特許 7452838 身体機能訓練装置、身体機能訓練方法、プログラム、及び、記録媒体

(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】2024-03-11

(45)【発行日】2024-03-19

(54)【発明の名称】身体機能訓練装置、身体機能訓練方法、プログラム、及び、記録媒体

(51)【国際特許分類】

   A61H 1/02 20060101AFI20240312BHJP

   A63B 69/00 20060101ALI20240312BHJP

   A61B 5/11 20060101ALI20240312BHJP

   G16H 20/00 20180101ALI20240312BHJP

【ＦＩ】

A61H1/02 A

A63B69/00 A

A61B5/11 230

G16H20/00

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2019228835

(22)【出願日】2019-12-19

(65)【公開番号】P2021094299

(43)【公開日】2021-06-24

【審査請求日】2022-12-08

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】508090376

【氏名又は名称】リーフ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115255

【弁理士】

【氏名又は名称】辻丸 光一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100201732

【弁理士】

【氏名又は名称】松縄 正登

(74)【代理人】

【識別番号】100154081

【弁理士】

【氏名又は名称】伊佐治 創

(72)【発明者】

【氏名】森 政男

【審査官】村上 勝見

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／１９９１９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－２２８９５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｈ １／０２

Ａ６３Ｂ ６９／００

Ａ６１Ｂ ５／１１

Ｇ１６Ｈ ２０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

動き情報取得部、動き情報変換部、画像情報生成部、及び、制御部を含み、
前記動き情報取得部は、ユーザの身体の全体又は一部の動き情報を取得し、
前記動き情報変換部は、取得された前記動き情報を訓練用動き情報に変換し、
前記画像情報生成部は、仮想空間上に前記訓練用動き情報を反映させた訓練用仮想空間画像情報を生成し、
前記動き情報変換部は、現在位置計測部、及び、訓練用位置情報生成部を含み、
前記現在位置計測部は、取得された前記動き情報から、ユーザの身体の全体又は一部の位置情報を計測し、
前記訓練用位置情報生成部は、前記位置情報から現在速度を算出し、前記現在速度に設定速度を加減して訓練用位置情報を生成し、
前記設定速度は、前記現在速度を加速又は減速させるための速度であり、
前記動き情報変換部において、前記訓練用動き情報が、前記訓練用位置情報を含み、
前記画像情報生成部は、仮想空間上に前記訓練用位置情報を反映させた前記訓練用仮想空間画像情報を生成し、
前記制御部は、ガイド情報生成部を含み、
前記ガイド情報生成部は、ユーザの動きをガイドするガイド情報を生成し、
前記画像情報生成部は、仮想空間上に前記ガイド情報を反映させて前記訓練用仮想空間画像情報を生成する、
身体機能訓練装置。

【請求項2】

前記制御部は、訓練の目的に応じ、前記設定速度の調整及び前記設定速度の加減を制御する、
請求項１記載の身体機能訓練装置。

【請求項3】

前記制御部は、音声情報生成部を含み、
前記音声情報生成部は、前記ガイド情報を反映させて訓練用音声情報を生成する、
請求項１または２記載の身体機能訓練装置。

【請求項4】

前記制御部は、スコア判定部を含み、
前記スコア判定部は、前記訓練用仮想空間画像情報において、前記ガイド情報に対するユーザの前記動き情報を判定してスコア判定情報を生成する、
請求項３記載の身体機能訓練装置。

【請求項5】

前記制御部は、訓練環境切替部を含み、
前記訓練環境切替部は、前記スコア判定情報に基づき、前記訓練用仮想空間画像情報における訓練環境の切替、及び、前記訓練用音声情報の切替の少なくとも一方の切替を実施する、
請求項４記載の身体機能訓練装置。

【請求項6】

さらに、記憶部を含み、
前記記憶部は、前記スコア判定情報を記憶する、
請求項４又は５記載の身体機能訓練装置。

【請求項7】

さらに、通信部を含み、
前記通信部により、外部の装置と通信可能である、
請求項１から６のいずれか一項に記載の身体機能訓練装置。

【請求項8】

さらに、位置センサ部、及び、表示部を含み、
前記位置センサ部は、ユーザの身体の全体又は一部の位置情報を検知して前記動き情報に変換し、
前記表示部は、前記画像情報生成部で生成された前記訓練用仮想空間画像情報に基づき訓練用仮想空間画像を表示する、
請求項１から７のいずれか一項に記載の身体機能訓練装置。

【請求項9】

前記表示部は、ヘッドセットであり、
前記ヘッドセットは、表示装置、及び、前記位置センサ部を含む、
請求項８記載の身体機能訓練装置。

【請求項10】

前記ユーザの身体の全体又は一部の動きは、前記ユーザの上肢の動きである、
請求項１から９のいずれか一項に記載の身体機能訓練装置。

【請求項11】

動き情報取得工程、動き情報変換工程、画像情報生成工程、及び、制御工程を含み、
前記動き情報取得工程は、ユーザの身体の全体又は一部の動き情報を取得し、
前記動き情報変換工程は、取得された前記動き情報を訓練用動き情報に変換し、
前記画像情報生成工程は、仮想空間上に前記訓練用動き情報を反映させた訓練用仮想空間画像情報を生成し、
前記動き情報変換工程は、現在位置計測工程、及び、訓練用位置情報生成工程を含み、
前記現在位置計測工程は、取得された前記動き情報から、ユーザの身体の全体又は一部の位置情報を計測し、
前記訓練用位置情報生成工程は、前記位置情報から現在速度を算出し、前記現在速度に設定速度を加減して訓練用位置情報を生成し、
前記設定速度は、前記現在速度を加速又は減速させるための速度であり、
前記動き情報変換工程において、前記訓練用動き情報が、前記訓練用位置情報を含み、
前記画像情報生成工程は、仮想空間上に前記訓練用位置情報を反映させた前記訓練用仮想空間画像情報を生成し、
前記制御工程は、ガイド情報生成工程を含み、
前記ガイド情報生成工程は、ユーザの動きをガイドするガイド情報を生成し、
前記画像情報生成工程は、仮想空間上に前記ガイド情報を反映させて前記訓練用仮想空間画像情報を生成する、
前記各工程がコンピュータにより実行される身体機能訓練装置の処理方法。

【請求項12】

前記制御工程は、訓練の目的に応じ、前記設定速度の調整及び前記設定速度の加減を制御する、
請求項１１記載の身体機能訓練装置の処理方法。

【請求項13】

前記制御工程は、音声情報生成工程を含み、
前記音声情報生成工程は、前記ガイド情報を反映させて訓練用音声情報を生成する、
請求項１２記載の身体機能訓練装置の処理方法。

【請求項14】

前記制御工程は、スコア判定工程を含み、
前記スコア判定工程は、前記訓練用仮想空間画像情報において、前記ガイド情報に対するユーザの前記動き情報を判定してスコア判定情報を生成する、
請求項１３記載の身体機能訓練装置の処理方法。

【請求項15】

前記制御工程は、訓練環境切替工程を含み、
前記訓練環境切替工程は、前記スコア判定情報に基づき、前記訓練用仮想空間画像情報における訓練環境の切替、及び、前記訓練用音声情報の切替の少なくとも一方の切替を実施する、
請求項１４記載の身体機能訓練装置の処理方法。

【請求項16】

さらに、記憶工程を含み、
前記記憶工程は、前記スコア判定情報を記憶する、
請求項１４又は１５記載の身体機能訓練装置の処理方法。

【請求項17】

さらに、通信工程を含み、
前記通信工程により、外部の装置と通信可能である、
請求項１１から１６のいずれか一項に記載の身体機能訓練装置の処理方法。

【請求項18】

さらに、位置センサ工程、及び、表示工程を含み、
前記位置センサ工程は、位置センサ部を用いて、ユーザの身体の全体又は一部の位置情報を検知して前記動き情報に変換し、
前記表示工程は、前記画像情報生成工程で生成された前記訓練用仮想空間画像情報に基づき訓練用仮想空間画像を表示する、
請求項１１から１７のいずれか一項に記載の身体機能訓練装置の処理方法。

【請求項19】

前記表示工程において、ヘッドセットを用い、
前記ヘッドセットは、表示装置、及び、前記位置センサ部を含む、
請求項１８記載の身体機能訓練装置の処理方法。

【請求項20】

前記ユーザの身体の全体又は一部の動きは、前記ユーザの上肢の動きである、
請求項１１から１９のいずれか一項に記載の身体機能訓練装置の処理方法。

【請求項21】

請求項１１から２０のいずれか一項に記載の身体機能訓練装置の処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

【請求項22】

請求項２１記載のプログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、身体機能訓練装置、身体機能訓練方法、プログラム、及び、記録媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

脳卒中による片麻痺患者等に用いられるリハビリテーションシステムとして、指示に従う患者の動きを撮像し、取得された画像を用いて当該患者の運動機能を評価するものが提案されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２００９－５０４２９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

リハビリテーション等の身体機能訓練においては、ユーザのモチベーションの維持が重要となる。

【0005】

そこで、本発明は、ユーザのモチベーションを維持可能な身体機能訓練装置、及び、身体機能訓練方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記目的を達成するために、本発明の身体機能訓練装置は、
動き情報取得部、動き情報変換部、及び、画像情報生成部を含み、
前記動き情報取得部は、ユーザの身体の全体又は一部の動き情報を取得し、
前記動き情報変換部は、取得された前記動き情報を訓練用動き情報に変換し、
前記画像情報生成部は、仮想空間上に前記訓練用動き情報を反映させた訓練用仮想空間画像情報を生成する、装置である。

【0007】

本発明の身体機能訓練方法は、
動き情報取得工程、動き情報変換工程、及び、画像情報生成工程を含み、
前記動き情報取得工程は、ユーザの身体の全体又は一部の動き情報を取得し、
前記動き情報変換工程は、取得された前記動き情報を訓練用動き情報に変換し、
前記画像情報生成工程は、仮想空間上に前記訓練用動き情報を反映させた訓練用仮想空間画像情報を生成する、方法である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、身体機能訓練において、ユーザのモチベーションを維持可能である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態１の身体機能訓練装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図2】図２は、実施形態１の身体機能訓練装置のハードウエア構成の一例を示すブロック図である。

【図3】図３は、実施形態１の身体機能訓練装置における処理の一例を示すフローチャートである。

【図4】図４は、実施形態２の身体機能訓練装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図5】図５は、実施形態２の身体機能訓練装置のハードウエア構成の一例を示すブロック図である。

【図6】図６は、実施形態２の身体機能訓練装置における処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、実施形態３の身体機能訓練装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図8】図８は、実施形態３の身体機能訓練装置のハードウエア構成の一例を示すブロック図である。

【図9】図９は、実施形態３の身体機能訓練装置における処理の一例を示すフローチャートである。

【図10】図１０は、実施形態４の身体機能訓練装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図11】図１１は、実施形態４の身体機能訓練装置のハードウエア構成の一例を示すブロック図である。

【図12】図１２は、実施形態４の身体機能訓練装置における処理の一例を示すフローチャートである。

【図13】図１３は、実施形態１の身体機能訓練装置の構成のその他の例を示すブロック図である。

【図14】図１４は、実施形態１の身体機能訓練装置のハードウエア構成のその他の例を示すブロック図である。

【図15】図１５は、実施形態１の身体機能訓練装置における処理のその他の例を示すフローチャートである。

【図16】図１６は、実施形態１において、表示部がヘッドセットである態様の一例を示す模式図である。

【図17】図１７は、実施形態１において、位置センサ部を用いて、ユーザの上肢の動き情報を取得する態様の一例を示す模式図である。

【図18】図１８（Ａ）及び（Ｂ）は、Ｘ－Ｙ平面又はＸ－Ｙ－Ｚ空間においてユーザが手先を移動すべき先を示した訓練用仮想空間画像を例示する模式図である。

【図19】図１９は、実施形態１におけるユーザの上肢の機能訓練の態様の一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の身体機能訓練装置において、例えば、前記動き情報変換部は、現在位置計測部、及び、訓練用位置情報生成部を含み、前記現在位置計測部は、取得された前記動き情報から、ユーザの身体の全体又は一部の位置情報を計測し、前記訓練用位置情報生成部は、前記位置情報から現在速度を算出し、前記現在速度に設定速度を加減して訓練用位置情報を生成し、前記動き情報変換部において、前記訓練用動き情報が、前記訓練用位置情報を含み、前記画像情報生成部は、仮想空間上に前記訓練用位置情報を反映させた前記訓練用仮想空間情報を生成する、という態様であってもよい。

【0011】

本発明の身体機能訓練装置は、例えば、さらに、制御部を含み、前記制御部は、訓練の目的に応じ、前記設定速度の調整及び前記設定速度の加減を制御する、という態様であってもよい。

【0012】

本発明の身体機能訓練装置において、例えば、前記制御部は、ガイド情報生成部、及び、音声情報生成部を含み、前記ガイド情報生成部は、ユーザの動きをガイドするガイド情報を生成し、前記画像情報生成部は、仮想空間上に前記ガイド情報を反映させて前記訓練用仮想空間画像情報を生成し、前記音声情報生成部は、前記ガイド情報を反映させて訓練用音声情報を生成する、という態様であってもよい。

【0013】

本発明の身体機能訓練装置において、例えば、前記制御部は、スコア判定部を含み、前記スコア判定部は、前記訓練用仮想空間画像情報において、前記ガイド情報に対するユーザの前記動き情報を判定してスコア判定情報を生成する、という態様であってもよい。

【0014】

本発明の身体機能訓練装置において、例えば、前記制御部は、訓練環境切替部を含み、前記訓練環境切替部は、前記スコア判定情報に基づき、前記訓練用仮想空間画像情報における訓練環境の切替、及び、前記訓練用音声情報の切替の少なくとも一方の切替を実施する、という態様であってもよい。

【0015】

本発明の身体機能訓練装置は、例えば、さらに、記憶部を含み、前記記憶部は、前記スコア判定情報を記憶する、という態様であってもよい。

【0016】

本発明の身体機能訓練装置は、例えば、さらに、通信部を含み、前記通信部により、外部の装置と通信可能である、という態様であってもよい。

【0017】

本発明の身体機能訓練装置は、例えば、さらに、位置センサ部、及び、表示部を含み、前記位置センサ部は、ユーザの身体の全体又は一部の位置情報を検知して前記動き情報に変換し、前記表示部は、前記画像情報生成部で生成された前記訓練用仮想空間画像情報に基づき訓練用仮想空間画像を表示する、という態様であってもよい。

【0018】

本発明の身体機能訓練装置において、例えば、前記表示部は、ヘッドセットであり、前記ヘッドセットは、表示装置、及び、前記位置センサ部を含む、という態様であってもよい。

【0019】

本発明の身体機能訓練装置において、例えば、前記ユーザの身体の全体又は一部の動きは、前記ユーザの上肢の動きである、という態様であってもよい。

【0020】

本発明の身体機能訓練方法において、例えば、前記動き情報変換工程は、現在位置計測工程、及び、訓練用位置情報生成工程を含み、前記現在位置計測工程は、取得された前記動き情報から、ユーザの身体の全体又は一部の位置情報を計測し、前記訓練用位置情報生成工程は、前記位置情報から現在速度を算出し、前記現在速度に設定速度を加減して訓練用位置情報を生成し、前記動き情報変換工程において、前記訓練用動き情報が、前記訓練用位置情報を含み、前記画像情報生成工程は、仮想空間上に前記訓練用位置情報を反映させた前記訓練用仮想空間画像情報を生成する、という態様であってもよい。

【0021】

本発明の身体機能訓練方法は、例えば、さらに、制御工程を含み、前記制御工程は、訓練の目的に応じ、前記設定速度の調整及び前記設定速度の加減を制御する、という態様であってもよい。

【0022】

本発明の身体機能訓練方法は、例えば、さらに、ガイド情報生成工程、及び、音声情報生成工程を含み、前記ガイド情報生成工程は、ユーザの動きをガイドするガイド情報を生成し、前記画像情報生成工程は、仮想空間上に前記ガイド情報を反映させて前記訓練用仮想空間画像情報を生成し、前記音声情報生成工程は、前記ガイド情報を反映させて訓練用音声情報を生成する、という態様であってもよい。

【0023】

本発明の身体機能訓練方法において、例えば、前記制御工程は、スコア判定工程を含み、前記スコア判定工程は、前記訓練用仮想空間画像情報において、前記ガイド情報に対するユーザの前記動き情報を判定してスコア判定情報を生成する、という態様であってもよい。

【0024】

本発明の身体機能訓練方法において、例えば、前記制御工程は、訓練環境切替工程を含み、前記訓練環境切替工程は、前記スコア判定情報に基づき、前記訓練用仮想空間画像情報における訓練環境の切替、及び、前記訓練用音声情報の切替の少なくとも一方の切替を実施する、という態様であってもよい。

【0025】

本発明の身体機能訓練方法は、例えば、さらに、記憶工程を含み、前記記憶工程は、前記スコア判定情報を記憶する、という態様であってもよい。

【0026】

本発明の身体機能訓練方法は、例えば、さらに、通信工程を含み、前記通信工程により、外部の装置と通信可能である、という態様であってもよい。

【0027】

本発明の身体機能訓練方法は、例えば、さらに、位置センサ工程、及び、表示工程を含み、前記位置センサ工程は、位置センサ部を用いて、ユーザの身体の全体又は一部の位置情報を検知して前記動き情報に変換し、前記表示工程は、前記画像情報生成工程で生成された前記訓練用仮想空間画像情報に基づき訓練用仮想空間画像を表示する、という態様であってもよい。

【0028】

本発明の身体機能訓練方法は、例えば、前記表示工程において、ヘッドセットを用い、前記ヘッドセットは、表示装置、及び、前記位置センサ部を含む、という態様であってもよい。

【0029】

本発明の身体機能訓練方法において、例えば、前記ユーザの身体の全体又は一部の動きは、前記ユーザの上肢の動きである、という態様であってもよい。

【0030】

本発明のプログラムは、本発明の方法をコンピュータ上で実行可能なプログラムである。

【0031】

本発明の記録媒体は、本発明のプログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

【0032】

次に、本発明の実施形態について図を用いて説明する。本発明は、以下の実施形態には限定されない。以下の各図において、同一部分には、同一符号を付している。また、各実施形態の説明は、特に言及がない限り、互いの説明を援用でき、各実施形態の構成は、特に言及がない限り、組合せ可能である。また、各実施形態では、ユーザのリハビリテーションでの上肢の訓練への利用を中心に説明するが、本発明はこれに限定されず、例えば、リハビリテーションでの下肢及び身体全体の訓練、スポーツ、ダンス等における上肢、下肢及び身体全体の訓練等に、幅広く利用可能である。

【0033】

［実施形態１］
図１は、本実施形態の身体機能訓練装置１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、身体機能訓練装置１は、動き情報取得部１１、動き情報変換部１２、画像情報生成部１３、及び、制御部１４を含む。本発明の身体機能訓練装置は、本発明のプログラムがインストールされたパーソナルコンピュータ（ＰＣ、例えば、ノート型、デスクトップ型）、ヘッドセット等であってもよい。なお、本発明において、制御部１４は、任意の構成要素であり、必須ではない。

【0034】

図２に、身体機能訓練装置１のハードウエア構成のブロック図を例示する。図２に示すように、身体機能訓練装置１は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）１０１、メモリ１０２、バス１０３、記憶部１０４、入力装置１０６、表示部１０７、通信部１０８等を有する。身体機能訓練装置１の各部は、例えば、それぞれのインターフェース（Ｉ／Ｆ）により、バス１０３を介して接続されている。

【0035】

ＣＰＵ１０１は、身体機能訓練装置１の全体の制御を担う。身体機能訓練装置１において、ＣＰＵ１０１により、例えば、本発明のプログラムやその他のプログラムが実行され、また、各種情報の読み込みや書き込みが行われる。具体的には、例えば、ＣＰＵ１０１が、動き情報取得部１１、動き情報変換部１２、画像情報生成部１３、及び、制御部１４として機能する。なお、本発明において、ＣＰＵに代えてＧＰＵ等の他の演算装置を用いてもよい。

【0036】

バス１０３は、例えば、外部の装置とも接続できる。前記外部装置は、例えば、サーバ、病院の端末（例えば、ＰＣ、タブレット端末、スマートフォン等、以下同様。）、介護施設の端末、スポーツジムの端末等があげられる。身体機能訓練装置１は、例えば、バス１０３に接続された通信部１０８により、通信回線網に接続でき、前記通信回線網を介して、前記外部装置と通信することもできる。前記通信回線網は、特に制限されず、公知のネットワークを使用でき、例えば、有線でも無線でもよい。前記通信回線網は、例えば、インターネット回線、ＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）、電話回線、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）等があげられる。このように、身体機能訓練装置１が、通信部１０８を介して、病院の端末、介護施設の端末、スポーツジムの端末等の外部装置と通信可能であれば、例えば、ユーザの自宅等の所望の場所で、いつでも身体機能の訓練を行うことができる。

【0037】

メモリ１０２は、例えば、メインメモリを含み、前記メインメモリは、主記憶装置ともいう。ＣＰＵ１０１が処理を行う際には、例えば、後述する記憶部１０４に記憶されている本発明のプログラム等の種々の動作プログラム１０５を、メモリ１０２が読み込み、ＣＰＵ１０１は、メモリ１０２からデータを受け取って、プログラム１０５を実行する。前記メインメモリは、例えば、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）である。メモリ１０２は、例えば、さらに、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）を含む。

【0038】

記憶部１０４は、例えば、前記メインメモリ（主記憶装置）に対して、いわゆる補助記憶装置ともいう。前述のように、記憶部１０４には、本発明のプログラムを含む動作プログラム１０５が格納されている。記憶部１０４は、例えば、記憶媒体と、前記記憶媒体に読み書きをするドライブとを含む。前記記憶媒体は、特に制限されず、例えば、内蔵型でも外付け型でもよく、ＨＤ（ハードディスク）、ＦＤ（フロッピー（登録商標）ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷ、ＭＯ、ＤＶＤ、フラッシュメモリー、メモリーカード等があげられ、前記ドライブは、特に制限されない。記憶部１０４は、例えば、記憶媒体とドライブとが一体化されたハードディスクドライブ（ＨＤＤ）であってもよい。

【0039】

身体機能訓練装置１は、例えば、さらに、入力装置１０６、表示部１０７を有する。入力装置１０６は、例えば、キーボード、マウス等である。表示部１０７は、例えば、図１６に例示する表示装置を含むヘッドセット、ＬＥＤディスプレイ、液晶ディスプレイ等があげられる。

【0040】

身体機能訓練装置１において、メモリ１０２及び記憶部１０４は、ユーザからのアクセス情報及びログ情報、並びに、外部データベース（図示せず）から取得した情報を記憶することも可能である。

【0041】

身体機能訓練装置１は、例えば、図１３及び図１４に示すように、さらに、位置センサ部１５を含んでもよい。位置センサ部１５の詳細については、後述する。

【0042】

次に、本実施形態の身体機能訓練装置における処理の一例を、図１及び図１３のブロック図、並びに、図３及び図１５のフローチャートに基づき説明する。

【0043】

まず、動き情報取得部１１により、ユーザの身体の全体又は一部の動き情報を取得する（Ｓ１１）。前記ユーザの身体の全体又は一部の動きは、例えば、前記ユーザの上肢の動き、前記ユーザの下肢の動き、前記ユーザの全身の動き等があげられる。前記動き情報の取得は、例えば、図１３に示す位置センサ部１５が、ユーザの身体の全体又は一部の位置情報を検知して前記動き情報に変換し（図１５に示すＳ１５）、それを動き情報取得部１１が取得することで実施されてもよい。

【0044】

図１７に、位置センサ部１５を用いて、ユーザの身体の全体又は一部の動きとして、ユーザの上肢２０ａの動き情報を取得する態様の一例を示す。図１７に示すように、位置センサ部１５は、ユーザの上肢２０ａの位置情報を検知して前記動き情報に変換し、動き情報取得部１１がそれを取得する。位置センサ部１５は、図１６に例示するように、ヘッドセット（表示部）１０７に含まれていてもよい。すなわち、本発明の身体機能訓練装置は、例えば、図１６に示すように、位置センサ部１５と、ディスプレイ（表示部）１０７を含むノート型ＰＣ等との二部材で構成されていてもよいし、図１７に示すように、表示装置、及び、位置センサ部１５を含むヘッドセット（表示部）１０７のようなオールインワンの装置であってもよい。なお、図１６において、符号２０は、ユーザを示す。位置センサ部１５としては、例えば、従来公知のセンサを用い得る。

【0045】

図１７に例示する上肢２０ａの機能訓練は、例えば、図１９に示すように、ユーザ２０が椅子３０に座った状態で、テーブル４０上で行ってもよい。図示してないが、図１６に例示するヘッドセット（表示部）１０７を用いた上肢２０ａの機能訓練も、例えば、椅子に座った状態で行ってもよい。

【0046】

次に、動き情報変換部１２により、取得された前記動き情報を訓練用動き情報に変換する（Ｓ１２）。動き情報変換部１２は、例えば、図１及び図２に示すように、現在位置計測部１２ａ、及び、訓練用位置情報生成部１２ｂを含んでもよい。

【0047】

まず、現在位置計測部１２ａは、取得された前記動き情報から、ユーザの身体の全体又は一部の位置情報を計測する（Ｓ１２ａ）。前記位置情報の計測は、例えば、前述の位置センサ部１５を用いて実施してもよい。

【0048】

次に、訓練用位置情報生成部１２ｂは、前記位置情報から現在速度を算出し、前記現在速度に設定速度を加減して訓練用位置情報を生成する（Ｓ１２ｂ）。このとき、例えば、制御部１４が、訓練の目的に応じ、前記設定速度の調整及び前記設定速度の加減を制御してもよい。例えば、訓練の目的が、麻痺患者のリハビリテーションであれば、ユーザの麻痺が軽度の場合、前記現在速度に設定速度を加えて、前記現在速度よりも遅い訓練用位置情報を含む前記訓練用動き情報を生成する。これにより、ユーザは、前記現在速度のままとするよりも多くの運動量が求められることとなる。一方、ユーザの麻痺が重度の場合、前記現在速度から設定速度を減じて、前記現在速度よりも速い訓練用位置情報を含む前記訓練用動き情報を生成する。これにより、ユーザは、前記現在速度のままとするよりも速く身体の全体又は一部を動かしている感覚を得られる。このように、例えば、ユーザの麻痺の程度に応じて前記現在速度に設定速度を加減した訓練用位置情報を含む前記訓練用動き情報を生成することで、身体機能訓練におけるユーザのモチベーションを維持できる。前記設定速度の加減には、例えば、従来公知の一般的な技術を用いてよい。具体的には、例えば、次のようにして、前記設定速度を加減する。すなわち、まず、ユーザの身体の全体又は一部（例えば、手先）のスタート位置から目標位置への移動において、スタート位置及び目標位置の位置情報から、前記現在速度を算出する。次に、前記現在速度をもとに、前記加減の値を設定（調整）する。前記設定（調整）は、例えば、予め症例毎の加減の値の設定パターンを保持しておき、その中から選択することで実施してもよい。なお、前記加減後の速度は、後述の訓練用仮想空間画像とともに、表示部１０７に表示してもよい。前記加減の制御は、自動制御でもよいし、マニュアル制御でもよい。

【0049】

次に、画像情報生成部１３により、仮想空間上に前記訓練用動き情報を反映させた訓練用仮想空間画像情報を生成する（Ｓ１３）。前記仮想空間への前記訓練用動き情報の反映には、例えば、従来公知の一般的な技術を用いてよい。

【0050】

次に、図３に例示するように、表示部１０７により、前記訓練用仮想空間画像情報に基づき訓練用仮想空間画像を表示してもよい（Ｓ１０７）。表示部１０７は、例えば、図１６に示す表示装置を含むヘッドセットであってもよいし、図１７に示すノート型ＰＣのディスプレイであってもよい。なお、本発明において、表示工程Ｓ１０７は、任意の構成要素であり、必須ではない。これらの点は、後述の実施形態２から４において同様である。

【0051】

［実施形態２］
次に、身体機能訓練装置１の制御部１４が、さらに、ガイド情報生成部１４ａ、及び、音声情報生成部１４ｂを含む実施形態を説明する。図４及び図５に示すように、本実施形態の身体機能訓練装置１は、制御部１４が、さらに、ガイド情報生成部１４ａ、及び、音声情報生成部１４ｂを含む。その他の構成は、実施形態１と同様である。

【0052】

次に、本実施形態の身体機能訓練装置における処理の一例を、図４のブロック図及び図６のフローチャートに基づき説明する。

【0053】

まず、実施形態１と同様にして、動き情報取得部１１により、ユーザの身体の全体又は一部の動き情報を取得し（Ｓ１１）、動き情報変換部１２により、取得された前記動き情報を訓練用動き情報に変換する（Ｓ１２）。

【0054】

次に、ガイド情報生成部１４ａにより、ユーザの動きをガイドするガイド情報を生成する（Ｓ１４ａ）。前記ガイド情報とは、例えば、ユーザの麻痺側の手先の移動先に関する情報（例えば、Ｘ－Ｙ平面（水平面）座標、Ｘ－Ｙ－Ｚ空間（立体）座標等）である。

【0055】

次に、画像情報生成部１３により、仮想空間上に前記ガイド情報を反映させて前記訓練用仮想空間画像情報を生成する（Ｓ１３）。本工程においては、例えば、図１８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、Ｘ－Ｙ平面又はＸ－Ｙ－Ｚ空間においてユーザが手先を移動すべき先を数字の「２」等で示した前記訓練用仮想空間画像情報を生成してもよい。

【0056】

次に、音声情報生成部１４ｂにより、前記ガイド情報を反映させて訓練用音声情報を生成する（Ｓ１４ｂ）。

【0057】

リハビリテーションにおいては、視覚及び聴覚への働きかけが重要である。本実施形態によれば、ガイド情報として、画像上での情報及び音声ガイドを含むことで、さらにユーザのモチベーションを維持可能である。

【0058】

［実施形態３］
次に、身体機能訓練装置１の制御部１４が、さらに、スコア判定部１４ｃを含む実施形態を説明する。図７及び図８に示すように、本実施形態の身体機能訓練装置１は、制御部１４が、さらに、スコア判定部１４ｃを含む。それ以外の構成は、実施形態２と同様である。

【0059】

次に、本実施形態における身体機能訓練装置における処理の一例を、図７のブロック図及び図９のフローチャートに基づき説明する。

【0060】

まず、実施形態２と同様にして、動き情報取得部１１による動き情報の取得（Ｓ１１）、動き情報変換部１２による訓練用動き情報への変換（Ｓ１２）、ガイド情報生成部１４ａによるガイド情報の生成（Ｓ１４ａ）、画像情報生成部１３による前記訓練用仮想空間画像情報の生成（Ｓ１３）、及び、音声情報生成部１４ｂによる訓練用音声情報の生成（Ｓ１４ｂ）を行う。

【0061】

次に、スコア判定部１４ｃにより、前記訓練用仮想空間画像情報において、前記ガイド情報に対するユーザの前記動き情報を判定してスコア判定情報を生成する（Ｓ１４ｃ）。例えば、ユーザが、所定時間内に画像上のガイドで指示された位置に手先を移動できれば、スコア（点数）をアップする。前記所定時間は、訓練の状況に応じて、適宜変更可能である。前記スコア判定情報は、スコア（点数）に限られず、スコア（点数）に加え若しくは代えて、移動距離、移動時間、軌道線、可動域範囲等があげられる。

【0062】

次に、図９に例示するように、記憶部１０４により、前記スコア判定情報を記憶してもよい（Ｓ１０４）。なお、本発明において、記憶工程Ｓ１０４は、任意の構成要素であり、必須ではない。この点は、後述の実施形態４において同様である。記憶部１０４は、前記スコア判定情報に加え若しくは代えて、ユーザの属性（例えば、ＩＤ（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ、身分証明）、氏名、性別、生年月日、既往歴、リハビリテーションの経歴等）、医療関係者（例えば、リハビリテーション医師、作業療法士等）に関する情報等を記憶してもよい。

【0063】

本実施形態によれば、スコア判定情報を生成することで、さらにユーザのモチベーションを維持可能である。

【0064】

［実施形態４］
次に、身体機能訓練装置１の制御部１４が、さらに、訓練環境切替部１４ｄを含む実施形態を説明する。図１０及び図１１に示すように、本実施形態の身体機能訓練装置１は、制御部１４が、さらに、訓練環境切替部１４ｄを含む。それ以外の構成は、実施形態３と同様である。

【0065】

次に、本実施形態における身体機能訓練装置における処理の一例を、図１０のブロック図及び図１２のフローチャートに基づき説明する。

【0066】

まず、実施形態３と同様にして、動き情報取得部１１による動き情報の取得（Ｓ１１）、動き情報変換部１２による訓練用動き情報への変換（Ｓ１２）、ガイド情報生成部１４ａによるガイド情報の生成（Ｓ１４ａ）、画像情報生成部１３による前記訓練用仮想空間画像情報の生成（Ｓ１３）、音声情報生成部１４ｂによる訓練用音声情報の生成（Ｓ１４ｂ）、及び、スコア判定部１４ｃによるスコア判定情報の生成（Ｓ１４ｃ）を行う。

【0067】

次に、訓練環境切替部１４ｄにより、前記スコア判定情報に基づき、前記訓練用仮想空間画像情報における訓練環境の切替、及び、前記訓練用音声情報の切替の少なくとも一方の切替を実施する（Ｓ１４ｄ）。本工程においては、例えば、ユーザが、所定時間内に画像上のガイドで指示された位置に手先を移動できたときに、画像情報生成部１３による色の切替、及び、音声情報生成部１４ｂによる音の切替の少なくとも一方を実施する。

【0068】

本実施形態によれば、訓練環境を切替えることで、さらにユーザのモチベーションを維持可能である。

【0069】

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や条件には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をできる。

【産業上の利用可能性】

【0070】

本発明によれば、ユーザのモチベーションを維持可能な身体機能訓練装置及び身体機能訓練方法を提供できる。本発明は、リハビリテーション、スポーツ、ダンス等における身体機能の訓練に幅広く利用可能である。

【符号の説明】

【0071】

１ 身体機能訓練装置
１１ 動き情報取得部
１２ 動き情報変換部
１２ａ 現在位置計測部
１２ｂ 訓練用位置情報生成部
１３ 画像情報生成部
１４ 制御部
１４ａ ガイド情報生成部
１４ｂ 音声情報生成部
１４ｃ スコア判定部
１４ｄ 訓練環境切替部
１５ 位置センサ部
２０ ユーザ
２０ａ 上肢
３０ 椅子
４０ テーブル
１０１ ＣＰＵ（中央処理装置）
１０２ メモリ
１０３ バス
１０４ 記憶部
１０５ プログラム
１０６ 入力装置
１０７ 表示部
１０８ 通信部

【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】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】