guidance method and living body guidance program | |
Yi | Impact of sport dancing on the dynamics characteristic of foot movement of college students | |
US20240000378A1 (en) | System and method for quantifying an injury recovery state | |
CA3193792A1 (en) | System and method for generating a virtual avatar representing a plurality of users | |
Marks et al. | Plantar pressure analysis during rehabilitative exercise | |
Male | Use of a Textured Insole to Improve the Association Between Postural Balance and Ankle Discrimination in | |
Kurz | Assessment of biomechanical parameters during in-field mountain hiking |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190925 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20190925 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201027 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201228 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210209 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210212 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6845534 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |