特許 7184963 知能健康増進サービスシステムのためのウェアラブルインタフェース

(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】

(24)【登録日】2022-11-28

(45)【発行日】2022-12-06

(54)【発明の名称】知能健康増進サービスシステムのためのウェアラブルインタフェース

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/00 20060101AFI20221129BHJP

   A61B 5/256 20210101ALI20221129BHJP

   A61B 5/389 20210101ALI20221129BHJP

   A61B 5/11 20060101ALI20221129BHJP

【ＦＩ】

A61B5/00 B

A61B5/256 230

A61B5/389

A61B5/11 230

A61B5/00 102C

【請求項の数】 20

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021095855

(22)【出願日】2021-06-08

(65)【公開番号】P2022002690

(43)【公開日】2022-01-11

【審査請求日】2021-06-08

(31)【優先権主張番号】63/036,969

(32)【優先日】2020-06-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】502250743

【氏名又は名称】國立成功大學

【氏名又は名称原語表記】ＮＡＴＩＯＮＡＬ ＣＨＥＮＧ ＫＵＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ヤン－チョン リン

(72)【発明者】

【氏名】チェン－シアン チャン

(72)【発明者】

【氏名】ピン－チュン チェン

(72)【発明者】

【氏名】ペイ－ユン ウー

(72)【発明者】

【氏名】ウェイ－チー リエン

(72)【発明者】

【氏名】ポン－ティン チェン

【審査官】増渕 俊仁

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０８３２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５１５５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５１８０５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５１５８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１２－５１６７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２０９８８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１６３４４４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／００－５／０１

Ａ６１Ｂ ５／２４－５／３９８

Ａ６１Ｂ ５／０５－５／０５３８

Ａ６１Ｂ ５／０６－５／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

着用者の身体部分上に複数群の皮膚接触パッドを保持するためのウェアラブル装置であって、前記皮膚接触パッドから構造的に分離されたモジュール型装具と、複数の外部アドオン部材と、を含み、
前記モジュール型装具は、前記着用者の前記身体部分上の前記皮膚接触パッドの群間の群間距離調整を可能にするように構成され、その上に配置された複数群の配向スロットを有し、前記複数群の配向スロットは、前記皮膚接触パッドの１つの群内で群内形成を維持するように構成され、
前記複数の外部アドオン部材は、前記モジュール型装具の前記配向スロットを介して前記複数群の皮膚接触パッドを着脱可能に結合するように構成される、
装置。

【請求項2】

前記モジュール型装具は内向面及び外向面を画定し、
前記モジュール型装具の前記内向面は、付着摩擦することなく前記皮膚接触パッドを押して、着用者の身体部分上にその位置決め配向を維持するように構成される、
請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記モジュール型装具は、上部装具部材と、中間装具部材と、下部装具部材とを含み、
前記上部装具部材、前記中間装具部材、及び前記下部装具部材は、係合可能であるが、互いに構造的に取り外し可能であり、
前記上部装具部材、前記中間装具部材、及び前記下部装具部材のそれぞれは、着用者の身体部分上で自己保持可能である、
請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記中間装具部材は、前記上部装具部材及び前記下部装具部材の配向基準を確立するために、前記着用者のヒンジ関節上に保持するための切欠孔を有し、
前記中間装具部材は、配向スロットなしに設けられる、
請求項３に記載の装置。

【請求項5】

前記上部装具部材及び前記下部装具部材のうちの少なくとも１つは、縦軸を画定する柔軟なストラップ本体を含み、
前記柔軟なストラップ本体は、
前記縦軸に沿ってそれぞれの端部に配置され、互いに係合して前記着用者の肢の周りを包む前記装具部材内のループを形成するように構成された一対の締結具と、
その上に分布された別々の群の配向スロットを有し、前記締結具の間に配置されたパッド保持部と、を有し、
前記パッド保持部は、前記配向スロットの前記別々の群の間の前記縦軸方向に沿った幅調整機構を備え、前記縦軸方向に沿った対応する前記皮膚接触パッドの群間の群間距離調整を可能に構成されている、
請求項４記載の装置。

【請求項6】

前記上部装具部材の前記幅調整機構は、前記中間装具部材との係合時に、前記中間装具部材の前記切欠孔と実質的に整列し、
前記下部装具部材の前記幅調整機構は、前記中間装具部材との係合時に、前記中間装具部材の前記切欠孔を実質的にオフセットする、
請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記上部装具部材及び前記下部装具部材のうちの少なくとも１つは、前記中間装具部材と係合するように構成された相互接続部材を含むことで、前記皮膚接触パッドの群間の分離距離を前記縦軸に垂直な方向に保持し、
前記相互接続部材には、前記分離距離の調整を可能にする長さ調整機構が設けられている、
請求項５に記載の装置。

【請求項8】

前記幅調整機構は、前記配向スロットの別々の群の間に配置された視覚的位置決めマークを備える、
請求項６に記載の装置。

【請求項9】

前記モジュール型装具の前記装具部材のそれぞれは弾性生地材料を含み、
前記外部アドオン部材のそれぞれは、構造的保持を提供するための剛性ハウジングを含む、
請求項３に記載の装置。

【請求項10】

前記外部アドオン部材は、前記剛性ハウジング内に生理学的センサを含む、
請求項９に記載の装置。

【請求項11】

着用者の身体部分上に複数群の皮膚装着型のセンサパッドをインタフェースするように構成され、マルチメディア対話型システムのためのウェアラブル装置であって、前記センサパッドから構造的に分離されたモジュール型装具と、複数のセンサモジュールと、を含み、
前記モジュール型装具は、前記着用者の身体部分上の前記センサパッドの群間の群間距離調整を可能にするように構成され、その上に配置された複数の配向スロットを有し、前記複数の配向スロットは、前記センサパッド間の群内配向を維持するように構成され、
前記複数のセンサモジュールは、前記モジュール型装具内の前記配向スロットを介して前記複数群のセンサパッドに着脱可能に結合されるように構成され、
前記センサモジュールは、前記マルチメディア対話型システムとワイヤレスで通信する生理学的感知回路を備える、
装置。

【請求項12】

前記モジュール型装具は内向面及び外向面を画定し、
前記モジュール型装具の前記内向面は、付着摩擦することなく前記センサパッドを押して、着用者の身体部分上にその位置決め配向を維持するように構成される、
請求項１１に記載の装置。

【請求項13】

前記モジュール型装具は、上部装具部材と、中間装具部材と、下部装具部材とを含み、
前記上部装具部材、前記中間装具部材、及び前記下部装具部材は、係合可能であるが、互いに構造的に取り外し可能であり、
前記上部装具部材、前記中間装具部材、及び前記下部装具部材のそれぞれは、着用者の身体部分上で自己保持可能である、
請求項１２に記載の装置。

【請求項14】

前記中間装具部材は、前記上部装具部材及び前記下部装具部材の配向基準を確立するために、前記着用者のヒンジ関節上に保持するための切欠孔を有し、
前記中間装具部材は、配向スロットなしに設けられる、
請求項１３記載の装置。

【請求項15】

前記上部装具部材及び前記下部装具部材のうちの少なくとも１つは、縦軸を画定する柔軟なストラップ本体を含み、
前記柔軟なストラップ本体は、
前記縦軸に沿ってそれぞれの端部に配置され、互いに係合して前記着用者の肢の周りを包む前記装具部材内のループを形成するように構成された一対の締結具と、
その上に分布された別々の群の配向スロットを有し、前記締結具の間に配置されたパッド保持部と、を有し、
前記パッド保持部は、前記配向スロットの前記別々の群の間の前記縦軸方向に沿った幅調整機構を備え、前記縦軸方向に沿った対応する前記センサパッドの群間の群間距離調整を可能に構成されている、
請求項１４記載の装置。

【請求項16】

前記上部装具部材及び前記下部装具部材のうちの少なくとも１つは、前記中間装具部材に係合するように構成された相互接続スリング部材を含むことで、前記センサパッドの群間の分離距離を前記縦軸に垂直な方向に保持し、
前記相互接続スリング部材には、前記分離距離の調整を可能にする長さ調整機構が設けられている、
請求項１５に記載の装置。

【請求項17】

前記幅調整機構及び前記長さ調整機構のうちの少なくとも１つは、前記それぞれの群の配向スロットの別々の群の間に配置された視覚的位置決めマークを備える、
請求項１６に記載の装置。

【請求項18】

前記上部装具部材の幅調整機構は、前記中間装具部材との係合時に、前記中間装具部材の前記切欠孔と実質的に整列し、
前記下部装具部材の前記幅調整機構は、前記中間装具部材との係合時に、前記中間装具部材の前記切欠孔を実質的にオフセットする、
請求項１５に記載の装置。

【請求項19】

前記モジュール型装具の前記装具部材のそれぞれは弾性生地材料を含み、
前記センサモジュールのそれぞれは、構造的保持を提供するための剛性ハウジングを含み、
前記上部装具部材を結合する前記センサモジュールの数は、前記下部装具部材を結合する前記センサモジュールの数よりも少ない、
請求項１３に記載の装置。

【請求項20】

前記センサモジュールは、前記剛性ハウジング内に生理学的センサを含む、
請求項１９に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互引用
本出願は米国仮特許出願第６３／０３６９６９号の利益を主張し、これは、参照により本明細書に組み込まれ、明細書の一部として作成される。

【0002】

本開示は一般に、ウェアラブル装置に関し、より具体的には、着用者の身体の上に様々なモジュール型アドオン装置を位置決めするための精密保持能力を提供しながら、治療的軽減を提供できるモジュール型装具システムに関する。

【背景技術】

【0003】

高齢化社会の到来に伴い、リハビリテーション患者やサブヘルス群の数が増加しており、健康増進市場の需要と規模は急速に拡大している。リハビリテーション群は身体の健康を維持し、回復させるために、日常的なリハビリテーション活動を特に必要としている。

【発明の概要】

【0004】

非常に多様な矯正装置が、市販されているか、又はヘルスケア処方によって入手可能である。これらの矯正装置の性質は、他の点では健康な人々のための予防／増強補助から、様々な程度の自立性及び移動性を失った人々のための安定化を積極的に誘導する治療上の制約まで及ぶ。特定の用途にかかわらず、これらの補助装着型装置は異なる状態のユーザの間で様々な目的のために、身体の異なる部分にわたって頻繁に使用される。

【0005】

これらのウェアラブル装置は、人々の間で広く受け入れられるようになってきているので、その全体構造が過度に剛性であることなく、一般に柔軟な特性を含み、同時に、必要とするユーザのための多機能インタフェースを提供するように、着用者の身体部分上の機能的な装置キャリアとして適合可能であることを念頭に置いて、モジュール型のウェアラブルインタフェースを設計することが有益である。

【0006】

本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約した本開示のより具体的な説明を、実施形態を参照することによって行うことができ、そのいくつかを添付の図面に示す。しかしながら、添付の図面は本開示の典型的な実施形態のみを示し、したがって、本開示は、他の等しく有効な実施形態を認めることができるので、本開示の範囲を限定すると見なされるべきではないことに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示のいくつかの実施形態に係る多目的モジュール型ウェアラブルインタフェースを示す図である。

【図2A】本開示のいくつかの実施形態に係るウェアラブルインタフェース装置を示す正面側面図である。

【図2B】本開示のいくつかの実施形態に係るウェアラブルインタフェース装置を示す正面側面図である。

【図3】本開示のいくつかの実施形態に係るウェアラブルインタフェース装置の例示的なモジュール型装具部材を示す正面側面図である。

【図4】本開示のいくつかの実施形態に係るウェアラブルインタフェース装置の例示的なモジュール型装具部材を示す透視図である。

【図5A】本開示のいくつかの実施形態に係る例示的なモジュール型装具部材の巻き付けられていない構成を示す図である。

【図5B】本開示のいくつかの実施形態に係る例示的なモジュール型装具部材の巻き付けられていない構成を示す図である。

【図6】本開示のいくつかの実施形態に係る例示的なモジュール型装具部材の巻き付けられていない構成要素を示す図である。

【図7】様々な視点からの本開示のいくつかの実施形態に係る外部アドオン部材の例示的なハウジング構造を示す図である。

【図8】本開示のいくつかの実施形態に係る例示的な外部アドオン部材の部分を示す透視図である。

【図9】本開示のいくつかの実施形態に係るモジュール型装具部材の適用構成を示す図である。

【図10】本開示のいくつかの実施形態に係るウェアラブルインタフェース装置のための例示的な外部アドオン部材の構成要素を示すブロック図である。

【図11】本開示のいくつかの実施形態に係るウェアラブルインタフェース装置を利用する、知能健康増進サービスシステム（ＩＨＰＳＳ）のための概略的な信号処理フローを示す図である。

【図12】本開示のいくつかの実施形態に係る知能健康増進サービスシステムの概略アーキテクチャを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本開示の様々な例示的な実施形態を示す添付の図面を参照して、本開示をより全体的に説明する。しかしながら、本開示は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に記載された実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が十全であり、本開示の範囲を当業者に十分に伝えるように提供される。全体を通して、類似の参照符号は類似の要素を指す。

【0009】

本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためだけのものであり、本開示を限定することを意図するものではない。本明細書で使用されるように、単数を表す用語、例えば、「１つの」は、他の文脈が明確に示されない限り、複数も含むように意図される。「含む」などの用語は、本明細書で使用される場合、特徴、領域、整数、ステップ、操作、要素、及び／又は構成要素の存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、領域、整数、ステップ、操作、構成要素、及び／又はそれらのグループの存在又は追加を妨げるものではない。

【0010】

別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。さらに、一般的に使用される辞書で定義されるような用語は、関連技術及び本開示の文脈におけるそれらの意味と一致する意味を有するものとして解釈されるべきであり、本明細書で明示的にそのように定義されない限り、理想化された又は過度に形式的な意味で解釈されないことが理解されるであろう。

【0011】

図１は、本開示のいくつかの実施形態に係る多目的モジュール型ウェアラブルインタフェースを示す。具体的には、図１が例示的な装置の様々な特徴を選択的に強調するいくつかの局所拡大図を有する、膝装具の形態をとる例示的なウェアラブルインタフェース装置１０を示す。

【0012】

例示的なウェアラブル装置１０は、ユーザの身体部分（例えば、下肢１４０）上の複数群の機能要素（皮膚接触パッド１３０など）とインタフェースする（例えば、押す／固定する／保持する）ように設計される。図示のウェアラブル装置１０は、本質的に、複数のサブ装具ユニット（例えば、装具部材１１０－１、１１０－２、１１０－３）及び複数の外部機能アドオン（例えば、アドオン部材１２０－１、１２０－２及び１２０－３であり、これらをアドオン部材１２０と総称する）に機能的に分離され得るモジュール型装具１１０を備える。図示の実施形態では、モジュール型装具１１０が機能要素（例えば、皮膚接触パッド１３０）から構造的に分離された独立型の衣類である。

【0013】

モジュール型装具１１０には、皮膚接触パッド１３０の１つの群内で群内形成を維持するように構成された複数群の配向スロット１１１が設けられている。例えば、図１の左側の領域拡大図は合計６つの皮膚接触パッド１３０を示しており、これらは３つの２つの群に配列されている。特に、３つの接触パッド１３０の各群は直立した三角形の形態で配置され、１つのパッドは、互いに横方向に並んで配置される残りの２つのパッドの上部の上に配置される。

【0014】

これに対応して、図１の局所拡大図は、配向スロット１１１の２つの群がモジュール型装具１１０上に設けられており、スロットの各群が皮膚接触パッド１３０の指定された構成（例えば、相対位置）に実質的に一致するパターン（例えば、この場合、三角形パターン）にフォーマットされていることを示す。

【0015】

図示の実施形態では、配向スロット１１１が皮膚接触パッドの幅を考慮に入れた適切な群内分離でモジュール型装具１１０上に分布され、その結果、ほとんどの用途では、隣接するパッドユニット間の干渉を最小限に抑える（例えば、装具部材１１０の締結時の接触パッドの重なりを回避する）。用途の状況に応じて、群内パターン形成は、人間の解剖学的構造の特定の生理学的特徴に基づいて決定することができる。例えば、図示の実施形態では、群内配向スロットパターンが大腿四頭筋の一般的なレイアウトに一致するように対応して配置される。しかしながら、図示の実施形態は、人間のユーザの膝のための用途を示しているが、本開示の強調された発明概念は、身体の他の部分、例えば肘、首、又は胴体さえのためのウェアラブル装置に適用されてもよいことに留意されたい。

【0016】

一般的に言えば、身体特徴の特定の群間の相対位置は、異なる身体サイズ（例えば、ツボ、圧痛点、トリガ点等の群）にわたる可能な分布にもかかわらず、実質的に一定のままであり得る。したがって、群内スロットパターンの設計は、機能的皮膚インタフェース（例えば、パッド１３０）及び支持装具ユニット（例えば、装具部材１１０）が適用される指定された身体部分によって少なくとも部分的に決定され得る。特定のアプリケーションシナリオ（例えば、医療サービスが医療専門家の広範な監督から離れて／遠隔的に提供されるポイントオブケア（ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｃａｒｅ，ＰＯＣ）アプリケーション）では、予め配置された群内固定機構の提供がアマチュア／セルフガイドユーザのためのフールプルーフレベルを上げるのに役立ち、それによって、装置アプリケーション精度を維持しながら使いやすさを保証することができる。

【0017】

例示的なモジュール型装具１１０は、着用者の身体部分上の皮膚接触パッド１３０の群間の群間分離調整を可能にするように構成された調整機構（例えば、幅／長さ調整器１１２／１１４）をさらに備える。例えば、横方向において、幅調整機構１１２は、皮膚接触パッド１３０の群間に提供され、群内の接触パッドの部材間の相対位置を維持しながら、接触パッドの特定の群間の横方向分離調整（群間分離調整）を可能にする（群内形成保持）。群間調整機構は、装具部材１１０が様々な身体サイズのより広範囲のユーザに適合することを可能にすることにより、フリーサイズ（ｏｎｅ－ｓｉｚｅ－ｆｉｔｓ－ａｌｌ）の設計トレンドを達成することができる。

【0018】

複数の外部アドオン部材１２０は、モジュール型装具１１０の配向スロット１１１を介して皮膚接触パッドの群を取り外し可能に結合するように構成される。図示の実施形態では、モジュール型装具１１０が使用者の四肢の周りに着用される衣類の一部として提供される。したがって、モジュール型装具１１０は、着用者の皮膚と接触する内向面（例えば、図４に付された表面４１０ｂ）と、内向面と反対側の外向面（例えば、図４の表面４１０ａ）とを画定する。いくつかの実施形態では、モジュール型装具１１０の内向面が付着摩擦（ｓｔｉｃｋｔｉｏｎ）することなく皮膚接触パッド１３０を押すように構成される。これにより、着用者の身体部分上の機能的皮膚インタフェース（例えば、パッド１３０）の同じ群の間の形成配向を維持する。

【0019】

特定の用途に応じて、機能的皮膚インタフェース（例えば、パッド１３０）は、様々な形態をとることができる。例えば、いくつかの実施形態では、皮膚接触パッド１３０が神経筋電気刺激（ｎｅｕｒｏｍｕｓｃｕｌａｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ＮＭＥＳ）パッド又はマイクロサーマル治療パッド（電気ベース又は赤外線ベースの加熱要素を含んでもよい）などの能動治療装置の形態で提供されてもよい。このような用途では、配向スロット１１１を介して皮膚接触パッドを結合するように設計された外部アドオン部材１２０には、治療用パッドの機能を支持するために、対応する電気部品及び搭載電源を設けることができる。

【0020】

いくつかの実施形態では、皮膚接触パッド１３０が疼痛緩和パッチなどの経皮治療パッドの形態で提供されてもよい。このような用途では、外部アドオン部材１２０が皮膚接触パッド１３０との結合／係合時に、例えば、毛管配列を介して、そこへの治療物質の送達を容易にする薬物リザーバを備えてもよい。

【0021】

用途のいくつかは、皮膚接触インタフェース間の正確な位置合わせを必ずしも必要としないが、特定の実施形態は、群内配向固定具配置から利益を得る。例えば、いくつかの実施形態では、機能的皮膚接触インタフェースが針パッチの形態をとってもよい。このような用途では、治療効果を確保するために、並びに着用者の不可避の身体運動に適応するために、正確な位置決め及びパッド内配向保持が望まれる。

【0022】

損傷防止又は治療目的のための可動域／可動域追跡データの捕捉を伴う他の用途では、皮膚接触インタフェース（例えば、パッド１３０）は、正確に配置された生理学的センサ構成要素の形態をとることができる。そのようなセンサ装置は、対応する外部アドオン部材１２０に結合されると、ユーザの身体部分に関連する生理学的情報（例えば、関節運動の追跡、関節可動域、関節可動性、関節負荷、関節角度など）を抽出又は他の方法で取得するように構成されてもよい。そのような実施形態では、例示的な装具部材１１０によって組み込まれた群内配向機構（例えば、群内スロット１１１）は、機能的接触インタフェースの群間の正しい形成位置合わせを達成するように、ユーザを案内するフールプルーフ構成を提供するだけでなく、モジュール型装具装置のドレッシングの持続時間全体にわたって、ユーザの身体部分上に適切に位置合わせされたパッドの位置を保持するのにも役立つ。

【0023】

いくつかの実施形態では、モジュール型装具１１０の一般的な構造が柔軟な材料（例えば、可撓性生地／布）を含む。対照的に、外部アドオン部材１２０の一般的な構造は、形状及び形態において自己持続可能である実質的に堅固な材料を含み得る。これにより、内部に収容され得る他の機能装置（例えば、センサ回路、電力ユニット、トランシーバ構成要素等）のための構造的支持及び保護遮蔽を提供する収容部材を形成し得る。

【0024】

いくつかの実施形態では、外部アドオン部材１２０が構造支持特性を組み込むことができる。例えば、外部アドオン部材１２０の剛性ハウジングは、方向剛性を与えるねじりばねと一体化されてもよく、これにより、予め設計された方向／配向に沿ったモジュール型装具１１０の物理的支持／耐荷力が生成／強化される。いくつかの実施形態では、外部アドオン部材１２０は、モジュール型装具１１０への結合時に、引張力又は圧縮力を発生させるように構成された弾性構成要素を組み込むことができる。これにより、装具装置の荷重分担能力が強化され、装具着用者のための歪取りが容易になる。

【0025】

いくつかの実施形態では、例示的なウェアラブル装置１０は、着用者と知能健康増進サービスシステム（ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｈｅａｌｔｈ ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｙｓｔｅｍ，ＩＨＰＳＳ）との間のインタフェースとして機能するように構成される。ＩＨＰＳＳは、遠隔データ処理及びリアルタイム対話的フィードバックを可能にするように、着用者の動的生理学的データを収集するためのユーザインタフェースとして、例示的なウェアラブル装置を利用するマルチメディア対型システムであってもよい。

【0026】

例えば、ウェアラブル装置１０は、着用者の身体部分上の複数群の皮膚装着型のセンサパッド（例えば、パッド１３０）とインタフェースするように構成されてもよい。このような用途では、ウェアラブル装置１０は、それぞれがセンサパッドから構造的に分離されたモジュール型装具部材１１０－１、１１０－２、１１０－３を含むモジュール型装具１１０を備えることができる。モジュール型装具１１０には、その上に分布された複数群の配向スロット１１１が設けられており、それぞれはセンサパッドの群内で群内配向を維持するように構成される。一方、モジュール型装具１１０は、着用者の身体部分にわたるセンサパッドの群間で群間分離調整を可能にするように構成される。ウェアラブル装置１０は、複数のセンサモジュール１２０－１、１２０－２、１２０－３をさらに含み、各センサモジュールは、モジュール型装具部材の配向スロットを通して、センサパッドの対応する群に着脱自在に結合されるように構成される。センサモジュール１２０のうちの１つ又は複数には、マルチメディア対話型システムとの無線通信を確立することができる生理学的感知回路を設けてもよい。

【0027】

いくつかの実施形態では、既製の構成要素が皮膚接触インタフェース（例えば、パッド１３０）として利用される。例えば、いくつかの実施形態では、ＡｘｅｌｇａａｒｄからのＰＡＬＳ（登録商標）神経刺激電極などの再使用可能なパッドが採用される。既存の認定された使い捨て構成要素（例えば、皮膚に取り付けられたパッド）の使用は、装置構成要素へのアクセス可能性を最大化し、製造コストを低減するのに役立ち得る。いくつかの実施形態では、配向スロット１１１の周囲のモジュール型装具１１０の内向面には、センサパッドの背面を付着摩擦することなく押圧するように構成された非粘着性の摩擦テクスチャを設けることができる。交換可能な構成要素（例えば、電極パッド１３０）を保持するための自己付着構成要素（例えば、ステッチング、接着剤、又はＶＥＬＣＲＯ（登録商標）ストラップ、又は表面対表面の直接付着の他の形態）の組み込みは、ウェアラブル装置の間で普通であったが、そのような粘着性材料はしばしば、継続的な使用とともに早期に劣化し、及び／又は汚物や汚れの蓄積を望ましくなく招く。したがって、このような従来の構成は、クリーニングの困難性を増大させるため、ウェアラブル装置の製品寿命を減少させる可能性がある。群内配向機構及び本開示の非付着摩擦（ｎｏｎ－ｓｔｉｃｋｔｉｏｎ）設計は、ウェアラブル装置の信頼性及び寿命を改善するのに役立つ可能性がある。

【0028】

図２Ａ及び図２Ｂは、本開示のいくつかの実施形態に係るウェアラブルインタフェース装置の実施形態の正面側面図を示す。

【0029】

例示的なモジュール型装具部材２０（及び装具２０’）は、膝装具の形態をとり、多断面モジュール設計を採用する。例えば、モジュール型装具２０（又は２０’）のそれぞれは、上部装具部材２１０－１（又は２１０－１’）、中間装具部材２１０－２（又は２１０－２’）、及び下部装具部材２１０－３（又は２１０－３’）を備える。後続の図面においてより良く視覚化されるように、例示的なモジュール型装具部材のそれぞれは、個々の装具部材のそれぞれが着用者の身体部分上に自己保持されることを可能にする環状ラップを形成することができる。

【0030】

いくつかの実施形態では、各構造的に分離された部材（例えば、装具部材２１０－１、２１０－２など）の主要部分は、可撓性の衣類又はラップを含む。いくつかの実施形態では、装具部材が高い圧縮特性及び滑り防止特性を有する通気性材料で構成される。例えば、モジュール型装具の弾性衣類構成要素は、適切な表面処理を施した合成繊維生地（例えば、銀繊維生地などの抗菌生地を含む）を利用することができる。表面処理は、撥水性コーティング処理、表面摩擦改質、抗菌性表面処理、及び耐臭気性表面処理を含んでもよい。いくつかの実施形態では、衣類材料及び構造が摩擦力及び圧縮力によって着用者の身体部分上の装具部材の動きを制約することにより、望ましくない摩擦、装置ずれ、又は位置合わせ不良の問題を最小限に抑えるように、柔軟かつ滑り止めの特性を備えることができる。

【0031】

モジュール型装具部材の柔軟な構造と比較して、外部アドオン部材（例えば、部材２２０－１、２２０－１’等）には、実質的に剛性のある材料（例えば、外力の作用がなく実質的な変形を伴わずに、その物理的形状及び形態を保持することができる）を備える外部シールド／ハウジングユニットが設けられている。いくつかの実施形態では、外部アドオン部材の外部構造は、例えば、ＡＢＳプラスチック、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ウレタン、ネオプレン、並びに他の天然及び合成ポリマーなどのポリマー材料の適切な組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施形態では、外部アドオン部材は、金属材料、例えばステンレス鋼及びバネ鋼を含んでもよい。いくつかの実施形態では、外部アドオン部材は、成形技術（例えば射出成形）、真空成形、機械加工、スタンピング、電気化学ミリング、スパッタリング、化学蒸着、又は他の適用可能な製造方法によって形成されてもよい。

【0032】

いくつかの実施形態では、外部アドオン部材（例えば、部材２２０－１／２２０－１’）は、群内配向スロットの２つ以上の群を横切るように構成され、機能的皮膚接触ユニットの２つ以上の群（例えば、同図に図示しないパッド１３０）を結合するように構成されてもよい。

【0033】

いくつかの実施形態では、外部アドオン部材（例えば、部材２２０－２、２２０－３）は、配向スロットの単一の群をカバーするように構成されてもよい。なお、外部アドオン部材のカバレージは、個々のモジュール型装具部材内の領域に限定される必要はない。例えば、特定の用途では、外部アドオン部材は、異なるモジュール型装具部材を横切って／その上を横切るように構成されてもよい（例えば、上部装具部材２１０－１から中間装具部材２１０－２を通って下部装具部材２１０－３まで）。

【0034】

完全なモジュール型装具２０／２０’を形成するために、相互接続部材２１４ａ／２１４ｂ（又は２１４’）が、容易で確実なモジュール間結合を可能にするように、隣接する部材の各対の間に設けられる。例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示す実施形態から分かるように、上部装具部材２１０－１／２１０－１’及び下部装具部材２１０－３／２１０－３’の少なくとも１つには、中間装具部材２１０－２と係合するように構成された相互接続部材２１４ａ／２１４ｂ／２１４’が設けられている。いくつかの実施形態では、相互接続部材（相互接続部材２１４と総称する）は、機能的皮膚インタフェース（例えば、パッド１３０）の群間の分離距離を垂直方向（図示の配向を参照して）に保持することができる、柔軟であるが耐伸縮性の材料から作製される。いくつかの実施形態では、相互接続部材には、垂直方向に沿った分離距離の調整を可能にする長さ調整機構が設けられている（図５にはさらに詳細に示されている）。

【0035】

各モジュール型装具部材の自己保持能力により、独立型ユニットとして個々に使用することができる。したがって、装置モジュール性が向上すると、アプリケーションの柔軟性も拡張することができる。例えば、いくつかの用途では、下部装具部材２１０－３／２１０－３’（及び対応する外部アドオン部材２２０－３／２２０－３’）が着用者の膝蓋靭帯の周りに負荷軽減能力を提供する膝支持バンドとして個別に適用されてもよい。他方、より確実な装置保持又は正確な装置整列を必要とする用途（例えば、厳しい身体運動／運動状態での運動追跡を含む用途）では、下部装具部材２１０－３が中間装具部材２１０－２と協働して適用されてもよい。このような実施形態では、中間装具部材２１０－２は、着用者のジョイント上のアンカーガータとして機能することができる。これにより、アドオン部材内の搭載センサ装置の配向基準をより良好に維持するために、下部装具部材２１０－３を増強する。

【0036】

図２Ａに示すように、いくつかの実施形態では、相互接続部材２１４ａ及び２１４ｂが懸垂ストラップの形態で提供される。例えば、ストラップは、モジュール型サブ装具部材２１０－１／２１０－２／２１０－３のいずれか上の一体型延長部とすることができる。これに対応して、隣接する部材には、相互接続ストラップをそこで締結することを可能にするストラップ受容スロットを設けることができる。いくつかの実施形態では、相互接続部材（例えば、部材２１４ａ／２１４ｂ）は、（図示の実施形態ではベルクロ（登録商標）ループ配置の形態をとる）長さ調整機構を組み込むことができる。これにより、（図示の配向を参照して）垂直方向における異なる群の配向スロット間の分離調整を可能にする。例えば、図２Ａに示す長く狭いストラップ構成は、皮膚接触インタフェース（例えば、パッド１３０）の群間の分離距離を微調整するための広範囲の連続的調整を可能にする。広範囲の調整が不要であると考えられる他の用途では、比較的単純な相互接続機構を採用することができる。例えば、図２Ｂの実施形態に示すように、ボタン／バックル型締結機構（例えば、部材２１４’）は、上部装具部材２１０－１’と中間装具部材２１０－２’との間に提供される。このような場合、複数のボタンを所定のピッチ間隔で装具部材上に配置して、調整を可能にしてもよい。

【0037】

図３は、本開示のいくつかの実施形態に係るウェアラブルインタフェース装置の例示的なモジュール型装具部材の正面側面図を示す。特に、図３は、本開示のいくつかの実施形態に係る、外部アドオン部材（例えば、部材１２０）が除去されたモジュール型装具３０を示す。この装具のみのビューは、群内配向スロット（例えば、スロット群３１１ａ／３１１ｂ／３１１ｃ／３１１ｄ）のより明確な視覚化を提供する。

【0038】

図示の実施形態では、上部装具部材３１０－１は、中央ストリップ３１２の両側に実質的に対称的に分布された、２つの群の配向スロット３１１ａ及び３１１ｂを担持する。さらに、配向スロット３１１ａ／３１１ｂの各群は、円形スロットキャリア内に配置された３つのスルーホールを備える。いくつかの実施形態では、スロットキャリアは、柔軟な装具モジュールの一体部分であってもよい。いくつかの実施形態では、スロットキャリアは、モジュール型装具部材（例えば、部材３１０－１）を結合するように構成された、その上に配置された貫通スロットを有するディスク状構造の実質的に剛性の部品であってもよい。いくつかの実施形態では、スロットキャリアは、モジュール型装具ユニットの適用の柔軟性を拡張するために、様々なスロットサイズ、スロットピッチ、及び／又はスロット数を備える交換可能なユニットとして設計される。例えば、図示の実施形態では、例示的な上部装具部材３１０－１上の３スロットパターン３１１ａは、着脱可能なスロットキャリアの交換時に、４スロットパターン３１１ｅに変更することができる。

【0039】

いくつかの実施形態では、モジュール型装具部材（例えば、部材３１０－１、３１０－２、及び３１０－３）は、着用者の身体に対する人間工学的適応性を増大させるのに役立つ特徴を備えることができる。例えば、いくつかの実施形態では、中間装具部材３１０－２は、関節（例えば、肘の肘頭）の尖った部分に対処するために、より薄く、より柔軟で、可撓性のある中央領域を備えることができる。いくつかの実施形態では、装具部材は、着用者の特定の身体特徴のためのさらなる収容を提供するために、開口部を備えてもよい。例えば、図示の実施形態では、中間装具部材３１０－２には、着用者の膝の膝蓋骨の近傍の構造及び動きに適応するように構成された膝蓋骨切欠き３１３が設けられている。中間装具部材３１０－２の人間工学的な調整の強化は、着用者のヒンジ関節上の保持能力をさらに増大させる。これにより、上部装具部材３１０－１及び下部装具部材３１０－３に対するより良い配向基準を確立することができる。

【0040】

なお、全てのモジュール型装具部材に群内配向スロット（例えば、スロットパターン３１１ａ／ｂ／ｃ／ｄ／ｅ）を装備すべきではない。例えば、図示の実施形態では、例示的な中間装具部材３１０－２の指定された機能は、着用者のヒンジ関節（例えば、通常、より強いレベルの動きを経験する人間の膝）上にアンカー基準を提供することで焦点を合わせる。したがって、配向スロットなしで提供される。

【0041】

図４は、本開示のいくつかの実施形態に係るウェアラブルインタフェース装置の例示的なモジュール型装具部材の透視図を示す。特に、図４は、本開示のいくつかの実施形態に係る、２つの外部アドオン部材（例えば、部材４２０－１、４２０－２）が取り付けられたモジュール型装具４０を示す。この透視図は、機能的皮膚接触インタフェース（例えば、パッド１３０）と外部アドオン部材（例えば、部材４２０）との間のインタフェース領域のより明確な視覚化を提供する。

【0042】

図示の実施形態では、例示的な上部装具部材４１０－１は、マルチ群タイプの外部アドオン部材４２０－１と結合されるように示されている。例示的なマルチ群タイプのアドオン部材４２０－１は、（幅調整機構４１２のそれぞれの側に配置された）２つの群の配向スロットを横切って横方向に横断する細長い輪郭を備える。いくつかの実施形態では、マルチ群タイプの外部アドオン部材４２０－１は、一対の単一群タイプのアドオンモジュールで置き換えられてもよく、そのそれぞれは配向スロット４１１の単一群をカバーする。

【0043】

前述の実施形態と同様に、中間装具部材４１０－２は、その中間領域に切欠孔４１３を備える。短いバックル式係合配置４１４－１は、上部装具部材４１０－１と中間装具部材４１０－２との間に設けられる。一方、より長い相互接続スリング配置４１４－２は、中間装具部材４１０－２と下部装具部材４１０－３との間に設けられている。複数の相互接続スロット４１５は、中間装具部材４１０－２の上縁領域及び下縁領域に配置され、それぞれは相互接続部材（例えば、スリング部材４１４－２）と係合するように構成されており、異なる実用的用途に対して動作調整性を拡張し、適応性を高めるようになっている。

【0044】

例示的な下部装具部材４１０－３は、左側の配向スロットの群の上に設置された単一群タイプの外部アドオン部材４２０－２と共に示される（図４に示す配向を参照する）。同図に示すように、外部アドオン部材４２０－２は、装具部材の外向面４１０ａ上に物理的接触を通じて下部装具部材４１０－３に結合される。いくつかの実施形態では、外部アドオン部材（例えば、部材４２０－２）は、装具部材自体と直接相互接続することなく、下にある機能的皮膚インタフェース（例えば、パッド１３０）との構造的係合を介して、装具部材の外面上に保持されるように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、外部アドオン部材は、強化された保持能力を提供するように、装具部材上の対応する配向スロット（例えば、スロット４１１）内にそれぞれ延在するように構成された隆起／突起を備えることができる。

【0045】

図５Ａ及び５Ｂは、本開示のいくつかの実施形態に係る、巻き付けられていない構成の例示的なモジュール型装具部材を示す。図５Ａ及び５Ｂの巻き付けられていないレイアウト図は、本開示に係るモジュール型装具装置の例示的な構成をより明確に示す。

【0046】

例示的な装着可能装置５０の各モジュラー部材５１０－１／５１０－２／５１０－３は、それぞれが縦軸Ｌを規定する（図５Ｂにおいて明示的に付されているように）細長い結合ストラップ本体で構成される。例示的な柔軟なストラップ本体は、縦軸に沿ってそれぞれの端部５１０Ｅ１／Ｅ２に配置された一対の締結具５１６ａ／ｂ、５１６ｃ／ｄを備える。締結具（例えば、５１６ａ／ｂ、５１６ｃ／ｄ）は、ループを形成するように互いに係合するように構成され、装具部材が自己保持方式で着用者の肢の周りに巻き付くことを可能にする。パッド保持部（例えば、中央部５１０Ｃ）は、柔軟なストラップ本体の中央部分の締結具の間に配置され、その上に、別々の群の配向スロット（例えば、スロットキャリア５１１）が分布される。

【0047】

装具部材の端部５１０Ｅ１、５１０Ｅ２よりも大きなストラップ幅（例えば、軸Ｌに垂直な方向の幅ｗ）を備えるパッド保持部５１０Ｃは、配向スロットの別々の群の間の縦軸方向に沿って調整機構５１２を備えることができる。調整機構５１２は、縦軸方向に沿った対応する皮膚接触パッドの群間の群間距離調整を可能にするように構成される。図６を参照して、例示的な幅調整機構を以下に詳細に説明する。いくつかの用途では、個々のモジュール型装具部材（例えば、装具部材５１０－１／５１０－２など）のストラップ幅ｗは、ウェアラブル装置の締結時に着用者の動きに対する過度の障害を防止するために、特定の幅閾値内に留まるように構成される。

【0048】

いくつかの実施形態では、上部装具部材５１０－１及び下部装具部材５１０－３のうちの少なくとも１つには、中間装具部材５１０－２と係合するように構成された相互接続部材（例えば、バックル５１４又はスリング５１４’）が設けられている。相互接続部材は、皮膚接触パッド（例えば、パッド１３０）の群間の分離距離を縦軸Ｌに垂直な方向に保持するように設計されてもよい。いくつかの実施形態では、相互接続部材（例えば、スリング部材５１４’／５１４”）は、分離距離の調整を可能にする長さ調整機構を備える。

【0049】

図５Ｂを参照すると、図示の実施形態では、上部装具部材５１０－１の幅調整機構５１２は、中間装具部材との係合時に（上部部材と中間部材との相互接続時に）、中間装具部材の切欠孔と実質的に整列するように構成されている。対照的に、下部装具部材５１０－３の幅調整機構５１２’は、そことの係合時に中間装具部材５１０－２の切欠孔５１３を実質的にオフセットするように構成されている。

【0050】

いくつかの実施形態では、幅調整機構（例えば、部材５１２／５１２’）及び長さ調整機構（例えば、部材５１４／５１４’／５１４”）のうちの少なくとも１つは、ウェアラブル装置の長期間の取り外しが必要とされる場合（例えば、洗浄、乾燥）、ユーザに便利な基準を提供するように、配向スロットの別々の群の間に配置された視覚的位置決めマーク（例えば、相互接続スリング部材５１４”上に提供される目盛りマーク）を提供される。

【0051】

図６は、本開示のいくつかの実施形態に係る、例示的なモジュール型装具部材の巻き付けられていない構成要素を示す。例示的なモジュラー部材６１０－１／６１０－２／６１０－３の他の同等の特徴（例えば、相互接続部材６１４ａ／ｂ／ｃ／ｄ、装具端部カプラ６１６ａ／ｂなど）は、開示を簡潔さにするために、以降の説明から省略される。図６は幅調整機構６１２／６１２’の１つの例示的な配置のより明確な図を提供する。

【0052】

いくつかの実施形態では、モジュール型装具部材（例えば、部材６１０－１／６１０－３）における横方向の群間分離調整可能性は、ツーピースの調整可能構成６１２／６１２’によって達成されてもよい。例えば、図示の実施形態では、上部及び下部装具部材６１０－１及び６１０－３のそれぞれがツーピース構造である。特に、例示的な上部装具部材６１０－１の中央領域６１０Ｃは、オスアダプタ部６１２ｍとメスアダプタ部６１２ｆとを含み、これらは幅調整可能な範囲を提供しながら互いに係合するように構成されている。同図では、種々の装置特徴の例示的な寸法が参照目的のために（ミリメートル単位で）提供される。なお、実際のフィーチャサイズは、特定の動作上の必要性又は特定のアプリケーション要件に依存すべきである。

【0053】

図７は、様々な視点からの本開示のいくつかの実施形態に係る外部アドオン部材の例示的なハウジング構造を示す。

【0054】

図示の外部アドオン部材７２０は、マルチ群タイプの外部アドオン部材の例示的な構成を提示する。マルチ群タイプのアドオン部材７２０－１には、配向スロットの２つの群（例えば、図１に示すスロット１１１）を横切るように設計された細長い輪郭が設けられている。いくつかの実施態様において、幅調整機構は、中央横材７２２（例えば、伸縮構造）に組み込まれてもよい。幾つかの実施例では、ヒンジ機構（例えば、ヒンジ７２４）を実質的に剛性の外部アドオン部材に設けて、モジュール型装具部材に対する適合性を高めることができる。電子機器が内部に収容されるいくつかの実施形態では、埋め込み機能装置の動作状態への迅速かつ便利な基準を可能にするために、外部アドオン部材上に視覚的表示（例えば、ライト又はディスプレイ）が提供されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、外部アドオン部材には、内部に収容された電子装置のバッテリー状態を示す表示を提供する観察可能なライトユニットが設けられている。いくつかの実施形態では、光インジケータは、アドオン部材と対応する機能的皮膚インタフェース（例えば、図１に示すようなパッド１３０）との間の適切な接続を知らせるために、外部アドオン部材上に提供される。

【0055】

図８は、本開示のいくつかの実施形態に係る例示的な外部アドオン部材の部分的な透視図を示す。

【0056】

図示の外部アドオン部材８２０は、単一群タイプの外部アドオン部材の例示的な配置を提示し、その形状及び寸法は、機能的皮膚インタフェース（例えば、パッド１３０）の単一群を覆うように構成される。前述の実施形態と同様に、いくつかの実施形態では、視覚的表示（例えば、ライト又はディスプレイ）を外部アドオン部材８２０上に提供して、埋め込み機能装置の動作状態への迅速かつ便利な基準を可能にすることができる。例えば、いくつかの実施形態では、外部アドオン部材には、内部に収容された電子装置のバッテリー状態を示す表示を提供する観察可能なライトユニットが設けられている。いくつかの実施形態では、光インジケータは、アドオン部材と対応する機能的皮膚インタフェースとの間の適切な接続を知らせるために、外部アドオン部材上に提供される。

【0057】

精密な生理学的情報の収集が望まれるいくつかの実施形態では、外部アドオン部材は、ニーズを満たすために様々な生理学的センサ装置を備えることができる。例えば、外部アドオン部材（例えば、部材１２０）のうちの１つ以上は、例えば、加速度計、ジャイロメータ、運動センサ、近接センサ、光学センサ、磁力計、圧力／力センサ、水和センサ、位置センサ、位置追跡センサ（例えば、全地球測位センサ（ＧＰＳ））などの機能を選択的に組み込むマイクロ電子構成要素を備えてもよい。センサは、光ベースのセンサ、磁気センサ、誘導センサ、容量センサ、電流センサ、抵抗センサ、磁気抵抗センサ、赤外線センサ、傾斜計センサ、圧電材料又は圧電ベースのセンサ、血液酸素センサ、心拍数センサ、レーザ又は超音波ベースのセンサ、及び筋電図タイプのセンサのうちの１つ又は複数を含むことができる。

【0058】

いくつかの実施形態では、生理学的センサ構成要素は、異なる配向基準（例えば、ｘ、ｙ、及び／又はｚ軸）において、モジュラー装着可能装置（例えば、モジュール型装具１１０）上の外部アドオン部材の位置、移動、及び／又は加速度を測定するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、生理学的センサは、微小固体又は微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置を組み込むことができる。いくつかの実施形態では、生理学的センサは、単一軸又は複数軸に沿って、位置及び方向、加速度、速度、振動又は衝撃を測定／感知するように構成されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、マイクロセンサ装置は、クォータニオン角度又はオイラー角度の形態で絶対配向ベクトルを測定することができる、集積化された３軸ジャイロスコープ、３軸地磁気センサ、及び３軸加速度計を含んでもよい。

【0059】

図９は、本開示のいくつかの実施形態に係るモジュール型装具部材の異なる適用構成を示す。

【0060】

本開示による例示的な装具部材のモジュール性は、ウェアラブルインタフェース装置がより大きな程度の柔軟性で利用されることを可能にする。例えば、図９に示すように、特定の用途では、上部及び中間装具モジュール９１０－１及び９１０－２のみが利用される（これらはスリング部材９１４を介して相互接続される）。このような構成では、着用者の大腿四頭筋の生理学的活動を監視するために、１つの外部アドオン部材９２０（その上に指示灯ユニット９２６が設けられる）のみが採用される。一方、中間装具部材９１０－２は、モジュール型装具システムのための付加的なアンカー能力を提供し、これは、対応するセンサ装置の保持精度をさらに補助する。

【0061】

同様に、いくつかの用途では、例示的なウェアラブルインタフェースシステムのモジュール性が中間及び下部装具部材（例えば、部材１１０－２及び１１０－３）のみの採用を可能にする。このような構成では、着用者の足底屈及び背屈活動に関連する生理学的信号を検出して記録することができる。特定の装具構成要素を選択的に省略することは、特定の場合にユーザへの負担を軽減するのに役立ち、ユーザの身体の特定の領域への治療努力をピンポイントで示すのに役立つことができる。

【0062】

図１０は、本開示のいくつかの実施形態に係るウェアラブルインタフェース装置のための例示的な外部アドオン部材の構成要素ブロック図を示す。具体的には、図１０は本開示のいくつかの実施形態に係る、ウェアラブルインタフェース装置１００の構成要素間の例示的な信号処理フローを示す。

【0063】

いくつかの実施形態では、例示的なアドオンモジュール１０２０のハードウェア構成要素は、電極パッチ又は筋電検知要素（例えば、パッド１０３０）、配向感知要素（例えば、９軸慣性センサ１０２２）、電源（例えば、電池１０２４）、及び関連するコントローラ回路（特に図示せず）を含んでもよい。筋電測定モジュール（例えば、アドオンモジュール１０２０）を介して受信されたデータは、関連するデータ送受信機構（例えば、無線送受信機１０２６などの通信回路）を介してホストシステムに送信され得る。したがって、ウェアラブルインタフェース装置１００から収集された情報は、動的なリアルタイム方式で計算機システムに提供されてもよい。

【0064】

筋電気信号測定は、活動中の筋肉の電圧変化を測定するために、筋肉の表面皮膚に電極を取り付けることを指す。一般に、ＥＭＧ信号が大きければ大きいほど、筋肉の活動に関与する運動単位が多くなり、したがって、運動単位の興奮の程度が高くなるので、ＥＭＧを使用して、局所的な筋肉活動の程度を推論することができる。上記の構成を使用して、表面電極パッド１０３０は、様々な筋肉群の筋電気信号を抽出することができ、感知ユニットを介して信号が測定された後、信号は、リアルタイム画面表示のためにホスト装置に送信される前に増幅され、処理されてもよい。なお、ホスト装置には、関連情報が記憶されていてもよい。さらに、９軸慣性感知構成要素によって得られた信号からの関連情報は、ホスト装置に直接記憶され、データ分析及び評価のためにバックエンドシステムによって処理されてもよい。

【0065】

いくつかの実施形態では、ホスト装置は、知能健康増進サービスシステム、例えば、下肢筋リハビリテーションのために設計された対話型マルチメディアシステムであってもよい。いくつかの実施形態において、サービスシステムの標的トレーニング筋群は、大腿四頭筋、膝関節筋、殿筋、脛骨前筋、腓腹筋、及びヒラメ筋を含むことができる。国立成功大学病院のリハビリテーション医の研究によると、下肢完全リハビリテーションに必要な筋力強化には、大腿四頭筋、脛骨前筋、腓腹筋、ヒラメ筋をはじめとする４大筋群があり、膝伸展、背屈、底屈の３大動作に分けることができる。下肢の４つの主要な筋肉群のトレーニングは、下肢の筋持久力を効果的に改善する可能性がある。

【0066】

図１１は、本開示のいくつかの実施形態に係るウェアラブルインタフェース装置を利用する、例示的な知能健康増進サービスシステム（ＩＨＰＳＳ）のための動的信号処理フローを示す。

【0067】

例示的なシステム１１００は、ローカルドメイン（例えば、患者の自宅構内などのポイントオブケアロケーション）に存在する構成要素と、遠隔ロケーションに維持される構成要素（例えば、医療施設又は健康サービスプロバイダ内のリムーブサーバ）とを備えることができる。例えば、センサパッド１１３０を組み込んだウェアラブルインタフェース装置を、患者の手の届く範囲内に局所的に設けることができる。同様に、マルチメディアシステム１１００は、ユーザ対話型インタフェース（例えば、ディスプレイ装置１１５０）を含んでもよい。一方、ホスト装置１１４０（例えば、バックエンドサーバ）は、集中した場所で遠隔的に維持されてもよい。

【0068】

図示の実施形態では、例示的なサービスシステム１１００は、ユーザの捕捉された動作データ及び他の生理学的情報（例えば、リハビリテーションアクション）に基づいて、対話型ゲームフォーマットに統合される動的オーディオビジュアルコンテンツを生成するように設計される。例えば、いくつかの実施形態では、マルチメディアコンテンツは、対話型冒険的仮想ゲームを介して、ユーザ（例えば、患者）を導くように設計されたマップスタイルのステージ／レベルアップチャレンジで明示される。これにより、ユーザのトレーニング体験の疲労を軽減し、自己トレーニングの動機をかき立てる。

【0069】

いくつかの実施形態では、対話型体性感覚システムは、プロジェクト開発のためにＵｎｉｔｙ ３Ｄクロスプラットフォームソフトウェアを利用し、ＩＣＴソフトウェア及びハードウェア統合技術を使用して、ＪＡＶＡ（登録商標）の下部にＡＰＩパッケージを開発し、ハードウェアを接続する。いくつかの実施形態では、例示的な知能健康増進サービスシステムの動作は、５つの主要なプロセス、すなわち、１．ユーザ基本データ確立、２．カスタマイズされたパラメータ設定、３．ゲーム化リハビリテーション体験、４．ユーザフィードバック、及び５．スマート評価及び記録に分割されてもよい。

【0070】

図１２は、本開示のいくつかの実施形態に係る知能健康増進サービスシステム（ＩＨＰＳＳ）の概略アーキテクチャを示す。

【0071】

１つには、例示的なスマート健康増進サービスシステム１１００は、プロのリハビリテーション治療の統合を容易にするように構成され、ゴールデン治療期間又は健康増進期間中に脆弱な高齢者のための遠隔及びデジタルサービスシステムを提供する。一例として、例示的なサービスシステムは、「ゲーム化、カスタマイズ、及びインテリジェンス」という３つの主要なサービス目標を達成するように、ローカルドメイン（例えば、患者の自宅）において適切なリハビリテーションプログラムを正確に提供することが可能である。いくつかの実施形態では、スマート健康促進サービスシステムは、高齢者間の共鳴を引き起すためのノスタルジックゲームを提供するように構成され、それによりリハビリテーションの動機付けが増大する。

【0072】

いくつかの実施形態では、システムは、トレーニング中にユーザの各筋肉群の状態を検出するように構成される。例示的なシステムは、歩行分析を使用して歩行サイクル技法を正確に分割し、リハビリ中の人の虚弱レベルを評価する、本開示によるウェアラブルインタフェースシステム（例えば、図１２に「スマート人間中心システム１２０４」として示される）を使用することができる。次いで、例示的なシステムは、リハビリ中の人のニーズにしたがって、カスタマイズされたゲームリハビリテーション治療の生成を容易にする（又は自動的に確立する）ことができる。これにより、高品質の臨床評価システムを構築する。また、ディープラーニングやデータ解析を通じて、専門家が患者さんの正確なリハビリテーション計画を作成し、同時にトレーニング状況を家族に伝えることで、患者さんが自宅の快適さでリハビリを行うことができるよう支援することもある。

【0073】

別の例として、このインスタント知能健康増進サービスシステムは、「対話型体性感覚システム１２０２」、「スマート人間中心システム１２０４」、及び「ｅ－ヘルスシステム１２０６」を一貫性のあるアクセス可能なサービスパッケージに統合する、新しいマルチメディアクラウドベースのシステムを構成する。いくつかの実施形態では、対話型体性感覚システム１２０２のゲーム化されたリハビリテーションコンテンツは、高齢者ユーザの間で共鳴を引き起す。これにより、リハビリテーションプロセスにおけるリハビリ中の人の楽しいレベルを上げるように、レトロノスタルジックゲームスタイルを提供されてもよく、対話型体性感覚リハビリテーションコンテンツは、膝伸展、背屈、足底屈、及び他のトレーニングを組み込んでもよく、一般的な臨床下肢リハビリテーションアクションに基づいて設計されてもよい。ゲーム提示のバーチャルコーチングスタイルを通して、リハビリテーショントレーニングは、継続的なリハビリテーションへのモチベーションを刺激するのに役立つリハビリテーショントレーニングコースを通して、患者を指導するのに役立つ可能性がある。他のアプリケーションでは、サービスシステムのマルチメディアコンテンツは、ターゲットユーザ群の特定のフレーバに合わせて微調整することができる。例えば、若いユーザをターゲットとするいくつかの実施形態では、より視覚的に興奮し、物理的に要求の厳しいコンテンツ（例えば、運動選手トレーニングプログラム）を配信することができる。

【0074】

さらに、この知能的人間ベースのシステムの人間指向の設計精神は、カスタマイズされたスケール調整及び記録設計を有するリハビリ中の人のために設計されたウェアラブルなリハビリテーション補助具（例えば、ウェアラブルインタフェース１２０４）の着想を引き起こす。いくつかの実施形態では、ウェアラブル装置は、快適で着用しやすい製品設計を組み込み、リハビリ中の人の筋肉運動の値、方向、及び速度を効果的に記録することができる。

【0075】

いくつかの実施形態では、人工知能深層学習及び強化学習（ＲＬ）の長期及び短期記憶（ＬＳＴＭ）アルゴリズムを使用することによって、リハビリ中の人の筋持久力の進行を評価することができる。例えば、収集されたデータは、分析のためにｅ－ヘルスシステム１２０６に転送され、評価及びリハビリテーション治療参照のために関連する専門家に供給される。これにより、インスタント医療共有システムを通してカスタマイズされたリハビリテーション治療コースの処方を可能にすることができる。リハビリ中の人のリハビリテーションニーズに基づき、適切なリハビリテーション治療コースを作成する。これにより、リハビリ中の人の家族は、患者の日常的なリハビリテーションステータスを知らされる可能性がある。また、医師は、患者及び家族との相互作用を継続するために専門的な報告を使用して、リハビリテーション意欲をさらに高め、リハビリテーション効果を高める可能性がある医療共有システムのための双方向プラットフォームを形成することができる。

【0076】

したがって、本開示の一態様は、着用者の身体部分上に複数群の皮膚接触パッドを保持するためのウェアラブル装置を提供し、ウェアラブル装置は、皮膚接触パッドから構造的に分離されたモジュール型装具と、複数の外部アドオン部材と、を含み、モジュール型装具は、着用者の身体部分上の皮膚接触パッドの群間の群間距離調整を可能にするように構成され、その上に配置された複数群の配向スロットを有し、複数群の配向スロットは、皮膚接触パッドの１つの群内で群内形成を維持するように構成され、複数の外部アドオン部材は、モジュール型装具の配向スロットを介して複数群の皮膚接触パッドを着脱可能に結合するように構成される。

【0077】

いくつかの実施形態では、モジュール型装具は内向面及び外向面を画定し、モジュール型装具の内向面は、付着摩擦することなく皮膚接触パッドを押して、着用者の身体部分上にその位置決め配向を維持するように構成される。

【0078】

いくつかの実施形態では、モジュール型装具は、上部装具部材と、中間装具部材と、下部装具部材とを含み、装具部材は、係合可能であるが、互いに構造的に取り外し可能であり、装具部材のそれぞれは、着用者の身体部分上で自己保持可能である。

【0079】

いくつかの実施態様では、中間装具部材は、上部装具部材及び下部装具部材の配向基準を確立するために、着用者のヒンジ関節上に保持するための切欠孔を有する。

【0080】

いくつかの実施形態では、中間装具部材は、配向スロットなしに設けられる。

【0081】

いくつかの実施形態では、上部装具部材及び下部装具部材のうちの少なくとも１つは、縦軸を画定する柔軟なストラップ本体を含み、柔軟なストラップ本体は、縦軸に沿ってそれぞれの端部に配置され、互いに係合して着用者の肢の周りを包む装具部材内のループを形成するように構成された一対の締結具と、その上に分布された別々の群の配向スロットを有し、締結具の間に配置されたパッド保持部と、を有する。

【0082】

いくつかの実施形態では、パッド保持部は、配向スロットの別々の群の間の縦軸方向に沿った幅調整機構を備え、縦軸方向に沿った対応する皮膚接触パッドの群間の群間距離調整を可能に構成されている。

【0083】

いくつかの実施形態では、上部装具部材の幅調整機構は、中間装具部材との係合時に、中間装具部材の切欠孔と実質的に整列している。

【0084】

いくつかの実施形態では、下部装具部材の幅調整機構は、中間装具部材との係合時に、中間装具部材の切欠孔を実質的にオフセットする。

【0085】

いくつかの実施形態では、上部装具部材及び下部装具部材のうちの少なくとも１つは、中間装具部材と係合するように構成された相互接続部材を含むことで、皮膚接触パッドの群間の分離距離を縦軸に垂直な方向に保持する。

【0086】

いくつかの実施形態では、相互接続部材には、分離距離の調整を可能にする長さ調整機構が設けられている。

【0087】

いくつかの実施態様において、幅調整機構及び長さ調整機構のうちの少なくとも１つは、配向スロットの別々の群の間に配置された視覚的位置決めマークを備える。

【0088】

いくつかの実施形態では、モジュール型装具の装具部材のそれぞれが弾性生地材料を含む。

【0089】

いくつかの実施形態では、外部アドオン部材のそれぞれが構造的保持を提供する剛性ハウジングを含む。

【0090】

いくつかの実施形態では、外部アドオン部材のうちの１つ又は複数は、剛性中空ハウジング内に生理学的センサを含む。

【0091】

したがって、本開示の別の態様は、着用者の身体部分上に複数群の皮膚装着型のセンサパッドをインタフェースするように構成された、知能健康増進サービスシステムのためのウェアラブル装置を提供し、ウェアラブル装置は、センサパッドから構造的に分離されたモジュール型装具と、複数のセンサモジュールと、を含み、前記モジュール型装具は、着用者の身体部分上のセンサパッドの群間の群間距離調整を可能にするように構成され、その上に配置された複数の配向スロットを有し、複数の配向スロットは、センサパッド間の群内配向を維持するように構成され、複数のセンサモジュールは、モジュール型装具部材内の配向スロットを介して複数群のセンサパッドに着脱可能に結合されるように構成され、センサモジュールは、マルチメディア対話型システムとワイヤレスで通信する生理学的感知回路を備える。

【0092】

いくつかの実施形態では、モジュール型装具は内向面及び外向面を画定し、モジュール型装具の内向面は、付着摩擦することなくセンサパッドを押して、着用者の身体部分上にその位置決め配向を維持するように構成される。

【0093】

いくつかの実施形態では、モジュール型装具は、上部装具部材と、中間装具部材と、下部装具部材とを含み、装具部材は、係合可能であるが、互いに構造的に取り外し可能であり、装具部材のそれぞれは、着用者の身体部分上で自己保持可能である。

【0094】

いくつかの実施態様では、中間装具部材は、上部装具部材及び下部装具部材の配向基準を確立するために、着用者のヒンジ関節上に保持するための切欠孔を有し、中間装具部材は、配向スロットなしに設けられる。

【0095】

いくつかの実施形態では、上部装具部材及び下部装具部材のうちの少なくとも１つは、縦軸を画定する柔軟なストラップ本体を含み、柔軟なストラップ本体は、縦軸に沿ってそれぞれの端部に配置され、互いに係合して着用者の肢の周りを包む装具部材内のループを形成するように構成された一対の締結具と、その上に分布された別々の群の配向スロットを有し、締結具の間に配置されたパッド保持部と、を有し、パッド保持部は、配向スロットの別々の群の間の縦軸方向に沿った幅調整機構を備え、縦軸方向に沿った対応するセンサパッドの群間の群間距離調整を可能に構成されている。

【0096】

いくつかの実施形態では、上部装具部材及び下部装具部材のうちの少なくとも１つは、中間装具部材に係合するように構成された相互接続スリング部材を含むことで、センサパッドの群間の分離距離を縦軸に垂直な方向に保持し、相互接続スリング部材には、分離距離の調整を可能にする長さ調整機構が設けられている。

【0097】

いくつかの実施態様では、幅調整機構及び長さ調整機構のうちの少なくとも１つは、それぞれの群の配向スロットの別々の群の間に配置された視覚的位置決めマークを備える。

【0098】

いくつかの実施形態では、上部装具部材の幅調整機構は、中間装具部材との係合時に、中間装具部材の切欠孔と実質的に整列し、下部装具部材の幅調整機構は、中間装具部材との係合時に、中間装具部材の切欠孔を実質的にオフセットする。

【0099】

いくつかの実施形態では、モジュール型装具の装具部材のそれぞれは弾性生地材料を含み、センサモジュールのそれぞれは、構造的保持を提供するための剛性ハウジングを含み、上部装具部材を結合するセンサモジュールの数は、下部装具部材を結合するセンサモジュールの数よりも少ない。

【0100】

いくつかの実施形態では、外部アドオン部材は、剛性中空ハウジング内に生理学的センサを含む。

【0101】

当業者は本発明の教示を保持しながら、装置及び方法の多数の修正及び変更を行うことができることを容易に理解するのであろう。したがって、上記の開示は、添付の特許請求の範囲及び範囲によってのみ限定されると解釈されるべきである。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】