転倒危険度判定装置
【課題】被計測者の転倒する危険性を正確に把握する。
【解決手段】被計測者が圧力分布センサ１１からの圧力分布データに基づいて歩行機能を示すパラメータの値を算出する。複数のパラメータの値及び転倒履歴データベースを用いてロジスティック回帰分析により数値化された転倒危険度を転倒危険度データベースとして転倒危険度データベース記憶部１３８に記憶している。転倒危険度判定部１５１は、パラメータ算出部１４１によって算出された被計測者についてのパラメータの値及び転倒危険度データベースに基づいて、被計測者の転倒する危険性を示す転倒危険度を判定する。
【解決手段】被計測者が圧力分布センサ１１からの圧力分布データに基づいて歩行機能を示すパラメータの値を算出する。複数のパラメータの値及び転倒履歴データベースを用いてロジスティック回帰分析により数値化された転倒危険度を転倒危険度データベースとして転倒危険度データベース記憶部１３８に記憶している。転倒危険度判定部１５１は、パラメータ算出部１４１によって算出された被計測者についてのパラメータの値及び転倒危険度データベースに基づいて、被計測者の転倒する危険性を示す転倒危険度を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療及びリハビリにおいて患者の転倒する危険性を示す転倒危険度を判定する転倒危険度判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者（被計測者）の歩行状態を計測する装置として、多数の感圧センサを有する圧力分布センサを備え、当該圧力分布センサ上を患者が歩行したときの足裏にかかる荷重と足位置とを計測する技術が知られている（特許文献１参照）。この技術によると、患者の足裏の荷重状態が数値化されて理想的な荷重状態との差を客観的に把握することができる。このため、患者の歩行状態を把握しながら効率的な歩行訓練を行うことができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３０８６９８号公報（図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
医療及びリハビリにおける歩行訓練の目的の一つに歩行時の転倒防止がある。
上述した技術によると、被計測者の歩行時の理想的な荷重状態との差であるふらつきを補正するように歩行訓練を行うことができる。しかしながら、歩行時のふらつきの大きさと転倒との間に直接的な因果関係がないため、患者の転倒する危険性を正確に把握することができない。このため、転倒防止を目的とした効率的な歩行訓練を行うことが難しい。
【０００５】
本発明の主たる目的は、被計測者の転倒する危険性を正確に把握することができる転倒危険度判定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００６】
本発明の転倒危険度判定装置は、被計測者から加えられる圧力をそれぞれ検知する複数の圧力検知領域を有する圧力分布センサと、前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値を圧力分布データとして記憶する検知データ記憶手段と、前記検知データ記憶手段に記憶された前記圧力分布データから歩行機能を示す１又は複数種類の評価指標に関する評価値を算出する評価値算出手段と、前記１又は複数種類の評価指標に関する複数の評価値及び各評価値に関連付けられた転倒する危険性を示す転倒危険度を含む転倒危険度データベースを記憶する転倒危険度データベース記憶手段と、前記評価値算出手段によって算出された前記被計測者についての前記１又は複数種類の評価指標に関する評価値、及び、前記転倒危険度データベース記憶手段に記憶された前記転倒危険度データベースに基づいて、当該被計測者に関する転倒危険度を判定する転倒危険度判定手段とを備えており、前記転倒危険度データベースが、他の複数の被計測者について算出された前記１又は複数種類の評価指標に関する評価値と、当該他の複数の被計測者についての転倒履歴との相関関係に基づいて生成されている。
【０００７】
本発明によると、他の複数の被計測者についての各評価指標に関する評価値と転倒履歴との相関関係に基づいて生成された評価指標に関する複数の評価値及び各評価値に関連付けられた転倒危険度を含む転倒危険度データベースに基づいて、被計測者の転倒危険度を判定する。このように統計的な判断により、転倒危険度を判定するため、被計測者の転倒する危険性を正確に把握することができる。これにより、転倒を防止するための効率的な歩行訓練を行うことができる。
【０００８】
また、本発明においては、前記評価値算出手段が複数種類の評価指標に関する評価値を算出し、前記転倒危険度判定手段が、前記評価値算出手段が算出した各評価値に関連付けられた転倒危険度を前記転倒危険度データベースに基づいて導出し、導出された当該転倒危険度同士を互いに掛け合わせることによって被計測者に関する転倒危険度を判定することが好ましい。これによると、複数の異なる歩行機能の評価指標に関する評価値から転倒危険度を判定するため、被計測者の転倒する危険性をより正確に把握することができる。
【０００９】
さらに、本発明においては、前記評価値算出手段は、被計測者が、前記圧力分布センサ上に形成された基準直線に沿って踏み出した足の踵側端部が他方の足の爪先側端部に接するように歩行したときの前記圧力分布データに基づいて、評価値を算出することが好ましい。本発明の発明者らは、つぎ足歩行に関する評価指標と転倒危険度との関連性が強いことを知見した。これにより、被計測者の転倒する危険性をより一層正確に把握することができる。
【００１０】
このとき、前記評価値算出手段が、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、前記基準直線から前記重心位置までの距離を前記重心位置の前記基準直線に沿った移動距離で積分することによって比直線距離積分値を評価指標に関する評価値として算出する比直線距離積分値算出手段とをさらに備えていてもよい。
【００１１】
また、前記評価値算出手段が、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値と閾値とを比較する比較手段と、前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値以上であるという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を第１所定値に変換する第１の変換手段と、前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値より小さいという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を前記第１所定値とは異なる第２所定値に変換する第２の変換手段と、被計測者から前記第１の変換手段によって前記第１所定値に変換された出力値及び前記第２の変換手段によって前記第２所定値に変換された出力値に対応した圧力が前記複数の圧力検知領域に対してそれぞれ加えられた場合の被計測者の重心位置に基づいて、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置の基準となる基準位置を算出する基準位置算出手段と、前記重心位置算出手段が算出した重心位置と前記基準位置算出手段が算出した基準位置との相対距離である中心変位長をサンプリング時間ごとに算出する中心変位長算出手段と、計測時間内において、前記中心変位長算出手段が算出した中心変位長を積算し、歩数で除した各歩平均総中心変位長を評価指標に関する評価値として算出する各歩平均総中心変位長算出手段とをさらに備えていてもよい。
【００１２】
加えて、前記評価値算出手段が、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値と閾値とを比較する比較手段と、前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値以上であるという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を第１所定値に変換する第１の変換手段と、前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値より小さいという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を前記第１所定値とは異なる第２所定値に変換する第２の変換手段と、被計測者から前記第１の変換手段によって前記第１所定値に変換された出力値及び前記第２の変換手段によって前記第２所定値に変換された出力値に対応した圧力が前記複数の圧力検知領域に対してそれぞれ加えられた場合の被計測者の重心位置に基づいて、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置の基準となる基準位置を算出する基準位置算出手段と、前記重心位置算出手段が算出した重心位置と前記基準位置算出手段が算出した基準位置との相対距離である中心変位長をサンプリング時間ごとに算出する中心変位長算出手段と、計測時間内において、前記中心変位長算出手段が算出した中心変位長を積算し、歩数で除した各歩平均総中心変位長を算出する各歩平均総中心変位長算出手段と、前記各歩平均総中心変位長算出手段が算出した各歩平均総中心変位長のＸ方向成分の長さである各歩平均総Ｘ中心変位長を評価指標に関する評価値として算出する各歩平均総Ｘ中心変位長算出手段とをさらに備えていてもよい。
【００１３】
さらに、前記評価値算出手段が、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、前記重心位置算出手段が算出した重心位置の移動軌跡長を算出する重心移動軌跡長算出手段と、前記重心移動軌跡長算出手段が算出した重心移動軌跡長を、歩数で除した各歩平均軌跡長を評価指標に関する評価値として算出する各歩平均軌跡長算出手段とをさらに備えていてもよい。
【００１４】
本発明の発明者らは、これらの評価指標と転倒危険度との関連性が特に強いことを知見した。したがって、これらの評価指標を用いることによって、被計測者の転倒する危険性をより一層正確に把握することができる。
【００１５】
また、本発明においては、前記評価値算出手段は、前記圧力分布センサ上に形成された被計測者の両足が左右方向に揃った状態で配置しうる複数の両足配置領域間を、前記被計測者が各両足配置領域において両足を配置しつつ移動したときの前記圧力分布データに基づいて、評価値を算出することが好ましい。これによると、被計測者の両足が左右方向に揃った状態で配置されるため、被計測者が通常歩行する場合と比較して圧力分布センサの表面積を小さくすることができる。これにより、圧力分布センサの小型化及び低コスト化を図ることができる。また、被計測者が前後左右方向に移動したときの評価指標に関する評価値を得ることができるため、被計測者の転倒する危険性をより一層正確に把握することができる。
【００１６】
このとき、前記評価値算出手段が前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、被計測者が前記両足配置領域上に両足を配置した状態で静止している静止時間を算出する静止時間算出手段と、前記静止時間算出手段が算出した静止時間内における、前記重心位置算出手段が算出した重心位置の移動軌跡長を算出する静止時重心移動軌跡長算出手段と、前記静止時重心移動軌跡長算出手段が算出した静止時重心移動軌跡長を、両足配置領域数で除した総軌跡長平均を評価指標に関する評価値として算出する総軌跡長平均算出手段とをさらに備えていてもよい。
【００１７】
また、前記評価値算出手段が、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、被計測者が前記計測領域上に両足を配置した状態で静止している静止時間を算出する静止時間算出手段と、前記静止時間算出手段が算出した静止時間内における、前記重心位置算出手段が算出した重心位置の移動軌跡長を算出する静止時重心移動軌跡長算出手段と、前記静止時重心移動軌跡長算出手段が算出した静止時重心移動軌跡長に、前記静止時間算出手段が算出した静止時間に対する所定の単位時間の比を乗じて、両足配置領域数で除した単位時間軌跡長平均を評価指標に関する評価値として算出する単位時間軌跡長平均算出手段とをさらに備えていてもよい。
【００１８】
さらに、前記評価値算出手段が、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、被計測者が前記計測領域上に両足を配置した状態で静止している静止時間を算出する静止時間算出手段と、前記静止時間算出手段が算出した静止時間内における、前記重心位置算出手段が算出した重心位置の移動軌跡が描かれた領域の面積を、両足配置領域数で除した外周面積平均を評価指標に関する評価値として算出する外周面積平均算出手段とをさらに備えていてもよい。
【００１９】
本発明の発明者らは、これらの評価指標と転倒危険度との関連性が特に強いことを知見した。したがって、これらの評価指標を用いることによって、被計測者の転倒する危険性をより一層正確に把握することができる。
【００２０】
また、本発明においては、他の複数の被計測者について算出された前記１又は複数種類の評価指標に関する評価値及び当該他の複数の被計測者についての転倒履歴を含む転倒履歴データベースを記憶する転倒履歴データベース記憶手段と、前記評価値算出手段が算出した被計測者についての１又は複数種類の評価指標に関する評価値及び当該被計測者についての転倒履歴が前記転倒履歴データベースに追加されるように前記転倒履歴データベースを更新する更新手段と、前記更新手段によって前記転倒履歴データベースが更新されたとき、前記転倒履歴データベースに基づいて前記転倒危険度データベースを再構築する再構築手段とをさらに備えていることが好ましい。これによると、更新された転倒履歴データベースに基づいて転倒危険度データベースが再構築されるため、被計測者の転倒する危険性をより一層正確に把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施形態に係る転倒危険度判定装置の概略構成を示す外観図である。図２は、図１の転倒危険度判定装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２２】
転倒危険度判定装置１は、被計測者の転倒する危険性を示す「転倒危険度」を判定するものである。図１及び図２に示すように、転倒危険度判定装置１は、シート状の圧力分布センサ１１と、圧力分布センサ１１に接続された圧力検出部１２と、パーソナルコンピュータ（パソコン）２０と、圧力検出部１２とパソコン２０とを接続する接続ユニット４０とを備えている。接続ユニット４０は、インターフェースボックス４５及びインターフェースケーブル４６を含んでおり、その両端が圧力検出部１２及びパソコン２０の各入出力インターフェース（図示しない）に接続されている。
【００２３】
圧力分布センサ１１は、被計測者がその上に立つ場合に、被計測者の両足から加えられる圧力を検知する圧力検知領域となる多数の感圧センサ１１ａが格子状に配置されたものである。圧力検出部１２は、多数の感圧センサ１１ａのそれぞれに接続されており、各感圧センサ１１ａの状態を検出する。本実施形態では、圧力分布センサ１１の厚さは、約０．１〜０．２ｍｍである。ここで、本実施形態では、各感圧センサ１１ａの状態は、それらに加えられる圧力に対応した０〜２５５のデジタル出力値によって表され、その出力値がパソコン２０に対して出力される。
【００２４】
圧力分布センサ１１の大きさは、計測時における圧力分布センサ１１上での被計測者の動作内容によって決定される。また、圧力分布センサ１１は、シート単体での使用も可能であるが、シートの保護の観点から、ゴムシートを緩衝用に積層してもよい。また、床上へのセッティングを容易にする目的でセンサを保持するアルミなどの金属製や樹脂製の板の上に積層してもよい。
【００２５】
図２に示すように、パソコン２０は、ディスプレイ２１と、キーボード２５と、マウス２６と、制御部３０とを有している。ここで、制御部３０には、転倒危険度判定装置１に係る各種動作を制御する転倒危険度判定プログラムやデータなどが格納されたハードディスク、転倒危険度判定装置１の各部の動作を制御する信号を生成するために各種演算を実行するＣＰＵ、ＣＰＵでの演算結果などのデータを一時保管するＲＡＭなどが含まれている。
【００２６】
制御部３０は、モード設定部１３１と、検知データ記憶部１３２と、評価値算出部１５０と、計測領域記憶部１３３と、重心位置記憶部１３４と、基準位置記憶部１３５と、中心変位長記憶部１３６と、転倒危険度データベース記憶部１３８と、転倒履歴データベース記憶部１３９と、表示制御部１４２と、転倒危険度判定部１５１と、更新部１５２と、再構築部１５３とを有している。また、制御部３０には、ディスプレイ２１と、キーボード２５と、マウス２６とがそれぞれ接続されている。
【００２７】
モード設定部１３１は、被計測者の「転倒危険度」を判定するのに用いる複数のパラメータの値（評価指標に関する評価値）を計測する各モードの設定を行うものである。本実施形態では、モード設定部１３１は、「つぎ足モード」、「ステップモード」の計２つのモードが設定可能となっている。「つぎ足モード」におけるパラメータは、「比直線距離積分値」、「各歩平均総中心変位長」、「各歩平均総Ｘ中心変位長」及び「各歩平均軌跡長」である。「ステップモード」におけるパラメータは、「総軌跡長平均」、「単位時間軌跡長平均」及び「外周面積平均」である。オペレータが、マウス２６などを操作することによって、「つぎ足モード」又は「ステップモード」のいずれかが選択的に設定される。各モードにおいて被計測者が行う動作内容が異なる。各モードの動作内容について図３、４を参照しつつ説明する。図３は「つぎ足モード」の動作内容を示した図である。図４は「ステップモード」の動作内容を示した図である。なお、図中に示された足形は、圧力分布センサ１１上に配置された被計測者の足の配置位置を示している。
【００２８】
図３に示すように、「つぎ足モード」では、圧力分布センサ１１の短手方向中央に、長手方向に沿って延びた直線１１ｂが形成されている。「つぎ足歩行」は、被計測者が圧力分布センサ１１上に形成された直線１１ｂに沿って、踏み出した足の踵側端部が他方の足の爪先側端部に接するように歩行する動作をいう。
【００２９】
図４に示すように、「ステップモード」では、圧力分布センサ１１上において、「１」〜「６」の番号が付された矩形状を有する６つの両足配置領域１１ｃが形成されている。各両足配置領域１１ｃは、被計測者の両足が左右方向に揃った状態で配置可能な面積を有している。なお、両足配置領域１１ｃの数は６に限られるものではなく、圧力分布センサの面積に応じて任意の数の両足配置領域が形成されてもよい。
【００３０】
「ステップ歩行」は、被計測者が、各両足配置領域１１ｃに両足を左右方向に揃った状態で配置させつつ両足配置領域１１ｃ間を移動する動作をいう。なお、図４においては、被計測者が両足配置領域１１ｃ「１」から両足配置領域１１ｃ「２」に移動する場合が示されている。後述するように、被計測者が移動すべき両足配置領域１１ｃが計測領域１１ｄとなる。「ステップモード」において、評価値算出部１５０は、計測領域１１ｄ上に被計測者が移動することを前提に評価を行う。
【００３１】
図２に戻って、検知データ記憶部１３２は、圧力検出部１２から接続ユニット４０を介してパソコン２０に送信された圧力分布データを記憶するものである。検知データ記憶部１３２には、圧力分布センサ１１に格子状に配置された多数の感圧センサ１１ａごとに、計測時間内におけるサンプリング時間おきの圧力分布データが記憶されている。つまり、各サンプリング時間における多数の感圧センサ１１ａの圧力分布データが、サンプリング時間の数だけ記憶されている。従って、この圧力分布データに基づいて、各感圧センサ１１ａで検知される圧力の時間的な変化を把握することができる。
【００３２】
評価値算出部１５０は、「転倒危険度」を判定するのに用いる複数のパラメータの値及びその各パラメータの値を算出するために用いられる複数の値を算出するものである。評価値算出部１５０は、計測領域決定部１４０と、重心位置算出部１４３と、比較部１４４と、変換部１４５と、基準位置算出部１４６と、中心変位長算出部１４７と、静止時間算出部１４８と、重心移動軌跡長算出部１４９と、静止時重心移動軌跡長算出部１５４と、パラメータ算出部１４１とを有している。
【００３３】
計測領域決定部１４０は、「ステップモード」において、両足配置領域１１ｃ「１」〜「６」から順次選択されたいずれか１つを計測領域１１ｄとして決定すると共に決定した計測領域１１ｄを計測領域記憶部１３３に記憶するものである（図４参照）。計測領域１１ｄは、「ステップ歩行」において被計測者が次に移動すべき両足配置領域１１ｃである。例えば、図４においては、両足配置領域１１ｃ「２」が計測領域１１ｄとして決定されている。計測領域決定部１４０は、被計測者が各両足配置領域１１ｃ上で静止してから所定時間経過するごとに、予め定められたパターンに基づいて次の計測領域１１ｄを決定する。なお、計測領域１１ｄは両足配置領域１１ｃ「１」〜「６」からランダムに決定されてもよいし、オペレータからの指示に基づいて決定されてもよい。また、計測領域１１ｄを決定するタイミングも任意のものであってもよい。
【００３４】
重心位置算出部１４３は、検知データ記憶部１３２に記憶された圧力分布データに基づいて、サンプリング時間ごとに圧力分布センサ１１上の被計測者の重心位置Ｃｆ（図６参照）を算出すると共に算出した重心位置Ｃｆを重心位置記憶部１３４に記憶するものである。
【００３５】
重心位置算出部１４３における重心位置Ｃｆの算出方法について、図５を参照して説明する。図５は、所定時間において多数の感圧センサ１１ａで検知される圧力分布データを示している。本実施形態の圧力分布センサ１１では、多数の感圧センサ１１ａが、Ｘ軸方向（左右方向）にｍ＋１列に配置されていると共に、Ｙ軸方向（上下方向）にｎ＋１列に配置されている。従って、多数の感圧センサ１１ａは、（ｍ＋１）×（ｎ＋１）の格子状に配置されている。
【００３６】
また、図５では、各感圧センサ１１ａで検知された圧力データが記号で示されている。例えば、Ｘ軸方向にはｕ列目であって且つＹ軸方向にはｖ列目に対応する感圧センサ１１ａによって検知される圧力データは、ａ（ｕ、ｖ）（但し、ｕは０以上ｍ以下の整数、ｖは０以上ｎ以下の整数）と表されている。
【００３７】
この場合のＸ軸方向の重心位置Ｃｆｘは、次数式で算出される。
【００３８】
【数１】
【００３９】
また、Ｙ軸方向の重心位置Ｃｆｙは、次数式で算出される。
【００４０】
【数２】
【００４１】
図２に戻って、比較部１４４は、各感圧センサ１１ａで検知された出力値と、閾値１とを比較するものである。上述したように、各感圧センサ１１ａで検知された出力値は、０〜２５５のデジタル出力値によって表される。各感圧センサ１１ａから出力がある場合には、その出力値は閾値１以上になる。
【００４２】
変換部１４５は、比較部１４４において、各感圧センサ１１ａで検知された出力値が閾値１以上であるという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を１（第１所定値）に変換し、比較部１４４において、各感圧センサ１１ａで検知された出力値が閾値１よりも小さいという比較結果が得られた場合、言い換えれば、検知された出力値が０の場合に、それらの出力値を０（第２所定値）に変換するものである。従って、変換部１４５では、圧力分布センサ１１において、被計測者の足裏が接触する領域である接触領域が１に、被計測者の足裏が接触しない領域である非接触領域が０になるように２値化変換する。
【００４３】
被計測者が圧力分布センサ１１上に両足を配置したときの出力値が２値化変換されたものの一例を図６に示す。なお、図６においては、出力値が０に変換された領域を白で、出力値が１に変換された領域を黒で示している。また、後述する基準位置をＣｐで、重心位置をＣｆで示している。図６に示すように、各感圧センサ１１ａの出力値が２値化変換されることにより、被計測者の両足と圧力分布センサ１１との接触領域を正確に検知することができる。
【００４４】
図２に戻って、基準位置算出部１４６は、サンプリング時間ごとに、圧力分布センサ１１における被計測者の足裏との接触領域の中心位置（面積中心）を基準位置Ｃｐとして算出するものである。このとき、Ｘ軸方向に関する基準位置Ｃｐｘは、次数式で算出される。
【００４５】
【数３】
【００４６】
また、Ｙ軸方向に関する基準位置Ｃｐｙは、次式で算出される。
【００４７】
【数４】
【００４８】
ここで、数式３及び数式４においては、圧力データａ（ｕ、ｖ）としては、変換部１４５によって変換された後の出力値が用いられる。つまり、各感圧センサ１１ａで検知された出力値が閾値１以上である場合には、それらの出力値は全て１として、一方、その出力値が閾値１より小さい場合には、それらの出力値は全て０として、数式３及び数式４によって基準位置Ｃｐが算出される。算出された基準位置Ｃｐは順次基準位置記憶部１３５に記憶される。つまり、サンプリング時間ごとに、被計測者の重心位置Ｃｆが重心位置記憶部１３４に記憶されると共に基準位置Ｃｐが基準位置記憶部１３５に記憶される。
【００４９】
中心変位長算出部１４７は、重心位置算出部１４３が算出した重心位置Ｃｆと、基準位置算出部１４６が算出した基準位置Ｃｐとの相対距離である「中心変位長」をサンプリング時間ごとに算出すると共に算出した「中心変位長」を中心変位長記憶部１３６に記憶するものである。つまり、「中心変位長」は、計測時間内における各サンプリング時間に対応する数だけ算出される。
【００５０】
静止時間算出部１４８は、被計測者が圧力分布センサ１１上に両足を配置した状態で静止している時間（以下、「静止時間」と称す）を算出するものである。静止時間算出部１４８は、圧力分布センサ１１上における被計測者の両足と接触している接触領域が、前のサンプリング時間との間で７０％以上一致している間の時間を「静止時間」として算出する。
【００５１】
重心移動軌跡長算出部１４９について図７を参照しつつ説明する。図７は圧力分布センサ１１上における被計測者の重心位置Ｃｆの移動軌跡を示した図である。図７に示すように、重心移動軌跡長算出部１４９は、重心位置Ｃｆの移動軌跡長である「重心移動軌跡長」を算出するものである。具体的には、重心移動軌跡長算出部１４９は、各サンプリング時間に対応する重心位置Ｃｆを重心位置記憶部１３４から順に読み出しつつ、隣接するサンプリング時間の重心位置Ｃｆ間の相対距離を積算することによって「重心移動軌跡長」を算出する。
【００５２】
静止時重心移動軌跡長算出部１５４は、静止時間算出部１４８が算出した「静止時間」における重心位置Ｃｆの移動軌跡長である「静止時重心移動軌跡長」を算出するものである。具体的には、静止時重心移動軌跡長算出部１５４は、静止時間算出部１４８によって算出された「静止時間」における各サンプリング時間に対応する重心位置Ｃｆを重心位置記憶部１３４から時間順に読み出しつつ、隣接するサンプリング時間の重心位置Ｃｆ間の相対距離を積算することによって「静止時重心移動軌跡長」を算出する。
【００５３】
パラメータ算出部１４１は、「転倒危険度」を判定するのに用いる複数のパラメータの値（本実施形態では、「比直線距離積分値」、「各歩平均総中心変位長」、「各歩平均総Ｘ中心変位長」、「各歩平均軌跡長」、「総軌跡長平均」、「単位時間軌跡長平均」及び「外周面積平均」）を算出するものである。パラメータ算出部１４１は、比直線距離積分値算出部１４１ａと、各歩平均総中心変位長算出部１４１ｂと、各歩平均総Ｘ中心変位長算出部１４１ｃと、各歩平均軌跡長算出部１４１ｄと、総軌跡長平均算出部１４１ｅと、単位時間軌跡長平均算出部１４１ｆと、外周面積平均算出部１４１ｇとを含んでいる。
【００５４】
比直線距離積分値算出部１４１ａは、「つぎ足モード」において、重心位置記憶部１３４に記憶された被計測者の重心位置Ｃｆに基づいて「比直線距離積分値」を算出するものである。「比直線距離積分値」について図８を参照しつつ説明する。図８は、歩行距離に伴う直線１１ｂから被計測者の重心位置Ｃｆまでの距離の変化を示した図である。なお、図８においては、縦軸に歩行距離を、横軸に直線１１ｂから被計測者の重心位置Ｃｆまでの距離をそれぞれ示している。前述したように、被計測者が直線１１ｂに沿って「つぎ足歩行」を行うと、被計測者の歩行に伴って被計測者の重心位置Ｃｆが変化する。図８に示すように、「比直線距離積分値」は、１回のつぎ足歩行計測において、直線１１ｂから被計測者の重心位置Ｃｆまでの距離を被計測者の歩行距離（移動距離）で積分したものである。
【００５５】
各歩平均総中心変位長算出部１４１ｂは、「つぎ足モード」において、中心変位長記憶部１３６に記憶された被計測者の「中心変位長」に基づいて「各歩平均総中心変位長」を算出するものである。「各歩平均総中心変位長」は、１回のつぎ足歩行計測において、各サンプリング時間に対応するように算出された「中心変位長」を積算して、積算された「中心変位長」を１回のつぎ足歩行計測における歩数で除したものである。
【００５６】
各歩平均総Ｘ中心変位長算出部１４１ｃは、「つぎ足モード」において、「各歩平均総中心変位長」におけるＸ方向成分の長さを「各歩平均総Ｘ中心変位長」として算出したものである。
【００５７】
各歩平均軌跡長１４１ｄについて図９を参照しつつ説明する。図９は、計測領域記憶部１３３に記憶されている計測領域１１ｄにおいて被計測者の重心位置Ｃｆの移動軌跡を示した図である。図９に示すように、各歩平均軌跡長１４１ｄは、「つぎ足モード」において、重心移動軌跡長算出部１４９が算出した「重心移動軌跡長」を、１回のつぎ足歩行計測における歩数で除したものを「各歩平均軌跡長」として算出する。
【００５８】
総軌跡長平均算出部１４１ｅは、「ステップモード」において、各計測領域１１ｃについて、静止時重心移動軌跡長算出部１５４が算出した「静止時重心移動軌跡長」を平均化して「総軌跡長平均」として算出する。
【００５９】
単位時間軌跡長平均算出部１４１ｆは、「ステップモード」において、総軌跡長平均算出部１４１ｅが算出した「総軌跡長平均」に、静止時間算出部１４８が算出した「静止時間」に対する単位時間の比を乗じて平均化したものを「単位時間軌跡長平均」として算出する。なお、単位時間は任意の時間であってよい。
【００６０】
外周面積平均算出部１４１ｇについて図１０を参照しつつ説明する。図１０は、計測領域記憶部１３３に記憶されている計測領域１１ｄにおいて被計測者の重心位置Ｃｆの軌跡が描かれた領域の面積を示した図である。図１０に示すように、外周面積平均１４１ｇは、「ステップモード」において、各計測領域１１ｄについて、静止時間算出部１４８が算出した「静止時間」における被計測者の重心位置Ｃｆの移動軌跡が描かれた領域の面積を平均化して「外周面積平均」として算出する。
【００６１】
図２に戻って、前述したように、重心位置記憶部１３４は、重心位置算出部１４３が算出した重心位置Ｃｆをサンプリング時間ごとに記憶するものである。また、計測領域記憶部１３３は、計測領域決定部１４０が決定した計測領域１１ｄを記憶するものである。基準位置記憶部１３５は、基準位置算出部１４６が算出した基準位置Ｃｐをサンプリング時間ごとに記憶するものである。さらに、中心変位長記憶部１３６は、中心変位長算出部１４７が算出した「中心変位長」をサンプリング時間ごとに記憶するものである。
【００６２】
転倒危険度データベース記憶部１３８は、複数のパラメータの値と、各パラメータの値に関連付けられた「転倒危険度」とを転倒危険度データベースとして記憶するものである。具体的な内容を表１に示す。「転倒危険度」は、転倒履歴データベース記憶部１３９に記憶された転倒履歴データベース（後述）に含まれるサンプリング用の被計測者（他の複数の被計測者）について算出された複数のパラメータの値及びサンプリング用の被計測者についての転倒履歴をロジスティック回帰分析により数値化されたものである。
【００６３】
【表１】
【００６４】
転倒危険度判定部１５１は、被計測者の「転倒危険度」を判定するものである。具体的には、転倒危険度データベース記憶部１３８に記憶された転倒危険度データベースを参照して、パラメータ算出部１４１が算出した各パラメータの値に関連付けられた「転倒危険度」を導出する。そして、全てのモードで計測が行われた後に、全てのモードで導出された「転倒危険度」同士を掛け合わせて、最終結果として被計測者の「転倒危険度」を判定する。
【００６５】
転倒履歴データベース記憶部１３９は、サンプリング用の被計測者について算出された各パラメータの値と、サンプリング用の被計測者についての転倒履歴とを転倒履歴データベースとして記憶するものである。ここで、転倒履歴には過去に通常歩行中において転倒したことのある被計測者は１、転倒したことのない被計測者は０として記憶されている。具体的な内容を表２に示す。
【００６６】
【表２】
【００６７】
更新部１５２は、被計測者についてパラメータ算出部１４１が算出した各パラメータの値と被計測者についての転倒履歴とが転倒履歴データベース記憶部１３９に記憶された転倒履歴データベースに追加されるように転倒履歴データベースを更新するものである。
【００６８】
再構築部１５３は、更新部１５２によって転倒履歴データベースが更新されたとき、更新された転倒履歴データベースにおける、サンプリング用の被計測者についてパラメータ算出部１４１が算出した複数のパラメータの値及びサンプリング用の被計測者についての転倒履歴をロジスティック回帰分析により「転倒危険度」を再度数値化し直す。そして、各パラメータの値及び各パラメータの値に関連付けられた「転倒危険度」とを転倒危険度データベースとして転倒危険度データベース記憶部１３８に記憶するものである。
【００６９】
表示制御部１４２は、被計測者に「つぎ足歩行」の動作内容及び「ステップ歩行」の動作内容に係る計測結果をディスプレイ２１に表示させるものである。言い換えれば、表示制御部１４２は、被計測者に「つぎ足歩行」及び「ステップ歩行」を指示するものである。
【００７０】
まず、各モードにおいて、表示制御部１４２がディスプレイ２１に表示させる被計測者に指示する動作内容について説明する。
【００７１】
「つぎ足モード」が設定されている場合には、図３に示すような圧力分布センサ１１の外観図と、被計測者に「つぎ足歩行」を促す内容とをディスプレイ２１に表示させる。
【００７２】
「ステップモード」が設定されている場合には、計測領域決定部１４０が、両足配置領域１１ｃ「１」〜「６」から順次選択されたいずれか１つを計測領域１１ｄとして決定し、図４に示すような圧力分布センサ１１の外観図と、計測領域決定部１４０に決定された計測領域１１ｄの番号「１」〜「６」とをディスプレイ２１に表示させる。つまり、被計測者が各両足配置領域１１ｃ上で静止してから所定時間経過するごとに、予め定められたパターンに基づいて次の計測領域１１ｄが決定され、被計測者は計測領域１１ｄ間を移動する。なお、以上の処理は計測時間内において複数回繰り返される。
【００７３】
表示制御部１４２について図１１〜１３を参照しつつ説明する。図１１は、「つぎ足モード」の計測結果の表示内容を示す図である。図１２は、「ステップモード」の計測結果を示す図である。なお、これらの表示内容は実際にはカラー表示となっている。図１３は、被計測者の転倒する危険性に関する表示内容を示す図である。図１１、１２に示すように、表示制御部１４２は、各モードにおける圧力分布ウィンドウ５１及び結果表示ウィンドウ５２をディスプレイ２１に表示させる。また、図１３に示すように、表示制御部１４２は、全てのモードの計測が終了した後に、最終結果として転倒危険度表示ウィンドウ５３をディスプレイ２１に表示させる。
【００７４】
図１１、１２に示すように、圧力分布ウィンドウ５１には、被計測者の両足からの圧力分布センサ１１上に加えられる圧力分布６１が、検知データ記憶部１３２に記憶されている圧力分布データに基づいて表示されている。ここで、圧力分布６１は、等圧線状に表示されており、圧力値の大きさが変化するのに伴って、段階的に変化する色のスケールにしたがって表示されている。また、圧力分布ウィンドウ５１には、重心位置記憶部１３４に記憶されている重心位置データに基づいて、被計測者の重心が移動するときの軌跡６２が描かれている。従って、オペレータは、圧力分布ウィンドウ５１を見ることによって、被計測者の両足の圧力分布６１及び重心位置Ｃｆの軌跡６２を把握することができる。
【００７５】
また、「つぎ足モード」においては、結果表示ウィンドウ５２には、パラメータ算出部１４１で算出された「比直線距離積分値」、「各歩平均総中心変位長」、「各歩平均総Ｘ中心変位長」及び「各歩平均軌跡長」の数値が表示されている。「ステップモード」においては、結果表示ウィンドウ５２には、パラメータ算出部１４１で算出された「総軌跡長平均」、「単位時間軌跡長平均」及び「外周面積平均」の数値が表示されている。
【００７６】
全てのモードの計測終了後においては、転倒危険度判定部１５１が最終結果として判定した被計測者の「転倒危険度」が転倒危険度表示ウィンドウ５３に表示される。図１３に示すように、転倒危険度表示ウィンドウ５３には、各モードにおけるパラメータ（ここでは、「比直線距離積分値」、「各歩平均総中心変位長」、「各歩平均総Ｘ中心変位長」、「各歩平均軌跡長」、「総軌跡長平均」、「単位時間軌跡長平均」及び「外周面積平均」）の各項目、各パラメータの平均値、パラメータ算出部１４１が算出した被計測者の各パラメータの値、パラメータの値に関連付けられた「転倒危険度」及び各「転倒危険度」同士を掛け合わせて算出された最終結果として判定した「あなたの転倒危険度」が示された計測結果欄が表示されている。平均値は、転倒危険度データベース記憶部１３８に記憶された転倒危険度データベースに含まれる複数の被計測者のパラメータの値の平均値である。「転倒危険度」は、転倒危険度判定部１５１が導出した各パラメータの値に関連付けられた「転倒危険度」である。「あなたの転倒危険度」は、転倒危険度判定部１５１が最終結果として判定した被計測者の転倒する危険性を示している。
【００７７】
以上、説明したように、本実施形態の転倒危険度判定装置１によると、サンプリング用の被計測者についてのパラメータ算出部１４１が算出した各パラメータの値と転倒履歴との相関関係に基づいて生成されたパラメータに関する複数の値及び各パラメータの値に関連付けられた「転倒危険度」を含む転倒危険度データベースに基づいて、被計測者の「転倒危険度」を判定する。このように統計的な判断により、「転倒危険度」を判定するため、被計測者の転倒する危険性を正確に把握することができる。これにより、転倒を防止するための効率的な歩行訓練を行うことができる。
【００７８】
また、転倒危険度判定部１５１が、パラメータ算出部１４１が算出した各評価値に関連付けられた「転倒危険度」を転倒危険度データベースに基づいて導出し、導出された「転倒危険度」同士を互いに掛け合わせることによって被計測者に関する「転倒危険度」を判定する。これにより、複数の異なる歩行機能のパラメータの値から「転倒危険度」を判定するため、被計測者の転倒する危険性をより正確に把握することができる。
【００７９】
さらに、本発明の発明者らは、「つぎ足モード」においては、「つぎ足歩行」に関するパラメータと「転倒危険度」との関連性が強いことを知見した。これにより、被計測者の転倒する危険性をより一層正確に把握することができる。
【００８０】
このとき、本発明の発明者らは、「つぎ足モード」においては、「比直線距離積分値」、「各歩平均総中心変位長」、「各歩平均総Ｘ中心変位長」及び「各歩平均軌跡長」は「転倒危険度」との関連性が特に強いことを知見した。したがって、これらのパラメータを用いることによって、被計測者の転倒する危険性をより一層正確に把握することができる。
【００８１】
また、「ステップモード」においては、被計測者の両足が左右方向に揃った状態で配置されるため、被計測者が通常歩行する場合と比較して圧力分布センサ１１の表面積を小さくすることができる。これにより、圧力分布センサの小型化及び低コスト化を図ることができる。また、被計測者が前後左右方向に移動したときのパラメータの値を得ることができるため、被計測者の転倒する危険性をより一層正確に把握することができる。
【００８２】
このとき、本発明の発明者らは、「ステップモード」においては、「総軌跡長平均」、「単位時間軌跡長平均」及び「外周面積平均」は「転倒危険度」との関連性が特に強いことを知見した。したがって、これらのパラメータを用いることによって、被計測者の転倒する危険性をより一層正確に把握することができる。
【００８３】
また、被計測者についてパラメータ算出部１４１が算出した各パラメータの値と、被計測者についての転倒履歴とを転倒履歴データベース記憶部１３９に記憶された転倒履歴データベースに追加して、転倒履歴データベースを更新する。そして、更新された転倒履歴データベースにおける、サンプリング用の被計測者についてパラメータ算出部１４１が算出した各パラメータの値と、サンプリング用の被計測者についての転倒履歴との相関関係に基づいて、当該複数の被計測者についてパラメータ算出部１４１が算出した各パラメータの値と、各パラメータの値に関連付けられた「転倒危険度」とを転倒危険度データベースとして再構築する。これにより、更新された転倒履歴データベースに基づいて転倒危険度データベースが再構築されるため、被計測者の転倒する危険性をより一層正確に把握することができる。
【００８４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、本発明の実施形態では、転倒危険度判定部１５１は、パラメータ算出部１４１が算出した各パラメータの値に基づいて「転倒危険度」を導出し、その「転倒危険度」同士を掛け合わせて、最終結果としての被計測者の「転倒危険度」を判定していたが、掛け合わせずに、平均化するなどいかなる計算方法で最終結果としての被計測者の「転倒危険度」を判定してもよい。また、導出した「転倒危険度」を最終結果としての被計測者の「転倒危険度」として用いてもよい。
【００８５】
また、本発明の実施形態では、パラメータ算出部１４１が「比直線距離積分値」、「各歩平均総中心変位長」、「各歩平均総Ｘ中心変位長」、「各歩平均軌跡長」、「総軌跡長平均」、「単位時間軌跡長平均」及び「外周面積平均」から「転倒危険度」を算出する構成であるが、パラメータ算出部１４１がこれらのパラメータの値の一部から「転倒危険度」を算出する構成であってもよいし、他のパラメータの値から「転倒危険度」を算出する構成であってもよい。
【００８６】
さらに、本発明の実施形態では、「転倒危険度」はロジスティック回帰分析により数値化されていたが、ロジスティック回帰分析に限らず、数量化理論Ｉ類などいかなる分析手法により数値化されてもよい。
【００８７】
加えて、本発明の実施形態では、転倒履歴データベースを記憶していたが、転倒履歴データベースを記憶しておかなくてもよい。したがって、転倒危険度データベースを再構築しなくてもよい。
【００８８】
また、本発明の実施形態では、変換部１４５において、各感圧センサ１１ａで検知された出力値が、閾値１以上である場合には、１に変換され、閾値１より小さい場合には、０に変換されているが、閾値は１に限られない。従って、出力値がデジタル出力値である場合には、閾値は２以上の整数であってもよい。また、出力値がアナログ出力値である場合には、閾値は０より大きく１より小さい数であってもよいし、１より大きい正の数であってもよい。また、出力値が閾値以上である場合に変換される第１所定値は、１に限られないで、その他の正の数であってもよい。同様に、出力値が閾値より小さい場合に変換される第２所定値は、０に限られるものではなく、その他の数であってもよい。
【００８９】
さらに、本発明の実施形態では、被計測者への「つぎ足歩行」及び「ステップ歩行」の動作内容の指示は、表示制御部１４２がディスプレイ２１に表示させることによって行っていたが、動作内容の指示は、表示制御部１４２からの指示に限られない。従って、動作内容の指示は、装置からの音声による指示でもよい。また、オペレータからの指示でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施形態に係る転倒危険度判定装置の概略構成を示す外観図である。
【図２】図１の転倒危険度判定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す転倒危険度判定装置における「つぎ足モード」の動作内容を示した図である。
【図４】図１に示す転倒危険度判定装置における「ステップモード」の動作内容を示した図である。
【図５】図１に示す感圧センサで検知される圧力分布データを示す図である。
【図６】図１に示す圧力分布センサ上に被計測者が両足を配置したときの出力値が２値化変換された状態を示す図である。
【図７】図１に示す圧力分布センサ上における被計測者の重心位置の軌跡を示した図である。
【図８】図１に示す圧力分布センサ上において、歩行距離の経過に伴う被計測者の重心位置と直線との距離の変化を示した図である。
【図９】図１に示す圧力分布センサ上における被計測者の重心位置の軌跡を示した図である。
【図１０】図１に示す圧力分布センサ上における被計測者の重心位置の軌跡が描かれた領域の面積を示した図である。
【図１１】図２に示すディスプレイに表示される「つぎ足モード」に関する計測結果を示す図である。
【図１２】図２に示すディスプレイに表示される「ステップモード」に関する計測結果を示す図である。
【図１３】図２に示すディスプレイに表示される転倒危険度表示ウィンドウを示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１ 転倒危険度判定装置
１１ 圧力分布センサ
１１ａ 感圧センサ（圧力検知領域）
１１ｂ 直線
１１ｃ 両足配置領域
２０ パーソナルコンピュータ
２１ ディスプレイ
３０ 制御部
１３１ モード設定部
１３２ 検知データ記憶部（検知データ記憶手段）
１３３ 計測領域記憶部
１３４ 重心位置記憶部
１３５ 基準位置記憶部
１３６ 中心変位長記憶部
１３８ 転倒危険度データベース記憶部（転倒危険度データベース記憶手段）
１３９ 転倒履歴データベース記憶部（転倒履歴データベース記憶手段）
１４０ 計測領域決定部
１４１ パラメータ算出部
１４１ａ 比直線距離積分値算出部（比直線距離積分値算出手段）
１４１ｂ 各歩平均総中心変位長算出部（各歩平均総中心変位長算出手段）
１４１ｃ 各歩平均総Ｘ中心変位長算出部（各歩平均総Ｘ中心変位長算出手段）
１４１ｄ 各歩平均軌跡長算出部（各歩平均軌跡長算出手段）
１４１ｅ 総軌跡長平均算出部（総軌跡長平均算出手段）
１４１ｆ 単位時間軌跡長平均算出部（単位時間軌跡長平均算出手段）
１４１ｇ 外周面積平均算出部（外周面積平均算出手段）
１４２ 表示制御部
１４３ 重心位置算出部（重心位置算出手段）
１４４ 比較部（比較手段）
１４５ 変換部（第１の変換手段、第２の変換手段）
１４６ 基準位置算出部（基準位置算出手段）
１４８ 静止時間算出部（静止時間算出手段）
１４９ 重心移動軌跡長算出部（重心移動軌跡長算出手段）
１５０ 評価値算出部（評価値算出手段）
１５１ 転倒危険度判定部（転倒危険度判定手段）
１５２ 更新部（更新手段）
１５３ 再構築部（再構築手段）
１５４ 静止時重心軌跡長算出部（静止時重心移動軌跡長算出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療及びリハビリにおいて患者の転倒する危険性を示す転倒危険度を判定する転倒危険度判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者（被計測者）の歩行状態を計測する装置として、多数の感圧センサを有する圧力分布センサを備え、当該圧力分布センサ上を患者が歩行したときの足裏にかかる荷重と足位置とを計測する技術が知られている（特許文献１参照）。この技術によると、患者の足裏の荷重状態が数値化されて理想的な荷重状態との差を客観的に把握することができる。このため、患者の歩行状態を把握しながら効率的な歩行訓練を行うことができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３０８６９８号公報（図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
医療及びリハビリにおける歩行訓練の目的の一つに歩行時の転倒防止がある。
上述した技術によると、被計測者の歩行時の理想的な荷重状態との差であるふらつきを補正するように歩行訓練を行うことができる。しかしながら、歩行時のふらつきの大きさと転倒との間に直接的な因果関係がないため、患者の転倒する危険性を正確に把握することができない。このため、転倒防止を目的とした効率的な歩行訓練を行うことが難しい。
【０００５】
本発明の主たる目的は、被計測者の転倒する危険性を正確に把握することができる転倒危険度判定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００６】
本発明の転倒危険度判定装置は、被計測者から加えられる圧力をそれぞれ検知する複数の圧力検知領域を有する圧力分布センサと、前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値を圧力分布データとして記憶する検知データ記憶手段と、前記検知データ記憶手段に記憶された前記圧力分布データから歩行機能を示す１又は複数種類の評価指標に関する評価値を算出する評価値算出手段と、前記１又は複数種類の評価指標に関する複数の評価値及び各評価値に関連付けられた転倒する危険性を示す転倒危険度を含む転倒危険度データベースを記憶する転倒危険度データベース記憶手段と、前記評価値算出手段によって算出された前記被計測者についての前記１又は複数種類の評価指標に関する評価値、及び、前記転倒危険度データベース記憶手段に記憶された前記転倒危険度データベースに基づいて、当該被計測者に関する転倒危険度を判定する転倒危険度判定手段とを備えており、前記転倒危険度データベースが、他の複数の被計測者について算出された前記１又は複数種類の評価指標に関する評価値と、当該他の複数の被計測者についての転倒履歴との相関関係に基づいて生成されている。
【０００７】
本発明によると、他の複数の被計測者についての各評価指標に関する評価値と転倒履歴との相関関係に基づいて生成された評価指標に関する複数の評価値及び各評価値に関連付けられた転倒危険度を含む転倒危険度データベースに基づいて、被計測者の転倒危険度を判定する。このように統計的な判断により、転倒危険度を判定するため、被計測者の転倒する危険性を正確に把握することができる。これにより、転倒を防止するための効率的な歩行訓練を行うことができる。
【０００８】
また、本発明においては、前記評価値算出手段が複数種類の評価指標に関する評価値を算出し、前記転倒危険度判定手段が、前記評価値算出手段が算出した各評価値に関連付けられた転倒危険度を前記転倒危険度データベースに基づいて導出し、導出された当該転倒危険度同士を互いに掛け合わせることによって被計測者に関する転倒危険度を判定することが好ましい。これによると、複数の異なる歩行機能の評価指標に関する評価値から転倒危険度を判定するため、被計測者の転倒する危険性をより正確に把握することができる。
【０００９】
さらに、本発明においては、前記評価値算出手段は、被計測者が、前記圧力分布センサ上に形成された基準直線に沿って踏み出した足の踵側端部が他方の足の爪先側端部に接するように歩行したときの前記圧力分布データに基づいて、評価値を算出することが好ましい。本発明の発明者らは、つぎ足歩行に関する評価指標と転倒危険度との関連性が強いことを知見した。これにより、被計測者の転倒する危険性をより一層正確に把握することができる。
【００１０】
このとき、前記評価値算出手段が、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、前記基準直線から前記重心位置までの距離を前記重心位置の前記基準直線に沿った移動距離で積分することによって比直線距離積分値を評価指標に関する評価値として算出する比直線距離積分値算出手段とをさらに備えていてもよい。
【００１１】
また、前記評価値算出手段が、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値と閾値とを比較する比較手段と、前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値以上であるという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を第１所定値に変換する第１の変換手段と、前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値より小さいという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を前記第１所定値とは異なる第２所定値に変換する第２の変換手段と、被計測者から前記第１の変換手段によって前記第１所定値に変換された出力値及び前記第２の変換手段によって前記第２所定値に変換された出力値に対応した圧力が前記複数の圧力検知領域に対してそれぞれ加えられた場合の被計測者の重心位置に基づいて、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置の基準となる基準位置を算出する基準位置算出手段と、前記重心位置算出手段が算出した重心位置と前記基準位置算出手段が算出した基準位置との相対距離である中心変位長をサンプリング時間ごとに算出する中心変位長算出手段と、計測時間内において、前記中心変位長算出手段が算出した中心変位長を積算し、歩数で除した各歩平均総中心変位長を評価指標に関する評価値として算出する各歩平均総中心変位長算出手段とをさらに備えていてもよい。
【００１２】
加えて、前記評価値算出手段が、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値と閾値とを比較する比較手段と、前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値以上であるという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を第１所定値に変換する第１の変換手段と、前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値より小さいという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を前記第１所定値とは異なる第２所定値に変換する第２の変換手段と、被計測者から前記第１の変換手段によって前記第１所定値に変換された出力値及び前記第２の変換手段によって前記第２所定値に変換された出力値に対応した圧力が前記複数の圧力検知領域に対してそれぞれ加えられた場合の被計測者の重心位置に基づいて、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置の基準となる基準位置を算出する基準位置算出手段と、前記重心位置算出手段が算出した重心位置と前記基準位置算出手段が算出した基準位置との相対距離である中心変位長をサンプリング時間ごとに算出する中心変位長算出手段と、計測時間内において、前記中心変位長算出手段が算出した中心変位長を積算し、歩数で除した各歩平均総中心変位長を算出する各歩平均総中心変位長算出手段と、前記各歩平均総中心変位長算出手段が算出した各歩平均総中心変位長のＸ方向成分の長さである各歩平均総Ｘ中心変位長を評価指標に関する評価値として算出する各歩平均総Ｘ中心変位長算出手段とをさらに備えていてもよい。
【００１３】
さらに、前記評価値算出手段が、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、前記重心位置算出手段が算出した重心位置の移動軌跡長を算出する重心移動軌跡長算出手段と、前記重心移動軌跡長算出手段が算出した重心移動軌跡長を、歩数で除した各歩平均軌跡長を評価指標に関する評価値として算出する各歩平均軌跡長算出手段とをさらに備えていてもよい。
【００１４】
本発明の発明者らは、これらの評価指標と転倒危険度との関連性が特に強いことを知見した。したがって、これらの評価指標を用いることによって、被計測者の転倒する危険性をより一層正確に把握することができる。
【００１５】
また、本発明においては、前記評価値算出手段は、前記圧力分布センサ上に形成された被計測者の両足が左右方向に揃った状態で配置しうる複数の両足配置領域間を、前記被計測者が各両足配置領域において両足を配置しつつ移動したときの前記圧力分布データに基づいて、評価値を算出することが好ましい。これによると、被計測者の両足が左右方向に揃った状態で配置されるため、被計測者が通常歩行する場合と比較して圧力分布センサの表面積を小さくすることができる。これにより、圧力分布センサの小型化及び低コスト化を図ることができる。また、被計測者が前後左右方向に移動したときの評価指標に関する評価値を得ることができるため、被計測者の転倒する危険性をより一層正確に把握することができる。
【００１６】
このとき、前記評価値算出手段が前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、被計測者が前記両足配置領域上に両足を配置した状態で静止している静止時間を算出する静止時間算出手段と、前記静止時間算出手段が算出した静止時間内における、前記重心位置算出手段が算出した重心位置の移動軌跡長を算出する静止時重心移動軌跡長算出手段と、前記静止時重心移動軌跡長算出手段が算出した静止時重心移動軌跡長を、両足配置領域数で除した総軌跡長平均を評価指標に関する評価値として算出する総軌跡長平均算出手段とをさらに備えていてもよい。
【００１７】
また、前記評価値算出手段が、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、被計測者が前記計測領域上に両足を配置した状態で静止している静止時間を算出する静止時間算出手段と、前記静止時間算出手段が算出した静止時間内における、前記重心位置算出手段が算出した重心位置の移動軌跡長を算出する静止時重心移動軌跡長算出手段と、前記静止時重心移動軌跡長算出手段が算出した静止時重心移動軌跡長に、前記静止時間算出手段が算出した静止時間に対する所定の単位時間の比を乗じて、両足配置領域数で除した単位時間軌跡長平均を評価指標に関する評価値として算出する単位時間軌跡長平均算出手段とをさらに備えていてもよい。
【００１８】
さらに、前記評価値算出手段が、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、被計測者が前記計測領域上に両足を配置した状態で静止している静止時間を算出する静止時間算出手段と、前記静止時間算出手段が算出した静止時間内における、前記重心位置算出手段が算出した重心位置の移動軌跡が描かれた領域の面積を、両足配置領域数で除した外周面積平均を評価指標に関する評価値として算出する外周面積平均算出手段とをさらに備えていてもよい。
【００１９】
本発明の発明者らは、これらの評価指標と転倒危険度との関連性が特に強いことを知見した。したがって、これらの評価指標を用いることによって、被計測者の転倒する危険性をより一層正確に把握することができる。
【００２０】
また、本発明においては、他の複数の被計測者について算出された前記１又は複数種類の評価指標に関する評価値及び当該他の複数の被計測者についての転倒履歴を含む転倒履歴データベースを記憶する転倒履歴データベース記憶手段と、前記評価値算出手段が算出した被計測者についての１又は複数種類の評価指標に関する評価値及び当該被計測者についての転倒履歴が前記転倒履歴データベースに追加されるように前記転倒履歴データベースを更新する更新手段と、前記更新手段によって前記転倒履歴データベースが更新されたとき、前記転倒履歴データベースに基づいて前記転倒危険度データベースを再構築する再構築手段とをさらに備えていることが好ましい。これによると、更新された転倒履歴データベースに基づいて転倒危険度データベースが再構築されるため、被計測者の転倒する危険性をより一層正確に把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施形態に係る転倒危険度判定装置の概略構成を示す外観図である。図２は、図１の転倒危険度判定装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２２】
転倒危険度判定装置１は、被計測者の転倒する危険性を示す「転倒危険度」を判定するものである。図１及び図２に示すように、転倒危険度判定装置１は、シート状の圧力分布センサ１１と、圧力分布センサ１１に接続された圧力検出部１２と、パーソナルコンピュータ（パソコン）２０と、圧力検出部１２とパソコン２０とを接続する接続ユニット４０とを備えている。接続ユニット４０は、インターフェースボックス４５及びインターフェースケーブル４６を含んでおり、その両端が圧力検出部１２及びパソコン２０の各入出力インターフェース（図示しない）に接続されている。
【００２３】
圧力分布センサ１１は、被計測者がその上に立つ場合に、被計測者の両足から加えられる圧力を検知する圧力検知領域となる多数の感圧センサ１１ａが格子状に配置されたものである。圧力検出部１２は、多数の感圧センサ１１ａのそれぞれに接続されており、各感圧センサ１１ａの状態を検出する。本実施形態では、圧力分布センサ１１の厚さは、約０．１〜０．２ｍｍである。ここで、本実施形態では、各感圧センサ１１ａの状態は、それらに加えられる圧力に対応した０〜２５５のデジタル出力値によって表され、その出力値がパソコン２０に対して出力される。
【００２４】
圧力分布センサ１１の大きさは、計測時における圧力分布センサ１１上での被計測者の動作内容によって決定される。また、圧力分布センサ１１は、シート単体での使用も可能であるが、シートの保護の観点から、ゴムシートを緩衝用に積層してもよい。また、床上へのセッティングを容易にする目的でセンサを保持するアルミなどの金属製や樹脂製の板の上に積層してもよい。
【００２５】
図２に示すように、パソコン２０は、ディスプレイ２１と、キーボード２５と、マウス２６と、制御部３０とを有している。ここで、制御部３０には、転倒危険度判定装置１に係る各種動作を制御する転倒危険度判定プログラムやデータなどが格納されたハードディスク、転倒危険度判定装置１の各部の動作を制御する信号を生成するために各種演算を実行するＣＰＵ、ＣＰＵでの演算結果などのデータを一時保管するＲＡＭなどが含まれている。
【００２６】
制御部３０は、モード設定部１３１と、検知データ記憶部１３２と、評価値算出部１５０と、計測領域記憶部１３３と、重心位置記憶部１３４と、基準位置記憶部１３５と、中心変位長記憶部１３６と、転倒危険度データベース記憶部１３８と、転倒履歴データベース記憶部１３９と、表示制御部１４２と、転倒危険度判定部１５１と、更新部１５２と、再構築部１５３とを有している。また、制御部３０には、ディスプレイ２１と、キーボード２５と、マウス２６とがそれぞれ接続されている。
【００２７】
モード設定部１３１は、被計測者の「転倒危険度」を判定するのに用いる複数のパラメータの値（評価指標に関する評価値）を計測する各モードの設定を行うものである。本実施形態では、モード設定部１３１は、「つぎ足モード」、「ステップモード」の計２つのモードが設定可能となっている。「つぎ足モード」におけるパラメータは、「比直線距離積分値」、「各歩平均総中心変位長」、「各歩平均総Ｘ中心変位長」及び「各歩平均軌跡長」である。「ステップモード」におけるパラメータは、「総軌跡長平均」、「単位時間軌跡長平均」及び「外周面積平均」である。オペレータが、マウス２６などを操作することによって、「つぎ足モード」又は「ステップモード」のいずれかが選択的に設定される。各モードにおいて被計測者が行う動作内容が異なる。各モードの動作内容について図３、４を参照しつつ説明する。図３は「つぎ足モード」の動作内容を示した図である。図４は「ステップモード」の動作内容を示した図である。なお、図中に示された足形は、圧力分布センサ１１上に配置された被計測者の足の配置位置を示している。
【００２８】
図３に示すように、「つぎ足モード」では、圧力分布センサ１１の短手方向中央に、長手方向に沿って延びた直線１１ｂが形成されている。「つぎ足歩行」は、被計測者が圧力分布センサ１１上に形成された直線１１ｂに沿って、踏み出した足の踵側端部が他方の足の爪先側端部に接するように歩行する動作をいう。
【００２９】
図４に示すように、「ステップモード」では、圧力分布センサ１１上において、「１」〜「６」の番号が付された矩形状を有する６つの両足配置領域１１ｃが形成されている。各両足配置領域１１ｃは、被計測者の両足が左右方向に揃った状態で配置可能な面積を有している。なお、両足配置領域１１ｃの数は６に限られるものではなく、圧力分布センサの面積に応じて任意の数の両足配置領域が形成されてもよい。
【００３０】
「ステップ歩行」は、被計測者が、各両足配置領域１１ｃに両足を左右方向に揃った状態で配置させつつ両足配置領域１１ｃ間を移動する動作をいう。なお、図４においては、被計測者が両足配置領域１１ｃ「１」から両足配置領域１１ｃ「２」に移動する場合が示されている。後述するように、被計測者が移動すべき両足配置領域１１ｃが計測領域１１ｄとなる。「ステップモード」において、評価値算出部１５０は、計測領域１１ｄ上に被計測者が移動することを前提に評価を行う。
【００３１】
図２に戻って、検知データ記憶部１３２は、圧力検出部１２から接続ユニット４０を介してパソコン２０に送信された圧力分布データを記憶するものである。検知データ記憶部１３２には、圧力分布センサ１１に格子状に配置された多数の感圧センサ１１ａごとに、計測時間内におけるサンプリング時間おきの圧力分布データが記憶されている。つまり、各サンプリング時間における多数の感圧センサ１１ａの圧力分布データが、サンプリング時間の数だけ記憶されている。従って、この圧力分布データに基づいて、各感圧センサ１１ａで検知される圧力の時間的な変化を把握することができる。
【００３２】
評価値算出部１５０は、「転倒危険度」を判定するのに用いる複数のパラメータの値及びその各パラメータの値を算出するために用いられる複数の値を算出するものである。評価値算出部１５０は、計測領域決定部１４０と、重心位置算出部１４３と、比較部１４４と、変換部１４５と、基準位置算出部１４６と、中心変位長算出部１４７と、静止時間算出部１４８と、重心移動軌跡長算出部１４９と、静止時重心移動軌跡長算出部１５４と、パラメータ算出部１４１とを有している。
【００３３】
計測領域決定部１４０は、「ステップモード」において、両足配置領域１１ｃ「１」〜「６」から順次選択されたいずれか１つを計測領域１１ｄとして決定すると共に決定した計測領域１１ｄを計測領域記憶部１３３に記憶するものである（図４参照）。計測領域１１ｄは、「ステップ歩行」において被計測者が次に移動すべき両足配置領域１１ｃである。例えば、図４においては、両足配置領域１１ｃ「２」が計測領域１１ｄとして決定されている。計測領域決定部１４０は、被計測者が各両足配置領域１１ｃ上で静止してから所定時間経過するごとに、予め定められたパターンに基づいて次の計測領域１１ｄを決定する。なお、計測領域１１ｄは両足配置領域１１ｃ「１」〜「６」からランダムに決定されてもよいし、オペレータからの指示に基づいて決定されてもよい。また、計測領域１１ｄを決定するタイミングも任意のものであってもよい。
【００３４】
重心位置算出部１４３は、検知データ記憶部１３２に記憶された圧力分布データに基づいて、サンプリング時間ごとに圧力分布センサ１１上の被計測者の重心位置Ｃｆ（図６参照）を算出すると共に算出した重心位置Ｃｆを重心位置記憶部１３４に記憶するものである。
【００３５】
重心位置算出部１４３における重心位置Ｃｆの算出方法について、図５を参照して説明する。図５は、所定時間において多数の感圧センサ１１ａで検知される圧力分布データを示している。本実施形態の圧力分布センサ１１では、多数の感圧センサ１１ａが、Ｘ軸方向（左右方向）にｍ＋１列に配置されていると共に、Ｙ軸方向（上下方向）にｎ＋１列に配置されている。従って、多数の感圧センサ１１ａは、（ｍ＋１）×（ｎ＋１）の格子状に配置されている。
【００３６】
また、図５では、各感圧センサ１１ａで検知された圧力データが記号で示されている。例えば、Ｘ軸方向にはｕ列目であって且つＹ軸方向にはｖ列目に対応する感圧センサ１１ａによって検知される圧力データは、ａ（ｕ、ｖ）（但し、ｕは０以上ｍ以下の整数、ｖは０以上ｎ以下の整数）と表されている。
【００３７】
この場合のＸ軸方向の重心位置Ｃｆｘは、次数式で算出される。
【００３８】
【数１】
【００３９】
また、Ｙ軸方向の重心位置Ｃｆｙは、次数式で算出される。
【００４０】
【数２】
【００４１】
図２に戻って、比較部１４４は、各感圧センサ１１ａで検知された出力値と、閾値１とを比較するものである。上述したように、各感圧センサ１１ａで検知された出力値は、０〜２５５のデジタル出力値によって表される。各感圧センサ１１ａから出力がある場合には、その出力値は閾値１以上になる。
【００４２】
変換部１４５は、比較部１４４において、各感圧センサ１１ａで検知された出力値が閾値１以上であるという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を１（第１所定値）に変換し、比較部１４４において、各感圧センサ１１ａで検知された出力値が閾値１よりも小さいという比較結果が得られた場合、言い換えれば、検知された出力値が０の場合に、それらの出力値を０（第２所定値）に変換するものである。従って、変換部１４５では、圧力分布センサ１１において、被計測者の足裏が接触する領域である接触領域が１に、被計測者の足裏が接触しない領域である非接触領域が０になるように２値化変換する。
【００４３】
被計測者が圧力分布センサ１１上に両足を配置したときの出力値が２値化変換されたものの一例を図６に示す。なお、図６においては、出力値が０に変換された領域を白で、出力値が１に変換された領域を黒で示している。また、後述する基準位置をＣｐで、重心位置をＣｆで示している。図６に示すように、各感圧センサ１１ａの出力値が２値化変換されることにより、被計測者の両足と圧力分布センサ１１との接触領域を正確に検知することができる。
【００４４】
図２に戻って、基準位置算出部１４６は、サンプリング時間ごとに、圧力分布センサ１１における被計測者の足裏との接触領域の中心位置（面積中心）を基準位置Ｃｐとして算出するものである。このとき、Ｘ軸方向に関する基準位置Ｃｐｘは、次数式で算出される。
【００４５】
【数３】
【００４６】
また、Ｙ軸方向に関する基準位置Ｃｐｙは、次式で算出される。
【００４７】
【数４】
【００４８】
ここで、数式３及び数式４においては、圧力データａ（ｕ、ｖ）としては、変換部１４５によって変換された後の出力値が用いられる。つまり、各感圧センサ１１ａで検知された出力値が閾値１以上である場合には、それらの出力値は全て１として、一方、その出力値が閾値１より小さい場合には、それらの出力値は全て０として、数式３及び数式４によって基準位置Ｃｐが算出される。算出された基準位置Ｃｐは順次基準位置記憶部１３５に記憶される。つまり、サンプリング時間ごとに、被計測者の重心位置Ｃｆが重心位置記憶部１３４に記憶されると共に基準位置Ｃｐが基準位置記憶部１３５に記憶される。
【００４９】
中心変位長算出部１４７は、重心位置算出部１４３が算出した重心位置Ｃｆと、基準位置算出部１４６が算出した基準位置Ｃｐとの相対距離である「中心変位長」をサンプリング時間ごとに算出すると共に算出した「中心変位長」を中心変位長記憶部１３６に記憶するものである。つまり、「中心変位長」は、計測時間内における各サンプリング時間に対応する数だけ算出される。
【００５０】
静止時間算出部１４８は、被計測者が圧力分布センサ１１上に両足を配置した状態で静止している時間（以下、「静止時間」と称す）を算出するものである。静止時間算出部１４８は、圧力分布センサ１１上における被計測者の両足と接触している接触領域が、前のサンプリング時間との間で７０％以上一致している間の時間を「静止時間」として算出する。
【００５１】
重心移動軌跡長算出部１４９について図７を参照しつつ説明する。図７は圧力分布センサ１１上における被計測者の重心位置Ｃｆの移動軌跡を示した図である。図７に示すように、重心移動軌跡長算出部１４９は、重心位置Ｃｆの移動軌跡長である「重心移動軌跡長」を算出するものである。具体的には、重心移動軌跡長算出部１４９は、各サンプリング時間に対応する重心位置Ｃｆを重心位置記憶部１３４から順に読み出しつつ、隣接するサンプリング時間の重心位置Ｃｆ間の相対距離を積算することによって「重心移動軌跡長」を算出する。
【００５２】
静止時重心移動軌跡長算出部１５４は、静止時間算出部１４８が算出した「静止時間」における重心位置Ｃｆの移動軌跡長である「静止時重心移動軌跡長」を算出するものである。具体的には、静止時重心移動軌跡長算出部１５４は、静止時間算出部１４８によって算出された「静止時間」における各サンプリング時間に対応する重心位置Ｃｆを重心位置記憶部１３４から時間順に読み出しつつ、隣接するサンプリング時間の重心位置Ｃｆ間の相対距離を積算することによって「静止時重心移動軌跡長」を算出する。
【００５３】
パラメータ算出部１４１は、「転倒危険度」を判定するのに用いる複数のパラメータの値（本実施形態では、「比直線距離積分値」、「各歩平均総中心変位長」、「各歩平均総Ｘ中心変位長」、「各歩平均軌跡長」、「総軌跡長平均」、「単位時間軌跡長平均」及び「外周面積平均」）を算出するものである。パラメータ算出部１４１は、比直線距離積分値算出部１４１ａと、各歩平均総中心変位長算出部１４１ｂと、各歩平均総Ｘ中心変位長算出部１４１ｃと、各歩平均軌跡長算出部１４１ｄと、総軌跡長平均算出部１４１ｅと、単位時間軌跡長平均算出部１４１ｆと、外周面積平均算出部１４１ｇとを含んでいる。
【００５４】
比直線距離積分値算出部１４１ａは、「つぎ足モード」において、重心位置記憶部１３４に記憶された被計測者の重心位置Ｃｆに基づいて「比直線距離積分値」を算出するものである。「比直線距離積分値」について図８を参照しつつ説明する。図８は、歩行距離に伴う直線１１ｂから被計測者の重心位置Ｃｆまでの距離の変化を示した図である。なお、図８においては、縦軸に歩行距離を、横軸に直線１１ｂから被計測者の重心位置Ｃｆまでの距離をそれぞれ示している。前述したように、被計測者が直線１１ｂに沿って「つぎ足歩行」を行うと、被計測者の歩行に伴って被計測者の重心位置Ｃｆが変化する。図８に示すように、「比直線距離積分値」は、１回のつぎ足歩行計測において、直線１１ｂから被計測者の重心位置Ｃｆまでの距離を被計測者の歩行距離（移動距離）で積分したものである。
【００５５】
各歩平均総中心変位長算出部１４１ｂは、「つぎ足モード」において、中心変位長記憶部１３６に記憶された被計測者の「中心変位長」に基づいて「各歩平均総中心変位長」を算出するものである。「各歩平均総中心変位長」は、１回のつぎ足歩行計測において、各サンプリング時間に対応するように算出された「中心変位長」を積算して、積算された「中心変位長」を１回のつぎ足歩行計測における歩数で除したものである。
【００５６】
各歩平均総Ｘ中心変位長算出部１４１ｃは、「つぎ足モード」において、「各歩平均総中心変位長」におけるＸ方向成分の長さを「各歩平均総Ｘ中心変位長」として算出したものである。
【００５７】
各歩平均軌跡長１４１ｄについて図９を参照しつつ説明する。図９は、計測領域記憶部１３３に記憶されている計測領域１１ｄにおいて被計測者の重心位置Ｃｆの移動軌跡を示した図である。図９に示すように、各歩平均軌跡長１４１ｄは、「つぎ足モード」において、重心移動軌跡長算出部１４９が算出した「重心移動軌跡長」を、１回のつぎ足歩行計測における歩数で除したものを「各歩平均軌跡長」として算出する。
【００５８】
総軌跡長平均算出部１４１ｅは、「ステップモード」において、各計測領域１１ｃについて、静止時重心移動軌跡長算出部１５４が算出した「静止時重心移動軌跡長」を平均化して「総軌跡長平均」として算出する。
【００５９】
単位時間軌跡長平均算出部１４１ｆは、「ステップモード」において、総軌跡長平均算出部１４１ｅが算出した「総軌跡長平均」に、静止時間算出部１４８が算出した「静止時間」に対する単位時間の比を乗じて平均化したものを「単位時間軌跡長平均」として算出する。なお、単位時間は任意の時間であってよい。
【００６０】
外周面積平均算出部１４１ｇについて図１０を参照しつつ説明する。図１０は、計測領域記憶部１３３に記憶されている計測領域１１ｄにおいて被計測者の重心位置Ｃｆの軌跡が描かれた領域の面積を示した図である。図１０に示すように、外周面積平均１４１ｇは、「ステップモード」において、各計測領域１１ｄについて、静止時間算出部１４８が算出した「静止時間」における被計測者の重心位置Ｃｆの移動軌跡が描かれた領域の面積を平均化して「外周面積平均」として算出する。
【００６１】
図２に戻って、前述したように、重心位置記憶部１３４は、重心位置算出部１４３が算出した重心位置Ｃｆをサンプリング時間ごとに記憶するものである。また、計測領域記憶部１３３は、計測領域決定部１４０が決定した計測領域１１ｄを記憶するものである。基準位置記憶部１３５は、基準位置算出部１４６が算出した基準位置Ｃｐをサンプリング時間ごとに記憶するものである。さらに、中心変位長記憶部１３６は、中心変位長算出部１４７が算出した「中心変位長」をサンプリング時間ごとに記憶するものである。
【００６２】
転倒危険度データベース記憶部１３８は、複数のパラメータの値と、各パラメータの値に関連付けられた「転倒危険度」とを転倒危険度データベースとして記憶するものである。具体的な内容を表１に示す。「転倒危険度」は、転倒履歴データベース記憶部１３９に記憶された転倒履歴データベース（後述）に含まれるサンプリング用の被計測者（他の複数の被計測者）について算出された複数のパラメータの値及びサンプリング用の被計測者についての転倒履歴をロジスティック回帰分析により数値化されたものである。
【００６３】
【表１】
【００６４】
転倒危険度判定部１５１は、被計測者の「転倒危険度」を判定するものである。具体的には、転倒危険度データベース記憶部１３８に記憶された転倒危険度データベースを参照して、パラメータ算出部１４１が算出した各パラメータの値に関連付けられた「転倒危険度」を導出する。そして、全てのモードで計測が行われた後に、全てのモードで導出された「転倒危険度」同士を掛け合わせて、最終結果として被計測者の「転倒危険度」を判定する。
【００６５】
転倒履歴データベース記憶部１３９は、サンプリング用の被計測者について算出された各パラメータの値と、サンプリング用の被計測者についての転倒履歴とを転倒履歴データベースとして記憶するものである。ここで、転倒履歴には過去に通常歩行中において転倒したことのある被計測者は１、転倒したことのない被計測者は０として記憶されている。具体的な内容を表２に示す。
【００６６】
【表２】
【００６７】
更新部１５２は、被計測者についてパラメータ算出部１４１が算出した各パラメータの値と被計測者についての転倒履歴とが転倒履歴データベース記憶部１３９に記憶された転倒履歴データベースに追加されるように転倒履歴データベースを更新するものである。
【００６８】
再構築部１５３は、更新部１５２によって転倒履歴データベースが更新されたとき、更新された転倒履歴データベースにおける、サンプリング用の被計測者についてパラメータ算出部１４１が算出した複数のパラメータの値及びサンプリング用の被計測者についての転倒履歴をロジスティック回帰分析により「転倒危険度」を再度数値化し直す。そして、各パラメータの値及び各パラメータの値に関連付けられた「転倒危険度」とを転倒危険度データベースとして転倒危険度データベース記憶部１３８に記憶するものである。
【００６９】
表示制御部１４２は、被計測者に「つぎ足歩行」の動作内容及び「ステップ歩行」の動作内容に係る計測結果をディスプレイ２１に表示させるものである。言い換えれば、表示制御部１４２は、被計測者に「つぎ足歩行」及び「ステップ歩行」を指示するものである。
【００７０】
まず、各モードにおいて、表示制御部１４２がディスプレイ２１に表示させる被計測者に指示する動作内容について説明する。
【００７１】
「つぎ足モード」が設定されている場合には、図３に示すような圧力分布センサ１１の外観図と、被計測者に「つぎ足歩行」を促す内容とをディスプレイ２１に表示させる。
【００７２】
「ステップモード」が設定されている場合には、計測領域決定部１４０が、両足配置領域１１ｃ「１」〜「６」から順次選択されたいずれか１つを計測領域１１ｄとして決定し、図４に示すような圧力分布センサ１１の外観図と、計測領域決定部１４０に決定された計測領域１１ｄの番号「１」〜「６」とをディスプレイ２１に表示させる。つまり、被計測者が各両足配置領域１１ｃ上で静止してから所定時間経過するごとに、予め定められたパターンに基づいて次の計測領域１１ｄが決定され、被計測者は計測領域１１ｄ間を移動する。なお、以上の処理は計測時間内において複数回繰り返される。
【００７３】
表示制御部１４２について図１１〜１３を参照しつつ説明する。図１１は、「つぎ足モード」の計測結果の表示内容を示す図である。図１２は、「ステップモード」の計測結果を示す図である。なお、これらの表示内容は実際にはカラー表示となっている。図１３は、被計測者の転倒する危険性に関する表示内容を示す図である。図１１、１２に示すように、表示制御部１４２は、各モードにおける圧力分布ウィンドウ５１及び結果表示ウィンドウ５２をディスプレイ２１に表示させる。また、図１３に示すように、表示制御部１４２は、全てのモードの計測が終了した後に、最終結果として転倒危険度表示ウィンドウ５３をディスプレイ２１に表示させる。
【００７４】
図１１、１２に示すように、圧力分布ウィンドウ５１には、被計測者の両足からの圧力分布センサ１１上に加えられる圧力分布６１が、検知データ記憶部１３２に記憶されている圧力分布データに基づいて表示されている。ここで、圧力分布６１は、等圧線状に表示されており、圧力値の大きさが変化するのに伴って、段階的に変化する色のスケールにしたがって表示されている。また、圧力分布ウィンドウ５１には、重心位置記憶部１３４に記憶されている重心位置データに基づいて、被計測者の重心が移動するときの軌跡６２が描かれている。従って、オペレータは、圧力分布ウィンドウ５１を見ることによって、被計測者の両足の圧力分布６１及び重心位置Ｃｆの軌跡６２を把握することができる。
【００７５】
また、「つぎ足モード」においては、結果表示ウィンドウ５２には、パラメータ算出部１４１で算出された「比直線距離積分値」、「各歩平均総中心変位長」、「各歩平均総Ｘ中心変位長」及び「各歩平均軌跡長」の数値が表示されている。「ステップモード」においては、結果表示ウィンドウ５２には、パラメータ算出部１４１で算出された「総軌跡長平均」、「単位時間軌跡長平均」及び「外周面積平均」の数値が表示されている。
【００７６】
全てのモードの計測終了後においては、転倒危険度判定部１５１が最終結果として判定した被計測者の「転倒危険度」が転倒危険度表示ウィンドウ５３に表示される。図１３に示すように、転倒危険度表示ウィンドウ５３には、各モードにおけるパラメータ（ここでは、「比直線距離積分値」、「各歩平均総中心変位長」、「各歩平均総Ｘ中心変位長」、「各歩平均軌跡長」、「総軌跡長平均」、「単位時間軌跡長平均」及び「外周面積平均」）の各項目、各パラメータの平均値、パラメータ算出部１４１が算出した被計測者の各パラメータの値、パラメータの値に関連付けられた「転倒危険度」及び各「転倒危険度」同士を掛け合わせて算出された最終結果として判定した「あなたの転倒危険度」が示された計測結果欄が表示されている。平均値は、転倒危険度データベース記憶部１３８に記憶された転倒危険度データベースに含まれる複数の被計測者のパラメータの値の平均値である。「転倒危険度」は、転倒危険度判定部１５１が導出した各パラメータの値に関連付けられた「転倒危険度」である。「あなたの転倒危険度」は、転倒危険度判定部１５１が最終結果として判定した被計測者の転倒する危険性を示している。
【００７７】
以上、説明したように、本実施形態の転倒危険度判定装置１によると、サンプリング用の被計測者についてのパラメータ算出部１４１が算出した各パラメータの値と転倒履歴との相関関係に基づいて生成されたパラメータに関する複数の値及び各パラメータの値に関連付けられた「転倒危険度」を含む転倒危険度データベースに基づいて、被計測者の「転倒危険度」を判定する。このように統計的な判断により、「転倒危険度」を判定するため、被計測者の転倒する危険性を正確に把握することができる。これにより、転倒を防止するための効率的な歩行訓練を行うことができる。
【００７８】
また、転倒危険度判定部１５１が、パラメータ算出部１４１が算出した各評価値に関連付けられた「転倒危険度」を転倒危険度データベースに基づいて導出し、導出された「転倒危険度」同士を互いに掛け合わせることによって被計測者に関する「転倒危険度」を判定する。これにより、複数の異なる歩行機能のパラメータの値から「転倒危険度」を判定するため、被計測者の転倒する危険性をより正確に把握することができる。
【００７９】
さらに、本発明の発明者らは、「つぎ足モード」においては、「つぎ足歩行」に関するパラメータと「転倒危険度」との関連性が強いことを知見した。これにより、被計測者の転倒する危険性をより一層正確に把握することができる。
【００８０】
このとき、本発明の発明者らは、「つぎ足モード」においては、「比直線距離積分値」、「各歩平均総中心変位長」、「各歩平均総Ｘ中心変位長」及び「各歩平均軌跡長」は「転倒危険度」との関連性が特に強いことを知見した。したがって、これらのパラメータを用いることによって、被計測者の転倒する危険性をより一層正確に把握することができる。
【００８１】
また、「ステップモード」においては、被計測者の両足が左右方向に揃った状態で配置されるため、被計測者が通常歩行する場合と比較して圧力分布センサ１１の表面積を小さくすることができる。これにより、圧力分布センサの小型化及び低コスト化を図ることができる。また、被計測者が前後左右方向に移動したときのパラメータの値を得ることができるため、被計測者の転倒する危険性をより一層正確に把握することができる。
【００８２】
このとき、本発明の発明者らは、「ステップモード」においては、「総軌跡長平均」、「単位時間軌跡長平均」及び「外周面積平均」は「転倒危険度」との関連性が特に強いことを知見した。したがって、これらのパラメータを用いることによって、被計測者の転倒する危険性をより一層正確に把握することができる。
【００８３】
また、被計測者についてパラメータ算出部１４１が算出した各パラメータの値と、被計測者についての転倒履歴とを転倒履歴データベース記憶部１３９に記憶された転倒履歴データベースに追加して、転倒履歴データベースを更新する。そして、更新された転倒履歴データベースにおける、サンプリング用の被計測者についてパラメータ算出部１４１が算出した各パラメータの値と、サンプリング用の被計測者についての転倒履歴との相関関係に基づいて、当該複数の被計測者についてパラメータ算出部１４１が算出した各パラメータの値と、各パラメータの値に関連付けられた「転倒危険度」とを転倒危険度データベースとして再構築する。これにより、更新された転倒履歴データベースに基づいて転倒危険度データベースが再構築されるため、被計測者の転倒する危険性をより一層正確に把握することができる。
【００８４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、本発明の実施形態では、転倒危険度判定部１５１は、パラメータ算出部１４１が算出した各パラメータの値に基づいて「転倒危険度」を導出し、その「転倒危険度」同士を掛け合わせて、最終結果としての被計測者の「転倒危険度」を判定していたが、掛け合わせずに、平均化するなどいかなる計算方法で最終結果としての被計測者の「転倒危険度」を判定してもよい。また、導出した「転倒危険度」を最終結果としての被計測者の「転倒危険度」として用いてもよい。
【００８５】
また、本発明の実施形態では、パラメータ算出部１４１が「比直線距離積分値」、「各歩平均総中心変位長」、「各歩平均総Ｘ中心変位長」、「各歩平均軌跡長」、「総軌跡長平均」、「単位時間軌跡長平均」及び「外周面積平均」から「転倒危険度」を算出する構成であるが、パラメータ算出部１４１がこれらのパラメータの値の一部から「転倒危険度」を算出する構成であってもよいし、他のパラメータの値から「転倒危険度」を算出する構成であってもよい。
【００８６】
さらに、本発明の実施形態では、「転倒危険度」はロジスティック回帰分析により数値化されていたが、ロジスティック回帰分析に限らず、数量化理論Ｉ類などいかなる分析手法により数値化されてもよい。
【００８７】
加えて、本発明の実施形態では、転倒履歴データベースを記憶していたが、転倒履歴データベースを記憶しておかなくてもよい。したがって、転倒危険度データベースを再構築しなくてもよい。
【００８８】
また、本発明の実施形態では、変換部１４５において、各感圧センサ１１ａで検知された出力値が、閾値１以上である場合には、１に変換され、閾値１より小さい場合には、０に変換されているが、閾値は１に限られない。従って、出力値がデジタル出力値である場合には、閾値は２以上の整数であってもよい。また、出力値がアナログ出力値である場合には、閾値は０より大きく１より小さい数であってもよいし、１より大きい正の数であってもよい。また、出力値が閾値以上である場合に変換される第１所定値は、１に限られないで、その他の正の数であってもよい。同様に、出力値が閾値より小さい場合に変換される第２所定値は、０に限られるものではなく、その他の数であってもよい。
【００８９】
さらに、本発明の実施形態では、被計測者への「つぎ足歩行」及び「ステップ歩行」の動作内容の指示は、表示制御部１４２がディスプレイ２１に表示させることによって行っていたが、動作内容の指示は、表示制御部１４２からの指示に限られない。従って、動作内容の指示は、装置からの音声による指示でもよい。また、オペレータからの指示でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施形態に係る転倒危険度判定装置の概略構成を示す外観図である。
【図２】図１の転倒危険度判定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す転倒危険度判定装置における「つぎ足モード」の動作内容を示した図である。
【図４】図１に示す転倒危険度判定装置における「ステップモード」の動作内容を示した図である。
【図５】図１に示す感圧センサで検知される圧力分布データを示す図である。
【図６】図１に示す圧力分布センサ上に被計測者が両足を配置したときの出力値が２値化変換された状態を示す図である。
【図７】図１に示す圧力分布センサ上における被計測者の重心位置の軌跡を示した図である。
【図８】図１に示す圧力分布センサ上において、歩行距離の経過に伴う被計測者の重心位置と直線との距離の変化を示した図である。
【図９】図１に示す圧力分布センサ上における被計測者の重心位置の軌跡を示した図である。
【図１０】図１に示す圧力分布センサ上における被計測者の重心位置の軌跡が描かれた領域の面積を示した図である。
【図１１】図２に示すディスプレイに表示される「つぎ足モード」に関する計測結果を示す図である。
【図１２】図２に示すディスプレイに表示される「ステップモード」に関する計測結果を示す図である。
【図１３】図２に示すディスプレイに表示される転倒危険度表示ウィンドウを示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１ 転倒危険度判定装置
１１ 圧力分布センサ
１１ａ 感圧センサ（圧力検知領域）
１１ｂ 直線
１１ｃ 両足配置領域
２０ パーソナルコンピュータ
２１ ディスプレイ
３０ 制御部
１３１ モード設定部
１３２ 検知データ記憶部（検知データ記憶手段）
１３３ 計測領域記憶部
１３４ 重心位置記憶部
１３５ 基準位置記憶部
１３６ 中心変位長記憶部
１３８ 転倒危険度データベース記憶部（転倒危険度データベース記憶手段）
１３９ 転倒履歴データベース記憶部（転倒履歴データベース記憶手段）
１４０ 計測領域決定部
１４１ パラメータ算出部
１４１ａ 比直線距離積分値算出部（比直線距離積分値算出手段）
１４１ｂ 各歩平均総中心変位長算出部（各歩平均総中心変位長算出手段）
１４１ｃ 各歩平均総Ｘ中心変位長算出部（各歩平均総Ｘ中心変位長算出手段）
１４１ｄ 各歩平均軌跡長算出部（各歩平均軌跡長算出手段）
１４１ｅ 総軌跡長平均算出部（総軌跡長平均算出手段）
１４１ｆ 単位時間軌跡長平均算出部（単位時間軌跡長平均算出手段）
１４１ｇ 外周面積平均算出部（外周面積平均算出手段）
１４２ 表示制御部
１４３ 重心位置算出部（重心位置算出手段）
１４４ 比較部（比較手段）
１４５ 変換部（第１の変換手段、第２の変換手段）
１４６ 基準位置算出部（基準位置算出手段）
１４８ 静止時間算出部（静止時間算出手段）
１４９ 重心移動軌跡長算出部（重心移動軌跡長算出手段）
１５０ 評価値算出部（評価値算出手段）
１５１ 転倒危険度判定部（転倒危険度判定手段）
１５２ 更新部（更新手段）
１５３ 再構築部（再構築手段）
１５４ 静止時重心軌跡長算出部（静止時重心移動軌跡長算出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計測者から加えられる圧力をそれぞれ検知する複数の圧力検知領域を有する圧力分布センサと、
前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値を圧力分布データとして記憶する検知データ記憶手段と、
前記検知データ記憶手段に記憶された前記圧力分布データから歩行機能を示す１又は複数種類の評価指標に関する評価値を算出する評価値算出手段と、
前記１又は複数種類の評価指標に関する複数の評価値及び各評価値に関連付けられた転倒する危険性を示す転倒危険度を含む転倒危険度データベースを記憶する転倒危険度データベース記憶手段と、
前記評価値算出手段によって算出された前記被計測者についての前記１又は複数種類の評価指標に関する評価値、及び、前記転倒危険度データベース記憶手段に記憶された前記転倒危険度データベースに基づいて、当該被計測者に関する転倒危険度を判定する転倒危険度判定手段とを備えており、
前記転倒危険度データベースが、他の複数の被計測者について算出された前記１又は複数種類の評価指標に関する評価値と、当該他の複数の被計測者についての転倒履歴との相関関係に基づいて生成されたことを特徴とする転倒危険度判定装置。
【請求項２】
前記評価値算出手段が複数種類の評価指標に関する評価値を算出し、
前記転倒危険度判定手段が、前記評価値算出手段が算出した各評価値に関連付けられた転倒危険度を前記転倒危険度データベースに基づいて導出し、導出された当該転倒危険度同士を互いに掛け合わせることによって被計測者に関する転倒危険度を判定することを特徴とする請求項１に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項３】
前記評価値算出手段は、被計測者が、前記圧力分布センサ上に形成された基準直線に沿って踏み出した足の踵側端部が他方の足の爪先側端部に接するように歩行したときの前記圧力分布データに基づいて、評価値を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項４】
前記評価値算出手段が、
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
前記基準直線から前記重心位置までの距離を前記重心位置の前記基準直線に沿った移動距離で積分することによって比直線距離積分値を評価指標に関する評価値として算出する比直線距離積分値算出手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項３に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項５】
前記評価値算出手段が、
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値と閾値とを比較する比較手段と、
前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値以上であるという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を第１所定値に変換する第１の変換手段と、
前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値より小さいという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を前記第１所定値とは異なる第２所定値に変換する第２の変換手段と、
被計測者から前記第１の変換手段によって前記第１所定値に変換された出力値及び前記第２の変換手段によって前記第２所定値に変換された出力値に対応した圧力が前記複数の圧力検知領域に対してそれぞれ加えられた場合の被計測者の重心位置に基づいて、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置の基準となる基準位置を算出する基準位置算出手段と、
前記重心位置算出手段が算出した重心位置と前記基準位置算出手段が算出した基準位置との相対距離である中心変位長をサンプリング時間ごとに算出する中心変位長算出手段と、
計測時間内において、前記中心変位長算出手段が算出した中心変位長を積算し、歩数で除した各歩平均総中心変位長を評価指標に関する評価値として算出する各歩平均総中心変位長算出手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項３に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項６】
前記評価値算出手段が、
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値と閾値とを比較する比較手段と、
前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値以上であるという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を第１所定値に変換する第１の変換手段と、
前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値より小さいという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を前記第１所定値とは異なる第２所定値に変換する第２の変換手段と、
被計測者から前記第１の変換手段によって前記第１所定値に変換された出力値及び前記第２の変換手段によって前記第２所定値に変換された出力値に対応した圧力が前記複数の圧力検知領域に対してそれぞれ加えられた場合の被計測者の重心位置に基づいて、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置の基準となる基準位置を算出する基準位置算出手段と、
前記重心位置算出手段が算出した重心位置と前記基準位置算出手段が算出した基準位置との相対距離である中心変位長をサンプリング時間ごとに算出する中心変位長算出手段と、
計測時間内において、前記中心変位長算出手段が算出した中心変位長を積算し、歩数で除した各歩平均総中心変位長を算出する各歩平均総中心変位長算出手段と、
前記各歩平均総中心変位長算出手段が算出した各歩平均総中心変位長のＸ方向成分の長さである各歩平均総Ｘ中心変位長を評価指標に関する評価値として算出する各歩平均総Ｘ中心変位長算出手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項３に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項７】
前記評価値算出手段が、
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
前記重心位置算出手段が算出した重心位置の移動軌跡長を算出する重心移動軌跡長算出手段と、
前記重心移動軌跡長算出手段が算出した重心移動軌跡長を、歩数で除した各歩平均軌跡長を評価指標に関する評価値として算出する各歩平均軌跡長算出手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項３に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項８】
前記評価値算出手段は、前記圧力分布センサ上に形成された被計測者の両足が左右方向に揃った状態で配置しうる複数の両足配置領域間を、前記被計測者が各両足配置領域において両足を配置しつつ移動したときの前記圧力分布データに基づいて、評価値を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項９】
前記評価値算出手段が
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
被計測者が前記両足配置領域上に両足を配置した状態で静止している静止時間を算出する静止時間算出手段と、
前記静止時間算出手段が算出した静止時間内における、前記重心位置算出手段が算出した重心位置の移動軌跡長を算出する静止時重心移動軌跡長算出手段と、
前記静止時重心移動軌跡長算出手段が算出した静止時重心移動軌跡長を、両足配置領域数で除した総軌跡長平均を評価指標に関する評価値として算出する総軌跡長平均算出手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項８に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項１０】
前記評価値算出手段が、
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
被計測者が前記計測領域上に両足を配置した状態で静止している静止時間を算出する静止時間算出手段と、
前記静止時間算出手段が算出した静止時間内における、前記重心位置算出手段が算出した重心位置の移動軌跡長を算出する静止時重心移動軌跡長算出手段と、
前記静止時重心移動軌跡長算出手段が算出した静止時重心移動軌跡長に、前記静止時間算出手段が算出した静止時間に対する所定の単位時間の比を乗じて、両足配置領域数で除した単位時間軌跡長平均を評価指標に関する評価値として算出する単位時間軌跡長平均算出手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項８に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項１１】
前記評価値算出手段が、
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
被計測者が前記計測領域上に両足を配置した状態で静止している静止時間を算出する静止時間算出手段と、
前記静止時間算出手段が算出した静止時間内における、前記重心位置算出手段が算出した重心位置の移動軌跡が描かれた領域の面積を、両足配置領域数で除した外周面積平均を評価指標に関する評価値として算出する外周面積平均算出手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項８に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項１２】
他の複数の被計測者について算出された前記１又は複数種類の評価指標に関する評価値及び当該他の複数の被計測者についての転倒履歴を含む転倒履歴データベースを記憶する転倒履歴データベース記憶手段と、
前記評価値算出手段が算出した被計測者についての１又は複数種類の評価指標に関する評価値及び当該被計測者についての転倒履歴が前記転倒履歴データベースに追加されるように前記転倒履歴データベースを更新する更新手段と、
前記更新手段によって前記転倒履歴データベースが更新されたとき、前記転倒履歴データベースに基づいて前記転倒危険度データベースを再構築する再構築手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜１１に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項１】
被計測者から加えられる圧力をそれぞれ検知する複数の圧力検知領域を有する圧力分布センサと、
前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値を圧力分布データとして記憶する検知データ記憶手段と、
前記検知データ記憶手段に記憶された前記圧力分布データから歩行機能を示す１又は複数種類の評価指標に関する評価値を算出する評価値算出手段と、
前記１又は複数種類の評価指標に関する複数の評価値及び各評価値に関連付けられた転倒する危険性を示す転倒危険度を含む転倒危険度データベースを記憶する転倒危険度データベース記憶手段と、
前記評価値算出手段によって算出された前記被計測者についての前記１又は複数種類の評価指標に関する評価値、及び、前記転倒危険度データベース記憶手段に記憶された前記転倒危険度データベースに基づいて、当該被計測者に関する転倒危険度を判定する転倒危険度判定手段とを備えており、
前記転倒危険度データベースが、他の複数の被計測者について算出された前記１又は複数種類の評価指標に関する評価値と、当該他の複数の被計測者についての転倒履歴との相関関係に基づいて生成されたことを特徴とする転倒危険度判定装置。
【請求項２】
前記評価値算出手段が複数種類の評価指標に関する評価値を算出し、
前記転倒危険度判定手段が、前記評価値算出手段が算出した各評価値に関連付けられた転倒危険度を前記転倒危険度データベースに基づいて導出し、導出された当該転倒危険度同士を互いに掛け合わせることによって被計測者に関する転倒危険度を判定することを特徴とする請求項１に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項３】
前記評価値算出手段は、被計測者が、前記圧力分布センサ上に形成された基準直線に沿って踏み出した足の踵側端部が他方の足の爪先側端部に接するように歩行したときの前記圧力分布データに基づいて、評価値を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項４】
前記評価値算出手段が、
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
前記基準直線から前記重心位置までの距離を前記重心位置の前記基準直線に沿った移動距離で積分することによって比直線距離積分値を評価指標に関する評価値として算出する比直線距離積分値算出手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項３に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項５】
前記評価値算出手段が、
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値と閾値とを比較する比較手段と、
前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値以上であるという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を第１所定値に変換する第１の変換手段と、
前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値より小さいという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を前記第１所定値とは異なる第２所定値に変換する第２の変換手段と、
被計測者から前記第１の変換手段によって前記第１所定値に変換された出力値及び前記第２の変換手段によって前記第２所定値に変換された出力値に対応した圧力が前記複数の圧力検知領域に対してそれぞれ加えられた場合の被計測者の重心位置に基づいて、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置の基準となる基準位置を算出する基準位置算出手段と、
前記重心位置算出手段が算出した重心位置と前記基準位置算出手段が算出した基準位置との相対距離である中心変位長をサンプリング時間ごとに算出する中心変位長算出手段と、
計測時間内において、前記中心変位長算出手段が算出した中心変位長を積算し、歩数で除した各歩平均総中心変位長を評価指標に関する評価値として算出する各歩平均総中心変位長算出手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項３に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項６】
前記評価値算出手段が、
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値と閾値とを比較する比較手段と、
前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値以上であるという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を第１所定値に変換する第１の変換手段と、
前記比較手段によって前記圧力分布センサからの圧力分布データに含まれる前記複数の圧力検知領域のそれぞれで検知される圧力に対応した出力値が閾値より小さいという比較結果が得られた場合に、それらの出力値を前記第１所定値とは異なる第２所定値に変換する第２の変換手段と、
被計測者から前記第１の変換手段によって前記第１所定値に変換された出力値及び前記第２の変換手段によって前記第２所定値に変換された出力値に対応した圧力が前記複数の圧力検知領域に対してそれぞれ加えられた場合の被計測者の重心位置に基づいて、前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置の基準となる基準位置を算出する基準位置算出手段と、
前記重心位置算出手段が算出した重心位置と前記基準位置算出手段が算出した基準位置との相対距離である中心変位長をサンプリング時間ごとに算出する中心変位長算出手段と、
計測時間内において、前記中心変位長算出手段が算出した中心変位長を積算し、歩数で除した各歩平均総中心変位長を算出する各歩平均総中心変位長算出手段と、
前記各歩平均総中心変位長算出手段が算出した各歩平均総中心変位長のＸ方向成分の長さである各歩平均総Ｘ中心変位長を評価指標に関する評価値として算出する各歩平均総Ｘ中心変位長算出手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項３に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項７】
前記評価値算出手段が、
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
前記重心位置算出手段が算出した重心位置の移動軌跡長を算出する重心移動軌跡長算出手段と、
前記重心移動軌跡長算出手段が算出した重心移動軌跡長を、歩数で除した各歩平均軌跡長を評価指標に関する評価値として算出する各歩平均軌跡長算出手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項３に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項８】
前記評価値算出手段は、前記圧力分布センサ上に形成された被計測者の両足が左右方向に揃った状態で配置しうる複数の両足配置領域間を、前記被計測者が各両足配置領域において両足を配置しつつ移動したときの前記圧力分布データに基づいて、評価値を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項９】
前記評価値算出手段が
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
被計測者が前記両足配置領域上に両足を配置した状態で静止している静止時間を算出する静止時間算出手段と、
前記静止時間算出手段が算出した静止時間内における、前記重心位置算出手段が算出した重心位置の移動軌跡長を算出する静止時重心移動軌跡長算出手段と、
前記静止時重心移動軌跡長算出手段が算出した静止時重心移動軌跡長を、両足配置領域数で除した総軌跡長平均を評価指標に関する評価値として算出する総軌跡長平均算出手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項８に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項１０】
前記評価値算出手段が、
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
被計測者が前記計測領域上に両足を配置した状態で静止している静止時間を算出する静止時間算出手段と、
前記静止時間算出手段が算出した静止時間内における、前記重心位置算出手段が算出した重心位置の移動軌跡長を算出する静止時重心移動軌跡長算出手段と、
前記静止時重心移動軌跡長算出手段が算出した静止時重心移動軌跡長に、前記静止時間算出手段が算出した静止時間に対する所定の単位時間の比を乗じて、両足配置領域数で除した単位時間軌跡長平均を評価指標に関する評価値として算出する単位時間軌跡長平均算出手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項８に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項１１】
前記評価値算出手段が、
前記圧力分布センサ上における被計測者の重心位置を算出する重心位置算出手段と、
被計測者が前記計測領域上に両足を配置した状態で静止している静止時間を算出する静止時間算出手段と、
前記静止時間算出手段が算出した静止時間内における、前記重心位置算出手段が算出した重心位置の移動軌跡が描かれた領域の面積を、両足配置領域数で除した外周面積平均を評価指標に関する評価値として算出する外周面積平均算出手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項８に記載の転倒危険度判定装置。
【請求項１２】
他の複数の被計測者について算出された前記１又は複数種類の評価指標に関する評価値及び当該他の複数の被計測者についての転倒履歴を含む転倒履歴データベースを記憶する転倒履歴データベース記憶手段と、
前記評価値算出手段が算出した被計測者についての１又は複数種類の評価指標に関する評価値及び当該被計測者についての転倒履歴が前記転倒履歴データベースに追加されるように前記転倒履歴データベースを更新する更新手段と、
前記更新手段によって前記転倒履歴データベースが更新されたとき、前記転倒履歴データベースに基づいて前記転倒危険度データベースを再構築する再構築手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜１１に記載の転倒危険度判定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−６１８１１（Ｐ２００８−６１８１１Ａ）
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４２７６３（Ｐ２００６−２４２７６３）
【出願日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【出願人】（０００１１１０８５）ニッタ株式会社 (588)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【出願人】（０００１１１０８５）ニッタ株式会社 (588)
【Ｆターム（参考）】
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