JP2008206830A - 統合失調症診断装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】簡易にかつ正確に統合失調症の可能性を診断する。
【解決手段】統合失調症診断装置は、被験者の瞳を撮像するカメラ１０と、カメラ１０により生成された画像に基づいて被験者の眼球移動の周波数を検出し、検出された周波数に基づいて被験者の統合失調症の可能性を診断する演算装置３０と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、統合失調症の診断を支援する統合失調症診断装置及びプログラムに関する。

統合失調症の診断は、通常の病理疾患の場合と比べて患部が明確でないため、基本的に問診を行わざるを得ない。したがって、診断は医師の経験、資質等に依存するという問題があり、客観的・定量的な診断指標が必要とされている。

そこで、統合失調症の診断を自動的に行い、大量の患者を迅速克つ正確に診断することを可能ならしめる様な統合失調症診断装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１の統合失調症診断装置は、被験者に対して視覚的な刺激を提示する刺激表示手段と、刺激表示手段に対する被験者の視点を特定するための視点特定手段と、刺激表示手段及び視点特定手段の計測結果から反応的探索スコアを算出する反応的探索スコア算出手段と、刺激表示手段及び視点特定手段の計測結果から運動数を計測する運動数計測手段と、反応的探索スコア算出手段で得られた反応的探索スコア及び運動数計測手段で得られた運動数から被験者が統合失調症に罹患しているか否かを判定する手段とを有している。
特開２００４−２９８５２６号公報

しかし、特許文献１の統合失調症診断装置が反応的探索スコア（ＲＳＳ）を算出する際に、オペレータは、被験者に対して様々な質問をしなければならない。例えば、オペレータは、標的図（特許文献１の図２）とは一部異なった図（特許文献１の図３、図４）を呈示して、標的図と同じか、違うか、またどの部位が違うかを被験者に質問し、被験者からの答えが出尽くした後に「他に違いは有りませんか？」と質問する。そして、被験者が「ありません」と答えるときの注視点の動きが、特許文献１の統合失調症診断装置によって解析される。

すなわち、特許文献１の場合、オペレータは被験者に対して問いつめるような様々な質問を用意しなければならず、また被験者は問い詰めるような質問に対して応答しなければならず、双方の負担が大きい問題がある。

本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、簡易にかつ正確に統合失調症の可能性を診断する統合失調症診断装置及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の統合失調症診断装置は、被験者の瞳を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により生成された画像に基づいて、被験者の眼球移動の周波数を検出する周波数検出手段と、前記周波数検出手段により検出された周波数に基づいて、被験者の統合失調症の可能性を診断する診断手段と、を備えている。

本発明の統合失調症診断プログラムは、コンピュータを、撮像手段により撮像された被験者の瞳の画像に基づいて、被験者の眼球移動の周波数を検出する周波数検出手段、前記周波数検出手段により検出された周波数に基づいて、被験者の統合失調症の可能性を診断する診断手段、として機能させる。

診断手段は、周波数検出手段により検出された眼球移動のピーク周波数に基づいて、被験者が統合失調症の可能性があるかを診断してもよい。このとき、診断手段は、眼球移動のピーク周波数が０．１０９Ｈｚ以下のときに、被験者は統合失調症の可能性があると診断してもよい。

また、診断手段は、周波数検出手段により検出された眼球移動の周波数のばらつきに基づいて、被験者が統合失調症の可能性があるかを診断してもよい。このとき、診断手段は、眼球移動の周波数の標準偏差が０．１１６以下のときに、被験者は統合失調症の可能性があると診断してもよい。

本発明の統合失調症診断装置及びプログラムは、被験者の瞳の画像に基づいて被験者の眼球移動の周波数を検出し、検出された周波数に基づいて被験者の統合失調症の可能性を診断することにより、簡易かつ正確に統合失調症の可能性を診断することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る統合失調症診断装置の構成を示すブロック図である。統合失調症診断装置は、医師がその責任において患者（被験者）を診断することを前提としたものであり、医師に対して判断材料を提供するものである。

（構成）
統合失調症診断装置は、被験者を撮像するカメラ１０と、被験者に所定のタイミングで照射するレーザ発光ダイオード（ＬＥＤ）２０と、いわゆるパーソナルコンピュータである演算装置３０と、患者に対して質問等を表示するモニタ４０と、ポインティングデバイスである入力装置５０を有している。

カメラ１０は、被験者の顔に向けて設置され、毎秒３０フレームの被験者の顔画像を生成する。ＬＥＤ２０は、被験者の顔に向けて光を照射するように設置されている。ＬＥＤ２０は、コンピュータ２０によって発光タイミングが制御されている。本実施形態では、ＬＥＤ２０は、入力装置５０がクリックされたタイミングで被験者に向けて発光する。

演算装置３０は、演算処理を行うＣＰＵ（central processing unit）３１、データのワークエリアであるＲＡＭ（Random Access Memory）３２、ＣＰＵ３３のプログラムを記憶しているＲＯＭ３３（Read Only Memory）、カメラ１０から入力された顔画像、被験者への質問事項等を記憶するハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disc Drive）３４と、を有している。

（診断テストの内容）
統合失調症診断装置は、被験者に対して誰でも解けるような簡単なクイズ問題を表示して、クイズ問題を表示してから解答が得られるまでの解答時間、被験者の眼球移動（瞳の動き）に基づいて統合失調症の可能性を診断する。

図２及び図３は、モニタ４０に表示されたクイズ問題の一例を示す図である。図２は図形の色を問うものであり、図３は文字の色を問うものである。ここで、解答時間は、図２又は図３のクイズ問題がモニタ４０に表示されてから、図２又は図３の赤、青、黄のいずれかのボタンが入力装置５０によって選択（クリック）されてＬＥＤ２０が発光するまでの時間をいう。なお、クイズ問題は、図２及び図３に示す２問に限らず、本実施形態では全１２問とする。また、クイズ問題は１〜６問目までが図形の色を問うものとし、７〜１２問目までが文字の色を問うものとする。

演算装置３０は、クイズ問題毎に解答時間を記憶すると共に、各クイズ問題の解答時間中の被験者の顔画像も記憶する。演算装置３０は、被験者へのすべてのクイズ問題の出題後、解答時間、被験者の顔画像を解析して、被験者の統合失調症の可能性を診断する。

（解答時間の解析）
演算装置３０は、被験者毎に、１２問のクイズ問題の解答時間を集計して、集計結果に基づいて被験者を診断する。

図４（Ａ）及び（Ｂ）は、健常者２名の集計結果を示す図である。図５（Ａ）及び（Ｂ）は、統合失調症である患者２名の集計結果を示す図である。これらの集計結果によると、問題傾向が変わる７問目に解答時間が健常者、患者共に増加している。また健常者は慣れによって解答時間が減少しているが、患者は解答時間が減少しない場合もあった。

（被験者の顔画像の解析）
統合失調症診断装置は、クイズ問題の思考中の被験者の顔画像に基づいて眼球移動を解析することにより、被験者の統合失調症の可能性を診断する。このとき、統合失調症診断装置の演算装置３０は、次の統合失調症診断ルーチンを実行する。

図６は、統合失調症診断ルーチンを示すフローチャートである。

ステップＳ１では、演算装置３０は、被験者の顔画像から顔器官の輪郭、具体的には瞳の位置、目、眉、口の輪郭を抽出する。なお、顔器官の抽出方法は公知技術であり、特に限定されるものではない。

ステップＳ２では、演算装置３０は、様々な顔器官の中から瞳の位置のみを抽出する。

図７は、顔画像のフレーム数に対する瞳の位置を示す図である。なお、同図（Ａ）及び（Ｂ）は健常者であり、同図（Ｃ）及び（Ｄ）は患者である。図７によると、健常者の瞳は思考中に左右に動いているが、患者の瞳はほとんど動かない傾向があった。この傾向を詳細に解析するために、次のステップＳ３が行われる。

ステップＳ３では、演算装置３０は、瞳の位置の変化について高速フーリエ変換（ＦＦＴ）して、眼球移動についての周波数成分を抽出する。

図８は、眼球移動のパワースペクトルを示す図である。なお、同図（Ａ）及び（Ｂ）は健常者であり、同図（Ｃ）及び（Ｄ）は患者である。図８によると、健常者の瞳は、患者の瞳に比べて、よく動いている。健常者の瞳の動き、つまり眼球移動の周波数帯は、患者の眼球移動の周波数帯に比べて、広くなっている。また最大スペクトル時の周波数は、患者に比べて、健常者の方が高くなっている。

ステップＳ４では、演算装置３０は、眼球移動の周波数成分の標準偏差を演算し、パワースペクトル及び標準偏差を用いて、被験者の統合失調症の可能性を診断する。

図９は、健常者及び患者の眼球移動についての「周波数の標準偏差」及び「ピーク周波数」を示す表図である。図１０は、健常者及び患者の眼球移動についての周波数の標準偏差を示す図である。図１１は、健常者及び患者の眼球移動についてのピーク周波数を示す図である。図９〜１１によると、眼球移動の周波数の標準偏差が０．１１６以下であり、ピーク周波数が０．１０９Ｈｚ以下である場合に、被験者が精神疾患に罹患している可能性がある。

そこで、演算装置３０は、眼球移動の周波数の標準偏差が０．１１６以下であり、かつピーク周波数が０．１０９Ｈｚ以下である被験者に対して統合失調症である可能性が高いと診断する。

以上のように、統合失調症診断装置は、被験者の顔画像に基づいて眼球移動の周波数分布を抽出し、眼球移動の周波数の標準偏差が０．１１６以下であり、かつピーク周波数が０．１０９Ｈｚ以下である被験者に対して統合失調症である可能性が高いと診断する。これにより、医師は、統合失調症診断装置の診断結果を利用して、患者を診断することができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。

統合失調症診断装置は、例えば、眼球移動の周波数の標準偏差が０．１１６以下である被験者、又は、眼球移動のピーク周波数が０．１０９Ｈｚ以下である被験者に対して、統合失調症である可能性が高いと診断してもよい。これにより、統合失調症診断装置は、統合失調症の可能性が高いものを広く探索して、その情報を医師に提供することができる。

本発明の実施の形態に係る統合失調症診断装置の構成を示すブロック図である。 モニタに表示されたクイズ問題の一例を示す図である。 モニタに表示されたクイズ問題の一例を示す図である。 健常者２名の集計結果を示す図である。 統合失調症である患者２名の集計結果を示す図である。 統合失調症診断ルーチンを示すフローチャートである。 顔画像のフレーム数に対する瞳の位置を示す図である。 眼球移動のパワースペクトルを示す図である。 健常者及び患者の眼球移動についての周波数の標準偏差及びピーク周波数を示す表図である。 健常者及び患者の眼球移動についての周波数の標準偏差を示す図である。 健常者及び患者の眼球移動についてのピーク周波数を示す図である。

符号の説明

１０ カメラ
２０ ＬＥＤ
３０ 演算装置
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＡＭ
３３ ＲＯＭ
３４ ＨＤＤ
４０ モニタ
５０ 入力装置

Claims (6)

1. 被験者の瞳を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により生成された画像に基づいて、被験者の眼球移動の周波数を検出する周波数検出手段と、
   前記周波数検出手段により検出された周波数に基づいて、被験者の統合失調症の可能性を診断する診断手段と、
   を備えた統合失調症診断装置。
2. 前記診断手段は、前記周波数検出手段により検出された眼球移動のピーク周波数に基づいて、被験者の統合失調症の可能性を診断する
   請求項１に記載の統合失調症診断装置。
3. 前記診断手段は、前記眼球移動のピーク周波数が０．１０９Ｈｚ以下のときに、被験者は統合失調症の可能性があると診断する
   請求項２に記載の統合失調症診断装置。
4. 前記診断手段は、前記周波数検出手段により検出された眼球移動の周波数のばらつきに基づいて、被験者の統合失調症の可能性を診断する
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の統合失調症診断装置。
5. 前記診断手段は、前記眼球移動の周波数の標準偏差が０．１１６以下のときに、被験者は統合失調症の可能性があると診断する
   請求項４に記載の統合失調症診断装置。
6. コンピュータを、
   撮像手段により撮像された被験者の瞳の画像に基づいて、被験者の眼球移動の周波数を検出する周波数検出手段、
   前記周波数検出手段により検出された周波数に基づいて、被験者の統合失調症の可能性を診断する診断手段、
   として機能させる統合失調症診断プログラム。

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