光学式 3 次元動作分析システム Smart-DX7000-6 性能と使い易さに定評のあるイタリア BTS 社のリアルタイム 3 次元動作解析システム ■ 概説 本ｼｽﾃﾑは 400 万画素、500 ｺﾏ/秒（最大 2000 ｺﾏ/秒）で動作する計測用ｶﾒﾗで構 成する最新鋭の光学式 3 次元動作分析ｼｽﾃﾑです。ｼｽﾃﾑ心臓部のﾏｰｶｰ検出・ 計測処理に『ｶﾒﾗ内蔵の CPU』と『ﾜｰｸｽﾃｰｼｮﾝ搭載の CPU』を組み合わせて行う ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞ方式を採用しているため圧倒的な高性能と優れた経済性を両立してい ます。ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞ方式では、高品質なﾏｰｶｰ検出・計測結果を得るために効果的な 多重の画像処理を演算能力の高いﾜｰｸｽﾃｰｼｮﾝ搭載の CPU を用いて行うことで、 ﾘｱﾙﾀｲﾑ性を保持したまま高い精度と安定性を実現しています。その結果、従来 他のｼｽﾃﾑでは難しいとされていた屋外（太陽光下）での計測についても特別な ﾊｰﾄﾞｳｪｱを追加することなく対応しています。（Smart-D ｼﾘｰｽﾞの全ﾓﾃﾞﾙで対応） Smart-D は単にﾏｰｶｰの 3 次元位置を計測するだけの ﾓｰｼｮﾝｷｬﾌﾟﾁｬ ではなく、 医学、人間工学、ｽﾎﾟｰﾂ科学など各分野に於けるﾊﾞｲｵﾒｶﾆｸｽの分析用ﾂｰﾙとし て、収集した運動学ﾃﾞｰﾀを処理して結果をﾚﾎﾟｰﾄするまでの過程をﾄｰﾀﾙでｻﾎﾟｰﾄ する 3 次元動作分析ｼｽﾃﾑです。 ■ 特徴 高解像度（400 万画素）、高速度（500 コマ/秒）のハイエンドモデル 屋内はもちろん屋外（太陽光下）でも計測が可能 強力な赤外線ストロボを搭載しているので屋外や広範囲の計測に対応 光学式（赤外線反射マーカー方式）のため計測対象とカメラの間は非接触 FreezeFlash により高速現象でもブレや歪みのないマーカー像を取得 処理可能なマーカー数は無制限 高精度（6×6×3m の計測空間で 0.1mm の高精度を実現） 撮影画像をリアルタイムモニタできるプレビュー機能 外乱光など画面内のノイズを抑制するマスク処理機能 床反力計や筋電計など外部機器の同期収集用 32ch アナログ入力を標準搭載 任意の新規モデルの作成、既存モデルの編集が可能 Windows7、64bit 対応 ｸﾞﾗﾌｨｶﾙﾌﾟﾛｸﾞﾗﾐﾝｸﾞでﾊﾟｲﾌﾟﾗｲﾝ処理が可能な高機能分析ソフトウェア • • • • • • • • • • • • • ■ シンプルな構成 計測用ｶﾒﾗは赤外線ｽﾄﾛﾎﾞ一体型で三脚（床置）や固定用ｸﾗﾝﾌﾟ（天井）を用いて 簡単に設置することができます。機械駆動部や放熱ﾌｧﾝがないので運転時の騒 音はありません。各計測用ｶﾒﾗは電源・制御用とﾃﾞｰﾀ通信用の 2 本（または 1 本） のｹｰﾌﾞﾙでﾃﾞｰﾀ処理装置に接続するだけで、電源供給、同期、制御、ﾃﾞｰﾀ転送の 全てを行うことができます。1 台のﾃﾞｰﾀ処理装置には最大で 16 台の計測用ｶﾒﾗ を接続することができます。16 台以上の計測用ｶﾒﾗを使用する場合は複数のﾃﾞｰ ﾀ処理装置を接続することで拡張できます。 ■ 強力なソフトウェア 処理の段階や目的に応じて機能の異なる複数のｿﾌﾄｳｪｱﾓｼﾞｭｰﾙで構成されてい ます。BTS 社のｿﾌﾄｳｪｱは日常的な運用における使い勝手を重視して設計されて いるので操作性に優れ、習得も容易なため専用のｵﾍﾟﾚｰﾀを必要としません。 SMART Capture ﾏｰｶｰ認識、記録、ｷｬﾘﾌﾞﾚｰｼｮﾝ SMART Tracker モデル作成・編集、ラベリング（自動、手動） SMART Analyzer 各種解析（ｸﾞﾗﾌ,表,ﾚﾎﾟｰﾄ作成,ﾌｧｲﾙ出力） SMART Viewer ﾏｰｶｰ（3 次元）,床反力,ｱﾅﾛｸﾞ信号,映像のﾘｱﾙﾀｲﾑ表示 BTS のｿﾌﾄｳｪｱでは頻度が高い操作はﾄﾞﾗｯｸﾞ&ﾄﾞﾛｯﾌﾟで行えるよう設計されている ので操作はとても快適です。例えば、ﾏｰｶｰ軌跡に欠損がある場合の補間や 3 次 元ﾏｰｶｰ軌跡のｽﾑｰｼﾞﾝｸﾞ（平滑化）、ﾏｰｶｰが交差するｼｰﾝなどで移った場合の入 替などの操作もﾄﾞﾗｯｸﾞ&ﾄﾞﾛｯﾌﾟの操作で快適に行うことができます。また、3 次元 空間上での視点の変更（平行移動、拡大縮小）もﾏｳｽ操作で簡便に行うことがで きます。ﾏｳｽ操作による自由視点での表示の他に予め設定された視点（上下・左 右・前後の各平面）での切替表示も可能です。 膨大な量のﾃﾞｰﾀを効率よく管理するためのﾃﾞｰﾀﾍﾞｰｽを搭載しています。ﾃﾞｰﾀは 各ｿﾌﾄｳｪｱﾓｼﾞｭｰﾙから読込で解析やﾚﾎﾟｰﾄ作成に使用することができます。 ﾏｰｶｰの取付部位または動作によって、測定中にｶﾒﾗから不可視となるﾏｰｶｰにつ いては、他のﾏｰｶｰ（3 個）を利用して、隠れたﾏｰｶｰを仮想ﾏｰｶｰとして補間（ｷﾈﾏ ﾃｨｯｸ補間）することができます。 運動学ﾃﾞｰﾀや床反力ﾃﾞｰﾀなどから作成（自動検出、手動入力）したｲﾍﾞﾝﾄ（時刻） 情報から周期で正規化したﾃﾞｰﾀを取得し左右や異なる被験者・試技間で比較の 分析やﾚﾎﾟｰﾄを作成することができます。 運動学ﾓﾃﾞﾙ解析機能（ｷﾈﾏﾃｨｯｸﾓﾃﾞﾘﾝｸﾞ）により、体表面に配置したﾏｰｶｰから関 節中心や体節（ｾｸﾞﾒﾝﾄ）を求めることができます。また、各ｾｸﾞﾒﾝﾄのﾛｰｶﾙな座標 系（ｾｸﾞﾒﾝﾄ座標系）は 3 次元表示画面で、①原点、②軸方向、③基準面の各ﾏｰ ｶｰを選択するだけで定義することができます。ｾｸﾞﾒﾝﾄの定義やﾓｰﾒﾝﾄ計算などの ■ 高度なﾏｰｶｰ検出・計測ｱﾙｺﾞﾘｽﾞﾑ 処理手続をﾓﾃﾞﾙ記述言語を用いてﾌﾟﾛﾄｺﾙとして登録し、ﾃﾞｰﾀを自動的にﾊﾟｲﾌﾟﾗｲ ﾏｰｶｰの中心位置計測は最適化の為の前処理が適用されたｸﾞﾚｰｽｹｰﾙ画像に対 ﾝ処理することができます。ﾃﾞｰﾀﾍﾞｰｽのﾃﾞｰﾀだけでなく、計算に必要な変数を外 してｻｰｸﾙﾌｨｯﾃｨﾝｸﾞ（楕円近似）法を用いて行われるので高精度です。（BTS 社は 部ﾌｧｲﾙで指定することもできます。 世界で初めて 3 次元動作分析ｼｽﾃﾑのﾏｰｶｰ位置計測にｻｰｸﾙﾌｨﾃｨﾝｸﾞを採用し たﾊﾟｲｵﾆｱです。）ﾏｰｶｰの中心位置の検出結果はﾘｱﾙﾀｲﾑにﾃﾞｰﾀ処理装置の画 3 次元ﾃﾞｰﾀを目的別に処理・解析・評価・ﾚﾎﾟｰﾄするために、HelenHayes（歩行）や Davis（歩行）、Auscan（手指詳細）、OxfordFootModel（足部詳細）など臨床的に評 面で確認することができます。通常は 3～20mm の球体または半球体の反射ﾏｰ ｶｰを使用しますが、1mm の極小ﾏｰｶｰや、20mm 以上の異形ﾏｰｶｰも計測対象と 価されているﾓﾃﾞﾙや、身体計測による関節中心の補正、被験者の属性による校 正、ｶﾙﾏﾝﾌｨﾙﾀなど誤差を最小化するための処理などのﾌﾟﾛﾄｺﾙを組み込むことが して使用することができます。 できます。 ■ キャリブレーション ﾀﾞｲﾅﾐｯｸ方式により簡単かつ短時間で高精度なｷｬﾘﾌﾞﾚｰｼｮﾝの結果を得ることが ﾃﾞｰﾀを処理または組み合わせてﾚﾎﾟｰﾄを作成することができます。内容は自由に ｶｽﾀﾏｲｽﾞしてﾃﾝﾌﾟﾚｰﾄとして登録することができるので、多様なﾃﾞｰﾀの一括表示 できます。ｶﾒﾗの設置を支援する機能として、計測空間（範囲）と計測用ｶﾒﾗの位 置と向きを画面上に立体的に表示することができるので、画角の確認を容易に行 や各種比較などを表やｸﾞﾗﾌ、静止画、動画、ﾓﾃﾞﾘﾝｸﾞﾃﾞｰﾀで構成し印刷用または ｲﾝﾀｰﾈｯﾄで配信可能なﾏﾙﾁﾒﾃﾞｨｱﾚﾎﾟｰﾄとして簡単に出力することができます。 うことができます。ｷｬﾘﾌﾞﾚｰｼｮﾝの結果は設定として保持されるのでｷｬﾘﾌﾞﾚｰｼｮﾝ 後に計測ｶﾒﾗの周波数を変更した場合でも繰り返し行う必要はありません。 ■ 外部機器との同時計測 ﾃﾞｰﾀ処理装置にｱﾅﾛｸﾞ入力（32ch）を搭載しているので 3 次元の運動学ﾃﾞｰﾀと外 部信号を同期してﾘｱﾙﾀｲﾑ計測することができます。ｵﾌﾟｼｮﾝにより、ｱﾅﾛｸﾞ入力ﾁｬ ﾝﾈﾙの増設（80ch またはそれ以上）や、ﾃﾞｼﾞﾀﾙ入出力の機能追加が可能です。 ｱﾅﾛｸﾞ入力 床反力計や筋電計などの外部機器が出力するｱﾅﾛｸﾞ信号を A/D 変換しｱﾅﾛｸﾞ波形ﾃﾞｰﾀとして収集・記録し、運動学ﾃﾞｰﾀと統 合して解析することができます。運動学ﾃﾞｰﾀとｱﾅﾛｸﾞ波形ﾃﾞｰﾀの 同期は、内蔵する同期制御ﾓｼﾞｭｰﾙから供給される基準ｸﾛｯｸに より全てのﾊｰﾄﾞｳｪｱが連動して動作するのでﾃﾞｰﾀの同期が保証 されています。ｱﾅﾛｸﾞ波形ﾃﾞｰﾀは選択した複数のﾁｬﾝﾈﾙまたは 個別に波形表示することができます。なお、計測範囲（電圧）は 接続する機器に合わせてﾁｬﾝﾈﾙ毎にｿﾌﾄｳｪｱ上で設定できます。 ﾃﾞｼﾞﾀﾙ入出力 外部ﾄﾘｶﾞ信号により計測開始と終了を制御できるので、他の機 器との連動が可能です。計測開始のﾀｲﾐﾝｸﾞは即時（ﾄﾘｶﾞ信号を 受けてから計測開始）の他にﾌﾟﾚﾄﾘｶﾞ（ﾄﾘｶﾞ信号を受ける前から 事前記録を開始し、ﾄﾘｶﾞ入力前からのﾃﾞｰﾀを取得することがで きる）機能を選択することもできます。 映像入力 ｵﾌﾟｼｮﾝの専用 IP ｶﾒﾗからの可視映像を運動学ﾃﾞｰﾀやｱﾅﾛｸﾞ波 形ﾃﾞｰﾀと同期して収集・再生することができます。複数台のｶﾒﾗ からの映像を画角の大きさや配置などを任意に編集して 1 つの 映像に合成するﾐｯｸｽ機能を有しているので事象を多視点からの 映像で確認することができます。歩行や日常生活動作など比較 的ゆっくりとした動作用の 30 ｺﾏ/秒とｽﾎﾟｰﾂの素早い動作用の 200 ｺﾏ/秒の 2 つのﾓﾃﾞﾙをﾗｲﾝﾅｯﾌﾟしています。 ■ 統合計測（ﾜｲﾔﾚｽ筋電計、床反力計測用ﾄﾚｯﾄﾞﾐﾙ、視線計測） ﾜｲﾔﾚｽ筋電計 有線式はもちろん最新の無線式（ﾜｲﾔﾚｽﾌﾟﾛｰﾌﾞ式）筋電計のﾃﾞｰ ﾀをﾃﾞｼﾞﾀﾙ形式のままﾘｱﾙﾀｲﾑで取得することができます。ｱﾅﾛｸﾞ 出力を介する必要があるｼｽﾃﾑと比較した場合、信号劣化、固定 遅延時間などのﾏｲﾅｽ要素がありません。 床反力計 各社の異なる仕様の床反力計を接続し画面内に COP（圧中心） と床反力ﾍﾞｸﾄﾙを 3 次元表示できます。階段や手摺、杖などの 特殊な力計測ｼｽﾃﾑにも対応しています。 床反力ﾄﾚｯﾄﾞﾐﾙ 連続歩行中または走行中の床反力を計測することができるので 歩行周期での正規化、統計処理（平均、標準偏差）することがで きます。またﾄﾚｯﾄﾞﾐﾙを直接制御できるので速度情報も合わせて 収集することができます。 視線計測 視線ﾃﾞｰﾀ（視線ﾍﾞｸﾄﾙ,注視点）と運動学ﾃﾞｰﾀの同期収集/再生 ■ 構成・数量 光学式三次元動作分析システム 1式 ①計測カメラ（赤外線ストロボ搭載） ②レンズ（可変焦点 6～12mm） ③三脚（高さ・角度調節可） ④接続ケーブル（30m×3 組、15m×3 組） ⑤データ処理装置 • ワークステーション本体 1台 • 32chA/D 変換モジュール（内蔵） 1 個 • 24 型液晶モニタ 2台 • マウス、キーボード 1式 ⑥屋外用反射マーカーセット • 球体マーカー（20mm、15mm） 各 50 個 • 半球マーカー（20mm、15mm） 各 50 個 • ピン 100 個 • シール（23mm 両面テープ） 500 枚 ⑦キャリブレーションキット（60cm） ⑧ソフトウェア • SmartCapture 1 ライセンス • SmartTracker（USB ドングル） 1 ライセンス • SmartAnalyzer（USB ドングル） 1 ライセンス ⑨専用ケース 6台 6個 6脚 1式 1式 1式 1式 1式 1式 ■ オプション ・SDK（ソフトウェア開発キット） ・ビデオ同期キット ・トリガキット ・分析ソフトウェア追加 ビデオ同期キット eVixta(最大 4 台) 輸入総代理店 ■ 主な仕様 全般 方式 カメラ台数 ﾏｰｶｰ 種類 点数 測定精度 計測用ｶﾒﾗ 照明 画素数 諧調 フレームレート レンズ ﾃﾞｰﾀ伝送（規格） 電源供給 ﾌｧｰﾑｳｪｱの更新 ﾃﾞｰﾀ処理装置 接続可能ｶﾒﾗ台数 ﾃﾞｽｸﾄｯﾌﾟ型ｺﾝﾋﾟｭｰﾀ （ﾋﾞﾙﾄｲﾝﾜｰｸｽﾃｰｼｮﾝ） ｱﾅﾛｸﾞ入力 光学式（赤外線反射マーカー方式） 6台 種類：反射マーカー、サイズ：3～20mm 無制限 0.1mm 以内（計測空間 6×6×3m） 赤外線（850nm) 400 万画素(2048x2048 ピクセル） 10bit 500FPS（ﾌﾙﾌﾚｰﾑ） ※最大 2000FPS（部分ﾌﾚｰﾑ） 可変焦点 6～12mm または固定焦点（C マウント） デジタル方式（ｷﾞｶﾞﾋﾞｯﾄ・ｲｰｻｰﾈｯﾄ） ﾃﾞｰﾀ処理装置からの集中供給 可能（ﾃﾞｰﾀ処理装置からｱｯﾌﾟﾛｰﾄﾞ） 最大 16 台 ※16 台以上の場合は装置間を接続 CPU:Intel Xeon 5600（6 ｺｱ） RAM:6GB,HDD:1TB,SSD100GB Graphic:nVidia Quadro FX、 DVD-RW×1、LAN:1000Base-TX OS:Windows7 professional ﾃﾞｨｽﾌﾟﾚｲ:24 型 TFT カラー液晶 ×2 式 32ch （分解能:16bit） ±1.25V,±2.5V,±5V,±10V（ソフトウェアから選択） 250kHz（シングルチャンネル） 8ch ※オプション 単相 AC100V 50/60Hz 1250W ﾁｬﾝﾈﾙ数 測定範囲 ｻﾝﾌﾟﾘﾝｸﾞ ﾃﾞｼﾞﾀﾙ入出力 ﾁｬﾝﾈﾙ数 電源 ソフトウェア 機能 計測用ｶﾒﾗ⇔ﾃﾞｰﾀ処理装置の通信制御（ﾃﾞｰﾀ制御） ﾏｰｶｰの 3 次元化（全自動＆一括処理） ﾏｰｶｰ軌跡（残像）、床反力ﾍﾞｸﾄﾙの遠近法による表示 ﾏｰｶｰのﾗﾍﾞﾘﾝｸﾞ（全自動/半手動/手動） 3 次元化されたﾃﾞｰﾀのﾘｱﾙﾀｲﾑ表示（3D、ｸﾞﾗﾌ、数値） 複数台の計測用ｶﾒﾗのﾏｰｶｰ像の一覧表示 画面上での全測定点の名称登録・表示 3 次元位置座標（XYZ）の時系列表示 多分割表示、部分拡大表示 可視映像の同期収集/再生 ｱﾅﾛｸﾞ波形ﾃﾞｰﾀの同期収集/再生 ｷｬﾘﾌﾞﾚｰｼｮﾝ ﾀﾞｲﾅﾐｯｸ方式（座標系・空間校正用の器具を使用） グラフ表示 時系列グラフ,正規化グラフ,リサージュグラフ 基本項目 ﾏｰｶｰ位置（x,y）,ﾏｰｶｰ位置（x,y,z）,速度,加速度,角度 （2 線分間、3 点）,角速度,角加速度,2 点間距離 ベクトル 単位ﾍﾞｸﾄﾙの定義（2 点）、外積、ﾛｰｶﾙ座標系の定義 仮想点 内分点、外挿点、固定点、面投射、ベクトル投射 オイラー角 XYZ,ZYX,XZY,YZX,ZXY 補間 キュービックスプライン,固定値,仮想点,関係点 歩行分析用 ｽﾄﾗｲﾄﾞ長（歩幅）、ｽﾃｯﾌﾟ長、立脚期時間、遊脚期時 間、両足支持期時間、ﾋﾟｯﾁ（歩調）、ｹｰﾃﾞﾝｽ、 筋電図分析用 整流、積分（移動、固定）,RMS（移動、固定）,包絡線 周波数分析,MeanFreq,MedianFreq,IsometricFatigue デジタルフィルタ Butterworth,Hamming,Chebyshev,Smooth,Smooth(tri) グラフ出力 SVG（ベクター画像：拡大縮小でも劣化なし） 正常データとの比較 正常データを入力し比較 可視映像入力 MPEG,AVI,WMV データ入力 C3D,TDF,CSV データ出力 C3D,CSV レポート出力 HTML 国際的な納入実績 • AC ミラン（イタリア） • • • • • • • レアルマドリード（スペイン） スペイン国立体育研究所（INEFC） イタリアオリンピック協会付属研究所（C.O.N.I） NASA（アメリカ） ミラノ工科大学（イタリア） スイス工科大学（スイス） フラウンフォッファ研究所（ドイツ） 株式会社ベルテックジャパン 販売代理店 〒 222-0033 神奈川県横浜市港北区新横浜 2-5-15 新横浜センタービル 8F TEL:(045)628-9171 FAX:(045)628-9071 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