JP2000308698A - 荷重訓練支援方法及び装置並びに荷重訓練支援プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】患者が日常の歩行状態で訓練可能で、特別な装
着することなく、適切な荷重をかけることが可能な荷重
訓練支援方法及び装置並びに荷重訓練支援プログラムを
記録した記録媒体の提供。 【解決手段】圧力分布を計測する圧力センサ部１と、圧
力センサ部１からの圧力分布をもとにして足の存在領域
を切出す領域検出部２と、領域検出部２により切出され
た足存在領域の圧力分布をもとにして圧力値の総和から
荷重値を算出する荷重算出部３と、荷重の目標値などの
必要となる情報を記憶しておく目標値記憶部４と、荷重
算出部３から出力される測定値と目標値記憶部４から出
力される目標値とを比較して測定値が目標値に近づくよ
うに身体運動を調節するための情報を提示する情報提示
部５と、を具備する特徴。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スポーツや日常動
作等の運動、特にリハビリテーションなど荷重訓練を支
援する荷重訓練支援方法及び装置並びに荷重訓練支援プ
ログラムを記録した記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、膝や腰などを骨折した骨格系疾患
の歩行障害者のリハビリテーションは、患足（悪い側の
足）への負担を調節しながら訓練することが一般に行わ
れている。例えば、患者は、骨の萎縮を防ぐために、手
術後暫く経過すると患足に、体重に対して患足荷重率ｎ
（ｎは、（患足にかかる荷重／患者の体重）＊１００で
あり、０〜１００の数値）の荷重をかけて、１日にでき
るだけ歩くように指示される。

【０００３】そして、患者は、先ず、リハビリテーショ
ン科の訓練室にて決められた荷重がかけられる様に感覚
を掴む。次に、掴んだ感覚を思い出しながら、日常生活
の中で、歩行訓練を行うことになる。患足荷重率ｎは、
回復に向かうに従い大きくなる。通常、患足荷重率ｎを
２０、３３、５０、・・と一週間おきに変えていくこと
多い。

【０００４】この際、決められた荷重がかけられる感覚
を習得する荷重調節訓練を支援する方法としては、サン
ダル型の荷重計を用いる方法がある。当該方法は、荷重
を計測するセンサを内蔵したサンダルを装着して歩行す
る方法であり、設定値を超えると警告音を発生する。患
者は、警告音が聞こえるまで、荷重を増加し続け、警告
音が聞こえたら、荷重を減少するように訓練する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のサンダル型の荷
重計を用いる方法においては、患者は専用のサンダルを
履くことを余儀なくされて煩わしさがあり、日常の歩行
状態で訓練することができない。また、患足の荷重値が
設定値を超えてから警告音がなるので、患者は十分な対
応を取ることはできない。更に、患者は常に既定値の荷
重で訓練しているかどうかの保証はない。すなわち、患
者は、現在の荷重値と設定値（荷重目標値）との差が分
からないので、適切な荷重で訓練しているかどうか分か
らないという問題点もあった。

【０００６】ここにおいて、本発明の解決すべき主要な
目的は以下の通りである。

【０００７】本発明の第１の目的は、患者が専用サンダ
ルを履く必要のない荷重訓練支援方法及び装置記並びに
荷重訓練支援プログラムを記録した記録媒体を提供せん
とするものである。

【０００８】本発明の第２の目的は、患者が日常の動作
を行うことで訓練可能な荷重訓練支援方法及び装置記並
びに荷重訓練支援プログラムを記録した記録媒体を提供
せんとするものである。

【０００９】本発明の第３の目的は、患者は特別の装置
を装着することなく、常に適切な荷重をかけることが可
能な荷重訓練支援方法及び装置記並びに荷重訓練支援プ
ログラムを記録した記録媒体を提供せんとするものであ
る。

【００１０】本発明の他の目的は、明細書、図面、特
に、特許請求の範囲における各請求項の記載から自ずと
明らかとなろう。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明方法は、上記課題
の解決に当たり、被測定部位を検出し荷重の測定値を算
出した後に、設定した目標値と算出した測定値とを較量
し、当該較量した結果を提示する、一連の処理を繰り返
す特徴を有する。

【００１２】本発明装置は、上記課題の解決に当たり、
被測定部位の領域が接触すると圧力分布を計測する圧力
センサ部と、当該圧力センサ部により計測された圧力分
布をもとに被測定部位の領域を切出す領域検出部と、当
該領域検出部により切出した領域の荷重を求める荷重算
出部と、予め設定される目標値を記憶する目標値記憶部
と、当該荷重算出部により算出された測定値と当該目標
値とを比較し当該比較した結果を提示する情報提示部
と、を具備する特徴を有する。

【００１３】本発明記録媒体は、上記課題の解決に当た
り、荷重訓練の際に、圧力センサの出力を受けて被測定
部位の領域を切出し、当該切出した領域の圧力分布をも
とに荷重値を算出すると共に、算出した測定値と目標値
とを比較して当該比較の結果を提示する、一連の制御処
理を行う特徴を有するプログラムを記録する。

【００１４】更に、具体的詳細に述べると、当該課題の
解決では、本発明が次に列挙する上位概念から下位概念
にわたる新規な特徴的構成手法又は手段を採用すること
により、上記目的を達成するように為される。

【００１５】即ち、本発明方法の第１の特徴は、各種動
作の荷重訓練を支援するに当り、被測定部位の動作荷重
をその都度自然状態のまま無装着測定して、当該測定の
測定値の判定の提示を視聴覚の一方又は両方で受けなが
ら荷重調整をしつつ実施訓練する荷重訓練支援方法であ
って、荷重の目標値の設定と体重値の入力設定又は測定
設定とを含む初期設定を行った後に、圧力センサにより
圧力分布を計測して被測定部位の領域の切出しを行うと
共に、当該切出した領域の圧力分布をもとに荷重の測定
値を算出して、前記設定した目標値と当該算出した測定
値とを比較して当該比較の結果の提示を行う、一連の処
理を繰り返して荷重訓練を支援する荷重訓練支援方法の
構成採用にある。

【００１６】本発明方法の第２の特徴は、上記本発明方
法の第１の特徴における前記一連の処理が、前記被測定
部位が複数存在する場合には、圧力分布において当該複
数の各部位を特定して、各部位の領域の切出しを行うと
共に、当該切出した各部位の領域につき荷重値の算出が
必要な部位については、当該切出した領域における圧力
分布をもとに前記荷重の測定値の算出を行い、何れの部
位に関するかを判別可能に前記提示を行う荷重訓練支援
方法の構成採用にある。

【００１７】本発明方法の第３の特徴は、上記本発明方
法の第２の特徴における前記特定が、前記被測定部位が
左右対に存在する場合には、前記圧力分布を左右に分離
する一方、訓練者の移動方向を検出した後に、前記分離
の結果及び検出の結果により行う荷重訓練支援方法の構
成採用にある。

【００１８】本発明方法の第４の特徴は、上記本発明方
法の第１、第２又は第３の特徴における前記提示が、前
記比較の結果に応じて、前記測定値が前記目標値を超過
する場合には超過領域と、当該測定値と当該目標値との
差が当該目標値に対して所定のパーセント以内の場合に
は適切領域と、当該測定値が当該適切領域に達しない場
合には弱荷重領域との少なくとも三段階に分けて、何れ
の段階に属するかの判別をして、当該判別結果の提示を
することを含む荷重訓練支援方法の構成採用にある。

【００１９】本発明方法の第５の特徴は、各種動作の荷
重訓練を支援するに当り、被測定部位の動作荷重をその
都度自然状態のまま無装着測定して、荷重の目標値と当
該測定の測定値レベルとを比較して、当該比較の結果に
応じて、当該測定値レベルが当該目標値を超過する場合
には超過領域と、当該測定値レベルと当該目標値との差
が当該目標値に対して所定のパーセント以内の場合には
適切領域と、当該測定値レベルが当該適切領域に達しな
い場合には弱荷重領域との少なくとも三段階に分けて、
何れの段階に、当該測定値レベルあるかの判別を行い、
当該判別結果に応じて、訓練者に対して適切な荷重を促
す提示を行い、当該訓練者が当該提示を受けながら荷重
調節をしつつ実施訓練する荷重訓練支援方法において、
前記提示は、前記適切領域における下限の荷重値に対す
る所望の割合ｐ％の荷重値をサブゴールとし、測定値レ
ベルが当該サブゴールに達したときに、サブゴールを通
過したことを示す合図をする荷重訓練支援方法の構成採
用にある。

【００２０】本発明方法の第６の特徴は、上記本発明方
法の第５の特徴における前記サブゴールが、前記測定に
おける一歩前の測定レベルに応じて、当該サブゴールを
決定する関数である前記割合ｐ％を変化させることで、
変化する荷重訓練支援方法の構成採用にある。

【００２１】本発明方法の第７の特徴は、上記本発明方
法の第５又は第６の特徴における前記サブゴールにおい
て、前記測定におけるＮ歩目（Ｎは２以上の自然数）に
おける当該サブゴールの前記割合ｐ％を、Ｎ−１歩目に
おける前記割合ｐ％に対して、当該Ｎ−１歩目における
測定値レベルの最大値と前記荷重目標値との差に比例し
た値で増減させた割合とする荷重訓練を支援してなる荷
重訓練支援方法の構成採用にある。

【００２２】本発明方法の第８の特徴は、上記本発明方
法の第５、第６又は第７の特徴における前記提示におい
て、前記測定における一歩前の測定レベルに応じて、前
記超過領域及び前記適切領域の少なくともいずれかの範
囲を変更する荷重訓練支援方法の構成採用にある。

【００２３】本発明方法の第９の特徴は、上記本発明方
法の第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７又は第
８の特徴における前記提示が、表示手段に前記比較の結
果を表示することを含むものであり、前記表示は、前記
表示手段への即時の測定値及び前記目標値を表した、棒
グラフ又は過去のデータも含めた時系列の折れ線グラフ
の何れか一方のグラフ表示である荷重訓練支援方法の構
成採用にある。

【００２４】本発明方法の第１０の特徴は、上記本発明
方法の第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第
８又は第９の特徴における前記提示が、前記比較の結果
に応じて、音量、音階、音調、音色の少なくとも一要素
を変化させた音を発生させることを含むものであり、前
記音は、前記測定値が前記弱荷重領域の場合には、前記
測定値と前記目標値との差の関数として音量、音階、音
調、音色のうちの一要素を変化させた音である荷重訓練
支援方法の構成採用にある。

【００２５】本発明方法の第１１の特徴は、上記本発明
方法の第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第
８、第９又は第１０の特徴における前記提示が、前記目
標値と即時の測定値との大小関係により、複数の音発生
手段を用いて、聞こえる音が結果として空間的に異なる
様に音を発生させることを含んでなる荷重訓練支援方法
の構成採用にある。

【００２６】本発明装置の第１の特徴は、荷重訓練の際
に供する支援装置であって、被測定部位が接触すること
により圧力分布を計測する圧力センサ部と、当該圧力セ
ンサ部により計測された圧力分布をもとに被測定部位の
領域を切出す領域検出部と、当該領域検出部により切出
した領域の被測定部位の荷重を求める荷重算出部と、予
め設定される目標値を記憶する目標値記憶部と、前記荷
重算出部により算出された測定値と前記目標値記憶部に
記憶された目標値とを比較して当該比較した結果を提示
する情報提示部と、を具備してなる荷重訓練支援装置の
構成採用にある。

【００２７】本発明装置の第２の特徴は、上記本発明装
置の第１の特徴における前記領域検出部が、被測定部位
の左右を区別し、前記圧力センサ部からの圧力分布を各
部位の領域に分ける分離手段と、訓練者の移動方向を検
出する移動方向検出手段と、前記分離手段及び移動方向
検出手段に基づき、各領域として個別に切出す切出し手
段と、を具備してなる荷重訓練支援装置の構成採用にあ
る。

【００２８】本発明装置の第３の特徴は、荷重訓練の際
に供する支援装置であって、被測定部位が接触すること
により圧力分布を計測する圧力センサ部と、当該圧力セ
ンサ部により計測された圧力分布をもとに当該被測定部
位にかかる荷重を求める荷重算出部と、予め設定される
目標値を記憶する目標値記憶部と、前記荷重算出部によ
り算出された測定値と前記目標値記憶部に記憶された目
標値とを比較して当該比較した結果を提示する情報提示
部と、を具備してなる荷重訓練支援装置の構成採用にあ
る。

【００２９】本発明装置の第４の特徴は、上記本発明の
第３の特徴における前記サブゴール判定部が、前記荷重
訓練の際の前記測定値における一歩前の測定値に応じ
て、前記サブゴールを決定する関数である前記割合ｐ％
を変化させることで、当該サブゴールを変化自在に構成
する荷重訓練支援装置の構成採用にある。

【００３０】本発明装置の第５の特徴は、上記本発明装
置の第３又は第４の特徴における前記サブゴール判定部
が、前記荷重訓練の際の前記測定値におけるＮ歩目（Ｎ
は２以上の自然数）における前記サブゴールの前記割合
ｐ％を、Ｎ−１歩目における前記割合ｐ％に対して、当
該Ｎ−１歩目における前記測定値の最大値と前記目標値
との差に比例した値で増減させた割合とするように構成
してなる荷重訓練支援装置の構成採用にある。

【００３１】本発明装置の第６の特徴は、上記本発明装
置の第３、第４又は第５の特徴における前記荷重状態判
定部が、前記荷重訓練の際の前記測定値における一歩前
の測定値に応じて、前記超過領域及び前記適切領域の少
なくともいずれかの範囲を変更自在に構成してなる荷重
訓練支援装置の構成採用にある。

【００３２】本発明装置の第７の特徴は、上記本発明装
置の第１、第２、第３、第４、第５又は第６の特徴にお
ける前記情報提示部が、前記目標値、前記測定値に関す
る表示を行う表示部を有してなる荷重訓練支援装置の構
成採用にある。

【００３３】本発明装置の第８の特徴は、上記本発明装
置の第７の特徴における前記表示が、即時の測定値及び
前記目標値を表した、棒グラフ又は過去のデータも含め
て時系列に表した折れ線グラフの何れか一方のグラフ表
示である荷重訓練支援装置の構成採用にある。

【００３４】本発明装置の第９の特徴は、上記本発明装
置の第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７又は第
８の特徴における前記情報提示部が、前記目標値と前記
測定値との大小関係に応じて、音量、音階、音調、音色
の各要素の少なくとも一要素が異なる音を発生させる音
発生部を具備してなる荷重訓練支援装置の構成採用にあ
る。

【００３５】本発明装置の第１０の特徴は、上記本発明
装置の第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第
８又は第９の特徴における前記情報提示部が、前記目標
値と前記測定値との大小関係に応じて、結果として空間
的に異なって聞こえるように音を発生させる、空間的に
配置の異なる複数の音発生手段を有してなる荷重訓練支
援装置の構成採用にある。

【００３６】本発明記録媒体の第１の特徴は、荷重訓練
の際に訓練者の接触により検知する圧力センサから圧力
分布の情報を受けて当該情報を処理して結果を提示する
荷重訓練支援プログラムを記録した記録媒体であって、
当該荷重訓練支援プログラムが、先ず、目標値の設定を
含む初期設定を行い、続いて、前記圧力分布の情報をも
とに被測定部位の領域を切出し、当該切出した領域の圧
力分布をもとに荷重の測定値を算出すると共に、表示手
段に当該算出した測定値と前記目標値とを比較してグラ
フ表示する表示制御か、当該目標値と当該測定値とを比
較して当該比較の結果に応じた音を音発生手段に発生さ
せる音発生制御の何れか一方又は双方の制御を行う、一
連の処理を繰り返してなる荷重訓練支援プログラムを記
録した記録媒体の構成採用にある。

【００３７】本発明記録媒体の第２の特徴は、上記本発
明記録媒体の第１の特徴における前記一連の処理におけ
る切出しが、前記圧力センサからの圧力分布の情報に基
づき、左右各部位の分離及び訓練者の移動方向の検出を
行い、各部位の領域を特定して、各領域を切出す処理で
ある荷重訓練支援プログラムを記録した記録媒体の構成
採用にある。

【００３８】本発明記録媒体の第３の特徴は、上記本発
明記録媒体の第１又は第２の特徴における前記制御が、
少なくとも、前記測定値が前記目標値を超過する場合に
は超過領域と、当該測定値と当該目標値との差が当該目
標値に対して所定のパーセント以内の場合には適切領域
と、当該測定値が当該適切領域に達しない場合には弱荷
重領域との三段階に分けて、前記比較の結果が何れの段
階に該当するかでなされる制御である荷重訓練支援プロ
グラムを記録した記録媒体の構成採用にある。

【００３９】本発明記録媒体の第４の特徴は、荷重訓練
の際に訓練者の接触により検知する圧力センサから圧力
分布の情報を受けて当該情報を処理して結果を提示する
荷重訓練支援プログラムを記録した記録媒体であって、
当該荷重訓練支援プログラムが、先ず、目標値の設定を
含む初期設定を行い、続いて、前記圧力分布の情報をも
とに被測定部位の領域を切出し、当該切出した領域の圧
力分布をもとに荷重の測定値を算出すると共に、表示手
段に当該算出した測定値と前記目標値とを比較してグラ
フ表示する表示制御か、当該目標値と当該測定値とを比
較して当該比較の結果に応じた音を音発生手段に発生さ
せる音発生制御の何れか一方又は双方の制御を行う、一
連の処理を繰り返し、前記一連の処理毎に、前記比較の
結果に応じて、前記測定値が前記目標値を超過する場合
には超過領域と、当該測定値と当該目標値との差が当該
目標値に対して所定のパーセント以内の場合には適切領
域と、当該測定値が当該適切領域に達しない場合には弱
荷重領域との少なくとも三段階に分けて、何れの段階
に、前記測定値があるかの判別を行い、当該判別結果に
応じた提示をする荷重状態判定制御と、前記適切領域に
おける下限の荷重値に対する所望の割合ｐ％の荷重値を
サブゴールとし、前記測定値が当該サブゴールに達した
ときに、サブゴールを通過したことを示す合図をするサ
ブゴール判定制御と、を実行する荷重訓練支援プログラ
ムを記録した記録媒体の構成採用にある。

【００４０】本発明記録媒体の第５の特徴は、上記本発
明記録媒体の第４の特徴における前記一連の処理におけ
るサブゴール判定制御が、前記荷重訓練の際の前記測定
値における一歩前の測定値に応じて、前記サブゴールを
決定する関数である前記割合ｐ％を変化させることで、
当該サブゴールを変化させる制御である荷重訓練支援プ
ログラムを記録した記録媒体の構成採用にある。

【００４１】本発明記録媒体の第６の特徴は、上記本発
明記録媒体の第４又は第５の特徴における前記一連の処
理におけるサブゴール判定制御が、前記荷重訓練の際の
前記測定値におけるＮ歩目（Ｎは２以上の自然数）にお
ける前記サブゴールの前記割合ｐ％を、Ｎ−１歩目にお
ける前記割合ｐ％に対して、当該Ｎ−１歩目における前
記測定値の最大値と前記目標値との差に比例した値で増
減させた割合とする制御である荷重訓練支援プログラム
を記録した記録媒体の構成採用にある。

【００４２】本発明記録媒体の第７の特徴は、上記本発
明記録媒体の第４、第５又は第６の特徴における前記一
連の処理における荷重状態判定制御が、前記荷重訓練の
際の前記測定値における一歩前の測定値に応じて、前記
超過領域の下限値であって前記適切領域の上限値である
閾値を変更することで、前記超過領域及び前記適切領域
の範囲を変更する制御である荷重訓練支援プログラムを
記録した記録媒体の構成採用にある。

【００４３】本発明記録媒体の第８の特徴は、上記本発
明記録媒体の第１、第２、第３、第４、第５、第６又は
第７の特徴における前記一連の処理におけるグラフ表示
が、前記算出した測定値と初期設定にて設定した前記目
標値とを併せて、即時データのみを表す棒グラフ、過去
のデータも一緒に時系列に表す折れ線グラフの何れか又
は双方の表示である荷重訓練支援プログラムを記録した
記録媒体の構成採用にある。

【００４４】本発明記録媒体の第９の特徴は、上記本発
明記録媒体の第１、第２、第３、第４、第５、第６、第
７又は第８の特徴における前記一連の処理における音発
生制御が、前記比較の結果にもとづき、音量、音階、音
調、音色の少なくとも一要素を変化させる制御である荷
重訓練支援プログラムを記録した記録媒体の構成採用に
ある。

【００４５】本発明記録媒体の第１０の特徴は、上記本
発明記録媒体の第３、第４、第５、第６、第７、第８又
は第９の特徴における前記制御が、前記測定値が弱荷重
領域の場合には、前記測定値と前記目標値との差の関数
として、音量、音階、音調、音色の一要素を変化させる
制御である荷重訓練支援プログラムを記録した記録媒体
の構成採用にある。

【００４６】本発明記録媒体の第１１の特徴は、上記本
発明記録媒体の第１、第２、第３、第４、第５、第６、
第７、第８、第９又は第１０の特徴における前記制御
は、空間的に配置の異なる複数の音発生手段に対して、
前記比較の結果に応じて、結果として空間的に異なって
聞こえるように音を発生させる制御である荷重訓練支援
プログラムを記録した記録媒体の構成採用にある。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の第１実施形態を装置例、方法例及び記録媒体例
１につき説明し、本発明の第２実施形態をサブゴールの
提示、サブゴールの変更、適切領域・超過領域の変更及
び記録媒体例２につき説明する。

【００４８】なお、本実施形態例では、骨折などにより
手術を受けた後に行う訓練を想定し、具体例として、足
により踏圧荷重をかける歩行動作訓練を挙げ、被測定部
位は足とした場合を専ら説明するもこれに限定されず、
動作荷重には圧縮、引張り、回転等の単動作又は複合動
作、動作には移動を伴わない動作、被測定部位には身体
的各部位の足、脚、手、指、腕等のいずれか又は組合
せ、をそれぞれ含むことは言うまでもない。

【００４９】〈第１実施形態例〉 （装置例）図１は、本発明装置の第１実施形態例である
荷重訓練支援装置の構成図である。荷重訓練支援装置
は、圧力センサ部１と領域検出部２と荷重計算部３と目
標値記憶部４と情報提示部５とを具備し、荷重訓練の内
容に応じて、平行棒など不可欠なもの（図１には示され
ていない）を具備するものとする。

【００５０】圧力センサ部１は、足が接触することによ
り生じる圧力の分布を計測し、計測した圧力分布を領域
検出部２に出力するものである。領域検出部２は、圧力
センサ部１により得た圧力分布をもとにして足の存在領
域を切出すものであり、例えば、左右分離処理部２Ａと
移動方向検出部２Ｂと切出し部２Ｃを具備する。

【００５１】左右分離処理部２Ａは、圧力センサ部１に
より得た圧力分布を圧力センサ部１のセンサ面に設定し
たライン（分離ラインＬ）に対応させて、当該ラインの
左右の領域に分離するものである。移動方向検出部２Ｂ
は、身体の移動方向を検出して（検出の仕方は、方法例
にて詳細する）切出し部２Ｃに検出結果を出力するもの
である。切出し部２Ｃは、左右分離処理部２Ａにより得
た左右に分離した圧力分布と、移動方向検出部２Ｂによ
り得た移動方向とをもとにして、足の領域の圧力分布を
求めるものである。

【００５２】荷重計算部３は、足にかかる荷重を求める
ものであり、切出し部２Ｃにより得た足の領域に対する
圧力分布において、圧力値の総和（圧力分布の面積分）
により求められる。目標値記憶部４は、荷重の目標値の
他、場合によっては、患足の部位（例えば、右足）及び
患者の体重を記憶しておくものであり、事前に設定され
るものである（なお、患者の体重については本装置を用
いて測定して記憶させることも可能である）。

【００５３】情報提示部５は、表示部Ｄ、一又は複数の
スピーカなどからなる音発生部Ｓなどを必要に応じて有
し、荷重算出部３から得た測定値と目標値記憶部４から
の目標値とを比較して、測定値が目標値に近づくように
身体運動を調節するための情報を表示部Ｄ、音発生部Ｓ
などを用いて提示するものである。

【００５４】（方法例）本方法例は、上記装置例に適応
したものであり、上記装置例の動作を説明することによ
り、方法例を説明することにする。

【００５５】図２は荷重訓練支援装置を用いて荷重訓練
を行っている様子を表したものである。平行棒Ｂの間の
床面に設置された圧力センサ部１上を患者Ｐが歩行訓練
している場面である。

【００５６】こでは、患足は右足とする。つまり被測定
部位のうち荷重訓練対象部位は右足で、荷重訓練対象外
部位は左足となる。患者Ｐは、平行棒Ｂを手にして、患
足に目標値の荷重をかけることができるように訓練す
る。また、圧力センサ部１は左右両足により作用される
ようになっているが、必ずしも両足に対して用意される
必要性はなく、患足のみ計測可能なように患足側のみ圧
力センサ部１を設置しても良い。

【００５７】先ず、荷重の目標値、患足に関する情報
（荷重訓練対象部位が右足であること）など患者のデー
タを設定する。また、圧力センサ部１を校正する必要が
ある場合には、例えば、患者Ｐの体重により行っても良
い。次に、患者Ｐが患足にある程度の荷重をかけたとす
ると、圧力センサ部１は、圧力を計測して、圧力分布を
領域検出部２に出力する。

【００５８】図３は、圧力センサ部１が計測した圧力分
布の一例である。図面上の斜線の粗密が圧力値の大小に
相当する。計測された圧力分布を領域検出部２が受け、
左右分離処理部２Ａにて圧力分布を、（図３に示す）分
離ラインＬの左右に分離する一方、移動方向検出部２Ｂ
にて移動方向を検出して、分離データ、移動方向をもと
にして切出し部２Ｃにて移動方向に向かって右側の圧力
分布の領域を患足の足の領域（足分布）、左側圧力分布
を健足の足の領域（足分布）として切出し、荷重算出部
３に出力する。

【００５９】ここで、移動方向検出については、圧力セ
ンサ部１により得た圧力分布をもとにして、最初に圧力
値が発生した位置を始点として検出すると共に、センサ
面に始点から遠ざかる方向を移動方向とする仕方が高速
に処理可能であり、かつ有効である。なお、荷重訓練対
象部位（本例では、患足の右足）のみを圧力センサ部１
に作用させる場合には、分離処理や移動方向処理は必要
不可欠とはいえず、作用した圧力センサ部１により検出
した圧力そのものを切出せば良いことになる。

【００６０】次いで、荷重算出部３にて、切出した領域
の各足分布から荷重値を算出し、情報提示部５に出力す
る。そして、算出した荷重値を得た情報提示部５は、患
足の荷重値と目標値を比較して、グラフ化し表示部Ｄに
表示させる。患者Ｐは、表示部Ｄのモニタを見ることに
より、目標値に近づくように荷重を制御する。

【００６１】情報提示部５では、比較した結果をビジュ
アルに表現して患者Ｐ、医師などに知らしめることが考
えられる。例えば、図４は一例である。横軸は荷重値で
あり、現時点において各足にかかる荷重を健足、患足に
ついて表示している。患者は、棒グラフが目標値に達す
るように足の荷重を調節することになる。

【００６２】図５は、別の例であり、表示部Ｄのモニタ
に表示された折れ線グラフを示したものである。横軸は
時間で縦軸は荷重値であり、折れ線グラフは、過去の経
過時間について患足と健足の荷重値の変化を表してい
る。患者Ｐは折れ線グラフを見ながら、患足の荷重値が
目標値のラインに達するように足の荷重を調節すること
になる。

【００６３】以上のように、情報提示部５の表示部Ｄに
比較した結果を表示すると、目標値と測定値を瞬間的に
把握可能であるので、患者Ｐや医師が訓練の様子を把握
するには効果的であるのものの、患者Ｐが歩行する際
に、情報提示部５のモニタに注視することが困難である
場合が多い。そこで、表示（画像、数字・文字、グラフ
表示）ではなく、音により情報を提示することが、効果
的であるといえる。

【００６４】例えば、図６に示すように、測定値が目標
値を超えた場合を超過領域とし、測定値が目標値以下で
かつ測定値と目標値との差が目標値に対して所定のパー
セント以内（例えば１０％以内）の場合を適切領域と
し、測定値が適切領域の値に達しない場合を弱荷重領域
として、目標値と測定値との差を３領域に区分する（別
に、４以上の領域で区分しても良い）。

【００６５】超過領域では警告音を、適切領域では心地
よい音を、弱荷重領域では測定値と目標値との差に応じ
て（場合によっては、当該差に比例させて）音量（音階
等他の要素も可）のみを変化させて発生させることが考
えられる。

【００６６】患者Ｐは、音を聞いて、現在の荷重状態を
把握することが可能であり、荷重が目標値になるように
調節することができる。超過領域における警告音、適切
領域における心地よい音、弱荷重領域における最適に近
づけやすい音は、音量、音階、音調、音色の各要素を適
切に設定することで実現できる。

【００６７】更に、音発生手段（スピーカ）Ｓを訓練者
の左右前後に、例えば２個乃至６個程度配置し、測定値
に応じて音の聞こえる方向を変化させることなども考え
られる。例えば、荷重していないときは左側から音が聞
こえ、荷重が大きくなるにつれて、正面方向へと変わ
り、目標値の荷重になったときには正面から聞こえ、目
標値を超えると右側から聞こえるようにすることなどが
考えられる。

【００６８】（記録媒体例１）本記録媒体は、図１にお
ける、領域検出部２、荷重算出部３、目標値記憶部４、
情報提示部５の一部を、計算機（コンピュータ）上にて
実現させる場合の処理手順をプログラム化して記録媒体
に記録したものである。図７は、プログラムの処理手順
を示したものである。

【００６９】リハビリテーションを行う前に患者に関す
るデータの設定を行う（ＳＴ１）。ＳＴ１にて、目標値
と荷重訓練対象部位（例えば患足）の設定を行い、目標
値記憶部４に記憶させる。圧力センサ部１が校正されて
いない場合には、体重を計測する。即ち、圧力センサ部
１上にて静止し計測した圧力分布の総和を体重とし目標
値記憶部４に記憶しておく（ＳＴ２）。なお、圧力セン
サ部１が校正される場合や体重値をＳＴ１で入力設定す
る際には、ＳＴ２の処理は不要である。

【００７０】ＳＴ２の後、左右分離処理及び移動方向検
出を行い左右の圧力分布を区分し、患足及び健足の各圧
力分布として切出し、荷重値を算出する（ＳＴ３）。こ
れは、被測定部位の領域の特定（認定）、切出し、切出
した領域の圧力の面積分による荷重値の算出に相当す
る。

【００７１】ＳＴ３の後、算出した荷重値を表示部Ｄに
グラフ表示する（ＳＴ４）。また、荷重値の目標値と計
測値とを比較し、比較した結果に応じた音を発する。例
えば、弱荷重、適切、超過の三段階区別を用いた場合に
は（ＳＴ５）、該当する区分に応じて適切な音を発生さ
せる。例えば、弱荷重の場合には適切値に近づけやすい
音を発生させ（ＳＴ６）、適切の場合には適切であるこ
とが分かる音を発生させ（ＳＴ７）、超過の場合には警
告音を発生させる（ＳＴ８）。また、方法例にて説明し
たように、表示部Ｄへの表示、音の発生に関する制御を
行う。

【００７２】以上、本発明の第１実施形態を、装置例、
方法例、記録媒体例１につき説明したが、本発明は、必
ずしも上記した事項に限定されるものではなく、本発明
の目的を達し、下記する効果を奏する範囲において、適
宜変更実施可能である。例えば、目標値との比較の結果
に関する提示について、患者Ｐの状態、年齢、性格に応
じて変更実施可能であり、目標値そのものの代わりに患
足荷重率に相当する割合を入力するようにしてもよい
（この場合、体重値の設定は必須となる）。

【００７３】また、リハビリテーションの内容に応じ
て、変更可能なものである。例えば、右足が患足、左足
が健足であれば、右足だけの荷重を測定（算出）すれば
良く、歩行に際し、右足が接触する部分（床部分）に
は、圧力センサ部１を敷き、左足について荷重の測定が
不必要であれば、圧力センサ部１を敷く必要はなく、左
右で段差がないようにすれば足りる場合もある。

【００７４】かかる場合には、必ずしも、領域検出部２
の左右分離処理部２Ａ及び移動方向検出部２Ｂを設ける
必要性はなく、単に、圧力センサ部１にて検知のあった
箇所を切出し領域として切出し部２Ｃにて切出せば良
い。また、目標値記憶部４には、目標値の設定を行えば
足りる（なお、圧力センサ部１が校正され、目標値その
ものが入力設定されることが前提となる）。

【００７５】更に、リハビリテーションの内容により、
複数の荷重訓練対象の部位が存在するような場合（必ず
しも、体の対称軸に対して左右対に存在するとは限らな
い）には、当該箇所を特定できるように、圧力センサ部
１の設置、配列を工夫し、また、荷重訓練対象の各部位
の圧力センサ部１への接触の順序、圧力センサ部１によ
る圧力分布の形状などをもとに総合的に判断して、圧力
分布と各部位とを対応付け、荷重訓練対象の何れの部位
であるかを特定して、上記と同様に荷重訓練を支援する
ことが可能である。

【００７６】又、本第１実施形態例では、前記荷重目標
値を初期固定設定としたが、他のスポーツや日常運動訓
練において、経時的に当該荷重目標値を変えて設定する
必要がある場合には繰り返し継続動作途中に手動又はコ
ンピュータ等による自動で可変設定可能である。

【００７７】〈第２実施形態例〉以下，本発明の他の実
施形態例を図面に基づいて説明する。

【００７８】（（サブゴールの提示））図８は、本発明
装置の第２実施形態例である荷重訓練支援装置の構成図
である。本荷重訓練支援装置は、圧力センサ部１０１と
領域検出部１０２と荷重算出部１０３と目標値記憶部１
０４と情報提示部１０５とを具備し、荷重訓練の内容に
応じて、平行棒など不可欠なもの（図８には示されてい
ない）を具備するものとする。情報提示部１０５は、荷
重状態判定部１０５Ａと、サブゴール判定部１０５Ｂと
を具備するものとする。

【００７９】圧力センサ部１０１は、足が接触すること
により生じる圧力の分布を計測し、計測した圧力分布を
領域検出部１０２に出力するものである。領域検出部１
０２は、圧力センサ部１０１より得た圧力分布をもとに
して足の存在領域を切出すものである。

【００８０】荷重算出部１０３は、足にかかる荷重を求
めるものであり、領域検出部１０２により得た足の領域
に対する圧力分布において、圧力値の総和（圧力分布の
面積分）により求められる。また、荷重算出部１０３
は、領域検出部１０２より受けた圧力分布及び足の領域
から患側の足にかかる荷重を算出するものである。

【００８１】この算出方法は以下の方法により実現でき
る。まず、患側の足が左右のどちらかであるかを設定し
ておく。領域検出部１０２より受けた圧力分布に基づ
き、最初に圧力値が発生した位置から歩行方向を判定す
る。例えば、圧カセンサ部１０１の右端に最初の圧力値
が発生したときには右から左へ歩行したものとする。患
側の足が右足のときには、歩行方向に対して圧力センサ
部１０１の右側に分布する圧力値の総和により、患側の
荷重が算出できる。

【００８２】目標値記憶部１０４は、荷重の目標値を記
憶しておくものである。この目標値は事前に設定してお
く。情報提示部１０５は、荷重状態判定部１０５Ａとサ
ブゴール判定部１０５Ｂととから構成され、荷重算出部
１０３から出力される測定値と目標値記憶部１０４から
出力される目標値とを比較し，測定値が目標値に近づく
ように身体運動を調節するための情報を提示する。

【００８３】荷重状態判定部１０５Ａは、荷重の測定値
の状態を判定する。例えば、図９に示すように，測定値
が目標値を超えた場合を超過領域とし、測定値と目標値
との差が例えば目標値の１０％以内の場合を適切領域と
し、測定値が適切領域に達しない場合を弱荷重領域とす
る。

【００８４】そして、超過領域では警告音を，適切領域
では心地よい音を、弱荷重領域では測定値と目標値の差
に応じて（場合によっては、当該差に比例させて）音量
など（音階等他の要素も可）を変化させて発生させる。
患者はこのような音を聞いて、現在の荷重状態を把握す
ることができ、荷重が目標値になるように調節すること
ができる。

【００８５】サブゴール判定部１０５Ｂは、荷重算出部
１０３から出力される測定値が、適切領域の下限荷重値
のｐ％（この荷重値を「サブゴール」という）に達した
かどうかを判定し、サブゴールに達したときに、サブゴ
ールを通過したことを患者が識別できる音を発生する。

【００８６】荷重の目標値をｄとすると、サブゴールの
荷重値ｓは、下式（１）により決定する。 ｓ＝０.９ｄ＊ｐ／１００ …（１） 患者はこの音を聞いて、もう少し荷重を加えれば目標値
に達することが分かり、容易に適切荷重の負荷をかける
ことができる。また、患側の足に荷重をかけることに不
安をもつ患者でも、この音が出るまでは安心して荷重を
加えることができるようになる。

【００８７】（（サブゴールの変更））次に、訓練結果
に応じてサブゴールの荷重値ｓを変更する実施形態例に
ついて説明する。サブゴール判定部１０５Ｂは、上述の
荷重調節訓練において荷重算出部１０３から逐次出力さ
れてきた測定値のうち一歩前の訓練結果（測定値）を記
憶しておき、その訓練結果に応じてサブゴールの荷重値
ｓを変える。

【００８８】例えば、ｎ−１歩目（ｎは２以上の自然
数）の測定値における最大値をｆ(ｎ−１)、目標値をｄ
とすると、適切領域の幅が目標値ｄの１０％である場合
には、ｎ歩目の荷重調節訓練におけるサブゴールの割合
ｐ(ｎ)は、下式（２）により決定する。 ｐ(ｎ)＝ｐ(ｎ−１)＋ｗ{０.９ｄ−ｆ(ｎ−１)} ＝ｐ(ｎ−１)＋ｗ{ｄ−ｆ(ｎ−１)}−０.１ｄｗ …（２） ここで、ｗは係数であり、例えば、０.５〜１.０の値と
する。

【００８９】また初期値ｐ(1)は、例えば、８０に設定
する。上式数２により、ｎ歩目のサブゴールの割合ｐ
(ｎ)が、ｎ−１歩目のサブゴールの割合ｐ(n-1)に対し
て、当該ｎ−１歩目の測定値における最大値ｆ(ｎ−１)
と目標値ｄとの差に比例した値で増減させられた割合と
なる。

【００９０】ただし、サブゴールの荷重値ｓが弱荷重領
域内に位置するように、上式（２）により求めたサブゴ
ールの割合ｐ(ｎ)に、下式（３）、（４）に示す処理を
施す。 if ｐ(ｎ)＞９５ then ｐ(ｎ)＝９５ …（３） if ｐ(ｎ)＜５０ then ｐ(ｎ)＝５０ …（４）

【００９１】そこで、ｎ歩目のサブゴールの荷重値ｓ
(n)は、下式（５）により決定する。 ｓ(n)＝０.９ｄ＊ｐ(n)／１００ …（５） これらによってサブゴールの荷重値ｓを変えることによ
り、荷重調節訓練において一歩前の荷重が大きすぎたと
きには”早めに”サブゴールを通過したことを示すの合
図が出るので、荷重のかけすぎを防ぐことができる。

【００９２】例えば、ｎ−１歩目の測定値における最大
値ｆ(ｎ−1)が目標値よりも大きくなり超過領域に入っ
た場合は、ｎ歩目のサブゴールの荷重値ｓ(n)は荷重値
ｓ(n-1)よりも低い値に下げられる。逆に、ｎ−１歩目
の測定値における最大値ｆ(ｎ−1)が適切領域よりも小
さく弱荷重領域に入った場合は、ｎ歩目のサブゴールの
荷重値ｓ(n)は荷重値ｓ(n-1)よりも高い値に上げられ
る。

【００９３】（（適切領域・超過領域の変更））次に、
訓練結果に応じて適切領域と超過領域を変更する実施形
態例について説明する。荷重状態判定部１０５Ａは、上
述の荷重調節訓練において荷重算出部１０３から逐次出
力されてきた測定値のうち一歩前の訓練結果（測定値）
を記憶しておき、その訓練結果に応じて適切領域と超過
領域の範囲を変える。ここで、適切領域と超過領域のう
ちの一方の範囲のみを変えてもよい。

【００９４】例えば、ｎ−１歩目の計測値における最大
値が目標値を超えた場合には、ｎ歩目の荷重調節訓練に
おける適切領域と超過領域を図１０に示すように設定す
る。すなわち、超過領域の下限値（適切領域の上限値）
を目標値よりも低い値になるように下げる。図１０に示
す例では、ｎ−１歩目における適切領域の上方半分の領
域を、ｎ歩目における超過領域に統合させている。この
ように超過領域を変えることにより、荷重調節訓練にお
ける荷重のかけすぎを防ぐことができる。

【００９５】（記録媒体例２）本記録媒体は、図８にお
ける領域検出部１０２、荷重算出部１０３、目標値記憶
部１０４、情報提示部１０５の一部を、計算機（コンピ
ュータ）上にて実現させる場合の処理手順をプログラム
化して記録媒体に記録したものである。図１１は、上述
の（結果に応じたサブゴールの変更）についてのプログ
ラムの処理手順を示したものである。

【００９６】まず、リハビリテーションを行う前に患者
に関するデータの設定を行う（ＳＴ２１）。ＳＴ２１に
て、目標値と荷重訓練対象部位（例えば患足）の設定を
行い、目標値記憶部１０４に記憶させる。圧力センサ部
１０１が校正されていない場合には、体重を計測する。
即ち、圧力センサ部１０１上にて静止し計測した圧力分
布の総和を体重とし目標値記憶部１０４に記憶しておく
（ＳＴ２２）。なお、圧力センサ部１０１が校正される
場合や体重値をＳ２１で入力設定する際には、ＳＴ２２
の処理は不要である。

【００９７】ＳＴ２２の後、本荷重訓練支援についての
プログラム処理が終了か、すなわち訓練終了か判断し、
訓練を続行する場合は、以下に説明するＳＴ２４からＳ
Ｔ３２の処理をする（ＳＴ２３）。

【００９８】ＳＴ２３の後、領域検出部１０２は、左右
分離処理及び移動方向検出を行い左右の圧力分布を区分
し、患足及び健足の各圧力分布として切出し、荷重算出
部１０３は、その圧力分布に基づいて荷重値を算出する
とともに、その算出値を記憶する（ＳＴ２４）。これ
は、被測定部位の領域の特定（認定）、切出し、切出し
た領域の圧力の面積分による荷重値の算出に相当する。

【００９９】ＳＴ２４の後、情報提示部１０５の荷重状
態判定部１０５Ａは、荷重算出部１０３が算出した荷重
値を図２に示す表示部Ｄにグラフ表示する（ＳＴ２
５）。また、荷重値の目標値と計測値とを比較し、比較
した結果に応じた音を発する。例えば、弱荷重、適切、
超過の三段階区別を用いた場合には、該当する区分に応
じて適切な音を発生させる（ＳＴ２６）。

【０１００】例えば、弱荷重の場合には適切値に近づけ
やすい音を発生させ（ＳＴ２７）、適切の場合には適切
であることが分かる音を発生させ（ＳＴ２８）、超過の
場合には警告音を発生させる（ＳＴ２９）。また、（方
法例）にて説明したように、表示部Ｄへの表示、音の発
生に関する制御を行う。

【０１０１】ＳＴ２７、ＳＴ２８又はＳＴ２９の後、情
報提示部１０５のサブゴール判定部１０５Ｂは、ＳＴ２
４において記憶した算出値（一歩前の訓練結果）と、上
述の数式の数２、数３、数４、数５を用いて、サブゴー
ルの荷重値ｓを算出する（ＳＴ３０）。

【０１０２】ＳＴ３０の後、サブゴール判定部１０５Ｂ
は、サブゴールの荷重値ｓと計測値とを比較し（ＳＴ３
１）、計測値がサブゴールの荷重値ｓを超えた場合は、
サブゴールを通過したことを患者が識別できる音を発生
する（ＳＴ３２）。そして、荷重訓練を続行している
間、ＳＴ２３からＳＴ３２の処理を繰り返す（ＳＴ２
３）。

【０１０３】図１２は、上述の（結果に応じた適切領域
・超過領域の変更）についてのプログラムの処理手順を
示したものである。

【０１０４】まず、リハビリテーションを行う前に患者
に関するデータの設定を行う（ＳＴ４１）。ＳＴ４１に
て、目標値と荷重訓練対象部位（例えば患足）の設定を
行い、目標値記憶部１０４に記憶させる。圧力センサ部
１０１が校正されていない場合には、体重を計測する。
即ち、圧力センサ部１０１上にて静止し計測した圧力分
布の総和を体重とし目標値記憶部１０４に記憶しておく
（ＳＴ４２）。なお、圧力センサ部１０１が校正される
場合や体重値をＳ４１で入力設定する際には、ＳＴ４２
の処理は不要である。

【０１０５】ＳＴ４２の後、本荷重訓練支援についての
プログラム処理が終了か、すなわち訓練終了か判断し、
訓練を続行する場合は、以下に説明するＳＴ４４からＳ
Ｔ５３の処理をする（ＳＴ４３）。

【０１０６】ＳＴ４３の後、領域検出部１０２は、左右
分離処理及び移動方向検出を行い左右の圧力分布を区分
し、患足及び健足の各圧力分布として切出し、荷重算出
部１０３は、その圧力分布に基づいて荷重値を算出する
とともに、その算出値を記憶する（ＳＴ４４）。これ
は、被測定部位の領域の特定（認定）、切出し、切出し
た領域の圧力の面積分による荷重値の算出に相当する。

【０１０７】ＳＴ４４の後、情報提示部１０５の荷重状
態判定部１０５Ａは、荷重算出部１０３が算出した荷重
値を図２に示す表示部Ｄにグラフ表示する（ＳＴ４
５）。ＳＴ４５の後、荷重状態判定部１０５Ａは、ＳＴ
４４において記憶した算出値（一歩前の訓練結果）に応
じて、適切領域と超過領域の範囲を変える（ＳＴ４
６）。例えば、記憶した算出値が目標値を超えている場
合には、図１０に示すように、超過領域の下限値（適切
領域の上限値）を目標値よりも低い値になるように下げ
る。

【０１０８】ＳＴ４６の後、計測値が、超過領域、適切
領域、弱荷重領域のいずれの領域に該当するか判断し
（ＳＴ４７）、該当する領域に応じた音を発する。例え
ば、弱荷重領域の場合には適切値に近づけやすい音を発
生させ（ＳＴ４８）、適切領域の場合には適切であるこ
とが分かる音を発生させ（ＳＴ４９）、超過領域の場合
には警告音を発生させる（ＳＴ５０）。また、（方法
例）にて説明したように、表示部Ｄへの表示、音の発生
に関する制御を行う。

【０１０９】ＳＴ４８、ＳＴ４９又はＳＴ５０の後、情
報提示部１０５のサブゴール判定部１０５Ｂは、ＳＴ４
４において記憶した算出値（一歩前の訓練結果）と、上
述の数式の数２、数３、数４、数５を用いて、サブゴー
ルの荷重値ｓを算出する（ＳＴ５１）。

【０１１０】ＳＴ５１の後、サブゴール判定部１０５Ｂ
は、サブゴールの荷重値ｓと計測値とを比較し（ＳＴ５
２）、計測値がサブゴールの荷重値ｓを超えた場合は、
サブゴールを通過したことを患者が識別できる音を発生
する（ＳＴ５３）。そして、荷重訓練を続行している
間、ＳＴ４３からＳＴ５３の処理を繰り返す（ＳＴ４
３）。

【０１１１】以上、本発明の第２実施形態を、サブゴー
ルの提示、サブゴールの変更、適切領域・超過領域の変
更及び記録媒体例２につき説明したが、本発明は、必ず
しも上記した事項に限定されるものではなく、本発明の
目的を達し、下記する効果を奏する範囲において、適宜
変更実施可能である。例えば、目標値と測定値との比較
の結果に関する提示について、患者の状態、年齢、性格
に応じて変更実施可能であり、目標値そのものの代わり
に患足荷重率に相当する割合を入力するようにしてもよ
い（この場合、体重値の設定は必須となる）。

【０１１２】また、目標値と測定値との比較の結果に関
する提示においては、情報提示部１０５が、即時の測定
値及び目標値を表した、棒グラフ又は過去のデータも含
めた時系列の折れ線グラフの何れかのグラフ表示をする
ものとしてもよい。

【０１１３】また、目標値と測定値との比較の結果に関
する提示においては、情報提示部１０５が、その比較の
結果に応じて、音量、音階、音調、音色の少なくとも一
要素を変化させた音を発生させるものとしてもよい。こ
こで、発生させる音が、測定値が弱荷重領域の場合に
は、測定値と目標値との差の関数として音量、音階、音
調、音色のうちの一要素を変化させた音であるとしても
よい。

【０１１４】また、目標値と測定値との比較の結果に関
する提示においては、情報提示部１０５が、目標値と即
時の測定値との大小関係により、複数の音発生手段を用
いて、聞こえる音が結果として空間的に異なる様に音を
発生させるものとしてもよい。

【０１１５】また、リハビリテーションの内容に応じ
て、変更可能なものである。例えば、右足が患足、左足
が健足であれば、右足だけの荷重を測定（算出）すれば
良く、歩行に際し、右足が接触する部分（床部分）に
は、圧力センサ部１を敷き、左足について荷重の測定が
不必要であれば、圧力センサ部１０１を敷く必要はな
く、左右で段差がないようにすれば足りる場合もある。

【０１１６】かかる場合には、必ずしも、領域検出部１
０２において左右分離処理及び移動方向検出をする必要
性はなく、単に、圧力センサ部１０１にて検知のあった
箇所を切出し領域として切出せば良い。また、目標値記
憶部１０４には、目標値の設定を行えば足りる（なお、
圧力センサ部１０１が校正され、目標値そのものが入力
設定されることが前提となる）。

【０１１７】更に、リハビリテーションの内容により、
複数の荷重訓練対象の部位が存在するような場合（必ず
しも、体の対称軸に対して左右対に存在するとは限らな
い）には、当該箇所を特定できるように、圧力センサ部
１０１の設置、配列を工夫し、また、荷重訓練対象の各
部位の圧力センサ部１０１への接触の順序、圧力センサ
部１０１による圧力分布の形状などをもとに総合的に判
断して、圧力分布と各部位とを対応付け、荷重訓練対象
の何れの部位であるかを特定して、上記と同様に荷重訓
練を支援することが可能である。

【０１１８】又、本第２実施形態例では、前記荷重目標
値を初期固定設定としたが、他のスポーツや日常運動訓
練において、経時的に当該荷重目標値を変えて設定する
必要がある場合には繰り返し継続動作途中に手動又はコ
ンピュータ等による自動で可変設定可能である。

【０１１９】

【発明の効果】本発明によれば、各種センサの一例とし
て、歩行訓練の場合には、床に設置した圧力センサ部に
より被測定部位が接触した際に圧力分布を計測する圧力
センサ部（手段）と、被測定部位の領域を圧力分布から
切出す領域検出部（手段）と、領域検出部により切出し
た領域の圧力分布をもとに算出する荷重算出部（手段）
と、荷重算出部（手段）による測定値と予め設定した目
標値とを比較すると共に測定値が目標値に近づく様に身
体運動を調節するための情報を提示する情報提示部（手
段）とを有するため、特別の装置を装着することなく、
常に適切な荷重をかけることができるようになり、訓練
者は煩わしさを感じることなくリハビリに勤しむことが
できる。

【０１２０】また、測定値が適切領域における下限の荷
重値の割合ｐ％（サブゴール）に達したときに、サブゴ
ールを通過したことを示す合図を提示するサブゴール判
定部（手段）を有することにより、患者は、現在の荷重
値と設定値（荷重目標値）との差をより容易に認識で
き、より適切な荷重をかけることができるようになる。

【０１２１】また、荷重訓練の際の測定値における一歩
前の測定値に応じて、超過領域及び適切領域の範囲を変
更する荷重状態判定部（手段）を有することにより、患
者は、現在の荷重値と設定値（荷重目標値）との差をよ
り容易且つ正確に認識でき、より適切な荷重をかけるこ
とができるようになる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態である荷重訓練支援装置
の構成図である。

【図２】本発明の第１実施形態である荷重訓練支援方法
を実施した様子の一例である。

【図３】本発明の第１実施形態である荷重訓練支援装置
の圧力センサ部による圧力分布の測定結果の一例であ
る。

【図４】本発明の第１実施形態である荷重訓練支援装置
の情報提示部の表示部における表示の一例である。

【図５】本発明の第１実施形態である荷重訓練支援装置
の情報提示部の表示部における表示の別例である。

【図６】本発明の第１実施形態である荷重訓練支援方法
における超過領域、適切領域、弱荷重領域の説明図であ
る。

【図７】本発明の第１実施形態である荷重訓練支援プロ
グラムを記録した記録媒体に、プログラム化して記録さ
れる制御処理手順のフローチャートである。

【図８】本発明の第２実施形態である荷重訓練支援装置
の構成図である。

【図９】本発明の第２実施形態である荷重訓練支援方法
における超過領域、適切領域、弱荷重領域、サブゴール
の説明図である。

【図１０】本発明の第２実施形態である荷重訓練支援方
法における適切領域・超過領域の変更の説明図である。

【図１１】本発明の第２実施形態である荷重訓練支援プ
ログラムを記録した記録媒体に、プログラム化して記録
される制御処理手順のフローチャートである。

【図１２】本発明の第２実施形態である他の荷重訓練支
援プログラムを記録した記録媒体に、プログラム化して
記録される制御処理手順のフローチャートである。

【符号の説明】

１…圧力センサ部 ２…領域検出部 ２Ａ…左右分離処理部 ２Ｂ…移動方向検出部 ２Ｃ…切出し部 ３…荷重算出部 ４…目標値記憶部 ５…情報提示部 １０１…圧力センサ部 １０２…領域検出部 １０３…荷重算出部 １０４…目標値記憶部 １０５…情報提示部 １０５Ａ…荷重状態判定部 １０５Ｂ…サブゴール判定部 Ｂ…平行棒 Ｄ…表示部 Ｌ…分離ライン Ｐ…患者 Ｓ…音発生手段（スピーカ）

フロントページの続き (72)発明者 大塚 作一 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 澤田 義則 東京都千代田区大手町二丁目３番１号号 日本電信電話株会社内

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各種動作の荷重訓練を支援するに当り、 被測定部位の動作荷重をその都度自然状態のまま無装着
   測定して、 当該測定の測定値の判定の提示を視聴覚の一方又は両方
   で受けながら荷重調整をしつつ実施訓練する荷重訓練支
   援方法であって、 荷重の目標値の設定と体重値の入力設定又は測定設定と
   を含む初期設定を行った後に、 圧力センサにより圧力分布を計測して被測定部位の領域
   の切出しを行うと共に、当該切出した領域の圧力分布を
   もとに荷重の測定値を算出して、前記設定した目標値と
   当該算出した測定値とを比較して当該比較の結果の提示
   を行う、一連の処理を繰り返して荷重訓練を支援する、 ことを特徴とする荷重訓練支援方法。
2. 【請求項２】前記一連の処理は、 前記被測定部位が複数存在する場合には、圧力分布にお
   いて当該複数の各部位を特定して、各部位の領域の切出
   しを行うと共に、 当該切出した各部位の領域につき荷重値の算出が必要な
   部位については、当該切出した領域における圧力分布を
   もとに前記荷重の測定値の算出を行い、 何れの部位に関するかを判別可能に前記提示を行う、 ことを特徴とする請求項１に記載の荷重訓練支援方法。
3. 【請求項３】前記特定は、 前記被測定部位が左右対に存在する場合には、 前記圧力分布を左右に分離する一方、訓練者の移動方向
   を検出した後に、 前記分離の結果及び検出の結果により行う、 ことを特徴とする請求項２に記載の荷重訓練支援方法。
4. 【請求項４】前記提示は、 前記比較の結果に応じて、前記測定値が前記目標値を超
   過する場合には超過領域と、当該測定値と当該目標値と
   の差が当該目標値に対して所定のパーセント以内の場合
   には適切領域と、当該測定値が当該適切領域に達しない
   場合には弱荷重領域との少なくとも三段階に分けて、何
   れの段階に属するかの判別をして、当該判別結果の提示
   をすることを含む、 ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の荷重訓練
   支援方法。
5. 【請求項５】各種動作の荷重訓練を支援するに当り、 被測定部位の動作荷重をその都度自然状態のまま無装着
   測定して、 荷重の目標値と当該測定の測定値レベルとを比較して、 当該比較の結果に応じて、当該測定値レベルが当該目標
   値を超過する場合には超過領域と、当該測定値レベルと
   当該目標値との差が当該目標値に対して所定のパーセン
   ト以内の場合には適切領域と、当該測定値レベルが当該
   適切領域に達しない場合には弱荷重領域との少なくとも
   三段階に分けて、何れの段階に、当該測定値レベルある
   かの判別を行い、 当該判別結果に応じて、訓練者に対して適切な荷重を促
   す提示を行い、 当該訓練者が当該提示を受けながら荷重調節をしつつ実
   施訓練する荷重訓練支援方法において、 前記提示は、 前記適切領域における下限の荷重値に対する所望の割合
   ｐ％の荷重値をサブゴールとし、測定値レベルが当該サ
   ブゴールに達したときに、サブゴールを通過したことを
   示す合図をする、 ことを特徴とする荷重訓練支援方法。
6. 【請求項６】前記サブゴールは、 前記測定における一歩前の測定レベルに応じて、当該サ
   ブゴールを決定する関数である前記割合ｐ％を変化させ
   ることで、変化する、 ことを特徴とする請求項５に記載の荷重訓練支援方法。
7. 【請求項７】前記サブゴールにおいて、 前記測定におけるＮ歩目（Ｎは２以上の自然数）におけ
   る当該サブゴールの前記割合ｐ％を、Ｎ−１歩目におけ
   る前記割合ｐ％に対して、当該Ｎ−１歩目における測定
   値レベルの最大値と前記荷重目標値との差に比例した値
   で増減させた割合とする、 ことを特徴とする請求項５又は６に記載の荷重訓練支援
   方法。
8. 【請求項８】前記提示において、 前記測定における一歩前の測定レベルに応じて、前記超
   過領域及び前記適切領域の少なくともいずれかの範囲を
   変更する、 ことを特徴とする請求項５、６又は７に記載の荷重訓練
   支援方法。
9. 【請求項９】前記提示は、 表示手段に前記比較の結果を表示することを含むもので
   あり、 前記表示は、 前記表示手段への即時の測定値及び前記目標値を表し
   た、棒グラフ又は過去のデータも含めた時系列の折れ線
   グラフの何れか一方のグラフ表示である、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又
   は８に記載の荷重訓練支援方法。
10. 【請求項１０】前記提示は、 前記比較の結果に応じて、音量、音階、音調、音色の少
    なくとも一要素を変化させた音を発生させることを含む
    ものであり、 前記音は、 前記測定値が前記弱荷重領域の場合には、 前記測定値と前記目標値との差の関数として音量、音
    階、音調、音色のうちの一要素を変化させた音である、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８又は９に記載の荷重訓練支援方法。
11. 【請求項１１】前記提示は、 前記目標値と即時の測定値との大小関係により、複数の
    音発生手段を用いて、聞こえる音が結果として空間的に
    異なる様に音を発生させることを含む、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９又は１０に記載の荷重訓練支援方法。
12. 【請求項１２】荷重訓練の際に供する支援装置であっ
    て、 被測定部位が接触することにより圧力分布を計測する圧
    力センサ部と、 当該圧力センサ部により計測された圧力分布をもとに被
    測定部位の領域を切出す領域検出部と、 当該領域検出部により切出した領域の被測定部位の荷重
    を求める荷重算出部と、 予め設定される目標値を記憶する目標値記憶部と、 前記荷重算出部により算出された測定値と前記目標値記
    憶部に記憶された目標値とを比較して当該比較した結果
    を提示する情報提示部と、 を具備する、 ことを特徴とする荷重訓練支援装置。
13. 【請求項１３】前記領域検出部は、 被測定部位の左右を区別し、前記圧力センサ部からの圧
    力分布を各部位の領域に分ける分離手段と、 訓練者の移動方向を検出する移動方向検出手段と、 前記分離手段及び移動方向検出手段に基づき、各領域と
    して個別に切出す切出し手段と、 を具備する、 ことを特徴とする請求項１２に記載の荷重訓練支援装
    置。
14. 【請求項１４】荷重訓練の際に供する支援装置であっ
    て、 被測定部位が接触することにより圧力分布を計測する圧
    力センサ部と、 当該圧力センサ部により計測された圧力分布をもとに当
    該被測定部位にかかる荷重を求める荷重算出部と、 予め設定される目標値を記憶する目標値記憶部と、 前記荷重算出部により算出された測定値と前記目標値記
    憶部に記憶された目標値とを比較して当該比較した結果
    を提示する情報提示部と、 を具備し、 前記情報提示部は、 前記比較の結果に応じて、前記測定値が前記目標値を超
    過する場合には超過領域と、当該測定値と当該目標値と
    の差が当該目標値に対して所定のパーセント以内の場合
    には適切領域と、当該測定値が当該適切領域に達しない
    場合には弱荷重領域との少なくとも三段階に分けて、何
    れの段階に、前記測定値があるかの判別を行い、当該判
    別結果に応じた提示をする荷重状態判定部と、 前記適切領域における下限の荷重値に対する所望の割合
    ｐ％の荷重値をサブゴールとし、前記測定値が当該サブ
    ゴールに達したときに、サブゴールを通過したことを示
    す合図をするサブゴール判定部と、を有する、 ことを特徴とする荷重訓練支援装置。
15. 【請求項１５】前記サブゴール判定部は、 前記荷重訓練の際の前記測定値における一歩前の測定値
    に応じて、前記サブゴールを決定する関数である前記割
    合ｐ％を変化させることで、当該サブゴールを変化自在
    に構成する、 ことを特徴とする請求項１４に記載の荷重訓練支援装
    置。
16. 【請求項１６】前記サブゴール判定部は、 前記荷重訓練の際の前記測定値におけるＮ歩目（Ｎは２
    以上の自然数）における前記サブゴールの前記割合ｐ％
    を、Ｎ−１歩目における前記割合ｐ％に対して、当該Ｎ
    −１歩目における前記測定値の最大値と前記目標値との
    差に比例した値で増減させた割合とするように構成し
    た、 ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の荷重訓練
    支援装置。
17. 【請求項１７】前記荷重状態判定部は、 前記荷重訓練の際の前記測定値における一歩前の測定値
    に応じて、前記超過領域及び前記適切領域の少なくとも
    いずれかの範囲を変更自在に構成した、 ことを特徴とする請求項１４、１５又は１６に記載の荷
    重訓練支援装置。
18. 【請求項１８】前記情報提示部は、 前記目標値、前記測定値に関する表示を行う表示部を有
    する、 ことを特徴とする請求項１２、１３、１４、１５、１６
    又は１７に記載の荷重訓練支援装置。
19. 【請求項１９】前記表示は、 即時の測定値及び前記目標値を表した、棒グラフ又は過
    去のデータも含めて時系列に表した折れ線グラフの何れ
    か一方のグラフ表示である、 ことを特徴とする請求項１８に記載の荷重訓練支援装
    置。
20. 【請求項２０】前記情報提示部は、 前記目標値と前記測定値との大小関係に応じて、音量、
    音階、音調、音色の各要素の少なくとも一要素が異なる
    音を発生させる音発生部を具備する、 ことを特徴とする請求項１２、１３、１４、１５、１
    ６、１７、１８又は１９に記載の荷重訓練支援装置。
21. 【請求項２１】前記情報提示部は、 前記目標値と前記測定値との大小関係に応じて、結果と
    して空間的に異なって聞こえるように音を発生させる、
    空間的に配置の異なる複数の音発生手段を有する、 ことを特徴とする請求項１２、１３、１４、１５、１
    ６、１７、１８、１９又は２０に記載の荷重訓練支援装
    置。
22. 【請求項２２】荷重訓練の際に訓練者の接触により検知
    する圧力センサから圧力分布の情報を受けて当該情報を
    処理して結果を提示する荷重訓練支援プログラムを記録
    した記録媒体であって、 当該荷重訓練支援プログラムが、 先ず、目標値の設定を含む初期設定を行い、 続いて、前記圧力分布の情報をもとに被測定部位の領域
    を切出し、当該切出した領域の圧力分布をもとに荷重の
    測定値を算出すると共に、表示手段に当該算出した測定
    値と前記目標値とを比較してグラフ表示する表示制御
    か、当該目標値と当該測定値とを比較して当該比較の結
    果に応じた音を音発生手段に発生させる音発生制御の何
    れか一方又は双方の制御を行う、一連の処理を繰り返
    す、 ことを特徴とする荷重訓練支援プログラムを記録した記
    録媒体。
23. 【請求項２３】前記一連の処理における切出しは、 前記圧力センサからの圧力分布の情報に基づき、左右各
    部位の分離及び訓練者の移動方向の検出を行い、各部位
    の領域を特定して、各領域を切出す処理である、 ことを特徴とする請求項２２に記載の荷重訓練支援プロ
    グラムを記録した記録媒体。
24. 【請求項２４】前記制御は、 少なくとも、前記測定値が前記目標値を超過する場合に
    は超過領域と、当該測定値と当該目標値との差が当該目
    標値に対して所定のパーセント以内の場合には適切領域
    と、当該測定値が当該適切領域に達しない場合には弱荷
    重領域との三段階に分けて、前記比較の結果が何れの段
    階に該当するかでなされる制御である、 ことを特徴とする請求項２２又は２３に記載の荷重訓練
    支援プログラムを記録した記録媒体。
25. 【請求項２５】荷重訓練の際に訓練者の接触により検知
    する圧力センサから圧力分布の情報を受けて当該情報を
    処理して結果を提示する荷重訓練支援プログラムを記録
    した記録媒体であって、 当該荷重訓練支援プログラムが、 先ず、目標値の設定を含む初期設定を行い、 続いて、前記圧力分布の情報をもとに被測定部位の領域
    を切出し、当該切出した領域の圧力分布をもとに荷重の
    測定値を算出すると共に、表示手段に当該算出した測定
    値と前記目標値とを比較してグラフ表示する表示制御
    か、当該目標値と当該測定値とを比較して当該比較の結
    果に応じた音を音発生手段に発生させる音発生制御の何
    れか一方又は双方の制御を行う、一連の処理を繰り返
    し、 前記一連の処理毎に、 前記比較の結果に応じて、前記測定値が前記目標値を超
    過する場合には超過領域と、当該測定値と当該目標値と
    の差が当該目標値に対して所定のパーセント以内の場合
    には適切領域と、当該測定値が当該適切領域に達しない
    場合には弱荷重領域との少なくとも三段階に分けて、何
    れの段階に、前記測定値があるかの判別を行い、当該判
    別結果に応じた提示をする荷重状態判定制御と、 前記適切領域における下限の荷重値に対する所望の割合
    ｐ％の荷重値をサブゴールとし、前記測定値が当該サブ
    ゴールに達したときに、サブゴールを通過したことを示
    す合図をするサブゴール判定制御と、を実行する、 ことを特徴とする荷重訓練支援プログラムを記録した記
    録媒体。
26. 【請求項２６】前記一連の処理におけるサブゴール判定
    制御は、 前記荷重訓練の際の前記測定値における一歩前の測定値
    に応じて、前記サブゴールを決定する関数である前記割
    合ｐ％を変化させることで、当該サブゴールを変化させ
    る制御である、 ことを特徴とする請求項２５に記載の荷重訓練支援プロ
    グラムを記録した記録媒体。
27. 【請求項２７】前記一連の処理におけるサブゴール判定
    制御は、 前記荷重訓練の際の前記測定値におけるＮ歩目（Ｎは２
    以上の自然数）における前記サブゴールの前記割合ｐ％
    を、Ｎ−１歩目における前記割合ｐ％に対して、当該Ｎ
    −１歩目における前記測定値の最大値と前記目標値との
    差に比例した値で増減させた割合とする制御である、 ことを特徴とする請求項２５又は２６に記載の荷重訓練
    支援プログラムを記録した記録媒体。
28. 【請求項２８】前記一連の処理における荷重状態判定制
    御は、 前記荷重訓練の際の前記測定値における一歩前の測定値
    に応じて、前記超過領域の下限値であって前記適切領域
    の上限値である閾値を変更することで、前記超過領域及
    び前記適切領域の範囲を変更する制御である、 ことを特徴とする請求項２５、２６又は２７に記載の荷
    重訓練支援プログラムを記録した記録媒体。
29. 【請求項２９】前記一連の処理におけるグラフ表示は、 前記算出した測定値と初期設定にて設定した前記目標値
    とを併せて、 即時データのみを表す棒グラフ、過去のデータも一緒に
    時系列に表す折れ線グラフの何れか又は双方の表示であ
    る、 ことを特徴とする請求項２２、２３、２４、２５、２
    ６、２７又は２８に記載の荷重訓練支援プログラムを記
    録した記録媒体。
30. 【請求項３０】前記一連の処理における音発生制御は、 前記比較の結果にもとづき、音量、音階、音調、音色の
    少なくとも一要素を変化させる制御である、 ことを特徴とする請求項２２、２３、２４、２５、２
    ６、２７、２８又は２９に記載の荷重訓練支援プログラ
    ムを記録した記録媒体。
31. 【請求項３１】前記制御は、 前記測定値が弱荷重領域の場合には、 前記測定値と前記目標値との差の関数として、音量、音
    階、音調、音色の一要素を変化させる制御である、 ことを特徴とする請求項２４、２５、２６、２７、２
    ８、２９又は３０に記載の荷重訓練支援プログラムを記
    録した記録媒体。
32. 【請求項３２】前記制御は、 空間的に配置の異なる複数の音発生手段に対して、前記
    比較の結果に応じて、結果として空間的に異なって聞こ
    えるように音を発生させる制御である、 ことを特徴とする請求項２２、２３、２４、２５、２
    ６、２７、２８、２９、３０又は３１に記載の荷重訓練
    支援プログラムを記録した記録媒体。