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公開番号2025082997
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-30
出願番号2023196606
出願日2023-11-20
発明の名称腰痛予防システムおよびプログラム
出願人個人,株式会社メディアロボテック
代理人弁理士法人MIP
主分類A61B 5/107 20060101AFI20250523BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】物体を持ち上げる動作において物体の質量を判別することが可能なシステムおよびプログラムを提供すること。
【解決手段】腰痛予防システムは、腰痛を予防する対象者の胸部に装着され、前傾姿勢から物体を持ち上げる動作における加速度を計測する計測手段と、計測手段の計測結果を用いて、加速度の時間的変化を近似した近似曲線を導出し、導出した近似曲線に基づき、物体の質量を判別する演算手段とを含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
腰痛を予防するためのシステムであって、
前記腰痛を予防する対象者の胸部に装着され、前傾姿勢から物体を持ち上げる動作における加速度を計測する計測手段と、
前記計測手段の計測結果を用いて、前記加速度の時間的変化を近似した近似曲線を導出し、導出した前記近似曲線に基づき、前記物体の質量を判別する演算手段と
を含む、腰痛予防システム。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記演算手段は、前記近似曲線の二次関数近似式ｙ＝ａｘ
２
＋ｂｘ＋ｃを導出し、導出した前記二次関数近似式の係数ａ、ｂを特徴量とし、前記特徴量を入力とし、機械学習の学習済みモデルを使用して前記物体の質量を判別する、請求項１に記載の腰痛予防システム。
【請求項３】
前記対象者の前方方向をＹ軸方向とし、
前記演算手段は、前記Ｙ軸方向の加速度の時間的変化を近似した近似曲線を導出する、請求項２に記載の腰痛予防システム。
【請求項４】
前記演算手段は、質量１０ｋｇと質量２０ｋｇの物体を判別する、請求項１～３のいずれか１項に記載の腰痛予防システム。
【請求項５】
前記計測手段は、膝を伸ばしながら前屈みで物体を持ち上げるＳＴＯＯＰ法により前記物体を持ち上げる動作中の加速度を計測する、請求項４に記載の腰痛予防システム。
【請求項６】
前記計測手段は、前記対象者の胸部に装着される計測装置に実装され、
前記計測装置は、前記演算手段を備える情報処理装置との間で無線通信を行う通信手段を備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の腰痛予防システム。
【請求項７】
前記計測手段は、前記物体を持ち上げて横方向へ移動させる動作における加速度と角速度を計測し、
前記演算手段は、前記計測手段の計測結果を用いて、前記対象者の直立状態に対する前傾姿勢状態の上半身の角度である前傾姿勢角度と、前傾姿勢時における上半身を軸とした回転角度であるひねり姿勢角度を算出し、
前記腰痛予防システムは、前記前傾姿勢角度が第１の閾値以上、または前記ひねり姿勢角度が第２の閾値以上である場合に、警告を出力する出力手段
をさらに含む、請求項１に記載の腰痛予防システム。
【請求項８】
前記演算手段は、前記計測結果のうちの加速度の結果を用いて、第１の前傾姿勢角度と第１のひねり姿勢角度を算出し、前記計測結果のうちの角速度の結果を用いて、第２の前傾姿勢角度と第２のひねり姿勢角度を算出し、算出した前記第１の前傾姿勢角度と前記第１のひねり姿勢角度と前記第２の前傾姿勢角度と前記第２のひねり姿勢角度からカルマンフィルタを使用して前記前傾姿勢角度と前記ひねり姿勢角度を算出する、請求項７に記載の腰痛予防システム。
【請求項９】
前記出力手段は、前記前傾姿勢角度が前記第１の閾値以上であるか、前記ひねり姿勢角度が前記第２の閾値以上であるかに応じて、警告音を変えて出力する、請求項７または８に記載の腰痛予防システム。
【請求項１０】
前記警告音は、設定された時間間隔で出力される音であり、前記前傾姿勢角度が前記第１の閾値以上である場合と、前記ひねり姿勢角度が前記第２の閾値以上である場合とで、前記警告音の前記時間間隔が、異なる間隔に設定される、請求項９に記載の腰痛予防システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、腰痛を予防するためのシステムおよびプログラムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
腰痛は、多くの成人が抱える自覚症状である。特に、看護師や介護士は、療養者をベッドから車椅子へ移乗する動作のような前傾姿勢やひねり姿勢等の不自然な姿勢となることが多く、これが腰部負担を増加させ、腰痛のリスクにつながっている。
【０００３】
そこで、腰部負担を評価するために、被験者の上半身の傾斜角度を繰り返し検出し、エラー角度条件と繰り返し照合し、エラー角度条件が継続的に満足される期間を測定し、その期間が基準値に達したときに被験者に向けて警告を出力する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１５／０８３５９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
腰痛になるリスクは、質量の重いものを取り扱う場合に高くなるが、その質量を判別することで、腰痛のリスクを自己認識し、腰痛の予防に繋げることができる。
【０００６】
しかしながら、上記の従来技術では、前傾姿勢に対して傾斜角度を検出し、警告を出力するのみで、物体を持ち上げる動作において物体の質量を判別することはできないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、腰痛を予防するためのシステムであって、
腰痛を予防する対象者の胸部に装着され、前傾姿勢から物体を持ち上げる動作における加速度を計測する計測手段と、
計測手段の計測結果を用いて、加速度の時間的変化を近似した近似曲線を導出し、導出した近似曲線に基づき、物体の質量を判別する演算手段と
を含む、腰痛予防システムが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、物体を持ち上げる動作において物体の質量を判別することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
腰痛予防システムの概略構成の一例を示した図。
計測装置および情報処理装置のハードウェア構成の一例を示した図。
情報処理装置の機能構成の一例を示したブロック図。
物体を持ち上げる動作中の姿勢について説明する図。
前傾姿勢角度に対するＹ軸方向の加速度の変化を示した図。
計測装置の装着方法について説明する図。
物体を持ち上げる動作について説明する図。
持ち上げ動作時における加速度計測結果を示した図。
最小二乗法により得られた二次関数の近似曲線を示した図。
学習用データおよび検証用データの特徴量分布と、学習用データから得られる分類境界を示した図。
計測装置のハードウェア構成の別の例を示した図。
情報処理装置の機能構成の別の例を示したブロック図。
ベッドから車椅子への移乗介助時の看護・介護動作について説明する図。
前傾姿勢およびひねり姿勢について説明する図。
前傾姿勢角度の算出結果を示した図。
ひねり姿勢角度の算出結果を示した図。
前傾姿勢角度の時間的変化を示した図。
ひねり姿勢角度の時間的変化を示した図。
物体の質量を判別する処理の一例を示したフローチャート。
危険姿勢に対して警告を出力する処理の一例を示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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