WO2022080296A1 - 義肢又は装具の製造又は設計の支援システム、義肢又は装具の提供方法、提供プログラム、製造方法、及び端末用プログラム - Google Patents

義肢又は装具の製造又は設計の支援システム、義肢又は装具の提供方法、提供プログラム、製造方法、及び端末用プログラム Download PDF

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WO2022080296A1
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orthotic device
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unit
manufacturing
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雄一 上田
貴士 光部
淳 森田
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Jsr株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A43—FOOTWEAR
    • A43D—MACHINES, TOOLS, EQUIPMENT OR METHODS FOR MANUFACTURING OR REPAIRING FOOTWEAR
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    • A43D1/02—Foot-measuring devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61F5/00—Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices; Anti-rape devices
    • A61F5/01—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces

Definitions

  • the embodiment of the present invention relates to a support system for manufacturing or designing a prosthesis or an orthotic device, a method for providing the prosthesis or the orthotic device, a providing program, a manufacturing method, and a program for a terminal.
  • design parameters that determine the surface shape of the insole are defined based on the position of the bones of the foot, and the designer can input the design parameters by selecting the type of bone.
  • the techniques that can be done are disclosed.
  • An object of the present invention is to provide a support system for manufacturing or designing an artificial limb or an orthotic device capable of easily providing an artificial limb or orthotic device, a method for providing the artificial limb or the orthotic device, a providing program, a manufacturing method, and a program for a terminal. do.
  • the present invention is based on the acquisition unit for acquiring shape data including the external shape information of the part where the subject wears the artificial limb or the device, and the shape data.
  • the first generation unit that generates model data for modeling the artificial limb or equipment worn by the subject
  • the second generation unit that generates display image data based on the model data
  • the display image data are displayed.
  • a display control unit, a reception unit that receives operation information by a user who refers to an image of the display image data, and a change that changes the model data when the operation information requests a change of the model data.
  • the present invention acquires shape data including external shape information of a portion where the subject wears the artificial limb or the equipment, and based on the shape data, model data for modeling the artificial limb or the equipment to be worn by the subject. Is generated, display image data is generated based on the model data, the display image data is transmitted, operation information by a user who has referred to the image of the display image data is received, and the operation information is the above.
  • a method for providing a prosthesis or a device which comprises changing the model data when a change of the model data is requested and modeling the prosthesis or the device based on the model data or the changed model data. be.
  • the present invention acquires shape data including external shape information of a portion where the subject wears the artificial limb or the equipment, and based on the shape data, model data for modeling the artificial limb or the equipment to be worn by the subject. Is generated, display image data is generated based on the model data, the display image data is transmitted, operation information by a user who has referred to the image of the display image data is received, and the operation information is the above.
  • the model data is requested to be changed, the model data is changed, and the computer is made to execute each process of modeling the artificial limb or the equipment based on the model data or the changed model data. It is a program provided by.
  • the present invention is model data generated based on shape data including external information of a portion where the subject wears the prosthesis or the orthotic device, and is a model for modeling the prosthesis or the orthotic device to be worn by the subject.
  • This is a terminal program that causes a computer to execute each process of receiving operation information by the user and transmitting the operation information to the device for providing the artificial limb or the orthotic device.
  • the present invention acquires shape data including external shape information of a portion where the subject wears the artificial limb or the equipment, and based on the shape data, model data for modeling the artificial limb or the equipment to be worn by the subject. Is generated, display image data is generated based on the model data, the display image data is transmitted, operation information by a user who has referred to the image of the display image data is received, and the operation information is the above.
  • a method for manufacturing an artificial limb or an instrument which comprises modifying the model data when a change of the model data is requested and modeling the artificial limb or the instrument based on the model data or the changed model data. be.
  • the present invention is model data generated based on shape data including external information of a portion where the subject wears the prosthesis or the orthotic device, and is a model for modeling the prosthesis or the orthotic device to be worn by the subject.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an orthotic device providing system according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the information processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of the orthotic device providing system according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the processing of the acquisition unit according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the processing of the first generation unit according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a single lattice structure.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the processing of the second generation unit according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an orthotic device providing system according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the information processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of the
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an orthotic device providing system according to a modification 1 of the first embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the orthotic device providing system according to the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an orthotic device providing system according to a second embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining aggregate displacement information according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the processing of the estimation unit according to the second embodiment.
  • prosthetic limb orthotic device is a concept including both artificial limbs and orthotic devices.
  • the artificial limb is an instrument worn by a person who has lost his / her hand or foot due to illness or injury, or a person who does not have a congenital hand or foot. Including the prosthesis that becomes.
  • the prosthesis may include an instrument called a socket in order to attach (fix) the prosthetic limb body part such as the prosthesis or the prosthesis to each part of the subject.
  • an orthotic device is a device worn on each part of the subject for various purposes such as treatment, prevention, and assistance, and is distinguished from an artificial limb or a socket.
  • prosthetic limb orthotic device is also described as "prosthetic limb or orthotic device”.
  • an embodiment mainly related to an orthotic device will be described as an example.
  • the present embodiment is merely an example, and the present invention is not limited to the provision of an orthotic device.
  • it can be applied to provide a part of the prosthesis (such as a socket) or the whole prosthesis. That is, in the following description, the description "orthotic device” can be read as “prosthetic limb” or “prosthetic limb orthotic device”.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the orthotic device providing system 1 according to the first embodiment.
  • the orthotic device providing system 1 of the first embodiment includes an operation terminal 10, an information processing device 20, and a modeling device 30.
  • Each device illustrated in FIG. 1 is in a state where it can directly or indirectly communicate with each other by a network such as a LAN (Local Area Network) or a WAN (Wide Area Network).
  • the information processing device 20 and the modeling device 30 are also referred to as an orthotic device providing device 2.
  • the orthotic device providing system 1 shown in FIG. 1 is an example of a support system for manufacturing or designing an artificial limb or an orthotic device.
  • the orthotic device providing device 2 is an example of a support device for manufacturing or designing an artificial limb or an orthotic device.
  • FIG. 1 the case where the orthotic device providing system 1 and the orthotic device providing device 2 have the modeling device 30 will be described, but the orthotic device providing system 1 and the orthotic device providing device 2 do not necessarily have the modeling device 30. ..
  • the operation terminal 10 is a device operated by a user (operator).
  • the operation terminal 10 is, for example, an information processing device such as a personal computer, a tablet terminal, and a smartphone.
  • the operation terminal 10 receives various instructions from the user and controls the processing of the information processing apparatus 20 based on the received instructions. Specifically, the operation terminal 10 receives an instruction for changing (editing) the model data generated by the information processing apparatus 20 from the user and transmits the instruction to the information processing apparatus 20. Further, the operation terminal 10 receives an instruction for modeling the orthotic device from the model data from the user and transmits it to the information processing apparatus 20.
  • the user is typically a prosthetist, but provides the orthotic device to the target person, such as a person who is trained to become a prosthetist or a person who supports a prosthetist.
  • the target person is typically a patient, but may be a person (wearer) who wears the orthotic device, such as a healthy person (sports player).
  • the operation terminal 10 includes a storage unit 101, an acquisition unit 102, a first transmission unit 103, a first reception unit 104, a display control unit 105, and a reception unit 106.
  • the storage unit 101 is a storage area realized by, for example, an HDD, and stores display shape data and the like transmitted from the information processing apparatus 20. The processing of the acquisition unit 102, the first transmission unit 103, the first reception unit 104, the display control unit 105, and the reception unit 106 will be described later.
  • the information processing device 20 is a device mainly responsible for an information processing function among the equipment providing devices 2 that provide the equipment.
  • the information processing device 20 is an information processing device such as a server device or a workstation.
  • the information processing device 20 executes various types of information processing based on an instruction from the operation terminal 10. Specifically, the information processing apparatus 20 generates / changes model data and transmits the model data to the modeling apparatus 30.
  • the information processing apparatus 20 includes a storage unit 201, a second receiving unit 202, a first generation unit 203, a second generation unit 204, a second transmission unit 205, and a change unit 206.
  • the storage unit 201 is a storage area realized by, for example, an HDD, and stores shape data transmitted from the operation terminal 10, a database referred to when generating model data, and the like. The processing of the second receiving unit 202, the first generating unit 203, the second generating unit 204, the second transmitting unit 205, and the changing unit 206 will be described later.
  • the modeling device 30 is a device mainly responsible for modeling the orthotic device among the orthotic device providing devices 2 that provide the orthotic device.
  • the modeling apparatus 30 is composed of a group of hardware elements that provide the functions of a three-dimensional printer (3D-Printer).
  • the modeling device 30 includes a modeling unit 301 for modeling the orthotic device.
  • the modeling unit 301 can be realized by the functions of various known three-dimensional printers.
  • the modeling unit 301 has a nozzle for ejecting a material that has been heated and melted to a desired temperature and pressure, a moving mechanism for moving the nozzle in a three-dimensional direction, and a material having a desired shape due to the material ejected from the nozzle. It includes a modeling stage on which a pattern layer is formed, a control unit that controls each unit, and the like.
  • the modeling unit 301 forms a three-dimensional structure corresponding to the model data by repeatedly stacking pattern layers based on the model data. It should be noted that one pattern layer is formed based on one tomographic image corresponding to the same position as the one pattern layer among a plurality of tomographic images constituting the model data.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the information processing apparatus 20 according to the first embodiment.
  • the information processing device 20 includes a CPU (Central Processing Unit) 21, a ROM (Read Only Memory) 22, a RAM (Random Access Memory) 23, an auxiliary storage device 24, and an input device 25. , A display device 26, and an external I / F 27.
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the CPU 21 comprehensively controls the operation of the information processing apparatus 20 by executing the program, and realizes various functions of the information processing apparatus 20. Various functions of the information processing apparatus 20 will be described later.
  • the ROM 22 is a non-volatile memory and stores various data (information written at the manufacturing stage of the information processing device 20) including a program for activating the information processing device 20.
  • the RAM 23 is a volatile memory having a working area of the CPU 21.
  • the auxiliary storage device 24 stores various data such as a program executed by the CPU 21.
  • the auxiliary storage device 24 is composed of, for example, an HDD (Hard Disc Drive), an SSD (Solid State Drive), or the like.
  • the input device 25 is a device for an operator who operates the information processing device 20 to perform various operations.
  • the input device 25 is composed of, for example, a mouse, a keyboard, a touch panel, or hardware keys.
  • the operator is, for example, a person who provides a service for providing an orthotic device (service provider) or a person who maintains and manages the information processing apparatus 20 at the request of the service provider.
  • the display device 26 displays various information.
  • the display device 26 displays image data, model data, a GUI (Graphical User Interface) for receiving various operations from an operator, a medical image, and the like.
  • the display device 26 is composed of, for example, a liquid crystal display, an organic EL (Electro Luminescence) display, or a cathode ray tube display.
  • the input device 25 and the display device 26 may be integrally configured, for example, in the form of a touch panel.
  • the external I / F 27 is an interface for connecting (communication) with an external device such as an operation terminal 10 or a modeling device 30.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of the orthotic device providing system 1 according to the first embodiment.
  • the description will be made with reference to FIGS. 4 to 7.
  • the process shown in FIG. 3 can be executed at any timing of the user.
  • the orthotic device may be any device that protects, corrects, or assists a part of the subject's body, a fixing device (cast, etc.) for fixing the fractured part, and a conservative treatment for joint diseases.
  • the concept includes therapeutic devices (therapeutic insoles, etc.) and protective devices (elbow pads, knee pads, etc.) to prevent injuries.
  • the acquisition unit 102 provided in the information processing apparatus 1 acquires the shape data 12 of the target person (step S101).
  • the shape data 12 is information representing the shape of the part of the subject.
  • the acquisition unit 102 acquires the shape data of the foot (sole) of the subject in order to provide the insole to the subject.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the processing of the acquisition unit 102 according to the first embodiment.
  • acquisition of the shape data 12 using the trisham 11 will be described.
  • the trisham 11 is a member for forming a last.
  • the user causes the subject to step on the trisham 11 so that the trisham 11 preserves the shape of the sole of the subject.
  • the acquisition unit 102 acquires the shape data 12 of the sole of the subject by converting the shape of the sole of the subject stored in the trisham 11 into data by using the function of the three-dimensional scanner. Specifically, the acquisition unit 102 captures the shape of the sole of the subject stored in the Trisham 11 from a plurality of different directions, and combines the captured images to represent the shape of the body surface of the sole of the subject.
  • the shape data 12 is generated.
  • the right figure of FIG. 4 illustrates the shape of the sole of the foot, the shape of the instep side of the foot, the shape near the ankle, and the shape of the skeleton of the foot. That is, the right figure of FIG. 4 is acquired from a medical image diagnostic device such as an X-ray CT (Computed Tomography) device or an MRI (Magnetic Resonance Imaging) device, which will be described later, in addition to the shape data 12 acquired by using the above Trisham 11. Corresponds to the superimposed shape data 12. Therefore, the shape data 12 acquired by using the above-mentioned Trisham 11 does not include the shape of the instep side, the shape near the ankle, and the shape of the skeleton of the foot shown in FIG.
  • a medical image diagnostic device such as an X-ray CT (Computed Tomography) device or an MRI (Magnetic Resonance Imaging) device, which will be described later
  • the foot shape data 12 may be acquired by pouring gypsum into the trisham 11 in which the shape of the sole of the foot is stored and photographing the shape of the solidified gypsum with a three-dimensional scanner.
  • the foot shape data 12 may be acquired by directly photographing the foot of the subject with a three-dimensional scanner without using the trisham 11. Further, the foot shape data 12 may be acquired by photographing the subject's foot with a medical image diagnostic device such as an X-ray CT (Computed Tomography) device or an MRI (Magnetic Resonance Imaging) device.
  • a medical image diagnostic device such as an X-ray CT (Computed Tomography) device or an MRI (Magnetic Resonance Imaging) device.
  • the shape data 12 can include the skeleton shape data representing the shape of the skeleton of the foot.
  • the acquisition unit 102 receives (receives) the shape data 12 generated by a three-dimensional scanner (or a medical image diagnostic device or the like) provided outside the equipment providing system 1, and thereby receives the shape data 12. You may get it.
  • the acquisition unit 102 acquires the shape data 12 of the target person.
  • the acquisition unit 102 acquires shape data including the external shape information of the portion where the subject wears the artificial limb or the orthotic device. Then, the acquisition unit 102 stores the acquired shape data 12 in the storage unit 101.
  • the first transmission unit 103 transmits the shape data 12 to the orthotic device providing device 2 (step S102).
  • the first transmission unit 103 reads the shape data 12 of the foot of the target person acquired by the acquisition unit 102 from the storage unit 101, and transmits the read shape data 12 to the information processing device 20 of the orthotic device providing device 2.
  • the second receiving unit 202 receives the shape data 12 from the operation terminal 10 (step S103). For example, the second receiving unit 202 receives the foot shape data 12 of the target person transmitted by the first transmitting unit 103, and stores the received shape data 12 in the storage unit 201.
  • the first generation unit 203 generates the model data 13 of the orthotic device based on the shape data 12 (step S104).
  • the model data 13 is information for modeling the orthotic device with the modeling device 30, and includes external data representing the three-dimensional outer shape of the orthotic device and hardness data representing the hardness of each position of the orthotic device. Information.
  • the model data 13 is STL (Stereolithography) data.
  • the first generation unit 203 reads out the foot shape data 12 of the target person received by the second reception unit 202 from the storage unit 201. Then, the first generation unit 203 generates the model data 13 of the insole to be attached to the subject based on the read shape data 12 of the subject's foot.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the processing of the first generation unit 203 according to the first embodiment.
  • FIG. 5 shows an example of an insole image drawn and processed based on the insole model data 13.
  • This insole image is a drawing of the three-dimensional shape of the orthotic device represented by the external shape data on the image. Further, the pixel values (shown by the shades of hatching in FIG. 5) assigned to each position (coordinates) of the insole image correspond to the value of the hardness data of each position.
  • the surface of the insole that contacts the sole is referred to as the back surface
  • the surface that contacts the sole of the foot is referred to as the front surface.
  • the first generation unit 203 reads the preset information of the model data of the insole from the storage unit 201.
  • the preset information of the model data is a typical model created so that the shape of various shoes such as flat sole shoes and high heels is adapted, and the surface of the insole is adapted to the shape data of a standard human foot. It is data and is stored in advance in the storage unit 201.
  • the standard human foot shape data refers to, but is not limited to, the average value of, for example, by gender, race, and age.
  • the first generation unit 203 generates the model data 13 by deforming the preset information of the model data so as to match the shape data 12 of the foot of the target person.
  • the first generation unit 203 generates the model data 13 by enlarging or reducing the preset information of the model data based on the length and width of the foot of the subject.
  • the shade of hatching in FIG. 5 corresponds to the hardness of each position.
  • the model data 13 includes information indicating a unit lattice structure according to the hardness of each position of the insole.
  • the unit grid structure is a structure in which a space having a predetermined shape is one unit, and includes a plurality of structural columns connecting two points among a plurality of vertices forming the predetermined shape.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a single lattice structure.
  • FIG. 6 illustrates a unit grid structure in which a cube-shaped space is one unit.
  • the unit lattice structure includes six types of structures M1 to M6.
  • the insole is formed by three-dimensionally arranging at least one of these six types of structures M1 to M6.
  • the hardness data of the insole is set according to the type of the unit lattice structure and at least one of the thicknesses of the structural columns. Further, the hardness data of the insole is set by at least one of the shape of the unit lattice structure and the number, shape, and thickness of the structural columns.
  • the first generation unit 203 generates model data 13 including external shape data and hardness data. Then, the first generation unit 203 stores the generated model data 13 in the storage unit 201.
  • the model data generated here is only initially set, and is changed to a shape and hardness more suitable for the foot of the subject by the processing of steps S109 to S112.
  • FIG. 5 illustrates an insole for flat-soled shoes, but the insole is not limited to this, and model data of an insole suitable for any kind of shoes can be generated.
  • the present invention is not limited to this.
  • information input from the outside of the device such as data obtained by photographing an actual insole with a three-dimensional scanner or data created by creating an insole by a two-dimensional sketch.
  • the six types of unit grid structures shown in FIG. 6 are just examples, and the positions and thicknesses of the structural columns can be changed arbitrarily. Further, in FIG. 6, the case where the space of the cube shape is used as one unit has been described, but the unit lattice structure is not limited to the cube shape, and the space of any shape such as a polyhedron shape or a polygonal prism shape is used as one unit. be able to.
  • the unit grid structure has a polyhedral space as one unit, and includes a plurality of structural columns connecting two points among the plurality of vertices forming the polyhedral shape.
  • the second generation unit 204 generates the display image data 14 based on the model data 13 (step S105).
  • the display image data is image data in which the external shape data is represented in a plane by a predetermined rendering process, and pixel values (colors) corresponding to the hardness data are assigned to each pixel.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the processing of the second generation unit 204 according to the first embodiment.
  • FIG. 7 shows an example of the display image data 14 of the insole.
  • the second generation unit 204 reads the model data 13 generated by the first generation unit 203 from the storage unit 201. Then, the second generation unit 204 generates image data in which the outer shape of the insole is represented in a plane, as shown in FIG. 7, by executing an arbitrary rendering process on the outer shape data of the model data 13. Examples of the rendering process include volume rendering process and surface rendering process. In the volume rendering process, it is possible to generate two-dimensional image data that reflects the three-dimensional information of the volume data. Further, in the surface rendering process, surface information of an arbitrary part (body surface, bone, etc.) can be extracted from the volume data to generate two-dimensional image data. The image shown in FIG. 7 shows an image obtained by performing surface rendering processing on the external shape data of the model data 13.
  • the second generation unit 204 assigns a pixel value (color) corresponding to the hardness data of the position corresponding to each pixel to each pixel of the image data obtained by the rendering process, so that the image for display is displayed.
  • Generate data 14 The shade of hatching in FIG. 7 corresponds to the hardness of each position.
  • the display image data 14 includes a cursor 15 for designating the hardness.
  • the display image data 14 generated by the second generation unit 204 is information that does not include data indicating the type of the unit lattice structure arranged at each position of the insole or data indicating the thickness of the structural pillar. be. Therefore, the amount of data in the display image data 14 is smaller than that in the model data 13.
  • the second generation unit 204 generates the display image data 14 based on the model data 13. Then, the second generation unit 204 stores the generated display image data 14 in the storage unit 201.
  • the second transmission unit 205 transmits the display image data 14 to the operation terminal 10 (step S106).
  • the second transmission unit 205 reads the display image data 14 generated by the second generation unit 204 from the storage unit 201, and transmits the read display image data 14 to the operation terminal 10.
  • the first receiving unit 104 receives the display image data 14 from the device providing device 2 (step S107). For example, the first receiving unit 104 receives the display image data 14 transmitted by the second transmitting unit 205, and stores the received display image data 14 in the storage unit 101.
  • the display control unit 105 displays the display image data 14 (step S108).
  • the display control unit 105 reads the display image data 14 received by the first reception unit 104 from the storage unit 101, and displays the read display image data 14 on the display device (display) of the operation terminal 10.
  • the display control unit 105 causes the display device 14 provided inside the equipment providing system 1 to display the display image data 14 is described here, the present invention is not limited to this.
  • the display control unit 105 can display the display image data 14 on a display device provided outside the equipment providing system 1.
  • the reception unit 106 determines whether or not the operation information from the user has been received (step S109). For example, the reception unit 106 receives operation information for changing the outer shape of the insole on the display image data 14 shown in FIG. 7. Specifically, the reception unit 106 receives the operation information when the user performs an operation for changing the height or width of an arbitrary position of the insole. Further, the reception unit 106 receives operation information for changing the hardness of the insole on the display image data 14 shown in FIG. 7. Specifically, the reception unit 106 receives the operation information when the user performs an operation for changing the hardness of an arbitrary position of the insole. In other words, the reception unit 106 receives operation information by the user who has referred to the image of the display image data 14. The operation information is information indicating an operation by the user on the image of the display image data 14.
  • the first transmission unit 103 transmits the operation information to the device providing device 2 (step S110).
  • the second receiving unit 202 receives the operation information from the operation terminal 10 (step S111).
  • the second receiving unit 202 outputs the received operation information to the changing unit 206.
  • the change unit 206 changes the model data 13 of the orthotic device based on the operation information (step S112). For example, the changing unit 206 changes the external shape data in the model data 13 according to the operation information for changing the height and width of the insole. Further, the changing unit 206 changes the hardness data in the model data 13 according to the operation information for changing the hardness of the insole. Specifically, the changing unit 206 changes at least one of the type of unit grid structure corresponding to the position where the hardness data is changed and the thickness of the structural column according to the change of the hardness data. ..
  • the change unit 206 changes the model data 13 when the operation information requests the change of the model data 13. Further, the changing unit 206 changes at least one of the shape of the unit lattice structure corresponding to the position where the hardness data is changed and the number, shape, and thickness of the structural columns according to the change of the hardness data. do.
  • the device providing device 2 shifts to the process of step S105. That is, the orthotic device providing device 2 re-executes the processes of steps S105 to S109 based on the changed model data 13.
  • step S109, No when the operation information is not received (step S109, No), that is, when the model data 13 is confirmed, the reception unit 106 receives a modeling instruction from the user to start modeling the orthotic device (step S113). ).
  • the first transmission unit 103 transmits the modeling instruction to the equipment providing device 2 (step S114).
  • the modeling unit 301 models the orthotic device based on the model data (step S115).
  • the second receiving unit 202 receives the modeling instruction from the operation terminal 10.
  • the second transmitting unit 205 transmits the model data to the modeling device 30 when the modeling instruction is received by the second receiving unit 202.
  • the modeling device 30 receives model data from the information processing device 20.
  • the modeling unit 301 models the orthotic device based on the model data when the model data is received by the modeling device 30.
  • the orthotic device providing system 1 ends the process of FIG.
  • processing procedure shown in FIG. 3 is merely an example, and is not limited to the contents shown in the figure.
  • the processing procedure of FIG. 3 can be arbitrarily changed within a range in which there is no contradiction in the processing contents.
  • the acquisition unit 102 acquires shape data representing the shape of the part of the target person.
  • the first generation unit 203 generates model data for modeling the orthotic device worn by the subject based on the shape data.
  • the second generation unit 204 generates display image data for display on the operation terminal operated by the user based on the model data.
  • the reception unit 106 receives operation information from the user for the display image data.
  • the change unit 206 changes the model data based on the operation information.
  • the modeling unit 301 models the orthotic device based on the model data or the model data after the change. According to this, the orthotic device providing system 1 according to the first embodiment can easily provide the orthotic device.
  • the model data 13 is information including data indicating the type of unit grid structure arranged at each position of the insole and data indicating the thickness of the structural pillar, in addition to the external shape data and the hardness data of each position. Therefore, the amount of data is relatively large. Therefore, in order for the user to change the model data 13, the terminal operated by the user is usually required to have a device configuration having a certain processing capacity or an application capable of high-speed processing of a three-dimensional structure. Will be done. Further, in order to perform processing while transmitting and receiving model data 13 between the terminal operated by the user and the device on the cloud, the device on the cloud and the network are also required to have appropriate processing capacity.
  • the display image data 14 having a smaller amount of data than the model data 13 is generated, and the display image data 14 is provided to the operation terminal 10 and the equipment.
  • the model data 13 is changed by transmitting and receiving to and from the device 2. That is, the orthotic device providing device 2 generates display image data 14 that does not include data indicating the type of the unit grid structure and data indicating the thickness of the structural pillars from the model data 13, and transmits the display image data 14 to the operation terminal 10. Then, the operation terminal 10 displays the display image data 14, receives the operation information for changing the external shape data and the hardness data on the display image data 14, and sends the operation information to the equipment providing device 2. Then, the orthotic device providing device 2 changes the model data 13 based on the operation information received from the operation terminal 10, generates the display image data 14 from the changed model data 13, and transmits the display image data 14 to the operation terminal 10.
  • the orthotic device providing system 1 according to the first embodiment changes the model data 13 on the orthotic device providing device 2 side without transmitting and receiving the model data 13 between the operation terminal 10 and the orthotic device providing device 2. .. Therefore, the operation terminal 10 according to the first embodiment does not have to have the device configuration and the application necessary for processing the model data 13. That is, the operation terminal 10 according to the first embodiment can change the model data 13 on the equipment providing device 2 side as long as it has a device configuration and an application sufficient for processing the display image data 14. be. Therefore, the orthotic device providing system 1 according to the first embodiment can easily provide the orthotic device.
  • the orthotic device providing device 2 is composed of one information processing device 20 and the modeling device 30 has been described, but the present invention is not limited thereto.
  • the orthotic device providing device 2 may be composed of a plurality of information processing devices and a modeling device 30.
  • the plurality of information processing devices are a group of devices including a storage unit 201, a second receiving unit 202, a first generation unit 203, a second generation unit 204, a second transmission unit 205, and a change unit 206 in a distributed manner.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an orthotic device providing system 1 according to a modification 1 of the first embodiment.
  • the orthotic device providing system 1 shown in FIG. 8 is different from the orthotic device providing system 1 shown in FIG. 1 in that the operation terminal 10 does not have the acquisition unit 102 and the information processing device 20 includes the acquisition unit 207.
  • the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the acquisition unit 207 acquires the shape data 12 of the target person. Since the processing function of the acquisition unit 207 is the same as the processing function of the acquisition unit 102 shown in FIG. 1, the description thereof will be omitted.
  • the information processing apparatus 20 acquires the shape data 12 of the target person.
  • the user does not have to generate the shape data 12 by himself / herself using the function of the three-dimensional scanner.
  • the user can generate the shape data 12 on the service provider side by having the target person step on the trisham 11 and mailing the trisham 11 in which the shape of the sole of the target person is stored to the service provider. ..
  • the storage unit 101 and the first transmitting unit 103 included in the operation terminal 10 have a shape.
  • the data 12 may not be stored or transmitted, but may be configured to store or transmit / receive the operation information received by the display image data 14 and the receiving unit 106 received from the information processing apparatus 20.
  • the storage unit 101 stores the display image data 14 received from the information processing device 20, and the first transmission unit 103 transmits the operation information received by the reception unit 106 to the information processing device 20.
  • the orthotic device providing system 1 By configuring the orthotic device providing system 1 in this way, it is possible to design the orthotic device without directly handling the shape data 12 which generally tends to have a large amount of data by the operation terminal 10. As a result, the orthotic device providing system 1 can be comfortably used even with the processing speed and storage capacity of a standard tablet terminal or smartphone that the user uses on a daily basis.
  • the operation terminal 10 can be equipped with an offline mode in order to enable generation and change of model data 13 even when offline.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an orthotic device providing system 1 according to a modification 2 of the first embodiment.
  • the operation terminal 10 further includes a first generation unit 107, a second generation unit 108, and a change unit 109. It's different.
  • the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the processing functions of the first generation unit 107, the second generation unit 108, and the change unit 109 are the processing functions of the first generation unit 203, the second generation unit 204, and the change unit 206 shown in FIG. Since it is the same as the above, the description thereof will be omitted.
  • the orthotic device providing device 2 transmits the latest model data 13 generated up to that point to the operation terminal 10.
  • the second generation unit 108 generates the display image data 14 based on the model data 13.
  • the display control unit 105 displays the display image data 14.
  • the reception unit 106 determines whether or not the operation information from the user has been received.
  • the change unit 206 changes the model data 13 of the device based on the operation information.
  • the first generation unit 107, the second generation unit 108, and the change unit 109 execute each processing function until the change of the model data 13 is completed.
  • the operation terminal 10 (first transmission unit 103) transmits the latest model data 13 generated up to that point to the equipment providing device 2.
  • the operation terminal 10 can execute the offline mode.
  • the orthotic device providing system 1 can provide an environment in which the model data 13 can be generated and changed even when the operation terminal 10 is offline.
  • the first generation unit 203 can generate the model data 13 of the orthotic device based on the shape data in the operation terminal 10.
  • one project file (model data 13) can be edited by a plurality of users. Therefore, when one user resumes editing of the model data 13, another user can edit the model.
  • the data may have been edited.
  • the model data 13 is synchronized online after the editing work is performed in the offline mode described in the second modification of the first embodiment, the model data saved on the equipment providing device 2 side. 13 may have been edited by another user. Therefore, the orthotic device providing system 1 has a function of notifying that the model data 13 stored on the orthotic device providing device 2 side may have been edited by another user.
  • the orthotic device providing system 1 has a plurality of operation terminals 10. Then, each time the model data 13 is changed, the information processing apparatus 20 stores the change history in association with the identification information of the operation terminal 10 that has made the change.
  • the information processing apparatus 20 collates the identification information of the access source operation terminal 10 with the identification information of the operation terminal 10 that has undergone the latest change. do. Then, as a result of collation, when the identification information of the operation terminal 10 of the access source and the identification information of the operation terminal 10 that has undergone the latest change are different, the information processing apparatus 20 refers to the operation terminal 10 of the access source. A message indicating that the model data 13 may have been edited by another user, such as "the original file has been updated", is notified. The notified message is presented to the user on the operation terminal 10 of the access source.
  • the information processing apparatus 20 does not particularly present a message. It's okay.
  • the orthotic device providing system 1 can notify the possibility that the model data 13 stored on the orthotic device providing device 2 side has been edited by another user. As a result, the user can reduce the possibility of overwriting the project file edited by another user.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the orthotic device providing system 1 according to the second embodiment.
  • the equipment providing system 1 shown in FIG. 10 is different from the equipment providing system 1 shown in FIG. 1 in that the information processing apparatus 20 includes an estimation unit 208.
  • the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the storage unit 201 stores aggregate displacement information indicating the amount of displacement when a load is applied to the aggregate including a plurality of unit lattice structures.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining aggregate displacement information according to the second embodiment.
  • the storage unit 201 stores in advance displacement information (simulation data) indicating the amount of displacement when a load is applied to each unit grid structure in the aggregate of the unit grid structures shown in FIG. 11, for example.
  • the storage unit 201 is an individual unit grid for an aggregate of unit grid structures in which a total of 125 unit grid structures are arranged, five in each of the X, Y, and Z directions.
  • the simulation data of the structure stores the homogenized data.
  • homogenization is a space in which a virtual material that quantifies the displacement (or stress) that an aggregate of unit cell structures occupying a certain space shows with respect to an external force and shows the same physical property value as this numerical value. It is a process that considers that the material is uniformly filled, or a process that performs a calculation based on the virtual material that is considered to be uniformly filled.
  • the homogenization data is aggregate displacement information indicating the amount of displacement when a load is applied to the aggregate including 125 unit lattice structures.
  • the storage unit 201 stores the homogenization data for each type of the single lattice structure (structures M1 to M6) shown in FIG.
  • FIG. 11 the content described in FIG. 11 is merely an example, and the present invention is not limited thereto.
  • the case where 125 unit grid structures form an aggregate has been described, but the number of unit grid structures forming the aggregate can be arbitrarily set.
  • the case where the aggregate has a cubic shape has been described, but the aggregate may have any shape such as a polyhedral shape or a polygonal prism shape.
  • the estimation unit 208 estimates the amount of displacement when a load is applied to each position of the orthotic device based on the model data and the aggregate displacement information.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the processing of the estimation unit 208 according to the second embodiment.
  • the estimation unit 208 refers to the model data 13 of the insole, and reads out the homogenization data corresponding to the type of the unit cell structure constituting the insole from the storage unit 201. Then, the estimation unit 208 estimates the displacement amount when a weight (eg, a surface weight of 25 kg) is applied to the surface of the insole based on the read homogenization data. Then, the estimation unit 208 generates a simulation result by assigning a pixel value (color) corresponding to the estimated displacement amount to each pixel of the display image data. The simulation result is transmitted to the operation terminal 10 and presented to the user as shown in FIG.
  • a weight eg, a surface weight of 25 kg
  • the estimation unit 208 when the estimation unit 208 is loaded with respect to each position of the orthotic device based on the homogenization data of the aggregate including the plurality of unit grid structures, not the simulation data of the individual unit grid structures. Estimate the amount of displacement of. According to this, the estimation unit 208 can simulate the displacement amount with a light processing load as compared with the case of using the simulation data of each unit lattice structure.
  • Each processing function in the operation terminal 10 described above may be provided as a terminal program.
  • the terminal program is model data generated based on shape data representing the shape of the target person's part, and is based on model data for modeling the prosthetic limb device worn by the target person by the user.
  • the computer is made to execute the process of receiving the display image data to be displayed on the operated operation terminal from the artificial limb equipment providing device that provides the artificial limb equipment.
  • the terminal program causes the computer to execute a process of displaying image data for display.
  • the terminal program causes the computer to execute a process of receiving operation information from the user for the display image data.
  • the terminal program causes the computer to execute a process of transmitting operation information to the prosthetic device / orthotic device providing device.
  • the orthotic device providing system 1 causes the terminal (information processing device) of the user who uses the orthotic device providing service to download the above-mentioned terminal program.
  • the user can make the terminal owned by the user function as the operation terminal 10.
  • the terminal that can download and install the terminal program is not limited to the terminal owned by the user, but may be a terminal owned by a medical institution or a terminal lent by a service provider of the equipment providing service. good.
  • the program executed by the information processing apparatus 20 of the above-described embodiment is a file in an installable format or an executable format, and is a CD-ROM, a flexible disk (FD), a CD-R, a DVD, or a USB (Universal Serial). It may be configured to be recorded and provided on a computer-readable recording medium such as Bus), or may be configured to be provided or distributed via a network such as the Internet. Further, various programs may be configured to be provided by incorporating them into a non-volatile storage medium such as a ROM in advance.
  • An operation terminal operated by a user and a support system for manufacturing or designing a prosthesis or orthotic device including a prosthetic limb or orthotic device manufacturing or design support device for supporting the manufacturing or design of the prosthetic limb or orthotic device of the subject.
  • the operation terminal is The acquisition unit that acquires shape data including the external shape information of the part where the subject wears the artificial limb or the orthotic device, and the acquisition unit.
  • a first receiving unit that receives display image data generated by the support device for manufacturing or designing the artificial limb or the orthotic device.
  • a display control unit that displays the display image data
  • a reception unit that receives operation information by the user who referred to the image of the display image data, and It is provided with a first transmission unit that transmits the shape data and the operation information to the support device for manufacturing or designing the prosthesis or the orthotic device.
  • the support device for manufacturing or designing the prosthesis or orthotic device A second receiving unit that receives the shape data and the operation information from the operation terminal, and Based on the shape data, a first generation unit that generates model data for modeling the artificial limb or orthotic device worn by the subject, and A change unit that changes the model data when the operation information requests the change of the model data, A second generation unit that generates the display image data based on the model data or the changed model data.
  • a support system for manufacturing or designing an artificial limb or an orthotic device comprising a second transmission unit that transmits the display image data to the operation terminal.
  • Equipment providing system 2 Equipment providing device 10 Operation terminal 20 Information processing device 20 30 Modeling device 101,201 Storage unit 102,207 Acquisition unit 103 First transmission unit 104 First reception unit 105 Display control unit 106 Reception unit 107,203 First generation unit 108,204 Second generation unit 109,206 Change unit 202 2nd receiving part 205 2nd transmitting part 208 Estimating part 301 Modeling part

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Abstract

本発明の義肢又は装具の製造又は設計の支援システム（１）は、取得部（１０２）と、第１生成部（１０７）と、第２生成部（１０８）と、表示制御部（１０５）と、受付部（１０６）と、変更部（１０９）とを備える。取得部（１０２）は、対象者が義肢又は装具を装着する部位の外形情報を含む形状データを取得する。第１生成部（１０７）は、前記形状データに基づいて、前記対象者が装着する義肢又は装具を造形するためのモデルデータを生成する。第２生成部（１０８）は、前記モデルデータに基づいて表示用画像データを生成する。表示制御部（１０５）は、前記表示用画像データを表示させる。受付部（１０６）は、前記表示用画像データの画像を参照した利用者による操作情報を受け付ける。変更部（１０９）は、前記操作情報が前記モデルデータの変更を要求している場合に前記モデルデータを変更する。

Description

義肢又は装具の製造又は設計の支援システム、義肢又は装具の提供方法、提供プログラム、製造方法、及び端末用プログラム
　本発明の実施形態は、義肢又は装具の製造又は設計の支援システム、義肢又は装具の提供方法、提供プログラム、製造方法、及び端末用プログラムに関する。
　従来、義手や義足等の義肢や、インソール等の装具の製造は、義肢装具士による採型、設計、造形等の工程により行われている。しかし、これらの工程には時間及びコストがかかり、また、経験の異なる設計者間（義肢装具士間）で品質のばらつきが生じていた。そこで、近年、義肢装具の製造に要する時間及びコストの軽減や、品質の安定化のため、様々な技術の開発が進められている。
　例えば、特許文献１には、インソールの表面形状を決定する設計パラメータを足の骨の位置を基準に定義しておき、設計者が骨の種類を選択することで設計パラメータの入力を行うことができる技術が開示されている。
国際公開第２０１４／０４２０９４号
　しかしながら、従来の義肢装具の設計には依然として時間及びコストがかかり、また、品質のばらつきも生じていた。
　本発明は、義肢装具を容易に提供することが可能な義肢又は装具の製造又は設計の支援システム、義肢又は装具の提供方法、提供プログラム、製造方法、及び端末用プログラムを提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、対象者が義肢又は装具を装着する部位の外形情報を含む形状データを取得する取得部と、前記形状データに基づいて、前記対象者が装着する義肢又は装具を造形するためのモデルデータを生成する第１生成部と、前記モデルデータに基づいて表示用画像データを生成する第２生成部と、前記表示用画像データを表示する表示制御部と、前記表示用画像データの画像を参照した利用者による操作情報を受け付ける受付部と、前記操作情報が前記モデルデータの変更を要求している場合に前記モデルデータを変更する変更部と、を備える、義肢又は装具の製造又は設計の支援システムである。
　また、本発明は、対象者が義肢又は装具を装着する部位の外形情報を含む形状データを取得し、前記形状データに基づいて、前記対象者が装着する義肢又は装具を造形するためのモデルデータを生成し、前記モデルデータに基づいて表示用画像データを生成し、前記表示用画像データを送信し、前記表示用画像データの画像を参照した利用者による操作情報を受け付け、前記操作情報が前記モデルデータの変更を要求している場合に前記モデルデータを変更し、前記モデルデータ又は変更後の前記モデルデータに基づいて、前記義肢又は装具を造形することを含む、義肢又は装具の提供方法である。
　また、本発明は、対象者が義肢又は装具を装着する部位の外形情報を含む形状データを取得し、前記形状データに基づいて、前記対象者が装着する義肢又は装具を造形するためのモデルデータを生成し、前記モデルデータに基づいて表示用画像データを生成し、前記表示用画像データを送信し、前記表示用画像データの画像を参照した利用者による操作情報を受け付け、前記操作情報が前記モデルデータの変更を要求している場合に前記モデルデータを変更し、前記モデルデータ又は変更後の前記モデルデータに基づいて、前記義肢又は装具を造形する各処理をコンピュータに実行させる、義肢又は装具の提供プログラムである。
　また、本発明は、対象者が義肢又は装具を装着する部位の外形情報を含む形状データに基づいて生成されたモデルデータであって、前記対象者が装着する義肢又は装具を造形するためのモデルデータに基づいて生成された表示用画像データを、義肢又は装具を提供する義肢又は装具の提供装置から受信し、前記表示用画像データを表示し、前記表示用画像データの画像を参照した利用者による操作情報を受け付け、前記操作情報を前記義肢又は装具の提供装置に送信する各処理をコンピュータに実行させる、端末用プログラムである。
　また、本発明は、対象者が義肢又は装具を装着する部位の外形情報を含む形状データを取得し、前記形状データに基づいて、前記対象者が装着する義肢又は装具を造形するためのモデルデータを生成し、前記モデルデータに基づいて表示用画像データを生成し、前記表示用画像データを送信し、前記表示用画像データの画像を参照した利用者による操作情報を受け付け、前記操作情報が前記モデルデータの変更を要求している場合に前記モデルデータを変更し、前記モデルデータ又は変更後の前記モデルデータに基づいて、前記義肢又は装具を造形することを含む、義肢又は装具の製造方法である。
　また、本発明は、対象者が義肢又は装具を装着する部位の外形情報を含む形状データに基づいて生成されたモデルデータであって、前記対象者が装着する義肢又は装具を造形するためのモデルデータに基づいて生成された表示用画像データを、義肢又は装具を提供する義肢又は装具の提供装置から受信し、前記表示用画像データを表示し、前記表示用画像データの画像を参照した利用者による操作情報を受け付け、前記操作情報を前記義肢又は装具の提供装置に送信することを含む、義肢又は装具の製造方法である。
　本発明によれば、義肢装具を容易に提供することが可能である。
図１は、第１の実施形態に係る装具提供システムの概略構成の一例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係る装具提供システムの処理手順を示すフローチャートである。 図４は、第１の実施形態に係る取得部の処理を説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係る第１生成部の処理を説明するための図である。 図６は、単一格子構造の一例を示す図である。 図７は、第１の実施形態に係る第２生成部の処理を説明するための図である。 図８は、第１の実施形態の変形例１に係る装具提供システムの概略構成の一例を示す図である。 図９は、第１の実施形態の変形例２に係る装具提供システムの概略構成の一例を示す図である。 図１０は、第２の実施形態に係る装具提供システムの概略構成の一例を示す図である。 図１１は、第２の実施形態に係る集合体変位情報について説明するための図である。 図１２は、第２の実施形態に係る推定部の処理を説明するための図である。
　以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る義肢又は装具の製造又は設計の支援システム、義肢又は装具の提供方法、提供プログラム、製造方法、及び端末用プログラムの実施形態を詳細に説明する。
　なお、本明細書において「義肢装具」とは義肢及び装具の両方を含む概念である。ここで、義肢とは、病気やケガなどにより手や足を失った方、又は先天的に手や足を有していない方が装着する器具であり、例えば手の代わりに義手や足の代わりになる義足を含む。義肢は、義手や義足などの義肢本体部分を対象者の各部位に装着（固定）するために、ソケットと呼ばれる器具を含む場合がある。また、装具とは、治療、予防、補助など様々な目的で対象者の各部位に装着される器具であり、義肢やソケットとは区別される。また、「義肢装具」は、「義肢又は装具」とも記載される。
　以下では主に装具に係る実施形態を例にとって説明する。本実施形態はあくまで一例であり、本発明は装具の提供に限定されるものではない。例えば、義肢の一部（ソケットなど）又は義肢全体を提供する場合にも応用可能である。つまり、以下の説明において、「装具」という記載は、「義肢」又は「義肢装具」と読み替え可能である。
（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態に係る装具提供システム１の概略構成の一例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態の装具提供システム１は、操作端末１０、情報処理装置２０、及び造形装置３０を含む。図１に例示する各装置は、ＬＡＮ（Local　Area　Network）やＷＡＮ（Wide　Area　Network）等のネットワークにより、直接的、又は間接的に相互に通信可能な状態となっている。また、情報処理装置２０及び造形装置３０は、装具提供装置２とも呼ばれる。
　なお、図１に示す装具提供システム１は、義肢又は装具の製造又は設計の支援システムの一例である。また、装具提供装置２は、義肢又は装具の製造又は設計の支援装置の一例である。また、図１では、装具提供システム１及び装具提供装置２が造形装置３０を有する場合を説明するが、装具提供システム１及び装具提供装置２は、必ずしも造形装置３０を有していなくてもよい。
　操作端末１０は、利用者（操作者）によって操作される装置である。操作端末１０は、例えば、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、及びスマートフォン等の情報処理装置である。
　例えば、操作端末１０は、利用者からの各種の指示を受け付け、受け付けた指示に基づいて情報処理装置２０の処理を制御する。具体的には、操作端末１０は、情報処理装置２０によって生成されるモデルデータを変更（編集）するための指示を利用者から受け付け、情報処理装置２０に送信する。また、操作端末１０は、モデルデータから装具を造形するための指示を利用者から受け付け、情報処理装置２０に送信する。
　ここで、利用者は、代表的には義肢装具士であるが、義肢装具士になるための訓練を受けている者や、義肢装具士を支援する者など、対象者に対して装具を提供する者（提供者）であればよい。また、対象者は、代表的には患者であるが、健常者（スポーツ選手）など、装具を装着する者（装着者）であればよい。
　例えば、操作端末１０は、記憶部１０１、取得部１０２、第１送信部１０３、第１受信部１０４、表示制御部１０５、及び受付部１０６を備える。記憶部１０１は、例えばＨＤＤにより実現される記憶領域であり、情報処理装置２０から送信される表示用形状データ等を記憶する。なお、取得部１０２、第１送信部１０３、第１受信部１０４、表示制御部１０５、及び受付部１０６の処理については後述する。
　情報処理装置２０は、装具を提供する装具提供装置２のうち、主に情報処理機能を担う装置である。例えば、情報処理装置２０は、サーバ装置、ワークステーションなどの情報処理装置である。
　例えば、情報処理装置２０は、操作端末１０からの指示に基づいて、各種の情報処理を実行する。具体的には、情報処理装置２０は、モデルデータを生成・変更したり、モデルデータを造形装置３０に送信したりする。
　例えば、情報処理装置２０は、記憶部２０１、第２受信部２０２、第１生成部２０３、第２生成部２０４、第２送信部２０５、及び変更部２０６を備える。記憶部２０１は、例えばＨＤＤにより実現される記憶領域であり、操作端末１０から送信される形状データや、モデルデータの生成の際に参照されるデータベース等を記憶する。なお、第２受信部２０２、第１生成部２０３、第２生成部２０４、第２送信部２０５、及び変更部２０６の処理については後述する。
　造形装置３０は、装具を提供する装具提供装置２のうち、主に装具の造形を担う装置である。例えば、造形装置３０は、３次元プリンタ（3D-Printer）の機能を提供するハードウェア要素群で構成される。
　例えば、造形装置３０は、装具を造形する造形部３０１を備える。造形部３０１は、公知の様々な３次元プリンタの機能により実現可能である。例えば、造形部３０１は、加熱溶融されて所望の温度・圧力となった材料を吐き出すためのノズル、ノズルを３次元方向に移動するための移動機構、ノズルから吐き出された材料により所望の形状のパターン層が形成される造形ステージ、各部を制御する制御部等を含んで構成される。造形部３０１は、モデルデータに基づいてパターン層を繰り返し積層することにより、モデルデータに対応する３次元構造体を造形する。なお、１つのパターン層は、モデルデータを構成する複数の断層画像のうち、該１つのパターン層と同じ位置に対応する１つの断層画像に基づいて形成される。
　次に、図２を用いて、情報処理装置２０のハードウェア構成について説明する。図２は、第１の実施形態に係る情報処理装置２０のハードウェア構成の一例を示す図である。図２に示すように、情報処理装置２０は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）２１と、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）２２と、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）２３と、補助記憶装置２４と、入力装置２５と、表示装置２６と、外部Ｉ／Ｆ２７と、を備える。
　ＣＰＵ２１は、プログラムを実行することにより、情報処理装置２０の動作を統括的に制御し、情報処理装置２０が有する各種の機能を実現する。情報処理装置２０が有する各種の機能については後述する。
　ＲＯＭ２２は、不揮発性のメモリであり、情報処理装置２０を起動させるためのプログラムを含む各種データ（情報処理装置２０の製造段階で書き込まれる情報）を記憶する。ＲＡＭ２３は、ＣＰＵ２１の作業領域を有する揮発性のメモリである。補助記憶装置２４は、ＣＰＵ２１が実行するプログラム等の各種データを記憶する。補助記憶装置２４は、例えばＨＤＤ（Hard　Disc　Drive）、ＳＳＤ（Solid　State　Drive）等で構成される。
　入力装置２５は、情報処理装置２０を操作する操作者が各種の操作を行うためのデバイスである。入力装置２５は、例えばマウス、キーボード、タッチパネル又はハードウェアキーで構成される。なお、操作者は、例えば、装具を提供するサービスを提供する者（サービス提供者）や、サービス提供者の依頼を受けて情報処理装置２０の維持・管理を行う者である。
　表示装置２６は、各種情報を表示する。例えば、表示装置２６は、画像データやモデルデータ、操作者から各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical　User　Interface）や、医用画像等を表示する。表示装置２６は、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro　Luminescence）ディスプレイ又はブラウン管ディスプレイで構成される。なお、例えばタッチパネルのような形態で、入力装置２５と表示装置２６とが一体に構成されてもよい。
　外部Ｉ／Ｆ２７は、操作端末１０や造形装置３０等の外部装置と接続（通信）するためのインタフェースである。
　なお、図２では、情報処理装置２０のハードウェア構成について説明したが、操作端末１０及び造形装置３０の情報処理を担うハードウェア構成についても同様である。
　図３を用いて、装具提供システム１における処理手順について説明する。図３は、第１の実施形態に係る装具提供システム１の処理手順を示すフローチャートである。図３の説明では、図４～図７を参照しつつ説明する。なお、図３に示す処理は、利用者の任意のタイミングで実行可能である。
　なお、以下の説明では、装具として治療用のインソールが提供される場合を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、装具は、対象者の身体の一部を保護、矯正または補助するものであればよく、骨折した部位を固定するための固定用装具（ギプス等）、関節疾患の保存治療を行うための治療用装具（治療用インソール等）、怪我を防ぐための防護用装具（肘パッド、膝パッド等）などを含む概念である。
　情報処理装置１に備えられる取得部１０２は、図３に示すように、対象者の形状データ１２を取得する（ステップＳ１０１）。ここで、形状データ１２とは、対象者の部位の形状を表す情報である。例えば、取得部１０２は、対象者にインソールを提供するために、対象者の足（足裏）の形状データを取得する。
　図４を用いて、取得部１０２の処理を説明する。図４は、第１の実施形態に係る取得部１０２の処理を説明するための図である。図４では、トリッシャム１１を用いた形状データ１２の取得について説明する。なお、トリッシャム１１とは、足型の採型を行うための部材である。
　図４に示すように、利用者は、対象者にトリッシャム１１を踏ませることにより、トリッシャム１１に対象者の足裏形状を保存させる。そして、取得部１０２は、３次元スキャナの機能を用いて、トリッシャム１１に保存された対象者の足裏形状をデータ化することで、対象者の足裏の形状データ１２を取得する。具体的には、取得部１０２は、互いに異なる複数方向からトリッシャム１１に保存された対象者の足裏形状を撮影し、撮影画像を組み合わせることで、対象者の足裏の体表面の形状を表す形状データ１２を生成する。
　なお、図４にて説明した内容はあくまで一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図４の右図では、足裏の形状、足の甲側の形状、足首付近の形状、及び足の骨格の形状を図示している。つまり、図４の右図は、上記のトリッシャム１１を用いて取得した形状データ１２に加え、後述するＸ線ＣＴ（Computed　Tomography）装置やＭＲＩ（Magnetic　Resonance　Imaging）装置等の医用画像診断装置から取得した形状データ１２が重畳されたものに対応する。したがって、上記のトリッシャム１１を用いて取得した形状データ１２は、図４に図示した足の甲側の形状、足首付近の形状、及び足の骨格の形状を含まない。
　また、図４では、トリッシャム１１を３次元スキャナで撮影する場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、足裏形状を保存したトリッシャム１１に対して石膏を流し込み、固まった石膏の形状を３次元スキャナで撮影することで、足の形状データ１２を取得してもよい。
　また、トリッシャム１１を用いず、対象者の足を直接的に３次元スキャナで撮影することで、足の形状データ１２を取得してもよい。また、対象者の足をＸ線ＣＴ（Computed　Tomography）装置やＭＲＩ（Magnetic　Resonance　Imaging）装置等の医用画像診断装置で撮影することで、足の形状データ１２を取得してもよい。なお、医用画像診断装置によって形状データ１２が取得される場合には、当該形状データ１２は、足の骨格の形状を表す骨格形状データを含むことができる。
　また、上記の説明では、取得部１０２が３次元スキャナ（又は医用画像診断装置など）を備え、取得部１０２が形状データ１２を生成することで取得する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、取得部１０２は、例えば、装具提供システム１の外部に設けられた３次元スキャナ（又は医用画像診断装置など）によって生成された形状データ１２を受け付ける（受信する）ことで、形状データ１２を取得してもよい。
　このように、取得部１０２は、対象者の形状データ１２を取得する。言い換えると、取得部１０２は、対象者が義肢又は装具を装着する部位の外形情報を含む形状データを取得する。そして、取得部１０２は、取得した形状データ１２を記憶部１０１に格納する。
　図３の説明に戻り、第１送信部１０３は、形状データ１２を装具提供装置２に送信する（ステップＳ１０２）。例えば、第１送信部１０３は、取得部１０２によって取得された対象者の足の形状データ１２を記憶部１０１から読み出し、読み出した形状データ１２を装具提供装置２の情報処理装置２０に送信する。
　装具提供装置２において、第２受信部２０２は、形状データ１２を操作端末１０から受信する（ステップＳ１０３）。例えば、第２受信部２０２は、第１送信部１０３によって送信された対象者の足の形状データ１２を受信し、受信した形状データ１２を記憶部２０１に格納する。
　そして、第１生成部２０３は、形状データ１２に基づいて、装具のモデルデータ１３を生成する（ステップＳ１０４）。ここで、モデルデータ１３とは、装具を造形装置３０で造形するための情報であり、装具の立体的な外形を表す外形データと、装具の各位置の硬さを表す硬さデータとを含む情報である。例えば、モデルデータ１３は、ＳＴＬ（Stereolithography）データである。
　例えば、第１生成部２０３は、第２受信部２０２によって受信された対象者の足の形状データ１２を記憶部２０１から読み出す。そして、第１生成部２０３は、読み出した対象者の足の形状データ１２に基づいて、対象者に装着されるインソールのモデルデータ１３を生成する。
　図５を用いて、第１生成部２０３の処理を説明する。図５は、第１の実施形態に係る第１生成部２０３の処理を説明するための図である。図５には、インソールのモデルデータ１３を基に描画処理されたインソール画像の一例を示す。このインソール画像は、外形データによって表される装具の立体的な形状を画像上に描画したものである。また、インソール画像の各位置（座標）に割り当てられる画素値（図５ではハッチングの濃淡で図示）は、各位置の硬さデータの値に対応する。以下、説明の便宜上、インソールのうち靴底に接触する面を裏面と記載し、足裏に接触する面を表面と記載する。
　例えば、第１生成部２０３は、インソールのモデルデータのプリセット情報を記憶部２０１から読み出す。ここで、モデルデータのプリセット情報は、平底靴やハイヒール等、各種の靴の形状に適合するとともに、インソールの表面が人間の標準的な足の形状データに適合するよう作成された代表的なモデルデータであり、記憶部２０１に予め記憶されている。人間の標準的な足の形状データとは、たとえば男女ごと、人種ごと、年代ごとなどの平均値を指すが、これに限定されない。
　そして、第１生成部２０３は、モデルデータのプリセット情報を、対象者の足の形状データ１２に適合するよう変形させることで、モデルデータ１３を生成する。一例としては、第１生成部２０３は、対象者の足の長さ及び幅に基づいて、モデルデータのプリセット情報を拡大又は縮小することにより、モデルデータ１３を生成する。なお、図５におけるハッチングの濃淡は、各位置の硬さに対応する。
　また、モデルデータ１３は、インソールの各位置の硬さに応じた単位格子構造を示す情報を含む。ここで、単位格子構造とは、所定形状の空間を一単位とする構造であって、所定形状を形成する複数の頂点のうち２点を接続する構造柱を複数備える。
　図６を用いて、単位格子構造について説明する。図６は、単一格子構造の一例を示す図である。図６には、立方体形状の空間を一単位とする単位格子構造を例示する。
　図６に示すように、例えば、単位格子構造には、構造Ｍ１～Ｍ６の６種類が挙げられる。インソールは、これら６種類の構造Ｍ１～Ｍ６のうち少なくとも１種類の構造が３次元的に配列されることにより形成される。この単位格子構造の種類、及び、構造柱の太さのうち少なくとも一つによって、インソールの硬さデータが設定される。また、インソールの硬さデータは、単位格子構造の形状並びに構造柱の数、形状、及び太さのうち少なくとも一つによって設定される。
　このように、第１生成部２０３は、外形データと硬さデータとを含むモデルデータ１３を生成する。そして、第１生成部２０３は、生成したモデルデータ１３を記憶部２０１に格納する。なお、ここで生成されたモデルデータは、あくまで初期設定されたものであり、ステップＳ１０９～ステップＳ１１２の処理によって、対象者の足に更に適した形状及び硬さに変更される。
　なお、図５及び図６にて説明した内容はあくまで一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図５では、平底靴用のインソールを例示したが、これに限定されるものではなく、任意の種類の靴に適合したインソールのモデルデータを生成可能である。
　また、上記の説明では、モデルデータのプリセット情報が予め記憶部２０１に記憶される場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、実物のインソールを３次元スキャナによって撮影したデータや、インソールを２次元スケッチにより作成したデータなど、装置外部から入力された情報をモデルデータのプリセット情報として利用することも可能である。
　また、図６に示した６種類の単位格子構造はあくまで一例であり、構造柱の位置や太さは任意に変更可能である。また、図６では、立方体形状の空間を一単位とする場合を説明したが、立方体形状に限らず、単位格子構造は、多面体形状、多角柱形状等、任意の形状の空間を一単位とすることができる。言い換えると、単位格子構造は、多面体形状の空間を一単位とし、多面体形状を形成する複数の頂点のうち２点を接続する構造柱を複数備える。
　図３の説明に戻り、第２生成部２０４は、モデルデータ１３に基づいて、表示用画像データ１４を生成する（ステップＳ１０５）。ここで、表示用画像データは、外形データが所定のレンダリング処理により平面的に表現され、硬さデータに応じた画素値（カラー）が各画素に対して割り当てられた画像データである。
　図７を用いて、第２生成部２０４の処理を説明する。図７は、第１の実施形態に係る第２生成部２０４の処理を説明するための図である。図７には、インソールの表示用画像データ１４の一例を示す。
　第２生成部２０４は、第１生成部２０３によって生成されたモデルデータ１３を記憶部２０１から読み出す。そして、第２生成部２０４は、モデルデータ１３の外形データに対して任意のレンダリング処理を実行することで、図７に示すように、インソールの外形を平面的に表現した画像データを生成する。レンダリング処理としては、ボリュームレンダリング処理やサーフェスレンダリング処理等が挙げられる。ボリュームレンダリング処理では、ボリュームデータの３次元情報を反映した２次元画像データを生成することができる。また、サーフェスレンダリング処理では、ボリュームデータから任意の部位（体表面、骨など）の表面情報を抽出して、２次元画像データを生成することができる。図７に示す画像は、モデルデータ１３の外形データに対してサーフェスレンダリング処理を行った画像を示している。
　また、第２生成部２０４は、レンダリング処理によって得られた画像データの各画素に対して、各画素に対応する位置の硬さデータに応じた画素値（カラー）を割り当てることで、表示用画像データ１４を生成する。なお、図７におけるハッチングの濃淡は、各位置の硬さに対応する。また、表示用画像データ１４は、硬さを指定するためのカーソル１５が含まれる。
　ここで、第２生成部２０４によって生成された表示用画像データ１４は、インソールの各位置に配置される単位格子構造の種類を示すデータや、構造柱の太さを示すデータを含まない情報である。このため、表示用画像データ１４は、モデルデータ１３と比較してデータ量が小さい。
　このように、第２生成部２０４は、モデルデータ１３に基づいて、表示用画像データ１４を生成する。そして、第２生成部２０４は、生成した表示用画像データ１４を記憶部２０１に格納する。
　図３の説明に戻り、第２送信部２０５は、表示用画像データ１４を操作端末１０に送信する（ステップＳ１０６）。例えば、第２送信部２０５は、第２生成部２０４によって生成された表示用画像データ１４を記憶部２０１から読み出し、読み出した表示用画像データ１４を操作端末１０に送信する。
　操作端末１０において、第１受信部１０４は、表示用画像データ１４を装具提供装置２から受信する（ステップＳ１０７）。例えば、第１受信部１０４は、第２送信部２０５によって送信された表示用画像データ１４を受信し、受信した表示用画像データ１４を記憶部１０１に格納する。
　そして、表示制御部１０５は、表示用画像データ１４を表示させる（ステップＳ１０８）。例えば、表示制御部１０５は、第１受信部１０４によって受信された表示用画像データ１４を記憶部１０１から読み出し、読み出した表示用画像データ１４を操作端末１０の表示装置（ディスプレイ）に表示させる。
　なお、ここでは、表示制御部１０５が、装具提供システム１の内部に設けられた表示装置に表示用画像データ１４を表示させる場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、表示制御部１０５が、装具提供システム１の外部に設けられた表示装置に表示用画像データ１４を表示させることも可能である。
　そして、受付部１０６は、利用者からの操作情報を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０９）。例えば、受付部１０６は、図７に示した表示用画像データ１４上で、インソールの外形を変更するための操作情報を受け付ける。具体的には、受付部１０６は、利用者がインソールの任意の位置の高さや幅を変更するための操作を行うと、当該操作情報を受け付ける。また、受付部１０６は、図７に示した表示用画像データ１４上で、インソールの硬さを変更するための操作情報を受け付ける。具体的には、受付部１０６は、利用者がインソールの任意の位置の硬さを変更するための操作を行うと、当該操作情報を受け付ける。言い換えると、受付部１０６は、表示用画像データ１４の画像を参照した利用者による操作情報を受け付ける。なお、操作情報は、表示用画像データ１４の画像に対する利用者による操作を示す情報である。
　操作情報を受け付けた場合（ステップＳ１０９，Ｙｅｓ）、第１送信部１０３は、操作情報を装具提供装置２に送信する（ステップＳ１１０）。
　装具提供装置２において、第２受信部２０２は、操作情報を操作端末１０から受信する（ステップＳ１１１）。第２受信部２０２は、受信した操作情報を変更部２０６へ出力する。
　そして、変更部２０６は、操作情報に基づいて、装具のモデルデータ１３を変更する（ステップＳ１１２）。例えば、変更部２０６は、インソールの高さや幅を変更するための操作情報に応じて、モデルデータ１３における外形データを変更する。また、変更部２０６は、インソールの硬さを変更するための操作情報に応じて、モデルデータ１３における硬さデータを変更する。具体的には、変更部２０６は、硬さデータの変更に応じて、硬さデータが変更された位置に対応する単位格子構造の種類、及び、構造柱の太さのうち少なくとも一方を変更する。
　言い換えると、変更部２０６は、操作情報がモデルデータ１３の変更を要求している場合にモデルデータ１３を変更する。また、変更部２０６は、硬さデータの変更に応じて、硬さデータが変更された位置に対応する単位格子構造の形状並びに構造柱の数、形状、及び太さのうち少なくとも一つを変更する。
　そして、装具提供装置２は、装具のモデルデータ１３が変更されると、ステップＳ１０５の処理へ移行する。つまり、装具提供装置２は、変更後のモデルデータ１３に基づいて、ステップＳ１０５～ステップＳ１０９の処理を再び実行する。
　一方、操作情報を受け付けない場合（ステップＳ１０９，Ｎｏ）、つまり、モデルデータ１３が確定した場合には、受付部１０６は、装具の造形を開始するための造形指示を利用者から受け付ける（ステップＳ１１３）。
　そして、第１送信部１０３は、造形指示を装具提供装置２に送信する（ステップＳ１１４）。
　装具提供装置２において、造形部３０１は、モデルデータに基づいて、装具を造形する（ステップＳ１１５）。例えば、第２受信部２０２は、造形指示を操作端末１０から受信する。そして、第２送信部２０５は、造形指示が第２受信部２０２に受信されたことを契機として、モデルデータを造形装置３０に送信する。造形装置３０は、モデルデータを情報処理装置２０から受信する。造形部３０１は、モデルデータが造形装置３０に受信されたことを契機として、モデルデータに基づいて、装具を造形する。装具が造形されると、装具提供システム１は、図３の処理を終了する。
　なお、図３に示した処理手順はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、図３の処理手順は、処理内容に矛盾が生じない範囲内で任意に変更可能である。
　上述してきたように、第１の実施形態に係る装具提供システム１において、取得部１０２は、対象者の部位の形状を表す形状データを取得する。第１生成部２０３は、形状データに基づいて、対象者が装着する装具を造形するためのモデルデータを生成する。第２生成部２０４は、モデルデータに基づいて、利用者によって操作される操作端末にて表示するための表示用画像データを生成する。受付部１０６は、表示用画像データに対する利用者からの操作情報を受け付ける。変更部２０６は、操作情報に基づいて、モデルデータを変更する。造形部３０１は、モデルデータ又は変更後のモデルデータに基づいて、装具を造形する。これによれば、第１の実施形態に係る装具提供システム１は、装具を容易に提供することが可能である。
　例えば、モデルデータ１３は、外形データや各位置の硬さデータに加えて、インソールの各位置に配置される単位格子構造の種類を示すデータや、構造柱の太さを示すデータを含む情報であるので、比較的データ量が大きい。このため、利用者がモデルデータ１３を変更するには、通常、利用者が操作する端末には、一定以上の処理能力を備えた装置構成や、３次元構造の高速処理に長けたアプリケーションが要求される。また、仮に、利用者が操作する端末とクラウド上の装置との間でモデルデータ１３を送受信しながら処理を行うには、クラウド上の装置やネットワークにも相応の処理能力が要求される。
　これに対して、第１の実施形態に係る装具提供システム１では、モデルデータ１３と比較してデータ量が小さい表示用画像データ１４を生成し、表示用画像データ１４を操作端末１０と装具提供装置２との間で送受信することで、モデルデータ１３の変更を行う。すなわち、装具提供装置２は、モデルデータ１３から、単位格子構造の種類を示すデータや構造柱の太さを示すデータを含まない表示用画像データ１４を生成し、操作端末１０へ送信する。そして、操作端末１０は、表示用画像データ１４を表示するとともに、表示用画像データ１４上で外形データや硬さデータを変更する操作情報を受け付け、操作情報を装具提供装置２へ送る。そして、装具提供装置２は、操作端末１０から受信した操作情報に基づいて、モデルデータ１３を変更し、変更後のモデルデータ１３から表示用画像データ１４を生成し、操作端末１０へ送信する。
　このように、第１の実施形態に係る装具提供システム１は、操作端末１０と装具提供装置２との間でモデルデータ１３を送受信すること無く、装具提供装置２側でモデルデータ１３を変更する。このため、第１の実施形態に係る操作端末１０は、モデルデータ１３の処理に必要な装置構成やアプリケーションを備えていなくともよい。つまり、第１の実施形態に係る操作端末１０は、表示用画像データ１４の処理に十分な装置構成やアプリケーションさえ備えていれば、装具提供装置２側でモデルデータ１３を変更することが可能である。したがって、第１の実施形態に係る装具提供システム１は、装具を容易に提供することが可能である。
　なお、第１の実施形態では、装具提供装置２が、１つの情報処理装置２０と、造形装置３０とから構成される場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、装具提供装置２は、複数の情報処理装置と、造形装置３０とから構成されてもよい。複数の情報処理装置は、記憶部２０１、第２受信部２０２、第１生成部２０３、第２生成部２０４、第２送信部２０５、及び変更部２０６を分散して備える装置群である。
（第１の実施形態の変形例１）
　第１の実施形態では、形状データ１２が操作端末１０で取得される場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、形状データ１２は、情報処理装置２０で取得されてもよい。
　図８は、第１の実施形態の変形例１に係る装具提供システム１の概略構成の一例を示す図である。図８に示す装具提供システム１は、図１に示した装具提供システム１と比較して、操作端末１０が取得部１０２を備えず、情報処理装置２０が取得部２０７を備える点が相違する。なお、図８において、図１と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
　取得部２０７は、対象者の形状データ１２を取得する。なお、取得部２０７の処理機能は、図１に示した取得部１０２の処理機能と同様であるので、説明を省略する。
　このように、第１の実施形態の変形例１に係る装具提供システム１において、情報処理装置２０は、対象者の形状データ１２を取得する。これによれば、利用者は、３次元スキャナの機能を用いた形状データ１２の生成を自分で行わなくてもよい。例えば、利用者は、対象者にトリッシャム１１を踏ませ、対象者の足裏形状を保存したトリッシャム１１をサービス提供者に郵送すれば、サービス提供者側で形状データ１２の生成を行うことができる。
　第１の実施形態の変形例１に係る装具提供システム１においては、形状データ１２の取得は装具提供装置２側で行われるため、操作端末１０が備える記憶部１０１及び第１送信部１０３は形状データ１２を格納又は送信せず、情報処理装置２０から受信した表示用画像データ１４及び受付部１０６により受け付けられた操作情報を格納又は送受信するように構成されてもよい。この場合において、記憶部１０１は情報処理装置２０から受信した表示用画像データ１４を格納し、第１送信部１０３は受付部１０６が受け付けた操作情報を情報処理装置２０に送信する。装具提供システム１をこのように構成することで、一般的にデータ量が大きくなりがちな形状データ１２を操作端末１０で直接扱わずとも装具の設計が可能となる。この結果、利用者が日常用いている標準的なタブレット端末やスマートフォン等の処理速度や記憶容量であっても、装具提供システム１を快適に利用することができる。
（第１の実施形態の変形例２）
　また、例えば、操作端末１０は、オフライン時にもモデルデータ１３の生成及び変更を可能にするために、オフラインモードを搭載可能である。
　図９は、第１の実施形態の変形例２に係る装具提供システム１の概略構成の一例を示す図である。図９に示す装具提供システム１は、図１に示した装具提供システム１と比較して、操作端末１０が、第１生成部１０７、第２生成部１０８、及び変更部１０９を更に備える点が相違する。なお、図９において、図１と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
　ここで、第１生成部１０７、第２生成部１０８、及び変更部１０９の各処理機能は、図１に示した第１生成部２０３、第２生成部２０４、及び変更部２０６の各処理機能と同様であるので、説明を省略する。
　例えば、操作端末１０がオフラインモードに移行した場合、装具提供装置２は、その時点までに生成していた最新のモデルデータ１３を操作端末１０へ送信する。そして、操作端末１０において、第２生成部１０８は、モデルデータ１３に基づいて、表示用画像データ１４を生成する。続いて、表示制御部１０５は、表示用画像データ１４を表示させる。そして、受付部１０６は、利用者からの操作情報を受け付けたか否かを判定する。操作情報を受け付けた場合、変更部２０６は、操作情報に基づいて、装具のモデルデータ１３を変更する。そして、モデルデータ１３の変更が完了するまで、操作端末１０において、第１生成部１０７、第２生成部１０８、及び変更部１０９が各処理機能を実行する。なお、オフラインモードが解除された場合には、操作端末１０（第１送信部１０３）は、その時点までに生成していた最新のモデルデータ１３を装具提供装置２へ送信する。
　このように、操作端末１０は、オフラインモードを実行可能である。これにより、装具提供システム１は、操作端末１０がオフラインの場合にも、モデルデータ１３の生成及び変更を可能な環境を提供することができる。
　なお、第１の実施形態の変形例２では、オフラインモードに移行した時点で作成途中のモデルデータ１３が存在する場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、最初からオフラインモードで作業を行う場合には、操作端末１０において、第１生成部２０３は、形状データに基づいて、装具のモデルデータ１３を生成可能である。
（第１の実施形態の変形例３）
　また、装具提供システム１では、一つのプロジェクトファイル（モデルデータ１３）を複数の利用者が編集可能であるので、ある利用者がモデルデータ１３の編集を再開した場合に、別の利用者によってモデルデータが編集されている可能性がある。例えば、第１の実施形態の変形例２にて説明したオフラインモードで編集作業を行った後、オンラインでモデルデータ１３の同期を行った場合に、装具提供装置２側で保存していたモデルデータ１３が別の利用者によって編集されている可能性がある。そこで、装具提供システム１は、装具提供装置２側で保存していたモデルデータ１３が別の利用者によって編集された可能性がある場合に、その旨を通知する機能を備える。
　例えば、装具提供システム１は、複数の操作端末１０を有する。そして、情報処理装置２０は、モデルデータ１３の変更が行われる毎に、その変更履歴を、その変更を行った操作端末１０の識別情報と対応付けて記憶する。
　そして、情報処理装置２０は、ある操作端末１０からモデルデータ１３へアクセスがあった場合に、アクセス元の操作端末１０の識別情報と、最新の変更を行った操作端末１０の識別情報とを照合する。そして、照合の結果、アクセス元の操作端末１０の識別情報と、最新の変更を行った操作端末１０の識別情報とが異なる場合には、情報処理装置２０は、アクセス元の操作端末１０に対して「元ファイルが更新されています」等、モデルデータ１３が別の利用者によって編集された可能性がある旨を示すメッセージを通知する。通知されたメッセージは、アクセス元の操作端末１０にて利用者に提示される。
　なお、照合の結果、アクセス元の操作端末１０の識別情報と、最新の変更を行った操作端末１０の識別情報とが同一である場合には、情報処理装置２０は、特にメッセージを提示しなくてよい。
　このように、装具提供システム１は、装具提供装置２側で保存していたモデルデータ１３が別の利用者によって編集された可能性を通知することができる。これにより、利用者は、別の利用者によって編集されたプロジェクトファイルを上書きしてしまう可能性を低減することができる。
（第２の実施形態）
　第２の実施形態では、装具提供システム１が、荷重に応じた変位量のシミュレーションを行う場合の構成を説明する。
　図１０は、第２の実施形態に係る装具提供システム１の概略構成の一例を示す図である。図１０に示す装具提供システム１は、図１に示した装具提供システム１と比較して、情報処理装置２０が推定部２０８を備える点が相違する。なお、図１０において、図１と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
　第２の実施形態において、記憶部２０１は、単位格子構造を複数含む集合体に対して荷重がかけられた場合の変位量を示す集合体変位情報を記憶する。
　図１１を用いて、第２の実施形態に係る集合体変位情報について説明する。図１１は、第２の実施形態に係る集合体変位情報について説明するための図である。記憶部２０１は、例えば図１１に示す単位格子構造の集合体において、個々の単位格子構造に対して荷重がかけられた場合の変位量を示す変位情報（シミュレーションデータ）を予め記憶している。
　図１１に示すように、例えば、記憶部２０１は、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に５個ずつ、合計１２５個の単位格子構造が並んだ単位格子構造の集合体について、個々の単位格子構造のシミュレーションデータが均質化された均質化データを記憶する。ここで、「均質化」とは、ある空間を占める単位格子構造の集合体が外力に対して示す変位（又は応力）を数値化し、この数値と同じ物性値を示す仮想の材料が当該ある空間を均一に充填しているとみなす処理、或いは、その均一に充填されたとみなされた仮想の材料を基に計算を行う処理である。つまり、均質化データは、１２５個の単位格子構造を含む集合体に対して荷重がかけられた場合の変位量を示す集合体変位情報である。具体的には、記憶部２０１は、図６に示した単一格子構造の種類（構造Ｍ１～Ｍ６）ごとに、均質化データを記憶する。
　なお、図１１にて説明した内容はあくまで一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１１では、１２５個の単位格子構造が集合体を形成する場合を説明したが、集合体を形成する単位格子構造の数は任意に設定可能である。また、図１１では、集合体が立方体形状となる場合を説明したが、集合体は、多面体形状、多角柱形状等、任意の形状であってもよい。
　推定部２０８は、モデルデータと、集合体変位情報とに基づいて、装具の各位置に対して荷重がかけられた場合の変位量を推定する。
　図１２を用いて、第２の実施形態に係る推定部２０８の処理を説明する。図１２は、第２の実施形態に係る推定部２０８の処理を説明するための図である。
　例えば、推定部２０８は、インソールのモデルデータ１３を参照し、インソールを構成する単位格子構造の種類に対応する均質化データを記憶部２０１から読み出す。そして、推定部２０８は、読み出した均質化データに基づいて、インソールの表面に対して加重（例：面加重２５ｋｇ）が掛けられた場合の変位量を推定する。そして、推定部２０８は、推定した変位量に応じた画素値（カラー）を、表示用画像データの各画素に対して割り当てることで、シミュレーション結果を生成する。シミュレーション結果は、操作端末１０に送信され、図１２に示すように、利用者に提示される。
　このように、推定部２０８は、個々の単位格子構造のシミュレーションデータではなく、複数の単位格子構造を含む集合体の均質化データに基づいて、装具の各位置に対して荷重がかけられた場合の変位量を推定する。これによれば、推定部２０８は、個々の単位格子構造のシミュレーションデータを用いる場合と比較して、軽い処理負荷で変位量のシミュレーションを行うことができる。
　なお、第２の実施形態では、荷重に応じた変位量のシミュレーションを行う場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、変位量に代えて、応力値のシミュレーションを行うことも可能である。
（端末用プログラムの提供）
　上述した操作端末１０における各処理機能は、端末用プログラムとして提供されてもよい。
　すなわち、端末用プログラムは、対象者の部位の形状を表す形状データに基づいて生成されたモデルデータであって、対象者が装着する義肢装具を造形するためのモデルデータに基づいて、利用者によって操作される操作端末にて表示するための表示用画像データを、義肢装具を提供する義肢装具提供装置から受信する処理をコンピュータに実行させる。また、端末用プログラムは、表示用画像データを表示する処理をコンピュータに実行させる。また、端末用プログラムは、表示用画像データに対する前記利用者からの操作情報を受け付ける処理をコンピュータに実行させる。また、端末用プログラムは、操作情報を前記義肢装具提供装置に送信する処理をコンピュータに実行させる。
　例えば、装具提供システム１は、装具提供サービスを利用する利用者の端末（情報処置装置）に対して、上述の端末用プログラムをダウンロードさせる。利用者は、ダウンロードした端末用プログラムを端末にインストールすることで、自身が所有する端末を操作端末１０として機能させることができる。
　なお、端末用プログラムをダウンロード及びインストール可能な端末は、利用者が所有する端末に限らず、医療機関等が所有する端末や、装具提供サービスのサービス提供者から貸与された端末などであってもよい。
　また、上述の実施形態は、以上の変形例と任意に組み合わせることができるし、以上の変形例同士を任意に組み合わせてもよい。
　また、上述した実施形態の情報処理装置２０で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよいし、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、各種プログラムを、例えばＲＯＭ等の不揮発性の記憶媒体に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
　以上の実施形態に関し、発明の一側面および選択的な特徴として以下の付記を開示する。
（付記１）
　利用者によって操作される操作端末と、対象者の義肢又は装具の製造又は設計を支援する義肢又は装具の製造又は設計の支援装置とを含む義肢又は装具の製造又は設計の支援システムであって、
　前記操作端末は、
　前記対象者が義肢又は装具を装着する部位の外形情報を含む形状データを取得する取得部と、
　前記義肢又は装具の製造又は設計の支援装置によって生成された表示用画像データを受信する第１受信部と、
　前記表示用画像データを表示する表示制御部と、
　前記表示用画像データの画像を参照した利用者による操作情報を受け付ける受付部と、
　前記形状データ及び前記操作情報を前記義肢又は装具の製造又は設計の支援装置に送信する第１送信部と
　を備え、
　前記義肢又は装具の製造又は設計の支援装置は、
　前記形状データ及び前記操作情報を前記操作端末から受信する第２受信部と、
　前記形状データに基づいて、前記対象者が装着する義肢又は装具を造形するためのモデルデータを生成する第１生成部と、
　前記操作情報が前記モデルデータの変更を要求している場合に前記モデルデータを変更する変更部と、
　前記モデルデータ又は変更後の前記モデルデータに基づいて、前記表示用画像データを生成する第２生成部と、
　前記表示用画像データを前記操作端末に送信する第２送信部と
　を備える、義肢又は装具の製造又は設計の支援システム。
　　　１　　　装具提供システム
　　　２　　　装具提供装置
　　１０　　　操作端末
　　２０　　　情報処理装置２０
　　３０　　　造形装置
　１０１，２０１　　　記憶部
　１０２，２０７　　　取得部
　１０３　　　第１送信部
　１０４　　　第１受信部
　１０５　　　表示制御部
　１０６　　　受付部
　１０７，２０３　　　第１生成部
　１０８，２０４　　　第２生成部
　１０９，２０６　　　変更部
　２０２　　　第２受信部
　２０５　　　第２送信部
　２０８　　　推定部
　３０１　　　造形部

Claims (18)

  1. 　対象者が義肢又は装具を装着する部位の外形情報を含む形状データを取得する取得部と、
    　前記形状データに基づいて、前記対象者が装着する義肢又は装具を造形するためのモデルデータを生成する第１生成部と、
    　前記モデルデータに基づいて表示用画像データを生成する第２生成部と、
    　前記表示用画像データを表示させる表示制御部と、
    　前記表示用画像データの画像を参照した利用者による操作情報を受け付ける受付部と、
    　前記操作情報が前記モデルデータの変更を要求している場合に前記モデルデータを変更する変更部と、
    　を備える、義肢又は装具の製造又は設計の支援システム。
  2. 　前記モデルデータは、前記義肢又は装具の立体的な外形を表す外形データと、前記義肢又は装具の各位置の硬さを表す硬さデータとを含み、
    　前記表示用画像データは、前記外形データが所定のレンダリング処理により平面的に表現され、前記硬さデータに応じた画素値が各画素に対して割り当てられた画像データである、
    　請求項１に記載の義肢又は装具の製造又は設計の支援システム。
  3. 　前記義肢又は装具は、多面体形状の空間を一単位とし、前記多面体形状を形成する複数の頂点のうち２点を接続する構造柱を複数備える単位格子構造により構成され、
    　前記硬さデータは、前記単位格子構造の形状並びに前記構造柱の数、形状、及び太さのうち少なくとも一つによって設定される、
    　請求項２に記載の義肢又は装具の製造又は設計の支援システム。
  4. 　前記受付部は、前記操作情報として、前記義肢又は装具の各位置の硬さを表す硬さデータを変更するための情報を受け付け、
    　前記変更部は、前記硬さデータの変更に応じて、前記硬さデータが変更された位置に対応する前記単位格子構造の形状並びに前記構造柱の数、形状、及び太さのうち少なくとも一つを変更する、
    　請求項３に記載の義肢又は装具の製造又は設計の支援システム。
  5. 　前記単位格子構造を複数含む集合体に対して荷重がかけられた場合の変位量又は応力値を示す集合体変位情報を記憶する記憶部と、
    　前記モデルデータと、前記集合体変位情報とに基づいて、前記義肢又は装具の各位置に対して荷重がかけられた場合の変位量又は応力値を推定する推定部を更に備える、
    　請求項３又は４に記載の義肢又は装具の製造又は設計の支援システム。
  6. 　前記義肢又は装具は、装具である、
    　請求項１～５のいずれか一つに記載の義肢又は装具の製造又は設計の支援システム。
  7. 　前記装具は、インソールである、
    　請求項６に記載の義肢又は装具の製造又は設計の支援システム。
  8. 　前記モデルデータ又は変更後の前記モデルデータに基づいて、前記義肢又は装具を造形する造形部を更に備える、
    　請求項１～７のいずれか一つに記載の義肢又は装具の製造又は設計の支援システム。
  9. 　前記表示制御部は、前記義肢又は装具の製造又は設計の支援システムの内部に設けられた表示装置、又は、前記義肢又は装具の製造又は設計の支援システムの外部に設けられた表示装置に、前記表示用画像データを表示させる、
    　請求項１～８のいずれか一つに記載の義肢又は装具の製造又は設計の支援システム。
  10. 　利用者によって操作される操作端末と、対象者の義肢又は装具の製造又は設計を支援する義肢又は装具の製造又は設計の支援装置とを含む義肢又は装具の製造又は設計の支援システムであって、
    　前記操作端末は、
    　前記取得部と、
    　前記受付部と、
    　前記義肢又は装具の製造又は設計の支援装置によって生成された表示用画像データを受信する第１受信部と、
    　前記表示制御部と
    　前記形状データ及び前記操作情報を前記義肢又は装具の製造又は設計の支援装置に送信する第１送信部と
    　を備え、
    　前記義肢又は装具の製造又は設計の支援装置は、
    　前記第１生成部と、
    　前記第２生成部と、
    　前記変更部と、
    　前記形状データ及び前記操作情報を前記操作端末から受信する第２受信部と、
    　前記表示用画像データを前記操作端末に送信する第２送信部と
    　を備える、
    　請求項１～９のいずれか一つに記載の義肢又は装具の製造又は設計の支援システム。
  11. 　利用者によって操作される操作端末と、対象者の義肢又は装具の製造又は設計を支援する義肢又は装具の製造又は設計の支援装置とを含む義肢又は装具の製造又は設計の支援システムであって、
    　前記操作端末は、
    　前記受付部と、
    　前記第２生成部によって生成された表示用画像データを受信する第１受信部と、
    　前記表示制御部と
    　前記形状データ及び前記操作情報を前記義肢又は装具の製造又は設計の支援装置に送信する第１送信部と
    　を備え、
    　前記義肢又は装具の製造又は設計の支援装置は、
    　前記取得部と、
    　前記第１生成部と、
    　前記第２生成部と、
    　前記変更部と、
    　前記形状データ及び前記操作情報を前記操作端末から受信する第２受信部と、
    　前記表示用画像データを前記操作端末に送信する第２送信部と
    　を備える、
    　請求項１～９のいずれか一つに記載の義肢又は装具の製造又は設計の支援システム。
  12. 　前記操作端末は、前記第１生成部と、前記第２生成部と、前記変更部とを更に備える、
    　請求項１０又は１１に記載の義肢又は装具の製造又は設計の支援システム。
  13. 　前記義肢又は装具の製造又は設計の支援装置は、
    　前記第１生成部、前記第２生成部、及び前記変更部を備える、一つ又は複数の情報処理装置を備える、
    　請求項１０～１２のいずれか一つに記載の義肢又は装具の製造又は設計の支援システム。
  14. 　対象者が義肢又は装具を装着する部位の外形情報を含む形状データを取得し、
    　前記形状データに基づいて、前記対象者が装着する義肢又は装具を造形するためのモデルデータを生成し、
    　前記モデルデータに基づいて表示用画像データを生成し、
    　前記表示用画像データを送信し、
    　前記表示用画像データの画像を参照した利用者による操作情報を受け付け、
    　前記操作情報が前記モデルデータの変更を要求している場合に前記モデルデータを変更し、
    　前記モデルデータ又は変更後の前記モデルデータに基づいて、前記義肢又は装具を造形する
    　ことを含む、義肢又は装具の提供方法。
  15. 　対象者が義肢又は装具を装着する部位の外形情報を含む形状データを取得し、
    　前記形状データに基づいて、前記対象者が装着する義肢又は装具を造形するためのモデルデータを生成し、
    　前記モデルデータに基づいて表示用画像データを生成し、
    　前記表示用画像データを送信し、
    　前記表示用画像データの画像を参照した利用者による操作情報を受け付け、
    　前記操作情報が前記モデルデータの変更を要求している場合に前記モデルデータを変更し、
    　前記モデルデータ又は変更後の前記モデルデータに基づいて、前記義肢又は装具を造形する
    　各処理をコンピュータに実行させる、義肢又は装具の提供プログラム。
  16. 　対象者が義肢又は装具を装着する部位の外形情報を含む形状データに基づいて生成されたモデルデータであって、前記対象者が装着する義肢又は装具を造形するためのモデルデータに基づいて生成された表示用画像データを、義肢又は装具を提供する義肢又は装具の提供装置から受信し、
    　前記表示用画像データを表示し、
    　前記表示用画像データの画像を参照した利用者による操作情報を受け付け、
    　前記操作情報を前記義肢又は装具の提供装置に送信する
    　各処理をコンピュータに実行させる、端末用プログラム。
  17. 　対象者が義肢又は装具を装着する部位の外形情報を含む形状データを取得し、
    　前記形状データに基づいて、前記対象者が装着する義肢又は装具を造形するためのモデルデータを生成し、
    　前記モデルデータに基づいて表示用画像データを生成し、
    　前記表示用画像データを送信し、
    　前記表示用画像データの画像を参照した利用者による操作情報を受け付け、
    　前記操作情報が前記モデルデータの変更を要求している場合に前記モデルデータを変更し、
    　前記モデルデータ又は変更後の前記モデルデータに基づいて、前記義肢又は装具を造形する
    　ことを含む、義肢又は装具の製造方法。
  18. 　対象者が義肢又は装具を装着する部位の外形情報を含む形状データに基づいて生成されたモデルデータであって、前記対象者が装着する義肢又は装具を造形するためのモデルデータに基づいて生成された表示用画像データを、義肢又は装具を提供する義肢又は装具の提供装置から受信し、
    　前記表示用画像データを表示し、
    　前記表示用画像データの画像を参照した利用者による操作情報を受け付け、
    　前記操作情報を前記義肢又は装具の提供装置に送信する
    　ことを含む、義肢又は装具の製造方法。
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