JP6774061B2 - Mental and physical burden measurement system, mental and physical burden measurement method and program - Google Patents

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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Description

本発明は、仰臥位又は座位の状態にある被験者の心身的負担を測定する心身的負担測定システム、心身的負担測定方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a mental and physical burden measuring system, a mental and physical burden measuring method and a program for measuring the mental and physical burden of a subject in a supine or sitting position.

一般的な歯科治療は、歯茎に麻酔を打ったり神経を抜いたりする処置を行うため疼痛が伴う。そのため患者は、不安感や緊張感、恐怖感を持って治療を受けることが多い。また、患者は、歯科治療により何度も疼痛を受けるうちに、治療において発生する歯を削る音や匂いなどの直接疼痛とは関係のない刺激によって、さらに不快感が増すようになる。 Common dental treatments are painful because the gums are anesthetized and denervated. Therefore, patients are often treated with anxiety, tension, and fear. In addition, as the patient receives pain many times due to the dental treatment, the discomfort becomes further increased by the stimuli that are not directly related to the pain, such as the sound and smell of sharpening the teeth generated in the treatment.

現在、歯科医師と患者は、声掛けや挙手などのコミュニケーションを取ることにより、患者から歯科医師へ精神状況や疼痛状況を伝え、ネガティブな状態を緩和させている。しかし、患者側の能動的なコミュニケーション手段である挙手を用いる場合、我慢や羞恥により患者はコミュニケーションをためらう場合がある。この場合、歯科医師は、患者の精神状態(精神的負担)や疼痛状況(身体的負担)を把握することは困難である。 Currently, the dentist and the patient communicate the mental condition and the pain condition from the patient to the dentist by communicating with each other by speaking and raising their hands, and alleviate the negative condition. However, when using the raised hand, which is an active means of communication on the patient side, the patient may hesitate to communicate due to patience or shame. In this case, it is difficult for the dentist to grasp the patient's mental state (mental burden) and pain status (physical burden).

歯科治療中の患者の精神状態や疼痛状況を客観的に計測又は評価し、治療中に歯科医師にその結果を伝達できれば、歯科医師は円滑に治療を進行できる、また、歯科医師が、その結果に基づいて患者の状態に合わせた治療の継続又は延期を決定できるなどの利点が考えられる。 If the mental state and pain status of the patient undergoing dental treatment can be objectively measured or evaluated and the result can be communicated to the dentist during treatment, the dentist can proceed smoothly with the treatment, and the dentist can proceed with the result. Based on the above, it is possible to decide whether to continue or postpone the treatment according to the patient's condition.

従来の痛みやストレスに関する研究において、心理評価として主観評価アンケート、行動評価として重心動揺や振戦、生理評価として発汗や唾液、脳活動、心拍変動、皮膚温度変動や皮膚電位反応などの自律神経活動指標が主に用いられてきた。特に重心動揺や自律神経活動指標は、実時間性に優れている。しかし、計測装置の装着が必要となる脳波や心拍などの電気的生理指標は、装着自体が拘束感を生起させ、被験者にとって精神的な負荷や負担になる可能性がある。また、被験者の身体に計測装置を装着するので、患者に対する計測範囲が特定の範囲に限定されてしまう。歯科治療中の患者の精神状態や疼痛状況を客観的に計測又は評価するためには、患者が計測装置を気にすることのない計測方法が好ましい。 In conventional research on pain and stress, subjective evaluation questionnaires are used as psychological evaluations, body sway and tremor are used as behavioral evaluations, and autonomic nervous activities such as sweating and saliva, brain activity, heart rate variability, skin temperature fluctuations, and skin potential reactions are used as physiological evaluations. Indicators have been used primarily. In particular, the sway of the center of gravity and the autonomic nerve activity index are excellent in real time. However, the electrical physiological indicators such as brain waves and heartbeats that require the wearing of the measuring device cause a feeling of restraint by the wearing itself, which may be a mental load or burden on the subject. In addition, since the measuring device is attached to the body of the subject, the measuring range for the patient is limited to a specific range. In order to objectively measure or evaluate the mental state and pain status of a patient undergoing dental treatment, a measurement method in which the patient does not care about the measuring device is preferable.

この条件を満たす計測方法として、非接触で皮膚温度を計測する方法や、被験者が計測装置に乗るだけで重心動揺を計測する方法がある。精神的な負荷や負担により温度変化する皮膚の部位は、手先や足先、鼻などの末梢部分である。歯科治療中の場合、患者の手足は動いてしまうため手足の温度変化を正確に計測することは難しい。また、歯科用照明器具などの照明により患者の顔面部を照射することで鼻などの皮膚温度が変化したり、治療により歯科医師の手や治療器具などで顔面部が隠れたりすることなどが予想され、鼻部においても継続的に温度を計測するのは難しい。 As a measurement method satisfying this condition, there are a method of measuring the skin temperature without contact and a method of measuring the sway of the center of gravity simply by the subject riding on the measuring device. The parts of the skin whose temperature changes due to mental load and strain are the peripheral parts such as the hands, feet, and nose. During dental treatment, the patient's limbs move, making it difficult to accurately measure temperature changes in the limbs. In addition, it is expected that the skin temperature of the nose etc. will change by irradiating the patient's face with lighting such as dental lighting equipment, and that the face will be hidden by the dentist's hands or treatment equipment due to treatment. Therefore, it is difficult to continuously measure the temperature even in the nose.

そこで、発明者らは、常時計測が可能で、非拘束な計測方法である重心動揺計測に注目した。重心動揺計測は、被験者の体と接している部分で計測を行う。重心動揺に関する先行研究において、視覚刺激や音刺激、身体的負担、精神的負担、疲労との関連性が示されている。 Therefore, the inventors paid attention to the measurement of body sway, which is an unconstrained measurement method capable of constant measurement. The center of gravity sway measurement is performed at the part in contact with the subject's body. Previous studies on body sway have been shown to be associated with visual and sound stimuli, physical and mental stress, and fatigue.

例えば、特許文献1には、被験者の心身状態を、被験者に意識させることなく予測又は判断することを目的とした心身状態判定システムが開示されている。この心身状態判定システムは、被験者の荷重又は重心位置の時系列信号からリアプノフ指数等の心身状態指数を算出するデータ処理手段と、データ処理手段に於いて算出された心身状態指数と、データベースに格納された心身状態に対応した既知の心身状態指数とを比較し、被験者の心身状態を予測又は判断する評価手段とを有する。 For example, Patent Document 1 discloses a mental / physical condition determination system for the purpose of predicting or determining the mental / physical condition of a subject without making the subject aware of it. This mental and physical condition determination system stores in a database a data processing means for calculating a mental and physical condition index such as a Lyapunov exponent from a time-series signal of the subject's load or the position of the center of gravity, a mental and physical condition index calculated by the data processing means, and a database. It has an evaluation means for predicting or judging the mental and physical condition of a subject by comparing with a known mental and physical condition index corresponding to the physical and mental condition.

国際公開第2004/082479号パンフレットInternational Publication No. 2004/082479 Pamphlet

ところで、上述した特許文献1に開示されているのは、立位もしくは座位での重心動揺についての検討である。特許文献1には、椅子の座面や背もたれ等に1個以上の重心動揺センサを実装し、病院での診療患者の心身状態の予測又は判断を無意識のうちに行うことが可能である旨の記載があるが、医療現場において仰臥位や側臥位など患者が横になった状態に関しての詳細な検討はなされていない。また、特許文献1に記載の心身状態判定システムでは、心身状態に対応した既知の心身状態指数を記憶するデータベースを用意する必要がある。つまり、予め心身状態に対応した心身状態指数を測定し、心身状態と心身状態指数との関係を格納したデータベースを作成しなければならない。 By the way, what is disclosed in Patent Document 1 described above is a study on the sway of the center of gravity in a standing or sitting position. Patent Document 1 states that one or more center of gravity sway sensors can be mounted on the seat surface, backrest, etc. of a chair, and it is possible to unknowingly predict or judge the mental and physical condition of a medical patient in a hospital. Although there is a description, detailed studies have not been made on the state in which the patient is lying down, such as in the supine or lateral position in the medical field. Further, in the mental / physical condition determination system described in Patent Document 1, it is necessary to prepare a database that stores a known mental / physical condition index corresponding to the mental / physical condition. That is, it is necessary to measure the mental and physical condition index corresponding to the mental and physical condition in advance and create a database that stores the relationship between the mental and physical condition and the mental and physical condition index.

本発明は、上記の状況に鑑み、より簡易な構成により、被験者の重心動揺計測結果から被験者の心身的負担を測定できる心身的負担測定システム、心身的負担測定方法及びプログラムを提供することを目的とする。 In view of the above situation, it is an object of the present invention to provide a mental and physical burden measuring system, a mental and physical burden measuring method and a program capable of measuring the physical and mental burden of a subject from the measurement result of the center of gravity sway of the subject with a simpler configuration. And.

本発明の一態様の心身的負担測定システムは、仰臥位又は座位の状態にある被験者の重心位置を計測可能に配置されて、被験者の重心位置の時系列データを出力する重心動揺計測装置と、その被験者の重心位置の時系列データから、被験者の重心動揺に応じた評価指標の値を算出する重心位置処理部と、算出された評価指標の値の時間変化に基づいて、被験者の心身的負担を測定する負担測定処理部と、その測定の結果を出力する出力処理部と、を備える。 The psychosomatic load measuring system according to one aspect of the present invention includes a center of gravity sway measuring device that is arranged so as to be able to measure the position of the center of gravity of a subject in a recumbent or sitting position and outputs time-series data of the position of the center of gravity of the subject. From the time-series data of the subject's center of gravity position, the center of gravity position processing unit that calculates the value of the evaluation index according to the subject's center of gravity sway, and the subject's mental and physical burden based on the time change of the calculated evaluation index value. It is provided with a burden measurement processing unit for measuring the above and an output processing unit for outputting the measurement result.

本発明によれば、より簡易な構成により、被験者の重心動揺計測結果から被験者の心身的負担を測定することができる。 According to the present invention, it is possible to measure the physical and psychological burden of a subject from the measurement result of the body sway of the subject with a simpler configuration.

本発明の一実施形態に心身的負担測定システムに用いられる歯科用チェアユニット(可動式背もたれ付き椅子)の例を示す上面図及び側面図である。It is a top view and the side view which shows the example of the dental chair unit (chair with a movable backrest) used for the mental and physical burden measurement system in one Embodiment of this invention. 重心動揺計測装置の例を示す下面図である。It is a bottom view which shows the example of the center of gravity sway measuring apparatus. 本発明の一実施形態に係る心身的負担測定システムの情報処理装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the information processing apparatus of the mental and physical burden measurement system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る心身的負担測定システムにおける計測プログラム(GUI)の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the measurement program (GUI) in the mental and physical burden measurement system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る計測された重心の散布図(軌跡)から評価指標として軌跡長を計算する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of calculating the locus length as an evaluation index from the scatter plot (trajectory) of the measured center of gravity which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る計測された重心の散布図(軌跡)から評価指標として外周面積を計算する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of calculating the outer peripheral area as an evaluation index from the scatter diagram (trajectory) of the measured center of gravity which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る心身的負担測定処理の手順例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure example of the mental and physical burden measurement processing which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る心身的負担測定処理による測定の結果の出力例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the output example of the measurement result by the mental and physical burden measurement processing which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る心身的負担測定システムを用いた実験1のプロトコルを説明する図である。It is a figure explaining the protocol of Experiment 1 using the mental and physical burden measurement system which concerns on one Embodiment of this invention. 実験1における被験者の重心の軌跡長の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the locus length of the center of gravity of a subject in Experiment 1. 実験1における被験者の1分ごとの重心の軌跡の外周面積の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the outer peripheral area of the locus of the center of gravity of the subject every minute in Experiment 1. 本発明の一実施形態に係る心身的負担測定システムを用いた実験2のプロトコルを説明する図である。It is a figure explaining the protocol of Experiment 2 using the mental and physical burden measurement system which concerns on one Embodiment of this invention. 実験2で設定した評価区間を説明する図である。It is a figure explaining the evaluation section set in Experiment 2. 実験2における被験者の背部重心の軌跡長及びクリック回数の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the locus length and the number of clicks of the back center of gravity of a subject in Experiment 2. 実験2における被験者の背部重心の軌跡の外周面積及びクリック回数の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the outer peripheral area of the locus of the back center of gravity of the subject and the number of clicks in Experiment 2. 実験2における被験者によるクリック回数の増加率を示す表である。It is a table which shows the increase rate of the number of clicks by a subject in Experiment 2. 実験2における被験者の背部重心位置のX座標及びクリック回数の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the X coordinate and the number of clicks of the back center of gravity position of a subject in Experiment 2. 実験2における被験者の背部及び臀部の重さ及びクリック回数の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the weight and the number of clicks of the back and buttocks of a subject in Experiment 2. 実験2の各測定における治療前、治療中、治療後の背部重心の軌跡の外周面積の平均値を示す表である。It is a table which shows the average value of the outer peripheral area of the locus of the back center of gravity before treatment, during treatment, and after treatment in each measurement of Experiment 2. 実験2の各測定における治療前、治療中、治療後の背部重心の軌跡の外周面積の標準偏差を示す表である。It is a table which shows the standard deviation of the outer peripheral area of the locus of the back center of gravity before treatment, during treatment, and after treatment in each measurement of Experiment 2. 実験2の各測定における治療前の背部重心の軌跡の外周面積と比較した場合の、治療中及び治療後の背部重心の軌跡の外周面積を百分率で示した表である。It is a table showing the outer peripheral area of the locus of the back center of gravity during and after the treatment as a percentage when compared with the outer peripheral area of the locus of the back center of gravity before the treatment in each measurement of Experiment 2. 実験2における心身的負担の判定成功率を示す表である。It is a table which shows the determination success rate of the mental and physical burden in Experiment 2. 被験者の座位状態を維持するユニット構造体(椅子)の例を示す上面図及び側面図である。It is the top view and the side view which shows the example of the unit structure (chair) which maintains a sitting state of a subject.

以下、本発明を実施するための形態の例について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び添付図面において実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 Hereinafter, an example of a mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the accompanying drawings, components having substantially the same function or configuration are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

<一実施形態>
本実施形態では、患者が歯科用チェアユニットに乗って仰臥位の状態で治療を受けている状況を想定し、歯科用チェアユニット表面に設置した重心動揺計測装置を用いて患者の重心動揺を計測することで、患者の心身的負担(精神状態や疼痛状況等)を客観的に計測して評価する。
<One Embodiment>
In the present embodiment, assuming a situation in which the patient is being treated in a supine position while riding on a dental chair unit, the patient's center of gravity sway is measured using a center of gravity sway measuring device installed on the surface of the dental chair unit. By doing so, the patient's mental and physical burden (mental state, pain status, etc.) is objectively measured and evaluated.

図1は、本発明の一実施形態に係る心身的負担測定システムに用いられる歯科用チェアユニット(可動式背もたれ付き椅子)の例を示す。図1の上段は歯科用チェアユニット1の上面図、図1の下段は歯科用チェアユニット1の側面図である。本実施形態では、歯科用チェアユニットを用いたが、被験者の仰臥位の状態を維持できるものであればこの例に限らない。例えば、一般的な診療用ユニット、汎用の可動式背もたれ付き椅子、又はベッドでもよい。 FIG. 1 shows an example of a dental chair unit (chair with a movable backrest) used in the mental and physical burden measuring system according to the embodiment of the present invention. The upper part of FIG. 1 is a top view of the dental chair unit 1, and the lower part of FIG. 1 is a side view of the dental chair unit 1. In the present embodiment, the dental chair unit is used, but the present invention is not limited to this example as long as the subject can maintain the supine position. For example, it may be a general medical unit, a general-purpose chair with a movable backrest, or a bed.

図1に示す歯科用チェアユニット1は、座面部2と、背面部3と、座面部2の上に配置された重心動揺計測装置4と、背面部3の上に配置された重心動揺計測装置5を備える。歯科用チェアユニット1は、被験者の座位又は仰臥位の状態を維持する目的で一般的に使用されている医療用ユニット(ユニット構造体の一例)を利用したものであり、背面部3とヘッドレスト部の接続部分に対応する首元にさまざまな治療器具が内蔵されている。背面部3は、座面部2に対して任意の角度となるように回動可能かつ任意の角度で停止可能に構成されている。図1では、背面部3と座面部2を結ぶ方向(頭から足への方向)をX軸、そのX軸に垂直な方向(右肩から左肩への方向)をY軸としている。座面部2の重心動揺計測装置4と背面部3の重心動揺計測装置5との間は、距離L(例えば15cm)だけ離れている。距離Lは、重心動揺計測装置4,5の各々が被験者の背部又は臀部の荷重と重心位置を良好に取得できる任意の距離に設定される。以下の説明において、「背部」は、主に被験者の背中から腰部にかけての部分を指し、「臀部」は、主に被験者の臀部から大腿にかけての部分を指す。 The dental chair unit 1 shown in FIG. 1 includes a seat surface portion 2, a back surface portion 3, a center of gravity sway measuring device 4 arranged on the seat surface portion 2, and a center of gravity sway measuring device arranged on the back surface portion 3. 5 is provided. The dental chair unit 1 utilizes a medical unit (an example of a unit structure) generally used for the purpose of maintaining a sitting or supine position of a subject, and has a back portion 3 and a headrest portion. Various treatment instruments are built in the neck corresponding to the connection part of. The back surface portion 3 is configured to be rotatable and stoptable at an arbitrary angle so as to be an arbitrary angle with respect to the seat surface portion 2. In FIG. 1, the direction connecting the back surface portion 3 and the seat surface portion 2 (direction from the head to the foot) is defined as the X axis, and the direction perpendicular to the X axis (direction from the right shoulder to the left shoulder) is defined as the Y axis. The center of gravity sway measuring device 4 of the seat surface portion 2 and the center of gravity sway measuring device 5 of the back surface portion 3 are separated by a distance L (for example, 15 cm). The distance L is set to an arbitrary distance at which each of the center of gravity sway measuring devices 4 and 5 can satisfactorily acquire the load and the position of the center of gravity of the back or buttock of the subject. In the following description, the "back" mainly refers to the part from the back to the waist of the subject, and the "buttocks" mainly refers to the part from the buttocks to the thighs of the subject.

重心動揺計測装置4,5には、図2に示すように下面部の4隅にストレインゲージ式の荷重センサ11〜14が内蔵されている。重心動揺計測装置4,5は、4つの荷重センサ11〜14のそれぞれにかかる荷重から、重心動揺計測装置4,5の上に乗っている被験者の重心位置、及び重心位置にかかる荷重(重さ)を計測する。重心動揺計測装置4,5は、仰臥位の状態にある被験者の重心位置、及びその重心位置にかかる荷重(被験者の重さ)の計測データを所定のサンプリング周期で出力する。 As shown in FIG. 2, the center of gravity sway measuring devices 4 and 5 have strain gauge type load sensors 11 to 14 built in at four corners of the lower surface portion. The center of gravity sway measuring devices 4 and 5 are based on the load applied to each of the four load sensors 11 to 14, the center of gravity position of the subject riding on the center of gravity sway measuring devices 4 and 5, and the load (weight) applied to the center of gravity position. ) Is measured. The center-of-gravity sway measuring devices 4 and 5 output measurement data of the position of the center of gravity of the subject in the supine position and the load applied to the position of the center of gravity (weight of the subject) at a predetermined sampling cycle.

本実施形態では、重心の計測位置は、治療中に動くと考えられる被験者の背部及び臀部の2か所である。被験者の背部は重心動揺計測装置5で計測され、臀部は重心動揺計測装置4で計測される。重心動揺計測装置4,5はそれぞれ、Bluetooth(登録商標)等の近距離無線通信I/Fを備え、無線通信により情報処理装置20(図3参照)へ計測結果を送信する。なお、重心動揺計測装置4,5は、圧電式の荷重センサなど、ストレインゲージ式以外の荷重センサを用いて構成してもよい。 In the present embodiment, the measurement positions of the center of gravity are two points, the back and the buttocks of the subject, which are considered to move during the treatment. The back of the subject is measured by the center of gravity sway measuring device 5, and the buttocks are measured by the center of gravity sway measuring device 4. Each of the center of gravity sway measuring devices 4 and 5 is provided with a short-range wireless communication I / F such as Bluetooth (registered trademark), and transmits the measurement result to the information processing device 20 (see FIG. 3) by wireless communication. The center of gravity sway measuring devices 4 and 5 may be configured by using a load sensor other than the strain gauge type, such as a piezoelectric type load sensor.

一般に歯科用チェアユニット1の座面部2及び背面部3には弾力性のあるクッションが入っているため、座面部2及び背面部3の上に重心動揺計測装置4,5を直接設置すると荷重センサ11〜14では正確な計測ができない。そこで、座面部2及び背面部3の上にそれぞれ板6,7を設置し、その板6,7の上に重心動揺計測装置4,5を配置している。 Generally, since the seat surface 2 and the back surface 3 of the dental chair unit 1 contain elastic cushions, if the center of gravity sway measuring devices 4 and 5 are directly installed on the seat surface 2 and the back surface 3, the load sensor Accurate measurement cannot be performed with 11 to 14. Therefore, the plates 6 and 7 are installed on the seat surface portion 2 and the back surface portion 3, respectively, and the center of gravity sway measuring devices 4 and 5 are arranged on the plates 6 and 7.

また、重心動揺計測装置4,5の上に直接被験者が仰臥位の状態をとると痛みが生じるおそれがあるため、重心動揺計測装置4,5の上にはそれぞれクッション8,9が設置されている。これは、重心動揺計測装置4,5を直接、被験者の体に触れさせないというだけでなく、重心動揺計測装置4,5を被験者に見せないようにすることで、被験者に緊張感を生起させないという利点もある。また、実用性という観点からいえば、重心動揺計測装置4,5、板6,7及びクッション8,9をそれぞれ、座面部2及び背面部3に内蔵することが考えられる。 In addition, since there is a risk of pain if the subject is in the supine position directly on the center of gravity sway measuring devices 4 and 5, cushions 8 and 9 are installed on the center of gravity sway measuring devices 4 and 5, respectively. There is. This not only prevents the subjects from directly touching the body of the center of gravity sway measuring devices 4 and 5, but also prevents the subjects from showing the center of gravity sway measuring devices 4 and 5 so as not to cause tension in the subject. There are also advantages. Further, from the viewpoint of practicality, it is conceivable to incorporate the center of gravity sway measuring devices 4, 5, the plates 6, 7 and the cushions 8, 9 in the seat surface portion 2 and the back surface portion 3, respectively.

このように構成された歯科用チェアユニット1において、座面部2側のクッション8には、被験者の臀部(主に臀部から大腿にかけての部分)が接触し、背面部3のクッション9には、被験者の背部(主に背中から腰部にかけての部分)が接触する。すなわち、重心動揺計測装置4は、被験者の臀部の重みがかかる位置に配置され、重心動揺計測装置5は、被験者の背部の重みがかかる位置に配置される。 In the dental chair unit 1 configured in this way, the subject's buttocks (mainly the portion from the buttocks to the thighs) are in contact with the cushion 8 on the seat surface 2 side, and the subject 9 is in contact with the cushion 9 on the back surface 3. The back of the chair (mainly the part from the back to the waist) comes into contact. That is, the center of gravity sway measuring device 4 is arranged at a position where the weight of the buttocks of the subject is applied, and the center of gravity sway measuring device 5 is arranged at a position where the weight of the back of the subject is applied.

なお、後述する実験1,2では、重心動揺計測装置4,5として、Nintendo社のゲーム機のコントローラーであるバランスWiiボード(登録商標)を使用した。先行研究では、JIS(Japanese Industrial Standards)規格を満たした床反力計とバランスWiiボードには、質量で0.999、座標位置で0.989という高い相関があることが示されており、バランスWiiボードを安価な重心動揺計測装置として用いることが可能である。 In Experiments 1 and 2, which will be described later, the Wii Balance Board (registered trademark), which is a controller of a game machine manufactured by Nintendo, was used as the center of gravity sway measuring devices 4 and 5. Previous studies have shown that the platform reaction force meter and the Wii Balance Board that meet the JIS (Japanese Industrial Standards) standard have a high correlation of 0.999 in mass and 0.989 in coordinate position, and the balance. The Wii board can be used as an inexpensive center of gravity sway measuring device.

[心身的負担測定システム(情報処理装置)の構成]
図3は、本発明の一実施形態に係る心身的負担測定システムの情報処理装置の構成例を示すブロック図である。図3に示す心身的負担測定システム30は、重心動揺計測装置4,5が配置された歯科用チェアユニット1と、重心動揺計測装置4,5から送られる計測データを処理する情報処理装置20から構成される。
[Configuration of mental and physical burden measurement system (information processing device)]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of an information processing device of the mental and physical burden measurement system according to the embodiment of the present invention. The mental and physical burden measuring system 30 shown in FIG. 3 is from a dental chair unit 1 in which the center of gravity sway measuring devices 4 and 5 are arranged and an information processing device 20 that processes measurement data sent from the center of gravity sway measuring devices 4 and 5. It is composed.

情報処理装置20は、制御装置21、メモリ22、不揮発性記録装置23、表示装置24、入力装置25、近距離無線通信I/F26、及びネットワークI/F27を備える。情報処理装置20の各部は、不図示のバスラインを介して相互に通信可能に接続されている。情報処理装置20には、例えばパーソナルコンピューターを用いることができる。 The information processing device 20 includes a control device 21, a memory 22, a non-volatile recording device 23, a display device 24, an input device 25, a short-range wireless communication I / F26, and a network I / F27. Each part of the information processing apparatus 20 is communicably connected to each other via a bus line (not shown). For the information processing device 20, for example, a personal computer can be used.

制御装置21は、心身的負担測定システム30全体又は心身的負担測定システム30の各部の動作を制御するように構成されている。例えば制御装置21には、中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)が用いられる。制御装置21の構成及び機能についての詳細は後述する。 The control device 21 is configured to control the operation of the entire mental and physical burden measuring system 30 or each part of the mental and physical burden measuring system 30. For example, a central processing unit (CPU) is used as the control device 21. Details of the configuration and function of the control device 21 will be described later.

メモリ22は、ROM(Read Only Memory)又はRAM(Random Access Memory)である。メモリ22は記録媒体の一例であり、メモリ22には、制御装置21が動作するために必要なプログラムやデータ等が記憶される。メモリ22が、制御装置21による演算処理の途中に発生した変数やパラメータ等を一時的に記憶する構成としてもよい。制御装置21は、本実施形態に係る各機能を実現するソフトウェアのプログラムコードをメモリ22から読み出して実行し、各部の制御や各種の演算を行う。なお、制御装置21に代えて、MPU(Micro Processing Unit)等の他の演算処理装置を用いてもよい。 The memory 22 is a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory). The memory 22 is an example of a recording medium, and the memory 22 stores programs, data, and the like necessary for the control device 21 to operate. The memory 22 may be configured to temporarily store variables, parameters, and the like generated during the arithmetic processing by the control device 21. The control device 21 reads the program code of the software that realizes each function according to the present embodiment from the memory 22 and executes it, and controls each part and performs various calculations. In addition, instead of the control device 21, another arithmetic processing unit such as an MPU (Micro Processing Unit) may be used.

不揮発性記録装置23も記録媒体の一例であり、この不揮発性記録装置23には、制御装置21が各部を制御するためのプログラムやOS(Operating System)等のプログラム、及びデータ等が記憶される。不揮発性記録装置23としては、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、CD−RW、磁気テープ、メモリカード等が用いられる。なお、プログラムは、ローカルエリアネットワーク(LAN)、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供されてもよい。 The non-volatile recording device 23 is also an example of a recording medium, and the non-volatile recording device 23 stores a program for the control device 21 to control each part, a program such as an OS (Operating System), data, and the like. .. As the non-volatile recording device 23, for example, HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), optical disk, optical magnetic disk, CD-ROM, CD-R, CD-RW, magnetic tape, memory card and the like are used. Be done. The program may be provided via a wired or wireless transmission medium such as a local area network (LAN), the Internet, or digital satellite broadcasting.

表示装置24は、例えば液晶ディスプレイモニター(出力部の一例)であり、GUI画面や制御装置21で行われた処理の結果等を表示する。なお、出力部として、表示灯やスピーカーを備えていてもよい。入力装置25には、例えば、マウスやタッチパネル等のポインティングデバイス、キーボードなどが用いられ、ユーザーは入力装置25に操作を行い、指示を入力することが可能である。入力装置25は、ユーザーの操作に応じた入力信号を生成して制御装置21へ供給する。 The display device 24 is, for example, a liquid crystal display monitor (an example of an output unit), and displays the result of processing performed by the GUI screen or the control device 21. An indicator light or a speaker may be provided as an output unit. For example, a pointing device such as a mouse or a touch panel, a keyboard, or the like is used as the input device 25, and the user can operate the input device 25 to input an instruction. The input device 25 generates an input signal according to the user's operation and supplies it to the control device 21.

近距離無線通信I/F26は、例えばBluetooth等の近距離無線通信規格に準じた無線通信を行うインターフェース部である。近距離無線通信I/F26は、歯科用チェアユニット1の重心動揺計測装置4,5に内蔵された近距離無線通信I/Fから計測データを受信し、制御装置21へ供給する。なお、重心動揺計測装置4,5と情報処理装置20との通信は、専用線などの有線による通信でもよい。 The short-range wireless communication I / F 26 is an interface unit that performs wireless communication according to a short-range wireless communication standard such as Bluetooth. The short-range wireless communication I / F 26 receives measurement data from the short-range wireless communication I / F built in the center of gravity sway measuring devices 4 and 5 of the dental chair unit 1 and supplies the measurement data to the control device 21. The communication between the center of gravity sway measuring devices 4 and 5 and the information processing device 20 may be wired communication such as a dedicated line.

ネットワークI/F27は、例えばNIC(Network Interface Card)やモデム等が用いられ、端子が接続されたLAN等のネットワーク又は専用線等を介して、外部装置との間で各種のデータを送受信することが可能に構成されている。 For the network I / F27, for example, a NIC (Network Interface Card), a modem, or the like is used, and various data are transmitted and received to and from an external device via a network such as a LAN to which terminals are connected or a dedicated line. Is configured to be possible.

(制御装置の構成及び機能)
制御装置21は、重心位置処理部211、負担測定処理部212、操作回数計測部213、及び出力処理部214を備える。制御装置21の各部は、制御装置21(CPU)がメモリ22に格納されたプログラムを実行することにより実現される。
(Configuration and function of control device)
The control device 21 includes a center of gravity position processing unit 211, a load measurement processing unit 212, an operation count measurement unit 213, and an output processing unit 214. Each part of the control device 21 is realized by the control device 21 (CPU) executing a program stored in the memory 22.

重心位置処理部211は、重心動揺計測装置4,5が出力する被験者の重心位置の時系列データから、被験者の重心動揺に応じた評価指標の値を算出する処理を行う。例えば、重心位置処理部211は、被験者の重心動揺に応じた評価指標として、被験者の重心位置の時系列データから所定時間長ごとにその重心の軌跡の外周面積を算出する。または、重心位置処理部211は、被験者の重心動揺に応じた評価指標として、被験者の重心位置の時系列データから所定時間長ごとにその重心の軌跡の長さを算出する。この被験者の重心動揺に応じた評価指標は、後述するように設定時間ごとに所定時間長の評価区間において算出される。 The center of gravity position processing unit 211 performs processing for calculating the value of the evaluation index according to the center of gravity sway of the subject from the time series data of the center of gravity position of the subject output by the center of gravity sway measuring devices 4 and 5. For example, the center of gravity position processing unit 211 calculates the outer peripheral area of the trajectory of the center of gravity for each predetermined time length from the time series data of the center of gravity position of the subject as an evaluation index according to the sway of the center of gravity of the subject. Alternatively, the center of gravity position processing unit 211 calculates the length of the trajectory of the center of gravity for each predetermined time length from the time series data of the center of gravity position of the subject as an evaluation index according to the sway of the center of gravity of the subject. The evaluation index according to the sway of the center of gravity of the subject is calculated in the evaluation interval of a predetermined time length for each set time as described later.

負担測定処理部212は、重心位置処理部211で算出された評価指標の値の時間変化に基づいて、被験者の心身的負担を測定する処理を行う。例えば、負担測定処理部212は、重心位置処理部211で算出された被験者の重心動揺に応じた評価指標の値を所定の閾値と比較し、比較結果に基づいて被験者の心身的負担を判定(評価)する。また、負担測定処理部212は、さらに被験者の重心の変位(移動方向)を加味して、被験者の心身的負担を判定できるように構成されている。 The burden measurement processing unit 212 performs a process of measuring the physical and mental burden of the subject based on the time change of the value of the evaluation index calculated by the center of gravity position processing unit 211. For example, the burden measurement processing unit 212 compares the value of the evaluation index according to the subject's center of gravity sway calculated by the center of gravity position processing unit 211 with a predetermined threshold value, and determines the mental and physical burden of the subject based on the comparison result ( evaluate. Further, the burden measurement processing unit 212 is configured to be able to determine the mental and physical burden of the subject by further considering the displacement (movement direction) of the center of gravity of the subject.

操作回数計測部213は、被験者に身体的な刺激を与えたときに被験者が入力装置25を操作した回数を計測する処理を行う。例えば、患者に入力装置25としてマウスを与え、痛みを感じたときにマウスのボタンをクリックした回数を計測する。なお、この操作回数計測部213は、本発明の一実施形態にかかる心身的負担測定システム30の必須構成ではない。後述する実験1,2において、重心動揺に基づいて被験者の心身的負担を客観的評価する際に、客観的評価を裏付ける主観的評価の指標としてクリック回数の情報が利用される。 The operation count measuring unit 213 performs a process of measuring the number of times the subject operates the input device 25 when a physical stimulus is given to the subject. For example, a mouse is given to a patient as an input device 25, and the number of times a mouse button is clicked when pain is felt is measured. The number of operations measuring unit 213 is not an essential configuration of the mental and physical burden measuring system 30 according to the embodiment of the present invention. In Experiments 1 and 2, which will be described later, when objectively evaluating the physical and psychological burden of a subject based on the sway of the center of gravity, information on the number of clicks is used as an index of subjective evaluation to support the objective evaluation.

出力処理部214は、負担測定処理部212の心身的負担の測定の結果を、入力装置25やネットワークI/F27、不揮発性記録装置23などへ出力する処理を行う。 The output processing unit 214 performs a process of outputting the measurement result of the mental and physical burden of the burden measurement processing unit 212 to the input device 25, the network I / F27, the non-volatile recording device 23, and the like.

ここで、重心動揺計測装置4,5を用いて被験者の重心位置と重さを計測するために、発明者らが開発した計測プログラムについて説明する。図4は、心身的負担測定システム30における計測プログラム(GUI)の例を示す説明図であり、計測プログラムで用いられる表示画面50の例である。表示画面50には、ユーザーが、二台の重心動揺計測装置4,5の距離(各装置の中心から中心までの距離)を測定して入力するための入力欄がある。 Here, a measurement program developed by the inventors to measure the position and weight of the center of gravity of a subject using the center of gravity sway measuring devices 4 and 5 will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a measurement program (GUI) in the mental and physical burden measurement system 30, and is an example of a display screen 50 used in the measurement program. The display screen 50 has an input field for the user to measure and input the distance (distance from the center of each device to the center) of the two center of gravity sway measuring devices 4 and 5.

「接続開始ボタン」は、近距離無線通信により、重心動揺計測装置4,5と情報処理装置20の接続開始を指示するためのボタンである。図4の例では、接続開始ボタンが押下されてBluetooth等の接続確立処理が行われている状態を示している。重心動揺計測装置4,5と情報処理装置20との接続状況に応じて、情報処理装置20と接続されている重心動揺計測装置の数が表示される。 The "connection start button" is a button for instructing the start of connection between the center of gravity sway measuring devices 4 and 5 and the information processing device 20 by short-range wireless communication. In the example of FIG. 4, the connection start button is pressed and the connection establishment process such as Bluetooth is being performed. The number of the center of gravity sway measuring devices connected to the information processing device 20 is displayed according to the connection status between the center of gravity sway measuring devices 4 and 5 and the information processing device 20.

「試し計測ボタン」は、重心動揺計測装置4,5が正常に動作するかを点検するために、試しに重心動揺計測の開始を指示するためのボタンである。重心動揺計測装置4,5が正常に計測を実施しているときには、重心動揺計測装置4,5のX軸、Y軸、及び重さの各項目の表示領域に、被験者の重心位置と重さ(各部による荷重)の計測値が表示される。
「計測開始ボタン」は、重心動揺計測装置4,5により被験者の重心動揺計測の開始を指示するためのボタンである。被験者の計測データは、一時的にメモリ22に格納される。
The "trial measurement button" is a button for instructing the start of the center of gravity sway measurement as a trial in order to check whether the center of gravity sway measuring devices 4 and 5 operate normally. When the center of gravity sway measuring devices 4 and 5 are performing measurement normally, the position and weight of the subject's center of gravity are displayed in the display areas of the X-axis, Y-axis, and weight items of the center of gravity sway measuring devices 4 and 5. The measured value of (load by each part) is displayed.
The "measurement start button" is a button for instructing the start of the center of gravity sway measurement of the subject by the center of gravity sway measuring devices 4 and 5. The measurement data of the subject is temporarily stored in the memory 22.

「補正ボタン」は、重心位置の座標の補正を指示するためのボタンである。
「記録開始ボタン」は、被験者の重心動揺の計測データを不揮発性記録装置23又はUSBメモリ等の外部メモリに記録する処理の開始を指示するためのボタンである。
「被験者名」、「部位」、「状況」は、計測データを不揮発性記録装置23等に保存する際のファイル名を設定するための入力欄である。
「選択ボタン」は、計測データの出力先フォルダを選択するボタンである。
「接続終了ボタン」は、重心動揺計測装置4,5による被験者の重心動揺計測の終了を指示するためのボタンである。
The "correction button" is a button for instructing the correction of the coordinates of the position of the center of gravity.
The "recording start button" is a button for instructing the start of the process of recording the measurement data of the subject's center of gravity sway in the non-volatile recording device 23 or an external memory such as a USB memory.
The "subject name", "site", and "situation" are input fields for setting a file name when the measurement data is stored in the non-volatile recording device 23 or the like.
The "selection button" is a button for selecting the output destination folder for measurement data.
The "connection end button" is a button for instructing the end of the center of gravity sway measurement of the subject by the center of gravity sway measuring devices 4 and 5.

「キャリブレーション(重さ)ボタン」は、重心動揺計測装置4,5による被験者の重さの計測データをキャリブレーションするためのボタンである。
「キャリブレーション(座標)ボタン」は、重心動揺計測装置4,5による被験者の重心位置(座標)の計測データをキャリブレーションするためのボタンである。
The "calibration (weight) button" is a button for calibrating the measurement data of the weight of the subject by the center of gravity sway measuring devices 4 and 5.
The "calibration (coordinates) button" is a button for calibrating the measurement data of the center of gravity position (coordinates) of the subject by the center of gravity sway measuring devices 4 and 5.

バランスWiiボードが用いられた重心動揺計測装置4,5は、オープンソースであるWiimoteLibを用いて、情報処理装置20と接続することができる。プログラムには、Microsoft Visual C#を使用した。後述する実験1,2の計測は、サンプリング周波数を100Hzで行ったが、Microsoft Visual C#に元々用意されているタイマー関数の精度は15msecであり、正確に100Hzで計測することが難しい。そこで、Multimedia TimerというWindows APIを用いた精度1msecの高精度タイマーを用いて計測した。Windowsは登録商標である。これにより、2台の重心動揺計測装置4,5から同時にミリ秒単位の重心位置座標と体重計測が可能である。 The center of gravity sway measuring devices 4 and 5 using the Wii Balance Board can be connected to the information processing device 20 by using WiimoteLib, which is open source. Microsoft Visual C # was used for the program. In the measurements of Experiments 1 and 2, which will be described later, the sampling frequency was set to 100 Hz, but the accuracy of the timer function originally provided in Microsoft Visual C # is 15 msec, and it is difficult to measure accurately at 100 Hz. Therefore, measurement was performed using a high-precision timer with an accuracy of 1 msec using the Windows API called Multimedia Timer. Windows is a registered trademark. As a result, the center of gravity position coordinates and the weight can be measured in milliseconds at the same time from the two center of gravity sway measuring devices 4 and 5.

ここで、計測データの解析は、計測プログラムと解析プログラムを用いて行われる。計測プログラムを用いて計測した計測データは、CSV(Comma-Separated Values)ファイルに保存される。そして、このCSVファイルが制御装置21に読み込まれ、解析プログラムによりその解析が行われる。解析プログラムも同様にMicrosoft Visual C#が用いられ、以下に説明する評価指標としての重心の軌跡長及び重心の軌跡の外周面積を計算する。解析プログラムは、制御装置21の重心位置処理部211に相当する。 Here, the analysis of the measurement data is performed using the measurement program and the analysis program. The measurement data measured by using the measurement program is saved in a CSV (Comma-Separated Values) file. Then, this CSV file is read into the control device 21, and the analysis is performed by the analysis program. Microsoft Visual C # is also used for the analysis program, and the locus length of the center of gravity and the outer peripheral area of the locus of the center of gravity are calculated as evaluation indexes described below. The analysis program corresponds to the center of gravity position processing unit 211 of the control device 21.

[評価指標]
図5は、重心動揺計測装置4,5で計測された重心の散布図(軌跡)から評価指標としての軌跡長を計算する方法を説明する図である。また、図6は、重心動揺計測装置4,5で計測された重心の散布図(軌跡)から評価指標としての外周面積を計算する方法を説明する図である。以下にそれぞれの評価指標となる計算式を示す。
[Evaluation index]
FIG. 5 is a diagram illustrating a method of calculating a locus length as an evaluation index from a scatter plot (trajectory) of the center of gravity measured by the center of gravity sway measuring devices 4 and 5. Further, FIG. 6 is a diagram illustrating a method of calculating the outer peripheral area as an evaluation index from the scatter plot (trajectory) of the center of gravity measured by the center of gravity sway measuring devices 4 and 5. The calculation formulas that serve as evaluation indexes are shown below.

(軌跡長)
軌跡長は、連続する重心位置間の距離を定められた時間分(例えば1秒間)足し合わせた長さである。重心動揺計測装置4,5で計測された重心位置の時系列データとして、座標点A(x,y)、A(x,y)、…、A(x,y)が得られたとする。評価する期間の時間をtとしたとき、1秒間当たりの軌跡長dは、次式(1)で表すことができる。
(Trajectory length)
The locus length is the sum of the distances between continuous center of gravity positions for a predetermined time (for example, 1 second). Coordinate points A 1 (x 1 , y 1 ), A 2 (x 2 , y 2 ), ..., An (x n , y) as time series data of the center of gravity position measured by the center of gravity sway measuring devices 4 and 5. It is assumed that n ) is obtained. When the time of the evaluation period is t, the locus length d per second can be expressed by the following equation (1).


Figure 0006774061

Figure 0006774061

(外周面積)
重心動揺の評価に用いる外周面積は、一般的に近似的な計算で表されることが多い。今回用いた計算手法では、まず、評価したい期間の重心動揺の中心位置を決める。そこを中心に、例えば360度を3度ずつ120分割し、各分割領域の中心位置から最長距離にある最長点同士を結んだ線分(外周)により囲まれる面積を外周面積とした。本例では、360度を3度ずつ120分割したが、分割数は任意である。以下に詳しい計算方法を示す。
(Outer circumference area)
The outer peripheral area used for evaluating the sway of the center of gravity is generally expressed by an approximate calculation. In the calculation method used this time, first, the central position of the center of gravity sway during the period to be evaluated is determined. With this as the center, for example, 360 degrees is divided into 120 by 3 degrees, and the area surrounded by the line segment (outer circumference) connecting the longest points at the longest distance from the center position of each divided region is defined as the outer peripheral area. In this example, 360 degrees is divided into 120 by 3 degrees, but the number of divisions is arbitrary. The detailed calculation method is shown below.

重心の軌跡長のときと同様に、重心位置の時系列データとして、図6の黒丸で示す座標点A(x,y),A(x,y),…,An(x,y)が得られたとする。複数の分割領域Sr1,Sr2…の中心となる点を仮の原点Oとして各座標点の座標を補正する。すなわち、複数の分割領域内の重心位置のX座標とY座標の平均値を求め、これを仮の原点Oとする。そして、時系列データの重心位置の各座標の値から仮の原点であるXY座標の平均値を引くことで補正する。例えば、補正後の座標をtB(tx,ty),tB(tx,ty),…,tB(tx,ty)とすると、時系列データの補正後の重心位置のX座標は次式(2)となる。 Similar to the case of the locus length of the center of gravity, as the time series data of the position of the center of gravity, the coordinate points A 1 (x 1 , y 1 ), A 2 (x 2 , y 2 ), ..., An ( It is assumed that x n , y n ) is obtained. The coordinates of each coordinate point are corrected with the point at the center of the plurality of divided regions Sr1, Sr2 ... As a temporary origin O. That is, the average value of the X coordinate and the Y coordinate of the position of the center of gravity in the plurality of divided regions is obtained, and this is set as the temporary origin O. Then, the correction is performed by subtracting the average value of the XY coordinates, which is the temporary origin, from the values of the respective coordinates of the position of the center of gravity of the time series data. For example, if the corrected coordinates are tB 1 (tx 1 , ty 1 ), tB 2 (tx 2 , ty 2 ), ..., TB 3 (tx m , ty m ), the position of the center of gravity after correction of the time series data. The X coordinate of is given by the following equation (2).


Figure 0006774061

Figure 0006774061

次に、補正後の重心位置の座標について仮の原点Oからの角度、距離を求める。角度をθ、距離をdとすると、θとdは次式(3),(4)で表される。θは度数であり−180度から180度の範囲である。 Next, the angle and distance from the temporary origin O are obtained for the coordinates of the corrected center of gravity position. If the angle theta m, distance to d m, theta m and d m is the following formula (3) is expressed by (4). θ m is a frequency and ranges from −180 degrees to 180 degrees.


Figure 0006774061

Figure 0006774061

Figure 0006774061

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次に、補正後の重心位置の座標が、360度を3度ずつに分けた分割領域Sr1,Sr2…のどの分割領域に存在するかを判定し、その分割領域の中での最長点を決める。そこで決まった最長点の座標をG(mx,my),G(mx,my),…,G120(mx120,my120)とする。最長点G1,2,…,G120の隣接する最長点同士を結んだ外周60により囲まれる領域の面積(外周面積s)は、次の式(5)に表すことができる。 Next, it is determined in which of the divided regions Sr1, Sr2 ... The corrected center of gravity position coordinates are divided into 360 degrees by 3 degrees, and the longest point in the divided regions is determined. .. The coordinates of the longest point determined there are G 1 (mx 1 , my 1 ), G 2 (mx 2 , my 2 ), ..., G 120 (mx 120 , my 120 ). The area (outer circumference area s) of the region surrounded by the outer circumference 60 connecting the longest points G 1, G 2, ..., G120 adjacent to each other can be expressed by the following equation (5).

Figure 0006774061
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[心身的負担測定処理の手順]
次に、心身的負担測定システム30の情報処理装置20による心身的負担測定処理の手順について説明する。図7は、心身的負担測定処理の手順例を示すフローチャートである。図7に示す心身的負担測定処理の各手順は、主に制御装置21(CPU)が、メモリ22に格納されたプログラムを実行することにより行われる。
[Procedure for measuring physical and mental burden]
Next, the procedure of the mental and physical burden measurement processing by the information processing device 20 of the mental and physical burden measurement system 30 will be described. FIG. 7 is a flowchart showing an example of a procedure for measuring the physical and mental burden. Each procedure of the mental and physical burden measurement processing shown in FIG. 7 is mainly performed by the control device 21 (CPU) executing a program stored in the memory 22.

まず、重心動揺計測装置4及び/又は5は、歯科用チェアユニット1上に仰向けになっている被験者の重心位置を所定のサンプリング周期で計測し、近距離無線通信I/F26を介して、計測データ(時系列データ)を情報処理装置20の制御装置21へ送信する(S1)。 First, the center of gravity sway measuring device 4 and / or 5 measures the position of the center of gravity of the subject lying on the dental chair unit 1 at a predetermined sampling cycle, and measures the position via the short-range wireless communication I / F26. Data (time series data) is transmitted to the control device 21 of the information processing device 20 (S1).

次に、制御装置21の重心位置処理部211は、重心動揺計測装置4及び/又は5から出力された被験者の重心位置の時系列データを取得する計測データ取得処理を行う(S2)。そして、重心位置処理部211は、重心位置の時系列データから評価指標の値を算出する処理を行う(S3)。ここで算出される評価指標は、重心の軌跡の外周面積、及び/又は1秒間当たりの重心の軌跡長である。 Next, the center of gravity position processing unit 211 of the control device 21 performs measurement data acquisition processing for acquiring time-series data of the center of gravity position of the subject output from the center of gravity sway measuring device 4 and / or 5 (S2). Then, the center of gravity position processing unit 211 performs a process of calculating the value of the evaluation index from the time series data of the center of gravity position (S3). The evaluation index calculated here is the outer peripheral area of the locus of the center of gravity and / or the locus length of the center of gravity per second.

次に、負担測定処理部212は、重心位置処理部211で算出された評価指標の値の時間変化を検出する処理を行う(S4)。そして、負担測定処理部212は、評価指標の値の時間変化に基づいて、被験者の心身的負担を測定する(S5)。 Next, the load measurement processing unit 212 performs a process of detecting a time change of the value of the evaluation index calculated by the center of gravity position processing unit 211 (S4). Then, the burden measurement processing unit 212 measures the physical and psychological burden of the subject based on the time change of the value of the evaluation index (S5).

最後に、出力処理部214は、測定の結果を表示装置24及び/又は不図示のスピーカーへ出力する処理を行う(S6)。また、出力処理部214は、測定の結果を示すデータを、不揮発性記録装置23に記録する処理を行ってもよい。ステップS6の処理が終了後、出力処理部214は、図7に示す一連の心身的負担測定処理を終了する。 Finally, the output processing unit 214 performs a process of outputting the measurement result to the display device 24 and / or a speaker (not shown) (S6). Further, the output processing unit 214 may perform a process of recording the data indicating the measurement result in the non-volatile recording device 23. After the process of step S6 is completed, the output processing unit 214 ends the series of mental and physical burden measurement processes shown in FIG. 7.

図8に、心身的負担測定処理による測定の結果の出力例を示す。インジケーター70は、被験者の心身的負担の状態や状況を知らせる表示要素の一例である。インジケーター70は、被験者の心身的負担がない場合(例えば安静状態)には“心身的負担なし”を示す目盛り付近を指す。被験者の心身的負担が増加すると(例えば治療中の場合)、インジケーター70の指示値が大きくなる。そして、被験者の心身的負担が閾値を超えると、インジケーター70の指示値は“声かけ”を示す目盛りを超える。歯科医師は、インジケーター70の指示値が“声かけ”の目盛りを超えていることを確認すると、患者に声かけ等を行う。“声かけ”等の閾値の設定については、後述する。 FIG. 8 shows an output example of the measurement result by the mental and physical burden measurement processing. The indicator 70 is an example of a display element that informs the state and status of the physical and mental burden of the subject. The indicator 70 points to the vicinity of the scale indicating "no physical or mental burden" when there is no physical or mental burden on the subject (for example, in a resting state). As the physical and psychological burden on the subject increases (for example, during treatment), the indicated value of the indicator 70 increases. Then, when the physical and mental burden of the subject exceeds the threshold value, the indicated value of the indicator 70 exceeds the scale indicating "calling". When the dentist confirms that the indicated value of the indicator 70 exceeds the scale of "calling", the dentist calls out to the patient. The setting of the threshold value such as "calling" will be described later.

なお、図8では、インジケーターの表示例を示したが、表示画面上に警告ランプを表示したり、音声や音楽によって知らせたりしてもよい。また、図14,図15,図17及び図18に示すような重心位置の時系列データ(波形)を表示するようにしてもよい。 Although the display example of the indicator is shown in FIG. 8, a warning lamp may be displayed on the display screen, or the indicator may be notified by voice or music. Further, the time series data (waveform) of the position of the center of gravity as shown in FIGS. 14, 15, 17, and 18 may be displayed.

心身的負担を測定するための実験は、図3に示した心身的負担測定システム30を用いて2種類の方法で行った。実験は、歯科用チェアユニット1の背面部3の傾斜を水平にした状態で実施した。 The experiment for measuring the mental and physical burden was carried out by two kinds of methods using the mental and physical burden measuring system 30 shown in FIG. The experiment was carried out in a state where the inclination of the back surface 3 of the dental chair unit 1 was horizontal.

[実験1の内容]
まず、実験1について説明する。実験1では、被験者に歯科用チェアユニット1の上に仰臥位の状態で乗ってもらい、被験者に2種類の方法で5分間ずつ計測を行った。図9に、心身的負担測定システム30を用いた実験1のプロトコルを示す。
[Contents of Experiment 1]
First, Experiment 1 will be described. In Experiment 1, the subject was asked to ride on the dental chair unit 1 in a supine position, and the subject was measured for 5 minutes by two methods. FIG. 9 shows the protocol of Experiment 1 using the mental and physical burden measurement system 30.

実験1−(1):5分間すべて被験者を安静状態(Rest)にして重心動揺を計測する。
実験1−(2):1分目、3分目、5分目を安静状態(Rest)にして計測し、2分目、4分目を“Task”として、口内洗浄機の音を出した状態で被験者の重心動揺を計測する。すなわち、一分おきに“Rest”と“Task”を交互に繰り返して計測を行う。なお、この刺激は、口内洗浄機の音を出しているのみの音刺激であり、身体の疼痛を伴う刺激ではない。
Experiment 1- (1): All subjects are rested for 5 minutes and the sway of the center of gravity is measured.
Experiment 1- (2): Measured with the 1st, 3rd, and 5th minutes in a resting state (Rest), and the 2nd and 4th minutes were set as "Task" to make the sound of the mouth washer. The subject's center of gravity sway is measured in the state. That is, "Rest" and "Task" are alternately repeated every minute for measurement. It should be noted that this stimulus is a sound stimulus that only produces the sound of the mouth washer, and is not a stimulus that causes pain in the body.

被験者は、健常成人である被験者A〜Cの3名である。実験は、歯科医師の協力の下、実際の歯科治療現場にて行った。重心動揺計測装置4,5から得られた各被験者の重心座標から散布図を作成し、“Rest”及び“Task”における被験者の心身的負担の状態を比較した。すなわち、実験後、各サンプリング時間における重心のX座標及びY座標を記録し、各評価指標の算出を行った。すなわち、1分間ごとに外周面積、1秒間当たりの重心の軌跡長を計算し、実験1−(1)と実験1−(2)で評価指標の比較を行った。 The subjects are three subjects A to C who are healthy adults. The experiment was conducted at an actual dental treatment site with the cooperation of a dentist. A scatter plot was created from the coordinates of the center of gravity of each subject obtained from the center of gravity sway measuring devices 4 and 5, and the states of the physical and mental burdens of the subjects in "Rest" and "Task" were compared. That is, after the experiment, the X and Y coordinates of the center of gravity at each sampling time were recorded, and each evaluation index was calculated. That is, the outer peripheral area and the locus length of the center of gravity per second were calculated every minute, and the evaluation indexes were compared in Experiment 1- (1) and Experiment 1- (2).

従来、重心動揺のデータを比較する方法として、主に総軌跡長、外周面積、単位面積軌跡長が用いられていた。本実施形態では、評価指標として、1秒間当たりの重心の軌跡長と、外周面積を用いた。1秒間当たりの軌跡長は、1秒間に重心位置がどれだけ動いたかを表す数値であり、軌跡長が長ければ長いほど重心が不安定であることを示している。具体的には、計測時間(例えば1分間)内における1秒間当たりの軌跡長の平均値である。ここで、総軌跡長ではなく1秒間当たりの軌跡長を用いたのは、治療時間が定まっていないため総軌跡長では比較が難しいからである。また、外周面積は、計測時間(例えば1分間)に重心位置がどの範囲で移動しているかを表し、外周面積が大きければ大きいほど重心が不安定であることを示している。 Conventionally, the total locus length, the outer peripheral area, and the unit area locus length have been mainly used as a method for comparing the data of the sway of the center of gravity. In this embodiment, the locus length of the center of gravity per second and the outer peripheral area are used as evaluation indexes. The trajectory length per second is a numerical value indicating how much the position of the center of gravity moves in one second, and the longer the trajectory length, the more unstable the center of gravity. Specifically, it is the average value of the locus length per second within the measurement time (for example, 1 minute). Here, the reason why the trajectory length per second is used instead of the total trajectory length is that it is difficult to compare the total trajectory length because the treatment time is not fixed. Further, the outer peripheral area indicates the range in which the position of the center of gravity moves during the measurement time (for example, 1 minute), and the larger the outer peripheral area, the more unstable the center of gravity.

[実験1の結果]
まず、実験1の結果について説明する。図10は、実験1における一人の被験者Aの重心動揺の変化を示すグラフであり、縦軸は重心の軌跡長[cm]、横軸は時間(min)を示す。また、図11は、実験1における被験者Aの1分ごとの重心の軌跡の外周面積の変化を示すグラフであり、縦軸は重心の軌跡の外周面積(cm)、横軸は時間(min)を示す。
[Result of Experiment 1]
First, the result of Experiment 1 will be described. FIG. 10 is a graph showing changes in the sway of the center of gravity of one subject A in Experiment 1, in which the vertical axis represents the locus length [cm] of the center of gravity and the horizontal axis represents time (min). In addition, FIG. 11 is a graph showing the change in the outer peripheral area of the locus of the center of gravity of subject A in Experiment 1 every minute, the vertical axis is the outer peripheral area of the locus of the center of gravity (cm 2 ), and the horizontal axis is time (min). ) Is shown.

図10及び図11に示すグラフの2分目、すなわち1分から2分の間を見ると、1秒間当たりの軌跡長と外周面積ともに、実験1−(1)と実験1−(2)との間に差がある。被験者の重心動揺から、歯科治療中の被験者の精神状態すなわち精神的負担を測定できる可能性が示唆された。また、図10に示すグラフの4分目を比較すると、1秒間当たりの軌跡長は実験1−(1)と実験1−(2)で背部、臀部ともほとんど差がなかった。また、図11に示すグラフでは、外周面積に関しては実験1−(1)と実験1−(2)の間に差が見られるが、2分目のときほど大きな差は出なかった。 Looking at the second minute of the graphs shown in FIGS. 10 and 11, that is, between 1 minute and 2 minutes, the trajectory length and the outer peripheral area per second were both Experiment 1- (1) and Experiment 1- (2). There is a difference between them. The subject's swaying center of gravity suggested the possibility of measuring the subject's mental state, or mental burden, during dental treatment. Comparing the 4th minute of the graph shown in FIG. 10, there was almost no difference in the locus length per second between Experiment 1- (1) and Experiment 1- (2) between the back and buttocks. Further, in the graph shown in FIG. 11, a difference was observed between Experiment 1- (1) and Experiment 1- (2) regarding the outer peripheral area, but the difference was not as large as in the second minute.

また、臀部の重心よりも背部の重心の方が動いていることが確認できた。よって、背部の重心のみの計測データから、被験者の精神的負担を測定できる可能性があることが示された。さらに、図10に示す1秒間当たりの軌跡長よりも図11に示す外周面積の方が、実験1−(1)と実験1−(2)で大きく差が出ていることがわかった。 It was also confirmed that the center of gravity of the back was moving more than the center of gravity of the buttocks. Therefore, it was shown that there is a possibility that the mental burden of the subject can be measured from the measurement data of only the center of gravity of the back. Furthermore, it was found that the outer peripheral area shown in FIG. 11 was significantly different between Experiment 1- (1) and Experiment 1- (2) than the locus length per second shown in FIG.

なお、グラフの図示を省略したが、他の二人の被験者についても同様に実験1−(1),1−(2)の計測を行った。二人の被験者のうち一人の被験者Bについては、図10及び図11に示す実験結果と同様の傾向を示す実験結果が得られた。また、もう一人の被験者Cについては、実験1−(1)と実験1−(2)との間で実験結果にあまり差が見られなかった。これは、刺激提示が音刺激のみだったため、当該被験者Cにとって負担にならない程度の刺激だった可能性がある。 Although the graph is not shown, the measurements of Experiments 1- (1) and 1- (2) were performed for the other two subjects in the same manner. For one of the two subjects, subject B, experimental results showing the same tendency as the experimental results shown in FIGS. 10 and 11 were obtained. Regarding the other subject C, there was not much difference in the experimental results between Experiment 1- (1) and Experiment 1- (2). It is possible that this was a stimulus that did not burden the subject C because the stimulus presentation was only a sound stimulus.

このように、各被験者A〜Cとも臀部よりも背部のほうが動いていることが確認できた。よって、背部のみの計測データから被験者の精神的負担を評価できる可能性があることが示された。 In this way, it was confirmed that the back of each subject A to C was moving more than the buttocks. Therefore, it was shown that there is a possibility that the mental burden of the subject can be evaluated from the measurement data of only the back.

また、各被験者A〜Cともに1秒間当たりの軌跡長よりも外周面積の方が、実験1−(1)と実験1−(2)で計測結果の差が大きかった。よって、1秒間当たりの軌跡長で比較せずとも、外周面積のみで精神的負担を評価できる可能性が示唆された。 In addition, the difference in the measurement results between Experiment 1- (1) and Experiment 1- (2) was larger in the outer peripheral area than in the locus length per second for each of the subjects A to C. Therefore, it was suggested that the mental burden could be evaluated only by the outer peripheral area without comparing the locus length per second.

[実験2の内容]
次に、実験2について説明する。実験2では、実験1と同様に、被験者に歯科用チェアユニット1の上に仰臥位の状態で乗ってもらい、実際の治療下で計測を行った。被験者は2名(被験者D,E)とし、1分目と7分目を安静状態、2〜6分目に治療として歯石除去を行う形で実験をした。
[Contents of Experiment 2]
Next, Experiment 2 will be described. In Experiment 2, as in Experiment 1, the subject was asked to ride on the dental chair unit 1 in a supine position, and measurement was performed under actual treatment. Two subjects (subjects D and E) were used in the experiment in which the 1st and 7th minutes were in a resting state, and the 2nd to 6th minutes were treated with tartar removal.

図12に、心身的負担測定システム30を用いた実験2のプロトコルを示す。実験2では、“Task”として治療時間を5分間に設定し、その“Task”の前後に“Rest”として1分間ずつの安静時間を設け、全7分間で治療を行った。 FIG. 12 shows the protocol of Experiment 2 using the mental and physical burden measurement system 30. In Experiment 2, the treatment time was set to 5 minutes as "Task", and a rest time of 1 minute was provided as "Rest" before and after the "Task", and the treatment was performed for a total of 7 minutes.

また、実験2では、どの時間に被験者が刺激を与えられたか、つまり心身的負担を感じたかを見るために、被験者D,Eの右手にマウスを持たせ、痛みを感じた場合にマウスのボタンをクリックしてもらうようにした。被験者は痛ければ痛いほどボタンをクリックし、単位時間のクリック回数が増える。評価指標も実験1と同様に、1秒間当たりの軌跡長と外周面積を用いた。実験2では、例えば時系列データに5秒間の評価区間を設定し、所定時間(例えば1秒)ごとに時系列データの各評価区間における評価指標の値を算出した。痛みについても同様の評価区間内にマウスのボタンが何回クリックされたかを計算し、評価指標として扱った。 Further, in Experiment 2, in order to see at what time the subject was stimulated, that is, when the subject felt a physical and mental burden, the mouse was held in the right hand of the subjects D and E, and the mouse button was used when the subject felt pain. I asked them to click. The more painful the subject, the more clicks the button and the more clicks per unit time. As the evaluation index, the locus length and the outer peripheral area per second were used as in Experiment 1. In Experiment 2, for example, an evaluation interval of 5 seconds was set for the time series data, and the value of the evaluation index in each evaluation interval of the time series data was calculated at predetermined time (for example, 1 second). For pain, the number of times the mouse button was clicked within the same evaluation section was calculated and treated as an evaluation index.

図13は、実験2で設定した評価区間を示している。本例では、各評価区間は、時間的に重複している。すなわち、5秒間に設定された評価区間における評価指標の値を算出する場合には、前の評価区間の計算を開始してから、5秒以内に次の評価区間の計算を開始する。ただし、各評価区間が時間的に重複する例に限定されない。 FIG. 13 shows the evaluation section set in Experiment 2. In this example, each evaluation section overlaps in time. That is, when calculating the value of the evaluation index in the evaluation section set in 5 seconds, the calculation of the next evaluation section is started within 5 seconds after the calculation of the previous evaluation section is started. However, it is not limited to the case where each evaluation section overlaps in time.

[実験2の結果]
次に、実験2の結果について説明する。被験者D,Eともに、実験1の結果と同様、臀部より背部の方が、重心の軌跡長及び重心の軌跡の外周面積の変化(偏差)が大きかった。よって、実際の治療下でも、背部の重心のみの計測で心身的負担の評価が可能であることが示された。ただし、これは、臀部の重心のみの計測で心身的負担を評価することを排除するものではなく、背部及び臀部の重心を計測して心身的負担を評価してもよい。以下、図14〜図15に、実験2における背部の重心動揺の例として、被験者Dの計測結果を示す。
[Result of Experiment 2]
Next, the result of Experiment 2 will be described. Similar to the results of Experiment 1, subjects D and E had larger changes (deviations) in the locus length of the center of gravity and the outer peripheral area of the locus of the center of gravity in the back than in the buttocks. Therefore, it was shown that even under actual treatment, it is possible to evaluate the physical and psychological burden by measuring only the center of gravity of the back. However, this does not exclude the evaluation of the mental and physical burden by measuring only the center of gravity of the buttocks, and the physical and psychological burden may be evaluated by measuring the centers of gravity of the back and buttocks. Hereinafter, FIGS. 14 to 15 show the measurement results of subject D as an example of the sway of the center of gravity of the back in Experiment 2.

図14は、実験2における被験者Dの背部重心の軌跡長及びクリック回数の変化を示すグラフである。左側の縦軸は背部重心の軌跡長(cm)、右側の縦軸はクリック回数(回)、及び横軸は時間(sec)を表す。図15は、実験2における被験者Dの背部重心の軌跡の外周面積及びクリック回数の変化を示すグラフである。左側の縦軸は背部重心の軌跡の外周面積(cm)、右側の縦軸はクリック回数(回)、及び横軸は時間(sec)を表す。図14及び図15において、60secと360secにおける一点鎖線は、タスク(治療)の開始時間と終了時間を示している。 FIG. 14 is a graph showing changes in the locus length and the number of clicks of the back center of gravity of subject D in Experiment 2. The vertical axis on the left side represents the locus length (cm) of the center of gravity of the back, the vertical axis on the right side represents the number of clicks (times), and the horizontal axis represents time (sec). FIG. 15 is a graph showing changes in the outer peripheral area of the locus of the back center of gravity of subject D and the number of clicks in Experiment 2. The vertical axis on the left side represents the outer peripheral area (cm 2 ) of the locus of the center of gravity of the back, the vertical axis on the right side represents the number of clicks (times), and the horizontal axis represents the time (sec). In FIGS. 14 and 15, the alternate long and short dash lines at 60 sec and 360 sec indicate the start time and end time of the task (treatment).

図14及び図15に示すように、実験1の結果と同様に、重心の軌跡長(図14)よりも外周面積(図15)の変化(偏差)の方が大きいことがわかる。図15に示すように、被験者Dでは安静時と比較して治療時の外周面積が大きい。外周面積の変化とクリック回数の推移は概ね一致(対応)しており、外周面積を用いることで被験者の痛み(身体的負担)を測定できる可能性が示された。例えば、図15においてクリック回数のピークである270秒あたりでは、外周面積はあまり変化していないが、クリック回数のピークが終了後に外周面積に大きな変化が見られる。これは、強い持続する痛みに対して被験者Dに力が入ることで背部の重心の変化が少なくなり、その後、治療終了後と同様に被験者Dは一時的な痛みから解放されたことで力が抜け、重心の変化が大きくなったと考えられる。 As shown in FIGS. 14 and 15, it can be seen that the change (deviation) in the outer peripheral area (FIG. 15) is larger than the locus length of the center of gravity (FIG. 14), as in the result of Experiment 1. As shown in FIG. 15, subject D has a larger outer peripheral area at the time of treatment than at rest. The change in the outer peripheral area and the transition in the number of clicks are almost the same (corresponding), and it was shown that the pain (physical burden) of the subject can be measured by using the outer peripheral area. For example, in FIG. 15, around 270 seconds, which is the peak of the number of clicks, the outer peripheral area does not change much, but a large change can be seen in the outer peripheral area after the peak of the number of clicks ends. This is because the change in the center of gravity of the back is reduced by applying force to subject D against strong persistent pain, and then subject D is released from temporary pain as after the end of treatment. It is probable that the change in the center of gravity became large.

また、被験者Dは、治療終了後(360sec以降)に外周面積が大きく増加しており(図15の時間T5参照)、被験者Dが心身的負担から解放された場合にも背部の重心が動く可能性が示された。 In addition, the outer peripheral area of subject D has increased significantly after the end of treatment (after 360 sec) (see time T5 in FIG. 15), and the center of gravity of the back can move even when subject D is released from the physical and mental burden. The sex was shown.

一方、被験者Eは、図示を省略しているが、安静時と治療中で外周面積の差が小さく、クリック回数も最大で5秒間に2回と、ほとんど痛みを感じていなかった。被験者Eは、実験終了後の感想でもあまり痛くなかったと話している。このことから、被験者が感じる痛みが小さければ小さいほど外周面積の変化も小さくなり、感じる痛みが大きければ大きいほど変化も大きくなる可能性が示された。 On the other hand, although the illustration is omitted, the subject E had a small difference in the outer peripheral area between resting and the treatment, and the number of clicks was 2 times in 5 seconds at the maximum, and he felt almost no pain. Subject E said that his impressions after the experiment did not hurt so much. From this, it was shown that the smaller the pain felt by the subject, the smaller the change in the outer peripheral area, and the greater the pain felt, the larger the change.

本実験ではほぼ痛みを感じなかった被験者Eを除き、被験者Dに対して追加で実験を2回行った。実験1では身体的負担はないが、実験2は身体的負担も伴う実験である。図示を省略するが追加の実験では、1回目の実験と同様に、2回目及び3回目ともに、治療前及び治療後と比較して治療中に外周面積が大きく変化した。また、外周面積とクリック回数を比較しても、外周面積の変化とクリック回数の推移は概ね一致(対応)していた。 Except for subject E, who felt almost no pain in this experiment, two additional experiments were performed on subject D. Experiment 1 has no physical burden, but Experiment 2 is an experiment with a physical burden. Although not shown, in the additional experiment, as in the first experiment, the outer peripheral area changed significantly during the treatment as compared with before and after the treatment in both the second and third experiments. Moreover, even when the outer peripheral area and the number of clicks were compared, the change in the outer peripheral area and the transition of the number of clicks were almost the same (corresponding).

次に、精神的負担のみの場合と、精神的負担と身体的負担(すなわち心身的負担)が与えられた場合を比較するため、痛みのクリック回数が“0”の場合と“1“以上の場合のそれぞれの背部重心の軌跡の外周面積の平均値を、安静時の外周面積と比較した結果を、図16に示す。図16は、実験2における被験者Dによるクリック回数の増加率を示す表である。“D1回目”から“D3回目”は、被験者Dの1回目から3回目を意味し、“E”は被験者Eを意味する。 Next, in order to compare the case of only mental burden and the case of being given mental burden and physical burden (that is, mental and physical burden), the case where the number of clicks of pain is "0" and the case where the number of pain clicks is "1" or more. FIG. 16 shows a result of comparing the average value of the outer peripheral area of the locus of the center of gravity of each back with the outer peripheral area at rest. FIG. 16 is a table showing the rate of increase in the number of clicks by subject D in Experiment 2. "D1st time" to "D3rd time" means the 1st to 3rd time of the subject D, and "E" means the subject E.

被験者D,Eとも、クリック回数が“0”の場合、すなわち痛みを感じておらず精神的負担のみかかっている場合にも、外周面積の平均値が変化していた。さらに、クリック回数が“1”以上の場合すなわち治療中の外周面積の平均値は、治療前の外周面積の平均値と比較して、42.4%増加していた。つまり、痛みを伴うとさらに外周面積が大きく増加することが示された。よって、重心の軌跡の外周面積を用いて、痛みを伴わない精神的負担のみ、及び痛みを伴う心身的負担の両方を計測できることがわかった。ただし、これは、軌跡長のみの計測で心身的負担を評価することを排除するものではない。 In both subjects D and E, the average value of the outer peripheral area changed even when the number of clicks was "0", that is, when no pain was felt and only the mental burden was applied. Furthermore, when the number of clicks was "1" or more, that is, the average value of the outer peripheral area during treatment was increased by 42.4% as compared with the average value of the outer peripheral area before treatment. In other words, it was shown that the outer peripheral area increased significantly with pain. Therefore, it was found that both the painless mental burden and the painful mental and physical burden can be measured by using the outer peripheral area of the locus of the center of gravity. However, this does not exclude the evaluation of mental and physical burden by measuring only the trajectory length.

一方で、図15において、例えば215秒(時間T1)、260秒(時間T3)、315秒(時間T4)秒付近、及び治療終了後(時間T5)では、痛みを表すクリック回数が減少したにもかかわらず、外周面積が増加していることがわかった。そこで、被験者Dの動きをより詳しく見るため、被験者Dの重心位置の変位、特に体の上下方向(頭方向と足方向)に注目して、外周面積とクリック回数との比較を行った。 On the other hand, in FIG. 15, for example, around 215 seconds (time T1), 260 seconds (time T3), 315 seconds (time T4) seconds, and after the end of treatment (time T5), the number of clicks indicating pain decreased. Nevertheless, it was found that the outer peripheral area increased. Therefore, in order to see the movement of the subject D in more detail, the displacement of the center of gravity of the subject D, particularly the vertical direction of the body (head direction and foot direction) was focused on, and the outer peripheral area and the number of clicks were compared.

図17に、実験2における被験者Dの背部重心位置のX座標及びクリック回数の変化を示す。図17において、左側の縦軸は背部重心のX方向の移動距離(cm)、右側の縦軸はクリック回数(回)、及び横軸は時間(sec)を表す。ここでは、図1に基づいて、被験者の基準位置よりも頭方向をマイナス値、足方向をプラス値で表している。 FIG. 17 shows changes in the X coordinate and the number of clicks of the position of the center of gravity of the back of subject D in Experiment 2. In FIG. 17, the vertical axis on the left side represents the moving distance (cm) of the center of gravity of the back in the X direction, the vertical axis on the right side represents the number of clicks (times), and the horizontal axis represents time (sec). Here, based on FIG. 1, the head direction is represented by a negative value and the foot direction is represented by a positive value from the reference position of the subject.

図17より、外周面積及びクリック回数ともに大きく反応が出ていた被験者Dに関して、クリック回数が増える前(例えば時間T1,T3,T4)から背部重心が頭方向(矢印D1,D3,D4)に変位し、クリック回数がピークを過ぎると(例えば時間T2)、背部重心の位置が足方向(矢印D2)に変位することがわかる。これは、被験者Dが痛みを感じる前から背部重心が動いていること、また、被験者Dが痛みから解放されるときに背部重心が足方向に変位することを表しており、被験者Dの精神的負担を測定できる可能性があるということが示された。 From FIG. 17, with respect to subject D, who responded significantly to both the outer peripheral area and the number of clicks, the center of gravity of the back was displaced in the head direction (arrows D1, D3, D4) before the number of clicks increased (for example, time T1, T3, T4). However, when the number of clicks exceeds the peak (for example, time T2), it can be seen that the position of the center of gravity of the back is displaced in the foot direction (arrow D2). This indicates that the center of gravity of the back is moving before the subject D feels the pain, and that the center of gravity of the back is displaced in the direction of the foot when the subject D is released from the pain. It was shown that the burden could be measured.

また、図17より、痛みのクリック回数が増えていく過程でも背部重心が頭方向に移動することがわかった。つまり、痛みが増加又は継続中に、被験者Dの背部重心の位置は頭方向に変位する。治療中に被験者が痛みを感じたとき、背部上部(例えば頭や肩)に力が入ることで、重心が全体的に体の上方向(頭方向)に移動したと考えられる。このように、体の重心位置の変位は、精神的負担レベルの変位を表していると考えられ、外周面積と重心位置の変位を組み合わせて解析することで、被験者の心身的負担をより正確に測定することができる。 Further, from FIG. 17, it was found that the center of gravity of the back moves toward the head even in the process of increasing the number of clicks of pain. That is, the position of the back center of gravity of subject D is displaced in the head direction while the pain is increasing or continuing. When the subject felt pain during the treatment, it is considered that the center of gravity was moved upward (headward) as a whole by applying force to the upper back (for example, the head and shoulders). In this way, the displacement of the position of the center of gravity of the body is considered to represent the displacement of the mental burden level, and by analyzing the displacement of the outer peripheral area and the position of the center of gravity in combination, the physical and psychological burden of the subject can be more accurately measured. Can be measured.

被験者の重心位置の変位と外周面積とクリック回数の関係は、背部重心と臀部重心ともに同様の傾向であった。 The relationship between the displacement of the center of gravity of the subject, the outer peripheral area, and the number of clicks showed the same tendency for both the center of gravity of the back and the center of gravity of the buttocks.

図18は、実験2における被験者の背部の重さw1、臀部の重さw2及びクリック回数の変化を示すグラフである。左側の縦軸は背部又は臀部の重さ(kg)、右側の縦軸はクリック回数(回)、及び横軸は時間(sec)を表す。重さに関しては、クリック回数が増えると、背部の重さw1の計測値が減少し臀部の重さw2の計測値が上昇した。被験者Dは痛みを感じると背中上部(例えば首や肩)に力が入り、背部重心が頭方向に大きく動いたと考えられる。それと同時に、背部重心が頭方向に変位することで腰のあたりが歯科用チェアユニット1から離れる方向に動いて背部の重さw1の計測値が減少し、それにより、被験者Dは頭や肩、臀部で体を支えるような状態になり、臀部の重さw2の計測値が上昇したと考えられる。逆に、痛みを表すクリック回数が減る場合には、緊張が解けて体の力が抜けることで、背部重心が体の足方向に移動すると考えられる。なお、図示を省略しているが、クリック回数が極端に少なかった被験者Eは、背部重心のX座標とY座標、背部と臀部の重さの全てにおいてほとんど変化がなかった。 FIG. 18 is a graph showing changes in the back weight w1, the buttocks weight w2, and the number of clicks of the subject in Experiment 2. The vertical axis on the left represents the weight of the back or buttocks (kg), the vertical axis on the right represents the number of clicks (times), and the horizontal axis represents time (sec). Regarding the weight, as the number of clicks increased, the measured value of the back weight w1 decreased and the measured value of the buttocks weight w2 increased. It is probable that when subject D felt pain, a force was applied to the upper back (for example, the neck and shoulders), and the center of gravity of the back moved significantly toward the head. At the same time, the center of gravity of the back is displaced toward the head, so that the area around the hips moves away from the dental chair unit 1 and the measured value of the weight w1 of the back decreases. It is probable that the body was supported by the buttocks and the measured value of the weight w2 of the buttocks increased. On the contrary, when the number of clicks indicating pain decreases, it is considered that the center of gravity of the back moves toward the legs of the body by releasing the tension and releasing the strength of the body. Although not shown, subject E, whose number of clicks was extremely small, had almost no change in the X and Y coordinates of the center of gravity of the back and the weights of the back and buttocks.

[定量的評価]
心身的負担を定量的に評価するために、実験2の測定ごとに治療前、治療中、治療後の背部重心の軌跡の外周面積の平均値をまとめて、図19に示す。また、実験2の測定ごとに治療前、治療中、治療後の背部重心の軌跡の外周面積の標準偏差をまとめて、図20に示す。さらに、実験2の各測定における治療前の背部重心の軌跡の外周面積と比較した場合の、治療中及び治療後の背部重心の軌跡の外周面積(百分率)をまとめて、図21に示す。
[Quantitative evaluation]
In order to quantitatively evaluate the mental and physical burden, the average value of the outer peripheral area of the locus of the back center of gravity before, during, and after the treatment for each measurement of Experiment 2 is summarized and shown in FIG. In addition, the standard deviation of the outer peripheral area of the locus of the back center of gravity before, during, and after the treatment for each measurement in Experiment 2 is summarized in FIG. Further, the outer peripheral area (percentage) of the locus of the back center of gravity during and after the treatment when compared with the outer peripheral area of the locus of the back center of gravity before the treatment in each measurement of Experiment 2 is shown in FIG. 21.

図19に示すように、疼痛反応が強く出ていた被験者Dでは3回の測定ともに、治療前と比較して、治療中及び治療後に背面重心の軌跡の外周面積が増加していた。また、図20に示すように、被験者Dでは3回の測定ともに、治療前と比較して、治療中及び治療後に外周面積の標準偏差が増加していた。 As shown in FIG. 19, in subject D, who had a strong pain response, the outer peripheral area of the locus of the dorsal center of gravity increased during and after the treatment as compared with before the treatment in all three measurements. Further, as shown in FIG. 20, in the subject D, the standard deviation of the outer peripheral area increased during and after the treatment as compared with before the treatment in all three measurements.

そして、図21に示すように、被験者Dでは、治療前と比較して、治療中には外周面積が約2.5倍変化していたことがわかった。つまり、治療中は、治療前と比較して背面重心が大きく移動したと言える。逆に、疼痛反応が弱かった被験者Eでは、治療前と比較して、治療中には背面重心の軌跡の外周面積が約8%だけ変化したことがわかった。 Then, as shown in FIG. 21, it was found that in subject D, the outer peripheral area changed about 2.5 times during the treatment as compared with that before the treatment. In other words, it can be said that the back center of gravity moved significantly during the treatment as compared with before the treatment. On the contrary, in subject E, who had a weak pain response, it was found that the outer peripheral area of the locus of the posterior center of gravity changed by about 8% during the treatment as compared with before the treatment.

そこで、例えば、外周面積において治療前の2.5倍を閾値に設定し、外周面積がこの閾値を超えた場合に被験者が痛みを感じていると判定することとした。また、主観的評価として、痛みのクリック回数の平均値を閾値に設定し、クリック回数がこの閾値を超えた場合に被験者が痛みを感じていると判定することとした。重心動揺を用いた客観的評価と主観的評価が同時に閾値を超えた場合及び同時に閾値を超えなかった場合を判定成功とみなし、判定成功率を算出した。その結果を図22の表に示す。 Therefore, for example, the threshold value is set to 2.5 times the outer peripheral area before the treatment, and it is determined that the subject feels pain when the outer peripheral area exceeds this threshold value. In addition, as a subjective evaluation, the average value of the number of clicks of pain was set as a threshold value, and when the number of clicks exceeded this threshold value, it was determined that the subject was feeling pain. The judgment success rate was calculated by regarding the case where the objective evaluation and the subjective evaluation using the sway of the center of gravity exceeded the threshold value at the same time and the case where the threshold value was not exceeded at the same time. The results are shown in the table of FIG.

また、図22に示すように、今回の実験では、全体(被験者D,E)でおよそ65%の判定成功率であった。痛みをよく感じた被験者Dのみに絞れば、判定成功率は約67%であった。一方、被験者Eは、治療中の背面重心の軌跡の外周面積が、治療前の外周面積の2.5倍を超えることがなかったため、被験者Eの閾値を被験者Dの閾値とは別の値に設定することを検討してもよい。 Further, as shown in FIG. 22, in this experiment, the judgment success rate was about 65% as a whole (subjects D and E). If only subject D who felt pain well was narrowed down, the judgment success rate was about 67%. On the other hand, in subject E, the outer peripheral area of the locus of the back center of gravity during treatment did not exceed 2.5 times the outer peripheral area before treatment, so that the threshold value of subject E was set to a value different from the threshold value of subject D. You may consider setting it.

上述した一実施形態によれば、被験者の治療前及び治療後の重心動揺計測結果に基づいて、被験者の痛みの状況、またそれに伴う精神的負担を測定することができる。すなわち、本実施形態によれば、特許文献1のように予め心身状態に対応した既知の心身状態指数を記憶するデータベースを用意することなく、より簡易な構成により、被験者の重心動揺計測結果から被験者の心身的負担を測定することができる。 According to the above-described embodiment, the pain condition of the subject and the mental burden associated therewith can be measured based on the measurement results of the body sway before and after the treatment of the subject. That is, according to the present embodiment, unlike Patent Document 1, it is not necessary to prepare a database for storing a known mental / physical state index corresponding to the mental / physical state in advance, and the subject is based on the measurement result of the body sway of the subject with a simpler configuration. It is possible to measure the physical and mental burden of.

例えば、本実施形態によれば、重心動揺計測装置の計測データ(時系列データ)を用いて、歯科治療中の患者の精神状態や疼痛状況を客観的に測定し、治療中に歯科医師にその結果を伝達できるので(例えば図8参照)、歯科医師は円滑に治療を進行することができる、また、歯科医師が、その測定の結果に基づいて、患者の状態に合わせた治療の継続、延期、又は中止等を決定できるので、例えば治療を一時停止して麻酔を打つなどの治療法の変更が可能になるという効果もある。なお、上述した実施形態では、歯科治療を例に説明したが、他の治療行為に対しても適用可能である。 For example, according to the present embodiment, the mental state and pain status of a patient undergoing dental treatment are objectively measured using the measurement data (time-series data) of the center of gravity sway measuring device, and the dentist is informed during the treatment. Since the results can be communicated (see, for example, FIG. 8), the dentist can proceed with the treatment smoothly, and the dentist can continue or postpone the treatment according to the patient's condition based on the result of the measurement. Or, since it is possible to decide to discontinue or the like, there is also an effect that it is possible to change the treatment method such as suspending the treatment and giving anesthesia. In the above-described embodiment, dental treatment has been described as an example, but it can also be applied to other treatment actions.

また、本実施形態では、実験1,2を通して重心動揺計測装置4,5のそれぞれの上にクッション8,9を置いて計測を行った。その影響は計測データには見られず、重心動揺計測装置の上にクッションを置いても心身的負担が計測できることがわかった。よって、重心動揺計測装置を歯科用チェアユニット1等の上に置くだけではなく、重心動揺計測装置をユニット内部に組み込んで計測することが可能である。 Further, in the present embodiment, the cushions 8 and 9 were placed on the center of gravity sway measuring devices 4 and 5 respectively through the experiments 1 and 2 to perform the measurement. The effect was not seen in the measurement data, and it was found that the mental and physical burden can be measured even if a cushion is placed on the center of gravity sway measuring device. Therefore, it is possible not only to place the center of gravity sway measuring device on the dental chair unit 1 or the like, but also to incorporate the center of gravity sway measuring device into the unit for measurement.

医療用カメラ(ファイバースコープ)を用いて胃などの消化管の内部を観察する内視鏡検査では、患者は側臥位の状態で検査を受ける。このような患者が側臥位の状態であっても、本実施形態にかかる重心動揺計測装置4及び5を備える心身的負担測定システム30により、患者の心身的負担を測定することが可能である。 In endoscopy, which uses a medical camera (fiberscope) to observe the inside of the gastrointestinal tract such as the stomach, the patient is examined in the lateral decubitus position. Even when such a patient is in the lateral decubitus position, the physical and psychological burden of the patient can be measured by the physical and mental burden measuring system 30 including the body sway measuring devices 4 and 5 according to the present embodiment.

<変形例>
上述した実施形態にかかる心身的負担測定システム30は、座位状態にある被験者の心身的負担を測定することにも利用できる。図23に、被験者の座位状態を維持するユニット構造体(例えば椅子)の例を示す上面図及び側面図である。図23に示す椅子80は、座面部82と背もたれ83とから構成される。歯科用チェアユニット1と同様に、座面部82の上に板6が設置され、板6の上に重心動揺計測装置4が配置されている。また、重心動揺計測装置4の上には、クッション8が配置されている。情報処理装置20が、座面部82の上に配置された重心動揺計測装置4の計測データに基づいて、被験者の心身的負担を測定する。
<Modification example>
The mental and physical burden measuring system 30 according to the above-described embodiment can also be used to measure the mental and physical burden of a subject in a sitting state. FIG. 23 is a top view and a side view showing an example of a unit structure (for example, a chair) that maintains a sitting state of a subject. The chair 80 shown in FIG. 23 is composed of a seat surface portion 82 and a backrest 83. Similar to the dental chair unit 1, the plate 6 is installed on the seat surface portion 82, and the center of gravity sway measuring device 4 is arranged on the plate 6. Further, a cushion 8 is arranged on the center of gravity sway measuring device 4. The information processing device 20 measures the physical and psychological burden of the subject based on the measurement data of the center of gravity sway measuring device 4 arranged on the seat surface portion 82.

上述した変形例によれば、座位状態にある人の心身的負担を測定することができる。例えば椅子に座って作業をしている作業者に対し、作業の中止、休憩をとることを促すなどの適切な対応が可能となる。 According to the above-described modification, it is possible to measure the physical and mental burden of a person in a sitting position. For example, it is possible to take appropriate measures such as encouraging a worker sitting on a chair to stop the work or take a break.

また、上述した実施形態では、治療前と治療中の重心動揺の軌跡の外周面積又は軌跡長から閾値を設定する例を説明したが、実際の治療中に閾値を設定してもよい。例えば、治療開始から1分間は初期設定の閾値を用いて治療を行い、この1分間に重心動揺計測装置から得られた計測データとクリック回数から閾値を計算する。これにより、治療中に計測データに基づいて、患者に合わせて閾値を設定することができる。なお、クリック回数を用いずに、重心動揺計測装置の計測データのみに基づいて閾値を設定するようにしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the example in which the threshold value is set from the outer peripheral area or the locus length of the locus of the center of gravity sway before and during the treatment has been described, but the threshold value may be set during the actual treatment. For example, treatment is performed using the default threshold value for 1 minute from the start of treatment, and the threshold value is calculated from the measurement data obtained from the body sway measuring device and the number of clicks in this 1 minute. Thereby, the threshold value can be set according to the patient based on the measurement data during the treatment. It should be noted that the threshold value may be set based only on the measurement data of the center of gravity sway measuring device without using the number of clicks.

また、上述した実施形態又は変形例において、仰臥位又は座位の状態にある被験者の心身的負担の測定について説明したが、上述した実施形態は側臥位の状態にある被験者の心身的負担の測定に利用することができる。側臥位の状態にある被験者に対して、被験者の重心動揺に応じた評価指標(外周面積、軌跡長)に、被験者の重心の変位を加味して被験者の心身的負担を判定する場合、主として重心位置の移動方向がX方向ではなくY方向(図1参照)になる可能性がある。よって、心身的負担の測定に重心位置の変位を加味する場合には、被験者の仰臥位又は側臥位の状態に応じた重心の移動方向と評価指標に基づいて、心身的負担を判定する必要がある。 Further, in the above-described embodiment or modification, the measurement of the physical and psychological burden of the subject in the supine or sitting position has been described, but the above-described embodiment is used for measuring the physical and mental burden of the subject in the lateral decubitus position. It can be used. When determining the physical and psychological burden of a subject by adding the displacement of the subject's center of gravity to the evaluation index (outer circumference area, trajectory length) according to the subject's center of gravity sway for the subject in the lateral decubitus position, the center of gravity is mainly used. The moving direction of the position may be the Y direction (see FIG. 1) instead of the X direction. Therefore, when the displacement of the center of gravity is added to the measurement of the physical and psychological burden, it is necessary to determine the physical and mental burden based on the moving direction of the center of gravity and the evaluation index according to the supine or lateral decubitus position of the subject. is there.

また、心身的負担測定システム30は、歯科用チェアユニット1と情報処理装置20から構成されているが、歯科用チェアユニット1に情報処理装置20が組み込まれていてもよい。歯科用チェアユニット1に組み込まれた情報処理装置20が測定した結果は、近距離無線通信により、近距離無線通信I/Fを備えた表示装置やタブレット型端末に出力される。また、重心動揺計測装置の計測データをネットワークに接続されたサーバーに送信し、サーバーが被験者の心身的負担を測定し、そして、ネットワークを介して測定の結果をサーバーから表示装置に供給する構成としてもよい。 Further, although the mental and physical burden measuring system 30 is composed of the dental chair unit 1 and the information processing device 20, the information processing device 20 may be incorporated in the dental chair unit 1. The result measured by the information processing device 20 incorporated in the dental chair unit 1 is output to a display device or a tablet terminal equipped with a short-range wireless communication I / F by short-range wireless communication. In addition, as a configuration in which the measurement data of the center of gravity sway measuring device is transmitted to a server connected to the network, the server measures the physical and mental burden of the subject, and the measurement result is supplied from the server to the display device via the network. May be good.

さらに、本発明は上述した各実施形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない範囲において、その他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。 Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various other application examples and modifications can be taken as long as the gist of the present invention described in the claims is not deviated. is there.

例えば、上述した実施形態例は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されない。また、上述した実施形態例の構成の一部について、他の構成要素の追加、削除、置換をすることも可能である。 For example, the above-described embodiment describes the configuration of the apparatus and the system in detail and concretely in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the components described. It is also possible to add, delete, or replace other components with respect to a part of the configuration of the above-described embodiment.

また、上記の各構成要素、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路の設計などによりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成要素、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。 Further, each of the above-mentioned components, functions, processing units and the like may be realized by hardware in part or all of them, for example, by designing an integrated circuit. Further, each of the above components, functions, and the like may be realized by software by the processor interpreting and executing a program that realizes each function.

1…歯科用チェアユニット、 2…座面部、 3…背面部、 4,5…重心動揺計測装置、 6,7…板、 8,9…クッション、11〜14…荷重センサ、 20…情報処理装置、 21…制御装置、 22…メモリ、 23…不揮発性記録装置、 24…表示装置、 25…入力装置、 26…近距離無線通信I/F、 27…ネットワークI/F、 30…心身的負担測定システム、 50…表示画面、 60…外周、 70…インジケーター、 80…椅子、 82…座面部、 83…背もたれ、 211…重心位置処理部、 212…負担測定処理部、 213…操作回数計測部、 214…出力処理部、 s…外周面積、Sr1,Sr2…分割領域 1 ... Dental chair unit, 2 ... Seat surface, 3 ... Back, 4, 5 ... Center of gravity sway measuring device, 6, 7 ... Plate, 8, 9 ... Cushion, 11-14 ... Load sensor, 20 ... Information processing device , 21 ... Control device, 22 ... Memory, 23 ... Non-volatile recording device, 24 ... Display device, 25 ... Input device, 26 ... Short-range wireless communication I / F, 27 ... Network I / F, 30 ... Physical and mental burden measurement System, 50 ... Display screen, 60 ... Outer circumference, 70 ... Indicator, 80 ... Chair, 82 ... Seat surface, 83 ... Backrest, 211 ... Center of gravity position processing unit, 212 ... Burden measurement processing unit, 213 ... Number of operations measurement unit, 214 … Output processing unit, s… outer peripheral area, Sr1, Sr2… divided area

Claims (9)

仰臥位又は座位の状態にある被験者の重心位置を計測可能に配置されて、前記被験者の重心位置の時系列データを出力する重心動揺計測装置と、
前記重心動揺計測装置が出力する前記被験者の重心位置の時系列データから、前記被験者の重心動揺に応じた評価指標の値を算出する重心位置処理部と、
前記重心位置処理部で算出された前記評価指標の値の時間変化に基づいて、前記被験者の心身的負担を測定する負担測定処理部と、
前記負担測定処理部による測定の結果を出力する出力処理部と、を備え
前記負担測定処理部は、前記重心位置処理部で算出された前記評価指標の値を所定の閾値と比較し、その比較結果と前記被験者の重心の移動方向に基づいて、前記被験者の心身的負担を判定する
心身的負担測定システム。
A center-of-gravity sway measuring device that is arranged so that the position of the center of gravity of a subject in a supine or sitting position can be measured and outputs time-series data of the position of the center of gravity of the subject.
From the time-series data of the center of gravity position of the subject output by the center of gravity sway measuring device, a center of gravity position processing unit that calculates the value of the evaluation index according to the center of gravity sway of the subject.
A burden measurement processing unit that measures the physical and psychological burden of the subject based on the time change of the value of the evaluation index calculated by the center of gravity position processing unit.
It is provided with an output processing unit that outputs the result of measurement by the burden measurement processing unit .
The burden measurement processing unit compares the value of the evaluation index calculated by the center of gravity position processing unit with a predetermined threshold value, and based on the comparison result and the moving direction of the center of gravity of the subject, the physical and psychological burden of the subject. A mental and physical burden measurement system that determines .
前記重心位置処理部は、前記被験者の重心動揺に応じた評価指標として、前記被験者の重心位置の時系列データから所定時間長ごとに前記重心の軌跡の外周面積を算出する
請求項1に記載の心身的負担測定システム。
The first aspect of claim 1, wherein the center of gravity position processing unit calculates the outer peripheral area of the locus of the center of gravity for each predetermined time length from the time series data of the center of gravity position of the subject as an evaluation index according to the sway of the center of gravity of the subject. Physical and mental burden measurement system.
前記重心位置処理部は、前記被験者の重心動揺に応じた評価指標として、前記被験者の重心位置の時系列データから所定時間長ごとに前記重心の軌跡の長さを算出する
請求項1に記載の心身的負担測定システム。
The first aspect of claim 1, wherein the center-of-gravity position processing unit calculates the length of the locus of the center of gravity for each predetermined time length from the time-series data of the position of the center of gravity of the subject as an evaluation index according to the sway of the center of gravity of the subject. Physical and mental burden measurement system.
前記被験者の重心動揺に応じた評価指標は、設定時間ごとに所定時間長の評価区間において算出される
請求項2又は3に記載の心身的負担測定システム。
The mental and physical burden measurement system according to claim 2 or 3, wherein the evaluation index according to the sway of the center of gravity of the subject is calculated in an evaluation section having a predetermined time length for each set time.
前記重心動揺計測装置は、前記被験者の仰臥位又は座位の状態を維持するユニット構造体に配置されている
請求項1からのいずれかに記載の心身的負担測定システム。
The mental and physical burden measuring system according to any one of claims 1 to 4 , wherein the center of gravity sway measuring device is arranged in a unit structure that maintains a supine or sitting position of the subject.
前記重心動揺計測装置は、椅子又は可動式背もたれ付き椅子に取り付けられる
請求項1からのいずれかに記載の心身的負担測定システム。
The mental and physical burden measuring system according to any one of claims 1 to 4 , wherein the center of gravity sway measuring device is attached to a chair or a chair with a movable backrest.
前記重心動揺計測装置が、前記可動式背もたれ付き椅子の、前記被験者の背部の重みがかかる位置に取り付けられる
請求項に記載の心身的負担測定システム。
The mental and physical burden measuring system according to claim 6 , wherein the center of gravity sway measuring device is attached to a position of the chair with a movable backrest where the weight of the back of the subject is applied.
被験者の心身的負担を測定する情報処理装置による心身的負担測定方法であって、
重心位置処理部により、仰臥位又は座位の状態にある被験者の重心位置を計測可能に配置された重心動揺計測装置が出力する前記被験者の重心位置の時系列データから、前記被験者の重心動揺に応じた評価指標の値を算出する重心位置処理と、
負担測定処理部により、前記評価指標の値の時間変化に基づいて、前記被験者の心身的負担を測定する負担測定処理と、
出力処理部により、前記測定の結果を出力する出力処理と、を含み、
前記負担測定処理では、前記重心位置処理部で算出された前記評価指標の値を所定の閾値と比較し、その比較結果と前記被験者の重心の移動方向に基づいて、前記被験者の心身的負担を判定する
心身的負担測定方法。
It is a method of measuring the physical and mental burden of a subject using an information processing device that measures the physical and mental burden of the subject.
From the time-series data of the center of gravity position of the subject output by the center of gravity sway measuring device arranged so that the center of gravity position of the subject in the supine or sitting position can be measured by the center of gravity position processing unit , the subject's center of gravity sway is adjusted. Center of gravity position processing to calculate the value of the evaluation index
The burden measurement process for measuring the physical and psychological burden of the subject based on the time change of the value of the evaluation index by the burden measurement processing unit ,
The output processing unit, seen including and an output process of outputting the result of the measurement,
In the burden measurement process, the value of the evaluation index calculated by the center of gravity position processing unit is compared with a predetermined threshold value, and the physical and psychological burden of the subject is determined based on the comparison result and the moving direction of the center of gravity of the subject. Method of measuring physical and mental burden to judge .
仰臥位又は座位の状態にある被験者の重心位置を計測可能に配置されて、前記被験者の重心位置の時系列データを出力する重心動揺計測手順と、
前記被験者の重心位置の時系列データから、前記被験者の重心動揺に応じた評価指標の値を算出する重心位置処理手順と、
前記評価指標の値の時間変化に基づいて、前記被験者の心身的負担を測定する負担測定手順と、
前記測定の結果を出力する出力手順と、
前記負担測定手順において、前記重心位置処理手順で算出された前記評価指標の値を所定の閾値と比較し、その比較結果と前記被験者の重心の移動方向に基づいて、前記被験者の心身的負担を判定する手順と、
をコンピューターに実行させるためのプログラム。
A center-of-gravity sway measurement procedure in which the position of the center of gravity of a subject in a supine or sitting position is measurable and time-series data of the position of the center of gravity of the subject is output.
From the time-series data of the center of gravity position of the subject, the center of gravity position processing procedure for calculating the value of the evaluation index according to the sway of the center of gravity of the subject, and
A burden measuring procedure for measuring the physical and mental burden of the subject based on the time change of the value of the evaluation index, and
The output procedure for outputting the measurement results and
In the burden measurement procedure, the value of the evaluation index calculated in the center of gravity position processing procedure is compared with a predetermined threshold value, and the physical and psychological burden of the subject is determined based on the comparison result and the moving direction of the center of gravity of the subject. Judgment procedure and
A program that lets your computer run.
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