JP2001067483A - 運動障害の客観的重症度評価方法 - Google Patents
運動障害の客観的重症度評価方法Info
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Abstract
タによる客観性の高いデータを用いて、客観的に行える
ようにする。 【解決手段】被評価対象部位8を運動障害テスト箱7へ
入れてテスト運動を行わせ、これをビデオカメラ1によ
って撮影し、コンピュータ4によるディジタル画像処理
とそれに続くデータ処理によって、軌跡データとスペク
トルデータを求め、それぞれのデータを、健常者に対し
て同様のテスト、処理を行うことによって作成したモデ
ル曲線、モデルスペクトルと比較することによって運動
障害の重症度を評価する。
Description
ハンチントン病などの運動障害を主症状とする疾病の重
症度評価方法、あるいは薬物投与、手術、リハビリテー
ション等の医療行為が運動障害の改善にどの程度影響を
及ぼしたかを評価するため運動障害の重症度のデータ収
集の方法及び評価方法に関するものである。
治療者の観察にもとづく、主観的な評価方法であるか、
あるいはUnified Parkinson’s D
isease Rating Scale、Unifi
edHuntington’sDisease Rat
ing Scale などを用いたスケール評価方法が
中心であった。これらの方法はいずれも、治療者が視覚
的情報をもとにして行う、主観にもとづいた評価方法で
あり、物理的計測データによらない、客観性の低い評価
方法であった。
の運動障害の重症度評価方法では、客観性の点で慎重に
検討する必要があった。本発明は、このような従来の評
価方法の欠点を解消するためになされたものであって、
同一データを誰が見ても同じように判定できるよう、デ
ータに客観性を持たせること、またそのデータをもとに
客観的な重症度評価を行えるようにすることを課題とし
たものである。
めに、請求項1の発明は、背景として布などの可視光や
赤外光に対して低反射性である素材を用いまた前面と天
井、及び2側面のうちの一方が開いていることを特徴と
する運動障害テスト箱内において、被評価対象者によっ
て被評価対象部位として身体の一部を用いた、手のひら
を開いたり閉じたりする運動、上腕を回内回外する運
動、人差し指の先端で素早く目標に触れる運動、手を静
かにおいておく姿勢、下肢を上下させる運動などのテス
ト運動を行わせ、このテスト運動の様子を前記運動障害
テスト箱の前面からビデオカメラを用いて撮影し、撮影
した動画像をディジタル値に変換してコンピュータに入
力し、このディジタル動画像の各フレームに対して前記
運動障害テスト箱内の被評価対象者が居ない場合の背景
画像と差分処理を行うことによって背景と被評価対象部
位とを分離し、被評価対象部位の先端位置や重心位置な
どの特定部位の運動の軌跡を計測すること、あるいは連
続する隣り合ったフレーム間、または一定間隔のフレー
ム数を隔てたフレーム間の差分処理を行い、被評価対象
部位の擬似的な運動量(擬似運動量)を求めることを特
徴とする運動障害の客観的重症度評価方法である。ま
た、請求項2の発明は、請求項1の発明によって得られ
た運動の軌跡データについて近似曲線を描き、あらかじ
め同様の方法によって作成した健常者データによるモデ
ル曲線とのずれの大きさによって、運動障害の重症度を
評価する方法である。又、請求項3の発明は、前記擬似
運動量データに対してフーリエ変換やウェーブレット変
換などの直交変換を行い、周波数のスペクトルを求め、
あらかじめ同様の方法で求めた健常者データによるモデ
ルスペクトルと比較して、ピーク位置のずれ、最大ピー
クにおける強さの違いによって運動障害の重症度を判定
することを特徴とする運動障害重症度判定方法である。
ながら説明する。図1は、本発明に係わる運動障害テス
ト及び評価のシステム構成を示す説明図である。図1に
おいて、被評価対象者の身体の一部(被評価対象部位)
8を、可視光や赤外光に対して無反射性あるいは低反射
性である素材を用いた背景71を特徴とする運動障害テ
スト箱7へ入れ、たとえば、手のひらを開いたり閉じた
りする運動、上腕を回内回外する運動、人差し指の先端
で素早く目標に触れる運動、手を静かにおいておく姿
勢、下肢を上下させる運動などのテスト運動を行わせ、
これをビデオカメラ1によって撮影し、ディジタルビデ
オレコーダー2、画像入力装置3、ビデオモニタ4、コ
ンピュータ5、モニタ6から構成される解析システムに
入力して画像処理、データ処理されるよう構成してあ
る。
部位を8を運動障害テスト箱7の内部で15秒間前記テ
スト運動を行わせ、この様子をビデオカメラ1によって
撮影し、ディジタルビデオテープレコーダー2によって
記録する。また、被評価対象部位8を運動障害テスト箱
内7に入れる前に、あらかじめ被評価対象者が居ない状
態での背景71を前記ビデオカメラ1によって撮影し、
ディジタルビデオテープレコーダー2によって記録して
おく。
オ画像をディジタルビデオテープレコーダー2によって
スロー再生し、画像入力装置3を通じてコンピュータ5
に入力させ、ディジタル画像処理、それに続くデータ処
理を行わせる。図2はコンピュータが行う画像処理とそ
れに続くデータ処理の流れを表すフローチャートであ
る。入力されたデータはまず、被評価対象者が居ない状
態での背景画像との差分を計算する背景差分P1または
フレーム差分P2がほどこされ、前記背景差分P1が行
われたデータについては先端位置検出P11、重心位置
検出P12が行われる。これらによって検出されたデー
タは2次元空間上に並べられ、運動の軌跡が描画される
P13。次にフレーム差分P2が行われたデータについ
ては、1回のフレーム差分計算において得られたすべて
の画素部分における差分量を合計することによって疑似
運動量算出P21が行われ、さらにこれを時間軸上に並
べたデータについてフーリエ変換P22が施され、スペ
クトルが描かれるP23。
説明は、次の通りである。 (1)背景差分P1:あらかじめ入力した背景画像と被
評価対象部位の運動に関する画像各フレームとのピクセ
ルごと、あるいはブロックごとの輝度値差分を行う。 (2)フレーム差分P2:被評価対象部位の運動に関す
る画像の連続する2フレーム間あるいは一定時間隔のフ
レーム間におけるピクセルごと、あるいはブロックごと
の輝度値差分を行う。 (3)先端位置検出P11:背景差分によって検出され
た画像中の被評価対象部位のうち、運動方向最先端部位
を検出し、x、yの2次元で表現する。 (4)重心位置検出P12:背景差分によって検出され
た画像中の被評価対象部位を表現するすべてのピクセ
ル、あるいはブロックの位置をx、yの2次元で表現
し、これらの平均を求める。 (5)擬似運動量算出P21:フレーム差分によって検
出されたすべての画素あるいはすべてのブロックの輝度
差分値を1処理ごとに合計し、1計測時における擬似運
動量とする。
である。被評価対象部位の運動の軌跡データD1に基づ
く重症度診断は、健常者を相当数用いて作成したモデル
曲線D2とのずれ面積D3を計算し、その面積の大きさ
が大きいほど重症度が高いと評価する。
説明図である。被評価対象部位の擬似運動量からフーリ
エ変換によって求めたスペクトルD10に基づく重症度
診断は、健常者を相当数用いて作成したモデルスペクト
ルD20とのピーク位置のずれD30、最大ピークにお
ける強さの違いD40をそれぞれ求め、その大きさが大
きいほど重症度が高いと評価する。
視光線を利用することを前提とした一般的な実施形態を
示したが、図1に記載のビデオカメラとして赤外線カメ
ラを用いてもよい。この場合、図2において記載のP1
背景差分処理を省略することも可能である。
ば、運動障害の程度を物理的データとして表すことがで
きるため、データに客観性を持たせること、またそのデ
ータを用いて客観的な重症度評価を行うことが可能にな
る。
ステム構成を示す説明図
ータ処理の流れを表すフローチャート
説明は、次の通りである。 (1) 背景差分P1:あらかじめ入力した背景画像と
被評価対象部位の運動に関する画像各フレームとのピク
セルごと、あるいはブロックごとの輝度値差分を行う。 (2) フレーム差分P2:被評価対象部位の運動に関
する画像の連続する2フレーム間あるいは一定時間隔の
フレーム間におけるピクセルごと、あるいはブロックご
との輝度値差分を行う。 (3) 先端位置検出P11:背景差分によって検出さ
れた画像中の被評価対象部位のうち、運動方向最先端部
位を検出し、x、yの2次元で表現する。 (4) 重心位置検出P12:背景差分によって検出さ
れた画像中の被評価対象部位を表現するすべてのピクセ
ル、あるいはブロックの位置をx、yの2次元で表現
し、これらの平均を求める。 (5) 擬似運動量算出P21:フレーム差分によって
検出されたすべての画素あるいはブロックの輝度差分値
を1処理ごとに合計した値、または一定値以上の差分値
を持つ画素またはブロックの総数を1計測時における擬
似運動量とする。
Claims (3)
- 【請求項1】背景として布などの可視光や赤外光に対し
て低反射性である素材を用いまた前面と天井、及び2側
面のうちの一方が開いていることを特徴とする運動障害
テスト箱内において、被評価対象者によって被評価対象
部位として身体の一部を用いた、手のひらを開いたり閉
じたりする運動、上腕を回内回外する運動、人差し指の
先端で素早く目標に触れる運動、手を静かにおいておく
姿勢、下肢を上下させる運動などのテスト運動を行わ
せ、このテスト運動の様子を前記運動障害テスト箱の前
面からビデオカメラを用いて撮影し、撮影した動画像を
ディジタル値に変換してコンピュータに入力し、このデ
ィジタル動画像の各フレームに対して前記運動障害テス
ト箱内の被評価対象者が居ない場合の背景画像と差分処
理を行うことによって背景と被評価対象部位とを分離
し、被評価対象部位の先端位置や重心位置などの特定部
位の運動の軌跡を計測すること、あるいは連続する隣り
合ったフレーム間、または一定間隔のフレーム数を隔て
たフレーム間の差分処理を行い、被評価対象部位の擬似
的な運動量(擬似運動量)を求めることを特徴とする運
動障害の客観的重症度評価方法。 - 【請求項2】前記請求項1に記載の運動障害テスト法に
よって得られた運動の軌跡データについて近似曲線を描
き、あらかじめ同様の方法によって作成した健常者デー
タによるモデル曲線とのずれの大きさによって、運動障
害の重症度を評価することを特徴とする運動障害の客観
的重症度評価方法 - 【請求項3】前記請求項1に記載の運動障害テスト法に
よって得られた擬似運動量データに対してフーリエ変換
やウェーブレット変換などの直交変換を行い、周波数の
スペクトルを求め、あらかじめ同様の方法で求めた健常
者データによるモデルスペクトルと比較して、ピーク位
置のずれ、最大ピークにおける強さの違いによって運動
障害の重症度を判定することを特徴とする運動障害の客
観的重症度評価方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|---|
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-
1999
- 1999-08-30 JP JP28465799A patent/JP4595104B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP7327449B2 (ja) | 2017-02-28 | 2023-08-16 | 株式会社ニコン | 検出システム |
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