JP6419055B2 - 点眼動作検出装置及びそれを用いた点眼管理システム - Google Patents

Description

本発明は、点眼薬の用法管理を効率的かつ経済的に行うことができる点眼動作検出装置及びその方法に関する。

新薬の開発、医療の高度化、高齢者患者や在宅治療への対応など、薬の用法を管理することへの要望は近年ますます高まっている。特に、病院に通院する高齢者患者に投薬する場合、患者が自宅で薬を処方通りに使用しているかどうかを把握することは、患者を治療する医師等の医療関係者にとっては極めて重要である。
このような状況の中、高齢者の薬の飲みすぎや飲み忘れを防ぐ服薬支援装置も一般に販売されている。これらの装置は、内部に１週間分の薬ケースを有し、朝、昼、夜、寝る前など、決められた時間に決められた量の薬を提供するようにプログラムすることが可能で、薬提供時には音声案内と表示画面による服薬告知で使用者を支援する。しかしながら、これらの市販の服薬支援装置は、服用薬への対応が中心であり、点眼薬への対応は困難であった。

服用薬であれば、１回あたりの服用毎に仕分けすることができ、また、その数量の変化でモニタリングすることは比較的容易であるが、点眼薬については、１回あたりの投与の量は微量であり、１回あたりの使用量で仕分けることや、その量の変化を使用の毎に捉えることは極めて困難である。実際、通常の点眼での点眼薬１滴の量は３０〜５０μＬ(マイクロリットル)程度であり、その質量は数十ｍｇ(ミリグラム)程度で、その量の変化を捉えるためには精密な計量装置が必要となる。そのため、点眼薬の用法管理については、以下のような点眼の動作や点眼された眼の状況を捉える装置や方法が開示されている。

特表２０１３−５３１５４８号公報 国際公開ＷＯ２００９／１４８３４５号公報

例えば、特許文献１の特表２０１３−５３１５４８号公報では、点眼薬の滴下をメカニカルな機構で行うインジェクタ装置を用い、この装置の動作で点眼薬の使用を捉える方法が開示されている。しかし、微量の点眼薬を滴下させるインジェクタ装置をコンパクトに実現するには、微細で精密な機械機構やエレクトロニクス装置が必要となり、高価で、寸法や重量の面からも扱い難いことが欠点となる。
また、特許文献２の国際公開ＷＯ２００９／１４８３４５号公報では、点眼薬容器に当たる薬液投与容器に加わる圧力をピエゾ圧電素子などの圧力センサで検出することで、薬液投与の開始つまり点眼薬の使用開始時点を捉える方法が開示されている。薬液投与容器に加わる圧力を検知するためには、検出するセンサと薬液投与容器とを密着させる必要がある。通常、点眼薬は点眼薬容器と共に治験され、承認される。そのため、特許文献２に開示された内容では、個々の製薬企業から様々な形状の点眼薬容器で供給される点眼薬の種類に応じて、そのつど機器を設計および製作しなければならない。また、機器の構造を薬液投与容器と点眼薬容器とを密着させる構造とするため、機器をコンパクトに実現することも困難となる。

しかしながら、現実の点眼薬の用法管理では、誤りのない点眼開始時点及び終了時点の検出までは必要でない場合も多くあり、一定期間の治療効果の記録観察を目的とするものであれば、点眼を直接捉えているものではなく、点眼実施を推定することができれば十分である場合も多くある。

それゆえ、本発明の主たる課題は、簡便で経済的な点眼動作検出装置を提供すると共に、精密な装置を用いて高精度で点眼薬の用法管理を行うシステムよりも、安価で簡易な装置を用いることにより、現実的に必要とされるレベルの点眼薬の用法管理を行うことができる点眼管理システムを提供することである。

本発明における第１の発明は、点眼薬４０の点眼動作をモニタリングする点眼動作検出装置７０であって、点眼薬容器５０に装着され、前記点眼薬容器５０の動きを検知するモーションセンサ１０１を有するセンサ部１０と、前記モーションセンサ１０１から出力されるセンサ信号１１２を時系列に記録する記憶部２５０と、時系列に記録した前記センサ信号１１２の変化で点眼動作を検出する判断手段を有する処理端末部２０と、を備える点眼動作検出装置７０である。この発明では、点眼薬４０を滴下する場合、点眼薬容器５０に本発明の点眼動作検出装置７０のセンサ部１０を装着することで、一連の点眼薬容器５０の動作をモーションセンサ１０１が検知し、センサ信号１１２として出力し、これを記憶部２５０に時系列に記録する。その後、時系列に記録されたセンサ信号１１２を処理端末部２０にて解析することで、点眼薬容器５０の一連の動作が点眼動作であるかどうかを検知することができる。

上記発明において、前記モーションセンサ１０１が、加速度センサ、回転角速度（ジャイロ）センサ、及び地磁気センサのうちの少なくともいずれか１つであるのが好ましい。

また、上記各発明において、前記センサ部１０が前記点眼薬容器５０に着脱可能であるのが好ましい。この場合、センサ部１０を直接、接着剤等で点眼薬容器５０に固着することが可能であり、また、センサ部１０と点眼薬容器５０を接続するアダプタを作成することも可能である。さらに、後述するようにセンサ部１０を含んだ点眼補助ホルダ６０を作成して、その点眼補助ホルダ６０の中に点眼薬容器５０を収容し使用してもよい。そうすることで、点眼薬容器５０の形状に依存することなく、どのような形状の点眼薬容器５０にも装着することができる。

なお、前記センサ部１０を前記点眼薬容器５０に着脱可能とした場合、前記点眼薬容器５０に装着する部分に点眼薬４０の種類に応じて個別の識別番号を設定し、時系列に記録された前記センサ信号１１２に前記識別番号を加えて前記記憶部２５０に記録するのが好ましい。各点眼薬の種類に応じて個別の識別番号を設定し、時系列に記録されたセンサ信号１１２に加えることで、点眼薬４０の種類によって固有に必要とされる動作、例えば点眼前に点眼薬４０の成分を均一にするため点眼薬容器５０をよく振る必要がある場合など、を検出することができ、点眼薬４０が処方通りに使用されているかの用法管理をより詳細に行うことができる。

また、上記の各発明において、温度を検知する温度センサ１２０、圧力を検知する圧力センサ１２２、照度を検知する照度センサ１２４、湿度を検知する湿度センサ１２６、気圧を検知する気圧センサ１２８、ガスを検知するガスセンサ１３０、及び人の体表乾燥度を検知する保湿センサ１３２のうち少なくともいずれか１つを備えることが好ましい。この場合、温度を検知する温度センサ１２０を備えることで、点眼薬４０の保存温度を検出することができ、点眼薬４０の種類によって固有に必要とされる保存温度管理、例えば冷所保存が行われているかなどに対応することができる。また、圧力を検知する圧力センサ１２２を点眼動作で点眼薬容器５０に圧力が加わる部分に備えることで、点眼動作に固有な圧力発生を検出することができ、これにより、点眼動作の開始を検出することができる。さらに圧力を検知することで、点眼薬容器５０に破損が生じていないかなど、容器の異常を検出することもできる。また、照度を検知する照度センサ１２４を備えることで、点眼薬４０の保存照度を検出することができ、点眼薬４０の種類によって固有に必要とされる保存照度管理、例えば暗所保存が行われているかなどに対応することができる。さらに、照度センサ１２４として可視光センサ、紫外線センサ、赤外線センサなどの照度センサを単独又は組み合わせて使用することができる。照度センサ１２４として、紫外線センサを使用した場合は、暗所保存の管理だけでなく、点眼薬４０によっては、紫外線を避けて保存されているかどうかの管理を行うこともできる。また、照度センサ１２４として赤外線センサを使用した場合は、点眼薬容器使用者が発する赤外線を検知して、使用者の動きを検出することができる。また、湿度を検知する湿度センサ１２６を備えることで、点眼薬４０の保存湿度を検出することができ、点眼薬４０の種類によって固有に必要とされる保存湿度管理、例えば湿度の低い場所に保存されているかなどに対応することができる。また、気圧を検知する気圧センサ１２８を備えることで、点眼薬４０の保存気圧を検出することができ、点眼薬４０の種類によって固有に必要とされる保存気圧管理が行われているかなどに対応することができる。また、二酸化炭素ＣＯ_２や酸素Ｏ_２などのガスを検知するガスセンサ１３０を備えることで、点眼薬４０の保存環境のガス状態を検出することができる。さらに、点眼薬容器５０の使用者が発するＣＯ_２を検知して、使用者の動きを検出することができる。さらに、人の体表乾燥度を検知する保湿センサ１３２を備えることで、点眼薬容器５０の使用者の体表乾燥度を検知し、使用者が点眼薬容器５０を持って動かしたかどうかを検出することができる。これらにより、点眼薬４０が処方通りに保存され、点眼されているかの用法管理をより詳細に行うことができる。

さらに、上記の各発明において、前記点眼薬容器５０の蓋６２を固定する台６４を備えるのが好ましい。点眼薬容器５０の蓋６２を台６４に固定する構成とすることにより、点眼動作の前後には、必ず点眼薬容器５０を回転させるという動作が加わることになり、これを検知したモーションセンサ１０１の出力信号を時系列に記録したデータと、蓋６２がない場合の点眼動作のみから得られるモーションセンサ１０１の出力信号を時系列に記録したデータとを組み合わせることで、回転を伴わない、点眼に類似した動作と比較して、これを排除することができ、点眼動作の検知精度を向上することができる。

前記点眼薬容器５０の蓋６２を固定する台６４を備えた場合には、前記蓋６２の垂直方向の中心軸６６と前記蓋６２を固定する前記台６４の水平面が成す固定角度を垂直以外の角度とするのが好ましい。このように、点眼薬容器５０の蓋６２の垂直方向の中心軸６６と固定する台６４の水平面が成す角度が９０度以外とすることで、点眼薬容器５０の回転動作によるモーションセンサ１０１の出力信号が回転動作に固有の時系列変化を示し、蓋６２がない場合の点眼動作から得られるモーションセンサ１０１の出力信号を時系列に記録したデータと組み合わせることで、回転を伴わない、点眼に類似した動作と比較して、これを排除することができ、点眼動作の検知精度をさらに向上することができる。

本発明における第２の発明は、上記第１の発明の点眼動作検出装置７０を用いた点眼動作検出方法であって、点眼薬容器５０の動きを検知してモーションセンサ１０１からセンサ信号１１２を時系列に出力するステップと、時系列に出力された前記センサ信号１１２を記憶部２５０に記録するステップと、前記記憶部２５０に記録された前記センサ信号１１２の時系列変化の形状によって点眼動作を検出するステップと、を備えることを特徴とする。この発明では、一連の点眼薬容器５０の動作をモーションセンサ１０１が検知し、センサ信号１１２として出力し、これを記憶部２５０に時系列に記録する。その後、時系列に記録されたセンサ信号１１２を解析することで、点眼薬容器５０の一連の動作が点眼動作であるかどうかを検知することができる。本発明によれば、精密な点眼動作検出装置を必要とせず、経済的で簡便な点眼動作検出方法を提供することができる。

本発明における第３の発明は、上記第１の発明の点眼動作検出装置７０と、前記点眼動作検出装置７０から出力されたデータを管理する集中管理部３０とを備え、前記集中管理部３０は、前記点眼動作検出装置７０で検出した点眼動作の回数と、点眼薬の減少量および治療効果に関係する検査数値との関係を統計処理する集中管理プログラム３１０と、前記点眼動作検出装置７０から出力されたデータを記録するデータ集積部３０１と、を備えることを特徴とする点眼管理システム８０である。この発明では、本発明の点眼動作検出装置７０によって検出された点眼動作の回数データと、実際に使用した点眼薬４０の減少量データ及び実際の治療効果を示す検査数値データとを関連付けて統計処理する集中管理プログラム３１０を備えた点眼管理システム８０によって、点眼１回毎の正確な点眼薬滴下量の管理をしなくとも、一定期間（例えば１週間）、点眼動作回数を管理することによって、一定期間後の点眼薬による治療効果を確認することができる。また、本発明の点眼動作検出装置７０から出力されたデータを集中管理部３０のデータ集積部３０１に記録できるため、大量のデータを保存することができ、システム全体として精密な点眼動作検出装置を必要とせず、経済的で簡便な点眼薬４０の用法管理を行うシステムを提供することができる。

上記の点眼管理システム８０において、前記集中管理部３０は、前記点眼薬容器５０に装着する部分に設定した前記識別番号と前記点眼薬４０の種類とを紐付けする照合手段３１２と、前記点眼動作検出装置７０で検出された前記点眼薬４０の種類に応じて点眼治療の関係者に点眼動作の状況や治療方法の情報を受発信する手段３０２と、を備えるのが好ましい。この場合、各点眼薬の種類に応じて個別の識別番号を設定し、時系列に記録されたセンサ信号１１２に加えることで、点眼薬４０の種類によって固有に必要とされる動作と、点眼動作の回数データとを検出し、これらを実際に使用した点眼薬４０の減少量データ及び実際の治療効果を示す検査数値データを関連付けて統計処理する集中管理プログラム３１０を備える点眼管理システム８０によって、点眼１回毎の正確な点眼薬滴下量の管理をしなくとも、一定期間（例えば１週間）、点眼動作回数を管理することによって、一定期間後の点眼薬による治療効果を確認することができる。また、本発明の点眼動作検出装置７０から出力されたデータを集中管理部３０のデータ集積部３０１に記録できるため、大量のデータを保存することができるとともに、これらのデータを医療関係者と受発信する手段を備えることで、システム全体として精密な点眼動作検出装置や高度な情報処理システムを必要とせず、経済的で簡便な点眼薬の用法管理を行うシステムを提供することができる。

上述した本発明の作用をまとめると、次のようになる。
本発明の点眼動作検出装置７０は、点眼薬４０の容器の動きを細かな時間間隔で連続して検知できるモーションセンサ１０１でその検出した信号を時系列に記録することで、一定の時間範囲の点眼薬容器５０の動きを変化形状（プロファイル）として捉えることができる装置を用いるものである。

この装置をつけた点眼薬容器５０での点眼動作と治療効果の実施検討の結果、点眼薬使用者(患者)の点眼動作として容器の動きを一定の時間範囲の変化形状として捉えたデータは、一般に普及している点眼の方法の一定の時間範囲の変化形状と同様であると判別することができることが判った。ここにいう一般に普及している点眼の方法とは、個々の使用者(患者)の個別の点眼動作の習熟の程度や癖などと考えることができる変化形状の違い、例えば動作の早さなど、の相違はあるが、容器の蓋を外した後、一旦、滴下口が上に向くよう容器を向けて、眼の位置に合わせるように容器を移動し、滴下口が下を向くよう容器を傾け、点眼し、再び滴下口が上を向くように戻すという一連の動作のことである。

さらに、時系列的に記録された変化形状のデータから、点眼したと判別できる回数の累積と点眼薬の減少量との関係には相関があり、さらには、治療効果とも相関があることが確認できた。この確認結果から、点眼動作による点眼薬容器の動きの変化形状での判別から点眼薬の使用の状況を観察記録することが有効であることが判明した。

さらに検討を加えたところ、点眼薬の用法上、例えば、点眼前に、点眼薬の成分を均一にするため点眼薬容器５０をよく振る必要がある場合には、この容器を振る動作の検出も可能であることが判明した。

また、先に記載したとおり、個々の使用者(患者)の個別の点眼動作の習熟の程度や癖などと考えることができる変化形状の違いも記録することが可能なことから、この相違と治療効果との関係について検討を加えることで、将来的には、個々の使用者(患者)への医療的な指導に活用することも考えられる。

点眼薬容器５０の動きを変化形状として捉えることで点眼薬使用のモニタリングが可能であることから、実施に必要な機能に限定して装置を実現した結果、装置の点眼薬容器５０に付帯させる必要がある部分には点眼動作の検出に対して機械的な機構は不要で、電気的な信号検出とその信号を情報として処理するエレクトロニクス機構のみで実現でき、軽量で小型にすることが可能となる。このため、個々の製薬業者から供給される多様な形状や大きさの点眼薬容器に個別に対応が可能な取り付け形状の容器に収納して実現することが可能となり、医療機関や使用者（患者）の利便性や衛生上の利点も向上する。

また、電気信号として検出が可能なその他のセンサ、例えば、温度、圧力、照度、湿度、気圧、ガス、及び保湿などのセンサで大きさや重さに対する影響が軽微なものであれば追加することが可能であり、より確かな点眼動作の検出、その他用法上の動作の検出、点眼薬の保管状況の検出、なども可能となる。

本発明によれば、精密な点眼動作検出装置を必要とせず、経済的で簡便な点眼動作検出装置を提供することができる。

本発明における一実施形態の点眼動作検出装置の構成を示す概念図である。 本発明における一実施形態の点眼補助ホルダの概略図である。 本発明における一実施形態のシステムの構成を示す概念図である。 本発明における一実施形態のモーションセンサ検出データの出力の一例である。 本発明における一実施形態のモーションセンサ検出データの出力をグラフ化したものである。 本発明における一実施形態の点眼動作を示す図である。 本発明における一実施形態の点眼薬容器の蓋と固定台を示す図である。 本発明における一実施形態の点眼薬容器を固定台から取り出して点眼する際のモーションセンサ検出データの出力をグラフ化したものである。 本発明における一実施形態の点眼薬容器の蓋と固定台の角度を変えた場合の形態を示す図である。

本発明の一実施形態を、図１〜５を用いて、点眼薬容器の動き検出から点眼薬の使用状況を観察および記録する例を用いて説明する。
なお、各符号において、各部位を上位概念で示す場合にはアルファベットの枝番をつけずアラビア数字のみで示し、各部位を区別する必要がある場合(すなわち下位概念で示す場合)にはアルファベット小文字の枝番をアラビア数字に付して区別する。

以下に点眼動作検出装置７０及び点眼管理システム８０の構成を説明する。
図１は、観察および記録する点眼薬容器の動きデータの流れで模式化した概念図で、この図でシステムの構成を説明する。
本実施例１では、センサ部１０は、モーションセンサ１０１、データ処理部１０２、通信部１０４、データ処理部１０２の制御にて動作するデータ記憶部１０３と、これらの動作部に電源を供給する電源部１０５で構成されている。センサ部１０には温度センサ１２０、圧力センサ１２２、照度センサ１２４、湿度センサ１２６、気圧センサ１２８、ガスセンサ１３０、保湿センサ１３２を配置してもよい。

センサ部１０は、メカニカルな機構部分が無く、電気部品のみで構成されるため小型化して腕時計本体部の大きさほどの容器に収容可能に構成でき、点眼薬容器５０に着脱可能に設置することができる。例えば、センサ部１０の収容容器と点眼薬容器５０とを接着剤等で直接に固着することができる。また、センサ部１０の収容容器と点眼薬容器５０の間を着脱可能に接続するアダプタ等を介して固着してもよい。もしくは、例えば、図２に例示するように、点眼薬容器５０を収容できる点眼補助ホルダ６０として点眼薬容器５０に取り付けることも可能で、この場合、センサ部１０は、点眼補助ホルダ６０のベース６０ｂ内に収容される。

本実施例１では、点眼動作に伴う点眼薬容器５０の動きを検出するモーションセンサ１０１として、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向の加速度を検出する３軸加速度センサを用いた場合について説明するが、加速度センサだけでなく、回転角速度（ジャイロ）センサ、地磁気センサの何れか、もしくは、それらを組み合わせて用いてもよい。また本実施例１では、データ記憶部１０３としてデータ処理部１０２となるマイクロプロセッサに内蔵されるＦＩＦＯバッファメモリを用いる場合について説明するが、大容量のＲＡＭ（ランダムアクセスメモリー）やフラッシュメモリーを用いてもよい。また、電源部１０５は、小型の亜鉛電極電池を用いた場合について説明しているが、太陽電池等の交換を必要としない電源がより好ましい。

また本実施例１では、データ処理部１０２となるマイクロプロセッサに個別のマイクロプロセッサとして識別することができる製品番号が書き換え不可のメモリとして記録されている場合について説明しているが、センサ部１０にある他の部分の識別可能な番号を用いるか、または、識別するための部分を追加してもよい。データ処理部１０２は、モーションセンサ１０１の出力データを周期的に取得し通信部１０４に出力する。通信部１０４はデータ処理部１０２から受け取ったデータを処理端末部２０に送信する。

処理端末部２０は、センサデータ受信部２０１、データ処理部２０２、ＲＯＭ２０３、ＲＡＭ２０４、不揮発性メモリ２０５、データ送信部２０６と、これらの動作部に電源を供給する電源部２０７で構成されている。ＲＡＭ２０４と不揮発性メモリ２０５は記憶部２５０を構成している。この処理端末部２０は、専用機として実現しても良いが、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、携帯電話、スマートフォン、携帯用ゲームなどの、処理端末部２０の各構成要素２０１〜２０７及び記憶部２５０の機能を含む小型電子機器に目的の動作を実現するプログラムまたはアプリケーションを動作させることで実現してもよい。図３は、処理端末部２０を専用機として実現した場合の構成を概念化して示した例であり、スマートフォン等の携帯端末７２やインターネットを介した医療機関７８とのデータのやりとりを示している。

センサデータ受信部２０１は、センサ部１０から送信されたデータを受信し、データ処理部２０２に送る。ＲＯＭ２０３は、以下に述べる各種プログラムや判別用のデータ等を記憶している。（１）データ処理部２０２がセンサ部１０から送られてきたデータを時系列的にＲＡＭ２０４に一時記憶したり、データ送信部２０６に送ったりなどの制御処理を行うプログラム、（２）データ処理部２０２がＲＡＭ２０４に時系列的に記憶されたデータ変化を計算処理し、特徴的なデータを判別処理するプログラム、（３）前記特徴的なデータの判別処理の結果を点眼薬４０の使用者や、集中管理部３０で点眼薬４０の使用状況をモニタする医師などの観察者に出力処理するプログラム等、（４）判別したい特徴的なデータ判別条件等。

記憶部２５０を構成するＲＡＭ２０４は、データ処理部２０２の作業や、センサ部１０から送られ、時系列的に記憶されたデータから特徴的なデータを抽出するのに必要なデータを一時的に記憶している。記憶部２５０を構成する不揮発性メモリ２０５は、センサ部１０から送られてきたデータやデータ処理部２０２の処理により生成されたデータを長期保管する目的で利用される。データ処理部２０２は、ＲＯＭ２０３に記憶されているプログラムに従って、上述したＲＯＭ２０３の機能に記載した処理を行う。データ送信部２０６は、ＲＯＭ２０３に記憶されているプログラムに従ってデータ処理部２０２で処理されたデータや、記憶部２５０を構成するＲＡＭ２０４および不揮発性メモリ２０５に時系列的に記憶されているデータを、医師などの観察者が利用できるように、データ集積装置（サーバ）などに送信する。このデータ送信の方式としては、主に、電話回線、インターネット、携帯電話などの、公共通信回線を用いる。

集中管理部３０は、データ集積部３０１、情報受発信手段３０２、医療情報サーバ３０３、集中管理プログラム３１０、照合手段３１２を含んで構成されている。ここでは、データ集積部３０１は、処理端末部２０から送られた点眼薬容器５０の動きや点眼動作の判別結果などセンサ部１０を源とするデータを専用に扱う専用サーバとして設ける場合の構成を例としている。別の例としては、医療情報サーバ３０３の中にデータ集積部３０１の機能を一体として設けてもよい。

データ集積部３０１には、処理端末部２０から送られた点眼薬容器５０の動きや点眼動作の判別結果が時系列にかつセンサ部１０ごとに付与された識別番号と共に記録される。また、これらのデータは、センサ部１０の識別番号により、医療情報サーバ３０３に記録されている患者のカルテ情報や投薬情報との紐付けもできるような記憶形式（フォーマット）となるよう設定されている。また、データ集積部３０１は、点眼動作の判別を処理端末部２０のデータ処理部２０２に代わって行うよう、もしくは、記録されたより多くのデータを基に、処理端末部２０のデータ処理部２０２の判別の精度を検証し修正するよう設定することもできる。また、個々の点眼薬容器５０の状況に応じ、観察者や点眼薬４０の使用者に必要な情報を自動的に発信するよう設定することもできる。情報受発信手段３０２は、データ集積部３０１に記録されている点眼薬容器５０の動きに関する情報の確認や、点眼薬容器５０の動きから点眼動作を検出することの有効性を高めるための情報入力、例えば、点眼薬４０の使用者から回収した点眼薬容器５０の点眼薬４０の使用量の入力処理を行う。この情報受発信手段３０２は、専用機として実現しても良いが、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、携帯電話、スマートフォン、携帯用ゲームなどの、小型電子機器に目的の動作を実現するプログラムまたはアプリケーションを動作させることで実現してもよい。

以下に時系列データからの点眼動作判定について説明する。
図４は、点眼薬容器５０のモーションセンサ１０１の検出データの出力の一例を示す図である。ここではセンサ部１０のモーションセンサ１０１として３軸の加速度センサを用いている場合を例にして、処理端末部２０のデータ処理部２０２に図４に示す例のデータが届き形成されるまでを説明する。点眼薬容器５０の動きを検出したモーションセンサ１０１となる３軸の加速度センサからＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸となる３方向の加速度値が出力するアナログ信号が、アナログデジタル変換回路によりデジタル信号に変換される。このアナログ変換回路は、加速度センサと一体となってデジタル出力センサとなる場合とデータ処理部１０２となるマイクロコンピュータ回路と一体となる場合があり、どちらの構成でもよい。

データ処理部１０２では、点眼薬容器５０の動き検出の目的に応じて設定されるデータの検出頻度や検出データの種類に対応し、それらデータを処理端末部２０に送るための必要な処理を行う。処理端末部２０に送るための必要な処理の例としては、点眼薬容器５０を識別するための番号の付与、データの検出順番を明確にするためのシリアル番号または時間データの付与、データの暗号化、処理端末部２０への送信を効率的に行うためデータ記憶部１０３へ一時保管蓄積し、複数データをまとめて通信部１０４にデータを送る処理などがある。ここでは、人の動作である点眼動作の動き検出という目的から、８０ミリ秒に１回の頻度（１２．５Ｈｚ)で加速度を検出している場合で、その検出データをモーションセンサ１０１から受信後直ちに点眼薬容器５０を識別する目的でセンサ部１０に個別に割り当てる識別番号と検出順番を識別するためのシリアル番号を追加し順次通信部１０４に送り出しているとする。そのデータは通信部１０４から処理端末部２０のセンサデータ受信部２０１を介しデータ処理部２０２に送られる。

データ処理部２０２では、点眼薬容器５０の動き検出の目的に応じて設定されるセンサ部１０から送られるデータ形式に応じたデータの仕分けや時系列化の処理を行い、図４で例示したデータ形式にデータを整理する処理を行う。ここでは、センサ部１０から８０ミリ秒に１回の頻度で検出された加速度データが順次直ちに送信されているため、処理端末部２０で受信した時間を検出時間として、送信されてきたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸３方向１組のデータと、センサ部１０に個別に割り当てる識別番号に実際の時間（カレンダー時計時間）を付与し、順次ＲＡＭ２０４に記録すると共にデータ送信部２０６に送られる。このデータが図４の点眼薬容器の動き検出データの出力例となる。図４の出力例のデータ形式では、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸３方向１組の加速度データに加え、その検出時間が１組のデータとなり時系列の一連のデータとなっている。

図５は、実際に片目に点眼をした際の点眼薬容器５０の動きを検出した図４のデータ形式の時系列データをグラフ化したものである。点眼薬容器５０の蓋側が上方向、底側が下方向として、この方向に加速度センサのＺ軸方向を下側がプラス方向となるように、また、点眼薬容器５０に向かって手前と奥の方向（前後方向）に合わせて加速度センサのＸ軸方向を奥側がプラス方向となるように加速度センサが点眼薬容器５０に付けられている場合の例である。この場合、点眼薬容器５０に向かって左右方向がＹ軸の方向で、右側がプラス側となる。この例の加速度センサでは、地球の重力による重力加速度が１Ｇとして検出されるセンサのため、点眼薬容器５０の蓋側、つまり、点眼口の側が上を向いている場合、Ｚ軸の値は１Ｇとなり、Ｚ軸に対し、水平方向となるＸ軸およびＹ軸は０Ｇとなっている。

図５のグラフは、経過時間最初の点眼動作開始時から経過時間最後の点眼動作終了時に当たる。一般的な点眼動作では、点眼動作開始後、先ずは、点眼薬容器５０の点眼口側が手前に来るよう容器を傾け、最終的には点眼口がほぼ下を向くように点眼薬容器５０を動かすため、Ｚ軸については、１Ｇから０Ｇを超えてマイナス側の値となり、Ｘ軸については、マイナス側となる手前が重力方向となる下側に傾くため、０Ｇの値から一旦−１Ｇ付近の値まで下がり点眼口が下向きになるまで傾くと０Ｇ付近まで戻り、Ｙ軸については、軸方向に対して容器が回っているため、重力加速度の値としては、ほぼ０Ｇのまま、の各変化として表れ、図５のグラフも同様の形状を示している。また、一般的な点眼動作では、点眼終了後、点眼薬容器５０の点眼口が上を向く点眼開始と同じ向きになるよう点眼容器を動かすため、先に示した点眼動作開始から点眼までの動作と逆の変化がＺ軸、Ｘ軸、Ｙ軸に表れ、図５のグラフも同様の形状を示している。

図５のグラフでの説明の通り、図４の出力例のデータ形式は、点眼動作を判別することを可能とする点眼薬容器５０の特徴的な動きの時系列データの組となっていることが解かる。この図４の出力例のデータ形式を用い、簡便な方法としては、Ｚ軸の値がプラスからマイナス、マイナスからプラスへの変化の検出から点眼動作が判別される。この判別を行うところとしては、図４の出力例のデータ形式を作成するデータ処理部２０２が考えられる。また、図４の出力例のデータ形式を、データ送信部２０６を通して、医師などの観察者が利用するための、データ集積部（サーバ）３０１に送り、観察者が利用するコンピュータなどで判別することも考えられる。

上述の例は、モーションセンサ１０１に３軸の加速度センサを用いた場合であるが、３軸の回転角速度（ジャイロ）センサや、３軸の地磁気センサを用いても同様の結果を得ることができる。３軸の回転角速度センサでは、上述の加速度センサ同様に点眼薬容器５０の動きをＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向についての回転角速度の変化として検知し、点眼薬容器５０の一定の時間範囲の動きを変化形状（プロファイル）として捉えることができる。また、３軸の地磁気センサでは、上述の加速度センサ同様に点眼薬容器５０の動きをＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向についての地磁気の変化として検知し、点眼薬容器５０の一定の時間範囲の動きを変化形状（プロファイル）として捉えることができる。また、加速度センサ、回転角速度センサ、及び地磁気センサを組み合わせてモーションセンサ１０１を構成することで、点眼薬容器５０の動きをさらに高精度に検出することができる。

以下に医療効果の確認について説明する。
点眼薬容器５０の動きの時系列データの解析から点眼動作を検出する方法は間接的な点眼動作の検出であるため、医療効果の観察記録として用いるためには医学的な効果の検証確認が必要となるが、図１で説明したシステム構成で、この検証確認も可能であることを説明する。

図１のシステム構成の説明で点眼動作の検出判定は、データ処理部２０２または医師などの観察者が利用するためのデータ集積部（サーバ）３０１を介し観察者が利用するコンピュータなどで行うが、この検出データは、点眼を実施した時間と共に記録することができる。そのため、一定期間ではその期間の点眼回数としてデータを扱うことができる。一方、医師などの観察者は、患者など点眼薬４０の使用者から点眼薬容器５０を回収し、点眼薬容器５０に残る点眼薬４０の残量を計測することで、その点眼薬容器５０を使用者に渡していた期間の点眼薬４０の使用量が判る。また、合せて、使用者を診察することで、例えば眼圧など検査データも得られる。これら、点眼薬４０の使用量と診察による検査データとを図１のシステム構成で観察者が使用するコンピュータなどで点眼回数のデータと紐付けて管理すれば、同様のデータの蓄積により統計的に、点眼の回数と点眼薬４０の使用量との間の相関関係を得ることが可能となる。

また、診察による検査データとの間の統計的な相関関係も得ることが可能となる。点眼薬４０の使用量は点眼と直接結びつけることができるデータであり、また、診察による検査データとの間の相関も含めることで治療効果との関係についても統計的に検討が可能となる。以上のことから、点眼薬容器５０の動きから点眼動作を検出する手法が、治療効果の観察記録の方法として有効であることを医学的に検証することが可能であり、また、この医学的な検証により点眼薬容器５０の動きから点眼動作を検出する方法が、直接的な点眼の検出方法の代わりとなることが示される。

以下に識別番号による点眼薬４０の区別について説明する。
センサ部１０のデータ処理部１０２となるマイクロプロセッサには、個々のマイクロプロセッサを識別するための製品番号が記録されており、モーションセンサ１０１の出力データにこの製品番号を加えて通信部１０４に出力している。そして、処理端末部２０のデータ処理部２０２で作成される図４の出力例のデータ形式には、この番号も含まれる。センサ部１０を取り付けた点眼薬容器５０もしくは点眼補助ホルダ６０を特定の点眼薬専用とする。または、処理端末部２０またはデータ集積部（サーバ）３０１などで登録管理することで、点眼動作を観察および記録する点眼薬４０を特定することができる。

このことにより、特定の点眼薬４０で決められている用法に応じた点眼動作の観察および記録が可能となる。例えば、点眼動作の前に、点眼薬容器５０を振り、点眼薬内の成分を混ぜることが用法となっている点眼薬４０であれば、点眼動作前に、点眼薬容器５０を振る動作を検出することで、用法のあった点眼を行っているか観察することが可能となる。また、２種以上の点眼薬を使用している場合、各点眼薬の使用の順番や点眼の時間の間隔などの用法についても同様に用法にあった点眼を行っているか観察することが可能となる。

また、低温での保管が用法となっている点眼薬４０であれば、センサ部１０に温度を検出することができる温度センサ１２０を加え、データ処理部１０２でこの温度のデータも加えて処理することで、図４の出力例のデータ形式には温度のデータも追加され、用法にあった点眼薬４０の保管がされているか観察することが可能となる。さらに、暗所や紫外線がない場所での保管が用法となっている点眼薬４０であれば、センサ部１０に照度を検出することができる照度センサ１２４、特に可視光センサ及び紫外線センサなど、を加え、データ処理部１０２でこの照度のデータも加えて処理することで、図４の出力例のデータ形式には照度、紫外線のデータも追加され、用法にあった点眼薬４０の保管がされているか観察することが可能となる。また、保管湿度を観察する必要がある点眼薬４０であれば、センサ部１０に湿度を検出することができる湿度センサ１２６を加え、データ処理部１０２でこの気圧のデータも加えて処理することで、図４の出力例のデータ形式には湿度のデータも追加され、点眼薬４０が保管されている場所の湿度の状況を観察することが可能となる。また、保管気圧を観察する必要がある点眼薬４０であれば、センサ部１０に気圧を検出することができる気圧センサ１２８を加え、データ処理部１０２でこの気圧のデータも加えて処理することで、図４の出力例のデータ形式には気圧のデータも追加され、点眼薬４０が保管されている場所の気圧の状況を観察することが可能となる。さらに、点眼薬４０が保管されている場所の二酸化炭素ＣＯ_２や酸素Ｏ_２などのガスの状況を観察する必要があれば、センサ部１０にガスを検出することができるガスセンサ１３０を加え、データ処理部１０２でこのガスのデータも加えて処理することで、図４の出力例のデータ形式にはガスのデータも追加され、点眼薬４０が保管されている場所のガスの状況を観察することが可能となる。

以下に点眼動作検出の精度向上のための方法を説明する。
図５のグラフの形状で点眼動作の検出が可能であることを説明したが、誤った検出をする類似の動作が点眼薬容器５０に加えられる場合も考えられる。このことによる誤った検出を低減する方法としては、例えば図７に例示するような点眼薬容器５０の蓋６２の部分を固定する台６４を使用する方法がある。この台６４を用いた場合、点眼動作前にセンサ部１０が付いた点眼薬容器５０を回して台６４から外す必要があり、この動作も点眼薬容器５０の動きとして検出することが可能である。この動きと図５のグラフで例示する点眼動作と合わせて判定することで、誤った検出を低減することが可能である。

図８は、図７に示す点眼薬容器５０の蓋６２を固定する台６４に点眼薬容器５０が設置されている状態から点眼薬容器５０を回し、蓋６２を外すと共に点眼薬容器５０を台６４から外し、点眼を行い、再び点眼薬容器５０を台６４に戻すと共に点眼薬容器５０を回し、蓋６２をする一連の動作をした際の点眼薬容器５０の動きを検出した時系列データをグラフ化したものの一例である。点眼動作の前後に点眼薬容器５０を回転させたことを示す特徴的な変化の形状が記録されており、この形状と点眼動作の形状との組み合わせで判定することで、誤った検出を低減することが可能となることがわかる。

この例の点眼薬容器５０が回転することで生じる特徴的な変化の形状は、図９で示すように点眼薬容器５０を台６４に固定された蓋６２に取り付ける角度により変化の大きさが変わることが検討の結果から判明している。点眼薬容器５０を台６４の水平面に対して垂直（点眼口が真下向き）に取り付けた場合は、この特徴的な変化の形状が現れず、この点眼薬容器５０の回転の動きを検出することは困難であったが、垂直以外の角度であれば変化の形状が現れるので、点眼薬容器５０の台６４として取り外しなど使用者の使い勝手も考慮して、点眼薬容器５０の回転及び台６４からの取り外し検出が可能な変化の大きさが表れる角度を決めればよい。

また、別の方法としては、センサ部１０に圧力を検出することができる圧力センサ１２２を加え、点眼薬容器５０の点眼動作で圧力が加わる部分にこのセンサを付けることで、この圧力データの変化の形状と図５のグラフで例示する点眼動作と合わせて判定することで、誤った検出を低減することが可能である。また、センサ部１０に照度センサ１２４として赤外線センサを使用した場合は、点眼薬容器５０使用者が発する赤外線を検知して、使用者の動きを検出することができる。この赤外線データの変化の形状と図５のグラフで例示する点眼動作と合わせて判定することで、誤った検出を低減することが可能である。また、センサ部１０にガスセンサ１３０として二酸化炭酸ＣＯ_２を検知できるガスセンサ１３０を使用した場合は、点眼薬容器５０使用者が発するＣＯ_２を検知して、使用者の動きを検出することができる。このガスデータの変化の形状と図５のグラフで例示する点眼動作と合わせて判定することで、誤った検出を低減することが可能である。さらに、センサ部１０に人の体表乾燥度を検知できる保湿センサ１３２を使用した場合は、点眼薬容器５０の使用者が発する体表乾燥度の変化を検知して、使用者の動きを検出することができる。この体表乾燥度データの変化の形状と図５のグラフで例示する点眼動作と合わせて判定することで、誤った検出を低減することが可能である。
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。

１０：センサ部、２０：処理端末部、３０：集中管理部、４０：点眼薬、５０：点眼薬容器、６０：点眼補助ホルダ、６０ａ：キャップ、６０ｂ：ベース、６０ｃ：底蓋、６２：蓋、６４：台、６６：中心軸、７０：点眼動作検出装置、７２：携帯端末、７４：電源コンセント、７６：インターネット接続口、７８：医療機関、８０：点眼管理システム、１０１：モーションセンサ、１０２：データ処理部、１０３：データ記憶部、１０４：通信部、１０５：電源部、１１２：センサ信号、１２０：温度センサ、１２２：圧力センサ、１２４：照度センサ、１２６：湿度センサ、１２８：気圧センサ、１３０：ガスセンサ、１３２：保湿センサ、２０１：センサデータ受信部、２０２：データ処理部、２０３：ＲＯＭ、２０４：ＲＡＭ、２０５：不揮発性メモリ、２０６：データ送信部、２０７：電源部、２５０：記憶部、３０１：データ集積部、３０２：情報受発信手段、３０３：医療情報サーバ、３１０：集中管理プログラム、３１２：照合手段。

Claims (8)

1. 点眼薬（４０）の点眼動作をモニタリングする点眼動作検出装置（７０）であって、
   点眼薬容器（５０）に装着され、前記点眼薬容器（５０）の動きを検知するモーションセンサ（１０１）を有するセンサ部（１０）と、
   前記モーションセンサ（１０１）から出力されるセンサ信号（１１２）を時系列に記録する記憶部（２５０）と、
   時系列に記録した前記センサ信号（１１２）の変化で点眼動作を検出する判断手段を有する処理端末部（２０）と、
   前記点眼薬容器（５０）の蓋（６２）を固定する台（６４）を備える、
   ことを特徴とする点眼動作検出装置（７０）。
2. 請求項１に記載の点眼動作検出装置（７０）において、
   前記モーションセンサ（１０１）が、加速度センサ、回転角速度（ジャイロ）センサ、及び地磁気センサのうちの少なくともいずれか１つである、
   ことを特徴とする点眼動作検出装置（７０）。
3. 請求項１または２に記載の点眼動作検出装置（７０）において、
   前記センサ部（１０）が前記点眼薬容器（５０）に着脱可能である、
   ことを特徴とする点眼動作検出装置（７０）。
4. 請求項３に記載の点眼動作検出装置（７０）において、
   前記点眼薬容器（５０）に装着する部分に点眼薬（４０）の種類に応じて個別の識別番号を設定し、時系列に記録された前記センサ信号（１１２）に前記識別番号を加えて前記記憶部（２５０）に記録する、
   ことを特徴とする点眼動作検出装置（７０）。
5. 請求項４に記載の点眼動作検出装置（７０）において、
   温度を検知する温度センサ（１２０）、圧力を検知する圧力センサ（１２２）、照度を検知する照度センサ（１２４）、湿度を検知する湿度センサ（１２６）、気圧を検知する気圧センサ（１２８）、ガスを検知するガスセンサ（１３０）、及び人の体表乾燥度を検知する保湿センサ（１３２）のうち少なくともいずれか１つを備える、
   ことを特徴とする点眼動作検出装置（７０）。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の点眼動作検出装置（７０）において、
   前記蓋（６２）の垂直方向の中心軸（６６）と前記蓋（６２）を固定する前記台（６４）の水平面が成す固定角度を垂直以外の角度とした、
   ことを特徴とする点眼動作検出装置（７０）。
7. 点眼薬（４０）の点眼動作をモニタリングする点眼動作検出装置（７０）であって、点眼薬容器（５０）に装着され、前記点眼薬容器（５０）の動きを検知するモーションセンサ（１０１）を有するセンサ部（１０），前記モーションセンサ（１０１）から出力されるセンサ信号（１１２）を時系列に記録する記憶部（２５０）および時系列に記録した前記センサ信号（１１２）の変化で点眼動作を検出する判断手段を有する処理端末部（２０）を備える点眼動作検出装置（７０）と、
   前記点眼動作検出装置（７０）から出力されたデータを管理する集中管理部（３０）とを備え、
   前記集中管理部（３０）は、前記点眼動作検出装置（７０）で検出した点眼動作の回数と、点眼薬（４０）の減少量および治療効果に関係する検査数値との関係を統計処理する集中管理プログラム（３１０）と、
   前記点眼動作検出装置（７０）から出力されたデータを記録するデータ集積部（３０１）と、を備える、
   ことを特徴とする点眼管理システム（８０）。
8. 請求項７に記載の点眼管理システム（８０）において、
   前記集中管理部（３０）は、前記点眼薬容器（５０）に装着する部分に設定した識別番号と前記点眼薬（４０）の種類とを紐付けする照合手段（３１２）と、
   前記点眼動作検出装置（７０）で検出された前記点眼薬（４０）の種類に応じて点眼治療の関係者に点眼動作の状況や治療方法の情報を受発信する手段（３０２）と、を備える、
   ことを特徴とする点眼管理システム（８０）。

Images