JP7264468B2 - Diagnosis support system and program - Google Patents

Diagnosis support system and program Download PDF

Info

Publication number
JP7264468B2
JP7264468B2 JP2019137406A JP2019137406A JP7264468B2 JP 7264468 B2 JP7264468 B2 JP 7264468B2 JP 2019137406 A JP2019137406 A JP 2019137406A JP 2019137406 A JP2019137406 A JP 2019137406A JP 7264468 B2 JP7264468 B2 JP 7264468B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
subject
pattern
unit
reference line
imaging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019137406A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021019746A (en
Inventor
仁志 望月
信之 石井
優輝 望月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Miyazaki
Original Assignee
University of Miyazaki
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Miyazaki filed Critical University of Miyazaki
Priority to JP2019137406A priority Critical patent/JP7264468B2/en
Publication of JP2021019746A publication Critical patent/JP2021019746A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7264468B2 publication Critical patent/JP7264468B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Medical Treatment And Welfare Office Work (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Description

本発明は、診断支援システム及びプログラムに関する。 The present invention relates to a diagnostic support system and program.

「手の震え(振戦)」は、神経疾患を診断する上で重要な診察項目である。しかし、振戦には、病気が原因ではなく生理的な理由によるものも多いため、手の震えがあっても医療機関を受診するべきなのかどうか迷うことが多い。また、振戦が病的なものであるか否かを判定するには、神経内科医としての一定の経験が必要になり、精度の高い診断は、ごくごく限られた医師しかできないというのが実情であった。 "Hand tremor" is an important diagnostic item in diagnosing neurological diseases. However, since many tremors are caused by physiological reasons rather than illness, people often wonder whether they should see a doctor even if they have tremors in their hands. In addition, in order to determine whether tremor is pathological or not, a certain amount of experience as a neurologist is required, and the reality is that only a very limited number of doctors can make highly accurate diagnoses. Met.

そのような実情から、振戦が診断・治療を要するものであるか否かを、定量的かつ簡易的に判定することができる診断支援システムの登場が望まれている。例えば、非特許文献1には、タブレットコンピュータのタッチパネル上にスタイラスペンで被検者に螺旋を描かせ、その描画結果に基づいて、被検者が健常者であるか否かの解析を行うシステムが開示されている。 Under such circumstances, there is a demand for a diagnostic support system that can quantitatively and simply determine whether or not tremor requires diagnosis and treatment. For example, Non-Patent Document 1 describes a system that allows a subject to draw a spiral with a stylus pen on a touch panel of a tablet computer, and analyzes whether the subject is a healthy person based on the drawing result. is disclosed.

また、特許文献1には、汎用のコンピュータシステムにペンの描画を位置情報として読取る手段を取りつけ、被検者の描画作業の運動軌跡を時間経過情報とともにコンピュータに取りこんで、脳・神経系疾患の病状診断を支援する支援システムが開示されている。この支援システムでは、被検者の描画作業に関するパラメータと、そのパラメータに係る健常者の標準的数値又は脳・神経系疾病特有の現象・症状を表す数値とを比較表示する。 Further, in Patent Document 1, means for reading pen drawings as positional information is attached to a general-purpose computer system, and the motion trajectory of the subject's drawing work is taken into the computer along with time-lapse information, thereby diagnosing cerebral and nervous system diseases. An assistance system is disclosed for assisting in diagnosing medical conditions. This support system compares and displays a parameter related to the drawing work of the subject and a standard numerical value of the parameter related to a healthy person or a numerical value representing phenomena/symptoms peculiar to cerebral/nervous system diseases.

Jonathan A. Sisti, Brandon Christophe, Audrey Rakovich Seville, Andrew L.A. Garton, Vivek P. Gupta, Alexander J. Bandin, Qiping Yu, and Seth L. Pullman, "Computerized Spiral Analysis Using the iPad", HHS Public Access Auther manuscript J Neurosci Methods. Author manuscript; Published online 2016 Nov 10. doi: 10.1016/j.jneumeth.2016.11.004Jonathan A. Sisti, Brandon Christophe, Audrey Rakovich Seville, Andrew L.A. Garton, Vivek P. Gupta, Alexander J. Bandin, Qiping Yu, and Seth L. Pullman, "Computerized Spiral Analysis Using the iPad", HHS Public Access Author manuscript J Neurosci Methods. Author manuscript; Published online 2016 Nov 10. doi: 10.1016/j.jneumeth.2016.11.004

特許第4524054号公報Japanese Patent No. 4524054

上記非特許文献1に開示されたシステムでは、タブレットコンピュータを揃えて、そのタブレットコンピュータに解析プログラムをインストールするなど、導入までに煩雑な作業を必要とする。また、このシステムで描かれる螺旋は、健常者でもその大きさや形はまちまちであり、そのことが定量的な診断の障害となる。さらに、このシステムでは、描画時の筆圧や描画速度なども考慮して診断が行われるので、複雑な計算を必要とするため、簡易的な判定には不向きである。このような背景から、このシステムの臨床現場への導入は進んでいないのが実情である。 The system disclosed in Non-Patent Literature 1 requires complicated work before introduction, such as preparing a tablet computer and installing an analysis program on the tablet computer. In addition, the spirals drawn by this system vary in size and shape even in healthy subjects, which hinders quantitative diagnosis. Furthermore, in this system, since the diagnosis is performed in consideration of the writing pressure and the drawing speed at the time of drawing, complicated calculations are required, so it is not suitable for simple determination. Due to this background, the actual situation is that the introduction of this system to clinical sites has not progressed.

また、上記特許文献1に開示されたシステムは、被検者の描画作業に関するパラメータを健常者又は脳・神経系疾病特有のそれとを比較表示するだけであり、病状の診断自体は、実質的に医師に委ねられているのが実情である。 In addition, the system disclosed in Patent Document 1 only compares and displays the parameters related to the drawing work of the subject with those specific to healthy subjects or brain and nervous system diseases, and the diagnosis of the disease itself is substantially The reality is that it is up to the doctor.

本発明は、上記実情の下になされたものであり、被検者の症状をより正確かつ簡便に判定することができる診断支援システム及びプログラムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a diagnostic support system and program capable of more accurately and simply determining the symptoms of a subject.

上記目的を達成するために、本発明の第1の観点に係る診断支援システムは、
基準線パターンが印刷され、被検者が筆記具を用いて前記基準線パターンをなぞって描いた筆跡パターンが形成されたシートを撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された撮像データに基づいて、前記被検者の脳又は神経に関する症状を判定する判定部と、
を備え、
前記撮像部は、携帯端末に実装され、
前記判定部は、前記携帯端末と通信可能なサーバコンピュータに実装されている。
In order to achieve the above object, the diagnostic support system according to the first aspect of the present invention comprises:
an imaging unit for imaging a sheet on which a reference line pattern is printed and a handwriting pattern drawn by a subject by tracing the reference line pattern using a writing instrument;
a determination unit that determines symptoms related to the brain or nerves of the subject based on imaging data captured by the imaging unit;
with
The imaging unit is mounted on a mobile terminal,
The determination unit is implemented in a server computer that can communicate with the mobile terminal.

この場合、前記判定部は、前記被検者の症状の判定結果が既知である撮像データを教師データとして用いて深層学習を行うことにより、前記被検者の症状を判定する、
こととしてもよい。
In this case, the determination unit determines the symptoms of the subject by performing deep learning using imaging data for which the determination result of the symptoms of the subject is known as teacher data.
You can do it.

また、前記判定部は、
前記撮像データを入力とするとともに前記被検者の症状の判定結果を出力とし、前記教師データを用いて学習された畳込みニューラルネットワークを用いて、前記被検者の症状を判定する、
こととしてもよい。
Further, the determination unit
Determining the symptoms of the subject using a convolutional neural network trained using the teacher data, with the imaging data as input and the result of determining the symptoms of the subject as output.
You can do it.

前記判定結果には、
前記被検者が健常者である可能性が高いこと、前記被検者が本態性振戦を罹患している可能性が高いこと、前記被検者が小脳障害を罹患している可能性が高いこと、の少なくとも1つが含まれる、
こととしてもよい。
In the judgment result,
that the subject is likely to be healthy, that the subject is likely to be suffering from essential tremor, and that the subject is likely to be suffering from cerebellar disorder high, including at least one of
You can do it.

前記判定部は、
前記撮像データに基づいて、前記基準線パターンと前記筆跡パターンとの誤差の総量と、前記基準線パターンと前記筆跡パターンとの全長の差との少なくとも一方を指標値として算出し、
算出された前記指標値に基づいて、前記被検者の症状を判定する、
こととしてもよい。
The determination unit is
calculating at least one of a total amount of error between the reference line pattern and the handwriting pattern and a difference in total length between the reference line pattern and the handwriting pattern as an index value based on the imaging data;
Determining the symptom of the subject based on the calculated index value;
You can do it.

前記判定部は、
前記指標値が、第1の閾値より小さい場合、前記被検者が健常者である可能性が高いと判定し、
前記指標値が、前記第1の閾値以上第2の閾値未満の場合、前記被検者が本態性振戦を罹患している可能性が高いと判定し、
前記指標値が、前記第2の閾値以上の場合、前記被検者が小脳障害を罹患している可能性が高いと判定する、
こととしてもよい。
The determination unit is
If the index value is smaller than the first threshold, it is determined that the subject is likely to be healthy,
If the index value is greater than or equal to the first threshold and less than the second threshold, determining that the subject is likely to be suffering from essential tremor,
If the index value is equal to or greater than the second threshold, it is determined that the subject is likely to be suffering from cerebellar disorder.
You can do it.

前記シートには、前記基準線パターンを内包する仮想的な矩形の頂点に位置合わせ用パターンが印刷されており、
前記撮像データには、前記筆跡パターンの画像とともに、前記位置合わせ用パターンの画像が含まれており、
前記撮像データにおける前記位置合わせ用パターンの画像の相対的な位置関係に基づいて、前記撮像データを補正する補正部を備え、
前記判定部は、前記補正部で補正された前記撮像データに基づいて、前記被検者の症状を判定する、
こととしてもよい。
Alignment patterns are printed on the sheet at vertices of a virtual rectangle containing the reference line pattern,
The imaging data includes an image of the alignment pattern together with the image of the handwriting pattern,
a correction unit that corrects the imaging data based on the relative positional relationship of the image of the alignment pattern in the imaging data;
The determination unit determines the symptoms of the subject based on the imaging data corrected by the correction unit.
You can do it.

前記位置合わせ用パターンのうちの第1の位置合わせ用パターンは、グレースケールで表現した場合に第1の濃度で印刷され、残りの第2の位置合わせ用パターンは前記第1の濃度より低い第2の濃度で印刷されており、
前記基準線パターンは、グレースケールで表現した場合に、前記第2の濃度で印刷されており、
前記筆跡パターンは、グレースケールで表現した場合に、前記第1の濃度と前記第2の濃度との間の第3の濃度で描かれており、
前記補正部は、前記第1の位置合わせ用パターンの画像の輝度から、前記第2の位置合わせ用パターンの画像の輝度までの範囲の輝度の変化により前記筆跡パターンの画像を抽出しつつ、前記撮像データを二値化し、
前記判定部は、前記補正部で二値化された前記撮像データに基づいて、前記被検者が健常者であるか否かを判定する、
こととしてもよい。
A first of the alignment patterns is printed at a first density when expressed in gray scale, and a remaining second alignment pattern is printed at a density lower than the first density. It is printed with a density of 2,
The reference line pattern is printed at the second density when expressed in grayscale,
The handwriting pattern is drawn with a third density between the first density and the second density when expressed in grayscale,
The correcting unit extracts the image of the handwriting pattern based on a change in luminance in a range from the luminance of the image of the first alignment pattern to the luminance of the image of the second alignment pattern, binarize the imaging data,
The determination unit determines whether the subject is healthy based on the imaging data binarized by the correction unit.
You can do it.

前記基準線パターンは、螺旋である、
こととしてもよい。
the baseline pattern is a spiral;
You can do it.

本発明の第2の観点に係るプログラムは、
携帯端末として動作するコンピュータを、
基準線パターンが印刷され、被検者が筆記具を用いて前記基準線パターンをなぞって描いた筆跡パターンが形成されたシートを撮像する撮像部として機能させ、
前記携帯端末と通信可能なサーバコンピュータを、
前記撮像部で撮像された撮像データに基づいて、前記被検者の脳又は神経に関する症状を判定する判定部として機能させる。
A program according to a second aspect of the present invention comprises
A computer that operates as a mobile terminal,
Functioning as an imaging unit for imaging a sheet on which a reference line pattern is printed and a handwriting pattern drawn by a subject by tracing the reference line pattern with a writing instrument is formed,
a server computer capable of communicating with the mobile terminal,
It functions as a determination unit that determines symptoms related to the brain or nerves of the subject based on imaging data captured by the imaging unit.

本発明によれば、被検者の手元に、シートとそのシートを撮像可能なものがあるだけで被検者の症状の判定を行うことができる。また、本発明によれば、基準線パターンをなぞって描かれた筆跡パターンを用いるので、健常者であれば均一となる条件で被検者の症状を判定することができる。さらに、本発明によれば、被検者の症状の判定には筆跡パターンの撮像データのみが用いられる。そのため、被検者の症状をより正確かつ簡便に判定することができる。 According to the present invention, the subject's symptoms can be determined simply by having a sheet and an object capable of capturing an image of the sheet at hand of the subject. Moreover, according to the present invention, handwriting patterns drawn by tracing a reference line pattern are used, so that the symptoms of a subject can be determined under uniform conditions for healthy subjects. Furthermore, according to the present invention, only the imaging data of the handwriting pattern is used to determine the symptoms of the subject. Therefore, the symptoms of the subject can be determined more accurately and easily.

本発明の実施の形態1に係る診断支援システムの構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing the configuration of a diagnostic support system according to Embodiment 1 of the present invention; FIG. シートに印刷されるパターンの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a pattern printed on a sheet; (A)は、健常者が描いた筆跡パターンの一例を示す図である。(B)は、本態性振戦を罹患した被検者が描いた筆跡パターンの一例を示す図である。(C)は、小脳障害を罹患した被検者が描いた筆跡パターンの一例を示す図である。(A) is a diagram showing an example of a handwriting pattern drawn by an able-bodied person. (B) is a diagram showing an example of a handwriting pattern drawn by a subject suffering from essential tremor. (C) is a diagram showing an example of a handwriting pattern drawn by a subject suffering from cerebellar disorder. (A)は、基準線パターンと筆跡パターンとの誤差面積を示すグラフである。(B)は、基準線パターンの全長に対する筆跡パターンの全長との比を示すグラフである。(A) is a graph showing an error area between a reference line pattern and a handwriting pattern. (B) is a graph showing the ratio of the total length of the handwriting pattern to the total length of the reference line pattern. (A)は、補正前の撮像データの一例を示す図である。(B)は、台形補正後の撮像データの一例を示す図である。(C)は、二値化後の撮像データの一例を示す図である。(A) is a diagram showing an example of imaging data before correction. (B) is a diagram showing an example of imaging data after trapezoidal correction. (C) is a diagram showing an example of imaging data after binarization. 深層学習を行う構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure which performs deep learning. 携帯端末のハードウエア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of a portable terminal. サーバコンピュータのハードウエア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of a server computer. 図1の診断支援システムの処理の流れを示すフローチャートである。2 is a flow chart showing the flow of processing of the diagnosis support system of FIG. 1; 本発明の実施の形態2に係る診断支援システムにおいて、基準線パターンと筆跡パターンとの誤差を算出する流れを示す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing a flow of calculating an error between a reference line pattern and a handwriting pattern in a diagnosis support system according to Embodiment 2 of the present invention;

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。全図において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号が付されている。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all figures, the same reference numerals are attached to the same or corresponding components.

実施の形態1
まず、本発明の実施の形態1について説明する。図1に示すように、本実施の形態に係る診断支援システム1では、シート2が用いられる。図2に示すように、シート2は、基準線パターンBLが印刷された用紙である。基準線パターンBLは、被検者Eが筆記具Fを用いて描く筆跡パターンWLの基準となる。本実施の形態では、基準線パターンBLは螺旋(渦巻き状の線)である。
Embodiment 1
First, Embodiment 1 of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, a sheet 2 is used in the diagnosis support system 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the sheet 2 is a sheet on which a reference line pattern BL is printed. The reference line pattern BL serves as a reference for the handwriting pattern WL drawn by the subject E using the writing instrument F. In this embodiment, the reference line pattern BL is a spiral (spiral line).

シート2には、基準線パターンBLの他に、4つの位置合わせ用パターンP1、P2、P3、P4が印刷されている。位置合わせ用パターンP1~P4は、基準線パターンBLを内包する仮想的な矩形の頂点に配置されている。位置合わせ用パターンP1~P4の位置関係は既知であり、位置合わせ用パターンP1~P4と基準線パターンBLとの位置関係も既知となっている。 Four alignment patterns P1, P2, P3, and P4 are printed on the sheet 2 in addition to the reference line pattern BL. The alignment patterns P1 to P4 are arranged at the vertices of a virtual rectangle containing the reference line pattern BL. The positional relationship between the alignment patterns P1 to P4 is known, and the positional relationship between the alignment patterns P1 to P4 and the reference line pattern BL is also known.

被検者Eは、筆記具F、例えば赤いマジックペンを用いて基準線パターンBLをなぞって螺旋を描く。これにより、筆跡パターンWLがシート2上に形成される。図3(A)に示すように、被検者Eが健常者である場合には、筆跡パターンWLは、基準線パターンBLとほぼ一致するようになる。 The subject E draws a spiral by tracing the reference line pattern BL using a writing tool F such as a red magic pen. Thereby, a handwriting pattern WL is formed on the sheet 2 . As shown in FIG. 3A, when the subject E is healthy, the handwriting pattern WL substantially matches the reference line pattern BL.

しかしながら、図3(B)に示すように、被検者Eが本態性振戦を罹患している場合には、筆跡パターンWLは基準線パターンBLから小刻みにずれ、その全長(道のり)が長くなる傾向にある。また、図3(C)に示すように、被検者Eが小脳障害を罹患している場合には、筆跡パターンWLは基準線パターンBLから大幅にずれ、その全長は大幅に長くなる傾向にある。 However, as shown in FIG. 3(B), when the subject E is suffering from essential tremor, the handwriting pattern WL deviates little by little from the baseline pattern BL, and its total length (distance) is long. tend to become Further, as shown in FIG. 3(C), when the subject E suffers from cerebellar disorder, the handwriting pattern WL tends to deviate significantly from the reference line pattern BL and the overall length tends to be significantly longer. be.

このように、被検者Eが健常者であるか否かによって、筆跡パターンWLには変化が現れる。この変化は、基準線パターンBLからのずれによって表される。 In this manner, the handwriting pattern WL changes depending on whether the subject E is healthy. This change is represented by a deviation from the reference line pattern BL.

基準線パターンBLからのずれを表す指標値として、例えば、基準線パターンBLと筆跡パターンWLとで囲まれた部分の面積がある。これを、誤差面積と呼ぶ。健常者(Normal;22人)、本態性振戦(ET)の罹患者(13人)、小脳障害(CD)の罹患者(16人)で誤差面積を実測したところ、データの集積結果は図4(A)に示すようになった。図4(A)に示すように、被検者Eが健常者である場合には、誤差面積は500~950mm2(第一、第二、第三四分位数は650、700、750mm2)に分布している。また、被検者Eが本態性振戦(ET)を罹患している場合には、誤差面積が500~1500mm2(第一、第二、第三四分位数は800、1050、1200mm2)に分布している。また、被検者Eが小脳障害(CD)を罹患している場合には、誤差面積が900~3000mm2(第一、第二、第三四分位数は1000、1300、1900mm2)に分布している。健常者と本態性振戦とでは5%水準で有意差が認められ、健常者と小脳障害、本態性振戦と小脳障害とでは、1%水準で有意差が認められた。 As an index value representing the deviation from the reference line pattern BL, for example, there is the area of the portion surrounded by the reference line pattern BL and the handwriting pattern WL. This is called the error area. The area of error was measured in healthy subjects (Normal; 22), essential tremor (ET) (13), and cerebellar disorder (CD) (16). 4(A). As shown in FIG. 4(A), when the subject E is healthy, the error area is 500 to 950 mm 2 (the first, second, and third quartiles are 650, 700, and 750 mm 2 ). In addition, when subject E suffers from essential tremor (ET), the error area is 500 to 1500 mm 2 (800, 1050, 1200 mm 2 for the first, second and third quartiles). ). Further, when subject E suffers from cerebellar disorder (CD), the error area is 900 to 3000 mm 2 (first, second and third quartiles are 1000, 1300 and 1900 mm 2 ). distributed. A significant difference was observed at the 5% level between the healthy subject and the essential tremor, and a significant difference was observed at the 1% level between the healthy subject and the cerebellar disorder and between the essential tremor and the cerebellar disorder.

また、基準線パターンBLからのずれを表す指標値としては、例えば、基準線パターンBLの全長と筆跡パターンWLの全長との違いがある。この違いは、基準線パターンBLの全長と、筆跡パターンWLの全長との比、すなわち筆跡全長[%]で表現することができる。健常者(Normal;22人)、本態性振戦(ET)の罹患者(13人)、小脳障害(CD)の罹患者(16人)で筆跡全長[%]を実測したところ、データの集積結果は図4(B)に示すようになった。図4(B)に示すように、被検者Eが健常者である場合には、筆跡全長がほぼ98~103%(第一、第二、第三四分位数が101%程度)となっており、被検者Eが本態性振戦(ET)を罹患している場合には、筆跡全長が98~110%(第一、第二、第三四分位数が103、104、109%)となっている。また、被検者Eが小脳障害(CD)を罹患している場合には、筆跡全長が100~145%(第一、第二、第三四分位数が105、110、120%)となっている。健常者と本態性振戦とでは1%水準で有意差が認められ、本態性振戦と小脳障害とでは、5%水準で有意差が認められた。 As an index value representing the deviation from the reference line pattern BL, for example, there is a difference between the total length of the reference line pattern BL and the total length of the handwriting pattern WL. This difference can be expressed by the ratio of the total length of the reference line pattern BL and the total length of the handwriting pattern WL, that is, the total handwriting length [%]. When the total length of handwriting [%] was actually measured in healthy subjects (Normal; 22), essential tremor (ET) patients (13), and cerebellar disorder (CD) patients (16), the data was accumulated. The results are shown in FIG. 4(B). As shown in FIG. 4(B), when the subject E is a healthy subject, the handwriting total length is approximately 98 to 103% (the first, second, and third quartiles are about 101%). When subject E suffers from essential tremor (ET), the total length of the handwriting is 98 to 110% (first, second, third quartiles are 103, 104, 109%). In addition, when the subject E suffers from cerebellar disorder (CD), the handwriting total length is 100 to 145% (first, second, third quartile 105, 110, 120%) It's becoming A significant difference was observed at the 1% level between the healthy subject and the essential tremor, and a significant difference was observed at the 5% level between the essential tremor and the cerebellar disorder.

これらのデータの集積結果は、基準線パターンBLからの筆跡パターンWLのずれを解析することにより(上述の誤差面積又は筆跡全長[%]の指標値を用いることにより)、被検者Eが健常者であるか否か、さらには、本態性振戦を罹患しているか否か、小脳障害を罹患しているか否かの判定が可能であることを示唆している。 By analyzing the deviation of the handwriting pattern WL from the reference line pattern BL (by using the index value of the error area or the total length of handwriting [%]), the accumulation result of these data can be obtained by examining the subject E. This suggests that it is possible to determine whether or not a person is a patient, whether or not they are suffering from essential tremor, and whether or not they are suffering from cerebellar disorder.

図1に示すように、被検者Eの症状の判定を行うべく、診断支援システム1は、携帯端末10と、サーバコンピュータ20との組み合わせで構築されている。携帯端末10は、例えばスマートフォンであるがこれに限定されず、撮像機能と通信機能とを有する端末(例えばデジタルカメラ又はタブレットコンピュータ)であってもよい。携帯端末10と、サーバコンピュータ20とは、インターネット等のネットワーク15を介して接続され、互いに通信可能となっている。 As shown in FIG. 1, a diagnosis support system 1 is constructed by combining a portable terminal 10 and a server computer 20 to determine the symptoms of a subject E. As shown in FIG. The mobile terminal 10 is, for example, a smart phone, but is not limited to this, and may be a terminal (for example, a digital camera or a tablet computer) having an imaging function and a communication function. The mobile terminal 10 and the server computer 20 are connected via a network 15 such as the Internet, and are communicable with each other.

図1に示すように、携帯端末10には、診断支援システム1の構成要素として、撮像部10aと、表示部10bと、送受信部10cとが実装されている。また、サーバコンピュータ20には、診断支援システム1の構成要素として、補正部20aと、判定部20bと、送受信部20cとが実装されている。 As shown in FIG. 1, the portable terminal 10 includes an imaging unit 10a, a display unit 10b, and a transmitting/receiving unit 10c as constituent elements of the diagnosis support system 1. FIG. The server computer 20 also includes a correction unit 20a, a determination unit 20b, and a transmission/reception unit 20c as constituent elements of the diagnosis support system 1. FIG.

携帯端末10に実装された撮像部10aは、被検者Eが筆記具Fを用いて基準線パターンBLをなぞって描いた筆跡パターンWLが形成されたシート2を撮像する。 The imaging unit 10a mounted on the mobile terminal 10 images the sheet 2 on which the handwriting pattern WL drawn by the subject E using the writing instrument F by tracing the reference line pattern BL is formed.

携帯端末10に実装された表示部10bは、判定結果3を表示する。 The display unit 10b mounted on the mobile terminal 10 displays the determination result 3. FIG.

携帯端末10に実装された送受信部10cは、サーバコンピュータ20とのデータの送受信を行う。具体的には、送受信部10cは、シート2の撮像結果である撮像データ2aを、ネットワーク15を介して、サーバコンピュータ20に送信する。さらに、送受信部10cは、サーバコンピュータ20からネットワーク15を介して送信された判定結果3を受信する。 The transmitting/receiving unit 10c mounted on the mobile terminal 10 transmits/receives data to/from the server computer 20. FIG. Specifically, the transmitting/receiving section 10c transmits imaged data 2a, which is the imaged result of the sheet 2, to the server computer 20 via the network 15. FIG. Furthermore, the transmitting/receiving unit 10 c receives the determination result 3 transmitted from the server computer 20 via the network 15 .

サーバコンピュータ20に実装された補正部20aは、サーバコンピュータ20に送られた撮像データ2aの補正を行う。この補正は、以下の2段階で行われる。 A correction unit 20 a mounted on the server computer 20 corrects the imaging data 2 a sent to the server computer 20 . This correction is performed in the following two stages.

(A)傾き補正
シート2と携帯端末10との撮影時の位置関係によっては、シート2の撮像データ2aは、図5(A)に示すような台形状又は平行四辺形状となる。撮像データ2aには、筆跡パターンWLの画像WLaとともに、位置合わせ用パターンP1、P2、P3、P4の画像P1a、P2a、P3a、P4aが含まれている。補正部20aは、撮像データ2aにおける位置合わせ用パターンP1~P4の画像P1a~P4aの相対的な位置関係に基づいて、図5(A)に示す撮像データ2aを図5(B)に示す撮像データ2bに補正(傾き補正)する。この補正は、撮像データ2aにおける4つの位置合わせ用パターンP1~P4の画像P1a、P2a、P3a、P4aの位置が、設計上の位置合わせ用パターンP1~P4の画像P1b、P2b、P3b、P4bの位置に合致するように、撮像データ2aの各画素の位置を変更することにより行われる。これにより、撮像データ2aの基準線パターンBLの画像BLa、筆跡パターンWLの画像WLaは、撮像データ2bの基準線パターンBLの画像BLb、筆跡パターンWLの画像WLbに変換される。
(A) Tilt Correction Depending on the positional relationship between the sheet 2 and the portable terminal 10 at the time of photographing, the captured image data 2a of the sheet 2 has a trapezoidal shape or a parallelogram shape as shown in FIG. 5A. The imaging data 2a includes images P1a, P2a, P3a, and P4a of the alignment patterns P1, P2, P3, and P4 together with the image WLa of the handwriting pattern WL. Based on the relative positional relationship of the images P1a to P4a of the alignment patterns P1 to P4 in the imaged data 2a, the correction unit 20a converts the imaged data 2a shown in FIG. Correct (tilt correction) to data 2b. This correction is performed so that the positions of the images P1a, P2a, P3a, and P4a of the four alignment patterns P1 to P4 in the imaging data 2a are changed from the designed images P1b, P2b, P3b, and P4b of the alignment patterns P1 to P4. This is done by changing the position of each pixel of the imaging data 2a so as to match the position. As a result, the image BLa of the reference line pattern BL and the image WLa of the handwriting pattern WL of the imaging data 2a are converted into the image BLb of the reference line pattern BL and the image WLb of the handwriting pattern WL of the imaging data 2b.

(B)撮像データの二値化
被検者Eが健常者であるか否かは、筆跡パターンWLに現れている。そこで、補正部20aは、基準線パターンBLの画像BLbを消去して筆跡パターンWLの画像WLbを抽出して、筆跡パターンWLの画像WLcが二値化された撮像データ2cを得る。
(B) Binarization of Imaging Data Whether or not the subject E is healthy appears in the handwriting pattern WL. Therefore, the correction unit 20a erases the image BLb of the reference line pattern BL and extracts the image WLb of the handwriting pattern WL to obtain image data 2c in which the image WLc of the handwriting pattern WL is binarized.

ここで、図2に示すように、4つの位置合わせ用パターンP1~P4のうち、位置合わせ用パターン(第1の位置合わせ用パターン)P1~P3はグレースケールで表現した場合に第1の濃度(例えば黒)で印刷されており、残りの位置合わせ用パターン(第2の位置合わせ用パターン)P4は第1の濃度より低い第2の度(白と黒の間の色、例えば薄い灰色)で印刷されている。また、基準線パターンBLは、グレースケールで表現した場合に、位置合わせ用パターンP4と同じ第2の濃度(薄い灰色)で印刷されている。 Here, as shown in FIG. 2, among the four alignment patterns P1 to P4, the alignment patterns (first alignment patterns) P1 to P3 have a first density when expressed in grayscale. (e.g. black), and the remaining alignment pattern (second alignment pattern) P4 is printed at a second density lower than the first density (a color between white and black, e.g. light gray). ) is printed. Also, the reference line pattern BL is printed in the same second density (light gray) as the alignment pattern P4 when expressed in grayscale.

さらに、筆跡パターンWLは、グレースケールで表現した場合に、第1の濃度と第2の濃度との間の第3の濃度となる筆記具F(赤いマジックペン)で描かれている。このため、基準線パターンBLと、筆跡パターンWLとは区別可能となっている。 Furthermore, the handwriting pattern WL is drawn with a writing tool F (red magic pen) that has a third density between the first density and the second density when expressed in grayscale. Therefore, the reference line pattern BL and the handwriting pattern WL can be distinguished.

補正部20aは、位置合わせ用パターンP1~P3の画像の輝度から、位置合わせ用パターンP4の画像の輝度までの範囲の輝度の変化により筆跡パターンWLの画像WLcを抽出しつつ、図5(B)に示す撮像データ2bを二値化し、図5(C)に示す撮像データ2cを得る。すなわち、撮像データ2bは、筆跡パターンWLの画像WLcが黒となり、他の部分が白となる二値化画像データとなる。 The correcting unit 20a extracts the image WLc of the handwriting pattern WL based on the change in luminance in the range from the luminance of the images of the alignment patterns P1 to P3 to the luminance of the image of the alignment pattern P4, while extracting the image WLc of the handwriting pattern WL. ) is binarized to obtain image data 2c shown in FIG. 5(C). In other words, the imaging data 2b is binarized image data in which the image WLc of the handwriting pattern WL is black and the other portions are white.

サーバコンピュータ20に実装された判定部20bは、撮像部10aで撮像され補正部20aで台形補正され二値化された撮像データ2cに基づいて、被検者Eが健常者である可能性が高いか、本態性振戦を罹患している可能性が高いか、小脳障害を罹患している可能性が高いかを判定する。本実施の形態では、判定部20bは、被検者Eの症状の判定結果が既知である(症状の診断結果が確定している)撮像データを教師データとして用いて深層学習を行うことにより、被検者Eの症状を判定する。 The determination unit 20b mounted on the server computer 20 has a high possibility that the subject E is a healthy person based on the imaging data 2c imaged by the imaging unit 10a, keystone-corrected by the correction unit 20a, and binarized. or likely to have essential tremor, or likely to have cerebellar disorder. In the present embodiment, the determination unit 20b performs deep learning using imaging data in which the determination result of the symptoms of the subject E is known (diagnosis results of the symptoms are confirmed) as teacher data. The symptoms of subject E are determined.

判定部20bは、撮像データ2cを入力とするとともに診断結果を出力とし、教師データを用いて学習された畳込みニューラルネットワーク21を用いて、被検者Eの診断が必要であるか否かを判定する。図6には、この畳込みニューラルネットワーク21の一例が示されている。 The determination unit 20b receives the imaging data 2c as an input and outputs a diagnosis result, and uses a convolutional neural network 21 learned using teacher data to determine whether or not the subject E needs to be diagnosed. judge. An example of this convolutional neural network 21 is shown in FIG.

図6に示すように、畳込みニューラルネットワーク21は、入力層、中間層、出力層の3層で構成されている。入力層は、撮像データ2cの画素P(m,n)の数だけ設けられており、各画素P(m,n)の値、0又は1が入力される。画素P(m,n)の数は、M×N(64×64)個である。出力層には、健常者の可能性が高いと判定した場合、本態性振戦の可能性が高いと判定した場合、小脳障害の可能性が高いと判定した場合の3つのパーセプトロンが設けられている。出力層では、いずれかのパーセプトロンの出力が1となり、残りは0となる。 As shown in FIG. 6, the convolutional neural network 21 is composed of three layers: an input layer, an intermediate layer, and an output layer. The input layer is provided by the number of pixels P(m, n) of the imaging data 2c, and the value of each pixel P(m, n), 0 or 1, is input. The number of pixels P(m, n) is M×N (64×64). In the output layer, three perceptrons are provided for determining that the possibility of a healthy subject is high, that the possibility of essential tremor is high, and that the possibility of cerebellar disorder is high. there is In the output layer, the output of any perceptron will be 1 and the rest will be 0.

入力層に撮像データの各画素P(m,n)の値が入力されれば、入力層からの出力が中間層に伝えられ、中間層の出力が出力層に伝えられて、被検者Eが健常者である可能性が高いか、本態性振戦である可能性が高いか、小脳障害である可能性が高いかが出力される。すなわち、判定結果3は、被検者Eが健常者である可能性が高いか、被検者Eが本態性振戦を罹患している可能性が高いか、被検者Eが小脳障害を罹患している可能性が高いか、のいずれかとなる。 When the value of each pixel P (m, n) of the imaging data is input to the input layer, the output from the input layer is transmitted to the intermediate layer, and the output of the intermediate layer is transmitted to the output layer. It is output whether there is a high possibility that the subject is a healthy subject, that the subject is likely to have essential tremor, or that the subject is likely to have a cerebellar disorder. That is, the determination result 3 indicates whether the subject E is likely to be healthy, whether the subject E is likely to be suffering from essential tremor, or whether the subject E is likely to have a cerebellar disorder. Either there is a high probability of being affected, or

パラメータ調整部22は、教師データ23を用いて畳込みニューラルネットワーク21を学習させる。教師データ23としては、例えば、図4(A)及び図4(B)のグラフを算出するのに用いられた撮像データ2cと、その被検者Eの医師による診断結果(判定結果)とを対応付けられたものが用いられる。深層学習の方法としては、例えば、出力層の出力と教師データ23との誤差を表す関数を誤差関数として設定し、誤差関数を入力層に向かって逆伝播させていき、各層のパラメータに関する誤差関数の勾配を求めていく誤差逆伝搬法を用いることができる。 The parameter adjustment unit 22 uses the teacher data 23 to make the convolutional neural network 21 learn. As the teacher data 23, for example, the imaging data 2c used to calculate the graphs of FIGS. The associated one is used. As a method of deep learning, for example, a function representing the error between the output of the output layer and the teacher data 23 is set as an error function, the error function is back-propagated toward the input layer, and the error function regarding the parameters of each layer Error backpropagation can be used to find the gradient of .

サーバコンピュータ20に実装された送受信部20cは、携帯端末10とのデータ送受信を行う。具体的には、送受信部20cは、携帯端末10からネットワーク15を介して送られた撮像データ2aを受信する。さらに、送受信部20cは、判定部20bの判定結果3を、ネットワーク15を介して携帯端末10に送る。 A transmitting/receiving unit 20c mounted on the server computer 20 transmits/receives data to/from the mobile terminal 10. FIG. Specifically, the transmission/reception unit 20c receives the imaging data 2a sent from the mobile terminal 10 via the network 15. FIG. Further, the transmitting/receiving unit 20c sends the determination result 3 of the determination unit 20b to the mobile terminal 10 via the network 15. FIG.

図7に示すように、携帯端末10として動作するコンピュータは、制御部31、主記憶部32、外部記憶部33、カメラ34、タッチパネル35及び無線通信インターフェイス36をハードウエア構成として備えている。主記憶部32、外部記憶部33、カメラ34、タッチパネル35及び無線通信インターフェイス36は、いずれも内部バス30を介して制御部31に接続されている。 As shown in FIG. 7, the computer that operates as the mobile terminal 10 has a control unit 31, a main storage unit 32, an external storage unit 33, a camera 34, a touch panel 35, and a wireless communication interface 36 as hardware configurations. The main storage unit 32 , the external storage unit 33 , the camera 34 , the touch panel 35 and the wireless communication interface 36 are all connected to the control unit 31 via the internal bus 30 .

制御部31は、CPU(Central Processing Unit)等から構成されている。このCPUが、外部記憶部33に記憶されているプログラム39に従って撮像部10a、表示部10b及び送受信部10cの処理を実行することにより、ハードウエアとソフトウエアが協働して、図1に示す携帯端末10の機能が実現される。 The control unit 31 is composed of a CPU (Central Processing Unit) and the like. This CPU executes the processing of the imaging unit 10a, the display unit 10b, and the transmission/reception unit 10c according to the program 39 stored in the external storage unit 33, so that the hardware and software work together as shown in FIG. The functions of the mobile terminal 10 are realized.

主記憶部32は、RAM(Random-Access Memory)等から構成されている。主記憶部32には、外部記憶部33に記憶されているプログラム39がロードされる。この他、主記憶部32は、制御部31の作業領域(データの一時記憶領域)として用いられる。 The main storage unit 32 is composed of a RAM (Random-Access Memory) and the like. A program 39 stored in the external storage unit 33 is loaded into the main storage unit 32 . In addition, the main storage unit 32 is used as a work area (temporary storage area for data) for the control unit 31 .

外部記憶部33は、フラッシュメモリ、ハードディスク、DVD-RAM(Digital Versatile Disc Random-Access Memory)、DVD-RW(Digital Versatile Disc ReWritable)等の不揮発性メモリから構成される。外部記憶部33には、制御部31に実行させるためのプログラム39があらかじめ記憶されている。また、外部記憶部33は、制御部31の指示に従って、このプログラム39の実行の際に用いられるデータを制御部31に供給し、制御部31から供給されたデータを記憶する。 The external storage unit 33 is composed of a non-volatile memory such as a flash memory, hard disk, DVD-RAM (Digital Versatile Disc Random-Access Memory), DVD-RW (Digital Versatile Disc ReWritable). A program 39 to be executed by the control unit 31 is stored in advance in the external storage unit 33 . The external storage unit 33 also supplies the control unit 31 with data used in executing the program 39 according to instructions from the control unit 31 and stores the data supplied from the control unit 31 .

カメラ34は、携帯端末10に内蔵されている。カメラ34は、光学系と撮像素子とを有する。光学系を介した光を撮像素子で受光することにより撮像データ2aが得られる。撮像データ2aは、外部記憶部33に記憶される。 The camera 34 is built into the mobile terminal 10 . The camera 34 has an optical system and an imaging device. The imaging data 2a is obtained by receiving the light through the optical system with the imaging element. The imaging data 2 a is stored in the external storage unit 33 .

タッチパネル35は、操作入力可能な表示画面である。このタッチパネル35への操作入力は、制御部31に送られ、制御部31は、その操作入力に従って処理を行う。この処理に従って、制御部31は、表示画面に画像を表示させる。 The touch panel 35 is a display screen on which operation input is possible. An operation input to the touch panel 35 is sent to the control unit 31, and the control unit 31 performs processing according to the operation input. According to this processing, the control unit 31 causes the display screen to display an image.

無線通信インターフェイス36は、例えばネットワーク15に接続された近くのWiFiルータと無線接続するインターフェイス回路である。ネットワーク15を介したサーバコンピュータ20とのデータ通信は、この無線通信インターフェイス36を介して行われる。 The wireless communication interface 36 is an interface circuit that wirelessly connects with a nearby WiFi router connected to the network 15, for example. Data communication with the server computer 20 via the network 15 is performed via this wireless communication interface 36 .

携帯端末10では、制御部31がプログラム39を実行することにより、撮像部10a、表示部10b及び送受信部10cの機能が実現される。具体的には、制御部31、主記憶部32、外部記憶部33、カメラ34、タッチパネル35によって撮像部10aの機能が実現され、制御部31、主記憶部32、外部記憶部33、タッチパネル35によって表示部10bの機能が実現され、制御部31、主記憶部32、外部記憶部33、無線通信インターフェイス36によって送受信部10cの機能が実現される。 In the portable terminal 10, the control unit 31 executes the program 39 to realize the functions of the imaging unit 10a, the display unit 10b, and the transmission/reception unit 10c. Specifically, the functions of the imaging unit 10a are realized by the control unit 31, the main storage unit 32, the external storage unit 33, the camera 34, and the touch panel 35. The function of the display unit 10b is realized by the control unit 31, the main storage unit 32, the external storage unit 33, and the wireless communication interface 36, and the function of the transmission/reception unit 10c is realized.

図8に示すように、サーバコンピュータ20として動作するコンピュータは、制御部41、主記憶部42、外部記憶部43及び通信インターフェイス44をハードウエア構成として備えている。主記憶部42、外部記憶部43及び通信インターフェイス44はいずれも内部バス40を介して制御部41に接続されている。 As shown in FIG. 8, the computer operating as the server computer 20 has a control section 41, a main storage section 42, an external storage section 43, and a communication interface 44 as a hardware configuration. The main storage unit 42 , the external storage unit 43 and the communication interface 44 are all connected to the control unit 41 via the internal bus 40 .

制御部41は、CPU(Central Processing Unit)等から構成されている。このCPUが、外部記憶部43に記憶されているプログラム49に従って補正部20a、判定部20b及び送受信部20cの処理を実行することにより、ハードウエアとソフトウエアが協働して、図1に示すサーバコンピュータ20の機能が実現される。 The control unit 41 is composed of a CPU (Central Processing Unit) and the like. This CPU executes the processing of the correcting unit 20a, the determining unit 20b, and the transmitting/receiving unit 20c according to the program 49 stored in the external storage unit 43, whereby the hardware and software work together as shown in FIG. The functions of the server computer 20 are implemented.

主記憶部42は、RAM(Random-Access Memory)等から構成されている。主記憶部42には、外部記憶部43に記憶されているプログラム49がロードされる。この他、主記憶部42は、制御部41の作業領域(データの一時記憶領域)として用いられる。 The main storage unit 42 is composed of a RAM (Random-Access Memory) or the like. A program 49 stored in the external storage unit 43 is loaded into the main storage unit 42 . In addition, the main storage unit 42 is used as a work area (temporary storage area for data) for the control unit 41 .

外部記憶部43は、フラッシュメモリ、ハードディスク、DVD-RAM(Digital Versatile Disc Random-Access Memory)、DVD-RW(Digital Versatile Disc ReWritable)等の不揮発性メモリから構成される。外部記憶部43には、制御部41に実行させるためのプログラム49があらかじめ記憶されている。また、外部記憶部43は、制御部41の指示に従って、このプログラム49の実行の際に用いられるデータを制御部41に供給し、制御部41から供給されたデータを記憶する。 The external storage unit 43 is composed of a non-volatile memory such as a flash memory, hard disk, DVD-RAM (Digital Versatile Disc Random-Access Memory), DVD-RW (Digital Versatile Disc ReWritable). A program 49 to be executed by the control unit 41 is stored in advance in the external storage unit 43 . In addition, the external storage unit 43 supplies data used in executing the program 49 to the control unit 41 according to instructions from the control unit 41 and stores the data supplied from the control unit 41 .

通信インターフェイス44は、ネットワーク15を介してデータ通信を行うための通信インターフェイス回路である。 A communication interface 44 is a communication interface circuit for performing data communication via the network 15 .

サーバコンピュータ20では、制御部41がプログラム49を実行することにより、補正部20a及び判定部20bの機能が実現される。具体的には、制御部41、主記憶部42、外部記憶部43によって補正部20a及び判定部20bの機能が実現され、制御部41、主記憶部42、外部記憶部43、通信インターフェイス44によって送受信部20cの機能が実現される。 In the server computer 20, the control section 41 executes the program 49 to realize the functions of the correction section 20a and the determination section 20b. Specifically, the functions of the correction unit 20a and the determination unit 20b are realized by the control unit 41, the main storage unit 42, and the external storage unit 43, and the functions of the control unit 41, the main storage unit 42, the external storage unit 43, and the communication interface 44 are realized. The function of the transmitting/receiving section 20c is realized.

次に、本発明の実施の形態に係る診断支援システム1の動作について説明する。 Next, operation of the diagnostic support system 1 according to the embodiment of the present invention will be described.

図9に示すように、被検者Eがシート2に筆跡パターンWLを描いた後、携帯端末10において、診断支援システム1のアプリケーションが起動され、撮像部10aがシート2を撮像する(ステップS11)。具体的には、シート2の筆跡パターンWLが描かれた面が撮像視野内に収まった状態で、タッチパネル35上に表示された撮像ボタンが押下されると、制御部31は、カメラ34を駆動してシート2を撮像する。制御部31は、シート2の撮像データ2aを、外部記憶部33に記憶する。 As shown in FIG. 9, after the subject E draws the handwriting pattern WL on the sheet 2, the application of the diagnosis support system 1 is activated in the portable terminal 10, and the imaging unit 10a images the sheet 2 (step S11). ). Specifically, when the imaging button displayed on the touch panel 35 is pressed while the surface of the sheet 2 on which the handwriting pattern WL is drawn is within the imaging field, the control unit 31 drives the camera 34. Then, the sheet 2 is imaged. The control unit 31 stores the imaging data 2 a of the sheet 2 in the external storage unit 33 .

続いて、携帯端末10の送受信部10cは、撮像データ2aを、サーバコンピュータ20へ送信する(ステップS12)。具体的には、制御部31は、無線通信インターフェイス36を介してネットワーク15に接続する。続いて、制御部31は、外部記憶部33から撮像データ2aを読み出して、ネットワーク15を介してサーバコンピュータ20に送信する。 Subsequently, the transmission/reception unit 10c of the mobile terminal 10 transmits the imaging data 2a to the server computer 20 (step S12). Specifically, the control unit 31 connects to the network 15 via the wireless communication interface 36 . Subsequently, the control section 31 reads out the imaging data 2 a from the external storage section 33 and transmits it to the server computer 20 via the network 15 .

続いて、携帯端末10の送受信部10cは、判定結果3の受信待ちとなる(ステップS13;No)。具体的には、制御部31は、無線通信インターフェイス36を介して、サーバコンピュータ20から判定結果3が送られてくるのを待っている。 Subsequently, the transmitting/receiving unit 10c of the mobile terminal 10 waits for reception of the determination result 3 (step S13; No). Specifically, the control unit 31 waits for the determination result 3 to be sent from the server computer 20 via the wireless communication interface 36 .

一方、サーバコンピュータ20において、送受信部20cは、携帯端末10から撮像データ2aを受信するまで待つ、すなわち受信待ちとなっている(ステップS21;No)。 On the other hand, in the server computer 20, the transmitting/receiving section 20c waits until the imaging data 2a is received from the mobile terminal 10, that is, waits for reception (step S21; No).

携帯端末10から撮像データ2aを受信すると(ステップS21;Yes)、サーバコンピュータ20の補正部20aは、撮像データ2aの補正を行う(ステップS22)。具体的には、制御部41は、携帯端末10から受信した撮像データ2aを読み込んで、図5(A)に示す撮像データ2aを図5(B)に示す撮像データ2bに変換し、撮像データ2bを図5(C)に示す撮像データ2cに変換する。 When the imaging data 2a is received from the mobile terminal 10 (step S21; Yes), the correction unit 20a of the server computer 20 corrects the imaging data 2a (step S22). Specifically, the control unit 41 reads the imaging data 2a received from the mobile terminal 10, converts the imaging data 2a shown in FIG. 5A into the imaging data 2b shown in FIG. 2b is converted into imaging data 2c shown in FIG. 5(C).

さらに、サーバコンピュータ20の判定部20bは、判定処理を行う(ステップS23)。具体的には、制御部41は、図6に示すように、撮像データ2cを畳込みニューラルネットワーク21に入力して、その出力を判定結果として得る。判定結果は、外部記憶部43に記憶される。 Further, the determination unit 20b of the server computer 20 performs determination processing (step S23). Specifically, as shown in FIG. 6, the control unit 41 inputs the imaging data 2c to the convolutional neural network 21 and obtains the output as the determination result. The determination result is stored in the external storage unit 43 .

続いて、サーバコンピュータ20の送受信部20cは、判定結果3を携帯端末10に送信する(ステップS24)。具体的には、制御部41は、通信インターフェイス44を介して、ネットワーク15に接続し、判定結果3を、外部記憶部43から読み込んで、携帯端末10に送信する。 Subsequently, the transmission/reception unit 20c of the server computer 20 transmits the determination result 3 to the mobile terminal 10 (step S24). Specifically, the control unit 41 connects to the network 15 via the communication interface 44 , reads the determination result 3 from the external storage unit 43 , and transmits it to the mobile terminal 10 .

携帯端末10の送受信部10cがサーバコンピュータ20から判定結果3を受信すると(ステップS13;Yes)、携帯端末10の表示部10bは、判定結果を表示する(ステップS14)。具体的には、制御部31は、無線通信インターフェイス36を介して判定結果3を受信し、受信した判定結果3をタッチパネル35に表示する。タッチパネル35に表示された判定結果3を見れば、被検者Eが健常者である可能性が高いか、本態性振戦を罹患している可能性が高いか、小脳障害を罹患している可能性が高いかを知ることができる。 When the transmitting/receiving unit 10c of the mobile terminal 10 receives the determination result 3 from the server computer 20 (step S13; Yes), the display unit 10b of the mobile terminal 10 displays the determination result (step S14). Specifically, the control unit 31 receives the determination result 3 via the wireless communication interface 36 and displays the received determination result 3 on the touch panel 35 . Looking at the determination result 3 displayed on the touch panel 35, there is a high possibility that the subject E is healthy, or that the subject E is likely to be suffering from essential tremor, or is suffering from cerebellar disorder. You can know what is likely.

実施の形態2
次に、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態に係る診断支援システム1の構成は、図1に示す上記実施の形態1に係る診断支援システム1の構成と同じである。本実施の形態に係る診断支援システム1は、判定部20bの動作が上記実施の形態1の判定部20bと異なる。
Embodiment 2
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described. The configuration of the diagnostic support system 1 according to the present embodiment is the same as the configuration of the diagnostic support system 1 according to the first embodiment shown in FIG. The diagnosis support system 1 according to the present embodiment differs from the determination section 20b of the first embodiment in the operation of the determination section 20b.

本実施の形態では、判定部20bは、撮像データ2aに基づいて、基準線パターンBLと筆跡パターンWLとの誤差の総量と、基準線パターンBLと筆跡パターンWLとの全長の差との少なくとも一方を指標値として算出する。さらに、判定部20bは、算出されたこれらの指標値に基づいて、被検者Eの症状を判定する。 In the present embodiment, the determination unit 20b determines at least one of the total amount of error between the reference line pattern BL and the handwriting pattern WL and the difference in the total length between the reference line pattern BL and the handwriting pattern WL, based on the imaging data 2a. is calculated as an index value. Furthermore, the determination unit 20b determines the symptoms of the subject E based on these calculated index values.

まず、基準線パターンBLと筆跡パターンWLとの誤差の総量の算出方法について説明する。図10に示すように、基準線パターンBLには、微小な間隔dLで、点h(k=0~N)が規定されている。ここで、基準線パターンBLにおいて、螺旋の中心の端部を原点Oとする。原点Oと各点hを通過する直線を引いた場合、基準線パターンBLと筆跡パターンWLとがずれていれば、その点は点hとは異なる点Wとなる。判定部20bは、点hと点Wとの距離を誤差として算出する。判定部20bは、点h、・・・、点hについてそれぞれ点hと点Wとの距離を求め、その距離を積算し、積算結果を、面積誤差として算出する。 First, a method of calculating the total amount of error between the reference line pattern BL and the handwriting pattern WL will be described. As shown in FIG. 10, points h k (k=0 to N) are defined on the reference line pattern BL at minute intervals dL. Here, in the reference line pattern BL, let the origin O be the edge of the center of the spiral. When a straight line passing through the origin O and each point hk is drawn, if the reference line pattern BL and the handwriting pattern WL are deviated, that point becomes a point Wk different from the point hk . The determination unit 20b calculates the distance between the point hk and the point Wk as an error. The determining unit 20b obtains the distances between the points hk and Wk for the points h0 , .

図4(A)に示すように、誤差面積は、健常者、本態性振戦、小脳障害の順に大きくなる傾向がある。そこで、判定部20bは、第1の閾値T1を基準として、誤差面積が第1の閾値T1より小さい場合には、被検者Eが健常者である可能性が高いと判定する。また、判定部20bは、第1の閾値T1と第2の閾値T2との間にあるか否かにより、例えば誤差面積が第1の閾値T1以上第2の閾値T2未満である場合には、被検者Eが本態性振戦を罹患している可能性があると判定する。さらに、判定部20bは、第2の閾値T2を基準として、誤差面積が第2の閾値T2以上である場合には、小脳障害を罹患している可能性があると判定する。第1の閾値T1は、例えば800mm2とすることができ、第2の閾値T2を例えば1200mm2とすることができる。第1の閾値T1、第2の閾値T2については他の数値を設定することも可能である。 As shown in FIG. 4A, the error area tends to increase in the order of healthy subjects, essential tremor, and cerebellar disorders. Therefore, using the first threshold T1 as a reference, the determination unit 20b determines that there is a high possibility that the subject E is healthy when the error area is smaller than the first threshold T1. Further, the determination unit 20b determines whether the error area is between the first threshold T1 and the second threshold T2. For example, if the error area is greater than or equal to the first threshold T1 and less than the second threshold T2 It is determined that subject E may be suffering from essential tremor. Furthermore, the determination unit 20b determines that there is a possibility of suffering from cerebellar disorder when the error area is equal to or greater than the second threshold T2, using the second threshold T2 as a reference. The first threshold T1 can be, for example, 800 mm 2 and the second threshold T2 can be, for example, 1200 mm 2 . Other numerical values can be set for the first threshold T1 and the second threshold T2.

次に、基準線パターンBLの全長と筆跡パターンWLの全長との違いの算出方法について説明する。筆跡パターンWLを微小線分dL毎に区切り、そのdLを積算する。その積算結果が、筆跡パターンWLの全長となる。dLとしては、直線に近似できる長さとすればよい。基準線パターンBLの全長は既知となっており、筆跡パターンWLの全長がわかれば、基準線パターンBLの全長に対する筆跡パターンWLの全長との比、すなわち筆跡全長[%]を求めることができる。 Next, a method for calculating the difference between the total length of the reference line pattern BL and the total length of the handwriting pattern WL will be described. The handwriting pattern WL is divided into minute line segments dL, and the dL are integrated. The cumulative result is the total length of the handwriting pattern WL. dL may be a length that can be approximated to a straight line. The total length of the reference line pattern BL is known, and if the total length of the handwriting pattern WL is known, the ratio of the total length of the handwriting pattern WL to the total length of the reference line pattern BL, that is, the total length of the handwriting [%] can be obtained.

図4(B)に示すように、筆跡全長[%]は、健常者、本態性振戦、小脳障害の順に大きくなる傾向がある。そこで、判定部20bは、第1の閾値S1を基準として、筆跡全長が第1の閾値S1より小さい場合には、被検者Eが健常者である可能性が高いと判定する。また、判定部20bは、第1の閾値S1と第2の閾値S2との間にあるか否かにより、例えば筆跡全長が第1の閾値S1以上第2の閾値S2未満である場合には、被検者Eが本態性振戦を罹患している可能性があると判定する。さらに、判定部20bは、第2の閾値S2を基準として、筆跡全長が第2の閾値S2以上である場合には、小脳障害を罹患している可能性があると判定する。第1の閾値S1は、例えば103%とすることができ、第2の閾値T2を例えば105%とすることができる。第1の閾値S1、第2の閾値S2については他の数値を設定することも可能である。 As shown in FIG. 4B, the handwriting total length [%] tends to increase in the order of healthy subjects, essential tremor, and cerebellar disorder. Therefore, using the first threshold S1 as a reference, the determination unit 20b determines that there is a high possibility that the subject E is healthy when the total handwriting length is smaller than the first threshold S1. Further, the determination unit 20b determines whether or not the total length of handwriting is between the first threshold value S1 and the second threshold value S2. It is determined that subject E may be suffering from essential tremor. Furthermore, the determining unit 20b determines that there is a possibility of suffering from cerebellar disorder when the handwriting total length is equal to or greater than the second threshold value S2 based on the second threshold value S2. The first threshold S1 can be, for example, 103%, and the second threshold T2 can be, for example, 105%. Other numerical values can be set for the first threshold S1 and the second threshold S2.

なお、判定部20bは、誤差面積及び筆跡全長[%]の両方を用いて、上述の判定を行うようにしてもよい。このとき、例えば、誤差面積では、本態性振戦の可能性があると判定され、筆跡全長[%]では、小脳障害の可能性があると判定された場合には、判定結果を両方の可能性があるとすることができる。 Note that the determination unit 20b may use both the error area and the handwriting total length [%] to perform the determination described above. At this time, for example, if it is determined that there is a possibility of essential tremor in the error area, and it is determined that there is a possibility of cerebellar disorder in the total handwriting length [%], It can be said that there is a nature.

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、被検者Eの手元に、シート2とそのシート2を撮像可能な携帯端末10があるだけで被検者Eの症状の判定を行うことができる。また、本実施の形態によれば、基準線パターンBLをなぞって描かれた筆跡パターンWLを用いるので、健常者であれば均一となる条件で被検者Eの症状を判定することができる。さらに、本発明によれば、被検者Eの症状の判定には筆跡パターンWLの撮像データ2aのみが用いられる。そのため、被検者Eの症状をより正確かつ簡便に判定することができる。 As described in detail above, according to the present embodiment, the symptoms of the subject E can be determined simply by having the sheet 2 and the portable terminal 10 capable of imaging the sheet 2 at hand of the subject E. It can be carried out. Further, according to the present embodiment, since the handwriting pattern WL drawn by tracing the reference line pattern BL is used, the symptoms of the subject E can be determined under uniform conditions for healthy subjects. Furthermore, according to the present invention, only the imaging data 2a of the handwriting pattern WL is used for determining the symptoms of the subject E. FIG. Therefore, the symptoms of the subject E can be determined more accurately and easily.

また、本実施の形態によれば、被検者Eが健常者である可能性が高いか否かだけでなく、被検者Eが本態性振戦を罹患している可能性が高いか否か、被検者Eが小脳障害を罹患している可能性が高いか否かを判定する。このようにすれば、被検者Eの疾患の種類についてもより正確かつ簡便に判定することができる。 Further, according to the present embodiment, it is possible to determine not only whether the subject E is likely to be healthy, but also whether or not the subject E is likely to be suffering from essential tremor. or whether there is a high possibility that the subject E is suffering from cerebellar disorder. In this way, the type of disease of subject E can also be determined more accurately and easily.

本実施の形態によれば、携帯端末10には、シート2を撮像する撮像部10aと、判定結果3を表示する表示部10bと、データ送受信を行う送受信部20cとが備えられていればよく、被検者Eの症状の判定などの複雑な処理を行うソフトウエアをインストールする必要はない。また、本実施の形態によれば、シート2に描かれた筆跡パターンWLだけで判定を行うので、簡易的な判定に向いているうえ、判定に要する時間を短縮することが可能となる。 According to the present embodiment, the mobile terminal 10 only needs to include the imaging unit 10a for imaging the sheet 2, the display unit 10b for displaying the determination result 3, and the transmitting/receiving unit 20c for transmitting/receiving data. There is no need to install software for performing complex processing such as determination of the symptoms of subject E, or the like. Further, according to the present embodiment, determination is made only by the handwriting pattern WL drawn on the sheet 2, so that it is suitable for simple determination and it is possible to shorten the time required for determination.

さらに、携帯端末10とサーバーコンピュータ20との間で送受信される撮像データ2a及び判定結果3は、匿名化することができるので、個人情報の流出も防止することが可能となる。 Furthermore, since the imaging data 2a and the judgment result 3 transmitted and received between the mobile terminal 10 and the server computer 20 can be anonymized, it is possible to prevent leakage of personal information.

診断支援システム1の判定結果は、一般の人が、自身が健常者なのか、要受診なのかを判断するのに用いることができるし、神経科医でない医者が患者を診断する診断材料として用いることができる。 The determination results of the diagnosis support system 1 can be used by ordinary people to determine whether they are healthy or require medical attention, and can be used by doctors other than neurologists as diagnostic materials for diagnosing patients. be able to.

なお、上記実施の形態では、被検者Eが健常者である可能性が高いか、本態性振戦である可能性が高いか、小脳障害である可能性が高いかを判定したが、本発明はこれには限られない。被検者Eが健常者である可能性が高いかを判定するだけでもよいし、本態性振戦である可能性が高いか否か、小脳障害である可能性が高いか否かだけを判定するだけでもよい。 In the above embodiment, it is determined whether the subject E is likely to be healthy, likely to have essential tremor, or likely to have cerebellar disorder. The invention is not limited to this. It may be determined whether the subject E is likely to be healthy, or whether the subject E is highly likely to have essential tremor, or whether the subject is likely to have cerebellar disorder. You can just do it.

なお、上記実施の形態では、被検者Eが健常者である可能性が高いか、本態性振戦である可能性が高いか、小脳障害である可能性が高いかを判定したが、本発明はこれには限られない。それぞれの可能性を確率で表現するようにしてもよい。例えば、健常者である可能性が80%、本態性振戦を罹患している可能性が20%などと表示するようにしてもよい。この確率は、図4(A)及び図4(B)などの統計データから求めることができる。 In the above embodiment, it is determined whether the subject E is likely to be healthy, likely to have essential tremor, or likely to have cerebellar disorder. The invention is not limited to this. Each possibility may be represented by a probability. For example, an 80% chance of being healthy and a 20% chance of suffering from essential tremor may be displayed. This probability can be obtained from statistical data such as those shown in FIGS. 4(A) and 4(B).

診断支援システム1で判定可能な症状には、本態性振戦及び小脳障害には限られない。本発明は、例えば、他の不随運動、例えばミオクローヌス、舞踏症などの判定にも適用可能である。 Symptoms that can be determined by the diagnostic support system 1 are not limited to essential tremor and cerebellar disorder. The present invention is also applicable, for example, to the determination of other involuntary movements such as myoclonus and chorea.

また、上記実施の形態1では、畳込みニューラルネットワーク21の層数を3層としたが、本発明はこれには限られない。畳込みニューラルネットワーク21の層数は4層以上であってもよい。また、畳込みニューラルネットワーク21としてR-CNN(Regions with CNN feature)やFast R-CNN、SegNet、U-Netなど、応用的な畳込みニューラルネットワークを用いるようにしてもよい。また、学習方法も、誤差逆伝播法に限られず、他の方法を適用することが可能である。 Moreover, although the number of layers of the convolutional neural network 21 is three in the first embodiment, the present invention is not limited to this. The number of layers of the convolutional neural network 21 may be four or more. Further, as the convolutional neural network 21, an applied convolutional neural network such as R-CNN (Regions with CNN feature), Fast R-CNN, SegNet, and U-Net may be used. Also, the learning method is not limited to the error backpropagation method, and other methods can be applied.

また、上記実施の形態1では、畳込みニューラルネットワーク21へ画像そのものを入力したが、本発明はこれには限られない。上記実施の形態2で求めた誤差面積及び筆跡全長[%]などの筆跡パターンWLのパラメータを入力としてもよい。 Further, in the first embodiment, the image itself is input to the convolutional neural network 21, but the present invention is not limited to this. The parameters of the handwriting pattern WL such as the error area and the total handwriting length [%] obtained in the second embodiment may be input.

また、上記実施の形態2では、基準線パターンBLに対する筆跡パターンWLの誤差面積及び筆跡全長[%]を指標値として、判定を行った。しかしながら、本発明はこれには限られない。他の指標、例えば、基準線パターンBLに対する筆跡パターンWLのずれ方が小刻みであるか否かを示す指標値(例えば基準線パターンBLと筆跡パターンWLとが交差する交差数)を用いて判定を行うようにしてもよい。 Further, in the second embodiment, the error area and total length [%] of the handwriting pattern WL with respect to the reference line pattern BL are used as index values for determination. However, the invention is not limited to this. Another index, for example, an index value (for example, the number of intersections of the reference line pattern BL and the handwriting pattern WL) that indicates whether or not the shift of the handwriting pattern WL with respect to the reference line pattern BL is small. You can do it.

なお、上記各実施の形態に係る診断支援システム1では、基準線パターンBLを螺旋(渦巻き)としたが、本発明はこれには限られない。基準線パターンBLは直線であってもよいし、円、四角形又は三角形であってもよい。基準線パターンBLとしては、螺旋又は円弧のように、描線の方向が様々な方向に変化する図形であるのが望ましい。 In addition, in the diagnosis support system 1 according to each of the above embodiments, the reference line pattern BL is a spiral (spiral), but the present invention is not limited to this. The reference line pattern BL may be straight, circular, square or triangular. The reference line pattern BL is desirably a figure such as a spiral or an arc, in which the direction of the drawn line changes in various directions.

その他、携帯端末10及びサーバコンピュータ20のハードウエア構成やソフトウエア構成は一例であり、任意に変更および修正が可能である。 In addition, the hardware configuration and software configuration of the mobile terminal 10 and the server computer 20 are examples, and can be arbitrarily changed and modified.

制御部31、主記憶部32、外部記憶部33、カメラ34、タッチパネル35及び無線通信インターフェイス36、内部バス30などから構成される携帯端末10の処理を行う中心となる部分は、上述のように、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。制御部41、主記憶部42、外部記憶部43、及び通信インターフェイス44、内部バス40などから構成される携帯端末10の処理を行う中心となる部分も同様である。例えば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体(フレキシブルディスク、CD-ROM、DVD-ROM等)に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、前記の処理を実行する携帯端末10及びサーバコンピュータ20を構成してもよい。また、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロード等することで診断支援システム1を構成してもよい。 The main processing part of the mobile terminal 10, which is composed of the control unit 31, the main storage unit 32, the external storage unit 33, the camera 34, the touch panel 35, the wireless communication interface 36, the internal bus 30, etc., is as described above. , can be realized using a normal computer system without depending on a dedicated system. The same is true for the main processing part of the mobile terminal 10, which is composed of the control unit 41, the main storage unit 42, the external storage unit 43, the communication interface 44, the internal bus 40, and the like. For example, storing and distributing a computer program for executing the above operation in a computer-readable recording medium (flexible disk, CD-ROM, DVD-ROM, etc.), and installing the computer program in the computer. The portable terminal 10 and the server computer 20 that execute the above processes may be configured by the above. Alternatively, the computer program may be stored in a storage device of a server device on a communication network such as the Internet, and the diagnosis support system 1 may be configured by downloading the program to a normal computer system.

コンピュータの機能を、OS(オペレーティングシステム)とアプリケーションプログラムの分担、またはOSとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。 When the functions of the computer are shared between the OS (operating system) and the application program, or when the OS and the application program work together, only the application program portion may be stored in the recording medium or storage device.

搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。たとえば、通信ネットワーク上の掲示板(BBS, Bulletin Board System)にコンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介してコンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、OSの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行できるように構成してもよい。 It is also possible to superimpose a computer program on a carrier wave and distribute it via a communication network. For example, the computer program may be posted on a bulletin board system (BBS, Bulletin Board System) on a communication network and distributed over the network. Then, the computer program may be configured to be started and executed in the same manner as other application programs under the control of the OS so that the above processes can be executed.

この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。 The present invention is capable of various embodiments and modifications without departing from the broader spirit and scope of the invention. Moreover, the embodiment described above is for explaining the present invention, and does not limit the scope of the present invention. That is, the scope of the present invention is indicated by the claims rather than the embodiments. Various modifications made within the scope of the claims and within the meaning of equivalent inventions are considered to be within the scope of the present invention.

本発明は、医療分野において利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the medical field.

1 診断支援システム、2 シート、2a,2b,2c 撮像データ、3 判定結果、10 携帯端末、10a 撮像部、10b 表示部、10c 送受信部、15 ネットワーク、20 サーバコンピュータ、20a 補正部、20b 判定部、20c 送受信部、21 畳込みニューラルネットワーク、22 パラメータ調整部、23 教師データ、30 内部バス、31 制御部、32 主記憶部、33 外部記憶部、34 カメラ、35 タッチパネル、36 無線通信インターフェイス、39 プログラム、40 内部バス、41 制御部、42 主記憶部、43 外部記憶部、44 通信インターフェイス、49 プログラム、BL 基準線パターン、BLa,BLb 画像、E 被検者、F 筆記具、P1、P2、P3、P4 位置合わせ用パターン、P1a,P2a,P3a,P4a,P1b,P2b,P3b,P4b 画像、WL 筆跡パターン、WLa,WLb,WLc 画像 1 diagnosis support system, 2 sheet, 2a, 2b, 2c imaging data, 3 determination result, 10 mobile terminal, 10a imaging unit, 10b display unit, 10c transmission/reception unit, 15 network, 20 server computer, 20a correction unit, 20b determination unit , 20c transmission/reception unit, 21 convolutional neural network, 22 parameter adjustment unit, 23 teacher data, 30 internal bus, 31 control unit, 32 main storage unit, 33 external storage unit, 34 camera, 35 touch panel, 36 wireless communication interface, 39 Program, 40 internal bus, 41 control unit, 42 main storage unit, 43 external storage unit, 44 communication interface, 49 program, BL baseline pattern, BLa, BLb image, E subject, F writing instrument, P1, P2, P3 , P4 alignment pattern, P1a, P2a, P3a, P4a, P1b, P2b, P3b, P4b image, WL handwriting pattern, WLa, WLb, WLc image

Claims (10)

基準線パターンが印刷され、被検者が筆記具を用いて前記基準線パターンをなぞって描いた筆跡パターンが形成されたシートを撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された撮像データに基づいて、前記被検者の脳又は神経に関する症状を判定する判定部と、
を備え、
前記撮像部は、携帯端末に実装され、
前記判定部は、前記携帯端末と通信可能なサーバコンピュータに実装されている、
診断支援システム。
an imaging unit for imaging a sheet on which a reference line pattern is printed and a handwriting pattern drawn by a subject by tracing the reference line pattern using a writing instrument;
a determination unit that determines symptoms related to the brain or nerves of the subject based on imaging data captured by the imaging unit;
with
The imaging unit is mounted on a mobile terminal,
The determination unit is mounted on a server computer that can communicate with the mobile terminal,
Diagnostic support system.
前記判定部は、前記被検者の症状の判定結果が既知である撮像データを教師データとして用いて深層学習を行うことにより、前記被検者の症状を判定する、
請求項1に記載の診断支援システム。
The determination unit determines the symptoms of the subject by performing deep learning using imaging data for which the determination result of the symptoms of the subject is known as teacher data.
The diagnosis support system according to claim 1.
前記判定部は、
前記撮像データを入力とするとともに前記被検者の症状の判定結果を出力とし、前記教師データを用いて学習された畳込みニューラルネットワークを用いて、前記被検者の症状を判定する、
請求項2に記載の診断支援システム。
The determination unit is
Determining the symptoms of the subject using a convolutional neural network trained using the teacher data, with the imaging data as input and the result of determining the symptoms of the subject as output.
The diagnosis support system according to claim 2.
前記判定結果には、
前記被検者が健常者である可能性が高いこと、前記被検者が本態性振戦を罹患している可能性が高いこと、前記被検者が小脳障害を罹患している可能性が高いこと、の少なくとも1つが含まれる、
請求項3に記載の診断支援システム。
In the judgment result,
that the subject is likely to be healthy, that the subject is likely to be suffering from essential tremor, and that the subject is likely to be suffering from cerebellar disorder high, including at least one of
The diagnosis support system according to claim 3.
前記判定部は、
前記撮像データに基づいて、前記基準線パターンと前記筆跡パターンとの誤差の総量と、前記基準線パターンと前記筆跡パターンとの全長の差との少なくとも一方を指標値として算出し、
算出された前記指標値に基づいて、前記被検者の症状を判定する、
請求項1に記載の診断支援システム。
The determination unit is
calculating at least one of a total amount of error between the reference line pattern and the handwriting pattern and a difference in total length between the reference line pattern and the handwriting pattern as an index value based on the imaging data;
Determining the symptom of the subject based on the calculated index value;
The diagnosis support system according to claim 1.
前記判定部は、
前記指標値が、第1の閾値より小さい場合、前記被検者が健常者である可能性が高いと判定し、
前記指標値が、前記第1の閾値以上第2の閾値未満の場合、前記被検者が本態性振戦を罹患している可能性が高いと判定し、
前記指標値が、前記第2の閾値以上の場合、前記被検者が小脳障害を罹患している可能性が高いと判定する、
請求項5に記載の診断支援システム。
The determination unit is
If the index value is smaller than the first threshold, it is determined that the subject is likely to be healthy,
If the index value is greater than or equal to the first threshold and less than the second threshold, determining that the subject is likely to be suffering from essential tremor,
If the index value is equal to or greater than the second threshold, it is determined that the subject is likely to be suffering from cerebellar disorder.
The diagnosis support system according to claim 5.
前記シートには、前記基準線パターンを内包する仮想的な矩形の頂点に位置合わせ用パターンが印刷されており、
前記撮像データには、前記筆跡パターンの画像とともに、前記位置合わせ用パターンの画像が含まれており、
前記撮像データにおける前記位置合わせ用パターンの画像の相対的な位置関係に基づいて、前記撮像データを補正する補正部を備え、
前記判定部は、前記補正部で補正された前記撮像データに基づいて、前記被検者の症状を判定する、
請求項1から6のいずれか一項に記載の診断支援システム。
Alignment patterns are printed on the sheet at vertices of a virtual rectangle containing the reference line pattern,
The imaging data includes an image of the alignment pattern together with the image of the handwriting pattern,
a correction unit that corrects the imaging data based on the relative positional relationship of the image of the alignment pattern in the imaging data;
The determination unit determines the symptoms of the subject based on the imaging data corrected by the correction unit.
The diagnostic support system according to any one of claims 1 to 6.
前記位置合わせ用パターンのうちの第1の位置合わせ用パターンは、グレースケールで表現した場合に第1の濃度で印刷され、残りの第2の位置合わせ用パターンは前記第1の濃度より低い第2の濃度で印刷されており、
前記基準線パターンは、グレースケールで表現した場合に、前記第2の濃度で印刷されており、
前記筆跡パターンは、グレースケールで表現した場合に、前記第1の濃度と前記第2の濃度との間の第3の濃度で描かれており、
前記補正部は、前記第1の位置合わせ用パターンの画像の輝度から、前記第2の位置合わせ用パターンの画像の輝度までの範囲の輝度の変化により前記筆跡パターンの画像を抽出しつつ、前記撮像データを二値化し、
前記判定部は、前記補正部で二値化された前記撮像データに基づいて、前記被検者が健常者であるか否かを判定する、
請求項7に記載の診断支援システム。
A first of the alignment patterns is printed at a first density when expressed in gray scale, and a remaining second alignment pattern is printed at a density lower than the first density. It is printed with a density of 2,
The reference line pattern is printed at the second density when expressed in grayscale,
The handwriting pattern is drawn with a third density between the first density and the second density when expressed in grayscale,
The correcting unit extracts the image of the handwriting pattern based on a change in luminance in a range from the luminance of the image of the first alignment pattern to the luminance of the image of the second alignment pattern, binarize the imaging data,
The determination unit determines whether the subject is healthy based on the imaging data binarized by the correction unit.
The diagnosis support system according to claim 7.
前記基準線パターンは、螺旋である、
請求項1から8のいずれか一項に記載の診断支援システム。
the baseline pattern is a spiral;
The diagnostic support system according to any one of claims 1 to 8.
携帯端末として動作するコンピュータを、
基準線パターンが印刷され、被検者が筆記具を用いて前記基準線パターンをなぞって描いた筆跡パターンが形成されたシートを撮像する撮像部として機能させ、
前記携帯端末と通信可能なサーバコンピュータを、
前記撮像部で撮像された撮像データに基づいて、前記被検者の脳又は神経に関する症状を判定する判定部として機能させる、
プログラム。
A computer that operates as a mobile terminal,
Functioning as an imaging unit for imaging a sheet on which a reference line pattern is printed and a handwriting pattern drawn by a subject by tracing the reference line pattern with a writing instrument is formed,
a server computer capable of communicating with the mobile terminal,
Based on the imaging data captured by the imaging unit, it functions as a determination unit that determines symptoms related to the brain or nerves of the subject.
program.
JP2019137406A 2019-07-26 2019-07-26 Diagnosis support system and program Active JP7264468B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019137406A JP7264468B2 (en) 2019-07-26 2019-07-26 Diagnosis support system and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019137406A JP7264468B2 (en) 2019-07-26 2019-07-26 Diagnosis support system and program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021019746A JP2021019746A (en) 2021-02-18
JP7264468B2 true JP7264468B2 (en) 2023-04-25

Family

ID=74575071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019137406A Active JP7264468B2 (en) 2019-07-26 2019-07-26 Diagnosis support system and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7264468B2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050053269A1 (en) 2003-07-21 2005-03-10 Franke William E. Systems and methods for assessing disorders affecting fine motor skills using handwriting recognition
JP2019046056A (en) 2017-08-31 2019-03-22 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Image reader, and health management system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050053269A1 (en) 2003-07-21 2005-03-10 Franke William E. Systems and methods for assessing disorders affecting fine motor skills using handwriting recognition
JP2019046056A (en) 2017-08-31 2019-03-22 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Image reader, and health management system

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GALLI, Manuela et al.,Spiral analysis in subjects with parkinson's disease before and after levodopa treatment: A new protocol with stereophotogrammetric systems,Journal of Applied Biomaterials & Functional Materials,2014年,Vol.12, No.2,pp.107-112,DOI:10.5301/JABFM.2012.9265
PEREIRA, Clayton R. et al.,Handwritten dynamics assessment through convolutional neural networks: An application to Parkinson's disease identification,Artificial intelligence in medicine,2018年,Vol.87,pp.67-77,DOI:10.1016/j.artmed.2018.04.001

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021019746A (en) 2021-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11779213B2 (en) Metaverse system
US11276497B2 (en) Diagnosis assistance system and control method thereof
Kang et al. Recent patient health monitoring platforms incorporating internet of things-enabled smart devices
RU2716201C2 (en) Method and apparatus for determining visual acuity of user
US8702238B2 (en) Interactive medical diagnosing with portable consumer devices
EP3666177B1 (en) Electronic device for determining degree of conjunctival hyperemia
KR20230104083A (en) Diagnostic auxiliary image providing device based on eye image
EP3979258A1 (en) Wound healing analysis and tracking
WO2020190648A1 (en) Method and system for measuring pupillary light reflex with a mobile phone
KR20210009854A (en) Apparatus and application for predicting musculoskeletal disorders
TWI776277B (en) Adjustment method for an analytical determination of an analyte in a bodily fluid
US20230162362A1 (en) Method and system for estimating early progression of dementia from human head images
JP2007029333A (en) System, method and program for processing ophthalmic information and attachment for photography
Saggese et al. Biometric recognition of newborns and infants by non-contact fingerprinting: Lessons learned
Oyama et al. Analytical and clinical validity of wearable, multi-sensor technology for assessment of motor function in patients with Parkinson’s disease in Japan
Rahman et al. Auto-gait: Automatic ataxia risk assessment with computer vision from gait task videos
JP7264468B2 (en) Diagnosis support system and program
JP2021028808A (en) Information processing system, information processing device, information processing method, program, and learned model
Ghosal et al. INAP: A hybrid approach for noninvasive anemia-polycythemia detection in the IoMT
KR20210128138A (en) Mental disease inspection system and inspecting method for mental disease
WO2018062366A1 (en) Dementia patient care burden degree determination device, dementia patient care burden degree determination method, dementia patient care burden degree determination program, dementia treatment effect determination device, dementia treatment effect determination method, and dementia treatment effect determination program
WO2024024062A1 (en) Symptom detection program, symptom detection method, and symptom detection device
JP4528976B2 (en) Pupil detection apparatus and method
JP7465409B2 (en) Method and device for detecting colon polyps using artificial intelligence-based vascular learning
Bai et al. Convolutional network for plantar pressure parsing

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220509

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230118

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230124

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230322

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230404

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230406

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7264468

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150