身体运动解析装置和身体运动解析系统及其解析方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种身体运动解析装置及身体运动解析系统。加速度检测装置（１０）的加速度信息检测部（１１）通过至少１个轴的加速度传感器来测量被测者步行所产生的前后方向（或左右方向）的加速度，并将表示该加速度的加速度数据发送到无线通信控制部（１２）。无线通信控制部（１２）利用近距离的无线通信方式将加速度信息检测部（１１）测量的加速度数据发送到身体运动解析装置（２０）。另一方面，身体运动解析装置（２０）的无线通信控制部（２１）利用近距离的无线通信方式接收从加速度检测装置（１０）发送来的加速度数据，并发送到步行速度检测部（２２）。步行速度检测部（２２）根据接收到的加速度数据，推导步幅和步行周期，同时，根据步幅和步行周期来算出步行速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种根据人运动时抽取的物理特征量来进行关于体态或运动的解析的身体运动解析装置，尤其是涉及一种在康复系统或体育训练系统中的步行功能测试中使用的身体运动解析装置等。
技术介绍
在近年来的所谓高龄化社会到来的背景下，使高龄者或下肢疾病患者的下肢功能恢复的装置或治疗方法引人关注。尤其是定量把握人工关节患者或变形性关节病患者等的下肢功能的恢复(或恶化)程度，成为一个重要的课题，以前提出了用于几个这方面的装置等(例如参照日本专利特开平10-111940号公报(现有例1)、特开平5-180861号公报(现有例2)、特开平5-274434号公报(现有例3))。在现有例1的“身体特征点检测装置和身体运动解析装置”中，根据拍摄身体运动而收集的每个身体部件的运动上的特征来进行运动解析。另外，在现有例2的“运动解析装置”中，利用与运动体连动的磁传感器来检测形成于磁记录媒体上的着磁部的磁，定量测量运动量。另外，在现有例3的“运动解析法及其装置”中，在身体的一部分附加亮的标点，拍摄运动的物体，根据标点的轨迹来进行运动解析。另外，一般诱发卧床不起的、高龄者担心的晕倒事故，发生的根本原因是姿势保持能力的低下。另外，该姿势保持能力的低下，在步行时显著出现。例如，若姿势保持能力降低，则高龄者采取如下的补偿行动，即在步行速度下降的同时，缩短步幅，而且，增加两脚左右方向的间隔(下面称为叉开距离(stance)，指采取如棒球等运动中击球姿势时的两脚之间间隔)，确保稳定性。因此，必需测量步行时的叉开距离，但是，作为进行人体运动解析的一般技术有重心动摇仪。该技术的特征是，将用于检测被测者重量的重量检测板设置在水平台面上，被测者躺在重量检测板上，进行重心的运动解析(例如参照日本特许第2760472号公报(现有例4))。但是，在使用上述现有例1-3的图像解析方法等的技术中，因为处理的数据庞大且冗余，所以数据收集或数据分析需要大量的劳动量，在时间或费用等受限的康复或体育训练的现场，被适用的机会很少。另外，在上述现有例4的技术的情况下，人体的运动(轨迹)测量，必须使被测者躺在重量检测板上进行，必须限制进行运动的区域、运动的种类及姿势等，所以对被测者和测量者(例如医疗担当者或看护担当者)来说烦琐，另外，不能测量步行状态。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述问题作出，其目的在于提供一种运动解析装置等，缓和测量时的限制，同时能够以短时间且廉价地定量解析人的姿势或运动。为了实现上述目的，根据本专利技术的身体运动解析装置是一种用于解析人的步行功能的身体运动解析装置，具备加速度检测单元，随着时间的经过来检测伴随人的运动而产生的加速度；加速度分析单元，对检测到的所述加速度进行规定的分析，抽取特定的特征量；以及步行功能量算单元，根据抽取的所述特征量，算出与人的步行功能有关的物理量。由此，因为仅通过从加速度传感器接收到的加速度数据，就可以计算出被测者的运动量，所以在测量时不会感到厌烦，可短时间且廉价地解析被测者的步行功能。另外，为了实现上述目的，根据本专利技术的身体运动解析系统是用于解析人的步行功能的、具备加速度检测装置和解析装置的身体运动解析系统，其中，所述加速度检测装置具备加速度检测单元，随着时间的经过来检测伴随人的运动而产生的加速度；以及加速度发送单元，将检测到的所述加速度变换为电信号，将该电信号发送到解析装置；所述解析装置具备加速度接收单元，从加速度检测装置接收电信号，并将该电信号变换为加速度；加速度分析单元，对变换后的所述加速度进行规定分析，抽取特定的特征量；以及步行功能量算出单元，根据所述抽取的特征量，算出与人的步行功能有关的物理量。由此，仅利用安装在被测者上的加速度传感器来测量加速度，就可以算出被测者的运动量，所以可提供一种在测量时不会感到厌烦，能够以短时间且廉价地解析被测者的步行功能的身体运动解析系统。另外，为了实现上述目的，本专利技术还可实现为将上述身体运动解析装置的特征结构部件成为相应步骤的身体运动解析方法，或作为包含所有这些步骤的程序而实现。另外，该程序不仅存储在身体运动解析装置配备的ROM等中，还可以通过CD-ROM等记录媒体或通信网络等传输媒体来流通。根据本专利技术的运动解析系统，利用由至少1个轴的加速度传感器来测量步行时的前后方向的加速度或左右方向的加速度，并根据该加速度来定量地算出步幅和步行速度等，所以能够以短时间且廉价地定量示出人工关节患者或变形性关节病等下肢疾病患者的运动功能的恢复程度，期望适用于诊疗时间、人力、费用等受限的康复或体育训练的现场。另外，通过向被测者提示被测者自身的步行等身体功能的现状，可在医疗者与被测者之间共享涉及恢复状况等的问题意识，可更有效地支援功能恢复训练。而且，根据本专利技术的身体运动解析系统，测量时基本无限制，能够以短时间且廉价地进行步行时的叉开距离的解析。另外，根据本专利技术的身体运动解析系统，测量时基本无限制，还能够以短时间且廉价地检测身体运动中两脚的左右差，简便地对功能恢复、恶化的程度进行定量化。附图说明图1是第一实施例的身体运动解析系统的示意图。图2是表示本专利技术的加速度检测装置的安装位置与加速度传感器的坐标轴的关系图。图3是表示第一实施例的加速度检测装置和身体运动解析装置的各功能结构的框图。图4是按时间序列表示被测者的步行功能测试中脚移动与加速度变化的对应关系的一例。图5是表示与前后方向的加速度曲线有关的频谱的模式图。图6是表示通过实验算出的、频率功率的常用对数与步幅之间关系的一例。图7是表示身体运动解析装置的处理流程的流程图。图8是显示部中的、对步幅或步行速度的最新测量值与上次测量值进行比较时的显示例。图9是表示与被测者有关的身体运动功能的变化的一例。图10是表示第二实施例的加速度检测装置和身体运动解析装置的各功能结构的框图。图11是表示运动解析部的功能结构的框图。图12是对被测者实施的步行测试中、步行时的左右方向加速度时间序列数据的一例。图13是表示频率分析部生成的频谱的一例的图。图14是表示示出最低频率下的功率值的叉开距离评价指数与步行叉开距离之间关系的一例的图。图15是表示由步行测试得到的叉开距离变化状态的一例。图16是表示第二实施例的身体运动解析系统的处理流程的流程图。图17是表示第三实施例的加速度检测装置和身体运动解析装置的各功能结构的框图。图18是表示被测者的脚移动与左右方向及上下方向加速度数据之间的对应关系的图。图19是表示第三实施例的身体运动解析系统的处理流程的流程图。图20是被测者的左右差判断点的显示例。图21是表示第四实施例的身体运动解析系统的功能结构的框图。图22是表示步行检测部在步行判断时参照的、被测者步行时的上下方向的加速度变化的波形一部分。图23是表示置于被测者家中的身体运动解析装置与医疗机构的终端经网络连接的状态示意图。图24是表示显示于远程终端上的被测者的左右差判断点的变化状态的示意图。具体实施例方式下面，参照附图来详细说明本专利技术的实施例。另外，在以下的实施例中，用附图来说明本专利技术，但不意味着本专利技术局限于此。(第一实施例)图1是本实施例的身体运动解析系统100的示意图。该身体运动解析系统100是根据从步行中的被测者1取得的加速度数据来计算步幅或步行速度等的系统，具备加速度检测装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种身体运动解析装置，用于解析人的步行功能，其特征在于，具备：加速度检测单元，随着时间的经过来检测伴随人的运动而产生的加速度；加速度分析单元，对检测到的所述加速度进行规定的分析，抽取特定的特征量；以及步行功能量算单元 ，根据抽取的所述特征量，算出与人的步行功能有关的物理量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：井上茂之，田中真司，白石孝子，山本浩司，川崎良隆，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]