特許 7134371 運動機能評価システム、運動機能評価方法及び運動機能評価プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-01

(45)【発行日】2022-09-09

(54)【発明の名称】運動機能評価システム、運動機能評価方法及び運動機能評価プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/11 20060101AFI20220902BHJP

   A61B 5/107 20060101ALI20220902BHJP

【ＦＩ】

A61B5/11 230

A61B5/107 300

A61B5/11 ZDM

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022012651

(22)【出願日】2022-01-31

【審査請求日】2022-01-31

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000181826

【氏名又は名称】社会福祉法人兵庫県社会福祉事業団

(74)【代理人】

【識別番号】100181630

【弁理士】

【氏名又は名称】原 晶子

(72)【発明者】

【氏名】陳 隆明

(72)【発明者】

【氏名】大森 清博

(72)【発明者】

【氏名】中村 豪

(72)【発明者】

【氏名】福井 克也

【審査官】永田 浩司

(56)【参考文献】

【文献】特許第６４４８０１５（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０２０－９２９７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－４４２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／００１５１０３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／１０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザが着座する着座装置と、
前記着座装置の座部に取り付けられる第１測距装置と、
情報処理装置と、を備え、
前記情報処理装置は、
予め設定されているユーザの大腿部の長さ、前記座部の基準位置から前記第１測距装置までの距離、及び、前記第１測距装置の前記座部に対する設置角度、並びに、ユーザが着座動作又は起立動作を行っている間に前記第１測距装置で経時的に測定される前記第１測距装置からユーザの大腿部までの距離データに基づいて、ユーザの骨盤部の座標を算出する骨盤座標算出部と、
前記骨盤座標算出部で算出した前記骨盤部の座標に基づいて、ユーザの少なくとも下半身の運動機能を評価する運動機能評価部と、を有する運動機能評価システム。

【請求項2】

前記情報処理装置は、前記骨盤座標算出部で算出した前記骨盤部の座標に基づいて、ユーザの関節の力学量を算出する力学量算出部をさらに備え、
前記運動機能評価部は、前記力学量算出部で算出した前記力学量に基づいて、ユーザの運動機能を評価する請求項１に記載の運動機能評価システム。

【請求項3】

前記着座装置の背もたれ部に取り付けられる第２測距装置をさらに備え、
前記力学量算出部は、前記骨盤部の座標に加えて、予め設定されている前記座部の奥行きの長さ、前記座部から前記第２測距装置までの鉛直方向距離、及び、前記第２測距装置の前記背もたれ部に対する設置角度、並びに、ユーザが着座動作若しくは起立動作を行っている間又は着座状態の間に前記第２測距装置で経時的に測定される前記第２測距装置からユーザの体幹部までの距離データに基づいて、ユーザの関節の力学量を算出し、
前記運動機能評価部は、前記力学量算出部で算出した前記力学量に基づいて、ユーザの下半身及び上半身の運動機能を評価する請求項２に記載の運動機能評価システム。

【請求項4】

前記情報処理装置は、予め設定されているユーザの身体情報から人体リンクモデルを生成するリンクモデル生成部を備え、
ユーザの前記大腿部の長さは、前記人体リンクモデルに基づいて算出される請求項１～３のいずれか一項に記載の運動機能評価システム。

【請求項5】

ユーザが着座する着座装置の座部に取り付けられた第１測距装置を用いて、ユーザが着座動作又は起立動作を行っている間に、前記第１測距装置からユーザの大腿部までの距離データを経時的に取得するステップと、
予め設定されているユーザの大腿部の長さ、前記座部の基準位置から前記第１測距装置までの距離、及び、前記第１測距装置の前記座部に対する設置角度、並びに、ユーザが着座動作又は起立動作を行っている間に前記第１測距装置で経時的に測定される前記第１測距装置からユーザの大腿部までの距離データに基づいて、ユーザの骨盤部の座標を算出するステップと、
前記骨盤部の座標に基づいて、ユーザの少なくとも下半身の運動機能を評価するステップと、を備える運動機能評価方法。

【請求項6】

前記着座装置の背もたれ部に取り付けられた第２測距装置を用いて、ユーザが着座動作若しくは起立動作を行っている間又は着座状態の間に、前記第２測距装置からユーザの体幹部までの距離データを経時的に取得するステップと、
前記骨盤部の座標、予め設定されている前記座部の奥行の長さ、前記座部から前記第２測距装置までの鉛直方向距離、及び、前記第２測距装置の前記背もたれ部に対する設置角度、並びに、ユーザが着座動作若しくは起立動作を行っている間又は着座状態の間に前記第２測距装置で経時的に測定される前記第２測距装置からユーザの体幹部までの距離データに基づいて、ユーザの関節の力学量を算出するステップと、をさらに備え、
前記ユーザの運動機能を評価するステップは、前記力学量を算出するステップで算出された力学量に基づいて、ユーザの下半身及び上半身の運動機能を評価する請求項５に記載の運動機能評価方法。

【請求項7】

コンピュータに、
ユーザが着座する着座装置の座部に取り付けられた第１測距装置を用いて、ユーザが着座動作又は起立動作を行っている間に、前記第１測距装置からユーザの大腿部までの距離データを経時的に取得するステップと、
予め設定されているユーザの大腿部の長さ、前記座部の基準位置から前記第１測距装置までの距離、及び、前記第１測距装置の前記座部に対する設置角度、並びに、ユーザが着座動作又は起立動作を行っている間に前記第１測距装置で経時的に測定される前記第１測距装置からユーザの大腿部までの距離データに基づいて、ユーザの骨盤部の座標を算出するステップと、
前記骨盤部の座標に基づいて、ユーザの少なくとも下半身の運動機能を評価するステップと、を含む処理を実行させる運動機能評価プログラム。

【請求項8】

前記コンピュータに、
前記着座装置の背もたれ部に取り付けられた第２測距装置を用いて、ユーザが着座動作若しくは起立動作を行っている間又は着座状態の間に、前記第２測距装置からユーザの体幹部までの距離データを経時的に取得するステップと、
前記骨盤部の座標、予め設定されている前記座部の奥行の長さ、前記座部から前記第２測距装置までの鉛直方向距離、及び、前記第２測距装置の前記背もたれ部に対する設置角度、並びに、ユーザが着座動作若しくは起立動作を行っている間又は着座状態の間に前記第２測距装置で経時的に測定される前記第２測距装置からユーザの体幹部までの距離データに基づいて、ユーザの関節の力学量を算出するステップと、を含む処理をさらに実行させ、
前記ユーザの運動機能を評価するステップは、前記力学量を算出するステップで算出された力学量に基づいて、ユーザの下半身及び上半身の運動機能を評価する請求項７に記載の運動機能評価プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、介護が必要になるリスクを評価するための運動機能評価システム、運動機能評価方法及び運動機能評価プログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

超高齢社会において、健康寿命の延伸及び介護費抑制の観点から、介護予防及びフレイル対策などのために「将来介護が必要になるリスク」を評価することが強く望まれている。例えば、代表的なフレイル評価法の一つであるJ-CHS基準においては、聞き取り票への回答に加えて、握力及び歩行速度を計測する必要がある。そのため、体力測定の用具及び場所を用意する必要があり、気軽に握力及び歩行速度を計測することができず、J-CHS基準に基づいたフレイル評価を行うことができない。

【0003】

一方、日常生活の中で現れる動作に着目し、在宅などのユーザの生活空間内で、ユーザの負担を軽減しながら継続的に運動機能を評価することも行われている。例えば、ロコモティブシンドロームの判定である。ロコモティブシンドロームは、主に立ち上がり動作及び歩行動作に基づいて判定される。立ち上がり動作及び歩行動作の全て又は一部の能力が低下すると将来介護が必要になるリスクが高くなることが知られている。そのため、これまで、立ち上がり動作及び歩行動作に着目して運動機能を評価する方法が提案されてきた。

【0004】

この中で、立ち上がり動作に着目して運動機能を評価する方法として、以下の方法が知られている。例えば、特許文献１では、ユーザに計測装置を装着して加速度などの測定情報を取得し、測定情報に基づいてユーザの運動機能の評価を行っている。また、特許文献２では、ユーザが座る座面に設けられた荷重センサを用い、ユーザの立ち上がる動作によって座面に加わる荷重を測定し、荷重の変化量を演算して、運動機能としてユーザの体幹筋機能、下肢筋機能、及びバランス機能を判定している。また、特許文献３では、ユーザの頭部上方に距離センサを配置してユーザの頭部の移動軌跡を抽出するとともに、ユーザの足下に脚圧センサを配置してユーザの足圧重心の移動軌跡を抽出して、立ち上がり時間の判定結果と、頭部及び足圧重心の移動距離に関する判定結果の組み合わせでユーザの身体能力を評価している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第６４４８０１５号公報

【文献】特開２０２０－９２９７７号公報

【文献】特開２０２０－４４２９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１のようにユーザに計測装置を装着する方式では、日常的に計測装置を装着することがユーザの負担となり、継続的に運動機能を測定することが難しいという問題があった。

【0007】

また、ユーザが座る座面との関係で運動機能を評価する場合、ユーザが起立の状態から着座するまでの「着座動作」の状態と、着座して座っている状態の「着座状態」と、着座状態から起立する「起立動作」の状態の３つの状態が考えられる。しかしながら、特許文献２の荷重センサを用いる方式では、荷重センサは、座面にユーザが接触したときの「着座状態」の時のみ作動し、着座動作及び起立動作においてユーザが座面から離れていると荷重センサは生体情報を取得できない。このため、ユーザが座面から離れているときのユーザの運動機能を継続的に測定することが出来ず、ユーザの運動機能を正しく評価できないという問題があった。

【0008】

これに対し、特許文献３のユーザの頭部の位置を検知し、ユーザの頭部の移動軌跡に基づいてユーザの運動機能を評価する構成では、日常的に計測装置を装着することなく、また、座面にユーザが接触している「着座状態」以外の「着座動作」や「起立動作」のときでも継続的にユーザの頭部の位置を測定できる。測定したユーザの頭部の位置からユーザの頭部の移動軌跡を抽出して運動機能を評価することで、継続的にユーザの運動機能を測定して評価することができる。しかしながら、例えば、起立するときで言えば、「早く起立する人」、「ゆっくり起立する人」、「大きく屈曲して起立する人」、「足の力だけで起立する人」等、健全な運動機能を有するユーザでも様々な動作を行う。そのため、ユーザの頭部の移動軌跡に基づくだけでは、ユーザの運動機能が低下しているか否かを評価することは無理があり、正しく評価できないという問題があった。なぜなら、ユーザの運動機能を正しく評価するには、ユーザの下半身と上半身の運動機能について正しく評価する必要があるからである。

【0009】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ユーザに計測装置を装着せずに、ユーザの体幹の力学量を算出して正確に運動機能を評価する運動機能評価システム、運動機能評価方法及び運動機能評価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】

【0010】

本発明の運動機能評価システムは、着座装置と、着座装置の座部に取り付けられる第１測距装置と、情報処理装置とを備える。情報処理装置は、予め設定されているユーザの大腿部の長さ、座部の基準位置から第１測距装置までの距離、及び、第１測距装置の座部に対する設置角度、並びに、第１測距装置で経時的に測定される第１測距装置からユーザの大腿部までの距離データに基づいて、ユーザの骨盤部の座標を算出する骨盤座標算出部と、骨盤座標算出部で算出した骨盤部の座標に基づいて、ユーザの少なくとも運動機能を評価する運動機能評価部とを有する。

【0011】

好ましい実施形態の運動機能評価システムでは、情報処理装置は、骨盤座標算出部で算出した骨盤部の座標に基づいて、ユーザの関節の力学量を算出する力学量算出部をさらに備える。運動機能評価部は、力学量算出部で算出した力学量に基づいて、ユーザの運動機能を評価する。

【0012】

さらに好ましい実施形態の運動機能評価システムは、着座装置の背もたれ部に取り付けられる第２測距装置をさらに備える。力学量算出部は、骨盤部の座標に加えて、予め設定されている座部の奥行きの長さ、座部から第２測距装置までの鉛直方向距離、及び、第２測距装置の背もたれ部に対する設置角度、並びに、第２測距装置で経時的に測定される第２測距装置からユーザの体幹部までの距離データに基づいて、ユーザの関節の力学量を算出し、運動機能評価部は、力学量算出部で算出した力学量に基づいて、ユーザの下半身及び上半身の運動機能を評価する。

【0013】

また、好ましい実施形態の運動機能評価システムでは、情報処理装置は、予め設定されているユーザの身体情報から人体リンクモデルを生成するリンクモデル生成部を備える。ユーザの大腿部の長さは、人体リンクモデルに基づいて算出される。

【0014】

また、本発明の運動機能評価方法は、ユーザが着座する着座装置の座部に取り付けられた第１測距装置を用いて、第１測距装置からユーザの大腿部までの距離データを経時的に取得するステップと、予め設定されているユーザの大腿部の長さ、座部の基準位置から第１測距装置までの距離、及び、第１測距装置の座部に対する設置角度、並びに、第１測距装置で経時的に測定される第１測距装置からユーザの大腿部までの距離データに基づいて、ユーザの骨盤部の座標を算出するステップと、骨盤部の座標に基づいて、ユーザの少なくとも下半身の運動機能を評価するステップとを備える。

【0015】

好ましい実施形態の運動機能評価方法は、着座装置の背もたれ部に取り付けられた第２測距装置を用いて、第２測距装置からユーザの体幹部までの距離データを経時的に取得するステップと、骨盤部の座標、予め設定されている座部の奥行きの長さ、座部から第２測距装置までの鉛直方向距離、及び、第２測距装置の背もたれ部に対する設置角度、並びに、第２測距装置で経時的に測定される第２測距装置からユーザの体幹部までの距離データに基づいて、ユーザの関節の力学量を算出するステップとをさらに備える。ユーザの運動機能を評価するステップは、力学量を算出するステップで算出された力学量に基づいて、ユーザの下半身及び上半身の運動機能を評価する。

【0016】

また、本発明の運動機能評価プログラムは、コンピュータに、ユーザが着座する着座装置の座部に取り付けられた第１測距装置を用いて、第１測距装置からユーザの大腿部までの距離データを経時的に取得するステップと、予め設定されているユーザの大腿部の長さ、座部の基準位置から第１測距装置までの距離、及び、第１測距装置の座部に対する設置角度、並びに、第１測距装置で経時的に測定される第１測距装置からユーザの大腿部までの距離データに基づいて、ユーザの骨盤部の座標を算出するステップと、骨盤部の座標に基づいて、ユーザの少なくとも下半身の運動機能を評価するステップとを含む処理を実行させる。

【0017】

好ましい実施形態の運動機能評価プログラムは、コンピュータに、着座装置の背もたれ部に取り付けられた第２測距装置を用いて、第２測距装置からユーザの体幹部までの距離データを経時的に取得するステップと、骨盤部の座標、予め設定されている座部の奥行きの長さ、座部から第２測距装置までの鉛直方向距離、及び、第２測距装置の背もたれ部に対する設置角度、並びに、第２測距装置で経時的に測定される第２測距装置からユーザの体幹部までの距離データに基づいて、ユーザの関節の力学量を算出するステップとを含む処理をさらに実行させる。ユーザの運動機能を評価するステップは、力学量を算出するステップで算出された力学量に基づいて、ユーザの下半身及び上半身の運動機能を評価する。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、ユーザに計測装置を装着せずに、「着座動作」、「着座状態」、「起立動作」のいずれの状態においてもユーザの状態を測定でき、ユーザの下半身及び／又は上半身の運動機能を正確に評価することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態１に係る運動機能評価システムの側面図である。

【図2】本発明の実施形態１に係る運動機能評価システムの構成を示すブロック図である。

【図3】本発明の実施形態１に係る運動機能評価システムで生成された人体リンクモデルを示す側面図である。

【図4】本発明の実施形態１に係る運動機能評価方法を示すフローチャートである。

【図5】本発明の実施形態２に係る運動機能評価システムの側面図である。

【図6】本発明の実施形態２に係る運動機能評価システムの構成を示すブロック図である。

【図7】実施例１の実験結果を示す図で、大腿部と座部とのなす角度を比較した図である。

【図8】実施例１の実験結果を示す図で、骨盤部のx座標を比較した図である。

【図9】実施例１の実験結果を示す図で、骨盤部のy座標を比較した図である。

【図10】実施例１の実験結果を示す図で、骨盤部の位置を比較した図である。

【図11】実施例１の実験結果を示す図で、体幹部の角度を比較した図である。

【図12】実施例１の実験結果を示す図で、着座状態での体幹部の角度を比較した図である。

【図13】実施例４で表示する評価結果の一例を示す図である。

【図14】実施例４で表示する評価結果の他の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。本発明の運動機能評価システムは、日常生活に現れる動作に着目してユーザの運動機能を評価するシステムである。ここでは、一例として、椅子などの着座装置からの立ち上がり動作によって運動機能を評価する運動機能評価システムについて説明する。

【0021】

［実施形態１］
まず、図１～図３を参照して、本発明の実施形態１に係る運動機能評価システム１ａについて説明する。図１は、実施形態１に係る運動機能評価システム１ａの側面図である。図２は、実施形態１に係る運動機能評価システム１ａの構成を示すブロック図である。図３は、実施形態１に係る運動機能評価システム１ａで生成された人体リンクモデル５０を示す側面図である。以下では、図１の状態に基づき上下方向（鉛直方向）を規定する。また、ユーザが着座装置１０に着座する際に立つ側を前側として前後方向を規定する。上下方向と前後方向に直交する方向を左右方向とする。

【0022】

図１及び図２に示すように、運動機能評価システム１ａは、着座装置１０と、第１測距装置２１と、情報処理装置３０と、表示装置４０とを備える。

【0023】

着座装置１０は、少なくとも座部１１を備える。着座装置１０は、背もたれ部１２を備えてもよい。着座装置１０は、例えば、椅子、ソファ、腰掛便器、車椅子、ベッドの端などのユーザが着座又は起立を行う装置である。ユーザの運動機能を評価するための専用の着座装置１０を準備してもよいし、ユーザの生活空間の中でユーザが着座又は起立を行う装置を着座装置１０としてもよい。

【0024】

第１測距装置２１は、第１測距装置２１からユーザＵの大腿部５４（図３参照）までの距離を測定する装置である。第１測距装置２１は、ユーザＵが着座又は起立する際に、ユーザＵの大腿部５４までの距離を測れるように、着座装置１０の座面１１に取り付けられる。第１測距装置２１は、例えば、レーザ距離センサ、超音波距離センサ、電波式距離センサである。なお、第１測距装置２１は、１点に対する距離の測定を行う測距装置だけでなく、面で捉える測距装置を使用しても構わない。

【0025】

情報処理装置３０は、リンクモデル生成部３１と、骨盤座標算出部３２と、力学量算出部３３と、運動機能評価部３４と、記憶部３５と、制御部３６とを備える。情報処理装置３０は、例えば、コンピュータである。

【0026】

記憶部３５は、種々の情報、データ、プログラムなどを記憶する。記憶部３５は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）によって構成される。記憶部３５には、ユーザＵの身体情報、着座装置１０及び第１測距装置２１の環境情報、及び、ユーザＵの運動機能を評価する運動機能評価プログラムが保存されている。また、記憶部３５には、運動機能評価プログラムによって評価されたユーザＵの運動機能の評価結果が保存される。運動機能の評価結果は、過去の評価結果も履歴として保存される。ユーザＵの身体情報及び運動機能評価結果は、ユーザＵごとに保存される。

【0027】

身体情報は、例えば、ユーザＵの身長、体重、性別、年齢、大腿部５４の長さ、体幹部５２の長さ、下腿部５６の長さなどである。ユーザＵの大腿部５４の長さ、体幹部５２の長さ、下腿部５６の長さは、直接測定された値を記憶させてもよいし、年齢及び／又は性別ごとに作成された人体寸法データベースから推定された値を記憶させてもよい。

【0028】

環境情報は、着座装置１０の座部１１の寸法及び高さ、第１測距装置２１の設置位置及び設置角度、ユーザＵの踵部５７と着座装置１０との距離などである。具体的には、第１測距装置２１の設置位置は、着座装置１０の座部１１の基準位置１１１から第１測距装置２１までの距離である。本実施形態では、基準位置１１１は、着座装置１０の座部１１の前端とする。なお、基準位置１１１は、任意に設定することができる。また、第１測距装置２１の設置角度は、着座装置１０の座部１１と、第１測距装置２１のレーザ、超音波又は電波の照射方向とがなす角度である。

【0029】

リンクモデル生成部３１は、記憶部３５に記憶されている身体情報から、図３に示す人体リンクモデル５０を生成する。人体リンクモデル５０は、頭部５１、骨盤部５３、膝部５５及び踵部５７をリンクジョイントとし、体幹部５２、大腿部５４及び下腿部５６をリンクとして、身体情報に基づいて各部の位置及び長さを算出し、算出された各部の位置及び長さに基づいて作成される。リンクモデル生成部３１で算出された体幹部５２、大腿部５４及び下腿部５６の長さは、各部のリンク長として記憶部３５に保存される。

【0030】

骨盤座標算出部３２は、予め設定されているユーザＵの大腿部５４の長さ、座部１１の基準位置１１１から第１測距装置２１までの距離、及び、第１測距装置２１の座部１１に対する設置角度、並びに、第１測距装置２１で経時的に測定される第１測距装置２１からユーザＵの大腿部５４までの距離データに基づいて、ユーザＵの骨盤部５３の座標を算出する。骨盤部５３の座標は、第１測距装置２１でユーザＵの大腿部５４までの距離を測定する時間軸に沿って経時的に算出される。

【0031】

力学量算出部３３は、骨盤座標算出部３２で算出した骨盤部５３の座標に基づいて、ユーザＵの関節の力学量を算出する。ここで、ユーザＵの関節とは、例えば、首関節、腰関節、股関節、膝関節、足関節、肩関節、肘関節、手関節である。また、力学量は、例えば、ユーザＵの関節の角度、角速度、角加速度である。力学量は、第１測距装置２１でユーザＵの大腿部５４までの距離を測定する時間軸に沿って経時的に算出される。

【0032】

運動機能評価部３４は、骨盤座標算出部３２で算出した骨盤部５３の座標、又は、力学量算出部３３で算出した力学量に基づいて、ユーザＵの運動機能を評価する。また、運動機能評価部３４は、記憶部３５に保存されている過去のユーザＵの運動機能評価結果の履歴と比較して、運動機能の変化量を算出する。

【0033】

制御部３６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサによって構成される。制御部３６は、プログラムを実行することによって、リンクモデル生成部３１、骨盤座標算出部３２、力学量算出部３３、運動機能評価部３４及び記憶部３５の動作を制御する。

【0034】

表示装置４０は、情報処理装置３０でユーザＵの運動機能を評価した結果をユーザＵに表示する装置である。具体的には、表示装置４０は、運動機能評価部３４で評価された運動機能の評価結果、及び／又は、運動機能評価部３４で算出された運動機能の変化量を表示する。表示装置４０は、画像又は映像のような視覚情報及び音声又はメロディのような聴覚情報の少なくとも一方で運動機能の評価結果を表示する。表示装置４０は、例えば、テレビモニタ、ディスプレイ、スピーカーなどである。

【0035】

次に、図４も参照して、運動機能評価システム１ａに基づいて運動機能を評価する運動機能評価方法について説明する。図４は、実施形態１に係る運動機能評価方法を示すフローチャートである。運動機能評価方法の各処理は、情報処理装置３０に格納されている運動機能評価プログラムによって実行される。ここでは、ユーザＵが着座装置１０に着座するときの動作に基づいて、ユーザＵの運動機能を評価する場合について説明する。

【0036】

まず、運動機能を評価するユーザＵの身体情報、並びに、着座装置１０及び第１測距装置２１の環境情報を入力する（Ｓ１０）。身体情報及び環境情報の入力は、情報処理装置３０に接続されるキーボード、マウスなどの入力装置（図示せず）によって行われる。入力された身体情報及び環境情報は、記憶部３５に保存される。

【0037】

リンクモデル生成部３１が、入力された身体情報に基づいて人体リンクモデル５０を生成する（Ｓ１２）。人体リンクモデル５０の生成の際に算出された、ユーザＵの体幹部５２のリンク長、大腿部５４のリンク長、下腿部５６のリンク長は、記憶部３５に保存される。

【0038】

ユーザＵが着座装置１０に着座動作を開始する。制御部３６は、ユーザＵの着座動作が開始されたか否かを判定し、計測開始判定を行う（Ｓ１４）。計測開始判定は、例えば、第１測距装置２１とユーザＵの大腿部５４との距離が所定以下となった状態、押しボタン又は人体感知センサなどの計測開始検知センサ（図示せず）がＯＮとなった状態などを判定して行われる。

【0039】

計測が開始されると、第１測距装置２１は、第１測距装置２１とユーザＵの大腿部５４との距離を測定し、時刻tごとの距離データd1_tを経時的に取得する（Ｓ１６）。取得した距離データd1_tは、記憶部３５に保存される。

【0040】

骨盤座標算出部３２は、ユーザＵの大腿部５４の長さL_f、座部１１の基準位置１１１から第１測距装置２１までの距離L_S1、第１測距装置２１の設置角度Φ_S1、及び、経時的に保存される第１測距装置２１からユーザＵの大腿部５４までの距離データd1_tを記憶部３５から取得する。大腿部５４の長さL_fは、記憶部３５に保存されているリンク長である。なお、大腿部５４の長さL_fは、身体情報のデータでもよい。そして、骨盤座標算出部３２は、座部１１の基準位置１１１から第１測距装置２１までの距離L_S1と、ユーザＵの大腿部５４の長さL_fと、第１測距装置２１で経時的に測定した第１測距装置２１からユーザＵの大腿部５４までの距離データd1_tとに基づいて、ユーザＵの骨盤部５３の座標を算出する（Ｓ１８）。

【0041】

具体的には、以下の方法で時刻tにおける骨盤部５３の座標（x_t，y_t）を算出する。骨盤部５３の座標は、座部１１の基準位置１１１の左右方向中央を原点とし、原点からの座標として算出する。

【数1】

ここで、θ1_tは、時刻tにおける大腿部５４と座部１１とのなす角度である。

【0042】

力学量算出部３３は、骨盤部５３の座標に基づいて、ユーザＵの関節の力学量を算出する（Ｓ２０）。ここでは、大腿部５４と座部１１とのなす角度θ1_tに基づいて、ユーザＵの膝関節の角速度ω1_t及び角加速度α1_tを算出する。

【数2】

なお、微分式の算出においては、前方差分又は後方差分などの近似解法で算出してもよい。

【0043】

ユーザＵが着座装置１０に着座すると、制御部３６は計測終了判定を行う（Ｓ２２）。計測終了判定は、例えば、第１測距装置２１とユーザＵの大腿部５４との距離が所定以下となった状態、押しボタン又は人体感知センサなどの計測終了検知センサ（図示せず）がＯＮとなった状態などを判定して行われる。

【0044】

計測が終了すると、運動機能評価部３４は、骨盤座標算出部３２で算出した骨盤座標、又は、力学量算出部３３で算出した力学量に基づいて、ユーザの運動機能を評価する（Ｓ２４）。

【0045】

具体的には、以下の方法で運動機能評価値Ｐ１を算出し運動機能評価値Ｐ１に基づいてユーザＵの運動機能を評価する。運動機能評価値Ｐ１は、ユーザＵの下半身の運動機能を評価する値である。サンプリング周期をΔtとし、時刻tの１サンプル前の時刻をt-Δt、２サンプル前の時刻をt-2Δtとする。運動機能評価値Ｐ１は、以下に示す骨盤部５３の座標（x_t，y_t）の加速度の最大値で算出する。

【数3】

また、運動機能評価値Ｐ１は、以下に示す大腿部５４と座部１１とのなす角度θ1_tの角加速度α1_tの最大値で算出することもできる。

【数4】

【0046】

運動機能評価部３４は、上記で算出した運動機能評価値Ｐ１を所定値と比較してユーザＵの下半身の運動機能を評価する。例えば、運動機能評価値Ｐ１が所定値よりも大きいとユーザＵの下半身の運動機能が低下していると評価する。運動機能の評価結果は、記憶部３５に保存される。

【0047】

ユーザＵの運動機能の評価が終了すると、運動機能の評価結果が表示装置４０に表示される（Ｓ２６）。評価結果は、運動機能評価値Ｐ１で示されてもよいし、運動機能評価値Ｐ１を所定値と比較して運動機能の良好か要改善かを示してもよい。また、今回の評価結果を前回の評価結果と比較して、運動機能の向上又は低下を示してもよい。ユーザＵは表示装置４０に表示される運動機能の評価結果を確認する。

【0048】

［実施形態２］
次に、図５及び図６を参照して、本発明の実施形態２に係る運動機能評価システム１ｂについて説明する。図５は、実施形態２に係る運動機能評価システム１ｂの側面図である。図６は、実施形態２に係る運動機能評価システム１ｂの構成を示すブロック図である。以下、実施形態２について、実施形態１と異なる事項について説明する。

【0049】

図５及び図６に示すように、運動機能評価システム１ｂは、着座装置１０と、第１測距装置２１と、第２測距装置２２と、情報処理装置３０と、表示装置４０とを備える。着座装置１０は、座部１１及び背もたれ部１２を備える。

【0050】

第２測距装置２２は、第２測距装置２２からユーザＵの体幹部５２（図３参照）までの距離を測定する装置である。第２測距装置２２は、ユーザＵが着座する際や起立する際、あるいは着座状態でいる時に、ユーザＵの体幹部５２までの距離を測れるように、着座装置１０の背もたれ部１２に取り付けられる。第２測距装置２２は、例えば、レーザ距離センサ、超音波距離センサ、電波式距離センサである。なお、第２測距装置２２は、１点に対する距離の測定を行う測距装置だけでなく、面で捉える測距装置を使用しても構わない。

【0051】

記憶部３５は、種々の情報、データ、プログラムなどを記憶する。記憶部３５には、ユーザＵの身体情報、着座装置１０の環境情報、第１測距装置２１の環境情報、第２測距装置２２の環境情報、及び、ユーザＵの運動機能を評価する運動機能評価プログラムが保存されている。環境情報は、着座装置１０の座部１１の寸法、高さ及び奥行きの長さ、第１測距装置２１の設置位置及び設置角度、第２測距装置２２の設置位置及び設置角度、ユーザＵの踵部５７と着座装置１０との距離などである。具体的には、第２測距装置２２の設置位置は、着座装置１０の座部１１から第２測距装置２２までの鉛直方向距離である。また、第２測距装置２２の設置角度は、着座装置１０の背もたれ部１２と、第２測距装置２２のレーザ、超音波又は電波の照射方向とがなす角度である。

【0052】

力学量算出部３３は、骨盤座標算出部３２で算出した骨盤部５３の座標に加えて、予め設定されている座部１１の奥行きの長さ、座部１１から第２測距装置２２までの鉛直方向距離、及び、第２測距装置２２の背もたれ部１２に対する設置角度、並びに、第２測距装置２２で経時的に測定される第２測距装置２２からユーザＵの体幹部５２までの距離データに基づいて、ユーザＵの関節の力学量を算出する。力学量は、第１測距装置２１及び第２測距装置２２でユーザＵの大腿部５４及び体幹部５２までの距離を測定する時間軸に沿って経時的に算出される。

【0053】

運動機能評価部３４は、力学量算出部３３で算出した力学量に基づいて、ユーザＵの運動機能を評価する。また、運動機能評価部３４は、記憶部３５に保存されている過去のユーザＵの運動機能評価結果の履歴と比較して、運動機能の変化量を算出する。

【0054】

次に、運動機能評価システム１ｂに基づいて運動機能を評価する運動機能評価方法について説明する。運動機能評価方法のフローチャートは、実施形態１と同じであるため、図４を参照して運動機能評価方法について説明する。ここでは、ユーザＵが着座装置１０から起立するときの動作に基づいて、ユーザＵの運動機能を評価する場合について説明する。なお、運動機能評価システム１ｂでは、実施形態１と同様の方法で、ユーザＵが着座装置１０に着座するときの動作に基づくユーザＵの運動機能評価を行うこともできる。

【0055】

まず、運動機能を評価するユーザＵの身体情報、並びに、着座装置１０、第１測距装置２１及び第２測距装置２２の環境情報を入力する（Ｓ１０）。身体情報及び環境情報の入力は、情報処理装置３０に接続されるキーボード、マウスなどの入力装置（図示せず）によって行われる。入力された身体情報及び環境情報は、記憶部３５に保存される。

【0056】

リンクモデル生成部３１が、入力された身体情報に基づいて人体リンクモデル５０を生成する（Ｓ１２）。人体リンクモデル５０の生成の際に算出された、ユーザＵの体幹部５２のリンク長、大腿部５４のリンク長、下腿部５６のリンク長は、記憶部３５に保存される。

【0057】

ユーザＵが着座装置１０から起立動作を開始する。制御部３６は、ユーザＵの起立動作が開始されたか否かを判定し、計測開始判定を行う（Ｓ１４）。計測開始判定は、例えば、第２測距装置２２とユーザＵの体幹部５２との距離が所定以上となった状態、押しボタン又は人体感知センサなどの計測開始検知センサ（図示せず）がＯＮとなった状態などを判定して行われる。

【0058】

計測が開始されると、第１測距装置２１は、第１測距装置２１とユーザＵの大腿部５４との距離を測定し、時刻tごとの距離データd1_tを経時的に取得する（Ｓ１６）。同時に、第２測距装置２２は、第２測距装置２２とユーザＵの体幹部５２との距離を測定し、時刻tごとの距離データd2_tを経時的に取得する（Ｓ１６）。取得した距離データd1_t，d2_tは、記憶部３５に保存される。

【0059】

骨盤座標算出部３２は、ユーザＵの大腿部５４の長さL_f、座部１１の基準位置１１１から第１測距装置２１までの距離L_S1、第１測距装置２１の設置角度Φ_S1、及び、経時的に保存される第１測距装置２１からユーザＵの大腿部５４までの距離データd1_tを記憶部３５から取得する。大腿部５４の長さL_fは、記憶部３５に保存されているリンク長である。なお、大腿部５４の長さL_fは、身体情報のデータでもよい。そして、骨盤座標算出部３２は、実施形態１と同様にして、座部１１の基準位置１１１から第１測距装置２１までの距離L_S1と、ユーザＵの大腿部５４の長さL_fと、第１測距装置２１で経時的に測定した第１測距装置２１からユーザＵの大腿部５４までの距離データd1_tとに基づいて、ユーザＵの骨盤部５３の座標を算出する（Ｓ１８）。

【0060】

力学量算出部３３は、骨盤部５３の座標に加えて、記憶部３５に予め設定されており記憶部３５から取得した座部１１の奥行きの長さL_C、座部１１から第２測距装置２２までの鉛直方向距離L_S2、及び、第２測距装置２２の背もたれ部１２に対する設置角度Φ_S2、並びに、第２測距装置２２で経時的に測定される第２測距装置２２からユーザＵの体幹部５２までの距離データd2_tに基づいて、ユーザＵの関節の力学量を算出する（Ｓ２０）。

【0061】

具体的には、以下の方法で時刻tにおける力学量を算出する。ここでは、まず、骨盤部５３の座標に基づいて、骨盤部５３から鉛直方向に延びる軸に対する体幹部５２の角度θ2_tを算出する。

【数5】

ここで、d3_tは、時刻tにおける、体幹部５２と第２測距装置２２の照射軸との交点と、骨盤部５３との水平方向距離であり、d4_tは、時刻tにおける、体幹部５２と第２測距装置２２の照射軸との交点と、骨盤部５３との鉛直方向距離である。

【0062】

そして、体幹部５２の角度θ2_tに基づいて、ユーザＵの腰関節の角速度ω2_t及び角加速度α2_tを算出する。

【数6】

なお、微分式の算出においては、前方差分又は後方差分などの近似解法で算出してもよい。

【0063】

ユーザＵが着座装置１０から起立すると、制御部３６は計測終了判定を行う（Ｓ２２）。計測終了判定は、例えば、第２測距装置２２とユーザＵの体幹部５２との距離が所定以上となった状態、押しボタン又は人体感知センサなどの計測終了検知センサ（図示せず）がＯＮとなった状態などを判定して行われる。

【0064】

計測が終了すると、運動機能評価部３４は、力学量算出部３３で算出した力学量に基づいて、ユーザの運動機能を評価する（Ｓ２４）。

【0065】

具体的には、以下の方法で運動機能評価値Ｐ２を算出し運動機能評価値Ｐ２に基づいてユーザＵの運動機能を評価する。運動機能評価値Ｐ２は、ユーザＵの上半身の運動機能を評価する値である。運動機能評価値Ｐ２は、以下に示す体幹部５２の角加速度α2_tの最大値で算出する。

【数7】

このとき、起立時の重力方向を考慮して、以下の補正を行うと、より精度よく運動機能評価値Ｐ２が求められる。

【数8】

【0066】

運動機能評価部３４は、上記で算出した運動機能評価値Ｐ２を所定値と比較してユーザＵの上半身の運動機能を評価する。例えば、運動機能評価値Ｐ２が所定値よりも小さいとユーザＵの上半身の運動機能が低下していると評価する。運動機能の評価結果は、記憶部３５に保存される。

【0067】

ユーザＵの運動機能の評価が終了すると、運動機能の評価結果が表示装置４０に表示される（Ｓ２６）。評価結果は、運動機能評価値Ｐ２で示されてもよいし、運動機能評価値Ｐ２を所定値と比較して運動機能の良好か要改善かを示してもよい。また、今回の評価結果を前回の評価結果と比較して、運動機能の向上又は低下を示してもよい。ユーザＵは表示装置４０に表示される運動機能の評価結果を確認する。

【実施例】

【0068】

次に、実施形態１又は実施形態２に係る運動機能評価システム１ａ，１ｂについて、実施例を挙げて具体的に説明する。以下では、ユーザＵを被験者と呼ぶ。

【0069】

＜実施例１＞
本実施例１では、実施形態２の運動機能評価システム１ｂの力学量の算出の精度を検証する。精度の検証は、既存の骨格検出システム（Kinect）で同時に測定を行うことで実施する。

【0070】

被験者は、高齢女性で障害のない者である。被験者の身体情報、並びに、着座装置１０、第１測距装置２１及び第２測距装置２２の環境情報は以下の通りである。
身体情報
大腿部５４の長さL_f：391mm
環境情報
座部１１の基準位置１１１から第１測距装置２１までの距離L_S1：150mm
第１測距装置２１の設置角度Φ_S1：63.5°
座部の奥行きの長さL_C：425mm
座部１１から第２測距装置２２までの距離L_S2：450mm
第２測距装置２２の設置角度Φ_S2：90°
大腿部５４の長さは、被験者の身長、体重、年齢及び性別から、産業技術総合研究所 AIST 人体寸法・形状データベースに基づいて算出した値である。

【0071】

第１に、第１測距装置２１のみを使用し、被験者に着座動作を行ってもらい、被験者の骨盤部５３の座標を算出する。まず、第１測距装置２１で測定した第１測距装置２１から被験者の大腿部５４までの距離データd1_tに基づいて、上記した式を用いて算出した大腿部５４と座部１１とのなす角度θ1_tと、Kinectから得られた大腿部５４と座部１１とのなす角度とを比較する。比較結果を図７に示す。

【0072】

次に、算出された角度θ1_tを基に骨盤部５３の座標（x_t，y_t）を算出し、同様にKinectから得られた座標と比較する。比較結果を図８～図１０に示す。図８は、時刻tに対するx座標の移動を比較した図で、図９は、時刻tに対するy座標の移動を比較した図である。また、図１０は、着座動作における骨盤部５３の位置を比較した図である。

【0073】

図７～図１０を参照すると、大腿部５４と座部１１とのなす角度θ1_t及び骨盤部５３の座標（x_t，y_t）ともに、Kinectで測定した値と概ね一致していることが確認できた。したがって、上記した式を用いて、大腿部５４と座部１１とのなす角度θ1_t及び骨盤部５３の座標（x_t，y_t）ともに、身体機能を評価できる程度に精度よく算出できることが分かる。

【0074】

第２に、第１測距装置２１及び第２測距装置２２を使用し、被験者に起立動作を行ってもらい、被験者の力学量を算出する。力学量として、被験者の腰関節の角度、すなわち、骨盤部５３から鉛直方向に延びる軸に対する体幹部５２の角度θ2_tを算出する。

【0075】

被験者に起立動作を行ってもらい、まず、第１測距装置２１で測定した第１測距装置２１から被験者の大腿部５４までの距離データd1_tに基づいて、上記した式を用いて大腿部５４と座部１１とのなす角度θ1_tを算出する。算出された角度θ1_tを基に、骨盤部５３の座標（x_t，y_t）を算出する。そして、算出された骨盤部５３の座標（x_t，y_t）、及び、第２測距装置２２で測定した第２測距装置２２から被験者の体幹部５２までの距離データd2_tに基づいて、上記した式を用いて算出した体幹部５２の角度θ2_tと、Kinectから得られた体幹部５２の角度とを比較する。比較した結果を図１１に示す。

【0076】

図１１を参照すると、体幹部５２の角度θ2_tは、Kinectで測定した値と概ね一致していることが確認できた。したがって、上記した式を用いて体幹部５３の角度θ2_tを、身体機能を評価できる程度に精度よく算出できることが分かる。

【0077】

また、実施形態２の運動機能評価システム１ｂを用いて着座状態での運動機能、例えば、着座状態での円背の程度を評価することができる。円背とは脊柱が前に倒れた状態を指し、歩行能力やバランス能力といった運動機能の低下につながるため、特にリハビリ分野等において円背の予防・改善が重要となる。着座状態での体幹部５２の角度θ2_tは、起立動作と同様の算出方法を用いて算出できる。着座状態での被験者の角度θ2_tの算出結果と、Kinectから得られた体幹部の角度を比較する。比較した結果を図１２に示す。

【0078】

図１２を参照すると、着座状態での体幹部５２の角度θ2_tは、Kinectで測定した値と概ね一致していることが確認できた。したがって、例えば、算出された角度θ2_t、又は角度θ2_tを用いて算出された運動機能評価値Ｐ２がある閾値以上となる場合、円背傾向であると判定することができる。

【0079】

＜実施例２＞
本実施例２では、実施形態１の運動機能評価システム１ａを用い、３名の被験者を対象とした運動機能の評価を行う。ここでは、各被験者に着座動作を行ってもらい、骨盤部５３の座標（x_t，y_t）の加速度に基づき、被験者の下半身の運動機能を評価する。

【0080】

被験者１及び被験者２は、高齢女性で障害のない者である。被験者３は、若年成人男性で障害のない者である。各被験者の身体情報は以下の通りである。
被験者１の身体情報
大腿部５４の長さL_f：391mm
被験者２の身体情報
大腿部５４の長さL_f：391mm
被験者３の身体情報
大腿部５４の長さL_f：411mm
大腿部５４の長さは、被験者の身長、体重、年齢及び性別から、産業技術総合研究所 AIST 人体寸法・形状データベースに基づいて算出した値である。

【0081】

第１測距装置２１の環境情報は以下の通りである。
環境情報
座部１１の基準位置１１１から第１測距装置２１までの距離L_S1：150mm
第１測距装置２１の設置角度Φ_S1：63.5°
第１測距装置２１のサンプリング周期Δt：0.033sec

【0082】

まず、実施例１と同様にして、各被験者の骨盤部５３の座標（x_t，y_t）を算出する。算出した骨盤部５３の座標（x_t，y_t）、及び、骨盤部５３の座標（x_t，y_t）の加速度の最大値に基づき、上記した式を用いて運動機能評価値Ｐ１を算出する。算出した結果を表１に示す。表１では、各被験者が５回ずつ着座動作を行った結果を示す。

【0083】

【表1】

【0084】

一般に、下半身の運動機能が低下すると「ドスンと座る」傾向が見られる。このとき、算出された加速度の最大値は大きくなる。よって、算出された加速度の最大値が大きいほど運動機能が低くなると判断できる。これに基づき、運動機能評価値Ｐ１を以下の判定式を用いて点数化する。運動機能が高いと１００点とし、運動機能が低いと０点とする。
Ｐ１が２７，０００未満 ：１００点
Ｐ１が２７，０００以上５５，０００未満：（５５，０００－Ｐ１）／２８０）点
Ｐ１が５５，０００以上 ：０点
上記判定式を用いて各被験者の運動機能を点数化して評価する。評価結果を表２に示す。

【0085】

【表2】

【0086】

表２より、被験者１の評価が低くなっていることが分かる。これにより、運動機能評価システム１ａを用いて、被験者１の運動機能が低下していることを評価できることが確認できた。

【0087】

＜実施例３＞
本実施例３では、実施形態２の運動機能評価システム１ｂを用い、３名の被験者を対象とした運動機能の評価を行う。ここでは、各被験者に起立動作を行ってもらい、体幹部５２の角度θ2_tの角加速度に基づき、被験者の上半身の運動機能を評価する。なお、実施形態２の運動機能評価システム１ｂでは、実施例２と同様にして被験者の下半身の運動機能を評価することもできる。

【0088】

各被験者及び各被験者の身体情報は、実施例２と同様である。着座装置１０、第１測距装置２１及び第２測距装置の環境情報は、以下の通りである。
環境情報
座部１１の基準位置１１１から第１測距装置２１までの距離L_S1：150mm
第１測距装置２１の設置角度Φ_S1：63.5°
座部の奥行きの長さL_C：425mm
座部１１から第２測距装置２２までの距離L_S2：450mm
第２測距装置２２の設置角度Φ_S2：90°
第１測距装置２１及び第２測距装置２２のサンプリング周期Δt：0.033sec

【0089】

まず、実施例１と同様にして、各被験者の骨盤部５３の座標（x_t，y_t）を算出する。算出した骨盤部５３の座標（x_t，y_t）に基づき、体幹部５２の角度θ2_tを算出する。次に、上記した式を用いて体幹部５２の角加速度α2_tを算出し、上記した式を用いて運動機能評価値Ｐ２を算出する。算出した結果を表３に示す。表３では、各被験者が５回ずつ起立動作を行った結果を示す。平均は、小数点以下を四捨五入して示す。

【0090】

【表3】

【0091】

一般に、上半身の運動機能が低下すると「なるべく体幹を使わずに起立する」傾向が見られる。このとき、算出された加速度の最大値は小さくなる。よって、算出された加速度の最大値が小さいほど運動機能が低くなると判断できる。これに基づき、運動機能評価値Ｐ２を以下の判定式を用いて点数化する。運動機能が高いと１００点とし、運動機能が低いと０点とする。
Ｐ２が５，０００以上 ：１００点
Ｐ２が１，０００以上５，０００未満：（Ｐ２―１，０００）／４０点
Ｐ２が１，０００未満 ：０点
上記判定式を用いて各被験者の運動機能を点数化して評価する。評価結果を表４に示す。評価結果の点数は、小数点以下を四捨五入して示す。

【0092】

【表4】

【0093】

表４より、高齢である被験者１及び被験者２の評価が低くなっていることが分かる。これにより、運動機能評価システム１ｂを用いて、被験者１及び被験者２の運動機能が低下していることを評価できることが確認できた。実施例２及び実施例３の評価結果を参照すると、被験者２について、下半身の運動機能の評価は８３点であったのに対して、上半身の運動機能の評価は６７点で、上半身の運動機能の評価が低く、上半身のみ運動機能が低下していると推定できる。

【0094】

＜実施例４＞
本実施例４では、実施例２及び実施例３で評価した結果を表示する例を示す。ここでは、実施例２及び実施例３を実施した結果、すなわち、「一度着座装置１０に着座し、その後、着座装置１０から起立する動作」を行った結果の運動機能の評価結果を表示する。

【0095】

第一の表示例としては、点数化した評価結果の平均点をそのまま表示する。表示例を図１３に示す。

【0096】

第二の表示例として、運動機能の評価結果を、「良好」、「要改善」などの分かりやすい言葉又は画像で表示した例を示す。このとき、例えば８０点を閾値として、以下の通り「良好」及び「要改善」を判断する。
８０点以上：良好・笑顔の画像
８０点未満：要改善・疲れた表情の画像
表示例を図１４に示す。

【0097】

このように表示することで、被験者（ユーザＵ）には自身の現在の運動機能の状態が理解しやすくなる。これらの表示例からも分かるように、本発明では、少なくとも下半身の評価結果から、被験者は、自身の現在の運動機能の水準を具体的な数値として理解することができる。また、上半身の評価結果を下半身の評価結果に加えることによって、被験者は、下半身の評価結果のみの場合よりも、より正確に自身の現在の運動機能の水準を理解することができる。例えば、被験者１においては、下半身の評価結果では少し頑張れば良好になるが、上半身の評価結果により、下半身以上に上半身を改善することがより重要であることが分かる。これにより、被験者１は、上半身を改善するという今後の対応をより効率的に理解することができる。また、被験者２においては、下半身の評価結果は良好であるが、具体的な数値から判断すれば、最低限、現在の状態を維持する必要があることを理解することができる。さらに、上半身の評価結果により、上半身が要改善であることが分かり、下半身の維持以上に上半身の改善に向けて対応することが重要であることが分かる。また、被験者３においては、下半身、上半身とも良好であるので安心ではあるが、具体的な数値からみて下半身の具体的な数値を１００にする目標が得られる。

【0098】

以上のように、本発明の運動機能評価システム１ａ，１ｂでは、着座装置１０に取り付けられた第１測距装置２１及び／又は第２測距装置２２を用いてユーザＵの力学量を算出している。これにより、計測装置をユーザＵに取り付ける必要がなくなる。

【0099】

また、本発明の運動機能評価システム１ａ，１ｂでは、ユーザＵの身体情報、第１測距装置２１及び／又は第２測距装置２２の環境情報、並びに、第１測距装置２１及び／又は第２測距装置２２で測定した第１測距装置２１からユーザＵの大腿部５４までの距離データ及び／又は第２測距装置２２からユーザＵの体幹部５２までの距離データを利用して、正確にユーザＵの関節の力学量を算出することができる。このように、ユーザＵの関節の力学量を正確に算出できるため、ユーザＵごとに違った立ち方又は座り方をする場合でも、ユーザＵの立ち方又は座り方に関係なくユーザＵの関節の力学量に基づいてユーザＵの運動機能も正確に評価することができる。このように正確に運動機能を評価することで、ユーザＵの介護が必要になるリスクを正確に判断することができる。

【0100】

また、日常生活の中でユーザＵが着座及び起立する着座装置１０を利用して運動機能評価システム１ａ，１ｂを構築することで、ユーザＵは常に自身の運動機能を把握することができる。また、ユーザＵは、自身の運動機能の評価結果を顧みて運動機能の向上を試みることができ、運動機能が低下することによって要介護状態となるリスクを低減することができる。特に、本発明の運動機能評価システム１ａ，１ｂでは、過去の運動機能の評価結果も記憶部３５に記憶している。これにより、ユーザＵは、運動機能の評価結果を過去の評価結果と比較して確認することができ、運動機能の継続的な変化を確認することができるため、運動機能の維持または改善に効果的に利用することができる。

【0101】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。

【0102】

例えば、上記実施形態では、骨盤座標の算出及び力学量の算出は、ユーザＵが着座動作又は起立動作を行っている間に行っているが、必ずしもこの構成でなくてもよい。例えば、ユーザＵが着座動作又は起立動作を終了し、計測終了後に骨盤座標の算出及び力学量の算出を行ってもよい。

【0103】

また、上記実施形態では、情報処理装置３０は、リンクモデル生成部３１を備えているが、リンクモデル生成部３１は必ずしも備えなくてもよい。この場合は、人体リンクモデル５０を生成するステップＳ１２を行わず、記憶部３５に保存されている身体情報に基づいてユーザＵの運動機能を評価する。

【符号の説明】

【0104】

１ａ，１ｂ 運動機能評価システム
１０ 着座装置
１１ 座部
１２ 背もたれ部
２１ 第１測距装置
２２ 第２測距装置
３０ 情報処理装置
３１ リンクモデル生成部
３２ 骨盤座標算出部
３３ 力学量算出部
３４ 運動機能評価部
５０ 人体リンクモデル
５２ 体幹部
５３ 骨盤部
５４ 大腿部
Ｕ ユーザ

【要約】

【課題】 ユーザに計測装置を装着せずに、ユーザの体幹の力学量を算出して正確に運動機能を評価する運動機能評価システムを提供する。
【解決手段】 本発明の運動機能評価システム１ａは、着座装置１０と、着座装置１０の座部１１に取り付けられる第１測距装置２１と、情報処理装置３０とを備える。情報処理装置３０は、予め設定されているユーザＵの大腿部５４の長さ、座部１１の基準位置１１１から第１測距装置２１までの距離、及び、第１測距装置２１の座部１１に対する設置角度、並びに、第１測距装置２１で経時的に測定されるユーザＵの大腿部５４までの距離データに基づいて、ユーザＵの骨盤部５３の座標を算出する骨盤座標算出部３２と、骨盤座標算出３２で算出した骨盤部５３の座標に基づいて、ユーザＵの少なくとも下半身の運動機能を評価する運動機能評価部３４と、を有する。
【選択図】 図２

【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14】