JP6019517B2 - Eye movement analysis system, eye movement diagnosis device, and method of operating eye movement analysis system - Google Patents
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Description
本発明は、眼球運動解析システム、眼球運動診断装置および眼球運動解析システムの作動方法に関し、特に、平衡機能検査における眼球の運動データを解析する眼球運動解析システム、眼球運動診断装置および眼球運動解析システムの作動方法に関する。 The present invention relates to an eye movement analysis system, an eye movement diagnosis apparatus, and an operation method of the eye movement analysis system , and more particularly to an eye movement analysis system, an eye movement diagnosis apparatus, and an eye movement analysis system that analyze eye movement data in a balance function test. Relates to the method of operation .
耳鼻科、神経内科、脳神経外科などにおいて、めまいや平衡機能障害などの診療においては、目への刺激、頭部への刺激、あるいは耳への刺激に対して、眼球がどのような運動をするかを調べる平衡機能検査が広く行なわれている。この平衡機能検査は、たとえば、頭部を水平に回転させる刺激、より具体的には首を左右に振る刺激に対する眼球運動を健常者と比較することによって、人体がうける種々の加速度を検知している前庭や三半規管などの平衡機能系の異常を検査する。 In otolaryngology, neurology, neurosurgery, etc., in the treatment of dizziness and balance dysfunction, how the eyeball moves in response to eye stimulation, head stimulation, or ear stimulation Equilibrium function tests are widely conducted. This balanced function test detects, for example, various accelerations caused by the human body by comparing eye movements with a healthy person by stimulating the head horizontally, more specifically, by stimulating the neck to the left or right. Check for abnormalities in the balance function system such as the vestibule and the semicircular canal.
平衡機能検査には、前庭眼反射(VOR:VESTIBULO-OCULAR REFLEX)、自然視前庭眼反射(Vis−VOR:VISUAL-VESTIBULO-OCULAR REFLEX)、固視前庭眼反射(VOR−FIX:FIXATION SUPPRESSION OF THE VESTIBULO-OCULAR REFLEX)を検査するものがある。 For balance function tests, vestibular eye reflex (VOR: VESTIBULO-OCULAR REFLEX), natural vision vestibular reflex (Vis-VOR: VISUAL-VESTIBULO-OCULAR REFLEX), fixation vestibule reflex (VOR-FIX: FIXATION SUPPRESSION OF THE) Some test VESTIBULO-OCULAR REFLEX).
このような平衡機能検査に用いられる眼球運動の記録観察法として肉眼観察、フレンツェル眼鏡下観察、キモグラフィー、映画撮影、ビデオ記録、電気的あるいは光学的記録方法、電磁的記録法などがある。近年では、主に、電気的記録法である電気眼振計(ENG:ELECTRO-NYSTAGMOGRAPHY)、電磁的記録法であるサーチコイル法、あるいは眼球をビデオカメラで撮像し、その動画像を観察、記録する方法などが注目されている。これらの方法を用いることで、客観的な眼球運動のデータを得ることができる。具体的な平衡機能検査装置の構成としては、たとえば特許文献1に開示してある。 As a method for recording and observing eye movements used for such an equilibrium function test, there are visual observation, observation under Frenzel glasses, chromography, movie shooting, video recording, electrical or optical recording method, electromagnetic recording method and the like. In recent years, the electro-hybridometer (ENG: ELECTRO-NYSTAGMOGRAPHY), which is an electrical recording method, the search coil method, which is an electromagnetic recording method, or the eyeball is imaged with a video camera, and the moving image is observed and recorded The method of doing is attracting attention. By using these methods, objective eye movement data can be obtained. A specific configuration of the balance function inspection apparatus is disclosed in Patent Document 1, for example.
平衡機能検査装置から得られたデータから眼球運動を解析する方法の一つとして、前庭動眼反射を用いた解析手法がある。前庭動眼反射とは、頭部を回転した場合に、その回転とは反対方向に眼球が動く反射のことであり、一定方向の加速度刺激が持続すると、眼球は逆方向に徐々に変位し、急速に元に戻るという規則的な運動を反復する。反復する眼球運動のうち、眼球位置が徐々に変位する部分が緩徐相、急速に元の位置に戻る変位の部分が急速相と呼ばれている。これら2つの相が交互に現れる現象は眼振として知られ、この眼振の時系列データが眼振データと呼ばれている。 One of the methods for analyzing eye movements from data obtained from the balance function testing apparatus is an analysis method using vestibulo-ocular reflex. Vestibulo-oculomotor reflex is a reflection in which the eyeball moves in the opposite direction when the head is rotated. When acceleration stimulation in a certain direction continues, the eyeball is gradually displaced in the opposite direction and rapidly Repeat the regular movement to return to the original. Of the repetitive eye movements, the part where the eyeball position is gradually displaced is called the slow phase, and the part where the eyeball position returns rapidly to the original position is called the rapid phase. The phenomenon in which these two phases appear alternately is known as nystagmus, and the time series data of this nystagmus is called nystagmus data.
眼振データから前庭動眼反射を解析したり、めまいの診断に用いたりする場合には、小脳等の中枢の働きによって引き起こされる急速相の部分と、前庭動眼反射によって引き起こされる緩徐相の部分とに眼振データを適切に分離する必要があった。 When analyzing vestibulo-oculomotor reflexes from nystagmus data or for diagnosing dizziness, it can be divided into a rapid phase caused by a central action such as the cerebellum and a slow phase caused by vestibulo-ocular reflex. It was necessary to properly separate nystagmus data.
従来、眼振データを急速相の部分と緩徐相の部分とに分離するための種々の手法が提案されてきた。たとえば、特許文献2には、眼振データにファジー集合理論を適用し、眼振データの差分から求めたメンバーシップ値を閾値と比較して眼振データを急速相の部分と緩徐相の部分とに分離する手法が開示してある。
Conventionally, various methods for separating nystagmus data into a rapid phase portion and a slow phase portion have been proposed. For example, in
しかしながら、従来の眼球運動解析システムでは、特許文献2で示したように、閾値により眼球の運動データ(眼振データ)を急速相の部分と緩徐相の部分とに分離する手法を用いる場合、適切な閾値を設定しなければ期待する結果が得られないという問題があった。さらに、従来の眼球運動解析システムでは、得られた結果から直ちに、眼球の運動データを緩徐相と急速相とに適切に分離することができているか否かを容易に確認することができないという問題があった。
However, in the conventional eye movement analysis system, as shown in
また、従来の眼球運動解析システムでは、閾値を変更することにより得られる結果がどの程度変化するのかを容易に確認することができず、閾値を変化させながら適切な閾値を選択する操作を行なうことができなかった。眼球運動解析システムは、眼球の運動データを急速相の部分と緩徐相の部分とを適切に分離することができなければ、眼球運動の診断に必要な情報を提供することができないという問題があった。 In addition, in the conventional eye movement analysis system, it is not possible to easily confirm how much the result obtained by changing the threshold value changes, and an operation for selecting an appropriate threshold value while changing the threshold value is performed. I could not. The eye movement analysis system cannot provide information necessary for diagnosing eye movement unless the eye movement data can be properly separated from the rapid phase part and the slow phase part. It was.
さらに、これまでの眼球運動の診断において、緩徐相と急速相とは、別々に扱われてきた。しかし、緩徐相と急速相とは、連続して交互に現れるものであるために、緩徐相と急速相との間に何らかの相関が存在すると予想されている。これまでの眼球運動の診察方法では、当該相関についての情報が見落とされてきた可能性がある。 Furthermore, in the diagnosis of eye movement so far, the slow phase and the rapid phase have been treated separately. However, since the slow phase and the rapid phase appear alternately in succession, it is expected that there is some correlation between the slow phase and the rapid phase. There is a possibility that information on the correlation has been overlooked in the conventional eye movement examination methods.
それゆえに、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、眼球の運動データを緩徐相と急速相とに適切に分離することができているか否かを容易に確認することができ、緩徐相と急速相とを統合的に扱うことができる眼球運動解析システム、眼球運動診断装置および眼球運動解析システムの作動方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and it is easy to confirm whether or not eye movement data can be appropriately separated into a slow phase and a rapid phase. It is an object of the present invention to provide an eye movement analysis system, an eye movement diagnosis apparatus, and an operation method of an eye movement analysis system that can handle a slow phase and a rapid phase in an integrated manner.
本発明に係る眼球運動解析システムは、平衡機能検査における眼球の運動データを解析する眼球運動解析システムであって、平衡機能検査で測定した眼球の運動データを入力する入力部と、入力部から入力した運動データを、所定の閾値に基づき眼球運動における緩徐相と急速相とに分離する相分離部と、相分離部で分離した複数の緩徐相および複数の急速相に対して、緩徐相における眼球の第1変位ベクトルと、緩徐相の次の急速相における眼球の第2変位ベクトルとのなす角を検出する角度検出部と、角度検出部で検出した第1変位ベクトルと第2変位ベクトルとのなす角の度数分布を算出する分布算出部と、分布算出部で算出した度数分布を含む結果を出力する出力部とを備える。 An eye movement analysis system according to the present invention is an eye movement analysis system for analyzing eye movement data in an equilibrium function test, and includes an input unit for inputting eye movement data measured in the balance function test, and an input from the input unit. A phase separation unit that separates the motion data into a slow phase and a rapid phase in eye movement based on a predetermined threshold, and a plurality of slow phases and a plurality of rapid phases separated by the phase separation unit, and an eyeball in the slow phase An angle detection unit that detects an angle formed by the first displacement vector of the first eye and the second displacement vector of the eyeball in the rapid phase next to the slow phase, and the first displacement vector and the second displacement vector detected by the angle detection unit A distribution calculation unit that calculates a frequency distribution of the angles formed; and an output unit that outputs a result including the frequency distribution calculated by the distribution calculation unit.
好ましくは、出力部は、分布算出部で算出した度数分布を表示する表示部を含む。
好ましくは、表示部は、度数分布をヒストグラムで表示する。
Preferably, the output unit includes a display unit that displays the frequency distribution calculated by the distribution calculation unit.
Preferably, the display unit displays the frequency distribution as a histogram.
好ましくは、表示部は、分布算出部で算出した度数分布を表示するとともに、度数分布に対応する運動データを表示する。 Preferably, the display unit displays the frequency distribution calculated by the distribution calculation unit and also displays exercise data corresponding to the frequency distribution.
好ましくは、表示部は、表示する運動データのうち、緩徐相の部分と、急速相との部分とを識別可能に表示する。 Preferably, the display unit displays the slow phase portion and the rapid phase portion of the exercise data to be displayed so as to be distinguishable.
好ましくは、使用者の入力操作に基づき、表示部に表示している運動データの表示範囲を変更する表示範囲変更部をさらに備え、分布算出部は、表示範囲変更部で変更した表示範囲に含まれる運動データから検出した第1変位ベクトルと第2変位ベクトルとのなす角の度数分布を再度算出し、表示部は、再度算出した度数分布を表示する。 Preferably, the display unit further includes a display range changing unit that changes a display range of the exercise data displayed on the display unit based on a user's input operation, and the distribution calculation unit is included in the display range changed by the display range changing unit. The frequency distribution of the angle formed by the first displacement vector and the second displacement vector detected from the motion data to be detected is calculated again, and the display unit displays the frequency distribution calculated again.
好ましくは、相分離部の閾値を変更する閾値変更部をさらに備え、相分離部は、閾値変更部が変更した閾値に基づき、運動データを緩徐相と急速相とに再度分離し、角度検出部は、再度分離した緩徐相および急速相に基づき、第1変位ベクトルと第2変位ベクトルとのなす角を再度検出し、分布算出部は、再度検出した第1変位ベクトルと第2変位ベクトルとのなす角の度数分布を再度算出し、表示部は、再度算出した度数分布を表示する。 Preferably, the apparatus further includes a threshold value changing unit that changes the threshold value of the phase separation unit, and the phase separation unit separates the motion data again into the slow phase and the rapid phase based on the threshold value changed by the threshold value changing unit, and the angle detection unit. Detects again the angle formed by the first displacement vector and the second displacement vector based on the slow phase and the rapid phase separated again, and the distribution calculation unit calculates the first displacement vector and the second displacement vector detected again. The frequency distribution of the angle formed is calculated again, and the display unit displays the frequency distribution calculated again.
好ましくは、角度検出部で検出した第1変位ベクトルと第2変位ベクトルとのなす角の統計データを算出する統計算出部をさらに備え、表示部は、統計算出部で算出した統計データを表示する。 Preferably, a statistical calculation unit that calculates statistical data of an angle formed by the first displacement vector and the second displacement vector detected by the angle detection unit is further provided, and the display unit displays the statistical data calculated by the statistical calculation unit. .
好ましくは、運動データは、眼球の回転運動中心における眼球の角度を所定の間隔でサンプリングした眼球位置データであり、相分離部は、隣接する眼球位置データ間の差分から眼球の角速度を算出し、算出した眼球の角速度が閾値以上となる眼球位置データを急速相に分離し、角度検出部は、急速相から緩徐相に変化する第1の眼球位置データと、緩徐相から急速相に変化する第2の眼球位置データとを結ぶベクトルを第1変位ベクトルとし、第2の眼球位置データと、急速相から緩徐相に変化する第3の眼球位置データとを結ぶベクトルを第2変位ベクトルとする。 Preferably, the movement data is eyeball position data obtained by sampling the angle of the eyeball at the rotational movement center of the eyeball at a predetermined interval, and the phase separation unit calculates an angular velocity of the eyeball from a difference between adjacent eyeball position data, The eye position data in which the calculated angular velocity of the eyeball is equal to or greater than the threshold is separated into a rapid phase, and the angle detection unit includes first eye position data that changes from a rapid phase to a slow phase, A vector connecting the two eyeball position data is a first displacement vector, and a vector connecting the second eyeball position data and the third eyeball position data changing from the rapid phase to the slow phase is the second displacement vector.
本発明に係る眼球運動診断装置は、平衡機能検査における眼球の運動データを測定する平衡機能検査装置と、上記のいずれかの眼球運動解析システムとを備える。 An eye movement diagnosis apparatus according to the present invention includes an equilibrium function inspection apparatus that measures eye movement data in an equilibrium function inspection, and any one of the eye movement analysis systems described above.
本発明に係る眼球運動解析システムの作動方法は、平衡機能検査における眼球の運動データを解析する眼球運動解析システムの作動方法であって、平衡機能検査で測定した眼球の運動データを入力する入力ステップと、入力ステップから入力した眼球の運動データを、所定の閾値に基づき眼球運動における緩徐相と急速相とに分離する相分離ステップと、相分離ステップで分離した複数の緩徐相および複数の急速相に対して、緩徐相における眼球の第1変位ベクトルと、緩徐相の次の急速相における眼球の第2変位ベクトルとのなす角を検出する角度検出ステップと、角度検出ステップで検出した第1変位ベクトルと第2変位ベクトルとのなす角の度数分布を算出する分布算出ステップと分布算出ステップで算出した度数分布を含む結果を出力する出力ステップとを備える。 An operation method of an eye movement analysis system according to the present invention is an operation method of an eye movement analysis system for analyzing eye movement data in an equilibrium function test, and an input step for inputting the eye movement data measured in the balance function test. And a phase separation step for separating eye movement data input from the input step into a slow phase and a rapid phase in eye movement based on a predetermined threshold, and a plurality of slow phases and a plurality of rapid phases separated in the phase separation step In contrast, an angle detection step for detecting an angle between the first displacement vector of the eyeball in the slow phase and the second displacement vector of the eyeball in the rapid phase next to the slow phase, and the first displacement detected in the angle detection step A distribution calculating step for calculating the frequency distribution of the angle formed by the vector and the second displacement vector, and a result including the frequency distribution calculated by the distribution calculating step. And an output step of.
本発明に係る眼球運動解析システム、眼球運動診断装置および眼球運動解析システムの作動方法は、緩徐相における眼球の第1変位ベクトルと、緩徐相の次の急速相における眼球の第2変位ベクトルとのなす角の度数分布を算出することで、眼球の運動データを緩徐相と急速相とに適切に分離することができているか否かを容易に確認することができる。また、本発明では、第1変位ベクトルと第2変位ベクトルとのなす角の度数分布から、適切な閾値を設定したか否かを客観的に評価することができる。さらに、本発明では、適切に分離した緩徐相および急速相に基づく第1変位ベクトルと第2変位ベクトルとのなす角、およびそのなす角の度数分布を出力することで、眼球運動の解析評価や診断に必要な情報を提供することができる。 An eye movement analysis system, an eye movement diagnosis apparatus, and an eye movement analysis system operating method according to the present invention include a first displacement vector of an eyeball in a slow phase and a second displacement vector of an eyeball in a rapid phase next to the slow phase. By calculating the frequency distribution of the angles formed, it is possible to easily confirm whether or not the eye movement data can be appropriately separated into the slow phase and the rapid phase. Further, according to the present invention, it is possible to objectively evaluate whether or not an appropriate threshold is set from the frequency distribution of the angles formed by the first displacement vector and the second displacement vector. Furthermore, in the present invention, by analyzing the angle formed by the first displacement vector and the second displacement vector based on the appropriately separated slow phase and rapid phase, and the frequency distribution of the angle formed, the analysis and evaluation of eye movement can be performed. Information necessary for diagnosis can be provided.
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。
(実施の形態)
図1は、本発明の実施形態に係る眼球運動診断装置の基本構成を示す概略図である。図1に示す眼球運動診断装置100は、平衡機能検査における眼球Eの運動データ(以下、眼振データともいう)を測定する平衡機能検査装置と、平衡機能検査における眼球Eの運動データを解析する眼球運動解析システムとを備えている。平衡機能検査装置は、CCD(Charge Coupled Device)カメラなどで構成された撮像カメラ1、パソコンなどで構成されたコンピュータ2、頭部運動センサ3、撮像カメラ1で撮像した動画像をAD変換するビデオ入力ボード4、頭部運動センサ3から出力された測定信号VaをAD変換するA/Dボード5を含んでいる。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic configuration of an eye movement diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention. An eye
平衡機能検査装置は、被検者の頭部に所定の刺激を与えて、前庭眼反射、自然視前庭眼反射、固視前庭眼反射を観察し、このときの眼球Eの運動を撮像カメラ1によって撮像し、撮像した動画像を、ビデオ入力ボード4を介してコンピュータ2に取り込む。眼球の運動を撮像するための構成としては、特開平9−285468号(特許第3455638号)公報に開示してある平衡機能検査装置がある。当該平衡機能検査装置で提案されている構成は、ゴーグルタイプの眼球観察用装着具であり、被検者は、このゴーグルを装着して、頭部を回転させるなどして眼球Eの運動を撮像カメラ1で撮像する。
The balance function testing apparatus gives a predetermined stimulus to the head of the subject, observes the vestibular eye reflection, the natural vision vestibular eye reflection, and the fixation vestibular eye reflection, and the movement of the eyeball E at this time is captured by the imaging camera 1. The captured moving image is captured by the
撮像カメラ1で撮像した動画像は、ビデオ信号の形で出力されるため、そのビデオ信号を、ビデオ入力ボード4を介してコンピュータ2に取り込む。コンピュータ2は、取り込んだ眼球Eの動画像をフレーム毎あるいはフィールド毎にサンプリングして、サンプリングした画像を2値化し、楕円近似法によって眼球Eの運動中心O(図4参照)を検出する。さらに、コンピュータ2は、所定の演算処理を施し、眼球Eの運動中心Oに対する瞳孔中心の角度位置を眼球位置データとして算出する。なお、眼球の画像から楕円近似法を用いて、眼球の運動中心Oを求める手法は、特開平8−145644号において詳しく開示されているため、説明を繰返さない。
Since the moving image captured by the imaging camera 1 is output in the form of a video signal, the video signal is taken into the
コンピュータ2は、算出した眼球位置データを時系列に並べ、緩徐相と急速相との2つの相が交互に現れる眼振データとして記憶部(図示せず)に記憶する。記憶部に記憶した眼振データは、データファイルとして外部の記憶媒体に保存したり、LANを介して外部に送信したり、後述する眼球運動解析システムで解析処理を行なったりすることが可能である。
The
頭部運動センサ3は、角速度センサ、角度センサ、角加速度センサなどが使用され、被検者の頭部の運動に応じた測定信号Vaを出力する。コンピュータ2は、ADボード5を介して測定信号Vaを取込み、眼球位置データと同期させて記憶部(図示せず)に記憶する。コンピュータ2は、特開平11−225967号(特許第3730005号)公報に開示されているように、記憶部に記憶した眼球位置データと、測定信号Vaに基づく頭部運動の角速度などのデータとを組合せて解析することで、より信頼性の高い診断データとして解析したデータを利用することができる。
The
次に、眼振データを解析する眼球運動解析システムについて説明する。眼球運動解析システムは、図1に示すコンピュータ2により実行されるソフトウェアで構成されるシステムとして以下に説明するが、本発明はこれに限定されず、専用のハードウェアとして各部が構成されるシステムであってもよい。
Next, an eye movement analysis system for analyzing nystagmus data will be described. The eye movement analysis system will be described below as a system configured by software executed by the
図2は、本発明の実施形態に係る眼球運動解析システムの構成を示すブロック図である。図2に示す眼球運動解析システム22は、入力部221、相分離部223、角度検出部224、分布算出部225、出力部226、統計算出部227、表示範囲変更部228、および閾値変更部229を含んでいる。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the eye movement analysis system according to the embodiment of the present invention. The eye
入力部221は、平衡機能検査装置で取得した眼振データの入力を行なう。具体的に、入力部221は、ビデオ入力ボード4に直接接続され、当該ビデオ入力ボード4から眼振データを読込んで眼球運動解析システム22に入力する。または、入力部221は、既にコンピュータ2の記憶部に記憶してあるファイルから眼振データを読込んで眼球運動解析システム22に入力する。もちろん、入力部221は、有線または無線で接続されたサーバ(眼振データが蓄積された記憶装置)から眼振データを読込んで眼球運動解析システム22に入力してもよい。
The
相分離部223は、入力部221から入力した眼振データを緩徐相と急速相とに分離する。本実施形態では、後述するように眼球Eの角速度が閾値以上となる眼球位置データを急速相に、それ以外を緩徐相に分離する手法を説明する。しかし、相分離部223は、当該手法に限定されるものではなく、特許文献2などに記載された他の手法で眼振データを緩徐相と急速相とに分離してもよい。
The
角度検出部224は、相分離部223で分離した複数の緩徐相および複数の急速相に対して、緩徐相における眼球Eの第1変位ベクトルと、緩徐相の次の急速相における眼球Eの第2変位ベクトルとのなす角(以下、単に第1変位ベクトルと第2変位ベクトルとのなす角ともいう)を検出する。角度検出部224では、平衡機能検査装置で測定した緩徐相と、当該緩徐相の次に現れる急速相とを一組の情報として取扱うため、緩徐相の変位ベクトルと急速相の変位ベクトルとのなす角として検出している。ここで、緩徐相の変位ベクトルは、緩徐相が始まる時点の眼球位置データから緩徐相が終わる時点の眼球位置データへの位置変位を示すベクトルであり、急速相の変位ベクトルは、急速相が始まる時点の眼球位置データから急速相が終わる時点の眼球位置データへの位置変位を示すベクトルである。
For the plurality of slow phases and the plurality of rapid phases separated by the
分布算出部225は、角度検出部224で検出した第1変位ベクトルと第2変位ベクトルとのなす角の度数分布を算出する。なお、分布算出部225は、たとえば、階級の個数を13階級に、階級の幅を30度に固定して度数分布を算出しても、度数分布が適切な分布となるように階級の個数および階級の幅を自動的に設定して度数分布を算出してもよい。
The
出力部226は、分布算出部で算出した度数分布を含む結果を出力する。具体的に、出力部226は、ディスプレイ21と接続し、当該ディスプレイ21に算出した度数分布を表示する。また、出力部226は、プリンタ6と接続し、当該プリンタ6に算出した度数分布を印刷してもよいし、コンピュータ2の記憶部に算出した度数分布をそのまま記憶しても、眼球運動解析システム22の専用ソフトから汎用ソフトで表示可能な形式のファイルにエクスポートして記憶してもよい。もちろん、出力部226は、有線または無線で接続された他のディスプレイなどに算出した度数分布を表示してもよい。
The
統計算出部227は、角度検出部224で検出した第1変位ベクトルと第2変位ベクトルとのなす角の統計データを算出する。ここで、第1変位ベクトルと第2変位ベクトルとのなす角の統計データとしては、たとえば、当該なす角の平均値、中央値、最頻値、偏差、標準偏差、変動係数、歪度、および尖度などがある。
The
表示範囲変更部228は、使用者の入力操作の情報に基づく処理により、ディスプレイ21に表示している眼振データの表示範囲を変更する。たとえば、使用者がディスプレイ21に表示されている眼振データの一部分を拡大して表示したり、眼振データを縮小して表示されていなかった部分をディスプレイ21に表示させたりするために、表示範囲変更部228は、マウスなどの入力操作の情報に基づく処理をして、ディスプレイ21に表示している眼振データの表示範囲を変更することができる。
The display
本実施形態では、眼振データのすべてを対象に分布算出部225で度数分布を算出し、当該度数分布をディスプレイ21に表示する。一方、眼振データは、使用者の入力操作に基づき指定した表示範囲のみが表示される。つまり、本実施形態では、ディスプレイ21に表示している眼振データの範囲に連動して分布算出部225が度数分布を算出するのではなく、使用者の入力操作に基づき眼振データの表示範囲を単に変更しているだけである。
In the present embodiment, the frequency distribution is calculated by the
しかし、表示範囲変更部228が眼振データの表示範囲を変更した結果を分布算出部225に出力して、分布算出部225が変更した表示範囲に含まれる眼振データで、度数分布を再度算出する構成であってもよい。つまり、ディスプレイ21に表示している眼振データに連動して度数分布を算出し、算出した度数分布でディスプレイ21の表示を更新してもよい。詳細については、変形例で述べる。
However, the display
閾値変更部229は、相分離部223の閾値を変更する。閾値変更部229は、使用者の入力操作に基づき相分離部223の閾値を変更しても、分布算出部225で算出する度数分布がある定められた範囲の分布となるように相分離部223の閾値を変更してもよい。なお、閾値変更部229は、相分離部223の閾値を変更した場合、その結果を相分離部223に出力する。相分離部223は、閾値変更部229で変更した閾値に基づき、眼振データを緩徐相と急速相とに再度分離する。
The threshold
次に、眼球運動解析システム22の動作を、フローチャートを用いて詳しく説明する。図3は、本発明の実施形態に係る眼球運動解析システム22の動作を説明するためのフローチャートである。まず、入力部221は、平衡機能検査装置で取得した眼振データを含むファイルを読込む(ステップS301)。
Next, the operation of the eye
ここで、眼振データについて詳しく説明する。眼振データは、眼球位置データを時系列に並べ、緩徐相と急速相との2つの相が交互に現れるデータである。図4は、眼球位置を説明するための図である。また、図5は、眼球位置データを時系列に並べ、緩徐相と急速相との2つの相が交互に現れる眼振データの一例を示す図である。 Here, the nystagmus data will be described in detail. The nystagmus data is data in which eyeball position data are arranged in time series, and two phases of a slow phase and a rapid phase appear alternately. FIG. 4 is a diagram for explaining the eyeball position. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of nystagmus data in which eyeball position data is arranged in time series and two phases of a slow phase and a rapid phase appear alternately.
図4では、x−y平面またはy−z平面で見た眼球Eが示してある。そして、y軸方向が正面であり、眼球Eが正面を向いている位置が基準位置e0である。この基準位置e0に対して、運動中心Oを中心に眼球Eが移動した位置e1とのなす角が眼球位置θである。眼球位置θは、x−y平面での角度θxyの成分と、y−z平面での角度θyzの成分とを有している。そのため、本実施の形態では、眼球位置θを、角度θxyと角度θyzとの二乗平均平方根(RMS(Root Mean Square)や平均二乗偏差ともいう)の値として表わす。なお、角度θxyと角度θyzとの二乗平均平方根を眼球位置θとしているが、それぞれの角度を別々に眼球位置として解析を行なってもよい。 In FIG. 4, an eyeball E viewed in the xy plane or the yz plane is shown. The position where the y-axis direction is the front and the eyeball E faces the front is the reference position e0. The angle between the reference position e0 and the position e1 where the eyeball E has moved around the movement center O is the eyeball position θ. The eyeball position θ has a component of an angle θxy on the xy plane and a component of an angle θyz on the yz plane. Therefore, in the present embodiment, the eyeball position θ is expressed as a root mean square (RMS) or a mean square deviation value between the angle θxy and the angle θyz. In addition, although the root mean square of the angle θxy and the angle θyz is the eyeball position θ, the analysis may be performed by separately using each angle as the eyeball position.
図5に示す眼振データは、眼球位置θの時間変化を示しており、緩徐相と急速相との2つの相が交互に現れるデータである。つまり、図5に示す眼振データは、緩徐相において、眼球位置θが徐々に大きくなり、急速相になると、眼球位置θが急激に小さくなる変化を繰返している。 The nystagmus data shown in FIG. 5 shows the time change of the eyeball position θ, and is data in which two phases of a slow phase and a rapid phase appear alternately. That is, the nystagmus data shown in FIG. 5 repeats a change in which the eyeball position θ gradually increases in the slow phase and rapidly decreases in the rapid phase.
図3に戻って、相分離部223は、眼振データを緩徐相と急速相とに分離するために、隣接する眼球位置θのデータの差分をとって眼球Eの角速度(角度/秒)を算出する(ステップS302)。図6は、図5に示す眼振データから算出した眼球Eの角速度を説明するための図である。図6に示す眼球Eの角速度のグラフには、緩徐相の期間に遅い角速度であった眼球Eの運動が、急速相になると急激に速い角速度に変化する様子が示されている。そのため、図6から分かるように緩徐相の角速度と急速相の角速度との間に閾値を設定すれば、眼振データを緩徐相と急速相とに分離することができる。
Returning to FIG. 3, the
図3に戻って、相分離部223は、たとえば入力操作によって指定された閾値で眼振データを緩徐相と急速相とに分離する(ステップS303)。つまり、相分離部223は、指定された閾値以上の角速度に対応する眼球位置θのデータを急速相とし、指定された閾値より遅い角速度に対応する眼球位置θのデータを緩徐相とする。
Returning to FIG. 3, the
次に、角度検出部224は、相分離部223で分離した緩徐相と急速相とのなす角を検出する(ステップS304)。緩徐相と急速相とのなす角とは、緩徐相の第1変位ベクトルと、急速相の第2変位ベクトルとのなす角である。緩徐相の第1変位ベクトルは、たとえば、図5に示す急速相から緩徐相に変わった眼球位置θから緩徐相から急速相に変わった眼球位置θまでの位置変位より求めことができる。また、急速相の第2変位ベクトルは、たとえば、図5に示すように緩徐相から急速相に変わった眼球位置θから、急速相から緩徐相に変わった眼球位置θまでの位置変位より求めことができる。
Next, the
図7は、緩徐相の第1変位ベクトルと、急速相の第2変位ベクトルとのなす角を説明するための図である。前述のように求めた第1変位ベクトルおよび第2変位ベクトルは、図7に示すようにx−y座標の原点にそれぞれのベクトルの始点をあわせ、x軸からのそれぞれの角度が求められる。第1変位ベクトルの角度を角度α、第2変位ベクトルの角度を角度βとする場合、緩徐相と急速相とのなす角(第1変位ベクトルと第2変位ベクトルとのなす角)は、角度β−角度αで求めることができる。 FIG. 7 is a diagram for explaining an angle formed by the first displacement vector in the slow phase and the second displacement vector in the rapid phase. As shown in FIG. 7, the first displacement vector and the second displacement vector obtained as described above are aligned with the origin of the xy coordinates as shown in FIG. 7, and the respective angles from the x axis are obtained. When the angle of the first displacement vector is the angle α and the angle of the second displacement vector is the angle β, the angle formed by the slow phase and the rapid phase (the angle formed by the first displacement vector and the second displacement vector) is an angle. It can be determined by β−angle α.
図3に戻って、分布算出部225は、緩徐相と急速相とのなす角の度数分布を算出する(ステップS305)。具体的に、分布算出部225は、角度検出部224で検出した緩徐相と急速相とのなす角を階級ごとに振分け、それぞれの階級に含まれる数を求めて度数分布を算出する。統計算出部227は、緩徐相と急速相とのなす角の統計量(統計データ)を算出する(ステップS306)。ここで、分布算出部225での処理と、統計算出部227での処理とは、図3に示すフローチャートのように順番に行なっても、図2に示すように並列に行なってもよい。また、後述するように、眼振データを緩徐相と急速相とに適切に分離することができているか否かを確認する程度であれば、統計算出部227での処理を行なわずに、分布算出部225での処理のみでもよい。つまり、眼球運動解析システム22は、ステップS306をスキップするフローチャートの処理でもよい。
Returning to FIG. 3, the
次に、出力部226は、分布算出部225および統計算出部227の結果を、ディスプレイ21に表示する(ステップS307)。図8は、本発明の実施形態に係る眼球運動解析システム22が出力する解析結果の一例を示す図である。図8に示す表示では、上段に眼振データを、下段に分布算出部225で算出した度数分布のヒストグラムをそれぞれ図示している。
Next, the
上段に示す眼振データには、サンプリングした眼球位置θのデータの一部(ある時点から10秒間)が図示されている。そして、表示範囲変更部228は、使用者が操作したスライドバー228aの情報を処理することで、ディスプレイ21に表示されている眼振データの範囲を変更することができる。具体的に、表示範囲変更部228は、使用者がスライドバー228aを左右に移動する操作の情報を処理することで表示できる期間(10秒間)を変更することなく、サンプリングしたデータのうち使用者が所望する一部をディスプレイ21に表示させることができる。
In the nystagmus data shown in the upper part, a part of the sampled data of the eyeball position θ (for 10 seconds from a certain time point) is shown. The display
また、表示範囲変更部228は、使用者がスライドバー228a自体を長くする操作の情報を処理することで表示できる期間(10秒間)を長くすること(たとえば20秒間)ができ、逆に使用者がスライドバー228a自体を短くする操作の情報を処理することで表示できる期間(10秒間)を短くすること(たとえば5秒間)ができる。つまり、表示範囲変更部228は、マウスなどの入力操作の情報を処理することで、ディスプレイ21に表示されている眼振データの一部分を拡大して表示したり、眼振データを縮小して表示されていなかった部分をディスプレイ21に表示させたりすることができる。
In addition, the display
上段に示す眼振データには、サンプリングした眼球位置θのデータがドットとして表示されている。さらに、ディスプレイ21の表示の右上欄に示した閾値(図8では閾値=5.0)以上となる眼球位置θのドットは白色、閾値未満となる眼球位置θのドットは黒色として識別されている。また、黒色のドットは、緩徐相であり、白色のドットは、急速相である。さらに、黒色のドット間を実線で結び、白色のドット間を破線で結ぶことで、緩徐相と急速相とを識別することができる。これにより、使用者が、ディスプレイ21に表示された眼振データを見るだけで、緩徐相の部分と、急速相との部分とを識別可能に表示してあるので、眼振データにおいて緩徐相と急速相とが適切に分離されているのかを視覚的に確認することができる。なお、緩徐相の部分と、急速相との部分との識別を色分けすることで行なってもよく、たとえば緩徐相を青色の実線やドットで、急速相を赤色の実線やドットで表わしてもよい。
In the nystagmus data shown in the upper row, sampled data of the eyeball position θ is displayed as dots. Further, the dot at the eyeball position θ that is equal to or greater than the threshold value (threshold value = 5.0 in FIG. 8) shown in the upper right column of the
下段に示すヒストグラムは、緩徐相と急速相とのなす角の度数分布を表わしており、階級の個数は13階級で、階級の幅は30度(ただし、0度の階級、360度の階級は除く)である。具体的に、各階級は、0度の階級(0度以上〜15度未満)、30度の階級(15度以上〜45度未満)、60度の階級(45度以上〜75度未満)、90度の階級(75度以上〜105度未満)、120度の階級(105度以上〜135度未満)、150度の階級(135度以上〜165度未満)、180度の階級(165度以上〜195度未満)、210度の階級(195度以上〜225度未満)、240度の階級(225度以上〜255度未満)、270度の階級(255度以上〜285度未満)、300度の階級(285度以上〜315度未満)、330度の階級(315度以上〜345度未満)、および360度の階級(345度以上〜360度未満)である。 The histogram shown at the bottom shows the frequency distribution of the angle between the slow phase and the rapid phase. The number of classes is 13 and the class width is 30 degrees (however, the class of 0 degrees and 360 degrees are Except). Specifically, each class has a 0 degree class (0 degrees to less than 15 degrees), a 30 degree class (15 degrees to less than 45 degrees), a 60 degree class (45 degrees to less than 75 degrees), 90 degree class (75 degrees to less than 105 degrees), 120 degree class (105 degrees to less than 135 degrees), 150 degree class (135 degrees to less than 165 degrees), 180 degree class (165 degrees or more) ~ 195 degrees), 210 degrees class (195 degrees to less than 225 degrees), 240 degrees class (225 degrees to less than 255 degrees), 270 degrees class (255 degrees to less than 285 degrees), 300 degrees Class (285 degrees to less than 315 degrees), 330 degrees (315 degrees to less than 345 degrees), and 360 degrees (345 degrees to less than 360 degrees).
そして、下段に示すヒストグラムは、緩徐相と急速相とのなす角の数が287個あり、0度の階級に6個、30度の階級に3個、60度の階級に6個、90度の階級に3個、120度の階級に6個、150度の階級に24個、180度の階級に218個、210度の階級に15個、および240度の階級に6個、緩徐相と急速相とのなす角が分布している。 The histogram shown in the lower row has 287 angles between the slow phase and the rapid phase, 6 in the 0 degree class, 3 in the 30 degree class, 6 in the 60 degree class, and 90 degrees. 3 in the class, 6 in the 120 degree class, 24 in the 150 degree class, 218 in the 180 degree class, 15 in the 210 degree class, and 6 in the 240 degree class, The angle with the rapid phase is distributed.
平衡機能検査では、一定方向の加速度刺激などが持続すると、眼球Eが逆方向に徐々に変位し、急速に元に戻るという規則的な運動を検査している。そのため、眼球Eが逆方向に徐々に変位する緩徐相の第1変位ベクトルと、急速に元に戻る急速相の第2変位ベクトルとのなす角度は、正常な被験者であれば180度の階級に多く分布することになる。そのため、適切に分離した緩徐相および急速相に基づく緩徐相と急速相とのなす角、およびそのなす角の度数分布を使用者が確認できることで、正常な被験者の度数分布か否かを容易に確認することができ、眼球運動の診断に必要な情報を提供することができる。さらに、ヒストグラム同士を比較することで、正常な眼球運動との比較がさらに容易になる。 In the balanced function test, a regular movement in which the eyeball E is gradually displaced in the reverse direction and rapidly returns to the original direction when an acceleration stimulus in a certain direction continues is inspected. Therefore, the angle formed by the first displacement vector in the slow phase in which the eyeball E is gradually displaced in the reverse direction and the second displacement vector in the rapid phase in which the eyeball E rapidly returns to the normal phase is 180 degrees for normal subjects. Many will be distributed. Therefore, the user can confirm the angle between the slow phase and the rapid phase based on the appropriately separated slow phase and the rapid phase, and the frequency distribution of the angle, making it easy to determine whether the frequency distribution is normal or not. It can be confirmed, and information necessary for the diagnosis of eye movement can be provided. Furthermore, by comparing the histograms, comparison with normal eye movement is further facilitated.
なお、下段に示すヒストグラムは例示であり、算出した度数分布をディスプレイ21に表示する形式は、階級ごとの数を表にした度数分布表の形式であってもよい。さらに、ディスプレイ21に表示する形式は、これに限定されず、階級ごとの数を折れ線グラフや円グラフなどで表わす形式であってもよい。
The histogram shown in the lower row is an example, and the format for displaying the calculated frequency distribution on the
さらに、ディスプレイ21の表示の右下欄には、統計算出部227で算出した統計量が表示されている。具体的に、同欄には、統計量として平均、標準偏差、変動係数、歪度、および尖度が表示されている。なお、同欄には、緩徐相と急速相とのなす角の数も表示されている。このように、眼球運動解析システム22は、緩徐相と急速相とのなす角の統計量を算出することで、眼球運動の診断に必要となる定量データを使用者に提供することができる。
Further, the statistics calculated by the
次に、図3に戻って、ディスプレイ21に表示された結果に基づき、使用者が閾値を変更する必要があると判断した場合、閾値変更部229に対して入力操作を行ない、逆に、閾値を変更する必要がないと判断した場合、閾値変更部229に対して入力操作を行なわない。つまり、閾値変更部229は、使用者による閾値変更の入力操作が行なわれたか否かを判定する(ステップS308)。閾値変更部229が、使用者による閾値変更の入力操作が行なわれたと判定した場合(ステップS308:YES)、ステップS303に処理を戻し、相分離部223は、入力操作で指定した閾値で緩徐相と急速相との分離を再度行なう。一方、閾値変更部229が、使用者による閾値変更の入力操作が行なわれていないと判定した場合(ステップS308:NO)、出力部226は、設定した閾値で眼振データを緩徐相と急速相とに適切に分離することができたと判断して、分布算出部225および統計算出部227で処理した結果をコンピュータ2の記憶部に出力する(ステップS309)。その後、眼球運動解析システム22は、処理を終了する。
Next, returning to FIG. 3, when it is determined that the user needs to change the threshold based on the result displayed on the
このように、眼球運動解析システム22は、閾値を変更するごとに、緩徐相と急速相とが識別されて表示される眼振データや、緩徐相と急速相とのなす角のヒストグラムの表示を更新するので、閾値を変更することにより得られる結果がどの程度変化するのかを容易に且つ視覚的に確認することができ、閾値を変化させながら適切な閾値を選択する操作を行なうことができる。
As described above, the eye
なお、分布算出部225および統計算出部227で処理した結果の出力先は、コンピュータ2の記憶部に限定されるものではなく、コンピュータ2に接続されたプリンタ6や有線または無線で接続されたサーバなどでもよい。また、出力部226が出力する結果には、分布算出部225および統計算出部227で処理した結果以外に、相分離部223で緩徐相と急速相とに分離した結果や角度検出部224で検出した緩徐相と急速相とのなす角の結果など、あるいは、ディスプレイ21に表示された画面の画像データを含んでもよい。
Note that the output destination of the results processed by the
使用者は、ディスプレイ21の表示の右上欄に表示された閾値表示の下にあるスライダー229aをマウスなどで左右に操作することで、閾値を変更することができる。また、使用者は、表示された閾値の欄に直接数字を入力して閾値を変更することもできる。前述のような入力操作により閾値を変更した場合の解析結果を説明する。
The user can change the threshold value by operating the
図9は、本発明の実施形態に係る眼球運動解析システム22が出力する解析結果の別の一例を示す図である。図10は、本発明の実施形態に係る眼球運動解析システム22が出力する解析結果のさらに別の一例を示す図である。なお、図9および図10に表示する眼振データは、図8で表示した同じ表示範囲の眼振データである。また、図9および図10に表示するヒストグラムは、図8で表示した同じ階級の個数で、同じ階級の幅である。
FIG. 9 is a diagram illustrating another example of the analysis result output by the eye
図9に示す解析結果は、入力操作により閾値を0.1に変更した場合である。そのため、上段に示す眼振データには、眼球位置θのドットの略すべてが閾値以上となり、すべてのドットが黒色で表示されている。なお、図8では、閾値以上となった眼球位置θのドット(急速相のドット)を白色で表示していたが、図9のようにすべてのドットを白色で表示すると、表示を視認し難いので、すべてのドットを黒色で表示してある。 The analysis result shown in FIG. 9 is when the threshold value is changed to 0.1 by an input operation. For this reason, in the nystagmus data shown in the upper stage, substantially all of the dots at the eyeball position θ are equal to or greater than the threshold value, and all the dots are displayed in black. In FIG. 8, the dot (rapid phase dot) at the eyeball position θ that is equal to or greater than the threshold value is displayed in white. However, if all the dots are displayed in white as shown in FIG. 9, it is difficult to visually recognize the display. Therefore, all dots are displayed in black.
図8では、緩徐相のドット間を実線で結び、急速相のドット間を破線で結ぶことで、緩徐相と急速相とを識別していた。しかし、図9に示す眼振データでは、すべてのドットが急速相と判断されるため、正しく実線および破線を引くことができず、意味のない破線が表示されている。そのため、眼球運動解析システム22は、眼振データにおいて緩徐相と急速相とが適切に分離されていないことを視覚的に確認することができる。
In FIG. 8, the slow phase and the rapid phase are identified by connecting the dots of the slow phase with solid lines and connecting the dots of the rapid phase with broken lines. However, in the nystagmus data shown in FIG. 9, since all dots are determined to be in a rapid phase, a solid line and a broken line cannot be drawn correctly, and a meaningless broken line is displayed. Therefore, the eye
眼振データの略すべてが急速相であり、緩徐相が極端に少ないという分離結果に基づいているため、図9に示すヒストグラムは、緩徐相と急速相とのなす角の数が4個あり、180度の階級に3個、および330度の階級に1個、緩徐相と急速相とのなす角が分布している。そのため、眼球運動解析システム22は、ヒストグラムにおいても緩徐相と急速相とが適切に分離されていないことを視覚的に確認することができる。
Since almost all of the nystagmus data is based on the separation result that the rapid phase is extremely slow and the slow phase is extremely small, the histogram shown in FIG. 9 has four angles between the slow phase and the rapid phase, There are three angles in the class of 180 degrees and one in the class of 330 degrees, and the angle between the slow phase and the rapid phase is distributed. Therefore, the eye
一方、図10に示す解析結果は、入力操作により閾値を8.0に変更した場合である。そのため、上段に示す眼振データには、図8で急速相と分離された眼球位置θのドットの一部が緩徐相と分離され、白色のドットの一部が黒色のドットに変化している。しかし、図10に示す眼振データは、図9に示した眼振データと異なり、黒色のドット間を実線で結び、白色のドット間を破線で結ぶことができ、緩徐相と急速相とを識別することができる。これにより、使用者が、ディスプレイ21に表示された眼振データを見るだけで、緩徐相の部分と、急速相との部分とを識別可能に表示してあるので、眼振データにおいて緩徐相と急速相とが適切に分離されているか否かを視覚的に確認することができる。
On the other hand, the analysis result shown in FIG. 10 is when the threshold value is changed to 8.0 by an input operation. Therefore, in the nystagmus data shown in the upper part, some of the dots at the eyeball position θ separated from the rapid phase in FIG. 8 are separated from the slow phase, and some of the white dots are changed to black dots. . However, unlike the nystagmus data shown in FIG. 9, the nystagmus data shown in FIG. 10 can connect the black dots with solid lines and the white dots with broken lines. Can be identified. As a result, the user displays the slow phase portion and the rapid phase portion so as to be distinguishable only by looking at the nystagmus data displayed on the
図10に示すヒストグラムは、緩徐相と急速相とのなす角の数が254個あり、0度の階級に3個、60度の階級に3個、90度の階級に3個、120度の階級に9個、150度の階級に24個、180度の階級に194個、210度の階級に9個、240度の階級に6個、および270度の階級に3個、緩徐相と急速相とのなす角が分布している。そのため、眼球運動解析システム22は、ヒストグラムにおいても緩徐相と急速相とが適切に分離されていることを視覚的に確認することができる。
The histogram shown in FIG. 10 has 254 angles between the slow phase and the rapid phase, 3 in the 0 degree class, 3 in the 60 degree class, 3 in the 90 degree class, and 120 degrees. 9 in class, 24 in 150 degree class, 194 in 180 degree class, 9 in 210 degree class, 6 in 240 degree class, and 3 in 270 degree class, slow phase and rapid The angles formed with the phases are distributed. Therefore, the eye
以上のように、本実施形態に係る眼球運動解析システム22は、緩徐相と急速相とのなす角の度数分布を算出することで、眼振データを緩徐相と急速相とに適切に分離することができているか否かを容易に確認することができる。さらに、適切に分離した緩徐相と急速相とのなす角、およびそのなす角の度数分布を出力することで、眼球運動の診断に必要な情報を提供することができる。また、眼球運動解析システム22は、度数分布をヒストグラムで表示するので、眼振データを緩徐相と急速相とに適切に分離することができているか否かを視覚的に確認することができるとともに、ヒストグラム同士を比較することで正常な眼球運動との比較が容易になる。
As described above, the eye
また、本実施形態に係る眼球運動診断装置100は、眼球運動解析システム22において緩徐相と急速相とのなす角の度数分布を算出することで、眼振データを緩徐相と急速相とに適切に分離することができているか否かを容易に確認することができる。眼球運動診断装置100は、眼球運動解析システム22において適切に分離した緩徐相と急速相とのなす角、およびそのなす角の度数分布を出力することで、眼球運動の解析評価や診断に必要な情報を提供することができる。
In addition, the eye
(変形例)
(1) 本実施形態では、ディスプレイ21に表示している眼振データの範囲に連動して分布算出部225が度数分布を算出するのではなく、使用者の入力操作に基づき眼振データの表示範囲を単に変更する構成について説明した。そこで、本変形例1では、ディスプレイ21に表示している眼振データに連動して度数分布を算出し、算出した度数分布でディスプレイ21の表示を更新する構成について説明する。
(Modification)
(1) In the present embodiment, the
本変形例1に係る表示範囲変更部228では、眼振データの表示範囲を変更した場合、その結果を分布算出部225に出力する。そのため、分布算出部225は、変更された表示範囲に含まれる眼振データで、度数分布を再度算出する。具体的に、表示範囲変更操作の処理を、フローチャートを用いて詳しく説明する。図11は、本発明の実施形態の変形例1に係る眼球運動解析システム22の動作を説明するためのフローチャートである。
When the display
まず、表示範囲変更部228は、使用者がマウスなど眼振データの表示範囲を指定した情報を読込む(ステップS101)。具体的に、使用者がスライドバー228aを左右に移動するなどの操作を行った情報が、表示範囲を指定する情報として表示範囲変更部228に読込まれる。
First, the display
次に、表示範囲変更部228は、読込んだ情報による表示範囲が、現在表示している表示範囲と同じか否かを確認する(ステップS102)。表示範囲変更部228は、読込んだ情報に基づく表示範囲が、現在表示している表示範囲と異なる場合(ステップS102:NO)、変更する眼振データの表示範囲の情報を分布算出部225に出力する。分布算出部225は、変更する眼振データの表示範囲の情報が入力されると、新たに指定した表示範囲に含まれる緩徐相と急速相とのなす角の度数分布を再度算出する(ステップS103)。
Next, the display
次に、統計算出部227は、新たに指定した表示範囲に含まれる緩徐相と急速相とのなす角の統計量(統計データ)を再度算出する(ステップS104)。その後、出力部226は、分布算出部225で再度算出した度数分布のヒストグラムにディスプレイ21の表示を更新し、統計算出部227で再度算出した統計量の結果にディスプレイ21の表示を更新する(ステップS105)。
Next, the
一方、表示範囲変更部228は、読込んだ情報に基づく表示範囲が、現在表示している表示範囲と同じである場合(ステップS102:YES)、ステップS103〜ステップS105の処理をスキップして、現在、ディスプレイ21に表示しているヒストグラムや統計量の表示を維持する。
On the other hand, when the display range based on the read information is the same as the currently displayed display range (step S102: YES), the display
以上のように、本変形例1に係る眼球運動解析システム22は、眼振データの表示範囲を変更した場合、変更した眼振データの表示範囲の度数分布を再度算出して、ディスプレイ21に表示するので、使用者が希望する眼振データの表示範囲の度数分布を容易に確認することができる。
As described above, when the display range of the nystagmus data is changed, the eye
(2) 本実施形態では、使用者がディスプレイ21に表示している眼振データや、ヒストグラムを見て、スライダー229aなどを操作して閾値を変更し、変更した閾値に基づいて分布算出部225が度数分布を再度算出する構成について説明した。そこで、本変形例2では、分布算出部225が算出した度数分布や、統計算出部227が算出した統計量に基づいて、閾値変更部229が適正な閾値に設定されているか否かを判定し、閾値を変更する構成について説明する。
(2) In the present embodiment, the threshold value is changed by operating the
図3に示すステップS308において、閾値変更部229は、閾値変更の入力操作が行なわれた否かを判定するのではなく、たとえば、分布算出部225から算出した度数分布の結果が入力され、当該度数分布の結果が所定の度数分布の範囲に入っているか否かを判定する。そして、閾値変更部229は、当該度数分布の結果が所定の度数分布の範囲に入っていない場合(ステップS308:YES)、閾値をたとえば「1.0」増加する変更を行ない、当該度数分布の結果が所定の度数分布の範囲に入っている場合、閾値に問題が無いと判定し(ステップS308:NO)、閾値を変更せずにステップS309に進む。
In step S308 shown in FIG. 3, the threshold
以上のように、本変形例2に係る眼球運動解析システム22は、閾値変更部229が度数分布の結果が所定の度数分布の範囲になるように閾値変更を変更するので、眼振データを緩徐相と急速相とに適切に分離することができる閾値を自動で設定することが可能になる。
As described above, in the eye
なお、閾値変更部229は、分布算出部225から算出した度数分布の結果ではなく、統計算出部227が算出した統計量の結果が所定の統計量の範囲に入っているか否かを判定して、閾値を変更してもよい。たとえば、閾値変更部229は、統計算出部227が算出した歪度および尖度が、所定の範囲に入っているか否かを判定して、閾値を変更してもよい。
Note that the threshold
(3) 本実施形態では、閾値を変更した場合、変更した閾値に基づいて算出された度数分布のヒストグラムをディスプレイ21に表示して、表示を更新する構成について説明した。しかし、本発明はこれに限定されず、たとえば、本変形例3では、変更した閾値に基づいて算出された度数分布のヒストグラムを、変更前のヒストグラムと比較可能となるように表示する。たとえば、出力部226は、閾値が異なる複数のヒストグラムの表示領域をタイリングしてディスプレイ21に表示しても、複数のヒストグラムを閾値順に並べて3次元的にディスプレイ21に表示してもよい。
(3) In this embodiment, when the threshold value is changed, the configuration in which the histogram of the frequency distribution calculated based on the changed threshold value is displayed on the
(4) さらに、本変形例4では、緩徐相の角速度をX軸、眼球運動解析システム22において適切に分離した緩徐相と急速相とのなす角をY軸として、眼振データをプロットした散布図をディスプレイ21に表示してもよい。図12は、本発明の実施形態の変形例に係る眼球運動解析システム22が出力する散布図の一例を示す図である。図12に示す散布図は、X軸に0度/秒〜20度/秒の緩徐相の角速度をとり、Y軸に0度〜360度の緩徐相と急速相とのなす角をとることで、緩徐相の角速度ごとの、緩徐相と急速相とのなす角のばらつきを表示する。この散布図から、緩徐相の角速度が遅いときには緩徐相と急速相とのなす角のばらつきが大きくなる傾向があり、逆に、緩徐相の角速度が速いときには緩徐相と急速相とのなす角のばらつきが小さくなる傾向があることが分かる。また、図12に示すように、緩徐相の角速度ごとの、緩徐相と急速相とのなす角が180度付近に集中する分布の場合、正常な被験者の散布図であると考えられる。
(4) Furthermore, in the fourth modification, a scatter of nystagmus data plotted with the angular velocity of the slow phase as the X axis and the angle between the slow phase and the rapid phase appropriately separated in the eye
さらに、図12に示す散布図では、プロットした眼振データをY軸へ投影することで、緩徐相と急速相とのなす角のヒストグラムを作成することができる。また、図12に示す散布図では、プロットした眼振データをX軸へ投影することで、緩徐相の角速度のヒストグラムを作成することができる。 Further, in the scatter diagram shown in FIG. 12, a histogram of the angle formed by the slow phase and the rapid phase can be created by projecting the plotted nystagmus data onto the Y axis. In the scatter diagram shown in FIG. 12, a histogram of the slow-phase angular velocity can be created by projecting the plotted nystagmus data onto the X axis.
なお、散布図を表示したディスプレイ21には、統計算出部227が散布図から算出した統計量を表示してもよい。また、出力部226は、閾値を変更した場合、変更した閾値に基づいて算出した散布図およびヒストグラムにディスプレイ21の表示を更新してもよい。
Note that the statistic calculated by the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 撮像カメラ、2 コンピュータ、3 頭部運動センサ、4 ビデオ入力ボード、5 A/Dボード、6 プリンタ、21 ディスプレイ、22 眼球運動解析システム、100 眼球運動診断装置、221 入力部、223 相分離部、224 角度検出部、225 分布算出部、226 出力部、227 統計算出部、228 表示範囲変更部、228a スライドバー、229 閾値変更部、229a スライダー。
1 imaging camera, 2 computer, 3 head movement sensor, 4 video input board, 5 A / D board, 6 printer, 21 display, 22 eye movement analysis system, 100 eye movement diagnosis device, 221 input section, 223
Claims (11)
前記平衡機能検査で測定した眼球の前記運動データを入力する入力部と、
前記入力部から入力した前記運動データを、所定の閾値に基づき眼球運動における緩徐相と急速相とに分離する相分離部と、
前記相分離部で分離した複数の前記緩徐相および複数の前記急速相に対して、前記緩徐相における眼球の第1変位ベクトルと、前記緩徐相の次の前記急速相における眼球の第2変位ベクトルとのなす角を検出する角度検出部と、
前記角度検出部で検出した前記第1変位ベクトルと前記第2変位ベクトルとのなす角の度数分布を算出する分布算出部と、
前記分布算出部で算出した前記度数分布を含む結果を出力する出力部と
を備える眼球運動解析システム。 An eye movement analysis system for analyzing eye movement data in a balance function test,
An input unit for inputting the movement data of the eyeball measured by the balance function test;
A phase separation unit that separates the movement data input from the input unit into a slow phase and a rapid phase in eye movement based on a predetermined threshold;
The first displacement vector of the eyeball in the slow phase and the second displacement vector of the eyeball in the rapid phase next to the slow phase with respect to the plurality of slow phases and the plurality of rapid phases separated by the phase separation unit An angle detector for detecting an angle formed by
A distribution calculator that calculates a frequency distribution of angles formed by the first displacement vector and the second displacement vector detected by the angle detector;
An eye movement analysis system comprising: an output unit that outputs a result including the frequency distribution calculated by the distribution calculation unit.
前記分布算出部は、前記表示範囲変更部で変更した前記表示範囲に含まれる前記運動データから検出した前記第1変位ベクトルと前記第2変位ベクトルとのなす角の前記度数分布を再度算出し、
前記表示部は、再度算出した前記度数分布を表示する、請求項4または請求項5に記載の眼球運動解析システム。 Further comprising a display range changing unit for changing a display range of the exercise data displayed on the display unit based on a user's input operation;
The distribution calculation unit recalculates the frequency distribution of the angle formed by the first displacement vector and the second displacement vector detected from the motion data included in the display range changed by the display range change unit,
The eye movement analysis system according to claim 4, wherein the display unit displays the frequency distribution calculated again.
前記相分離部は、前記閾値変更部が変更した前記閾値に基づき、前記運動データを前記緩徐相と前記急速相とに再度分離し、
前記角度検出部は、再度分離した前記緩徐相および前記急速相に基づき、前記第1変位ベクトルと前記第2変位ベクトルとのなす角を再度検出し、
前記分布算出部は、再度検出した前記第1変位ベクトルと前記第2変位ベクトルとのなす角の前記度数分布を再度算出し、
前記表示部は、再度算出した前記度数分布を表示する、請求項2〜請求項6のいずれか1項に記載の眼球運動解析システム。 A threshold value changing unit for changing the threshold value of the phase separation unit;
The phase separation unit separates the motion data again into the slow phase and the rapid phase based on the threshold value changed by the threshold value changing unit,
The angle detection unit detects again an angle formed by the first displacement vector and the second displacement vector based on the slow phase and the rapid phase separated again;
The distribution calculation unit calculates again the frequency distribution of the angle formed between the first displacement vector and the second displacement vector detected again;
The eye movement analysis system according to any one of claims 2 to 6, wherein the display unit displays the frequency distribution calculated again.
前記表示部は、前記統計算出部で算出した前記統計データを表示する、請求項2〜請求項7のいずれか1項に記載の眼球運動解析システム。 A statistical calculation unit that calculates statistical data of an angle formed by the first displacement vector and the second displacement vector detected by the angle detection unit;
The eye movement analysis system according to claim 2, wherein the display unit displays the statistical data calculated by the statistical calculation unit.
前記相分離部は、隣接する前記眼球位置データ間の差分から眼球の角速度を算出し、算出した眼球の角速度が前記閾値以上となる前記眼球位置データを前記急速相に分離し、
前記角度検出部は、前記急速相から前記緩徐相に変化する第1の眼球位置データと、前記緩徐相から前記急速相に変化する第2の眼球位置データとを結ぶベクトルを前記第1変位ベクトルとし、前記第2の眼球位置データと、前記急速相から前記緩徐相に変化する第3の眼球位置データとを結ぶベクトルを前記第2変位ベクトルとする、請求項2〜請求項8のいずれか1項に記載の眼球運動解析システム。 The movement data is eyeball position data obtained by sampling the angle of the eyeball at the center of rotational movement of the eyeball at predetermined intervals,
The phase separation unit calculates an angular velocity of the eyeball from a difference between the adjacent eyeball position data, and separates the eyeball position data in which the calculated angular velocity of the eyeball is equal to or greater than the threshold into the rapid phase,
The angle detector includes a first displacement vector obtained by connecting a vector connecting the first eyeball position data changing from the rapid phase to the slow phase and the second eyeball position data changing from the slow phase to the rapid phase. The vector connecting the second eyeball position data and the third eyeball position data changing from the rapid phase to the slow phase is defined as the second displacement vector. The eye movement analysis system according to Item 1.
請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の前記眼球運動解析システムとを備える、眼球運動診断装置。 An equilibrium function testing device for measuring eye movement data in the balance function testing;
An eye movement diagnosis apparatus comprising the eye movement analysis system according to claim 1.
前記平衡機能検査で測定した眼球の前記運動データを入力する入力ステップと、
前記入力ステップから入力した前記運動データを、所定の閾値に基づき眼球運動における緩徐相と急速相とに分離する相分離ステップと、
前記相分離ステップで分離した複数の前記緩徐相および複数の前記急速相に対して、前記緩徐相における眼球の第1変位ベクトルと、前記緩徐相の次の前記急速相における眼球の第2変位ベクトルとのなす角を検出する角度検出ステップと、
前記角度検出ステップで検出した前記第1変位ベクトルと前記第2変位ベクトルとのなす角の度数分布を算出する分布算出ステップと
前記分布算出ステップで算出した前記度数分布を含む結果を出力する出力ステップと
を備える眼球運動解析システムの作動方法。 An operation method of an eye movement analysis system for analyzing eye movement data in a balance function test,
An input step of inputting the movement data of the eyeball measured by the balance function test;
A phase separation step of separating the movement data input from the input step into a slow phase and a rapid phase in eye movement based on a predetermined threshold;
A first displacement vector of the eyeball in the slow phase and a second displacement vector of the eyeball in the rapid phase next to the slow phase with respect to the plurality of slow phases and the plurality of rapid phases separated in the phase separation step. An angle detection step for detecting an angle formed by
A distribution calculating step for calculating a frequency distribution of angles formed by the first displacement vector and the second displacement vector detected in the angle detecting step; and an output step for outputting a result including the frequency distribution calculated in the distribution calculating step. A method of operating an eye movement analysis system comprising :
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