JP7207518B2 - 認知症検知装置及び認知症検知方法 - Google Patents

Description

本開示は、人の認知機能の低下症状を検知する認知症検知装置及び認知症検知方法に関する。

特許文献１には、軽度認知機能障害（Mild Cognitive Impairment、ＭＣＩ）を早期に発見するためには、認知症の症状のうち比較的早期に現れやすい非健忘症状に着目する必要があるという知見が開示されている。非健忘症状の一つには、視空間認知機能の障害がある。この知見に基づき、特許文献１に開示された診断支援システムでは、視空間認知機能の障害を評価するために、メンタル・ローテーション課題を用いる。メンタル・ローテーション課題とは、視覚対象を頭の中でさまざまな方向に回転させる操作過程を行わせることにより、被験者の視空間認知機能の状態を評価する手法である。

特許文献１の診断支援システムは、メンタル・ローテーション課題を遂行している被験者の視線の動きを測定する測定手段と、測定手段により測定された被験者の視線の動きに基づいて、固視点を検出する固視点検出手段と、固視点検出手段により検出された固視点の分布に基づいて、被験者が軽度認知機能障害であるかどうかを判定する判定手段と、を備える。この診断支援システムは、視空間認知機能の障害を評価し、認知症の兆候を早期に判定することを目的としている。

特開２０１８－１７５０５２号公報

特許文献１では、被験者がメンタル・ローテーション課題を遂行する必要がある。しかしながら、メンタル・ローテーション課題を遂行するに至るには、被験者やその家族等が被験者の非健忘症状等の認知症の症状を認識し、診断を受けるために通院することを決定し、診断のために医師等の専門家がメンタル・ローテーション課題の遂行を決定するという流れを経ることが通常である。したがって、通常は、被験者やその家族等が認知症の症状を認識して診断を希望しない限り、特許文献１の診断支援システムは用いられず、認知症及び軽度認知障害に対応する認知機能の低下症状を早期に発見することは困難であった。

さらに、特許文献１の診断支援システムでは、メンタル・ローテーション課題を遂行している被験者の視線の動きを測定する測定手段として、撮像部のサンプリングレートが１０００Ｈｚである眼球運動解析装置が用いられている。サンプリングレートが１０００Ｈｚである高速カメラを使用することは一般家庭では稀であり、特許文献１の診断支援システムは病院等の専門機関でしか実施できないのが通常である。したがって、特許文献１においてサンプリングレートが１０００Ｈｚである高速カメラを使用することが、例えば家庭で手軽に使用して認知機能の低下症状を早期に発見することの妨げとなっている。

本開示の目的は、人の認知機能の低下症状を早期に発見することを可能にする認知症検知装置及び認知症検知方法を提供することにある。

本開示の一態様は、人の認知機能の低下症状を検知する認知症検知装置を提供する。認知症検知装置は、人の目を含む画像を撮像して画像データを生成する撮像部と、撮像部から画像データを順次、取得して、取得した画像データに基づいて人の目の動きを検出する制御部とを備える。制御部は、判定対象の期間に検出された目の動きに基づいて、目がサッカードを生じるサッカード頻度を測定し、検出した目の動きに基づいて、目の動きが停留する停留期間を測定し、測定したサッカード頻度及び停留期間に基づいて、人の認知機能の低下症状を検知する。

本開示の他の態様は、人の認知機能の低下症状を検知する認知症検知方法を提供する。認知症検知方法は、制御部が、人の目を含む画像を撮像して生成された画像データを順次、取得するステップと、制御部が、取得した画像データに基づいて人の目の動きを検出するステップと、制御部が、判定対象の期間に検出された目の動きに基づいて、目がサッカードを生じるサッカード頻度を測定するステップと、制御部が、検出した目の動きに基づいて、目の動きが停留する停留期間を測定するステップと、制御部が、測定したサッカードの発生頻度及び停留期間に基づいて、人の認知機能の低下症状を検知するステップとを含む。

本開示に係る認知症検知装置及び認知症検知方法によると、人の認知機能の低下症状を早期に発見することができる。

本開示に係る認知症検知装置の適用例を説明するための図 本開示の実施形態に係る認知症検知装置の構成を例示する図 認知症検知装置の動作の流れを例示するフローチャート サッカードの検出方法の一例を説明するための図 眼球停留期間の測定方法の一例を説明するための図 認知症検知装置の動作の流れを例示するフローチャート 本開示の変形例１におけるサッカードの検出方法の一例を説明するための図 本開示の変形例２に係る認知症検知装置の動作の流れを例示するフローチャート

以下、添付の図面を参照して本開示に係る認知症検知装置及び認知症検知方法の実施の形態を説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。

［１．適用例］
本開示に係る認知症検知装置及び認知症検知方法を適用可能な一例について、図１を用いて説明する。図１は、本開示に係る認知症検知装置１００の適用例を説明するための図である。

認知症検知装置１００は、人の認知機能の低下症状を検知する。ここで、人の認知機能の低下症状とは、人の認知機能が低下した症状をいい、認知症に対応する症状と、軽度認知障害に対応する症状とを含む。

認知症は、世界保健機関による国際疾病分類第１０版においては、「通常、慢性あるいは進行性の脳疾患によって生じ、記憶、思考、見当識、理解、計算、学習、言語、判断等多数の高次脳機能の障害からなる症候群」とされている。人が認知症に罹患すると、普段の生活を送る上でトラブルにつながるほど認知機能が低下する。認知症の一種であるアルツハイマー型認知症に罹患すると、血流低下や糖代謝低下が楔前部から帯状回後部に広がり、右下頭頂小葉に軽度の萎縮が生じる。アルツハイマー型認知症が進行すると、両側海馬傍回での血流の低下及び顕著な灰白質での萎縮が見られる。

軽度認知障害は、認知症の前段階等の、認知症に至らない認知機能の低下症状を示す障害である。軽度認知障害に罹患した人においては、一例として、日常生活に支障をきたすほどの認知機能の低下は見られないものの、本人や家族が、年齢や教育レベルの影響だけでは説明できない記憶障害を認識することがある。この時点では脳の楔前部のみに血流低下や糖代謝低下が見られる。

本開示に係る認知症検知装置１００は、例えばテレビ通話システム１に適用可能である。図１では、テレビ通話システム１は、認知症検知装置１００とネットワーク５０と他者５１の端末２００とを介して、対象者２と他者５１との間の音声及び画像を利用したテレビ通話を可能とするシステムである。端末２００は、例えば汎用コンピュータ、スマートフォン、及びタブレットの情報処理装置である。端末２００は、電話機であってもよい。

認知症検知装置１００は、対象者２の顔を撮像するカメラ３を備える。カメラ３によって撮像された画像は、ネットワーク５０を介して端末２００に送信され、端末２００の液晶ディスプレイ等の表示装置に表示される。これにより、音声及び画像を利用したテレビ通話を実現できる。

発明者は、鋭意研究の結果、レビー小体型認知症やアルツハイマー型認知症の患者等の認知症患者、及び軽度認知障害を有する人においては、サッカード頻度及び眼球停留期間が増加することを見出した。

認知症検知装置１００は、テレビ通話の際に使用されるカメラ３を、対象者２の認知機能の低下症状の検知にも利用する。具体的には、認知症検知装置１００は、カメラ３によって撮像された画像に基づいて、対象者２のサッカード頻度及び眼球停留期間等の眼球運動を測定する。

テレビ通話は、対象者２とその家族との間、祖父母や孫との間、知人との間等で日常的に使用されるコミュニケーション手段である。このように認知症検知装置１００は、日常生活における対象者２の眼球運動を測定することにより、対象者２が認知機能の低下症状を自認するより前の段階で、対象者２の認知機能の低下症状を検知することができる。

対象者２の認知機能の低下症状を検知した場合、認知症検知装置１００は、通話相手である他者５１の端末２００や、対象者２のかかりつけ医が所属する病院の病院サーバ５２に対して、対象者２の認知機能の低下症状を知らせるための警告データを送信してもよい。また、認知症検知装置１００は、ネットワーク５０を介して、病院サーバ５２内のデータベース５３に検知結果を格納してもよい。認知症検知装置１００は、対象者２の認知機能の低下症状を検知しなかった場合であっても、例えば定期的に測定データをデータベース５３に送信してもよい。

認知症検知装置１００は、テレビ通話システム１に限らず、カメラが搭載されたテレビに適用されてもよい。テレビへの適用は、対象者２が例えばテレビドラマ等を日常的に見るためにテレビを利用する場合に有利である。この場合、テレビドラマ等を見ている対象者２の眼球運動が、カメラによって監視される。

このように、認知症検知装置１００は、日常生活における対象者２の眼球運動を測定することによって、対象者２の認知機能の低下症状が発現した場合に、これを早期に検知することができる。

なお、認知症検知装置１００は、人の認知機能の低下症状として認知症又は軽度認知障害に対応する症状のみを検知することに限定されない。例えば、認知症検知装置１００は、認知機能の低下症状を含む症状として眼球運動の変化を生じる精神疾患に対応する症状を検知することに適用されてもよい。

［２．構成例］
本開示の実施形態に係る認知症検知装置１００の構成例及び動作例について、以下説明する。

図２は、認知症検知装置１００の構成を例示する図である。認知症検知装置１００は、図２に例示するように、カメラ３と、記憶部５と、制御部１０とを備える。

カメラ３は、対象者の顔、特に目を撮像して撮像画像を形成する撮像装置である。カメラ３は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary MOS）、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の固体撮像素子によって撮像画像を形成するカメラである。カメラ３は、例えば約２０～６０ｆｐｓ、例えば３０ｆｐｓのフレームレートを有する。カメラ３は、１００ｆｐｓ以上のフレームレートを有する高速カメラであってもよい

認知症検知装置１００は、赤外線照射器４を備えてもよい。赤外線照射器４は、対象者の顔、特に目に向けて赤外線を照射する光源装置である。対象者の顔及び角膜等で反射された赤外線は、カメラ３に入射する。この場合、カメラ３は、赤外域に感度を有するように構成される。

認知症検知装置１００の構成は上記のものに限定されず、対象者の顔で反射された光の波長と同じ波長域に感度を有するカメラ３を備えればよい。例えば、認知症検知装置１００は、可視光照射器と可視光カメラ、又は、紫外線照射器と紫外線カメラを備える構成であってもよい。あるいは、認知症検知装置１００は、赤外線照射器４、可視光照射器及び紫外線照射器等の光源装置を備えず、対象者の顔で反射された太陽光や蛍光灯の光等をカメラ３で撮像するものであってもよい。

記憶部５は、コンピュータその他装置、機械等が記録されたプログラム等の情報を読み取り可能なように、当該プログラム等の情報を、電気的、磁気的、光学的、機械的又は化学的作用によって蓄積する媒体である。記憶部５は、例えば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等の補助記憶装置を含む。

制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含み、情報処理に応じて各構成要素の制御を行う。制御部１０は、例えば、ＥＣＵ（電子制御ユニット）により構成される。制御部１０は、例えば、ＲＡＭに展開されたプログラムをＣＰＵにより解釈及び実行する。このように実現されるソフトウェアモジュールとして、制御部１０は、例えば、画像処理部１１、測定部１２、及び状態判定部１３を備える。

認知症検知装置１００は、例えば表示部６を備えてもよい。表示部６は、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、及びプロジェクタ等の表示装置である。認知症検知装置１００が車載用途に適用される場合には、表示部６は、例えば、車両のフロントガラスや専用のガラスパネルに映像を投影するヘッドアップディスプレイであってもよい。表示部６は、本開示の「報知部」の一例である。

認知症検知装置１００は、例えば通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１４を備えてもよい。通信Ｉ／Ｆ１４は、ネットワークを介して認知症検知装置１００と外部機器との通信接続を可能とするためのインタフェース回路又はモジュールである。通信Ｉ／Ｆ１４は、ＩＥＥＥ８０２．３、ＩＥＥＥ８０２．１１又はＷｉ－Ｆｉ、ＬＴＥ、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ等の規格に従って通信を行う。通信Ｉ／Ｆ１４は、本開示の「報知部」の一例である。

［３．動作例］
以下、図３～６を参照しながら、認知症検知装置１００の動作について説明する。認知症検知装置１００の動作は、例えば、初回起動時の初回動作（図３参照）と、２回目以降の起動時の通常動作（図６参照）とで異なる。

［３－１．初回動作］
図３は、認知症検知装置１００の初回動作の流れを例示するフローチャートである。図３のフローチャートの各処理は、認知症検知装置１００の制御部１０によって実行される。図３に示した動作は、例えば、テレビ通話プログラムの起動に連動して開始される。

まず、制御部１０は、カメラ３によって撮像された対象者の目の画像を取得する（Ｓ１）。ステップＳ１は、画像取得の前に、赤外線照射器４によって対象者の目に向けて赤外線を照射することを含んでもよい。

次に、画像処理部１１として動作する制御部１０は、取得した目の画像に対して画像処理を行い、瞳孔中心の位置を検出する（Ｓ２）。検出された瞳孔中心の位置を示すデータは、記憶部５に格納される。

瞳孔中心の位置は、眼球の動静として観測されるサッカード及び停留の検出に用いられる。ここで、停留は、固視と呼ばれる場合もある。

対象者の顔全体が大きく動いた場合であっても、顔に対する眼球の相対的な位置が変化しないときは、サッカード等の眼球運動は行われていない。したがって、制御部１０は、対象者の顔全体が大きく動いた場合であっても、顔に対する眼球の相対的な位置が変化していないときに、サッカード等の眼球運動を検出しないように、対象者の顔等の上の基準点に対する相対的な位置を、瞳孔中心の位置として検出する。この意味で、画像処理部１１として動作する制御部１０が行う瞳孔中心の位置の検出は、対象者の視線の検出であるといってもよい。

具体的には、例えば、制御部１０は、角膜反射法を用いて瞳孔中心の位置を検出する。角膜反射法を用いた場合、点光源である赤外線照射器４から照射された赤外線が対象者の角膜で反射され、カメラ３に入射する。角膜から反射された赤外線は、プルキニエ像と呼ばれる。プルキニエ像は、瞳孔中心の位置の検出のための基準点として機能する。すなわち、眼球運動が発生すると、プルキニエ像に対する瞳孔中心の相対的な位置が変化する。これを利用して、制御部１０は、プルキニエ像の位置に基づいて対象者の瞳孔中心の位置を決定できる。

あるいは、制御部１０は、対象者の目頭（内眼角）及び目尻（外眼角）の少なくとも一方を基準点として、対象者の瞳孔中心の相対的な位置を検出してもよい。この場合、赤外線照射器４を用いなくてもよい。

ステップＳ１及びＳ２は、初回動作の開始から所定期間Ｔ０が経過するまで繰り返される（Ｓ３）。これにより、対象者の瞳孔中心の位置を示すデータが記憶部５に蓄積される。

初回動作の開始から所定期間Ｔ０が経過した後（Ｓ３でＹｅｓ）、測定部１２として動作する制御部１０は、対象者のサッカード頻度ｎの初期値ｎ０（Ｓ４）と、眼球停留期間ｔの平均値ｔａの初期値ｔａ０（Ｓ５）とを算出する。算出の際には、記憶部５に格納された瞳孔中心の位置を示すデータが用いられる。ステップＳ４とＳ５とは順不同である。ステップＳ４及びＳ５で算出された初期値ｎ０、ｔａ０は、記憶部５に格納される（Ｓ６）。

上記のように、ステップＳ４では、サッカード頻度ｎの初期値ｎ０が算出される。ここで、サッカード頻度ｎは、単位時間当たりのサッカードの回数である。初回動作の開始から所定期間Ｔ０が経過するまでに発生したサッカードの数をＹとすると、サッカード頻度の初期値ｎ０は、例えば次の式（１）で表される。
ｎ０＝Ｙ／Ｔ０ …（１）

図４は、サッカードの検出方法の一例を説明するための図である。図４には、ステップＳ２において検出された瞳孔中心の位置を表す点ｐ_ｉ～ｐ_ｉ＋２が示されている。図４は、瞳孔中心の位置が、時刻ｔ_ｉに測定されたｐ_ｉから、そのΔｔ秒後である時刻ｔ_ｉ＋１にｐ_ｉ＋１に、更にそのΔｔ秒後である時刻ｔ_ｉ＋２にｐ_ｉ＋２に移動したことを示している。ここで、Δｔは、カメラ３のフレームレートＦを用いて、例えばΔｔ＝１／Ｆで表される。

例えば、制御部１０は、ある時刻（現フレーム）における瞳孔中心の位置と、その直前のフレーム（すなわち、現フレームのΔｔ秒前のフレーム）における瞳孔中心の位置と、の距離が所定の閾値ｄ１_ｔｈを超える場合、前フレームと現フレームとの間にサッカードが発生したと判断する。図４に示した例では、時刻ｔ_ｉ＋１における瞳孔中心の位置ｐ_ｉ＋１と、時刻ｔ_ｉ＋２における瞳孔中心の位置ｐ_ｉ＋２との距離が閾値ｄ１_ｔｈを超えているため、時刻ｔ_ｉ＋１と時刻ｔ_ｉ＋２との間にサッカードが発生したと判断される。上記の、ある時刻（現フレーム）における瞳孔中心の位置と、その直前のフレーム（すなわち、現フレームのΔｔ秒前のフレーム）における瞳孔中心の位置と、の距離は、本開示の「目の動きの大きさ」の一例である。時刻ｔ_ｉ＋１における瞳孔中心の位置ｐ_ｉ＋１と、時刻ｔ_ｉ＋２における瞳孔中心の位置ｐ_ｉ＋２との距離も、本開示の「目の動きの大きさ」の一例である。

次のステップＳ５では、眼球停留期間の平均値の初期値ｔａ０が算出される。

眼球停留期間の測定方法について説明する。例えば、制御部１０は、ある時刻（現フレーム）における瞳孔中心の位置と、その直前のフレーム（すなわち、現フレームのΔｔ秒前のフレーム）における瞳孔中心の位置と、の距離が所定の閾値ｄ２_ｔｈ以下である期間ｔが所定の閾値ｔ_ｔｈを超える場合、「停留」が発生したと判断する。「停留」が発生したと判断した場合、制御部１０は、この期間ｔを眼球停留期間として計上する。

言い換えれば、現フレームにおける瞳孔中心の位置と、その直前のフレームにおける瞳孔中心の位置と、の距離が所定の閾値ｄ２_ｔｈ以下である状態が、連続するＸフレームにわたって検出された場合であって、Ｘ／Ｆが所定の閾値ｔ_ｔｈを超えるとき、制御部１０は、Ｘ／Ｆを眼球停留期間として計上する。

眼球停留期間の平均値の初期値ｔａ０は、初回動作の開始から所定期間Ｔ０が経過するまでに発生した眼球停留期間の総和を、停留の回数で除した値である。

図５は、眼球停留期間の測定方法の一例を説明するための図である。図５には、ステップＳ２において時刻ｔ_ｊ～ｔ_ｊ＋１１にそれぞれ検出された瞳孔中心の位置ｐ_ｊ～ｐ_ｊ＋１１が示されている。

図５に示した例において、カメラ３のフレームレートＦが３０ｆｐｓであり、所定の時間ｔ_ｔｈが２５０ｍｓｅｃに設定されていたとする。また、図５に示した例では、ｐ_ｊとｐ_ｊ＋１との間の距離、及びｐ_ｊ＋１０とｐ_ｊ＋１１との間の距離は所定の閾値ｄ２_ｔｈを超えているが、それ以外のフレーム間の瞳孔中心の位置間の距離は、いずれも所定の閾値ｄ２_ｔｈ以下であるものとする。すなわち、ｐ_ｊ＋２とｐ_ｊ＋３との間_、ｐ_ｊ＋３とｐ_ｊ＋４との間_、ｐ_ｊ＋４とｐ_ｊ＋５との間_、ｐ_ｊ＋５とｐ_ｊ＋６との間_、ｐ_ｊ＋６とｐ_ｊ＋７との間_、ｐ_ｊ＋７とｐ_ｊ＋８との間_、ｐ_ｊ＋８とｐ_ｊ＋９との間_、及びｐ_ｊ＋９とｐ_ｊ＋１０との間の距離は、いずれも所定の閾値ｄ２_ｔｈ以下である。

図５に示した例では、フレーム間の瞳孔中心の位置間の距離が所定の閾値ｄ２_ｔｈ以下である期間ｔは、時刻ｔ_ｊ＋１から時刻ｔ_ｊ＋１０までの３００ｍｓｅｃであり、所定の閾値ｔ_ｔｈ＝２５０ｍｓｅｃを超えている。したがって、制御部１０は、「停留」が発生したと判断し、眼球停留期間を３００ｍｓｅｃと算出する。

サッカードの発生の有無についての判断基準である所定の閾値ｄ１_ｔｈと、停留についての判断基準である所定の閾値ｄ２_ｔｈとは、同一の値であってもよい。この場合、図５では、時刻ｔ_ｊと時刻ｔ_ｊ＋１との間、及び時刻ｔ_ｊ＋１０とｔ_ｊ＋１１との間に、サッカードが発生していると判断される。ｄ１_ｔｈとｄ２_ｔｈとは、異なる値であってもよい。

図３に戻り、状態判定部１３として動作する制御部１０は、ステップＳ４で得られたサッカード頻度の初期値ｎ０が、閾値Ｎより大きいか否かを判定する（Ｓ７）。

レビー小体型認知症やアルツハイマー型認知症の患者等の認知症患者においては、注視対象のない不要なサッカードの回数が増加するため、認知症に罹患していない人（以下、「非罹患者」という。）に比べて、サッカード頻度が増加する。このような知見から、閾値Ｎは、例えば認知症患者のサッカード頻度に基づいて決定される。例えば、閾値Ｎは、内部又は外部のデータベースに格納された多数（Ｍ人）の認知症患者のサッカード頻度の平均値（サッカード頻度の総和／Ｍ）である。閾値Ｎは、本開示の「第１閾値」の一例である。

ｎ０が閾値Ｎ以下であると判定した場合（Ｓ７でＮｏ）、制御部１０は、図３の初回動作を終える。この場合、対象者は認知症を患っていないと判断されたことになる。

ｎ０が閾値Ｎより大きいと判定した場合（Ｓ７でＹｅｓ）、状態判定部１３として動作する制御部１０は、ステップＳ５で得られた眼球停留期間の平均値の初期値ｔａ０が、閾値Ｔａより大きいか否かを判定する（Ｓ８）。

認知症患者の眼球停留期間は、非罹患者の眼球停留期間より長いことが知られている。例えば、非罹患者の眼球停留期間の平均値は約２５０ｍｓｅｃであるのに対し、レビー小体型認知症患者の眼球停留期間の平均値は約４００ｍｓｅｃであり、アルツハイマー型認知症患者の眼球停留期間の平均値は約４００ｍｓｅｃであることが知られている。このような知見から、閾値Ｔａは、例えば認知症患者の眼球停留期間に基づいて決定される。例えば、閾値Ｔａは、内部又は外部のデータベースに格納された多数（Ｌ人）の認知症患者の眼球停留期間の平均値（眼球停留期間の総和／Ｌ）である。閾値Ｔａは、本開示の「第２閾値」の一例である。

ｔａ０が閾値Ｔａ以下であると判定した場合（Ｓ８でＮｏ）、制御部１０は、図３のフローを終える。この場合、制御部１０は、対象者は認知症を患っていないと判断したことになる。

ｔａ０が閾値Ｔａより大きいと判定した場合（Ｓ８でＹｅｓ）、ステップＳ９に進む。この場合、制御部１０は、対象者の認知機能の低下症状が認知症に対応すること、例えば対象者が認知症に罹患しているおそれがあることを検知したことになる。

図３に示したフローチャートでは、ステップＳ７でＹｅｓであった場合にステップＳ８が実行されるが、本開示はこれに限定されない。すなわち、ステップＳ６の次にステップＳ８が実行され、ステップＳ８でＹｅｓであった場合にステップＳ７が実行されてもよい。

ステップＳ９では、制御部１０は、検知結果に関する報知を行う。例えば、制御部１０は、通信Ｉ／Ｆ１４及びネットワークを介して、対象者のかかりつけ医が所属する病院の病院サーバ５２又は情報処理端末にアクセスし、対象者が認知症に罹患しているおそれがあることを報知する。あるいは、制御部１０は、通信Ｉ／Ｆ１４及びネットワークを介して、対象者の家族やテレビ通話相手のスマートフォン等の情報処理端末にアクセスし、対象者が認知症に罹患しているおそれがあることを報知する。

また、ステップＳ９において、制御部１０は、対象者自身に対して検知結果に関する報知を行ってもよい。例えば、制御部１０は、液晶ディスプレイ等の認知症検知装置１００の表示部６に、検知結果を示す画像を表示する。表示部６に表示される画像は、検知結果を示すものでなくてもよく、例えば対象者に対して受診を勧める旨の文章を示す画像であってもよい。

［３－２．通常動作］
次に、２回目以降の起動時の通常動作について説明する。図６は、認知症検知装置１００の通常動作の流れを例示するフローチャートである。図６の通常動作は、例えばテレビ通話アプリケーションが実行される度に実行される。あるいは、図６の通常動作は、１日に１回、２日に１回、又は１週間に１回の割合で実行されてもよい。

まず、制御部１０は、図３の初回動作のステップＳ１～Ｓ５と同様の動作を行う。すなわち、制御部１０は、カメラ３によって撮像された対象者の目の画像を取得し（Ｓ１１）、取得した目の画像に対して画像処理を行って瞳孔中心の位置を検出する（Ｓ１２）。ステップＳ１１及びＳ１２は、通常動作の開始から所定期間Ｔ１が経過するまで繰り返される（Ｓ１３）。その後、制御部１０は、対象者のサッカード頻度ｎの現在値ｎ１（Ｓ１４）と、眼球停留期間ｔの平均値ｔａの現在値ｔａ１（Ｓ１５）とを算出する。

次に、状態判定部１３として動作する制御部１０は、ステップＳ１４で得られたサッカード頻度の現在値ｎ１が、所定の値ｎｘと図３のステップＳ４で得られた初期値ｎ０との積ｎｘ×ｎ０より大きいか否かを判定する（Ｓ１６）。ｎｘ×ｎ０は、本開示の「第３閾値」の一例である。ｎｘは、例えば１より大きく、例えば１．１～２．０である。

ｎ１がｎｘ×ｎ０以下であると判定した場合（Ｓ１６でＮｏ）、制御部１０は、例えば通信Ｉ／Ｆ１４及びネットワークを介して、対象者のかかりつけ医が所属する病院の病院サーバ５２及び情報処理端末等の外部機器に測定データを送信する（Ｓ１９）。送信された測定データは、例えば対象者の認知機能の現状把握や経過診断等に用いられる。この場合、対象者は軽度認知障害でないと判断されたことになる。

ｎ１がｎｘ×ｎ０より大きいと判定した場合（Ｓ１６でＹｅｓ）、状態判定部１３として動作する制御部１０は、ステップＳ１５で得られた眼球停留期間の平均値の現在値ｔａ１が、所定の値ｔａｘと図３のステップＳ５で得られた初期値ｔａ０との積ｔａｘ×ｔａ０より大きいか否かを判定する（Ｓ１７）。ｔａｘ×ｔａ０は、本開示の「第４閾値」の一例である。ｔａｘは、例えば１より大きく、例えば１．１～２．０、例えば１．６である。

ｔａ１がｔａｘ×ｔａ０以下であると判定した場合（Ｓ１７でＮｏ）、ステップＳ１９に進む。

ステップＳ１７においてｔａ１がｔａｘ×ｔａ０より大きいと判定した場合（Ｓ１７でＹｅｓ）、ステップＳ１８に進む。この場合、制御部１０は、対象者の認知機能の低下症状が軽度認知障害に対応すること、例えば対象者が軽度認知障害であるおそれがあることを検知したことになる。

図６に示したフローチャートでは、ステップＳ１６でＹｅｓであった場合にステップＳ１７が実行されるが、本開示はこれに限定されない。すなわち、ステップＳ１５の次にステップＳ１７が実行され、ステップＳ１７でＹｅｓであった場合にステップＳ１６が実行されてもよい。

また、図６に示したフローチャートでは、ｔａ１を算出するステップＳ１５がステップＳ１６の前に実行されているが、ステップＳ１５はステップＳ１６でＹｅｓであった場合に実行されてもよい。これにより、ステップＳ１６でＮｏであった場合にはｔａ１を算出しないため、制御部１０の処理負荷を低減することができる。

ステップＳ１８は、図３のステップＳ９と同様の動作を行うステップであり、制御部１０は、検知結果に関する報知を行う。例えば、制御部１０は、病院サーバ５２や、対象者の家族やテレビ通話相手の情報処理端末に対して、対象者が軽度認知障害であるおそれがあることを報知する。この報知の代わりに、又はこれと同時に、制御部１０は、表示部６を介して、対象者自身に対して検知結果に関する報知を行ってもよい。

［４．まとめ］
以上のように、本実施形態に係る認知症検知装置１００は、人の認知機能の低下症状を検知する。認知症検知装置１００は、対象者の目を含む画像を撮像して画像データを生成するカメラ３と、制御部１０とを備える。制御部１０は、判定対象の期間Ｔ０又はＴ１に検出された目の動きに基づいて、目がサッカードを生じるサッカード頻度を測定する。制御部１０は、検出した目の動きに基づいて、目の動きが停留する眼球停留期間を測定する。制御部１０は、測定したサッカード頻度及び眼球停留期間に基づいて、人の認知機能の低下症状を検知する。

認知症検知装置１００によると、サッカード頻度及び眼球停留期間に基づいて、対象者の認知機能の低下症状を検知できる。サッカード頻度及び眼球停留期間は、主としてカメラ３と制御部１０とを含む簡易な構成と簡易な処理によって測定できる。このような簡易な構成は対象者の日常環境において準備し易いため、対象者の日常的な生活における目の動きを測定することができ、認知機能の低下症状を早期に発見することが可能となる。

例えば、制御部１０は、所定の時間幅Δｔにおける目の動きの大きさが所定値ｄ１_ｔｈを超えた場合に、当該目の動きをサッカードとして検出する。例えば、制御部１０は、判定対象の期間Ｔ０又はＴ１に検出されたサッカードに基づいて、サッカード頻度を測定する。このように、サッカードは、簡易な構成と簡易な処理によって測定できる。カメラ３は、例えば１００ｆｐｓ以上のフレームレートを有する高速カメラである必要はない。

例えば、制御部１０は、時間幅Δｔにおける目の動きの大きさが所定値ｄ２_ｔｈ以下である状態が、時間幅Δｔより長い所定期間ｔ_ｔｈを超えて継続した期間を、眼球停留期間として測定する。ｄ２_ｔｈ＝ｄ１_ｔｈであってもよい。このように、眼球停留期間は、簡易な構成と簡易な処理によって測定できる。

制御部１０は、サッカード頻度ｎ０が第１閾値Ｎより大きく、かつ、判定対象の期間Ｔ０における眼球停留期間の平均値ｔａ０が第２閾値Ｔａより大きい場合に、対象者の認知機能の低下症状が認知症に対応することを検知するものであってもよい。第１閾値Ｎ及び第２閾値Ｔａは、認知症若しくは精神疾患の患者、又は非罹患者に関する統計情報によって規定される

制御部１０は、サッカード頻度ｎ１が第３閾値ｎｘ×ｎ０より大きく、かつ、判定対象の期間Ｔ１における眼球停留期間の平均値ｔａ１が第４閾値ｔａｘ×ｔａ０より大きい場合に、人の認知機能の低下症状が軽度認知障害に対応することを検知するものであってもよい。

第３閾値ｎｘ×ｎ０は、過去の一定期間における対象者のサッカードの頻度ｎ０によって規定され、第４閾値ｔａｘ×ｔａ０は、当該過去の一定期間における対象者の眼球停留期間ｔａ０によって規定されてもよい。これにより、その対象者に適した属人的な閾値を決定することができる。したがって、対象者毎に適切に認知機能の低下症状を検知することができる。

認知症検知装置１００は、過去の一定期間における、対象者のサッカードの頻度ｎ０及び眼球停留期間ｔａ０を記憶する記憶部５を更に備えてもよい。

認知症検知装置１００は、情報を外部に報知する通信Ｉ／Ｆ１４を更に備えてもよい。制御部１０は、通信Ｉ／Ｆ１４が対象者の認知機能の低下症状に関する検知結果を報知するように制御してもよい。

［５．変形例］
以上、本開示の実施形態を詳細に説明したが、前述までの説明はあらゆる点において本開示の例示に過ぎない。本開示の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができる。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略する。以下の変形例は適宜組み合わせることができる。

［５－１．変形例１］
上記の実施形態では、制御部１０が瞳孔中心の位置の移動を距離として検出する例を説明した。しかしながら、本開示はこれに限定されず、制御部１０は、瞳孔中心の位置の移動を検出できればよい。例えば、制御部１０は、瞳孔中心の位置の移動を、視線の角度変換に対応する視点（gaze point）の移動として検出してもよい。

図７は、変形例１におけるサッカードの検出方法の一例を説明するための図である。図７では、説明の便宜上、θｘ軸とθｙ軸を設けている。θｘは水平方向の視線の角度を表し、θｘに直交するθｙは垂直方向の視線の角度を表している。対象者の視点は、紙面左下の座標（０，０）から、右上の座標（１,１）まで動き得るものとする。ここで、（０，０）は、視線の角度が、座標（０．５，０．５）を正面（０度，０度）とした場合に、左方向に約３４．５度、下方向に約３４．５度になっている状態に対応する。（１,１）は、視線の角度が右方向に約３４．５度、上方向に約３４．５度になっている状態に対応する。

図７には、図４のステップＳ２において検出された視点の位置を表す点ｑ_ｉ～ｑ_ｉ＋２が示されている。図７は、視点が、時刻ｔ_ｉに測定された視点ｑ_ｉから、そのΔｔ秒後である時刻ｔ_ｉ＋１に視点ｑ_ｉ＋１に、更にそのΔｔ秒後である時刻ｔ_ｉ＋２に視点ｑ_ｉ＋２に移動したことを示している。ここで、Δｔは、カメラ３のフレームレートＦを用いて、例えばΔｔ＝１／Ｆで表される。

例えば、制御部１０は、ある時刻（現フレーム）における視点と、その直前のフレーム（すなわち、現フレームのΔｔ秒前のフレーム）における視点と、の間の角度差が所定の閾値ｅ１_ｔｈを超える場合、前フレームと現フレームとの間にサッカードが発生したと判断する。閾値ｅ１_ｔｈは、例えば０．２５であり、視線の角度変化が約１５度～約１９度、例えば１７．２５度である場合に対応する。例えば図７に示した例では、時刻ｔ_ｉ＋１における視点ｑ_ｉ＋１と、時刻ｔ_ｉ＋２における視点ｑ_ｉ＋２との間の角度差が閾値ｅ１_ｔｈを超えているため、時刻ｔ_ｉ＋１と時刻ｔ_ｉ＋２との間にサッカードが発生したと判断される。

［５－２．変形例２］
上記の実施形態では、図３に示した初回動作において、制御部１０は、サッカード頻度の初期値ｎ０が閾値Ｎより大きいか否かを判定し（Ｓ７）、眼球停留期間の平均値の初期値ｔａ０が閾値Ｔａより大きいか否かを判定する（Ｓ８）と説明した。閾値Ｎは例えば認知症患者のサッカード頻度に基づいて決定され、閾値Ｔａは例えば認知症患者の眼球停留期間に基づいて決定される。しかしながら、本開示はこれに限定されず、対象者の認知機能の低下症状が認知症に対応するか否かは、非罹患者のサッカード頻度及び眼球停留期間に基づいて検知されてもよい。

図８は、変形例２に係る認知症検知装置１００の初回動作の流れを例示するフローチャートである。図８のフローチャートは、図３のステップＳ７及びＳ８の代わりにステップＳ２７及びＳ２８を含むこと以外は、図３のフローチャートと同様である。

ステップＳ２７では、制御部１０は、Ｎ０＜ｎ０＜Ｎ１を満たすか否かを判定する。ここで、Ｎ０及びＮ１は、非罹患者のサッカード頻度に基づいて決定される値である。例えば、Ｎ０は、内部又は外部のデータベースに格納された多数（Ｍ人）の非罹患者のサッカード頻度の最小値によって規定され、Ｎ１は最大値によって規定される。あるいは、Ｎ０は、内部又は外部のデータベースに格納された多数（Ｍ人）の非罹患者のサッカード頻度の平均値Ｎａ（サッカード頻度の総和／Ｍ）を用いて、Ｎ０＝Ｎａ－σと規定され、Ｎ１＝Ｎ＋σ_Ｎと規定されてもよい。ここで、σ_Ｎは標準偏差を表す。あるいは、Ｎ０＝Ｎａ－２σ_Ｎ、かつＮ１＝Ｎ＋２σ_Ｎ、又は、Ｎ０＝Ｎａ－３σ_Ｎ、かつＮ１＝Ｎ＋３σ_Ｎと規定されてもよい。

ステップＳ２８では、制御部１０は、Ｔａ０＜ｔａ０＜Ｔａ１を満たすか否かを判定する。ここで、Ｔａ０及びＴａ１は、非罹患者のサッカード頻度に基づいて決定される値である。例えば、Ｔａ０は、内部又は外部のデータベースに格納された多数（Ｍ人）の非罹患者の眼球停留期間の第１平均値（眼球の総停留期間／停留回数）の最小値によって規定され、Ｔａ１は最大値によって規定される。あるいは、Ｔａ０は、内部又は外部のデータベースに格納された多数（Ｍ人）の非罹患者の眼球停留期間の第１平均値（眼球の総停留期間／停留回数）の第２平均値Ｔａａ（第１平均値／Ｍ）を用いて、Ｔａ０＝Ｔａａ－σ_Ｔと規定され、Ｔａ１＝Ｔａａ＋σ_Ｔと規定されてもよい。ここで、σ_Ｔは標準偏差を表す。あるいは、Ｔａ０＝Ｔａａ－２σ_Ｔ、かつＴａ１＝Ｔａ＋２σ_Ｔ、又は、Ｔａ０＝Ｔａａ－３σ_Ｔ、かつＴａ１＝Ｔａ＋３σ_Ｔと規定されてもよい。

［５－３．変形例３］
本開示に係る認知症検知装置１００は、車載用途に適用されてもよい。車載用途に適用されると、対象者が日常的に自動車等の車両を運転する場合、定期的に対象者の目を撮像できるため有利である。車載用途では、カメラ３は、例えばステアリングコラムカバー、ダッシュボード、及びルームミラー付近等の運転者の前方に取り付けられる。カメラ３の位置はこれに限定されず、運転者の顔を撮像できる位置であればよい。例えば、カメラ３は、眼鏡型のカメラや、運転者の頭部に装着されたヘッドマウント型のカメラであってもよい。

車載用途では、図３に示した報知ステップＳ９及び図６に示した報知ステップＳ１８の代わりに、制御部１０は、車両を停止させてもよい。これにより、運転者の認知機能の低下症状に起因する衝突事故等を未然に防ぐことができる。

（付記）
以下、本開示に係る各種態様を付記する。

本開示に係る第１の態様は、人の認知機能の低下症状を検知する認知症検知装置（１００）である。前記認知症検知装置は、前記人の目を含む画像を撮像して画像データを生成する撮像部（３）と、前記撮像部から前記画像データを順次、取得して、取得した画像データに基づいて前記人の目の動きを検出する制御部（１０）とを備える。前記制御部（１０）は、判定対象の期間（Ｔ０、Ｔ１）に検出された目の動きに基づいて、前記目がサッカードを生じるサッカード頻度を測定し、前記検出した目の動きに基づいて、前記目の動きが停留する停留期間を測定し、測定したサッカード頻度及び停留期間に基づいて、前記人の認知機能の低下症状を検知する。

第２の態様では、第１の態様の認知症検知装置において、前記制御部（１０）は、所定の時間幅における前記目の動きの大きさが所定値を超えた場合に、当該目の動きをサッカードとして検出し、前記判定対象の期間（Ｔ０、Ｔ１）に検出されたサッカードに基づいて、前記サッカード頻度を測定する。

第３の態様では、第２の態様の認知症検知装置において、前記制御部（１０）は、前記時間幅における前記目の動きの大きさが前記所定値以下である状態が、前記時間幅より長い所定期間を超えて継続した期間を、前記停留期間として測定する。

第４の態様では、第１～第３のいずれかの態様の認知症検知装置において、前記制御部（１０）は、前記サッカード頻度（ｎ０）が第１閾値（Ｎ）より大きく、かつ、前記判定対象の期間（Ｔ０）における前記停留期間の平均値（ｔａ０）が第２閾値（Ｔａ）より大きい場合に、前記人の認知機能の低下症状として認知症に対応する症状を検知する。

第５の態様では、第１～第４のいずれかの態様の認知症検知装置において、前記制御部（１０）は、前記サッカード頻度（ｎ１）が第３閾値（ｎｘ・ｎ０）より大きく、かつ、前記判定対象の期間（Ｔ１）における前記停留期間の平均値（ｔａ１）が第４閾値（ｔａｘ・ｔａ０）より大きい場合に、前記人の認知機能の低下症状として軽度認知障害に対応する症状を検知する。

第６の態様では、第５の態様の認知症検知装置において、前記第３閾値は、過去の一定期間における前記人のサッカードの頻度（ｎ０）によって規定され、前記第４閾値は、当該過去の一定期間における前記人の停留期間（ｔａ０）によって規定される。

第７の態様では、第６の態様の認知症検知装置は、前記過去の一定期間における、前記人のサッカードの頻度（ｎ０）及び前記停留期間（ｔａ０）を記憶する記憶部（５）を更に備える。

第８の態様では、第１～第７のいずれかの態様の認知症検知装置は、情報を外部に報知する報知部を更に備え、前記制御部（１０）は、前記報知部が前記人の認知機能の低下症状に関する検知結果を報知するように制御する。

第９の態様は、人の認知機能の低下症状を検知する認知症検知方法である。認知症検知方法は、制御部（１０）が、前記人の目を含む画像を撮像して生成された画像データを順次、取得するステップ（Ｓ１、Ｓ１１）と、前記制御部（１０）が、取得した画像データに基づいて前記人の目の動きを検出するステップ（Ｓ２、Ｓ１２）と、前記制御部（１０）が、判定対象の期間（Ｔ１）に検出された目の動きに基づいて、前記目がサッカードを生じるサッカード頻度を測定するステップ（Ｓ４、Ｓ１４）と、前記制御部（１０）が、前記検出した目の動きに基づいて、前記目の動きが停留する停留期間を測定するステップ（Ｓ５、Ｓ１６）と、前記制御部（１０）が、測定したサッカードの発生頻度及び停留期間に基づいて、前記人の認知機能の低下症状を検知するステップ（Ｓ７、Ｓ８、Ｓ１６、Ｓ１７）とを含む。

第１０の態様は、第９の認知症検知方法を制御部に実行させるためのプログラムである。

１ テレビ通話システム
３ カメラ
４ 赤外線照射器
５ 記憶部
６ 表示部
１０ 制御部
１１ 画像処理部
１２ 測定部
１３ 状態判定部
１４ 通信Ｉ／Ｆ
２１ 表示部
１００ 認知症検知装置

Claims (9)

1. 人の認知機能の低下症状を検知する認知症検知装置であって、
   前記人の目を含む画像を撮像して画像データを生成する撮像部と、
   前記撮像部から前記画像データを順次、取得して、取得した画像データに基づいて前記人の目の動きを検出する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   所定の時間幅における前記目の動きの大きさが所定値を超えた場合に、当該目の動きをサッカードとして検出し、
   判定対象の期間に検出されたサッカードに基づいて、前記目がサッカードを生じるサッカード頻度を測定し、
   前記検出した目の動きに基づいて、前記目の動きが停留する停留期間を測定し、
   測定したサッカード頻度及び停留期間に基づいて、前記人の認知機能の低下症状を検知する、認知症検知装置。
2. 前記制御部は、前記時間幅における前記目の動きの大きさが前記所定値以下である状態が、前記時間幅より長い所定期間を超えて継続した期間を、前記停留期間として測定する、請求項１に記載の認知症検知装置。
3. 前記制御部は、前記サッカード頻度が第１閾値より大きく、かつ、前記判定対象の期間における前記停留期間の平均値が第２閾値より大きい場合に、前記人の認知機能の低下症状として認知症に対応する症状を検知する、請求項１又は２に記載の認知症検知装置。
4. 前記制御部は、前記サッカード頻度が第３閾値より大きく、かつ、前記判定対象の期間における前記停留期間の平均値が第４閾値より大きい場合に、前記人の認知機能の低下症状として軽度認知障害に対応する症状を検知する、請求項１～３のいずれかに記載の認知症検知装置。
5. 前記第３閾値は、過去の一定期間における前記人のサッカードの頻度によって規定され、
   前記第４閾値は、当該過去の一定期間における前記人の停留期間によって規定される、請求項４に記載の認知症検知装置。
6. 前記過去の一定期間における、前記人のサッカードの頻度及び前記停留期間を記憶する記憶部を更に備える、請求項５に記載の認知症検知装置。
7. 情報を外部に報知する報知部を更に備え、
   前記制御部は、前記報知部が前記人の認知機能の低下症状に関する検知結果を報知するように制御する、
   請求項１～６のいずれかに記載の認知症検知装置。
8. 人の認知機能の低下症状を検知する認知症検知方法であって、
   制御部が、前記人の目を含む画像を撮像して生成された画像データを順次、取得するステップと、
   前記制御部が、取得した画像データに基づいて前記人の目の動きを検出するステップと、
   前記制御部が、所定の時間幅における前記検出した目の動きの大きさが所定値を超えた場合に、当該目の動きをサッカードとして検出し、判定対象の期間に検出されたサッカードに基づいて、前記目がサッカードを生じるサッカード頻度を測定するステップと、
   前記制御部が、前記検出した目の動きに基づいて、前記目の動きが停留する停留期間を測定するステップと、
   前記制御部が、測定したサッカードの発生頻度及び停留期間に基づいて、前記人の認知機能の低下症状を検知するステップとを含む、
   認知症検知方法。
9. 請求項８に記載の認知症検知方法を制御部に実行させるためのプログラム。

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