JP2010178841A - Medical examination system with three-dimensional accelerometer - Google Patents

Medical examination system with three-dimensional accelerometer Download PDF

Info

Publication number
JP2010178841A
JP2010178841A JP2009023760A JP2009023760A JP2010178841A JP 2010178841 A JP2010178841 A JP 2010178841A JP 2009023760 A JP2009023760 A JP 2009023760A JP 2009023760 A JP2009023760 A JP 2009023760A JP 2010178841 A JP2010178841 A JP 2010178841A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dimensional
acceleration sensor
data
comparison data
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009023760A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Tasato
博 田里
Takamitsu Fujikawa
孝満 藤川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
YUNIMEKKU KK
Original Assignee
YUNIMEKKU KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by YUNIMEKKU KK filed Critical YUNIMEKKU KK
Priority to JP2009023760A priority Critical patent/JP2010178841A/en
Publication of JP2010178841A publication Critical patent/JP2010178841A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a medical examination system capable of performing a wide diagnosis by measuring three-dimensional movement information of a specific portion of a body, having a simple constitution and produced at a low cost. <P>SOLUTION: The medical examination system with a three-dimensional accelerometer includes: a three-dimensional acceleration sensor chip to be attached to the specific portion of the body; means for calculating changes in three-dimensional velocity and position by integrating a detected value of the three-dimensional acceleration sensor for every three-dimensional component; a storage section for storing comparison data corresponding to the specific portion of the body; and a means for displaying a result contrasting the calculated change information of the three-dimensional velocity or position with the comparison data. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は体の動きを計測し、その情報を解析して診断やリハビリに用いる三次元加速度計を備えた健康状態診断システムに関する。   The present invention relates to a health condition diagnosis system including a three-dimensional accelerometer that measures body movements and analyzes the information to be used for diagnosis and rehabilitation.

体の動きを計測し、その情報を解析して健康状態診断を行う健康状態診断システムとしては直立姿勢に現われる重心動揺を計測する重心計(特許文献1)や、汎用のコンピュータシステムにペンの描画を位置情報として読取る手段を取りつけ、脳・神経系疾患の病状診断、投薬処方及び機能回復訓練のための支援システム(特許文献2)等が知られている。
現状の重心計はプレート(三角形あるいは四角形の台)の各隅の下に3〜4つの荷重検出計(ひずみゲージ、または荷重センサー)を一定間隔で設置し、それぞれのセンサー荷重比で重心位置(Center Of Pressure:2次元X,Y値)を求める計測装置である。直立姿勢に現われる重心動揺を重心計を用いて記録し、その記録の肉眼的観察、計測、解析結果から、直立姿勢制御機構の解明、生理的ならびに病的平衡機能の把握、めまい・平衡障害的の診断や経過観察などを行うものである。
As a health condition diagnosis system that measures body movement and analyzes the information to diagnose a health condition, a centroid meter (Patent Document 1) that measures the sway of the center of gravity that appears in an upright posture, or a general-purpose computer system that draws a pen There is known a support system (patent document 2) for diagnosing a medical condition of a brain / neurological system, prescribing a drug, and function recovery training.
The current center of gravity meter has three to four load detectors (strain gauges or load sensors) installed at regular intervals under each corner of the plate (triangle or square base), and the center of gravity position ( Center Of Pressure: a measuring device for obtaining (two-dimensional X, Y values). Record the sway of the center of gravity that appears in an upright posture using a centimeter, and from the macroscopic observation, measurement, and analysis results of the record, elucidate the upright posture control mechanism, understand the physiological and pathological equilibrium functions, dizziness / equilibrium Diagnosis and follow-up.

特許文献2に示されている脳・神経系疾患の病状診断、投薬処方及び機能回復訓練のための支援システムは、モデル図形・文字をなぞる動作の過程で取得するデータを処理することによって、より詳細な診断、より適切な投薬処方、より効果的なリハビリを支援できるシステムを構築することを目的としたもので、それを達成するため、この脳・神経系疾患の病状診断、投薬処方及び機能回復訓練のための支援システムは、汎用のコンピュータシステムにペンの描画を位置情報として読取る手段を取りつけ、被検患者の描画作業の運動軌跡を時間経過情報と共にコンピュータに取りこむと共に所定パラメータを演算処理する機能と、該パラメータについて健常者の標準的数値並びに脳・神経系疾病特有の現象・症状を表す数値とを有するデータベースと、被検者の所定パラメータと前記データベースから抽出設定された対比する所定のパラメータ値を指標としてグラフ表示させる機能とを備えるものであり、また、図形を被検者がなぞる描画作業を分析して、機能回復訓練を支援するというものである。   The support system for brain / neurological disease diagnosis, medication prescription and function recovery training shown in Patent Document 2 is more effective by processing data acquired in the process of tracing model figures / characters. The purpose is to build a system that can support detailed diagnosis, more appropriate medication prescription, and more effective rehabilitation. To achieve this, the pathological diagnosis, medication prescription and function of this brain and nervous system disease A support system for recovery training is provided with a means for reading pen drawing as position information in a general-purpose computer system, takes in the movement trajectory of drawing work of the patient to be examined together with time lapse information, and calculates predetermined parameters. Data having functions and standard values of healthy subjects as well as numerical values representing phenomena / symptoms peculiar to brain and nervous system diseases. It has a base and a function to display a graph using a predetermined parameter value extracted from the database and a predetermined parameter value to be compared as an index, and analyzes a drawing operation in which the subject traces a figure. And support functional recovery training.

現在の重心計と脳・神経系疾患の病状診断、投薬処方及び機能回復訓練のための支援システムはいずれも二次元の移動情報を検出するものであって、三次元の移動情報を計測することはできない。一方、体の特定部位の三次元移動情報を計測するシステムとしては非特許文献1のような手法が知られている。これは体の特定部位にマーカーを取り付けカメラによって時系列で撮影してその撮像情報から時系列的な位置変化を解析するというものである。体の特定部位の三次元移動情報を得ることができるが、装置が大がかりになると共に、画像情報に基づく解析作業の負担が大きく主として研究室向けの仕様であり、一般使用向きの汎用技術ではなかった。   Current centroid meters and support systems for brain / neurological disease pathology, medication prescription, and functional recovery training both detect two-dimensional movement information and measure three-dimensional movement information. I can't. On the other hand, as a system for measuring the three-dimensional movement information of a specific part of the body, a method as described in Non-Patent Document 1 is known. In this method, a marker is attached to a specific part of the body, photographed in time series by a camera, and time-series position changes are analyzed from the imaging information. 3D movement information of a specific part of the body can be obtained, but the equipment becomes large and the burden of analysis work based on image information is large, mainly for laboratories. It is not general-purpose technology for general use. It was.

本発明の課題は、体の特定部位の三次元移動情報を計測することによって、より幅広い診断が可能な、しかも単純な構成で且つ安価に実現できる健康状態診断システムを提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a health condition diagnosis system capable of making a wider diagnosis by measuring three-dimensional movement information of a specific part of the body, and having a simple configuration and low cost.

本発明の三次元加速度計を備えた健康状態診断システムは、体の特定部位に取り付けられる三次元加速度センサーチップと、該三次元加速度センサーの検出値を三次元成分毎に積分することにより三次元の速度と位置の変化を算出する手段と、体の特定部位に対応した比較データを蓄積した記憶部と、算出した三次元の速度または位置の変化情報を前記比較データと対比させた結果を表示する手段とからなるものとした。
また、本発明の三次元重心計システムは、頭頂部、頸椎、上肢、下肢を含む体の複数特定部位に取り付けられる三次元加速度センサーチップと、該三次元加速度センサーの検出値を三次元成分毎に二回積分することにより各部位についての三次元位置の変化を算出する手段と、該算出された各部位の三次元位置の変化情報から健康状態を解析する手段と、該解析結果を表示する手段とからなるものとした。また、その構成に加え、体の複数特定部位に対応した比較データを蓄積した記憶部と、前記算出された各部位の三次元位置の変化情報を前記比較データと対比させた結果を表示する手段を備えたものを提示する。
A health condition diagnosis system including a three-dimensional accelerometer according to the present invention includes a three-dimensional acceleration sensor chip attached to a specific part of a body, and a three-dimensional component obtained by integrating detection values of the three-dimensional acceleration sensor for each three-dimensional component. A means for calculating changes in speed and position, a storage unit storing comparison data corresponding to a specific part of the body, and a result of comparing the calculated three-dimensional speed or position change information with the comparison data. It consisted of means to do.
The three-dimensional centroid system of the present invention includes a three-dimensional acceleration sensor chip attached to a plurality of specific parts of the body including the top of the head, the cervical vertebra, the upper limb, and the lower limb, and a detection value of the three-dimensional acceleration sensor for each three-dimensional component. Means for calculating a change in the three-dimensional position of each part by integrating twice, means for analyzing the health state from the calculated change information of the three-dimensional position of each part, and displaying the analysis result It consisted of means. Further, in addition to the configuration, a storage unit that stores comparison data corresponding to a plurality of specific parts of the body, and means for displaying a result of comparing the calculated change information of the three-dimensional position of each part with the comparison data Present the one with.

本発明の三次元加速度計を備えた脳・神経系疾患の病状診断システム又は投薬処方若しくは機能回復訓練のための支援システムは、指先に取り付けられる三次元加速度センサーチップと、該三次元加速度センサーの検出値を三次元成分毎に積分することにより三次元の速度と位置の変化を算出する手段と、指先で描写するテストパターンと該テストパターンを描写した比較データを蓄積した記憶部と、算出した三次元の速度または位置の変化情報を前記比較データと対比させた結果を表示する手段とからなるものとした。
そして、上記で採用する比較データは健常者データ、各レベルの病者若しくは障害者データ、過去の自己データのいずれか又はこれらの組み合わせとした。
A pathological diagnosis system for brain / neurological diseases or a support system for medication prescription or function recovery training provided with a three-dimensional accelerometer according to the present invention includes a three-dimensional acceleration sensor chip attached to a fingertip, and the three-dimensional acceleration sensor Means for calculating a three-dimensional velocity and position change by integrating the detected value for each three-dimensional component, a test pattern drawn with a fingertip, and a storage unit storing comparison data describing the test pattern It comprises means for displaying the result of comparing the three-dimensional velocity or position change information with the comparison data.
And the comparison data employ | adopted above were made into the healthy subject data, the sick or disabled data of each level, the past self data, or these combination.

本発明の三次元加速度計を備えた健康状態診断システムでは、体の特定部位に取り付けられる三次元加速度センサーチップは小片(10×10×2mm程度の寸法)であり、三次元の速度と位置の変化を算出する手段と、体の特定部位に対応した比較データを蓄積した記憶部と、算出した三次元の速度または位置の変化情報を前記比較データと対比させた結果を表示する手段は通常のパソコンを用いて実現可能なものであるから、三次元加速度センサーの出力がパソコン入力可能な形態となっていれば基本的にはチップとパソコンを接続するだけで実現できる。極めて単純な構成で且つ安価に体の特定部位の三次元の速度または位置の変化情報計測が実現できる。しかも三次元の情報が得られることで幅広い健康状態診断に対応することができる。   In the health condition diagnosis system equipped with the three-dimensional accelerometer of the present invention, the three-dimensional acceleration sensor chip attached to a specific part of the body is a small piece (dimension of about 10 × 10 × 2 mm), and has a three-dimensional velocity and position. Means for calculating change, storage unit storing comparison data corresponding to a specific part of the body, and means for displaying the result of comparing the calculated three-dimensional speed or position change information with the comparison data are ordinary Since it can be realized using a personal computer, if the output of the three-dimensional acceleration sensor can be input to a personal computer, it can be realized simply by connecting the chip and the personal computer. It is possible to realize change information measurement of the three-dimensional velocity or position of a specific part of the body with an extremely simple configuration and at low cost. Moreover, it is possible to deal with a wide range of health condition diagnosis by obtaining three-dimensional information.

本発明の三次元重心計システムでは、頭頂部、頸椎、上肢、下肢を含む体の複数特定部位に取り付けられる三次元加速度センサーチップは小片(10×10×2mm程度の寸法)であり、三次元加速度センサーの検出値を三次元成分毎に二回積分することにより各部位についての三次元位置の変化を算出する手段と、該算出された各部位の三次元位置の変化情報から健康状態を解析する手段と、該解析結果を表示する手段は通常のパソコンを用いて実現可能なものであるから、このシステムも三次元加速度センサーの出力がパソコン入力可能な形態となっていれば基本的にはチップとパソコンを接続するだけで実現できる。従来のプレートに荷重センサーを設置して計測する重心計(600mm程度の正三角形、または長方形で10kg程度の重量)に比べ、極めて単純な構成で且つ安価に体の特定部位の三次元の速度または位置の変化情報計測が実現できる。従来の重心計はプレートを設置する平坦な場所で一定範囲の広さが必要であるが、加速度計を使った本システムは場所を選ばない。計測方法も従来の直立又は坐位形態という制限が無くベッドの上でも歩行形態でも実施できる。この様に多様形態での三次元の情報が得られることで幅広い健康状態診断に対応することができる。また、各部位の揺れを総合することで、現状の重心計が出力する重心データに相関係数が限りなく1に近い値も算出できるので、従来データとの対比も可能である。
また、その構成に加え、体の複数特定部位に対応した比較データを蓄積した記憶部と、前記算出された各部位の三次元位置の変化情報を前記比較データと対比させた結果を表示する手段を備えたものにあっては健康状態診断が容易となる。
In the three-dimensional centroid system of the present invention, the three-dimensional acceleration sensor chip attached to a plurality of specific parts of the body including the top of the head, the cervical vertebra, the upper limb, and the lower limb is a small piece (dimension of about 10 × 10 × 2 mm). A means for calculating a change in the three-dimensional position of each part by integrating the detected value of the acceleration sensor twice for each three-dimensional component, and analyzing the health state from the calculated three-dimensional position change information of each part. Since the means for displaying and the means for displaying the analysis result can be realized by using a normal personal computer, this system is also basically capable of inputting the output of the three-dimensional acceleration sensor to a personal computer. This can be achieved simply by connecting the chip to a personal computer. Compared to a center of gravity meter (a regular triangle of about 600 mm, or a rectangle of about 10 kg) that measures by installing a load sensor on a conventional plate, the three-dimensional speed of a specific part of the body can be reduced with a very simple structure and at a low cost. Position change information measurement can be realized. The conventional center of gravity meter requires a certain range of area in a flat place where the plate is installed, but this system using an accelerometer does not choose the place. The measuring method is not limited to a conventional upright or sitting position, and can be carried out on a bed or walking. Thus, it is possible to cope with a wide range of health condition diagnosis by obtaining three-dimensional information in various forms. In addition, by summing up the shaking of each part, the center of gravity data output from the current center of gravity meter can calculate a value close to 1 as the correlation coefficient, which can be compared with conventional data.
Further, in addition to the configuration, a storage unit that stores comparison data corresponding to a plurality of specific parts of the body, and means for displaying a result of comparing the calculated change information of the three-dimensional position of each part with the comparison data If it is equipped with a health condition diagnosis becomes easy.

本発明の三次元加速度計を備えた脳・神経系疾患の病状診断システムも同様で、指先に取り付けられる三次元加速度センサーチップは小片(10×10×2mm程度の寸法)であり、該三次元加速度センサーの検出値を三次元成分毎に積分することにより三次元の速度と位置の変化を算出する手段と、指先で描写するテストパターンと該テストパターンを描写した比較データを蓄積した記憶部と、算出した三次元の速度または位置の変化情報を前記比較データと対比させた結果を表示する手段は通常のパソコンを用いて実現可能なものであるから、三次元加速度センサーの出力がパソコン入力可能な形態となっていれば基本的にはチップとパソコンを接続するだけで実現できる。
従来の装置ではプレートを設置する机など平坦な場所で一定範囲の広さが必要であるが、本発明の加速度計を使ったシステムは場所を選ばず、被検者が寝ている状態でも計測可能である。そして、従来装置はモデル図形をなぞったときの2次元情報(X,Y)しか得られないが、三次元加速度計を使った本発明は奥行のパラメータを加えた、X,Y,Zと3次元情報を得られるので、より幅広い診断が可能となる。すなわち、空間で三次元のテストパターンをなぞるには、空間認識とテストパターンの大きさや形状の記憶、記憶と認識を実現する高次脳機能を使ったフィードバック能力を必要とするため、従来の装置では得られなかった、複雑な認知機能の評価、訓練が可能となる。また、紙面上のテストパターンをなぞることもできるため、従来装置と同様の使用ができ、従来装置による過去データとも直接比較ができる。
上記の本発明を三次元加速度計を備えた投薬処方の支援システムや機能回復訓練のための支援システムとして用いる場合も、その診断結果データの使用形態を異にするだけで上記の脳・神経系疾患の病状診断システムの場合と同様である。
The same applies to the pathological diagnosis system for brain / neurological diseases provided with the three-dimensional accelerometer of the present invention, and the three-dimensional acceleration sensor chip attached to the fingertip is a small piece (dimension of about 10 × 10 × 2 mm). Means for calculating a change in three-dimensional velocity and position by integrating the detected value of the acceleration sensor for each three-dimensional component; a storage unit storing a test pattern drawn with a fingertip and comparison data describing the test pattern; The means to display the result of comparing the calculated three-dimensional velocity or position change information with the comparison data can be realized using a normal personal computer, so the output of the three-dimensional acceleration sensor can be input to the personal computer. Basically, it can be realized simply by connecting the chip and the personal computer.
The conventional device requires a certain range of area on a flat place such as a desk where the plate is installed. However, the system using the accelerometer of the present invention does not choose a place and can measure even when the subject is sleeping. Is possible. The conventional apparatus can obtain only two-dimensional information (X, Y) obtained by tracing a model figure, but the present invention using a three-dimensional accelerometer adds X, Y, Z and 3 with depth parameters. Since dimensional information can be obtained, a wider diagnosis is possible. That is, in order to trace a three-dimensional test pattern in space, space recognition and memory of the size and shape of the test pattern, and feedback capability using higher brain functions that realize memory and recognition are required. This makes it possible to evaluate and train complex cognitive functions that could not be achieved with. Further, since the test pattern on the paper surface can be traced, it can be used in the same manner as the conventional apparatus, and can be directly compared with past data from the conventional apparatus.
Even when the present invention is used as a medication prescription support system equipped with a three-dimensional accelerometer or a support system for functional recovery training, the above-mentioned brain / nervous system can be obtained only by changing the use form of the diagnosis result data. This is the same as the case of the disease state diagnosis system.

そして、本発明では比較データとして健常者データ、各レベルの病者若しくは障害者データ、過去の自己データのいずれか又はこれらの組み合わせを記憶部に蓄積しておき、計測データと対比させて診断材料とする形態を採用しているので、適正な診断を容易に実施することができる。   Then, in the present invention, healthy data, each level of sick or disabled data, past self data, or a combination thereof is stored in the storage unit as comparison data, and is compared with the measurement data for diagnostic material. Therefore, appropriate diagnosis can be easily performed.

本発明の基本構成を示すシステムブロック図である。It is a system block diagram which shows the basic composition of this invention. 本発明の三次元加速度計を備えた健康状態診断システムの実施形態例を説明する図である。It is a figure explaining the example of embodiment of the health-diagnosis system provided with the three-dimensional accelerometer of this invention. 本発明の三次元加速度計を備えた健康状態診断システムの最もシンプルな実施形態例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the simplest embodiment of the health-diagnosis system provided with the three-dimensional accelerometer of the present invention.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本発明の基本構成は図1のシステムブロック図に示すように、三次元加速度センサー1及び演算処理部3、プログラムとデータ記憶機能を備えた記憶部4、キーボードのような入力手段5そして表示部6を備えたパーソナルコンピュータ10、及び三次元加速度センサー1の出力をパーソナルコンピュータ10に入力可能な信号形態に変換する変換部2とからなる。この発明で用いられる三次元加速度センサー1は体の所望部位に安定的に取り付ける必要から小型平板状のチップ形態のものが用いられる。因みに、この種の部品として10×10×3mm程度のものが流通されておりこれを用いて実施することができる。三次元加速度センサーチップ1が取り付けられた部位の動きはx,y,z直交座標の三次元成分に分割された加速度情報として検出される。自明のことながら加速度情報は1回積分すれば速度情報が得られ、2回積分すれば変位情報が得られる。そしてx,y,z直交座標の三次元成分を合成することにより、方向を持ったベクトル情報で得ることができる。変位量はその部位のサンプリング時間毎の相対位置変化を逐次示すものであり、初期位置に対して順次その変位量を重ねていけばその部位の動きが把握できる。また、複数の部位に三次元加速度センサーチップ1が取り付けられた場合、各部位の初期位置が既知であれば単なる部位の動きだけではなく、部位間の相対変位すなわち、体の動きを把握することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. As shown in the system block diagram of FIG. 1, the basic configuration of the present invention is a three-dimensional acceleration sensor 1 and an arithmetic processing unit 3, a storage unit 4 having a program and data storage function, an input means 5 such as a keyboard, and a display unit. 6 and a conversion unit 2 that converts the output of the three-dimensional acceleration sensor 1 into a signal form that can be input to the personal computer 10. Since the three-dimensional acceleration sensor 1 used in the present invention needs to be stably attached to a desired part of the body, a small flat chip-shaped chip is used. Incidentally, a component of about 10 × 10 × 3 mm is in circulation as this type of component, and can be implemented using this. The movement of the part to which the three-dimensional acceleration sensor chip 1 is attached is detected as acceleration information divided into three-dimensional components of x, y, z orthogonal coordinates. Obviously, if acceleration information is integrated once, velocity information is obtained, and if integrated twice, displacement information is obtained. Then, by combining the three-dimensional components of x, y, z orthogonal coordinates, it is possible to obtain vector information having a direction. The displacement amount indicates the relative position change of the part at every sampling time, and the movement of the part can be grasped by sequentially superimposing the displacement amount on the initial position. When the three-dimensional acceleration sensor chip 1 is attached to a plurality of parts, if the initial position of each part is known, not only the movement of the part but also the relative displacement between the parts, that is, the movement of the body is grasped. Can do.

本発明の基本動作を説明すると、三次元加速度センサーチップ1が出力する検出信号はまずコンピュータ10が扱うことができる信号形態に変換部2によって変換される。この変換部2には例えばUSBドライバーと三次元加速度センサーチップ1が出力する検出信号がアナログ信号であった場合にはこれをデジタル情報に変換する変換器、出力する検出信号が微弱である場合には増幅するアンプなどが内臓されている。この検出信号は記憶部4に格納されているプログラムによって、演算部3において1回積分されてその部位の速度情報を得、更に積分されて変位量を得る。この得られた情報は記憶部4のデータ記憶領域に蓄積される。続いて前記プログラムによって特定される比較情報を記憶部4のデータ記憶領域に蓄積されている比較情報データベースから読み出し、当該検出データと対比して表示部6に表示させる。この表示は被検者の健康状態を判断しやすいように、グラフ形態や表形態で表示させるのが好ましい。その比較データが健常者とのボーダーを示すデータであれば、被検者が健常者であるか否かの判断がし易い。また、各レベルの病者若しくは障害者データであれば被検者の病状若しくは障害度が判定しやすく、被検者の過去の自己データであれば被検者の状態の推移が判定できる。また、この比較データは1つではなく、これらを複数備えていれば多様な判定や診断が可能となる。入力手段5はどの様な試験やデータ処理を実施するのかプログラムの選択や、比較データの選択、被検者のID情報などの入力作業を担うものである。   Explaining the basic operation of the present invention, the detection signal output from the three-dimensional acceleration sensor chip 1 is first converted into a signal form that can be handled by the computer 10 by the conversion unit 2. For example, when the detection signal output from the USB driver and the three-dimensional acceleration sensor chip 1 is an analog signal, the conversion unit 2 converts the signal into digital information. When the detection signal to be output is weak It has a built-in amplifier to amplify. This detection signal is integrated once by the calculation unit 3 by a program stored in the storage unit 4 to obtain velocity information of the part, and further integrated to obtain a displacement amount. The obtained information is accumulated in the data storage area of the storage unit 4. Subsequently, the comparison information specified by the program is read from the comparison information database stored in the data storage area of the storage unit 4 and displayed on the display unit 6 in comparison with the detected data. This display is preferably displayed in a graph form or a table form so that the health condition of the subject can be easily determined. If the comparison data is data indicating a border with a healthy person, it is easy to determine whether or not the subject is a healthy person. In addition, it is easy to determine the medical condition or degree of disability of the subject if it is sick or disabled data at each level, and the state transition of the subject can be determined if the subject's past self-data. In addition, the comparison data is not one, and if a plurality of the comparison data are provided, various determinations and diagnoses are possible. The input means 5 is responsible for input of selection of programs, selection of comparison data, subject ID information, and the like regarding what tests and data processing are to be performed.

図2に本発明に係る「三次元加速度計を備えた健康状態診断システム」の3つの実施形態について説明する。図中Aは三次元加速度センサーチップ1が出力する検出信号を直接にコンピュータ10に有線接続してリアルタイムで検査とその結果表示を行う形態Iを示したものである。この形態では三次元加速度センサーチップ1の出力信号をコンピュータ10で扱える形態にするために必要な処理をUSB制御コントローラBOX2bで行う。このUSB制御コントローラBOX2bが備えていなければならない機能要素は、3チャンネルアンプ、USBドライバー、AD変換器である。体の特定部位に取り付ける三軸加速度センサー1はその部位の3軸方向成分に分離された加速度を検出し、USB制御コントローラBOX2bに送信する。信号を受けたUSB制御コントローラBOX2b内では3軸方向成分毎に信号を増幅し、アナログ信号をデジタル信号に変換し、更にコンピュータ10のUSB端子で受信可能な形態に信号を変換してコンピュータ10に出力する。計測信号を受けたコンピュータ10はプログラムに従い演算部3において1回積分されてその部位の速度情報を得、更に積分されて変位量を得る。この得られた情報は記憶部4のデータ記憶領域に蓄積される。続いて前記プログラムによって特定される比較情報を記憶部4のデータ記憶領域に蓄積されている比較情報データベースから読み出し、当該検出データと対比して表示部6に表示させる。この一連の動作がリアルタイムで実行される。USB制御コントローラBOX2bは被検者に安定した状態で装着させる必要があり、手首や足首に取り付けるリストバンド型やベルトに装着する形態が採られる。   FIG. 2 illustrates three embodiments of the “health condition diagnosis system including a three-dimensional accelerometer” according to the present invention. In the figure, A shows a form I in which the detection signal output from the three-dimensional acceleration sensor chip 1 is directly connected to the computer 10 by wire to perform inspection and display of the result in real time. In this embodiment, the USB controller BOX 2b performs processing necessary to make the output signal of the three-dimensional acceleration sensor chip 1 be handled by the computer 10. Functional elements that the USB control controller BOX 2b must have are a three-channel amplifier, a USB driver, and an AD converter. The triaxial acceleration sensor 1 attached to a specific part of the body detects the acceleration separated into the three-axis direction components of the part and transmits it to the USB controller BOX 2b. In the USB controller BOX 2b that receives the signal, the signal is amplified for each component in the three axial directions, the analog signal is converted into a digital signal, and the signal is converted into a form that can be received by the USB terminal of the computer 10 to the computer 10. Output. Receiving the measurement signal, the computer 10 integrates once in the calculation unit 3 according to the program to obtain velocity information of the part, and further integrates to obtain the displacement amount. The obtained information is accumulated in the data storage area of the storage unit 4. Subsequently, the comparison information specified by the program is read from the comparison information database stored in the data storage area of the storage unit 4 and displayed on the display unit 6 in comparison with the detected data. This series of operations is executed in real time. The USB controller BOX 2b needs to be attached to the subject in a stable state, and a wristband type attached to the wrist or ankle or a form attached to a belt is adopted.

図2のBに示すものは三次元加速度センサーチップ1が出力する検出信号を直接にUSB制御コントローラBOX2bに有線接続すると共に無線でコンピュータ10に送信してリアルタイムで検査とその結果表示を行う形態IIを示したものである。この形態では三次元加速度センサーチップ1の出力信号をコンピュータ10に無線送信できる形態にするために必要な処理をUSB制御コントローラBOX2bとUSB受信機2cで行う。このUSB制御コントローラBOX2bが備えていなければならない機能要素は、3チャンネルアンプ、AD変換器に加え、バッテリーと無線(Bluetooth)送信器である。無線の種類としては近接したデバイス(機器)とデバイスの間を2.4GHzの周波数帯を用いて電波での情報のやりとりを行う、Bluetoothが推奨である。コンピュータ10のUSB端子にはUSB受信機2cが差し込まれ、コンピュータ10の無線信号の受信を可能とする。体の特定部位に取り付ける三軸加速度センサー1はその部位の3軸方向成分に分離された加速度を検出し、USB制御コントローラBOX2bに送信する。信号を受けたUSB制御コントローラBOX2b内では3軸方向成分毎に信号を増幅し、アナログ信号をデジタル信号に変換して無線(Bluetooth)発信器から無線搬送波に変調させて無線発信する。コンピュータ10はUSB端子に接続されたUSB受信機2cで無線信号を受信してデータ信号を復調しコンピュータ10に入力する。計測信号を受けたコンピュータ10はプログラムに従い演算部3において1回積分されてその部位の速度情報を得、更に積分されて変位量を得る。この得られた情報は記憶部4のデータ記憶領域に蓄積される。続いて前記プログラムによって特定される比較情報を記憶部4のデータ記憶領域に蓄積されている比較情報データベースから読み出し、当該検出データと対比して表示部6に表示させる。この一連の動作がリアルタイムで実行される。この形態はコンピュータ10がUSB制御コントローラBOX2bと有線接続する必要が無く、被検者はUSBコードによる制限を受けることが無く、より自然な形で検査が行える利点がある。ただし、三次元加速度センサーチップ1とUSB制御コントローラBOX2bが必要とする電源をコンピュータ10から供給することができないので、USB制御コントローラBOX2b内にバッテリーを備える必要がある。   In FIG. 2B, the detection signal output from the three-dimensional acceleration sensor chip 1 is directly connected to the USB control controller BOX 2b by wire and transmitted to the computer 10 wirelessly to perform inspection and display the result in real time II. Is shown. In this embodiment, the USB control controller BOX 2b and the USB receiver 2c perform processing necessary to make the output signal of the three-dimensional acceleration sensor chip 1 wirelessly transmitted to the computer 10. The functional elements that the USB control controller BOX 2b must have are a battery and a wireless (Bluetooth) transmitter in addition to a 3-channel amplifier and an AD converter. The recommended wireless type is Bluetooth, which uses a 2.4 GHz frequency band to exchange information between adjacent devices (equipment) and devices. A USB receiver 2 c is inserted into the USB terminal of the computer 10 so that the computer 10 can receive radio signals. The triaxial acceleration sensor 1 attached to a specific part of the body detects the acceleration separated into the three-axis direction components of the part and transmits it to the USB controller BOX 2b. In the USB controller BOX 2b that receives the signal, the signal is amplified for each of the three axial components, the analog signal is converted into a digital signal, modulated from a wireless (Bluetooth) transmitter to a wireless carrier, and transmitted wirelessly. The computer 10 receives a wireless signal by the USB receiver 2 c connected to the USB terminal, demodulates the data signal, and inputs the data signal to the computer 10. Receiving the measurement signal, the computer 10 integrates once in the calculation unit 3 according to the program to obtain velocity information of the part, and further integrates to obtain the displacement amount. The obtained information is accumulated in the data storage area of the storage unit 4. Subsequently, the comparison information specified by the program is read from the comparison information database stored in the data storage area of the storage unit 4 and displayed on the display unit 6 in comparison with the detected data. This series of operations is executed in real time. This configuration has the advantage that the computer 10 does not need to be connected to the USB control controller BOX 2b by wire, and the subject is not restricted by the USB code, and can be examined in a more natural manner. However, since the power required by the three-dimensional acceleration sensor chip 1 and the USB control controller BOX 2b cannot be supplied from the computer 10, it is necessary to provide a battery in the USB control controller BOX 2b.

図2のCは三次元加速度センサーチップ1が出力する検出信号を直接有線接続されたUSB制御コントローラBOX2bに送信すると共に、必要なデータ処理を施したのち検出データをこのUSB制御コントローラBOX2b内に一旦記憶蓄積しておくデータロガー方式のオフライン実施形態を示したものである。この形態では三次元加速度センサーチップ1の出力信号をUSB制御コントローラBOX2b内に一旦記憶蓄積しておくと共にコンピュータ10に入力できる形態にするために必要な処理をリストバンド型USB制御コントローラBOX2bで行う。このUSB制御コントローラBOX2bが備えていなければならない機能要素は、3チャンネルアンプ、AD変換器、USBドライバーに加え、バッテリーと、演算機能を果たしデータをメモリに蓄積/読み出しするためのCPUとメモリである。このUSB制御コントローラBOX2bは計測信号を蓄積した状態でコンピュータ10のある場所に運ばれ、その出力端子とコンピュータ10のUSB端子間がUSBコードで接続される。データ信号を受けたコンピュータ10はプログラムに従いこの受信した情報を記憶部4のデータ記憶領域に蓄積すると共に、前記プログラムによって特定される比較情報を記憶部4のデータ記憶領域に蓄積されている比較情報データベースから読み出し、当該検出データと対比して表示部6に表示させる。この一連の動作がリアルタイムで実行される。上記の例ではUSB制御コントローラBOX2bで必要なデータ処理を施したのち検出データをこのUSB制御コントローラBOX2b内に一旦記憶蓄積しておく形態を示したが、検出した加速度データを積分処理することなく単に加速度データとして記憶蓄積しておき、コンピュータ10の中で積分して速度情報と変位情報を得るような形態であってもよい。この形態は検査時にコンピューター10の存在が必須ではないので、試験を行う者が出先にコンピューター10を持参する必要が無く、帰ってから自室のコンピュータでデータ処理と結果表示を行えばよいので、出張検査に最適である。また、この形態でも三次元加速度センサーチップ1とUSB制御コントローラBOX2bが必要とする電源をコンピュータ10から供給することができないので、USB制御コントローラBOX2b内にバッテリーを備える必要がある。
以上の説明では図2に示した3つの実施形態は1つの三次元加速度センサーチップ1をUSB制御コントローラBOX2bに有線接続するものとして示したが、体の複数箇所にセンサーを取り付ける場合には複数チャンネルの入力端子が配備されたされたUSB制御コントローラBOX2bが用いられる。従って、その場合でも被検者が装着しなければならないUSB制御コントローラBOX2bは1つである。
In FIG. 2C, the detection signal output from the three-dimensional acceleration sensor chip 1 is transmitted directly to the USB control controller BOX 2b connected by wire, and after performing necessary data processing, the detection data is temporarily stored in the USB control controller BOX 2b. An off-line embodiment of a data logger method for storing and accumulating is shown. In this embodiment, the output signal of the three-dimensional acceleration sensor chip 1 is temporarily stored and stored in the USB controller BOX 2b, and processing necessary to make it possible to input the computer 10 is performed by the wristband type USB controller BOX 2b. The functional elements that the USB control controller BOX 2b must have are a battery and a CPU and memory for performing calculation functions and storing / reading data in the memory in addition to a 3-channel amplifier, an AD converter, and a USB driver. . The USB controller BOX 2b is carried to a place where the computer 10 is stored in a state where measurement signals are accumulated, and the output terminal and the USB terminal of the computer 10 are connected by a USB cord. The computer 10 that has received the data signal accumulates the received information in the data storage area of the storage unit 4 according to the program, and the comparison information specified by the program is stored in the data storage area of the storage unit 4. The data is read from the database and displayed on the display unit 6 in comparison with the detected data. This series of operations is executed in real time. In the above example, after the necessary data processing is performed in the USB controller BOX 2b, the detected data is temporarily stored and stored in the USB controller BOX 2b. However, the detected acceleration data is simply integrated without being integrated. It may be configured to store and accumulate as acceleration data and integrate in the computer 10 to obtain speed information and displacement information. Since this form does not require the presence of the computer 10 at the time of inspection, it is not necessary for the person performing the test to bring the computer 10 to the destination, and it is only necessary to perform data processing and result display on the computer in the room after returning home. Ideal for inspection. Also in this embodiment, since the power necessary for the three-dimensional acceleration sensor chip 1 and the USB control controller BOX 2b cannot be supplied from the computer 10, it is necessary to provide a battery in the USB control controller BOX 2b.
In the above description, the three embodiments shown in FIG. 2 have shown that one three-dimensional acceleration sensor chip 1 is connected to the USB control controller BOX 2b by wire. The USB controller BOX 2b provided with the input terminal is used. Therefore, even in this case, the USB control controller BOX 2b that the subject must wear is one.

図3に示す形態は、もっともシンプルな本発明の実施形態である。三次元加速度センサーチップ1が出力する検出信号を3チャンネルアンプ2aに有線接続し、該3チャンネルアンプ2aの出力端子とコンピュータ10のUSB端子に接続されるAD変換ボード2d間を有線接続してリアルタイムで検査とその結果表示を行う形態を示したものである。この形態では三次元加速度センサーチップ1の出力信号を該3チャンネルアンプ2aで増幅すると共に、コンピュータ10で扱える形態にするために必要な処理をAD変換ボード2dで行う。このAD変換ボード2dが備えていなければならない機能要素は、USBドライバーとAD変換器である。体の特定部位に取り付ける三軸加速度センサー1はその部位の3軸方向成分に分離された加速度を検出し、3チャンネルアンプ2aに送信する。信号を受けた3チャンネルアンプ2aは3軸方向成分毎に信号を増幅して、AD変換ボード2dに送る。信号を受信したAD変換ボード2dはアナログ信号をデジタル信号に変換し、更にコンピュータ10のUSB端子で受信可能な形態に信号を変換してコンピュータ10に出力する。計測信号を受けたコンピュータ10はプログラムに従い演算部3において1回積分されてその部位の速度情報を得、更に積分されて変位量を得る。この得られた情報は記憶部4のデータ記憶領域に蓄積される。続いて前記プログラムによって特定される比較情報を記憶部4のデータ記憶領域に蓄積されている比較情報データベースから読み出し、当該検出データと対比して表示部6に表示させる。この一連の動作がリアルタイムで実行される。被検者に安定した状態で装着させる必要があるものは、三軸加速度センサー1のみとすることができる。ただし、この形態において体の複数箇所にセンサーを取り付ける場合には複数の信号線を3チャンネルアンプ2aと接続させて試験を行うことは被検者に負担がかかるので、この3チャンネルアンプ2aも体に装着する形態が好ましい。その場合、3チャンネルアンプ2aの入力端にはマルチプレクサを配置して信号ラインの多チャンネル切替をすれば1つの3チャンネルアンプ2aを共通使用することが可能である。   The form shown in FIG. 3 is the simplest embodiment of the present invention. The detection signal output from the three-dimensional acceleration sensor chip 1 is connected to the 3-channel amplifier 2a by wire, and the AD conversion board 2d connected to the output terminal of the 3-channel amplifier 2a and the USB terminal of the computer 10 is connected by wire. The form which performs a test | inspection and its result display is shown. In this embodiment, the output signal of the three-dimensional acceleration sensor chip 1 is amplified by the three-channel amplifier 2a, and processing necessary for making the computer 10 handle the signal is performed by the AD conversion board 2d. Functional elements that the AD conversion board 2d must have are a USB driver and an AD converter. The triaxial acceleration sensor 1 attached to a specific part of the body detects the acceleration separated into the three axial components of the part and transmits it to the three-channel amplifier 2a. Upon receiving the signal, the 3-channel amplifier 2a amplifies the signal for each component in the three axial directions and sends it to the AD conversion board 2d. The AD conversion board 2 d that has received the signal converts the analog signal into a digital signal, further converts the signal into a form that can be received by the USB terminal of the computer 10, and outputs the signal to the computer 10. Receiving the measurement signal, the computer 10 integrates once in the calculation unit 3 according to the program to obtain velocity information of the part, and further integrates to obtain the displacement amount. The obtained information is accumulated in the data storage area of the storage unit 4. Subsequently, the comparison information specified by the program is read from the comparison information database stored in the data storage area of the storage unit 4 and displayed on the display unit 6 in comparison with the detected data. This series of operations is executed in real time. Only the triaxial acceleration sensor 1 can be attached to the subject in a stable state. However, in this embodiment, when sensors are attached to a plurality of locations on the body, it is burdened on the subject to perform a test by connecting a plurality of signal lines to the 3-channel amplifier 2a. A form to be attached to is preferable. In that case, if a multiplexer is arranged at the input end of the three-channel amplifier 2a and the multi-channel switching of the signal line is performed, one three-channel amplifier 2a can be used in common.

本発明の三次元加速度計を備えた健康状態診断システムを重心計として用いる実施例を示す。従来の重心計はプレートに3〜4つのひずみゲージ、または荷重センサーを一定間隔で設置し、それぞれのセンサー荷重比で2次元のx,y値として重心位置(Center Of Pressure:以下COPと略称する。)を求める計測装置である。それを、本発明のシステムを適用して重心計を実現させれば安価で簡易な三次元の重心計システムを実現させることが可能である。荷重センサーのかわりに本発明の三次元加速度センサーを使って三次元の加速度情報を得る。すなわち、人の体は頭部、胴部、左右の上肢、左右の下肢毎に異なる動きが可能な構造となっていることから、本発明の三次元加速度センサーを例えば、頭頂部、頸椎、上肢(肘)、下肢(膝)等の重心移動を検知するに適した体の部位に取り付ける。体のひねりを検知する場合には左右の肩部にも取り付けるとよい。取付は体の表面にチップ状のセンサー平面部を密着させた形態でテープ等で固定する。センサーの取り付け方向はバラバラとなるため、各センサーの三次元成分の地球座標変換を可能とするため、まず、検査を始める前に各センサーの初期方位を検出しておく。ここで地球座標とは水平面上に直交するx,y座標軸(好ましくは被検者の前後方向と左右方向)を、そして鉛直方向にz座標軸を設定したものをいう。体の重心位置変動を計測する場合には各センサーが取り付けられた部位の初期位置を前記の地球座標系で検出しておく。   The Example which uses the health-conditions diagnosis system provided with the three-dimensional accelerometer of this invention as a centroid is shown. A conventional center of gravity meter has three to four strain gauges or load sensors installed on the plate at regular intervals, and the center of pressure (hereinafter abbreviated as COP) as a two-dimensional x and y value at each sensor load ratio. .) Is a measuring device for obtaining. If a system of the present invention is applied to realize a centroid, it is possible to realize an inexpensive and simple three-dimensional centroid system. Three-dimensional acceleration information is obtained by using the three-dimensional acceleration sensor of the present invention instead of the load sensor. That is, since the human body has a structure capable of different movements for the head, torso, left and right upper limbs, and left and right lower limbs, the three-dimensional acceleration sensor of the present invention is, for example, the top of the head, the cervical spine, and the upper limbs. (Elbow), lower limbs (knee), etc. are attached to the body part suitable for detecting the center of gravity movement. When detecting the twist of the body, it is better to attach to the left and right shoulders. The attachment is fixed with a tape or the like in a form in which a chip-shaped sensor flat surface is in close contact with the surface of the body. Since the mounting directions of the sensors vary, first, the initial orientation of each sensor is detected before starting the inspection in order to enable the earth coordinate conversion of the three-dimensional component of each sensor. Here, the earth coordinates refer to x and y coordinate axes (preferably the front-rear direction and left-right direction of the subject) orthogonal to each other on the horizontal plane, and z coordinate axes set in the vertical direction. When measuring the variation of the center of gravity of the body, the initial position of the part to which each sensor is attached is detected by the earth coordinate system.

センサーが取り付けられた各部位の三次元加速度情報を2回積分して各部位の変位情報を算出する。サンプリング時間間隔で変位量が算出されるので、初期位置を原点として順次算出される変位量を重ねてゆけばサンプリング毎の瞬時位置が追跡できる。この情報は体の各部位毎に得ることができる。このようにして各部位の三次元位置情報が順次得られるので、これらの情報を総合することにより従来の重心計システムはプレート上における人体の状態を考慮しない総合のCOPを算出するだけであったが、本発明のシステムでは体の動きや重心位置の変化を三次元情報として割り出すことができる。また、各部位の揺れをz軸成分を除いて総合することで、従来の重心計が出力するCOPに相関係数が限りなく1に近い値も算出できる。この値を使えば従来装置で得た過去データとも対比して診断することも可能である。   Displacement information of each part is calculated by integrating twice the three-dimensional acceleration information of each part to which the sensor is attached. Since the displacement amount is calculated at the sampling time interval, the instantaneous position for each sampling can be traced by superimposing the displacement amounts sequentially calculated with the initial position as the origin. This information can be obtained for each part of the body. Since the three-dimensional position information of each part is sequentially obtained in this way, by combining these pieces of information, the conventional centroid system only calculates a total COP that does not consider the state of the human body on the plate. However, the system of the present invention can determine the movement of the body and the change of the center of gravity position as three-dimensional information. Further, by summing up the shaking of each part, excluding the z-axis component, a value close to 1 can be calculated as the COP output by the conventional barometer is infinite. If this value is used, it is possible to make a diagnosis in comparison with past data obtained by a conventional apparatus.

本発明の三次元加速度計を使ったシステムは総合のCOPのみならず、被験者の姿勢の状態(側湾症:若年性、背中、腰の曲がり:老人性)における各部位の揺れを計測することができる。従来の重心計システムでは患者の形態(側湾症:若年性、背中、腰の曲がり:老人性)を考慮せず一応にCOP値のみを診断材料に使っているが、三次元加速度計を使った本発明に係る重心計は患者の形態情報を得ることができるので、この姿勢の計測を加味して値を算出できることから、さらに詳細な診療が可能となる。
正しい姿勢は健康と直接結びついているので、診断材料として重要な事項であり、注意する必要があります。人の背骨は、重力に対抗して、重い頭を支え、身体を動かした時のショックを吸収するために、穏やかなS字を描いた構造になっています。理想的な姿勢を真横から見ると、重力線が「耳から肩−股関節−膝−くるぶし」を結んだ線を通っています。軽くあごを引き、背筋、膝をきちんと伸ばし、頭を上に引っ張られているようなイメージを持つことにより、正しい姿勢を作ることができる。この正しい姿勢は、脊柱起立筋に代表される抗重力筋群とインナーマッスルと呼ばれる大腰筋によって支えられている。 しかしながら、家事などの立ち仕事を長年続けたことで、背中に疲労が蓄積し、筋肉がひきつれを起こし老人性の背中、腰の曲がりを発症します。この症状は肩の奥にあるひきつれた筋肉を緩め、背中から腰の筋肉、靭帯を緩めていくことにより劇的改善されます。この患者さんに従来の重心計システムで検査を行った場合、治療前の測定では重心の揺れが大きく耳鼻科等で平衡機能等の評価に使われている診断基準では平衡機能に支障のない患者であるにもかかわらず、病的との判断がなされます。ところが上記の治療がなされた後は重心の位置は頸椎の真下に移動し、揺れ幅もばらつきが減少し安定する。その結果、従来の重心計システムで検査を行った場合正常と判断される。このようになんら、平衡機能障害の治療を施すことなく、病状が治癒したような誤った判断がなされてしまう。しかし本発明のかかる三次元加速度計を使った重心計システムを使えば、姿勢の変化を定量化できるとともに、治療の前と後で体の揺れをはかることで姿勢改善結果を数値として表現できるし、治療前の重心の揺れ平衡機能障害によるものではなく、単に老人性の背中、腰の曲がりが原因であったことを正しく診断することができる。
The system using the three-dimensional accelerometer of the present invention measures not only the total COP but also the shaking of each part in the posture state of the subject (side bay disease: juvenile, back, hip bending: senile). Can do. The conventional center of gravity meter system uses only the COP value as a diagnostic material for the time being without considering the patient's form (side bay disease: juvenile, back, hip bend: senile), but uses a three-dimensional accelerometer. Since the centimeter according to the present invention can obtain the patient's morphological information, the value can be calculated in consideration of the measurement of the posture, so that more detailed medical care is possible.
The correct posture is directly linked to health, so it is an important diagnostic material and needs attention. The human spine has a gentle S-shaped structure to support gravity and to absorb the shock of moving the body against gravity. Looking at the ideal posture from the side, the gravity line passes through the line connecting the ear, shoulder, hip, knee, and ankle. You can make a correct posture by pulling your chin lightly, stretching your back and knees, and having your head pulled up. This correct posture is supported by the anti-gravity muscle group represented by the spinal column standing muscle and the psoas muscle called the inner muscle. However, after standing for many years, such as housework, fatigue accumulates on the back, causing muscles to crawl and cause senile back and lower back bending. This symptom can be dramatically improved by loosening the tight muscles in the back of the shoulder and loosening the back muscles and ligaments. When this patient is examined with a conventional barometer system, the patient has no significant disturbance in the balance function according to the diagnostic criteria used for evaluation of balance function in otolaryngology etc. Nevertheless, it is judged morbid. However, after the above treatment is performed, the position of the center of gravity moves directly below the cervical vertebra, and the fluctuation of the swing is reduced and stabilized. As a result, it is determined to be normal when an inspection is performed with a conventional barometer system. In this way, an erroneous determination is made that the medical condition has been healed without treatment for balance dysfunction. However, if the centroid system using the 3D accelerometer according to the present invention is used, the change in posture can be quantified, and the posture improvement result can be expressed as a numerical value by shaking the body before and after treatment. It is possible to correctly diagnose that it was not caused by the sway balance function disorder of the center of gravity before the treatment, but simply due to the senile back and waist bending.

本発明の三次元加速度計を備えた健康状態診断システムを脳・神経系疾患の病状診断システム又は投薬処方若しくは機能回復訓練のための支援システムとして用いる実施例を示す。従来の脳・神経系疾患の病状診断システム又は投薬処方若しくは機能回復訓練のための支援システム(以下これをARTシステムと略称する。)はデジタイザー、タブレット、タッチパネル等の媒体にペンまたは指でモデル図形(予め用意された図形:直線、円、四角、サイン曲線...)をなぞるシステムであるが、本発明のARTシステムでは3軸加速度計を使い安価で簡易なシステムにすることができる。すなわち、指先に本発明に係る3軸加速度センサーを装着すればよく、イメージしたモデル図形を空間に描くといった形態でARTシステムとしての使い方が実施できる。従来のARTはモデル図形をなぞったときの二次元情報(x,y)しかないが、三次元加速度センサーを使った本発明に係るARTは(x,y,z)と3次元情報を得ることができる。空間にモデル図をなぞるには、空間認識とモデル図形の大きさや形状の記憶、記憶と認識を実現する高次脳機能を使ったフィードバック能力を必要とする。そのため、従来のARTでは得られなかった、複雑な認知機能の評価、訓練が可能となる。すなわち、従来のARTには無い、奥行のパラメータを得られることで、診断の幅が広がった。   The Example which uses the health-conditions diagnosis system provided with the three-dimensional accelerometer of this invention as a medical condition diagnosis system of a cerebral and nervous system disease or a support system for medication prescription or function recovery training is shown. Conventional diagnosis systems for brain / neurological diseases or support systems for medication prescription or functional recovery training (hereinafter referred to as ART systems) are model figures with pens or fingers on media such as digitizers, tablets, touch panels, etc. (The figure prepared in advance: a straight line, a circle, a square, a sine curve,...). However, the ART system of the present invention can use a three-axis accelerometer to make an inexpensive and simple system. That is, the triaxial acceleration sensor according to the present invention may be attached to the fingertip, and the usage as the ART system can be implemented in such a manner that an imaged model figure is drawn in space. A conventional ART has only two-dimensional information (x, y) obtained by tracing a model figure, but an ART according to the present invention using a three-dimensional acceleration sensor obtains (x, y, z) and three-dimensional information. Can do. To trace a model diagram in space requires space recognition and memory of the size and shape of the model figure, and feedback ability using higher brain functions that realize memory and recognition. Therefore, it is possible to evaluate and train complicated cognitive functions that could not be obtained by conventional ART. In other words, the depth of the parameter can be obtained by obtaining the depth parameter which is not found in the conventional ART.

本発明に係るARTは紙面上でモニタ上のモデル図形をなぞることもできるため、従来のARTとしてもそのまま使用できる。したがって、従来のARTで得た過去データとの対比を簡単に行うことが可能である。
また、紙面上やモニタ上のモデル図形(犬、猫、円、四角、星といった図形)を見せるだけで、個人の任意イメージをいかに具現化できるかも検査できることから、いままでできなかったイメージする能力を定量化することで現時点で行われている投薬や訓練効果を見ることができる。また、イメージトレーニングも可能となる。
Since the ART according to the present invention can trace the model figure on the monitor on the paper, it can be used as it is as a conventional ART. Therefore, it is possible to easily compare with past data obtained by the conventional ART.
In addition, it is possible to inspect how an individual image can be realized simply by showing model figures (dogs, cats, circles, squares, stars, etc.) on paper or on a monitor. By quantifying, it is possible to see the effects of medication and training currently in progress. Image training is also possible.

本発明に係る三次元加速度計を備えた健康状態診断システムによれば、試験形態についても重体のようにプレート上に静止状態で起立したり坐ったりの姿勢をとることに限らず、平面歩行や、階段歩行、障害物を設置したコースを歩行したり、ベッド上で座ったり、ラジオ体操のような決まった運動動作を実行させたりといった多様な形態の中での体の動きを把握することが可能となるので、診断の範囲が広がり適正な健康状態を診断することができる。しかもセンサーと変換器そしてパソコンという構成で実現できるのでコンパクトな形態で安価に提供することができる。   According to the health condition diagnosis system equipped with the three-dimensional accelerometer according to the present invention, the test form is not limited to standing or sitting on a plate like a heavy body, , Walking stairs, walking on courses with obstacles, sitting on the bed, performing routine exercises such as radio exercises, etc. to grasp body movements in various forms As a result, the range of diagnosis can be expanded and an appropriate health condition can be diagnosed. Moreover, since it can be realized with a configuration of a sensor, a converter and a personal computer, it can be provided in a compact form at a low cost.

本発明に係る三次元加速度計を備えた健康状態診断システムによれば、身体の各部位の動きを容易に把握することができるので、健康状態診断の分野に限られず、スポーツ選手の体の動かし方、舞踊家や役者の動作を探求することにも容易に応用することができる。   According to the health condition diagnosis system provided with the three-dimensional accelerometer according to the present invention, the movement of each part of the body can be easily grasped, so that the movement of the athlete's body is not limited to the field of health condition diagnosis. It can be easily applied to exploring the movements of people, dancers and actors.

1 三次元加速度センサー 2 変換器
2a 3チャンネルアンプ 2b USB制御コントローラBOX
2c USB無線受信機 2d AD変換ボード
3 演算処理部 4 記憶部
5 入力手段 6 表示装置
10 パソコン
1 3D acceleration sensor 2 Converter 2a 3 channel amplifier 2b USB control controller BOX
2c USB wireless receiver 2d AD conversion board 3 arithmetic processing unit 4 storage unit 5 input means 6 display device 10 personal computer

特開平7−250822号公報 「重心動揺計」 平成7年10月3日公開Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-250822 “Center-of-gravity sway meter” released on October 3, 1995 特開2002−369818号公報 「脳・神経系疾患の病状診断、投薬処方及び機能回復訓練のための支援システム」 平成14年12月24日公開JP 2002-369818 A "Support System for Diagnosis, Medication Prescription, and Function Recovery Training for Brain and Nervous System Diseases" Released on December 24, 2002

Proc. SPIE(国際光工学会), Vol. 6375, 63750B (2006);Online Publication Date: 12 October 2006,Conference Date:Tuesday 3 October 2006Proc. SPIE (International Optical Engineering Society), Vol. 6375, 63750B (2006); Online Publication Date: 12 October 2006, Conference Date: Tuesday 3 October 2006

Claims (6)

体の特定部位に取り付けられる三次元加速度センサーチップと、該三次元加速度センサーの検出値を三次元成分毎に積分することにより三次元の速度と位置の変化を算出する手段と、体の特定部位に対応した比較データを蓄積した記憶部と、算出した三次元の速度または位置の変化情報を前記比較データと対比させた結果を表示する手段とからなる三次元加速度計を備えた健康状態診断システム。   A three-dimensional acceleration sensor chip attached to a specific part of the body, means for calculating changes in three-dimensional velocity and position by integrating the detection values of the three-dimensional acceleration sensor for each three-dimensional component, and the specific part of the body A health condition diagnosis system comprising a three-dimensional accelerometer comprising a storage unit that stores comparison data corresponding to, and means for displaying a result of comparing the calculated three-dimensional velocity or position change information with the comparison data . 頭頂部、頸椎、上肢、下肢を含む体の複数特定部位に取り付けられる三次元加速度センサーチップと、該三次元加速度センサーの検出値を三次元成分毎に二回積分することにより各部位についての三次元位置の変化を算出する手段と、該算出された各部位の三次元位置の変化情報から健康状態を解析する手段と、該解析結果を表示する手段とからなる三次元重心計システム。   A three-dimensional acceleration sensor chip attached to a plurality of specific parts of the body including the top of the head, the cervical vertebra, the upper limbs, and the lower limbs, and a third order for each part by integrating the detection value of the three-dimensional acceleration sensor twice for each three-dimensional component A three-dimensional barometer system comprising means for calculating a change in the original position, means for analyzing a health condition from the calculated change information of the three-dimensional position of each part, and means for displaying the analysis result. 体の複数特定部位に対応した比較データを蓄積した記憶部と、前記算出された各部位の三次元位置の変化情報を前記比較データと対比させた結果を表示する手段を備えたものである請求項2に記載の三次元重心計システム。   A storage unit storing comparison data corresponding to a plurality of specific parts of a body, and means for displaying a result of comparing the calculated change information of the three-dimensional position of each part with the comparison data. Item 3. A three-dimensional barometer system according to item 2. 指先に取り付けられる三次元加速度センサーチップと、該三次元加速度センサーの検出値を三次元成分毎に積分することにより三次元の速度と位置の変化を算出する手段と、指先で描写するテストパターンと該テストパターンを描写した比較データを蓄積した記憶部と、算出した三次元の速度または位置の変化情報を前記比較データと対比させた結果を表示する手段とからなる三次元加速度計を備えた脳・神経系疾患の病状診断システム又は投薬処方若しくは機能回復訓練のための支援システム。   A three-dimensional acceleration sensor chip attached to the fingertip, means for calculating a change in three-dimensional velocity and position by integrating the detection value of the three-dimensional acceleration sensor for each three-dimensional component, and a test pattern drawn with the fingertip A brain provided with a three-dimensional accelerometer comprising a storage unit storing comparison data describing the test pattern and means for displaying the result of comparing the calculated three-dimensional velocity or position change information with the comparison data -A diagnosis system for nervous system diseases or a support system for medication prescription or function recovery training. 体の特定部位に取り付けられる三次元加速度センサーチップは無線送信機能を備えた体に装着可能な制御ボックスに接続されると共に、パソコンにUSB受信機を接続し、前記制御ボックスから送信される無線信号を受信してデータ処理を実行させる請求項1乃至4のいずれかに記載の健康状態診断システム。   A three-dimensional acceleration sensor chip attached to a specific part of the body is connected to a control box that can be mounted on the body having a wireless transmission function, and a USB receiver is connected to a personal computer, and a wireless signal transmitted from the control box The health condition diagnosis system according to any one of claims 1 to 4, wherein the data processing is executed by receiving the data. 比較データは健常者データ、各レベルの病者若しくは障害者データ、過去の自己データのいずれか又はこれらの組み合わせである請求項1,3,4,5のいずれかに記載の健康状態診断システム。   The health condition diagnosis system according to any one of claims 1, 3, 4, and 5, wherein the comparison data is any one of healthy person data, sick or disabled data at each level, past self data, or a combination thereof.
JP2009023760A 2009-02-04 2009-02-04 Medical examination system with three-dimensional accelerometer Pending JP2010178841A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009023760A JP2010178841A (en) 2009-02-04 2009-02-04 Medical examination system with three-dimensional accelerometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009023760A JP2010178841A (en) 2009-02-04 2009-02-04 Medical examination system with three-dimensional accelerometer

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014034867A Division JP2014138873A (en) 2014-02-26 2014-02-26 Symptom diagnosis system with three-dimensional accelerometer for brain/neurological diseases

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010178841A true JP2010178841A (en) 2010-08-19

Family

ID=42760869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009023760A Pending JP2010178841A (en) 2009-02-04 2009-02-04 Medical examination system with three-dimensional accelerometer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010178841A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012055624A (en) * 2010-09-13 2012-03-22 Fujitsu Ltd Information processing method, device and program
CN108606795A (en) * 2018-02-06 2018-10-02 武汉纺织大学 A kind of human action data management system and its control method
US11779259B2 (en) 2018-03-23 2023-10-10 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Cognitive function evaluation device, cognitive function evaluation system, cognitive function evaluation method, and recording medium

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008173365A (en) * 2007-01-22 2008-07-31 Yokogawa Electric Corp Gait analysis system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008173365A (en) * 2007-01-22 2008-07-31 Yokogawa Electric Corp Gait analysis system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012055624A (en) * 2010-09-13 2012-03-22 Fujitsu Ltd Information processing method, device and program
CN108606795A (en) * 2018-02-06 2018-10-02 武汉纺织大学 A kind of human action data management system and its control method
CN108606795B (en) * 2018-02-06 2021-07-20 武汉纺织大学 Human body action data management system
US11779259B2 (en) 2018-03-23 2023-10-10 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Cognitive function evaluation device, cognitive function evaluation system, cognitive function evaluation method, and recording medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lin et al. Smart insole: A wearable sensor device for unobtrusive gait monitoring in daily life
Schall Jr et al. Accuracy and repeatability of an inertial measurement unit system for field-based occupational studies
Aminian et al. Capturing human motion using body‐fixed sensors: outdoor measurement and clinical applications
Lugade et al. Validity of using tri-axial accelerometers to measure human movement—Part I: Posture and movement detection
KR102010898B1 (en) System and method for Gait analysis
Korpan et al. Effect of ActiGraph GT3X+ position and algorithm choice on step count accuracy in older adults
Wagenaar et al. Continuous monitoring of functional activities using wearable, wireless gyroscope and accelerometer technology
JP2014138873A (en) Symptom diagnosis system with three-dimensional accelerometer for brain/neurological diseases
Fortune et al. Posture and movement classification: the comparison of tri-axial accelerometer numbers and anatomical placement
Rahimi et al. Capturing whole-body mobility of patients with Parkinson disease using inertial motion sensors: expected challenges and rewards
Rihar et al. Infant trunk posture and arm movement assessment using pressure mattress, inertial and magnetic measurement units (IMUs)
WO2004014230A1 (en) Balance state analysis device
Daponte et al. Electronic measurements in rehabilitation
JP2010178841A (en) Medical examination system with three-dimensional accelerometer
JP2020192307A (en) Lower limb muscle strength evaluation method, lower limb muscle strength evaluation program, lower limb muscle strength evaluation device, and lower limb muscle strength evaluation system
Wong et al. Measurement of postural change in trunk movements using three sensor modules
Saggio et al. Sensory systems for human body gesture recognition and motion capture
Ceaser The estimation of caloric expenditure using three triaxial accelerometers
KR20150111433A (en) Bio Parameter Detecter Apparatus for Polygraphic movement disorder analysis Using Shoes
JP2011220908A (en) Floor reaction measurement system and method
Barkallah et al. Measuring operator's pain: toward evaluating musculoskeletal disorder at work
Basmaji et al. Posture detection framework using the internet of wearable things
JP2006055532A (en) Operation analysis device
KR101343506B1 (en) Bio Parameter Detecter Apparatus for Polygraphic movement disorder analysis
JP2016221110A (en) Activity analyzing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111205

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130213

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130411

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20131127

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140226

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20140305

A912 Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20140530