特許 7541777 歩行モニタリング及び健康管理システム

(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】2024-08-21

(45)【発行日】2024-08-29

(54)【発明の名称】歩行モニタリング及び健康管理システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/11 20060101AFI20240822BHJP

   A63B 69/00 20060101ALI20240822BHJP

   A63B 71/06 20060101ALI20240822BHJP

【ＦＩ】

A61B5/11 230

A63B69/00 C

A63B71/06 M

A63B71/06 J

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023180406

(22)【出願日】2023-10-19

【審査請求日】2023-10-19

(31)【優先権主張番号】112132653

(32)【優先日】2023-08-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】501008945

【氏名又は名称】国立清華大学

【氏名又は名称原語表記】Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｓｉｎｇ Ｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１０１，Ｓｅｃｔｉｏｎ ２，Ｋｕａｎｇ－Ｆｕ Ｒｏａｄ，Ｈｓｉｎｃｈｕ，３００１３，Ｔａｉｗａｎ

(74)【代理人】

【識別番号】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野 彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】蔡宏営

(72)【発明者】

【氏名】田孟軒

(72)【発明者】

【氏名】呂紹睿

(72)【発明者】

【氏名】呉余山

(72)【発明者】

【氏名】陳逸軒

【審査官】外山 未琴

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１４４２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１９６６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１４６９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１７１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２２／２５００９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】TSUKAMOTO, Hiroaki et al.，Diagnostic accuracy of the mobile assessment of varus thrust using nine-axis inertial measurement units，Progress in rehabilitation medicine 2021，Vol. 6, 20210009，日本，The Japanese Association of Rehabilitation Mediine，2021年，https://www.jstage.jst.go.jp/article/prm/6/0/6_20210009/_pdf，doi:10.2490/prm.20210009

(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】

第１のＩＭＵと、第２のＩＭＵと、ローカルホストと、を含む歩行モニタリング及び健康管理システムであって、
前記第１のＩＭＵは、使用者の大腿に取り付けられ、前記大腿の活動状態を感知して、第１活動信号を生成し、
前記第２のＩＭＵは、前記使用者の下腿に取り付けられ、前記下腿の活動状態を感知して、第２活動信号を生成し、
前記ローカルホストは、前記第１のＩＭＵ及び前記第２のＩＭＵに電気的に接続され、マイクロプロセッサ及び警報器を含み、
マイクロプロセッサは複数の操作を実行し、前記複数の操作は、
（ａ）前記第１活動信号及び前記第２活動信号に従って、前記第１のＩＭＵと水平面との間の第１仰角と、前記第２のＩＭＵと前記水平面との間の第２仰角とを計算する操作と、
（ｂ）前記第１仰角と前記第２仰角に従って、膝関節の曲げ角度、角速度及び持続時間を含む前記使用者の前記膝関節の活動情報を計算する操作と、
（ｃ）前記活動情報に従って、歩行状態の前記膝関節の前記曲げ角度が危険範囲内か否かを判断し、前記危険範囲内の場合、前記警報器を制御して警告信号を出力する操作と、
を含む、ことを特徴とする歩行モニタリング及び健康管理システム。

【請求項2】

前記マイクロプロセッサは、クォータニオン法を利用して前記操作（ａ）を実行する、ことを特徴とする請求項１に記載の歩行モニタリング及び健康管理システム。

【請求項3】

前記危険範囲は、６０度から１２０度までであり、前記曲げ角度は前記大腿の延長線と前記下腿との間の夾角である、ことを特徴とする請求項１に記載の歩行モニタリング及び健康管理システム。

【請求項4】

補助装置を更に含み、
前記第１のＩＭＵは前記補助装置の第１取付部を介して前記大腿上に配置され、前記第２のＩＭＵは前記補助装置の第２取付部を介して前記下腿上に配置され、前記補助装置のフィッティング部分は前記膝関節に適合し、前記フィッティング部分の中心点から前記第１のＩＭＵまでの第１の距離、及び前記フィッティング部分の前記中心点から前記第２のＩＭＵまでの第２の距離は１５ｃｍ以上である、ことを特徴とする請求項１に記載の歩行モニタリング及び健康管理システム。

【請求項5】

前記ローカルホストは前記フィッティング部分を介して前記膝関節に取り付けられ、前記補助装置は、前記第１取付部と前記フィッティング部分との間の第１接続部分と、前記第２取付部と前記フィッティング部分との間の第２接続部分と、を更に備える、ことを特徴とする請求項４に記載の歩行モニタリング及び健康管理システム。

【請求項6】

前記曲げ角度が前記危険範囲内の場合、前記マイクロプロセッサは、前記曲げ角度の前記持続時間を更に数えて、滞在時間を取得し、且つ、前記滞在時間が閾値時間より長い場合、前記マイクロプロセッサは更に前記警報器を制御して、別の警告信号を出力する、ことを特徴とする請求項１に記載の歩行モニタリング及び健康管理システム。

【請求項7】

前記マイクロプロセッサは、前記使用者の年齢、活動情報及び活動状態に従って、前記閾値時間を決定する、ことを特徴とする請求項６に記載の歩行モニタリング及び健康管理システム。

【請求項8】

前記第１のＩＭＵ及び前記第２のＩＭＵは９軸ＩＭＵであり、前記９軸ＩＭＵは加速度計と、磁力計と、ジャイロスコープとを含み、前記マイクロプロセッサは、前記加速度計と前記磁力計の１つ又は２つのセンシング値に従って、前記ジャイロスコープのセンシング値を校正し、次に精度を高めるために前記操作（ａ）を実行する、ことを特徴とする請求項１に記載の歩行モニタリング及び健康管理システム。

【請求項9】

前記活動情報は前記マイクロプロセッサの機械学習モデルに入力され、機械学習モデルは前記使用者の歩行状況を更に分類し、前記歩行状況は、階段を上る状態と、階段を下る状態と、坂道を上る状態と、坂道を下る状態と、平らな地面を歩く状態とを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の歩行モニタリング及び健康管理システム。

【請求項10】

前記ローカルホストの通信インターフェースと通信するリモートホストを更に含み、
前記マイクロプロセッサは、前記通信インターフェースを介して前記リモートホストに前記活動情報を出力し、
前記リモートホストは、前記活動情報の統計分析を実行して、前記活動情報に従って前記使用者に活動修正ソリューションを提供する、ことを特徴とする請求項１に記載の歩行モニタリング及び健康管理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、歩行（ｇａｉｔ）モニタリング及び健康管理システムに関し、特に仰角の情報に従って膝関節の曲げ角度、角速度及び／又は持続時間を計算して監視するための歩行又は膝関節活動モニタリング及び健康管理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

台湾では変形性膝関節症の有病率が約１５％、罹患者数は約３５０万人であり、低年齢化の傾向にある。変形性膝関節症は当初、治療が不可能であると考えられていました。変形性膝関節症が重度になると、関節置換が必要になる。しかし、患者の７５％は関節置換手術を受けることに消極的であり、苦痛を引き起こす。膝関節ケア用のモニタリングシステムやデバイスは市販されている。しかし、これらのシステムは多くの制限があり、測定された膝データは不完全である。

【0003】

台湾特許第ＴＷＩ６１５１２９Ｂ号は、足裏感知ユニットと、膝部感知ユニットと、携帯装置とを含む歩行分析システムを開示する。携帯装置は足裏感知ユニットと膝部感知ユニットの情報に基づいて歩行分析を実行する。しかしながら、ＴＷＩ６１５１２９Ｂは計算の詳細を開示しない。また、足裏に設置された圧力センサーは歩行時に不快感を与え、コストと計算負荷が増大し、高価な携帯装置のマイクロプロセッサが必要となる。また、無線情報伝達は遅延が発生する可能性があり、リアルタイムで使用者を監視して使用者に警告しない。したがって、従来技術はさらに改良する必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従って、本発明の目的は、仰角情報に従って、膝関節の曲げ角度、角速度及び／又は持続時間を計算して監視するための歩行モニタリング及び健康管理システムを提供し、センシングを実行するために必要な慣性計測ユニット（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ；ＩＭＵ）は２つだけである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上述した目的を達成するために、本発明は、第１のＩＭＵと、第２のＩＭＵと、ローカルホストとを含む歩行モニタリング及び健康管理システムを提供する。第１のＩＭＵは、使用者の大腿に取り付けられ、大腿の活動状態を感知して、第１活動信号を生成する。第２のＩＭＵは、使用者の下腿に取り付けられ、下腿の活動状態を感知して、第２活動信号を生成する。ローカルホストは、第１のＩＭＵ及び第２のＩＭＵに電気的に接続され、マイクロプロセッサ及び警報器を含む。マイクロプロセッサは、第１活動信号及び第２活動信号に従って、第１のＩＭＵと水平面との間の第１仰角と、第２のＩＭＵと水平面との間の第２仰角とを計算し、第１仰角と第２仰角に従って、膝関節の曲げ角度、角速度及び持続時間を含む使用者の膝関節の活動情報を計算し、活動情報に従って、歩行状態の膝関節の曲げ角度が危険範囲内か否かを判断し、危険範囲内の場合、警報器を制御して警告信号を出力する。

【0006】

上記実施形態によれば、大腿及び下腿に２つのＩＭＵを取り付けられ、仰角及び膝関節の角度を計算することができ、関連するデータ分析及び警告を実行することができます。

【0007】

本発明の上述した内容をより明白かつ理解可能にするために、以下、好ましい実施例及び図面を参照しながら、詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の好ましい実施形態による歩行モニタリング及び健康管理システムを示すブロック図である。

【図2】図２は、図１の歩行モニタリング及び健康管理システムの使用状態を示す。

【図3】図３は、図２の歩行モニタリング及び健康管理システムを示す簡略化した概略図である。

【図4】図４は、図１の歩行モニタリング及び健康管理システムの操作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明者らは、膝関節の実際の活動データを監視し、分析し、研究し、膝関節を適切に使用することによって変形性膝関節症が改善して又はさらに治癒できることを発見した。正常な人が膝関節を適切に使用している限り、変形性膝関節症を発症する可能性を大幅に減少できる。それで、本発明は、膝関節の活動を検出及び監視することによって、変形性膝関節症を予防及び治療するためのシステム及び補助装置を提供する。このシステムは、変形性膝関節症を予防及び改善するために、有害な活動に関する修正情報を提供する。

【0010】

図１から図３に示すように、この実施形態の歩行モニタリング及び健康管理システム１００は、第１のＩＭＵ１０と、第２のＩＭＵ２０と、ローカルホスト３０とを含む。第１のＩＭＵ１０は、使用者の大腿１に取り付けられ、大腿１の活動状態を感知して、第１活動信号Ｅ１を生成する。第２のＩＭＵ２０は、使用者の下腿２に取り付けられ、下腿２の活動状態を感知して、第２活動信号Ｅ２を生成する。ローカルホスト３０は、第１のＩＭＵ１０及び第２のＩＭＵ２０に電気的に接続され、マイクロプロセッサ３１及び警報器３２を含む。マイクロプロセッサ３１は以下の操作（ａ）～（ｃ）を実行する。

【0011】

まず、操作（ａ）において、マイクロプロセッサ３１は、第１活動信号Ｅ１及び第２活動信号Ｅ２に従って、水平面ＨＰと第１のＩＭＵ１０（又は大腿１）との間の第１仰角（ｐｉｔｃｈ ａｎｇｌｅ）Ａ１と、水平面ＨＰと第２のＩＭＵ２０（又は下腿２）との間の第２仰角Ａ２とを計算する。仰角に従って歩行判断を行うことができるという利点がある。例えば、使用者が階段を上り下りするとき、大腿がより高く持ち上げられる。使用者が上り坂、下り坂、水平方向に歩いているときの膝関節の活動は同様である。しかしながら、大腿及び下腿の独立した活動範囲は同じではなく、膝関節の角度に従ってこれらの特性を判断できない。したがって、大腿の活動角度（第１仰角）及び下腿の活動角度（第２仰角）の助けを借りて、歩行判断を簡略化することができる。

【0012】

次に、操作（ｂ）において、マイクロプロセッサ３１は、第１仰角Ａ１及び第２仰角Ａ２に従って、使用者の膝関節３の活動情報を計算する。活動情報は、曲げ角度（又は膝関節の角度）Ａ３と、角速度と、膝関節３の持続時間とを含む。ここで、Ａ３ ＝ １８０ － Ａ１ － Ａ２度。

【0013】

それから、操作（ｃ）において、マイクロプロセッサ３１は、活動情報に従って、活動状態（例えば、歩行状態又はランニング状態）の膝関節３の曲げ角度Ａ３（オプションの角速度及びオプションの持続時間）が危険範囲内か否かを判断する。危険範囲内の場合、マイクロプロセッサ３１は、警報器３２を制御して警告信号を出力する。警報器３２は、ブザーやバイブレーターなどを含むが、これに限定されない。上記のデバイスに従って、活動状態データを計算し、使用者の現在の活動を予測し、膝関節活動モニタリング及び健康管理決済機能を実現することができる。ここで、ローカルホスト３０は、膝関節３に配置されているため、膝関節３は振動を直接感じて、より良いリマインダーの効果を実現することができる。仰角に基づいた計算により、マイクロプロセッサ３１に有用なデータを提供することができる。例えば、使用者が水平な地面上を移動している場合、足首関節４の作動角度を提供することができるため、マイクロプロセッサ３１は、その他の判断基準を取得する。また、マイクロプロセッサ３１は、クォータニオン法（ｑｕａｔｅｒｎｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ）を利用し、第１仰角Ａ１及び第２仰角Ａ２を便利に計算することができる。ＩＭＵは３軸ジャイロスコープを含む。四元数ｑの実数（ｑ_０，ｑ_１，ｑ_２，ｑ_３）の初期値（例えば、（１，０，０，０））が、式（１）に従って設定される。式（２）に従ってジャイロスコープの角速度変化を利用し、四元数をｑ'に更新し、ｑ'は新しいｑに正規化し、且つ、仰角ＰＡは式（３）に従って決定される。

ここで、ｉ、ｊ、ｋは虚数であり、ΔＴはＩＭＵのサンプリング更新時間（ｓａｍｐｌｉｎｇ ｕｐｄａｔｅ ｔｉｍｅ）である。

【0014】

一例では、危険範囲は、６０度から１２０度までであり、曲げ角度Ａ３は大腿１の延長線と、下腿２との間の夾角である。本発明者らは、歩行状態における曲げ角度Ａ３が６０度から１２０度の範囲で膝軟骨に対する破壊的な圧力が発生することを発見した。したがって、足裏の圧力センサーを使用する必要がない。膝関節が破壊圧力にさらされる時間が長くなるほど、膝関節の損傷の程度は大きくなるため、持続時間を考慮する必要がある。したがって、曲げ角度Ａ３が危険範囲内の場合、マイクロプロセッサ３１は、曲げ角度Ａ３の持続時間を更に数えて、滞在時間を取得する。滞在時間が閾値時間より長い場合、マイクロプロセッサ３１は更に警報器３２を制御して、膝関節の損傷を防ぐために別の警告信号を出力する。異なる条件を満たすために、マイクロプロセッサ３１は、使用者の年齢（事前にローカルホスト３０に入力された）、活動情報及び活動状態（例えば、中速、高速及び低速歩行状態又はランニング状態）に従って、閾値時間を決定する。別の例において、マイクロプロセッサ３１は、他の活動の危険範囲又は膝関節の静止曲げ角度及び閾値時間値に従って警告を実行する。

【0015】

この例では、９軸ＩＭＵが使用される。ＩＭＵはそれぞれ３次元空間内の物体の角速度と、加速度と、磁場強度とのセンシング値を測定する３軸ジャイロスコープと、３軸加速度計と、３軸磁力計とを含む。マイクロプロセッサ３１は、これらのセンシング値に従って膝関節活動分析を実行する。精度を高めるために、マイクロプロセッサ３１は、加速度計と磁力計の１つ又は２つのセンシング値に従ってジャイロスコープのセンシング値を校正し、クォータニオン法を利用して第１仰角及び第２仰角を計算し、次に、第１仰角及び第２仰角に従って膝関節の曲げ角度、角速度、持続時間及び高度変化などの活動情報を計算する。

【0016】

例えば、マホニー（Ｍａｈｏｎｙ）アルゴリズムを使用する。（ｑ_０，ｑ_１，ｑ_２，ｑ_３）の初期値（１，０，０，０）は式（１）に従って設定される。次に、ジャイロスコープの値（ｇ_ｘ，ｇ_ｙ，ｇ_ｚ）は加速度計の値（ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚ）又は磁力計の値（ｍ_ｘ，ｍ_ｙ，ｍ_ｚ）に従って校正され、（ｑ_０，ｑ_１，ｑ_２，ｑ_３）は更新される。加速度計の値を使用してキャリブレーションを実行する例では、ｑの値（ｑ_０，ｑ_１，ｑ_２，ｑ_３）及び（式４）に従って理論的な重力加速度ベクトル（ｖ_ｘ，ｖ_ｙ，ｖ_ｚ）を決定する。

【0017】

次に、（ａ_ｘ，ａ_ｙ，ａ_ｚ）は（式５）に従って（ｂ_ｘ，ｂ_ｙ，ｂ_ｚ）に正規化され、且つ、実際の重力加速度及び理論的な加速度との間の誤差（ｅ_ｘ，ｅ_ｙ，ｅ_ｚ）は（式６）に従って決定される。

【0018】

次に、積分が必要なため、パラメーター項目ｉ＝ｉ_ｘ＋ｉ_ｙ＋ｉ_ｚは初期値ｉ＝０_ｘ＋０_ｙ＋０_ｚに設定され、（ｇ_ｘ，ｇ_ｙ，ｇ_ｚ）は係数ｋ_ｉ、ｋ_ｐ及びΔＴに従って校正され、校正されたジャイロスコープの値（ｇ'_ｘ，ｇ'_ｙ，ｇ'_ｚ）は（式７）に従って取得される。

【0019】

一例では、ｋｉ＝３０及びｋｐ＝０が採用される。

【0020】

次に、（ｑ_０，ｑ_１，ｑ_２，ｑ_３）は（式８）に従って最終四元数の実数（ｑ'_０，ｑ'_１，ｑ'_２，ｑ'_３）に更新される。

【0021】

最後に、（ｑ'_０，ｑ'_１，ｑ'_２，ｑ'_３）は（式９）に従って新しい（ｑ_０，ｑ_１，ｑ_２，ｑ_３）に正規化され、且つ、仰角は式（３）に従って取得される。別の例において、磁力計を用いた校正方法は加速度計を用いた校正方法と同様であるため、詳細な説明は省略されている。利点は、四元数を利用して仰角を直接取得することができる。ＩＭＵのセンシングデータをＩＭＵの回転座標に変換して、次に２つのＩＭＵ間の夾角を求める必要がなくなり、計算が容易になる。

【0022】

また、活動情報がマイクロプロセッサ３１の機械学習モデルに入力され、機械学習モデルは使用者の歩行状況（又は全体的な活動状態）を分類する。歩行状況は、階段を上る状態と、階段を下る状態と、坂道を上る状態と、坂道を下る状態と、平らな地面を歩く状態とを含む。機械学習モデルは、サポートベクターマシン（ＳＶＭ）、マルチレイヤパーセプトロン（ＭＬＰ）などであってもよい。

【0023】

歩行モニタリング及び健康管理システム１００は補助装置４０を更に含む。第１のＩＭＵ１０は補助装置４０の第１取付部４１を介して大腿１上に配置され、第２のＩＭＵ２０は補助装置４０の第２取付部４２を介して下腿２上に配置される。補助装置４０は、膝関節３に適合するためのフィッティング部分４３を有するウェアラブルであってもよい。フィッティング部分４３の中心点から第１のＩＭＵ１０までの第１の距離、及びフィッティング部分４３の中心点から第２のＩＭＵ２０までの第２の距離は１５ｃｍ以上である。これにより、実際のセンシング時の計算誤差を解決することができる。使用者は補助装置を装着してテストを実行できる。あるいは、補助装置４０は第１接続部分４４と、第２接続部分４５とを更に備える。第１接続部分４４は、第１取付部４１とフィッティング部分４３との間に配置され、第１取付部４１及びフィッティング部分４３に接続される。第２接続部分４５は、第２取付部４２と、フィッティング部分４３との間に配置され、第２取付部４２及びフィッティング部分４３に接続される。したがって、使用者は、第１取付部４１及び第２接続部分４５を大腿及び下腿の皮膚表面に平坦に接触させる、上記の状態を満足することができる。

【0024】

歩行モニタリング及び健康管理システム１００はリモートホスト９０を更に含むことができる。リモートホスト９０はローカルホスト３０の通信インターフェース３３と通信するか、通信インターフェース３３に接続される。リモートホストは、携帯電話、タブレットコンピュータ、ノートブックコンピュータ、又はサーバーであってもよい。マイクロプロセッサ３１は、通信インターフェース３３を介してリモートホスト９０に膝関節の活動情報を出力する。リモートホスト９０は、活動情報の統計分析を実行して、活動情報に従って使用者に活動修正ソリューションを提供する。したがって、使用者の有害な活動を修正するための情報を提供することができる。このシステムは、使用者の歩行情報の歴史的統合及び分析を実行し、エラー数や危険角度の滞在時間などを毎日取得し、更に適切な活動修正ソリューションを提供することができる。使用者は、修正ソリューションのいくつかのパラメーターを決定し、進行曲線を追跡することもできる。また、膝関節に影響する年齢、活動状態などの要因に基づいて、パーソナライズされた歩行改善プログラムをさまざまな民族グループに従って作成し、パーソナライズされた歩行又は活動提案をカスタマイズし、膝関節の寿命を延ばすことができる。

【0025】

要約すれば、本発明は、ステップＳ１～Ｓ１０を含む歩行モニタリング及び健康管理方法も提供する。

【0026】

使用者が補助装置を装着した後、歩行テストを実行する（Ｓ１）。本発明者らは、第１の距離と第２の距離が１５ｃｍより小さい場合、計算された膝関節の角度が６０度より小さいことを発見し、それによって後続の誤差が発生する。従って、膝関節の角度（又は曲げ角度）が６０度以上か否かを判断する必要がある（Ｓ２）。膝関節の角度が６０度より小さい場合、システムは使用者に補助装置を調整するよう通知する（Ｓ３）。膝関節の角度が６０度以上の場合、システムは実際の監視を実行し（Ｓ４）、オプションの精度校正を実行し（Ｓ５）、仰角を決定し（Ｓ６）、活動情報を計算する（Ｓ７）。次に、システムは膝関節の角度が危険範囲内か否かを判断する（Ｓ８）。危険範囲外の角度の場合、ステップＳ４に戻る。危険範囲内の角度の場合、警告信号を出力し、滞在時間をカウントする（Ｓ９）。次に、システムは滞在時間が閾値時間より長いか否かを判断する（Ｓ１０）。滞在時間が閾値時間を超えない場合、ステップＳ４に戻る。滞在時間が閾値時間を超えた場合、ステップＳ９に戻る。

【0027】

足裏や膝への追加の圧力判定が必要な従来技術と比較して、本発明は下腿と大腿に取り付けられた２つのＩＭＵのみが必要であり、データ分析と警告を実行することができる。また、このシステムは、歩行分析結果と個人の生理情報（例えば、年齢）に従って、対応する警告を提供し、又は活動方法を提案することができる。使用者は、このシステムを利用して、パーソナライズされたトレーニング内容を設定し、進行曲線を追跡することもできる。

【0028】

好ましい実施例に関する詳細な説明で提示された具体的な実施例は、本発明の技術的な内容を説明するためのものであり、本発明を上述した実施例に狭く限定するのではない。本発明の思想及び以下の特許請求の範囲を逸脱しない様々な変更は、本願発明の範囲に含まれている。

【符号の説明】

【0029】

Ａ１：第１仰角
Ａ２：第２仰角
Ａ３：曲げ角度
Ｅ１：第１活動信号
Ｅ２：第２活動信号
ＨＰ：水平面
Ｓ１～Ｓ１０：ステップ
１：大腿
２：下腿（ふくらはぎ）
３：膝関節
４：足首関節
１０：第１のＩＭＵ
２０：第２のＩＭＵ
３０：ローカルホスト
３１：マイクロプロセッサ
３２：警報器
３３：通信インターフェース
４０：補助装置
４１：第１取付部
４２：第２取付部
４３：フィッティング部分
４４：第１接続部分
４５：第２接続部分
９０：リモートホスト
１００：歩行モニタリング及び健康管理システム

【要約】      （修正有）

【課題】歩行モニタリング及び健康管理システムを提供する。
【解決手段】歩行モニタリング及び健康管理システム１００は、第１のＩＭＵ１０と、第２のＩＭＵ２０と、ローカルホスト３０とを含む。第１のＩＭＵは使用者の大腿に取り付けられ、大腿の活動状態を感知して、第１活動信号を生成する。第２のＩＭＵは使用者の下腿に取り付けられ、下腿の活動状態を感知して、第２活動信号を生成する。ローカルホストはマイクロプロセッサ及び警報器を含む。マイクロプロセッサは、第１活動信号及び第２活動信号に従って第１のＩＭＵと水平面との間の第１仰角と、第２のＩＭＵと水平面との間の第２仰角とを計算し、第１仰角と第２仰角に従って膝関節の曲げ角度、角速度及び持続時間を含む使用者の膝関節の活動情報を計算し、活動情報に従って歩行状態の膝関節の曲げ角度が危険範囲内か否かを判断し、危険範囲内の場合、警報器を制御して警告信号を出力する。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】