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公開番号2025011687
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023113941
出願日2023-07-11
発明の名称リハビリ支援システム
出願人国立大学法人富山大学
代理人個人,個人
主分類A63B 23/16 20060101AFI20250117BHJP(スポーツ;ゲーム;娯楽)
要約【課題】身近な物を用いて身体に物理的な負荷の付与等ができ、安全性を考慮したリハビリ支援システムの提供を目的とする。
【解決手段】MR画像を用いたリハビリ支援システムであって、MR画像を生成表示させる画像生成装置と、前記MR画像の少なくとも一部を対象物上に投影制御するためのマーカーとを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ＭＲ画像を用いたリハビリ支援システムであって、
ＭＲ画像を生成表示させる画像生成装置と、前記ＭＲ画像の少なくとも一部を対象物上に投影制御するためのマーカーとを備える、リハビリ支援システム。
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
前記画像生成装置は、前記対象物に触れようとするユーザの身体部位と該対象物上のマーカーの位置を測定する測定部と、前記ユーザの身体部位とマーカーの情報からオフセット情報を取得する取得部とを有する、請求項１に記載のリハビリ支援システム。
【請求項３】
前記画像生成装置は、前記ＭＲ画像を表示制御する表示制御部を有し、前記表示制御部はオフセット情報を利用する、請求項２に記載のリハビリ支援システム。
【請求項４】
前記画像生成装置は、前記ユーザの身体部位がＭＲ画像に触れたことを判定する判定部を有し、前記判定部はオフセット情報を利用する、請求項２に記載のリハビリ支援システム。
【請求項５】
前記対象物は机、壁、床から選択される１種以上である、請求項１～４のいずれかに記載のリハビリ支援システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リハビリ支援システムに係る。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
運動機能のリハビリテーション（以下リハビリという）は、特定の施設などで医師や理学療法士、作業療法士等の指導の下、徒手的に実施され、リハビリ対象者に負荷の付与や運動の補助等をするためにリハビリ用機器が用いられてきた。
しかし、リハビリは意欲の維持が難しく、昨今の感染症対策下では、特定の施設に赴くことや機器の頻繁な使用も難しくなっている。
【０００３】
特許文献１、２には、仮想画像を用いて、高次脳機能障害のリハビリを行う装置などが提案されている。
仮想画像を用いることで、リハビリを楽しみながら取り組める環境が整備しやすく、在宅等での遠隔地でのリハビリも実現しやすくなる。
しかし、運動機能のリハビリのために、身体に物理的な負荷の付与等をする専用機器を個人などで備えることは容易でなく、医療従事者などが考慮してきた安全性は、仮想画像を用いたリハビリの場合にも重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第７０２９７１７号公報
特許第６７６８２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、身近な物を用いて身体に物理的な負荷の付与等ができ、安全性を考慮したリハビリ支援システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るリハビリ支援システムは、ＭＲ画像を用いたリハビリ支援システムであって、ＭＲ画像を生成表示させる画像生成装置と、前記ＭＲ画像の少なくとも一部を対象物上に投影制御するためのマーカーとを備える。
対象物とは身近な物をいい、安全性の観点からは移動しにくい、例えば、机、壁、床から選択される１種以上であってもよい。
リハビリ対象者であるユーザは、対象物上に投影したＭＲ画像に触れようと意識して、その身体部位が対象物に触れやすくなり、対象物に接触することで反発力が掛かって、これが物理的な負荷となる。
【０００７】
本発明において、前記画像生成装置は、前記対象物に触れようとするユーザの身体部位と該対象物上のマーカーの位置を測定する測定部と、前記ユーザの身体部位とマーカーの情報からオフセット情報を取得する取得部とを有するものであってもよい。
例えば、上方に位置する赤外線カメラで、下方に位置する手を検出する場合、手が机表面に近すぎると、手を机から確実に分離できないことが知られている（例えば、Grushko, S., et al., Analysis of Precision and Stability of Hand Tracking with Leap Motion Sensor, Sensors, 2020, 20(15), 4088.参照）。
赤外線ＬＥＤ等照射による反射光の計測で、対象物上の手などの位置を測定しようとすると、対象物からの不要な反射などで身体部位や対象物の距離測定に誤差が生じてしまい、これは気温や湿度、照明等の環境条件による影響も受ける。
また、角速度センサ、加速度センサ、磁気センサ等を使う場合にも、手などの相対位置は、ユーザの頭部に位置する各センサの絶対位置による影響を受け、誤差が少しずつ蓄積していくために補正が必要で、必ずしも測定精度が高いとはいえない。
しかし、繰返し実施するリハビリにおいて、安全性を考慮した上で対象物から適切な反発力を受けるためには、毎回対象物の位置を正確に認識することが重要である。
そこで本発明は、対象物に触れようとするユーザの身体部位のほかに、対象物上のマーカーの位置を測定し、ユーザの身体部位とマーカーの各位置座標等を利用してオフセット情報を取得することで、より正確かつ簡便に対象物の位置を認識することにした。
マーカーは、例えば、反射率が低い素材であれば赤外線カメラを用いて位置を測定してもよく、複数の可視光線カメラで撮影した画像の視差から距離情報を得てもよい。
【０００８】
本発明において、前記画像生成装置は、前記ＭＲ画像を表示制御する表示制御部を有し、前記表示制御部はオフセット情報を利用するものであってもよい。
オフセット情報を利用することで、より正確に対象物上にＭＲ画像を投影できる。
また、前記画像生成装置は、前記ユーザの身体部位がＭＲ画像に触れたことを判定する判定部を有し、前記判定部はオフセット情報を利用してもよい。
これにより、ＭＲ画像に触れたことを精度よく判定でき、例えば、身体部位の可動距離の定量や、リハビリに対する評価精度も向上する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、リハビリ専用の機器がなくても、身近な物を用いて身体に物理的な負荷の付与等ができ、ＭＲ画像を用いて楽しみながら、安全に運動機能のリハビリができ、在宅等での実施もしやすい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
一実施形態に係るリハビリ支援システムを示し、（ａ）は対象物が机、（ｂ）は対象物が壁の例である。
画像生成装置の構成例を示すブロック図である。
画像生成装置の処理例を示すフローチャートである。
リハビリアプリ例１を用いたリハビリイメージ図を示す。
リハビリアプリ例２を用いたリハビリイメージ図を示す。
リハビリアプリ例３を用いたリハビリイメージ図を示す。
リハビリアプリ例４を用いたリハビリイメージ図を示す。
リハビリアプリ例５を用いたリハビリイメージ図を示す。
リハビリアプリ例６を用いたリハビリイメージ図を示す。
リハビリアプリ例７を用いたリハビリイメージ図を示す。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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