WO2014181606A1 - 歩行姿勢計およびプログラム - Google Patents

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WO2014181606A1
WO2014181606A1 PCT/JP2014/058916 JP2014058916W WO2014181606A1 WO 2014181606 A1 WO2014181606 A1 WO 2014181606A1 JP 2014058916 W JP2014058916 W JP 2014058916W WO 2014181606 A1 WO2014181606 A1 WO 2014181606A1
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WO
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acceleration
waveform
walking posture
waist
axis acceleration
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PCT/JP2014/058916
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English (en)
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雄司 朝田
直己 武石
優美 北村
Original Assignee
オムロンヘルスケア株式会社
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Publication date
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Priority to US14/918,959 priority patent/US20160038059A1/en

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    • 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
    • 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
    • A61B5/1116—Determining posture transitions
    • 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
    • A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6823—Trunk, e.g., chest, back, abdomen, hip
    • 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
    • A61B2562/0219—Inertial sensors, e.g. accelerometers, gyroscopes, tilt switches

Definitions

  • the present invention relates to a walking posture meter, and more particularly to a walking posture meter that quantitatively evaluates whether or not a human walking posture is a correct posture.
  • the present invention also relates to a program for causing a computer to execute a method for quantitatively evaluating whether or not a human walking posture is a correct posture.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-078728 detects the direction of gravitational acceleration based on an output from an acceleration sensor attached to a human waist when a human assumes a predetermined posture.
  • the inclination angle of the waist to the ground when the posture is taken is obtained, and the inclination of the pelvis is estimated from this.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-2510173 calculates a movement amount from the output of an acceleration sensor attached to a human waist, and acquires a walking locus based on the movement amount.
  • the pelvis is placed on the forward foot, in other words, the waist position in the whole body is relatively forward.
  • an object of the present invention is to provide a walking posture meter that can easily and quantitatively evaluate whether or not the position of the waist is closer to the front during walking.
  • an object of the present invention is to provide a program for causing a computer to execute a method for easily and quantitatively evaluating whether or not the position of a waist is in front of a person while walking.
  • the walking posture meter of the present invention is: A walking posture meter that evaluates a walking posture of a measurement subject, An acceleration sensor mounted on the midline of the waist of the person being measured; Using one or both of the temporal change waveform of the vertical axis acceleration and the temporal change waveform of the longitudinal axis acceleration output by the acceleration sensor, a physical quantity corresponding to the waist position of the subject under measurement is calculated. And a calculation unit for quantitatively calculating.
  • the “waist position” means a relative waist position in the whole body during walking.
  • stride i.e., the distance from the toe of the rear leg to the heel of the front leg
  • (Waist position) (Distance from the back of the waist to the heel of the front leg) / (Stride) It is defined as
  • the acceleration sensor is mounted on the midline of the subject's waist.
  • the computing unit uses the one or both of the temporal change waveform of the vertical axis acceleration and the temporal change waveform of the longitudinal axis acceleration output from the acceleration sensor to determine the waist position of the measurement subject during walking.
  • the corresponding physical quantity is calculated quantitatively. Therefore, the position of the waist of the person being measured can be quantitatively evaluated according to the physical quantity.
  • this walking posture meter evaluates based on the output of the acceleration sensor, it can be easily evaluated regardless of a large facility such as motion capture.
  • the arithmetic unit includes a signal processing system that synthesizes the vertical axis acceleration and the longitudinal axis acceleration,
  • the physical quantity includes an amount related to a combined vector formed by combining the vertical axis acceleration and the longitudinal axis acceleration.
  • the calculation unit includes a signal processing system that synthesizes the vertical axis acceleration and the longitudinal axis acceleration, and the physical quantity includes the vertical axis acceleration and the longitudinal axis acceleration. And a quantity related to a synthesized vector obtained by synthesizing. Therefore, it can be appropriately evaluated whether or not the position of the waist is forward based on the amount related to the composite vector.
  • the amount related to the composite vector is a size of the composite vector.
  • the hip position When the hip position is forward, when kicking out the reference rear leg, acceleration occurs simultaneously in the upward and forward directions. In each of the left leg reference period and the right leg reference period from when the starboard is grounded to when the starboard is grounded, the composite vector shows a large peak. On the other hand, if the hip position is not forward, when kicking out the reference rear leg, acceleration will occur once in order to lift the body and then acceleration will occur in the forward direction. In the left leg reference period from when the starboard is grounded until the starboard is grounded and in the right leg reference period from when the starboard is grounded until the port is grounded, the peak of the composite vector becomes small.
  • the amount related to the composite vector is the size of the composite vector. Therefore, it can be appropriately evaluated whether or not the position of the waist is forward based on the size of the composite vector.
  • the physical quantity is determined by regarding the temporal change waveform of the vertical axis acceleration, the left leg reference period from when the starboard touches down to the starboard touches and the starboard touches down. And an amount representing the area of the positive waveform and / or the area of the negative waveform, which respectively appear in the right leg reference period from when the port is touched to the ground.
  • the area of the plus-side waveform refers to an area obtained by integrating the waveform when the acceleration shows a plus value on the time vs. acceleration graph with time.
  • the “area of the minus side waveform” refers to an area obtained by integrating the waveform when the acceleration shows a minus value on the time vs. acceleration graph with time.
  • the stride When the waist is at the front, the stride is wide and the walking speed is fast.Therefore, the temporal change waveform of the vertical axis acceleration in the left leg reference period and the right leg reference period on the plus side It is empirically understood that the area of the waveform and / or the area of the negative waveform increases. Conversely, when the waist position is not forward, the stride is narrow and the walking speed is slow, so the temporal change waveform of the vertical axis acceleration in each of the left leg reference period and the right leg reference period, It is empirically understood that the area of the plus-side waveform and / or the area of the minus-side waveform is reduced.
  • the physical quantity is the area of the plus-side waveform and / or the frequency that appears in the left leg reference period and the right leg reference period, respectively, with respect to the temporal change waveform of the vertical axis acceleration.
  • the quantity showing the area of a minus side waveform is included.
  • the physical quantity is determined by regarding the temporal change waveform of the vertical axis acceleration, the left leg reference period from when the starboard touches down to the starboard touches and the starboard touches down. To the right leg reference period until the port side comes into contact with the ground, and includes a quantity representing the value of the minimum valley of the negative waveform.
  • the stride When the waist is at the front, the stride is wide and the walking speed is fast.Therefore, the temporal change waveform of the vertical axis acceleration in the left leg reference period and the right leg reference period on the negative side Experience shows that the smallest valley of the waveform is deeper. Conversely, when the waist position is not forward, the stride is narrow and the walking speed is slow, so the temporal change waveform of the vertical axis acceleration in each of the left leg reference period and the right leg reference period, Experience shows that the minimum valley of the negative waveform is shallower. As described above, whether or not the position of the waist is in front is related to the minimum valley depth of the minus-side waveform of the temporal change waveform of the vertical axis acceleration.
  • the physical quantity is the minimum valley of the negative waveform that appears in the left leg reference period and the right leg reference period, respectively, with respect to the temporal change waveform of the vertical axis acceleration. Including the quantity representing the value of. Therefore, it can be appropriately evaluated whether or not the position of the waist is in front according to the amount representing the value of the minimum valley of the negative waveform with respect to the temporal change waveform of the vertical axis acceleration.
  • the magnitude of the maximum peak of the plus-side waveform of the temporal change waveform of the vertical axis acceleration is larger for individual evaluation rather than corresponding to the waist position. Difficult to use.
  • the physical quantity is determined by regarding a temporal change waveform of the longitudinal axis acceleration with respect to a left leg reference period from a time when the starboard is grounded to a time when the starboard is grounded and a time when the starboard is grounded.
  • a temporal change waveform of the longitudinal axis acceleration with respect to a left leg reference period from a time when the starboard is grounded to a time when the starboard is grounded and a time when the starboard is grounded.
  • To the right leg reference period until the port side comes into contact with the ground and includes a quantity representing the maximum peak value of the positive waveform and / or the minimum valley value of the negative waveform.
  • the stride When the waist is at the front, the stride is wide and the walking speed is fast.Therefore, the temporal change waveform of the longitudinal acceleration is positive in each of the left leg reference period and the right leg reference period. It is empirically understood that the maximum peak of the waveform increases while the minimum valley of the negative waveform increases. On the contrary, when the waist position is not forward, the stride is narrow and the walking speed is slow, so about the temporal change waveform of the longitudinal acceleration, in each of the left leg reference period and the right leg reference period, It is empirically understood that the maximum peak of the plus side waveform is reduced while the minimum valley of the minus side waveform is shallow.
  • the physical quantity is the left leg reference period and the starboard from the time when the starboard touches down to the starboard touches down with respect to the temporal change waveform of the longitudinal acceleration. Includes a value representing the maximum peak value of the plus-side waveform and / or the minimum valley value of the minus-side waveform respectively appearing in the right leg reference period from when the ground is grounded until the port is grounded.
  • the walking posture meter includes an evaluation unit that sets a threshold value for the physical quantity and evaluates the position of the waist in a plurality of stages according to the threshold value.
  • the evaluation unit sets a threshold value for the physical quantity, and evaluates the waist position in a plurality of stages according to the threshold value. Therefore, a multi-stage evaluation result is obtained. Such multi-stage evaluation results are easy to understand and convenient for the user (including the person to be measured).
  • the program of this invention is A program for causing a computer to execute a method for evaluating a walking posture of a measurement subject,
  • the above method Obtaining an output of an acceleration sensor mounted on the midline of the subject's waist; Using one or both of the temporal change waveform of the longitudinal acceleration output by the acceleration sensor and the temporal change waveform of the vertical axis acceleration, a physical quantity corresponding to the waist position of the person being measured is calculated. And a step of quantitatively calculating.
  • the computer When the computer according to the present invention is executed, the computer first obtains the output of the acceleration sensor mounted on the midline of the subject's waist. Then, using one or both of the temporal change waveform of the longitudinal acceleration output by the acceleration sensor and the temporal change waveform of the vertical axis acceleration, it corresponds to the position of the waist of the measurement subject during walking. Physical quantity is calculated quantitatively. Therefore, the position of the waist of the person being measured can be quantitatively evaluated according to the physical quantity. In this program, since the evaluation is performed based on the output of the acceleration sensor, the evaluation can be easily performed regardless of a large facility such as motion capture.
  • the walking posture meter of the present invention is: A walking posture meter that evaluates a walking posture of a measurement subject, A triaxial acceleration sensor worn in a certain direction with respect to the measurement subject; A signal processing system that synthesizes and extracts one or both of the vertical axis acceleration and the longitudinal axis acceleration based on components in three directions perpendicular to each other with respect to the triaxial acceleration sensor output from the triaxial acceleration sensor; Using one or both of the temporal change waveform of the vertical axis acceleration and the temporal change waveform of the longitudinal axis acceleration output from the signal processing system, the waist position of the person under measurement during walking is measured. A calculation unit that quantitatively calculates the corresponding physical quantity.
  • the acceleration sensor is attached to the measurement subject in any direction, not limited to the midline of the waist.
  • the signal processing system synthesizes and extracts one or both of the vertical axis acceleration and the longitudinal axis acceleration based on components in three directions perpendicular to each other with respect to the triaxial acceleration sensor output from the triaxial acceleration sensor.
  • the computing unit uses the one or both of the temporal change waveform of the vertical axis acceleration and the temporal change waveform of the longitudinal axis acceleration output from the signal processing system, and The physical quantity corresponding to the waist position is quantitatively calculated. Therefore, the position of the waist of the person being measured can be quantitatively evaluated according to the physical quantity.
  • this walking posture meter evaluates based on the output of the acceleration sensor, it can be easily evaluated regardless of a large facility such as motion capture. Furthermore, the acceleration sensor (and / or the casing on which the acceleration sensor is mounted) can be mounted in any direction on a clothing pocket or the like without being restricted by the direction of mounting on the measurement subject. Therefore, user convenience is improved.
  • the walking posture meter of the present invention it is possible to easily and quantitatively evaluate whether or not the position of the waist is forward while walking.
  • the computer program of the present invention is executed by a computer, it can be easily and quantitatively evaluated whether or not the position of the waist is in front while walking.
  • FIG. 4A is a diagram showing a mode in which the activity meter is attached to the measurement subject.
  • FIG. 4B is a diagram for explaining the X-axis (front-rear axis), the Y-axis (left-right axis), and the Z-axis (up-down axis).
  • FIG. 5A and FIG. 5B are diagrams showing the definition of the position of the waist in the whole body.
  • a quantity representing the area of the positive waveform, the area of the negative waveform, and the minimum valley value of the negative waveform as physical quantities corresponding to the position of the waist from the vertical axis acceleration output by the acceleration sensor for a subject It is a figure explaining the example which takes out.
  • the measurement subject different from that in FIG. 10 from the vertical axis acceleration output by the acceleration sensor, as the physical quantity corresponding to the waist position, the area of the positive waveform, the area of the negative waveform, and the minimum of the negative waveform It is a figure explaining the example which takes out the quantity showing the value of a trough.
  • an amount representing the maximum peak value of the positive waveform and the minimum valley value of the negative waveform is extracted as a physical quantity corresponding to the waist position from the longitudinal acceleration output from the acceleration sensor. It is a figure explaining an example. For the measurement subject different from that in FIG. 12, the maximum peak value of the positive waveform and the minimum valley of the negative waveform are obtained as physical quantities corresponding to the waist position from the longitudinal acceleration output by the acceleration sensor. It is a figure explaining the example which takes out the quantity showing a value. It is a figure explaining the method of evaluating the position of a waist in multiple steps according to a threshold value. It is a figure which shows the operation
  • FIG. 1 shows a system configuration of a walking posture meter (the whole is denoted by reference numeral 1) according to an embodiment of the present invention.
  • This walking posture meter 1 includes an activity meter 100 and a smartphone 200.
  • the activity meter 100 and the smartphone 200 can communicate with each other by BLE (Bluetooth low energy) communication.
  • BLE Bluetooth low energy
  • the activity meter 100 includes a casing 100M, a control unit 110, an oscillation unit 111, an acceleration sensor 112, a memory 120, an operation unit 130, and a display mounted on the casing 100M.
  • Unit 140 BLE communication unit 180, power supply unit 190, and reset unit 199.
  • the casing 100M is formed in a size that fits in the palm of a human hand so that the activity meter 100 can be easily carried.
  • the oscillating unit 111 includes a crystal resonator and generates a clock signal that serves as a reference for the operation timing of the activity meter 100.
  • the acceleration sensor 112 detects the three-axis (three directions) acceleration received by the casing 100M and outputs it to the control unit 110.
  • the memory 120 includes a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory).
  • the ROM stores program data for controlling the activity meter 100.
  • the RAM stores setting data for setting various functions of the activity meter 100, acceleration measurement results, calculation result data, and the like.
  • the control unit 110 includes a CPU (Central Processing Unit) that operates based on the clock signal.
  • the control unit 110 receives a signal from the acceleration sensor 112 according to a program for controlling the activity meter 100 stored in the memory 120. Based on the detection signal, each unit of the activity meter 100 (including the memory 120, the display unit 140, and the BLE communication unit 190) is controlled.
  • the control unit 110 includes at least a signal processing system that synthesizes the vertical axis acceleration and the longitudinal axis acceleration.
  • the operation unit 130 includes a button switch in this example, and accepts appropriate operation inputs such as a power on / off switching operation and a display content switching operation.
  • the display unit 140 includes a display screen made up of an LCD (liquid crystal display element) or an organic EL (electroluminescence) display, and displays predetermined information on the display screen according to a signal received from the control unit 110.
  • LCD liquid crystal display element
  • organic EL electro-electron emission
  • the power supply unit 180 is composed of a button battery in this example, and supplies power to each part of the activity meter 100.
  • the BLE communication unit 190 communicates with the smartphone 200 in real time. For example, information representing a measurement result is transmitted to the smartphone 200. In addition, an operation instruction is received from the smartphone 200.
  • the reset unit 199 includes a switch, and resets and initializes the operation of the control unit 110 and the stored content of the memory 120.
  • the smartphone 200 includes a main body 200M, a control unit 210, a memory 220, an operation unit 230, a display unit 240, a BLE communication unit 280, and network communication that are mounted on the main body 200M. Part 290.
  • This smartphone 200 is obtained by installing application software (computer program) so that a commercially available smartphone can instruct the activity meter 100.
  • the control unit 210 includes a CPU and its auxiliary circuit, controls each unit of the smartphone 200, and executes processing according to programs and data stored in the memory 220. That is, data input from the operation unit 230 and the communication units 280 and 290 is processed, and the processed data is stored in the memory 220, displayed on the display unit 240, or output from the communication units 280 and 290. Or
  • the memory 220 includes a RAM used as a work area necessary for executing the program by the control unit 210 and a ROM for storing a basic program to be executed by the control unit 210. Further, as a storage medium of an auxiliary storage device for assisting the storage area of the memory 220, a semiconductor memory (memory card, SSD (Solid State Drive)) or the like may be used.
  • a semiconductor memory memory card, SSD (Solid State Drive)
  • the operation unit 230 includes a touch panel provided on the display unit 240 in this example.
  • a keyboard or other hardware operation device may be included.
  • the display unit 240 includes a display screen (for example, an LCD or an organic EL display).
  • the display unit 240 is controlled by the control unit 210 to display a predetermined image on the display screen.
  • BLE communication unit 280 communicates with activity meter 100 in real time. For example, an operation instruction is transmitted to the activity meter 100. In addition, information representing a measurement result is received from the activity meter 100.
  • the network communication unit 290 transmits information from the control unit 210 to other devices via the network 900, and receives information transmitted from other devices via the network 900 and passes the information to the control unit 210. be able to.
  • this walking posture meter 1 when this walking posture meter 1 is used by a person 90 to be measured as a user, for example, the activity meter 100 is attached by a wearing clip 100C (shown in FIG. 1). It is attached to the back side of the waist on 90 midline 91.
  • the longitudinal direction is the X axis
  • the horizontal direction is the Y axis
  • the vertical direction is the Z axis.
  • the acceleration sensor 112 of the activity meter 100 includes an X-axis (front-rear axis) acceleration, a Y-axis (left-right axis) acceleration, a Z-axis (which is measured by the casing 100M as the subject 90 walks forward.
  • the acceleration (vertical axis) is output.
  • the person under measurement 90 turns on the power of the activity meter 100 and the smartphone 200.
  • the application software of the smartphone 200 is activated, and the activity meter 100 is instructed to start measurement via the operation unit 230 and the BLE communication unit 280.
  • the person 90 to be measured walks straight forward, in this example, only 10 steps. Then, the person under measurement 90 instructs the activity meter 100 to output the calculation and the calculation result via the operation unit 230 and the BLE communication unit 280 of the smartphone 200.
  • control part 110 of the active mass meter 100 works as a calculating part, and performs the calculation mentioned later. Then, information representing the calculation result is transmitted to the smartphone 200 via the BLE communication unit 180.
  • FIG. 15 shows an operation flow by the control unit 110 of the activity meter 100.
  • the control unit 110 of the activity meter 100 waits for an instruction to start measurement from the smartphone 200 as shown in step S1.
  • the control unit 110 acquires the three-axis output from the acceleration sensor 112 as shown in step S2. Acquisition of the output of the acceleration sensor 112 is performed for a predetermined period (for example, 14 seconds) as a period including data of 10 steps in this example. The acquired data is temporarily stored in the memory 120.
  • step S ⁇ b> 3 the control unit 110 waits for a measurement start instruction from the smartphone 200.
  • step S4 the control unit 110 calculates a physical quantity corresponding to the waist position. And as shown to step S5, the control part 110 works as an evaluation part, and evaluates the position of a waist in steps using the calculation result. Then, as shown in step S6, the evaluation result is output (transmitted) to the smartphone 200.
  • FIG. 5A shows the position of the waist in the whole body for a certain subject 90.
  • the position of the waist refers to the stride (ie, the distance from the toe of the rear leg to the heel of the front leg) D when the heel of the front leg contacts the ground 99, and the distance d from the back of the waist to the heel of the front leg.
  • FIG. 5 (B) shows the position of the waist in the whole body for another person to be measured 90 '.
  • control unit 110 performs the following six physical quantities i) to vi) corresponding to the values obtained by the equation (1) in step S4 in FIG.
  • I A quantity representing the size of the combined vector formed by combining the Z-axis (vertical axis) acceleration and the X-axis (front-rear axis) acceleration.
  • FIG. 6 shows a temporal change waveform of the Z-axis acceleration and the X-axis acceleration for the measurement subject 90 shown in FIG.
  • FIG. 8 shows a temporal change waveform of the Z-axis acceleration and the X-axis acceleration for the measurement subject 90 ′ shown in FIG.
  • tL indicates the timing at which the port is grounded
  • tR indicates the timing at which the starboard is grounded.
  • the period from the time when the starboard touches down until the starboard touches down is called the “left leg reference period”, and the period from when the starboard touches down to the port side touches down is called the “right leg reference period”.
  • FIG. 7 shows a temporal change waveform of a combined acceleration (ZX combined acceleration) obtained by combining the Z-axis acceleration and the X-axis acceleration for the measurement subject 90 shown in FIG.
  • ZX combined acceleration a combined acceleration obtained by combining the Z-axis acceleration and the X-axis acceleration for the measurement subject 90 shown in FIG.
  • FIG. 9 shows a temporal change waveform of a combined acceleration (ZX combined acceleration) obtained by combining the Z-axis acceleration and the X-axis acceleration for the measurement subject 90 shown in FIG.
  • an amount representing the magnitude of the combined vector obtained by combining the Z-axis acceleration and the X-axis acceleration, more specifically, the left leg reference period and the right leg reference period The value of the maximum peak in each of is calculated.
  • the magnitude of the combined vector is calculated by the square root of the sum of the square of the Z-axis acceleration and the square of the X-axis acceleration.
  • the data for 6 steps excluding the data for the first 2 steps and the data for the last 2 steps are averaged to obtain an average value.
  • the average value is the calculation result for the physical quantity.
  • the point that the average value is used as the calculation result is the same for the remaining physical quantities ii) to vi).
  • the area of the plus-side waveform refers to the area obtained by integrating the waveform when the acceleration shows a plus value on the time vs. acceleration graph as shown in FIGS.
  • the “area of the minus side waveform” refers to an area obtained by integrating the waveform when the acceleration shows a minus value on the time vs. acceleration graph with time.
  • the area A1 ′ of the plus-side waveform and / or the area A2 ′ of the minus-side waveform are narrowed in each of the reference periods.
  • whether or not the position of the waist is forward is related to the area of the plus-side waveform and / or the area of the minus-side waveform with respect to the temporal change waveform of the Z-axis acceleration.
  • Iv A quantity representing the minimum valley value of the negative waveform in the time-varying waveform of the Z-axis (vertical axis) acceleration
  • an amount representing the depth of the minimum valley of the minus side waveform is calculated as a physical quantity corresponding to the value obtained by Expression (1).
  • the left leg reference period and the right leg reference period for the temporal change waveform of the X-axis acceleration are shown in FIG.
  • the maximum peak P4 ′ of the plus-side waveform becomes small while the minimum valley P3 ′ of the minus-side waveform becomes shallow in each of the reference periods.
  • whether or not the waist position is closer to the front depends on the maximum peak size of the positive waveform and the minimum trough depth of the negative waveform in the temporal change waveform of the X-axis acceleration.
  • control unit 110 performs the above-described six physical quantities i) to vi) in step S4 in FIG.
  • FIG. 14 shows how the control unit 110 evaluates the waist position in a plurality of stages according to the threshold value in step S5 in FIG.
  • each physical quantity i) to vi) is listed as items.
  • the names of physical quantities i) to vi) are “upper / lower / vertical axis combined maximum value”, “up / down axis plus area”, “up / down axis minus area”, “up / down axis minimum value”, and “front / rear axis maximum value”, respectively.
  • “Front and rear axis minimum value” is simplified and expressed.
  • the unit of each physical quantity i) to vi) is m / sec 2 .
  • the center column of FIG. 14 lists the threshold values (unit: m / sec 2 ) for each of the above-described six physical quantities i) to vi), and the score based on the threshold value.
  • thresholds of 5 and 10 are set in the “vertical / front / rear axis combined maximum value” of the physical quantity i). If the calculated vertical / front / rear axis combined maximum value is 5 or less, the score is ⁇ 1, if it is more than 5 and less than 10, the score is 0, and if it is 10 or more, the score is +1.
  • Threshold values of 50 and 100 are set in “vertical axis plus area” of physical quantity ii). If the calculated vertical axis plus area is 50 or less, the score is ⁇ 1, if it is more than 50 and less than 100, the score is 0, and if it is 100 or more, the score is +1.
  • Threshold values of ⁇ 50 and ⁇ 100 are set for “vertical axis minus area” of physical quantity iii). If the calculated vertical axis minus area is ⁇ 50 or more, the score is ⁇ 1, if it is less than ⁇ 50 and more than ⁇ 100, the score is 0, and if it is ⁇ 100 or less, the score is +1.
  • Threshold values of -2.5 and -5.0 are set for the "vertical axis minimum value" of physical quantity iv). If the calculated vertical axis minimum value is ⁇ 2.5 or more, the score is ⁇ 1, and if it is less than ⁇ 2.5 and more than ⁇ 5.0, the score is 0, and it is ⁇ 5.0 or less. The score will be +1.
  • Threshold values of 4 and 8 are set in the “front-rear axis maximum value” of the physical quantity v). If the calculated front and rear axis maximum value is 4 or less, the score is -1, and if it is more than 4 and less than 8, the score is 0, and if it is 8 or more, the score is +1.
  • Threshold values of -3 and -6 are set in the “front-rear axis minimum value” of physical quantity vi). If the calculated front and rear axis minimum value is -3 or more, the score is -1, if it is less than -3 and more than -6, the score is 0, and if it is -6 or less, the score is +1.
  • the control unit 110 adds up the scores for these six physical quantities i) to vi) to calculate the total score.
  • This total score takes a value that changes step by step in a range from -6 points to +6 points.
  • the control unit 110 quantitatively evaluates whether or not the waist position is in the forward direction based on the total score.
  • Information indicating whether the position of the subject's waist is “frontward” or “rearward” is obtained from the activity meter 100 to the smartphone 200 as a result of evaluation together with the total score in step S6 in FIG. Is output (sent).
  • the smartphone 200 When the smartphone 200 receives the information from the activity meter 100, the smartphone 200 displays the evaluation result together with the total score on the display unit 240.
  • the display unit 240 of the smartphone 200 For example, “Your waist is close to the front (3 points)” is displayed as a message.
  • the display unit 240 may display such that the total score can be intuitively recognized, such as a bar graph representing the total score, instead of the total score or together with the total score.
  • the user can quantitatively know whether or not the waist position is closer to the front.
  • the quantitative evaluation result based on the total score as described above is easy to understand and convenient for the user.
  • the present inventor conducted a verification experiment for verifying whether or not the quantitative evaluation result by the walking posture meter 1 is appropriate for a plurality of subjects.
  • the position of the waist of the measurement subject during walking can be quantitatively and appropriately evaluated according to the physical quantities i) to vi) described above. Moreover, since this walking posture meter 1 performs the evaluation based on the output of the acceleration sensor 112, it can be easily evaluated regardless of a large facility such as motion capture.
  • the acceleration sensor 112 is mounted on the midline of the measurement subject's waist, but the present invention is not limited to this.
  • the acceleration sensor 112 is assumed to be worn in a certain direction with respect to the measurement subject, and the control unit 110 outputs the vertical axis acceleration based on components in three directions perpendicular to each other with respect to the acceleration sensor 112 output from the acceleration sensor 112.
  • a signal processing system that synthesizes and extracts the longitudinal acceleration may be configured.
  • control unit 110 functions as a calculation unit, and uses one or both of the temporal change waveform of the vertical axis acceleration and the temporal change waveform of the longitudinal axis acceleration output from the signal processing system,
  • the physical quantity corresponding to the position of the waist while the person is walking is calculated quantitatively. Therefore, according to the physical quantity, the position of the waist during walking of the measurement subject can be quantitatively evaluated.
  • the acceleration sensor 112 (and / or the casing 100M on which the acceleration sensor 112 is mounted) is not restricted in the direction in which the acceleration sensor 112 is attached to the measurement subject, and is attached to the clothing pocket or the like in any direction. Can be done. Therefore, user convenience is improved.
  • the six physical quantities i) to vi) are calculated, but the present invention is not limited to this.
  • the present invention is not limited to this.
  • only a part for example, only the physical quantity i) is calculated, and using only the physical quantity i), the position of the waist during walking of the measurement subject May be evaluated quantitatively.
  • the activity meter 100 and the smartphone 200 communicate with each other by BLE communication, but the present invention is not limited to this.
  • the activity meter 100 and the smartphone 200 may communicate with each other when the smartphone 200 and the activity meter 100 approach each other by NFC (Near Field Communication).
  • the walking posture meter of the present invention is configured as a system including the activity meter 100 and the smartphone 200.
  • the present invention is not limited to this.
  • the walking posture meter of the present invention may be configured with only the smartphone 200.
  • the smartphone 200 includes an acceleration sensor.
  • the memory 220 of the smartphone 200 has a program that quantitatively evaluates whether or not the human walking posture is the correct posture in the control unit 210, more specifically, the position of the waist becomes frontward during walking. Install a program that quantitatively evaluates whether or not Thereby, the walking posture meter of this invention can be comprised compactly and compactly.
  • the program can be recorded as application software on a recording medium such as a CD, a DVD, or a flash memory.
  • the application software recorded on this recording medium is installed in a substantial computer device such as a smartphone, personal computer, PDA (Personal Digital Assistance), etc., so that the human walking posture is correct in these computer devices. It is possible to execute a method for quantitatively evaluating whether or not.

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Abstract

　本発明の歩行姿勢計は、被測定者の腰の正中線上に装着される加速度センサ（１１２）を備え、加速度センサ（１１２）が出力する上下軸加速度の時間的な変化波形と前後軸加速度の時間的な変化波形との一方または両方を用いて、被測定者の歩行中の腰の位置に対応する物理量を定量的に算出する。

Description

歩行姿勢計およびプログラム
　この発明は歩行姿勢計に関し、より詳しくは、ヒトの歩行姿勢が正しい姿勢であるか否かを定量的に評価する歩行姿勢計に関する。
　また、この発明は、ヒトの歩行姿勢が正しい姿勢であるか否かを定量的に評価する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。
　例えば特許文献１（特開２０１１－０７８７２８号公報）に示される装置は、ヒトが所定の姿勢をとったときにヒトの腰部に装着された加速度センサから出力にもとづき重力加速度の方向を検知することにより、当該姿勢をとったときの腰部の地面に対する傾き角を求め、これより骨盤の傾きを推定する。
　特許文献２（特開２０１１－２５１０１３号公報）に示される機器は、ヒトの腰部に装着された加速度センサの出力から移動量を算出し、当該移動量にもとづいて歩行の軌跡を取得する。
特開２０１１－０７８７２８号公報 特開２０１１－２５１０１３号公報
　ところで、ヒトが正しい姿勢で歩行するためには、骨盤を前に出した足に乗せること、言い換えれば、全身における腰の位置を相対的に前寄りにすることが重要な要素の一つである。
　しかしながら、従来は、歩行中に腰の位置が前寄りになっているか否かを手軽に定量的に評価する手段がなかった。このため、歩行姿勢が正しい姿勢であるか否かを評価する場合に、感覚的な評価に頼ることになり、例えば歩行姿勢を矯正するトレーニングを行うときなどに不便であった。
　そこで、この発明の課題は、歩行中に腰の位置が前寄りになっているか否かを手軽に定量的に評価できる歩行姿勢計を提供することにある。
　また、この発明の課題は、歩行中に腰の位置が前寄りになっているか否かを手軽に定量的に評価する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することにある。
　上記課題を解決するため、この発明の歩行姿勢計は、
　被測定者の歩行姿勢を評価する歩行姿勢計であって、
　被測定者の腰の正中線上に装着される加速度センサと、
　上記加速度センサが出力する上下軸加速度の時間的な変化波形と前後軸加速度の時間的な変化波形との一方または両方を用いて、上記被測定者の歩行中の腰の位置に対応する物理量を定量的に算出する演算部とを備える。
　本明細書で、「腰の位置」とは、歩行中の全身における相対的な腰の位置を意味する。典型的には、前脚の踵が接地した時点における、歩幅（すなわち、後脚の爪先から前脚の踵までの距離）と、腰の背面から前脚の踵までの距離とを用いて、
（腰の位置）＝（腰の背面から前脚の踵までの距離）／（歩幅）
と定義される。
　この発明の歩行姿勢計では、加速度センサが被測定者の腰の正中線上に装着される。演算部は、上記加速度センサが出力する上下軸加速度の時間的な変化波形と前後軸加速度の時間的な変化波形との一方または両方を用いて、上記被測定者の歩行中の腰の位置に対応する物理量を定量的に算出する。したがって、上記物理量に応じて、被測定者の歩行中の腰の位置を定量的に評価できる。また、この歩行姿勢計では、上記加速度センサの出力に基づいて評価を行っているので、モーションキャプチャのような大がかりな設備によらず、手軽に評価できる。
　一実施形態の歩行姿勢計では、
　上記演算部は、上記上下軸加速度と上記前後軸加速度とを合成する信号処理系を含み、
　上記物理量は、上記上下軸加速度と上記前後軸加速度とを合成してなる合成ベクトルに関する量を含むことを特徴とする。
　腰の位置が前寄りである場合、基準となる後脚を蹴り出す時、上方向へも前方向へも加速度が同時に発生する、ということが経験的に分かる。逆に、腰の位置が前寄りでない場合、基準となる後脚を蹴り出す時、体を持ち上げるために一旦上方向へ加速度が発生してから、前方向に加速度が発生する、ということが経験的に分かる。このように、腰の位置が前寄りであるか否かは、上下軸加速度と前後軸加速度との両方に関係する。ここで、この一実施形態の歩行姿勢計では、上記演算部は、上記上下軸加速度と上記前後軸加速度とを合成する信号処理系を含み、上記物理量は、上記上下軸加速度と上記前後軸加速度とを合成してなる合成ベクトルに関する量を含む。したがって、腰の位置が前寄りであるか否かを、上記合成ベクトルに関する量に応じて適切に評価できる。
　一実施形態の歩行姿勢計では、上記合成ベクトルに関する量は、上記合成ベクトルの大きさであることを特徴とする。
　腰の位置が前寄りである場合、基準となる後脚を蹴り出す時、上方向へも前方向へも加速度が同時に発生することから、左踵が接地してから右踵が接地するまでの左脚基準期間と右踵が接地してから左踵が接地するまでの右脚基準期間とのそれぞれにおいて、上記合成ベクトルが大きいピークを示す。逆に、腰の位置が前寄りでない場合、基準となる後脚を蹴り出す時、体を持ち上げるために一旦上方向へ加速度が発生してから、前方向に加速度が発生することから、左踵が接地してから右踵が接地するまでの左脚基準期間と右踵が接地してから左踵が接地するまでの右脚基準期間とのそれぞれにおいて、上記合成ベクトルのピークが小さくなる。ここで、この一実施形態の歩行姿勢計では、上記合成ベクトルに関する量は、上記合成ベクトルの大きさである。したがって、腰の位置が前寄りであるか否かを、上記合成ベクトルの大きさに応じて適切に評価できる。
　一実施形態の歩行姿勢計では、上記物理量は、上記上下軸加速度の時間的な変化波形について、左踵が接地してから右踵が接地するまでの左脚基準期間と右踵が接地してから左踵が接地するまでの右脚基準期間とにそれぞれ現れる、プラス側波形の面積および／またはマイナス側波形の面積を表す量を含むことを特徴とする。
　本明細書で、「プラス側波形の面積」とは、時間対加速度グラフ上で加速度がプラス値を示しているときの波形を時間で積分してなる面積を指す。また、「マイナス側波形の面積」とは、時間対加速度グラフ上で加速度がマイナス値を示しているときの波形を時間で積分してなる面積を指す。
　腰の位置が前寄りである場合、歩幅が広くかつ歩行速度が速くなることから、上記上下軸加速度の時間的な変化波形について、左脚基準期間と右脚基準期間とのそれぞれにおいて、プラス側波形の面積および／またはマイナス側波形の面積が広くなる、ということが経験的に分かる。逆に、腰の位置が前寄りでない場合、歩幅が狭くかつ歩行速度が遅くなることから、上記上下軸加速度の時間的な変化波形について、左脚基準期間と右脚基準期間とのそれぞれにおいて、プラス側波形の面積および／またはマイナス側波形の面積が狭くなる、ということが経験的に分かる。このように、腰の位置が前寄りであるか否かは、上記上下軸加速度の時間的な変化波形についての、プラス側波形の面積および／またはマイナス側波形の面積に関係する。ここで、この一実施形態の歩行姿勢計では、上記物理量は、上記上下軸加速度の時間的な変化波形について、左脚基準期間と右脚基準期間とにそれぞれ現れる、プラス側波形の面積および／またはマイナス側波形の面積を表す量を含む。したがって、腰の位置が前寄りであるか否かを、上記上下軸加速度の時間的な変化波形についての、上記プラス側波形の面積および／またはマイナス側波形の面積を表す量に応じて適切に評価できる。
　一実施形態の歩行姿勢計では、上記物理量は、上記上下軸加速度の時間的な変化波形について、左踵が接地してから右踵が接地するまでの左脚基準期間と右踵が接地してから左踵が接地するまでの右脚基準期間とにそれぞれ現れる、マイナス側波形の最小の谷の値を表す量を含むことを特徴とする。
　腰の位置が前寄りである場合、歩幅が広くかつ歩行速度が速くなることから、上記上下軸加速度の時間的な変化波形について、左脚基準期間と右脚基準期間とのそれぞれにおいて、マイナス側波形の最小の谷が深くなる、ということが経験的に分かる。逆に、腰の位置が前寄りでない場合、歩幅が狭くかつ歩行速度が遅くなることから、上記上下軸加速度の時間的な変化波形について、左脚基準期間と右脚基準期間とのそれぞれにおいて、マイナス側波形の最小の谷が浅くなる、ということが経験的に分かる。このように、腰の位置が前寄りであるか否かは、上記上下軸加速度の時間的な変化波形についての、マイナス側波形の最小の谷の深さに関係する。ここで、この一実施形態の歩行姿勢計では、上記物理量は、上記上下軸加速度の時間的な変化波形について、左脚基準期間と右脚基準期間とにそれぞれ現れる、マイナス側波形の最小の谷の値を表す量を含む。したがって、腰の位置が前寄りであるか否かを、上記上下軸加速度の時間的な変化波形についての、上記マイナス側波形の最小の谷の値を表す量に応じて適切に評価できる。
　なお、上記上下軸加速度の時間的な変化波形についての、プラス側波形の最大のピークの大きさは、腰の位置に対応するよりも、むしろ個人差が大きいため、定量的な評価のために用いるのが難しい。
　一実施形態の歩行姿勢計では、上記物理量は、上記前後軸加速度の時間的な変化波形について、左踵が接地してから右踵が接地するまでの左脚基準期間と右踵が接地してから左踵が接地するまでの右脚基準期間とにそれぞれ現れる、プラス側波形の最大のピークの値および／またはマイナス側波形の最小の谷の値を表す量を含むことを特徴とする。
　腰の位置が前寄りである場合、歩幅が広くかつ歩行速度が速くなることから、上記前後軸加速度の時間的な変化波形について、左脚基準期間と右脚基準期間とのそれぞれにおいて、プラス側波形の最大のピークが大きくなる一方、マイナス側波形の最小の谷が深くなる、ということが経験的に分かる。逆に、腰の位置が前寄りでない場合、歩幅が狭くかつ歩行速度が遅くなることから、上記前後軸加速度の時間的な変化波形について、左脚基準期間と右脚基準期間とのそれぞれにおいて、プラス側波形の最大のピークが小さくなる一方、マイナス側波形の最小の谷が浅くなる、ということが経験的に分かる。このように、腰の位置が前寄りであるか否かは、上記前後軸加速度の時間的な変化波形についての、プラス側波形の最大のピークの大きさ、マイナス側波形の最小の谷の深さに関係する。ここで、この一実施形態の歩行姿勢計では、上記物理量は、上記前後軸加速度の時間的な変化波形について、左踵が接地してから右踵が接地するまでの左脚基準期間と右踵が接地してから左踵が接地するまでの右脚基準期間とにそれぞれ現れる、プラス側波形の最大のピークの値および／またはマイナス側波形の最小の谷の値を表す量を含む。したがって、したがって、腰の位置が前寄りであるか否かを、上記前後軸加速度の時間的な変化波形についての、プラス側波形の最大のピークの値および／またはマイナス側波形の最小の谷の値を表す量に応じて適切に評価できる。
　一実施形態の歩行姿勢計では、上記物理量に対する閾値を設定して、上記腰の位置を上記閾値に応じて複数段階に評価する評価部を備えたことを特徴とする。
　この一実施形態の歩行姿勢計では、評価部が、上記物理量に対する閾値を設定して、上記腰の位置を上記閾値に応じて複数段階に評価する。したがって、複数段階の評価結果が得られる。このような複数段階の評価結果は、ユーザ（被測定者を含む。）にとって分かり易く、便宜である。
　この発明のプログラムは、
　被測定者の歩行姿勢を評価する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
　上記方法は、
　被測定者の腰の正中線上に装着された加速度センサの出力を取得するステップと、
　上記加速度センサが出力する前後軸加速度の時間的な変化波形と上下軸加速度の時間的な変化波形との一方または両方を用いて、上記被測定者の歩行中の腰の位置に対応する物理量を定量的に算出するステップと
を備えたことを特徴とする。
　この発明のプログラムをコンピュータに実行させれば、コンピュータは、まず被測定者の腰の正中線上に装着された加速度センサの出力を取得する。そして、上記加速度センサが出力する前後軸加速度の時間的な変化波形と上下軸加速度の時間的な変化波形との一方または両方を用いて、上記被測定者の歩行中の腰の位置に対応する物理量を定量的に算出する。したがって、上記物理量に応じて、被測定者の歩行中の腰の位置を定量的に評価できる。また、このプログラムでは、上記加速度センサの出力に基づいて評価を行っているので、モーションキャプチャのような大がかりな設備によらず、手軽に評価できる。
　別の局面では、この発明の歩行姿勢計は、
　被測定者の歩行姿勢を評価する歩行姿勢計であって、
　被測定者に対して或る方向に装着される３軸加速度センサと、
　上記３軸加速度センサが出力する、上記３軸加速度センサに関する互いに垂直な３方向の成分に基づいて、上下軸加速度と前後軸加速度との一方または両方を合成して抽出する信号処理系と、
　上記信号処理系が出力する上記上下軸加速度の時間的な変化波形と上記前後軸加速度の時間的な変化波形との上記一方または両方を用いて、上記被測定者の歩行中の腰の位置に対応する物理量を定量的に算出する演算部とを備える。
　この発明の歩行姿勢計では、加速度センサが被測定者に対して或る方向、つまり、腰の正中線上に限られず任意の方向に装着される。信号処理系は、上記３軸加速度センサが出力する、上記３軸加速度センサに関する互いに垂直な３方向の成分に基づいて、上下軸加速度と前後軸加速度との一方または両方を合成して抽出する。演算部は、上記信号処理系が出力する上記上下軸加速度の時間的な変化波形と上記前後軸加速度の時間的な変化波形との上記一方または両方を用いて、上記被測定者の歩行中の腰の位置に対応する物理量を定量的に算出する。したがって、上記物理量に応じて、被測定者の歩行中の腰の位置を定量的に評価できる。また、この歩行姿勢計では、上記加速度センサの出力に基づいて評価を行っているので、モーションキャプチャのような大がかりな設備によらず、手軽に評価できる。さらに、上記加速度センサ（および／または上記加速度センサを搭載したケーシング）は、被測定者に対して装着される向きの制約を受けず、着衣のポケットなどに任意の方向に装着され得る。したがって、ユーザの使い勝手が良くなる。
　以上より明らかなように、この発明の歩行姿勢計によれば、歩行中に腰の位置が前寄りになっているか否かを手軽に定量的に評価できる。
　また、この発明のプログラムをコンピュータに実行させれば、歩行中に腰の位置が前寄りになっているか否かを手軽に定量的に評価できる。
この発明の一実施形態の歩行姿勢計のシステム構成を示す図である。 上記歩行姿勢計のシステムをなす活動量計のブロック構成を示す図である。 上記歩行姿勢計のシステムをなすスマートフォンのブロック構成を示す図である。 図４（Ａ）は、上記活動量計が被測定者に装着される態様を示す図である。図４（Ｂ）は、Ｘ軸（前後軸）、Ｙ軸（左右軸）、Ｚ軸（上下軸）を説明する図である。 図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、全身における腰の位置についての定義を示す図である。 或る被測定者について、加速度センサが出力する上下軸加速度、前後軸加速度の時間的な変化波形を示す図である。 図６における上下軸加速度と前後軸加速度とを合成した合成加速度の時間的な変化波形を示す図である。 図６におけるのとは別の被測定者について、加速度センサが出力する上下軸加速度、前後軸加速度の時間的な変化波形を示す図である。 図８における上下軸加速度と前後軸加速度とを合成した合成加速度の時間的な変化波形を示す図である。 或る被測定者について、加速度センサが出力する上下軸加速度から、腰の位置に対応する物理量としてプラス側波形の面積、マイナス側波形の面積、およびマイナス側波形の最小の谷の値を表す量を取り出す例を説明する図である。 図１０におけるのとは別の被測定者について、加速度センサが出力する上下軸加速度から、腰の位置に対応する物理量としてプラス側波形の面積、マイナス側波形の面積、およびマイナス側波形の最小の谷の値を表す量を取り出す例を説明する図である。 或る被測定者について、加速度センサが出力する前後軸加速度から、腰の位置に対応する物理量として、プラス側波形の最大のピークの値およびマイナス側波形の最小の谷の値を表す量を取り出す例を説明する図である。 図１２におけるのとは別の被測定者について、加速度センサが出力する前後軸加速度から、腰の位置に対応する物理量として、プラス側波形の最大のピークの値およびマイナス側波形の最小の谷の値を表す量を取り出す例を説明する図である。 腰の位置を閾値に応じて複数段階に評価する仕方を説明する図である。 上記活動量計の制御部による動作フローを示す図である。
　以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
　図１は、この発明の一実施形態の歩行姿勢計（全体を符号１で示す。）のシステム構成を示している。この歩行姿勢計１は、活動量計１００と、スマートフォン２００とを含んでいる。活動量計１００とスマートフォン２００とは、この例ではＢＬＥ（Bluetooth low energy；低消費電力Bluetooth）通信によって互いに通信可能になっている。
　図２に示すように、活動量計１００は、ケーシング１００Ｍと、このケーシング１００Ｍに搭載された、制御部１１０と、発振部１１１と、加速度センサ１１２と、メモリ１２０と、操作部１３０と、表示部１４０と、ＢＬＥ通信部１８０と、電源部１９０と、リセット部１９９とを含む。
　ケーシング１００Ｍは、この活動量計１００を携帯し易いように、ヒトの手のひらに収まる程度の大きさに形成されている。
　発振部１１１は、水晶振動子を含み、この活動量計１００の動作タイミングの基準となるクロック信号を発生する。
　加速度センサ１１２は、ケーシング１００Ｍが受ける３軸（３方向）の加速度をそれぞれ検出して、制御部１１０へ出力する。
　メモリ１２０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）とＲＡＭ（Random Access Memory）とを含む。ＲＯＭは、この活動量計１００を制御するためのプログラムのデータを記憶する。また、ＲＡＭは、この活動量計１００の各種機能を設定するための設定データ、加速度測定結果および演算結果のデータなどを記憶する。
　制御部１１０は、上記クロック信号に基づいて動作するＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算処理装置）を含み、メモリ１２０に記憶された活動量計１００を制御するためのプログラムに従って、加速度センサ１１２からの検知信号に基づいて、この活動量計１００の各部（メモリ１２０、表示部１４０およびＢＬＥ通信部１９０を含む。）を制御する。この制御部１１０は、少なくとも、上下軸加速度と前後軸加速度とを合成する信号処理系を含む。
　操作部１３０は、この例ではボタンスイッチからなり、電源オン・オフ切り替えの操作、表示内容切り替えの操作など、適宜の操作入力を受け付ける。
　表示部１４０は、この例ではＬＣＤ（液晶表示素子）または有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイからなる表示画面を含み、この表示画面に制御部１１０から受けた信号に従って所定の情報を表示する。
　電源部１８０は、この例ではボタン電池からなり、この活動量計１００の各部へ電力を供給する。
　ＢＬＥ通信部１９０は、スマートフォン２００との間でリアルタイムで通信を行う。例えば、スマートフォン２００へ測定結果を表す情報などを送信する。また、スマートフォン２００から操作指示を受信する。
　リセット部１９９は、スイッチからなり、制御部１１０の動作やメモリ１２０の記憶内容をリセットして初期化する。
　図３に示すように、スマートフォン２００は、本体２００Ｍと、この本体２００Ｍに搭載された、制御部２１０と、メモリ２２０と、操作部２３０と、表示部２４０と、ＢＬＥ通信部２８０と、ネットワーク通信部２９０とを含む。このスマートフォン２００は、市販のスマートフォンに、活動量計１００への指示を行わせるようにアプリケーションソフトウェア（コンピュータプログラム）をインストールしたものである。
　制御部２１０は、ＣＰＵおよびその補助回路を含み、スマートフォン２００の各部を制御し、メモリ２２０に記憶されたプログラムおよびデータに従って処理を実行する。すなわち、操作部２３０、および、通信部２８０，２９０から入力されたデータを処理し、処理したデータを、メモリ２２０に記憶させたり、表示部２４０で表示させたり、通信部２８０，２９０から出力させたりする。
　メモリ２２０は、制御部２１０でプログラムを実行するために必要な作業領域として用いられるＲＡＭと、制御部２１０で実行するための基本的なプログラムを記憶するためのＲＯＭとを含む。また、メモリ２２０の記憶領域を補助するための補助記憶装置の記憶媒体として、半導体メモリ（メモリカード、ＳＳＤ（Solid State Drive））などが用いられてもよい。
　操作部２３０は、この例では、表示部２４０上に設けられたタッチパネルからなっている。なお、キーボードその他のハードウェア操作デバイスを含んでいても良い。
　表示部２４０は、表示画面（例えばＬＣＤまたは有機ＥＬディスプレイからなる）を含む。表示部２４０は、制御部２１０によって制御されて、所定の画像を表示画面に表示させる。
　ＢＬＥ通信部２８０は、活動量計１００との間でリアルタイムで通信を行う。例えば、活動量計１００へ操作指示を送信する。また、活動量計１００から測定結果を表す情報などを受信する。
　ネットワーク通信部２９０は、制御部２１０からの情報をネットワーク９００を介して他の装置へ送信するとともに、他の装置からネットワーク９００を介して送信されてきた情報を受信して制御部２１０に受け渡すことができる。
　例えば図４（Ａ）に示すように、この歩行姿勢計１が例えばユーザとしての被測定者９０によって使用される場合、活動量計１００が装着クリップ１００Ｃ（図１中に示す）によって被測定者９０の正中線９１上の腰の背面側に装着される。
　この例では、図４（Ｂ）に示すように、被測定者９０にとって前後方向をＸ軸、左右方向をＹ軸、上下方向をＺ軸とする。そして、活動量計１００の加速度センサ１１２は、被測定者９０が前方へ歩行するのに伴ってケーシング１００Ｍが受けるＸ軸（前後軸）の加速度、Ｙ軸（左右軸）の加速度、Ｚ軸（上下軸）の加速度をそれぞれ出力するものとする。
　この歩行姿勢計１によって測定を行う場合、被測定者９０は、活動量計１００とスマートフォン２００の電源をオンする。それとともに、スマートフォン２００のアプリケーションソフトウェアを起動して、操作部２３０、ＢＬＥ通信部２８０を介して、活動量計１００へ測定スタートを指示する。
　その状態で、被測定者９０は前方へ真っ直ぐ、この例では１０歩だけ歩行する。そして、被測定者９０は、スマートフォン２００の操作部２３０、ＢＬＥ通信部２８０を介して、活動量計１００へ演算および演算結果の出力を指示する。
　すると、活動量計１００の制御部１１０は演算部として働いて、後述する演算を行う。そして、その演算結果を表す情報をＢＬＥ通信部１８０を介して、スマートフォン２００へ送信する。
　図１５は、活動量計１００の制御部１１０による動作フローを示している。活動量計１００の制御部１１０は、電源がオンされると、ステップＳ１に示すように、スマートフォン２００からの測定スタートの指示を待つ。スマートフォン２００からの測定スタートの指示を受信すると（ステップＳ１でＹＥＳ）、ステップＳ２に示すように、制御部１１０は、加速度センサ１１２による３軸の出力を取得する。加速度センサ１１２の出力の取得は、この例では１０歩のデータを含む期間として、予め定められた期間（例えば１４秒間）だけ行われる。取得されたデータは、メモリ１２０に一旦記憶される。次に、制御部１１０は、ステップＳ３に示すように、スマートフォン２００からの測定スタートの指示を待つ。スマートフォン２００からの演算の指示を受信すると（ステップＳ３でＹＥＳ）、ステップＳ４に示すように、制御部１１０は、腰の位置に対応する物理量の演算を行う。そして、ステップＳ５に示すように、制御部１１０は評価部として働いて、その演算結果を用いて、腰の位置を段階的に評価する。その後、ステップＳ６に示すように、その評価の結果をスマートフォン２００へ出力（送信）する。
　図５（Ａ）は、或る被測定者９０についての全身における腰の位置を示している。ここで、腰の位置は、前脚の踵が地面９９に接地した時点における、歩幅（すなわち、後脚の爪先から前脚の踵までの距離）Ｄと、腰の背面から前脚の踵までの距離ｄとを用いて、
（腰の位置）＝（腰の背面から前脚の踵までの距離）／（歩幅）＝ｄ／Ｄ　　　…（１）
によって表される。この被測定者９０は、腰の位置が前寄りになっており、したがって、式（１）によって求められる値（＝ｄ／Ｄ）が比較的小さい。
　一方、図５（Ｂ）は、別の被測定者９０′についての全身における腰の位置を示している。この被測定者９０′は、腰の位置が後寄りになっており、したがって、式（１）によって求められる値（＝ｄ′／Ｄ′）が比較的大きい。
　上述の制御部１１０は、図１５中のステップＳ４において、式（１）によって求められる値に対応する、次のような６つの物理量ｉ）～vi）の演算を行う。
　ｉ）　Ｚ軸（上下軸）加速度とＸ軸（前後軸）加速度とを合成してなる合成ベクトルの大きさを表す量
　図６は、図５（Ａ）に示した被測定者９０についてのＺ軸加速度、Ｘ軸加速度の時間的な変化波形を示している。また、図８は、図５（Ｂ）に示した被測定者９０′についてのＺ軸加速度、Ｘ軸加速度の時間的な変化波形を示している。これらの図６、図８（および後述の図７、図９、図１０～図１３）において、ｔＬは左踵が接地するタイミングを示し、ｔＲは右踵が接地するタイミングを示している。左踵が接地してから右踵が接地するまでの期間を「左脚基準期間」と呼び、右踵が接地してから左踵が接地するまでの期間を「右脚基準期間」と呼ぶ。
　腰の位置が前寄りである場合、基準となる後脚を蹴り出す時、上方向へも前方向へも加速度が同時に発生する、ということが経験的に分かる。つまり、図５（Ａ）中に示すように、上方向へも前方向へも加速度が同時に発生して、合成ベクトルＦとなるということが経験的に分かる。逆に、腰の位置が前寄りでない場合、図５（Ｂ）中に示すように、基準となる後脚を蹴り出す時、体を持ち上げるために一旦上方向へ加速度Ｆ１が発生してから、前方向に加速度Ｆ２が発生する、ということが経験的に分かる。このように、腰の位置が前寄りであるか否かは、上下軸加速度と前後軸加速度との両方に関係する。
　図７は、図５（Ａ）に示した被測定者９０についてのＺ軸加速度とＸ軸加速度とを合成した合成加速度（ＺＸ合成加速度）の時間的な変化波形を示している。この図７から分かるように、腰の位置が前寄りである場合、基準となる後脚を蹴り出す時、上方向へも前方向へも加速度が同時に発生することから、左脚基準期間と右脚基準期間とのそれぞれにおいて、合成ベクトルが大きいピークＰ１を示している。また、図９は、図５（Ｂ）に示した被測定者９０についてのＺ軸加速度とＸ軸加速度とを合成した合成加速度（ＺＸ合成加速度）の時間的な変化波形を示している。この図９から分かるように、腰の位置が前寄りでない場合、基準となる後脚を蹴り出す時、体を持ち上げるために一旦上方向へ加速度Ｆ１が発生してから、前方向に加速度Ｆ２が発生することから、左脚基準期間と右脚基準期間とのそれぞれにおいて、合成ベクトルのピークＰ１′が小さくなっている。
　そこで、式（１）によって求められる値に対応する物理量として、Ｚ軸加速度とＸ軸加速度とを合成した合成ベクトルの大きさを表す量、より詳しくは、左脚基準期間と右脚基準期間とのそれぞれにおける最大のピークの値を算出する。なお、合成ベクトルの大きさは、Ｚ軸加速度の２乗とＸ軸加速度の２乗との和の平方根によって算出される。
　この例では、１０歩分のデータのうち、最初の２歩と最後の２歩のデータを除いた６歩分のデータを平均して平均値を求める。その平均値をその物理量についての演算結果とする。このように平均値を演算結果とする点は、残りの物理量ii）～vi）についても同様である。
　ii）　Ｚ軸（上下軸）加速度の時間的な変化波形におけるプラス側波形の面積を表す量
　iii)　Ｚ軸（上下軸）加速度の時間的な変化波形におけるマイナス側波形の面積を表す量
　ここで、「プラス側波形の面積」とは、図１０、図１１のような時間対加速度グラフ上で加速度がプラス値を示しているときの波形を時間で積分してなる面積を指す。また、「マイナス側波形の面積」とは、時間対加速度グラフ上で加速度がマイナス値を示しているときの波形を時間で積分してなる面積を指す。
　腰の位置が前寄りである場合、歩幅が広くかつ歩行速度が速くなることから、図１０中に示すように、Ｚ軸加速度の時間的な変化波形について、左脚基準期間と右脚基準期間とのそれぞれにおいて、プラス側波形の面積Ａ１および／またはマイナス側波形の面積Ａ２が広くなる、ということが経験的に分かる。逆に、腰の位置が前寄りでない場合、歩幅が狭くかつ歩行速度が遅くなることから、図１１中に示すように、Ｚ軸加速度の時間的な変化波形について、左脚基準期間と右脚基準期間とのそれぞれにおいて、プラス側波形の面積Ａ１′および／またはマイナス側波形の面積Ａ２′が狭くなる、ということが経験的に分かる。このように、腰の位置が前寄りであるか否かは、Ｚ軸加速度の時間的な変化波形についての、プラス側波形の面積および／またはマイナス側波形の面積に関係する。
　そこで、式（１）によって求められる値に対応する物理量として、プラス側波形の面積を表す量、マイナス側波形の面積を表す量をそれぞれ算出する。
　iv）　Ｚ軸（上下軸）加速度の時間的な変化波形におけるマイナス側波形の最小の谷の値を表す量
　腰の位置が前寄りである場合、歩幅が広くかつ歩行速度が速くなることから、図１０中に示すように、Ｚ軸加速度の時間的な変化波形について、左脚基準期間と右脚基準期間とのそれぞれにおいて、マイナス側波形の最小の谷Ｐ２が深くなる、ということが経験的に分かる。逆に、腰の位置が前寄りでない場合、歩幅が狭くかつ歩行速度が遅くなることから、図１１中に示すように、Ｚ軸加速度の時間的な変化波形について、左脚基準期間と右脚基準期間とのそれぞれにおいて、マイナス側波形の最小の谷Ｐ２′が浅くなる、ということが経験的に分かる。このように、腰の位置が前寄りであるか否かは、Ｚ軸加速度の時間的な変化波形についての、マイナス側波形の最小の谷の深さに関係する。
　そこで、式（１）によって求められる値に対応する物理量として、マイナス側波形の最小の谷の深さを表す量を算出する。
　なお、Ｚ軸加速度の時間的な変化波形についての、プラス側波形の最大のピークの大きさは、腰の位置に対応するよりも、むしろ個人差が大きいため、定量的な評価のために用いるのが難しい。
　ｖ）　Ｘ軸（前後軸）加速度の時間的な変化波形におけるプラス側波形の最大のピークの値を表す量
　vi）　Ｘ軸（前後軸）加速度の時間的な変化波形におけるマイナス側波形の最小の谷の値の値を表す量
　腰の位置が前寄りである場合、歩幅が広くかつ歩行速度が速くなることから、図１２中に示すように、Ｘ軸加速度の時間的な変化波形について、左脚基準期間と右脚基準期間とのそれぞれにおいて、プラス側波形の最大のピークＰ４が大きくなる一方、マイナス側波形の最小の谷Ｐ３が深くなる、ということが経験的に分かる。逆に、腰の位置が前寄りでない場合、歩幅が狭くかつ歩行速度が遅くなることから、図１３中に示すように、Ｘ軸加速度の時間的な変化波形について、左脚基準期間と右脚基準期間とのそれぞれにおいて、プラス側波形の最大のピークＰ４′が小さくなる一方、マイナス側波形の最小の谷Ｐ３′が浅くなる、ということが経験的に分かる。このように、腰の位置が前寄りであるか否かは、Ｘ軸加速度の時間的な変化波形についての、プラス側波形の最大のピークの大きさ、マイナス側波形の最小の谷の深さに関係する。
　そこで、式（１）によって求められる値に対応する物理量として、プラス側波形の最大のピークの大きさを表す量、マイナス側波形の最小の谷の深さを表す量をそれぞれ算出する。
　このようにして、制御部１１０は、図１５中のステップＳ４において、上述の６つの物理量ｉ）～vi）の演算を行う。
　図１４は、制御部１１０が、図１５中のステップＳ５において、腰の位置を閾値に応じて複数段階に評価する仕方を示している。
　詳しくは、図１４の左欄には、上述の６つの物理量ｉ）～vi）が項目として挙げられている。なお、物理量ｉ）～vi）の名称は、それぞれ「上下・前後軸合成最大値」、「上下軸プラス面積」、「上下軸マイナス面積」、「上下軸最小値」、「前後軸最大値」、「前後軸最小値」というように簡略化して表記されている。各物理量ｉ）～vi）の単位は、ｍ／ｓｅｃ２になっている。
　図１４の中央欄には、上述の６つの物理量ｉ）～vi）のそれぞれに対する閾値（単位はｍ／ｓｅｃ２）と、その閾値を基準としたときの得点が挙げられている。
　具体的には、物理量ｉ）の「上下・前後軸合成最大値」には、５と１０という閾値が設定されている。算出された上下・前後軸合成最大値が５以下であれば得点は－１点となり、５超かつ１０未満であれば得点は０点となり、１０以上であれば得点は＋１点となる。
　物理量ii）の「上下軸プラス面積」には、５０と１００という閾値が設定されている。算出された上下軸プラス面積が５０以下であれば得点は－１点となり、５０超かつ１００未満であれば得点は０点となり、１００以上であれば得点は＋１点となる。
　物理量iii）の「上下軸マイナス面積」には、－５０と－１００という閾値が設定されている。算出された上下軸マイナス面積が－５０以上であれば得点は－１点となり、－５０未満かつ－１００超であれば得点は０点となり、－１００以下であれば得点は＋１点となる。
　物理量iv）の「上下軸最小値」には、－２．５と－５．０という閾値が設定されている。算出された上下軸最小値が－２．５以上であれば得点は－１点となり、－２．５未満かつ－５．０超であれば得点は０点となり、－５．０以下であれば得点は＋１点となる。
　物理量ｖ）の「前後軸最大値」には、４と８という閾値が設定されている。算出された前後軸最大値が４以下であれば得点は－１点となり、４超かつ８未満であれば得点は０点となり、８以上であれば得点は＋１点となる。
　物理量vi）の「前後軸最小値」には、－３と－６という閾値が設定されている。算出された前後軸最小値が－３以上であれば得点は－１点となり、－３未満かつ－６超であれば得点は０点となり、－６以下であれば得点は＋１点となる。
　制御部１１０は、これらの６つの物理量ｉ）～vi）についての得点を合計して、合計点数を算出する。この合計点数は、－６点から＋６点までの範囲で、１点ずつ段階的に変化する値をとる。図１４の右欄に示すように、その合計点数が０点以上であれば、その被測定者の腰の位置は「前寄り」であると判定する。一方、その合計点数が－１点以下であれば、その被測定者の腰の位置は「後寄り」であると判定する。このようにして、制御部１１０は、この合計点数によって、腰の位置が前寄りであるか否かを定量的に評価する。
　その被測定者の腰の位置が「前寄り」であるか「後寄り」であるかを示す情報は、図１５中のステップＳ６において、合計点数とともに評価の結果として活動量計１００からスマートフォン２００へ出力（送信）される。
　スマートフォン２００は、活動量計１００からの情報を受信すると、合計点数とともに評価の結果を表示部２４０に表示する。スマートフォン２００の表示部２４０には、例えば「あなたの腰の位置は前寄りです（点数３点）。」というようにメッセージとして表示される。なお、表示部２４０には、合計点数に代えて、または合計点数とともに、合計点数を表す棒グラフなどの、合計点数が直感的に分かるような表示を行ってもよい。
　この表示部２４０の表示内容を見て、ユーザは、腰の位置が前寄りであるか否かを定量的に知ることができる。上述のような、合計点数による定量的な評価結果は、ユーザにとって分かり易く、便宜である。
　本発明者は、複数の被測定者について、この歩行姿勢計１による定量的な評価結果が妥当であるか否かを検証する検証実験を行った。
　具体的には、被測定者毎に、歩行中に前脚の踵が地面９９に接地した時点における写真を撮影し、その写真画像に基づいて式（１）によって腰の位置（％値）を求めた。それとともに、それらの被測定者毎に、歩行姿勢計１による定量的な評価結果（上述の合計点数）を求めた。そして、写真画像に基づく式（１）による腰の位置（％値）と、歩行姿勢計１による定量的な評価結果（上述の合計点数）との間の相関を調べた。
　その結果、被測定者数３１人からなる或る被測定者群（データ数７６）については、相関係数Ｒ＝０．８１、誤差（標準偏差）ＳＤ＝１．７という結果が得られた。また、被測定者数２５人からなる別の被測定者群（データ数６５）については、相関係数Ｒ＝０．６８、誤差（標準偏差）ＳＤ＝１．９という結果が得られた。
　これにより、歩行姿勢計１による定量的な評価結果が概ね妥当であることを検証できた。
　このように、この歩行姿勢計１によれば、上述の物理量ｉ）～vi）に応じて、被測定者の歩行中の腰の位置を定量的に適切に評価できる。また、この歩行姿勢計１では、加速度センサ１１２の出力に基づいて評価を行っているので、モーションキャプチャのような大がかりな設備によらず、手軽に評価できる。
　上述の実施形態では、加速度センサ１１２が被測定者の腰の正中線上に装着されたが、これに限られるものではない。加速度センサ１１２は被測定者に対して或る方向に装着されるものとし、制御部１１０が、加速度センサ１１２が出力する、加速度センサ１１２に関する互いに垂直な３方向の成分に基づいて、上下軸加速度や前後軸加速度を合成して抽出する信号処理系を構成してもよい。この場合、制御部１１０は演算部として働いて、上記信号処理系が出力する上下軸加速度の時間的な変化波形と前後軸加速度の時間的な変化波形との一方または両方を用いて、被測定者の歩行中の腰の位置に対応する物理量を定量的に算出する。したがって、その物理量に応じて、被測定者の歩行中の腰の位置を定量的に評価できる。このようにした場合、加速度センサ１１２（および／または加速度センサ１１２を搭載したケーシング１００Ｍ）は、被測定者に対して装着される向きの制約を受けず、着衣のポケットなどに任意の方向に装着され得る。したがって、ユーザの使い勝手が良くなる。
　上述の実施形態では、６つの物理量ｉ）～vi）を算出したが、これに限られるものではない。例えば、６つの物理量ｉ）～vi）全てを算出するのではなく、一部のみ、例えば物理量ｉ）のみを算出し、その物理量ｉ）のみを用いて、被測定者の歩行中の腰の位置を定量的に評価してもよい。
　上述の実施形態では、活動量計１００とスマートフォン２００とは、ＢＬＥ通信によって互いに通信を行ったが、これに限られるものではない。例えば、活動量計１００とスマートフォン２００とは、ＮＦＣ（Near Field Communication；近距離無線通信）によって、スマートフォン２００と活動量計１００とが互いに接近したときに通信を行うようにしてもよい。
　また、上述の実施形態では、本発明の歩行姿勢計を、活動量計１００とスマートフォン２００とを含むシステムとして構成したが、これに限られるものではない。
　例えば、本発明の歩行姿勢計を、スマートフォン２００のみで構成しても良い。その場合、スマートフォン２００が加速度センサを含むものとする。また、スマートフォン２００のメモリ２２０には、制御部２１０に、ヒトの歩行姿勢が正しい姿勢であるか否かを定量的に評価するプログラム、より詳しくは、歩行中に腰の位置が前寄りになっているか否かを定量的に評価するプログラムをインストールする。これにより、本発明の歩行姿勢計を小型かつコンパクトに構成することができる。
　また、そのプログラムは、アプリケーションソフトウェアとして、ＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュメモリなどの記録媒体に記録することができる。この記録媒体に記録されたアプリケーションソフトウェアを、スマートフォン、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタンツ）などの実質的なコンピュータ装置にインストールすることによって、それらのコンピュータ装置に、ヒトの歩行姿勢が正しい姿勢であるか否かを定量的に評価する方法を実行させることができる。
　　１　歩行姿勢計
　　１００　活動量計
　　２００　スマートフォン

Claims (9)

  1. 　被測定者の歩行姿勢を評価する歩行姿勢計であって、
    　被測定者の腰の正中線上に装着される加速度センサと、
    　上記加速度センサが出力する上下軸加速度の時間的な変化波形と前後軸加速度の時間的な変化波形との一方または両方を用いて、上記被測定者の歩行中の腰の位置に対応する物理量を定量的に算出する演算部とを備えた歩行姿勢計。
  2. 　請求項１に記載の歩行姿勢計において、
    　上記演算部は、上記上下軸加速度と上記前後軸加速度とを合成する信号処理系を含み、
    　上記物理量は、上記上下軸加速度と上記前後軸加速度とを合成してなる合成ベクトルに関する量を含むことを特徴とする歩行姿勢計。
  3. 　請求項２に記載の歩行姿勢計において、
    　上記合成ベクトルに関する量は、上記合成ベクトルの大きさであることを特徴とする歩行姿勢計。
  4. 　請求項１から３までのいずれか一つに記載の歩行姿勢計において、
    　上記物理量は、上記上下軸加速度の時間的な変化波形について、左踵が接地してから右踵が接地するまでの左脚基準期間と右踵が接地してから左踵が接地するまでの右脚基準期間とにそれぞれ現れる、プラス側波形の面積および／またはマイナス側波形の面積を表す量を含むことを特徴とする歩行姿勢計。
  5. 　請求項１から４までのいずれか一つに記載の歩行姿勢計において、
    　上記物理量は、上記上下軸加速度の時間的な変化波形について、左踵が接地してから右踵が接地するまでの左脚基準期間と右踵が接地してから左踵が接地するまでの右脚基準期間とにそれぞれ現れる、マイナス側波形の最小の谷の値を表す量を含むことを特徴とする歩行姿勢計。
  6. 　請求項１から５までのいずれか一つに記載の歩行姿勢計において、
    　上記物理量は、上記前後軸加速度の時間的な変化波形について、左踵が接地してから右踵が接地するまでの左脚基準期間と右踵が接地してから左踵が接地するまでの右脚基準期間とにそれぞれ現れる、プラス側波形の最大のピークの値および／またはマイナス側波形の最小の谷の値を表す量を含むことを特徴とする歩行姿勢計。
  7. 　請求項１から６までのいずれか一つに記載の歩行姿勢計において、
    　上記物理量に対する閾値を設定して、上記腰の位置を上記閾値に応じて複数段階に評価する評価部を備えたことを特徴とする歩行姿勢計。
  8. 　被測定者の歩行姿勢を評価する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    　上記方法は、
    　被測定者の腰の正中線上に装着された加速度センサの出力を取得するステップと、
    　上記加速度センサが出力する前後軸加速度の時間的な変化波形と上下軸加速度の時間的な変化波形との一方または両方を用いて、上記被測定者の歩行中の腰の位置に対応する物理量を定量的に算出するステップと
    を備えたことを特徴とするプログラム。
  9. 　被測定者の歩行姿勢を評価する歩行姿勢計であって、
    　被測定者に対して或る方向に装着される３軸加速度センサと、
    　上記３軸加速度センサが出力する、上記３軸加速度センサに関する互いに垂直な３方向の成分に基づいて、上下軸加速度と前後軸加速度との一方または両方を合成して抽出する信号処理系と、
    　上記信号処理系が出力する上記上下軸加速度の時間的な変化波形と上記前後軸加速度の時間的な変化波形との上記一方または両方を用いて、上記被測定者の歩行中の腰の位置に対応する物理量を定量的に算出する演算部とを備えた歩行姿勢計。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2945691B1 (en) 2013-01-21 2019-03-06 Cala Health, Inc. Devices for controlling tremor
AU2015271774B2 (en) 2014-06-02 2020-04-16 Cala Health, Inc. Systems and methods for peripheral nerve stimulation to treat tremor
JP2016034479A (ja) * 2014-07-31 2016-03-17 セイコーエプソン株式会社 走行時着地位置評価方法、走行時着地位置評価装置、検出方法、検出装置、走行運動評価方法及び走行運動評価装置
CA2988586A1 (en) 2015-06-10 2016-12-15 Cala Health, Inc. Neuromodulation system for peripheral nerve stimulation with detachable therapy unit
JP6565369B2 (ja) * 2015-06-22 2019-08-28 カシオ計算機株式会社 運動支援装置及び運動支援方法、運動支援プログラム
JP6660110B2 (ja) * 2015-07-23 2020-03-04 原田電子工業株式会社 歩行解析方法および歩行解析システム
EP3352843B1 (en) 2015-09-23 2021-06-23 Cala Health, Inc. Device for peripheral nerve stimulation in the finger to treat hand tremors
US11344722B2 (en) 2016-01-21 2022-05-31 Cala Health, Inc. Systems, methods and devices for peripheral neuromodulation for treating diseases related to overactive bladder
IL264116B2 (en) 2016-07-08 2024-01-01 Cala Health Inc Systems and methods for nerve stimulation using electrodes having the same number as the number of nerves and improved dry electrodes
GB2577192B (en) * 2016-09-16 2020-11-04 Sumitomo Electric Industries Movement capability evaluation device, movement capability evaluation system, movement capability evaluation program and movement capability evaluation method
EP3606604A4 (en) 2017-04-03 2020-12-16 Cala Health, Inc. PERIPHERAL NEUROMODULATION SYSTEMS, METHODS AND DEVICES FOR THE TREATMENT OF DISEASES ASSOCIATED WITH BLADDER HYPERACTIVITY
CN107303181B (zh) * 2017-05-17 2019-12-24 浙江利尔达物芯科技有限公司 一种基于六轴传感器的脚步运动识别方法
US11857778B2 (en) 2018-01-17 2024-01-02 Cala Health, Inc. Systems and methods for treating inflammatory bowel disease through peripheral nerve stimulation
CN108520242A (zh) * 2018-04-11 2018-09-11 上海理工大学 一种用于步态识别的足跟检测的方法及设备
JP7076675B2 (ja) * 2019-03-25 2022-05-30 カシオ計算機株式会社 走法判別装置、走法判別方法及び走法判別プログラム
US11890468B1 (en) 2019-10-03 2024-02-06 Cala Health, Inc. Neurostimulation systems with event pattern detection and classification
JP6774582B1 (ja) * 2020-02-28 2020-10-28 株式会社三菱ケミカルホールディングス 測定システム、プログラム
JP6741892B1 (ja) * 2020-02-28 2020-08-19 株式会社三菱ケミカルホールディングス 測定システム、方法、プログラム
JP7156445B1 (ja) 2021-05-18 2022-10-19 三菱電機株式会社 携帯端末、歩行ロボット、プログラム、および位置演算支援方法
JP7401568B2 (ja) * 2022-01-07 2023-12-19 花王株式会社 歩行動作可視化装置および歩行動作可視化方法並びに正対状態判定装置および正対状態判定方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010119500A (ja) * 2008-11-18 2010-06-03 Omron Healthcare Co Ltd 体動バランス検出装置、体動バランス検出プログラム、体動バランス検出方法、および体動バランス診断方法
JP2011177278A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Tokyo Institute Of Technology 歩行障害自動分析システム
WO2012011350A1 (ja) * 2010-07-22 2012-01-26 オムロンヘルスケア株式会社 歩行姿勢判定装置
JP2012205816A (ja) * 2011-03-30 2012-10-25 Omron Healthcare Co Ltd 歩行姿勢判定装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1877981A4 (en) * 2005-05-02 2009-12-16 Univ Virginia SYSTEMS, DEVICES AND METHODS FOR INTERPRETATION OF MOVEMENTS
US20070073514A1 (en) * 2005-09-26 2007-03-29 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Walking analyzer
WO2007138930A1 (ja) * 2006-05-29 2007-12-06 Sharp Kabushiki Kaisha 疲労推定装置及びそれを搭載した電子機器
JP4899725B2 (ja) * 2006-08-29 2012-03-21 アイシン精機株式会社 歩数計測装置
US9254100B2 (en) * 2007-09-12 2016-02-09 Cardiac Pacemakers, Inc. Logging daily average metabolic activity using a motion sensor
JP2009125508A (ja) * 2007-11-27 2009-06-11 Panasonic Electric Works Co Ltd 体動検出装置及びそれを用いた運動システム
CN101694499A (zh) * 2009-10-22 2010-04-14 浙江大学 基于行人步态检测的步速测量和传输的系统和方法
JP2011206323A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Omron Healthcare Co Ltd 活動量計、制御プログラム、活動量計の制御方法および活動量管理システム
JP5724237B2 (ja) * 2010-07-27 2015-05-27 オムロンヘルスケア株式会社 歩行変化判定装置
JP6023809B2 (ja) * 2011-08-18 2016-11-09 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 加速度測定に基づく水平又は垂直方向の速度推定

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010119500A (ja) * 2008-11-18 2010-06-03 Omron Healthcare Co Ltd 体動バランス検出装置、体動バランス検出プログラム、体動バランス検出方法、および体動バランス診断方法
JP2011177278A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Tokyo Institute Of Technology 歩行障害自動分析システム
WO2012011350A1 (ja) * 2010-07-22 2012-01-26 オムロンヘルスケア株式会社 歩行姿勢判定装置
JP2012205816A (ja) * 2011-03-30 2012-10-25 Omron Healthcare Co Ltd 歩行姿勢判定装置

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