JP2017086322A - Gustatory sense evaluation diagnosis device, gustatory sense evaluation diagnosis method of gustatory sense evaluation diagnosis device - Google Patents
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Description
本発明は、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に関する。 The present invention relates to a taste evaluation diagnosis apparatus and a taste evaluation diagnosis method for a taste evaluation diagnosis apparatus.
食味官能試験は、その試験を専門とする試験官(パネラー)がある種の基準に従って行うものである。非特許文献1に提示されているように、現在のところ、画一的な基準というものは存在しておらず、検査実施機関がそれぞれ独自に定めているのが実状である。
The taste sensory test is performed according to a certain standard of an examiner (panelist) specializing in the test. As presented in
食味とは本来、感覚的なものであり、個人差が大きい。それは、検査した人間が実際に試食した際の感覚的な評価に基づくものである。また、検査対象となる食物の保存状態や調製方法などの違いが影響されることがあるため、現状ではまだまだ画一的な評価が困難と考えられている。測定方法の技術向上が望まれる。 Taste is inherently sensory and varies greatly between individuals. It is based on a sensory evaluation when the inspected person actually tastes the food. Moreover, since the difference in the preservation | save state of food to be examined, a preparation method, etc. may be influenced, it is thought that the uniform evaluation is still difficult at present. The technical improvement of the measuring method is desired.
特許文献1には、食物の飲込み時における甲状軟骨の上下運動方向に沿って配列された複数の反射型光センサを用いた連続嚥下運動測定装置が記載されている。
特許文献2には、咽頭部の筋肉の表面筋電位の波形データを周波数解析して、飲料の喉越し感を評価する方法が記載されている。
特許文献3には、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、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、撮像手段で取得した各分光画像データに基づいて、咀嚼運動または嚥下運動を測定する装置が記載されている。 In Patent Document 3, three or more light emitting means for irradiating the head and neck surface with light having different wavelengths and the light reflected by the head and neck surface are dispersed to obtain spectral image data in time series. And an apparatus for measuring mastication or swallowing movement based on each spectral image data acquired by the imaging means.
しかしながら、特許文献1〜3に記載された装置(方法)では、反射型光センサ、表面筋電位を測定するセンサ、撮像部などを用いて、嚥下運動などを解析しているが、複雑な構成の装置を要し、複雑な解析処理を要する。
However, the devices (methods) described in
本発明の味覚評価診断装置は、以下の構成を少なくとも具備するものである。
味覚評価診断装置は、体表面用動き検出部と、
前記体表面用動き検出部で得られた信号に基づいて嚥下運動に関する解析処理を行う嚥下運動解析部と、
味覚評価データを入力する入力部と、
前記入力部により入力された前記味覚評価データと前記嚥下運動解析部による解析結果とを関連付けたデータベースを記憶部に記憶するデータベース生成部と、
前記体表面用動き検出部で得られた信号、及び前記記憶部のデータベースに記憶されている前記嚥下運動解析部による解析結果に基づいて味覚評価診断に関する処理を行う味覚評価診断部と、を有することを特徴とする。
The taste evaluation and diagnosis apparatus of the present invention has at least the following configuration.
The taste evaluation diagnostic apparatus includes a body surface motion detection unit,
A swallowing motion analysis unit that performs analysis processing related to swallowing motion based on the signal obtained by the body surface motion detection unit;
An input unit for inputting taste evaluation data;
A database generation unit that stores a database that associates the taste evaluation data input by the input unit with the analysis result of the swallowing movement analysis unit in a storage unit;
A taste evaluation diagnosis unit that performs processing related to taste evaluation diagnosis based on the signal obtained by the body surface motion detection unit and the analysis result by the swallowing motion analysis unit stored in the database of the storage unit. It is characterized by that.
また、本発明の味覚評価診断装置の味覚評価診断方法は、以下の構成を少なくとも具備するものである。
体表面用動き検出部と、前記体表面用動き検出部で得られた信号に基づいて嚥下運動に関する解析処理を行う嚥下運動解析部と、味覚評価データを入力する入力部と、前記入力部により入力された味覚評価データと、前記嚥下運動解析部による解析結果とを関連付けたデータベースを記憶部に記憶するデータベース生成部と、前記体表面用動き検出部で得られた信号、及び、前記記憶部のデータベースに記憶されている前記嚥下運動解析部による解析結果に基づいて味覚評価診断を行う味覚評価診断部と、を有する味覚評価診断装置の味覚評価診断方法であって、
前記体表面用動き検出部が信号を生成するステップと、
前記味覚評価診断部が前記体表面用動き検出部で生成された信号、及び前記記憶部のデータベースに記憶されている前記嚥下運動解析部による解析結果に基づいて味覚評価診断に関する処理を行うステップと、を有することを特徴とする。
Moreover, the taste evaluation diagnostic method of the taste evaluation diagnostic apparatus of the present invention comprises at least the following configuration.
A body surface motion detection unit, a swallowing motion analysis unit that performs analysis processing on swallowing motion based on a signal obtained by the body surface motion detection unit, an input unit that inputs taste evaluation data, and the input unit A database generation unit that stores a database that associates the input taste evaluation data with the analysis result of the swallowing movement analysis unit in a storage unit, a signal obtained by the body surface motion detection unit, and the storage unit A taste evaluation diagnostic unit for performing a taste evaluation diagnosis based on the analysis result by the swallowing movement analysis unit stored in the database, and a taste evaluation diagnostic method of a taste evaluation diagnostic device,
The body surface motion detection unit generating a signal;
Performing a process related to taste evaluation diagnosis based on a signal generated by the body surface motion detection unit and an analysis result by the swallowing movement analysis unit stored in the database of the storage unit, the taste evaluation diagnosis unit; It is characterized by having.
本発明によれば、簡単な構成で、飲食物に対する感覚反応である官能性を非侵襲的に味覚評価診断を行うことができる味覚評価診断装置を提供することができる。
本発明によれば、簡単な構成で、飲食物に対する感覚反応である官能性を非侵襲的に味覚評価診断を行うことができる味覚評価診断装置の味覚評価診断方法を提供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the taste evaluation diagnostic apparatus which can perform the taste evaluation diagnosis noninvasively about the functionality which is a sensory reaction with respect to food and drink with simple structure can be provided.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the taste evaluation diagnostic method of the taste evaluation diagnostic apparatus which can perform the taste evaluation diagnosis of the sensory reaction with respect to food and drink noninvasively with simple structure can be provided.
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態に係る味覚評価診断装置は、体表面用加速度検出部などの体表面用動き検出部と、前記体表面用動き検出部で得られた信号に基づいて嚥下運動に関する解析処理を行う嚥下運動解析部と、味覚評価データを入力する入力部と、前記入力部により入力された前記味覚評価データと前記嚥下運動解析部による解析結果とを関連付けたデータベースを記憶部に記憶するデータベース生成部と、前記体表面用動き検出部で得られた信号、及び前記記憶部のデータベースに記憶されている前記嚥下運動解析部による解析結果に基づいて味覚評価診断に関する処理を行う味覚評価診断部と、を有することを特徴とする。
本実施形態では、嚥下運動解析部は、体表面用加速度検出部で得られた加速度信号に基づいて当該加速度信号の周波数成分の強度情報(パワースペクトル)を算出する処理を行う。また、データベース生成部は、味覚評価データ、加速度信号、加速度信号の周波数成分の強度情報を関連付けたデータベースを前記記憶部に記憶する処理を行う。また、味覚評価診断部は、体表面用加速度検出部で得られた加速度信号、及びデータベースに記憶されている嚥下運動解析部の解析結果に基づいて、味覚評価診断に関する処理を行う。
<First Embodiment>
The taste evaluation and diagnosis apparatus according to the first embodiment of the present invention is a body surface motion detection unit such as a body surface acceleration detection unit, and an analysis related to swallowing motion based on signals obtained by the body surface motion detection unit. A storage unit stores a database in which a swallowing motion analysis unit that performs processing, an input unit that inputs taste evaluation data, and the taste evaluation data input by the input unit and an analysis result by the swallowing motion analysis unit are associated with each other Taste evaluation diagnosis for performing processing related to taste evaluation diagnosis based on the database generation unit, the signal obtained by the body surface motion detection unit, and the analysis result by the swallowing motion analysis unit stored in the database of the storage unit And a portion.
In the present embodiment, the swallowing motion analysis unit performs processing for calculating intensity information (power spectrum) of the frequency component of the acceleration signal based on the acceleration signal obtained by the body surface acceleration detection unit. In addition, the database generation unit performs processing for storing a database in which the taste evaluation data, the acceleration signal, and the intensity information of the frequency component of the acceleration signal are associated with each other in the storage unit. The taste evaluation diagnosis unit performs processing related to taste evaluation diagnosis based on the acceleration signal obtained by the body surface acceleration detection unit and the analysis result of the swallowing movement analysis unit stored in the database.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。本発明の実施形態は図示の内容を含むが、これのみに限定されるものではない。なお、以後の各図の説明で、既に説明した部位と共通する部分は同一符号を付して重複説明を一部省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment of the present invention includes the contents shown in the drawings, but is not limited to this. In the following description of each drawing, parts that are common to the parts that have already been described are assigned the same reference numerals, and duplicate descriptions are partially omitted.
図1に示したように、本発明の第1実施形態に係る味覚評価診断装置100は、体表面用動き検出部としての体表面用加速度検出部1、及び情報処理装置2(コンピュータ)を有する。
As shown in FIG. 1, the taste evaluation
体表面用加速度検出部1は、図1、図2に示すように、人体Aの喉頭、咽頭、頸部、顔面などの所定の体表面位置に配置される。詳細には、図2に示した例では、体表面用加速度検出部1は、喉頭の前表面に、セロハンテープなどの粘着材により装着されている。食物や飲み物などを食した場合、嚥下、咀嚼、蠕動などによる人体表面の動きを体表面用加速度検出部1が検出し、検出された加速度信号を情報処理装置2に出力する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the body surface
詳細には、体表面用加速度検出部1は、加速度センサ11(加速度検出部)、CPU12、及び通信部13などを有する。
加速度センサ11としては、静電容量型、ピエゾ抵抗型、圧電型などの3軸加速度センサを採用することができる。加速度センサ11は、センサ自体の加速度、重力加速度を検出可能である。尚、図2に示した例では、人体Aの上下方向をx軸方向、前後方向をy軸方向、左右方向をz軸方向にそれぞれ規定している。
Specifically, the body surface
As the
CPU12は、加速度センサ11で検出された加速度を示す信号を、通信部13を介して出力する処理を行う。
The
通信部13は、無線式又は有線式の通信路を介して、CPU12の制御により加速度を示す信号を情報処理装置2(コンピュータ)に送信する。
The
情報処理装置2は、体表面用加速度検出部1からの加速度を示す信号に基づいて味覚評価処理や、味覚評価に関するデータベースの作成処理などを行う。
図1に示したように、情報処理装置2は、通信部21、入力部22、表示部23、発音部24、記憶部25、及び制御部26(CPU)などを有する。各構成要素(通信部21、入力部22、表示部23、発音部24、記憶部25)は制御部26(CPU)に通信線27を介して電気的に接続されている。
The
As illustrated in FIG. 1, the
通信部21は、制御部26の制御により、無線式、又は有線式の通信路を介して体表面用加速度検出部1と通信を行い、体表面用加速度検出部1から加速度を示す信号を受信する。
The
入力部22は、ボタン、スイッチ、キーボード、マウス、タッチパネルなどの操作入力部であり、入力に応じた信号を制御部26に出力する。
The
表示部23は、LED、液晶表示装置などの表示装置であり、制御部26の制御により表示を行う。
発音部24は、スピーカなどの発音装置であり、制御部26の制御により発音を行う。
記憶部25は、RAM、ROM、磁気記録再生装置、SSDなどの記憶装置である。記憶部25は、プログラムや各種データを記憶する。また、記憶部25は、プログラムを実行する作業エリアとして機能する。また、記憶部25は、予め、検索対象の味覚評価データと検索対象の周波数成分の強度情報とを関連付けたデータベースを記憶する。
The
The
The
制御部26は、情報処理装置2の各構成要素を統括的に制御する。また、制御部26は、記憶部25に記憶されているプログラムを実行することにより、本発明に係る機能を情報処理装置2(コンピュータ)に実現する。
詳細には、制御部26は、嚥下運動解析部261、データベース生成部262、及び味覚評価診断部263などを有する。
The
Specifically, the
嚥下運動解析部261は、体表面用加速度検出部1で得られた信号に基づいて嚥下運動に関する解析処理を行う。詳細には、嚥下運動解析部261は、体表面用加速度検出部1から得られた加速度信号に基づいて、その加速度信号の周波数成分の強度情報を算出する。
The swallowing
データベース生成部262は、データベース生成時に、例えば、加速度信号の周波数成分の強度情報と、入力部(操作入力部)により入力された味覚評価データをそれぞれ検索対象として関連付けてデータベースDBに記憶することで、味覚評価データに関するデータベースDBを生成する処理を行う。
When generating the database, the
味覚評価診断部263は、体表面用加速度検出部1で加速度信号が得られた場合、嚥下運動解析部261の解析による加速度信号の周波数成分の強度情報と、記憶部25のデータベースDBに記憶されている検索対象の周波数成分の強度情報とに基づいて特定された味覚評価データにより味覚評価診断に関する処理を行う。
When an acceleration signal is obtained by the body surface
また、味覚評価診断部263は、加速度信号の周波数成分の強度情報から算出される特徴情報(特徴パターンなど)に基づいて味覚評価データを特定する。
In addition, the taste evaluation
次に、体表面用加速度検出部1の動きの一例を説明する。
例えば、図2、図3に示したように、体表面用加速度検出部1は、粘着剤などにより人体Aの喉頭部PLなどに貼付される。被験者が食物や飲み物を食す前や嚥下前では、体表面用加速度検出部1は、図3(a)に示した位置に配置されている。喉頭部PLの喉頭隆起は、喉の中間に位置する甲状軟骨によるものであり、嚥下時には、嚥下動作に応じて甲状軟骨や食道が動くことで、体表面の隆起位置などが変化する。
Next, an example of the movement of the body surface
For example, as shown in FIGS. 2 and 3, the body surface
詳細には、被験者が食物や飲み物を食して、嚥下時には、図3(b)に示したように、嚥下動作に応じて体表面が変位し、体表面用加速度検出部1が嚥下動作に対応して動く。体表面用加速度検出部1は、嚥下時の加速度を示す信号を情報処理装置2に送信する。つまり、嚥下運動とともに体表面用加速度検出部1の位置移動が観測され、蠕動に関するセンシングが具現化される。
飲食時の被験者の嚥下動作に応じた体表面の変位の加速度を検出しやすい位置に、体表面用加速度検出部1が配置されている。
Specifically, when the subject eats food or drink and swallows, as shown in FIG. 3B, the body surface is displaced according to the swallowing operation, and the body surface
The body
次に、被験者が食物としてパンを食した場合、体表面用加速度検出部1で得られる加速度信号の一例を説明する。図4(a)〜図4(c)において、横軸に時間を示し、縦軸にx軸方向の加速度、y軸方向の加速度、z軸方向の加速度を示している。
被験者がパンを食した場合、被験者の嚥下動作に応じた体表の加速度を体表面用加速度検出部1が検出し、例えば、図4(a)〜図4(c)に示したように、x軸方向の加速度、y軸方向の加速度、z軸方向の加速度を示す信号を出力する。つまり、体表面用加速度検出部1は、連続した嚥下運動や蠕動運動による体表面移動を高精度に検出している。
Next, an example of an acceleration signal obtained by the body surface
When the subject eats bread, the body surface
次に、被験者により食物を飲み込む時、体表面用加速度検出部による喉頭部の体表面の動き検出と、体表面用加速度検出部により検出された加速度信号のパワースペクトルに関して説明する。 Next, when the subject swallows food, the motion detection of the body surface of the larynx by the body surface acceleration detection unit and the power spectrum of the acceleration signal detected by the body surface acceleration detection unit will be described.
図5(a)において、縦軸に嚥下時のx軸方向の加速度を示し、横軸に時間を示す。制御部26(CPU)の嚥下運動解析部261は、体表面用加速度検出部1により加速度信号に基づいて、加速度信号の周波数成分の強度情報を算出する。詳細には、図5(a)に示したように、加速度信号が得られた場合、制御部26の嚥下運動解析部261は、フーリエ変換処理などの信号解析処理により、図5(b)に示したように、加速度信号の周波数成分の強度情報を算出する。図5(b)において、横軸に周波数を示し、縦軸にパワースペクトル(加速度信号の周波数成分の強度)を示している。図5(b)に示した例では、パワースペクトルは、低周波成分では大きく、高周波になるほど低い値を示している。
In FIG. 5A, the vertical axis represents the acceleration in the x-axis direction during swallowing, and the horizontal axis represents time. The swallowing
図5(b)に示したように、連続嚥下運動と蠕動運動による体表面移動が体表面用加速度検出部1により検出できている。このパワースペクトルを定量的に解析することで、甘味、塩味、苦味、旨み、美味しさなどに関して味覚評価を行うことができる。
As shown in FIG. 5B, body surface movement due to continuous swallowing motion and peristaltic motion can be detected by the body surface
詳細には、被験者が食物や飲み物を飲食した際、例えば、美味しいと感じた場合と、美味しくないと感じた場合とでは、連続嚥下運動や蠕動運動に違いがあり、体表面用加速度検出部1で検出された加速度信号によるパワースペクトルに違いが現れる。 In detail, when the subject eats or drinks food or drink, for example, when the subject feels delicious and when the subject feels not delicious, there is a difference in continuous swallowing exercise or peristaltic exercise, and the body surface acceleration detecting unit 1 A difference appears in the power spectrum due to the acceleration signal detected in.
本願発明者は、飲食時に被験者が美味しいと感じた場合と、美味しくないと感じた場合とで、体表面用加速度検出部1で検出された加速度信号によるパワースペクトルに差異があり、それぞれに特徴があることを実験により確認した。
The inventor of the present application has a difference in the power spectrum according to the acceleration signal detected by the body surface
詳細には、被験者が美味しいと感じた場合、体表面用加速度検出部1による加速度信号から、図6(a)に示したようなパワースペクトルが得られた。また、被験者が美味しくないと感じた場合、体表面用加速度検出部1による加速度信号から、図6(b)に示したようなパワースペクトルが得られた。
パワースペクトルを比較すると、被験者が美味しいと感じた場合には、図6(a)に示したように、低周波域の周波数0.3Hz付近に大きなピークがある。
Specifically, when the subject felt that it was delicious, a power spectrum as shown in FIG. 6A was obtained from the acceleration signal from the body
When the power spectrum is compared, when the subject feels delicious, as shown in FIG. 6A, there is a large peak in the vicinity of a frequency of 0.3 Hz in the low frequency range.
つまり、被験者が美味しいと感じた場合、低周波域の周波数0.3Hz付近に大きなピークを有するパワースペクトルとなり、被験者が美味しくないと感じた場合、低周波域の周波数0.3Hz付近に特徴的なピークのないパワースペクトルとなる。 That is, when the subject feels delicious, the power spectrum has a large peak near the low frequency range of 0.3 Hz, and when the subject feels not delicious, the low frequency range is characteristic around 0.3 Hz. The power spectrum has no peak.
つまり、味覚評価診断部263は、体表面用加速度検出部1による加速度信号を信号解析することにより、例えば、加速度信号の周波数成分の強度情報から算出される特徴情報として、パワースペクトルにおける、低周波域のピークの大きさやピークの有無を示す情報により、被験者に関する味覚評価を客観的に定量的に判断することができる。
That is, the taste
尚、特徴情報は、上述した実施形態に限られるものではなく、例えば、体表面用加速度検出部1による加速度信号を信号解析として、非線形数理理論によるカオス解析、フラクタル次元解析、アトラクタ解析などにより得られる情報を用いてもよい。
Note that the feature information is not limited to the above-described embodiment. For example, the acceleration information from the body surface
次に、本実施形態に係る味覚評価診断装置100の味覚評価に関するデータベースの作成時の動作の一例を説明する。
Next, an example of operation | movement at the time of preparation of the database regarding the taste evaluation of the taste evaluation
データベース作成時、図1、図2に示したように、体表面用加速度検出部1が被験者の喉頭部PL付近に装着される。被験者が食物や飲み物を食した場合、被験者が美味しく感じるか否かを示す味覚評価データを、情報処理装置2(コンピュータ)の入力部22により入力する。情報処理装置2の制御部26は、入力部22から入力された味覚評価データを取得する。
When creating the database, as shown in FIGS. 1 and 2, the body surface
また、情報処理装置2の制御部26は、飲食時に体表面用加速度検出部1からの加速度信号を嚥下運動解析部261により解析し、美味しく感じるか否かにより異なる特徴パターン(特徴情報)を特定し、味覚評価データと関連付けてデータベースに記憶する。
詳細には、制御部26は、飲食時に体表面用加速度検出部1からの加速度信号を嚥下運動解析部261により解析して、周波数成分の強度情報(パワースペクトル)を算出し、上記味覚評価データと関連付けて、検索対象として、記憶部25のデータベースDBに記憶する。
In addition, the
Specifically, the
図6に示した例では、被験者が美味しく感じることを示す味覚評価データと、低周波域の0.3Hz付近に閾値以上のピークが検出されることを示す特徴情報とが関連付けられて、データベースDBに記憶される。
また、被験者が美味しくないと感じることを示す味覚評価データと、低周波域の0.3Hz付近に閾値以上のピークが検出されないことを示す特徴情報とが関連付けられて、データベースDBに記憶される。
In the example shown in FIG. 6, the taste evaluation data indicating that the subject feels delicious and the feature information indicating that a peak equal to or higher than the threshold is detected in the vicinity of 0.3 Hz in the low frequency range are associated with the database DB. Is remembered.
Further, taste evaluation data indicating that the subject feels not delicious and feature information indicating that a peak equal to or higher than the threshold is not detected in the vicinity of 0.3 Hz in the low frequency range are associated with each other and stored in the database DB.
味覚評価に関するデータベースを作成する場合、被験者の人数が多いほど、味覚評価に関する精度が向上する。 When creating a database related to taste evaluation, the accuracy of taste evaluation improves as the number of subjects increases.
次に、味覚評価診断時の味覚評価診断装置100の動作の一例を説明する。記憶部25のデータベースDBには、上述したデータベース作成時に得られた情報として、予め、検索対象の味覚評価データと検索対象の周波数成分の強度情報とが関連付けて記憶されている。
Next, an example of operation | movement of the taste evaluation
味覚評価診断時、体表面用加速度検出部1が被験者の喉頭に、粘着剤、両面テープ、バンド、装着部材などにより装着される。
図7に示したように、ステップST1において、飲食時、被験者に装着された体表面用加速度検出部1が被験者の咽頭部などの体表面の動きに応じた加速度を検出し、情報処理装置2に加速度信号を送信する。
制御部26は、通信部21により、体表面用加速度検出部1からの加速度信号を受信することで、その加速度信号を取得する。
At the time of taste evaluation diagnosis, the body surface
As shown in FIG. 7, in step ST <b> 1, when eating or drinking, the body surface
The
ステップST2において、制御部26は、加速度信号に関して信号解析を行う。詳細には、制御部26の嚥下運動解析部261は、体表面用加速度検出部1で得られた加速度信号から周波数成分の強度情報を算出する。
In step ST2, the
ステップST3において、制御部26の味覚評価診断部263は、体表面用加速度検出部1で得られた加速度信号の周波数成分の強度情報と、記憶部25のデータベースDBに記憶されている、検索対象の周波数成分の強度情報とに基づいて味覚評価データを特定し、特定された味覚評価データに基づいて味覚評価診断処理を行う。
味覚評価診断部263は、図6に示した例では、加速度信号の周波数成分の強度情報から算出される特徴情報に基づいて味覚評価データを特定する。
In step ST3, the taste
In the example shown in FIG. 6, the taste
具体的には、ステップST4において、味覚評価診断部263は、加速度信号から得られたパワースペクトルにて、低周波域の0.3Hz付近に所定の閾値以上のピークがあるか否かを判別し、ピークが検出された場合、被験者により美味しいと感じることを示す味覚評価データを特定し、被験者にとって美味しいと評価する(ステップST5)。制御部26は、例えば、被験者にとって美味しいと評価されることを示す味覚評価データを表示部23に表示する処理を行う(ステップST6)。また、制御部26は、発音部24により、被験者にとって美味しいと評価されることを示す音を発音する処理を行ってもよい。
Specifically, in step ST4, the taste
ステップST4において、味覚評価診断部263は、加速度信号から得られたパワースペクトルにて、低周波域の0.3Hz付近に所定の閾値以上のピークがないと判断した場合、被験者により美味しくないと感じることを示す味覚評価データを特定し、被験者にとって美味しくないと評価する(ステップST7)。制御部26は、例えば、被験者にとって美味しくないと評価されることを示す味覚評価データを表示部23に表示する処理を行う(ステップST8)。また、制御部26は、発音部24により、被験者にとって美味しくないと評価されることを示す音を発音する処理を行ってもよい。
In step ST4, when the taste
以上、説明したように、本発明の第1実施形態に係る味覚評価診断装置100は、体表面用動き検出部としての体表面用加速度検出部1と、体表面用加速度検出部1で得られた加速度信号から周波数成分の強度情報を算出する嚥下運動解析部261と、予め、味覚評価データと検索対象の周波数成分の強度情報とを関連付けたデータベースDBを記憶した記憶部25と、体表面用加速度検出部1で加速度信号が得られた場合、当該加速度信号の周波数成分の強度情報と、記憶部25のデータベースDBに記憶されている検索対象の周波数成分の強度情報とに基づいて特定された味覚評価データにより、味覚評価診断を行う味覚評価診断部263と、を有する。すなわち、簡単な構成により、飲食物に対する人体の感覚反応である官能性を非侵襲的に味覚評価診断を行うことができる味覚評価診断装置100を提供することができる。
As described above, the taste evaluation and
詳細には、飲食時、被験者による「美味しいと感じる」、「美味しくないと感じる」との味覚評価に関して、味覚評価診断装置100は、体表面用加速度検出部1で得られた加速度信号を信号解析することにより、簡単な構成で味覚評価診断を行うことができる。
More specifically, the taste evaluation
また、味覚評価診断装置100は、被験者の感覚だけに頼ることなく、具体的な物理量である頸部、咽喉部における体表面の動き、加速度などを、体表面用加速度検出部により非侵襲的に物理センシングし、各種信号解析処理、例えば、時系列曲線パターン、スペクトル解析による周波数の特徴、非線形数理理論によるカオス解析、フラクタル次元解析、情報量解析などの物理量により、定量的に、人体の感じている甘味、塩味、辛み、渋み、美味しさなどの食味、飲み込みの味、官能性、などについて定量的に診断することができる。
In addition, the taste evaluation
また、上述したように、味覚評価診断装置100の味覚評価診断方法を提供することができる。詳細には、体表面用加速度検出部1などの体表面用動き検出部と、体表面用動き検出部で得られた信号に基づいて嚥下運動に関する解析処理を行う嚥下運動解析部と、味覚評価データを入力する入力部と、入力部により入力された味覚評価データと、嚥下運動解析部による解析結果とを関連付けたデータベースを記憶部に記憶するデータベース生成部と、体表面用動き検出部で得られた信号、及び、記憶部のデータベースに記憶されている嚥下運動解析部による解析結果に基づいて味覚評価診断を行う味覚評価診断部と、を有する味覚評価診断装置100の味覚評価診断方法であって、体表面用動き検出部が信号を生成するステップ(ステップST1)と、味覚評価診断部が体表面用動き検出部で生成された信号、及び記憶部のデータベースに記憶されている嚥下運動解析部による解析結果に基づいて味覚評価診断に関する処理を行うステップ(ステップST4)と、を有する。
飲食物に対する感覚反応である官能性を非侵襲的に味覚評価診断を簡単な方法で行う味覚評価診断装置の味覚評価診断方法を提供することができる。
Moreover, as described above, the taste evaluation diagnostic method of the taste evaluation
It is possible to provide a taste evaluation diagnosis method for a taste evaluation diagnostic apparatus that performs a taste evaluation diagnosis of a sensory reaction to food and drink in a non-invasive manner.
また、本発明の実施形態に係る味覚評価診断装置を応用すれば、嚥下運動や、咀嚼運動、蠕動運動の機能の診断を簡単に行うことができる。 Moreover, if the taste evaluation diagnostic apparatus according to the embodiment of the present invention is applied, the functions of swallowing movement, mastication movement, and peristaltic movement can be easily diagnosed.
また、本発明の実施形態に係る味覚評価診断装置を応用すれば、誤飲性肺炎などの蠕動機能障害を保持する患者の蠕動機能を非侵襲的に診断することができる。 Moreover, if the taste evaluation diagnostic apparatus according to the embodiment of the present invention is applied, it is possible to noninvasively diagnose the peristaltic function of a patient having peristaltic impairment such as aspiration pneumonia.
また、本発明の実施形態に係る味覚評価診断装置を応用すれば、咽頭部がん、喉頭部がん、食道がん、気管がんなどに関する術前又は術後の、嚥下、蠕動機能の診断や、術後評価、誤飲性肺炎の患者の、嚥下、蠕動機能の評価などに、幅広く味覚評価診断装置を適用することができる。 In addition, if the taste evaluation diagnostic apparatus according to the embodiment of the present invention is applied, diagnosis of swallowing and peristalsis function before or after surgery related to pharyngeal cancer, laryngeal cancer, esophageal cancer, tracheal cancer, etc. In addition, a wide range of taste evaluation and diagnosis apparatuses can be applied to postoperative evaluation, evaluation of swallowing and peristaltic function of patients with aspiration pneumonia.
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態に係る味覚評価診断装置100Aは、体表面用動き検出部として体表面用撮像部を有し、人体の喉頭部、及びその近傍部分を撮像し、得られた画像又は動画像を解析して、味覚評価診断に関する処理を行う。
Second Embodiment
The taste evaluation and
図8に示したように、本実施形態に係る味覚評価診断装置100Aは、体表面用撮像部29、及び情報処理装置2A(コンピュータ)を有する。
As shown in FIG. 8, the taste evaluation
体表面用動き検出部としての体表面用撮像部29(撮像部29ともいう)は、人体Aの喉頭部PLやその近傍部分などの所定の部分の体表面を撮像するように設けられている。 The body surface imaging unit 29 (also referred to as the imaging unit 29) as the body surface motion detection unit is provided so as to image a predetermined part of the body surface, such as the larynx PL of the human body A or the vicinity thereof. .
撮像部29としては、例えば、CCD型撮像装置、CMOS型撮像装置、MOS型撮像装置などを採用することができる。本実施形態では、撮像部29として、距離画像を取得する距離画像撮像装置(距離画像撮像カメラ)を採用する。距離画像撮像装置の構成の詳細などについて後述する。尚、撮像部29として、複数のカメラを用いた立体撮像装置を採用してもよい。
As the
情報処理装置2Aは、体表面用撮像部29からの信号に基づいて味覚評価処理や、味覚評価に関するデータベースの作成処理などを行う。
The
情報処理装置2A(コンピュータ)は、通信部21A、入力部22、表示部23、発音部24、記憶部25A、及び制御部26A(CPU)、インタフェース28などを有する。各構成要素(通信部21A、入力部22、表示部23、発音部24、記憶部25A、インタフェース28)は制御部26A(CPU)に通信線27を介して電気的に接続されている。
The information processing apparatus 2A (computer) includes a
通信部21Aは、制御部26Aの制御により、無線式、又は有線式の通信路を介して他のコンピュータ(不図示)とデータ通信を行う。入力部22,表示部23、発音部24に関し、第1実施形態の略同じ構成であるので説明を省略する。
The
記憶部25は、プログラムや各種データを記憶する。また、記憶部25は、プログラムを実行する作業エリアとして機能する。また、記憶部25は、美味しい評価及び不味い評価などを示す味覚評価データと、撮像部からの時系列画像を解析することで得られた解析結果を関連付けたデータベースを関連付けたデータベースを記憶する。
The
制御部26Aは、情報処理装置2Aの各構成要素や撮像部29を統括的に制御する。また、制御部26Aは、記憶部25に記憶されているプログラムを実行することにより、本発明に係る機能を情報処理装置2A(コンピュータ)に実現する。
The
詳細には、図8,図9に示したように、制御部26Aは、嚥下運動解析部261A、データベース生成部262A、及び味覚評価診断部263Aなどを有する。
Specifically, as shown in FIGS. 8 and 9, the
嚥下運動解析部261Aは、体表面用撮像部としての撮像部29で得られた画像などの情報を解析する。
The swallowing
データベース生成部262Aは、データベース生成時に、嚥下運動解析部261Aにより解析された結果と、入力部22(操作入力部)により入力された味覚評価データを、それぞれ検索対象として関連付けてデータベースDBに記憶することで、味覚評価データに関するデータベースDBを生成する処理を行う。記憶部25にはデータベースDBがれている
The
味覚評価診断部263Aは、解析部161Aによる撮像部29からの画像(時系列画像)の解析の結果、及び、記憶部25AのデータベースDBに記憶されている味覚評価データにより味覚評価診断に関する処理を行う。
The taste
次に、嚥下運動解析部261Aについて詳細に説明する。
本実施形態では、図9に示したように、嚥下運動解析部261Aは、特徴点抽出処理部31、画像フィルタ処理部32、分離処理部33、領域特定部34、嚥下変動解析部35、呼吸変動解析部36などを有する。
Next, the swallowing
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the swallowing
嚥下運動解析部261Aには、撮像部29により被験者(被験者)の喉頭部及びその近傍領域を撮像して得られた画像などが入力される。
To the swallowing
次に、本実施形態の撮像部29(体表面用撮像部)により撮像される画像に関して説明する。
本実施形態では、撮像部29として、距離画像カメラを採用する。距離画像カメラは、画像の各画素毎に、撮像部と被写体(被験者)との間の距離情報を関連付けて出力する。
距離情報を取得する方式としては、例えば、タイムオブフライト(TOF:Time Of Flight)方式、パターン照射方式などを採用することができる。本実施形態では、高解像度のTOF方式を採用する。
Next, an image captured by the imaging unit 29 (body surface imaging unit) of the present embodiment will be described.
In the present embodiment, a distance image camera is employed as the
As a method for acquiring the distance information, for example, a time of flight (TOF) method, a pattern irradiation method, or the like can be employed. In this embodiment, a high-resolution TOF method is adopted.
TOF方式の撮像部は、通常のモノクロ画像またはRGB画像を取得する撮像センサと、撮像センサの近傍に設けられた、赤外線などを投光する投光部と、被験者で反射した赤外線などを受光する受光部とを有する。TOF方式では、投光部から被写体(被験者)に投光した時から、被写体(被験者)で反射され、受光部で受光するまで間の時間に基づいて、撮像部と被写体(被験者)との間の距離情報を得る。詳細には、TOF方式の位相差方式では、投光部から高速で点滅するパルス光を投光し、受光部で受光した反射光の位相遅れを計測することで、撮像部と被写体(被験者)との間の距離情報を得る。 The TOF imaging unit receives a normal monochrome image or RGB image, a light projecting unit provided near the imaging sensor for projecting infrared light, and infrared light reflected by the subject. And a light receiving portion. In the TOF method, the distance between the imaging unit and the subject (subject) is determined based on the time from when the light projecting unit projects the subject (subject) to when it is reflected by the subject (subject) and received by the light receiving unit. Get distance information. Specifically, in the phase difference method of the TOF method, the imaging unit and the subject (subject) are projected by projecting pulsed light that flashes at high speed from the light projecting unit and measuring the phase delay of the reflected light received by the light receiving unit. Get distance information between.
パターン照射方式では、ランダムドットパターン、又は所定のパターンを、レーザー光により被写体(被験者)に照射し、受光部で受光した反射光のパターンの歪みやパターンの変化に基づいて、被写体(被験者)までの距離情報を取得する。 In the pattern irradiation method, a random dot pattern or a predetermined pattern is irradiated to a subject (subject) with a laser beam, and the subject (subject) is detected based on the distortion of the reflected light pattern received by the light receiving unit or a change in the pattern. Get distance information.
距離画像撮像装置を採用した撮像部により得られた画像の一例を図10に示す。図10に示した例では、撮像部は、被験者の人体Aの喉頭部PL及び喉頭部PL近傍の領域(喉部、胸部上部)などの画像と、その画像の各画素毎に距離情報とを関連付けて出力する。図10に示した距離画像では、喉頭部PLの喉頭隆起とその他の部分とで距離が異なるので、喉頭部PLの位置や動きを高精度に特定することができる。 An example of an image obtained by an imaging unit that employs a distance image capturing device is shown in FIG. In the example shown in FIG. 10, the imaging unit displays an image of the subject's human body A, such as the larynx PL and the region in the vicinity of the larynx PL (throat and upper chest), and distance information for each pixel of the image. Output in association. In the distance image shown in FIG. 10, since the distance differs between the laryngeal protuberance of the larynx PL and other portions, the position and movement of the larynx PL can be specified with high accuracy.
<特徴点抽出処理部31>
特徴点抽出処理部31は、撮像部29で得られた画像から特徴点Paを抽出する。例えば、特徴点抽出処理部31は、画像の各画素及びその近傍の画素に基づいて、輝度変化が最大となる画素などを特徴点とする。特徴点抽出処理部31による特徴点抽出の方式としては、SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)、SURF(Speeded Up Robust Features)などの各種の抽出方法を採用することができ、最適な方式を採用することで、変動する領域の抽出精度を上げることができる。また、画像と距離情報を関連付けた距離画像に基づいて、特徴点を抽出することで、変動する領域の抽出精度をさらに向上させることができる。
尚、特徴点抽出処理部31による特徴点抽出処理を、撮像部29に含まれる画像処理回路により行ってもよい。
<Feature Point
The feature point
Note that the feature point extraction processing by the feature point
図11に示した例では、複数の時系列画像に基づいてオプティカルフロー方式によりフレーム間の画像の画素毎の変位Pb(フローベクトル)を算出する。特徴点ベースのオプティカルフロー方式では、時系列画像の特徴点に基づいて、画素毎にその移動先を特定することで、フレーム間の画像の画素毎の変位Pbを算出する。このオプティカルフロー方式により生成された各画素毎の変位Pbに基づいて、嚥下動作に伴う喉頭部の喉頭隆起の皮膚表面の動きを高精度に容易に特定することができる。 In the example shown in FIG. 11, a displacement Pb (flow vector) for each pixel of an image between frames is calculated by an optical flow method based on a plurality of time-series images. In the feature point-based optical flow method, the displacement Pb for each pixel of the image between frames is calculated by specifying the movement destination for each pixel based on the feature point of the time-series image. Based on the displacement Pb for each pixel generated by this optical flow method, the movement of the skin surface of the laryngeal protuberance of the larynx associated with the swallowing operation can be easily identified with high accuracy.
尚、上述した実施形態では、オプティカルフロー方式を採用したが、この形態に限られるものではなく、各種方式を採用することができる。
図12に示した例では、撮像部により撮像された時系列画像に基づいて、喉頭部の喉頭隆起に対応する領域の動きを特定することができる。詳細には、図12において、横軸にx軸(図8参照)を示し、縦軸にz軸(図8参照)を示し、それらを奥方向(時間軸(T))に時系列に並べて立体図を作成している。尚、時間軸Tの時間は、時系列画像のフレーム番号に対応する。図12に示した凸部は、喉頭部の喉頭隆起に対応し、時間経過(フレーム番号の増加)に伴い、隆起形状が変化していることが分かる。つまり、嚥下動作に伴う喉頭部の喉頭隆起の皮膚表面の動きを高精度に特定することができる。
In the above-described embodiment, the optical flow method is employed. However, the present invention is not limited to this embodiment, and various methods can be employed.
In the example illustrated in FIG. 12, the movement of the region corresponding to the laryngeal protuberance of the larynx can be specified based on the time-series image captured by the imaging unit. Specifically, in FIG. 12, the horizontal axis indicates the x-axis (see FIG. 8), the vertical axis indicates the z-axis (see FIG. 8), and these are arranged in time series in the back direction (time axis (T)). A 3D map is created. The time on the time axis T corresponds to the frame number of the time series image. The convex part shown in FIG. 12 corresponds to the laryngeal protuberance of the larynx, and it can be seen that the protuberance shape changes with the passage of time (increase in the frame number). That is, the movement of the skin surface of the laryngeal protuberance of the larynx accompanying swallowing movement can be specified with high accuracy.
<画像フィルタ処理部32>
画像フィルタ処理部32(ノイズ除去処理部)は、時系列的画像の各画素や各画素の特徴点の変位に対してノイズ除去処理を施す。ノイズ除去処理としては、平滑化処理(移動平均フィルタ処理、メディアンフィルター処理など)を挙げることができる。
<Image
The image filter processing unit 32 (noise removal processing unit) performs noise removal processing on the displacement of each pixel of the time-series image and the feature point of each pixel. Examples of the noise removal process include a smoothing process (moving average filter process, median filter process, etc.).
<分離処理部33>
分離処理部33は、画像フィルタ処理部32から出力された画像(特徴点を含む)に基づいて、嚥下動作による嚥下周期に対応する周波数(例えば約0.5Hz)以上の動きに対応する部分と、その周波数(約0.5Hz)未満に対応する部分(体動、心拍変動成分、呼吸周波数成分などを含む)とに分離する処理を行う。
尚、呼吸変動などを抽出する必要がない場合には、分離処理部33による分離処理を行わなくともよい。
<
Based on the image (including feature points) output from the image
If there is no need to extract respiratory fluctuations, the separation processing by the
<領域特定部34>
領域特定部34は、画像フィルタ処理部32から出力された画像(特徴点を含む)に基づいて、嚥下動作に伴う皮膚表面の運動に対応する領域を特定する。詳細には、領域特定部34は、喉頭部の喉頭隆起に対応する領域を特定する。
尚、領域特定部34は、分離処理部33により必要に応じて分離処理された画像(特徴点を含む)に基づいて、喉頭部の喉頭隆起に対応する領域を特定してもよい。具体的には、領域特定部34は、例えば、図11に示したオプティカルフロー方式の画像(特徴点などを含む)や、図12に示した時系列データに基づいて、喉頭部PLに対応する領域やその動きを特定する処理を行う。
<Area specifying unit 34>
Based on the image (including feature points) output from the image
Note that the region specifying unit 34 may specify a region corresponding to the laryngeal protuberance of the larynx based on an image (including feature points) subjected to separation processing as necessary by the
図13を参照しながら、被験者により嚥下動作が1回だけ行われた場合について説明する。
時間T1において、図13(a)に示したように、時間T1では、首部の上部付近に喉頭部PLが位置し、下方(図13の下方)へ移動する。
次に、時間T2において、図13(b)に示したように、喉頭部PLが、首部の中央下部位置から上方(図13の上方)へ移動する。
時間T3において、図13(c)に示したように、喉頭部PLが、首部の上部付近に位置する。
上述したように、領域特定部34は、所定の画素及びその近傍部分の一体的な動きに基づいて、嚥下動作による喉頭部PLの位置や動きを高精度に容易に特定することができる。
A case where a swallowing operation is performed only once by the subject will be described with reference to FIG.
At time T1, as shown in FIG. 13A, at time T1, the larynx PL is located near the upper part of the neck and moves downward (downward in FIG. 13).
Next, at time T2, as shown in FIG. 13B, the larynx PL moves upward (upward in FIG. 13) from the central lower position of the neck.
At time T3, as shown in FIG. 13C, the larynx PL is located near the upper part of the neck.
As described above, the region specifying unit 34 can easily specify the position and movement of the larynx PL due to the swallowing operation with high accuracy based on the integral movement of the predetermined pixel and the vicinity thereof.
<嚥下変動解析部35>
嚥下変動解析部35は、領域特定部34により特定された領域(喉頭部PLに対応する領域又はその近傍領域)の変位、変位の時間微分である速度、速度のパワースペクトル、速度の時間微分である加速度、及び加速度のパワースペクトルなどを算出する。嚥下変動解析部35により算出された結果は、データベース生成時にはデータベース生成部262Aに出力され、味覚診断評価時には味覚評価診断部263Aに出力される。
<Swallowing
The swallowing
次に、複数の被験者(被験者A1、被験者A2)に食物を実際に飲食してもらい、美味しいと感じた場合、不味いと感じた場合それぞれについて、撮像部により被験者の喉頭部及びその近傍領域を撮像して得られた時系列の画像を解析した結果を示す。 Next, a plurality of subjects (subjects A1 and A2) actually eat and drink food, and when it feels delicious and when it feels unpleasant, the imaging unit picks up the subject's larynx and its nearby region. The result of having analyzed the time series image obtained by doing is shown.
図14は被験者A1が食物を美味しいと感じた場合、図15は被験者A1が食物を不味いと感じた場合の喉頭部PLの動きを示すグラフである。
図16は被験者A2が食物を美味しいと感じた場合、図16は被験者A2が食物を不味いと感じた場合の喉頭部PLの動きを示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing the movement of the larynx PL when the subject A1 feels that the food is delicious, and FIG. 15 is a graph showing the movement of the larynx PL when the subject A1 feels that the food is tasteless.
FIG. 16 is a graph showing the movement of the larynx PL when the subject A2 feels that the food is delicious, and FIG. 16 shows the movement of the larynx PL when the subject A2 feels that the food is tasteless.
詳細には、図14(a)、図15(a)、図16(a)、図17(a)において、縦軸に被験者の喉頭部PLの変位M(基準位置を0とする)を示し、横軸に時間(sec)を示す。図14(b)、図15(b)、図16(b)、図17(b)において、縦軸に時間微分dM/dtを示し、横軸に時間(sec)を示す。
詳細には、図14(c)、図15(c)、図16(c)、図17(c)において、縦軸に時間に関する2階微分d2M/dt2を示し、横軸に時間(sec)を示す。
尚、上述した変位Mは、変位ベクトルのx成分とy成分(及び必要に応じてz成分)を考慮した、変位ベクトルの大きさである。
Specifically, in FIGS. 14 (a), 15 (a), 16 (a), and 17 (a), the vertical axis indicates the displacement M of the subject's larynx PL (the reference position is 0). The horizontal axis indicates time (sec). In FIG. 14B, FIG. 15B, FIG. 16B, and FIG. 17B, the vertical axis indicates time differentiation dM / dt, and the horizontal axis indicates time (sec).
Specifically, in FIGS. 14 (c), 15 (c), 16 (c), and 17 (c), the vertical axis represents the second-order derivative d 2 M / dt 2 with respect to time, and the horizontal axis represents time. (Sec).
The displacement M described above is the magnitude of the displacement vector in consideration of the x component and the y component (and z component if necessary) of the displacement vector.
図14(a)、図15(a)、図16(a)、図16(a)において、下矢印は被験者の嚥下動作により喉頭部や食道が下方向に移動したタイミングを示している。複数回、下矢印が記載されている場合、喉頭部の喉頭隆起や食道が、嚥下運動により複数回、下方に動いたことを示している。嚥下挙動時間Ta(嚥下動作時間)は、1回の嚥下動作に掛かる時間を示している。 14 (a), 15 (a), 16 (a), and 16 (a), the down arrow indicates the timing at which the larynx and esophagus move downward due to the swallowing motion of the subject. When the down arrow is described multiple times, it indicates that the laryngeal protuberance and esophagus of the larynx have moved downward several times due to swallowing movement. The swallowing behavior time Ta (swallowing operation time) indicates the time taken for one swallowing operation.
実際に、被験者A1,A2に食品としてジュースなどを飲食してもらい、被験者A1,A2によりその食品が美味しいと評価、又は不味いと評価したことを示す味覚評価データが入力部から入力される。
データベース生成部262Aは、味覚評価診断部データと、上記嚥下変動解析部35による算出の結果を関連付けて、データベースDBとして記憶部25Aに記憶する。
Actually, the subjects A1 and A2 eat and drink juice as food, and the taste evaluation data indicating that the food is evaluated as delicious or tasteless by the subjects A1 and A2 is input from the input unit.
The
例えば、図14に示した例では、被験者A1がジュースを飲み込む際に、嚥下動作を3回行い、そのジュースを美味しいと評価していることを示している。
図15に示した例では、被験者A1がジュースを飲み込む際に、嚥下動作を3回行い、そのジュースを不味いと評価していることを示している。
For example, in the example illustrated in FIG. 14, when the subject A1 swallows the juice, the swallowing operation is performed three times, and the juice is evaluated as delicious.
In the example shown in FIG. 15, when the subject A1 swallows the juice, the swallowing operation is performed three times, and the juice is evaluated as being tasteless.
また、嚥下変動解析部35は、図18(a)に示したように、喉頭部の喉頭隆起に対応する領域の嚥下運動に伴う速度のパワースペクトルを算出する。例えば、図14(b)、図15(b)、図16(b)、図17(b)に示した速度のグラフに基づいて、フーリエ変換処理などにより、それぞれの速度のパワースペクトルが算出される。
実験の結果、被験者が美味しいと感じる場合では、嚥下動作の周期に対応する速度の周波数成分で鋭く大きいピークが得られ、不味いと感じる場合では、ピークがブロードになり、ピーク周波数が大きくなる傾向となることが分かった。
Moreover, the swallowing fluctuation |
As a result of the experiment, when the subject feels delicious, a sharp and large peak is obtained with the frequency component of the speed corresponding to the cycle of swallowing movement, and when it feels unpleasant, the peak becomes broad and the peak frequency tends to increase. I found out that
また、嚥下変動解析部35は、図18(b)に示したように、加速度のパワースペクトルを算出する。例えば、図14(c)、図15(c)、図16(c)、図17(c)に示した加速度のグラフに基づいて、フーリエ変換処理などにより、それぞれの加速度のパワースペクトルが算出される。
実験の結果、被験者が美味しいと感じる場合では、嚥下動作の周期に対応する加速度の周波数成分で鋭く大きいピークが得られ、不味いと感じる場合では、ピークがブロードになり、ピーク周波数が大きくなる傾向となることが分かった。
Further, the swallowing
As a result of the experiment, when the subject feels delicious, a sharp and large peak is obtained with the frequency component of the acceleration corresponding to the cycle of swallowing movement, and when it feels unpleasant, the peak becomes broad and the peak frequency tends to increase. I found out that
上述したように、変位、速度、速度のパワースペクトル、加速度、加速度のパワースペクトルについて、美味しい評価と不味い評価とで異なる傾向がある。この傾向から、美味しい又は不味いと評価するのに重要なパラメータとしては、嚥下挙動時間Ta、速度の周期性、加速度の変異係数、速度のパワースペクトル、加速度のパワースペクトルなどを挙げることができる。詳細には、表1に示したように、嚥下運動に関して分析することができる。 As described above, there is a tendency that a delicious evaluation and an unfavorable evaluation differ for the power spectrum of displacement, velocity, velocity, acceleration, and acceleration. From this tendency, important parameters for evaluating delicious or unpleasant include swallowing behavior time Ta, speed periodicity, acceleration variation coefficient, speed power spectrum, acceleration power spectrum, and the like. Specifically, as shown in Table 1, analysis can be made regarding swallowing movements.
嚥下挙動時間Ta(図14(a)、図15(a)、図16(a)、図17(a)参照)は、被験者により美味しいと評価された場合には短い傾向となり、不味いと評価された場合には長い傾向がある。 The swallowing behavior time Ta (see FIG. 14 (a), FIG. 15 (a), FIG. 16 (a), and FIG. 17 (a)) tends to be short when evaluated as delicious by the subject, and is evaluated as tasteless. Tend to be long.
速度の周期性(速度振幅や速度周期)に関し、被験者により美味しいと評価された場合、嚥下動作の繰り返しに起因する嚥下周期(嚥下周期に対応する周波数成分)の成分が大きく、それ以外(嚥下周期に対応する周波数成分以外の成分)については、小さい傾向がある。被験者により不味いと評価された場合、嚥下動作の繰り返しに起因する嚥下周期に対応する周波数成分よりも大きい、又は小さい周波数成分が増大する傾向がある。 Regarding the periodicity of speed (speed amplitude and speed period), if the subject evaluates that it is delicious, the component of the swallowing cycle (frequency component corresponding to the swallowing cycle) resulting from repeated swallowing movements is large, and the rest (swallowing cycle) (Components other than frequency components corresponding to) tend to be small. When the subject evaluates the taste as unpleasant, there is a tendency that a frequency component larger or smaller than the frequency component corresponding to the swallowing cycle resulting from the repeated swallowing operation increases.
加速度の変異係数(ばらつきを示す指標)に関し、被験者により美味しいと評価された場合、嚥下動作に同期し、加速度のばらつきを示す変異係数が小さい傾向がある。被験者により不味いと評価された場合、嚥下挙動に非同期に加速度が増大する傾向がある。 With regard to the acceleration variation coefficient (an index indicating variation), when the subject evaluates that it is delicious, the variation coefficient indicating the variation in acceleration tends to be small in synchronization with the swallowing motion. If the subject evaluates the taste as unfavorable, the acceleration tends to increase asynchronously with the swallowing behavior.
データベース生成部262Aは、味覚評価データと、撮像部で撮像された画像を解析することで、被験者による嚥下運動と味覚評価には、上述した傾向があると分析し、それらをデータベースに記録する。詳細には、データベース生成部262Aは、味覚評価データ、嚥下運動解析部261Aによる解析結果を関連付けたデータベースを記憶部に記憶する処理を行う。
データベースDBを構築する際には、被験者の人数が多いほど好ましい。被験者の人数が多いほど、美味しい評価、不味い評価それぞれで、撮像部による画像に基づいた嚥下運動に関する解析から上記傾向を明確にすることができ、味覚評価診断時の診断精度を向上させることができる。
The
When constructing the database DB, the larger the number of subjects, the better. As the number of subjects increases, the above-mentioned tendency can be clarified from the analysis on the swallowing movement based on the image by the imaging unit in each of the delicious evaluation and the taste evaluation, and the diagnostic accuracy at the taste evaluation diagnosis can be improved. .
味覚評価診断部263は、味覚診断時に、体表面用撮像部29により撮像された画像、及びデータベースDBに記憶されている嚥下運動解析部による解析結果に基づいて、味覚評価診断に関する処理を行う。
The taste
<呼吸変動解析部36>
嚥下運動解析部261は、呼吸変動に関する解析処理を行う呼吸変動解析部36を有していてもよい。呼吸変動解析部36を設けることにより、味覚評価に関する診断精度を向上させることができる。
詳細には、呼吸変動解析部36は、画像解析において、分離処理部33により分離処理された、所定の周波数成分(約0.5Hz)未満の部分(体動、心拍変動成分、呼吸周波数成分などを含む)を解析し、例えば、呼吸周波数成分(呼吸動作に対応する周波数成分)を抽出することで、被験者の呼吸に応じた体表面の変動を検出する。
尚、体表面用撮像部29が、撮像範囲として被験者の胸部を含めて撮像することにより、被験者の呼吸に応じた体表面の変動を、容易に高精度に検出することができる。
<Respiration
The swallowing
Specifically, the respiratory
The body
<呼吸動作を考慮した美味しい又は不味い評価>
体表面用撮像部29により得られた時系列画像から、被験者が飲食をした場合、快状態(心地よい状態)である場合と、不快状態(心地悪い状態)とで、呼吸の吸気速度が異なる傾向を示すことが分かった(図19参照)。詳細には、快状態(心地よい状態)の場合と比べて、不快状態(心地悪い状態)の場合には、吸気速度が大きいことが分かる。
<Delicious or tasty evaluation considering breathing action>
From the time-series images obtained by the body
美味しい評価又は不味い評価と、呼吸動作による快状態と不快状態都の関係を説明する。
被験者が美味しいと評価する場合には、呼吸動作に関して快状態(心地よい状態)であり、吸気速度が比較的遅い傾向となることがわかった。
また、被験者が不味いと評価する場合には、呼吸動作に関して不快状態(心地悪い状態)であり、吸気速度が比較的速い傾向となることがわかった。
データベース生成部262は、味覚評価データ、呼吸変動解析部36による解析結果、嚥下変動解析部35による解析結果を関連付けたデータベースDBを記憶部25Aに記憶する処理を行う。
The relationship between delicious evaluation or tasteless evaluation, and the pleasant state and uncomfortable state due to breathing motion will be explained.
It was found that when the subject evaluated that it was delicious, the breathing action was pleasant (a comfortable state), and the inspiration rate tended to be relatively slow.
In addition, it was found that when the subject evaluated that the taste was unpleasant, the breathing motion was uncomfortable (uncomfortable), and the intake speed tended to be relatively fast.
The
味覚評価診断部263Aは、体表面用撮像部29により撮像された画像、及びデータベースに記憶されている嚥下変動解析部35による解析結果、及び呼吸変動解析部36による解析結果に基づいて、味覚評価診断に関する処理を行う。
The taste
次に、本実施形態に係る味覚評価診断装置100Aの味覚評価に関するデータベースの作成時の動作の一例を説明する。 Next, an example of operation | movement at the time of creation of the database regarding the taste evaluation of 100 A of taste evaluation diagnostic apparatuses which concern on this embodiment is demonstrated.
データベース作成時、図8に示したように、体表面用撮像部29が、被験者の喉頭部PL及びその近傍部分を撮像する。被験者が食物や飲み物を食した場合、被験者が美味しく感じるか否かを示す味覚評価データを、情報処理装置2A(コンピュータ)の入力部22により入力する。情報処理装置2Aの制御部26Aは、入力部22から入力された味覚評価データを取得する。
When creating the database, as shown in FIG. 8, the body
情報処理装置2Aの制御部26Aは、飲食時に体表面用撮像部29からの画像(信号)を嚥下運動解析部261Aにより解析し、美味しく感じるか否かにより異なる特徴パターン(特徴情報)を特定し、味覚評価データと関連付けて記憶部25AのデータベースDBに記憶する。
The
詳細には、撮像部29により撮像された画像に基づいて、特徴点抽出処理部31が特徴点を抽出する処理を行う。次に、画像フィルタ処理部32により平滑化処理などのノイズ除去処理を行う。そして、分離処理部33により、画像処理において、嚥下動作に伴う皮膚表面の運動による高周波成分と、心拍変動や呼吸変動などの低周波成分とを分離する処理が行われる。
そして、領域特定部34は、特徴点抽出処理部31により抽出された複数の特徴点の変位に基づいて変動部分の領域を特定する処理を行う。次に、嚥下変動解析部35は、領域特定部34により特定された領域の変位、速度、速度のパワースペクトル、加速度、加速度のパワースペクトルのうち少なくともいずれか1つを算出する処理を行う。
呼吸変動解析部36は、分離処理部33から出力された低周波成分の画像に基づいて呼吸変動に関する解析処理を行う。
次に、データベース生成部262は、味覚評価データ、嚥下変動解析部による解析結果、呼吸変動解析部36による解析結果を関連付けたデータベースDBを記憶部25Aに記憶する処理を行う。
Specifically, the feature point
Then, the region specifying unit 34 performs a process of specifying the region of the variable part based on the displacement of the plurality of feature points extracted by the feature point
The respiratory
Next, the
次に、味覚評価診断時の味覚評価診断装置100Aの動作の一例を説明する。記憶部25AのデータベースDBには、上述したデータベース作成時に得られた情報が記憶されている。
Next, an example of operation | movement of the taste evaluation
飲食時、体表面用撮像部29が、被験者の喉頭部PL及びその近傍部分を撮像する。情報処理装置2Aの制御部26Aは、飲食時に、体表面用撮像部29からの画像(信号)を嚥下運動解析部261Aにより解析し、その解析結果と、予めデータベースDBに記憶されている、嚥下変動解析部35による解析結果、呼吸変動解析部36による解析結果、及びそれらに関連付けられている味覚評価データに基づいて、味覚評価診断に関する処理、詳細には、被験者が美味しいと感じているか、又は不味いと感じているかを診断する処理を行う。
When eating or drinking, the body
詳細には、撮像部29により撮像された画像に基づいて、特徴点抽出処理部31が特徴点を抽出する処理を行う。次に、画像フィルタ処理部32により平滑化処理などのノイズ除去処理を行う。そして、分離処理部33により、画像処理において、嚥下動作に伴う皮膚表面の運動による高周波成分と、心拍変動や呼吸変動などの低周波成分とを分離する処理が行われる。
そして、領域特定部34は、特徴点抽出処理部31により抽出された複数の特徴点の変位に基づいて変動部分の領域を特定する処理を行う。次に、嚥下変動解析部35は、領域特定部34により特定された領域の変位、速度、速度のパワースペクトル、加速度、加速度のパワースペクトルのうち少なくともいずれか1つを算出する処理を行う。
呼吸変動解析部36は、分離処理部33から出力された低周波成分の画像に基づいて呼吸変動に関する解析処理を行う。
Specifically, the feature point
Then, the region specifying unit 34 performs a process of specifying the region of the variable part based on the displacement of the plurality of feature points extracted by the feature point
The respiratory
味覚評価診断部263Aは、上記体表面用撮像部29から出力された画像を解析した結果と、予めデータベースDBに記憶されている、嚥下変動解析部35による解析結果、呼吸変動解析部36による解析結果、及びそれらに関連付けられている味覚評価データに基づいて、味覚評価診断に関する処理、詳細には、被験者が美味しいと感じているか、又は不味いと感じているかを診断する処理を行う。
The taste evaluation and
以上、説明したように、本実施形態に係る味覚評価診断装置100Aでは、嚥下運動解析部261Aは、体表面用撮像部29により撮像された画像に基づいて特徴点を抽出する特徴点抽出処理部31と、特徴点抽出処理部31により抽出された複数の特徴点の変位に基づいて変動部分の領域を特定する領域特定部34と、領域特定部34により特定された領域の変位、速度、速度のパワースペクトル、加速度、加速度のパワースペクトルのうち少なくともいずれか1つを算出する嚥下変動解析部35とを有する。上記データベース生成部262は、味覚評価データ、嚥下変動解析部35による解析結果を関連付けたデータベースを記憶部25Aに記憶する処理を行う。味覚評価診断部263Aは、体表面用撮像部29により撮像された画像、及びデータベースDBに記憶されている嚥下変動解析部35による解析結果に基づいて、味覚評価診断に関する処理を行う。
すなわち、体表面用撮像部29により、喉頭部PL及びその近傍を撮像することで、嚥下運動を画像解析することで、非侵襲的に味覚評価診断に関する処理を容易に行うことができる。
As described above, in the taste evaluation and
That is, the body
また、体表面用撮像部29は、撮像された画像の各画素毎に、その体表面用撮像部29と被写体との間の距離情報を関連付けて出力する。また、特徴点抽出処理部31は、体表面用撮像部29による撮像された画像及び距離情報に基づいて特徴点を抽出する。
すなわち、体表面用撮像部29として、距離画像を生成することができる距離画像撮像装置を採用し、得られた距離画像に基づいて高精度に容易に特徴点を抽出することができる。また、領域特定部34は、時系列の距離画像に基づいて、高精度に容易に、喉頭部の喉頭隆起に対応する領域を特定することができる。ゆえに、味覚評価診断部263Aは、味覚評価に関して高精度に診断する処理を行うことができる。
Further, the body
That is, a distance image capturing device capable of generating a distance image is employed as the body
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
また、上述の各図で示した実施形態は、その構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。
また、各図の記載内容はそれぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。
As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. Is included in the present invention.
Further, the embodiments shown in the above drawings can be combined with each other as long as there is no contradiction or problem in the configuration or the like.
Moreover, the description content of each figure can become independent embodiment, respectively, and embodiment of this invention is not limited to one embodiment which combined each figure.
上記実施形態では、味覚評価診断装置は、体表面用動き検出部と、嚥下運動解析部と、味覚評価データを入力する入力部と、データベース生成部と、味覚評価診断部と、などを有していたが、この形態に限られるものではない。例えば、味覚評価診断装置は、少なくとも、体表面用動き検出部、嚥下運動解析部、味覚評価データを入力する入力部、味覚評価診断部を有していればよい。 In the above embodiment, the taste evaluation diagnostic apparatus includes a body surface motion detection unit, a swallowing motion analysis unit, an input unit for inputting taste evaluation data, a database generation unit, a taste evaluation diagnosis unit, and the like. However, it is not limited to this form. For example, the taste evaluation diagnostic apparatus may include at least a body surface motion detection unit, a swallowing motion analysis unit, an input unit for inputting taste evaluation data, and a taste evaluation diagnosis unit.
1…体表面用加速度検出部(体表面用動き検出部)
2、2A…情報処理装置(コンピュータ)
11…加速度センサ(加速度検出部)
12…CPU
13…通信部
21…通信部
22…入力部
25、25A…記憶部
26、26A…制御部(CPU)
29…体表面用撮像部(体表面用動き検出部)
31…特徴点抽出処理部
32…画像フィルタ処理部
33…分離処理部
34…領域特定部
35…嚥下変動解析部
36…呼吸変動解析部
100、100A…味覚評価診断装置
261、261A…解析部
262、261A…データベース生成部
263、263A…味覚評価診断部
PL…喉頭部
1 ... Body surface acceleration detector (body surface motion detector)
2, 2A Information processing device (computer)
11 ... Accelerometer (acceleration detector)
12 ... CPU
DESCRIPTION OF
29 ... imaging unit for body surface (motion detection unit for body surface)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記体表面用動き検出部で得られた信号に基づいて嚥下運動に関する解析処理を行う嚥下運動解析部と、
味覚評価データを入力する入力部と、
前記入力部により入力された前記味覚評価データと前記嚥下運動解析部による解析結果とを関連付けたデータベースを記憶部に記憶するデータベース生成部と、
前記体表面用動き検出部で得られた信号、及び前記記憶部のデータベースに記憶されている前記嚥下運動解析部による解析結果に基づいて味覚評価診断に関する処理を行う味覚評価診断部と、
を有することを特徴とする味覚評価診断装置。 A body surface motion detector;
A swallowing motion analysis unit that performs analysis processing related to swallowing motion based on the signal obtained by the body surface motion detection unit;
An input unit for inputting taste evaluation data;
A database generation unit that stores a database that associates the taste evaluation data input by the input unit with the analysis result of the swallowing movement analysis unit in a storage unit;
A taste evaluation diagnosis unit that performs processing related to taste evaluation diagnosis based on the signal obtained by the body surface motion detection unit and the analysis result by the swallowing motion analysis unit stored in the database of the storage unit;
A taste evaluation and diagnosis apparatus characterized by comprising:
前記嚥下運動解析部は、前記体表面用加速度検出部で得られた加速度信号に基づいて当該加速度信号の周波数成分の強度情報を算出する処理を行い、
前記データベース生成部は、前記味覚評価データ、前記加速度信号、前記加速度信号の周波数成分の強度情報を関連付けたデータベースを前記記憶部に記憶する処理を行い、
前記味覚評価診断部は、前記体表面用加速度検出部で得られた加速度信号、及び前記データベースに記憶されている前記嚥下運動解析部の解析結果に基づいて、味覚評価診断に関する処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の味覚評価診断装置。 The body surface motion detection unit includes a body surface acceleration detection unit,
The swallowing motion analysis unit performs a process of calculating intensity information of a frequency component of the acceleration signal based on the acceleration signal obtained by the body surface acceleration detection unit,
The database generation unit performs a process of storing in the storage unit a database in which intensity information of frequency components of the taste evaluation data, the acceleration signal, and the acceleration signal is associated,
The taste evaluation diagnosis unit performs processing related to taste evaluation diagnosis based on the acceleration signal obtained by the body surface acceleration detection unit and the analysis result of the swallowing movement analysis unit stored in the database. The taste evaluation diagnostic apparatus according to claim 1, wherein
前記嚥下運動解析部は、前記体表面用撮像部により撮像された画像に基づいて特徴点を抽出する特徴点抽出処理部と、
前記特徴点抽出処理部により抽出された複数の特徴点の変位に基づいて変動部分の領域を特定する領域特定部と、
前記領域特定部により特定された領域の変位、速度、速度のパワースペクトル、加速度、加速度のパワースペクトルのうち少なくともいずれか1つを算出する嚥下変動解析部と、を有し、
前記データベース生成部は、前記味覚評価データ、前記嚥下変動解析部による解析結果を関連付けたデータベースを前記記憶部に記憶する処理を行い、
前記味覚評価診断部は、前記体表面用撮像部により撮像された画像、及び前記データベースに記憶されている前記嚥下運動解析部による解析結果に基づいて、味覚評価診断に関する処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の味覚評価診断装置。 The body surface motion detection unit includes a body surface imaging unit,
The swallowing motion analysis unit extracts a feature point based on an image captured by the body surface imaging unit;
An area specifying unit for specifying an area of a variable part based on displacement of a plurality of feature points extracted by the feature point extraction processing unit;
A swallowing fluctuation analyzing unit that calculates at least one of the displacement, velocity, velocity power spectrum, acceleration, and acceleration power spectrum of the region identified by the region identifying unit;
The database generation unit performs processing for storing in the storage unit a database in which the taste evaluation data and an analysis result by the swallowing fluctuation analysis unit are associated,
The taste evaluation diagnosis unit performs processing related to taste evaluation diagnosis based on an image captured by the body surface imaging unit and an analysis result by the swallowing motion analysis unit stored in the database. The taste evaluation diagnostic apparatus according to claim 1.
前記特徴点抽出処理部は、前記体表面用撮像部による撮像された前記画像及び前記距離情報に基づいて特徴点を抽出することを特徴とする請求項3に記載の味覚評価診断装置。 The body surface imaging unit associates and outputs distance information between the body surface imaging unit and the subject for each pixel of the captured image,
The taste evaluation diagnosis apparatus according to claim 3, wherein the feature point extraction processing unit extracts a feature point based on the image captured by the body surface imaging unit and the distance information.
前記データベース生成部は、前記味覚評価データ、前記呼吸変動解析部による解析結果を関連付けたデータベースを前記記憶部に記憶する処理を行い、
前記味覚評価診断部は、前記体表面用撮像部により撮像された画像、及び前記データベースに記憶されている前記嚥下運動解析部による解析結果、及び呼吸変動解析部による解析結果に基づいて、味覚評価診断に関する処理を行うことを特徴とする請求項3に記載の味覚評価診断装置。 The swallowing motion analysis unit includes a respiratory fluctuation analysis unit that performs an analysis process on respiratory fluctuations based on an image captured by the body surface imaging unit,
The database generation unit performs a process of storing in the storage unit a database in which the taste evaluation data and the analysis result of the respiratory variation analysis unit are associated with each other,
The taste evaluation diagnostic unit is based on the image captured by the body surface imaging unit, the analysis result by the swallowing motion analysis unit stored in the database, and the analysis result by the respiratory fluctuation analysis unit. 4. The taste evaluation diagnosis apparatus according to claim 3, wherein a process related to diagnosis is performed.
前記体表面用動き検出部が信号を生成するステップと、
前記味覚評価診断部が前記体表面用動き検出部で生成された信号、及び前記記憶部のデータベースに記憶されている前記嚥下運動解析部による解析結果に基づいて味覚評価診断に関する処理を行うステップと、を有することを特徴とする
味覚評価診断装置の味覚評価診断方法。 A body surface motion detection unit, a swallowing motion analysis unit that performs analysis processing on swallowing motion based on a signal obtained by the body surface motion detection unit, an input unit that inputs taste evaluation data, and the input unit A database generation unit that stores a database that associates the input taste evaluation data with the analysis result of the swallowing movement analysis unit in a storage unit, a signal obtained by the body surface motion detection unit, and the storage unit A taste evaluation diagnostic unit for performing a taste evaluation diagnosis based on the analysis result by the swallowing movement analysis unit stored in the database, and a taste evaluation diagnostic method of a taste evaluation diagnostic device,
The body surface motion detection unit generating a signal;
Performing a process related to taste evaluation diagnosis based on a signal generated by the body surface motion detection unit and an analysis result by the swallowing movement analysis unit stored in the database of the storage unit, the taste evaluation diagnosis unit; A taste evaluation diagnostic method for a taste evaluation diagnostic apparatus.
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