WO2021166605A1 - 作業療法支援装置、作業療法支援装置のための人工知能学習装置、及び作業療法支援装置の使用方法 - Google Patents

作業療法支援装置、作業療法支援装置のための人工知能学習装置、及び作業療法支援装置の使用方法 Download PDF

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浩和 増田
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Definitions

  • the present invention relates to an occupational therapy support device that supports occupational therapy, a learning device that learns artificial intelligence for the occupational therapy support device, and a method of using the occupational therapy support device.
  • Occupational therapy uses work activities that encourage the recovery, maintenance, and development of various functions for persons with or expected physical or mental disabilities in order to acquire their own independent lives. It means to provide treatment, guidance and assistance (definition based on the practice of "occupational therapy” by the Japan Occupational Therapists Association).
  • work refers to all activities related to human beings such as various movements, work, and play in daily life, and means those that serve as a means of treatment, assistance, or guidance ("Work" by the Japan Occupational Therapists Association. Definition of "work”).
  • the occupational therapy evaluation assertssment
  • FIM Functional Independent Measure
  • ADL activities of daily living
  • FIM is a well-known method widely used in the field of rehabilitation in Japan as well.
  • the FIM consists of a total of 18 items, an exercise item and a cognitive item, and each item is evaluated on a 7-point scale of 1 to 7 points.
  • There are a total of 13 exercise items such as meals, dressing, bed bathing, changing clothes, toilet operation, urination management, defecation management, transfer (movement), and movement.
  • Patent Document 1 discloses a sleep state determination device that determines a sleep state based on the vital data of the user during sleep and the user's own subjective data on sleep.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an occupational therapy support device that makes it possible to obtain data useful for performing occupational therapy without depending on an evaluator. Another object of the present invention is to provide a learning device for learning artificial intelligence for the occupational therapy support device. It is an object of the present invention to further provide a method of using the occupational therapy support device.
  • the first aspect of the present invention is an occupational therapy support device, which includes an input data receiving unit, an estimation unit, and an estimation data output unit.
  • the input data receiving unit receives input of input data including sleep data which is data about sleep of the subject of occupational therapy and basic data which is data about the body of the subject.
  • the estimation unit inputs the input data received by the input data reception unit into the trained artificial intelligence, so that the data including the daily life movement data, which is the data related to the daily life movement of the target person, can be obtained. Let the artificial intelligence calculate the estimated data.
  • the estimation data output unit outputs the estimation data calculated by the artificial intelligence.
  • activities of daily living such as meals and toilets are useful for occupational therapy evaluation based on sleep data such as the number of times of turning over and basic data such as age and height of the occupational therapy target person. You can get an estimate of the data about.
  • the input data, sleep data and basic data are objective data that do not depend on the evaluator. Therefore, evaluator-independent data useful for occupational therapy evaluation can be obtained.
  • the learned artificial intelligence may be a part of the occupational therapy support device of this configuration, or may be an external device such as one placed on an external cloud server.
  • the second aspect of the present invention is an occupational therapy support device, which includes an input data receiving unit, a first estimation unit, a second estimation unit, and an estimation data output unit. ..
  • the input data receiving unit receives input of input data including sleep data which is data related to the sleep of the subject of occupational therapy evaluation and basic data which is data related to the body of the subject.
  • the first estimation unit inputs the input data received by the input data reception unit into the learned first artificial intelligence, so that the daily life operation is data related to the daily life operation of the target person.
  • the first artificial intelligence is made to calculate the estimated data of the data including the data.
  • the second estimation unit inputs the estimation data calculated by the first artificial intelligence into the learned second artificial intelligence, thereby inputting the estimation data of the prescription data of the occupational therapy to the subject to the subject. Let the second artificial intelligence calculate.
  • the estimation data output unit outputs the estimation data of the prescription data calculated by the second artificial intelligence.
  • the prescription data includes data representing the content to be prescribed for at least one item of exercise, massage, stretching, and
  • the estimated data for the data is calculated.
  • the input data, sleep data and basic data are objective data that do not depend on the evaluator. Therefore, the calculated estimated data is objective data that does not depend on the evaluator.
  • the estimated data of the prescription data of the occupational therapy can be obtained based on the calculated estimated data, it can be useful for the planning of the occupational therapy plan. Since the underlying data is objective data that does not depend on the evaluator, the obtained prescription data is also objective data that does not depend on the evaluator.
  • this configuration is objective and does not depend on the evaluator, and data useful for making an occupational therapy plan can be obtained.
  • the learned artificial intelligence may be a part of the occupational therapy support device of this configuration, or may be an external device such as one placed on an external cloud server.
  • the third aspect of the present invention is the occupational therapy support device according to the second aspect, and the prescription data is an operation for at least one activity of daily living item included in the activities of daily living data. It also contains data that expresses instruction. According to this configuration, it is possible to use it for making an occupational therapy plan, including movement guidance for at least one item related to activities of daily living, such as "reducing water intake” regarding meals. .. Since the basic data is objective data that does not depend on the evaluator, the data that expresses the obtained motion guidance is also objective data that does not depend on the evaluator.
  • the fourth aspect of the present invention is an occupational therapy support device according to any one of the first to third aspects, and the sleep data includes the number of times of turning over, the number of body movements, the number of toilets, and the toilet time.
  • the basic data is data of basic items including age, height, weight, and medical history.
  • the activities of daily living data are data of items related to activities of daily living, including meals, toilets, defecation, transfer toilets, mobile walking, understanding, problem solving, and memory.
  • the estimated data of the activities of daily living data including the items sufficient for the occupational therapy evaluation are calculated. Will be done.
  • the fifth aspect of the present invention is an occupational therapy support device according to any one of the first to fourth aspects, and the data including the activities of daily living data is data relating to the physical function of the subject. It also contains some physical function data. According to this configuration, not only the estimated data of activities of daily living data but also the estimated data of data related to physical functions such as grip force are calculated, which is useful for more accurate occupational therapy evaluation or occupational therapy planning. Data is obtained. Since the sleep data and the basic data, which are the input data, are objective data that do not depend on the evaluator, the estimation data of the physical function data is also objective data that does not depend on the evaluator.
  • the sixth aspect of the present invention is an occupational therapy support device according to any one of the first to fifth aspects, and the activities of daily living data include a fall risk which is a possibility of a fall. .. According to this configuration, the estimated data of activities of daily living including the risk of falling is calculated, so that more accurate data useful for occupational therapy evaluation or occupational therapy planning can be obtained.
  • the seventh aspect of the present invention is an occupational therapy support device according to any one of the first to sixth aspects, and the sleep data further includes the answer of the subject to a question about sleep. I'm out.
  • the sleep data includes the subject's subjective evaluation data such as "sleeping well", so that more accurate data useful for occupational therapy evaluation or occupational therapy planning can be obtained.
  • the subjective evaluation data of the subject does not depend on the evaluator, it does not prevent the acquisition of data useful for objective occupational therapy evaluation or occupational therapy planning that does not depend on the evaluator.
  • the eighth aspect of the present invention is an occupational therapy support device according to any one of the first to seventh aspects, and the input data is environmental data which is data related to the sleeping environment of the subject. Is further included.
  • the input data includes the environmental data of the subject such as the illuminance during sleep, more accurate data useful for occupational therapy evaluation or occupational therapy planning can be obtained.
  • the environmental data of the subject does not depend on the evaluator, it does not prevent the acquisition of data useful for objective occupational therapy evaluation or occupational therapy planning that does not depend on the evaluator.
  • the ninth aspect of the present invention is an occupational therapy support device according to any one of the first to eighth aspects, and the input data is the sleep of the subject at a plurality of time points from the present to the past.
  • the data including the data and the basic data of the subject is included in association with the corresponding time data at the plurality of time points. According to this configuration, more accurate data useful for making an occupational therapy evaluation or an occupational therapy plan can be obtained in consideration of the history of the subject of the occupational therapy evaluation such as sleep data and basic data.
  • the tenth aspect of the present invention is an artificial intelligence learning device for an occupational therapy support device, which includes an input data receiving unit, a teacher data receiving unit, and a learning unit.
  • the input data receiving unit receives input of input data including sleep data which is data related to the sleep of the subject of occupational therapy evaluation and basic data which is data related to the body of the subject.
  • the teacher data reception unit receives input of teacher data, which is data including activities of daily living data, which is data related to activities of daily living of the target person, corresponding to the input data.
  • the learning unit inputs the input data for which the input data receiving unit has received the input and the teacher data for which the teacher data receiving unit has received the input into artificial intelligence, so that the teacher data can be obtained from the input data.
  • the artificial intelligence is trained so as to estimate. According to this configuration, artificial intelligence that can be used in the occupational therapy support device according to the first aspect is constructed by learning.
  • the artificial intelligence may be a part of the artificial intelligence learning device of this configuration, or may be an external device such as one placed
  • the eleventh aspect of the present invention is an artificial intelligence learning device for the occupational therapy support device according to the tenth aspect
  • the sleep data includes the number of times of turning over, the number of body movements, the number of toilets, and the toilet time. It is the data of the item about sleep including.
  • the basic data is data of basic items including age, height, weight, and medical history.
  • the activities of daily living data are data of items related to activities of daily living, including meals, toilets, defecation, transfer toilets, mobile walking, understanding, problem solving, and memory.
  • artificial intelligence that can be used to calculate the estimated data of the data including the activities of daily living data of the subject is constructed by learning.
  • the twelfth aspect of the present invention is an artificial intelligence learning device for an occupational therapy support device according to the tenth or eleventh aspect, and the data including the activities of daily living data is the body of the subject. It further includes physical function data, which is data related to function. According to this configuration, in the occupational therapy support device according to the fifth aspect, artificial intelligence that can be used to calculate the estimated data of the data including the activities of daily living data of the subject is constructed by learning.
  • the thirteenth aspect of the present invention is an artificial intelligence learning device for an occupational therapy support device according to any one of the tenth to twelfth aspects, and the activities of daily living data is a possibility of falling. Includes some fall risk.
  • artificial intelligence that can be used to calculate the estimated data of the data including the activities of daily living data of the subject is constructed by learning.
  • the fourteenth aspect of the present invention is an artificial intelligence learning device for an occupational therapy support device according to any one of the tenth to thirteenth aspects, and the sleep data is the subject to the question regarding sleep. The answer of the person is further included.
  • artificial intelligence that can be used to calculate the estimated data of the data including the activities of daily living data of the subject is constructed by learning.
  • the fifteenth aspect of the present invention is an artificial intelligence learning device for an occupational therapy support device according to any one of the tenth to fourteenth aspects, and the input data is the input data of the subject during sleep. It also includes environmental data, which is data about the environment. According to this configuration, in the occupational therapy support device according to the eighth aspect, artificial intelligence that can be used to calculate the estimated data of the data including the activities of daily living data of the subject is constructed by learning.
  • the sixteenth aspect of the present invention is an artificial intelligence learning device for an occupational therapy support device according to any one of the tenth to fifteenth aspects, and the input data is obtained at a plurality of time points from the present to the past. , The data including the sleep data of the subject and the basic data of the subject are included in association with the corresponding time data at a plurality of time points.
  • artificial intelligence that can be used to calculate the estimated data of the data including the activities of daily living data of the subject is constructed by learning.
  • the seventeenth aspect of the present invention is an artificial intelligence learning device for an occupational therapy support device, which includes an input data receiving unit, a teacher data receiving unit, and a learning unit.
  • the input data receiving unit accepts input of input data including activities of daily living data, which is data related to activities of daily living of the subject of occupational therapy evaluation.
  • the teacher data reception unit receives input of teacher data, which is prescription data for occupational therapy, corresponding to the input data.
  • the learning unit inputs the input data for which the input data receiving unit has received the input and the teacher data for which the teacher data receiving unit has received the input into artificial intelligence, so that the teacher data can be obtained from the input data.
  • the artificial intelligence is trained so as to estimate.
  • the prescription data includes data expressing the content to be prescribed for at least one item of exercise, massage, stretching, and bedding conditions.
  • artificial intelligence that can be used as the second artificial intelligence is constructed by learning.
  • the artificial intelligence may be a part of the artificial intelligence learning device of this configuration, or may be an external device such as one placed on an external cloud server.
  • the 18th aspect of the present invention is an artificial intelligence learning device for an occupational therapy support device according to the 17th aspect, and the activities of daily living data are based on meals, toilets, defecation, transfer toilets, and mobile walking. Data on items related to activities of daily living, including understanding, problem solving, and memory. According to this configuration, in the occupational therapy support device according to the fourth aspect, artificial intelligence that can be used as the second artificial intelligence is constructed by learning.
  • the 19th aspect of the present invention is an artificial intelligence learning device for an occupational therapy support device according to the 17th or 18th aspect, and the prescription data is included in at least one of the activities of daily living data. It also contains data expressing movement guidance for one activity of daily living item.
  • artificial intelligence that can be used as the second artificial intelligence is constructed by learning.
  • the twentieth aspect of the present invention is an artificial intelligence learning device for an occupational therapy support device according to any one of the 17th to 19th aspects, and the input data relates to the physical function of the subject. It further includes physical function data, which is data.
  • artificial intelligence that can be used as the second artificial intelligence is constructed by learning.
  • the 21st aspect of the present invention is an artificial intelligence learning device for an occupational therapy support device according to any one of the 17th to 20th aspects, and the activities of daily living data is a possibility of falling. Includes some fall risk.
  • artificial intelligence that can be used as the second artificial intelligence is constructed by learning.
  • the 22nd aspect of the present invention is a method of using the occupational therapy support device according to any one of the 1st to 9th aspects, wherein (a) the input data is input to the occupational therapy support device. That, (b) to output the estimated data to the estimated data output unit of the occupational therapy support device, and (c) to carry out occupational therapy based on the output estimated data. Includes. According to this configuration, occupational therapy can be performed based on objective estimation data that does not depend on the evaluator.
  • an occupational therapy support device that does not depend on the evaluator and makes it possible to obtain data useful for performing occupational therapy is realized. Further, according to the present invention, a learning device for learning artificial intelligence for the occupational therapy support device is realized. Further, according to the present invention, a method of using the occupational therapy support device is realized. Objectives, features, aspects, and advantages of the present invention will become more apparent with the following detailed description and accompanying drawings.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an occupational therapy support system including an occupational therapy support device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the occupational therapy support device of FIG. 3A to 3D are tabular diagrams illustrating input data and output data of the occupational therapy support device illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the conceptual configuration of artificial intelligence of the occupational therapy support device illustrated in FIG.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating the configuration of an occupational therapy support device according to another embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is a tabular diagram illustrating the output data of the occupational therapy support device illustrated in FIG.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of an occupational therapy support system including an occupational therapy support device according to an embodiment of the present invention.
  • the occupational therapy support system 100 includes a sleep sensor 1, a user communication terminal 3, a network 5, and servers 7 and 9.
  • the sleep sensor 1, the user communication terminal 3, the network 5, and the servers 7 and 9 are devices that are directly or indirectly connected to the occupational therapy support device 101 and cooperate with the occupational therapy support device 101.
  • the occupational therapy support device 101 works by outputting estimated data of activities of daily living and physical function data for performing occupational therapy evaluation based on the sleep data and basic data of the subject 11 of the occupational therapy evaluation. It is a device that supports therapy.
  • the occupational therapy support device 101 is incorporated in the computer 10 in the illustrated example. That is, by installing and starting a specific application on the computer 10, the processing device (processor) such as the central processing unit (CPU) of the computer 10 functions as the occupational therapy support device 101.
  • the sleep sensor 1 is a sensor that automatically acquires the sleep data of the occupational therapy evaluation target person (hereinafter, abbreviated as “target person”) 11, and is acquired by the user communication terminal 3 or the occupational therapy support device 101. It has a communication function to transmit the generated data wirelessly or the like.
  • the sleep data is data related to the sleep of the subject 11 such as sleep time, number of times of turning over, breathing while sleeping, and pulse.
  • the sleep sensor 1 is a mat-like sensor used by the subject 11 laid under the bedding on which the subject 11 lies.
  • Such a form of sleep sensor 1 is already commercially available and well known.
  • the sleep sensor 1 is also known to have a form in which environmental data during sleep such as room temperature, humidity, and illuminance can be collected at the same time. Each item of sleep data and environmental data will be described later.
  • the user communication terminal 3 is a smartphone owned by the user in the illustrated example.
  • the user is the target person 11 himself or a relative who takes care of the target person 11.
  • the user communication terminal 3 can communicate with the sleep sensor 1.
  • Information leakage can be prevented by requiring the input of an identification code (ID) and a password, for example, in the communication.
  • the measurement data received by the user communication terminal 3 from the sleep sensor 1 is transmitted to the occupational therapy support device 101 through the network 5. Also in the communication between the user communication terminal 3 and the occupational therapy support device 101, information leakage can be prevented by requiring the input of the identification code (ID) and the password, for example.
  • the user inputs to the user communication terminal 3 subjective evaluation data regarding sleep of the subject 11, for example, a selection result regarding sleepiness, which is one of "sleep well", “cannot say either", and “did not sleep”. You can also do it.
  • the user can also take a picture of the bedding state of the subject 11 using the user communication terminal 3 and transmit it to the occupational therapy support device 101 as one of the environmental data.
  • These subjective evaluation data and environmental data can be input or photographed in a format in which a question or instruction is displayed and a question or instruction is displayed when the application installed on the user communication terminal 3 is started, for example.
  • Network 5 is the Internet in the illustrated example.
  • the server 7 is a server owned by a facility such as a hospital and holds basic data such as a medical record of the target person 11, and is connected to the network 5.
  • the server 7 may be a server owned by an external contractor and used by a facility such as a hospital.
  • the occupational therapy support device 101 can acquire basic data such as the age and medical history of the subject 11 by accessing the server 7. Also in the communication between the occupational therapy support device 101 and the server 7, information leakage can be prevented by requiring the input of the identification code (ID) and the password, for example. Each item of basic data will also be described later.
  • the server 9 is connected to the network 5 and builds artificial intelligence that can be used through the network 5.
  • the occupational therapy support device 101 uses artificial intelligence to estimate activities of daily living data and physical function data based on the sleep data and basic data of the subject 11 of the occupational therapy evaluation. Activities of daily living data are data on items related to activities of daily living such as meals, toilets, defecation, transfer toilets, mobile walking, understanding, problem solving, and memory. Physical function data is data of items related to physical function such as grip strength. Each item of daily life data and physical function data will also be described later.
  • the artificial intelligence may be built on the computer 10 as a part of the occupational therapy support device 101, and is built on the computer 10 so that the occupational therapy support device 101 can be accessed separately from the occupational therapy support device 101. It may be an artificial intelligence external to the computer 10, such as the artificial intelligence provided by the server 9. Also in the communication between the occupational therapy support device 101 and the server 9, information leakage can be prevented by requiring the input of the identification code (ID) and the password, for example.
  • ID
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the occupational therapy support device 101.
  • the occupational therapy support device 101 includes an interface 13, an input data reception unit 15, a teacher data reception unit 17, an estimation unit 19, a learning unit 21, an artificial intelligence 23, and an estimation data output unit 25.
  • the interface 13 is a device portion that enables communication between the occupational therapy support device 101 itself and the external device according to a predetermined protocol for each external device. Between the sleep sensor 1, the user communication terminal 3, the servers 7, 9, the input device 27 such as a keyboard, the output device 29 such as a printer or display, the storage medium 31 such as a USB memory or CDROM, and the work therapy support device 101. Communication is done through interface 13.
  • the input data reception unit 15 receives input of input data including the sleep data of the target person 11 and the basic data of the target person 11.
  • the estimation unit 19 calculates the estimated data about the daily life movement data and the physical function data of the subject 11 into the artificial intelligence 23.
  • the artificial intelligence 23 outputs highly accurate estimated data for activities of daily living data and physical function data if learning has already been performed.
  • the estimation data output unit 25 outputs the estimation data calculated by the artificial intelligence 23.
  • the estimated data output by the estimated data output unit 25 is transmitted to, for example, the user communication terminal 3 or the output device 29 through the interface 13. This allows the occupational therapist or user to obtain estimated data on occupational therapy evaluation items. An occupational therapist who receives the estimated data directly or through the user can formulate an occupational therapy plan based on the received estimated data and perform occupational therapy based on the drafted plan.
  • the computer 10 in which the occupational therapy support device 101 is incorporated may be provided in, for example, an occupational therapist's facility, a hospital, or the like, or the occupational therapist carries it to the home of the subject 11. It may be a mobile computer capable of doing so.
  • the communication between the occupational therapy support device 101 and the sleep sensor 1 is a user communication. It is also possible to perform it directly without going through the terminal 3.
  • the occupational therapy support device 101 has a teacher data reception unit 17 and a learning unit 21, whereby the artificial intelligence 23 is learned by the occupational therapy support device 101 itself without using an external artificial intelligence learning device. It is possible. That is, the occupational therapy support device 101 also has a built-in artificial intelligence learning device for machine learning the artificial intelligence 23.
  • the input data receiving unit 15 accepts the input of input data including sleep data and basic data
  • the teacher data receiving unit 17 receives the correct daily life corresponding to these input data.
  • Accepts input of teacher data which is a set of motion data and physical function data.
  • the learning unit 21 estimates the teacher data from the input data by inputting the input data received by the input data reception unit 15 and the teacher data received by the teacher data reception unit 17 into the artificial intelligence 23. To learn artificial intelligence 23. By inputting a large number of sets of input data and teacher data associated with each other into the occupational therapy support device 101, the learning of the artificial intelligence 23 progresses and the estimation accuracy is improved.
  • the input data receiving unit 15 and the teacher data receiving unit 17 sequentially read a large number of data required for learning from the storage medium 31, and the learning unit 21 learns the artificial intelligence 23 for each read data. Can be repeated.
  • the occupational therapy support device 101 can switch between two operation modes, an estimation mode for calculating and outputting estimated data using the artificial intelligence 23, and a learning mode for machine learning the artificial intelligence 23. Can be done. The switching of the operation mode can be instructed by, for example, the input device 27.
  • the artificial intelligence 23 is incorporated in the computer 10 as a part of the occupational therapy support device 101.
  • artificial intelligence built on an external server 9 or the like may be used.
  • the estimation unit 19, the learning unit 21, and the estimation data output unit 25 operate the external artificial intelligence through the network 5 or the like.
  • the estimation data output unit 25 causes an external artificial intelligence to output the estimation data, for example, receives the estimation data by the estimation data output unit 25 through the interface 13, and further receives the received estimation data by the interface 13 by the estimation data output unit 25.
  • the data is output to the output device 29, the user communication terminal 3, or the like.
  • the artificial intelligence 23 that forms part of the occupational therapy support device 101 becomes useless.
  • FIG. 3A to 3D are tabular diagrams illustrating input data and output data of the occupational therapy support device 101.
  • FIG. 3A exemplifies sleep data and environmental data during sleep
  • FIG. 3B exemplifies basic data
  • FIG. 3C exemplifies activities of daily living data
  • FIG. 3D exemplifies physical function data.
  • an example will be given of how to represent each data to be handled by the occupational therapy support device 101. It is just an example, and it is obvious that there are other ways of expression.
  • the sleep time and the toilet time are expressed in hours (h) units as shown in 6.5.
  • the sleep rhythm is represented by a time-series change in sleep time and awakening time. , Sleep, sleep, sleep, awakening, awakening, sleep, .
  • "Sleep" and "awakening" are represented by pre-assigned codes such as numerical values "1" and "0".
  • the number of turns, the number of body movements, and the number of toilets are represented by natural numbers such as 1, 2, and 3.
  • the number of body movements is the number of movements performed while lying down, excluding turning over, and means, for example, the number of movements such as moving a leg or putting a hand out of a comforter.
  • the number of toilets means the number of times the person has left the floor for the toilet during sleep time. Respiration and pulse are represented by the number of times within one minute.
  • the environmental data such as room temperature, humidity, and illuminance are represented by numerical values based on the units of temperature, humidity, and illuminance, respectively.
  • the above sleep data and environmental data are acquired by the sleep sensor 1. Alternatively, the above sleep data may be generated by the application of the user communication terminal 3 or the application of the computer 10 based on the raw data acquired by the sleep sensor 1.
  • data such as bed rest, sleep, awakening, turning over, and body movement are generated by the sleep sensor 1 itself or an application from the pressure change, heart rate, respiratory rate, etc. sensed by the sleep sensor 1. It is possible to detect that the body movement is not turning over, even if it is not possible to specify which part of the body was moved.
  • the content was one of "sleep well", “cannot say either", and “did not sleep”, and each option was given in advance. It is represented by a code, for example, the numerical values "1", “2", "3". Alternatively, each option may be represented by a code corresponding to selection or non-selection, for example, a numerical value such as "1" or "0". Regarding fatigue, for example, “feeling refreshed”, “normal”, and “dull” are included.
  • These subjective evaluation data are input by, for example, a user, an occupational therapist, or the like touching an option displayed on the screen of the user communication terminal 3 or the computer 10 in which the application is started.
  • the message "Did you sleep well?" Appears as a question about drowsiness, and "Sleep well", "I can't say either", and "I could't sleep” are displayed at the same time. ..
  • the code corresponding to the option of "sleeping well” is input to the application. This code is input to the occupational therapy support device 101 as an answer about drowsiness.
  • bedding is photo data of bedding.
  • the photographic data is taken by a camera attached to the user communication terminal 3 or the computer 10 in which the application is started.
  • Image data acquired by photographing is input to the occupational therapy support device 101.
  • Image data is represented by a set of pixel values.
  • Basic data (see FIG. 3B) is acquired from, for example, a hospital server 7. Alternatively, it may be manually input to the user communication terminal 3 or the computer 10 that has started the application, for example.
  • age, height, and weight are represented by numerical values based on those units.
  • Gender is represented by a code corresponding to a man or a woman, for example, a numerical value such as "0" or "1".
  • the medical history is represented by a code given in advance to various disease names, for example, numerical values such as "0", "1", "2", and the like.
  • each disease name may be represented by a code corresponding to "none” or "yes", for example, a numerical value such as "0" or "1".
  • the degree of long-term care represents the level of long-term care required, and is represented by, for example, an eight-level numerical value.
  • Activities of daily living data includes 18 items based on the functional independence measure (FIM), which is known as an effective means for evaluating occupational therapy.
  • FIM functional independence measure
  • the other 13 exercise items are meal, dressing, bed bath, changing clothes, toilet operation, urination management, defecation management, transfer (movement), and movement.
  • Each item is represented by a numerical value corresponding to the score.
  • Activities of daily living data also includes a “fall risk”.
  • the fall risk is an evaluation of the possibility of a fall. For example, the two-step numerical value of "0" and “1” corresponding to "high possibility” and “low possibility”, or further subdivided. It is represented by numerical values such as "0", "1", "2", and "3"
  • the grip strength as an index of muscle strength is represented by a numerical value representing the grip strength (for example, a numerical value in kgw units).
  • CS30 which is also known as an index of muscle strength, indicates how many times it is possible to get up from a chair in 30 seconds, and is expressed by a numerical value of the number of times.
  • the long-seat anteflexion as an index of flexibility is how much the position of the hand moves forward when the body is bent forward with the arms extended forward in the long-seat posture. Is expressed in centimeters, for example.
  • the estimation data output unit 25 is the closest of the seven-step numerical values by, for example, rounding off the estimated values calculated by the artificial intelligence 23 for the activities of daily living data expressed by the seven-step discontinuous numerical values. Convert to numerical value and output. As long as the converted data is based on the estimated data of the activities of daily living calculated by the artificial intelligence 23, it is still the estimated data of the activities of daily living.
  • sleep data which is objective data that does not depend on the evaluator, in order to solve the problem of obtaining an objective occupational therapy evaluation that does not depend on the evaluator.
  • the obtained estimated data can be useful for occupational therapy evaluation. Whether there are many items or few items, the obtained estimated data is objective data that does not depend on the evaluator as long as it is based on objective data that does not depend on the evaluator.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the conceptual configuration of the artificial intelligence 23 used by the occupational therapy support device 101.
  • the artificial intelligence provided by the server 9 has a similar configuration as an example.
  • the illustrated artificial intelligence 23 is a neural network, and includes an input layer 33 in which nodes that receive data input are lined up, an output layer 37 in which nodes that output calculation result data are lined up, and a node that connects the input layer 33 and the output layer 37. It has an array of intermediate layers 35. In the illustrated example, the intermediate layer 35 is single, but may span multiple layers.
  • the value of the node in the previous stage is transmitted to the node in the next stage while reflecting the parameters given to each node, that is, the weight and bias value of each node.
  • Input data received by the input data receiving unit 15, that is, a set of items of sleep data and basic data is input to the input layer 33.
  • the input data is transmitted to the output layer 37 via the intermediate layer 35 while reflecting the parameters of each node.
  • the data transmitted to the output layer 37 becomes estimated data of a set of items of activities of daily living data and physical function data.
  • the estimation unit 19 (see FIG. 2) inputs a set of items of sleep data and basic data of the subject 11 to the input layer 33 of the artificial intelligence 23, and the daily life operation data of the subject 11 and the daily life operation data of the subject 11 are input to the output layer 37.
  • the estimation data output unit 25 outputs the generated estimated data after conversion such as rounding or without conversion.
  • the artificial intelligence 23 uses the actually measured activities of daily living data and the physical function data. Need to be learned.
  • a set of items of sleep data and basic data of a certain subject 11 whose input is received by the input data reception unit 15 is input to the input layer 33, and the same target received by the teacher data reception unit 17 is input. It is performed by inputting the teacher data for the person 11, that is, the set of the items of the actually measured daily life movement data and the physical function data into the output layer 37 as the teacher data.
  • the learning unit 21 (see FIG. 2) inputs such data into the artificial intelligence 23.
  • the artificial intelligence 23 calculates estimated data of daily life movement data and physical function data based on the input sleep data and basic data, generates it in the output layer 37, and inputs the generated estimated data and teacher data as teacher data. Calculate the error between the daily life movement data and the physical function data. Then, the artificial intelligence 23 changes the parameters of each node from the output layer 37 toward the input layer 33 by, for example, a well-known error back propagation algorithm so that the estimation data without errors is generated. Such a function is provided in the artificial intelligence 23 itself. By preparing a large number of sets of input data and teacher data and repeating learning, the artificial intelligence 23 will calculate highly accurate estimated data. When learning the artificial intelligence 23, it is also possible to adjust the number of the intermediate layers 35 and the number of nodes in each layer to the optimum values. Such techniques are also well known.
  • the estimated data of the daily life movement data and the physical function data of the subject 11 In order to obtain the estimated data of the daily life movement data and the physical function data of the subject 11, not only the latest data of the sleep data and the basic data of the subject 11 are input to the artificial intelligence 23, but also earlier than that. It is also possible to input data at a plurality of time points including data into the artificial intelligence 23 together with each time data. As a result, with respect to the sleep data and the basic data of the subject 11, estimated data of the activities of daily living data and the physical function data of the same subject 11 in consideration of the past history can be obtained. As a result, more accurate estimation data can be obtained.
  • the time data may be represented by, for example, the date and time at each time point, or may be represented by the date and time difference from the latest time point.
  • the input data receiving unit 15 receives the data at a plurality of time points together with the time data, and the estimation unit 19 inputs the data at the plurality of time points and the time data at each time point into the input layer 33 of the artificial intelligence 23. As the number of time points of input data increases, the number of nodes in the input layer 33 that receives data input increases in proportion to the number of time points.
  • the artificial intelligence 23 In order to obtain estimated data based on the data at a plurality of time points, it is necessary to train the artificial intelligence 23 with the data at the plurality of time points, the time data of each, and the teacher data corresponding to them. For example, in order to obtain estimation data of daily life movement data and physical function data from sleep data and basic data at the past three time points including the latest time point, sleep data and basic data at three time points of various subjects 11 are obtained.
  • the artificial intelligence 23 is learned by inputting the data and each time data into the input layer 33 and inputting the latest daily life movement data and the actual measurement data of the physical function data of each subject 11 into the output layer 37. Can be made to.
  • the plurality of time points at which the sleep data and the basic data are collected may be different among different subjects 11. For example, for one subject 11, enter the data of the latest time, 1 week ago, and 5 weeks ago, and for another subject, enter the data of the latest time, 3 weeks ago, and 15 weeks ago. Is also good.
  • the artificial intelligence 23 adjusts the parameters of the node so as to calculate the estimated data that also reflects the influence of the time distance from the latest time point by learning with a large amount of data.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating the configuration of an occupational therapy support device according to another embodiment of the invention.
  • the occupational therapy support device 102 further includes another input data reception unit 16, another teacher data reception unit 18, another estimation unit 39, another artificial intelligence 43, and another learning unit 41. Is different from the occupational therapy support device 101 (see FIG. 2).
  • the estimation data calculated by the artificial intelligence 23 that is, the estimation data for the activities of daily living data and the physical function data of the subject 11 is read out by the estimation unit 39.
  • the estimation unit 39 causes the artificial intelligence 43 to calculate the estimation data about the prescription data expressing the content to be prescribed by the subject 11.
  • the estimation unit 39 inputs the estimated data to the artificial intelligence 43 after converting the read estimated data of the artificial intelligence 23, such as rounding off, in the same manner as the estimation data output unit 25, or without conversion.
  • the artificial intelligence 43 outputs highly accurate estimation data for the prescription data if it has already been learned.
  • the estimation data output unit 25 outputs the estimation data calculated by the artificial intelligence 43 after conversion or without conversion.
  • the estimated data output by the estimated data output unit 45 is transmitted to, for example, the user communication terminal 3 or the output device 29 through the interface 13. This allows the occupational therapist or user to obtain estimated data about the content of the occupational therapy to be prescribed. Occupational therapists who receive the estimated data of prescription data directly or through the user can use the received estimated data to help in the planning of occupational therapy and the implementation of occupational therapy.
  • the sleep data and the basic data of the subject 11 are objective data that do not depend on the evaluator. Therefore, the estimated data calculated by the artificial intelligence 23 based on this, that is, the daily life operation of the subject 11.
  • Estimated data for data and physical function data are also objective data that do not depend on the evaluator.
  • the estimated data calculated by the artificial intelligence 43 based on this, that is, the subject 11 Estimated data about prescription data is also objective data that does not depend on the evaluator.
  • estimated data useful for occupational therapy evaluation is obtained as objective data that does not depend on the evaluator regardless of whether or not it is output to the outside, and work is performed based on the estimated data.
  • Estimated data useful for prescribing therapy is also available as evaluator-independent objective data.
  • the estimation data output unit 25 is not only the estimation data about the prescription data of the subject 11 calculated by the artificial intelligence 43, but also the estimation data calculated by the artificial intelligence 23, that is, the target, like the occupational therapy support device 101.
  • the estimated data about the daily life movement data and the physical function data of the person 11 may also be output to the outside through the interface 13.
  • the work therapy support device 102 has an input data reception unit 16, a teacher data reception unit 18, and a learning unit 41, whereby the work therapy support device 102 itself does not use an external artificial intelligence learning device. , It is possible to train the artificial intelligence 43. That is, the occupational therapy support device 102 also has a built-in artificial intelligence learning device for machine learning the artificial intelligence 43.
  • the input data reception unit 16 accepts the input of input data including daily life movement data and physical function data
  • the teacher data reception unit 18 receives input.
  • Accepts the input of teacher data which is the correct prescription data corresponding to these input data.
  • the learning unit 41 estimates the teacher data from the input data by inputting the input data received by the input data reception unit 16 and the teacher data received by the teacher data reception unit 18 into the artificial intelligence 43. To learn the artificial intelligence 43. By inputting a large number of pairs of input data and teacher data associated with each other into the occupational therapy support device 102, the learning of the artificial intelligence 43 progresses and the estimation accuracy is improved.
  • the occupational therapy support device 102 Represents daily life movement data and physical function data collected for various subjects 11 in the past, and proven occupational therapy prescriptions made in response to these data, or correct prescriptions to be made.
  • the input data reception unit 16 and the teacher data reception unit 18 sequentially read a large number of data required for learning from the storage medium 31, and read each data.
  • the learning unit 41 can repeat the learning of the artificial intelligence 43.
  • the occupational therapy support device 102 also can switch between two operation modes, an estimation mode for calculating and outputting estimated data using the artificial intelligence 43, and a learning mode for machine learning the artificial intelligence 43. be able to.
  • the switching of the operation mode can be instructed by, for example, the input device 27. In the example of FIG.
  • the artificial intelligence 43 is incorporated in the computer 10 as a part of the occupational therapy support device 102.
  • artificial intelligence built on an external server 45 or the like may be used.
  • the estimation unit 39, the learning unit 41, and the estimation data output unit 25 operate the external artificial intelligence through the network 5 or the like.
  • the artificial intelligence 43 that forms part of the occupational therapy support device 102 becomes useless.
  • FIG. 6 is a tabular diagram illustrating prescription data which is output data of the occupational therapy support device 102.
  • the prescription data includes prescription content for exercise, massage, stretching, bedding conditions, and motion guidance content for each item of FIM.
  • various types of exercise items are included in addition to pelvic floor muscle exercises, and the prescription data expresses whether or not exercise of each item is necessary.
  • prescription data related to exercise is composed of a set of necessary / not necessary data such as (necessary, necessary, no, no, no, no). "Required” and "No” are represented by numerical values such as "1" and "0".
  • Prescription data for massage expresses whether or not massage is necessary.
  • Prescription data for stretching also expresses whether or not stretching is necessary.
  • the prescription data for bedding is, in the illustrated example, the height of the pillow and the hardness of the mattress. Each is represented by, for example, a numerical value based on a predetermined unit.
  • exercise, massage, and stretching not only “necessary” and “no", but also the part such as exercise, time, number of times, necessity of break to be inserted between exercise, break time, etc. are added. May be good.
  • some guidance contents are prepared in advance for each item. For example, assuming that three types of instructional contents 1, 2, and 3 are prepared for each item, a set of 18 instructional contents such as (2,1,3, ..., 2) can be used. Prescription data containing operation guidance for all 18 items of FIM is composed. Each instruction content is represented by numerical values such as "1", "2", and "3". Alternatively, "necessary" or “no" may be selected for each of the FIM items, for example, for each of the three types of motion guidance.
  • prescription data containing the movement guidance for one item of the FIM is constructed, and by arranging 18 of them, the movement for all 18 items of the FIM is performed.
  • Prescription data containing guidance is composed. "Required” and “No” are represented by numerical values such as "1" and "0".
  • the estimation data output unit 25 rounds off, for example, the estimated value calculated by the artificial intelligence 43 for items represented by discontinuous numerical values such as “0”, “1”, “2”, etc. in the prescription data. Converts to the closest numerical value among the discontinuous numerical values and outputs it.
  • the sign of "required”, for example, the item closest to "1" is selected. It is also possible.
  • the instruction content 1 is “reduce the amount of water intake” and the instruction content 2 is “change the drink from green tea to water”. Is assumed. These examples are expected to be more likely to be “necessary" when sleep data indicate a high number of toilets.
  • the estimated data of the prescription data output by the occupational therapy support device 102 may include not all of the items illustrated in FIG. 6, but only a part, for example, only one item. Even if only some items are used, the estimated data of the obtained prescription data can be useful for prescribing occupational therapy. If the estimation data of the prescription data output by the occupational therapy support device 102 is sufficient to include only some items, it is sufficient to use only some items as teacher data in the learning of the artificial intelligence 43.
  • each item included in each of the sleep data, the basic data, the activities of daily living data, the physical function data, and the prescription data is a code associated in advance such as a numerical value.
  • the form expressed by is illustrated.
  • the representation by the code is convenient for the artificial intelligences 23 and 43 to handle.
  • each data is output to an output device 29 such as a display, it is desirable that the data is output in the form of a message that can be seen by the user, occupational therapist, etc., such as a sentence, instead of the code.
  • the conversion of the code into the message format by the application of the user communication terminal 3 or the estimation data output unit 25 of the occupational therapy support devices 101 and 102 can be easily performed without detailed explanation. Even if it is converted into such a message format, it is still estimated data.
  • an occupational therapist has been described as an example of a person who uses the estimated data output by the occupational therapy support devices 101 and 102.
  • the person who performs occupational therapy using the estimated data is not limited to the occupational therapist, but may be a user including, for example, the subject 11, and other medical or care workers such as a doctor and a physical therapist. , A care worker, etc.
  • the estimation data of the prescription data output by the occupational therapy support device 102 has an advantage that it is easy for general users to use.
  • 1 sleep sensor 3 user communication terminal, 5 network, 7, 9 server, 10 computer, 11 target person, 13 interface, 15, 16 input data reception unit, 17, 18 teacher data reception department, 19 estimation department, 21 learning department , 23 artificial intelligence, 25 estimated data output unit, 27 input device, 29 output device, 31 memory, 33 input layer, 35 intermediate layer, 37 output layer, 39 estimation unit, 41 learning unit, 43 artificial intelligence, 100 occupational therapy support System, 101, 102 occupational therapy support device.

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Abstract

本開示による作業療法支援装置は、入力データ受付部と、推定部と、推定データ出力部と、を備える。入力データ受付部は、作業療法評価の対象者の睡眠データと対象者の基本データとを含む入力データの入力を受け付ける。推定部は、受け付けられた入力データを、学習済みの人工知能に入力することにより、対象者の日常生活動作データ及び対象者の身体機能データを人工知能に推定させる。推定データ出力部は、人工知能が推定したデータを出力する。睡眠データは、寝返り回数、体動回数、トイレ回数、及びトイレ時間を含む。基本データは、年齢、身長、体重、及び病歴を含む。日常生活動作データは、食事、トイレ、排便、移乗トイレ、移動歩行、理解、問題解決、及び記憶を含む。身体機能データは、握力を含む。この構成により、評価者に依存しない客観的な、作業療法の実施に役立つデータが得られる。

Description

作業療法支援装置、作業療法支援装置のための人工知能学習装置、及び作業療法支援装置の使用方法
 本発明は、作業療法を支援する作業療法支援装置、当該作業療法支援装置のための人工知能を学習させる学習装置、及び当該作業療法支援装置の使用方法に関する。
 1965年(昭和40 年)に作業療法が法制化されてから約55年を経ている。この間、社会構造の変化や国民の健康・障害に対する意識の変化に対応しながら、作業療法と作業療法士は保健・医療・福祉等の各領域で国民の健康状態に寄与しうる専門職として発展・成長を遂げてきている、といわれている。
 「作業療法」は、身体又は精神に障害のある者、またはそれが予測される者に対し、その主体的な生活の獲得を図るため、諸機能の回復、維持及び開発を促す作業活動を用いて、治療、指導及び援助を行うことを意味する(日本作業療法士協会による「作業療法」の実践に基づく定義)。また、「作業」とは、日常生活の諸動作や仕事、遊びなど人間に関わるすべての諸活動をさし、治療や援助もしくは指導の手段となるものを意味する(日本作業療法士協会による「作業」の定義)。資格を有する作業療法士が作業療法を行うには、先ず、処方の対象者やその家族との面談において、作業療法評価(アセスメント)について説明し、同意を得た上で、作業療法評価を行う。作業療法評価のためには、カルテ等からの情報収集、面接や行動観察、検査・測定などが行われる。その上で、作業療法計画が立案され、計画に基づいて作業療法が実施される。また、実施を継続する中で、作業療法評価が定期的に行われ、作業療法の効果が計測される。(以上、非特許文献1参照)
 作業療法評価の有効な手段として、機能的自立度評価法(FIM;Functional Independence Measure)が知られている。FIMは、日常生活動作(ADL)が自力でどの程度可能かを評価する方法として、米国にて開発されたものである。FIMによる日常生活活動の評価を行うことにより、特に介護負担度の評価が可能であるため、FIMは我国においても、リハビリテーションの分野などにおいて幅広く活用されている周知の手法である。FIMは、運動項目と認知項目の計18項目から成り、各項目を1点~7点の7段階で評価する。認知項目は、理解、表出、社会的交流、問題解決、記憶の5項目である。運動項目は、食事、整容、清拭、更衣、トイレ動作、排尿管理、排便管理、移乗(起居動作)、移動など、合計13項目である。
 FIMは、誰でも計測できる評価法であると言われているが、一方で、評価者の個人的判断が入るため、評価結果が一定にならないことがある、という問題点があった。資格のある作業療法士が評価した場合には、評価のぶれは小さいとしても、動作に関する専門家ではない者が評価した場合に、特に問題となる。なお、特許文献1には、ユーザの睡眠中のバイタルデータと、睡眠に対するユーザ自身の主観データとに基づいて、睡眠状態を判定する睡眠状態判定装置が開示されている。
特開2019-068907号公報
一般社団法人日本作業療法士協会「作業療法ガイドライン(2012 年度版)」(http://www.jaot.or.jp/wp-content/uploads/2013/08/OTguideline-2012.pdf)
 本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、評価者に依存しない、作業療法の実施に役立つデータを得ることを可能にする作業療法支援装置を提供することを目的とする。本発明はさらに、当該作業療法支援装置のための人工知能を学習させる学習装置を提供することを目的とする。本発明はさらに、当該作業療法支援装置を使用する方法を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明のうち第1の態様によるものは、作業療法支援装置であって、入力データ受付部と、推定部と、推定データ出力部と、を備えている。入力データ受付部は、作業療法の対象者の睡眠に関するデータである睡眠データと前記対象者の身体に関するデータである基本データとを含む入力データの入力を受け付ける。推定部は、前記入力データ受付部が入力を受け付けた前記入力データを、学習済みの人工知能に入力することにより、前記対象者の日常生活動作に関するデータである日常生活動作データを含むデータの、推定データを前記人工知能に演算させる。推定データ出力部は、前記人工知能が演算した前記推定データを出力する。
 この構成によれば、作業療法の対象者の、例えば寝返り回数などの睡眠データと、例えば年齢、身長などの基本データとに基づいて、作業療法評価に役立つ、例えば食事、トイレなどの日常生活動作に関するデータの推定データが得られる。入力データである睡眠データ及び基本データは、評価者に依存しない客観的なデータである。従って、評価者に依存しない、作業療法評価に役立つデータが得られる。なお、学習済みの人工知能は、本構成の作業療法支援装置の一部であってもよく、例えば外部のクラウドサーバに置かれるものなど、外部の装置であってもよい。
 本発明のうち第2の態様によるものは、作業療法支援装置であって、入力データ受付部と、第1の推定部と、第2の推定部と、推定データ出力部と、を備えている。入力データ受付部は、作業療法評価の対象者の睡眠に関するデータである睡眠データと前記対象者の身体に関するデータである基本データとを含む入力データの入力を受け付ける。第1の推定部は、前記入力データ受付部が入力を受け付けた前記入力データを、学習済みの第1の人工知能に入力することにより、前記対象者の日常生活動作に関するデータである日常生活動作データを含むデータの、推定データを前記第1の人工知能に演算させる。第2の推定部は、前記第1の人工知能が演算した前記推定データを、学習済みの第2の人工知能に入力することにより、前記対象者への作業療法の処方データの推定データを前記第2の人工知能に演算させる。推定データ出力部は、前記第2の人工知能が演算した前記処方データの推定データを出力する。前記処方データは、運動、マッサージ、ストレッチ、及び、寝具の条件のうちの少なくとも1つの項目についての、処方すべき内容を表現するデータを含む。
 この構成によれば、作業療法の対象者の、例えば寝返り回数などの睡眠データと、例えば年齢、身長などの基本データとに基づいて、作業療法評価に役立つ、例えば食事、トイレなどの日常生活動作に関するデータの推定データが演算される。入力データである睡眠データ及び基本データは、評価者に依存しない客観的なデータである。従って、演算された推定データは、評価者に依存しない客観的なデータとなる。さらに、演算された推定データに基づいて、作業療法の処方データの推定データが得られるので、作業療法計画の立案に役立てることができる。基礎となるデータが、評価者に依存しない客観的なデータであるので、得られる処方データも評価者に依存しない客観的なデータとなる。すなわち本構成は、評価者に依存しない客観的で、作業療法計画の立案に役立つデータが得られる。なお、学習済みの人工知能は、本構成の作業療法支援装置の一部であってもよく、例えば外部のクラウドサーバに置かれるものなど、外部の装置であってもよい。
 本発明のうち第3の態様によるものは、第2の態様による作業療法支援装置であって、前記処方データは、前記日常生活動作データに含まれる少なくとも1つの日常生活動作の項目についての、動作指導を表現するデータを、さらに含んでいる。
 この構成によれば、例えば食事に関して「水分の摂取量を抑える」といった、日常生活動作に関する項目のうちの少なくとも1つの項目についての動作指導をも含めて、作業療法計画の立案に役立てることができる。基礎となるデータが、評価者に依存しない客観的なデータであるので、得られる動作指導を表現するデータも評価者に依存しない客観的なデータとなる。
 本発明のうち第4の態様によるものは、第1から第3のいずれかの態様による作業療法支援装置であって、前記睡眠データは、寝返り回数、体動回数、トイレ回数、及びトイレ時間を含む、睡眠に関する項目のデータである。前記基本データは、年齢、身長、体重、及び病歴を含む基本項目のデータである。前記日常生活動作データは、食事、トイレ、排便、移乗トイレ、移動歩行、理解、問題解決、及び記憶を含む、日常生活動作に関する項目のデータである。
 この構成によれば、最小限の項目を含む作業療法評価の対象者の睡眠データと基本データとに基づいて、作業療法評価を行うのに足りる項目を含む、日常生活動作データの推定データが演算される。
 本発明のうち第5の態様によるものは、第1から第4のいずれかの態様による作業療法支援装置であって、前記日常生活動作データを含むデータは、前記対象者の身体機能に関するデータである身体機能データを、さらに含んでいる。
 この構成によれば、日常生活動作データの推定データだけでなく、例えば握力などの身体機能に関するデータの推定データが演算されるので、より精度の高い、作業療法評価又は作業療法計画の立案に役立つデータが得られる。入力データである睡眠データ及び基本データは、評価者に依存しない客観的なデータであるから、身体機能データの推定データも、評価者に依存しない客観的なデータとなる。
 本発明のうち第6の態様によるものは、第1から第5のいずれかの態様による作業療法支援装置であって、前記日常生活動作データは、転倒の可能性である転倒リスクを含んでいる。
 この構成によれば、転倒リスクを含めて日常生活動作データの推定データが演算されるので、より精度の高い、作業療法評価又は作業療法計画の立案に役立つデータが得られる。
 本発明のうち第7の態様によるものは、第1から第6のいずれかの態様による作業療法支援装置であって、前記睡眠データは、睡眠に関する質問への前記対象者の回答を、さらに含んでいる。
 この構成によれば、睡眠データが、例えば「よく眠れた」などの、対象者の主観評価データを含むので、より精度の高い、作業療法評価又は作業療法計画の立案に役立つデータが得られる。また、対象者の主観評価データは、評価者に依存しないので、評価者に依存しない客観的な、作業療法評価又は作業療法計画の立案に役立つデータを得ることを妨げない。
 本発明のうち第8の態様によるものは、第1から第7のいずれかの態様による作業療法支援装置であって、前記入力データは、前記対象者の睡眠時の環境に関するデータである環境データを、さらに含んでいる。
 この構成によれば、入力データが、例えば睡眠時の照度など、対象者の環境データを含むので、より精度の高い、作業療法評価又は作業療法計画の立案に役立つデータが得られる。また、対象者の環境データは、評価者に依存しないので、評価者に依存しない客観的な、作業療法評価又は作業療法計画の立案に役立つデータを得ることを妨げない。
 本発明のうち第9の態様によるものは、第1から第8のいずれかの態様による作業療法支援装置であって、前記入力データは、現在から過去にわたる複数時点における、前記対象者の前記睡眠データと前記対象者の前記基本データとを含むデータを、対応する前記複数時点の時間データと互いに関連付けて含んでいる。
 この構成によれば、作業療法評価の対象者の睡眠データ、基本データなどの履歴をも考慮した、より精度の高い、作業療法評価又は作業療法計画の立案に役立つデータが得られる。
 本発明のうち第10の態様によるものは、作業療法支援装置のための人工知能学習装置であって、入力データ受付部と、教師データ受付部と、学習部と、を備えている。入力データ受付部は、作業療法評価の対象者の睡眠に関するデータである睡眠データと前記対象者の身体に関するデータである基本データとを含む入力データの入力を受け付ける。教師データ受付部は、前記入力データに対応する、前記対象者の日常生活動作に関するデータである日常生活動作データを含むデータである、教師データの入力を受け付ける。学習部は、前記入力データ受付部が入力を受け付けた前記入力データと、前記教師データ受付部が入力を受け付けた前記教師データとを、人工知能に入力することにより、前記入力データから前記教師データを推定するように、前記人工知能を学習させる。
 この構成によれば、第1の態様による作業療法支援装置に使用可能な人工知能が、学習により構築される。なお、人工知能は、本構成の人工知能学習装置の一部であってもよく、例えば外部のクラウドサーバに置かれるものなど、外部の装置であってもよい。
 本発明のうち第11の態様によるものは、第10の態様による作業療法支援装置のための人工知能学習装置であって、前記睡眠データは、寝返り回数、体動回数、トイレ回数、及びトイレ時間を含む、睡眠に関する項目のデータである。前記基本データは、年齢、身長、体重、及び病歴を含む基本項目のデータである。前記日常生活動作データは、食事、トイレ、排便、移乗トイレ、移動歩行、理解、問題解決、及び記憶を含む、日常生活動作に関する項目のデータである。
 この構成によれば、第4の態様による作業療法支援装置において、対象者の日常生活動作データを含むデータの、推定データを演算させるのに使用可能な人工知能が、学習により構築される。
 本発明のうち第12の態様によるものは、第10又は第11の態様による作業療法支援装置のための人工知能学習装置であって、前記日常生活動作データを含むデータは、前記対象者の身体機能に関するデータである身体機能データを、さらに含んでいる。
 この構成によれば、第5の態様による作業療法支援装置において、対象者の日常生活動作データを含むデータの、推定データを演算させるのに使用可能な人工知能が、学習により構築される。
 本発明のうち第13の態様によるものは、第10から第12のいずれかの態様による作業療法支援装置のための人工知能学習装置であって、前記日常生活動作データは、転倒の可能性である転倒リスクを含んでいる。
 この構成によれば、第6の態様による作業療法支援装置において、対象者の日常生活動作データを含むデータの、推定データを演算させるのに使用可能な人工知能が、学習により構築される。
 本発明のうち第14の態様によるものは、第10から第13のいずれかの態様による作業療法支援装置のための人工知能学習装置であって、前記睡眠データは、睡眠に関する質問への前記対象者の回答を、さらに含んでいる。
 この構成によれば、第7の態様による作業療法支援装置において、対象者の日常生活動作データを含むデータの、推定データを演算させるのに使用可能な人工知能が、学習により構築される。
 本発明のうち第15の態様によるものは、第10から第14のいずれかの態様による作業療法支援装置のための人工知能学習装置であって、前記入力データは、前記対象者の睡眠時の環境に関するデータである環境データを、さらに含んでいる。
 この構成によれば、第8の態様による作業療法支援装置において、対象者の日常生活動作データを含むデータの、推定データを演算させるのに使用可能な人工知能が、学習により構築される。
 本発明のうち第16の態様によるものは、第10から第15のいずれかの態様による作業療法支援装置のための人工知能学習装置であって、前記入力データは、現在から過去にわたる複数時点における、前記対象者の前記睡眠データと前記対象者の前記基本データとを含むデータを、対応する前記複数時点の時間データと互いに関連付けて含んでいる。
 この構成によれば、第9の態様による作業療法支援装置において、対象者の日常生活動作データを含むデータの、推定データを演算させるのに使用可能な人工知能が、学習により構築される。
 本発明のうち第17の態様によるものは、作業療法支援装置のための人工知能学習装置であって、入力データ受付部と、教師データ受付部と、学習部と、を備えている。入力データ受付部は、作業療法評価の対象者の日常生活動作に関するデータである日常生活動作データを含む、入力データの入力を受け付ける。教師データ受付部は、前記入力データに対応する、前記対象者への作業療法の処方データである教師データの入力を受け付ける。学習部は、前記入力データ受付部が入力を受け付けた前記入力データと、前記教師データ受付部が入力を受け付けた前記教師データとを、人工知能に入力することにより、前記入力データから前記教師データを推定するように、前記人工知能を学習させる。前記処方データは、運動、マッサージ、ストレッチ、及び、寝具の条件のうちの少なくとも1つの項目についての、処方すべき内容を表現するデータを含んでいる。
 この構成によれば、第2の態様による作業療法支援装置において、第2の人工知能として使用可能な人工知能が、学習により構築される。なお、人工知能は、本構成の人工知能学習装置の一部であってもよく、例えば外部のクラウドサーバに置かれるものなど、外部の装置であってもよい。
 本発明のうち第18の態様によるものは、第17の態様による作業療法支援装置のための人工知能学習装置であって、前記日常生活動作データは、食事、トイレ、排便、移乗トイレ、移動歩行、理解、問題解決、及び記憶を含む、日常生活動作に関する項目のデータである。
 この構成によれば、第4の態様による作業療法支援装置において、第2の人工知能として使用可能な人工知能が、学習により構築される。
 本発明のうち第19の態様によるものは、第17又は第18の態様による作業療法支援装置のための人工知能学習装置であって、前記処方データは、前記日常生活動作データに含まれる少なくとも1つの日常生活動作の項目についての、動作指導を表現するデータを、さらに含んでいる。
 この構成によれば、第3の態様による作業療法支援装置において、第2の人工知能として使用可能な人工知能が、学習により構築される。
 本発明のうち第20の態様によるものは、第17から第19のいずれかの態様による作業療法支援装置のための人工知能学習装置であって、前記入力データは、前記対象者の身体機能に関するデータである身体機能データを、さらに含んでいる。
 この構成によれば、第5の態様による作業療法支援装置において、第2の人工知能として使用可能な人工知能が、学習により構築される。
 本発明のうち第21の態様によるものは、第17から第20のいずれかの態様による作業療法支援装置のための人工知能学習装置であって、前記日常生活動作データは、転倒の可能性である転倒リスクを含んでいる。
 この構成によれば、第6の態様による作業療法支援装置において、第2の人工知能として使用可能な人工知能が、学習により構築される。
 本発明のうち第22の態様によるものは、第1から第9のいずれかの態様による作業療法支援装置の使用方法であって、(a)前記作業療法支援装置に、前記入力データを入力することと、(b)前記作業療法支援装置の前記推定データ出力部に、前記推定データを出力させることと、(c)出力させた前記推定データに基づいて、作業療法を実施することと、を含んでいる。
 この構成によれば、評価者に依存しない客観的な推定データに基づいて、作業療法を実施することができる。
 以上のように本発明によれば、評価者に依存しない、作業療法の実施に役立つデータを得ることを可能にする作業療法支援装置が実現する。また、本発明によれば、当該作業療法支援装置のための人工知能を学習させる学習装置が実現する。また、本発明によれば、当該作業療法支援装置を使用する方法が実現する。
 本発明の目的、特徴、局面、及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
図1は、本発明の一実施の形態による作業療法支援装置を含む作業療法支援システムの構成を例示する図である。 図2は、図1の作業療法支援装置の構成を例示するブロック図である。 図3A~図3Dは、図2に例示する作業療法支援装置の入力データ及び出力データを例示する表形式の図である。 図4は、図2に例示する作業療法支援装置の人工知能の概念構成を例示する模式図である。 図5は、発明の別の実施の形態による作業療法支援装置の構成を例示するブロック図である。 図6は、図5に例示する作業療法支援装置の出力データを例示する表形式の図である。
 図1は、本発明の一実施の形態による作業療法支援装置を含む作業療法支援システムの構成を例示する図である。この作業療法支援システム100には、作業療法支援装置101のほかに、睡眠センサ1、ユーザ通信端末3、ネットワーク5、及びサーバ7,9が含まれている。睡眠センサ1、ユーザ通信端末3、ネットワーク5、及びサーバ7,9は、作業療法支援装置101に直接又は間接に接続され、作業療法支援装置101と協働する装置である。
 作業療法支援装置101は、作業療法評価の対象者11の睡眠データと基本データとに基づいて、作業療法評価を行うための日常生活動作データ及び身体機能データの推定データを出力することにより、作業療法を支援する装置である。作業療法支援装置101は、図示の例では、コンピュータ10に組み込まれている。すなわち、コンピュータ10に特定のアプリケーションをインストールし、起動することにより、コンピュータ10の中央演算処理装置(CPU)等の処理装置(プロセッサ)は、作業療法支援装置101として機能する。
 睡眠センサ1は、作業療法評価の対象者(以下、「対象者」と略記する)11の睡眠データを、自動的に取得するセンサであり、ユーザ通信端末3又は作業療法支援装置101に、取得したデータを無線等で送信する通信機能を有する。睡眠データは、睡眠時間、寝返り回数、寝ているときの呼吸、脈拍等の対象者11の睡眠に関するデータである。図示の例では、睡眠センサ1は、対象者11が横臥する寝具の下に敷いて使用されるマット状のセンサである。かかる形態の睡眠センサ1も、すでに市販されており周知である。睡眠センサ1には、室温、湿度、照度といった睡眠時の環境データを、同時に採取することができる形態のものも知られる。睡眠データ及び環境データの各項目については、後述する。
 ユーザ通信端末3は、図示の例ではユーザが所有するスマートフォンである。ユーザは、対象者11自身、あるいは対象者11を世話する身内の者などである。ユーザ通信端末3に、あらかじめ特定のアプリケーションをインストールすることにより、ユーザ通信端末3は睡眠センサ1との通信が可能となる。通信は、例えば、識別符号(ID)、パスワードの入力を要件とすることにより、情報漏洩を防止することができる。ユーザ通信端末3が睡眠センサ1から受信した計測データは、ネットワーク5を通じて、作業療法支援装置101へ送信される。ユーザ通信端末3と作業療法支援装置101との間の通信においても、例えば、識別符号(ID)、パスワードの入力を要件とすることにより、情報漏洩を防止することができる。ユーザは、ユーザ通信端末3に、対象者11の睡眠に関する主観評価データ、例えば「よく眠れた」、「どちらとも言えない」、「眠れなかった」のいずれかの、眠気に関する選択結果を、入力することもできる。ユーザは、ユーザ通信端末3を用いて、対象者11の寝具状態を写真撮影し、環境データの一つとして、作業療法支援装置101に送信することもできる。これらの主観評価データ及び環境データは、例えば、ユーザ通信端末3にインストールされたアプリケーションを起動したときに、質問あるいは指示が表示され、それに応答する形式で、入力あるいは撮影することができる。
 ネットワーク5は、図示の例ではインターネットである。サーバ7は、病院等の施設が保有し、対象者11のカルテ等の基本データを保持するサーバであり、ネットワーク5に接続されている。サーバ7は、外部業者によって保有され、病院等の施設が利用するサーバであっても良い。作業療法支援装置101は、サーバ7にアクセスすることにより、対象者11の年齢、病歴などの基本データを取得することができる。作業療法支援装置101とサーバ7との間の通信においても、例えば、識別符号(ID)、パスワードの入力を要件とすることにより、情報漏洩を防止することができる。基本データの各項目についても、後述する。
 サーバ9は、ネットワーク5に接続されており、ネットワーク5を通じて利用可能な人工知能を構築している。作業療法支援装置101は、人工知能を用いて、作業療法評価の対象者11の睡眠データと基本データとに基づいて、日常生活動作データ及び身体機能データを推定する。日常生活動作データは、食事、トイレ、排便、移乗トイレ、移動歩行、理解、問題解決、及び記憶などの、日常生活動作に関する項目のデータである。身体機能データは、握力などの、身体機能に関する項目のデータである。日常生活データ及び身体機能データの各項目についても後述する。人工知能は作業療法支援装置101の一部として、コンピュータ10に構築されていてもよく、作業療法支援装置101とは別に、作業療法支援装置101がアクセス可能なようにコンピュータ10に構築されていても良く、サーバ9が提供する人工知能のように、コンピュータ10の外部の人工知能であってもよい。なお、作業療法支援装置101とサーバ9との間の通信においても、例えば、識別符号(ID)、パスワードの入力を要件とすることにより、情報漏洩を防止することができる。
 図2は、作業療法支援装置101の構成を例示するブロック図である。作業療法支援装置101は、インターフェイス13、入力データ受付部15、教師データ受付部17、推定部19、学習部21、人工知能23、及び推定データ出力部25を有している。インターフェイス13は、外部装置毎の所定のプロトコルに従って、作業療法支援装置101自身と外部装置との通信を可能にする装置部分である。睡眠センサ1、ユーザ通信端末3、サーバ7,9、キーボード等の入力装置27、プリンタあるいはディスプレイ等の出力装置29、USBメモリーあるいはCDROM等の記憶媒体31と、作業療法支援装置101との間の通信は、インターフェイス13を通じて行われる。
 入力データ受付部15は、対象者11の睡眠データと、対象者11の基本データとを含む入力データの入力を受け付ける。推定部19は、入力データ受付部15が入力を受け付けた入力データを、人工知能23に入力することにより、対象者11の日常生活動作データ及び身体機能データについての推定データを人工知能23に演算させる。人工知能23は、既に学習がなされているのであれば、日常生活動作データ及び身体機能データについて、確度の高い推定データを出力する。推定データ出力部25は、人工知能23が演算した推定データを出力する。推定データ出力部25が出力する推定データは、インターフェイス13を通じて、例えば、ユーザ通信端末3あるいは出力装置29に送信される。これにより、作業療法士あるいはユーザは、作業療法評価の項目の推定データを入手できる。推定データを直接に、あるいはユーザを通じて受け取った作業療法士は、受け取った推定データに基づいて、作業療法計画を立案し、立案した計画に基づいて作業療法を実施することができる。
 作業療法支援装置101が組み込まれるコンピュータ10(図1参照)は、例えば、作業療法士の施設、病院等に備えられるものであってもよく、あるいは作業療法士が、対象者11の自宅へ持ち運ぶことが可能なモバイル型のコンピュータであってもよい。対象者11が施設、病院等に入院していて、コンピュータ10がそれらの施設、病院等の備品である場合などには、作業療法支援装置101と睡眠センサ1との間の通信は、ユーザ通信端末3を介することなく、直接に行うことも可能である。
 人工知能23は、機械学習を経ることにより、確度の高い推定データを出力できるようになる。作業療法支援装置101は、教師データ受付部17及び学習部21を有しており、それにより、外部の人工知能学習装置を用いることなく、作業療法支援装置101自身により、人工知能23を学習させることが可能となっている。すなわち、作業療法支援装置101は、人工知能23を機械学習させる人工知能学習装置をも内蔵している。作業療法支援装置101が機械学習を行うときには、入力データ受付部15が睡眠データと基本データとを含む入力データの入力を受け付けるとともに、教師データ受付部17がこれらの入力データに対応する正しい日常生活動作データと身体機能データの組である教師データの入力を受け付ける。学習部21は、入力データ受付部15が入力を受け付けた入力データと、教師データ受付部17が受け付けた教師データとを、人工知能23に入力することにより、入力データから教師データを推定するように、人工知能23を学習させる。互いに対応づけられた入力データと教師データとの組を、作業療法支援装置101に多数入力することにより、人工知能23の学習が進行し、推定の精度が向上する。
 過去において、様々な対象者11に対して採取された睡眠データと基本データ、及びこれらのデータに対応して実測により得られた日常生活動作データと身体機能データを、互いに対応づけて、例えば記憶媒体31に記録することにより、入力データ受付部15及び教師データ受付部17により、学習に要する多数のデータを記憶媒体31から順次読み出し、読み出したデータ毎に、学習部21により人工知能23の学習を繰り替えすことができる。このように作業療法支援装置101は、人工知能23を用いた推定データの演算及び出力を行う推定モードと、人工知能23を機械学習させる学習モードとの2つの動作モードを切り替え可能に実行することができる。動作モードの切り替えは、例えば入力装置27により指示することができる。
 図2の例では、人工知能23は、作業療法支援装置101の一部として、コンピュータ10に組み込まれている。これに対して、図2に点線で例示するように、外部のサーバ9などに構築された人工知能を用いても良い。この場合には、推定部19、学習部21、及び推定データ出力部25は、ネットワーク5等を通じて、外部の人工知能を操作する。推定データ出力部25は、外部の人工知能に推定データを出力させ、例えば、インターフェイス13を通じて推定データ出力部25により推定データを受信し、さらに受信した推定データを、推定データ出力部25によりインターフェイス13を通じて、出力装置29あるいはユーザ通信端末3などに出力する。外部の人工知能を用いる場合には、作業療法支援装置101の一部をなす人工知能23は無用となる。
 図3A~図3Dは、作業療法支援装置101の入力データ及び出力データを例示する表形式の図である。図3Aは睡眠データ、及び睡眠時の環境データ、図3Bは基本データ、図3Cは日常生活動作データ、図3Dは身体機能データを、それぞれ例示している。以下において、作業療法支援装置101によって取り扱うための、各データの表現の仕方について一例を挙げる。あくまで一例であり、他の表現の仕方もあり得ることは自明である。
 睡眠データ(図3A参照)のうち、睡眠時間及びトイレ時間については6.5のように時間(h)単位で表される。睡眠リズムは、睡眠時間と覚醒時間の時系列的変化によって表され、例えば、臥床した時点から、一例として9時間後までの15分間隔で睡眠状態か覚醒状態かを示す(覚醒、覚醒、睡眠、睡眠、睡眠、睡眠、覚醒、覚醒、睡眠、・・・)といった、データ列で表される。これにより、寝付きの善し悪しの指標となる、臥床してから寝付くまでの時間も、把握することができる。「睡眠」、「覚醒」は、あらかじめ付与された符号、例えば数値「1」、「0」によって表される。寝返り回数、体動回数、トイレ回数は、1,2,3などの自然数により表される。体動回数とは、臥床中に行う動作の内、寝返りを除いたものの回数であり、例えば、足を動かす、掛ふとんから手を出すなどの動作の回数を意味する。トイレ回数とは、睡眠時間の間にトイレのために床を離れた回数を意味する。呼吸、脈拍は、1分内の回数により表される。環境データである室温、湿度、照度は、それぞれ温度、湿度、照度の単位を基準とした数値で表される。以上の睡眠データ及び環境データは、睡眠センサ1によって取得される。あるいは、睡眠センサ1が取得した生データに基づいて、ユーザ通信端末3のアプリケーション、あるいはコンピュータ10のアプリケーションによって、以上の睡眠データが生成されてもよい。すなわち、睡眠センサ1が感知する、圧力の変化、心拍数、呼吸数などから、臥床、睡眠、覚醒、寝返り、体動などのデータが、睡眠センサ1自身、あるいはアプリケーションによって、生成される。体動について、体のどの部分を動かしたか、までは特定できない場合であっても、寝返りではない体動であることは、検知可能である。
 睡眠データに含まれる主観評価データのうち、眠気については、「よく眠れた」、「どちらとも言えない」、「眠れなかった」のいずれかの選択肢を内容とし、各選択肢は、あらかじめ付与された符号、例えば数値「1」、「2」、「3」によって表される。あるいは、選択肢毎に、選択又は非選択に対応する符号、例えば「1」、「0」などの数値によって表してもよい。倦怠感については、例えば、「気分爽快」、「普通」、「だるい」を内容とする。これらの主観評価データは、例えば、アプリケーションが起動されたユーザ通信端末3又はコンピュータ10の画面に表示される選択肢を、ユーザ、作業療法士等がタッチすることにより入力される。例えば画面上に、眠気についての設問として、「よく眠れましたか?」という表示が現れ、その選択肢として、「よく眠れた」、「どちらとも言えない」、「眠れなかった」が同時に表示される。ユーザ等が「よく眠れた」という選択肢にタッチすると、「よく眠れた」という選択肢に対応する符号が、アプリケーションに入力される。作業療法支援装置101には、眠気についての回答として、この符号が入力される。
 環境データのうち寝具は、寝具の写真データである。写真データは、アプリケーションが起動されたユーザ通信端末3又はコンピュータ10に付属のカメラにより撮影される。作業療法支援装置101には、撮影により取得された画像データが入力される。画像データは、画素値の集合により表現される。
 基本データ(図3B参照)は、例えば病院のサーバ7から取得される。あるいは、アプリケーションを起動したユーザ通信端末3又はコンピュータ10に、例えば手操作により入力されてもよい。基本データのうち、年齢、身長、体重については、それらの単位を基準とした数値により表される。性別については、男、女に対応する符号、例えば「0」、「1」などの数値により表される。病歴については、さまざまな病名にあらかじめ付与された符号、例えば「0」、「1」、「2」・・・等の数値によって表される。あるいは、病名毎に、「無し」、「有り」に対応する符号、例えば「0」、「1」等の数値によって表現してもよい。介護度は、必要とする介護のレベルを表すもので、例えば8段階の数値で表される。
 日常生活動作データ(図3C参照)には、作業療法評価の有効な手段として知られる機能的自立度評価法(FIM)に基づく18項目が含まれる。各項目の日常動作について、対象者11が自力でどの程度可能かが、1点~7点の7段階で評価される。認知項目と運動項目からなり、認知項目は、理解、表出、社会的交流、問題解決、記憶の5項目である。運動項目は、その他の13項目であり、食事、整容、清拭、更衣、トイレ動作、排尿管理、排便管理、移乗(起居動作)、移動である。各項目は、点数に対応する数値により表現される。日常生活動作データには、さらに「転倒リスク」が含まれる。転倒リスクは、転倒の可能性を評価したもので、例えば、「可能性高い」、「可能性低い」にそれぞれ対応する「0」,「1」の2段階の数値、あるいは、さらに細分化された多くの段階に対応する「0」,「1」,「2」,「3」などの数値で表される。
 身体機能データ(図3D参照)のうち、筋力の指標としての握力は、握力を表す数値(例えばkgw単位の数値)で表される。同じく筋力の指標として知られるCS30は、30秒間に椅子から何回立ち上がることができるか、を表すもので、回数の数値で表される。身体機能データのうち、柔軟性の指標としての長座体前屈は、長座の姿勢で腕を前方に伸ばしたままで体を前屈させたときに、手の位置がどれだけ前方に移動するか、を表すもので、例えばセンチメートル単位で表される。推定データ出力部25は、7段階の不連続な数値で表現される日常生活動作データについては、人工知能23が算出した推定値を、例えば四捨五入するなどにより、7段階の数値のうちの最も近い数値に変換して出力する。かかる変換後のデータも、人工知能23が算出した日常生活動作データの推定データが元になっている以上、日常生活動作データの推定データであることに変わりはない。
 作業療法士としての永年の経験を有する本願発明者は、評価者に依存しない客観的な作業療法評価を得る、という課題解決のために、評価者に依存しない客観的なデータである睡眠データと基本データに基づいて、日常生活動作データ及び身体機能データを推定することを着想した。睡眠データ及び基本データの組と、日常生活動作データ及び身体機能データの組との間には、複雑ではあるが相関関係があることが予想された。従って、人の知力により行うには、過剰な負担であって現実的ではないとしても、睡眠データと基本データに基づいて、日常生活動作データ及び身体機能データを推定することは、原理的に可能であろうと考えた。そして、このような人知を超えた作業療法評価の推定データを取得することを、人工知能を用いることにより、現実的なものとすることができることに、思い至った。基礎となる睡眠データ及び基本データは、評価者に依存しない客観的なデータであるので、得られる日常生活動作データ及び身体機能データの推定データも、評価者に依存しない客観的なデータとなる。
 作業療法士の経験に基づくと、作業療法計画の立案の前提となる作業療法評価を行う上で、日常生活動作データとして、食事、トイレ、排便、移乗トイレ、移動歩行、理解、問題解決、及び記憶の項目のデータがあれば足りる。身体機能データとして握力の項目のデータがあり、さらに多くの項目のデータがあれば、より精度の高い作業療法評価が得られる。同じく作業療法士の経験に基づくと、上記した作業療法評価の最少の項目を得るためには、睡眠データとして、寝返り回数、体動回数、トイレ回数、及びトイレ時間の項目のデータがあれば足り、基本データとして、年齢、身長、体重、及び病歴の項目のデータがあれば足りる。逆に、日常生活動作データ、睡眠データ、基本データの項目が、上記した項目よりも少ない場合であっても、得られる推定データは、作業療法評価に役立てることができる。項目が多くても、少なくても、得られる推定データは、評価者に依存しない客観的なデータを基礎とする以上、評価者に依存しない客観的なデータとなる。
 図4は、作業療法支援装置101が用いる人工知能23の概念構成を例示する模式図である。サーバ9により提供される人工知能も、一例として同様の構成である。図示の人工知能23は、ニューラルネットワークであり、データの入力を受けるノードが並ぶ入力層33、演算結果のデータを出力するノードが並ぶ出力層37、及び入力層33と出力層37をつなぐノードが並ぶ中間層35を有している。図示の例では、中間層35は単一であるが、複数層にわたってもよい。前段のノードの値は、各ノードに付与されたパラメータ、すなわち各ノードの重み及びバイアス値を反映しつつ、次段のノードに伝えられる。入力層33には、入力データ受付部15により入力が受け付けられた入力データ、すなわち睡眠データと基本データの項目の組が入力される。入力されたデータは、各ノードのパラメータを反映しつつ中間層35を経て出力層37に伝えられる。出力層37に伝えられたデータが、日常生活動作データ及び身体機能データの項目の組の推定データとなる。推定部19(図2参照)は、人工知能23の入力層33に、対象者11の睡眠データと基本データの項目の組を入力し、出力層37に、対象者11の日常生活動作データ及び身体機能データの推定データを生成させる。推定データ出力部25は、生成された推定データを、四捨五入等の変換をした上で、あるいは変換無しで出力する。
 出力層37のノードに現れる推定データが、日常生活動作データ及び身体機能データを高い確度で推定したものとなるためには、実測された日常生活動作データ及び身体機能データを用いて、人工知能23を学習させる必要がある。学習は、入力データ受付部15により入力が受け付けられた、ある対象者11の睡眠データと基本データの項目の組を、入力層33に入力するとともに、教師データ受付部17により受け付けられた同一対象者11についての教師データ、すなわち実測された日常生活動作データ及び身体機能データの項目の組を、出力層37に教師データとして入力することにより行われる。学習部21(図2参照)は、かかるデータを人工知能23に入力する。
 人工知能23は、入力された睡眠データと基本データに基づいて、日常生活動作データ及び身体機能データの推定データを演算し、出力層37に生成するとともに、生成した推定データと、教師データとして入力された日常生活動作データ及び身体機能データとの誤差を算出する。そして、人工知能23は、誤差のない推定データが生成されるように、各ノードのパラメータを、例えば周知の誤差逆伝播のアルゴリズムにより、出力層37から入力層33に向かって変更する。このような機能は、人工知能23自身に備わっている。入力データと教師データの組を、多数組準備し、学習を繰り返すことにより、人工知能23は確度の高い推定データを算出するようになる。人工知能23を学習させるときに、中間層35の数及び各層のノードの数を、最適値に調整することも可能である。そのような技術も周知である。
 対象者11の日常生活動作データ及び身体機能データの推定データを得るのに、対象者11の睡眠データと基本データについて、最新のデータを人工知能23に入力するだけでなく、それよりも以前のデータを含めた複数時点のデータを、それぞれの時間データとともに、人工知能23に入力することも可能である。それにより、対象者11の睡眠データと基本データとに関して、過去の履歴をも考慮した同一対象者11の日常生活動作データ及び身体機能データの推定データが得られる。それにより、より精度の高い推定データが得られる。時間データは、例えば、各時点の日時で表されても良く、最新の時点からの日時差で表されても良い。入力データ受付部15は、複数時点のデータをそれぞれの時間データとともに受け付け、推定部19は、複数時点のデータとそれぞれの時間データとを、人工知能23の入力層33に入力する。入力されるデータの時点の数が多いほど、それに比例して、データの入力を受ける入力層33のノードの個数は増大する。
 複数時点のデータに基づいて推定データを得るには、人工知能23を、複数時点のデータ及びそれぞれの時間データと、それらに対応する教師データとによって、学習させる必要がある。例えば、最新時点を含めた過去の3時点における、睡眠データと基本データとにより、日常生活動作データ及び身体機能データの推定データを得るために、様々な対象者11の3時点における睡眠データ及び基本データとそれぞれの時間データとを、入力層33に入力し、各対象者11の最新の日常生活動作データ及び身体機能データの実測データを、出力層37に入力することにより、人工知能23を学習させることができる。時間データが同時に入力されるため、睡眠データと基本データを採取した複数の時点は、異なる対象者11の間で、異なっていても良い。例えば、ある対象者11については、最新の時点、1週間前、5週間前のデータを入力し、別の対象者については、最新の時点、3週間前、15週間前のデータを入力しても良い。人工知能23は、多数のデータによる学習を経ることにより、最新の時点からの時間的距離の影響も反映した推定データを算出するように、ノードのパラメータを調節する。
 図5は、発明の別の実施の形態による作業療法支援装置の構成を例示するブロック図である。この作業療法支援装置102は、別の入力データ受付部16、別の教師データ受付部18、別の推定部39、別の人工知能43、及び別の学習部41を、さらに有している点において、作業療法支援装置101(図2参照)とは異なっている。作業療法支援装置102においては、人工知能23が演算した推定データ、すなわち対象者11の日常生活動作データ及び身体機能データについての推定データは、推定部39によって読み出される。推定部39は、読み出した人工知能23の推定データを、人工知能43に入力することにより、対象者11に処方すべき内容を表現する処方データについての推定データを人工知能43に演算させる。推定部39は、読み出した人工知能23の推定データに対して、推定データ出力部25と同様に、四捨五入等の変換をした上で、あるいは変換無しで、推定データを人工知能43に入力する。
 人工知能43は、既に学習がなされているのであれば、処方データについて、確度の高い推定データを出力する。推定データ出力部25は、人工知能43が演算した推定データを、変換した上で、あるいは変換無しで出力する。推定データ出力部45が出力する推定データは、インターフェイス13を通じて、例えば、ユーザ通信端末3あるいは出力装置29に送信される。これにより、作業療法士あるいはユーザは、処方すべき作業療法の内容に関する推定データを入手できる。処方データの推定データを直接に、あるいはユーザを通じて受け取った作業療法士は、受け取った推定データを、作業療法計画の立案及び作業療法の実施に役立てることができる。
 既述の通り、対象者11の睡眠データ及び基本データは、評価者に依存しない客観的なデータであるので、これを基礎として人工知能23が演算する推定データ、すなわち対象者11の日常生活動作データ及び身体機能データについての推定データも、評価者に依存しない客観的なデータとなる。同じく、対象者11の日常生活動作データ及び身体機能データについての推定データが、評価者に依存しない客観的なデータであるので、これを基礎として人工知能43が演算する推定データ、すなわち対象者11について処方データについての推定データも、評価者に依存しない客観的なデータとなる。すなわち、作業療法支援装置102によれば、作業療法評価に役立つ推定データが、外部に出力されるか否かに拘わらず、評価者に依存しない客観的なデータとして得られ、それに基づいて、作業療法の処方に役立つ推定データが、同じく評価者に依存しない客観的なデータとして得られる。なお、推定データ出力部25は、人工知能43が演算した、対象者11の処方データについての推定データだけでなく、作業療法支援装置101と同様に、人工知能23が演算した推定データ、すなわち対象者11の日常生活動作データ及び身体機能データについての推定データをも、インターフェイス13を通じて外部へ出力してもよい。
 人工知能43は、人工知能23と同様に、機械学習を経ることにより、確度の高い推定データを出力できるようになる。作業療法支援装置102は、入力データ受付部16、教師データ受付部18、及び学習部41を有しており、それにより、外部の人工知能学習装置を用いることなく、作業療法支援装置102自身により、人工知能43を学習させることが可能となっている。すなわち、作業療法支援装置102は、人工知能43を機械学習させる人工知能学習装置をも内蔵している。作業療法支援装置102が人工知能43に対して機械学習をさせるときには、入力データ受付部16が、日常生活動作データと身体機能データとを含む入力データの入力を受け付けるとともに、教師データ受付部18が、これらの入力データに対応する正しい処方データである教師データの入力を受け付ける。学習部41は、入力データ受付部16が入力を受け付けた入力データと、教師データ受付部18が受け付けた教師データとを、人工知能43に入力することにより、入力データから教師データを推定するように、人工知能43を学習させる。互いに対応づけられた入力データと教師データとの組を、作業療法支援装置102に多数入力することにより、人工知能43の学習が進行し、推定の精度が向上する。
 過去において、様々な対象者11に対して採取された日常生活動作データと身体機能データ、及びこれらのデータに対応して為された実績有る作業療法の処方、あるいは為されるべき正しい処方を表す処方データを、互いに対応づけて、例えば記憶媒体31に記録することにより、入力データ受付部16及び教師データ受付部18により、学習に要する多数のデータを記憶媒体31から順次読み出し、読み出したデータ毎に、学習部41により人工知能43の学習を繰り替えすことができる。このように作業療法支援装置102においても、人工知能43を用いた推定データの演算及び出力を行う推定モードと、人工知能43を機械学習させる学習モードとの2つの動作モードを切り替え可能に実行することができる。動作モードの切り替えは、例えば入力装置27により指示することができる。図5の例では、人工知能43は、作業療法支援装置102の一部として、コンピュータ10に組み込まれている。これに対して、図5に点線で例示するように、外部のサーバ45などに構築された人工知能を用いても良い。この場合には、推定部39、学習部41、及び推定データ出力部25は、ネットワーク5等を通じて、外部の人工知能を操作する。外部の人工知能を用いる場合には、作業療法支援装置102の一部をなす人工知能43は無用となる。
 図6は、作業療法支援装置102の出力データである処方データを例示する表形式の図である。図示の例では、処方データは、運動、マッサージ、ストレッチ、寝具の条件についての処方内容、及びFIMの各項目についての動作指導の内容を、含んでいる。運動については、例えば、骨盤底筋体操のほか様々な種類の運動の項目が含まれており、処方データは、各項目の運動が必要であるか否かを表現する。例えば、運動の項目が5種類であれば、(要、要、否、否、否)といった、要否のデータの組によって、運動に関する処方データが構成される。「要」と「否」は、例えば、「1」と「0」などの数値によって表される。マッサージに関する処方データは、マッサージが必要であるか否かを表現する。ストレッチに関する処方データも、同様に、ストレッチが必要であるか否かを表現する。寝具に関する処方データは、図示の例では、枕の高さとマットレスの硬さである。それぞれ、例えば、所定の単位を基準とした数値で表現される。運動、マッサージ、ストレッチに関して、単に「要」、「否」だけでなく、運動等の部位、時間、回数、及び運動等の間に入れるべき休憩の要否、休憩の時間などを、追加してもよい。
 FIMの各項目についての動作指導については、項目毎に、いくつかの指導内容があらかじめ準備される。例えば、各項目について、3通りの指導内容1,2,3が準備されているものとすれば、(2,1,3,・・・,2)といった、18個の指導内容の組によって、FIMの全18項目についての動作指導を内容とする処方データが構成される。各指導内容は、例えば、「1」、「2」、「3」などの数値によって表される。あるいは、FIMの項目毎に、例えば3種の動作指導の各々について、「要」又は「否」が選択されても良い。例えば、(要,否,否)といった動作指導の選択により、FIMの1項目についての動作指導を内容とする処方データが構成され、それらが18個並ぶことにより、FIMの全18項目についての動作指導を内容とする処方データが構成される。「要」と「否」は、例えば、「1」と「0」などの数値によって表される。推定データ出力部25は、処方データのうち「0」「1」「2」・・・といった不連続な数値で表現される項目については、人工知能43が算出した推定値を、例えば四捨五入するなどにより、不連続な数値のうちの最も近い数値に変換して出力する。互いに両立せず1つのみが選択されるべき複数項目について、(要,要,否)という推定データが得られる場合には、最も「要」の符号、例えば「1」に近い項目を選択することも可能である。図6に例示する「食事」の項目について、指導内容の一例を示すと、指導内容1として「水分の摂取量を抑える」、指導内容2として「飲み物を緑茶から水に変更する」、といった内容が想定される。これらの例は、睡眠データがトイレ回数が多いことを示している場合に、「要」となる可能性が高くなることが予測される。
 作業療法支援装置102が出力する処方データの推定データは、図6に例示する項目のすべてではなく、一部のみ、例えば1項目のみを含むものであってもよい。一部の項目のみであっても、得られる処方データの推定データによって、作業療法の処方に役立てることができる。作業療法支援装置102が出力する処方データの推定データが、一部の項目のみを含むもので足りるのであれば、人工知能43の学習においても、一部の項目のみを教師データとして用いれば足りる。
 図3A~図3D及び図6を引用した説明において、睡眠データ、基本データ、日常生活動作データ、身体機能データ及び処方データの各々に含まれる各項目について、数値などの、あらかじめ対応づけられた符号により表現する形態を例示した。符号による表現は、人工知能23、43が取り扱うのに便宜である。ディスプレイなどの出力装置29に、各データを出力するときには、符号のままではなく、文章のように、ユーザ、作業療法士等が見て分かるメッセージの形式で出力されるのが望ましい。ユーザ通信端末3のアプリケーション、あるいは作業療法支援装置101、102の推定データ出力部25によって、符号をメッセージの形式に変換することは、詳細に説明するまでもなく容易に行い得る。かかるメッセージの形式に変換されても、推定データであることに変わりはない。
 以上において、作業療法支援装置101、102が出力する推定データを利用する者として、作業療法士を例として説明した。しかし、推定データを利用し、作業療法を実施する者は、作業療法士に限らず、例えば対象者11を含むユーザであってもよく、他の医療あるいは介護従事者、例えば医師、理学療法士、介護福祉士などであってもよい。特に、作業療法支援装置102が出力する処方データの推定データは、一般ユーザにも利用し易いという利点がある。
 本出願は、2020年2月18日に日本国に本出願人により出願された特願2020-024812号に基づくものであり、その全内容は参照により本出願に組み込まれる。
 本発明の特定の実施の形態についての上記説明は、例示を目的として提示したものである。それらは、網羅的であったり、記載した形態そのままに本発明を制限したりすることを意図したものではない。数多くの変形や変更が、上記の記載内容に照らして可能であることは当業者に自明である。
 1 睡眠センサ、 3 ユーザ通信端末、 5 ネットワーク、 7,9 サーバ、 10 コンピュータ、 11 対象者、 13 インターフェイス、 15、16 入力データ受付部、 17、18 教師データ受付部、 19 推定部、 21 学習部、 23 人工知能、 25 推定データ出力部、 27 入力装置、 29 出力装置、 31 メモリー、 33 入力層、 35 中間層、 37 出力層、 39 推定部、 41 学習部、 43 人工知能、 100 作業療法支援システム、 101、102 作業療法支援装置。

Claims (22)

  1.  作業療法評価の対象者の睡眠に関するデータである睡眠データと前記対象者の身体に関するデータである基本データとを含む入力データの入力を受け付ける入力データ受付部と、
     前記入力データ受付部が入力を受け付けた前記入力データを、学習済みの人工知能に入力することにより、前記対象者の日常生活動作に関するデータである日常生活動作データを含むデータの、推定データを前記人工知能に演算させる推定部と、
     前記人工知能が演算した前記推定データを出力する推定データ出力部と、を備える、作業療法支援装置。
  2.  作業療法評価の対象者の睡眠に関するデータである睡眠データと前記対象者の身体に関するデータである基本データとを含む入力データの入力を受け付ける入力データ受付部と、
     前記入力データ受付部が入力を受け付けた前記入力データを、学習済みの第1の人工知能に入力することにより、前記対象者の日常生活動作に関するデータである日常生活動作データを含むデータの、推定データを前記第1の人工知能に演算させる第1の推定部と、
     前記第1の人工知能が演算した前記推定データを、学習済みの第2の人工知能に入力することにより、前記対象者への作業療法の処方データの推定データを前記第2の人工知能に演算させる第2の推定部と、
     前記第2の人工知能が演算した前記処方データの推定データを出力する推定データ出力部と、を備え、
     前記処方データは、運動、マッサージ、ストレッチ、及び、寝具の条件のうちの少なくとも1つの項目についての、処方すべき内容を表現するデータを含む、作業療法支援装置。
  3.  前記処方データは、前記日常生活動作データに含まれる少なくとも1つの日常生活動作の項目についての、動作指導を表現するデータを、さらに含む、請求項2に記載の作業療法支援装置。
  4.  前記睡眠データは、寝返り回数、体動回数、トイレ回数、及びトイレ時間を含む、睡眠に関する項目のデータであり、
     前記基本データは、年齢、身長、体重、及び病歴を含む基本項目のデータであり、
     前記日常生活動作データは、食事、トイレ、排便、移乗トイレ、移動歩行、理解、問題解決、及び記憶を含む、日常生活動作に関する項目のデータである、請求項1から3のいずれかに記載の作業療法支援装置。
  5.  前記日常生活動作データを含むデータは、前記対象者の身体機能に関するデータである身体機能データを、さらに含む、請求項1から4のいずれかに記載の作業療法支援装置。
  6.  前記日常生活動作データは、転倒の可能性である転倒リスクを含む、請求項1から5のいずれかに記載の作業療法支援装置。
  7.  前記睡眠データは、睡眠に関する質問への前記対象者の回答を、さらに含む、請求項1から6のいずれかに記載の作業療法支援装置。
  8.  前記入力データは、前記対象者の睡眠時の環境に関するデータである環境データを、さらに含む、請求項1から7のいずれかに記載の作業療法支援装置。
  9.  前記入力データは、現在から過去にわたる複数時点における、前記対象者の前記睡眠データと前記対象者の前記基本データとを含むデータを、対応する前記複数時点の時間データと互いに関連付けて含む、請求項1から8のいずれかに記載の作業療法支援装置。
  10.  作業療法評価の対象者の睡眠に関するデータである睡眠データと前記対象者の身体に関するデータである基本データとを含む入力データの入力を受け付ける入力データ受付部と、
     前記入力データに対応する、前記対象者の日常生活動作に関するデータである日常生活動作データを含むデータである、教師データの入力を受け付ける教師データ受付部と、
     前記入力データ受付部が入力を受け付けた前記入力データと、前記教師データ受付部が入力を受け付けた前記教師データとを、人工知能に入力することにより、前記入力データから前記教師データを推定するように、前記人工知能を学習させる学習部と、を備える、作業療法支援装置のための人工知能学習装置。
  11.  前記睡眠データは、寝返り回数、体動回数、トイレ回数、及びトイレ時間を含む、睡眠に関する項目のデータであり、
     前記基本データは、年齢、身長、体重、及び病歴を含む基本項目のデータであり、
     前記日常生活動作データは、食事、トイレ、排便、移乗トイレ、移動歩行、理解、問題解決、及び記憶を含む、日常生活動作に関する項目のデータである、請求項10に記載の作業療法支援装置のための人工知能学習装置。
  12.  前記日常生活動作データを含むデータは、前記対象者の身体機能に関するデータである身体機能データを、さらに含む、請求項10又は11に記載の作業療法支援装置のための人工知能学習装置。
  13.  前記日常生活動作データは、転倒の可能性である転倒リスクを含む、請求項10から12のいずれかに記載の作業療法支援装置のための人工知能学習装置。
  14.  前記睡眠データは、睡眠に関する質問への前記対象者の回答を、さらに含む、請求項10から13のいずれかに記載の作業療法支援装置のための人工知能学習装置。
  15.  前記入力データは、前記対象者の睡眠時の環境に関するデータである環境データを、さらに含む、請求項10から14のいずれかに記載の作業療法支援装置のための人工知能学習装置。
  16.  前記入力データは、現在から過去にわたる複数時点における、前記対象者の前記睡眠データと前記対象者の前記基本データとを含むデータを、対応する前記複数時点の時間データと互いに関連付けて含む、請求項10から15のいずれかに記載の作業療法支援装置のための人工知能学習装置。
  17.  作業療法評価の対象者の日常生活動作に関するデータである日常生活動作データを含む、入力データの入力を受け付ける入力データ受付部と、
     前記入力データに対応する、前記対象者への作業療法の処方データである教師データの入力を受け付ける教師データ受付部と、
     前記入力データ受付部が入力を受け付けた前記入力データと、前記教師データ受付部が入力を受け付けた前記教師データとを、人工知能に入力することにより、前記入力データから前記教師データを推定するように、前記人工知能を学習させる学習部と、を備え、
     前記処方データは、運動、マッサージ、ストレッチ、及び、寝具の条件のうちの少なくとも1つの項目についての、処方すべき内容を表現するデータを含む、作業療法支援装置のための人工知能学習装置。
  18.  前記日常生活動作データは、食事、トイレ、排便、移乗トイレ、移動歩行、理解、問題解決、及び記憶を含む、日常生活動作に関する項目のデータである、請求項17に記載の作業療法支援装置のための人工知能学習装置。
  19.  前記処方データは、前記日常生活動作データに含まれる少なくとも1つの日常生活動作の項目についての、動作指導を表現するデータをさらに含む、請求項17又は18に記載の作業療法支援装置のための人工知能学習装置。
  20.  前記入力データは、前記対象者の身体機能に関するデータである身体機能データを、さらに含む、請求項17から19のいずれかに記載の作業療法支援装置のための人工知能学習装置。
  21.  前記日常生活動作データは、転倒の可能性である転倒リスクを含む、請求項17から20のいずれかに記載の作業療法支援装置のための人工知能学習装置。
  22.  請求項1から9のいずれかに記載の作業療法支援装置の使用方法であって、
     前記作業療法支援装置に、前記入力データを入力することと、
     前記作業療法支援装置の前記推定データ出力部に、前記推定データを出力させることと、
     出力させた前記推定データに基づいて、作業療法を実施することと、を含む、作業療法支援装置の使用方法。
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