特許 6569148 指標値算出装置、指標値算出システム、指標値算出方法およびプログラム。

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6569148

(24)【登録日】2019年8月16日

(45)【発行日】2019年9月4日

(54)【発明の名称】指標値算出装置、指標値算出システム、指標値算出方法およびプログラム。

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/11 20060101AFI20190826BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/11 210

   A61B5/11ZDM

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-104744(P2015-104744)

(22)【出願日】2015年5月22日

(65)【公開番号】特開2016-214671(P2016-214671A)

(43)【公開日】2016年12月22日

【審査請求日】2018年5月11日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成２６年１２月１４日第１５回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会（ＳＩ２０１４）講演論文集にて公開。平成２６年１２月１７日に東京ビックサイトで行われた第１５回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会にて発表。

(73)【特許権者】

【識別番号】504182255

【氏名又は名称】国立大学法人横浜国立大学

(73)【特許権者】

【識別番号】507234438

【氏名又は名称】公立大学法人県立広島大学

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100196058

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 彰雄

(72)【発明者】

【氏名】島 圭介

(72)【発明者】

【氏名】島谷 康司

(72)【発明者】

【氏名】坂田 茉実

【審査官】 伊藤 幸仙

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１０２５２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１５２２１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１６８５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 関島律、島圭介、島谷康司，「立位姿勢制御機構における指先への体性感覚刺激が位置覚へ及ぼす影響の評価」，電子情報通信学会技術研究報告，２０１５年 ２月２６日，Vol.114,No.497，p.13-p.15

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／１１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検者の姿勢の変動に関する量である変動量を取得する変動量取得部と、
前記被検者の視覚、前庭感覚および体性感覚の少なくとも１つに関する刺激を受容する感覚器に与える前記刺激の大きさの切り替えタイミングを取得するタイミング取得部と、
前記刺激の大きさの切り替えタイミングの前後における前記変動量の変化に基づいて前記被検者の平衡感覚に関する指標値を算出する指標値算出部と
を備える指標値算出装置。

【請求項2】

前記刺激が、前記感覚器の変位に関する量に応じて前記感覚器に触覚刺激を与える刺激装置によって与えられる触覚刺激である
請求項１に記載の指標値算出装置。

【請求項3】

前記刺激が、前記感覚器が所定の物体に触れることで生じる触覚刺激である
請求項１に記載の指標値算出装置。

【請求項4】

前記指標値算出部が、前記被検者の開眼時における前記刺激の大きさの切り替えタイミングの前後の前記変動量の変化と、前記被検者の閉眼時における前記刺激の大きさの切り替えタイミングの前後の前記変動量の変化とに基づいて前記指標値を算出する
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の指標値算出装置。

【請求項5】

前記感覚器の変位に関する量に応じて前記感覚器に触覚刺激を与える刺激装置と、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の指標値算出装置とを備え、
前記タイミング取得部が、前記刺激装置が与える触覚刺激の大きさの切り替えタイミングを取得する
指標値算出システム。

【請求項6】

被検者の姿勢の変動に関する量である変動量を取得するステップと、
前記被検者の視覚、前庭感覚および体性感覚の少なくとも１つに関する刺激を受容する感覚器に与える前記刺激の大きさを切り替えるステップと、
前記刺激の大きさの切り替わり前後における前記変動量の変化に基づいて前記被検者の平衡感覚に関する指標値を算出するステップと
を有する指標値算出方法。

【請求項7】

コンピュータを、
被検者の姿勢の変動に関する量である変動量を取得する変動量取得部、
前記被検者の視覚、前庭感覚および体性感覚の少なくとも１つに関する刺激を受容する感覚器に与える前記刺激の大きさの切り替えタイミングを取得するタイミング取得部、
前記刺激の大きさの切り替えタイミングの前後における前記変動量の変化に基づいて前記被検者の平衡感覚に関する指標値を算出する指標値算出部
として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被検者の平衡感覚に関する指標値を算出する指標値算出装置、指標値算出システム、指標値算出方法およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、高齢者の総人口に占める割合が増加している。高齢者が抱えるリスクとして転倒が挙げられている。転倒予防の実施には、個々の被検者における立位機能の評価が肝要となる。非特許文献１には、立位姿勢における開眼時と閉眼時の重心動揺と、外乱刺激として所定の振動を付加したときの重心動揺とを測定することにより立位機能の評価する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】泉キヨ子、重心動揺ならびに歩行分析による高齢者における転倒予測因子に関する研究、「金沢大学十全医学会雑誌」、金沢大学十全医学会、１９９６年１０月１日、１０５巻、５号、６０３−６１６頁

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ヒトは、状況に応じて平衡感覚（視覚、前庭感覚および体性感覚）の重み付けを調整することにより立位姿勢を制御している。この重み付けの調整は、sensory reweightingとよばれる。
非特許文献１に開示された方法によれば、被検者のsensory reweightingが適切になされているかを評価することができる。他方、非特許文献１に開示された方法では、sensory reweightingの過渡状態を評価することができない。例えば、非特許文献１に開示された方法では、状況の変化に対する被検者の姿勢維持の適応能力を評価することができない。
本発明の目的は、sensory reweightingの過渡状態を評価するための指標値算出装置、指標値算出システム、指標値算出方法およびプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の第１の態様によれば、指標値算出装置は、被検者の姿勢の変動に関する量である変動量を取得する変動量取得部と、前記被検者の視覚、前庭感覚および体性感覚の少なくとも１つに関する刺激を受容する感覚器に与える前記刺激の大きさの切り替えタイミングを取得するタイミング取得部と、前記刺激の大きさの切り替えタイミングの前後における前記変動量の変化に基づいて前記被検者の平衡感覚に関する指標値を算出する指標値算出部とを備える。

【0006】

本発明の第２の態様によれば、第１の態様に係る指標値算出装置は、前記刺激が、前記感覚器の変位に関する量に応じて触覚刺激を与える刺激装置によって与えられる触覚刺激である。

【0007】

本発明の第３の態様によれば、第１の態様に係る指標値算出装置は、前記刺激が、前記感覚器が所定の物体に触れることで生じる触覚刺激である。

【0008】

本発明の第４の態様によれば、第１から第３の何れかの態様に係る指標値算出装置は、前記指標値算出部が、前記被検者の開眼時における前記刺激の大きさの切り替えタイミングの前後の前記変動量の変化と、前記被検者の閉眼時における前記刺激の大きさの切り替えタイミングの前後の前記変動量の変化とに基づいて前記指標値を算出する。

【0009】

本発明の第５の態様によれば、指標値算出システムは、前記感覚器の変位に関する量に応じて前記感覚器に触覚刺激を与える刺激装置と、第１から第３の何れかの態様に係る指標値算出装置とを備え、前記タイミング取得部が、前記刺激装置が与える触覚刺激の大きさの切り替えタイミングを取得する。

【0010】

本発明の第６の態様によれば、指標値算出方法は、被検者の姿勢の変動に関する量である変動量を取得するステップと、前記被検者の視覚、前庭感覚および体性感覚の少なくとも１つに関する刺激を受容する感覚器に与える前記刺激の大きさを切り替えるステップと、前記刺激の大きさの切り替わり前後における前記変動量の変化に基づいて前記被検者の平衡感覚に関する指標値を算出するステップとを有する。

【0011】

本発明の第７の態様によれば、プログラムは、コンピュータを、被検者の姿勢の変動に関する量である変動量を取得する変動量取得部、前記被検者の視覚、前庭感覚および体性感覚の少なくとも１つに関する刺激を受容する感覚器に与える前記刺激の大きさの切り替えタイミングを取得するタイミング取得部、前記刺激の大きさの切り替えタイミングの前後における前記変動量の変化に基づいて前記被検者の平衡感覚に関する指標値を算出する指標値算出部として機能させる。

【発明の効果】

【0012】

上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、指標値算出装置は、感覚器に与える刺激の発生条件の切り替え前後における変動量に基づいて指標値を算出する。これにより評価者は、当該指標値を用いて被検者のsensory reweightingの過渡状態を評価することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】一実施形態に係る指標値算出システムの概略図である。

【図2】一実施形態に係る振動子の振動強度の算出方法を示す図である。

【図3】一実施形態に係るＶＬＴＣ生成システムの計算装置の構成を示す概略ブロック図である。

【図4】一実施形態に係る指標値算出装置の構成を示す概略ブロック図である。

【図5】一実施形態に係る指標値算出装置の動作を示すフローチャートである。

【図6】一実施形態に係る指標値の算出処理の動作を示すフローチャートである。

【図7】一実施形態に係るＶＬＴＣ生成システムの動作を示すフローチャートである。

【図8】少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
図１は、一実施形態に係る指標値算出システムの概略図である。
本実施形態に係る指標値算出システム１は、ＶＬＴＣ（Virtual Light Touch Contact）に係る条件の切り替えにより、sensory reweightingの過渡状態を評価に用いる指標値を算出する。なお、sensory reweightingの過渡状態を評価に用いる指標値とは、被検者の平衡感覚に関する指標値の一例である。ＶＬＴＣとは、被検者の指先に刺激を与えてＬＴＣを実現することで、被検者の体性感覚を刺激する技術である。被検者の指先は、体性感覚に関する刺激を受容する感覚器の一例である。
指標値算出システム１は、ＶＬＴＣ生成システム１０、フォースプレート２０、指標値算出装置３０を備える。

【0015】

ＶＬＴＣ生成システム１０は、被検者にＶＬＴＣに係る刺激を与えるシステムである。
フォースプレート２０は、自装置に乗った被検者のＣＯＰ（center of pressure：足圧中心）を検出するセンサである。ＣＯＰは、重心位置を示す情報の一例である。
指標値算出装置３０は、被検者がＶＬＴＣ生成システム１０により刺激を与えられている所定の計測時間の間にフォースプレート２０が検出した重心位置の変動に基づいて、被検者のsensory reweightingの過渡状態を評価に用いる指標値を算出する。具体的には、指標値算出装置３０は、ＶＬＴＣ生成システム１０により与えられる刺激の発生条件の切り替えタイミングより前の重心位置の変動と当該切り替えタイミングより後の重心位置の変動との比を、指標値として算出する。

【0016】

ＶＬＴＣ生成システム１０は、刺激装置１００、モーションキャプチャ装置２００、計算装置３００、増幅器４００を備える。

【0017】

刺激装置１００は、被検者の指先に装着可能な筐体１１０と、筐体１１０に設けられた振動子１２０とを備える。本実施形態における振動子１２０は、振動することにより被検者の指先に対して刺激を与える。

【0018】

モーションキャプチャ装置２００は、被検者を撮像した画像を解析し、筐体１１０の位置を算出して位置情報を計算装置３００に出力する。当該位置情報は、空間上の所定の位置を原点とした３次元の絶対座標系の値である。なお、モーションキャプチャ装置２００は、筐体１１０に付与されたマーカーを検出することで筐体１１０の位置を算出しても良いし、筐体１１０をマーカーとして認識することで筐体１１０の位置を算出しても良い。

【0019】

計算装置３００は、モーションキャプチャ装置２００から取得する位置情報に基づいて、被検者の体幹から筐体１１０までの距離ならびに筐体１１０の速度および加速度を算出する。計算装置３００は、算出結果に基づいて刺激装置１００の振動子１２０を振動させる信号を生成する。

【0020】

増幅器４００は、計算装置３００が生成した信号を増幅して振動子１２０に出力する。振動子１２０は、増幅器４００が出力する信号により振動する。

【0021】

ここで、振動子１２０の振動強度の算出方法について説明する。
図２は、一実施形態に係る振動子の振動強度の算出方法を示す図である。
本実施形態に係るＶＬＴＣ生成システム１０は、図２（Ａ）に示すように、被検者の体幹を中心にインピーダンス特性を有する中空球状の仮想壁である仮想球が配置されていると仮定して、筐体１１０が当該仮想壁に侵入したときに生じる反力に相当する強度で振動子１２０を振動させる。これにより、ＶＬＴＣ生成システム１０は、仮想的な壁に対するＬＴＣを被検者に提示することができる。

【0022】

本実施形態では、図２（Ｂ）に示すモデルに基づき、筐体１１０が当該仮想壁に侵入したときに生じる反力Ｆ_ｏ（ｔ）を、式（１）に基づいて計算する。

【0023】

【数1】

【0024】

ここで、ｄＸ_ｏ（ｔ）は、時刻ｔにおける被検者の体幹を中心とした仮想球の内壁から筐体１１０への法線ベクトルを示す。法線ベクトルは、仮想球の内壁と筐体１１０との間の距離と方向を示すものである。つまり、ｄＸ_ｏ（ｔ）の１階微分であるｄＸ_ｏ′（ｔ）は、時刻ｔにおける筐体１１０の速度を示し、ｄＸ_ｏ（ｔ）の２階微分であるｄＸ_ｏ″（ｔ）は、時刻ｔにおける筐体１１０の加速度を示す。なお、法線ベクトルｄＸ_ｏ（ｔ）、速度ｄＸ_ｏ′（ｔ）、および加速度ｄＸ_ｏ″（ｔ）は、筐体１１０を取り付けた被験者の指先の変位に関する量の一例である。また、Ｍ_ｏは、仮想慣性を示す定数である。また、Ｂ_ｏは、仮想粘性を示す定数である。また、Ｋ_ｏは、仮想剛性を示す定数である。

【0025】

図３は、一実施形態に係るＶＬＴＣ生成システムの計算装置の構成を示す概略ブロック図である。
計算装置３００は、位置受信部３０１、体幹位置記憶部３０２、ベクトル算出部３０３、ベクトル記憶部３０４、速度算出部３０５、加速度算出部３０６、条件記憶部３０７、タイミング決定部３０８、タイミング通知部３０９、条件変更部３１０、強度算出部３１１、信号出力部３１２を備える。

【0026】

位置受信部３０１は、モーションキャプチャ装置２００から筐体１１０の位置情報を逐次受信する。
体幹位置記憶部３０２は、被検者の体幹の位置情報を記憶する。
ベクトル算出部３０３は、体幹位置記憶部３０２が記憶する位置情報が示す位置と位置受信部３０１が受信した最新の位置情報が示す位置とを用いて、式（２）に基づいて被検者の体幹を中心とした仮想球の内壁から筐体１１０への法線ベクトルｄＸ_ｏ（ｔ）を算出し、ベクトル記憶部３０４に記録する。

【0027】

【数2】

【0028】

ここで、Ｘ（ｔ）は、体幹位置記憶部３０２が記憶する位置情報が示す位置から位置受信部３０１が受信した最新の位置情報が示す位置へ向かうベクトルである。また、ｒは仮想球の内壁の半径である。

【0029】

ベクトル記憶部３０４は、ベクトル算出部３０３が算出した法線ベクトルを時系列に記憶する。
速度算出部３０５は、ベクトル記憶部３０４が記憶する最新の所定数の法線ベクトルを微分することで筐体１１０の速度を算出する。
加速度算出部３０６は、ベクトル記憶部３０４が記憶する最新の所定数の法線ベクトルを２階微分することで、筐体１１０の加速度を算出する。

【0030】

条件記憶部３０７は、刺激の発生条件として、式（１）の各定数を記憶する。
タイミング決定部３０８は、刺激の発生条件の切り替えタイミングを決定する。具体的には、タイミング決定部３０８は、乱数を用いて、２つの連続する切り替えタイミング間の時間が、指標値算出装置３０による指標値の算出に用いられるサンプリング時間より長くなるように所定数（例えば、３つ）の切り替えタイミングを決定する。
タイミング通知部３０９は、タイミング決定部３０８が決定した切り替えタイミングを指標値算出装置３０に通知する。
条件変更部３１０は、タイミング決定部３０８が決定した切り替えタイミングに、条件記憶部３０７が記憶する各定数を書き換える。具体的には、条件変更部３１０は、条件記憶部３０７が記憶する各定数が初期値である場合、条件変更部３１０は、各定数を０に書き換える。他方、条件変更部３１０は、条件記憶部３０７が記憶する各定数が０である場合、条件変更部３１０は、各定数を初期値に書き換える。つまり、本実施形態における刺激の発生条件の切り替えは、ＶＬＴＣの提示の有無の切り替えである。

【0031】

強度算出部３１１は、ベクトル算出部３０３、速度算出部３０５および加速度算出部３０６の算出結果、ならびに条件記憶部３０７が記憶する定数を用いて、上述した式（１）に基づいて振動子１２０の振動強度を算出する。
信号出力部３１２は、強度算出部３１１が算出した強度を示す信号を増幅器４００に出力する。

【0032】

図４は、一実施形態に係る指標値算出装置の構成を示す概略ブロック図である。
指標値算出装置３０は、開始指示部３１、重心位置取得部３２、重心位置記録部３３、重心位置記憶部３４、タイミング取得部３５、変動量取得部３６、指標値算出部３７、提示部３８を備える。
開始指示部３１は、ＶＬＴＣ生成システム１０に刺激の付与の開始を指示する。
重心位置取得部３２は、フォースプレート２０から被検者の重心位置を示すＣＯＰを逐次取得する。
重心位置記録部３３は、重心位置取得部３２が取得したＣＯＰを重心位置記憶部３４に記録する。
重心位置記憶部３４は、被検者のＣＯＰを時系列に記憶する。

【0033】

タイミング取得部３５は、ＶＬＴＣ生成システム１０から被検者に与える刺激の発生条件の切り替えタイミングの通知を取得する。
変動量取得部３６は、タイミング取得部３５が取得した切り替えタイミングの前の所定のサンプリング時間におけるＣＯＰを重心位置記憶部３４から取得し、ＣＯＰの変動に基づいて切り替えタイミングの前のＣＯＰの変動量を算出する。変動量取得部３６は、タイミング取得部３５が取得した切り替えタイミングの後の所定のサンプリング時間におけるＣＯＰを取得し、ＣＯＰの変動に基づいて切り替えタイミングの後のＣＯＰの変動量を算出する。ＣＯＰの変動量の例としては、サンプリング時間におけるすべてのＣＯＰを内包する最小の矩形の面積や、サンプリング時間にＣＯＰが描く軌跡の長さなどが挙げられる。
指標値算出部３７は、変動量取得部３６が取得したＣＯＰの変動量の比を、指標値として算出する。
提示部３８は、被検者に対する指示および指標値算出部３７が算出した指標値を提示する。

【0034】

次に、本実施形態に係る指標値算出システム１による指標値の提示方法を説明する。
図５は、一実施形態に係る指標値算出装置の動作を示すフローチャートである。
指標値算出装置３０が起動すると、提示部３８は、被検者に対し、開眼でフォースプレート２０上に起立する指示を提示する（ステップＳ１）。次に、指標値算出装置３０は、被検者の開眼時における指標値の算出処理を行う（ステップＳ２）。なお指標値の算出処理の詳細は、後述する。指標値算出装置３０が開眼時における指標値を算出すると、提示部３８は、被検者に対し、閉眼でフォースプレート２０上に起立する指示を提示する（ステップＳ３）。次に、指標値算出装置３０は、被検者の閉眼時における指標値の算出処理を行う（ステップＳ４）。指標値算出装置３０が閉眼時における指標値を算出すると、提示部３８は、開眼時および閉眼時の指標値を提示する（ステップＳ５）。
評価者は、指標値算出装置３０が提示した指標値を参照することで、被検者のsensory reweightingの過渡状態を適切に評価することができる。

【0035】

次に、指標値算出装置３０による指標値の算出処理について詳述する。
図６は、一実施形態に係る指標値の算出処理の動作を示すフローチャートである。
指標値算出装置３０がステップＳ２またはステップＳ４にて指標値の算出処理を開始すると、開始指示部３１は、ＶＬＴＣ生成システム１０に刺激の付与の開始を指示する（ステップＳ１０１）。ＶＬＴＣ生成システム１０が刺激の付与を開始すると、指標値算出装置３０は、所定の計測時間の間、以下に示すステップＳ１０２およびステップＳ１０３の処理を繰り返し実行する。すなわち、計測時間の間、重心位置取得部３２は、フォースプレート２０から被検者のＣＯＰを取得し（ステップＳ１０２）、重心位置記録部３３は、重心位置取得部３２が取得したＣＯＰを重心位置記憶部３４に記録する（ステップＳ１０３）。

【0036】

計測時間が終了すると、タイミング取得部３５は、ＶＬＴＣ生成システム１０から切り替えタイミングの通知を取得する（ステップＳ１０４）。次に、変動量取得部３６は、各切り替えタイミングの前後それぞれにおける所定のサンプリング時間の間のＣＯＰの変動量を算出する（ステップＳ１０５）。例えば、切り替えタイミングが時刻Ｔであり、サンプリング時間がＮ秒である場合、変動量取得部３６は、時刻Ｔ−Ｎから時刻ＴまでのＣＯＰの変動量と、時刻Ｔから時刻Ｔ＋ＮまでのＣＯＰの変動量とを算出する。

【0037】

次に、指標値算出部３７は、各切り替えタイミングについて、当該切り替えタイミングの前後のＣＯＰの変動量の比を算出する（ステップＳ１０６）。次に、指標値算出部３７は、ＶＬＴＣの提示がある状態からＶＬＴＣの提示がない状態に変化する切り替えタイミングにおける変動量の比の平均値を、非提示状態への切替時の指標値として算出する（ステップＳ１０７）。また指標値算出部３７は、ＶＬＴＣの提示がない状態からＶＬＴＣの提示がある状態に変化する切り替えタイミングにおける変動量の比の平均値を、提示状態への切替時の指標値として算出する（ステップＳ１０８）。なお、指標値算出部３７は、健常者の平均的な指標値の平均値を用いて、ステップＳ１０７およびステップＳ１０８で得られた指標値を正規化しても良い。
上述した処理により、指標値算出装置３０は、被検者のsensory reweightingの過渡状態を評価に用いる指標値を算出することができる。

【0038】

次に、指標値算出装置３０から刺激の付与の開始指示を受け付けたときのＶＬＴＣ生成システム１０の動作について説明する。
図７は、一実施形態に係るＶＬＴＣ生成システムの動作を示すフローチャートである。
まず、計算装置３００が指標値算出装置３０から刺激の付与の開始指示を受け付けると、タイミング決定部３０８は、乱数を用いて、２つの連続する切り替えタイミング間の時間がサンプリング時間より長くなるように所定数の切り替えタイミングを決定する（ステップＳ２０１）。計測時間が６０秒であり、サンプリング時間が５秒であり、切り替えタイミングの数が３つである場合、タイミング決定部３０８は、例えば、１４秒目、２２秒目および３８秒目を切り替えタイミングに決定する。

【0039】

次に、位置受信部３０１は、モーションキャプチャ装置２００から新たな位置情報を受信する（ステップＳ２０２）。次に、ベクトル算出部３０３は、体幹位置記憶部３０２が記憶する位置情報が示す位置から、位置受信部３０１が受信した位置情報が示す位置へ向かうベクトルを算出する（ステップＳ２０３）。次に、ベクトル算出部３０３は、上記式（２）に基づいて被検者の体幹を中心とした仮想球の内壁から筐体１１０へ向かう法線ベクトルを算出する（ステップＳ２０４）。

【0040】

次に、ベクトル算出部３０３は、算出した法線ベクトルをベクトル記憶部３０４に記録する（ステップＳ２０５）。次に、速度算出部３０５は、ベクトル記憶部３０４が記憶する最新の所定数の法線ベクトルについて微分フィルタを掛けることにより、筐体１１０の速度を示すベクトルを算出する（ステップＳ２０６）。また、加速度算出部３０６は、ベクトル記憶部３０４が記憶する最新の所定数の法線ベクトルについて微分フィルタを２回掛けることにより、筐体１１０の加速度を示すベクトルを算出する（ステップＳ２０７）。

【0041】

次に、強度算出部３１１は、ベクトル算出部３０３が算出した法線ベクトルの方向が、被検者の体幹から離間する方向であるか否かを判定する（ステップＳ２０８）。強度算出部３１１は、法線ベクトルの方向が被検者の体幹に対向する方向であると判定した場合（ステップＳ２０８：ＮＯ）、筐体１１０が仮想球の内壁に達していないため、振動子１２０の振動の強度を０とする（ステップＳ２０９）。

【0042】

他方、強度算出部３１１は、法線ベクトルの方向が被検者の体幹から離間する方向であると判定した場合（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）、式（１）に基づいて振動子１２０の振動の強度を算出する（ステップＳ２１０）。

【0043】

そして、信号出力部３１２は、強度算出部３１１がステップＳ２０９またはステップＳ２１０で算出した強度を示す信号を、増幅器４００を介して刺激装置１００に出力する（ステップＳ２１１）。これにより、刺激装置１００の振動子１２０は、仮想球の内壁に接触したときの反力に応じた振動刺激を被検者に与えることができる。なお、条件記憶部３０７が記憶する各定数がいずれも０である場合、ステップＳ２１０で算出される振動の強度は０となる。つまり、条件記憶部３０７が記憶する各定数がいずれも０である場合、ＶＬＴＣ生成システム１０は被検者にＶＬＴＣを提示しない。

【0044】

次に、条件変更部３１０は、現在時刻がタイミング決定部３０８が決定した切り替えタイミングに達しているか否かを判定する（ステップＳ２１２）。現在時刻が切り替えタイミングである場合（ステップＳ２１２：ＹＥＳ）、条件変更部３１０は、条件記憶部３０７が記憶する定数が初期値であるか否かを判定する（ステップＳ２１３）。条件記憶部３０７が記憶する定数が初期値である場合（ステップＳ２１３：ＹＥＳ）、条件変更部３１０は、当該定数を０に書き換える（ステップＳ２１４）。他方、条件記憶部３０７が記憶する定数が０である場合（ステップＳ２１３：ＮＯ）、条件変更部３１０は、当該定数を初期値に書き換える（ステップＳ２１５）。

【0045】

現在時刻が切り替えタイミングでない場合（ステップＳ２１２：ＮＯ）、またはステップＳ２１４もしくはステップＳ２１５で条件変更部３１０が定数を書き換えた場合、計算装置３００は、処理の開始時刻からの経過時間が所定の計測時間に達したか否かを判定する（ステップＳ２１６）。経過時間が計測時間に達していない場合（ステップＳ２１６：ＮＯ）、計算装置３００は、処理をステップＳ２０２に戻り、処理を継続する。他方、経過時間が計測時間に達した場合（ステップＳ２１６：ＹＥＳ）、タイミング通知部３０９は、タイミング決定部３０８が決定した切り替えタイミングを、指標値算出装置３０に通知し（ステップＳ２１７）、処理を終了する。
上述した処理により、ＶＬＴＣ生成システム１０は、切り替えタイミングごとにＶＬＴＣの提示の有無を切り替えることができる。

【0046】

このように、本実施形態によれば、指標値算出装置３０は、ＶＬＴＣの提示の有無の切り替え前後におけるＣＯＰの変動量の比を、指標値として算出する。これにより、評価者は、当該指標値と健常者の平均的な指標値とを比較することで、被検者のsensory reweightingの過渡状態を適切に評価することができる。なお、当該指標値が健常者の平均的な指標値の平均値により正規化されているならば、評価者は正規化された指標値と１より大きい値である所定の閾値とを比較することで、被検者のsensory reweightingの過渡状態を適切に評価することができる。
また、本実施形態によれば、指標値算出装置３０は、ＶＬＴＣに係る刺激の発生条件の切り替えタイミングに基づいて指標値を算出する。これにより、指標値算出装置３０は、ＶＬＴＣの刺激の大きさを決定する式（１）の各定数の値を切り替えることで、容易に体性感覚への刺激の発生条件を切り替えることができる。
また、本実施形態によれば、指標値算出装置３０は、開眼時と閉眼時の指標値を併せて提示する。これにより、評価者は、被検者の立位について総合的に評価することができる。

【0047】

以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、本実施形態に係る指標値算出システム１は、刺激の発生条件の切り替えとして、ＶＬＴＣの提示の有無を切り替えるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る指標値算出システム１は、式（１）の定数を他の値に変更すること、仮想球の半径を変更すること、法線ベクトルの向きを逆転させることなどによって、発生条件を切り替えても良い。

【0048】

また、本実施形態に係るＶＬＴＣ生成システム１０は、モーションキャプチャ装置２００が検出した刺激装置１００の位置情報に基づいて刺激装置１００と体幹との距離を検出するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係るＶＬＴＣ生成システム１０は、被検者の体幹と刺激装置１００とにそれぞれ通信機を設け、当該通信機の送受信電力比に基づいて刺激装置１００と体幹との距離を検出しても良い。

【0049】

また、本実施形態に係る指標値算出システム１は、被検者にＶＬＴＣに係る刺激を与えるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る指標値算出システム１は、被検者に物理的なＬＴＣに係る刺激を与えても良い。つまり、指標値算出装置３０は、感覚器が所定の物体に触れることで生じる触覚刺激を用いることで、体性感覚への刺激の発生条件を切り替えによるsensory reweightingの過渡状態を評価するための指標値を算出することができる。なお、ＬＴＣに係る刺激を与える場合、評価者は、切り替えタイミングにおいて、被検者が触れる対象物を触れることのできない位置に移動させる必要がある。
また、他の実施形態に係る指標値算出システム１は、ＶＬＴＣおよびＬＴＣ以外の方法で他の受容器への刺激の発生条件を切り替えても良い。例えば、他の実施形態に係る指標値算出システム１は、ＶＬＴＣ生成システム１０に代えて、被検者の両側乳様突起や隆椎への電気刺激を与える装置を用いても良い。また、他の実施形態に係る指標値算出システム１は、ＶＬＴＣ生成システム１０に代えて、被検者のアキレス腱への振動刺激を与える装置を用いても良い。

【0050】

また、他の実施形態に係る指標値算出システム１は、体性感覚以外の平衡感覚への刺激の発生条件を切り替えるものであっても良い。例えば、他の実施形態に係る指標値算出システム１は、被検者の視界の遮断の有無を切り替えることで、視覚への刺激の発生条件を切り替えても良い。また例えば、他の実施形態に係る指標値算出システム１は、被検者の三半規管への電気刺激の有無を切り替えることで、前庭感覚への刺激の発生条件を切り替えても良い。つまり、被検者の目は、視覚に関する刺激を受容する感覚器である。また、被検者の三半規管は、前庭感覚に関する刺激を受容する感覚器である。

【0051】

また、本実施形態に係る指標値算出システム１においては、ＶＬＴＣ生成システム１０が決定した切り替えタイミングを指標値算出装置３０に通知することで、タイミング取得部３５が切り替えタイミングを取得するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係るＶＬＴＣ生成システム１０が刺激の発生条件を切り替える度に発する切り替えの通知の受信時刻に基づいて、タイミング取得部３５が切り替えタイミングを特定しても良い。また他の実施形態では、タイミング取得部３５が切り替えタイミングを決定し、当該切り替えタイミングをＶＬＴＣ生成システム１０に通知しても良い。

【0052】

また、本実施形態では、計算装置３００と指標値算出装置３０とを別の装置として設けるが、これに限られない。例えば他の実施形態に係る指標値算出システム１は、計算装置３００および指標値算出装置３０に代えて、計算装置３００の機能と指標値算出装置３０の機能とを両方備える１つの装置を備えても良い。

【0053】

また、本実施形態に係る指標値算出装置３０は、重心位置の情報としてフォースプレート２０が検出するＣＯＰを用いるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る指標値算出装置３０は、重心位置の情報としてＣＯＭ（center of mass：体重心）を用いても良い。なお、ＣＯＭは、モーションキャプチャ装置２００が被検者の姿勢を検出することにより特定されることができる。

【0054】

また、本実施形態では、変動量取得部３６が重心位置記憶部３４に記録されたＣＯＰに基づいて変動量を算出するが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、フォースプレート２０が変動量を算出し、変動量取得部３６がフォースプレート２０によって算出された変動量を取得しても良い。

【0055】

図８は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ９０は、ＣＰＵ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、インタフェース９４を備える。
上述の指標値算出装置３０および計算装置３００は、それぞれコンピュータ９０に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置９３に記憶されている。ＣＰＵ９１は、プログラムを補助記憶装置９３から読み出して主記憶装置９２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９１は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域を主記憶装置９２に確保する。

【0056】

なお、少なくとも１つの実施形態において、補助記憶装置９３は、一時的でない有形の媒体の一例である。一時的でない有形の媒体の他の例としては、インタフェース９４を介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等が挙げられる。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９０に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９０が当該プログラムを主記憶装置９２に展開し、上記処理を実行しても良い。

【0057】

また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置９３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

【符号の説明】

【0058】

１ 指標値算出システム
１０ ＶＬＴＣ生成システム
２０ フォースプレート
３０ 指標値算出装置
３５ タイミング取得部
３６ 変動量取得部
３７ 指標値算出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】