步态仪和程序的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种步态仪，更具体的说，涉及一种定量评价人的步态是否为正确姿势的步态仪。
[0002]此外，本发明还涉及一种程序，用于使计算机执行定量评价人的步态是否为正确姿势的方法。
【背景技术】
[0003]例如专利文献I (日本专利公开公报特开2011-078728号)所示的装置基于人处于预定的姿势时安装在人的腰部上的加速度传感器的输出，来检测重力加速度的方向，由此得出处于该姿势时腰部相对于地面的倾角，从而推测骨盆的倾斜度。
[0004]专利文献2 (日本专利公开公报特开2011-251013号)所示的设备根据安装在人的腰部上的加速度传感器的输出来计算移动量，并且基于该移动量取得步行的轨迹。
[0005]专利文献1:日本专利公开公报特开2011-078728号
[0006]专利文献2:日本专利公开公报特开2011-251013号
[0007]并且，人为了以正确的姿势步行，重要的要素之一是使骨盆在向前迈出的脚之上，换句话说，使全身中的腰的位置相对前移。
[0008]但是，以往不存在简单地定量评价步行中腰的位置是否前移的方法。因此，当评价步态是否为正确的姿势时，仅依靠于感官评价，例如进行矫正步态的训练等情况下不方便。
【发明内容】
[0009]因此，本发明的课题在于提供一种步态仪，能够简单地定量评价步行中腰的位置是否前移。
[0010]此外，本发明的课题还在于提供一种程序，该程序用于使计算机执行简单地定量评价步行中腰的位置是否前移的方法。
[0011]为了解决所述课题，本发明的步态仪评价被测定者的步态，其包括:加速度传感器，安装于被测定者的腰的正中线上；以及运算部，利用所述加速度传感器输出的上下轴加速度的随时间变化波形和前后轴加速度的随时间变化波形中的一方或双方，定量计算与所述被测定者步行中的腰的位置对应的物理量。
[0012]在本说明书中，“腰的位置”是指步行中腰相对于全身的位置。典型的是，利用前脚的脚跟着地的时刻的步幅(即从后脚的脚尖到前脚的脚跟的距离)和从腰的背面到前脚的脚跟的距离，定义为:
[0013](腰的位置)=(从腰的背面到前脚的脚跟的距离)/(步幅)
[0014]在本发明的步态仪中，加速度传感器安装于被测定者的腰的正中线上。运算部利用所述加速度传感器输出的上下轴加速度的随时间变化波形和前后轴加速度的随时间变化波形中的一方或双方，定量计算与所述被测定者步行中的腰的位置对应的物理量。因此，可以根据所述物理量，定量评价被测定者步行中的腰的位置。此外，在所述步态仪中，由于基于所述加速度传感器的输出进行评价，所以不需要动作捕捉系统(mot1n capture)那样的大型设备，可以简单地进行评价。
[0015]在一种实施方式的步态仪中，其特征在于，所述运算部包括信号处理系统，所述信号处理系统合成所述上下轴加速度和所述前后轴加速度，所述物理量包括与合成矢量相关的量，所述合成矢量通过合成所述上下轴加速度和所述前后轴加速度而形成。
[0016]根据经验可知，在腰的位置前移的情况下，当使作为基准的后脚迈出时，同时向上方和前方产生加速度。相反，根据经验可知，在腰的位置不前移的情况下，当使作为基准的后脚迈出时，在为了使身体上升而暂时向上方产生加速度之后，向前方产生加速度。由此，腰的位置是否前移与上下轴加速度和前后轴加速度双方相关。在此，在所述一种实施方式的步态仪中，所述运算部包括信号处理系统，所述信号处理系统合成所述上下轴加速度和所述前后轴加速度，所述物理量包括与合成矢量相关的量，所述合成矢量通过合成所述上下轴加速度和所述前后轴加速度而形成。因此，能够根据与所述合成矢量相关的量，适当地评价腰的位置是否为前移。
[0017]在一种实施方式的步态仪中，其特征在于，与所述合成矢量相关的量是所述合成矢量的大小。
[0018]在腰的位置前移的情况下，当使作为基准的后脚迈出时，由于同时向上方和前方产生加速度，所以分别在从左脚跟着地到右脚跟着地为止的左脚基准期间和从右脚跟着地到左脚跟着地为止的右脚基准期间，所述合成矢量示出大的峰值。相反，在腰的位置不前移的情况下，当使作为基准的后脚迈出时，由于在为了使身体上升而暂时向上方产生加速度之后，向前方产生加速度，所以在分别从左脚跟着地到右脚跟着地为止的左脚基准期间和从右脚跟着地到左脚跟着地为止的右脚基准期间，所述合成矢量的峰值变小。在此，在所述一种实施方式的步态仪中，与所述合成矢量相关的量是所述合成矢量的大小。因此，可以根据所述合成矢量的大小，适当地评价腰的位置是否前移。
[0019]在一种实施方式的步态仪中，其特征在于，所述物理量包括在从左脚跟着地到右脚跟着地为止的左脚基准期间和从右脚跟着地到左脚跟着地为止的右脚基准期间分别出现的、表示所述上下轴加速度的随时间变化波形中的正侧波形的面积和/或负侧波形的面积的量。
[0020]在本说明书中，“正侧波形的面积”是指对在时间相对于加速度坐标图上加速度为正值时的波形，以时间进行积分而成的面积。此外，“负侧波形的面积”是指对在时间相对于加速度坐标图上加速度为负值时的波形，以时间进行积分而成的面积。
[0021]根据经验可知，在腰的位置前移的情况下，由于步幅变大且步行速度变快，所以在所述上下轴加速度的随时间变化波形中，分别在左脚基准期间和右脚基准期间，正侧波形的面积和/或负侧波形的面积变大。相反，根据经验可知，在腰的位置不前移的情况下，由于步幅变小且步行速度变慢，所以在所述上下轴加速度的随时间变化波形中，分别在左脚基准期间和右脚基准期间，正侧波形的面积和/或负侧波形的面积变小。由此，腰的位置是否前移与所述上下轴加速度的随时间变化波形中的正侧波形的面积和/或负侧波形的面积相关。在此，在所述一种实施方式的步态仪中，所述物理量包括在左脚基准期间和右脚基准期间分别出现的、表示所述上下轴加速度的随时间变化波形中的正侧波形的面积和/或负侧波形的面积的量。因此，可以根据表示所述上下轴加速度的随时间变化波形中的所述正侧波形的面积和/或负侧波形的面积的量，适当地评价腰的位置是否前移。
[0022]在一种实施方式的步态仪中，其特征在于，所述物理量包括在从左脚跟着地到右脚跟着地为止的左脚基准期间和从右脚跟着地到左脚跟着地为止的右脚基准期间分别出现的、表示所述上下轴加速度的随时间变化波形中的负侧波形的最小谷值的量。
[0023]根据经验可知，在腰的位置前移的情况下，由于步幅变大且步行速度变快，所以在所述上下轴加速度的随时间变化波形中，分别在左脚基准期间和右脚基准期间，负侧波形的最小波谷变深。相反，根据经验可知，在腰的位置不前移的情况下，由于步幅变小且步行速度变慢，所以在所述上下轴加速度的随时间变化波形中，分别在左脚基准期间和右脚基准期间，负侧波形的最小波谷变浅。由此，腰的位置是否前移与所述上下轴加速度的随时间变化波形中的负侧波形的最小波谷的深度相关。在此，在所述一种实施方式的步态仪中，所述物理量包括在左脚基准期间和右脚基准期间分别出现的、表示所述上下轴加速度的随时间变化波形中的负侧波形的最小谷值的量。因此，可以根据表示所述上下轴加速度的随时间变化波形中的所述负侧波形的最小谷值的量，适当地评价腰的位置是否前移。
[0024]另外，由于所述上下轴加速度的随时间变化波形中的正侧波形的最大峰值的大小与其说对应于腰的位置，不如说存在较大的个人差，所以难以用于进行定量评价。
[0025]在一种实施方式的步态仪中，其特征在于，所述物理量包括在从左脚跟着地到右脚跟着地为止的左脚基准期间和从右脚跟着地到左脚跟着地为止的右脚基准期间分别出现的、表示所述前后轴加速度的随时间变化波形中的正侧波形的最大峰值和/或负侧波形的最小谷值的量。
[0026]根据经验可知，在腰的位置前移的情况下，由于步幅变大且步行速度变快，所以在所述前后轴加速度的随时间变化波形中，分别在左脚基准期间和右脚基准期间，正侧波形的最大峰值变大而负侧波形的最小波谷变深。相反，根据经验可知，在腰的位置不前移的情况下，由于步幅变小且步行速度变慢，所以在所述前后轴加速度的随时间变化波形中，分别在左脚基准期间和右脚基准期间，正侧波形的最大峰值变小而负侧波形的最小波谷变浅。由此，腰的位置是否前移与所述前后轴加速度的随时间变化波形中的正侧波形的最大峰值的大小和负侧波形的最小波谷的深度相关。在此，在所述一种实施方式的步态仪中，所述物理量包括在从左脚跟着地到右脚跟着地为止的左脚基准期间和从右脚跟着地到左脚跟着地为止的右脚基准期间分别出现的、表示所述前后轴加速度的随时间变化波形中的正侧波形的最大峰值和/或负侧波形的最小谷值的量。因此，可以根据表示所述前后轴加速度的随时间变化波形中的正侧波形的最大峰值和/或负侧波形的最小谷值的量，适当地评价腰的位置是否前移。
[0027]在一种实施方式的步态仪中，其特征在于还包括评价部，所述评价部针对所述物理量设定阈值，并且根据所述阈值分多阶段评价所述腰的位置。
[0028]在所述一种实施方式的步态仪中，评价部针对所述物理量设定阈值，并且根据所述阈值分多阶段评价所述腰的位置。因此，得到多阶段的评价结果。所述多阶段的评价结果对于用户(包括被测定者)来说容易理解且便于使用。
[0029]本发明还提供一种程序，用于使计算机执行评价被测定者的步态的方法，其中，所述方法包括如下步骤:取得安装于被测定者的腰的正中线上的加速度传感器的输出；以及利用