(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
背景として布などの可視光や赤外光に対して低反射性である素材を用いまた前面と天井、及び２側面のうちの一方が開いていることを特徴とする運動障害テスト箱内において、被評価対象者によって被評価対象部位として身体の一部を用いた、手のひらを開いたり閉じたりする運動、上腕を回内回外する運動、人差し指の先端で素早く目標に触れる運動、手を静かにおいておく姿勢、下肢を上下させる運動などのテスト運動を行わせ、このテスト運動の様子を前記運動障害テスト箱の前面からビデオカメラを用いて撮影し、撮影した動画像をディジタル値に変換してコンピュータに入力し、このディジタル動画像の各フレームに対して連続する隣り合ったフレーム間、または一定間隔のフレーム数を隔てたフレーム間の差分処理を行い、検出されたすべての画素あるいはブロックの輝度差分値を１処理ごとに合計した値、または一定値以上の差分値を持つ画素またはブロックの総数を１計測時における被評価対象部位の擬似的な運動量（擬似運動量）としてこれを求め、得られた擬似運動量データに対してフーリエ変換やウェーブレット変換などの直交変換を行い、周波数のスペクトルを求め、あらかじめ同様の方法で求めた健常者データによるモデルスペクトルと比較して、ピーク位置のずれ、最大ピークにおける強さの違いによって運動障害の重症度を判定することを特徴とする運動障害の客観的重症度評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーキンソン病やハンチントン病などの運動障害を主症状とする疾病の重症度評価方法、あるいは薬物投与、手術、リハビリテーション等の医療行為が運動障害の改善にどの程度影響を及ぼしたかを評価するため運動障害の重症度のデータ収集の方法及び評価方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、運動障害の重症度の評価方法は、治療者の観察にもとづく、主観的な評価方法であるか、あるいはＵｎｉｆｉｅｄ  Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ’ｓ  Ｄｉｓｅａｓｅ  Ｒａｔｉｎｇ  Ｓｃａｌｅ、ＵｎｉｆｉｅｄＨｕｎｔｉｎｇｔｏｎ’ｓＤｉｓｅａｓｅ  Ｒａｔｉｎｇ  Ｓｃａｌｅ  などを用いたスケール評価方法が中心であった。これらの方法はいずれも、治療者が視覚的情報をもとにして行う、主観にもとづいた評価方法であり、物理的計測データによらない、客観性の低い評価方法であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の運動障害の重症度評価方法では、客観性の点で慎重に検討する必要があった。本発明は、このような従来の評価方法の欠点を解消するためになされたものであって、同一データを誰が見ても同じように判定できるよう、データに客観性を持たせること、またそのデータをもとに客観的な重症度評価を行えるようにすることを課題としたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、背景として布などの可視光や赤外光に対して低反射性である素材を用いまた前面と天井、及び２側面のうちの一方が開いていることを特徴とする運動障害テスト箱内において、被評価対象者によって被評価対象部位として身体の一部を用いた、手のひらを開いたり閉じたりする運動、上腕を回内回外する運動、人差し指の先端で素早く目標に触れる運動、手を静かにおいておく姿勢、下肢を上下させる運動などのテスト運動を行わせ、このテスト運動の様子を前記運動障害テスト箱の前面からビデオカメラを用いて撮影し、撮影した動画像をディジタル値に変換してコンピュータに入力し、このディジタル動画像の各フレームに対して連続する隣り合ったフレーム間、または一定間隔のフレーム数を隔てたフレーム間の差分処理を行い、検出されたすべての画素あるいはブロックの輝度差分値を１処理ごとに合計した値、または一定値以上の差分値を持つ画素またはブロックの総数を１計測時における被評価対象部位の擬似的な運動量（擬似運動量）としてこれを求め、得られた擬似運動量データに対してフーリエ変換やウェーブレット変換などの直交変換を行い、周波数のスペクトルを求め、あらかじめ同様の方法で求めた健常者データによるモデルスペクトルと比較して、ピーク位置のずれ、最大ピークにおける強さの違いによって運動障害の重症度を判定することを特徴とする運動障害の客観的重症度評価方法である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係わる運動障害テスト及び評価のシステム構成を示す説明図である。図１において、被評価対象者の身体の一部（被評価対象部位）８を、可視光や赤外光に対して無反射性あるいは低反射性である素材を用いた背景７１を特徴とする運動障害テスト箱７へ入れ、たとえば、手のひらを開いたり閉じたりする運動、上腕を回内回外する運動、人差し指の先端で素早く目標に触れる運動、手を静かにおいておく姿勢、下肢を上下させる運動などのテスト運動を行わせ、これをビデオカメラ１によって撮影し、ディジタルビデオレコーダー２、画像入力装置３、ビデオモニタ４、コンピュータ５、モニタ６から構成される解析システムに入力して画像処理、データ処理されるよう構成してある。
【０００６】
この実施例においては、まず、被評価対象部位を８を運動障害テスト箱７の内部で１５秒間前記テスト運動を行わせ、この様子をビデオカメラ１によって撮影し、ディジタルビデオテープレコーダー２によって記録する。また、被評価対象部位８を運動障害テスト箱内７に入れる前に、あらかじめ被評価対象者が居ない状態での背景７１を前記ビデオカメラ１によって撮影し、ディジタルビデオテープレコーダー２によって記録しておく。
【０００７】
前記方法により記録されたディジタルビデオ画像をディジタルビデオテープレコーダー２によってスロー再生し、画像入力装置３を通じてコンピュータ５に入力させ、ディジタル画像処理、それに続くデータ処理を行わせる。図２はコンピュータが行う画像処理とそれに続くデータ処理の流れを表すフローチャートである。入力されたデータはまず、被評価対象者が居ない状態での背景画像との差分を計算する背景差分Ｐ１またはフレーム差分Ｐ２がほどこされ、前記背景差分Ｐ１が行われたデータについては先端位置検出Ｐ１１、重心位置検出Ｐ１２が行われる。これらによって検出されたデータは２次元空間上に並べられ、運動の軌跡が描画されるＰ１３。次にフレーム差分Ｐ２が行われたデータについては、１回のフレーム差分計算において得られたすべての画素部分における差分量を合計することによって疑似運動量算出Ｐ２１が行われ、さらにこれを時間軸上に並べたデータについてフーリエ変換Ｐ２２が施され、スペクトルが描かれるＰ２３。
【０００８】
コンピュータ５が行う画像処理についての説明は、次の通りである。
（１）  背景差分Ｐ１：あらかじめ入力した背景画像と被評価対象部位の運動に関する画像各フレームとのピクセルごと、あるいはブロックごとの輝度値差分を行う。
（２）  フレーム差分Ｐ２：被評価対象部位の運動に関する画像の連続する２フレーム間あるいは一定時間隔のフレーム間におけるピクセルごと、あるいはブロックごとの輝度値差分を行う。
（３）  先端位置検出Ｐ１１：背景差分によって検出された画像中の被評価対象部位のうち、運動方向最先端部位を検出し、ｘ、ｙの２次元で表現する。
（４）  重心位置検出Ｐ１２：背景差分によって検出された画像中の被評価対象部位を表現するすべてのピクセル、あるいはブロックの位置をｘ、ｙの２次元で表現し、これらの平均を求める。
（５）  擬似運動量算出Ｐ２１：フレーム差分によって検出されたすべての画素あるいはブロックの輝度差分値を１処理ごとに合計した値、または一定値以上の差分値を持つ画素またはブロックの総数を１計測時における擬似運動量とする。
【０００９】
図３は、軌跡データ解析についての説明図である。被評価対象部位の運動の軌跡データＤ１に基づく重症度診断は、健常者を相当数用いて作成したモデル曲線Ｄ２とのずれ面積Ｄ３を計算し、その面積の大きさが大きいほど重症度が高いと評価する。
【００１０】
図４は、スペクトルデータ解析についての説明図である。被評価対象部位の擬似運動量からフーリエ変換によって求めたスペクトルＤ１０に基づく重症度診断は、健常者を相当数用いて作成したモデルスペクトルＤ２０とのピーク位置のずれＤ３０、最大ピークにおける強さの違いＤ４０をそれぞれ求め、その大きさが大きいほど重症度が高いと評価する。
【００１１】
【他の実施形態】
図１及び図２に示した実施形態では可視光線を利用することを前提とした一般的な実施形態を示したが、図１に記載のビデオカメラとして赤外線カメラを用いてもよい。この場合、図２において記載のＰ１背景差分処理を省略することも可能である。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、運動障害の程度を物理的データとして表すことができるため、データに客観性を持たせること、またそのデータを用いて客観的な重症度評価を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる運動障害テスト及び評価のシステム構成を示す説明図
【図２】コンピュータが行う画像処理とそれに続くデータ処理の流れを表すフローチャート
【図３】軌跡データ解析についての説明図
【図４】スペクトルデータ解析についての説明図
【符号の説明】
１    ビデオカメラ
２    ディジタルビデオレコーダー
３    画像入力装置
４    ビデオモニタ
５    コンピュータ
６    モニタ
７    運動障害テスト箱
８    被評価対象者の身体の一部（被評価対象部位）
７１  低反射性素材を用いた背景
Ｐ１  背景差分
Ｐ２  フレーム差分
Ｐ１１先端位置検出
Ｐ１２重心位置検出
Ｐ１３運動の軌跡描画
Ｐ２１擬似運動量算出
Ｐ２２フーリエ変換
Ｐ２３スペクトル描画
Ｄ１  軌跡データ
Ｄ２  モデル曲線
Ｄ３  ずれ面積
Ｄ１０スペクトルデータ
Ｄ２０モデルパワースペクトル
Ｄ３０ピーク位置のずれ
Ｄ４０強さの違い
【図１】
0004595104.tif 000002
【図２】
0004595104.tif 000003
【図３】
0004595104.tif 000004
【図４】
0004595104.tif 000005