JP2013031650A - 摂食運動測定システムおよび測定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】頭頸部表面に対して相互に波長の異なる光を照射するLED16,18,20を設けて、3CCDカメラ22により頭頸部表面で反射した光を分光して各波長毎の分光画像データを時系列的に取得する。また、面法線ベクトル算出手段40は、3CCDカメラ22で取得した各分光画像データに基づいて、照度差ステレオ法により各面法線ベクトルデータを算出する。テンプレートマッチング手段46は、テンプレートと面法線ベクトルデータとをテンプレートマッチングして、各面法線ベクトルデータにおける追跡形状の位置を特定する。
【選択図】図1
Description
頭頸部表面に対して相互に波長の異なる光を照射する3つ以上の発光手段と、
前記頭頸部表面で反射した光を分光して、分光画像データを時系列的に取得する撮像手段と、
前記撮像手段で取得した各分光画像データに基づいて、照度差ステレオ法により各面法線ベクトルデータを算出する面法線ベクトル算出手段と、
頭頸部表面における凹凸形状が含まれる追跡形状の面法線ベクトルデータからなるテンプレートと、前記各面法線ベクトルデータとを用いてテンプレートマッチングすることで、各面法線ベクトルデータにおける追跡形状の位置を求めるテンプレートマッチング手段とを備え、
前記テンプレートマッチング手段により前記追跡形状の位置を時系列的に求めることで、咀嚼運動または嚥下運動を測定するよう構成したことを要旨とする。
請求項1の発明によれば、照度差ステレオ法により被験者の頭頸部表面の面法線ベクトルデータを算出し、当該面法線ベクトルデータからテンプレートマッチングにより咀嚼運動または嚥下運動に伴う頭頸部表面の追跡形状をテンプレートとして追跡するようにしたから、咀嚼運動または嚥下運動を正確に測定することができる。このとき、咀嚼運動または嚥下運動の測定時に、センサーや電極等を被験者に装着する必要がないから、自然な咀嚼運動や嚥下運動を測定することが可能となる。また、頭頸部表面の凹凸形状を含む追跡形状を追跡する構成としたから、被験者の頭頸部表面の皮膚性状の影響を受け難くなり、頭頸部表面に多少の弛みやしわ等が生じていても、咀嚼運動または嚥下運動を正確に測定し得る。しかも、3つ以上の発光手段から波長の異なる光を照射し、撮像手段で分光画像を取得して、面法線ベクトルデータを算出する構成とした。すなわち、同一波長の光を用いた場合に算出し得ない時間変化する頭頸部表面の面法線ベクトルデータを、3つ以上の異なる波長の光を同時に照射することで求めることが可能となる。しかも、3つ以上の異なる波長の光を分光することで、瞬時に分光画像を取得して面法線ベクトルデータを算出し得るから、同一波長の光を用いた場合のように、発光手段を1つずつ発光させながら分光画像を取得する必要がなく、測定を効率的に行い得る。また、測定時に圧力センサーや電極等を被験者に装着する必要がないから、咀嚼運動または嚥下運動の測定を簡単かつ低コストで行い得る。
請求項2の発明によれば、撮像手段の分光感度特性において相互に干渉しない波長の光を照射する構成としたので、頭頸部表面で反射した光を分光して正確な分光画像を得ることができる。従って、精度の高い分光画像に基づいて、正確な面法線ベクトルデータを算出し得るから、咀嚼運動または嚥下運動を高精度で測定することが可能となる。
請求項3の発明によれば、色分画像作成手段が面法線ベクトルデータを色分けし、色分画像データを作成するので、頭頸部表面の変化を視覚的に捉えることができ、咀嚼運動または嚥下運動を詳細に観察および分析することができる。
前記テンプレートマッチング手段は、
基準となる面法線ベクトルデータから前記テンプレートを設定するテンプレート設定部と、
前記テンプレート設定部で設定されたテンプレートを記憶する記憶部と、
前記各面法線ベクトルデータに対しテンプレートマッチングを行う探索領域を設定する探索領域設定部と、
前記記憶部に記憶されたテンプレートと各面法線ベクトルデータとを前記探索領域設定部で設定された探索領域内でテンプレートマッチングして、前記追跡形状の位置を特定する位置特定部とを備えることを要旨とする。
請求項4の発明によれば、テンプレートと面法線ベクトルデータとを探索領域内でテンプレートマッチングするから、マッチングする範囲が限定されて、位置特定部での計算量を抑制することができる。
前記テンプレートの範囲は、面法線ベクトルデータにおいて前記追跡形状内に設定した基準点を通ると共に嚥下運動時の甲状軟骨または輪状軟骨の移動方向に延在する線状の領域に設定され、
前記探索領域は、面法線ベクトルデータにおいて前記基準点を通ると共に前記テンプレートの範囲を包含する線状の領域に設定されることを要旨とする。
請求項5の発明によれば、テンプレートの範囲を嚥下運動時の甲状軟骨または輪状軟骨の移動方向に延在する線状の領域に設定すると共に、探索領域としてテンプレートの範囲を包含する線状の領域を設定したので、テンプレートの範囲や探索領域を面の領域に設定した場合に較べ、テンプレートマッチングする際の計算量を抑えることができる。すなわち、甲状軟骨または輪状軟骨が直線移動する特性を利用して、テンプレートの範囲および探索領域を線状の領域に設定したので、テンプレートマッチング時の不必要な計算を少なくし得る。
前記テンプレートの範囲は、面法線ベクトルデータにおいて前記追跡形状内に設定した基準点を通ると共に咀嚼運動時の下顎骨の動作方向に延在する線状の領域に設定され、
前記探索領域は、面法線ベクトルデータにおいて前記基準点を通ると共に前記テンプレートの範囲を包含する線状の領域に設定されることを要旨とする。
請求項6の発明によれば、テンプレートの範囲を咀嚼運動時の下顎骨の移動方向に延在する線状の領域に設定すると共に、探索領域としてテンプレートの範囲を包含する線状の領域を設定したので、テンプレートの範囲や探索領域を面の領域に設定した場合に較べ、テンプレートマッチングする際の計算量を抑えることができる。すなわち、咀嚼運動時に下顎骨が直線移動する特性を利用して、テンプレートの範囲および探索領域を線状の領域に設定したので、テンプレートマッチング時の不必要な計算を少なくし得る。
頭頸部表面に対して相互に波長の異なる光を3つ以上の発光手段から照射し、該頭頸部表面で反射した光を分光して分光画像データを撮像手段が時系列的に取得し、
前記撮像手段で取得した各分光画像データに基づいて、照度差ステレオ法により各面法線ベクトルデータを算出し、
頭頸部表面における凹凸形状が含まれる追跡形状の面法線ベクトルデータからなるテンプレートと、前記各面法線ベクトルデータとを用いてテンプレートマッチングすることで、各面法線ベクトルデータにおける追跡形状の位置を求め、
前記追跡形状の位置を時系列的に求めることで、咀嚼運動または嚥下運動を測定することを要旨とする。
請求項7の発明によれば、照度差ステレオ法により被験者の頭頸部表面の面法線ベクトルデータを算出し、当該面法線ベクトルデータからテンプレートマッチングにより咀嚼運動または嚥下運動に伴う頭頸部表面の追跡形状をテンプレートとして追跡するようにしたから、咀嚼運動または嚥下運動を正確に測定することができる。このとき、咀嚼運動または嚥下運動の測定時に、センサーや電極等を被験者に装着する必要がないから、自然な咀嚼運動や嚥下運動を測定することが可能となる。また、頭頸部表面の凹凸形状を含む追跡形状を追跡する方法としたから、被験者の頭頸部表面の皮膚性状の影響を受け難くなり、頭頸部表面に多少の弛みやしわ等が生じていても、咀嚼運動や嚥下運動を正確に測定し得る。しかも、3つ以上の発光手段から波長の異なる光を照射し、撮像手段で分光画像を取得して、面法線ベクトルデータを算出する方法とした。すなわち、同一波長の光を用いた場合に算出し得ない時間変化する頭頸部表面の面法線ベクトルデータを、3つ以上の異なる波長の光を同時に照射することで求めることが可能となる。しかも、3つ以上の異なる波長の光を分光することで、瞬時に分光画像を取得して面法線ベクトルデータを算出し得るから、同一波長の光を用いた場合のように、発光手段を1つずつ発光させながら分光画像を取得する必要がなく、測定を効率的に行い得る。また、測定時に圧力センサーや電極等を被験者に装着する必要がないから、咀嚼運動または嚥下運動の測定を簡単かつ低コストで行い得る。
請求項8の発明によれば、撮像手段の分光感度特性において相互に干渉しない波長の光を照射する方法としたので、頭頸部表面で反射した光を分光して正確な分光画像を得ることができる。従って、精度の高い分光画像に基づいて、正確な面法線ベクトルデータを算出し得るから、咀嚼運動または嚥下運動を高精度で測定することが可能となる。
請求項9の発明によれば、面法線ベクトルデータを色分けし色分画像データを作成するので、頭頸部表面の変化を視覚的に捉えることができ、咀嚼運動または嚥下運動を詳細に観察および分析することができる。
前記追跡形状は、前記頭頸部表面における甲状軟骨または輪状軟骨に起因する凹凸形状を含み、
前記テンプレートの範囲は、前記面法線ベクトルデータにおいて前記追跡形状内に設定した基準点を通ると共に嚥下運動時の甲状軟骨または輪状軟骨の移動方向に延在する線状の領域に設定され、
前記基準点を通ると共に前記テンプレートの範囲を包含する線状の領域をテンプレートマッチングを行う探索領域として前記各面法線ベクトルデータに設定し、
前記テンプレートと各面法線ベクトルデータとを前記探索領域内でテンプレートマッチングして、前記追跡形状の位置を特定することを要旨とする。
請求項10の発明によれば、テンプレートの範囲を嚥下運動時の甲状軟骨または輪状軟骨の移動方向に延在する線状の領域に設定すると共に、探索領域としてテンプレートの範囲を包含する線状の領域を設定したので、テンプレートの範囲や探索領域を面の領域に設定した場合に較べ、テンプレートマッチングする際の計算量を抑えることができる。すなわち、嚥下時に甲状軟骨または輪状軟骨が直線移動する特性を利用して、テンプレートの範囲および探索領域を線状の領域に設定したので、テンプレートマッチング時の不必要な計算を少なくし得る。
前記追跡形状は、頭部表面における下顎骨に起因する凹凸形状を含み、
前記テンプレートの範囲は、前記面法線ベクトルデータにおいて前記追跡形状内に設定した基準点を通ると共に咀嚼運動時の下顎骨の動作方向に延在する線状の領域に設定され、
前記基準点を通ると共に前記テンプレートの範囲を包含する線状の領域をテンプレートマッチングを行う探索領域として前記各面法線ベクトルデータに設定し、
前記テンプレートと各面法線ベクトルデータとを前記探索領域内でテンプレートマッチングして、前記追跡形状の位置を特定することを要旨とする。
請求項11の発明によれば、テンプレートの範囲を咀嚼運動時の下顎骨の移動方向に延在する線状の領域に設定すると共に、探索領域としてテンプレートの範囲を包含する線状の領域を設定したので、テンプレートの範囲や探索領域を面の領域に設定した場合に較べ、テンプレートマッチングする際の計算量を抑えることができる。すなわち、咀嚼時に下顎骨が直線移動する特性を利用して、テンプレートの範囲および探索領域を線状の領域に設定したので、テンプレートマッチング時の不必要な計算を少なくし得る。
図2(a)に示すように、前記3つのLED16,18,20および3CCDカメラ22は、該3CCDカメラ22のレンズ部28(後述)を原点としたX−Y−Z直交座標系における3次元空間内に設けられている。図2(a)に示す如く、X−Y−Z直交座標系は、X軸およびZ軸が水平方向に延在し、Y軸が鉛直方向に延在するよう設定した。測定時には、レンズ部28にZ軸方向に離間して喉表面が対向するよう被験者を3CCDカメラ22の正面に座らせ、3CCDカメラ22で撮影をする。なお、嚥下運動時の甲状軟骨12は、Y軸方向(鉛直方向)に移動するものとする。また、前記レンズ部28は、被験者の喉表面から所定距離(例えば、約30cm)だけ離間している。
図1に示すように、前記制御装置24は、3CCDカメラ22で取得した各色の分光画像データから面法線ベクトルデータを算出する面法線ベクトル算出手段40と、追跡形状の面法線ベクトルデータからなるテンプレートおよび各面法線ベクトルデータを用いてテンプレートマッチングすることで、各面法線ベクトルデータにおける追跡形状(基準点P)の位置を求めるテンプレートマッチング手段46とを備える。また、制御装置24は、面法線ベクトル算出手段40で算出された面法線ベクトルデータを一時的に記憶するデータ記憶手段42と、該面法線ベクトルデータから色分画像データを作成する色分画像作成手段44とを有している。
前記面法線ベクトル算出手段40は、前記CCD34,36,38から入力された各分光画像データに基づいて、照度差ステレオ法により面法線ベクトルデータを算出するよう構成されている。ここで、照度差ステレオ法とは、観察面に照射した光の反射光の輝度(明るさ)に基づいて、該観察面の面法線ベクトルを算出する画像処理方法である。この照度差ステレオ法の原理について、以下、簡単に説明する。なお、照度差ステレオ法は、観察面が完全拡散反射面であることを前提としており、どの方向から観察面を見ても明るさが同じに見えるランバート反射の原理を応用している。実施例1における被験者の喉表面についても、各LED16,18,20から照射された光がランバート反射する完全拡散反射面であると仮定する。
Tは、数3の式で表され、方向の異なる3つの光源下で別々に観察された三枚の画像データの各画素の輝度値から観察面の面法線ベクトルnを求めることができる。
前記データ記憶手段42は、前記面法線ベクトル算出手段40で算出された面法線ベクトルnのデータ(面法線ベクトルデータ)を時系列的に記憶するRAM等の一時記憶装置である。データ記憶手段42に記憶された面法線ベクトルデータは、テンプレートマッチング手段46においてテンプレートマッチングする際や、前記色分画像作成手段44で色分画像データを作成する際に読み出される。
図1に示すように、前記テンプレートマッチング手段46は、基準となる面法線ベクトルデータからテンプレートを設定するテンプレート設定部48と、該テンプレート設定部48で設定したテンプレートを記憶するテンプレート記憶部(記憶部)56と、面法線ベクトルデータに対しテンプレートマッチングを行う探索領域を設定する探索領域設定部50と、テンプレートと各面法線ベクトルデータとをテンプレートマッチングすることで、追跡形状(基準点P)の位置を特定する位置特定部52とから基本的に構成される。
of Absolute Difference)を利用することも可能である。SSDおよびSADの式を数5,数6に示す。SSDおよびSADを用いた場合、0に近いほど類似性が高くなる。
前記色分画像作成手段44は、前記データ記憶手段42に記憶された面法線ベクトルデータに基づいて、色分画像データを作成するよう構成される。この色分画像データは、面法線ベクトルデータの各面法線ベクトルを方向に応じて色分けして、出力手段26で喉表面の凹凸形状に応じて色分した画像(以下、色分画像という)を表示させるためのデータである。実施例1では、色分画像作成手段44は、図10(a)に示すように、面法線ベクトルをX−Y平面上の8方向に分類し、各方向に対応した8種類の色で色分けを行うようになっている。例えば、喉表面の所定位置における面法線ベクトルがX−Y平面で右向きである場合、前記色分画像作成手段44は、喉表面における当該位置の色を黄色で表示する画像データを作成する(図10(b)参照)。同様に、喉表面の所定位置における面法線ベクトルがX−Y平面で上向きである場合、前記色分画像作成手段44は、喉表面における当該位置の色を青色で表示する画像データを作成する(図10(b)参照)。なお、図10(a),図10(b)では、色の代わりに模様を付して表示した。また、図10(c)は、図10(b)の色分画像のベースとなる喉表面の実際の画像である。喉表面における甲状軟骨12の頂部に対応する部位は、色分画像において色が放射状に変わる部分として表れる。
次に、前述した摂食運動測定システム10による摂食運動の測定方法について、以下説明する。図11に示すように、摂食運動の測定方法は、被験者の喉表面(頭頸部表面)に向けて光を照射するステップS1と、分光画像データを取得するステップS2と、面法線ベクトルデータを算出するステップS3と、テンプレートおよび探索領域の設定を行うステップS4と、テンプレートマッチングを行うステップS5と、特定された甲状軟骨12の頂部Pの位置を出力するステップS6とを備えている。
次に、本発明に係る摂食運動測定システム10および測定方法を用いた測定実験を行った。被験者としての20代前半の男性に、コップに入れた水(200ml)を数回に分けて飲み込んでもらい、そのときの嚥下運動を測定した。図17に測定結果を示す。なお、図17における理想値は、出力手段26に表示した喉表面の画像から甲状軟骨12の頂部に対応する位置を目視により特定した場合における基準位置からの移動ピクセル量である。また、実験例1では、数4の式を用いて類似度を計算した。実験例1の結果から分かるように、本発明に係る摂食運動測定システム10で測定された実測値は、理想値にほぼ一致している。すなわち、本発明に係る測定システムおよび測定方法によれば、基準点Pの位置(甲状軟骨12の頂部に対応する位置)を正確に追跡することができ、嚥下運動を正確に測定し得ることが分かる。
次に、実験例2として、飲料の違いによる嚥下運動の違いを本発明の嚥下運動測定システム10を用いて測定した。被験者には、水および食塩水を同量(200ml)ずつ飲んでもらい、水を飲んだ場合の測定結果と食塩水を飲んだ場合の測定結果とを比較した。食塩水は、人が飲み込むのに抵抗を感じる3重量%の濃度とした。実験例2の結果を図18に示す。なお、実験例2では、数4の式を用いて類似度を計算した。
次に、類似度の計算方法を変えた場合に測定結果に生ずる差を比較する実験を行った。実験例は、前述した実施例1のように、類似度の計算にNCC(数4参照)を用いた。比較例は、類似度の計算に前記数6で表されるSADを用いた。被験者に水を200ml飲んでもらい測定結果を比較した。その測定結果を図19に示す。なお、理想値は、実験例1で説明したように、甲状軟骨12の頂部の位置を目視により特定したものである。
次に、前述した実施例2に係る摂食運動測定システム10による摂食運動の測定方法について、説明する。実施例2に係る摂食運動測定システム10による摂食運動の測定方法では、前述した実施例1に対して被験者に照射される光の波長が異なると共に、複数の基準点P1,P2を設定して、下顎表面および喉表面の動作を追跡する点で異なっている。すなわち、実施例2では、測定用の光源として赤外線を照射することで、測定時に被験者が眩しく感じることはなく、被験者に対する負担を軽減することができる。また、蛍光灯が有する波長領域外の近赤外線光を採用することで、蛍光灯下の室内環境での測定も可能となる。このように、測定用の光源として赤外線を利用することで、被験者が通常飲食する状態と近い環境で測定することができ、より自然な摂食運動(咀嚼運動や嚥下運動)を測定することができる。
次に、実施例2に係る摂食運動測定システム10および測定方法を用いて行った測定実験について説明する。本実験例では、被験者として20代前半の4人の男性に、食感が異なる3種類の食物を摂食してもらい、そのときの咀嚼運動と嚥下運動の様子を前述した摂食運動測定システム10および測定方法により測定した。なお、本実験例では、イカの内臓を切り開いて乾燥させた固く噛み砕き難いスルメイカと、柔らかく崩れやすい豆腐と、固さはないものの弾力や粘りがあるわらび餅の3種類を採用し、経口摂取してから嚥下するまでの一連の運動を測定している。図25〜図28に各被験者の測定結果を示す。また、各被験者が咀嚼を始めてから最初に嚥下運動に入るまでに行った咀嚼回数を表1に示すと共に、当該最初の嚥下運動までのフレーム数(時間)を表2に示す。なお、本実験例で用いた3CCDカメラ78が単位時間あたりに撮像するフレーム数は、30fps(フレーム/秒)である。
本発明に係る摂食運動測定システムおよび測定方法としては、各実施例に示したものに限定されるものでなく、例えば以下の如き変更が可能である。
(1) 実施例では、発光手段としてLEDを採用したが、必ずしも、LEDに限定されるものではない。発光手段としては、相互に異なる波長を照射し得るものであれば、ハロゲンランプ、色素レーザー、発光ダイオード(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)等、他の発光装置を採用することが可能である。但し、コストや発熱の観点からLEDが特に好ましく用いられる。
(2) 実施例では、3つの発光手段で光を照射したが、発光手段は4つ以上であってもよい。また、実施例では、撮像手段を中心として、3つの発光手段を正三角形状に配置したが、喉表面に対して異なる照射角度で光を照射し得るものであれば、発光手段は、異なる位置関係で配置してもよい
(3) 実施例では、撮像手段として、3CCDカメラを採用したが、各色の分光画像データを取得し得るものであれば、他のカメラを採用することができる。
(4) 実施例では、テンプレートの範囲および探索領域を線状の領域としたが、両者を面状の領域としてもよい。但し、探索領域は、テンプレートを包含した領域に設定する必要がある。また、テンプレートのみを線状の範囲とし、探索領域を、テンプレートを包含した面状の領域としてもよい。更に、必ずしも探索領域を設定する必要はなく、面法線ベクトルデータの全範囲に対し、テンプレートマッチングを行ってもよい。
(5) 実施例では、入力手段を介して基準点やテンプレートの範囲を入力することで、テンプレート設定部がテンプレートを設定するようにしたが、テンプレート設定部が予め設定された基準点およびテンプレートの範囲を自動的に設定するようにしてもよい。また、必ずしも、入力手段を介して入力した探索領域の範囲に基づいて、探索領域設定部が探索領域を設定する必要はなく、予め設定された探索領域を探索領域設定部が自動的に設定するようにしもよい。
(6) 実施例では、出力手段に表示された設定画面に入力手段を介して基準点等を入力するようにしたが、例えば、測定者が基準点の位置を出力手段に直接触れることで設定するタッチパネル方式を採用することも可能である。
(7) 実施例では、被験者が摂食運動を開始する前の面法線ベクトルデータからテンプレートを作成したが、摂食運動中の面法線ベクトルデータからテンプレートを作成してもよい。
(8) 実施例では、甲状軟骨の頂部に対応する位置を基準点として、該基準点の位置を特定する構成とした。しかしながら、追跡形状としては、喉表面の何れの部位を設定してもよい。例えば、輪状軟骨を追跡形状に設定した場合には、甲状軟骨の頂部(のど仏)の突出量が少ない女性の喉表面であっても、嚥下運動を測定することができる。
(9) 実施例では、下顎骨のオトガイ隆起に対応する位置を基準点として、該基準点の位置を特定する構成とした。しかしながら、追跡形状としては、下顎表面の何れの部位を設定してもよい。例えば、下顎底や下顎角に起因する凹凸形状を追跡形状に設定した場合には、顎先の丸く突出量が少ない場合でも、咀嚼運動を測定することができる。
(10) 実施例では、被験者の頭頸部表面に対し、真正面に撮像手段をセットして、下顎表面や喉表面を撮影したが、咀嚼運動や嚥下運動を捉えられる位置・角度であれば、頭頸部表面に対し斜めに撮像手段をセットしてもよい。
(11) 実施例1では、水等の飲料を飲み込むときの嚥下運動を測定したが、固体やゼリー状の食品を飲み込むときや、液剤や錠剤等の医薬品を飲み込むときの嚥下運動を測定することも可能である。
(12) 実施例では、嚥下運動のみを測定する場合と、咀嚼運動および嚥下運動を測定する場合を示したが、咀嚼運動のみを測定することも可能であることは当然である。
18 青色LED(発光手段),20 緑色LED(発光手段)
22 3CCDカメラ(撮像手段),40 面法線ベクトル算出手段
44 色分画像作成手段,46 テンプレートマッチング手段
48 テンプレート設定部,50 探索領域設定部,52 位置特定部
56 テンプレート記憶部(記憶部)
62 下顎骨,72 赤外線LED(発光手段),74 赤外線LED(発光手段)
76 赤外線LED(発光手段),78 3CCDカメラ(撮像手段)
Claims (11)
- 頭頸部表面に対して相互に波長の異なる光を照射する3つ以上の発光手段(16,18,20,72,74,76)と、
前記頭頸部表面で反射した光を分光して、分光画像データを時系列的に取得する撮像手段(22,78)と、
前記撮像手段(22,78)で取得した各分光画像データに基づいて、照度差ステレオ法により各面法線ベクトルデータを算出する面法線ベクトル算出手段(40)と、
頭頸部表面における凹凸形状が含まれる追跡形状の面法線ベクトルデータからなるテンプレートと、前記各面法線ベクトルデータとを用いてテンプレートマッチングすることで、各面法線ベクトルデータにおける追跡形状の位置を求めるテンプレートマッチング手段(46)とを備え、
前記テンプレートマッチング手段(46)により前記追跡形状の位置を時系列的に求めることで、咀嚼運動または嚥下運動を測定するよう構成した
ことを特徴とする摂食運動測定システム。 - 前記発光手段(16,18,20,72,74,76)は、前記撮像手段(22,78)の分光感度特性において相互に干渉しない波長の光を照射するよう構成される請求項1記載の摂食運動測定システム。
- 前記面法線ベクトルデータの各面法線ベクトルの方向に応じた色分けをして色分画像データを作成する色分画像作成手段(44)を備えている請求項1または2記載の摂食運動測定システム。
- 前記テンプレートマッチング手段(46)は、
基準となる面法線ベクトルデータから前記テンプレートを設定するテンプレート設定部(48)と、
前記テンプレート設定部(48)で設定されたテンプレートを記憶する記憶部(56)と、
前記各面法線ベクトルデータに対しテンプレートマッチングを行う探索領域を設定する探索領域設定部(50)と、
前記記憶部(56)に記憶されたテンプレートと各面法線ベクトルデータとを前記探索領域設定部(50)で設定された探索領域内でテンプレートマッチングして、前記追跡形状の位置を特定する位置特定部(52)とを備える請求項1〜3の何れか一項に記載の摂食運動測定システム。 - 前記追跡形状は、喉表面における甲状軟骨(12)または輪状軟骨(14)に起因する凹凸形状を含むと共に、
前記テンプレートの範囲は、面法線ベクトルデータにおいて前記追跡形状内に設定した基準点を通ると共に嚥下運動時の甲状軟骨(12)または輪状軟骨(14)の移動方向に延在する線状の領域に設定され、
前記探索領域は、面法線ベクトルデータにおいて前記基準点を通ると共に前記テンプレートの範囲を包含する線状の領域に設定される請求項4記載の摂食運動測定システム。 - 前記追跡形状は、頭部表面における下顎骨(62)に起因する凹凸形状を含むと共に、
前記テンプレートの範囲は、面法線ベクトルデータにおいて前記追跡形状内に設定した基準点を通ると共に咀嚼運動時の下顎骨(62)の動作方向に延在する線状の領域に設定され、
前記探索領域は、面法線ベクトルデータにおいて前記基準点を通ると共に前記テンプレートの範囲を包含する線状の領域に設定される請求項4または5記載の摂食運動測定システム。 - 頭頸部表面に対して相互に波長の異なる光を3つ以上の発光手段(16,18,20,72,74,76)から照射し、該頭頸部表面で反射した光を分光して分光画像データを撮像手段(22,78)が時系列的に取得し、
前記撮像手段(22,78)で取得した各分光画像データに基づいて、照度差ステレオ法により各面法線ベクトルデータを算出し、
頭頸部表面における凹凸形状が含まれる追跡形状の面法線ベクトルデータからなるテンプレートと、前記各面法線ベクトルデータとを用いてテンプレートマッチングすることで、各面法線ベクトルデータにおける追跡形状の位置を求め、
前記追跡形状の位置を時系列的に求めることで、咀嚼運動または嚥下運動を測定する
ことを特徴とする摂食運動測定方法。 - 前記発光手段(16,18,20,72,74,76)は、前記撮像手段(22,78)の分光感度特性において相互に干渉しない波長の光を照射する請求項7記載の摂食運動測定方法。
- 前記面法線ベクトルデータの各面法線ベクトルの方向に応じた色分けをして色分画像データを作成する請求項7または8記載の摂食運動測定方法。
- 前記追跡形状は、喉表面における甲状軟骨(12)または輪状軟骨(14)に起因する凹凸形状を含み、
前記テンプレートの範囲は、前記面法線ベクトルデータにおいて前記追跡形状内に設定した基準点を通ると共に摂食運動時の甲状軟骨(12)または輪状軟骨(14)の移動方向に延在する線状の領域に設定され、
前記基準点を通ると共に前記テンプレートの範囲を包含する線状の領域をテンプレートマッチングを行う探索領域として前記各面法線ベクトルデータに設定し、
前記テンプレートと各面法線ベクトルデータとを前記探索領域内でテンプレートマッチングして、前記追跡形状の位置を特定する請求項7〜9の何れか一項に記載の摂食運動測定方法。 - 前記追跡形状は、頭部表面における下顎骨(62)に起因する凹凸形状を含み、
前記テンプレートの範囲は、前記面法線ベクトルデータにおいて前記追跡形状内に設定した基準点を通ると共に咀嚼運動時の下顎骨(62)の動作方向に延在する線状の領域に設定され、
前記基準点を通ると共に前記テンプレートの範囲を包含する線状の領域をテンプレートマッチングを行う探索領域として前記各面法線ベクトルデータに設定し、
前記テンプレートと各面法線ベクトルデータとを前記探索領域内でテンプレートマッチングして、前記追跡形状の位置を特定する請求項7〜10の何れか一項に記載の摂食運動測定方法。
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016008954A (ja) * | 2014-06-26 | 2016-01-18 | 株式会社豊田中央研究所 | 物体形状推定装置及びプログラム |
JP2016161331A (ja) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | 国立大学法人岐阜大学 | 表面検査装置および表面検査方法 |
JP2017086322A (ja) * | 2015-11-06 | 2017-05-25 | 国立大学法人東北大学 | 味覚評価診断装置、味覚評価診断装置の味覚評価診断方法 |
JP2017104465A (ja) * | 2014-12-27 | 2017-06-15 | 三栄源エフ・エフ・アイ株式会社 | 飲食物の嚥下感覚の評価方法 |
WO2018193955A1 (ja) * | 2017-04-18 | 2018-10-25 | 国立大学法人 鹿児島大学 | 3dカメラを用いた摂食嚥下機能検査システム |
JP2019052901A (ja) * | 2017-09-14 | 2019-04-04 | 三栄源エフ・エフ・アイ株式会社 | 食品の食感評価方法 |
WO2019225230A1 (ja) * | 2018-05-23 | 2019-11-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 摂食嚥下機能評価方法、プログラム、摂食嚥下機能評価装置および摂食嚥下機能評価システム |
CN111709282A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-09-25 | 中粮营养健康研究院有限公司 | 表征食物口腔加工的方法 |
WO2021157387A1 (ja) * | 2020-02-07 | 2021-08-12 | 国立大学法人大阪大学 | 食塊形成装置、食塊の形成方法 |
KR20220122067A (ko) * | 2021-02-26 | 2022-09-02 | 동서대학교 산학협력단 | 근적외선 기술을 이용한 연하장애 측정장치 |
WO2023079729A1 (ja) * | 2021-11-08 | 2023-05-11 | マクセル株式会社 | 生体検査装置、生体検査方法およびプログラム |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004033494A (ja) * | 2002-07-03 | 2004-02-05 | Japan Science & Technology Corp | 咀嚼機能評価システム |
JP2005349176A (ja) * | 2004-05-14 | 2005-12-22 | Rise Corp | 顎運動解析方法及び顎運動解析システム |
US20070238920A1 (en) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Swallowing function evaluating apparatus |
WO2010041584A1 (en) * | 2008-10-10 | 2010-04-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Imaging system and method |
JP2010142285A (ja) * | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Yoshida Dental Mfg Co Ltd | 下顎前歯部運動追尾システム、下顎前歯部運動追尾装置および顎関節雑音分析装置 |
-
2012
- 2012-06-28 JP JP2012146062A patent/JP5950256B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004033494A (ja) * | 2002-07-03 | 2004-02-05 | Japan Science & Technology Corp | 咀嚼機能評価システム |
JP2005349176A (ja) * | 2004-05-14 | 2005-12-22 | Rise Corp | 顎運動解析方法及び顎運動解析システム |
US20070238920A1 (en) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Swallowing function evaluating apparatus |
WO2010041584A1 (en) * | 2008-10-10 | 2010-04-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Imaging system and method |
JP2010142285A (ja) * | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Yoshida Dental Mfg Co Ltd | 下顎前歯部運動追尾システム、下顎前歯部運動追尾装置および顎関節雑音分析装置 |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016008954A (ja) * | 2014-06-26 | 2016-01-18 | 株式会社豊田中央研究所 | 物体形状推定装置及びプログラム |
JP2017104465A (ja) * | 2014-12-27 | 2017-06-15 | 三栄源エフ・エフ・アイ株式会社 | 飲食物の嚥下感覚の評価方法 |
JP2016161331A (ja) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | 国立大学法人岐阜大学 | 表面検査装置および表面検査方法 |
JP2017086322A (ja) * | 2015-11-06 | 2017-05-25 | 国立大学法人東北大学 | 味覚評価診断装置、味覚評価診断装置の味覚評価診断方法 |
WO2018193955A1 (ja) * | 2017-04-18 | 2018-10-25 | 国立大学法人 鹿児島大学 | 3dカメラを用いた摂食嚥下機能検査システム |
JPWO2018193955A1 (ja) * | 2017-04-18 | 2020-02-27 | 国立大学法人 鹿児島大学 | 3dカメラを用いた摂食嚥下機能検査システム |
JP2019052901A (ja) * | 2017-09-14 | 2019-04-04 | 三栄源エフ・エフ・アイ株式会社 | 食品の食感評価方法 |
JP7034638B2 (ja) | 2017-09-14 | 2022-03-14 | 三栄源エフ・エフ・アイ株式会社 | 食品の食感評価方法 |
JP7165900B2 (ja) | 2018-05-23 | 2022-11-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 摂食嚥下機能評価方法、プログラム、摂食嚥下機能評価装置および摂食嚥下機能評価システム |
WO2019225230A1 (ja) * | 2018-05-23 | 2019-11-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 摂食嚥下機能評価方法、プログラム、摂食嚥下機能評価装置および摂食嚥下機能評価システム |
JPWO2019225230A1 (ja) * | 2018-05-23 | 2021-07-01 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 摂食嚥下機能評価方法、プログラム、摂食嚥下機能評価装置および摂食嚥下機能評価システム |
WO2021157387A1 (ja) * | 2020-02-07 | 2021-08-12 | 国立大学法人大阪大学 | 食塊形成装置、食塊の形成方法 |
CN111709282A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-09-25 | 中粮营养健康研究院有限公司 | 表征食物口腔加工的方法 |
KR20220122067A (ko) * | 2021-02-26 | 2022-09-02 | 동서대학교 산학협력단 | 근적외선 기술을 이용한 연하장애 측정장치 |
KR102631213B1 (ko) * | 2021-02-26 | 2024-02-06 | 동서대학교 산학협력단 | 근적외선 기술을 이용한 연하장애 측정장치 |
WO2023079729A1 (ja) * | 2021-11-08 | 2023-05-11 | マクセル株式会社 | 生体検査装置、生体検査方法およびプログラム |
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Publication number | Publication date |
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