JP2018121930A - Gait evaluation method - Google Patents
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Abstract
【課題】誰もが容易に理解できる評価軸で歩容を評価し、歩容の評価結果が歩容の改善に役立つようにする。【解決手段】歩容の印象の評価値を目的変数とし、歩行の計測により得られる歩行の特徴量を含む歩行パラメータを説明変数とする重回帰式を用いて、任意の被験者の歩容の印象の評価値を求める歩容の評価方法であって、評価値が、歩容について対極の印象を表す一対の感性語を両極とする評価軸で表され、一対の感性語の少なくとも一方にオノマトペが含まれる。【選択図】図6PROBLEM TO BE SOLVED: To evaluate a gait on an evaluation axis that anyone can easily understand, and to make the evaluation result of the gait useful for improving the gait. SOLUTION: An impression of gait of an arbitrary subject is used by using a multiple regression equation in which an evaluation value of gait impression is used as an objective variable and a gait parameter including a gait characteristic amount obtained by gait measurement is used as an explanatory variable. This is a gait evaluation method for obtaining the evaluation value of gait. included. [Selection diagram] Fig. 6
Description
本発明は、歩容の評価方法に関する。 The present invention relates to a gait evaluation method.
歩容は歩行時の見た目の様子である。30〜60代の女性の半数近くは自身の歩容を悪いと考えているというアンケート結果があり、歩容を改善したいと考えている人は多数存在すると考えられる。 The gait is the appearance when walking. Nearly half of women in their 30s and 60s think that their gait is bad, and there are many people who want to improve their gait.
歩容の改善に使用できる装置として、被験者が携帯する3軸加速度センサと、3軸加速度センサの出力に基づいて被験者の歩容の評価情報を生成する処理部を備えたものが提案されている。この装置では、3軸加速度センサの出力から腰部の前後左右の動き、体幹の傾きなどの特徴量を検出し、その特徴量を、既知の理想的な歩容における特徴量あるいは所定の範疇に分類される歩容の特徴量と照合し、理想的な歩容あるいは所定の範疇に分類される歩容に対する被験者の歩容の類似度を評価する(特許文献1)。 As an apparatus that can be used to improve gaits, a device that includes a triaxial acceleration sensor carried by a subject and a processing unit that generates evaluation information of the gait of the subject based on the output of the triaxial acceleration sensor has been proposed. . In this device, features such as the back and forth movement of the waist and the tilt of the trunk are detected from the output of the three-axis acceleration sensor, and the features are set to the features in a known ideal gait or in a predetermined category. The degree of similarity of the subject's gait with respect to the ideal gait or the gait classified into a predetermined category is evaluated by collating with the feature amount of the gait classified (Patent Document 1).
また、足圧センサを用いて歩行中の足圧分布を計測し、足圧分布から求められる歩行の特徴量から、姿勢のバランス、対称性、歩行の時間的な連続性といった力学的合理性を判断基準にして歩行の美しさや健康度を算出する装置(特許文献2)や、足圧分布から求められる歩行の特徴量を、お手本とする理想的な歩行の特徴量と対比し、被験者の歩行の美しさを点数化する装置(特許文献3)が提案されている。 In addition, the foot pressure distribution during walking is measured using a foot pressure sensor, and the mechanical rationality such as balance of posture, symmetry, and temporal continuity of walking is calculated from the walking features obtained from the foot pressure distribution. A device that calculates the beauty and health of walking based on judgment criteria (Patent Document 2), and the walking feature value obtained from the foot pressure distribution is compared with the ideal walking feature value as a model. An apparatus for scoring the beauty of walking (Patent Document 3) has been proposed.
一般に、歩行の姿勢、バランス、安定性、歩幅、歩隔などは、歩容を評価する場合のポイントになる。しかしながら、歩容は個性の現れともいえ、任意の被験者に対して特定の歩容が理想であると画一的に定めることはできない。そのため、被験者の歩行の特徴量と理想とする歩行の特徴量とを対比することにより被験者の歩容を評価するだけでは、その評価結果は被験者にとって理解しづらい場合があり、必ずしも歩容の改善に役立つとは限らない。 In general, the posture, balance, stability, step length, step length, and the like of walking are points when evaluating a gait. However, even though the gait is a manifestation of individuality, it cannot be uniformly determined that a specific gait is ideal for any subject. Therefore, simply evaluating the subject's gait by comparing the feature amount of the subject's walking with the ideal feature amount of the walking may result in the evaluation result being difficult for the subject to understand and does not necessarily improve the gait. Not always helpful.
このような従来技術に対し、本発明の課題は、誰もが容易に理解できる評価軸で歩容を評価し、歩容の評価結果が歩容の改善に役立つようにすることにある。 With respect to such a conventional technique, an object of the present invention is to evaluate a gait with an evaluation axis that anyone can easily understand, and to make the gait evaluation result useful for improving the gait.
本発明者は、
(i)歩容の印象の評価結果をわかりやすく被験者に提示するためには、歩容の評価結果を、幅広い年代層が容易に意味を理解できるオノマトペを用いた評価軸で提示できるようにすることが有用であること、
(ii)この場合、評価軸の両極を、対極の印象を有する一対の感性語とし、この評価軸による歩容の評価値と、加速度センサ、足圧センサ等を用いた歩行の計測値から得られる歩行の特徴量とを回帰式で関連づけておくと、回帰式により算出される評価値と被験者の実際の評価値とが良好な相関を示すこと、
(iii)この回帰式を用いて被験者の歩行の特徴量から算出される評価値は、画一的に定められた理想の歩容と被験者の歩容との差異を表すものではなく、被験者の歩容を他者がどのような印象で捉えているかを示すものとなり、かつオノマトペを用いた評価軸で表されているから、被験者にとって受け入れやすいこと、
(iv)また、対極の印象を表す一対の感性語を両極に有する評価軸は種々設定することができるので、被験者の歩容を複数の観点の評価軸で評価することが可能となり、したがって、被験者は自己の歩容の評価を複数の観点から知ることができ、歩容改善に対するモチベーションが高まること、
を見出し、本発明を想到した。
The inventor
(i) In order to present the gait impression evaluation results to the subject in an easy-to-understand manner, the gait evaluation results should be presented on an evaluation axis using onomatopoeia that can be easily understood by a wide range of age groups. Is useful,
(ii) In this case, the two poles of the evaluation axis are taken as a pair of sensitivity words having an impression of the opposite electrode, and obtained from the evaluation value of the gait based on this evaluation axis and the measurement value of walking using an acceleration sensor, a foot pressure sensor, etc. The correlation between the evaluation value calculated by the regression equation and the actual evaluation value of the subject shows a good correlation,
(iii) The evaluation value calculated from the characteristic amount of the walking of the subject using this regression formula does not represent the difference between the ideal gait defined uniformly and the gait of the subject. It shows how other people perceive gaits, and is expressed on the evaluation axis using onomatopoeia, so it is easy for subjects to accept,
(iv) Since the evaluation axis having a pair of sensitivity words representing the impression of the opposite electrode can be set in various ways, it becomes possible to evaluate the gait of the subject with an evaluation axis from a plurality of viewpoints. The subject can know his / her gait assessment from multiple points of view, increasing motivation for gait improvement,
The present invention was conceived.
即ち、本発明は、歩容の印象の評価値を目的変数とし、歩行の計測により得られる歩行の特徴量を含む歩行パラメータを説明変数とする重回帰式を用いて、任意の被験者の歩容の印象の評価値を求める歩容の評価方法であって、歩容の印象の評価値が、歩容について対極の印象を表す一対の感性語を両極とする評価軸で表され、一対の感性語の少なくとも一方にオノマトペが含まれている評価方法を提供する。 That is, the present invention uses a multiple regression equation in which an evaluation value of an impression of a gait is an objective variable and a walking parameter including a characteristic amount of walking obtained by measurement of walking is used as an explanatory variable. A gait evaluation method for obtaining an evaluation value of an impression of a gait, wherein the evaluation value of a gait impression is represented by an evaluation axis with a pair of sensitivity words representing the opposite impression of the gait as a bipolar, and a pair of sensitivity An evaluation method is provided wherein onomatopoeia is included in at least one of the words.
本発明によれば、被験者の歩容の評価結果は、画一的に定められた理想的な歩容と被験者の歩容とを対比したものではなく、被験者の歩容を他者がどのような印象で捉えているかを示すものとなるから、被験者にとって受け入れやすいものとなる。 According to the present invention, the evaluation result of the gait of the subject is not a comparison between the ideal gait determined uniformly and the gait of the subject. It will be easy to accept for the subject because it will indicate whether it is captured with a good impression.
また、歩容の評価軸は、対極の印象を表す一対の感性語を両極とし、一対の感性語の少なくとも一方にはオノマトペが含まれるため、本発明による評価結果は、被験者がどのような年代層の者でも理解し易いものとなる。 In addition, since the evaluation axis of the gait is a pair of sensitivity words representing the impression of the opposite electrode, and at least one of the pair of sensitivity words includes onomatopoeia, the evaluation result according to the present invention indicates what age group the subject has It will be easy to understand.
さらに、評価軸の両極となる感性語の選択により種々の評価軸を設定できるので、被験者の歩容を多面的に評価することができ、被験者の歩容の改善に有用となる。 Furthermore, since various evaluation axes can be set by selecting the sensitivity words that are the two extremes of the evaluation axis, the gait of the subject can be evaluated from various aspects, which is useful for improving the gait of the subject.
<<発明の概要>>
本発明の歩容の評価方法は、歩容の印象の評価値を目的変数とし、歩行パラメータを説明変数とする重回帰式を取得しておき、その重回帰式を用いて任意の被験者の歩容の印象の評価値を求める方法であって、歩容の印象の評価値を、歩容について対極の印象を表す一対の感性語を両極とする評価軸で表し、かつその一対の感性語の少なくとも一方にオノマトペを含めることを特徴としている。この場合、歩容の評価軸としては複数種を設定することができる。したがって、複数種の評価軸で多面的に歩容を評価することが可能となる。
<< Summary of Invention >>
The gait evaluation method of the present invention obtains a multiple regression equation using the evaluation value of the gait impression as an objective variable and the walking parameter as an explanatory variable, and uses the multiple regression equation to calculate the gait of any subject. The evaluation value of the gait impression is expressed by an evaluation axis having a pair of sensitivity words representing the opposite impressions of the gait and the sensitivity axis of the pair of sensitivity words. It is characterized by including onomatopoeia in at least one. In this case, multiple types of gait evaluation axes can be set. Therefore, it becomes possible to evaluate the gait from multiple aspects with a plurality of types of evaluation axes.
なお、重回帰式の作成には、予め複数の歩行者について歩容の印象の評価値と、歩行パラメータのデータが必要となるが、この場合の歩行者は年代別及び性別とすることが好ましく、また、歩行者の歩容に対して印象の評価値を与える観察者も年代別及び性別とすることが好ましい。 In order to create a multiple regression equation, the evaluation value of the gait impression and the data of the walking parameters are required in advance for a plurality of pedestrians. In this case, the pedestrians are preferably classified by age and gender. Moreover, it is preferable that the observer who gives the evaluation value of the impression to the gait of the pedestrian is also classified by age and gender.
<<歩容の印象の評価軸>>
本発明の評価方法が使用する重回帰式において、歩容の印象の評価値の評価軸は、歩容について対極の印象を表す一対の感性語を両極とするものであり、その一対の感性語の少なくとも一方にオノマトペを含めたものである。
<< Assessment axis of gait impression >>
In the multiple regression equation used by the evaluation method of the present invention, the evaluation axis of the evaluation value of the impression of the gait is a pair of sensitivity words representing the opposite impression of the gait, and the pair of sensitivity words. Onomatopoeia is included in at least one of the above.
ここで、感性語は観察者の印象を表す言葉である。また、オノマトペとは、擬音語、擬声語、擬態語の総称であって、言語音で出来事や状態を模写する表現である。したがって、本発明においてオノマトペは、被験者の歩行自体の状態だけでなく、歩行している被験者の身体や感情の状態も表す場合のある表現である。 Here, the sensitivity word is a word representing the impression of the observer. Onomatopoeia is a general term for onomatopoeia, onomatopoeia, and mimicry words, and is an expression that replicates events and states with linguistic sounds. Therefore, in the present invention, onomatopoeia is an expression that may represent not only the state of the subject's walk itself but also the state of the subject and the emotion of the walking subject.
評価軸の両極をなす一対の感性語であって、少なくとも一方にオノマトペを含むものの例としては、例えば、以下の対をあげることができる。
いきいき−とぼとぼ
しゃきしゃき−へろへろ
ぴしっと−だらしない
のしのし−すたすた
ワイルド−なよなよ
ゆったり−せかせか
よぼよぼ−がしがし
スムーズ−どたどた
すらっと−でっぷり
いきいき−よぼよぼ
すっと−だらだら
As an example of a pair of sensitivity words forming both poles of the evaluation axis and including onomatopoeia in at least one of them, the following pairs can be given, for example.
Ikiiki-tobo-boshi-seki--Hero-Hero-Pitsu--Sloppy wild--Stud wild-
評価軸の両極を、対極の印象を表す感性語とすることにより、所定の歩容を複数の観察者が観察した場合の評価値のバラツキ幅や、また、同一の観察者が同一の歩容を異なる時期に繰り返し観察した場合の評価値のバラツキ幅を抑えることができる。これは、評価軸の両極の印象を規定することで、評価軸で評価しようとする観点が明確になり、観察者が評価対象の歩容の印象を評価軸上に示しやすくなるためと考えられる。例えば、任意の観察者に、所定の歩容の「いきいき」の度合いを評価軸の0から10の間の位置で示すように求めた場合と、同じ歩容を「とぼとぼ」を0とし、「いきいき」を10とした場合の評価軸上の位置で示すように求めた場合とでは、「とぼとぼ」を0とし、「いきいき」を10とした場合の方が評価値のバラツキの幅が狭くなり、実際の評価値と、回帰式で算出される評価値との相関性が高くなる。 By using the sensitivity poles representing the impression of the opposite electrode as the opposite poles of the evaluation axis, the variation width of the evaluation values when multiple observers observe a given gait, and the same observer with the same gait It is possible to suppress the variation range of the evaluation values when repeatedly observed at different times. This is thought to be because the viewpoint of the evaluation axis is clarified by prescribing the impressions on both sides of the evaluation axis, and the observer can easily show the impression of the gait of the evaluation target on the evaluation axis. . For example, when an arbitrary observer is asked to indicate the degree of “lively” of a predetermined gait at a position between 0 and 10 on the evaluation axis, the same gait is set to 0, and “ In the case where it is calculated as indicated by the position on the evaluation axis when “Iki-iki” is set to 10, the range of variation in evaluation values is narrower when “Tobo-tobo-bo” is set to 0 and “Iki-iki” is set to 10. The correlation between the actual evaluation value and the evaluation value calculated by the regression equation becomes high.
また、評価軸の両極の少なくとも一方にオノマトペを含めることにより、その評価軸は幅広い年代層の者が容易に意味を理解でき、かつ歩容を表す評価軸として馴染み易いものとなる。なお、必ずしも一対の感性語の双方をオノマトペとする必要はない。 In addition, by including onomatopoeia in at least one of the two poles of the evaluation axis, the evaluation axis can be easily understood by people of a wide range of age groups and easily accustomed as an evaluation axis representing gaits. It is not always necessary to use both onomatopoeia as a pair of sensitivity words.
上述のオノマトペを含む感性語の対は次のようにして得たものである。すなわち、本発明者が街頭の歩行者70名の歩容を観察し、その歩容の印象としてオノマトペを含む感性語244語を抽出し、一方、後述する歩容のVAS値の因子分析により歩容に4因子があるとして感性語244語を因子分析し、因子ごとの係数と感性語244語のそれぞれの言葉の意味合いから対語を形成した。 A pair of sensitivity words including the above-mentioned onomatopoeia was obtained as follows. That is, the present inventor observed the gaits of 70 pedestrians on the street, extracted 244 sensitivity words including onomatopoeia as impressions of the gaits, and on the other hand, walked by factor analysis of gait VAS values described later. Sense words 244 words were subjected to factor analysis assuming that there are four factors, and a counter word was formed from the coefficient of each factor and the meaning of each word of the sensitivity word 244 words.
本発明において対極の印象を表す一対の感性語は上述の例に限られず、一般に対極の意味と認められる、オノマトペを含む一対の感性語を使用することができる。 In the present invention, the pair of sensitivity words representing the impression of the counter electrode is not limited to the above example, and a pair of sensitivity words including onomatopoeia generally recognized as the meaning of the counter electrode can be used.
また、上述の感性語の対において、例えば「いきいき−とぼとぼ」と「いきいき−よぼよぼ」とは共に「いきいき」を軸の一端とするが、「いきいき−とぼとぼ」は元気の程度が印象に関係しているのに対し「よぼよぼ−いきいき」は老いた様子が印象に関係しており、これらは異なる評価軸となる。このように、オノマトペを含む、対極の印象を表す一対の感性語を評価軸の両極にすることで、歩容の印象の多面的な評価をすることが可能となる。 In addition, in the above-mentioned pairs of sensitivity words, for example, both “Ikiiki-Tobotobo” and “Ikiiki-Yobo-yobo” have “Iki-Iki” as one end of the axis, but “Iki-Iki-Tobobo” is related to impression. On the other hand, “Yobo-Yobo-Ikiiki” is related to the impression of aging, and these are different evaluation axes. In this way, by using a pair of sensitivity words representing an impression of a counter electrode including onomatopoeia as the two poles of the evaluation axis, it becomes possible to perform a multifaceted evaluation of the gait impression.
<歩容の印象の評価値データの収集方法>
歩容の印象表の評価値と歩行パラメータの回帰式を求めるにあたり、歩容の印象の評価値のデータの収集方法としては、VAS(Visual Analogue Scale)、NRS(Numerical Rating Scale)等を使用することができる。例えば、観察者が所定の歩容に対してVASで「のしのし−すたすた」を評価する場合、観察者は図4に示すように一端が「のしのし」で他端が「すたすた」の評価軸が記載された質問用紙の評価軸内に自分の印象に応じた縦線10を書き込む。VASによれば、「のしのし」と「すたすた」の間の相対的な評価として観察者の印象の評価値を容易に得ることができ、また、4段階評価のVRS(Verbal Rating Scale)に比して信頼性の高い評価値を得ることができる。なお、観察者が縦線を書き込んだVASのデータからは、例えば、評価軸の一端(のしのし)をゼロ、他端(すたすた)を100として縦線の位置の評価値を読み取ることができる。
<Gathering evaluation data for gait impressions>
When obtaining the evaluation value of the gait impression table and the regression equation of the gait parameter, VAS (Visual Analogue Scale), NRS (Numerical Rating Scale), etc. are used as a method of collecting the gait impression evaluation value data. be able to. For example, when the observer evaluates “Noshinashi-Sutasuta” with a VAS for a predetermined gait, the observer has “Shinoshita” at one end and “Sutasuta” at the other end as shown in FIG. The
<<歩行パラメータ>>
歩行パラメータは、歩容に影響する客観的な特徴量である。歩行パラメータには、(a)足圧センサ、モーションキャプチャ、加速度センサ等の計測装置を用いた歩行の計測により得られる歩行の特徴量、及び(b)歩行の計測から得られる歩行の特徴量ではないが、歩容に影響を及ぼす年齢、身長、体重、BMI、性別などの基本情報が含まれる。或る歩行の特徴量が複数の計測装置で計測できる場合、測定精度の高い計測装置による歩行の特徴量を使用することが好ましい。
<< Walking parameters >>
The walking parameter is an objective feature amount that affects the gait. The walking parameters include (a) a walking feature value obtained by walking measurement using a measuring device such as a foot pressure sensor, motion capture, and acceleration sensor, and (b) a walking feature value obtained from walking measurement. It does not include basic information such as age, height, weight, BMI, and gender that affect gait. When a feature amount of a certain gait can be measured by a plurality of measuring devices, it is preferable to use a feature amount of a gait by a measuring device with high measurement accuracy.
<足圧センサ>
足圧センサとしては、歩行により歩行面が受ける足圧の分布画像や、足圧の2次元データを出力することのできるものを使用することができ、例えば、アニマ株式会社製シート式下肢加重計シリーズウォークWay、有限会社AMTI製床反力計等をあげることができる。
<Foot pressure sensor>
As the foot pressure sensor, it is possible to use a foot pressure distribution image received on the walking surface by walking, or a device capable of outputting two-dimensional foot pressure data. For example, a seat type lower limb weight meter manufactured by Anima Co., Ltd. A series walk way, a floor reaction force meter manufactured by AMTI Co., Ltd. and the like can be mentioned.
足圧センサを用いた歩行の計測から得られる歩行の特徴量としては、例えば表1に示すものをあげることができる。
Examples of the feature amount of walking obtained from walking measurement using a foot pressure sensor include those shown in Table 1.
これらのうち左右差があるものは、歩行の特徴量と歩容の評価値との相関性の点から、左右の平均値を使用することが好ましい。したがって、立脚期割合、遊脚期割合、両脚支持期割合、ストライド、歩幅、歩隔、歩行角度、つま先角度としては、それぞれ左右の平均値を特徴量とすることが好ましい。 Of these, for those having a left-right difference, it is preferable to use the left and right average values in terms of the correlation between the walking feature value and the gait evaluation value. Therefore, it is preferable that the left and right average values are used as feature amounts for the stance period ratio, the swing leg period ratio, the both leg support period ratio, the stride, the stride, the step, the walking angle, and the toe angle.
また、これらの歩行の特徴量のうち、歩幅、歩隔、歩行角度、ストライド及びつま先角度は、図1に示すように歩容の空間的指標となる。また、立脚期割合、遊脚期割合及び両脚支持期割合は、図2に示すように歩容の時間的指標となる。 Of these walking features, the stride, the step, the walking angle, the stride, and the toe angle are spatial indices of the gait as shown in FIG. Further, the stance period ratio, the free leg period ratio, and the both-leg support period ratio are temporal indexes of gaits as shown in FIG.
ここで、歩行比は、歩幅(m)をケーデンス(歩数/分)で除した値である。歩行比は歩行の効率を示し、成人の場合平均約0.0063になり、幼児や高齢者は低い値となることが知られている。転倒歴などと関連し、加齢に伴い減少するため、歩行能力の重要な指標となる。 Here, the walking ratio is a value obtained by dividing the step length (m) by the cadence (number of steps / minute). It is known that the walking ratio indicates the walking efficiency, which is about 0.0063 on average for adults and low for infants and the elderly. This is an important indicator of walking ability because it decreases with age in connection with the fall history.
立脚期割合は、立脚期時間の1歩行周期に対する割合であり、立脚期時間は、左右一方の踵接地から、その一方の足が地面から離れるまでの、足が接地している時間である。 The stance period ratio is a ratio of the stance period time to one walking cycle, and the stance period time is the time during which the foot is in contact with the ground from one heel contact to the other when the one foot leaves the ground.
遊脚期割合は、遊脚期時間の1歩行周期に対する割合であり、遊脚期時間は、左右一方の足が地面から離れてから、その一方の足の踵が接地するまでの、足が浮いている時間である。 The swing period ratio is the ratio of the swing period time to one gait cycle. The swing period time is the time from the time when one foot on the right and left leaves the ground until the foot of the foot touches the ground. It's a floating time.
両脚支持期割合は、左右両方の足が地面に接地している両脚支持期時間の1歩行周期に対する割合である。したがって、走行行為ではゼロとなる。両脚支持期割合は、通常の歩行行為では約20%となるが、加齢に応じて長くなる。 The both-leg support period ratio is the ratio of the both-leg support period time in which both the left and right feet are in contact with the ground to one walking cycle. Therefore, the driving action is zero. The ratio of both-leg support period is about 20% in a normal walking action, but becomes longer with aging.
ストライドは、左右一方の踵接地から、その一方の踵が再び接地するまでの距離である。ストライドは身長で補正すること(即ち、身長で除することにより規格化すること)が好ましい。 The stride is the distance from the right and left saddle ground to the ground again. The stride is preferably corrected by height (ie, normalized by dividing by height).
歩幅は、左右一方の踵接地から、もう一方の側の踵が再び接地するまでの距離である。軸足になっている足の左右で歩幅の左右を定める。歩幅は身長で補正すること(即ち、身長で除して規格化すること)が好ましい。 The stride is the distance from the left and right side of the heel to the ground on the other side. The left and right of the stride are determined by the left and right of the foot that is the axis foot. It is preferable to correct the stride by height (that is, normalize by dividing by height).
歩隔は、左右一方の踵接地から、左右他方の踵接地までの水平方向の距離であり、軸足になっている足の左右で歩隔の左右を定める。歩隔は身長で補正すること(即ち、身長で除して規格化すること)が好ましい。 The step is a horizontal distance from one heel contact to the left to the other heel contact, and determines the right and left of the step on the left and right sides of the foot that is the axial foot. It is preferable to correct the step by height (ie, normalize by dividing by height).
歩行角度は、左右一方の踵から他方の踵を結んだ直線が進行方向となす角度(°)である。軸足として地面に着いている足の左右で歩行角度の左右を定める。例えば、軸足を右足として、左足を踏み出して接地した場合、軸足とした右足の踵と接地した左足の踵とを結んだ直線と進行方向とがなす角度を右歩行角度とする。 The walking angle is an angle (°) formed by a straight line connecting one heel to the other heel with the traveling direction. The left and right of the walking angle are determined by the left and right of the foot that is on the ground as an axis foot. For example, when the shaft foot is the right foot and the left foot is stepped on and grounded, the angle formed by the straight line connecting the right foot heel and the grounded left foot heel as the shaft foot and the traveling direction is the right walking angle.
つま先角度は、踵とつま先を結ぶ直線が、進行方向となす角度(°)であり、外側がプラスで内側がマイナスである。 The toe angle is an angle (°) formed by a straight line connecting the heel and the toe with the traveling direction, the outer side being positive and the inner side being negative.
<モーションキャプチャ>
モーションキャプチャとしては、デプスカメラ(マイクロソフト社のKinect)、複数のビデオカメラを使用する3次元動作解析システム(インターリハ株式会社製3次元動作分析装置VICON、VICON MXシステム、VICON NEXUS)等を使用することができる。このうちマイクロソフト社のKinectは、RGBカラー映像用カメラと、奥行き測定用に赤外線カメラと赤外線発光部を備え、被験者の関節点の位置情報を自動的に抽出し、被験者の歩行画像に重ねて表示することを可能とする。
<Motion capture>
For motion capture, use a depth camera (Microsoft's Kinect), a 3D motion analysis system that uses multiple video cameras (3D motion analysis device VICON, VICON MX system, VICON NEXUS manufactured by Interliha Corporation), etc. be able to. Among them, Microsoft's Kinect is equipped with an RGB color video camera, an infrared camera and an infrared light emitting unit for depth measurement, and automatically extracts the position information of the joint point of the subject and displays it on the walking image of the subject. It is possible to do.
モーションキャプチャを用いた歩行の計測では、位置座標から1歩行周期を抽出し、抽出した値から歩行の特徴量を求めることが好ましい。モーションキャプチャによる歩行の特徴量としては、例えば表2に示すものをあげることができる。 In the measurement of walking using motion capture, it is preferable to extract one walking cycle from the position coordinates and obtain the walking feature amount from the extracted value. Examples of the feature amount of walking by motion capture include those shown in Table 2.
ここで、頭部傾斜角は、図3Aに示すように、側面視において肩中心と頭部とを結ぶ直線が鉛直方向となす角度θ1の歩行周期中の平均値であり、背筋角は肩中心と体中心とを結ぶ直線と、肩中心と頭部とを結ぶ直線とがなす角度θ2の歩行周期中の平均値である。 Here, as shown in FIG. 3A, the head inclination angle is an average value during a walking cycle of an angle θ1 formed by a straight line connecting the shoulder center and the head in the vertical direction in a side view, and the spine angle is the shoulder center angle. The average value during the walking cycle of the angle θ2 formed by the straight line connecting the center of the body and the straight line connecting the center of the shoulder and the head.
右肩回旋角度θ3Rは、図3Bに示すように、歩行周期中の肩中心に対する右肩部の最大回旋角Maxθ3Rと最小回旋角Minθ3Rの差であり、左肩回旋角度θ3Lも同様に定められる。肩回旋角度θ3は、右肩回旋角度θ3Rと左肩回旋角度θ3Lの平均値である。 As shown in FIG. 3B, the right shoulder rotation angle θ3R is the difference between the maximum rotation angle Maxθ3R and the minimum rotation angle Minθ3R of the right shoulder with respect to the shoulder center during the walking cycle, and the left shoulder rotation angle θ3L is determined in the same manner. The shoulder rotation angle θ3 is an average value of the right shoulder rotation angle θ3R and the left shoulder rotation angle θ3L.
右腰回旋角度θ4Rは、図3Cに示すように、歩行周期中の腰中心に対する右腰部の最大回旋角Maxθ4Rと最小回旋角Minθ4Rの差であり、左腰回旋角度θ4Lも同様に定められる。腰回旋角度θ4は、右腰回旋角度θ4Rと左腰回旋角度θ4Lの平均値である。 As shown in FIG. 3C, the right hip rotation angle θ4R is the difference between the maximum rotation angle Maxθ4R and the minimum rotation angle Minθ4R of the right waist with respect to the waist center during the walking cycle, and the left hip rotation angle θ4L is similarly determined. The waist rotation angle θ4 is an average value of the right waist rotation angle θ4R and the left waist rotation angle θ4L.
頭部上下揺れは、図3Dに示すように、側面視における頭部の鉛直方向座標の位置の変化量である。 As shown in FIG. 3D, the head vertical shaking is a change amount of the position of the vertical coordinate of the head in a side view.
頭部左右振れは、図3Eに示すように、上面視における頭部の水平方向座標の位置の変化量である。 As shown in FIG. 3E, the head left-right shake is the amount of change in the position of the horizontal coordinate of the head in a top view.
膝関節可動域は、図3Fに示すように、側面視において膝部と腰部とを結ぶ直線と、膝部と踵部とを結ぶ直線とがなす角度θ5の最大値と最小値の差の絶対値の左右平均である。 As shown in FIG. 3F, the range of motion of the knee joint is the absolute difference between the maximum value and the minimum value of the angle θ5 formed by the straight line connecting the knee and the waist and the straight line connecting the knee and the buttocks in a side view. Left and right average of values.
手の振りは、図3Gに示すように、側面視において肩部を中心に振れる手首部の前後方向座標の最大値と最小値の差の絶対値の左右平均である。 As shown in FIG. 3G, the hand shake is a left-right average of absolute values of the difference between the maximum value and the minimum value of the front-rear direction coordinate of the wrist that swings around the shoulder in a side view.
ここで、頭部、左右の肩部、肩中心、左右の腰部、腰中心、手首部、膝部及び踵部は、モーションキャプチャの深度センサによって人物形状を認識し、人物形状から機械学習にて骨格点を推定する公知の手法により図5に示すように決定される部位である。 Here, the head shape, left and right shoulders, shoulder center, left and right hips, waist center, wrist, knee and hips are recognized by the motion capture depth sensor and machine learning is performed from the person shape. It is a site | part determined as shown in FIG. 5 by the well-known method of estimating a skeleton point.
<加速度センサ>
加速度センサとしては、日常生活で携帯することができる、X軸、Y軸、Z軸の3軸の加速度を計測できるものが好ましい。3次元加速度センサとしては、3軸の加速度波形を抽出することのできる携帯端末などを使用することができる。
<Acceleration sensor>
As the acceleration sensor, one that can be carried in daily life and that can measure three-axis acceleration of the X axis, the Y axis, and the Z axis is preferable. As the three-dimensional acceleration sensor, a portable terminal capable of extracting a three-axis acceleration waveform can be used.
加速度センサを用いて得られる歩行の特徴量としては、歩行速度、歩幅、ケーデンス、歩行比、歩隔、つま先角度等をあげることができる。加速度センサからこれらの歩行の特徴量を得る方法としては、特開2015−66155号公報に記載の方法をあげることができる。 Examples of the walking feature amount obtained using the acceleration sensor include walking speed, stride length, cadence, walking ratio, step distance, toe angle, and the like. As a method of obtaining these walking feature amounts from the acceleration sensor, the method described in JP-A-2015-66155 can be cited.
<歩行のパラメータの組み合わせ>
評価軸に影響が大きい歩行パラメータを予め抽出するため、表3に示す11種の評価軸のそれぞれに対し、種々の歩行パラメータで単回帰分析を行い、その回帰式による評価値の推定値と実際の評価値との相関係数を調べ、相関係数の絶対値の上位10種の歩行パラメータを表3に示した。ここで、この回帰分析を行うためのデータは、年齢20〜50歳の一般人(男性5名、女性5名)を観察者とし、年齢40〜50歳の自立歩行可能な健常な女性10名の歩行の前額面及び矢状面の動画を評価対象とし、観察者がそれぞれの動画に対して11種の評価軸におけるVASの評価値を書き入れるようにして収集した。また、足圧センサとしては、アニマ株式会社製シート式下肢加重計シリーズ ウォークWayを使用し、モーションキャプチャとしては、マイクロソフト社のKinectを使用した。
<Combination of walking parameters>
In order to extract the walking parameters that have a large influence on the evaluation axis in advance, a single regression analysis is performed on each of the 11 types of evaluation axes shown in Table 3 using various walking parameters. Table 3 shows the top 10 walking parameters of the absolute value of the correlation coefficient. Here, the data for performing this regression analysis is the observation of 10 healthy women who can walk independently with an age of 40 to 50 years old, who are 20 to 50 year old ordinary people (5 men and 5 women). Moving images of the frontal face and sagittal plane of walking were evaluated, and the observer recorded the VAS evaluation values on 11 types of evaluation axes for each moving image. Further, as a foot pressure sensor, a seat type lower limb weight meter series walk way manufactured by Anima Co., Ltd. was used, and as a motion capture, Kinect of Microsoft Corporation was used.
表3から、殆どの評価軸で、歩行速度、歩幅及びストライドが大きく寄与することがわかる。また、印象の評価軸が体型を表す言葉を含む場合、その評価軸には体重、BMIの寄与が大きいこと、背筋角や頭部傾斜角という姿勢を表す歩行パラメータは、上述の11種の評価軸のいずれにおいても寄与が低いことがわかる。さらに、いきいき、ぴしっと、しゃきしゃき、ゆったり、すらっとという一般に好印象とされる歩容となるには、大凡早く歩き、大股で手を大きく振って歩くことが有効であることがわかる。 From Table 3, it can be seen that walking speed, stride, and stride greatly contribute to most evaluation axes. Further, when the impression evaluation axis includes a word representing a body type, the above 11 evaluations are the walking parameters indicating postures such as the back muscle angle and the head inclination angle, that the evaluation axis has a large contribution of weight and BMI. It can be seen that the contribution is low in any of the axes. In addition, it turns out that it is effective to walk fast and shake your hand with a large thigh to achieve a generally good gait, such as lively, spicy, crunchy, relaxed, and smooth.
また、表3から、重回帰式により算出される評価値と、実際の歩容の印象の評価値との相関性を高めるためには、重回帰式で使用する歩行パラメータの種類や個数(即ち、説明変数の個数)を、評価軸の種類ごとに適宜設定するのが好ましいことがわかる。 Also, from Table 3, in order to increase the correlation between the evaluation value calculated by the multiple regression equation and the evaluation value of the actual gait impression, the type and number of walking parameters used in the multiple regression equation (that is, The number of explanatory variables) is preferably set appropriately for each type of evaluation axis.
歩容の評価値を目的変数とし、歩行パラメータを説明変数として重回帰分析するにあたり、歩行の特徴量の組み合わせのパターンとしては
(I)足圧センサを用いて得る歩行の特徴量と、モーションキャプチャを用いて得る歩行の特徴量の双方を使用する場合、
(II)足圧センサを用いて得る複数種の歩行の特徴量を使用する場合、
(III)モーションキャプチャを用いて得る複数種の歩行の特徴量を使用する場合、
(IV)加速度センサを用いて得る複数種の歩行の特徴量を使用する場合
などが考えられる。(I)によれば、重回帰式の推定の精度を高めることができ、(IV)によれば手軽に日常生活における歩行の特徴量を得ることができる。
In the multiple regression analysis using the gait evaluation value as the objective variable and the walking parameter as the explanatory variable,
(I) When using both the walking feature value obtained using the foot pressure sensor and the walking feature value obtained using motion capture,
(II) When using multiple types of walking features obtained using a foot pressure sensor,
(III) When using multiple types of walking features obtained using motion capture,
(IV) The case where a plurality of types of walking feature values obtained using an acceleration sensor are used is considered. According to (I), it is possible to improve the accuracy of the multiple regression equation estimation, and according to (IV), it is possible to easily obtain the feature amount of walking in daily life.
一方、重回帰式における説明変数の選択方法としては、一般に、強制投入法、ステップワイズ法、変数減少法がある。そこで、表2に示した11種の評価軸で歩容の印象を評価するに当たり、上述の(I)〜(III)の歩行の特徴量の組み合わせパターンのそれぞれにつき、強制投入法、ステップワイズ法、又は変数減少法で20種の説明変数を使用した場合について、回帰式により算出される評価値と、実際の歩容の印象の評価値との決定係数(相関係数Rの二乗)を求めた。 On the other hand, methods for selecting explanatory variables in a multiple regression equation generally include a forced input method, a stepwise method, and a variable reduction method. Therefore, when evaluating the gait impression using the 11 types of evaluation axes shown in Table 2, the forced input method and the stepwise method are used for each of the above-mentioned walking feature value combination patterns (I) to (III). Or, when 20 explanatory variables are used in the variable reduction method, the coefficient of determination (square of correlation coefficient R) between the evaluation value calculated by the regression equation and the evaluation value of the actual gait impression is obtained. It was.
この場合、足圧センサとしては、アニマ株式会社製シート式下肢加重計シリーズウォークWayを使用し、足圧センサを用いて得た歩行の特徴量としては、歩幅、ストライド、歩行速度、ケーデンス、歩隔、歩行角度、歩行比、つま先角度、立脚期割合、両脚支持期割合、遊脚期割合、歩行周期時間の12種を使用した。 In this case, as a foot pressure sensor, a seat type lower limb weight meter series walk way manufactured by Anima Co., Ltd. is used, and the walking features obtained using the foot pressure sensor include stride, stride, walking speed, cadence, walking Twelve kinds of distance, walking angle, walking ratio, toe angle, stance ratio, both-leg support period ratio, swing leg period ratio, and walking cycle time were used.
また、モーションキャプチャとしては、マイクロソフト社のKinectを使用し、モーションキャプチャを用いて得た歩行の特徴量としては、頭部左右揺れ、頭部上下揺れ、肩回旋角度、腰回旋角度、膝関節可動域、手の振り、背筋角、頭部傾斜角の8種を使用した。 In addition, Microsoft's Kinect is used for motion capture, and the walking features obtained using motion capture include head left / right shaking, head up / down shaking, shoulder rotation angle, waist rotation angle, and knee joint movement. Eight types of area, hand swing, back muscle angle, and head tilt angle were used.
結果を表4に示す。
表4から、歩行の特徴量を、
(I)足圧センサ(ウォークWay)とモーションキャプチャ(Kinect)を用いて得た場合、
(II)足圧センサ(ウォークWay)だけを使用して得た場合、
(III)モーションキャプチャ(Kinect)だけを使用して得た場合、
のいずれにおいても、強制投入法、ステップワイズ法、変数減少法のいずれによっても回帰式により算出される歩容の印象の評価値は、実際の歩容の評価値と相関性があることがわかる。
The results are shown in Table 4.
From Table 4, the features of walking
(I) When using a foot pressure sensor (Walk Way) and motion capture (Kinect),
(II) When using only foot pressure sensor (Walk Way)
(III) When using only motion capture (Kinect),
In any of the above, it can be seen that the evaluation value of the gait impression calculated by the regression equation is correlated with the evaluation value of the actual gait by any of the forced injection method, the stepwise method, and the variable reduction method. .
また、歩行の特徴量として、(I)足圧センサを用いて得る歩行の特徴量と、モーションキャプチャを用いて得る歩行の特徴量の双方を使用すると、(II)足圧センサを用いて得る歩行の特徴量だけを使用した場合や、(III)モーションキャプチャを用いて得る歩行の特徴量だけを使用した場合に比して決定係数が高く回帰式の精度が高いこと、中でも「いきいき−とぼとぼ」の評価軸の決定係数が高く、この評価軸において回帰式の精度が高いことがわかる。
In addition, when using both (I) the walking feature value obtained using the foot pressure sensor and the walking feature value obtained using the motion capture as the walking feature value, (II) obtained using the foot pressure sensor Compared to the case of using only the walking feature value or (III) only the walking feature value obtained using motion capture, the coefficient of determination is high and the accuracy of the regression equation is high. It can be seen that the coefficient of determination of the evaluation axis is high and the accuracy of the regression equation is high on this evaluation axis.
<<重回帰式の具体例>>
(1)足圧センサによる歩行の特徴量とモーションキャプチャによる歩行の特徴量を使用した場合
足圧センサとしてアニマ株式会社製シート式下肢加重計シリーズ ウォークWayを使用し、モーションキャプチャとしてマイクロソフト社のKinectを使用した。
<< Specific example of multiple regression equation >>
(1) When using the walking feature value by foot pressure sensor and the walking feature value by motion capture Anima Corporation's seat-type lower limb weight meter series Walk Way is used as the foot pressure sensor, and Microsoft's Kinect is used as the motion capture. It was used.
年齢40〜50歳の自立歩行可能な健常な女性10名の歩行について、歩行の特徴量として、ウォークWayによりストライド、歩隔を計測し、Kinectにより頭部左右揺れ、手の振り、頭部傾斜角を計測した。 As for the walking of 10 healthy women aged 40-50, who can walk independently, stride and step are measured by Walk Way, and the head swings and shakes by hand and tilts by Kinect. The corner was measured.
また、年齢20〜50歳の一般人(男性5名、女性5名)を観察者とし、上述の歩行時の前額面及び矢状面の動画について、観察者に「いきいき−とぼとぼ」の評価軸における評価をVASの質問用紙に記入してもらい、記入位置を0〜100の範囲で数値化することにより「いきいき−とぼとぼ」の評価値とした。 In addition, a general person (5 males and 5 females) aged 20 to 50 years is considered as an observer, and the above-mentioned animation of the frontal face and sagittal plane during walking is given to the observer on the evaluation axis of “Ikiiki-Tobotobo”. The evaluation was entered on a VAS question form, and the entry position was digitized in the range of 0 to 100 to give an evaluation value of “Ikiiki-Tobotobo”.
歩行の特徴量を説明変数とし、「いきいき−とぼとぼ」の評価値を目的変数としてIBM社の統計データ処理用ソフトSPSS Statistics23を用いて重回帰分析した。結果を表5と図6に示す。 Multiple regression analysis was performed using IBM's statistical data processing software SPSS Statistics 23 with the characteristic value of walking as an explanatory variable and the evaluation value of “Ikiiki-Tobotob” as an objective variable. The results are shown in Table 5 and FIG.
表5から「いきいき−とぼとぼ」を推定する重回帰式として次式を得た。
(いきいき−とぼとぼ推定値)
=-0.681*(ストライド)+ 3.034*(歩隔)+ 369.552*(頭部左右揺れ)-102.488*(手の振り)+ 0.599*(頭部傾斜角) + 100.106(定数)
From Table 5, the following equation was obtained as a multiple regression equation for estimating “Ikiiki-Tobotobo”.
(Ikiiki-Tobotobo estimated value)
= -0.681 * (stride) + 3.034 * (step distance) + 369.552 * (head shake) -102.488 * (hand shake) + 0.599 * (head tilt angle) + 100.106 (constant)
この重回帰式から、「いきいき」見せるには、テンポより大股を意識して歩隔を広げずに足をまっすぐ踏み出し、手を大きく振って背筋を伸ばして歩くことが有効であることがわかる。 From this multiple regression equation, it can be seen that it is effective to walk straight with your legs stretched straight, swinging your hands wide, without widening the steps, conscious of your crotch than the tempo, to show “lively” .
(2)歩行の特徴量として足圧センサによる歩行の特徴量のみを使用した場合
(1)と同じ歩行者の歩行について、ウォークWayにより計測したストライド、歩隔、両脚支持期割合を説明変数とする以外は(1)と同様に重回帰分析した。結果を表6と図7に示す。
(2) When only the walking feature value by the foot pressure sensor is used as the walking feature value For the same pedestrian walking as in (1), the stride, step, and both-leg support period ratio measured by Walk Way are the explanatory variables. Except that, multiple regression analysis was performed in the same manner as in (1). The results are shown in Table 6 and FIG.
表6から「いきいき−とぼとぼ」を推定する重回帰式として次式を得た。
(いきいき−とぼとぼ推定値)
=-1.381*(ストライド)+ 2.633*(歩隔)+ 2.663*(両脚支持期割合)+110.474(定数)
From Table 6, the following equation was obtained as a multiple regression equation for estimating “Ikiiki-Tobotobo”.
(Ikiiki-Tobotobo estimated value)
= -1.381 * (Stride) + 2.633 * (Step) + 2.663 * (Both-leg support period) + 110.474 (Constant)
この重回帰式から、「いきいき」見せるには、テンポより大股を意識して歩隔を広げずに足をまっすぐ踏み出して歩くことが有効であることがわかる。 From this multiple regression equation, it can be seen that it is effective to walk straight with your legs straight without expanding your step, conscious of your crotch than the tempo, in order to show “lively”.
(3)歩行の特徴量としてモーションキャプチャによる歩行の特徴量のみを使用した場合
(1)と同じ歩行者の歩容について、Kinectにより計測した手の振り、頭部左右揺れ、頭部傾斜角、肩回旋角度、膝関節可動域を説明変数とする以外は(1)と同様に重回帰分析した。結果を表7と図8に示す。
(3) When only the walking feature value by motion capture is used as the walking feature value
Same as (1), except for the pedestrian's gait as in (1), with hand swing, head left / right swing, head tilt angle, shoulder rotation angle, and knee joint range of motion measured by Kinect as explanatory variables Multiple regression analysis was performed. The results are shown in Table 7 and FIG.
表7から「いきいき−とぼとぼ」を推定する重回帰式として次式を得る。
(いきいき−とぼとぼ推定値)
= -126.097*(手の振り)+ 586.881*(頭部左右揺れ)+ 0.580*(頭部傾斜角)-1.103*(肩回旋角度)-0.707*(膝関節可動域)+ 109.536(定数)
From Table 7, the following equation is obtained as a multiple regression equation for estimating “Ikiiki-Tobotobo”.
(Ikiiki-Tobotobo estimated value)
= -126.097 * (hand swing) + 586.881 * (head swinging) + 0.580 * (head tilt angle) -1.103 * (shoulder rotation angle) -0.770 * (knee joint range of motion) + 109.536 (constant)
この重回帰式から、「いきいき」見せるには、手を大きく振り、頭部を左右に動かさず、肩を大きく動かし、背筋を伸ばして歩くことが有効であることがわかる。 From this multiple regression equation, it can be seen that it is effective to walk with the shoulders stretched and the back stretched straight without shaking the head and moving the head to the left and right to show “lively”.
(4)歩行の特徴量として加速度センサによる歩行の特徴量のみを使用した場合
(1)と同じ歩行者の歩容について、加速度センサの計測データから求めた歩幅と歩隔を説明変数とする以外は(1)と同様に重回帰分析した。結果を表8と図9に示す。
(4) When only the feature value of the walking by the acceleration sensor is used as the feature value of the walk For the same pedestrian's gait as in (1), the stride and the step obtained from the measurement data of the acceleration sensor are used as explanatory variables. Was subjected to multiple regression analysis in the same manner as (1). The results are shown in Table 8 and FIG.
表8から「いきいき−とぼとぼ」を推定する重回帰式として次式を得た。
(いきいき−とぼとぼ推定値)
= -3.163*(歩幅)+ 3.061*(歩隔)+ 156.233(定数)
From Table 8, the following equation was obtained as a multiple regression equation for estimating “Ikiiki-Tobotobo”.
(Ikiiki-Tobotobo estimated value)
= -3.163 * (step length) + 3.061 * (step distance) + 156.233 (constant)
この重回帰式から、「いきいき」見せるには大股を意識して歩隔を広げずに足をまっすぐ踏み出して歩くことが有効であることがわかる。 From this multiple regression equation, it can be seen that it is effective to walk with the legs straight and without widening the steps, conscious of large thighs, to show “lively”.
また、表5〜表8及び図6〜図9の結果から、(1)足圧センサにより計測した歩行の特徴量とモーションキャプチャにより計測した歩行の特徴量の双方を歩行パラメータとして重回帰分析した場合には、(2)足圧センサ、(3)モーションキャプチャ、又は(4)加速度センサのいずれか単独を用いて計測した歩行の特徴量を歩行パラメータとして重回帰分析した場合に比して回帰分析の精度が高いことがわかる。 Further, from the results of Tables 5 to 8 and FIGS. 6 to 9, (1) multiple regression analysis was performed using both the walking feature value measured by the foot pressure sensor and the walking feature value measured by the motion capture as walking parameters. In such a case, the regression is compared with the case where a multiple regression analysis is performed using a walking feature amount measured using any one of (2) foot pressure sensor, (3) motion capture, and (4) acceleration sensor alone. It can be seen that the accuracy of the analysis is high.
なお、(1)足圧センサによる歩行の特徴量とモーションキャプチャによる歩行の特徴量を歩行パラメータとする場合、(2)足圧センサによる歩行の特徴量のみを歩行パラメータとする場合、(3)モーションキャプチャによる歩行の特徴量のみを歩行パラメータとする場合、(4)加速度センサによる歩行の特徴量のみを歩行パラメータとする場合のそれぞれにおいて、重回帰分析の説明変数とした歩行パラメータは、それぞれの計測方法で表1又は表2の計測値を取得し、ステップワイズ法、強制投入法等によりVAS評価値に対して重回帰分析し、重回帰式の係数の正負、有意確率、R2乗値からその重回帰式の説明力を総合的に判断することにより、(1)、(2)、(3)、(4)のそれぞれにおいて最も妥当性が高いと思われる歩行パラメータを組み合わせたものである。 In addition, (1) When the walking feature value by the foot pressure sensor and the walking feature value by motion capture are used as the walking parameter, (2) When only the walking feature value by the foot pressure sensor is used as the walking parameter, (3) In the case where only the walking feature value by motion capture is used as the walking parameter, and (4) only the walking feature value by the acceleration sensor is used as the walking parameter, the walking parameter as the explanatory variable of the multiple regression analysis is The measurement values in Table 1 or Table 2 are acquired by the measurement method, and multiple regression analysis is performed on the VAS evaluation value by the stepwise method, forced injection method, etc., from the positive / negative of the coefficient of the multiple regression equation, the significance probability, and the R-square value By judging the explanatory power of the multiple regression equation comprehensively, it seems that (1), (2), (3), (4) is the most relevant. It is a combination of walking parameters.
<<歩行改善方法>>
本発明の歩容の評価方法では、歩容の印象の評価値と歩行パラメータとの重回帰式を用いて、任意の被験者の歩行パラメータからその被験者の歩行の評価値を算出することによりその被験者の歩容を評価する。
<< Walking improvement method >>
In the gait evaluation method of the present invention, the subject's gait evaluation value is calculated from the gait's gait parameter using the multiple regression equation of the gait impression evaluation value and the gait parameter. Evaluate the gait.
重回帰式としては、説明変数を構成する歩行の特徴量を計測する計測装置が、足圧センサ、モーションキャプチャ、加速度センサなどのいずれであってもよく、異なる計測装置から得た歩行の特徴量を組み合わせてもよいが、回帰分析の精度の点から、足圧センサを用いて得られる歩行の特徴量とモーションキャプチャを用いて得られる歩行の特徴量の双方を説明変数としたものが好ましい。 As the multiple regression equation, the measurement device that measures the feature amount of walking that constitutes the explanatory variable may be any one of a foot pressure sensor, a motion capture, an acceleration sensor, and the like. However, from the viewpoint of accuracy of regression analysis, it is preferable to use both the walking feature value obtained using the foot pressure sensor and the walking feature value obtained using motion capture as explanatory variables.
重回帰式から得られる被験者の歩容の印象の評価値は、両極の感性語の少なくとも一方がオノマトペからなるため、被験者は評価されている内容がわかりやすい。また、この評価値は、他者が被験者の歩容を観察したときの印象に相当し、画一的に定められた理想の歩容との類似性や隔たりを示すものではない。そのため、被験者は自己の歩容の評価結果を容易に受け入れることができる。よって、任意の被験者に、重回帰式から得られる被験者の歩容の印象の評価結果を提示するだけで、被験者はその評価結果を自己の歩容の改善(即ち、当該の評価軸の両極の印象のうち、被験者が望む方向の印象に被験者の歩容を近づけること)に役立てることができる。 Since the evaluation value of the impression of the gait of the subject obtained from the multiple regression equation is such that at least one of the sensitivity words of both poles consists of onomatopoeia, the subject can easily understand the content being evaluated. The evaluation value corresponds to an impression when another person observes the gait of the subject, and does not indicate a similarity or a gap with the ideal gait defined uniformly. Therefore, the subject can easily accept the evaluation result of his / her gait. Therefore, only presenting the evaluation result of the impression of the subject's gait obtained from the multiple regression equation to any subject, the subject can improve the evaluation result of his / her own gait (that is, at both extremes of the evaluation axis). This makes it possible to make the gait of the subject closer to the impression in the direction desired by the subject).
また、当該評価軸において歩容を改善するためのアドバイスを被験者が受けた後、再度その被験者の歩行の特徴量を求め、重回帰式から印象の評価値を算出することにより、被験者は容易に、自己の歩容の改善の度合いを知ることができる。 In addition, after the subject has received advice for improving the gait on the evaluation axis, the subject can easily calculate the evaluation value of the impression from the multiple regression equation by obtaining the feature amount of the subject's walking again, and the subject can easily , Know the degree of improvement of self gait.
さらに本発明においては、歩容の印象の評価値を算出する重回帰式で使用されている個々の歩行の特徴量と歩容の印象の評価値との単回帰式を求めておくことが好ましい。これにより、対極となる印象の評価が反転するときの歩行の特徴量の境界値がわかる。したがって、被験者の歩容について、単回帰式で歩容の印象の評価値を求めると、被験者の評価値が境界値よりも目標とする歩容に近づいているか否かが容易にわかる。よって、被験者は境界値を目安にして歩容の改善に励むことができる。また、被験者が歩容の改善に励んだ後、再度歩行の特徴量を計測し、単回帰式から当該歩容の評価値を求めると、被験者は歩容の改善の成果を明確に確認することができ、一層、歩容の改善に励むことが期待される。 Furthermore, in the present invention, it is preferable to obtain a single regression equation between the characteristic amount of each gait used in the multiple regression equation for calculating the evaluation value of the gait impression and the evaluation value of the gait impression. . Thereby, the boundary value of the feature amount of the walking when the evaluation of the impression as the counter electrode is reversed is known. Therefore, when the evaluation value of the gait impression is obtained with a single regression equation for the gait of the subject, it can be easily understood whether or not the evaluation value of the subject is closer to the target gait than the boundary value. Therefore, the subject can strive to improve the gait using the boundary value as a guide. In addition, after the subject strives to improve the gait, the feature value of the gait is measured again, and when the evaluation value of the gait is obtained from the single regression equation, the subject should clearly confirm the result of the gait improvement. It is expected that the gait will be further improved.
より具体的には、例えば、「いきいき−とぼとぼ」の評価値を算出する重回帰式の説明変数として表1に示した歩行パラメータのうち10種と、表2に示した歩行パラメータのうち6種を使用する場合に、表8に示すように、個々の歩行パラメータと「いきいき−とぼとぼ」の単回帰式を求めておく。表8において境界値は「いきいき−とぼとぼ」の評価値を0(いきいき側)から100(とぼとぼ側)までの数値で表した場合の、評価値50に対応する歩行の特徴量の数値である。
More specifically, for example, 10 kinds of walking parameters shown in Table 1 as explanatory variables of a multiple regression equation for calculating an evaluation value of “Ikiiki-Tobotobo” and 6 kinds of walking parameters shown in Table 2 When using, as shown in Table 8, individual walking parameters and a single regression equation of “Ikiiki-Tobotobo” are obtained. In Table 8, the boundary value is a numerical value of the feature value of the walking corresponding to the evaluation value 50 when the evaluation value of “Iki-iki-tobo-tobo” is expressed by a numerical value from 0 (live-on side) to 100 (on-the-fly side).
表9の単回帰式により被験者の「いきいき−とぼとぼ」の評価値を算出すると、表10の「推定値」(歩行指導前)の数値となる。そこで、歩行アドバイザは、被験者の単回帰式による推定値が50未満のときにGOOD、50以上のときにBADと判定し、表10の「推定値」(歩行指導前)と判定結果を、重回帰式により算出した評価値と共に被験者に提示した。そして、被験者の歩容が「いきいき−とぼとぼ」の評価軸において「いきいき」側となるようにするためには、単回帰式による各歩行パラメータの「いきいき−とぼとぼ」の推定値が50未満になる歩行を心がけるよう、被験者にアドバイスした。 When the evaluation value of “Ikiiki-Tobotobo” of the subject is calculated by the single regression equation of Table 9, the value is the “estimated value” (before walking instruction) of Table 10. Therefore, the walking advisor determines GOOD when the estimated value based on the single regression equation of the subject is less than 50, and BAD when the estimated value is 50 or more. The estimated value in Table 10 (before walking instruction) and the determination result are It was presented to the subject together with the evaluation value calculated by the regression equation. Then, in order for the gait of the subject to be on the “lively” side in the evaluation axis of “lively”, the estimated value of “lively—bottlebo” for each walking parameter by a single regression equation is less than 50. The subject was advised to keep walking.
その後、再度被験者の歩行の特徴量を計測したところ、表9に示す計測値(歩行指導後)となった。表9には、計測値を用いて単回帰式から算出される「いきいき−とぼとぼ」の推定値と、その推定値の良否の判定結果も表9に示した。
Then, when the characteristic amount of the subject's walking was measured again, the measured values shown in Table 9 (after walking guidance) were obtained. Table 9 also shows the estimated value of “Ikiiki-Tobotobo” calculated from the single regression equation using the measured values, and the judgment result of the quality of the estimated values.
表10から、歩行指導後には、単回帰式により算出される推定値が全ての歩行パラメータについてGOODの判定となっていることがわかる。このことから、被験者は、重回帰式から算出された「いきいき−とぼとぼ」の評価値の意味を理解し、「いきいき」見えるように歩行の改善に努め、その成果が現れたことがわかる。 From Table 10, it can be seen that after walking instruction, the estimated value calculated by the single regression equation is GOOD determination for all walking parameters. From this, it can be seen that the subject understood the meaning of the evaluation value of “Iki-Iki-Tobotobo” calculated from the multiple regression equation, tried to improve walking so that “Iki-Iki” could be seen, and the result appeared.
<<歩行改善ツール>>
上述の歩行アドバイザによるアドバイス内容を、よりわかりやすく被験者に伝えるため、紙面や、パーソナルコンピュータや携帯用端末の画面等に、例えば図10に示すように、本発明の方法に従う所定の評価軸で被験者の歩容の印象の評価する場合の重回帰式で使用する歩行の特徴量と、被験者の歩行の特徴量から単回帰式で算出した評価値の推定値と、その単回帰式により求められる境界値と、この推定値と境界値との対比で定まる良否の判定結果を示し、重回帰式で算出した印象の評価値を、当該評価軸における総合得点として示し、当該評価軸において歩容を改善するためのアドバイスが表示されるようにしてもよい。なお、このアドバイスは、歩容の印象の評価値を重回帰式で算出する場合に使用する複数の歩行の特徴量と、歩行の特徴量ごとに単回帰式を用いて算出される歩容の印象の推定値と、境界値に応じたアドバイス内容を予め蓄積しておき、それらが適宜選択されて表示されるようにしてもよい。
<< Walking improvement tool >>
In order to convey the advice content by the above-mentioned walking advisor to the subject more clearly, the subject on a predetermined evaluation axis according to the method of the present invention, for example, as shown in FIG. 10 on a paper surface or a screen of a personal computer or a portable terminal. Gait features used in the multiple regression equation when evaluating gait impressions, estimated evaluation values calculated from the subject's gait feature parameters using a single regression equation, and boundaries determined by the single regression equation Value and the judgment result of pass / fail determined by the comparison between this estimated value and the boundary value, the evaluation value of the impression calculated by the multiple regression equation is shown as the total score on the evaluation axis, and the gait is improved on the evaluation axis Advice for doing so may be displayed. This advice is based on the multiple gait feature values used when calculating the gait impression evaluation value using multiple regression equations, and the gait calculated using a single regression equation for each gait feature value. The estimated value of the impression and the advice content corresponding to the boundary value may be accumulated in advance, and may be appropriately selected and displayed.
また、上述の紙面ないし画面には、図11に示すように、歩行の特徴量の意味が随時表示されるようにしてもよい。 Moreover, as shown in FIG. 11, the meaning of the feature amount of walking may be displayed on the above-described paper or screen as needed.
1 歩幅
2 歩隔
3 歩行角度
4 ストライド
5 つま先角度
6 立脚期割合
7 遊脚期割合
8 両脚支持期割合
10 縦線
θ1 頭部傾斜角
θ2 背筋角
θ3R 右肩回旋角度
θ4R 右腰回旋角度
θ5 側面視において膝部と腰部とを結ぶ直線と、膝部と踵部とを結ぶ直線とがなす角度(膝関節可動域)
1 stride 2 step 3
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