JPH0654808A - 注視点マスキングによる医療診断装置 - Google Patents
注視点マスキングによる医療診断装置Info
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- JPH0654808A JPH0654808A JP4215150A JP21515092A JPH0654808A JP H0654808 A JPH0654808 A JP H0654808A JP 4215150 A JP4215150 A JP 4215150A JP 21515092 A JP21515092 A JP 21515092A JP H0654808 A JPH0654808 A JP H0654808A
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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- A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
- A61B3/113—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining or recording eye movement
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- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
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- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
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- G16H10/20—ICT specially adapted for the handling or processing of patient-related medical or healthcare data for electronic clinical trials or questionnaires
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- G16H40/00—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices
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- G16H40/63—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices for local operation
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- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は注射などによる苦痛を伴うことな
く、問診などによる主観的判断によらず客観的に脳機能
に関係する疾患を診断できるような注視点マスキングに
よる医療診断装置を提供することを主要な特徴とする。 【構成】 被験者の眼球の動きを眼球運動検出部２で検
出し、頭部の動きを頭部運動検出部３で検出すると、視
線演算部１はこれらの検出出力に応じて、視線を演算す
る。提示画像生成部６は課題となる画像を生成し、課題
提示部９に提示する。注視点判定部４が被験者の視線の
注視点を判定すると、マスキング画像生成部７で生成さ
れたマスキング画像を画像合成部５によって課題の画像
に嵌込み、課題提示部９に提示する。痴呆信号度判定部
１１はそのときの被験者の視線の特徴的動きおよび所定
の課題に対する正答率などによりアルツハイマー型痴呆
症の進行度およびその可能性を判定する。
く、問診などによる主観的判断によらず客観的に脳機能
に関係する疾患を診断できるような注視点マスキングに
よる医療診断装置を提供することを主要な特徴とする。 【構成】 被験者の眼球の動きを眼球運動検出部２で検
出し、頭部の動きを頭部運動検出部３で検出すると、視
線演算部１はこれらの検出出力に応じて、視線を演算す
る。提示画像生成部６は課題となる画像を生成し、課題
提示部９に提示する。注視点判定部４が被験者の視線の
注視点を判定すると、マスキング画像生成部７で生成さ
れたマスキング画像を画像合成部５によって課題の画像
に嵌込み、課題提示部９に提示する。痴呆信号度判定部
１１はそのときの被験者の視線の特徴的動きおよび所定
の課題に対する正答率などによりアルツハイマー型痴呆
症の進行度およびその可能性を判定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は注視点マスキングによ
る医療診断装置に関し、特に、被験者の視線を検出して
アルツハイマー型痴呆症などの脳機能に関係する疾患を
診断できるような注視点マスキングによる医療診断装置
に関する。
る医療診断装置に関し、特に、被験者の視線を検出して
アルツハイマー型痴呆症などの脳機能に関係する疾患を
診断できるような注視点マスキングによる医療診断装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルツハイマー型痴呆症の患者数は、ア
メリカで約４００万人，日本でも約１００万人に上ると
推定されている。日本人に多い脳血管障害性痴呆症など
の老人性痴呆に比べ、アルツハイマー型痴呆症は原因が
不明であり、早期診断，治療のためにもその究明が急が
れている。しかし、脳血管性痴呆症とアルツハイマー型
痴呆症とでは、その症例が典型でないときは鑑別が難し
く、発症後経過，薬物治療法などはそれぞれ異なること
から、より正確な鑑別法の提案が望まれていた。
メリカで約４００万人，日本でも約１００万人に上ると
推定されている。日本人に多い脳血管障害性痴呆症など
の老人性痴呆に比べ、アルツハイマー型痴呆症は原因が
不明であり、早期診断，治療のためにもその究明が急が
れている。しかし、脳血管性痴呆症とアルツハイマー型
痴呆症とでは、その症例が典型でないときは鑑別が難し
く、発症後経過，薬物治療法などはそれぞれ異なること
から、より正確な鑑別法の提案が望まれていた。
【０００３】従来からの両者の鑑別法としては、Hachin
ski の虚血点数表などが提案されている。この虚血点数
表は、過去に脳溢血や脳梗塞に罹ったかどうかに応じて
点数を付けていき、それがある点数を越えると脳血管性
と判断し、そうでなければアルツハイマー型痴呆症と判
断するものである。しかしながら、この方法では、その
患者に脳血管障害などの既往症がなければ、鑑別が難し
くなるという問題点がある。
ski の虚血点数表などが提案されている。この虚血点数
表は、過去に脳溢血や脳梗塞に罹ったかどうかに応じて
点数を付けていき、それがある点数を越えると脳血管性
と判断し、そうでなければアルツハイマー型痴呆症と判
断するものである。しかしながら、この方法では、その
患者に脳血管障害などの既往症がなければ、鑑別が難し
くなるという問題点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】アルツハイマー型痴呆
症では、比較的病初期から視覚認識障害や行為障害など
の「道具機能」の障害とされる神経心理学的症状が出現
することが知られている。このことに着目して、藤井他
は、眼球運動を用いて次のような分析を行ない報告をし
ている。すなわち、向かって左側の立方体の原図を見な
がら、その右側に立方体を模写するという課題で、構成
障害が明らかでない初期のステージＩのアルツハイマー
型痴呆症患者でも、注視点分布の異常や両図形から逸脱
した短振幅のサッカードの発生や長時間注視点が同じ地
点に停留するなど、一点を見詰めることができないとい
う症状、いわゆるBalint症候群類似の特徴的な所見を得
ている。これらの原因について、アルツハイマー型痴呆
症では、ＭＩＲ（核磁気共鳴）検査から空間視に関係す
る頭頂葉の機能に障害が生じていると考えられることか
ら、頭頂葉を中心とした後方連合野の機能低下による構
成障害や眼球運動の障害などの外空間視の障害による奥
行知覚や目標地点の位置の認識の機能低下など、眼球運
動系の座標と体中心の座標との間などの座標変換系の障
害や視運動協調機構障害の可能性を示唆している。ま
た、注視時間の延長については、記憶との関係について
考察している。
症では、比較的病初期から視覚認識障害や行為障害など
の「道具機能」の障害とされる神経心理学的症状が出現
することが知られている。このことに着目して、藤井他
は、眼球運動を用いて次のような分析を行ない報告をし
ている。すなわち、向かって左側の立方体の原図を見な
がら、その右側に立方体を模写するという課題で、構成
障害が明らかでない初期のステージＩのアルツハイマー
型痴呆症患者でも、注視点分布の異常や両図形から逸脱
した短振幅のサッカードの発生や長時間注視点が同じ地
点に停留するなど、一点を見詰めることができないとい
う症状、いわゆるBalint症候群類似の特徴的な所見を得
ている。これらの原因について、アルツハイマー型痴呆
症では、ＭＩＲ（核磁気共鳴）検査から空間視に関係す
る頭頂葉の機能に障害が生じていると考えられることか
ら、頭頂葉を中心とした後方連合野の機能低下による構
成障害や眼球運動の障害などの外空間視の障害による奥
行知覚や目標地点の位置の認識の機能低下など、眼球運
動系の座標と体中心の座標との間などの座標変換系の障
害や視運動協調機構障害の可能性を示唆している。ま
た、注視時間の延長については、記憶との関係について
考察している。
【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、注
視点部を所望の時間後に所望の大きさの所定のパターン
で所定時間マスキングし、そのときの患者の視線の特徴
的動き，所定の課題に対する正解率などにより、注射な
どによる苦痛を伴うことなく、また問診などによる主観
的判断によらず、客観的に脳機能に関係する症状につい
て診断できるような注視点マスキングによる医療診断装
置を提供することである。
視点部を所望の時間後に所望の大きさの所定のパターン
で所定時間マスキングし、そのときの患者の視線の特徴
的動き，所定の課題に対する正解率などにより、注射な
どによる苦痛を伴うことなく、また問診などによる主観
的判断によらず、客観的に脳機能に関係する症状につい
て診断できるような注視点マスキングによる医療診断装
置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
被験者の視線を検出して脳機能に関係する疾患を診断す
る医療診断装置であって、被験者の眼球の動きを検出す
る眼球運動検出手段と、その検出出力に応じて被験者の
実際の視線の動きを演算する視線演算手段と、被験者に
診断のための課題となる画像を提示する画像提示手段
と、演算された空間内の視線の動きに注視点が生じたと
きに、注視点後の任意の時間に任意の大きさの所望のマ
スキング画像を任意の時間だけ提示された画像に嵌込む
画像嵌込み手段と、マスキング画像を提示された画像に
嵌込んだときの視線演算手段によって演算された視線の
動きに応じて脳機能に関係する疾患の有無を判定する判
定手段とを備えて構成される。
被験者の視線を検出して脳機能に関係する疾患を診断す
る医療診断装置であって、被験者の眼球の動きを検出す
る眼球運動検出手段と、その検出出力に応じて被験者の
実際の視線の動きを演算する視線演算手段と、被験者に
診断のための課題となる画像を提示する画像提示手段
と、演算された空間内の視線の動きに注視点が生じたと
きに、注視点後の任意の時間に任意の大きさの所望のマ
スキング画像を任意の時間だけ提示された画像に嵌込む
画像嵌込み手段と、マスキング画像を提示された画像に
嵌込んだときの視線演算手段によって演算された視線の
動きに応じて脳機能に関係する疾患の有無を判定する判
定手段とを備えて構成される。
【０００７】より好ましくは、被験者の頭部の動きを検
出する頭部運動検出手段を設け、被験者が提示された画
像を注視しているときの頭部運動検出手段の検出出力と
眼球運動検出手段の検出出力とに応じて、被験者の実際
の視線の動きを演算する。
出する頭部運動検出手段を設け、被験者が提示された画
像を注視しているときの頭部運動検出手段の検出出力と
眼球運動検出手段の検出出力とに応じて、被験者の実際
の視線の動きを演算する。
【０００８】さらに、より好ましくは、演算された視線
の動きに応じて、注視時間分布，眼球運動速度分布およ
び視線の軌跡を演算して脳機能に関係する疾患の有無を
判定する。
の動きに応じて、注視時間分布，眼球運動速度分布およ
び視線の軌跡を演算して脳機能に関係する疾患の有無を
判定する。
【０００９】より好ましくは、マスキング画像を提示さ
れた画像に嵌込んだ時間と課題に対する正解率とから脳
機能に関係する疾患の有無を判定する。
れた画像に嵌込んだ時間と課題に対する正解率とから脳
機能に関係する疾患の有無を判定する。
【００１０】
【作用】この発明に係る注視点マスキングによる医療診
断装置は、被験者に診断のための課題となる画像を提示
し、被験者の視線の動きに注視点が生じたときに、注視
点後の任意の時間に任意の大きさの所望のマスキング画
像を任意の時間だけ提示された画像に嵌込み、そのとき
の視線の動きに応じて脳機能に関係する疾患の有無を判
定するようにしたので、注射などによる苦痛を伴うこと
なく、また問診などによる主観的判断によらず、客観的
に脳機能に関係する疾患を診断できる。
断装置は、被験者に診断のための課題となる画像を提示
し、被験者の視線の動きに注視点が生じたときに、注視
点後の任意の時間に任意の大きさの所望のマスキング画
像を任意の時間だけ提示された画像に嵌込み、そのとき
の視線の動きに応じて脳機能に関係する疾患の有無を判
定するようにしたので、注射などによる苦痛を伴うこと
なく、また問診などによる主観的判断によらず、客観的
に脳機能に関係する疾患を診断できる。
【００１１】
【実施例】図１はこの発明の一実施例のブロック図であ
る。図１を参照して、視線演算部１は被験者の視線位置
を演算するものである。眼球運動検出部２は被験者の眼
球の動きを検出し、その検出出力を視線演算部１に与え
る。頭部運動検出部３は被験者の頭部の動きを検出する
ものであり、その検出出力を視線演算部１に与える。視
線演算部１は被験者の視線位置を演算すると、その演算
結果を注視点判定部４に与える。注視点判定部４は視線
位置に応じて、被験者の注視点を判定する。
る。図１を参照して、視線演算部１は被験者の視線位置
を演算するものである。眼球運動検出部２は被験者の眼
球の動きを検出し、その検出出力を視線演算部１に与え
る。頭部運動検出部３は被験者の頭部の動きを検出する
ものであり、その検出出力を視線演算部１に与える。視
線演算部１は被験者の視線位置を演算すると、その演算
結果を注視点判定部４に与える。注視点判定部４は視線
位置に応じて、被験者の注視点を判定する。
【００１２】提示画像生成部６は診断のための課題とな
る被験者に提示する画像を生成するものであり、その画
像信号を画像合成部５に与える。マスキング画像生成部
７は被験者に提示した画像のうち、被験者の注視してい
る注視点部を所望の時間後に所望の大きさの所定のマス
キングパターンで所定時間マスキングするための画像信
号を生成する。この画像信号は画像合成部５に与えられ
る。
る被験者に提示する画像を生成するものであり、その画
像信号を画像合成部５に与える。マスキング画像生成部
７は被験者に提示した画像のうち、被験者の注視してい
る注視点部を所望の時間後に所望の大きさの所定のマス
キングパターンで所定時間マスキングするための画像信
号を生成する。この画像信号は画像合成部５に与えられ
る。
【００１３】実験制御部８は画像合成部５で合成された
画像を課題提示部９に提示するとともに、データ記録部
１０にデータを記録させたり、痴呆進行度判定部１１に
よって痴呆症の進行度を判定させる。課題提示部９はた
とえばＣＲＴディスプレイなどが用いられ、画像合成部
５で合成された画像を表示する。データ記録部１０はマ
スキング開始時間とカウント正答率などのデータを記録
する。痴呆進行度判定部１１はカウント正答率眼球運動
からアルツハイマー型痴呆症の可能性を判定する。さら
に、実験制御部８には入力部１３が接続されている。入
力部１３は、被験者が課題となる画像をカウントしたと
き、その値を入力するためのものである。
画像を課題提示部９に提示するとともに、データ記録部
１０にデータを記録させたり、痴呆進行度判定部１１に
よって痴呆症の進行度を判定させる。課題提示部９はた
とえばＣＲＴディスプレイなどが用いられ、画像合成部
５で合成された画像を表示する。データ記録部１０はマ
スキング開始時間とカウント正答率などのデータを記録
する。痴呆進行度判定部１１はカウント正答率眼球運動
からアルツハイマー型痴呆症の可能性を判定する。さら
に、実験制御部８には入力部１３が接続されている。入
力部１３は、被験者が課題となる画像をカウントしたと
き、その値を入力するためのものである。
【００１４】図２は図１に示した眼球運動検出部と頭部
運動検出部とをゴーグルへ装着した例を示す図であり、
図３は頭部運動検出部の具体例を示す図であり、図４は
眼球運動検出部の具体例を示す図である。
運動検出部とをゴーグルへ装着した例を示す図であり、
図３は頭部運動検出部の具体例を示す図であり、図４は
眼球運動検出部の具体例を示す図である。
【００１５】図２に示したゴーグル１２は被験者が装着
するものであって、一方側の下部には眼球運動検出部２
が設けられる。眼球運動検出部２は図４（ａ）に示すよ
うに、中央に設けられた発光ダイオード２１とその両側
に設けられたフォトダイオード２２，２３とを含む。発
光ダイオード２１は比較的指向性の広い±２１°程度の
赤外線投射の発光ダイオードが用いられ、フォトダイオ
ード２２，２３は指向性の鋭い±１０°程度のものが用
いられる。発光ダイオード２１から眼球２６に投射され
た光は、図４（ｂ），（ｃ）に示すように、黒眼２７
と、白眼２８とで反射率が異なり、この反射率の違いを
オペアンプ２５で差を取れば、図４（ｂ）に示すように
水平（左右）の出力となり、図４（ｃ）に示すようにオ
ペアンプ２４で和を取れば垂直（上下）の出力となる。
するものであって、一方側の下部には眼球運動検出部２
が設けられる。眼球運動検出部２は図４（ａ）に示すよ
うに、中央に設けられた発光ダイオード２１とその両側
に設けられたフォトダイオード２２，２３とを含む。発
光ダイオード２１は比較的指向性の広い±２１°程度の
赤外線投射の発光ダイオードが用いられ、フォトダイオ
ード２２，２３は指向性の鋭い±１０°程度のものが用
いられる。発光ダイオード２１から眼球２６に投射され
た光は、図４（ｂ），（ｃ）に示すように、黒眼２７
と、白眼２８とで反射率が異なり、この反射率の違いを
オペアンプ２５で差を取れば、図４（ｂ）に示すように
水平（左右）の出力となり、図４（ｃ）に示すようにオ
ペアンプ２４で和を取れば垂直（上下）の出力となる。
【００１６】頭部運動検出部３は図３に示すように、磁
気センサで構成される。すなわち、頭部運動検出部３は
ソース３１となる直交コイルと、センサ３２となる直交
コイルとを含む。制御部３３からの指令に応じて、ドラ
イブ回路３４がソース３１の直交コイルを駆動して磁界
を発生させる。頭部運動検出部３を装着した被験者が動
くと、センサ３２に電圧が誘起され、この電圧を検出回
路３５が検出し、その検出出力を制御部３３が演算する
ことにより、頭部の移動に応じたデータが出力される。
気センサで構成される。すなわち、頭部運動検出部３は
ソース３１となる直交コイルと、センサ３２となる直交
コイルとを含む。制御部３３からの指令に応じて、ドラ
イブ回路３４がソース３１の直交コイルを駆動して磁界
を発生させる。頭部運動検出部３を装着した被験者が動
くと、センサ３２に電圧が誘起され、この電圧を検出回
路３５が検出し、その検出出力を制御部３３が演算する
ことにより、頭部の移動に応じたデータが出力される。
【００１７】図５は被験者を中心とした頭部座標系につ
いてその原理を示す図である。次に、図５を参照して、
頭部運動検出部３によって検出される頭部座標系につい
て説明する。頭部座標系は、図５（ａ）に示すように、
被験者の観察対象に対する平行移動により実現されるＸ
Ｙ座標系と、図５（ｂ）に示す頭部の回転運動に基づく
極座標系の２つが考えられる。それぞれの座標系の頭部
移動量は（Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚ），（Ｈψ，Ｈφ，Ｈθ）
と定義される。ここでは、一例として、観察対象に近づ
く方向をＹ軸とし、水平移動方向をＸ軸とし、垂直移動
方向をＺ軸とした。ＨφはＨ軸の回転、すなわち首を上
下に傾ける運動を示し、ＨθはＹ軸の回転、すなわち左
肩から右肩へと一旦首を傾ける運動を示す。ＨψはＺ軸
内の回転であり、首を左右に回転する運動である。
いてその原理を示す図である。次に、図５を参照して、
頭部運動検出部３によって検出される頭部座標系につい
て説明する。頭部座標系は、図５（ａ）に示すように、
被験者の観察対象に対する平行移動により実現されるＸ
Ｙ座標系と、図５（ｂ）に示す頭部の回転運動に基づく
極座標系の２つが考えられる。それぞれの座標系の頭部
移動量は（Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚ），（Ｈψ，Ｈφ，Ｈθ）
と定義される。ここでは、一例として、観察対象に近づ
く方向をＹ軸とし、水平移動方向をＸ軸とし、垂直移動
方向をＺ軸とした。ＨφはＨ軸の回転、すなわち首を上
下に傾ける運動を示し、ＨθはＹ軸の回転、すなわち左
肩から右肩へと一旦首を傾ける運動を示す。ＨψはＺ軸
内の回転であり、首を左右に回転する運動である。
【００１８】頭部の水平移動（Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚ）によ
り視線が変化するが、これを眼球回転角（Ｅｘ，Ｅｙ）
に換算すると次の第（１）式および第（２）式が得られ
る。
り視線が変化するが、これを眼球回転角（Ｅｘ，Ｅｙ）
に換算すると次の第（１）式および第（２）式が得られ
る。
【００１９】 Ｅｘ＝１８０／π・ｔａｎ-1Ｈｘ／（Ｄ＋Ｈｘ） …（１） Ｅｙ＝１８０／π・ｔａｎ-1Ｈｘ／（Ｄ＋Ｈｙ） …（２） ただし、Ｄ：被験者から注視点までの距離首を左肩方向
もしくは右肩方向にＨθ傾けると、眼球運動系の座標が
回転する。したがって、Ｈθだけ傾いた眼球運動座標系
（Ｘｅ，Ｙｅ）をもとの観察対象に直交した座標系（Ｘ
ｅ′，Ｙｅ′）に変換する必要がある。
もしくは右肩方向にＨθ傾けると、眼球運動系の座標が
回転する。したがって、Ｈθだけ傾いた眼球運動座標系
（Ｘｅ，Ｙｅ）をもとの観察対象に直交した座標系（Ｘ
ｅ′，Ｙｅ′）に変換する必要がある。
【００２０】 Ｘｅ′＝Ｘｅ・ｃｏｓＨθ＋Ｙｅ・ｓｉｎＨθ …（３） Ｙｅ′＝−Ｘｅ・ｓｉｎＨθ＋Ｙｅ・ｃｏｓＨθ …（４） 頭部運動により実現される視線の動き（Ｘｈ，Ｙｈ）は
第（１）式および第（２）式より第（５）式および第
（６）式で表わされる。
第（１）式および第（２）式より第（５）式および第
（６）式で表わされる。
【００２１】 Ｘｈ＝Ｅｘ＋Ｈψ …（５） Ｙｈ＝Ｅｙ＋Ｈφ …（６） したがって、頭の動きを考慮した視線の動き（Ｖｘ，Ｖ
ｙ）は第（３）式〜第（６）式より、次の第（７）式お
よび第（８）式で表わされる。
ｙ）は第（３）式〜第（６）式より、次の第（７）式お
よび第（８）式で表わされる。
【００２２】 Ｖｘ＝Ｘｅ′＋Ｘｈ …（７） Ｖｙ＝Ｙｅ′＋Ｙｈ …（８） 上述の第（７）式および第（８）式を用いることによ
り、頭部運動と眼球運動とを組合わせて行なわれている
通常の視線の動きを再現することができる。
り、頭部運動と眼球運動とを組合わせて行なわれている
通常の視線の動きを再現することができる。
【００２３】図６はこの発明の一実施例の具体的な動作
を説明するためのフロー図であり、図７は被験者の視線
の注視位置をマスクした画像の一例を示す図であり、図
８はマスキング時間と注視時間の関係を示す図である。
を説明するためのフロー図であり、図７は被験者の視線
の注視位置をマスクした画像の一例を示す図であり、図
８はマスキング時間と注視時間の関係を示す図である。
【００２４】次に、図１〜図８を参照して、この発明の
一実施例の具体的な動作について説明する。ステップ
（図示ではＳＰと略称する）ＳＰ１において、頭部運動
検出部３から頭部運動データとして、前述の図５で説明
した頭部座標系の頭部移動量（Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚ），
（Ｈψ，Ｈφ，Ｈθ）が視線演算部１に与えられる。ス
テップＳＰ２において、眼球運動検出部２から眼球運動
データとして、眼球座標系（Ｘｅ，Ｙｅ）が視線演算部
１に与えられる。ステップＳＰ３において、視線演算部
１はサンプリング周期ｉ，ｉ＋１，ｉ＋２…のそれぞれ
において、第（１）式〜第（８）式の演算を行なう。そ
れによって、各サンプリング周期ごとのＨψ i ，Ｈ
φi ，Ｈθi ，Ｙｙi ，Ｈｚi ，Ｘ′ｅi ，Ｙ′ｅi ，
Ｖｘi ，Ｖｙi が求められる。注視点判定部４はステッ
プＳＰ４において、視線演算部１で求められた視線に基
づいて、注視点を演算する。この実施例では、現在の注
視点からしきい速度Ｖthとサンプリング周期Ｔｓで決ま
る注視点の範囲Ｄthの範囲内に次のサンプルが入るとき
は現在の注視点と同じ注視点とする。しきい速度Ｖthの
一例として、眼球運動中の随従運動の性質をもとに５°
／秒と定められる。たとえば、サンプリング周期が１０
ｍｓｅｃのとき、Ｄth＝５°／ｓｅｃ×０．０１ｓｅｃ
＝０．０５°＝３′である。
一実施例の具体的な動作について説明する。ステップ
（図示ではＳＰと略称する）ＳＰ１において、頭部運動
検出部３から頭部運動データとして、前述の図５で説明
した頭部座標系の頭部移動量（Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚ），
（Ｈψ，Ｈφ，Ｈθ）が視線演算部１に与えられる。ス
テップＳＰ２において、眼球運動検出部２から眼球運動
データとして、眼球座標系（Ｘｅ，Ｙｅ）が視線演算部
１に与えられる。ステップＳＰ３において、視線演算部
１はサンプリング周期ｉ，ｉ＋１，ｉ＋２…のそれぞれ
において、第（１）式〜第（８）式の演算を行なう。そ
れによって、各サンプリング周期ごとのＨψ i ，Ｈ
φi ，Ｈθi ，Ｙｙi ，Ｈｚi ，Ｘ′ｅi ，Ｙ′ｅi ，
Ｖｘi ，Ｖｙi が求められる。注視点判定部４はステッ
プＳＰ４において、視線演算部１で求められた視線に基
づいて、注視点を演算する。この実施例では、現在の注
視点からしきい速度Ｖthとサンプリング周期Ｔｓで決ま
る注視点の範囲Ｄthの範囲内に次のサンプルが入るとき
は現在の注視点と同じ注視点とする。しきい速度Ｖthの
一例として、眼球運動中の随従運動の性質をもとに５°
／秒と定められる。たとえば、サンプリング周期が１０
ｍｓｅｃのとき、Ｄth＝５°／ｓｅｃ×０．０１ｓｅｃ
＝０．０５°＝３′である。
【００２５】提示画像生成部６は、ステップＳＰ５にお
いて課題となる画像を生成する。この実施例では、被験
者に図７に示すように○、△、□をちりばめたパターン
の中から○の数を数えるという課題を与えるものとし、
提示画像生成部６はこのような○、△、□をちりばめた
パターンの画像信号を生成する。生成された画像信号は
画像合成部５に与えられ、実験制御部８はその画像信号
を画像提示部９に与えてパターンを表示させる。一方、
マスキング画像生成部７は図７に示すように、提示して
いる課題のパターンの一部をマスクするためのマスク画
像信号を生成して画像合成部５に与える。画像合成部５
はステップＳＰ６において課題となる画像のうち、注視
点判定部４で判定された注視点にマスク画像を嵌込む。
実験制御部８は課題の画像にマスク画像を嵌込んだ画像
信号を画像提示部９に与えて表示させる。ここで説明し
たマスキングのタイミングを図８に示す。図８から明ら
かなように、図７に示す○、△、□をちりばめたパター
ンのパターンの画像を提示し、画像を注視してから時間
Ｔｓ経過後にマスクパターンで所定時間Ｔｒマスクし、
その後、元の画像に戻す。
いて課題となる画像を生成する。この実施例では、被験
者に図７に示すように○、△、□をちりばめたパターン
の中から○の数を数えるという課題を与えるものとし、
提示画像生成部６はこのような○、△、□をちりばめた
パターンの画像信号を生成する。生成された画像信号は
画像合成部５に与えられ、実験制御部８はその画像信号
を画像提示部９に与えてパターンを表示させる。一方、
マスキング画像生成部７は図７に示すように、提示して
いる課題のパターンの一部をマスクするためのマスク画
像信号を生成して画像合成部５に与える。画像合成部５
はステップＳＰ６において課題となる画像のうち、注視
点判定部４で判定された注視点にマスク画像を嵌込む。
実験制御部８は課題の画像にマスク画像を嵌込んだ画像
信号を画像提示部９に与えて表示させる。ここで説明し
たマスキングのタイミングを図８に示す。図８から明ら
かなように、図７に示す○、△、□をちりばめたパター
ンのパターンの画像を提示し、画像を注視してから時間
Ｔｓ経過後にマスクパターンで所定時間Ｔｒマスクし、
その後、元の画像に戻す。
【００２６】痴呆進行度判定部１１は実験制御部８から
マスキングに関する情報と視線の位置データを得て、こ
れらよりマスキング開始時間，マスキングの大きさ，マ
スキングの種類，マスキングの接続時間などをパラメー
タとして、ステップＳＰ７において注視時間分布を演算
し、ステップＳＰ８において視線の軌跡を演算し、ステ
ップＳＰ９において眼球運動速度分布の演算を行なう。
マスキングに関する情報と視線の位置データを得て、こ
れらよりマスキング開始時間，マスキングの大きさ，マ
スキングの種類，マスキングの接続時間などをパラメー
タとして、ステップＳＰ７において注視時間分布を演算
し、ステップＳＰ８において視線の軌跡を演算し、ステ
ップＳＰ９において眼球運動速度分布の演算を行なう。
【００２７】ここで、図９にアルツハイマー痴呆症の被
験者が○をカウントしているときの視線を示し、図１０
に健常者が○をカウントしているときの視線の軌跡を示
す。前述の注視時間分布は、被験者がそれぞれの点（図
９，図１０に示す○の点）を注視している時間の分布を
表わしたものであり、視線の軌跡は注視点と次の注視点
との間を結ぶ線分であり、眼球速度分布は注視点から次
の注視点に視線が移動するときの速度である。通常、課
題の画像のマスキングパターンを表示すると、マスキン
グを避けようと眼球がサッカードと呼ばれる跳ぶような
速い動きによって移動するため、注視時間の分布はこの
点で減少する。しかし、空間視にかかわる視覚機能に障
害を受けたアルツハイマー病患者では、マスキングトリ
ガとして眼球を動かすという戦略（strategy）の変化
（視覚探索行動，visual search ）ができず、注視時間
分布に健常者のような変化が見られず、痴呆進行度判定
部１１では、その度合によって、痴呆の進行度およびそ
の可能性を判定する。図９と図１０とを対比すれば明ら
かなように、アルツハイマー型痴呆症の患者は、健常な
人に比べ、パターン内の○と注視点の対応がついていな
いことがわかる。眼球運動速度分布などにも同様の変化
が見られ、痴呆進行度判定部１１はステップＳＰ１０に
おいてその度合によって痴呆の進行度およびその可能性
を判定する。
験者が○をカウントしているときの視線を示し、図１０
に健常者が○をカウントしているときの視線の軌跡を示
す。前述の注視時間分布は、被験者がそれぞれの点（図
９，図１０に示す○の点）を注視している時間の分布を
表わしたものであり、視線の軌跡は注視点と次の注視点
との間を結ぶ線分であり、眼球速度分布は注視点から次
の注視点に視線が移動するときの速度である。通常、課
題の画像のマスキングパターンを表示すると、マスキン
グを避けようと眼球がサッカードと呼ばれる跳ぶような
速い動きによって移動するため、注視時間の分布はこの
点で減少する。しかし、空間視にかかわる視覚機能に障
害を受けたアルツハイマー病患者では、マスキングトリ
ガとして眼球を動かすという戦略（strategy）の変化
（視覚探索行動，visual search ）ができず、注視時間
分布に健常者のような変化が見られず、痴呆進行度判定
部１１では、その度合によって、痴呆の進行度およびそ
の可能性を判定する。図９と図１０とを対比すれば明ら
かなように、アルツハイマー型痴呆症の患者は、健常な
人に比べ、パターン内の○と注視点の対応がついていな
いことがわかる。眼球運動速度分布などにも同様の変化
が見られ、痴呆進行度判定部１１はステップＳＰ１０に
おいてその度合によって痴呆の進行度およびその可能性
を判定する。
【００２８】次に、痴呆進行度判定部１１は、ステップ
ＳＰ１１において、マスキング開始時間，マスキングの
大きさと課題に対する正答率から痴呆の進行度とその可
能性を判定する。ここで、図１１にマスキング開始時間
と正答率との関係を示す。ここで、マスクなし（norma
l）とマスク開始時間を２００ｍｓｅｃ，１３４ｍｓｅ
ｃ，６６ｍｓｅｃの条件で順に行ない、そのときの眼球
運動と数えた○の数を被験者に報告してもらい、その○
の数を入力部１３から入力すると、痴呆進行度判定部１
１はそれぞれの正答率を演算する。実験制御部８はその
演算結果に従ってデータ記録部１０により図１１に示す
態様でデータを記録させる。
ＳＰ１１において、マスキング開始時間，マスキングの
大きさと課題に対する正答率から痴呆の進行度とその可
能性を判定する。ここで、図１１にマスキング開始時間
と正答率との関係を示す。ここで、マスクなし（norma
l）とマスク開始時間を２００ｍｓｅｃ，１３４ｍｓｅ
ｃ，６６ｍｓｅｃの条件で順に行ない、そのときの眼球
運動と数えた○の数を被験者に報告してもらい、その○
の数を入力部１３から入力すると、痴呆進行度判定部１
１はそれぞれの正答率を演算する。実験制御部８はその
演算結果に従ってデータ記録部１０により図１１に示す
態様でデータを記録させる。
【００２９】図１１から明らかなように、健常な人では
６６ｍｓｅｃのマスキングでも正答率は高い。ＭＩＤ：
多発性脳梗塞と呼ばれる日本人に多い脳血管性痴呆症で
はこれより若干正答率が落ちる。これに対して、アルツ
ハイマー型痴呆症では指標提示時間が短くなるにつれて
正答率が低下する。正答率の落ちるマスキング開始時間
と正答率とからアルツハイマー型痴呆症の進行度やＭＩ
Ｄなど他の痴呆症との違いをも診察することができる。
６６ｍｓｅｃのマスキングでも正答率は高い。ＭＩＤ：
多発性脳梗塞と呼ばれる日本人に多い脳血管性痴呆症で
はこれより若干正答率が落ちる。これに対して、アルツ
ハイマー型痴呆症では指標提示時間が短くなるにつれて
正答率が低下する。正答率の落ちるマスキング開始時間
と正答率とからアルツハイマー型痴呆症の進行度やＭＩ
Ｄなど他の痴呆症との違いをも診察することができる。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、被験
者の眼球の動きを検出して実際の視線の動きを演算する
とともに被験者に診断のための課題となる画像を提示
し、視線の動きに注視点が生じたときに、マスキング画
像を提示された画像に嵌込み、そのときの視線の出力に
応じて脳機能に関係する疾患の有無を判定するようにし
たので、注射などによる苦痛を伴うことなく、問診など
による主観的判断によることなく客観的に脳機能に関係
する疾患を診断することができる。
者の眼球の動きを検出して実際の視線の動きを演算する
とともに被験者に診断のための課題となる画像を提示
し、視線の動きに注視点が生じたときに、マスキング画
像を提示された画像に嵌込み、そのときの視線の出力に
応じて脳機能に関係する疾患の有無を判定するようにし
たので、注射などによる苦痛を伴うことなく、問診など
による主観的判断によることなく客観的に脳機能に関係
する疾患を診断することができる。
【図１】この発明の一実施例のブロック図である。
【図２】図１に示した眼球運動検出部と頭部運動検出部
とをゴーグルへ装着した例を示す図である。
とをゴーグルへ装着した例を示す図である。
【図３】頭部運動検出部の具体例を示す図である。
【図４】眼球運動検出部の具体例を示す図である。
【図５】被験者を中心とした頭部座標系についてその原
理を示す図である。
理を示す図である。
【図６】この発明の一実施例の具体的な動作を説明する
ためのフロー図である。
ためのフロー図である。
【図７】被験者の視線の注視位置をマスクした画像の一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図８】眼球運動とマスキング処理の関係を示す図であ
る。
る。
【図９】６６ｍｓｅｃ，４°で注視点をマスクした状態
で、アルツハイマー型痴呆症の被験者が課題をカウント
しているときの視線の軌跡を示す図である。
で、アルツハイマー型痴呆症の被験者が課題をカウント
しているときの視線の軌跡を示す図である。
【図１０】６６ｍｓｅｃ，４°で注視点をマスクした状
態で、健常者が課題をカウントしているときの視線の軌
跡を示す図である。
態で、健常者が課題をカウントしているときの視線の軌
跡を示す図である。
【図１１】マスキング開始時間とカウント正答率との関
係を示す図である。
係を示す図である。
１ 視線演算部 ２ 眼球運動検出部 ３ 頭部運動検出部 ４ 注視点判定部 ５ 画像合成部 ６ 提示画像生成部 ７ マスキング画像生成部 ８ 実験制御部 ９ 課題提示部 １０ データ記録部 １１ 痴呆進行度判定部 １３ 入力部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 592149093 宮澤 仁朗 札幌市南区常盤３条１丁目６−１ (71)出願人 592149082 中野 倫仁 札幌市中央区北３条西17丁目２−31−605 (71)出願人 592149107 深津 亮 札幌市中央区円山西町３丁目５の26 (71)出願人 592149118 ▲高▼畑 直彦 札幌市南区真駒内南町１丁目３−９ (72)発明者 本郷 仁志 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷５ 番地 株式会社エイ・ティ・アール視聴覚 機構研究所内 (72)発明者 山田 光穗 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷５ 番地 株式会社エイ・ティ・アール視聴覚 機構研究所内 (72)発明者 魚森 謙也 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷５ 番地 株式会社エイ・ティ・アール視聴覚 機構研究所内 (72)発明者 吉松 浩 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷５ 番地 株式会社エイ・ティ・アール視聴覚 機構研究所内 (72)発明者 上野 圭一 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷５ 番地 株式会社エイ・ティ・アール視聴覚 機構研究所内 (72)発明者 藤井 充 札幌市中央区宮の森１条16丁目７−37− 506 (72)発明者 村上 新治 札幌市豊平区西岡２条５丁目２−３ (72)発明者 宮澤 仁朗 札幌市南区常盤３条１丁目６−１ (72)発明者 中野 倫仁 札幌市中央区北３条西17丁目２−31−605 (72)発明者 深津 亮 札幌市中央区円山西町３丁目５の26 (72)発明者 ▲高▼畑 直彦 札幌市南区真駒内南町１丁目３−９
Claims (4)
- 【請求項１】 被験者の視線を検出して脳機能に関係す
る疾患を診断する医療診断装置であって、 前記被験者の眼球の動きを検出する眼球運動検出手段、 前記眼球運動検出手段の検出出力に応じて、前記被験者
の実際の視線の動きを演算する視線演算手段、 前記被験者に診断のための課題となる画像を提示する画
像提示手段、 前記視線演算手段によって演算された空間内の視線の動
きに注視点が生じたときに、注視点後の任意の時間に任
意の大きさの所望のマスキング画像を任意の時間だけ前
記画像提示手段によって提示された画像に嵌込む画像嵌
込手段、および前記マスキング画像を前記提示された画
像に嵌込んだときの前記視線演算手段によって演算され
た視線の動きに応じて、脳機能に関係する疾患の有無を
判定する判定手段を備えた、注視点マスキングによる医
療診断装置。 - 【請求項２】 さらに、前記被験者の頭部の動きを検出
する頭部運動検出手段を含み、 前記視線検出手段は、前記被験者が前記提示された画像
を注視しているときの前記頭部運動検出手段の検出出力
と前記眼球運動検出手段の検出出力とに応じて、前記被
験者の実際の視線の動きを演算する、請求項１の注視点
マスキングによる医療診断装置。 - 【請求項３】 前記判定手段は、前記演算された視線の
動きに応じて、注視時間分布，眼球運動速度分布および
視線の軌跡を演算し、脳機能に関係する疾患の有無を判
定する、請求項１の注視点マスキングによる医療診断装
置。 - 【請求項４】 前記判定手段は、前記マスキング画像を
前記提示された画像に嵌込んだ時間と前記課題に対する
正解率とから脳機能に関係する疾患の有無を判定する、
請求項１の注視点マスキングによる医療診断装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4215150A JPH074345B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 注視点マスキングによる医療診断装置 |
| CA002090359A CA2090359C (en) | 1992-08-12 | 1993-02-25 | Apparatus for medical diagnosis utilizing masking of fixation point |
| EP93103153A EP0582772B1 (en) | 1992-08-12 | 1993-02-26 | An apparatus for medical diagnosis of brain diseases |
| DE69310281T DE69310281T2 (de) | 1992-08-12 | 1993-02-26 | Medizinisches Diagnosegerät zur Erkennung von Erkrankungen des Gehirns |
| KR1019930003261A KR960006647B1 (ko) | 1992-08-12 | 1993-03-05 | 주시점 마스킹에 의한 의료 진단 장치 |
| US08/031,976 US5345944A (en) | 1992-08-12 | 1993-03-16 | Apparatus for medical diagnosis utilizing masking of fixation point |
| HK98106599A HK1007412A1 (en) | 1992-08-12 | 1998-06-25 | An apparatus for medical diagnosis of brain diseases |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4215150A JPH074345B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 注視点マスキングによる医療診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0654808A true JPH0654808A (ja) | 1994-03-01 |
| JPH074345B2 JPH074345B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=16667503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4215150A Expired - Fee Related JPH074345B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 注視点マスキングによる医療診断装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5345944A (ja) |
| EP (1) | EP0582772B1 (ja) |
| JP (1) | JPH074345B2 (ja) |
| KR (1) | KR960006647B1 (ja) |
| CA (1) | CA2090359C (ja) |
| DE (1) | DE69310281T2 (ja) |
| HK (1) | HK1007412A1 (ja) |
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPH09111907A (ja) * | 1995-10-17 | 1997-04-28 | Yamaha Corp | 遮音壁材 |
| JP2016523112A (ja) * | 2013-05-31 | 2016-08-08 | ディグニティー ヘルス | 神経疾患を検出するためのシステムおよび方法 |
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| JP2020151360A (ja) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | 評価装置、評価方法、及び評価プログラム |
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| US6359601B1 (en) | 1993-09-14 | 2002-03-19 | Francis J. Maguire, Jr. | Method and apparatus for eye tracking |
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| AU2003900035A0 (en) * | 2003-01-07 | 2003-01-23 | Monash University | Detecting subtle cognitive impairment |
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| KR100895268B1 (ko) * | 2008-06-12 | 2009-04-29 | 주식회사 지투시스넷 | 뇌졸중 환자의 편측무시측정장치 및 그 방법 |
| US8963804B2 (en) * | 2008-10-30 | 2015-02-24 | Honeywell International Inc. | Method and system for operating a near-to-eye display |
| KR101357493B1 (ko) * | 2012-08-13 | 2014-02-04 | 성균관대학교산학협력단 | 듀얼 태스크 패러다임을 이용한 치매 진단 장치 및 방법 |
| US9872647B2 (en) * | 2015-04-17 | 2018-01-23 | The Curators Of The University Of Missouri | Detection of early stage alzheimer's disease and mild cognitive impairment |
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1993
- 1993-02-25 CA CA002090359A patent/CA2090359C/en not_active Expired - Fee Related
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- 1993-03-05 KR KR1019930003261A patent/KR960006647B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1993-03-16 US US08/031,976 patent/US5345944A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-06-25 HK HK98106599A patent/HK1007412A1/xx not_active IP Right Cessation
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| KR960006647B1 (ko) | 1996-05-22 |
| JPH074345B2 (ja) | 1995-01-25 |
| EP0582772B1 (en) | 1997-05-02 |
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