WO2013105155A1

WO2013105155A1 - 情報処理装置及びその制御方法、並びに立位バランス診断システム

Info

Publication number: WO2013105155A1
Application number: PCT/JP2012/005740
Authority: WO
Inventors: 光 ▲高▼橋; 大輔宮野; 敬亮吉野
Original assignee: テルモ株式会社
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2013-07-18
Also published as: JPWO2013105155A1; JP5956473B2

Abstract

　本発明の情報処理装置は、複数の圧力センサが２次元に配列されたセンサ部から、被検者の立位状態における左右の足裏からの圧力を表わす圧力情報を取得する。そして、情報処理装置は、被検者の左右の足のいずれが健常側であり、いずれが非健常側であるかを設定し、その設定並びに取得した圧力情報に基づき、非健常側の足が健常であると仮定した場合の仮想圧力情報を、健常側の足の圧力情報から生成する。そして、情報処理装置は、仮想圧力情報に基づく圧力分布と、非健常側と設定された側の、圧力情報に基づく圧力分布とを合成して表示装置に表示する。

Description

情報処理装置及びその制御方法、並びに立位バランス診断システム

　本発明は、被検者の立位状態での両足にかかる体重分布を測定する技術に関するものである。

　脳卒中などの脳神経系疾患を発症し、右片または左片が麻痺した患者に対しては、従来より、理学療法士等の指導／監視のもとで、運動機能回復訓練が行われてきた。一般に、自立的な生活を営むためには、下肢機能の回復が重要であり、脳神経系疾患を発症した患者の場合、直立時に麻痺側の足のつま先に体重がかかる、いわゆる“尖足”状態となることが多いことから、上記運動機能回復訓練においては、これを克服することが不可欠となってくる。尖足度合いが大きい状態では、歩行時等に麻痺側に十分な体重がかけられず不安定になったり、つま先が軽微な段差に引っかかり、転倒する回数が多くなるなど、日常生活に支障をきたすこととなるからである。

　このようなことから、自立的な生活を営むことができるか否かを判断するにあたっては、尖足度合いを正確に把握することが重要である。

　一方で、従来より、被検者の下肢機能を評価するためのシステムとして、足圧分布を計測し、当該計測結果より抽出される特徴量に基づいて、下肢機能を定量化する種々のシステムが提案されている（例えば、下記特許文献１、２參照）。

特開２００７－２６０２８８号公報特表２００８－２５０５５１号公報

　しかしながら、上記従来システムはいずれも、健常者を対象としており、脳神経系疾患を発症した患者の下肢機能の回復という観点で足圧分布を解析するものではない。このため、尖足度合いを定量的に評価することまではできないし、その兆候を捉えることもできない。

　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、被検者の立位状態における両足に係る荷重バランスの度合、並びに分布についての左右のバランスを視覚的に表わし、以って、尖足状態やその兆候を簡単に把握できる技術を提供しようとするものである。

　かかる課題を解決するため、例えば本発明の情報処理装置は以下の構成を備える。すなわち、
　被検者の立位状態における当該被検者の左右の足の裏にかかる圧力分布及びバランスを診断する情報処理装置であって、
　複数の圧力センサが２次元に配列された圧力センサアレイ装置から、前記複数の圧力センサにかかる被検者の立位状態における左右の足裏からの圧力を表わす圧力情報を取得する取得手段と、
　前記被検者の左右の足のいずれが健常側であり、いずれが非健常側であるかを設定する設定手段と、
　前記取得手段で取得した圧力情報、及び、前記設定手段による設定に基づき、非健常側の足が健常であると仮定した場合の仮想圧力情報を、健常側の足の圧力情報から生成する仮想圧力情報生成手段と、
　該仮想圧力情報生成手段で得られた仮想圧力情報に基づく圧力分布と、前記設定手段による非健常側と設定された、前記取得手段で取得した圧力情報に基づく圧力分布とを合成して表示する表示手段とを備える。

　本発明によれば、被検者の立位状態における両足に係る荷重バランスの度合、並びに分布についての左右のバランスを視覚的に表わし、以って、尖足状態やその兆候を簡単に把握できるようになる。

　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

　添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
実施形態における立位バランス診断システムの構成図である。実施形態におけるセンサ部の上面図である。実施形態における立位バランス診断システムの機能構成を示す図である。実施形態における接地領域判定部の処理と表示例を説明するための図である。実施形態における接地領域判定部の処理と表示例を説明するための図である。実施形態における圧力バランス判定部の処理と表示例を説明するための図である。実施形態における圧力バランス判定部の処理と表示例を説明するための図である。実施形態における立位バランス診断システムにおける情報処理装置の処理内容を示すフローチャートである。図６におけるステップＳ６０９の詳細を示すフローチャートである。図６のステップＳ６０２の表示処理における表示例を示す図である。

　以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。

　［第１の実施形態］
　＜立位バランス診断システムの外観構成＞
　図１に、本実施形態に係る立位バランス診断システム１０００の外観構成の一例を示す。

　本システム１０００は、被検者がその上に立った状態（立位状態）における両足裏に係る荷重分布を検出するための複数のセンサが配置されたセンサアレイ装置としてのセンサ部１００、そのセンサ部１００で検出された荷重分布に係る情報を取得する取得手段として機能し、種々の加工処理を行ない、立位バランスを視覚的に表示する情報処理装置２００、並びに、センサ部１００と情報処理装置２００とが通信するためのケーブル３００で構成される。ケーブル３００は、センサ部１００と情報処理装置２００とが通信できれば如何なるものでも良く、その種類を問わないが、実施形態では、ＵＳＢケーブルとした。従って、センサ部１００、情報処理装置２００の双方ともＵＳＢインタフェースを有する。

　図２はセンサ部１００の上面図を示している。以下、この図２を参照して、センサ部１００の構造を説明する。

　センサ部１００における符号１２０は、センサ部１００の電源ＯＮ、並びに測定可能状態にするスイッチである。そして、このセンサ部１００は、その長手方向に対し、被検者の両足を載置するための足載置部１１０ａと、センサ部１００の全体の制御並びに情報処理装置２００と通信を行うための制御回路（後述する図３の符号１０１）を内蔵した制御部１１０ｂとに大別される。足載置部１１０ａは、その表面が伸縮自在なシートで被われ、その下層には、図示の格子線で示されるように、約１ｃｍ×１ｃｍ程度の面積を持つ圧力センサ１１１が２次元配置されている。以下、この２次元配置された複数の圧力センサ１１１を、圧力センサアレイ（図３の符号１０２）と呼ぶ。制御回路１０１は、圧力センサアレイ１０２を構成する個々の圧力センサ１１１で検出された圧力信号を、デジタルデータに変換し、所定形式のデータフォーマットにしてケーブル３００を介して情報処理装置２００に送信する。

　実施形態におけるセンサ部１００の立位バランス測定の被検者は、歩行困難者（脳卒中などによる影響のある者）、或いはその疑いのある者としている。特に、歩行困難者の中には、ちょっとした段差でも、それにつまずいて転倒する者が少なくない。そのため、センサ部１００の足載置部１１０ａの表面と、床面との段差は小さいほど良い。かかる点から、足載置部１１０ａはその厚みを小さくするために構造をシンプルにする必要があることが理解できよう。ただし、足載置部１１０ａの表面と床面との差は小さくはなるものの、ゼロにはならない。それ故、実施形態におけるセンサ部１００の外周は、床面との段差を更に小さくするため、床面から足載置部１１０ａの表面までを滑らかにつなぐためのスロープ部１５０で囲まれる構造とした。

　更に、実施形態におけるセンサ部１００は、被検者宅まで運搬に都合の良いように、境界線１２１に不図示の蝶番を設け、境界線１２１を谷線として折り曲がる構造とした。そして、その折り曲げの境界線１２１を太線で強調して描くことで、足載置部１１０ａが境界線１２０を境に、左足を載置する領域と、右足を載置する領域とに別れていることを測定対象者に明示することとした。なお、図示の符号１２２は、測定対象者がセンサ部１００の足載置部１１０ａに乗る際に、両足のつま先を置く際の指標となるマークである。

　さて、上記構成において、センサ部１００を情報処理装置２００とケーブル３００で接続し、スイッチ１２０をＯＮにすると、制御部１１０ｂに収容された制御回路１０１は圧力センサアレイ１０２で得られた圧力信号をデジタル信号に変換し、その結果を、所定のフォーマットで情報処理装置２００にケーブル３００を介して送信することを繰り返す。この結果、センサ部１００は、足載置部１１０ａに載置された被検者の足の圧力値を、通常のビデオ映像信号の如く、情報処理装置２００にリアルタイムに送信することになる。

　＜立位バランス診断システムの情報処理装置の機能構成＞
　図３は、立位バランス診断システム１０００を構成するセンサ部１００及び情報処理装置１２０の機能構成を示す図である。

　センサ部１００は、制御回路１０１及び圧力センサアレイ１０２を有するが、これらについては既に説明した通りである。

　情報処理装置２００は制御部２１０、入力部２２０、表示部２３０と、記憶部２４０とを備える。

　制御部２１０は、センサ部１００から転送されてきた圧力センサアレイの圧力値に基づき、足載置部１１０ａに係る重心位置を算出する重心位置算出部２１１、センサ部１００から圧力値に基づき、左右の足の圧力分布から健常側足（又は疾患のある側の足）を判定する健常足判定部２１２を始めとし、以下に示す構成要素で構成される。

　接地領域解析部２１３は、左右の足の足載置部１１０ａに対して触れている部分の輪郭を判定し、その輪郭を示す情報を生成する。圧力バランス判定部２１４は、健常側の足の圧力分布を基準とし、その基準に対する疾患のある側の足（非健常側足）の圧力分布の強弱を判定するための情報を生成する。表示制御部２１５は、重心位置算出部２１１、健常足判定部２１２、接地領域判定部２１３、圧力バランス判定部２１４で得られた情報に基づく解析を行ない、表示部２３０に表示する処理を行う。なお、制御部２１０は、センサ部１００より転送されてきた、時間軸に沿った圧力値や、上記各種処理部で得られた情報をファイルとして記憶部２４０に記憶させる処理も行う。

　上記構成における、重心位置算出部２１１、健常足判定部２１２、接地領域判定部２１３、圧力バランス判定部２１４、ならびに、それらで得られた情報に基づく解析を行なって表示部２３０に表示する表示制御部２１５の処理例を以下に説明する。

　なお、制御部２１０に含まれる各部の機能は、専用のハードウェアを用いて実現されてもよいし、これらの機能を実現するためのプログラムをＣＰＵ（コンピュータ）が実行することにより実現されてもよい。特に、情報処理装置２００がパーソナルコンピュータ等の場合には、各処理部はプログラムのサブルーチンや関数として実現されることになる。
・重心位置算出部２１１について
　圧力センサアレイ１０２が、２次元配列でｍ×ｎ個の圧力センサ１１１で構成され、図２の水平方向（図２のｘ軸方向）の座標ｉ（０≦ｉ≦ｍ）、垂直方向ｊ（図２のｙ軸方向）の座標ｊ（０≦ｊ≦ｎ）の圧力値をＰ（ｉ，ｊ）と表わしたとき、重心位置Ｇ（ｇ_x、ｇ_y）の座標（ｇｘ、ｇｙ）は次式で得られる。
ｇ_x＝｛Σｘ×Ｐ（ｘ、ｙ）｝／ΣＰ（ｘ，ｙ）
ｇ_y＝｛Σｙ×Ｐ（ｘ、ｙ）｝／ΣＰ（ｘ，ｙ）
ここで、Σは、ｘ＝０、１、…、ｍ、ｙ＝０、１、…ｎの合算を表わす。

　重心位置算出部２１１は、上記のようにして算出された重心位置（ｇ_x、ｇ_y）を算出する度に、表示制御部２１５に出力する。
・健常足判定部２１２について
　本実施形態における立位バランス診断システムで測定を開始する際には、被検者に対して、つま先をマーカ１２２に合わせて、被検者にとって自然な状態での立位姿勢を維持するように指示する。この時、図２のＹ軸方向が被検者の向いている方向とし、境界線１２１よりも左側が左足を載置する領域、右側が右足を載置する領域として、各領域の圧力分布を解析する。

　先に説明したように、圧力センサアレイ１０２が、２次元配列でｍ×ｎ個の圧力センサ１１１で構成されるものとしたとき、Ｐ（０，ｊ）～Ｐ（ｍ／２－１、ｊ）が左側足の載置する領域の圧力値、Ｐ（ｍ／２，ｊ）～Ｐ（ｍ－１、ｊ）が右側足を載置する領域の圧力値として見なして良いであろう。そこで、本実施形態では、足載置部１１０ａの左右の領域にて、被検者の足が触れている面積を求め、面積の大きい方を健常側、換言すれば、面積の小さい方が非健常側とする判定する。これは、脳卒中などの脳神経系疾患を発症した場合、例えば右片がまひ状態の場合には、右足の踵が浮き易くなり、踵の接地面積が小さくなるためである。

　被検者の足が足載置部１１０ａに触れている面積を求めることは、０を超える圧力を検出した圧力センサ１１１の個数と計数することと等価と考えてよい。

　そこで、左足の圧力分布にいて、０を超える圧力値を検出した圧力センサ１１１の個数をＮ_Lを求める。同様に、右足分布にいて、０を超える圧力値を検出した圧力センサの個数をＮ_Rを求める。そして、Ｎ_L、Ｎ_Rのうち、大きい値で示される側を健常側とする。

　なお、現実問題として、たとえ健常者と言えども左右の足の分布が全く同じにはならないので、予め設定した正の許容閾値Ｔｈ１について
Ｎ_L－Ｎ_R＞Ｔｈ１
を満たす場合、左足側を健常側とする。また、
Ｎ_R－Ｎ_L＞Ｔｈ１
を満たす場合、右足側を健常側とする。

　なお、上記左右の足に係る面積の差でもって健常側足が判定できない場合、すなわち、
｜Ｎ_L－Ｎ_R｜≦Ｔｈ１
（ただし、｜ｘ｜はｘの絶対値を示す）
を満たす場合、実施形態では、左右の足の圧力分布のそれぞれの重心位置のＹ座標の値の差から健常側を判定する。

　先に説明したように、脳卒中などの脳神経系疾患を発症し、右片または左片が麻痺すると、麻痺側の足が地面（床）に接する部分は足の先端部となり、踵が地面（床）から浮き易くなる（この状態を尖足状態という）。一方、健常側の足の場合、踵に多くの体重がかかる。かかる現象から、左足の加圧分布の重心位置のＹ軸の座標値Ｙ_L、左足の加圧分布の重心位置のＹ軸の座標値Ｙ_Rを算出する。そして、小さい方（重心位置が踵に近い方）を健常側として判定する。この場合も、左右のつま先がマーカ１２２にきちんと揃えて直立する保証もなく、尚且つ、足の実際のサイズも左右で異なることもあるので、許容可能な正の閾値Ｔｈ２を設け、
Ｙ_L－Ｙ_R＞Ｔｈ２
を満たす場合、左足側を健常側とする。また、
Ｙ_R－Ｙ_L＞Ｔｈ２
を満たす場合、右足側ｗ健常側とする。そして、
｜Ｙ_L－Ｙ_R｜≦Ｔｈ２
の場合、左右の足のバランスについては問題がないとして判定する。

　以上のようにして、健常足判定部２１２は健常側足を判定するが、その判定結果は、接地領域判定部２１３、圧力バランス測定部２１４、並びに、表示制御部２１５に通知される。

　なお、実施形態では、本システムの操作者（療法士等）が明示的に健常側足を指定することもできる。この場合は、操作者が指示された方を健常側足と見なし、以降の処理を行うものとする。
・接地領域判定部２１３について
　この接地領域判定部２１３は、足載置部１１０ａに被検者が直立した（立位状態になった）場合に、足載置部１１０ａに触れている部分と触れていない部分の境界線を求めるものである。座標（ｉ，ｊ）にある圧力センサ１１１で検出された圧力値をＰ（ｉ，ｊ）と表現したとき、それを中心とし、上下左右斜めに隣接する圧力センサで構成される３×３の圧力値は、次のように表現できる。
Ｐ（ｉ－１，ｊ－１）、Ｐ（ｉ，ｊ－１）、Ｐ（ｉ＋１，ｊ－１）、
Ｐ（ｉ－１，ｊ）、　　Ｐ（ｉ，ｊ）、　　Ｐ（ｉ＋１，ｊ）、
Ｐ（ｉ－１，ｊ＋１）、Ｐ（ｉ，ｊ＋１）、Ｐ（ｉ＋１，ｊ＋１）、
従って、中心位置が接触位置にあり、その位置が非接触位置との境界にあるというのは、Ｐ（ｉ，ｊ）＞０であり、且つ、残りの８つの、
Ｐ（ｉ－１，ｊ－１）、Ｐ（ｉ，ｊ－１）、Ｐ（ｉ＋１，ｊ－１）、Ｐ（ｉ－１，ｊ）、Ｐ（ｉ＋１，ｊ）、Ｐ（ｉ－１，ｊ＋１）、Ｐ（ｉ，ｊ＋１）、Ｐ（ｉ＋１，ｊ＋１）、の何れか１つが０となっている場合である。

　図４Ａは、上記のようにして作成した接地領域判定部２１３が作成した左右の足の接地領域の境界線を示している。

　先に説明したように、健常足判定部２１２では、健常側、非健常側の判定を行っており、その判定結果を接地領域判定部２１３が受信している。

　接地領域判定部２１３は、健常足判定部２１２からの判定結果を受けると、図４Ａの左側が健常側であることを認識するので、図４Ａの左側（左足の接地境界線）を基準とし、仮想的に健常な右足用の接地境界線（以下、仮想接地境界線という）を作成する。この仮想接地境界線は、健常側足の接地境界線を、図示の中央の破線（境界線１２１に対応）を中心とする線対称線であるものとしてもとめれば良い。そして、接地領域判定部２１３は、作成した仮想接地境界線を、非健常側と判定された境界線と合成して表示する情報を作成し、表示制御部２１５に出力する。

　図４Ｂは上記の結果、表示制御部２１５による境界線の表示例を示している。非健常側の表示領域には、実測で得られた接地境界線と、仮想接地境界線とが合成して表示されるので、それらが容易に区別できるように、仮想接地境界線については図示の如く破線で示した。なお、２つの境界線が区別できれば良いので、異なる色の線分で示してよいし、領域内部をそれぞれ別々な模様や色で示しても構わない。
・圧力バランス判定部２１４について
　圧力バランス判定部２１４は、健常足判定部２１２での判定結果を受け、健常側足を基準にした、非健常側足の相対的な圧力分布を測定し、その相対的な圧力分布を可視化するための情報を作成する。

　例えば、左足側が健常側であり、右足側が非健常側であるとする。この場合、左右の足の圧力センサで得られた圧力値を、ちょうど、地図に採用されている「等高線」と見立てて表わして示したのが、図５Ａである。等高線で挟まれた領域は同じ圧力値を持つ。図５Ａは、左側が健常側、右側が非健常側の例である。

　ここで、圧力バランス測定部２１４は、健常足判定部２１２から、図５Ａの左側が健常側であり、右側が非健常側であることを既に通知さているものとする。この場合、圧力バランス判定部２１４は、左足側の圧力値Ｐ（０、ｊ）乃至Ｐ（ｍ／２－１、ｊ）の値を基準とし、接地領域判定部２１３と同様、図示の中央の破線を基準に線対称の、仮想的に健常な右足用の圧力値Ｖ（ｍ／２、ｊ）～Ｖ（ｍ－１，ｊ）（以降、仮想圧力値という）を作成する。つまり、圧力バランス測定部２１４は、センサ部１００より取得した圧力情報から、非健常側の足が健常であると仮定した場合の仮想圧力情報を生成する仮想圧力情報生成手段として機能することになる。

　そして、仮想圧力値Ｖ（ｍ／２、ｊ）～Ｖ（ｍ－１，ｊ）から、実測で得られた右側足の圧力値Ｐ（ｍ／２、ｊ）～Ｖ（ｍ－１，ｊ）を減じた差分圧力値Ｄ（ｍ／２、ｊ）～Ｖ（ｍ－１，ｊ）を得る。

　当然、仮想圧力値よりも実測で圧力値が小さければ差分圧力値は正の値となるが、仮想圧力値よりも実測で圧力値が大きければ差分圧力値は負の値となる。差分圧力値は、非健常として判定された圧力分布が、健常であったとした仮定した場合の基準に対し、相対的にどれだけ圧力が小さい、又は、大きいのかを示す指標値として見ることができるので、その分布はせいぜい、基準よりも「圧力が非常に少ない、少ない、同じくらい、大きい、非常に大きい」等の５、６段階で十分である。そこで、実施形態では、差分圧力値を例えば「－３，－２，－１、０、＋１、＋２、＋３」と、７段階程度に正規化する。そして、その正規化した値に対して色や模様を割り当てる。例えば、０に近い部分では青、＋３に近付くほど赤、－３に近付くほど緑となるようなグラディエーションの色を割り当て、それを表示制御部２１５に通知する。表示制御部２１５はこの情報に基づき、表示部２３０に該当する画像を表示する表示手段として機能することになる。

　図５Ｂはこの表示例である。健常側の足は基準となるものであるので、接地領域全体が単一の色（実施形態では青）で表示される。一方、非健常側は、上記のように正規化した値に応じた色で表示する。
・表示制御部２１５について
　表示制御部２１５は、表示部２３０に足載置部１１０ａを模した領域を示す枠を表示し、その中に、重心位置算出部２１１で算出された重心位置を示すマークの表示する。更には、操作者の指示に応じて、接地領域判定部２１３からの判定結果を示す情報に基づく画像（図４Ｂ参照）、又は、圧力バランス判定部２１４からの判定結果を示す情報に基づく画像（図５Ｂ参照）を表示する。

　＜制御部２１０の処理内容＞
　以上、制御部２１０を構成する各処理部の説明を行ったが、計測開始から表示までの、情報処理装置２００の制御部２１０の処理手順を図６のフローチャートに従って説明する。

　なお、説明に先立ち、センサ部１００と情報処理装置２００とはケーブル３００を介して接続され、スイッチ１２０がＯＮとなってセンサ部１００の電源がＯＮになっているものとする。更に被検者は、被検者に対して足載置部１１０上に立っているものとする。このとき、操作者（療法士）は、被検者に対して足載置部１１０ａのマーカ１２２につま先を位置させ、境界線１２１を中心に立位状態を可能な範囲で保つように促しているものとする。ただし、かかる点をメッセージ表示、或いは、音声ガイダンスで伝えても構わない。

　制御部２１０は、先ず、ステップＳ６０１にて、センサ部１００から、圧力センサアレイ１０２からの圧力値を受信する。つまり、この制御部２１０はセンサー部１００から、圧力情報を取得する取得手段として機能する。そして、Ｓ６０２にて、受信した圧力値に基づく圧力分布を示す像、並びに、重心位置算出部２１１が算出した重心位置にカーソルを表示する。図８はこの状態における表示例を示している。図示の８０１が重心位置を示すカーソルである。

　次で、制御部２１０は、ステップＳ６０３に進んで、受信した圧力値から、先に示した条件に従い健常側の判定処理を行い、ステップＳ６０４にて、健常側足を判定できたか否か判断する。否の場合には、ステップＳ６０５に処理を進め、所定時間（例えば１０秒）経過したか否かを判定する。否の場合には、ステップＳ６０１に戻り、上記処理を繰り返す。

　従って、Ｓ６０４、Ｓ６０５の両方ともＮｏと判断されている期間では、操作者は図８の圧力分布の変化、並びに、重心位置をリアルタイムに確認できる。従って、この間、例えばもう少し右側に体重をかけてほしい等の要望を被検者に伝えることもでき、その結果を重心位置の変化から確認することもできる。

　さて、Ｓ６０４にて健常側の判定ができたとき、処理はステップＳ６０６に進み、その判定結果を操作者に知らせ、確認をもとめる。操作者は、健常側判定中、圧力分布、並びに、重心位置のカーソルの移動を注視しているので、本システムが判定した結果について了承するか、或いは、修整するかを入力部２２０を操作して指示する。修整指示が入力された場合にはステップＳ６０７に進み、健常側を操作者が指定した側に決定する。なお、所定時間経過しても健常側が特定できなかった場合にも、処理はステップＳ６０５からステップＳ６０７に進み、明示的に健常側を操作者に指定してもらう。

　上記のようにして健常側が決定されると、他方が非健常側として決定されることになる。つまり、制御部２１０によるステップＳ６０４、Ｓ６０６、Ｓ６０７の処理が、健常側、非健常側を設定する設定手段として機能することになる。

　制御部２１０は、ステップＳ６０８にて表示モード選択メニューを表示部２３０に表示し、操作者に入力部２２０を操作して、表示モードの選択を促す。実施形態における、選択可能な表示モードは、接地境界表示モード（図４Ｂ）、圧力バランス表示モード（図５Ｂ）の２種類である。表示モードが決定すると、ステップＳ６０９に進み、選択された表示モードに従った表示処理を行う。このステップＳ６０９の表示処理の詳細は後述する。表示処理による１画面分の表示処理を終えると、処理はステップＳ６１０、Ｓ６１１にて、表示モードの変更指示が入力されたのか、表示終了を指示されたのかを判定する。表示モードの変更指示が入力された場合には、ステップＳ６０８まで戻って、表示モードの再度の選択を行うことになる。一方、表示モードの選択ではなく、かつ、終了指示でもない場合はステップＳ６０９の処理を繰り返すことで、被検者の足の加圧に関する表示モードによる推移をリアルタイムに評価、診断することになる。なお、終了指示が入力された場合には、一連の処理を終了する。

　次に、上記のステップＳ６０９の表示処理の詳細を図７のフローチャートに従って説明する。なお、Ｓ６０９の処理に進んだ場合には、それ以前に、健常側が判定されており、且つ、表示モードも選択されていることなる点に注意されたい。

　先ず、制御部２１０は、ステップＳ７０１にて、センサ部１００から、圧力センサアレイ１０２を構成する全圧力センサで得られた圧力値を受信する。次でステップＳ７０２にて、重心位置算出部２１１に重心位置を算出させる。この後、ステップＳ７０３にて接地領域判定部２１３に、既に決定している健常側を示す情報と、受信した圧力値とを供給することで、例えば図４Ｂに示すような接地境界情報を作成させる。また、ステップＳ７０４では、圧力バランス判定部２１４に、既に決定している健常側を示す情報と、圧力値とを供給することで、図５Ｂに示すような圧力バランスを表わす情報を作成させる。

　この後、ステップＳ７０５に進み、表示モードが、接地境界表示モード、圧力バランス表示モードのいずれであるのかを判定する。接地境界表示モードであると判定した場合にはステップＳ７０６に進み、図４Ｂに示すような表示画像を表示する。ただし、このＳ７０６では、重心位置を示すカーソルも合わせて表示する。一方、表示モードが、圧力バランス表示モードであると判定した場合にはステップＳ７０７に進み、図５Ｂに示すような表示画像を表示する。この場合も、重心位置を示すカーソルも合わせて表示する。

　以上であるが、上記説明では、表示モードがいずれでもあっても、ステップＳ７０３、Ｓ７０４の処理を行った。例えば、接地境界表示モードである場合にはＳ７０４の処理は不要な処理と言える。そこで、ステップＳ７０６の直前位置にステップＳ７０３を移動し、ステップＳ７０７の直前位置にＳ７０４を移動させても構わない。

　また、表示モードとして、図８に示すような、圧力分布と重心位置を表示するモードも選択可能にしても良い。更に、表示部２３０の表示領域が十分な広さと解像度を有するのであれば、全表示モードに相当する１枚の画面上に同時に表示させても構わない。

　例えば、センサ部１１０内にメモリを配し、圧力センサアレイ１０２で検出した結果を、時間軸に沿ってメモリに記憶しておき、必要に応じて当該メモリに記憶した圧力値データをケーブル１３０を介して外部に転送するようにしても構わない。

　また、実施形態では、接地領域判定部２１３、圧力バランス判定部２１４が、それぞれ非健常側が健常であると仮定した場合の仮想圧力情報Ｖを作成するものとしたが、共用するようにしても良い。この場合、健常足判定部２１２からの判定結果を受けて仮想圧力情報を生成する処理部を設け、そこから接地領域判定部２１３、圧力バランス判定部２１４に供給するようにすれば良いであろう。

　［第２の実施形態］
　上記実施形態で説明したように、圧力センサアレイ１０２を構成する個々の圧力センサ１１１のサイズは約１ｃｍ×１ｃｍとしたので、１ｃｍ未満の左右の足のずれが生じてしまう。別の実施形態として、圧力センサアレイ１０２の下に重心動揺計を組み込んで、重心位置を１ｍｍ程度の精度で推定できるようにしてもよい。足圧センサアレイは、重心動揺計と分離できても良いし、一体型となっていても良い。

　本対象は脳疾患をメインとしたが、それに限定されず、例えば整形疾患など下肢機能の訓練やリハビリテーションに幅広く対応できる。

　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

　本願は、２０１２年１月１１日提出の日本国特許出願特願２０１２－００３６０９を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims

　被検者の立位状態における当該被検者の左右の足の裏にかかる圧力分布及びバランスを診断する情報処理装置であって、
　複数の圧力センサが２次元に配列された圧力センサアレイ装置から、前記複数の圧力センサにかかる被検者の立位状態における左右の足裏からの圧力を表わす圧力情報を取得する取得手段と、
　前記被検者の左右の足のいずれが健常側であり、いずれが非健常側であるかを設定する設定手段と、
　前記取得手段で取得した圧力情報、及び、前記設定手段による設定に基づき、非健常側の足が健常であると仮定した場合の仮想圧力情報を、健常側の足の圧力情報から生成する仮想圧力情報生成手段と、
　該仮想圧力情報生成手段で得られた仮想圧力情報に基づく圧力分布と、前記設定手段による非健常側と設定された、前記取得手段で取得した圧力情報に基づく圧力分布とを合成して表示する表示手段と、
　を備えることを特徴とする情報処理装置。
　前記表示手段は、
　　健常側の足については当該健常側の足の圧力情報に基づく圧力分布を示す像を表示し、
　　非健常側の足については当該非健常側の足の圧力情報に基づく圧力分布を示す像と、前記仮想圧力情報生成手段で生成された圧力情報に基づく像とを合成して表示する
　ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
　前記表示手段が表示する表示モードには、少なくとも接地境界表示モード、圧力バランス表示モードが含まれ、
　前記接地境界表示モードにおいては、
　　　健常側の足の前記圧力センサに接している境界線を示す像を表示し、
　　　非健常側の足の前記圧力センサに接している境界線、並びに、仮想圧力情報作成手段で得られた圧力情報に基づく仮想的な境界線を合成して表示し、
　前記圧力バランス表示モードにおいては、
　　　健常側の足の前記圧力センサに接している境界線内は単一の色で表示し、
　　　非健常側では、仮想圧力情報作成手段で得られた圧力情報と前記非健常側の圧力情報との差分を、当該差分が示す値に対応した色で表示する
　ことを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
　前記取得手段で取得した圧力情報に基づき、被検者の重心位置を算出する重心位置算出手段を更に有し、
　前記表示手段は、前記重心位置算出手段で算出された重心位置にカーソルを表示することを特徴とする請求項２又は３に記載の情報処理装置。
　前記設定手段は、
　　前記取得手段で取得した圧力情報から、被検者の前記圧力センサに接する左右の足の接地面積を算出し、一方が他方に対して予め設定された閾値Ｔｈ１を超えて大きい場合、当該大きいと判定された面積を持つ足側を健常側として判定し、
　　左右の足の接地面積の差が、前記閾値Ｔｈ１以下であった場合、左右の足それぞれの重心位置を算出し、一方が他方に対して予め設定された閾値Ｔｈ２を超えて踵方向に位置していると判定した場合、当該踵方向に位置していると判定した足側を健常側として判定し、
　　左右の足それぞれの重心位置の差が、前記閾値Ｔｈ２以下であった場合には、操作者に指示入力に従って健常側を決定する
　ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の情報処理装置。
　被検者の立位状態における当該被検者の左右の足の裏にかかる圧力分布及びバランスを診断する情報処理装置であって、
　複数の圧力センサが２次元に配列された圧力センサアレイ装置から、前記複数の圧力センサにかかる被検者の立位状態における左右の足裏からの圧力を表わす圧力情報を取得する取得工程と、
　前記被検者の左右の足のいずれが健常側であり、いずれが非健常側であるかを設定する設定工程と、
　前記取得工程で取得した圧力情報、及び、前記設定工程による設定に基づき、非健常側の足が健常であると仮定した場合の仮想圧力情報を、健常側の足の圧力情報から生成する仮想圧力情報生成工程と、
　該仮想圧力情報生成工程で得られた仮想圧力情報に基づく圧力分布と、前記設定工程による非健常側と設定された、前記取得工程で取得した圧力情報に基づく圧力分布とを合成して表示手段に表示する表示工程と、
　を備えることを特徴とする情報処理装置の制御方法。
　請求項１乃至５のいずれか１項に記載の情報処理装置と、
　複数の圧力センサが２次元に配列された圧力センサアレイ装置と
　を備えることを特徴とする立位バランス診断システム。
　コンピュータを、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の情報処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。