JP7172264B2 - 認知機能判定システム - Google Patents

Description

本発明は、トイレ室を利用した認知機能判定システムに関する。

日本をはじめとする先進諸国における高齢化の進行に伴い、認知症を発症する高齢者の増加が予想されている。近年でも認知症を発症した高齢者による交通事故や、セルフネグレクト、介護など、認知症に関連する問題は大きな社会問題となっている。

ところで認知機能の低下については、認知症を発症する前の段階である軽度認知障害（Mild Cognitive Impairment：MCI）を早期に発見することができれば、トレーニングや投薬等の方法によって認知機能の維持あるいは回復を期待することができることがわかっている。このため、居住空間における異常行動から軽度認知障害の発症の可能性を判定する認知症判定システムなどが従来知られている。（特許文献１）。

特開２０１７－２００５７２号公報

特許文献１に記載された認知症判定システムは、個人ごとの睡眠時間帯を検知して電気機器の消し忘れを確認することで、軽度認知障害の発症の可能性を判定するものである。しかしながら、たまたま消し忘れただけなのか、認知機能が低下したことよって消し忘れたものなのか明確に判別することは難しかった。そのため、睡眠時間帯の電気機器の消し忘れを睡眠のたびに繰り返し確認しなければ、十分な精度で判定を行うことができないという課題があった。

本発明は、このような課題を解決するものであり、トイレ室の一回の使用であっても精度良く、認知症の発症または軽度認知障害による認知機能の変化を判定することのできる認知機能判定システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、第１の発明の認知機能判定システムは、使用者の排泄行為のための便器が設置されたトイレ室と、トイレ室の使用者の動作に関する動作情報を検出する一又は複数の検出部と、トイレ室内又は室外に設けられ、検出部により検出された使用者の動作情報から使用者の行動を解析し、使用者のトイレ室内における行動情報を生成する解析部と、トイレ室内又は室外に設けられ、解析部により生成された行動情報に基づいて、前記使用者の認知機能の変化を判定する判定部と、を有することを特徴とする。

トイレ室内において排泄行為を行う場合、正常な認知機能を有する健常者であればトイレ室内に入室、排泄、トイレ室内から退室という一連の行動を必ずとる。一方で、認知機能が低下した人は、上述した一連の行動をとらない場合や、その一連の行動の間に健常者であれば行なわない行動をとる場合がある。
第１の発明によれば、一又は複数の検出部から検出された使用者の動作に関する動作情報から使用者のトイレ室内における行動を解析することで、トイレ室の一回の使用であっても精度良く、使用者の認知機能の変化を判定することが可能な認知機能判定システムを提供することができる。これにより、使用者の認知機能の低下の兆しを早期に把握することができる。そのため、医療機関での治療を早期に開始することができ、認知機能の維持または回復に導くことができる。

第２の発明は、第１の発明において、トイレ室内又は室外に、トイレ室内での異常行動情報を備えた第１の記憶部を有し、判定部は、異常行動情報を参照して行動情報と異常行動情報との一致性または類似性を判断し、行動情報と異常行動情報との一致性または類似性が予め決定された第１の所定値を超えた場合、使用者の認知機能が低下していると判定することを特徴とする

認知機能の低下に伴うトイレ室入室後の使用者の異常行動には、いくつかのパターンがある。例えば、トイレ室のドアを閉めることなく排泄を行ったり、排泄後におしりをふかなかったり、トイレの水を流さなかったりなどの行動が知られている。ここで、認知機能が低下した人が取り得る異常行動に基づく情報とは、認知機能が低下した人が過去に取った行動あるいは取るであろうと推測される行動を集積した情報である。
第２の発明によれば、使用者の行動情報と、第１の記憶部に備えられた異常行動情報との一致性または類似性を判断しつつ、その度合いが予め決定された第一の所定値を超えるものであれば、単なるうっかりミスによる行動ではなく認知機能が低下していることに起因する行動であると判定することができる。これにより、トイレ室の一回の使用であっても精度良く、認知機能の低下を判定することができる。

第３の発明は、第２の発明において、判定部は、行動情報と異常行動情報との一致性または類似性が予め決定された第１の所定値よりも高いほど、使用者の認知機能の低下の程度が大きいと判定することを特徴とする。

認知機能が低下した人の行動は、正常な認知機能を有する健常者とは異なる行動パターンを取る傾向にある。そのため、異常行動のパターンと比較して、合致率が高ければ高いほど、認知機能が低下している可能性が高いと判定することが可能になる。
第３の発明によれば、第１の記憶部に備えられた異常行動情報との合致率が高ければ高いほど、認知機能の低下が大きいと判断することができる。これにより、認知機能が低下しているか否かだけでなく、軽度認知障害なのか認知症を発症しているおそれがあるのかという認知機能の低下の程度も含めて判定することが可能となる。

第４の発明は、第２または３の発明において、判定部は、異常行動情報それぞれに付された重みづけに応じて、使用者の認知機能の低下の程度を判定することを特徴とする。

認知機能が低下し、認知症を発症した認知症患者のトイレ室内での異常行動には、便器の水で手を洗う、排泄物をもてあそぶ等の正常な認知機能を有する健常者であれば取り得ない行動が含まれている。このような行動が確認された場合、たとえ他の行動で異常が確認できなかったとしても、トイレ室の使用者が認知症を発症している可能性が高い。
また、正常な認知機能を有する健常者であっても取り得る、うっかりミスによる行動であったとしても、トイレ室の一回の使用の際に複数該当した場合には、トイレ室の使用者の認知機能が低下している可能性が高い。
第４の発明によれば、第１の記憶部に備えられた複数の異常行動に対して重みづけを行っているため、判定部により通常ではありえない異常行動が解析された場合、トイレ室の一回の使用であっても精度良く、使用者の認知機能の低下の程度を判定することができる。

第５の発明は、第１の発明において、トイレ室内又は室外に、前記トイレ室内での通常行動情報を備えた第１の記憶部を有し、判定部は、通常行動情報を参照して行動情報と通常行動情報との一致性または類似性を判断し、行動情報と通常行動情報との一致性または類似性が予め決定された第２の所定値を下回った場合、使用者の認知機能が低下していると判定することを特徴とする。

トイレ室内において排泄行為を行う場合、正常な認知機能を有する健常者であればトイレ室内に入室、排泄、トイレ室内から退室という一連の行動を必ず行い、その他の行動においても、いくつかのパターンに分類することが可能である。ここで、通常行動に基づく情報とは、健常者が通常行う行動パターンを集積した情報である。
第５の発明によれば、使用者の行動情報と、第１の記憶部に備えられた通常行動情報との一致性または類似性を判断しつつ、その度合いが予め決定された第２の所定値を下回るものであれば、トイレ室の一回の使用であっても精度良く、使用者の認知機能の変化を判定することができる。

第６の発明は、第５の発明において、判定部は、行動情報と通常行動情報との一致性または類似性が予め決定された第２の所定値よりも低いほど、使用者の認知機能の低下の程度が大きいと判定することを特徴とする。

認知機能が低下した人の行動は、正常な認知機能を有する健常者とは異なる行動パターンを取る傾向にある。そのため、通常行動のパターンと比較して、合致率が低ければ低いほど、認知機能が低下している可能性が高いと判定することが可能になる。
第６の発明によれば、第１の記憶部に備えられた通常行動情報との合致率が低ければ低いほど、認知機能の低下が大きいと判断することができる。これにより、認知機能が低下しているか否かだけでなく、軽度認知障害なのか認知症を発症しているおそれがあるのかという認知機能の低下の程度も含めて判定することが可能となる。

第７の発明は、第２～６の発明のいずれか１つにおいて、第１の記憶部は、トイレ室外に設けられたサーバ内に設けられ、第１の記憶部に備えられた異常行動情報または通常行動情報は更新可能であることを特徴とする。

少なくとも認知機能が低下した人の行動情報、または正常な認知機能を有する健常者の行動情報は、システム導入の時点から増加し発展することが考えられる。比較対象である異常行動情報、または通常行動情報が増大すれば、その分判定部による判定精度が向上する。
そこで、第７の発明によれば、第１の記憶部に備えられた異常行動情報、または通常行動情報を、システム導入時にサーバ内に準備された情報だけでなく、システム導入後に得られた異常行動情報、または通常行動情報に追加や更新することができるため、より精度良く、使用者の認知機能の変化を判定することができる。

第８の発明は、第１～７の発明のいずれか１つにおいて、使用者を認証するための個人認証部を有し、判定部は、個人認証部により認証された使用者情報に応じて、使用者の認知機能の変化の判定の要否を判断することを特徴とする。

人によっては、閉所恐怖症などの理由から排泄中であるにも関わらず、トイレ室のドアを開けっ放しにする等、使用者の認知機能が低下していない場合であっても、認知機能が低下したと判定されてしまうおそれがある。
第８の発明によれば、個人認証部により認証された使用者情報に応じて認知機能の変化を判定することができるため、認知機能の低下のおそれのない使用者は判定を省略することもでき、一方判定が必要な使用者に対しては、より精度良く使用者の認知機能の変化を判定することができる。

第９の発明は、第８の発明において、トイレ室内又は室外に、判定部による判定結果を格納する第２の記憶部を有し、判定部による判定結果が使用者情報と関連付けられて第２の記憶部に格納され、判定部は、第２の記憶部に格納された過去の判定結果と対比して、使用者の認知機能の低下あるいは回復を判定することを特徴とする。

認知症予備軍と言われる軽度認知障害の人々の認知機能は、普段の生活における意識を少し変えるだけで正常範囲に戻る確率が飛躍的に高まる。しかしながら、認知機能は一度低下したら低下し続ける一方であると誤解している方が多く、また、認知機能の回復を定量的に意識できる機会が少ないため、軽度認知障害と診断されたことによって塞ぎがちになり、認知症の発症へと進行を速めてしまう人も少なくない。
第９の発明によれば、認知機能の変化の判定結果が、個人認証部により認証された個人毎に第２の記憶部に格納されているため、使用者毎に認知機能の低下あるいは回復を判定することができる。これによって、使用者自身の認知機能の推移を適切に判定することが可能となり、認知機能の低下が進行してしまうことを防止することが可能な認知機能判定システムを提供することができる。

第１０の発明は、第１～９の発明のいずれか１つにおいて、判定部による判定結果を出力する出力部を有し、出力部は、トイレ室外に設けられていることを特徴とする。

認知機能の低下が判定されたとしても、使用者自身がその結果を恥じて、自らの認知機能が正常であると取りつくろってしまうと、周囲の人が気づくことができず、認知機能の低下が進行してしまうおそれがある。
第１０の発明によれば、認知機能の変化を出力する出力部がトイレ室外に設けられているため、周囲の人が認知機能を認識しやすい認知機能判定システムを提供することができる。

本発明によれば、排泄行為を行う場合、正常な認知機能を有する健常者であればトイレ室内に入室、排泄、トイレ室内から退室という一連の行動が必ず検出されるトイレ室内の使用者の行動情報から、トイレ室の一回の使用であっても精度良く、使用者の認知機能の変化を判定することができる認知機能判定システムを提供することができる。

本発明の実施形態に係る認知機能判定システムをブロック図で模式的に示した図である。 本発明の実施形態に係る認知機能判定システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態にかかる認知機能判定システムにおいて、使用者の行動を解析する解析方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態にかかる認知機能判定システムにおいて、使用者の認知機能を判定する判定方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態にかかる認知機能判定システムにおいて、使用者の認知機能を判定する判定方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態にかかる認知機能判定システムにおいて、認知機能の判定結果を出力する出力方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の第１実施例にかかる認知機能判定システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施例にかかる認知機能判定システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の第１及び第２実施例にかかる認知機能判定システムにおいて、検出部が検出するデータのタイムチャートである。 本発明の第１及び第２実施例にかかる認知機能判定システムにおいて、使用者の行動を解析する解析方法の概念図である 本発明の第１及び第２実施例にかかる認知機能判定システムにおいて、使用者の認知機能を判定する判定方法の概念図である

以下で説明する実施形態は、いずれも本開示の一実施形態を示すものである。以下の実施形態で示される構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などはあくまで一例であり、本発明を限定するものではない。また、以下の実施形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面において同じ符号が付いたものは、説明を省略する場合がある。

図１は、本発明の実施形態に係る認知機能判定システムをブロック図で模式的に示した図である。
図１に示すように、認知機能判定システム１００は、検出部１１０と、解析部１３０と、判定部１５０とを有する。さらに、時間取得部１２０と、第１の記憶部１４０と、個人認証部１６０と、第２の記憶部１７０と、出力部１８０とを有することが好ましい。

検出部１１０は、少なくともその一部がトイレ室内に設けられたものであり、便器５への着座等のトイレ室内における使用者の動作にかかる情報である動作情報１１２や、温水洗浄便座のリモコン等トイレ室内に設置された各種電子機器の使用者による操作にかかる情報である操作情報１１４を検出する。このために、検出部１１０は、例えば人体検知センサ１７や、着座検知センサ１９、入退室検知センサ２５、あるいは操作部３０などを備える。

時間取得部１２０は、人体検知センサ１７によってトイレ室内で使用者が検知された日時や、着座検知センサ１９によって着座が検出されている経過時間など、使用者の動作や使用者による操作等に対応した時間情報１２２を取得する。

解析部１３０は、上述した各種検出部１１０によって取得された動作情報１１２や操作情報１１４に基づいて、トイレ室内で使用者がとった行動を解析する。解析部１３０は、例えばトイレ室内の電子機器に設けられたマイクロプロセッサやCPUにより実現される。また、この解析部１３０による解析は、上述した時間取得部１２０によって取得された時間情報１２２を共に用いることで、精度を向上させることが可能となる。解析部１３０による解析の方法については後に詳述する。

第１の記憶部１４０は、正常な認知機能を有する人（以下、健常者という）がトイレ室内で通常行う複数の行動パターンを集積した通常行動情報１４２や、認知機能が低下した人がトイレ室内で過去に取った行動あるいは取るであろうと推測される行動を集積した異常行動情報１４４を備える。この通常行動情報１４２及び異常行動情報１４４は、認知機能判定システム１００の設置後であっても、追加や更新することができるように構成されていることが好ましい。以下、説明の便宜上、通常行動情報１４２と異常行動情報１４４を合わせた情報を「参照情報１４６」と称する。この第１の記憶部１４０は、不揮発性の半導体メモリや磁気ディスク等の電磁的記録手段により実現することができる。

判定部１５０は、解析部１３０によって解析されたトイレ室内で使用者の行動や機器の操作に基づいて使用者の認知機能を判定する。判定部１５０は、例えばトイレ室内の電子機器に設けられたマイクロプロセッサやCPUにより実現される。なお、解析部１３０と判定部１５０とは同一のプロセッサ内に設けられても良く、異なるプロセッサとして実現されてもよい。また、判定部１５０による判定は、上述した第１の記憶部１４０に記憶された参照情報１４６に基づいて認知機能を判定することで、精度を向上させることが可能となる。

個人認証部１６０は、トイレ室内に入退室する使用者を認証する。個人認証部１６０としては、特定のボタンを押すことで使用者を認証しても良いし、使用者の生体情報を検出することで認証してもよい。生体情報で使用者を認証する手段としては、例えば声紋、指紋、掌紋、網膜、虹彩、静脈、顔等の生体情報から予め入力した個人情報と比較することで認証する生体認証装置などが挙げられる。なお、個人認証部１６０は必ずしもトイレ室内に設ける必要はなく、トイレ室の外部に設置されるものであってもよい。例えば光学カメラによる個人認証を行う場合には、プライバシーの保護の観点でも室外の設置が好ましい。

第２の記憶部１７０は、本システムを用いて過去に認知機能の判定を行っていた場合、個人認証部１６０の認証結果と関連づけて格納される記憶領域であり、不揮発性の半導体メモリや磁気ディスク等の電磁的記録手段が用いられる。

また、判定部１５０は、個人認証部１６０によって認証された使用者の認知機能の判定結果が第２の記憶部１７０に記憶されていた場合、今回の認知機能の判定結果と第２の記憶部１７０に記憶されていた過去の判定結果とを比較し、認知機能の低下あるいは回復を判定するように構成してもよい。判定部１５０による判定の方法については後に詳述する。

出力部１８０は、個人認証部１６０により認証された個人に関する情報、判定部１５０によって判定された今回の認知機能の判定結果や、過去の認知機能の判定結果との比較に基づく認知機能の低下や回復の傾向、当該判定結果に関する助言や宣伝など、本システムの機能に関連する情報を出力可能とするものである。この出力部１８０は、トイレ室内にいる使用者に出力するものであってもよく、当該システムに接続された遠隔の関係者、管理者等への出力であってもよく、例えば視覚情報を出力する液晶モニタや有機ELモニタ等の表示装置、聴覚情報を出力するスピーカ等の音声出力装置等で構成される。出力部１８０による出力の方法については後に詳述する。

［装置構成］
図２は、認知機能判定システムの概略構成を示すブロック図である。
図２に示すように、認知機能判定システム１００は、トイレ室に設けられた腰掛大便器５（以下、説明の便宜上、単に「便器」と称する）と、便器５に着脱可能に又は一体的に設置された便座装置１０と、を備える。また、便座装置１０は、本体部１２と、便座１４と、便蓋１６とを備える。

またトイレ室には、トイレ室内の使用者の人体を検出する人体検知センサ１７を設けることができる。人体検知センサ１７としては、例えば赤外線や超音波、可視光、マイクロ波センサ、音波センサ、静電タッチセンサ、温度センサ等の検出手段を用いることができる。

また便座１４には、使用者が便座１４に着座または離座したことを検出する着座検知センサ１９が設けることができる。着座検知センサ１９としては、例えば歪みセンサや圧力センサ、赤外線センサ等の検出手段を用いることができる。

また使用者がトイレ室に入退室したことを検出する入退室検知センサ２５を設けることができる。入退室検知センサ２５としては、例えばトイレ室のドア２０にマグネットセンサや変位センサ、振動センサ等の検出手段を用いることができる。なお、ドア２０にマグネットセンサを用いることで、入退室したことだけでなく、ドア２０の開閉状態も検出することが出来る。

またトイレ室内には、モニタ２６や、紙巻き器２８、各種機器の操作部３０等が設置される。さらに本システムとして、カメラ３２やマイク３４等の検知手段を設置しても良い。操作部３０は、例えば、複数のスイッチ３１などを有し、有線又は無線を介して便座装置１０と接続され、使用者から入力された操作指示を本体部１２に送信するよう構成してもよい。なおこの場合、本体部１２へ操作指示を送信する方法は、例えば、便座装置１０に設けられた操作パネルや、モニタ２６に表示される画面、カメラ３２で検出可能な動き、マイク３４で検出可能な音などを利用して行ってもよい。

認知機能判定システム１００は、本体部１２が受信した操作指示や、人体検知センサ１７、着座検知センサ１９、入退室検知センサ２５、カメラ３２、マイク３４等によって検出されたデータを解析することで、トイレ室１内での使用者の行動情報を生成し、これに基づいて使用者の認知機能を判定する。

認知機能判定システム１００は、認知機能の判定結果を、画像の表示や音の出力等により、トイレ室１を現在使用している使用者に報知する。また、判定結果を報知する対象は、使用者自身に限らず、その使用者を保護監督する親族や、介護施設・医療施設の管理者等、本発明にかかるシステムの関係者であってもよい。

［解析方法］
図３は、本発明の実施形態にかかる認知機能判定システムにおいて、使用者の行動を解析する解析方法の一例を示すフローチャートである。以下、図３を参照しつつ、本発明の実施形態にかかる認知機能判定システムにおける行動情報の解析方法を説明する。

ステップS１０１において、使用者がトイレ室内に入室したか否かを解析部１３０が解析する。入室の有無は、人体検知センサ１７や入退室検知センサ２５によって解析することができる。ただし認知機能が低下している場合や、閉所恐怖症などの場合は、入室したもののトイレ室のドア２０が常に開状態の場合もあることから、人体検知センサ１７、あるいは人体検知センサ１７と入退室検知センサ２５との複合により入室の解析を行うことが好ましい。

ステップS１０２において、便座１４への着座までの使用者の行動を解析する。解析部１３０によって、使用者が便座１４に着座するという行動をとったと解析されるまでの間に、認知機能の低下が疑われる行動がなかったか判定するため、判定部１５０は入室から着座までの期間において認知機能判定フローを実行する。例えば、便座１４への着座が検知されるまでに操作部３０に対する操作が検出された場合や、ドア２０を閉状態にすることなく脱衣が検出された場合は、判定部１５０により認知機能が低下しているとの判定材料となる。

ステップS１０３において、着座検知センサ１９やカメラ３２等により使用者の便座１４への着座を解析する。着座の解析方法としては、例えば便座１４に圧力がかかっていない状態から圧力がかかっている状態に遷移したことが検出された後、時間取得部１２０によって、圧力がかかっている状態が所定時間経過したことが取得されたとき、解析部１３０は、使用者が便座１４に着座するという行動をとったと解析することができる。

ステップS１０４において、便座１４からの離座までの使用者の行動を解析する。解析部１３０によって、使用者が便座１４から離座するという行動をとったと解析されるまでの間に、認知機能の低下が疑われる行動がなかったか判定するため、判定部１５０は着座から離座までの期間において認知機能判定フローを実行する。例えば、便座１４からの離座が検知されるまでにドア２０を開状態にしたまま排泄が検出された場合や、便座１４に圧力がかかっている状態とかかっていない状態が短時間に繰り返された場合は、判定部１５０により認知機能が低下しているとの判定材料となる。なお、使用者が男性で且つ排泄が小便の場合など必ずしも着座と離座を伴わない場合があるため、個人認証部１６０による個人認証や排泄物の特定などにより通常行動又は異常行動の判断根拠を取得することが好ましい。

ステップS１０５において、着座検知センサ１９やカメラ３２等により使用者の便座１４からの離座を解析する。離座の解析方法としては、例えば着座検知センサ１９によって、便座１４に圧力がかかっている状態から圧力がかかっていない状態に遷移したことが検出された後、時間取得部１２０によって、圧力がかかっていない状態が所定時間経過したことが取得されたとき、解析部１３０は、使用者が便座１４から離座するという行動をとったと解析することができる。

ステップS１０６において、トイレ室からの退室までの使用者の行動を解析する。解析部１３０によって、使用者がトイレ室１から退室するという行動をとったと解析されるまでの間に、認知機能の低下が疑われる行動がなかったか判定するため、判定部１５０は離座から退室までの期間において認知機能判定フローを実行する。例えば、排泄後に局部を拭くことなく退室した場合や、排泄したにも関わらず水を流さなかった場合は、判定部１５０により認知機能が低下しているとの判定材料となる。また、便器５内の水で手を洗った場合や、使用者が排泄した排泄物をもてあそんだ場合は、その他の行動で判定部１５０により認知機能が低下していないと判定されていたとしても、使用者が認知症を発症しているとの判定材料となる。

ステップS１０７では、使用者がトイレ室から退室したか否かを解析部１３０が解析する。退室の有無は、人体検知センサ１７や入退室検知センサ２５によって解析することができる。ただし認知機能が低下している場合や閉所恐怖症などの場合は、入室時からトイレ室のドア２０が常に開状態の場合もあることから、人体検知センサ１７、あるいは人体検知センサ１７と入退室検知センサ２５との複合により退室の解析を行うことが好ましい。

なお、判定部１５０による使用者の認知機能の低下の判定結果については、上述した認知機能判定フローのそれぞれのタイミングで出力部１８０により出力してもよいし、使用者が退室する前のタイミングで結果を総合して出力しても良い。また判定結果を使用者以外の当該システムの関係者に報知する場合には、使用者のトイレ室内の一連の行動について、判定結果を総合して報知すると良い。

［判定方法］
図４及び図５は、本発明の実施形態にかかる認知機能判定システムにおいて、使用者の認知機能を判定する判定方法の一例を示すフローチャートである。以下、図４及び図５を参照しつつ、本発明の実施形態にかかる認知機能判定システムにおける認知機能の判定方法を説明する。

使用者の認知機能の判定は、上述のとおり、トイレ室内での使用者の動作や使用者による機器の操作にかかる情報に基づいて行う。特に、健常者がトイレ室内で通常とりえる動作や機器の操作、認知機能の低下した人がとりえる動作や機器の操作を参照情報１４６として比較することで、認知機能の判定を行う。
本判定のフローにかかる設計思想として、（A）使用者のトイレ室内での動作に対し、状況を評価しながら随時判定を実行する場合と、（B）使用者のトイレ室内での一連の行為の終了後に検知されたパターンから総合的に判定を実行する場合とに大別される。

まず、使用者のトイレ室内での動作に対し、状況を評価しながら随時判定を実行する場合（A）について図４を用いて説明する。
ステップS４０１において、第１の記憶部（ROM等）に格納された参照情報１４６をRAM等に読み出し、即時演算可能な状態とするように、判定の準備を行う。特に個人認証部１６０により個人が認証される場合には比較に必要な情報が限られる場合があり、演算速度を速めることができる。例えば、トイレ室のドア２０を開状態で排泄することが、過去の解析部１３０による解析結果から習慣になっていることが確認されている使用者が認証された場合、トイレ室のドア２０の開閉状態に関する参照情報１４６を読みだす必要がなくなる。なお、参照情報１４６の情報量や通信速度等の物理的制約によっては、あえて事前に参照情報１４６を読み出す必要はない。

ステップS４０２において、解析部１３０により解析された使用者の行動情報又は操作情報と、参照情報１４６との比較を行う。当該比較は、例えば健常者がトイレ室内でとりえる通常の動作又は機器の操作について、検出部１１０により検出される情報や時間取得部１２０により取得される時間情報１２２から解析された行動のパターンが集積されることでリスト化されたテーブルや、認知機能が低下した人がトイレ室内でとりえる異常な動作又は機器の操作について同様にリスト化されたテーブルを参照情報１４６として用いて行うと良い。

解析部１３０により解析された使用者の行動情報又は操作情報と、参照情報１４６との比較は、種々の方法で実施することができる。例えば、リスト化された異常行動を示すパターンごとにスコアを付し、該当するパターンのスコアのトータルに応じて認知機能の低下の程度を算出することができる。各パターンに付すスコアは均一にする必要はなく、認知症と判定すべき異常行動を示すパターンに対しては高いスコアを付してもよい。この場合、異常行動情報１４４に対して予め決定された第１の所定値を上回るスコアが算出されたとき、もしくは通常行動情報１４２に対して予め決定された第２の所定値を下回るスコアが算出されたときに認知機能が低下していると判定することができる。

また、使用者のトイレ室内での動作に対し、状況を評価しながら随時判定を実行する場合には、判定結果に対し随時更新、上書きを行うとよい。すなわち、トイレ室入室の直後に異常行動に相当する使用者の動作を検知した場合であっても、その後の一連の行動が健常者のトイレ使用パターンに合致する場合には、初期の判定結果を更新して認知機能の低下は無い又は少ないとすることができる。

ステップS４０３では、上記のようにして判定された結果を、第２の記憶部１７０に格納する。随時判定が実行されるため、判定結果は時系列に格納していくことが好ましい。また、個人認証部１６０により使用者を認証して判定を実行している場合には、使用者に関する情報と、判定結果とを関連付けて第２の記憶部１７０に格納することができる。

次に、使用者のトイレ室内での一連の行為の終了後に検知されたパターンから総合的に判定を実行する場合（B）について図５を用いて説明する。
ステップＳ５０１において、解析部１３０により解析された結果を第２の記憶部１７０に随時格納する。具体的には、使用者の入室後から随時解析部１３０により解析される使用者の行動情報又は操作情報に関する複数の情報を随時第２の記憶部１７０に格納する。このとき、時間取得部１２０により取得される時間情報１２２と関連付けて第２の記憶部１７０に格納することで、後の工程において、精度よく参照情報１４６と比較することができる。

ステップＳ５０２において、第２の記憶部１７０に格納された複数の情報を用いて最後に総合的に認知機能の低下についての判定を実施する。具体的には、第２の記憶部１７０に格納された複数の情報からなる一連のパターンと、第１の記憶部１４０に格納された参照情報１４６とを比較する。

ステップＳ５０３において、参照情報１４６の中で、今回第２の記憶部１７０に格納された複数の情報に最も近いパターンを一つ又は複数抽出する。

ステップＳ５０４において、抽出した参照情報１４６と、第２の記憶部１７０に格納された複数の情報との類似性（一致性）を定量化する。このようにして、第２の記憶部１７０に格納された使用者のトイレ室内での一連の行為に対する解析結果を、全体的に判定することで、認知機能を判定することができる。

ステップS５０５において、上記のようにして判定された認知機能の判定結果を、第２の記憶部１７０に格納する。使用者のトイレ室内での一連の行為の終了後に判定結果を第２の記憶部１７０に格納することで、（A）の場合よりも第２の記憶部１７０に格納する情報を少なくすることができる。
ただし（B）の場合であっても、時系列における所定の特徴的期間ごとに分離して参照情報１４６との比較を部分的に実施することもできる。このような判定処理は、参照情報１４６の情報量の多寡、判定の処理速度、求める判定精度等によって適宜選択することができる。

［出力方法］
図６は、本発明の実施形態にかかる認知機能判定システムにおいて、認知機能の判定結果を出力する出力方法の一例を示すフローチャートである。以下、図６を参照しつつ、本発明の実施形態にかかる認知機能判定システムの出力方法を説明する。

本出力のフローにかかる設計思想として、（C）今回の認知機能の判定結果を出力する場合と、（D）過去の認知機能の判定結果からの変化（低下もしくは回復）を出力する場合とに大別される。

ステップＳ６０１において、個人認証部１６０によって使用者が認証されなかった場合（ステップＳ６０１、Ｎｏ）、ステップＳ６０２において、出力部１８０は今回の認知機能の判定結果を出力する。
一方、ステップS６０１において、個人認証部１６０によって使用者が認証された場合（ステップS６０１、Ｙｅｓ）、ステップS６０３において、認証された使用者の過去の判定結果が第２の記憶部１７０（ROM等）に格納されているかを確認する。

ステップＳ６０３において、認証された使用者の過去の判定結果が第２の記憶部１７０に格納されていなかった場合（ステップS６０３、Ｎｏ）、つまり初めての使用者だった場合、ステップＳ６０２において、出力部１８０は今回の認知機能の判定結果を出力する。

ステップＳ６０３において、認証された使用者の過去の判定結果が第２の記憶部１７０に格納されていた場合（ステップS６０３、Ｙｅｓ）、ステップＳ６０４において、認知機能の変化を出力する必要がある使用者か否かを確認する。

ステップS６０４において、認知機能の変化を出力する必要がない場合（ステップS６０４、Ｎｏ）、例えば、個人認証部１６０によって認証された使用者が認知症を発症するおそれが低い年齢である場合や、使用者によって認知機能の変化を出力しないという設定にされている場合などは、認知機能の変化を出力しない。

一方、Ｓ６０４において、認知機能の変化を出力する必要が有る場合（ステップＳ６０４、Ｙｅｓ）、ステップＳ６０５において、第２の記憶部１７０に格納された認証された使用者の過去の判定結果と、今回の認知機能の判定結果とに基づいて、認知機能の変化を出力する。なお、たとえ使用者によって認知機能の変化を出力しないという設定にされている場合であっても、過去の認知機能の判定結果が正常であったのに対して、今回の認知機能の判定結果が異常であった場合は、認知機能の変化を出力することが好ましい。これによって、自覚しないまま回復できない程度に認知機能の低下が進んでしまうことを防止することができる。

[第１実施例]
図７は、第１実施例にかかる認知機能判定システムの概略構成を示すブロック図である。第１実施例に示す認知機能判定システムは、全ての構成がトイレ室内に設置されるものである。以下、図７を参照して本実施例の認知機能判定システムについて説明する。

図７に表したように、トイレ室内に、便座装置１０と、便座装置１０を操作するための操作部３０であるリモコン５０とを設けた。

便座装置１０は、動作情報１１２を検出する検出部１１０と、時間取得部１２０を検出するタイマー５２と、解析部１３０及び判定部１５０を兼ねるCPU５４、及び第１の記憶部１４０及び第２の記憶部１７０を兼ねるメモリ５６を備えた制御装置５８と、リモコン５０と通信するための通信機６０とを備えている。

リモコン５０は、操作情報１１４を検出する検出部１１０としての操作ボタン６２と、その操作ボタン６２の内、使用者を特定する個人認証部１６０としての機能を有する個人認証ボタン６４と、出力部１８０であるモニタ２６と、便座装置１０と通信するための通信機６０とを備えている。

第１実施例において、検出部１１０は、便座装置１０に設けられたマイクロ波センサ４６及び圧力センサ４８と、リモコン５０に設けられた操作ボタン６２よって構成した。具体的には、マイクロ波センサ４６が、使用者によるトイレ室内への入退室を検出し、圧力センサ４８が、使用者による便座１４への着座を検出し、操作ボタン６２が、使用者による便座装置１０への操作を検出することで、使用者の動作または操作に基づく情報を取得する。

検出部１１０によって検出された、使用者の動作または操作に基づく情報は、便座装置１０及びリモコン５０に設けられた通信機６０によって、タイマー５２によって検出された時間情報１２２と共に、制御装置５８に送信され、制御装置５８が備えるCPU５４によって解析されると共にメモリ５６に記憶される。

制御装置５８に備えられたCPU５４は、メモリ５６に記憶された情報に基づいて使用者の認知機能を判定する。このとき、リモコン５０に設けられた個人認証ボタン６４によって特定された使用者の情報が、リモコン５０に設けられた通信機６０から送信され、認知機能の判定結果は送信された使用者の情報と共にメモリ５６に記憶される。

また、CPU５４によって判定された、今回の認知機能の判定結果は、通信機６０によってリモコン５０に送信され、リモコン５０に設けられたモニタ２６に表示される。このとき、メモリ５６に既に認知機能の判定結果が記憶されていた使用者に対して結果を表示する場合には、過去の認知機能の判定結果からの変化（低下あるいは回復）が表示される。

[第２実施例]
図８は、第２実施例にかかる認知機能判定システムの概略構成を示すブロック図である。
本実施例は、第１実施例に対して、解析部１３０や判定部１５０、第１の記憶部１４０、第２の記憶部１７０に当たる構成をトイレ室外に設置している点で相違する。すなわち、本発明にかかる認知機能判定システム１００の一部を、インターネットを介した外部のクラウドサーバ６６により構成した。以下、図８を参照して本実施例の認知機能判定システムについて説明する。

図８に表したように、トイレ室内には、便座装置１０と、便座装置１０を操作するための装置であるリモコン５０と、それらの装置及びトイレ室外との通信を行う通信機６０が設けられる。そして、トイレ室外にクラウドサーバ６６が設けられる。

第２実施例において、クラウドサーバ６６は、第１実施例において便座装置１０に設けられたメモリ５６よりも大規模な保存領域を有するストレージ６８と、解析部１３０と判定部１５０の機能を備えるサーバ７０とが設けられる。

本実施例においては、参照情報１４６が記憶されるクラウドサーバ６６上のストレージ６８がインターネットと接続しており、第１実施例のように本システムがトイレ室内で完結していない。このため、参照情報１４６を常に外部から追加・更新することができるため、参照情報１４６についての情報量の増加や内容の精緻化をすすめることにより、本システムの判定精度を高めることができる。

また、本実施例の認知機能判定システムは、トイレ室内で構成されるシステムとは異なり、外部のネットワークに接続する。このため様々な外部データと情報のやり取りが可能であり、取り扱うデータ量は膨大ともなる。そこで、クラウドサーバ６６上のサーバ７０にAI（人工知能）技術やビッグデータ分析技術を用いることで、膨大な検出パターンから認知機能の低下を示すパターンを算出し、今回の使用者のトイレ室内での行動情報との類似性（一致性）を即座に判断することができる。

さらに、本システムがインターネットに接続されることにより、認知機能の判定結果を外部からアクセスすることが容易となる。このため、例えば医療機関や介護施設に設けられたモニタ２６等に認知機能の判定結果を出力することができる。

以上に述べた点を除き、認知機能判定システム１００が備えた各構成については、第１実施例で述べたものと同様の構成とすることができるので、詳細な説明を省略する。

[第３実施例]
本実施例では、実施例１及び実施例２で述べた認知機能判定システムにおける認知機能の判定方法の具体例について、図９乃至図１１を用いて説明する。
図９は、第１及び第２実施例にかかる認知機能判定システムの検出部が検出するデータのタイムチャートの一例を示す図である。
図１０は、第１及び第２実施例にかかる認知機能判定システムの解析部が行う解析方法の概念図である。
図１１は、第１及び第２実施例にかかる認知機能判定システムの判定部が行う判定方法の概念図である。

図９に示すように、使用者の操作や行動に応じて、ドアセンサやマイクロ波センサ等の各センサやリモコン等の機器は、所定の信号として検出する。これらの信号は時間情報１２２とともにデジタルデータとして、メモリ５６又はクラウドサーバ６６のストレージ６８に格納される。これらのデータは、制御装置５８のCPU５４や、クラウドサーバ６６のサーバ７０によって解析される。

図１０に示したように、解析部１３０であるCPU５４やサーバ７０によって実行される解析は、各センサやリモコン等の機器により検出された順に時系列で解析処理される。

本実施例において、ドアセンサによりOFFからONになった検出データが得られたとき、使用者がドアを開けるという行動を取ったと解析をする（ｔ₁ ）。次に、ドアセンサがＯＮになった状態のまま、マイクロ波センサによりＯＦＦからＯＮになった検出データが得られたとき、使用者がトイレ室に近づく行動を取ったと解析をする（ｔ₂ ）。そして、ドアセンサによりＯＮからＯＦＦになった検出データが得られたとき、使用者がトイレ室に入室してドアを閉めるという行動を取ったと解析をする（ｔ₃ ）。以下、同様に図１０に示したように、解析部１３０が解析をするため、説明を省略する。

図１１に示したように、判定部１５０であるCPU５４やサーバ７０によって実行される認知機能の判定は、メモリ５６やストレージ６８に記憶された参照情報１４６と、解析された使用者の行動情報または操作情報との類似性（一致性）に基づいて実行する。

本実施例において、メモリ５６やストレージ６８に記憶された参照情報１４６は、ドアを閉めてから着座までに要した時間が１分以内であるという通常行動情報１４２、着座前にリモコン５０を操作するという異常行動情報１４４、及び、排泄が検知された場合、退室前に洗浄水を流すという通常行動情報１４２である。

本実施例において、解析部１３０によってドアを閉めるという行動が解析された時間（ｔ₃ ）と、解析部１３０によって使用者が便座１４に着座するという行動が解析された時間（ｔ₅ ）との時間差（ｔ₅ ―ｔ₃ ）は、一分以内である。そのため、参照情報１４６に記憶された通常行動情報１４２と一致している。このとき、判定部１５０は、認知機能低下スコアを－０と判定する。

本実施例において、解析部１３０によって使用者が便座１４に着座するという行動が解析された時間（ｔ₅ ）の前の時間である（ｔ₄ ）にて、解析部１３０によって使用者がリモコン５０を操作したという行動が解析されている。そのため、参照情報１４６に記憶された異常行動情報１４４と一致している。このとき、判定部１５０は、認知機能低下スコアを－１０と判定する。

本実施例において、解析部によって使用者の排泄が行った行動が解析されている（ｔ₆ ）。しかしながら、洗浄検知センサがＯＮになったことが検出データから得られていないため、洗浄水を流したという行動が解析されていない。そのため、参照情報１４６に記憶された通常行動情報１４２と一致していない。このとき、判定部１５０は、認知機能低下スコアをー３０と判定する。

本実施例において、使用者がトイレ室に入室してから退室するまでの間に検出されたデータを解析することで得られた使用者の行動情報または操作情報に基づいて、認知機能低下スコアが－４０であると判定する。その後、モニタ２６によって認知機能が低下しているおそれがあることを表示する。これによって、トイレ室の一回の使用であっても精度良く、使用者の認知機能の変化を判定することができる認知機能判定システムを提供することができる。

５・・・腰掛大便器、便器
１０・・・便座装置
１２・・・本体部
１４・・・便座
１６・・・便蓋
１７・・・人体検知センサ
１９・・・着座検知センサ
２０・・・ドア
２５・・・入退室検知センサ
２６・・・モニタ
２８・・・紙巻き器
３０・・・操作部
３２・・・カメラ
３４・・・マイク
４６・・・マイクロ波センサ
４８・・・圧力センサ
５０・・・リモコン
５２・・・タイマー
５４・・・CPU
５６・・・メモリ
５８・・・制御装置
６０・・・通信機
６２・・・操作ボタン
６４・・・個人認証ボタン
６６・・・クラウドサーバ
６８・・・ストレージ
７０・・・サーバ
１００・・・認知機能判定システム
１１０・・・検出部
１１２・・・動作情報
１１４・・・操作情報
１２０・・・時間取得部
１２２・・・時間情報
１３０・・・解析部
１４０・・・第１の記憶部
１４２・・・通常行動情報
１４４・・・異常行動情報
１４６・・・参照情報
１５０・・・判定部
１６０・・・個人認証部
１７０・・・第２の記憶部
１８０・・・出力部

Claims (10)

1. 使用者の排泄行為のための便器が設置されたトイレ室と、
   前記トイレ室の使用者の動作に関する動作情報を検出する一又は複数の検出部と、
   前記トイレ室内又は室外に設けられ、前記検出部により検出された前記使用者の動作情
   報から前記使用者の行動を解析し、前記使用者の前記トイレ室内における行動情報を生成
   する解析部と、
   前記トイレ室内又は室外に設けられ、前記解析部により生成された前記行動情報に基づ
   いて、少なくとも１回の前記トイレ室の利用から前記使用者の認知機能の変化を判定する判定部と、を有することを特徴とする認知
   機能判定システム。
2. 前記トイレ室内又は室外に、前記トイレ室内での異常行動情報を備えた第１の記憶部を
   有し、
   前記判定部は、前記異常行動情報を参照して前記行動情報と前記異常行動情報との一致
   性または類似性を判断し、前記行動情報と前記異常行動情報との一致性または類似性が予
   め決定された第１の所定値を超えた場合、前記使用者の認知機能が低下していると判定す
   ることを特徴とする請求項１に記載の認知機能判定システム。
3. 前記判定部は、前記行動情報と前記異常行動情報との一致性または類似性が前記予め決
   定された第１の所定値よりも高いほど、前記使用者の認知機能の低下の程度が大きいと判
   定することを特徴とする請求項２に記載の認知機能判定システム。
4. 前記判定部は、異常行動情報のそれぞれに付された重みづけに応じて、前記使用者の認
   知機能の低下の程度を判定することを特徴とする請求項２または３に記載の認知機能判定
   システム。
5. 前記トイレ室内又は室外に、前記トイレ室内での通常行動情報を備えた第１の記憶部を
   有し、
   前記判定部は、前記通常行動情報を参照して前記行動情報と前記通常行動情報との一致
   性または類似性を判断し、前記行動情報と前記通常行動情報との一致性または類似性が予
   め決定された第２の所定値を下回った場合、前記使用者の認知機能が低下していると判定
   することを特徴とする請求項１に記載の認知機能判定システム。
6. 前記判定部は、前記行動情報と前記通常行動情報との一致性または類似性が前記予め決
   定された第２の所定値よりも低いほど、前記使用者の認知機能の低下の程度が大きいと判
   定することを特徴とする請求項５に記載の認知機能判定システム。
7. 前記第１の記憶部は、前記トイレ室外に設けられたサーバ内に設けられ、前記第１の記
   憶部に備えられた前記異常行動情報または前記通常行動情報は更新可能であることを特徴
   とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載の認知機能判定システム。
8. 前記使用者を認証するための個人認証部を有し、
   前記判定部は、前記個人認証部により認証された使用者情報に応じて、前記使用者の認
   知機能の変化の判定の要否を判断することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に
   記載の認知機能判定システム。
9. 前記トイレ室内又は室外に、前記判定部による判定結果を格納する第２の記憶部を有し
   、
   前記判定部による判定結果が前記使用者情報と関連付けられて前記第２の記憶部に格納
   され、
   前記判定部は、前記第２の記憶部に格納された過去の判定結果と対比して、前記使用者
   の認知機能の低下あるいは回復を判定することを特徴とする請求項８に記載の認知機能判
   定システム。
10. 前記判定部による判定結果を出力する出力部を有し、
    前記出力部は、前記トイレ室外に設けられていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の認知機能判定システム。

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