WO2019031523A1 - 重心移動表示装置と重心移動表示装置における重心移動の表示方法 - Google Patents

重心移動表示装置と重心移動表示装置における重心移動の表示方法 Download PDF

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WO2019031523A1
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gravity
center
subject
virtual
movement
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PCT/JP2018/029659
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English (en)
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芳知 田中
一之助 前田
武明 吉川
和 網本
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住友理工株式会社
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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
    • A61B5/107—Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus ; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body

Definitions

  • the present invention relates to a center-of-gravity shift display device that measures and displays the shift of the center of gravity of a subject and a display method of the center-of-gravity shift in the center-of-gravity shift display device.
  • JP-A-H09-120464 proposes a rehabilitation support device that notifies the measured value with an image or sound when the subject performs rehabilitation by tilting the body.
  • the rehabilitation support device disclosed in Patent Document 1 also aims to eliminate the monotony of rehabilitation by linking the movement amount of the center of gravity due to the tilt of the body of the subject with the image of the virtual world and the sound effects.
  • the present invention has been made in the background of the above-mentioned circumstances, and the problem to be solved is the improvement of the flexibility by exercise when the subject carries out the exercise of tilting the body in sitting or standing position and moving the center of gravity. It is an object of the present invention to provide a center-of-gravity shift display device of a novel structure which can efficiently obtain effects such as strength and muscle strength.
  • the present invention is visual as it makes it easier to obtain greater effects such as the improvement of flexibility by exercise and the enhancement of muscle strength when the subject exercises exercise to tilt the body in sitting or standing position and move the center of gravity. It is also an object of the present invention to provide a display method of the movement of the center of gravity in a novel movement display of the center of gravity, which can be
  • the first aspect of the present invention is a center-of-gravity shift display device for displaying the shift of the center of gravity during an exercise in which the subject tilts the body in sitting or standing position to shift the center of gravity.
  • a sitting or standing support surface (ii) a sensor for detecting a body load of the subject acting on the support surface, and (iii) the subject tilting the body to move the center of gravity away from the initial position
  • Virtual gravity center setting means for setting, based on the detection result of the sensor, a virtual gravity center position where the movement distance is made smaller than the gravity center position of the body load exerted on the support surface from the subject when moving;
  • It is characterized by including display means for displaying the virtual gravity center position set by the virtual gravity center setting means.
  • the center-of-gravity shift display device structured according to the first aspect, for example, when the subject performs an exercise of tilting the body in a sitting or standing position on the support surface, the center of gravity by tilting the body
  • the display means By displaying the movement of the object by the display means, it is possible to visually grasp the movement ability of the subject and the change in posture during exercise.
  • the virtual gravity center is smaller than the barycentric position as the movement distance of the center of gravity is smaller than the gravity center position of the body load exerted on the support surface.
  • the virtual center-of-gravity position is a delayed center-of-gravity position delayed by a predetermined time from the center-of-gravity position.
  • the moving distance of the virtual center of gravity position is smaller than the center of gravity position.
  • the center of gravity by moving the center of gravity when the subject tilts the body by moving the virtual center of gravity position following the time to delay with respect to the center of gravity position.
  • the distance can be made smaller than the movement distance of the center of gravity depending on the delay time.
  • moving the virtual center of gravity position so as to follow the movement of the center of gravity position with a time delay it is possible to reduce the sense of discomfort for the shift between the change of the posture of the object person and the movement of the virtual center of gravity position.
  • the under-displacement center of gravity position where the virtual center of gravity position is moved by a predetermined distance smaller than the center of gravity position.
  • the moving distance of the virtual center of gravity position is made smaller than the center of gravity position.
  • the movement distance of the virtual gravity center position and the movement distance of the virtual gravity center position are reduced by setting the movement distance of the virtual gravity center position to be smaller than the movement distance of the gravity center position by a preset distance. It is possible to set the difference with the distance more directly.
  • the movement distance of the under-displacement gravity center position may be set by a difference obtained by subtracting a fixed distance from the movement distance of the gravity center position, but for example, it becomes a predetermined ratio to the movement distance of the gravity center position. It can also be set by reducing the distance.
  • the amount by which the movement distance of the virtual gravity center position is made smaller than the gravity center position can be changed Means for adjusting the amount by which the movement distance of the virtual gravity center position is made smaller than the gravity center position.
  • the target person is adjusted by adjusting the amount by which the movement distance of the virtual center of gravity position is made smaller than the movement distance of the center of gravity position according to the movement ability or physical constitution of the object person. It is possible to urge the subject to a larger posture change without giving a large sense of discomfort about the difference between somatic sensation and vision, and to advantageously obtain effects such as muscle strengthening by exercise.
  • the adjustment means may directly change the amount by which the movement distance of the virtual center of gravity position is made smaller than the movement distance of the center of gravity position by adjusting the difference in movement distance. It may change indirectly by adjusting the delay time of the display of the virtual gravity center position with respect to.
  • the sensor is a pressure sensor for detecting a pressure acting on the support surface
  • the display means can display the distribution of the pressure exerted on the support surface from the subject based on the detection result of the pressure sensor.
  • the movement of the center of gravity due to the change of the posture of the subject can be confirmed also by the change of the pressure distribution by observing the change of the body pressure distribution by the subject.
  • the senor is made of an insulating elastic material between flexible electrodes disposed facing each other in the upper and lower direction. And a plurality of pressure detection portions formed by arranging the dielectric layer formed in the two-dimensionally arranged structure, wherein the dielectric layer is caused by a change in the distance between the electrodes accompanied by elastic deformation. It is considered as a capacitance type pressure sensor which detects pressure based on the amount of change in capacitance of the pressure detection unit.
  • the capacitance type pressure sensor can detect the body pressure distribution with a simple structure, and can accurately detect the body pressure based on the change in capacitance. Moreover, when detecting the pressure of a supporting surface that is easily deformed for the purpose of cushioning, such as a seat surface of a chair or the upper surface of a bed, by the electrode and the dielectric layer that make up the sensor being deformable. Also, the pressure is detected with high accuracy by the sensor.
  • a seventh aspect of the present invention is the center-of-gravity shift display device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the support surface is a seating surface of a chair, and the sensor is the sitting position. A body load exerted on the seat surface of the chair from a person.
  • the inclination of the upper body can be caused to be larger.
  • it is highly safe even when an elderly person, a disabled person, a disabled person or the like who has a reduced physical ability performs to improve or recover the physical ability, and the center of gravity movement according to the present invention
  • a gravity center computing means for calculating the gravity center position based on the detection result of the sensor is provided. It is
  • the eighth aspect by calculating the actual center of gravity based on the detection result of the sensor, it becomes possible to display and inform, for example, the movement distance of the center of gravity, and as a result, the doctor or A therapist, a trainer, etc. can grasp the subject's exercise ability etc. correctly.
  • a ninth aspect of the present invention is a display method of center of gravity movement in a center of gravity movement display device, comprising: an initial position of the center of gravity of the subject along with a motion of tilting the body in a sitting or standing position on the support surface.
  • a virtual center-of-gravity position whose moving distance is smaller than that of the body load exerted on the support surface by the subject is displayed.
  • the virtual gravity center is smaller than the center of gravity position of the body load exerted on the support surface.
  • the movement of the center of gravity by tilting the body is displayed by the display means. It is possible to visually grasp changes in motor skills and posture. Furthermore, a change in posture (such as body inclination) which the subject feels based on somatic sensation etc. by showing the subject a virtual center of gravity position whose moving distance is smaller than that of the body load exerted on the support surface. On the other hand, the change in the posture grasped by the subject visually is reduced. As a result, the subject person can easily perform a larger posture change beyond the limit of the posture change recognized by somatic sensation, and muscle strength can be effectively enhanced by exercise.
  • a change in posture such as body inclination
  • FIG. 7 is a view showing a display example of a monitor that constitutes the gravity center shift display device shown in FIG. 1;
  • FIG. 2 is a flow chart showing processing contents of a data processing device that constitutes the gravity center movement display device shown in FIG. 1;
  • FIG. The table
  • FIG. 1 illustrates a center-of-gravity shift display 10 according to a first embodiment of the present invention.
  • the center-of-gravity shift display device 10 is a device that displays the movement of the center of gravity of the target person A during exercise in which the target person A (described later) tilts and moves the center of gravity in a sitting or standing position.
  • a sensor 12 and a data processor 14 are provided.
  • the front of the subject person A described later is the lower side in FIG.
  • the pressure sensor 12 includes a dielectric layer 16, front side electrodes X01 to X16, back side electrodes Y01 to Y16, front side wires x01 to x16, back side wires y01 to y16, and a front side substrate. 18, a back side substrate 20, a front side wiring connector 22, and a back side wiring connector 24.
  • the front side wiring connector 22 and the back side wiring connector 24 electrically connect the data processing apparatus 14 to each other. It is connected. Note that, in FIG. 1, the dielectric layer 16 and the front side base material 18 are illustrated in a transparent manner and the pressure detection unit 28 is hatched in order to facilitate understanding.
  • the front side wires x01 to x16, the rear side wires y01 to y16, the front side wiring connector 22, and the rear side wiring connector 24 are all disposed in the pressure sensor 12. However, in FIG. In order to do this, it is schematically shown outside the pressure sensor 12.
  • the dielectric layer 16 is made of urethane foam as an elastomer, has a rectangular plate-like sheet shape, and is elastically deformable.
  • the front substrate 18 is made of rubber and has a rectangular plate shape.
  • the front substrate 18 is laminated on the upper side (front side) of the dielectric layer 16.
  • the back side substrate 20 is made of rubber and has a square plate shape.
  • the back side substrate 20 is laminated under the dielectric layer 16 (back side).
  • the outer edge of the front side substrate 18 and the outer edge of the back side substrate 20 are joined, and the front side substrate 18 and the back side substrate 20 are attached in a bag shape.
  • the dielectric layer 16 is contained in the bag.
  • the top corners of the dielectric layer 16 are spot-bonded to the bottom corners of the front substrate 18.
  • the lower surface four corners of the dielectric layer 16 are spot-bonded to the upper surface four corners of the back side substrate 20.
  • the dielectric layer 16 can be elastically deformed in the horizontal direction (front and rear, left and right direction) with respect to the front side substrate 18 and the back side substrate 20 in a state where the four corners are adhered.
  • a total of sixteen front side electrodes X01 to X16 are arranged on the top surface of the dielectric layer 16.
  • the front electrodes X01 to X16 are each formed to include acrylic rubber and conductive carbon black.
  • Each of the front electrodes X01 to X16 has a band shape, and is formed to be flexible and expandable.
  • the front electrodes X01 to X16 extend in the vertical direction (vertical direction in FIG. 1).
  • the front side electrodes X01 to X16 are arranged substantially parallel to each other at predetermined intervals in the lateral direction (the left and right direction in FIG. 1).
  • a total of sixteen front side wires x 01 to x 16 are arranged on the top surface of the dielectric layer 16.
  • the front-side wires x01 to x16 are each formed to include acrylic rubber and silver powder.
  • the front wires x01 to x16 each have a linear shape.
  • the front side wiring connector 22 is disposed at the corner of the front side base 18 and the back side base 20.
  • the front side wirings x01 to x16 connect the end portions of the front side electrodes X01 to X16 and the front side wiring connector 22, respectively.
  • a total of 16 back side electrodes Y 01 to Y 16 are arranged on the lower surface of the dielectric layer 16.
  • Each of the back side electrodes Y01 to Y16 is formed to include an acrylic rubber and a conductive carbon black.
  • Each of the back side electrodes Y01 to Y16 has a band-like shape, and is formed so as to be flexible and expandable.
  • Each of the back side electrodes Y01 to Y16 extends in the lateral direction (left and right direction in FIG. 1).
  • the back side electrodes Y01 to Y16 are arranged to be substantially parallel to each other at predetermined intervals in the vertical direction (vertical direction in FIG. 1).
  • the front electrodes X01 to X16 and the back electrodes Y01 to Y16 are arranged in a matrix shape orthogonal to each other when viewed from above or below.
  • a total of 16 back side wires y01 to y16 are arranged on the lower surface of the dielectric layer 16.
  • the backside wirings y01 to y16 are each formed to include acrylic rubber and silver powder.
  • the back side wires y01 to y16 each have a linear shape.
  • the backside wiring connector 24 is disposed at the corners of the front side substrate 18 and the back side substrate 20.
  • the back side wires y01 to y16 connect the end portions of the back side electrodes Y01 to Y16 to the back side wiring connector 24 respectively.
  • the plurality of pressure detection units 28 included in the pressure sensor 12 are portions where the front side electrodes X01 to X16 and the back side electrodes Y01 to Y16 cross and vertically oppose each other (overlapping portions), as indicated by hatched squares in FIG. , And is arranged two-dimensionally in the vertical and horizontal directions over substantially the entire surface of the dielectric layer 16.
  • each pressure detection unit 28 detects pressure using the front side electrodes X01 to X16 as x coordinate values and the back side electrodes Y01 to Y16 as y coordinate values. It is recognized as part 28 (x, y).
  • the pressure detection unit 28 located at the lower left corner in FIG. 1 disposed at the intersection of the front side electrode X01 and the back side electrode Y01 is recognized as a pressure detection unit 28 (1,1), and the front side electrode X16 and the back side electrode
  • the pressure detection unit 28 located at the upper right corner in FIG. 1, which is disposed at the intersection of Y 16, is recognized as a pressure detection unit 28 (16, 16).
  • the data processing device 14 includes a central processing unit (CPU) 30, a read only memory (ROM) 32, a random access memory (RAM) 34, and a power supply circuit 36.
  • the ROM 32 stores, for example, a map indicating the correspondence between the capacitance of the capacitor configured in the pressure detection unit 28 and the pressure (load).
  • the RAM 34 temporarily stores the calculated value of the gravity center position 84 described later and the output value as the capacitance of the pressure detection unit 28 input from the front side wiring connector 22 and the rear side wiring connector 24.
  • the power supply circuit 36 applies a periodic rectangular wave voltage in order to the pressure detection unit 28 in a scanning manner.
  • the CPU 30 detects the pressure acting on the pressure detection unit 28 based on the map stored in the ROM 32 from the capacitance of the pressure detection unit 28 stored in the RAM 34.
  • the pressure sensor 12 is superimposed on the seating surface 40 of the chair 38 (including a wheelchair).
  • the pressure sensor 12 is pinched between the seat surface 40 and the subject person A, so that the pressure sensors 12 detect multiple pressure sensors.
  • a body load (body pressure) based on gravity acting on the subject A is exerted on the portion 28.
  • the pressure detection unit 28 to which the body load is applied the distance between the facing surfaces of the front side electrodes X01 to X16 and the back side electrodes Y01 to Y16 changes due to elastic deformation of the dielectric layer 16, and the static pressure detection unit 28 The capacitance changes.
  • the data processing device 14 detects a body load acting on the pressure sensor 12, and based on the detection result of each pressure detection unit 28, the seat surface Measure the distribution of body weight acting on 40 (body pressure distribution).
  • the pressure sensor 12 of the present embodiment is a capacitive pressure sensor.
  • the pressure sensor 12 is a flexible sensor in which the front side electrodes X01 to X16, the back side electrodes Y01 to Y16, and the dielectric layer 16 are flexible so that the pressure sensor 12 can be covered. Even if the seating surface 40 has irregularities and cushioning properties, the pressure sensor 12 deforms following the seating surface 40 to effectively measure the body pressure distribution.
  • the body pressure distribution measured by the pressure sensor 12 is displayed on a monitor 42 as display means shown in FIG.
  • the monitor 42 is electrically connected to the data processing device 14 in a wired or wireless manner, and may be provided integrally with the data processing device 14 like a laptop or tablet, for example, or as data like a desktop. It may be provided separately from the processing unit 14 and connected to the data processing unit 14.
  • FIG. 4 is a display example of the monitor 42, and has a coordinate plane 44 substantially corresponding to the top view of the pressure sensor 12.
  • the coordinate plane 44 is divided into grids, and the divided squares indicate one pressure detection unit 28. That is, in the coordinate plane 44 of FIG. 4, the grid at the upper right corner whose horizontal axis is X01 and whose vertical axis is Y01 is disposed at the intersection of the front side electrode X01 and the back side electrode Y01. Corresponding to the pressure detection unit 28 (1, 1) located in Furthermore, in the coordinate plane 44 of FIG. 4, the grid at the lower left corner where the horizontal axis is X16 and the vertical axis is Y16 is arranged at the intersection of the front side electrode X16 and the back side electrode Y16. It corresponds to the pressure detection unit 28 (16, 16) located at
  • the distribution (body pressure distribution) of the body load exerted by the subject person A on the pressure sensor 12 is displayed in the coordinate plane 44 of the present embodiment, and in each square of the coordinate plane 44, the corresponding pressure detection A color corresponding to the pressure detection value of the unit 28 is displayed, and the pressure detection value of each pressure detection unit 28 can be displayed on the coordinate plane 44 in a manner that can be intuitively grasped by color coding.
  • the load acting on the pressure detection unit 28 is larger, it is displayed in a color closer to red, and as the load is smaller, it is displayed in a color closer to blue.
  • FIG. 4 the front of the subject person A is displayed to be the upper side in the drawing, and a state in which the pressure acting on the right buttock is large and the pressure acting on the left buttock is small is shown.
  • a setting area 46 for performing various settings is provided above the coordinate plane 44 in the monitor 42.
  • measurement area 48 drawing range adjustment (20 to 200 mmHg) area 50, display setting area 52, and pressure information area 54 are provided.
  • the measurement area 48 includes a measurement end switch 56 that stops the detection operation at the end of the measurement.
  • the drawing range adjustment (20 to 200 mmHg) area 50 is color-coded to have an upper limit slider 58 for setting an upper limit value of pressure displayed by color, and a lower limit slider 60 for setting a lower limit value of pressure displayed by color.
  • the automatic range switch 62 automatically sets the upper limit value and the lower limit value of the pressure displayed.
  • the display setting area 52 displays and hides the surface pressure center (the gravity center position 84 described later) on the coordinate plane 44.
  • a pressure switch 66 for switching the surface pressure, and a grid switch 68 for switching display and non-display of the grid on the coordinate plane 44 are provided, and pressure detection value, center of gravity and grid (grid) are displayed and not displayed.
  • a display check box 70 for switching in a batch is provided. Furthermore, the display setting area 52 includes a smooth switch 72 that smoothly corrects the display of the movement of the virtual center of gravity position 86 (described later), and a left rotation switch 74 that changes the front direction of the subject person A in the coordinate plane 44.
  • the pressure information area 54 is a total (mmHg) column 76 displaying the sum of the pressures detected by the pressure detection unit 28 and an effective number indicating the number of pressure detection units 28 detecting a pressure equal to or higher than a contact threshold described later.
  • a cell number column 78, an average (mmHg) column 80 for displaying the average of the pressure acting on each pressure detection unit 28, and a delay (mSec) column 82 for inputting a delay time are provided.
  • Each of the above switches is a virtual switch provided on the user interface displayed on the monitor 42, and is virtually pressed by, for example, an operation of a pointing device such as a mouse or a touch operation of a touch panel. Be done.
  • the CPU 30 calculates a barycentric position 84 illustrated as a two-dot chain circle in FIG. 4.
  • the center-of-gravity position 84 is the center of gravity of the body load exerted on the seating surface 40 from the subject person A, in other words, the center of gravity of the body load detection area in the pressure sensor 12, for example, a contact threshold (described later)
  • the plurality of pressure detection units 28 having the output values of (1) are calculated as positions of planar center of gravity (center of surface pressure) when weighted by the output values of the respective pressure detection units 28.
  • the data processing apparatus 14 including the CPU 30 is a center-of-gravity calculation unit that calculates the center-of-gravity position 84 of the area (body load detection area) where the body load is detected in the pressure sensor 12.
  • the CPU 30 calculates the barycentric position 84 as the coordinate value (C px , C py ) of the pressure detection unit 28 based on the following equation, and stores it in the RAM 34.
  • the output value of the pressure detection unit 28 is represented by p i
  • the x coordinate value is represented by x i
  • the y coordinate value is represented by y i.
  • the total number of all the pressure detection units 28 (x, y) is represented by N
  • the contact threshold is represented by t.
  • the contact threshold value t is a value that can be determined that something is in contact with the pressure detection unit 28 significantly, and the pressure detection unit 28 used to calculate the barycentric position 84 is identified. Is a value that can be set arbitrarily (including 0). For example, in the present embodiment, the lower limit slider 60 is set to 20 mmHg.
  • FIG. 4 shows the upper body as shown by a two-dot chain line in FIG. 3 from a normal sitting state (a state of the subject person A shown by a solid line in FIG. 3) in which a load acts on the left and right buttocks substantially equally. Is inclined to the right, and the measurement result shows a state where the body load acting on the right buttock is large, and the barycentric position 84 is the barycentric position in the normal sitting state before moving (initial position of the barycentric position 84 ) Is moving from around X08 to around X06.
  • FIG. 4 shows the upper body as shown by a two-dot chain line in FIG. 3 from a normal sitting state (a state of the subject person A shown by a solid line in FIG. 3) in which a load acts on the left and right buttocks substantially equally. Is inclined to the right, and the measurement result shows a state where the body load acting on the right buttock is large, and the barycentric position 84 is the barycentric
  • the initial position of the center of gravity position 84 is substantially the same as the virtual center of gravity position 86 in FIG.
  • a virtual gravity center position 86 in which the movement distance accompanied by the movement of the gravity center of the subject person A is smaller than the gravity center position 84 is displayed on the monitor 42.
  • the movement distance from the initial position of the virtual center of gravity position 86 is smaller than the movement distance of the center of gravity position 84 calculated from the detection result of the pressure sensor 12 based on a preset amount.
  • the posture change of the subject person A in this case, tilting of the upper body
  • the initial position of the virtual gravity center position 86 and the initial position of the gravity center position 84 are substantially the same.
  • the virtual center of gravity position 86 for example, a delayed center of gravity position delayed by a preset delay time from the actual center of gravity position 84 is adopted. That is, the barycentric position 84 calculated by the CPU 30 is stored in the RAM 34 until, for example, 5 seconds ago, and the barycentric position whose time is traced back by the preset delay time is read from the RAM 34 as the delayed barycentric position. Is displayed as a virtual center of gravity position 86 in the coordinate plane 44 of FIG. In FIG. 4, since the subject person A leans the upper body to the right and moves the center-of-gravity position 84 to the right, the virtual center-of-gravity position 86 displayed behind the center-of-gravity position 84 is the coordinate plane 44.
  • the virtual gravity center setting means for setting the virtual gravity center position 86 in which the movement distance is made smaller than the gravity center position 84 based on a preset amount (here, delay time) is data processing including the CPU 30 and the RAM 34
  • the apparatus 14 is configured.
  • the virtual center of gravity position 86 is not limited to the delayed center of gravity position exemplified in the present embodiment.
  • the virtual displacement center of gravity position at which the movement distance is reduced by a predetermined distance from the center of gravity position 84 It can also be employed as position 86.
  • the CPU 30 reduces a distance based on a preset amount (such as a difference in the distance of movement or a ratio of the distance of movement) when the center of gravity position 84 moves. It is set by calculating the coordinates of the virtual gravity center position 86.
  • the movement distance between the gravity center position 84 is smaller than the movement distance between the virtual gravity center position 86 and the gravity center position 84 set in advance.
  • the virtual gravity center position 86 which is the under-displacement gravity center position, may not move, or may move by a predetermined ratio with respect to the movement distance of the gravity center position 84.
  • the center-of-gravity position 84 is not displayed on the monitor 42 that the subject person A sees while exercising. That is, the barycentric position 84 is virtually shown by a two-dot chain line circle in FIG. 4 in order to make it easy to understand that the virtual barycentric position 86 moves behind the barycentric position 84.
  • the virtual center-of-gravity position 86 is displayed on the monitor 42 viewed by the subject person A without being displayed. Therefore, the subject person A mistakenly recognizes that the virtual center of gravity position 86 indicates the center of gravity position 84, and based on the display of the virtual center of gravity position 86, the movement of the center of gravity due to his / her posture, in other words, inclination of the upper body. Visually grasp.
  • the subject person A shifts between his own posture grasped based on somatic sensation (self-acceptance sense) etc. and his / her posture visually grasped based on the display of the monitor 42. Recognize that there is. Since the subject A thinks that his posture clearly grasped by sight matches the actual posture, the inclination angle of the upper body felt based on somatic sensation etc. is relative to the actual inclination angle. Think it is too big. As a result, the subject A feels that it is possible to further tilt the upper body based on his / her posture grasped visually, and the upper body is recognized more than the limit recognized based on somatic sensation. Since it is intended to incline greatly, it is possible to more advantageously obtain a training effect and a rehabilitation effect by exercise inclining the upper body back and forth and right and left.
  • a delay (mSec) column 82 of the pressure information area 54 provided on the upper right in FIG. 4 which is a display example of the monitor 42 inputs a numerical value to delay the virtual center of gravity 86 with respect to the center of gravity 84. It is possible to set the time in advance. This makes it possible to adjust the difference in the movement distance of the virtual gravity center position 86 with respect to the movement distance of the gravity center position 84, thereby reducing the sense of discomfort caused by the delay of the display with respect to the gravity center position 84 of the virtual gravity center position 86 to the object person A. However, it is possible to effectively improve the effects of rehabilitation and training by delayed display of the virtual gravity center position 86.
  • the adjustment means capable of changing the difference between the movement distance of the center of gravity position 84 and the movement distance of the virtual center of gravity position 86 determines the difference between the movement distance of the center of gravity position 84 and the movement distance of the virtual center of gravity position 86 It comprises a delay (mSec) field 82 into which time is input and a data processor 14 which sets a virtual center of gravity position 86 based on the numerical value of the delay time entered in the delay (mSec) field 82.
  • the delay time is preferably set to one second or less so as not to give the subject person A a sense of discomfort.
  • the delay time is set to 200 milliseconds to 400 milliseconds to effectively improve the movement effect by displaying the virtual center of gravity position 86, and the sense of discomfort of the subject A due to the deviation from the center of gravity position 84. It can be suppressed.
  • the delay time may be set in consideration of, for example, the movement ability of the subject person A (for example, the maximum movable distance of the center-of-gravity position 84 or the moving speed).
  • the delay time input to the delay (mSec) column 82 is made relatively long at 1 second (1000 milliseconds). There is.
  • the delay time can be arbitrarily changed and set.
  • several delay time options are provided according to the age, physical constitution, etc. of the subject A, and the appropriate delay can be selected from those options.
  • a time may be selected, or only one fixedly fixed delay time may be set to be unchangeable.
  • the target line 88 of the center-of-gravity shift due to tilting of the upper body is displayed by, for example, an alternate long and short dash line. Try to tilt the upper body to move beyond.
  • the target line 88 may indicate a general target such as the distance of movement of the center of gravity necessary for the transition from the sitting position to the standing position, for example. For example, by setting the movement distance of the barycentric position 84 in the previous exercise performed by the object person A using the gravity center movement display device 10 as the maximum value, the object person A moves the gravity center more than the previous time. It can be helpful.
  • the subject person A can move the center of gravity larger than the previous movement without feeling difficulty as compared with the case of moving while watching the position of the center of gravity 84.
  • the object person A can be urged to make a large gravity center movement.
  • the virtual gravity center position 86 of the present embodiment is a delayed gravity center position that is displayed with a time delay with respect to the gravity center position 84.
  • the moving distance of the virtual center of gravity position 86 is displayed smaller than the moving distance of the center of gravity position 84
  • the physical pressure distribution of the subject A is displayed on the monitor 42 in such a manner that colors can be visually confirmed, and the subject A, a physical therapist, a trainer, etc. It is possible to easily grasp changes in posture during exercise.
  • the display of the body pressure distribution on the monitor 42 is not essential, and it is possible not to show the subject A the change in the body pressure distribution.
  • the contours of the buttocks and thighs in a normal sitting position may be displayed as a model so that the initial contact position of the subject A with respect to the seat surface 40 may be known (see FIG. 4) .
  • each pressure detection value can also be displayed numerically in the square of the coordinate plane 44 corresponding to the pressure detection unit 28.
  • the CPU 30 acquires output values of all the pressure detection units 28 of the pressure sensor 12.
  • the CPU 30 calculates the barycentric position 84 as the coordinate value (C px , C py ) of the pressure detection unit 28 according to the above-described Equation 1 and stores the calculated value in the RAM 34.
  • the barycentric position 84 up to 5 seconds ago is stored, and the barycentric position 84 stored 5 seconds or more ago is erased.
  • the CPU 30 selects the virtual gravity center position 86 from the gravity center position 84 stored in the RAM 34 based on the preset delay time. Then, the CPU 30 displays the virtual gravity center position 86 on the coordinate plane 44 of the monitor 42 at S4. At this time, the body pressure distribution based on the output value of the pressure detection unit 28 may be displayed on the coordinate plane 44 by color coding or numerical value.
  • the healthy subject A was caused to actually exercise in the sitting position using the center-of-gravity shift display device 10 according to the present embodiment, as shown in FIG. It could be confirmed. That is, in a state in which the barycentric position 84 is displayed on the monitor 42 and the virtual barycentric position 86 is not displayed, the subject A is made to exercise to tilt the upper body back and forth and to the left and right while showing the monitor 42. In the state where the virtual gravity center position 86 is displayed without displaying the gravity center position 84 on the monitor 42, the exercise of tilting the upper body back and forth and right and left while showing the monitor 42 to the subject A is performed. The movement distance of 84 was measured.
  • a plurality of barycenter positions 84 at the time of upper body tilting movement in sitting position were plural for each of ten healthy subjects A
  • the average value of the movement distance of the center-of-gravity position 84 was calculated for each direction by measurement.
  • the subject A at this time was 22 to 32 years old (mean age 24 years old).
  • the delay (delay time) of the virtual gravity center position 86 with respect to the gravity center position 84 is set to 250 to 1000 milliseconds.
  • the present invention is not limited by the specific description.
  • the sensor is not limited to the pressure sensor 12 as long as the sensor can set the virtual center of gravity position 86 based on the detection result, and a load sensor such as a strain gauge type load cell can also be adopted.
  • a load sensor such as a strain gauge type load cell can also be adopted.
  • an electrical resistance type pressure sensor that detects the pressure at the time of contact based on a change in electrical resistance may be adopted.
  • the number of pressure detection units 28 provided in the pressure sensor 12 is not particularly limited.
  • the detection accuracy can be improved by providing more pressure detection units 28 at the area ratio of the pressure sensor 12, while the number of electrodes and wirings decreases by reducing the number of pressure detection units 28.
  • the computational load can also be reduced.
  • the number of front side electrodes and back side electrodes is appropriately set.
  • the number of front side electrodes and back side electrodes may be different from each other such as 32 front side electrodes and 25 back side electrodes. .
  • front side electrode and the back side electrode do not have to extend in directions orthogonal to each other, but may extend in directions inclined to each other (here, except the orthogonal direction and the same direction) and cross each other, May be arranged in spots, and may face up and down.
  • the gravity center shift display apparatus 10 which concerns on this invention can be used also for the exercise
  • the subject A stands on the pressure sensor 12, and based on the distribution of the pressure (foot pressure) exerted on the pressure sensor 12 by the subject A's foot, the barycentric position 84 and the virtual barycentric position 86 are It can be set.
  • the pressure sensor 12 is used by laying the pressure sensor 12 on the seating surface 40 of the chair 38.
  • the pressure sensor 12 is superimposed on a bed (including a clinic table) and the body is inclined in a sitting position.
  • the pressure sensor 12 may be used to assist in exercise, or may be used to assist in exercise in which the body is leaned in a standing position by overlapping the pressure sensor 12 on the floor.
  • the upper surface of the bed is a support surface.
  • the pressure sensor 12 is used by being superimposed on the floor
  • the upper surface of the floor is a support surface.
  • the support surface is not particularly limited as long as the subject A can exercise in a sitting or standing position to tilt the body.
  • the barycentric position 84 is calculated and the virtual barycentric position 86 to be displayed delayed with respect to the barycentric position 84 is set.
  • the difference in distance to the barycentric position 84 is set.
  • the virtual center of gravity position 86 can also be calculated directly based on the detection result of the pressure sensor 12.
  • the measurement results and evaluation of the barycentric position 84 and the body pressure distribution can also be displayed on the monitor 42 after the measurement is completed.
  • the target person A, a doctor, or the like can display the exercise ability by appropriately displaying the degree of arrival of the center-of-gravity position 84 with respect to the target line 88, the change in body pressure distribution over time, and the like. It can be easier to understand the change.
  • center of gravity movement display device 12: pressure sensor (sensor), 14: data processing device (center of gravity calculation means, virtual center of gravity setting means, adjustment means), 16: dielectric layer, 28: pressure detection unit, 38: chair, 40 A seating surface (supporting surface) 42: a monitor (display means) 82: a delay (mSec) column (adjustment means) 84: a center of gravity position 86: a virtual center of gravity position X01 to X16: front side electrodes (electrodes) Y01 To Y16: back side electrode (electrode)

Abstract

座位又は立位で体を傾けて重心を移動させる運動に際して、運動による筋力増強などの効果を効率的に得ることができる、新規な重心移動表示装置と重心移動の表示方法とを提供する。　対象者Ａが座位又は立位で体を傾けて重心を移動させる運動に際して、重心の移動を表示する重心移動表示装置１０であって、（ｉ）対象者Ａが座位又は立位で載る支持面４０と、（ｉｉ）支持面４０に作用する対象者Ａの体荷重を検出するセンサ１２と、（ｉｉｉ）対象者Ａが体を傾けて重心を初期位置から離れる方向へ移動させる際に、対象者Ａから支持面４０に及ぼされた体荷重の重心位置８４よりも移動距離が小さくされた仮想重心位置８６を、センサ１２の検出結果に基づいて設定する仮想重心設定手段１４と、（ｉｖ）仮想重心設定手段１４が設定した仮想重心位置８６を表示する表示手段４２とを、含む。

Description

重心移動表示装置と重心移動表示装置における重心移動の表示方法
　本発明は、対象者の重心の移動を測定して表示する重心移動表示装置と重心移動表示装置における重心移動の表示方法とに関するものである。
　従来から、対象者の身体能力の回復や向上を目的とするリハビリテーション（以下、リハビリ）やトレーニングにおいて、体を前後左右に傾けて重心を移動させる運動が有効であると考えられている。そこで、例えば特開平９－１２０４６４号公報（特許文献１）には、対象者が体の傾動によるリハビリを行う際に、測定値を画像や音で知らせるリハビリテーション支援装置が提案されている。
　ところで、対象者が体の傾動によって柔軟性の向上や筋力の増強などを図る場合には、対象者に体の傾動によるリハビリやトレーニングを継続的に行わせると共に、リハビリやトレーニングに対する効果を効率的に得ることが望ましい。特許文献１に開示されたリハビリテーション支援装置は、対象者の体の傾動による重心の移動量を仮想世界の画像や効果音と連動させて、リハビリの単調さを排除することも目的としている。
　しかしながら、特許文献１に記載のリハビリテーション支援装置では、対象者にリハビリの継続意識を持たせることについて考慮されている一方、リハビリやトレーニングの効果を効率的に得る手段については、未だ検討されていなかった。
特開平９－１２０４６４号公報
　本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、対象者が座位又は立位で体を傾けて重心を移動させる運動を行うに際して、運動による柔軟性の向上や筋力の増強といった効果を効率的に得ることができる、新規な構造の重心移動表示装置を提供することにある。
　また、本発明は、対象者が座位又は立位で体を傾けて重心を移動させる運動を行うに際して、運動による柔軟性の向上や筋力の増強などといった効果をより大きく得易くなるように視覚的に補助することができる、新規な重心移動表示装置における重心移動の表示方法を提供することも目的とする。
　以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。
　すなわち、本発明の第一の態様は、対象者が座位又は立位で体を傾けて重心を移動させる運動に際して重心の移動を表示する重心移動表示装置であって、（ｉ）前記対象者が座位又は立位で載る支持面と、（ｉｉ）該支持面に作用する該対象者の体荷重を検出するセンサと、（ｉｉｉ）該対象者が体を傾けて重心を初期位置から離れる方向へ移動させる際に、該対象者から該支持面に及ぼされた体荷重の重心位置よりも移動距離が小さくされた仮想重心位置を、該センサの検出結果に基づいて設定する仮想重心設定手段と、（ｉｖ）該仮想重心設定手段が設定した該仮想重心位置を表示する表示手段とを、含むことを特徴とする。
　このような第一の態様に従う構造とされた重心移動表示装置によれば、例えば、対象者が支持面に載った座位又は立位で体を傾ける運動を行う場合に、体を傾けることによる重心の移動を表示手段によって表示することで、対象者の運動能力や運動中の姿勢の変化などを視覚によって把握することができる。
　さらに、対象者が体を傾ける際に、単に支持面に及ぼされた体荷重の重心位置を表示して対象者に見せるのではなく、重心の移動に伴う移動距離が重心位置よりも小さい仮想重心位置を表示して対象者に見せることにより、対象者が体性感覚に基づいて感じる姿勢の変化（体の傾き）に対して、対象者が視覚によって把握する姿勢の変化を小さくする。これにより、対象者は、体性感覚によって認知する姿勢変化の限界を超えて、より大きな姿勢変化を行うことが可能となり易く、運動による筋力の増強などがより効果的に図られる。
　本発明の第二の態様は、第一の態様に記載された重心移動表示装置において、前記仮想重心位置が前記重心位置よりも予め設定された時間だけ遅れた遅延重心位置とされることにより、該仮想重心位置の移動距離が該重心位置よりも小さくされているものである。
　第二の態様によれば、仮想重心位置が重心位置に対して時間遅れで追従して移動するようにすることで、対象者が体を傾けて重心を移動させる際に、仮想重心位置の移動距離を、遅延時間に応じて重心位置の移動距離よりも小さくすることができる。しかも、仮想重心位置が重心位置の移動に対して時間遅れで追従するように移動することで、対象者の姿勢の変化と仮想重心位置の移動とのずれに対する違和感を低減することができる。
　本発明の第三の態様は、第一又は第二の態様に記載された重心移動表示装置において、前記仮想重心位置が前記重心位置よりも予め設定された距離だけ小さく移動せしめられる過小変位重心位置とされることにより、該仮想重心位置の移動距離が該重心位置よりも小さくされているものである。
　第三の態様によれば、仮想重心位置の移動距離が、重心位置の移動距離に対して、予め設定された距離だけ小さくなるようにすることで、重心位置の移動距離と仮想重心位置の移動距離との差をより直接的に設定することが可能となる。なお、過小変位重心位置の移動距離は、重心位置の移動距離から一定の距離を引いた差によって設定されていても良いが、例えば、重心位置の移動距離に対して所定の割合となるように距離を減じて設定することもできる。
　本発明の第四の態様は、第一～第三の何れか１つの態様に記載された重心移動表示装置において、前記仮想重心位置の移動距離が前記重心位置よりも小さくされる量を変更可能とする調節手段を備えているものである。
　第四の態様によれば、例えば、対象者の運動能力や体格などに応じて、仮想重心位置の移動距離が重心位置の移動距離よりも小さくされる量を調節することで、例えば、対象者に体性感覚と視覚とのずれについて大きな違和感を与えることなく、より大きな姿勢変化を対象者に促すことができて、運動による筋力増強などの効果を有利に得ることができる。なお、調節手段は、仮想重心位置の移動距離が重心位置の移動距離よりも小さくされる量を、移動距離の差の調節によって直接的に変更するものであっても良いし、例えば、重心位置に対する仮想重心位置の表示の遅延時間を調節することで間接的に変更するものであっても良い。
　本発明の第五の態様は、第一～第四の何れか１つの態様に記載された重心移動表示装置において、前記センサが前記支持面に作用する圧力を検出する圧力センサとされており、前記表示手段が前記対象者から該支持面に及ぼされる圧力の分布を該圧力センサの検出結果に基づいて表示可能とされているものである。
　第五の態様によれば、対象者が体圧分布の変化を見ることによって、対象者の姿勢の変化による重心の移動を体圧分布の変化によっても確認することができる。
　本発明の第六の態様は、第一～第五の何れか１つの態様に記載された重心移動表示装置において、前記センサが、上下に対向配置された柔軟な電極間に絶縁性の弾性材料で形成された誘電層を配設してなる圧力検出部の複数が二次元的に配された構造を有しており、該誘電層の弾性変形を伴う該電極間の距離の変化によって生じる該圧力検出部の静電容量の変化量に基づいて圧力を検出する静電容量型圧力センサとされているものである。
　第六の態様によれば、静電容量型圧力センサによって、体圧分布を簡単な構造で検出することができると共に、体圧を静電容量の変化に基づいて精度よく検出することができる。しかも、センサを構成する電極と誘電層が変形可能とされていることにより、例えば椅子の座面やベッドの上面のように、緩衝などの目的で変形し易い支持面の圧力を検出する場合にも、圧力がセンサによって高精度に検出される。
　本発明の第七の態様は、第一～第六の何れか１つの態様に記載された重心移動表示装置において、前記支持面が椅子の座面とされており、前記センサが座位の前記対象者から該椅子の該座面に及ぼされる体荷重を検出するものである。
　第七の態様によれば、例えば、対象者が座位で上体を傾ける運動を行う際に、上体の傾きをより大きく生じさせることができる。特に、座位での運動であれば、身体能力が低下した老人や傷病者、障害者などが身体能力の向上や回復を図るために行う場合にも安全性が高く、且つ本発明に係る重心移動表示装置を用いることで、身体能力の向上や回復をより効率的に実現することができる。
　本発明の第八の態様は、第一～第七の何れか１つの態様に記載された重心移動表示装置において、前記重心位置を前記センサの検出結果に基づいて算出する重心演算手段を備えているものである。
　第八の態様によれば、センサの検出結果に基づいて実際の重心位置を算出することにより、例えば重心位置の移動距離を表示して知らせることなども可能となって、その結果、医師や理学療法士、トレーナー等が、対象者の運動能力などを正しく把握することができる。
　本発明の第九の態様は、重心移動表示装置における重心移動の表示方法であって、対象者が支持面上において座位又は立位で体を傾斜させる運動に伴う該対象者の重心の初期位置から離れる方向への移動を表示するに際して、該対象者から該支持面に及ぼされた体荷重の重心位置よりも移動距離が小さくされた仮想重心位置を表示することを、特徴とする。
　このような第九の態様に従う重心移動表示装置における重心移動の表示方法によれば、対象者が体を傾ける際に、移動距離が支持面に及ぼされた体荷重の重心位置よりも小さい仮想重心位置を、対象者が見る表示手段に表示することにより、対象者に自己の姿勢変化を過小評価させて、より大きな姿勢変化（重心移動）を促すことができる。その結果、対象者は、重心移動を伴う姿勢変化運動によって、筋力増強などの効果をより大きく得ることができて、トレーニングやリハビリテーションを効率的に行うことが可能となる。
　本発明によれば、例えば、対象者が支持面に載った座位又は立位で体を傾ける運動を行う場合に、体を傾けることによる重心の移動を表示手段によって表示することで、対象者の運動能力や姿勢の変化などを視覚によって把握することができる。更に、支持面に及ぼされた体荷重の重心位置よりも移動距離が小さい仮想重心位置を対象者に見せることで、対象者が体性感覚などに基づいて感じる姿勢の変化（体の傾きなど）に対して、対象者が視覚によって把握する姿勢の変化を小さくする。これにより、対象者は、体性感覚によって認知する姿勢変化の限界を超えて、より大きな姿勢変化を行うことが可能となり易く、運動による筋力の増強などがより効果的に図られる。
本発明の第一の実施形態としての重心移動表示装置を示す平面図。 図１のＩＩ－ＩＩ断面図。 図１に示す重心移動表示装置を用いた座位で上体を傾ける運動について説明する正面図。 図１に示す重心移動表示装置を構成するモニタの表示例を示す図。 図１に示す重心移動表示装置を構成するデータ処理装置の処理内容を示すフローチャート。 図１に示す重心移動表示装置の試用結果を示す表。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
　図１には、本発明の第一の実施形態としての重心移動表示装置１０を図示する。この重心移動表示装置１０は、対象者Ａ（後述）が座位又は立位で体を傾けて重心を移動させる運動に際して、対象者Ａの重心の移動を表示する装置であって、センサとしての圧力センサ１２と、データ処理装置１４とを、備えている。なお、使用状態の重心移動表示装置１０は、後述する対象者Ａの前方が図１中の下側となる。
　圧力センサ１２は、図１，２に示すように、誘電層１６と、表側電極Ｘ０１～Ｘ１６と、裏側電極Ｙ０１～Ｙ１６と、表側配線ｘ０１～ｘ１６と、裏側配線ｙ０１～ｙ１６と、表側基材１８と、裏側基材２０と、表側配線用コネクタ２２と、裏側配線用コネクタ２４とを、備えており、これら表側配線用コネクタ２２と裏側配線用コネクタ２４が、データ処理装置１４に電気的に接続されている。なお、図１においては、理解を容易とするために、誘電層１６および表側基材１８を透視して図示すると共に、圧力検出部２８に斜線を付して示している。また、表側配線ｘ０１～ｘ１６、裏側配線ｙ０１～ｙ１６、表側配線用コネクタ２２および裏側配線用コネクタ２４は、何れも圧力センサ１２内に配設されているが、図１においては、視認を容易とするために、圧力センサ１２の外に概略的に示している。
　誘電層１６は、エラストマーとしてのウレタン発泡体製であって、四角形板状のシート状を呈し、弾性変形可能とされている。
　表側基材１８は、ゴム製であって、四角形板状を呈している。表側基材１８は、誘電層１６の上方（表側）に積層されている。裏側基材２０は、ゴム製であって、四角板形状を呈している。裏側基材２０は、誘電層１６の下方（裏側）に積層されている。
　表側基材１８の外縁と裏側基材２０の外縁とは接合されており、表側基材１８と裏側基材２０が、袋状に貼り合わされている。誘電層１６は、当該袋内に収容されている。誘電層１６の上面四隅は、表側基材１８の下面四隅に、スポット的に接着されている。また、誘電層１６の下面四隅は、裏側基材２０の上面四隅に、スポット的に接着されている。このように、誘電層１６は、表側基材１８および裏側基材２０に、使用時にシワがよらないように、位置決めされていることが望ましい。ただし、誘電層１６は、四隅が接着された状態で、表側基材１８および裏側基材２０に対して、水平方向（前後左右方向）に弾性変形可能である。
　表側電極Ｘ０１～Ｘ１６は、誘電層１６の上面に、合計１６本配置されている。表側電極Ｘ０１～Ｘ１６は、各々、アクリルゴムと、導電性カーボンブラックとを、含んで形成されている。表側電極Ｘ０１～Ｘ１６は、各々、帯状を呈しており、柔軟で伸縮可能に形成されている。表側電極Ｘ０１～Ｘ１６は、各々、縦方向（図１中、上下方向）に延在している。表側電極Ｘ０１～Ｘ１６は、横方向（図１中、左右方向）に所定間隔を隔てて離間して、互いに略平行になるように配置されている。
　表側配線ｘ０１～ｘ１６は、誘電層１６の上面に、合計１６本配置されている。表側配線ｘ０１～ｘ１６は、各々、アクリルゴムと、銀粉とを、含んで形成されている。表側配線ｘ０１～ｘ１６は、各々、線状を呈している。表側配線用コネクタ２２は、表側基材１８および裏側基材２０の隅部に配置されている。表側配線ｘ０１～ｘ１６は、各々、表側電極Ｘ０１～Ｘ１６の端部と表側配線用コネクタ２２とを接続している。
　裏側電極Ｙ０１～Ｙ１６は、誘電層１６の下面に、合計１６本配置されている。裏側電極Ｙ０１～Ｙ１６は、各々、アクリルゴムと、導電性カーボンブラックとを、含んで形成されている。裏側電極Ｙ０１～Ｙ１６は、各々、帯状を呈しており、柔軟で伸縮可能に形成されている。裏側電極Ｙ０１～Ｙ１６は、各々、横方向（図１中、左右方向）に延在している。裏側電極Ｙ０１～Ｙ１６は、縦方向（図１中、上下方向）に所定間隔を隔てて離間して、互いに略平行になるように配置されている。このように、表側電極Ｘ０１～Ｘ１６と裏側電極Ｙ０１～Ｙ１６は、上方または下方から見て、互いに直交するマトリックス状に配置されている。
　裏側配線ｙ０１～ｙ１６は、誘電層１６の下面に、合計１６本配置されている。裏側配線ｙ０１～ｙ１６は、各々、アクリルゴムと、銀粉とを、含んで形成されている。裏側配線ｙ０１～ｙ１６は、各々、線状を呈している。裏側配線用コネクタ２４は、表側基材１８および裏側基材２０の隅部に配置されている。裏側配線ｙ０１～ｙ１６は、各々、裏側電極Ｙ０１～Ｙ１６の端部と裏側配線用コネクタ２４とを接続している。
　圧力センサ１２が備える複数の圧力検出部２８は、図１に斜線を付した四角で示すように、表側電極Ｘ０１～Ｘ１６と裏側電極Ｙ０１～Ｙ１６が上下方向に交差対向する部分（重複する部分）に配置されて、誘電層１６の略全面に亘って、縦横に二次元的に配置されている。圧力検出部２８は、各々、表側電極Ｘ０１～Ｘ１６の一部と裏側電極Ｙ０１～Ｙ１６の一部との対向面間に、誘電層１６の一部を配設した構造を、有している。圧力検出部２８は、合計２５６個（＝１６個×１６個）配置されている。なお、後述する重心移動表示装置１０における重心移動の表示方法においては、各圧力検出部２８が、表側電極Ｘ０１～Ｘ１６をｘ座標値、裏側電極Ｙ０１～Ｙ１６をｙ座標値として用いて、圧力検出部２８（ｘ，ｙ）として認識される。例えば、表側電極Ｘ０１と裏側電極Ｙ０１の交差部分に配置されている、図１中左下隅に位置する圧力検出部２８を圧力検出部２８（１，１）と認識し、表側電極Ｘ１６と裏側電極Ｙ１６の交差部分に配置されている、図１中右上隅に位置する圧力検出部２８を圧力検出部２８（１６，１６）と認識する。
　データ処理装置１４は、図１に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）３０と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）３２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）３４と、電源回路３６とを、備えている。ＲＯＭ３２には、圧力検出部２８に構成されたコンデンサの静電容量と圧力（荷重）との対応を示すマップ等が記憶されている。ＲＡＭ３４には、後述する重心位置８４の演算値や、表側配線用コネクタ２２、裏側配線用コネクタ２４から入力される圧力検出部２８の静電容量としての出力値が一時的に格納される。また、電源回路３６は、圧力検出部２８に、周期的な矩形波電圧を走査的に順番に印加する。そして、ＣＰＵ３０がＲＡＭ３４に記憶された圧力検出部２８の静電容量から、ＲＯＭ３２に記憶されたマップに基づいて圧力検出部２８に作用している圧力を検出するようになっている。
　このような本実施形態に係る重心移動表示装置１０は、図３に示すように、圧力センサ１２が椅子３８（車椅子を含む）の座面４０に重ね合わされている。支持面としての座面４０に敷かれた圧力センサ１２上に対象者Ａが座ると、圧力センサ１２が座面４０と対象者Ａの間で挟まれることから、圧力センサ１２の複数の圧力検出部２８に対して、対象者Ａに作用する重力に基づいた体荷重（体圧）が及ぼされる。これにより、体荷重が及ぼされた圧力検出部２８において、表側電極Ｘ０１～Ｘ１６と裏側電極Ｙ０１～Ｙ１６の対向面間距離が誘電層１６の弾性変形によって変化して、当該圧力検出部２８の静電容量が変化する。このようにして圧力センサ１２で検出される静電容量の変化に基づいて、データ処理装置１４が圧力センサ１２に作用する体荷重を検出し、各圧力検出部２８の検出結果に基づいて座面４０に作用する体荷重の分布（体圧分布）を計測する。以上より明らかなように、本実施形態の圧力センサ１２は、静電容量型圧力センサとされている。
　本実施形態の圧力センサ１２は、表側電極Ｘ０１～Ｘ１６と裏側電極Ｙ０１～Ｙ１６と誘電層１６が、それぞれ撓み変形可能とされた柔軟なものであることから、圧力センサ１２が敷かれる椅子３８の座面４０が凹凸やクッション性を有していても、圧力センサ１２が座面４０に追従して変形することで、体圧分布が有効に計測される。
　圧力センサ１２によって計測された体圧分布は、図１に示す表示手段としてのモニタ４２に表示されている。モニタ４２は、データ処理装置１４と有線又は無線で電気的に接続されており、例えばラップトップやタブレットのようにデータ処理装置１４と一体的に設けられていても良いし、デスクトップのようにデータ処理装置１４とは別で設けられてデータ処理装置１４と接続されていても良い。
　図４は、モニタ４２の表示例であって、圧力センサ１２の上面視に略対応する座標平面４４を備えている。座標平面４４は、格子状に区分されて、区分されたマス目が各一つの圧力検出部２８を示している。即ち、図４の座標平面４４において、横軸がＸ０１で縦軸がＹ０１とされた右上隅のマス目が、表側電極Ｘ０１と裏側電極Ｙ０１の交差部分に配置されている、図１中左下隅に位置する圧力検出部２８（１，１）に対応している。更に、図４の座標平面４４において、横軸がＸ１６で縦軸がＹ１６とされた左下隅のマス目が、表側電極Ｘ１６と裏側電極Ｙ１６の交差部分に配置されている、図１中右上隅に位置する圧力検出部２８（１６，１６）に対応している。
　また、本実施形態の座標平面４４には、対象者Ａが圧力センサ１２に及ぼす体荷重の分布（体圧分布）が表示されており、座標平面４４の各マス目には、対応する圧力検出部２８の圧力検出値に応じた色が表示されて、各圧力検出部２８の圧力検出値が、色分けによって直感的に把握可能な態様で座標平面４４に表示可能とされている。本実施形態では、圧力検出部２８に作用する荷重が大きいほど赤に近い色彩で表示されると共に、荷重が小さいほど青に近い色彩で表示されるようになっている。図４では、対象者Ａの前方が図中の上方となるように表示されており、右臀部に作用する圧力が大きく、左臀部に作用する圧力が小さい状態が示されている。
　さらに、図４に示すように、モニタ４２における座標平面４４の上側には、各種の設定を行う設定領域４６が設けられている。図４に例示する設定領域４６には、例えば、計測領域４８、描画レンジ調整（２０～２００ｍｍＨｇ）領域５０、表示設定領域５２、圧力情報領域５４の各領域が設けられている。
　計測領域４８は、計測終了時に検出作動を停止させる計測終了スイッチ５６を備えている。描画レンジ調整（２０～２００ｍｍＨｇ）領域５０は、色分けして表示される圧力の上限値を設定する上限スライダ５８と、色分けして表示される圧力の下限値を設定する下限スライダ６０と、色分けして表示される圧力の上限値と下限値を自動的に設定するオートレンジスイッチ６２とを、備えている。表示設定領域５２は、座標平面４４において圧力の検出値を数値での表示と非表示を切り替える数値表示スイッチ６４と、座標平面４４において面圧中心（後述する重心位置８４）の表示と非表示を切り替える面圧中心スイッチ６６と、座標平面４４のマス目の表示と非表示を切り替えるグリッドスイッチ６８とを、備えていると共に、圧力検出値と重心位置とマス目（グリッド）の表示と非表示を一括で切り替える表示チェックボックス７０を備えている。更に、表示設定領域５２は、仮想重心位置８６（後述）の移動の表示を滑らかに補正するスムーズスイッチ７２と、座標平面４４における対象者Ａの前側の向きを変更する左回転スイッチ７４とを、備えている。圧力情報領域５４は、圧力検出部２８が検出している圧力の総和を表示する総和（ｍｍＨｇ）欄７６と、後述する接触閾値以上の圧力を検出している圧力検出部２８の数を示す有効セル数欄７８と、各圧力検出部２８に作用する圧力の平均を表示する平均（ｍｍＨｇ）欄８０と、遅延時間を入力するディレイ（ｍＳｅｃ）欄８２とを、備えている。なお、上記の各スイッチは、何れもモニタ４２に表示されるユーザーインタフェイス上に設けられた仮想的なスイッチであり、例えばマウスなどのポインティングデバイスの操作やタッチパネルのタッチ操作などによって仮想的に押下される。
　また、ＣＰＵ３０は、圧力センサ１２の検出結果に基づいて、図４中に二点鎖線の円として図示されている重心位置８４を算出する。重心位置８４は、対象者Ａから座面４０に及ぼされた体荷重の重心、換言すれば圧力センサ１２における体荷重検出領域の重心であって、例えば、予め設定された接触閾値（後述）以上の出力値を有する複数の圧力検出部２８について、各圧力検出部２８の出力値による重み付けをしたときの平面的な重心（面圧中心）の位置として算出される。本実施形態では、圧力センサ１２において体荷重が検出された領域（体荷重検出領域）の重心位置８４を算出する重心演算手段が、ＣＰＵ３０を備えるデータ処理装置１４によって構成されている。
　例えば、ＣＰＵ３０は、下式に基づいて、重心位置８４を圧力検出部２８の座標値（Ｃpx，Ｃpy）として算出し、ＲＡＭ３４に記憶する。なお、下式において、任意の圧力検出部２８（ｘ，ｙ）をｉとした場合、当該圧力検出部２８の出力値をｐi 、ｘ座標値をｘi 、ｙ座標値をｙi と表す。また、全圧力検出部２８（ｘ，ｙ）の総数をＮ、接触閾値をｔと表す。なお、接触閾値ｔとは、圧力検出部２８に何かが有意に接触していると認定し得る値であって、重心位置８４を算出する際に有意に用いられる圧力検出部２８を識別するために任意（０を含む）に設定可能な値である。例えば、本実施形態では、下限スライダ６０によって２０ｍｍＨｇに設定されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　さらに、図３に示すように、椅子３８の座面４０に敷かれた圧力センサ１２上に座った対象者Ａが、座位で上体を前後および左右に傾ける運動を行うと、圧力センサ１２による体圧の計測結果が上体の動きに伴って変化せしめられる。これにより、圧力センサ１２による体圧分布の検出結果に基づいて算出される重心位置８４が移動する。このような座位で上体を傾斜させる運動であれば、健常者のトレーニングだけでなく、傷病者のリハビリなどにも安全に適用することが可能である。対象者Ａは、座位で体を傾ける際に、足を床に接触させていても良いし、足を床から離していても良い。
　なお、図４は、左右両臀部に略均等に荷重が作用する通常の着座状態（図３中に実線で示す対象者Ａの状態）から、図３中に二点鎖線で示すように上体を右側へ傾けて、右臀部に作用する体荷重が大きくなった状態の計測結果を示しており、重心位置８４が、移動する前の通常の着座状態での重心位置（重心位置８４の初期位置）であるＸ０８付近から、Ｘ０６付近まで移動している。図４は、対象者Ａが体を傾けはじめてからの経過時間が後述する仮想重心位置８６の遅延時間（１０００ミリ秒）よりも短い状態を示しており、仮想重心位置８６が重心位置８４の初期位置から移動していない（重心位置８４の初期位置からの移動距離が０である）ことから、図４において、重心位置８４の初期位置は、仮想重心位置８６と略同じ位置とされている。
　対象者Ａは、モニタ４２の表示を見ながら、上体を前後左右に傾ける運動を行う。ここにおいて、図４に実線の円で示すように、モニタ４２には、対象者Ａの重心の移動を伴う移動距離が重心位置８４よりも小さくされた仮想重心位置８６が、表示されている。仮想重心位置８６は、初期位置からの移動距離が、圧力センサ１２の検出結果から算出された重心位置８４の移動距離に比して、予め設定された量に基づいて小さくされている。そして、仮想重心位置８６がモニタ４２に表示されることで、重心移動によって表される対象者Ａの姿勢変化（ここでは上体の傾動）が過小に表示されるようになっている。なお、仮想重心位置８６の初期位置と、重心位置８４の初期位置は、略同じ位置となる。
　仮想重心位置８６としては、例えば、実際の重心位置８４に対して予め設定された遅延時間だけ遅れた遅延重心位置が採用される。即ち、ＣＰＵ３０によって算出された重心位置８４が例えば５秒前までＲＡＭ３４に記憶されており、予め設定された遅延時間だけ時間を遡った重心位置が遅延重心位置としてＲＡＭ３４から読み出されて、モニタ４２の座標平面４４に仮想重心位置８６として表示される。図４では、対象者Ａが上体を右側へ傾けて重心位置８４を右側へ移動させた状態であることから、重心位置８４に対して遅れて表示される仮想重心位置８６が、座標平面４４において重心位置８４よりも左側に表示されている。本実施形態において、予め設定された量（ここでは遅延時間）に基づいて移動距離が重心位置８４よりも小さくされた仮想重心位置８６を設定する仮想重心設定手段が、ＣＰＵ３０とＲＡＭ３４を備えるデータ処理装置１４によって構成されている。
　なお、仮想重心位置８６は、本実施形態において例示する遅延重心位置に限定されず、例えば、移動距離が重心位置８４に対して予め設定された距離だけ小さくされた過小変位重心位置を、仮想重心位置８６として採用することもできる。この過小変位重心位置は、例えば、ＣＰＵ３０が、重心位置８４の移動に際して、重心位置８４の移動距離から予め設定された量（移動距離の差や移動距離の割合など）に基づいた距離を減じて仮想重心位置８６の座標を算出することで設定される。なお、仮想重心位置８６と重心位置８４の移動距離の差が一定である場合には、重心位置８４の移動距離が予め設定された仮想重心位置８６と重心位置８４の移動距離の差よりも小さい場合に、過小変位重心位置である仮想重心位置８６は移動しないようにしても良いし、重心位置８４の移動距離に対して所定の割合だけ移動するようにしても良い。
　また、対象者Ａが運動を行いながら見るモニタ４２には、重心位置８４は表示されていない。即ち、図４中に重心位置８４が二点鎖線の円で仮想的に示されているのは、仮想重心位置８６が重心位置８４に対して遅れて移動していることを分かり易くするためであって、対象者Ａが見るモニタ４２には重心位置８４が表示されることなく仮想重心位置８６が表示されている。従って、対象者Ａは、仮想重心位置８６が重心位置８４を示すものであると誤認して、自分の姿勢、換言すれば上体の傾斜による重心の移動を、仮想重心位置８６の表示に基づいて視覚的に把握する。
　これにより、対象者Ａは、体性感覚（自己受容覚）などに基づいて把握される自分の姿勢と、モニタ４２の表示に基づいて視覚的に把握される自分の姿勢との間に、ずれがあることを認識する。対象者Ａは、視覚によって明確に把握される自分の姿勢が実際の姿勢に一致していると考えることから、体性感覚などに基づいて感じる上体の傾斜角度が、実際の傾斜角度に対して過大であると考える。その結果、対象者Ａは、視覚によって把握された自分の姿勢に基づいて、上体を更に傾動させることが可能であると感じて、上体を体性感覚に基づいて認知される限界よりも大きく傾斜させようとすることから、上体を前後左右に傾斜させる運動によるトレーニング効果やリハビリ効果をより有利に得ることができる。
　本実施形態では、モニタ４２の表示例である図４中の右上に設けられた圧力情報領域５４のディレイ（ｍＳｅｃ）欄８２に数値を入力することで、仮想重心位置８６の重心位置８４に対する遅延時間を予め設定しておくことが可能とされている。これにより、重心位置８４の移動距離に対する仮想重心位置８６の移動距離の差を調節することができて、対象者Ａに仮想重心位置８６の重心位置８４に対する表示の遅延に起因する違和感を低減しながら、仮想重心位置８６の遅延表示によるリハビリやトレーニングの効果の向上を有効に図ることができる。本実施形態では、重心位置８４の移動距離と仮想重心位置８６の移動距離の差を変更可能とする調節手段が、重心位置８４の移動距離と仮想重心位置８６の移動距離の差を決定する遅延時間が入力されるディレイ（ｍＳｅｃ）欄８２と、ディレイ（ｍＳｅｃ）欄８２に入力された遅延時間の数値に基づいて仮想重心位置８６を設定するデータ処理装置１４とによって構成されている。
　遅延時間は、対象者Ａに違和感を与えないように１秒以下に設定されることが望ましい。好適には、遅延時間を２００ミリ秒～４００ミリ秒に設定することにより、仮想重心位置８６の表示による運動効果の向上を有効に図りつつ、重心位置８４とのずれによる対象者Ａの違和感を抑えることができる。また、遅延時間は、例えば、対象者Ａの運動能力（例えば、重心位置８４の最大移動可能距離や移動速度）などを考慮して設定され得る。なお、図４では、重心位置８４と仮想重心位置８６のずれを分かり易くするために、ディレイ（ｍＳｅｃ）欄８２に入力された遅延時間が１秒（１０００ミリ秒）と比較的に長くされている。
　もっとも、遅延時間が任意に変更設定可能とされていることは必須ではなく、例えば、対象者Ａの年齢や体格などに応じた遅延時間の選択肢を幾つか設けて、それらの選択肢から適当な遅延時間を選択するようにしても良いし、予め固定的に定められた１つの遅延時間だけが変更不能に設定されていても良い。
　また、本実施形態では、図４に示すように、上体の傾動による重心移動の目標ライン８８が例えば一点鎖線で表示されていることにより、対象者Ａは仮想重心位置８６が目標ライン８８を越えて移動するように上体を傾動させようとする。この目標ライン８８は、例えば座位から立位への移行に必要な重心移動距離などの一般的な目標を示すものであっても良いが、対象者Ａの過去の運動結果に基づいて設定されることが望ましく、例えば、対象者Ａが重心移動表示装置１０を用いて行った前回の運動における重心位置８４の移動距離の最大値とすることで、対象者Ａが前回よりも大きく重心を移動させる助けとなり得る。即ち、対象者Ａが前回の運動で到達し得た重心位置８４を目標とすることで、目標ライン８８への到達が困難ではないという印象を対象者Ａに与えることができると共に、モニタ４２に表示された仮想重心位置８６が目標ライン８８に達するところまで対象者Ａが体を傾けると、実際の重心位置８４は目標ライン８８を超えて移動することになる。従って、対象者Ａは、重心位置８４を見ながら運動する場合に比して、困難を感じることなく、前回の運動よりも大きく重心を移動させることができる。なお、例えば、前回の重心移動距離の最大値よりも予め設定された所定の距離分だけ大きな移動距離を目標ライン８８として設定することにより、対象者Ａにより大きな重心移動を促すこともできる。
　しかも、本実施形態の仮想重心位置８６は、重心位置８４に対して時間的に遅れて表示される遅延重心位置とされている。これにより、対象者Ａの上体の傾動による重心の移動に際して、仮想重心位置８６の移動距離が重心位置８４の移動距離よりも小さく表示されるようになっていると共に、仮想重心位置８６が重心位置８４に対して所定の時間遅れで追従して移動することで、対象者Ａが仮想重心位置８６の移動に違和感を感じ難くなっている。
　なお、仮想重心位置８６としては、重心位置８４の移動距離から所定の距離を減じて算出される過小変位重心位置を採用することも可能であり、この場合には、重心位置８４の移動距離と仮想重心位置８６の移動距離の差を直接的に設定することが可能となる。
　また、図４では、対象者Ａの体圧分布が色彩によって視覚的に確認可能な態様でモニタ４２に表示されており、対象者Ａや理学療法士、トレーナーなどが対象者Ａの運動能力や運動中の姿勢の変化などを容易に把握することができる。
　もっとも、モニタ４２における体圧分布の表示は必須ではなく、体圧分布の変化を対象者Ａに見せないようにもできる。この場合には、例えば、通常の座位における臀部および大腿部の外形をモデル的に表示して、対象者Ａの座面４０に対する初期の接触位置が分かるようにしても良い（図４参照）。更に、圧力検出部２８に対応する座標平面４４のマス目にそれぞれの圧力検出値を数値で表示することもできる。
　ところで、モニタ４２に仮想重心位置８６を表示する際のデータ処理装置１４の処理内容について、図５のフローチャートを参照しつつ説明する。
　先ず、ＣＰＵ３０は、Ｓ１において、圧力センサ１２の全ての圧力検出部２８の出力値を取得する。
　次に、ＣＰＵ３０は、Ｓ２において、上述した数式１によって、重心位置８４を圧力検出部２８の座標値（Ｃpx，Ｃpy）として算出し、ＲＡＭ３４に記憶する。なお、ＲＡＭ３４において、例えば５秒前までの重心位置８４が記憶されると共に、記憶されていた５秒以上前の重心位置８４が消去される。
　また、ＣＰＵ３０は、Ｓ３において、予め設定された遅延時間に基づいて、ＲＡＭ３４に記憶された重心位置８４から仮想重心位置８６を選択する。そして、ＣＰＵ３０は、Ｓ４において、仮想重心位置８６をモニタ４２の座標平面４４に表示する。この際、圧力検出部２８の出力値に基づいた体圧分布を、座標平面４４に色分けや数値によって表示させても良い。
　次に、ＣＰＵ３０は、Ｓ５において、モニタ４２に表示されたユーザーインターフェイス上で計測領域４８の計測終了スイッチ５６が押されたかどうかを判定する。計測終了スイッチ５６が押されていた場合（Ｓ５＝Ｙｅｓ）には、処理を終了する。一方、計測終了スイッチ５６が押されていない場合（Ｓ５＝Ｎｏ）には、Ｓ１以降の処理を繰り返す。なお、Ｓ１以降の処理を繰り返す前に、０．０５～０．５秒程度の所定の待機時間を設けても良い。
　また、本実施形態に係る重心移動表示装置１０を用いて、健常な対象者Ａに座位での運動を実際に行わせたところ、図６に示すように、重心の移動距離を大きくさせる効果が確認できた。即ち、モニタ４２に重心位置８４を表示し仮想重心位置８６を表示しない状態で、対象者Ａにモニタ４２を見せながら上体を前後左右に傾斜させる運動を行わせて、重心位置８４の移動距離を測定した後、モニタ４２に重心位置８４を表示せず仮想重心位置８６を表示した状態で、対象者Ａにモニタ４２を見せながら上体を前後左右に傾斜させる運動を行わせて、重心位置８４の移動距離を測定した。そして、重心位置８４を見せながら運動をさせた場合の重心位置８４の移動距離の平均値と、仮想重心位置８６を見せながら運動をさせた場合の重心位置８４の移動距離の平均値とを、前後左右の各方向への傾動について算出した結果が、図６に示されている。図６によれば、仮想重心位置８６を見せた場合の方が、重心位置８４の移動距離が大きくなる傾向にあることが確認できた。これは、仮想重心位置８６を見せながら運動をさせたことによって、対象者Ａの体性感覚（内部感覚）が視覚とのずれを小さくするように較正（アダプテーション）されたことに起因すると考えられる。
　なお、図６の結果を得た重心移動表示装置１０の試用では、１０人の健常な対象者Ａについて、座位での上体傾斜運動時の重心位置８４を、前後左右の各方向で各複数回測定して、重心位置８４の移動距離の平均値を各方向についてそれぞれ算出した。この際の対象者Ａは、年齢が２２～３２才（平均年齢２４才）であった。また、重心移動表示装置１０の試用では、重心位置８４に対する仮想重心位置８６の遅れ（遅延時間）を２５０～１０００ミリ秒に設定した。
　以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、センサは、検出結果に基づいて仮想重心位置８６を設定可能なものであれば、圧力センサ１２に限定されるものではなく、例えば歪ゲージ式ロードセルなどの荷重センサを採用することもできる。更に、圧力センサ１２として、電気抵抗の変化に基づいて接触時の圧力を検出する電気抵抗型圧力センサなどを採用しても良い。
　さらに、圧力センサ１２に設けられる圧力検出部２８の数は、特に限定されない。例えば、圧力検出部２８を圧力センサ１２の面積比でより多く設けることによって、検出精度の向上が図られる一方、圧力検出部２８の数を減らすことによって、電極や配線の数が少なくなると共に、演算処理の負荷も低減され得る。要するに、表側電極と裏側電極の数は、適宜に設定されるものであり、例えば表側電極が３２本で裏側電極が２５本のように、表側電極と裏側電極は互いに異なる数であっても良い。更に、表側電極と裏側電極は、互いに直交する方向に延びている必要はなく、互いに傾斜する方向（ここでは直交方向および同方向を除く）に延びて交差対向していても良いし、各複数がスポット的に配されて上下に対向していても良い。
　また、本発明に係る重心移動表示装置１０は、立位で体を前後左右に傾ける運動にも用いることができる。この場合には、対象者Ａが圧力センサ１２の上に立って、対象者Ａの足によって圧力センサ１２に及ぼされる圧力（足圧）の分布に基づいて、重心位置８４と仮想重心位置８６を設定することができる。
　前記実施形態では、椅子３８の座面４０に圧力センサ１２を敷いて使用する場合を例示したが、例えば、圧力センサ１２をベッド（診療台を含む）の上に重ね合わせて座位で体を傾ける運動の補助に使用したり、圧力センサ１２を床に重ね合わせて立位で体を傾ける運動の補助に使用したりしても良い。なお、圧力センサ１２をベッドに重ね合わせて使用する場合には、ベッドの上面が支持面となる。同様に、圧力センサ１２を床に重ね合わせて使用する場合には、床の上面が支持面となる。このように、支持面は、対象者Ａが座位又は立位で載って体を傾斜させる運動を行うことができれば、特に限定されるものではない。
　前記実施形態では、重心位置８４を算出して、重心位置８４に対して遅延して表示される仮想重心位置８６を設定する例を示したが、例えば、重心位置８４に対する距離の差を設定する場合などには、圧力センサ１２の検出結果に基づいて仮想重心位置８６を直接算出することもできる。
　重心位置８４や体圧分布などの計測結果や評価などを、計測終了後にモニタ４２に表示することもできる。具体的には、例えば、目標ライン８８に対する重心位置８４の到達の程度や、経時的な体圧分布の変化などを測定終了後に適宜に表示させることで、対象者Ａや医師などが運動能力の変化を把握し易くなり得る。
１０：重心移動表示装置、１２：圧力センサ（センサ）、１４：データ処理装置（重心演算手段、仮想重心設定手段、調節手段）、１６：誘電層、２８：圧力検出部、３８：椅子、４０：座面（支持面）、４２：モニタ（表示手段）、８２：ディレイ（ｍＳｅｃ）欄（調節手段）、８４：重心位置、８６：仮想重心位置、Ｘ０１～Ｘ１６：表側電極（電極）、Ｙ０１～Ｙ１６：裏側電極（電極）

Claims (9)

  1. 　対象者が座位又は立位で体を傾けて重心を移動させる運動に際して重心の移動を表示する重心移動表示装置であって、
    　前記対象者が座位又は立位で載る支持面と、
    　該支持面に作用する該対象者の体荷重を検出するセンサと、
    　該対象者が体を傾けて重心を初期位置から離れる方向へ移動させる際に、該対象者から該支持面に及ぼされた体荷重の重心位置よりも移動距離が小さくされた仮想重心位置を、該センサの検出結果に基づいて設定する仮想重心設定手段と、
    　該仮想重心設定手段が設定した該仮想重心位置を表示する表示手段と
    を、含むことを特徴とする重心移動表示装置。
  2. 　前記仮想重心位置が前記重心位置よりも予め設定された時間だけ遅れた遅延重心位置とされることにより、該仮想重心位置の移動距離が該重心位置よりも小さくされている請求項１に記載の重心移動表示装置。
  3. 　前記仮想重心位置が前記重心位置よりも予め設定された距離だけ小さく移動せしめられる過小変位重心位置とされることにより、該仮想重心位置の移動距離が該重心位置よりも小さくされている請求項１に記載の重心移動表示装置。
  4. 　前記仮想重心位置の移動距離が前記重心位置よりも小さくされる量を変更可能とする調節手段を備えている請求項１～３の何れか一項に記載の重心移動表示装置。
  5. 　前記センサが前記支持面に作用する圧力を検出する圧力センサとされており、前記表示手段が前記対象者から該支持面に及ぼされる圧力の分布を該圧力センサの検出結果に基づいて表示可能とされている請求項１～４の何れか一項に記載の重心移動表示装置。
  6. 　前記センサが、上下に対向配置された柔軟な電極間に絶縁性の弾性材料で形成された誘電層を配設してなる圧力検出部の複数が二次元的に配された構造を有しており、該誘電層の弾性変形を伴う該電極間の距離の変化によって生じる該圧力検出部の静電容量の変化量に基づいて圧力を検出する静電容量型圧力センサとされている請求項１～５の何れか一項に記載の重心移動表示装置。
  7. 　前記支持面が椅子の座面とされており、前記センサが座位の前記対象者から該椅子の該座面に及ぼされる体荷重を検出する請求項１～６の何れか一項に記載の重心移動表示装置。
  8. 　前記重心位置を前記センサの検出結果に基づいて算出する重心演算手段を備えている請求項１～７の何れか一項に記載の重心移動表示装置。
  9. 　対象者が支持面上において座位又は立位で体を傾斜させる運動に伴う該対象者の重心の初期位置から離れる方向への移動を表示するに際して、該対象者から該支持面に及ぼされた体荷重の重心位置よりも移動距離が小さくされた仮想重心位置を表示することを特徴とする重心移動表示装置における重心移動の表示方法。
PCT/JP2018/029659 2017-08-11 2018-08-07 重心移動表示装置と重心移動表示装置における重心移動の表示方法 WO2019031523A1 (ja)

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