JP7169636B2 - 蠕動運動自動計測方法、蠕動運動自動計測プログラム、蠕動運動自動計測装置及び蠕動運動自動計測システム - Google Patents

Description

本発明は、消化管の蠕動運動の自動計測方法、自動計測プログラム、自動計測装置及び自動計測システムに関する。

口から摂取された食物は、胃、小腸、大腸等の消化管を通り、やがて排泄物として体外に排出される。これらの消化管は、蠕動という現象によって、摂取された食物（以下、内容物）を動かす。

蠕動運動を解析する技術の一例として、特許文献１に開示されている技術がある。

特許文献１では、腸が発する生体音を検知する生体音検知手段と、上記生体音の周波数スペクトルを算出する周波数スペクトル算出手段と、上記生体音の周波数スペクトルと、複数の蠕動音の標準周波数スペクトルのそれぞれとを個別にマッチングすることによって、複数のマッチング係数を算出するマッチング係数算出手段と、上記複数のマッチング係数を演算処理することによって、上記生体音が蠕動音であるか否かを判定する蠕動音判定手段と、を備えることを特徴とする蠕動音検出装置が開示されている。この技術は、生体音から蠕動音を区別するための技術である。

特開２０１３－１５０７２３号公報

特許文献１において開示されているような発明では、蠕動運動の解析結果を知るためには専門的な知識を必要とする。そのため、専門的な知識を有しない一般ユーザが蠕動運動の状態を直感的に理解することが困難である。しかし、日常生活等において、前記一般ユーザが、例えば、排泄時間との関係などにおいて、蠕動運動の様子を精度良くかつ直感的に把握できると有用である。

そこで、本発明は、蠕動運動の活動性を精度良くかつ直感的にわかりやすく示すことを主目的とする。

上記の主目的を達成するため、本発明は、コンピュータを用いる蠕動運動自動計測方法であり、消化管の一つ又は複数の箇所における生体活動性に関する計測情報を取得する取得ステップと、前記取得ステップにおいて取得した前記生体活動性に関する計測情報から、蠕動運動の活動性に関する情報を抽出する抽出ステップと、前記蠕動運動の活動性に関する情報に基づいて、前記蠕動運動の活動性の度合いを示す活動性スコアを得る演算ステップと、を含む蠕動運動自動計測方法を提供する。
前記活動性スコアは、リアルタイムの前記蠕動運動の活動性の度合いを示すことができる。前記演算ステップは、閾値に基づいて、前記活動性スコアの高低を判定することができる。
本発明に係る前記蠕動運動自動計測方法は、少なくとも前記活動性スコアをコンピュータ端末画面に表示する表示ステップをさらに含むことができる。この表示ステップは、前記活動性スコアに対応したグラフ及び／又は図形をコンピュータ端末画面に表示することができる。また、前記表示ステップは、例えば、前記活動性スコア又は前記活動性スコアに対応したグラフ及び／若しくは図形を、少なくとも消化管箇所を含む人体の画像とともにコンピュータ端末画面に表示することができる。
次に、前記抽出ステップは、前記取得ステップにおいて取得された前記計測情報に含まれているノイズ情報を除去して、前記蠕動運動の活動性に関する情報を得ることができる。
さらに、前記蠕動運動自動計測方法は、前記活動性スコアに基づいて、ユーザに報知する報知ステップをさらに含むことができる。
前記取得ステップは、例えば、体内に超音波を発信し、前記超音波の反射波を受信することにより、前記計測情報を得ることができる。
前記蠕動運動自動計測方法は、有線又は無線の通信回線を通じて、前記活動性スコア又は前記活動性スコアに対応したグラフ及び／若しくは図形を、ユーザのコンピュータ端末画面に表示させる通信ステップをさらに含むことができる。

さらに、本発明は、コンピュータがプログラムをロードして実行した後、前記蠕動運動計測方法を完成し得ることを特徴とする蠕動運動計測プログラムを内蔵するコンピュータプログラムプロダクトを提供する。

さらに、本発明は、消化管の一つ又は複数の箇所における生体活動性に関する計測情報を取得する取得部と、前記取得部において取得した前記生体活動性に関する情報から、蠕動運動の活動性に関する情報を抽出し、前記蠕動運動の活動性に関する情報に基づいて、前記蠕動運動の活動性の度合いを示す活動性スコアを得る演算部と、を備える蠕動運動自動計測装置を提供する。

さらに、本発明は、有線又は無線の通信回線を通じて実現される蠕動運動自動計測システムであり、消化管の一つ又は複数の箇所における生体活動性に関する計測情報を取得する取得装置と、前記取得装置において取得した前記生体活動性に関する情報から、蠕動運動の活動性に関する情報を抽出し、前記蠕動運動の活動性に関する情報に基づいて、前記蠕動運動の活動性の度合いを示す活動性スコアを得る演算装置と、を備える蠕動運動自動計測システムを提供する。

消化管の蠕動運動の活動性をわかりやすくユーザに示すことにより、ユーザは蠕動運動の活動性を精度良くかつ直感的に理解できるようになる。

本発明の実施形態の一例に係る蠕動運動自動計測方法のフローチャートである。 本発明の実施形態の一例に係る蠕動運動自動計測装置の全体構成図である。 同蠕動運動自動計測装置の演算部のフローチャートである。 同蠕動運動自動計測装置の演算部のフローチャートである。 同蠕動運動自動計測装置の演算部のフローチャートである。 同蠕動運動自動計測装置の活動性スコアの経時的な変化の例である。 同蠕動運動自動計測装置の活動性スコアの経時的な変化の例である。 同蠕動運動自動計測装置の活動性スコアの経時的な変化の例である。 同蠕動運動自動計測装置の表示部の画面である。 同蠕動運動自動計測装置の表示部の画面である。 同蠕動運動自動計測装置の活動性スコアに対応した図形に付す情報の例である。 同蠕動運動自動計測装置の演算部のフローチャートである。 同蠕動運動自動計測装置の表示部の画面である。 同蠕動運動自動計測装置の表示部の画面である。 本発明の実施形態の一例に係る蠕動運動自動計測システムの全体構成図である。

以下、本発明の一実施形態について、添付した図面を参照しつつ説明する。

まず、本発明の蠕動運動自動計測方法の流れを、図１に基づいて説明する。本方法は、
取得ステップＳ１００と、抽出ステップＳ１０１と、演算ステップＳ１０２を少なくとも含む。

（１）取得ステップ（Ｓ１００）；
取得ステップＳ１００は、消化管の一つ又は複数の箇所において、生体活動性に関する計測情報を取得するステップである。この取得ステップＳ１００は、一例を挙げると、体内に超音波を発信し、超音波の反射波を受信することにより、計測情報を得てもよい。

（２）抽出ステップ（Ｓ１０１）；
抽出ステップＳ１０１は、前記取得ステップＳ１００において取得された生体活動性に関する計測情報から、蠕動運動の活動性に関する情報を抽出するステップである。この抽出ステップＳ１０１では、取得ステップＳ１００において取得された計測情報に含まれているノイズ情報を除去して、蠕動運動の活動性に関する情報を得てもよい。

（３）演算ステップ（Ｓ１０２）；
演算ステップＳ１０２は、抽出ステップＳ１０１において抽出された蠕動運動の活動性に関する情報に基づいて、蠕動運動の活動性の度合いを示す活動性スコアを得るステップである。より詳しく説明すると、演算ステップＳ１０２は、一つ又は複数の閾値に基づいて、活動性スコアの高低を判定する。この活動性スコアは、リアルタイムの蠕動運動の活動性の度合いを示すための情報である。例えば、活動性スコアは、特に限定されないが、文字、記号又は信号情報等でもよい。ここで、「リアルタイム」とは、例えば、取得ステップＳ１００が計測情報を取得した同時刻のことを示す。あるいは、リアルタイムには、前記同時刻から過去の所定の時間（例えば数分間）が含まれていてもよい。

さらに、本発明は、取得ステップＳ１００、抽出ステップＳ１０１、演算ステップＳ１０２に加えて、以下の表示ステップＳ１０３を含んでいてもよい。

（４）表示ステップ（Ｓ１０３）；
この表示ステップＳ１０３は、少なくとも活動性スコアをコンピュータ端末画面に表示するステップである。さらには、この表示ステップＳ１０３は、活動性スコアに対応したグラフ及び／又は図形をコンピュータ端末画面に表示してもよい。さらには、表示ステップＳ１０３は、活動性スコア又は活動性スコアに対応したグラフ及び／若しくは図形を、少なくとも消化管箇所を含む人体の画像とともにコンピュータ端末画面に表示してもよい。

（５）報知ステップ（図示せず）；
さらに本発明は、活動性スコアに基づいて、ユーザに報知する報知ステップ（図示せず）が含まれてもよい。例えば蠕動運動の活動性の度合いが大きい場合は、その旨がユーザに報知されてもよい。

（６）通信ステップ（図示せず）；
さらに本発明は、有線又は無線の通信回線を通じて、活動性スコア又は活動性スコアに対応したグラフ及び／若しくは図形を、ユーザのコンピュータ端末画面に表示させる通信ステップ（図示せず）が含まれてもよい。

本発明の蠕動運動自動計測方法は、プログラム、装置又はシステムによって実施することができる。図２は、本発明において利用することができる蠕動運動自動計測装置１の一例の全体構成図を示す図である。

図２に示した蠕動運動自動計測装置１は、いわゆるコンピュータを利用する装置であり、取得部１１、演算部１２、記憶部１３、通信部１４、報知部１５、表示部１６および入力部１７、検知部１８を備える。取得部１１は、ユーザの生体活動性に関する計測情報を取得する。演算部１２は、その取得した計測情報から、蠕動運動の活動性に関する情報を抽出し、蠕動運動の活動性の度合いを示す活動性スコア等を得る。報知部１５は、その演算結果に基づきユーザに報知する。表示部１６は、少なくとも活動性スコアを表示する。記憶部１３は、蠕動運動自動計測装置１の処理に必要な情報を記憶する。入力部１７は、ユーザからの情報の入力を受け付ける。検知部１８は、ユーザの動作に関する情報を検知する。通信部１４は、有線又は無線の通信回線２を経由して、端末３と通信する。

蠕動運動自動計測装置１は、蠕動運動を計測するための専用の装置には限られない。蠕動運動自動計測装置１は、例えば、サーバ、タブレット、又はスマートフォン等を活用してもよい。例えば、スマートフォンを活用した場合は、図１に示したような処理を行うプログラムがスマートフォンのストレージにインストールされてもよい。この場合、スマートフォンのディスプレイが表示部１６とされてもよい。

＜取得部＞
取得部１１は、生体活動性に関する計測情報を取得する。その計測情報を得る手法としては、例えば、超音波測定技術を利用できる。超音波測定技術の例として、連続波ドプラ法（ＣＷＤ：Continuous Wave Doppler）がある。連続波ドプラ法とは、連続して超音波を発信及び受信し、発信した超音波の周波数と、受信した反射波の周波数との差異を解析する技術である。対象物の動きが大きいほど、その差異が大きくなる。逆に、対象物の動きが小さいほど、その差異が小さくなる。医療分野においては、血流の方向や速度を計測するために連続波ドプラ法が用いられている。取得部１１は、超音波発信部（図示せず）と、超音波受信部（図示せず）とを備える。超音波発信部が体内に超音波を発信し、超音波受信部がその超音波の反射波を受信する。超音波発信部が発信した超音波の周波数と、超音波受信部が受信した反射波の周波数との差異を、取得部１１の取得ステップが解析することにより、生体活動性に関する計測情報を取得する。生体活動性が大きいほど、発信した超音波と受信した反射波の差異が大きくなり、生体活動性が小さいほど、その差異が小さくなる。

取得部１１は、例えば、超音波を発信及び受信するプローブ（図示せず）を備えてもよい。この場合、超音波を発信及び受信するプローブは、ユーザの下腹部の皮膚上に配置されうる。プローブの素子が、ユーザの下腹部に向けて超音波を発信し、発信した超音波の反射波を受信する。このことにより、取得部１１の取得ステップは、下腹部内の生体活動性に関する計測情報を取得する。

取得部１１は、上述したように皮膚上に配置されてもよいし、皮膚に接触されなくともよい。また、取得部１１は蠕動運動自動計測装置１から物理的に切り離される構成でありうる。取得部１１は、ユーザの体内に挿入されてもよい。

取得部１１が配置される箇所は、一つの箇所でもよいし、複数の箇所でもよい。

取得部１１を配置する箇所は、取得する目的を達成するために適した箇所であることが望ましい。例えば、内容物が排泄される可能性の高さを予測する場合は、消化管の上行結腸、横行結腸、下行結腸およびＳ状結腸の４つの箇所の計測情報が取得されることが望ましい。この４つの箇所の計測情報を組み合わせることが、内容物が排泄される可能性の高さの予測に適しているためである。したがって、蠕動運動自動計測装置１において、取得部１１は、消化管の上行結腸、横行結腸、下行結腸およびＳ状結腸に対応する位置に配置される。この４つの箇所の計測情報を組み合わせることにより、内容物が排泄される可能性の高さを予測する方法については後述する。

＜演算部＞
演算部１２は、取得部１１の取得ステップが取得した生体活動性に関する計測情報から、蠕動運動の活動性に関する情報を抽出する抽出ステップを有する。また、演算部１２は、蠕動運動の活動性に関する情報に基づいて、活動性スコアを得る演算ステップを有する。蠕動運動自動計測装置１が例えばスマートフォン又はサーバであるとき、例えばＣＰＵ又はメモリ等が演算部１２に該当する。あるいは、マイコン又はＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等が演算部１２になりうる。

図３に、演算部１２の抽出ステップ（Ｓ１及びＳ２を含む）及び演算ステップ（Ｓ３及びＳ４を含む）のフローチャートを示す。最初に、演算部１２の抽出ステップは、取得部１１の取得ステップが取得した生体活動性に関する計測情報から、蠕動運動の活動性に関する情報を抽出する。具体的に説明すると、演算部１２の抽出ステップは、特定の解析手法により、取得された生体活動性に関する計測情報の中から周波数特性及び振幅特性を抽出する（Ｓ１）。その解析手法の例として、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）、経験的モード分解（ＥＭＤ：Empirical Mode Decomposition）、又はフィルタ（Band Pass Filter、High Pass Filter、Low Pass Filter等）等を使用してもよい。次に、抽出ステップは、ステップＳ１において抽出した周波数特性及び振幅特性から、活動性スコアを得るために不要なノイズ情報を除去することにより、蠕動運動の活動性に対応した周波数特性及び振幅特性を抽出する（Ｓ２）。不要なノイズ情報には、ユーザの動作に関するものと、そうでないものがある。ユーザの動作に関するノイズ情報の例として、ユーザの呼吸、脈拍、姿勢の変化、歩行、運動、寝返り、服と取得部との摩擦、ユーザの取得部への接触等に関する周波数特性が挙げられる。ユーザの動作に関しないノイズ情報の例として、風の動き、ユーザの乗り物の振動等に関する周波数特性が挙げられる。

取得された計測情報に含まれている、ユーザの動作に関するノイズ情報（例えば姿勢の変化、歩行、運動、寝返り等）を検知するための、検知部１８が備えられてもよい。検知部１８として、例えば加速度センサや、ジャイロセンサ等が使用されうる。検知部１８は、公知の機器を使用してもよい。検知部１８により検知されたユーザの動作に関するノイズ情報に基づき、取得部１１により取得された生体活動性に関する計測情報から、活動性スコアを得るために不要なノイズ情報を、演算部１２の抽出ステップが除去する。このことにより、演算部１２は、蠕動運動の活動性に関する情報をより正確に得ることができる。

続いて、演算部１２の演算ステップは、蠕動運動の活動性に対応した周波数特性及び振幅特性、並びに蠕動運動の持続時間データに着目することにより、蠕動運動の活動性の度合いを取得する（Ｓ３）。

続いて、演算部１２の演算ステップは、蠕動運動の活動性に関する情報（例えば蠕動運動の活動性に対応した周波数特性等）に基づいて、活動性スコアを得る。詳しく説明すると、演算部１２は、一つ又は複数（例えば、５つ）の閾値に基づいて、活動性スコアの高低を判定する（Ｓ４）。例えば周波数が所定の閾値よりも高い場合、活動性スコアが高いと判定されうる。例えば振幅が所定の閾値よりも大きい場合、活動性スコアが高いと判定されうる。例えば、活動性スコアが高いほど、蠕動運動の活動性が激しいことを示す。活動性スコアが低いほど、蠕動運動の活動性が穏やかであることを示す。

演算部１２は、得た活動性スコアに基づいて、消化管内の内容物に関する情報について判定してもよい。内容物に関する情報として、例えば、内容物の有無、内容物の位置、内容物の移動速度、内容物が排泄される可能性の高さ（例えばユーザがトイレにて踏ん張ることにより排泄される可能性の高さ等）、内容物が排泄されるまでの時間等が挙げられる。

演算部１２は、抽出された蠕動運動の活動性に関する情報を解析することにより、内容物の有無を判定してもよい。例えば、蠕動運動をしている箇所に内容物がある場合は、蠕動運動の活動性に関する情報に特定の情報、例えば速度の速い信号（高周波成分）が含まれる可能性が高い。液状の内容物が消化管を移動しているためである。一方、蠕動運動をしている箇所に内容物がない場合は、蠕動運動の活動性に関する情報に特定の情報、例えば速度の速い信号（高周波成分）は含まれない可能性が高い。

活動性スコアの高低を判定するための閾値は、後述する記憶部１３に記憶されてもよい。閾値の設定について、活動性に関する情報の最小値から最大値までを等しい範囲に区切ったものを閾値として設定されてもよい。あるいは、特定の活動性スコアに関する閾値の範囲が広く設定され、それ以外の活動性スコアに関する閾値の範囲が狭く設定されてもよい。例えば、活動性の微小な変化が、活動性スコアの判定に影響を及ぼすのであれば、閾値の範囲が狭く設定されうる。その逆に、活動性が大きく変化しても、その変化が活動性スコアの判定に影響を及ぼさないのであれば、閾値の範囲が広く設定されうる。

また、その閾値には個人差がありうるため、閾値は必要に応じて変更されうる。例えば、活動性スコアの最高値が５に達する人もいれば、活動性スコアの最高値が３までしか達しない人もいる。その個人差に応じて、閾値が変更されうる。

あるいは、蠕動運動自動計測装置１に入力部１７を備え、内容物に関する情報の入力をユーザに促してもよい。ユーザが入力する情報として、例えば、口に入れた飲食物に関する情報や、排泄に関する情報等が挙げられる。口に入れた飲食物に関する情報として、例えば、飲食物を口に入れた時間、飲食物の種類（野菜類、肉類等）、飲食物の量（例えば、提供された飲食物全体に対する、ユーザが飲食した割合）等が挙げられる。排泄に関する情報として、例えば、排泄した時間、便意を感じた時間、排泄物の量（例えば、バナナの本数による比喩表現）、排泄物の硬さ（例えば、ブリストルスケールによる便の性状分類）等が挙げられる。

これらの情報を演算部１２の入力情報とすることにより、内容物に関する情報の推測において、確実性の向上が期待できる。例えば、飲食物を口に入れた時間に基づき、消化管が蠕動運動する時間が予測されうる。飲食物の種類に対応して内容物の移動速度が変化するため、飲食物の種類に基づき、その内容物が排泄される可能性の高さがより正確に予測されうる。飲食物の量に基づき、内容物の大きさが推測されうる。排泄物が硬いほど消化に時間を要することを示すため、排泄物の硬さに基づき、内容物が消化管を移動する所要時間が推測されうる。排泄した時間に基づき、次回に排泄される時間が予測されうる。

ところで、消化管において、活動性スコアが得られる箇所は１箇所でもよいし、複数箇所でもよい。以降の説明では、例として、４箇所の活動性スコアが得られる場合を説明する。その４箇所は、例えば、上行結腸、横行結腸、下行結腸およびＳ状結腸とする。

図４に、上述した４箇所の活動性スコアに基づいて、排泄される可能性が高い旨が予測される処理の流れを示す。まず、この４箇所の活動性スコアが得られる（Ｓ６）。そして、この４箇所のうち、少なくともいずれか１箇所の活動性スコアが特定の値より高ければ（Ｓ７：Ｙｅｓ）、内容物が排泄される可能性が高いと判定される（Ｓ８）。

上述した例では、少なくともいずれか１箇所の活動性スコアが特定の値より高ければ、排泄される可能性が高いと判定される。例えば、肛門に近いＳ状結腸の活動性スコアが高い場合に、排泄される可能性が高いと判定されてもよいし、肛門から遠い上行結腸の活動性スコアが高い場合に、内容物が排泄される可能性が高いと判定されてもよい。

しかし、活動性スコアが高くなった箇所と、排泄される可能性の高さとには、一定の関係がある場合がある。例えば、肛門から遠い部位の活動性スコアが高くなった後、間もなく排泄する人がいる。その一方で、肛門から近い部位の活動性スコアが高くならなければ排泄しない人もいる。そのため、後述する記憶部１３に、活動性スコアが高くなった箇所と、排泄される可能性の高さとの関係の履歴情報が記憶されてもよい。このことにより、排泄の予測に関する確実性の向上が期待されうる。

内容物の排泄の予測にあたり、蠕動運動の活動性を演算する箇所ごとに重み付け係数が設定されてもよい。例えば、肛門に近いＳ状結腸の重み付け係数と、肛門から遠い上行結腸の重み付け係数とに、それぞれ異なった値が設定されてもよい。このことにより、排泄の予測に関する確実性の向上が期待できる。例えば、肛門から遠い上行結腸の活動性スコアが例えば３で、肛門に近いＳ状結腸の活動性スコアも例えば３である場合を仮定する。一般的に考えれば、後者の方が、内容物が排泄される可能性がより高い。Ｓ状結腸の方が肛門に近いためである。よって、上行結腸の活動性スコアとＳ状結腸の活動性スコアが同じであっても、排泄される可能性の高さに差異が生じることになる。そのため、この場合は、上行結腸とＳ状結腸とにそれぞれ異なった重み付け係数が設定されてもよい。この重み付け係数の設定により、肛門から遠い上行結腸の活動性スコアが低くなり、肛門に近いＳ状結腸の活動性スコアが高くなる。

総活動性スコアに基づいて、内容物が排泄される可能性の高さが予測されてもよい。総活動性スコアとは、消化管の箇所ごとの活動性スコアを合計したスコアと定義する。例えば、上行結腸の活動性スコアが３、横行結腸の活動性スコアが２、下行結腸の活動性スコアが１、Ｓ状結腸の活動性スコアが１である場合は、総活動性スコアは７（３＋２＋１＋１＝７）となる。

図５に、総活動性スコアに基づいて演算部１２が排泄を予測する処理の流れについて示す。まず、消化管の箇所ごとの活動性スコアが得られる（Ｓ１０）。次に、各々の活動性スコアが合計されることにより、総活動性スコアが得られる（Ｓ１１）。そして、総活動性スコアが所定の閾値よりも高くなった場合は（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、内容物が排泄される可能性が高いと判定される（Ｓ１３）。

複数段階のアラートをユーザに報知する場合において、図４又は図５に示す判定結果は、最初の段階のアラート（一次アラート）の報知のために利用されうる。図４に示すいずれか１箇所の活動性スコアの判定結果に基づき、一次アラートがユーザに報知され、その後、他の活動性スコアの判定結果に基づき、一次アラートよりも確実性の高い最終的なアラートがユーザに報知されうる。あるいは、図４に示すいずれか１箇所の活動性スコアのほかに、図５に示す総活動性スコアの判定結果に基づき、一次アラートをユーザに報知してもよい。

活動性スコアの経時的な変化に基づいて、内容物が排泄される可能性の高さが予測されてもよい。例えば、図６に示すように、肛門から遠い順に並べた「上行結腸、横行結腸、下行結腸、並びにＳ状結腸」のそれぞれの活動性スコアが、「３、１、１、１」である状態（１）から、「１、１、１、３」である状態（２）に変化した場合、演算部１２は、内容物が排泄される可能性が高いと予測する。肛門に近いＳ状結腸の活動性スコアが高くなったことにより、肛門に近い位置に内容物があることが推測されうるためである。

消化管の蠕動運動により、内容物は原則として直腸へ向かって移動する。そのため、内容物は直腸へ向かって移動する可能性が高い。ただし、必ずしもその内容物が直腸へ向かって移動するとは限らない。内容物は、消化管の蠕動運動により、行ったり来たりを繰り返しながら直腸へ向かって移動するためである。よって、直腸と逆の方向に移動する場合もありうる。また、蠕動運動が激しすぎたり、不規則だったりする場合は、消化管は内容物をスムーズに移動することが困難である。

そこで、演算部１２は、活動性スコアの経時的な変化に基づいて、内容物の位置や移動方向等を推測してもよい。例えば、図７に示すように、肛門から遠い順に並べた「上行結腸、横行結腸、下行結腸、並びにＳ状結腸」の各々の活動性スコアが、（１）（２）（３）（４）の順に変化したと仮定する。状態（１）は各々の活動性スコアが「３、１、１、１」であり、状態（２）は各々の活動性スコアが「１、３、１、１」であり、状態（３）は各々の活動性スコアが「１、１、３、１」であり、状態（４）は各々の活動性スコアが「１、１、１、３」、であると仮定する。

図７において、状態（１）では、肛門から遠い上行結腸の活動性スコアは３であり高いが、肛門に近いＳ状結腸の活動性スコアは１であり低い。活動性スコアが高い箇所に内容物があると推測されることから、肛門から遠い位置に内容物があることが推測されうる。その後、状態が（２）（３）（４）と変化するにつれて、活動性スコアが高い箇所が肛門に近づいている。この事象から、内容物が肛門に向かって移動していることが推測されうる。

さらに、演算部１２は、推測した内容物の移動距離と、その移動に要した時間と、消化管の長さとに基づいて、内容物が排泄される可能性の高さを予測してもよい。例えば、図８に示すように、活動性スコアが得られるする箇所が３箇所あり、肛門から遠い順に、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点と仮定する。Ｃ点に内容物が移動した場合に排泄されると仮定する。Ａ点からＢ点までの距離をＸ１、Ｂ点からＣ点までの距離をＸ２と仮定する。

図８において、各点の活動性スコアが、以下の（１）（２）（３）の順に変化すると仮定する。状態（１）は、各点の活動性スコアが「３、１、１」、状態（２）は、各点の活動性スコアが「１、３、１」、状態（３）は、各点の活動性スコアが「１、１、３」であると仮定する。（１）から（２）への変化に要する時間をＴ１、（２）から（３）への変化に要する時間をＴ２と仮定する。活動性スコアが高い箇所に内容物があると推測されうるため、Ａ点からＢ点に内容物が移動し、Ｂ点からＣ点に内容物が移動したと推測されうる。そして、Ａ点からＢ点へ内容物が移動するのに要する時間がＴ１であると言い換えることができ、Ｂ点からＣ点へ内容物が移動するのに要する時間がＴ２であると言い換えることができる。

上述の仮定より、Ａ点とＢ点の間における内容物の移動速度Ｓは、Ａ点からＢ点までの距離Ｘ１を、Ａ点からＢ点へ内容物が移動するのに要する時間Ｔ１で除算することにより演算できる。ここで、Ａ点とＢ点の間における内容物の移動速度と、Ｂ点とＣ点の間における内容物の移動速度が同じであると仮定すると、Ｂ点からＣ点への移動に要する時間Ｔ２は、Ｂ点からＣ点までの距離Ｘ２を、移動速度Ｓで除算することにより演算されうる。

上述した例においては、Ａ点とＢ点の間における内容物の移動速度と、Ｂ点とＣ点の間における内容物の移動速度が同じと仮定したが、各々の移動速度が異なる場合でも、Ｂ点からＣ点への移動に要する時間Ｔ２は演算されうる。移動速度の履歴情報を、後述する記憶部１３に記憶すればよい。移動速度の履歴情報を参照することにより、将来の移動速度が予測されうる。例えば、Ｂ点からＣ点までの距離Ｘ２を、Ｂ点とＣ点の間における内容物の移動速度Ｓ２で除算することにより、Ｂ点からＣ点への移動に要する時間Ｔ２が演算されうる。

＜表示部＞
表示部１６は、図９に示すように、少なくとも活動性スコアをコンピュータ端末画面に表示する表示ステップを有する。さらに、表示部１６の表示ステップは、活動性スコアに対応したグラフ及び／又は図形をコンピュータ端末画面に表示する。さらに、表示部１６の表示ステップは、活動性スコア又は活動性スコアに対応したグラフ及び／若しくは図形を、少なくとも消化管箇所を含む人体の画像とともにコンピュータ端末画面に表示する。表示部１６の表示ステップは、消化管がある箇所を表示すればよく、必ずしも消化管の模型図を表示させなくてもよい。また、人体の画像は、絵、写真、模型図等を含む。このことにより、ユーザが蠕動運動の様子を直感的に理解できるという効果が生じる。蠕動運動自動計測装置１が例えばスマートフォンであるとき、例えばディスプレイ画面が表示部１６に該当する。

図９の例においては、消化管（大腸）箇所を含む人体の画像が表示部１６の中央に表示されている。大腸における４箇所（Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ）の活動性スコア（活動量）を表示するため、この４箇所が特定されている。人体の画像の下部右側に、この４箇所における活動性スコアが表示されている。活動性スコアの左側に、活動性スコアに対応したグラフが表示されている。活動性スコアが高いほどグラフの棒が長くなるため、ユーザは蠕動運動の活動性の高さを直感的に理解できる。なお、活動性スコアが特に高い箇所がある場合は、その旨のメッセージが表示部１６に表示されてもよい。

さらに、図９の例においては、活動性スコアに対応したグラフの下部に、食事、便、トイレ等の画像が表示されている。この画像をユーザに選択させることにより、各々の画像に対応する情報をユーザに入力させる画面が表示されてもよい。例えば食事の画像をユーザに選択させることにより、口に入れた飲食物に関する情報をユーザに入力させる画面が表示されうる。例えば便の画像をユーザに選択させることにより、排泄物の量に関する情報をユーザに入力させる画面が表示されうる。例えばトイレの画像をユーザに選択させることにより、トイレに行った時間をユーザに入力させる画面が表示されうる。

あるいは、図１０に示すように、表示部１６の表示ステップは、活動性スコアに対応した図形を、人体の画像、例えば消化管の模型図に重ね合わせて表示してもよい。

活動性スコアに対応した図形には、例えば、色、文字、英数字、記号、画像等の情報が付されてもよい。その図形は、動画のように動いてもよいし、無色透明であってもよい。あるいは、図形の代わりに、例えば、色、文字、英数字、記号、画像等の情報が表示されてもよい。

図１１に示すように、色について例を挙げると、活動性スコアが高ければ、図形に赤色が付されうる。その逆に、活動性スコアが低ければ、図形に青色が付されうる。図形を消化管の模型図に重ね合わせることにより、消化管の模型図において、蠕動運動が激しい箇所が赤色で表示されうる。

文字について例を挙げると、活動性スコアが高ければ、図形に文字「高」等を付してもよい。その逆に、活動性スコアが低ければ、文字「低」等を付してもよい。

英数字について例を挙げると、活動性スコアが高ければ、英数字「Ａ」又は「３」等を付してもよい。その逆に、活動性スコアが低ければ、英数字「Ｃ」又は「１」等を付してもよい。

記号について例を挙げると、活動性スコアが高ければ、記号「〇」又は「↑」等を付してもよい。その逆に、活動性スコアが低ければ、記号「×」又は「↓」等を付してもよい。

画像について例を挙げると、活動性スコアが高ければ、消化管の幅を広くした画像を付してもよい。その逆に、活動性スコアが低ければ、消化管の幅を狭くした画像を付してもよい。

動画について例を挙げると、ＧＩＦ（Graphics Interchange Format）等のアニメーション技術等を利用することにより、消化管の幅が経時的に変化してもよい。活動性スコアが高い箇所は、その変化する幅が大きく表示され、活動性スコアが低い箇所は、その変化する幅が小さく表示されてもよい。

図形そのものが変形してもよい。例えば、活動性スコアが高ければ、雷、泣き顔等の図形に変形してもよい。その逆に、活動性スコアが低ければ、太陽、笑顔等の図形に変形してもよい。

活動性スコアに対応した図形に付される情報が判定されるフローチャートの例を図１２に示す。この例において、活動性スコアは５段階とし、図形には色が付されるものとする。まず、活動性スコアが５である場合（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、図形に付される色が「赤」と判定される（Ｓ１６）。活動性スコアが５でなく（Ｓ１５：Ｎｏ）、４である場合（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、図形に付される色が「橙」と判定される（Ｓ１７）。活動性スコアが４でなく（Ｓ１６：Ｎｏ）、３である場合（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、図形に付される色が「黄」と判定される（Ｓ１９）。活動性スコアが３でなく（Ｓ１８：Ｎｏ）、２である場合（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、図形に付される色が「緑」と判定される（Ｓ２１）。活動性スコアが２でない場合（Ｓ２０：Ｎｏ）、１であることになるため、図形に付される色が「青」と判定される（Ｓ２２）。

表示部１６の表示ステップは、複数の情報を組み合わせて図形に付してもよい。例えば、活動性スコアが高ければ、図形に数字「３」が付され、さらにその数字「３」が赤色で表示されてもよい。

さらに、表示部１６の表示ステップは、活動性スコアに対応した図形の表示面積を、活動性スコアに基づいて変化させてもよい。図１３に示すように、活動性スコアが高くなるほど、図形の面積が大きく表示されうる。その逆に、活動性スコアが低くなるほど、図形の面積が小さく表示されうる。

意味を理解する必要のある数字や文字等の差異よりも、具体的な形をもった物の大きさの差異のほうが、直感的に理解できる。したがって、表示部１６の表示ステップが、活動性スコアに対応した図形の表示面積を変化させることにより、活動性の度合いをユーザが直感的に理解できるという効果を生じる。

また、表示部１６の表示ステップは、活動性スコアに対応した図形だけではなく、内容物に対応した図形も表示しうる。例えば、内容物の位置に、色、文字、英数字、記号、又は画像等が付された図形が表示されうる。

例えば、下行結腸に内容物があることが推測された場合は、人体の画像において、下行結腸の箇所に内容物の図形が表示されてもよい。内容物があると推測された箇所に、図形の代わりに、内容物の大きさを示す数字が表示されてもよい。消化管内に複数個の内容物がある場合に、それぞれの内容物を区別するためのアルファベット「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」等や、数字「１」「２」「３」等や、記号「〇」「×」等が表示されてもよい。

さらに、図１０に示すように、表示部１６の表示ステップは、活動性スコアや排泄される可能性の高さを示す数字等を表示してもよい。

総活動性スコア（総活動量）を表示部１６の表示ステップが表示するときの例を図１４に示す。なお、この例においては、図１４における総活動性スコアと、図９における活動性スコアに関連性はない。

＜通信部＞
通信部１４は、有線又は無線の通信回線を通じて、活動性スコア又は活動性スコアに対応したグラフ及び／若しくは図形を、ユーザのコンピュータ端末３の画面に表示する通信ステップを有する。蠕動運動自動計測装置１が例えばスマートフォンであるとき、例えば無線ＬＡＮアダプタ又はＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）アダプタ等が通信部１４に該当する。

通信部１４と通信する端末３の例として、ＰＣ、タブレット、スマートフォン等が挙げられる。演算部１２により判定された活動性スコアを、表示部１６に表示する代わりに、端末３の画面に表示させてもよい。人体の画像を端末３に表示させてもよいし、排泄についてのアラートを端末３に報知させてもよい。

あるいは、入力部１７に入力されるべき情報を、ユーザに端末３に入力させることを促してもよい。例えば、飲食物を口に入れた時間や、その飲食物の種類（野菜類、肉類等）の情報や、排泄した時間等を、ユーザに端末３に入力させることを促してもよい。

＜報知部＞
報知部１５は、活動性スコアに基づいて、ユーザに報知する報知ステップを有する。蠕動運動自動計測装置１が例えばスマートフォンであるとき、例えばスピーカーが報知部１５に該当する。

例えば蠕動運動の活動性の度合いが大きい場合は、その旨がユーザに報知されうる。例えば蠕動運動が激しすぎたり、不規則だったりする場合は、その旨がユーザに報知されうる。例えば結腸が便秘の状態である場合は、その旨が報知されうる。例えば、内容物が排泄される可能性が高い旨を予測した場合は、その旨が報知されうる。

報知ステップが報知する手段として、光、音、又は振動等が挙げられる。光については、例えばＬＥＤライトを光らせることが挙げられる。音については、例えばブザー音を鳴らすことが挙げられる。振動については、例えばバイブを振動させることが挙げられる。

＜記憶部＞
記憶部１３は、蠕動運動自動計測装置１の処理に必要な情報を記憶する。蠕動運動自動計測装置１が例えばスマートフォンであるとき、例えばストレージが記憶部１３に該当する。

記憶部１３が記憶する、取得部１１に関する情報としては、例えば、計測情報（例えば周波数特性、振幅特性、電圧、又は増幅率等）、計測する部位の数又は位置等が挙げられる。

記憶部１３が記憶する、演算部１２に関する情報としては、例えば、蠕動運動に関する情報、内容物に関する情報、消化管に関する情報等が挙げられる。蠕動運動に関する情報としては、例えば、活動性スコアの閾値、活動性スコアの履歴、蠕動運動した時間、計測する箇所ごとの重み付け係数、一つ又は複数の活動性スコアの組み合わせのパターン等が挙げられる。内容物に関する情報としては、例えば、内容物の有無、内容物の位置、内容物の種類（肉類、野菜類等）、内容物の移動速度等が挙げられる。消化管に関する情報としては、例えば、消化管の長さ等が挙げられる。

記憶部１３が記憶する、通信部１４に関する情報としては、例えば、通信する端末を識別する情報（例えば、ＩＰアドレス等）、通信する情報等が挙げられる。

記憶部１３が記憶する、報知部１５に関する情報としては、例えば、報知に関する情報、光による報知に関する情報、音による報知に関する情報、振動による報知に関する情報等が挙げられる。報知に関する情報としては、例えば、報知する又は報知した時間、種別（予兆アラート又は最終的なアラート）等が挙げられる。光による報知に関する情報としては、例えば、光の色、光の点滅の時間間隔等が挙げられる。音による報知に関する情報としては、例えば、音の高さ、音を発する時間の長さ等が挙げられる。振動による報知に関する情報としては、例えば、振動の強さ、振動の時間間隔等が挙げられる。

記憶部１３が記憶する、表示部１６に関する情報としては、例えば、活動性スコアに対応したグラフ及び／又は図形、少なくとも消化管箇所を含む人体の画像等が挙げられる。

記憶部１３が記憶する、入力部１７に関する情報としては、例えば、口に入れた飲食物に関する情報や、排泄に関する情報等が挙げられる。

本発明の一実施形態は、コンピュータ等により使用可能又は読取可能な媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムプロダクトの形式をとりうる。コンピュータプログラムは、例えばＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体に格納されてもよいし、例えばインターネットを通じて端末へのダウンロードが可能であってもよい。例えばユーザがスマートフォンを使用して本発明を実施するとき、例えばインターネットを通じてコンピュータプログラムプロダクトをスマートフォンにロードして、そのコンピュータプログラムプロダクトが内蔵した蠕動運動自動計測プログラムをインストールし、実行することにより、本発明を実施できる。

本発明の一実施形態は、有線又は無線の通信回線を通じて実現されるシステムの形式であってもよい。ここで、図１５は、本発明の実施形態の一例に係る蠕動運動自動計測システムの全体構成図である。

この図１５に示すように、蠕動運動自動計測システム３０は、取得装置３１と、演算装置３２を備える。取得装置３１と演算装置３２は有線又は無線の通信回線２を通じて接続されている。取得装置３１の取得ステップは、ユーザの体内の消化管の一つ又は複数の箇所における生体活動性に関する計測情報を取得する。

演算装置３２の抽出ステップは、取得装置３１が取得した生体活動性に関する計測情報から、蠕動運動の活動性に関する情報を抽出する。さらに、演算装置３２の演算ステップは、蠕動運動の活動性に関する情報に基づいて、蠕動運動の活動性の度合いを示す活動性スコアを得る。取得装置３１及び演算装置３２が有する詳細なステップは、上述した蠕動運動自動計測装置１における取得部１１及び演算部１２が有する詳細なステップと同様である。演算装置３２は、例えば物理サーバあるいは仮想サーバ等として実現されることができる。蠕動運動自動計測システム３０は、複数の取得装置３１又は複数の演算装置３２を備えてもよい。

あるいは、取得装置３１の取得ステップが取得したデータが、情報通信ネットワークを介してクラウド環境のコンピュータである演算装置３２に送信されてもよい。さらに、クラウド環境のコンピュータである演算装置３２の抽出ステップ及び演算ステップが処理したデータが、情報通信ネットワークを介してユーザのコンピュータ端末に送信されてもよい。そして、ユーザのコンピュータ端末の表示ステップが、そのデータを端末画面に表示してもよい。

なお、上述の実施形態は、大腸の蠕動運動の計測を前提としたものである。しかし、本発明が計測する消化管は大腸に限らない。本発明は、例えば胃、小腸、大腸等、下腹部の消化管の蠕動運動の計測りも利用できる。

本発明の効果のひとつとして、日常生活における排泄の可能性の高さの予測がある。排泄障害の患者、自力でトイレに行くことが困難な高齢者、又は、病院に行くほどの重症ではないが生活の質（ＱＯＬ：Quality Of Life）が低下している、排泄で困っている方等に、本発明を活用できる。排泄される可能性の高さが把握できるため、看護師、ホームヘルパー、介護福祉士、ケアマネジャー等は適切に排泄を支援できる。

本発明の効果のひとつとして、下剤などの薬の適切な選定がある。下剤には様々な種類がある。例えば、蠕動運動の活動性を活発にする薬、体内の水分量を多くする薬、直腸を膨らませる薬、小腸を刺激する薬等がある。便秘の改善のためには適切な薬の選定が必要である。しかし、現状、介護施設では適切な選定が行われていない。蠕動運動の計測が容易ではないためである。

本発明の効果のひとつとして、下剤などの薬の効果の確認がある。蠕動運動の活動性が低下している便秘の症状を持つ人に対して、例えば、看護師が患者に大腸刺激性下剤を投与し、その効果を確認できる。大腸刺激性下剤は、大腸に蠕動運動を起こさせることにより、排便を促す下剤である。大腸刺激性下剤を投与した後に、本発明により蠕動運動の活動性の度合いが高くなったことが確認できれば、看護師は、大腸刺激性下剤の効果が現れたと判断できる。このことにより、看護師は患者を適切にトイレに誘導できる。

本発明の効果のひとつとして、リハビリにおける効果の確認がある。運動療法や食事療法などの、治療の効果が容易に確認できる。

本発明の効果のひとつとして、胃内視鏡検査における薬の効果の確認がある。胃内視鏡検査では、検査効率の向上等のため、胃の過剰な蠕動運動を薬により抑制する必要がある。本発明は、胃の蠕動運動の計測により、薬の効果が十分であるかを確認できる。

本発明の効果のひとつとして、妊娠中にプロゲステロンが正常に分泌されているかの確認がある。妊娠中に分泌されるプロゲステロンによって、小腸の蠕動運動は抑制されることが知られている。本発明は、小腸の蠕動運動の計測により、プロゲステロンの分泌が正常であるかを確認できる。

なお、本明細書中に記載した効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。

なお、今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本特許の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

Ｓ１００ 取得ステップ
Ｓ１０１ 抽出ステップ
Ｓ１０２ 演算ステップ
Ｓ１０３ 表示ステップ
１ 蠕動運動自動計測装置
１１ 取得部
１２ 演算部
１３ 記憶部
１４ 通信部
１５ 報知部
１６ 表示部
１７ 入力部
１８ 検知部
３０ 蠕動運動自動計測システム
３１ 取得装置
３２ 演算装置
２ 通信回線
３ 端末

Claims (13)

1. コンピュータを用いる蠕動運動自動計測方法であり、
   消化管の一つ又は複数の箇所における生体活動性に関する計測情報を取得する取得ステップと、
   前記取得ステップにおいて取得した前記生体活動性に関する計測情報から、蠕動運動の活動性に関する情報を抽出する抽出ステップと、
   前記蠕動運動の活動性に関する情報に基づいて、前記蠕動運動の活動性の度合いを示す活動性スコアを得る演算ステップと、
   前記活動性スコアに基づいて排泄を予測するステップとを含む蠕動運動自動計測方法。
2. 前記活動性スコアは、リアルタイムの前記蠕動運動の活動性の度合いを示す、請求項１に記載の蠕動運動自動計測方法。
3. 前記演算ステップは、閾値に基づいて、前記活動性スコアの高低を判定する、請求項１又は２に記載の蠕動運動自動計測方法。
4. 少なくとも前記活動性スコアをコンピュータ端末画面に表示する表示ステップをさらに含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の蠕動運動自動計測方法。
5. 前記表示ステップは、前記活動性スコアに対応したグラフ及び／又は図形をコンピュータ端末画面に表示する、請求項４に記載の蠕動運動自動計測方法。
6. 前記表示ステップは、前記活動性スコア又は前記活動性スコアに対応したグラフ及び／若しくは図形を、少なくとも消化管箇所を含む人体の画像とともにコンピュータ端末画面に表示する、請求項４又は５に記載の蠕動運動自動計測方法。
7. 前記抽出ステップは、前記取得ステップにおいて取得された前記計測情報に含まれているノイズ情報を除去して、前記蠕動運動の活動性に関する情報を得る、請求項１～６のいずれか一項に記載の蠕動運動自動計測方法。
8. 前記活動性スコアに基づいて、ユーザに報知する報知ステップをさらに含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の蠕動運動自動計測方法。
9. 前記取得ステップは、体内に超音波を発信し、前記超音波の反射波を受信することにより、前記計測情報を得る、請求項１～８のいずれか一項に記載の蠕動運動自動計測方法。
10. 有線又は無線の通信回線を通じて、前記活動性スコア又は前記活動性スコアに対応したグラフ及び／若しくは図形を、ユーザのコンピュータ端末画面に表示する通信ステップをさらに含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の蠕動運動自動計測方法。
11. コンピュータがプログラムをロードして実行した後、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法を実施し得ることを特徴とする蠕動運動自動計測プログラムを内蔵するコンピュータプログラムプロダクト。
12. 消化管の一つ又は複数の箇所における生体活動性に関する計測情報を取得する取得部と、
    前記取得部において取得した前記生体活動性に関する情報から、蠕動運動の活動性に関する情報を抽出し、前記蠕動運動の活動性に関する情報に基づいて、前記蠕動運動の活動性の度合いを示す活動性スコアを得る演算部と、を備え、
    前記演算部は、前記活動性スコアに基づいて排泄を予測する蠕動運動自動計測装置。
13. 有線又は無線の通信回線を通じて実現される蠕動運動自動計測システムであり、
    消化管の一つ又は複数の箇所における生体活動性に関する計測情報を取得する取得装置と、
    前記取得装置において取得した前記生体活動性に関する情報から、蠕動運動の活動性に関する情報を抽出し、前記蠕動運動の活動性に関する情報に基づいて、前記蠕動運動の活動性の度合いを示す活動性スコアを得る演算装置と、を備え、
    前記演算装置は、前記活動性スコアに基づいて排泄を予測する蠕動運動自動計測システム。

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