JP7448904B1 - Brain dysfunction evaluation system - Google Patents

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JP7448904B1 JP2023087668A JP2023087668A JP7448904B1 JP 7448904 B1 JP7448904 B1 JP 7448904B1 JP 2023087668 A JP2023087668 A JP 2023087668A JP 2023087668 A JP2023087668 A JP 2023087668A JP 7448904 B1 JP7448904 B1 JP 7448904B1
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Abstract

【課題】器具の装着を行うことなく、高精度で安全かつ簡便に、脳機能障害の程度を評価可能なシステムを提供する。【解決手段】手指運動を繰り返す動作を映像として例示するための例示データを記憶する記憶部と、該例示データに対応した映像データを映し出す表示部と、被験者の運動を計測するセンサと、表示部への例示データの表示の指示及び取得した測定データの演算を行う制御演算部と、で構成され、制御演算部は、映像に倣って該被験者が運動を行う映像有期間を持つと共に、該映像有期間の計測データから、該手指運動を繰り返す刺激動作の周波数成分である刺激運動周波数の成分と、該刺激運動周波数成分以外の周波数から1つ以上の成分の和である刺激運動外成分を抽出し、該刺激運動外成分と該刺激運動周波数成分の比を算出する計算方法を持ち、該計算方法により算出した値を、脳機能障害の評価値とすることを有する。【選択図】図1An object of the present invention is to provide a system that can evaluate the degree of brain dysfunction with high precision, safely, and easily without the need to wear instruments. [Solution] A storage unit that stores example data for illustrating repeated finger movements as an image, a display unit that displays video data corresponding to the example data, a sensor that measures the movement of a subject, and a display unit. a control calculation unit that instructs the display of example data to the computer and calculates the acquired measurement data; the control calculation unit has a video period in which the subject exercises in accordance with the video; From the measurement data for a fixed period, extract a stimulated motion frequency component that is the frequency component of the stimulating motion that repeats the finger movement, and a non-stimulated motion component that is the sum of one or more components from frequencies other than the stimulated motion frequency component. The present invention has a calculation method for calculating the ratio of the stimulated motion extra-component and the stimulated motion frequency component, and uses the value calculated by the calculation method as an evaluation value of brain dysfunction. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、脳機能障害評価システムに関し、詳しくは、脳機能障害評価において、評価を簡便に行う技術に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a brain dysfunction evaluation system, and more particularly, to a technique for easily performing brain dysfunction evaluation.

従来、認知症等の脳機能障害の程度を評価する方法として、MMSE(Mini Mental State Examination)などの質問形式の検査や指のタッピング動作などの運動機能から解析する方法が知られている。
しかしながら、MMSEは、比較的短時間と言いながら、十数分間、対象者に質問等をしなければならないし、指のタッピング動作については、器具を装着する必要があり、迂遠であった。
そこで、器具の装着を行うことなく、数十秒程度の短時間で、脳機能障害の程度を評価できるシステムが求められていた。
BACKGROUND ART Conventionally, as a method for evaluating the degree of brain dysfunction such as dementia, methods of analysis based on question-type tests such as MMSE (Mini Mental State Examination) and motor functions such as finger tapping movements are known.
However, although MMSE is relatively short, it requires asking questions to the subject for more than ten minutes, and the finger tapping action requires the user to wear an instrument, making it a long process.
Therefore, there is a need for a system that can evaluate the degree of brain dysfunction in a short period of about several tens of seconds without having to wear any equipment.

このような問題に対して、従来からも様々な技術が提案されている。例えば、手指の動作によって脳機能障害を評価するシステム(特許文献1参照)が提案され、公知技術となっている。
より詳しくは、両手協調運動における両手の運動機能の差異を算出することで、認知機能低下をはじめとする脳機能障害の程度を容易に評価するもので、手指運動が指のタッピングであり、両手それぞれの運動波形についてタッピングの時間間隔のばらつきに関する特徴量を生成し、その差分を両手差異特徴量とし脳機能障害評価を行うものである。
しかしながら、本先行技術による構成では、対象者の親指、人差し指等にセンサを取り付けなければならず、迂遠であり、全体としては、対象者の負担が大きく、上記問題の解決には至っていない。
Various techniques have been proposed in the past to address such problems. For example, a system for evaluating brain dysfunction based on finger movements has been proposed (see Patent Document 1) and has become a publicly known technology.
More specifically, by calculating the difference in the motor function of both hands during bimanual coordination movements, the degree of brain dysfunction such as cognitive decline can be easily evaluated. For each movement waveform, a feature related to the variation in the tapping time interval is generated, and the difference is used as a two-hand difference feature to evaluate brain dysfunction.
However, in the configuration according to this prior art, a sensor must be attached to the subject's thumb, index finger, etc., which is a roundabout way, and as a whole, the burden on the subject is large, and the above-mentioned problem has not been solved.

特開2016-49282号公報JP2016-49282A

本発明は、対象者に多くの質問をしたり、器具を装着したりすることで、対象者の負担が大きくなるといった上記問題点に鑑み、器具の装着を行うことなく、高精度で安全かつ簡便に、脳機能障害の程度を評価可能なシステムを提供することを課題とするものである。 In view of the above-mentioned problems such as asking the subject many questions and wearing equipment, which increases the burden on the subject, the present invention has been developed to provide a highly accurate and safe method that does not require the subject to wear any equipment. The object of the present invention is to provide a system that can easily evaluate the degree of brain dysfunction.

上記課題を解決するため、本発明は、脳機能障害の程度を評価可能なシステムであって、手指運動を繰り返す動作を映像として例示するための例示データを記憶する記憶部と、該例示データに対応した映像データを映し出す表示部と、被験者の運動を計測するセンサと、表示部への例示データの表示の指示及び取得した測定データの演算を行う制御演算部と、で構成され、制御演算部は、映像に倣って該被験者が運動を行う映像有期間を持つと共に、該映像有期間の計測データから、該手指運動を繰り返す刺激動作の周波数成分である刺激運動周波数の成分と、該刺激運動周波数成分以外の周波数から1つ以上の成分の和である刺激運動外成分を抽出し、該刺激運動外成分と該刺激運動周波数成分の比を算出する計算方法を持ち、該計算方法により算出した値を、脳機能障害の評価値とする手段を採る。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a system capable of evaluating the degree of brain dysfunction, which includes a storage unit that stores example data for illustrating repeated hand and finger movements as images; The control calculation unit is composed of a display unit that displays corresponding video data, a sensor that measures the subject's movement, and a control calculation unit that instructs the display unit to display example data and performs calculations on the acquired measurement data. has a video period in which the subject moves in imitation of the video, and from the measurement data of the video period, the component of the stimulation movement frequency, which is the frequency component of the stimulation motion that repeats the finger movement, and the stimulation motion It has a calculation method that extracts a non-stimulated motion component, which is the sum of one or more components from frequencies other than frequency components, and calculates the ratio of the non-stimulated motion component and the stimulated motion frequency component, and Measures will be taken to use the value as an evaluation value for brain dysfunction.

また、本発明は、手指運動を繰り返す動作を映像として例示するための例示データを記憶する記憶部と、該例示データに対応した映像データを映し出す表示部と、被験者の運動を計測するセンサと、表示部への例示データの表示の指示及び取得した測定データの演算を行う制御演算部と、で構成され、制御演算部は、映像に倣って該被験者が運動を行う映像有期間と、該映像を停止した後、該映像有期間の映像に倣って引き続き該被験者が運動を行う映像無期間とを持つと共に、該映像無期間の計測データから、該手指運動を繰り返す刺激動作の周波数成分である刺激運動周波数の成分と、該刺激運動周波数成分以外の周波数から1つ以上の成分の和である刺激運動外成分を抽出し、該刺激運動外成分と該刺激運動周波数成分の比を算出する計算方法を持ち、該計算方法により算出した値を、脳機能障害の評価値とする手段を採る。 The present invention also provides a storage unit that stores example data for illustrating repeated hand and finger movements as an image, a display unit that displays video data corresponding to the example data, and a sensor that measures the movement of the subject. It is composed of a control calculation unit that instructs the display unit to display example data and performs calculations on the acquired measurement data, and the control calculation unit includes a video period in which the subject exercises according to the video, and a control calculation unit that instructs the display unit to display example data and performs calculations on the acquired measurement data. After stopping, there is a non-video period in which the subject continues to exercise in imitation of the video during the video period, and from the measurement data of the non-video period, it is a frequency component of the stimulation motion in which the finger movement is repeated. Calculation of extracting a stimulated motion extra-component, which is the sum of a stimulated motion frequency component and one or more components from frequencies other than the stimulated motion frequency component, and calculating the ratio of the stimulated motion non-component and the stimulated motion frequency component. A method is adopted in which the value calculated by the calculation method is used as the evaluation value of brain dysfunction.

さらに、本発明は、計測期間を複数の単位期間に分割し、各単位期間ごとに該計算方法で算出した値の、代表値を、脳機能障害の評価値とする手段を採る。 Furthermore, the present invention adopts a method of dividing the measurement period into a plurality of unit periods and using a representative value of the values calculated by the calculation method for each unit period as the evaluation value of brain dysfunction.

またさらに、本発明は、前記代表値が、平均値である手段を採る。 Still further, the present invention employs means in which the representative value is an average value.

さらにまた、本発明は、前記代表値が、中央値である手段を採る。 Furthermore, the present invention employs means in which the representative value is a median value.

またさらに、本発明は、前記単位期間の長さが、手指運動を繰り返す動作の1周期以上である手段を採る。 Still further, the present invention employs means in which the length of the unit period is one cycle or more of repeated finger movements.

さらにまた、本発明は、前記映像有期間は8秒以上であり、映像無期間は10秒以上である手段を採る。 Furthermore, the present invention employs means in which the video presence period is 8 seconds or more, and the video non-video period is 10 seconds or more.

またさらに、本発明は、前記映像無期間の計測データが、映像無期間を複数に分割した際の最初の期間のみから取得する手段を採る。 Still further, the present invention employs means for obtaining measurement data of the no-video period only from the first period when the no-video period is divided into a plurality of periods.

さらにまた、本発明は、手指運動を繰り返す動作が、両手指について行われ、両手指ごとに代表値を算出し、算出した値の良い方若しくは悪い方を評価値とする手段を採る。 Furthermore, the present invention adopts a method in which repeated finger movements are performed on the fingers of both hands, a representative value is calculated for each finger of both hands, and the better or worse of the calculated values is used as the evaluation value.

またさらに、本発明は、認知障害の評価に用いる手段を採る。 Still further, the present invention employs measures for use in assessing cognitive impairment.

そしてまた、本発明は、軽度認知障害の評価に用いる手段を採る。 The present invention also employs measures for use in the evaluation of mild cognitive impairment.

本発明に係る脳機能障害評価システムによれば、対象者に多くの質問等を行ったり、器具等の装着を行ったりすることなく、脳機能障害の評価、特に認知障害及び軽度認知障害の評価が可能であって、対象者の負担軽減に資すると共に、高精度で安全かつ簡便に評価を行うことができる、といった優れた効果を奏する。 According to the brain dysfunction evaluation system according to the present invention, evaluation of brain dysfunction, particularly cognitive impairment and mild cognitive impairment, can be performed without asking the subject many questions or attaching equipment. It has the excellent effect of contributing to reducing the burden on the subject and allowing highly accurate, safe, and simple evaluation.

本発明に係る脳機能障害評価システムの実施例を示すシステムブロック図である。FIG. 1 is a system block diagram showing an embodiment of a brain dysfunction evaluation system according to the present invention. 本発明に係る脳機能障害評価システムの実施の手順を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the procedure for implementing the brain dysfunction evaluation system according to the present invention. 本発明に係る脳機能障害評価システムの測定データを示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing measurement data of the brain dysfunction evaluation system according to the present invention. 本発明に係る脳機能障害評価システムの実施時の測定データを示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing measurement data when implementing the brain dysfunction evaluation system according to the present invention. 本発明に係る脳機能障害評価システムのデータの周波数成分を示すグラフ図である。FIG. 2 is a graph diagram showing frequency components of data of the brain dysfunction evaluation system according to the present invention. 本発明に係る脳機能障害評価システムの他の実施の手順を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the procedure of other implementation of the brain dysfunction evaluation system based on this invention.

本発明に係る脳機能障害評価システムは、脳機能障害評価を短時間で簡便・安全・客観的かつ数量的に行うことが可能であることを最大の特徴とする。
以下、本発明に係る脳機能障害評価システムの実施形態を、図面に基づいて説明する。
なお、以下に示される脳機能障害評価システムの全体構成及び各部の構成は、下記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内、即ち、同一の作用効果を発揮できる構成態様の範囲内で適宜変更することができるものである。
The main feature of the brain dysfunction evaluation system according to the present invention is that it is possible to perform brain dysfunction evaluation simply, safely, objectively, and quantitatively in a short time.
Hereinafter, embodiments of the brain dysfunction evaluation system according to the present invention will be described based on the drawings.
The overall configuration and the configuration of each part of the brain dysfunction evaluation system shown below are not limited to the following examples, but are within the scope of the technical idea of the present invention, that is, can exhibit the same effects. This can be changed as appropriate within the scope of the configuration.

図1から図6に従って、本発明を説明する。
図1は、本発明に係る脳機能障害評価システムの実施例を示すシステムブロック図である。図2は、本発明に係る脳機能障害評価システムの実施の手順を示す模式図である。図3は、本発明に係る脳機能障害評価システムによるセンサからの測定データを示す説明図である。図4は、本発明に係る脳機能障害評価システムの実施時、センサからの測定データを時間に沿って示した説明図である。図5は、本発明に係る脳機能障害評価システムのデータの周波数成分を示すヒストグラム図である。図6は、本発明に係る脳機能障害評価システムの他の実施の手順を示す模式図である。
The present invention will be explained according to FIGS. 1 to 6.
FIG. 1 is a system block diagram showing an embodiment of the brain dysfunction evaluation system according to the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing the procedure for implementing the brain dysfunction evaluation system according to the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram showing measurement data from a sensor by the brain dysfunction evaluation system according to the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram showing measurement data from a sensor over time when the brain dysfunction evaluation system according to the present invention is implemented. FIG. 5 is a histogram diagram showing frequency components of data of the brain dysfunction evaluation system according to the present invention. FIG. 6 is a schematic diagram showing another implementation procedure of the brain dysfunction evaluation system according to the present invention.

評価装置1は、脳機能障害評価を行うためのシステムである。このシステムで、被験者の運動を測定、解析することで、被験者の脳機能障害の程度を評価するものであり、特に、進行の状態が把握しにくい認知障害や認知障害の初期である軽度認知障害(MCI)の評価を数値化できる。
評価装置1は、主に、センサ100、表示部110、制御演算部130、記憶部140からなる。
The evaluation device 1 is a system for evaluating brain dysfunction. This system measures and analyzes the subject's movements to evaluate the degree of brain dysfunction of the subject, and is particularly useful for cognitive disorders whose progress is difficult to grasp and for mild cognitive impairments in the early stages of cognitive disorders. (MCI) evaluation can be quantified.
The evaluation device 1 mainly includes a sensor 100, a display section 110, a control calculation section 130, and a storage section 140.

センサ100は、被験者の手の運動を計測するものであり、手指の動きを回転角度として計測するものである。被験者が、両手又は片手を出し、手を自然に広げた状態で、掌を返すように反転する動作を繰り返す。回転の速さは、ガイドとして表示する画像に沿う速度とする。ガイドの回転の速さは、1周期1秒程度とする。センサによる測定によって、手指の動きの周波数成分として、例えば、25Hz程度までの周波数成分の測定を行うのであれば、25Hzの倍である50Hz以上の周期でのサンプリングが必要である。本実施例では、余裕を持たせ、100Hzでサンプリングする。
また、被験者への負担を軽減するために、センサは、被験者の手にマーカー等を付ける必要の無いタイプであると好適である。
具体的な例としては、性能及び価格の点から、LEAP MOTION(リープ モーション インコーポレーテッド社 登録商標)等の赤外線センサが挙げられる。手から数十センチ離した位置に、LEAP MOTIONを置くことで、被験者の手に特別な処理を行うこと無く、手指の動きを三次元で詳細に計測することができる。センサ100としては、例えば、手の動きの3軸の並進と3軸の回転データを抽出できるが、本発明では、手の回内回外運動を評価する際に手の平の方向ベクトルの腕を軸とした周りの回転のみの1次元情報を利用する。計測データは、左右それぞれの手に対して生成される。
The sensor 100 measures the movement of the subject's hand, and measures the movement of the hand and fingers as a rotation angle. The subject holds out both hands or one hand, and with the hand naturally spread, repeats the action of turning the palm over. The speed of rotation is the speed that follows the image displayed as a guide. The rotation speed of the guide is approximately 1 second per cycle. If, for example, a frequency component up to about 25 Hz is to be measured as a frequency component of finger movement by a sensor, sampling at a cycle of 50 Hz or more, which is twice 25 Hz, is required. In this embodiment, sampling is performed at 100 Hz with a margin.
Furthermore, in order to reduce the burden on the subject, the sensor is preferably of a type that does not require a marker or the like to be attached to the subject's hand.
A specific example is an infrared sensor such as LEAP MOTION (registered trademark of LEAP MOTION, Inc.) in terms of performance and price. By placing LEAP MOTION several tens of centimeters away from the subject's hand, it is possible to measure the movement of the subject's hand in detail in three dimensions without performing any special processing on the subject's hand. For example, the sensor 100 can extract translation data on three axes and rotation data on three axes of hand movement, but in the present invention, when evaluating the pronation/supination movement of the hand, the arm of the palm direction vector is extracted as the axis. We use one-dimensional information only about the rotation around the . Measurement data is generated for each left and right hand.

表示部110は、被験者に手の動きの基準となる例示データに対応した映像データである例示映像を示したり、計測結果や評価値を表示したりする部分である。表示部110は、被験者が手の繰り返し運動をしながら、無理なく視ることができる位置にあると好適である。そのような位置にあることで、手の繰り返し運動に集中できるからである。大きさは、被験者が、目を凝らすことなく確認できる大きさが好適である。また、手の繰り返し運動の手の映像を表示するため、表示部110上の手の大きさが実際の手の大きさに近いほうがより違和感が少なく好適である。 The display unit 110 is a part that shows an example video, which is video data corresponding to example data serving as a reference for hand movements, to the subject, and displays measurement results and evaluation values. It is preferable that the display unit 110 is located at a position where the subject can comfortably view it while performing repetitive hand movements. This is because such a position allows the user to concentrate on repetitive movements of the hand. The size is preferably such that the subject can confirm it without squinting. In addition, in order to display an image of the hand repeatedly moving the hand, it is preferable that the size of the hand on the display unit 110 be closer to the actual size of the hand to reduce the sense of discomfort.

尚、音声によって、被験者に対して検査のガイダンスを行ったり、開始、終了を通知したり、測定値、評価値の通知を行ったりすることができるスピーカ120を備える態様も考え得る。表示部110によって通知等を行うことができるが、音声でも伝えることで、より通知の効果が高くなるし、視力の弱い人には、表示部110による通知よりも有効である。
また、測定自体についても、音声でも説明したほうが、被験者にとってわかりやすいことが多い。例えば、「表示と同じ様に手を動かしてください」「表示が消えても手を動かし続けてください」等を音声で示されたほうが、被験者はスムーズに作業を進めることができる。
Note that it is also possible to consider a mode including a speaker 120 that can provide audio guidance to the subject for the test, notify the start and end of the test, and notify measured values and evaluation values. Notifications can be made using the display unit 110, but notifications can be made more effective by giving voice notifications, and are more effective for people with poor eyesight than notifications using the display unit 110.
Furthermore, it is often easier for subjects to understand the measurement itself if it is explained audibly. For example, if the subject is given voice instructions such as ``Please move your hand in the same way as the display'' or ``Please continue to move your hand even if the display disappears'', the subject will be able to proceed with the task more smoothly.

制御演算部130は、評価装置1全体の制御、データの演算等を行う部分である。言い換えれば、表示部110への例示データの表示の指示及び取得した測定データ230の演算を行う。
制御としては、評価装置1の起動、測定のガイダンスの表示の指示、表示部110への例示画像の表示の指示、スピーカ120への発音の指示、センサ100の動作指示、取得データの記憶部140への格納、表示部110への測定値、評価値の表示の指示等を行う。
取得した測定データ230は、periodごとに分けられ、管理される。
各periodの測定データ230は、1秒単位の測定単位データ240に分割され、記憶部140へ格納される。
period単位で評価値を算出する。いずれのperiodについても、評価値を算出することができる。
所定のperiodについて、測定単位データ240毎に、手指の繰り返しの周波数である刺激運動周波数250と、測定データ230との関係を算出する。算出された複数の値から、代表値を算出し、評価値とする。
左右両方の手指について計測する場合には、左右別に、測定単位データ240単位に、刺激運動周波数250と測定データ230との関係を算出し、代表値の算出を行い、2つの代表値を適宜処理して、最終の評価値とする。
The control calculation unit 130 is a part that controls the entire evaluation device 1, performs data calculations, and the like. In other words, it instructs the display unit 110 to display the example data and performs calculations on the acquired measurement data 230.
The controls include starting the evaluation device 1, instructing the display of measurement guidance, instructing the display unit 110 to display an example image, instructing the speaker 120 to produce sound, instructing the sensor 100 to operate, and storing the acquired data in the storage unit 140. Instructs to store the measurement value and display the evaluation value on the display unit 110, etc.
The acquired measurement data 230 is divided and managed for each period.
The measurement data 230 of each period is divided into measurement unit data 240 of 1 second and stored in the storage unit 140.
An evaluation value is calculated in period units. An evaluation value can be calculated for any period.
For a predetermined period, the relationship between the stimulation movement frequency 250, which is the frequency of finger repetition, and the measurement data 230 is calculated for each measurement unit data 240. A representative value is calculated from the plurality of calculated values and is used as an evaluation value.
When measuring both the left and right fingers, calculate the relationship between the stimulation movement frequency 250 and the measurement data 230 in units of measurement unit data 240 for each left and right hand, calculate a representative value, and process the two representative values as appropriate. This is the final evaluation value.

制御演算部130の各動作、処理を説明する。測定のガイダンスの表示の指示としては、表示部110に、「運動評価の測定を行います。両手を前に出して、画面の手と同じように、手を回転させてください。10秒後に映像は消えますが、映像が消えた後も15秒間、手を回転させてください」等の説明を表示する。被験者の測定への移行をスムーズにすることができる。表示部110への例示画像の表示の指示によって、記憶部140内の映像データ210を動画として、表示部110に表示を行う。映像データ210は動画データでもいいし、静止画データの集合でもよい。手を回内回外する様子を被験者に教示するものである。センサ100に対しては、測定開始、中止の指示を行う。計測中、センサ100からデータを受信し、記憶部140に計測データ230として、記憶する。
測定開始し、period1の期間である10秒間が経過後、表示部110の表示を停止する。センサ100のデータは、この時点で、period1のデータとしてグループ化し、1秒単位の測定単位データ240群として、記憶部140に記憶する。その後、5秒ごとに、period2から4のデータとして、センサ100のデータを各1グループとし、1秒単位の測定単位データ240群として、記憶部140に記憶する。
映像を消してから15秒後に、「お疲れ様でした。測定終了です。」等、表示部110に表示し、音声も出力する。
測定完了後、刺激運動周波数250と測定単位データ230との関係を算出し、代表値を算出し、評価値を得る。
このように、制御演算部130は、映像に倣って被験者が運動を行う映像有期間と、映像を停止した後、映像有期間の映像に倣って引き続き該被験者が運動を行う映像無期間とを持つと共に、映像無期間の計測データから、手指運動を繰り返す刺激動作の周波数成分である刺激運動周波数の成分と、刺激運動周波数成分以外の周波数から1つ以上の成分の和である刺激運動外成分を抽出し、該刺激運動外成分と該刺激運動周波数成分の比(刺激運動外成分を刺激運動周波数成分で割った値)を算出する計算方法を持ち、計算方法により算出した値を、脳機能障害の評価値、あるいは、評価値の元データとするものである。
尚、映像有期間は、少なくとも8秒以上、好ましくは10秒以上とする。被験者が映像に示された動きを認識し、その動きにあわせた動きを開始するために少なくとも3秒、さらに被験者の映像にあわせた動きを評価するために5秒以上の計測期間が必要である。また、映像無期間は、少なくとも10秒以上、好ましくは15秒以上とする。10秒より少ないと、刺激映像消失後の被験者運動の変化を評価するための計測データが不足するからである。
Each operation and process of the control calculation unit 130 will be explained. The instruction to display the measurement guidance is as follows: ``Motor evaluation measurement will be performed.Put both hands out in front of you, and rotate your hands in the same way as the hands on the screen.After 10 seconds, the image will be displayed.'' will disappear, but please rotate your hand for 15 seconds even after the image disappears.'' The subject's transition to measurement can be made smoother. In response to an instruction to display an example image on the display section 110, the video data 210 in the storage section 140 is displayed on the display section 110 as a moving image. The video data 210 may be video data or a collection of still image data. The subject is taught how to pronate and supinate the hand. The sensor 100 is instructed to start and stop measurement. During measurement, data is received from the sensor 100 and stored in the storage unit 140 as measurement data 230.
After the measurement is started and 10 seconds, which is the period 1, has elapsed, the display on the display unit 110 is stopped. At this point, the data of the sensor 100 is grouped as period 1 data and stored in the storage unit 140 as a group of measurement unit data 240 in units of 1 second. Thereafter, data from the sensor 100 is stored in one group as data for periods 2 to 4 every 5 seconds in the storage unit 140 as a group of measurement unit data 240 in units of 1 second.
15 seconds after the video is turned off, a message such as "Thank you for your hard work. Measurement is complete" is displayed on the display unit 110, and audio is also output.
After the measurement is completed, the relationship between the stimulation motion frequency 250 and the measurement unit data 230 is calculated, a representative value is calculated, and an evaluation value is obtained.
In this way, the control calculation unit 130 distinguishes between a video period in which the subject exercises in accordance with the video, and a non-video period in which the subject continues to exercise in accordance with the video in the video period after stopping the video. In addition, from the measurement data of the non-video period, the stimulated movement frequency component, which is the frequency component of the stimulating movement that repeats finger movements, and the stimulated movement extraneous component, which is the sum of one or more components from frequencies other than the stimulated movement frequency component. It has a calculation method that extracts the stimulated movement extra-component and the stimulated movement frequency component (a value obtained by dividing the stimulated movement extra-component by the stimulated movement frequency component), and calculates the value calculated by the calculation method as a function of brain function. This is the evaluation value of the failure or the original data of the evaluation value.
Note that the video presence period is at least 8 seconds or more, preferably 10 seconds or more. A measurement period of at least 3 seconds is required for the subject to recognize the movement shown in the video and to start moving in accordance with that movement, and a measurement period of at least 5 seconds is required to evaluate the subject's movement in accordance with the video. . Further, the video non-period is at least 10 seconds or more, preferably 15 seconds or more. This is because if it is shorter than 10 seconds, there will be insufficient measurement data for evaluating changes in the subject's movement after the stimulus image disappears.

記憶部140は、プログラム及びデータを記憶する部分である。不揮発性メモリと揮発性メモリから成る。不揮発性メモリには、プログラムや、手指運動を繰り返す動作を映像として例示するための例示データ200、例示データに対応した映像データ210など、値が確定したデータが記憶されている。
プログラムは、評価装置1の制御の手順を記述した部分である。評価装置1製造時に組み込まれていてもいいし、適宜、アプリケーションとして、後からインストールされても良い。
例示データ200、映像データ210は、被験者に運動をさせるためのガイドとなるデータである。そのため、例示データ200、映像データ210は、常に評価装置1内に記憶されている必要がある。計測データ230、計測単位データ240、基本周波数成分280、HIGH周波数成分290は、測定の都度、発生、計算されるデータであるので、揮発性メモリに記憶される。
The storage unit 140 is a part that stores programs and data. Consists of non-volatile memory and volatile memory. The nonvolatile memory stores data whose values have been determined, such as a program, example data 200 for illustrating repeated hand and finger movements as an image, and video data 210 corresponding to the example data.
The program is a part that describes the procedure for controlling the evaluation device 1. It may be incorporated when the evaluation device 1 is manufactured, or may be installed later as an application as appropriate.
The example data 200 and the video data 210 are data that serve as a guide for making the subject exercise. Therefore, the example data 200 and the video data 210 must always be stored in the evaluation device 1. The measurement data 230, the measurement unit data 240, the fundamental frequency component 280, and the HIGH frequency component 290 are data that is generated and calculated each time a measurement is performed, and therefore are stored in a volatile memory.

例示データ200、映像データ210、測定データ230、測定単位データ240について説明する。例示データ200は、手指を回内回外させる際の手指の角度を示す値であり、回内回外を1周期とし、1秒間で1周期することを示すものである。波形としては、連続したサイン波形となる。例示データとしては、少なくとも1周期の半分のデータを持ち、必要な回数繰り返す等、適宜使用する。例示データは、理想刺激運動データとも言う。
映像データ210は、例示データ200に対応した実際の手指の位置を示す映像の集合体である。例示データの1秒、1周期分に対して、少なくとも手指を1回回内回外する一往復のうち、片方向の動き分の映像群を持ち、適宜使用する。映像群は、静止画の集合でもいいし、1周期の動画データでも良い。
測定データ230は、各periodごとのデータであり、測定単位データ240は、測定データ230をさらに、分割したデータである。
25Hz程度までの周波数成分を抽出するため、データのサンプリング周波数は、最低で50Hz必要である。本実施例では、サンプリング周波数を100Hzとしている。従って、0.01秒間隔で、計測したデータ群となっている。
The example data 200, video data 210, measurement data 230, and measurement unit data 240 will be explained. The example data 200 is a value indicating the angle of the finger when pronating and supinating the finger, and indicates that pronation/supination is one cycle and one cycle occurs in one second. The waveform is a continuous sine waveform. As example data, data for at least half of one period is used, and data is used as appropriate, such as repeating it as many times as necessary. The example data is also referred to as ideal stimulation motion data.
The video data 210 is a collection of videos showing the actual positions of fingers corresponding to the example data 200. For one second and one period of the example data, a group of images for movement in one direction during at least one reciprocation of pronation and supination of the finger is provided and used as appropriate. The video group may be a collection of still images or one cycle of video data.
The measurement data 230 is data for each period, and the measurement unit data 240 is data obtained by further dividing the measurement data 230.
In order to extract frequency components up to about 25 Hz, the data sampling frequency needs to be at least 50 Hz. In this embodiment, the sampling frequency is 100 Hz. Therefore, this is a data group measured at 0.01 second intervals.

脳機能障害の評価値を求める際、測定するperiodについて、その全域のデータである測定データ230について、一括で処理することも考えられるが、突発的な変動などの、ノイズに近い動作を排除するために、測定単位データ240毎に、処理を行う。
分割する単位時間の長さは、手指運動を繰り返す動作の1周期以上である。処理にFFTを用いる場合、基本周波数の周期以上の期間が無いと基本周波数の抽出を十分に行うことができないからである。
本実施例では、基本周波数である1Hzの計測可能な期間として、測定データ230を1秒ごとに分割して、測定単位データ240とする。
つまり、計測データの計測期間を複数の単位期間に分割するものである。
各単位期間ごとに、理想刺激運動に対する測定値の特徴量を算出し、その代表値を、脳機能障害の評価値とする。
When calculating the evaluation value of brain dysfunction, it is possible to process the measurement data 230, which is data for the entire period, at once for the period to be measured, but it is necessary to eliminate movements that are close to noise, such as sudden fluctuations. Therefore, processing is performed for each measurement unit data 240.
The length of the unit time to be divided is equal to or longer than one cycle of repeated finger movements. This is because when FFT is used for processing, the fundamental frequency cannot be extracted sufficiently unless there is a period longer than the period of the fundamental frequency.
In this embodiment, the measurement data 230 is divided into units of 1 second each as measurement unit data 240, which is a measurable period of 1 Hz, which is the fundamental frequency.
In other words, the measurement period of measurement data is divided into a plurality of unit periods.
For each unit period, the characteristic amount of the measured value for the ideal stimulation exercise is calculated, and the representative value thereof is used as the evaluation value of brain dysfunction.

図3は、理想的な手指の回内回外運動である理想刺激運動と、理想刺激運動に対応する被験者の反応運動例の手指の角度値を示すグラフである。横軸は時間である。縦軸は、手指の回転の角度値である。
理想刺激運動は、サイン波形であり、1Hzの単一周波数である。
映像有期間である最初の10秒間、理想刺激運動の映像データに倣って、被験者が反応し、映像無期間である後半の15秒は、理想刺激運動の映像データを停止し、被験者が、理想刺激運動を推定かつ記憶し、反応した波形である。
最初の10秒は、刺激運動映像が提示されているので反応運動が理想刺激運動と大きく異なることは健常者ではない。しかし、10以降は刺激運動映像の提示が停止しているので、反応運動と理想刺激運動の差は補正されることなく蓄積して、相互の差は拡大する。
前半は、被験者が、理想刺激運動を見たままに、似せた運動を行うため、脳の記憶に関する部分の関与は少ない。後半は、過去に見えていた理想刺激運動についての記憶に基づき、運動を行うため、脳の記憶に関する部分の関与が大きくなる。
そのため、後半で、理想刺激運動とのずれが大きくなる被験者は、認知障害、軽度認知障害の特徴の一つである、直前の動作の記憶である短期記憶についての障害があると推定することができる。
FIG. 3 is a graph showing an ideal stimulation movement, which is an ideal pronation/supination movement of the fingers, and an angle value of the fingers in an example of the test subject's reaction movement corresponding to the ideal stimulation movement. The horizontal axis is time. The vertical axis is the rotation angle value of the fingers.
The ideal stimulation motion is a sinusoidal waveform and a single frequency of 1 Hz.
During the first 10 seconds, which is a video period, the subject responds according to the video data of the ideal stimulation movement, and during the latter 15 seconds, which is a non-video period, the video data of the ideal stimulation movement is stopped, and the subject responds to the ideal stimulation movement. This is a waveform obtained by estimating and memorizing the stimulus movement and responding to it.
For the first 10 seconds, the stimulated movement image is presented, so a healthy person will not notice that the reaction movement is significantly different from the ideal stimulated movement. However, since the presentation of the stimulated motion image is stopped after 10, the difference between the reaction motion and the ideal stimulated motion is accumulated without being corrected, and the mutual difference increases.
In the first half, the participants imitate the ideal stimulus movement while performing a similar movement, so the memory-related parts of the brain are less involved. In the latter half, the movement is performed based on the memory of the ideal stimulus movement seen in the past, so the memory-related parts of the brain become more involved.
Therefore, it can be assumed that subjects whose deviation from the ideal stimulated movement becomes large in the latter half of the period have an impairment in short-term memory, which is the memory of the previous movement, which is one of the characteristics of cognitive impairment and mild cognitive impairment. can.

刺激運動周波数250と測定データ230との関係を算出する方法として、NSM(Non Smoothness Measure)の値を算出する方法がある。
NSMとは、刺激運動を正弦波とした場合に、被験者の動きである計測単位データが、その正弦波とどの程度異なっているかを数値化するものである。
計測単位データ240を周波数成分に変換し、刺激運動周波数250と、それ以外のより高い周波数との信号強度の比率を算出する。
As a method of calculating the relationship between the stimulation movement frequency 250 and the measurement data 230, there is a method of calculating the value of NSM (Non Smoothness Measure).
NSM is a method of quantifying how much the measurement unit data, which is the movement of the subject, differs from the sine wave when the stimulus movement is a sine wave.
The measurement unit data 240 is converted into frequency components, and the ratio of signal strength between the stimulation movement frequency 250 and other higher frequencies is calculated.

具体的なNSMの算出手順を説明する。
測定単位データ240をFFT(fast fourier transform)によって、周波数成分ごとの信号強度と位相に変換する。本実施例では、手指を1Hz周期で回転させているので、基本周波数である刺激運動周波数250は、1Hzである。
周波数成分として、1、2,3,4,5、6,7,8,9・・・25Hzの成分が挙げられる。
信号強度の周波数成分グラフの例を図5に示す。基本周波数である刺激運動周波数250が1Hzである。2,3,4,5,6,7,8,9・・・25HzがHIGH周波数260となる。HIGH周波数の成分の信号強度合計が、HIGH周波数成分となる。
A specific NSM calculation procedure will be explained.
The measurement unit data 240 is converted into signal strength and phase for each frequency component by FFT (fast fourier transform). In this example, since the fingers are rotated at a cycle of 1 Hz, the stimulation movement frequency 250, which is the fundamental frequency, is 1 Hz.
The frequency components include 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9...25 Hz components.
An example of a frequency component graph of signal strength is shown in FIG. The stimulation movement frequency 250, which is the fundamental frequency, is 1 Hz. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9...25Hz becomes the HIGH frequency 260. The total signal strength of the HIGH frequency components becomes the HIGH frequency component.

周波数nの信号強度成分値をpnとすると、NSM(Non Smoothness Measure)の値は、
NSM=(p2+p3+p4+・・・+p25)/p1・・・(1)
(1)において、pnは、nHz成分の信号強度である。
基本周波数であるp1の信号強度値で、p2からp25の周波数成分の信号強度合計であるHIGH周波数成分を割った値である。
計測データ230が、理想刺激運動と同じ波形であれば、p2からp25の値はゼロであるので、NSMはゼロとなる、理想刺激運動との隔たりが大きいほど、p2からp25の値は大きくなり、NSM値は増加する。
言い換えれば、NSM値が大きければ、基準についてのぶれの成分量の比率が大きいことになる。
NSM値は、1秒単位のデータである測定単位データ240単位で算出される。
この例では、p2からp25のすべての値を加算したが、検査上有効と思われる成分のみを加算しても良いし、周波数ごとに重み付けを変更しても良い。
If the signal strength component value of frequency n is pn, the value of NSM (Non Smoothness Measure) is
NSM=(p2+p3+p4+...+p25)/p1...(1)
In (1), pn is the signal strength of the nHz component.
This is the value obtained by dividing the HIGH frequency component, which is the total signal strength of the frequency components p2 to p25, by the signal strength value of p1, which is the fundamental frequency.
If the measurement data 230 has the same waveform as the ideal stimulated movement, the values of p2 to p25 are zero, so the NSM is zero. The larger the gap from the ideal stimulated movement, the larger the values of p2 to p25. , the NSM value increases.
In other words, the larger the NSM value, the larger the ratio of the amount of blurring components with respect to the reference.
The NSM value is calculated in units of 240 units of measurement data, which are data in units of 1 second.
In this example, all values from p2 to p25 are added, but only components considered to be effective for testing may be added, or weighting may be changed for each frequency.

NSMは、理想刺激運動を基準とした被験者の反応運動を見るものであるので、理想刺激運動を例示画像として表示して、計測を開始する。
例えば、例示画像の表示無しとしてしまうと、基準がないことから、被験者は思い思いの運動周期で反応する。すると、計測の基準が、単位時間に、何回できたかを見るような形になりがちである。
被験者は、可能な限り、速く、手指を動かすことを強いられ、疲労してしまうことも多い。例示画像の表示は、被験者の負担を軽減する意味でも有効である。
本実施例では、例示データの周期を1秒周期としている。周期が短いと、高齢者等での負担が大きくなるからである。周期が1秒であれば、比較的ゆっくりとした周期であるので、被験者が、十分追従できる。
このような値とすることで、子供から高齢者まで多くの人について、容易に作業ができるので、精神的な負担なく、測定を行うことができる。
Since NSM observes the subject's reaction movement based on the ideal stimulation movement, measurement is started by displaying the ideal stimulation movement as an example image.
For example, if the example image is not displayed, the subject will react with his or her own movement cycle because there is no standard. Then, the standard of measurement tends to be to look at how many times something can be done per unit of time.
Subjects are forced to move their hands and fingers as fast as possible, often resulting in fatigue. Displaying example images is also effective in reducing the burden on the subject.
In this embodiment, the period of the example data is set to one second period. This is because if the cycle is short, the burden on elderly people and the like will increase. If the period is 1 second, the period is relatively slow and the subject can follow it sufficiently.
By setting such a value, the measurement can be easily performed on many people, from children to the elderly, without any mental burden.

測定単位データごとに、NSMで、刺激運動周波数と測定データとの関係を算出した後、NSM値群について、代表値を算出する。
例えば、5個のNSM値が算出された際、それらから代表値を算出する。
代表値としては、平均値、中央値、最小値などが考えられる。
また、標準偏差値、変動幅を用いることも考えられる。標準偏差値を用いることによって、被験者の運動の安定性を評価できる。健常者であれば、ばらつきは小さいので、標準偏差値は小さくなる。障害の程度が大きくなるほど、標準偏差値は大きくなるからである。
変動幅を用いることによって、被験者の手指の運動の変動の最大幅を把握することができる。健常者であれば、ブレの最大幅は、極めて小さくなるが、障害の程度が大きくなるほど、変動が大きくなるからである。
代表値が、平均値の場合は、5個のNSM値の平均を算出する。
例示画像を見ながら、手指を動かす場合など、測定データ230が比較的安定している場合は、NSM値に、バラツキ、ブレが少なく、ノイズは小さいことから、代表値として、平均値が有効である。
例示画像を見ずに、手指を動かす場合など、測定データが比較的不安定な場合には、NSM値にバラツキがあり、上下のぶれが大きいので、上下に振れた値を除外できる中央値が有効である。
After calculating the relationship between the stimulation movement frequency and the measurement data using NSM for each measurement unit data, a representative value is calculated for the NSM value group.
For example, when five NSM values are calculated, a representative value is calculated from them.
Possible representative values include an average value, median value, and minimum value.
It is also conceivable to use standard deviation values and fluctuation ranges. By using the standard deviation value, the stability of the subject's movement can be evaluated. If it is a healthy person, the variation is small, so the standard deviation value will be small. This is because the standard deviation value increases as the degree of disability increases.
By using the variation range, it is possible to grasp the maximum range of variation in the subject's finger movements. For a healthy person, the maximum width of blurring will be extremely small, but the greater the degree of disability, the greater the variation.
If the representative value is an average value, calculate the average of five NSM values.
If the measurement data 230 is relatively stable, such as when moving your fingers while looking at an example image, the average value is effective as a representative value because the NSM value has little variation, less blurring, and less noise. be.
If the measurement data is relatively unstable, such as when you move your fingers without looking at the example image, there will be variations in the NSM values and large vertical fluctuations, so the median value that can exclude the vertical fluctuations may be It is valid.

また、単純に左右それぞれの計測値を評価値とするのではなく、左右の値の差分、その絶対値を取っても良い。このような値を用いることで、左右の動作の違いから脳機能障害の種類を推定できる場合もある。 Furthermore, instead of simply using the left and right measured values as evaluation values, the difference between the left and right values and its absolute value may be taken. By using such values, it may be possible to estimate the type of brain dysfunction based on the difference in left and right movements.

図2、図4に沿って、測定手順について説明する。
図2は、測定の様子を模式的に表したものである。図に示すように、測定は両方の手について行う。
左右いずれかの手のみでも測定可能であるが、一般的に、左右の手指を同時に動かした場合には、左右の動きがきわめて良く同期する。また、左右の手を同期させて動かす際には、運動調節性能が向上する。両手動作の場合には、両手の協調とともにより広範囲の脳機能が連合として動作し、運動調節機能が向上すると考えられるからである。逆に、片手のみでの動作を実施した場合、運動の調整機能が劣化すると考えられる。
図4は、period1から4の例示データと測定データのグラフである。横軸は時間である。縦軸は、手指の回転の角度値であり、各periodにおける例示データの手の回転角度の波形と、被験者の手の回転角度の波形を表したものである。波形の上部に記載した連番は、測定単位データを順番に並べた測定単位データ番号220である。本実施例では、1秒単位で25秒間なので、1から25となる。
各periodの波形のデータが、波形データ230であり、各periodでの1秒単位のデータが、波形単位データ240である。
The measurement procedure will be explained with reference to FIGS. 2 and 4.
FIG. 2 schematically shows the state of the measurement. Measurements are taken on both hands as shown.
Although it is possible to measure with only either the left or right hand, generally speaking, when the left and right fingers are moved at the same time, the left and right movements are very well synchronized. Additionally, when moving the left and right hands in synchronization, motor coordination performance improves. This is because, in the case of bimanual movements, a wider range of brain functions operate in conjunction with the coordination of both hands, and motor control functions are thought to improve. On the other hand, if the movement is performed with only one hand, the ability to coordinate movement is considered to deteriorate.
FIG. 4 is a graph of exemplary data and measured data for periods 1 to 4. The horizontal axis is time. The vertical axis is the rotation angle value of the hand and fingers, and represents the waveform of the rotation angle of the hand of the example data in each period and the waveform of the rotation angle of the test subject's hand. The serial number written above the waveform is a measurement unit data number 220 in which the measurement unit data is arranged in order. In this embodiment, each second is 25 seconds, so the number ranges from 1 to 25.
The waveform data for each period is waveform data 230, and the data for each second in each period is waveform unit data 240.

測定は、4つのperiodが連続して行われる。period1は映像有期間であり、被験者は、表示部110の映像データ210に倣って、被験者の右手RH、被験者の左手LHを回内回外させる(図2上部)。
図4に沿って言えば、例示データ200に倣って、被験者が手を回転させ、例示データ200に近い動作を行う。従って、測定データ230は、例示データに近い形のデータとなる。
なお、測定データ230は、右手のデータと左手のデータの両方がある。
The measurement is performed in four consecutive periods. Period 1 is a video period, and the test subject pronates and supinates the test subject's right hand RH and the test subject's left hand LH, following the video data 210 on the display unit 110 (upper part of FIG. 2).
According to FIG. 4, the subject rotates his/her hand following the example data 200 and performs an action similar to the example data 200. Therefore, the measured data 230 is in a form close to the example data.
Note that the measurement data 230 includes both right-hand data and left-hand data.

period1に連続して、period2,3,4が行われる。
period2,3,4は、映像無しの期間であり、被験者は、表示部110の映像が消えた後も、引き続き、手を回内回外させる。(図2下部)。
period1には、被験者に動きを慣れさせる意味と、映像を記憶させる意味があるので、8秒以上必要である。本実施例では、余裕を見て10秒としている。
period2,3,4は、計測作業を行う部分である。period2は計測を行う期間であり5秒間の期間を要する。period3,4は、継続して手を回内回外させる期間である。
period2,3,4の合計期間は、10秒以上が適当である。本実施例では、余裕を見て、period2,3,4とも5秒とし、合計15秒としている。
図4に沿って言えば、被験者は、映像無期間であるperiod2,3,4の間、例示データ200の映像を思い出しながら、例示データ200に近い動作になるよう、手を回転させる。従って、測定データ230は、記憶の中の例示データに倣った形であり、period1よりも例示データとの差は大きくなる。
Continuing from period 1, periods 2, 3, and 4 are performed.
Periods 2, 3, and 4 are periods without images, and the subject continues to pronate and supinate the hand even after the image on the display unit 110 disappears. (Figure 2 bottom).
Period 1 has the purpose of allowing the subject to get used to the movements and memorizing the images, so it is necessary to be 8 seconds or more. In this embodiment, the time is set to 10 seconds to allow for some margin.
Periods 2, 3, and 4 are portions where measurement work is performed. Period 2 is a period during which measurement is performed and requires a period of 5 seconds. Periods 3 and 4 are periods in which the hand is continuously pronated and supinated.
The total period of periods 2, 3, and 4 is suitably 10 seconds or more. In this embodiment, periods 2, 3, and 4 are all set to 5 seconds, making a total of 15 seconds, taking into consideration a margin.
According to FIG. 4, during periods 2, 3, and 4, which are non-image periods, the subject rotates his/her hand so as to perform a motion similar to the example data 200 while remembering the image of the example data 200. Therefore, the measurement data 230 is in a form that follows the example data in memory, and the difference from the example data is greater than in period 1.

本実施例では、period2の波形データ230を評価値生成のために用いる。つまり、評価値生成に用いる、映像無期間の計測データは、映像無期間を複数の分割した際の最初の期間であるperiod2のみから取得する。
脳機能障害のうち、認知障害、軽度認知障害については、短期記憶について確認することが重要である。
period2は、刺激映像が消えた直後なので、非常に短期であるが、運動記憶に頼って手を動かしている部分である。そのため、period2のデータは、記憶と運動との連動についての相関を確認するために有効なデータといえる。
また、測定データにperiod2を用いる際の、period3、4の意味合いとしては、これらのデータを補助的に用いることもあるし、被験者に、period3,4まで手指を動かすことを指示することで、後半に、だれてしまうような被験者であっても、良好な前半のデータが取得できるので有効である。
In this embodiment, the waveform data 230 of period 2 is used to generate the evaluation value. That is, the measurement data of the no-video period used for generating the evaluation value is obtained only from period 2, which is the first period when the no-video period is divided into a plurality of segments.
Among brain dysfunctions, it is important to check short-term memory for cognitive impairment and mild cognitive impairment.
Period 2 is a period immediately after the stimulus image disappears, so it is very short-term, but it is a part where the hand is moved relying on motor memory. Therefore, the data of period 2 can be said to be effective data for confirming the correlation between memory and exercise.
Furthermore, when period 2 is used as the measurement data, periods 3 and 4 may be used as supplementary data, and by instructing the subject to move their fingers up to periods 3 and 4, it is possible to This method is effective because good data on the first half can be obtained even for subjects who become sluggish.

period2の右手と左手の波形単位データ240を選択する。波形単位データ240は波形単位データ番号が11から15の5つである。それぞれ5個である。
これらについて、NSM値を求める。
求まったNSM値について、右手、左手、各々の代表値として、中央値を求める。
評価値として、左右の手の代表値のいずれかを選択してもいいし、両方から導かれた数値としても良い。
The right-hand and left-hand waveform unit data 240 of period 2 are selected. The waveform unit data 240 has five waveform unit data numbers 11 to 15. There are 5 pieces each.
The NSM value is determined for these.
For the determined NSM values, the median value is determined as a representative value for each of the right and left hands.
As the evaluation value, either the representative value of the left or right hand may be selected, or a value derived from both may be used.

健常者の場合には、左右の手の動きは、きわめて良く同期する。従って、左右の手の動きは、ほぼ同じであるので、当然、左右のそれぞれの代表値も近い値となる。従って、代表値が十分良好な場合は、左右いずれの値を使っても十分である。
軽度認知障害(MCI)の検査の場合、左右差はあまりないと想定されるので、計測がより良好な右側の計測値に注目する。計測が良好であることが保証されている場合には、左右ともに解析し、左右それぞれの計測値の良い方若しくは悪い方を評価値とすることも考えられる。
算出された評価値に基づいて、被験者に対して、医師への相談を進めたり、定期的な検査を勧めたりしていく。
In healthy people, the movements of the left and right hands are extremely well synchronized. Therefore, since the movements of the left and right hands are almost the same, the representative values for the left and right hands are naturally close to each other. Therefore, if the representative value is sufficiently good, it is sufficient to use either the left or right value.
In the case of testing for mild cognitive impairment (MCI), it is assumed that there is not much difference between the left and right sides, so we focus on the measured values on the right side, where the measurements are better. If it is guaranteed that the measurements are good, it may be possible to analyze both the left and right sides and use the better or worse of the left and right measured values as the evaluation value.
Based on the calculated evaluation values, the test subject will be advised to consult a doctor or have regular tests performed.

このように、本実施例によれば、脳機能障害の、特に、認知障害、軽度認知障害の評価について、対象者に、多くの質問等を行ったり、器具等の装着を行うことなく評価できるので、対象者の負担が少なく、容易に評価を行うことができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to evaluate brain dysfunction, particularly cognitive impairment and mild cognitive impairment, without asking the subject many questions or wearing any equipment. Therefore, the burden on the subject is small and evaluation can be performed easily.

また、本実施例によれば、わずか、25秒で、認知障害、軽度認知障害の数値評価が可能であり、検査効率を向上させることができる。 Further, according to this embodiment, it is possible to numerically evaluate cognitive impairment and mild cognitive impairment in just 25 seconds, and the testing efficiency can be improved.

さらに、本実施例によれば、測定の基準として、映像があるので、個人のバラツキが少なく、精度よく、データを収集することができる。 Furthermore, according to this embodiment, since images are used as a measurement standard, there is little variation among individuals, and data can be collected with high accuracy.

またさらに、本実施例によれば、繰り返し動作が1秒に一回であるので、動作自体は、お年寄りでも、楽に行うことができる。 Furthermore, according to this embodiment, since the operation is repeated once every second, even the elderly can perform the operation easily.

実施例として、手指の回内回外を繰り返す運動について説明したが、本発明は、手指運動を繰り返す動作であれば、他の動作でもよい。例えば、図6に示すように、親指と人差し指を付けたり、離したりする動作でも良い。
まず、図6の上部のように、画面110に、手本となり画像を表示させ、被験者は、それに倣って、親指と人差し指を付けたり離したりする。被験者の手指の動きは、カメラを通して、画像処理を行い、波形とする。
被験者は、手本となる画像に倣って、ゆっくりと指を動かせばいいので、被験者の精神的負担を小さくすることができる。
As an example, an exercise of repeating pronation and supination of the fingers has been described, but the present invention may be applied to other movements as long as the movements of the fingers are repeated. For example, as shown in FIG. 6, it may be a motion of touching and separating the thumb and index finger.
First, as shown in the upper part of FIG. 6, a model image is displayed on the screen 110, and the subject follows the pattern by touching and separating the thumb and index finger. The subject's finger movements are processed through a camera and converted into waveforms.
Since the test subject only has to move their fingers slowly following the model image, the mental burden on the test subject can be reduced.

実施例として、period2の計測データを用いた例を説明したが、period1を用いることで、被験者の測定時間を短くすることができる。
例示無しの期間での測定を行う際には、合計18~25秒程度の時間がかかるが、例示有りのみの場合は、8~10秒程度でよいので、被験者の負担をさらに軽減することができる。
尚、測定時間は、被験者の手指の動きの慣れ、計測の精度から、少なくとも8秒以上必要であるが、以下の本実施例では、余裕を見て10秒としている。
As an example, an example using the measurement data of period 2 has been described, but by using period 1, the measurement time for the subject can be shortened.
When measuring in a period without examples, it takes a total of about 18 to 25 seconds, but in the case of only examples, it only takes about 8 to 10 seconds, which further reduces the burden on the subject. can.
Note that the measurement time is required to be at least 8 seconds or more in view of the test subject's familiarity with finger movements and the accuracy of measurement, but in this example below, it is set to 10 seconds to allow for some margin.

測定は、period1、10秒のみである。period1は映像有期間であり、被験者は、表示部110の映像データ210に倣って、被験者の右手RH、被験者の左手LHを回内回外させる(図2上部)。
図4に沿って言えば、period1で完了するので、10秒間、例示データ200に倣って、被験者が手を回転させ、例示データ200に近い動作を行うのみで測定が完了する。
period1の右手と左手の波形単位データ240、それぞれ10個、計20個について、それぞれのNSM値を算出する。右手、左手それぞれに、代表値を算出する。例示データに倣った動作であり、変動は少ない場合が多いので、代表値は平均値とする。
右手、左手の代表値のいずれか、または両方を用いて、評価値を算出する。
The measurement is only for period 1, 10 seconds. Period 1 is a video period, and the test subject pronates and supinates the test subject's right hand RH and the test subject's left hand LH, following the video data 210 on the display unit 110 (upper part of FIG. 2).
According to FIG. 4, the measurement is completed in period 1, so the measurement is completed by simply having the subject rotate his hand and perform a motion similar to the example data 200 for 10 seconds, following the example data 200.
NSM values are calculated for each of the right-hand and left-hand waveform unit data 240 of period 1, 10 pieces each, 20 pieces in total. Calculate representative values for each of the right and left hands. Since the operation is based on example data and there is often little variation, the representative value is an average value.
The evaluation value is calculated using either or both of the representative values of the right hand and the left hand.

被験者は、10秒という短時間で、スピーディーに、認知障害、軽度認知障害等の脳機能障害についての検査を受けることができるので、検査へのハードルも低くなり、検査の機会を増やすことができる。
そして、検査で、医師の確認が必要と判断された場合は、その旨を通知し、診断を促すことができる。
Subjects can undergo tests for brain dysfunction such as cognitive impairment and mild cognitive impairment quickly in just 10 seconds, lowering the hurdles to testing and increasing the number of opportunities for testing. .
If the test determines that a doctor's confirmation is required, a notification to that effect can be sent to prompt a diagnosis.

本発明に係る評価システムは、短時間で検査が可能であることから、特定の個人について、定期的に、検査を行い、評価値の変化を確認することで、脳機能障害についての微妙な変化を確認することができる。
従って、定期的な健康診断等に取り入れることも有益である。
Since the evaluation system according to the present invention can be tested in a short time, it is possible to periodically test a specific individual and check for changes in evaluation values, thereby detecting subtle changes in brain dysfunction. can be confirmed.
Therefore, it is also beneficial to incorporate it into regular health checkups.

本発明は、脳機能障害の評価システムに関するものであり、脳機能障害の評価を数値化できる点が特徴の一つである。
脳機能障害の一つとして、認知症がある。認知症は、徐々に進行していく病気であり、且つ、完治が難しい病気である。そのため、進行状況を数値化できる本発明は、認知症の判別、評価のためのシステムとして有効である。
また、認知症の初期である軽度認知障害(MCI)の判別は、認知症よりもさらに判別が難しい。
本発明であれば、短時間で、軽度認知障害(MCI)についての検査が必要か否かの目安とすることができる。
定期健診等の際、本発明の脳機能障害評価システムを用いることによって、認知症の早期発見に寄与することができる。
また、個人ごとに脳機能障害評価値を管理するによって、脳機能障害、認知症、軽度認知障害(MCI)についての進行の度合いを、高精度で確認することができ、認知症、軽度認知障害(MCI)の早期発見に寄与することができる。
The present invention relates to an evaluation system for brain dysfunction, and one of its features is that the evaluation of brain dysfunction can be quantified.
Dementia is one type of brain dysfunction. Dementia is a disease that progresses gradually and is difficult to completely cure. Therefore, the present invention, which can quantify the progress status, is effective as a system for determining and evaluating dementia.
Furthermore, it is even more difficult to identify mild cognitive impairment (MCI), which is the early stage of dementia, than dementia.
According to the present invention, it is possible to determine whether or not a test for mild cognitive impairment (MCI) is necessary in a short time.
By using the brain dysfunction evaluation system of the present invention during regular medical checkups, etc., it is possible to contribute to early detection of dementia.
In addition, by managing brain dysfunction evaluation values for each individual, it is possible to confirm the degree of progress of brain dysfunction, dementia, and mild cognitive impairment (MCI) with high accuracy. This can contribute to the early detection of (MCI).

本発明に係る脳機能障害評価システムは、脳機能障害、特に、認知障害、軽度認知障害の評価を容易に、精度よく行うシステムとして産業上の利用可能性は大きいと解する。 It is understood that the brain dysfunction evaluation system according to the present invention has great industrial applicability as a system that easily and accurately evaluates brain dysfunction, particularly cognitive impairment and mild cognitive impairment.

1 評価装置
100 センサ
110 表示部
120 スピーカ
130 制御演算部
140 記憶部
200 例示データ
210 映像データ
220 測定単位データ番号
230 測定データ
240 測定単位データ
250 刺激運動周波数(基本周波数)
260 HIGH周波数
LH 被験者の左手
RH 被験者の右手
1 Evaluation device 100 Sensor 110 Display section 120 Speaker 130 Control calculation section 140 Storage section 200 Example data 210 Video data 220 Measurement unit data number 230 Measurement data 240 Measurement unit data 250 Stimulation movement frequency (fundamental frequency)
260 HIGH frequency LH Subject's left hand RH Subject's right hand

Claims (11)

脳機能障害評価システムであって、
手指運動を繰り返す動作を映像として例示するための例示データを記憶する記憶部と、該例示データに対応した映像データを映し出す表示部と、被験者の運動を計測するセンサと、表示部への例示データの表示の指示及び取得した測定データの演算を行う制御演算部と、で構成され、
該制御演算部は、該映像に倣って該被験者が運動を行う映像有期間を持つと共に、
該映像有期間の計測データから、該手指運動を繰り返す刺激動作の周波数成分である刺激運動周波数の成分と、該刺激運動周波数成分以外の周波数から1つ以上の成分の和である刺激運動外成分を抽出し、該刺激運動外成分と該刺激運動周波数成分の比を算出する計算方法を持ち、
該計算方法により算出した値を、脳機能障害の評価値とすることを特徴とする脳機能障害評価システム。
A brain dysfunction evaluation system,
A storage unit that stores example data for illustrating repetitive finger movements as an image, a display unit that displays video data corresponding to the example data, a sensor that measures the exercise of the subject, and example data to the display unit. a control calculation unit that performs display instructions and calculations of the acquired measurement data;
The control calculation unit has a video period in which the subject exercises in imitation of the video, and
From the measurement data of the video period, a stimulated motion frequency component that is a frequency component of the stimulating motion that repeats the finger movement, and a stimulated motion extra-component that is the sum of one or more components from frequencies other than the stimulated motion frequency component. and has a calculation method for calculating the ratio of the stimulated motion extra-component and the stimulated motion frequency component,
A brain dysfunction evaluation system characterized in that a value calculated by the calculation method is used as an evaluation value of brain dysfunction.
脳機能障害評価システムであって、
手指運動を繰り返す動作を映像として例示するための例示データを記憶する記憶部と、該例示データに対応した映像データを映し出す表示部と、被験者の運動を計測するセンサと、表示部への例示データの表示の指示及び取得した測定データの演算を行う制御演算部と、で構成され、
該制御演算部は、該映像に倣って該被験者が運動を行う映像有期間と、
該映像を停止した後、該映像有期間の映像に倣って引き続き該被験者が運動を行う映像無期間とを持つと共に、
該映像無期間の計測データから、該手指運動を繰り返す刺激動作の周波数成分である刺激運動周波数の成分と、該刺激運動周波数成分以外の周波数から1つ以上の成分の和である刺激運動外成分を抽出し、該刺激運動外成分と該刺激運動周波数成分の比を算出する計算方法を持ち、
該計算方法により算出した値を、脳機能障害の評価値とすることを特徴とする脳機能障害評価システム。
A brain dysfunction evaluation system,
A storage unit that stores example data for illustrating repetitive finger movements as an image, a display unit that displays video data corresponding to the example data, a sensor that measures the exercise of the subject, and example data to the display unit. a control calculation unit that performs display instructions and calculations of the acquired measurement data;
The control calculation unit includes a video period during which the subject exercises in imitation of the video;
After stopping the video, there is a non-video period in which the subject continues to exercise in imitation of the video during the video period, and
From the measurement data of the non-video period, a stimulated movement frequency component which is a frequency component of the stimulating movement that repeats the finger movement, and a stimulated movement extraneous component which is the sum of one or more components from frequencies other than the stimulated movement frequency component. and has a calculation method for calculating the ratio of the stimulated motion extra-component and the stimulated motion frequency component,
A brain dysfunction evaluation system characterized in that a value calculated by the calculation method is used as an evaluation value of brain dysfunction.
前記計測データの計測期間を複数の単位期間に分割し、
各単位期間ごとに該計算方法で算出した値の代表値を、脳機能障害の評価値とすることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の脳機能障害評価システム。
Divide the measurement period of the measurement data into a plurality of unit periods,
3. The brain dysfunction evaluation system according to claim 1, wherein a representative value of the values calculated by the calculation method for each unit period is used as an evaluation value of brain dysfunction.
前記代表値は、平均値であることを特徴とする請求項3に記載の脳機能障害評価システム。 The brain dysfunction evaluation system according to claim 3, wherein the representative value is an average value. 前記代表値は、中央値であることを特徴とする請求項3に記載の脳機能障害評価システム。 The brain dysfunction evaluation system according to claim 3, wherein the representative value is a median value. 前記単位期間の長さは、前記手指運動を繰り返す動作の1周期以上であることを特徴とする請求項3に記載の脳機能障害評価システム。 4. The brain dysfunction evaluation system according to claim 3, wherein the length of the unit period is one or more cycles of the repetitive hand and finger movements. 前記映像有期間は8秒以上であり、前記映像無期間は10秒以上であることを特徴とする請求項2に記載の脳機能障害評価システム。 3. The brain dysfunction evaluation system according to claim 2, wherein the video period is 8 seconds or more, and the video non-video period is 10 seconds or more. 前記映像無期間の計測データは、前記映像無期間を複数に分割した際の最初の期間のみから取得することを特徴とする請求項2に記載の脳機能障害評価システム。 3. The brain dysfunction evaluation system according to claim 2, wherein the measurement data of the non-video period is obtained only from the first period when the non-video period is divided into a plurality of periods. 前記手指運動を繰り返す動作は、前記両手指について行われ、前記両手指ごとに代表値を算出し、算出した値の良い方若しくは悪い方を前記評価値とすることを特徴とする請求項3に記載の脳機能障害評価システム。 4. The operation of repeating finger movements is performed for the fingers of both hands, a representative value is calculated for each finger of both hands, and a better or worse calculated value is used as the evaluation value. Described brain dysfunction evaluation system. 認知障害の評価に用いることを特徴とする請求項3に記載の脳機能障害評価システム。 The brain dysfunction evaluation system according to claim 3, which is used for evaluating cognitive impairment. 軽度認知障害の評価に用いることを特徴とする請求項3に記載の脳機能障害評価システム。

The brain dysfunction evaluation system according to claim 3, which is used for evaluation of mild cognitive impairment.

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2022061625A (en) 2020-10-07 2022-04-19 国立大学法人宇都宮大学 Drug effect evaluation system for dyskinesia

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019054988A (en) 2017-09-21 2019-04-11 恭太 青木 Motor coordination evaluation method and program
JP2022061625A (en) 2020-10-07 2022-04-19 国立大学法人宇都宮大学 Drug effect evaluation system for dyskinesia

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
山田恭子 ほか,アルツハイマー型認知症高齢者の音楽能力に関する予備的研究,佛教大学保健医療技術学部論集,2008年03月,no. 2,pp. 1-9

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