特許 6863572 表示制御装置及び表示制御プログラム

(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】6863572

(24)【登録日】2021年4月5日

(45)【発行日】2021年4月21日

(54)【発明の名称】表示制御装置及び表示制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61H 1/02 20060101AFI20210412BHJP

   G06T 19/00 20110101ALI20210412BHJP

【ＦＩ】

   A61H1/02 G

   G06T19/00 A

【請求項の数】9

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-2403(P2017-2403)

(22)【出願日】2017年1月11日

(65)【公開番号】特開2018-110672(P2018-110672A)

(43)【公開日】2018年7月19日

【審査請求日】2019年12月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】504132881

【氏名又は名称】国立大学法人東京農工大学

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】近藤 敏之

【審査官】 菊地 牧子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０３９５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０１９９０４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−０３７６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２９８４３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｈ １／０２

Ｇ０６Ｔ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

切断又は麻痺を含む障害が発生した障害肢に装着されたモーションセンサによる検出結果に基づいて、前記障害肢の前記モーションセンサが装着された部位の姿勢を推定する推定部と、
前記推定部による姿勢の推定結果を用いて前記障害肢に対応する健常肢を仮想的に表す仮想肢を表示装置に表示する制御を行う場合に、前記仮想肢の先端に近づくに従って前記推定結果から定まる回動量よりも大きくして、前記仮想肢を前記表示装置に表示する制御を行う制御部と、
を備えた表示制御装置。

【請求項2】

前記推定部は、前記障害肢に装着された筋電位センサにより検出された筋電位信号に基づいて、前記障害肢の首部及び指部の少なくとも一方として想定される想定部位の動作を更に推定し、
前記制御部は、前記表示装置に表示された前記仮想肢の前記想定部位に対応する部位が、前記推定部による動作の推定結果に対応する動作を行うように制御する
請求項１に記載の表示制御装置。

【請求項3】

切断肢に対応する第１動作モードと、麻痺肢に対応する第２動作モードとの何れかが指定可能とされ、
前記制御部は、前記第１動作モードと前記第２動作モードとで、前記仮想肢の表示状態を変更して前記表示装置に表示する制御を行う
請求項１又は請求項２に記載の表示制御装置。

【請求項4】

前記第１動作モードが指定された場合、前記仮想肢の長さが基準の長さから変更可能である
請求項３に記載の表示制御装置。

【請求項5】

前記第１動作モードが指定された場合、前記仮想肢の太さ及び色の少なくとも一方が基準の太さ及び色から変更可能である
請求項３又は請求項４に記載の表示制御装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記第２動作モードが指定された場合、前記推定部による前記姿勢の推定結果の変化よりも動作角度を大きくして前記仮想肢を前記表示装置に表示する制御を行う
請求項３に記載の表示制御装置。

【請求項7】

切断肢に対応する第１動作モードと、麻痺肢に対応する第２動作モードとの何れかが指定可能とされ、
前記推定部は、前記第２動作モードが指定された場合、前記筋電位信号の信号レベルを検出値よりも大きくして、前記想定部位の動作を推定する
請求項２に記載の表示制御装置。

【請求項8】

前記表示装置は、没入型の表示装置である
請求項１から請求項７の何れか１項に記載の表示制御装置。

【請求項9】

切断又は麻痺を含む障害が発生した障害肢に装着されたモーションセンサによる検出結果に基づいて、前記障害肢の前記モーションセンサが装着された部位の姿勢を推定し、
前記姿勢の推定結果を用いて前記障害肢に対応する健常肢を仮想的に表す仮想肢を表示装置に表示する制御を行う場合に、前記仮想肢の先端に近づくに従って前記推定結果から定まる回動量よりも大きくして、前記仮想肢を前記表示装置に表示する制御を行う、
ことを含む処理をコンピュータに実行させる表示制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表示制御装置及び表示制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、四肢の少なくとも１つが切断された被検者の切断された肢体（以下、「切断肢」という）を、表示装置に仮想的に表示することによって、被検者のリハビリテーションを支援する技術が知られている。同様に、脳卒中等に起因する四肢の少なくとも１つに麻痺が生じている被検者の麻痺が生じている四肢（以下、「麻痺肢」という）を、表示装置に仮想的に表示することによって、被検者のリハビリテーションを支援する技術も知られている。なお、以下では、表示装置に仮想的に表示する肢体を「仮想肢」という。

【0003】

例えば、特許文献１には、被検者の身体の動きを検出し、検出した動きに合わせて、ヘッドマウントディスプレイ内に仮想肢を表示するリハビリテーション支援装置が提案されている。

【0004】

また、非特許文献１には、ＶＲ（Virtual Reality）技術を用いた幻肢痛を低減するためのリハビリシステムが提案されている。

【0005】

また、非特許文献２には、幻肢痛の治療のために、切断肢の残存部位に装着された筋電位センサから出力された筋電位信号を用いて、切断肢の動作を推定する技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１５−０４７１９３号公報

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】稲邑，大内田，出江，淺間，太田，“身体性基盤に基づく没入型ＶＲシステムを用いた幻肢痛リハビリシステムの構想”，日本ロボット学会学術講演会資料, 2013

【非特許文献2】Max Ortiz-Catalan, Nichlas Sander, Morten B. Kristoffersen, Bo Hakansson and Rickard Branemark，“Treatment of phantom limb pain (PLP) based on augmented reality and gaming controlled by myoelectric pattern recognition: a case study of a chronic PLP patient”, Frontiers in Neuroscience, 2014

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上記特許文献１に記載の技術は、表示装置に表示される仮想肢が上下左右に動くものであり、四肢をねじる動作等に対応して仮想肢を回動させるものではないため、被検者の身体保持感（Sense of Ownership）を高めることに対して限界がある、という問題点があった。なお、ここでいう身体保持感とは、自己の身体の部分が自己のものであるという感覚を意味する。

【0009】

上記非特許文献１及び非特許文献２に記載の技術においても、上記問題点については考慮されていない。

【0010】

本発明は、被検者の身体保持感を高めることができる表示制御装置及び表示制御プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の表示制御装置は、切断又は麻痺を含む障害が発生した障害肢に装着されたモーションセンサによる検出結果に基づいて、前記障害肢の前記モーションセンサが装着された部位の姿勢を推定する推定部と、前記推定部による姿勢の推定結果を用いて前記障害肢に対応する健常肢を仮想的に表す仮想肢を表示装置に表示する制御を行う場合に、前記仮想肢の先端に近づくに従って前記推定結果から定まる回動量よりも大きくして、前記仮想肢を前記表示装置に表示する制御を行う制御部と、を備える。

【0012】

本発明の表示制御プログラムは、切断又は麻痺を含む障害が発生した障害肢に装着されたモーションセンサによる検出結果に基づいて、前記障害肢の前記モーションセンサが装着された部位の姿勢を推定し、前記姿勢の推定結果を用いて前記障害肢に対応する健常肢を仮想的に表す仮想肢を表示装置に表示する制御を行う場合に、前記仮想肢の先端に近づくに従って前記推定結果から定まる回動量よりも大きくして、前記仮想肢を前記表示装置に表示する制御を行う、ことを含む処理をコンピュータに実行させる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、被検者の身体保持感を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態に係る支援システムの構成の一例を示すブロック図（一部平面図）である。

【図2】実施形態に係るモーションセンサの構成の一例を示す斜視図である。

【図3】実施形態に係る表示装置に表示される画面の一例を示す図である。

【図4】実施形態に係る表示制御装置の電気系の要部構成の一例を示すブロック図である。

【図5】実施形態に係る表示制御装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。

【図6】実施形態に係る仮想肢を表示する場合のロール角の説明に供する図である。

【図7】実施の形態に係る表示制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図8】実施形態に係る第２動作モードでの仮想肢を表示する場合の動作角度の説明に供する図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態例を詳細に説明する。

【0016】

まず、図１〜図３を参照して、本実施形態に係る支援システム１０の構成を説明する。支援システム１０は、切断肢を有する患者及び麻痺肢を有する患者等の被検者Ｈのリハビリテーションを支援するシステムである。なお、以下では、切断肢及び麻痺肢等の障害が発生した肢体を総称する場合は、「障害肢」という。

【0017】

図１に示すように、支援システム１０は、モーションセンサ１２、表示制御装置１４、及び表示装置１６を備える。モーションセンサ１２及び表示装置１６の各々と、表示制御装置１４とは、無線通信により各種情報の送受信を行う。なお、モーションセンサ１２及び表示装置１６の各々と、表示制御装置１４とは、有線通信により各種情報の送受信を行ってもよい。

【0018】

一例として図２に示すように、本実施形態に係るモーションセンサ１２は、バンド型のウェアラブルセンサであり、被検者Ｈのリハビリテーションの対象とされる障害肢に装着される。なお、図１では、被検者Ｈが右腕の前腕の一部を切断により失い、被検者Ｈの右腕の前腕の残存部分に、モーションセンサ１２が装着された例を示している。なお、モーションセンサ１２は、例えば、被検者Ｈの上腕に装着されてもよい。また、被検者Ｈの足が切断されている場合、又は足に麻痺が生じている場合は、モーションセンサ１２は、大腿又は下腿に装着される。また、例えば、被検者Ｈの両腕が障害肢である場合は、モーションセンサ１２は、被検者Ｈの両腕に装着されてもよい。

【0019】

モーションセンサ１２には、３軸加速度センサ及び角速度センサが内蔵される。そして、モーションセンサ１２は、所定の時間間隔で３軸加速度センサ及び角速度センサの各々により検出された３軸方向の加速度及び角速度の各々を表示制御装置１４に送信する。

【0020】

また、図２に示すように、モーションセンサ１２の内側の接触面には、周方向に沿って略均等な距離間隔をあけて複数（図２の例では８個）の筋電位センサ１８が設けられている。そして、モーションセンサ１２は、所定の時間間隔で各筋電位センサ１８により検出された筋電位信号を表示制御装置１４に送信する。

【0021】

本実施形態に係る表示制御装置１４は、モーションセンサ１２から送信された３軸方向の加速度及び角速度の各々を受信する。また、表示制御装置１４は、モーションセンサ１２から送信された筋電位信号を受信する。そして、表示制御装置１４は、後述する表示装置１６に画像を表示する際のフレームレートに応じて、受信した３軸方向の加速度、角速度、及び筋電位信号に基づいて、障害肢に対応する健常肢を仮想的に表す仮想肢を表示装置１６に対してリアルタイムに表示する制御を行う。

【0022】

また、本実施形態に係る表示制御装置１４では、動作モードとして、切断肢に対応する第１動作モードと、麻痺肢に対応する第２動作モードとの何れかが指定可能とされる。

【0023】

なお、本実施形態では、表示制御装置１４として、ラップトップ・コンピュータ等の携帯型の情報処理装置を適用した場合について説明するが、これに限定されない。表示制御装置１４として、デスクトップ・コンピュータ及びサーバ・コンピュータ等の据え置き型の情報処理装置を適用してもよい。

【0024】

本実施形態に係る表示装置１６は、没入型の表示装置であり、被検者Ｈの頭部に装着するための装着部品と液晶ディスプレイ等の表示部とが一体化されて構成されたヘッドマウントディスプレイである。すなわち、表示装置１６は、被検者Ｈの頭部に装着されて使用される。

【0025】

表示装置１６は、表示制御装置１４による制御によって、障害肢に対応する仮想肢を表示部に表示する。図３に、表示装置１６の表示部に障害肢に対応する仮想肢Ｋが表示された場合の表示画面の一例を示す。なお、図３では、被検者Ｈの右腕が障害肢である場合の表示画面の一例を示している。

【0026】

また、表示装置１６には、３軸加速度センサ及び角速度センサが内蔵されており、被検者Ｈの頭部の動きに応じて、表示装置１６の表示部に表示される画像も被検者Ｈが目視している状況となるように切り替わる。すなわち、本実施形態に係る支援システム１０は、ＶＲ技術を用いたシステムである。

【0027】

以上説明したように、本実施形態に係る支援システム１０では、モーションセンサ１２としてウェアラブルセンサを適用し、表示制御装置１４として携帯型の情報処理装置を適用し、表示装置１６としてヘッドマウントディスプレイを適用している。従って、病院等の専門の施設だけではなく、被検者Ｈの自宅等でも被検者Ｈがリハビリテーションを行うことができる。

【0028】

次に、図４を参照して、本実施形態に係る表示制御装置１４の電気系の要部構成を説明する。図４に示すように、表示制御装置１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０、一時記憶領域としてのメモリ３２、及び不揮発性の記憶部３４を備える。また、表示制御装置１４は、キーボード及びマウス等の入力装置３６、及びネットワークに接続されるネットワークＩ／Ｆ（InterFace）３８を備える。ＣＰＵ３０、メモリ３２、記憶部３４、入力装置３６、及びネットワークＩ／Ｆ３８は、バス４０を介して互いに接続される。

【0029】

記憶部３４は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、及びフラッシュメモリ等によって実現される。記憶媒体としての記憶部３４には、表示制御プログラム５０が記憶される。

【0030】

次に、図５を参照して、本実施形態に係る表示制御装置１４の機能的な構成を説明する。図５に示すように、表示制御装置１４は、受付部６０、推定部６２、及び制御部６４を備える。また、記憶部３４の所定の記憶領域には、特徴量情報７０及び被検者情報７２が記憶される。

【0031】

特徴量情報７０には、モーションセンサ１２が装着される四肢毎に、障害肢の首部及び指部として想定される想定部位の動作を推定するための情報が含まれる。障害肢の首部として想定される想定部位の動作としては、例えば、手首及び足首の屈曲及び伸展等が挙げられ、障害肢の指部として想定部位の動作としては、例えば、手の指及び足の指の開動作及び閉動作等が挙げられる。

【0032】

本実施形態では、例えば、健常な四肢を有する人の四肢にモーションセンサ１２を装着させ、四肢の首部及び指部に様々な動作を行わせる。一方、表示制御装置１４は、各動作に対応してモーションセンサ１２の各筋電位センサ１８から出力された筋電位信号を全波整流し、全波整流を経た信号に対してローパスフィルタを適用して得られた振幅を特徴量として得る。そして、表示制御装置１４は、得られた特徴量と特徴量に対応する四肢の首部及び指部の動作とを対応付けて、特徴量情報７０として記憶部３４に記憶する。

【0033】

被検者情報７２には、被検者Ｈを識別する識別情報に対応付けて、右腕、左腕、右足、及び左足等の被検者Ｈの障害肢を示す情報と、長さ及び太さ等の障害肢に対応する仮想肢の大きさを示す情報と、障害肢に対応する仮想肢の色を示す情報等が含まれる。

【0034】

受付部６０は、表示制御装置１４の操作者（以下、単に「操作者」という）により、入力装置３６を介して入力された被検者Ｈの識別情報を受け付ける。また、受付部６０は、モーションセンサ１２から送信された３軸方向の加速度及び角速度の各々を、ネットワークＩ／Ｆ３８を介して受け付ける。また、受付部６０は、モーションセンサ１２から送信された筋電位信号を、ネットワークＩ／Ｆ３８を介して受け付ける。

【0035】

推定部６２は、受付部６０により受け付けられた３軸方向の加速度及び角速度を用いて、障害肢のモーションセンサ１２が装着された部位の姿勢を推定する。本実施形態では、推定部６２は、３軸方向の加速度及び角速度を用いて、上記姿勢として、障害肢のモーションセンサ１２が装着された部位のピッチ角及びヨー角を推定する。また、推定部６２は、３軸方向の加速度及び角速度を用いて、障害肢の長手方向に沿った軸に対する回動量として、障害肢の長手方向に沿った軸に対するロール角も推定する。

【0036】

また、推定部６２は、受付部６０により受け付けられた筋電位信号を用いて、障害肢の首部及び指部として想定される想定部位の動作を推定する。本実施形態では、推定部６２は、受付部６０により受け付けられた筋電位信号を全波整流し、全波整流を経た信号に対してローパスフィルタを適用して得られた振幅を特徴量として得る。そして、推定部６２は、特徴量情報７０を参照し、得られた特徴量に最も近い特徴量に対応付けられた四肢の首部及び指部の動作を取得することによって、上記想定部位の動作を推定する。なお、推定部６２は、障害肢の首部及び指部の何れかとして想定される想定部位の動作を推定してもよい。

【0037】

なお、筋電位信号を用いて四肢の首部及び指部の動作を推定する技術としては、例えば、下記参考文献１及び参考文献２に開示されている技術を適用することができる。
［参考文献１］Kevin Englehart，Bernard Hudgins，“A Robust, Real-Time Control Scheme for Multifunction Myoelectric Control”，IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING，VOL.50，NO.7，JULY 2003
［参考文献２］T.Scott Saponas，Desney S.Tan，Dan Morris，Ravin Balakrishnan，Jim Turner，James A.Landay，“Enabling Always-Available Input with Muscle-Computer Interfaces” ，In Proceedings of 22nd Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology，pp.167-176，2009

【0038】

制御部６４は、推定部６２により推定された障害肢の姿勢と、障害肢の首部及び指部として想定される想定部位の動作とに基づき、障害肢に対応する仮想肢を表示装置１６に表示する制御を行う（図３参照）。この制御の際、制御部６４は、被検者情報７２を参照し、受付部６０により受け付けられた被検者Ｈの識別情報に対応付けられた仮想肢の大きさ及び色に合わせて、仮想肢を表示装置１６に表示する制御を行う。

【0039】

また、制御部６４は、仮想肢を表示装置１６に表示する制御を行う際、一例として図６に示すように、例えば手首等の仮想肢の先端に近い部位ほど、推定部６２により推定されたロール角を大きくして、仮想肢を表示装置１６に表示する制御を行う。

【0040】

次に、図７を参照して、本実施の形態に係る支援システム１０の作用を説明する。ＣＰＵ３０が表示制御プログラム５０を実行することにより、図７に示す表示制御処理を実行する。図７に示す表示制御処理は、例えば、操作者により入力装置３６を介して、被検者Ｈの識別情報が入力され、かつ動作モードが指定された場合に実行される。なお、ＣＰＵ３０が表示制御プログラム５０を実行することにより、図５に示す受付部６０、推定部６２、及び制御部６４として機能する。また、ここでは、操作者は、上記識別情報及び上記動作モードの入力を、表示装置１６を被検者Ｈの頭部に装着し、モーションセンサ１２を障害肢に装着した後に行うものとする。

【0041】

図７のステップＳ１０で、受付部６０は、操作者により、入力装置３６を介して入力された被検者Ｈの識別情報を受け付ける。次のステップＳ１２で、制御部６４は、被検者情報７２を参照し、ステップＳ１０で受け付けられた被検者Ｈの識別情報に対応する障害肢を示す情報、仮想肢の大きさを示す情報、及び仮想肢の色を示す情報を取得する。そして、制御部６４は、取得した障害肢を示す情報に対応する仮想肢を、取得した大きさを示す情報に応じた大きさ、及び取得した色を示す情報に応じた色に従い、表示装置１６に表示する制御を行う。この制御の際、制御部６４は、仮想肢を予め定められた初期位置に表示する制御を行う。本実施形態では、制御部６４は、例えば、仮想肢を体の前方に向けて水平に伸ばした位置を初期位置として、仮想肢を表示装置１６に表示する制御を行う。

【0042】

本実施形態では、第１動作モードが指定された場合、操作者が、入力装置３６を介して仮想肢の長さ、太さ、及び色を変更することが可能とされている。操作者は、表示装置１６に表示された仮想肢の長さ、太さ、及び色に対して被検者Ｈが違和感を覚えているかを被検者Ｈに確認する。そして、被検者Ｈが違和感を覚えている場合、操作者は、被検者Ｈに対する確認結果に従い、入力装置３６を介して仮想肢の長さ、太さ、及び色を変更する。

【0043】

そこで、ステップＳ１４で、受付部６０は、操作者により入力装置３６を介して指定された動作モードが第１動作モードであるか否かを判定する。この判定が肯定判定となった場合は、処理はステップＳ１６に移行し、否定判定となった場合は、処理はステップＳ２０に移行する。

【0044】

そして、ステップＳ１６で、受付部６０は、入力装置３６を介して仮想肢の長さ、太さ、及び色の変更を受け付けたか否かを判定する。この判定が肯定判定となった場合は、処理はステップＳ１８に移行し、否定判定となった場合は、処理はステップＳ２０に移行する。

【0045】

ステップＳ１８で、制御部６４は、ステップＳ１６で受け付けられた仮想肢の長さ、太さ、及び色に従い、仮想肢の長さ、太さ、及び色を変更して表示装置１６に表示する制御を行う。

【0046】

一方、操作者は、被検者Ｈに対して、表示装置１６に表示された仮想肢に合わせた位置に、障害肢を動かすように指示する。操作者は、被検者Ｈが障害肢を表示装置１６に表示された仮想肢に合わせた位置に動かしたことを確認すると、障害肢の位置が確定したことを示す確定指示を、入力装置３６を介して入力する。

【0047】

そこで、ステップＳ２０で、受付部６０は、入力装置３６を介して確定指示を受け付けたか否かを判定する。この判定が否定判定となった場合は、処理はステップＳ１４に戻り、肯定判定となった場合は、処理はステップＳ２２に移行する。すなわち、ステップＳ２０の判定が肯定判定となった時点での障害肢及び仮想肢の位置がホームポジションとなる。

【0048】

ステップＳ２２で、受付部６０は、モーションセンサ１２から送信された３軸方向の加速度及び角速度の各々と、筋電位信号とを、ネットワークＩ／Ｆ３８を介して受け付ける。次のステップＳ２４で、推定部６２は、前述したように、ステップＳ２２で受け付けられた３軸方向の加速度及び角速度を用いて、障害肢のモーションセンサ１２が装着された部位の姿勢を推定する。

【0049】

次のステップＳ２６で、受付部６０は、操作者により入力装置３６を介して指定された動作モードが第１動作モードであるか否かを判定する。この判定が肯定判定となった場合は、処理はステップＳ２８に移行し、否定判定となった場合は、処理はステップＳ３２に移行する。

【0050】

ステップＳ２８で、推定部６２は、前述したように、特徴量情報７０を参照し、ステップＳ２２で受け付けられた筋電位信号を用いて、障害肢の首部及び指部として想定される想定部位の動作を推定する。次のステップＳ３０で、制御部６４は、ステップＳ２４で推定された姿勢、及びステップＳ２８で推定された動作に従い、障害肢に対応する仮想肢を表示装置１６に表示する制御を行う。

【0051】

一方、ステップＳ３２で、推定部６２は、前述したように、特徴量情報７０を参照し、ステップＳ２２で受け付けられた筋電位信号を用いて、障害肢の首部及び指部として想定される想定部位の動作を推定する。この推定の際、推定部６２は、ステップＳ２２で受け付けられた筋電位信号の信号レベルを検出値よりも大きくして、上記想定部位の動作を推定する。なお、この場合の信号レベルを大きくする度合いとしては、例えば、支援システム１０の実機を用いた実験等により、麻痺肢を有する被検者Ｈのリハビリテーションが効果的に行える度合いとして得られた値を適用することができる。また、この場合の信号レベルを大きくする度合いは、操作者によって入力されてもよい。

【0052】

次のステップＳ３４で、制御部６４は、ステップＳ２４で推定された姿勢、及びステップＳ３２で推定された動作に従い、障害肢に対応する仮想肢を表示装置１６に表示する制御を行う。この制御の際、制御部６４は、一例として図８に示すように、ステップＳ２４での姿勢の推定結果の変化よりも動作角度を大きくして、仮想肢を表示装置１６に表示する制御を行う。なお、この場合の動作角度を大きくする度合いとしては、例えば、支援システム１０の実機を用いた実験等により、麻痺肢を有する被検者Ｈのリハビリテーションが効果的に行える度合いとして得られた値を適用することができる。また、この場合の動作角度を大きくする度合いは、操作者によって入力されてもよい。

【0053】

ステップＳ３６で、受付部６０は、終了タイミングが到来したか否かを判定する。この判定が否定判定となった場合は、処理はステップＳ２２に戻り、肯定判定となった場合は、本表示制御処理が終了する。すなわち、ステップＳ２２からステップＳ３６までの処理が予め定められたフレームレートに応じた時間間隔で繰り返し実行されることで、障害肢の動きに合わせて、表示装置１６に表示される仮想肢がリアルタイムに更新される。なお、上記終了タイミングとしては、例えば、操作者により、入力装置３６を介して表示制御処理を終了する指示が入力されたタイミングが挙げられる。

【0054】

ところで、本出願人は、切断肢を有する複数の患者（以下、「切断肢患者」という）に対するインタビューを行った結果、以下の知見を得た。この結果、本出願人は、腕をねじる姿勢、及び腕を組む姿勢等のリハビリテーションでは通常行わない姿勢で動作を行い、この動作に対応して仮想肢が表示装置に表示されることによって、身体保持感が高まり、幻肢痛が低減される、という知見を得た。すなわち、本出願人は、この場合、切断肢患者が切断肢を上下左右にのみ動かす等の動作によってリハビリテーションを行う場合に比較して、幻肢痛が低減される、という知見を得た。

【0055】

これに対し、本実施形態では、前述したように、仮想肢の先端に近い部位ほど、モーションセンサ１２が装着された部位の姿勢の推定結果よりも、障害肢の長手方向に沿った軸に対する回動量を大きくして、仮想肢を表示装置に表示する制御を行っている。従って、本実施形態によれば、被検者の身体保持感を高めることができる。さらに、本実施形態によれば、被検者の運動主体感（Sense of Agency）も高めることができる。ここでいう運動主体感とは、自身が動作の主体であるという感覚を意味する。

【0056】

また、下記の参考文献３に、没入型の表示装置を用いることで、身体保持感及び運動主体感が向上するという実験結果が開示されている。これに対し、本実施形態では、表示装置１６として、没入型の表示装置を適用している。従って、本実施形態によれば、身体保持感及び運動主体感を高めることができる。
［参考文献３］近藤，長嶺，大村，矢野，“没入型ヘッドマウントディスプレイの認知心理学実験への活用事例”，日本神経回路学会誌，vol.23，no.3，pp.87-97，2016

【0057】

また、本実施形態では、筋電位信号に基づく障害肢の首部及び指部として想定される想定部位の動作の推定結果に従い、仮想肢を表示装置１６に表示している。従って、本実施形態によれば、身体保持感及び運動主体感をより高めることができる。

【0058】

また、本実施形態では、第１動作モードでは、仮想肢の長さを変更可能としている。これにより、切断肢を有する被検者Ｈが違和感を覚えない長さに仮想肢の長さを変更することができる。従って、本実施形態によれば、身体保持感を高めることができる。同様に、本実施形態では、第１動作モードでは、仮想肢の太さ及び色も変更可能としているため、身体保持感を高めることができる。

【0059】

また、本実施形態では、第２動作モードでは、筋電位信号の信号レベルを検出値よりも大きくして、障害肢の首部及び指部として想定される想定部位の動作を推定している。すなわち、麻痺肢を有する被検者Ｈが麻痺肢を随意的に動かしていることを感じやすくなる結果、被検者Ｈのリハビリテーションに対する意欲が高まる。この結果、麻痺肢の使用頻度が低下して麻痺が改善しない現象、所謂不使用の学習（Learned non-use）を抑制することができる。同様に、本実施形態では、第２動作モードでは、モーションセンサ１２が装着された部位の姿勢の推定結果の変化よりも動作角度を大きくして仮想肢を表示装置に表示しているため、不使用の学習を抑制することができる。

【0060】

なお、上記実施形態では、表示装置１６として、一体型のヘッドマウントディスプレイを適用した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、表示装置１６として、被検者Ｈの頭部に装着するための装着部品に、スマートフォン等の表示部を有する携帯端末を取り付ける組み立て型のヘッドマウントディスプレイを適用する形態としてもよい。

【0061】

また、上記実施形態では、表示装置１６として、没入型の表示装置を適用した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、表示装置１６として、据え置き型の表示装置等の没入型以外の表示装置を適用する形態としてもよい。

【0062】

また、上記実施形態では、被検者Ｈの仮想肢の長さ、太さ、及び色が記憶部３４に予め記憶されている場合について説明したが、これに限定されない。例えば、カメラ及びスマートフォン等の撮影装置により被検者Ｈを撮影し、撮影結果から仮想肢の長さ、太さ、及び色を導出する形態としてもよい。

【0063】

また、上記実施形態では、操作者が動作モードを入力する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、撮影装置により被検者Ｈを撮影し、撮影結果から被検者Ｈが切断肢を有するか、又は麻痺肢を有するかを判定する。そして、判定結果に従い、第１動作モードで動作するか、又は第２動作モードで動作するかを決定する形態としてもよい。

【0064】

また、上記実施形態では、表示制御プログラム５０が記憶部３４に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、これに限定されない。表示制御プログラム５０は、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disk Read Only Memory）、及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、表示制御プログラム５０は、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。

【符号の説明】

【0065】

１０ 支援システム
１２ モーションセンサ
１４ 表示制御装置
１６ 表示装置
１８ 筋電位センサ
３０ ＣＰＵ
３２ メモリ
３４ 記憶部
３６ 入力装置
５０ 表示制御プログラム
６０ 受付部
６２ 推定部
６４ 制御部
７０ 特徴量情報
７２ 被検者情報
Ｈ 被検者
Ｋ 仮想肢

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】