レーザレンジセンサを用いた体向き推定に基づく両脚追跡

摘要

高齢化に伴う健康増進，介護予防事業の一環として，体力測定や歩行訓練が福祉関連施設等で実施されている．歩行能力や動的バランス，敏捷性などを総合した機能的移動能力を評価可能な運動試験の一つにTimed up andgo (TUG) 試験があり，厚生労働省の体力測定マニュアル(4)においても計測項目の1 つに挙げられている．図1に示すように，TUG は被験者が椅子に座った状態から立ち上がり，3 m 先のマーカを回って，再び椅子に座る試験であり，被験者には走らない最大歩行速度で行うように指示を与える．一般的な歩行試験において運動機能を評価するための歩行パラメータとして歩行速度 [m/s]，歩数 [step]，歩行率 [step/s]，ストライド長 [m]，歩幅 [m]，歩隔 [m] が挙げられる．図1 (a) に示すように，TUG 解析においては，動作を起立してからマーカを回る前のForward phase，回っている間のTurning phase，回ってから着席するまでのReturn phase に分類して，フェーズ毎に歩行パラメータを算出する場合がある．これらのパラメータを算出するためには両脚の着床位置を計測する必要がある．また，歩容を観測する上では，遊脚時も含めた両脚の移動軌跡も取得できることが望ましい．歩行解析に関する研究において，歩行パラメータを計測する場合に用いられる計測装置は，床反力計や三次元動作計測装置である．しかし，数メートルの歩行計測を行う際には，システム規模が大きく，導入コストも高くなる．そのため，福祉関連施設等で実施されるTUG 試験では，計測者が介添えを行いながらストップウォッチを用いて，被験者の歩数をカウントしながら計測を行うことが一般的であるが，歩幅やストライド長，歩隔などの詳細な歩行パラメータを計測することは困難である．また，数百名規模の測定会が実施される場合もあり，円滑な計測が求められる．そのため，低コスト，非接触で簡便に計測が可能なシステムが求められている．