(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の眼球の往復運動を誘発させるための視標を含む映像を生成する映像生成手段と、映像生成手段により生成された映像を被験者に提示する映像提示手段と、映像提示手段によって提示された映像の視標を被験者が目で追う際の眼球の動きを計測する眼球計測手段と、眼球計測手段により計測された眼球の動きの時系列データからリズムゆらぎ解析を行う演算手段と、演算手段による解析結果を診断支援データとして表示する表示手段とを備え、
演算手段は、リズムゆらぎ解析を行うにあたって、前記時系列データの波形の１周期の時間を順次算出する第１の処理と、第１の処理で求められた周期の時系列データについて等間隔で再サンプリングを行う第２の処理と、再サンプリングされた時系列データのパワースペクトル密度分布を算出する第３の処理と、第３の処理で得られたパワースペクトル密度分布をべき乗関数で近似して第１の近似関数を求めるとともに、第３の処理で得られたパワースペクトル密度分布を所定の設定周波数帯域においてべき乗関数で近似して第２の近似関数を求める第４の処理とを行うものであって、
表示手段は、両対数グラフにおいて第４の処理で得られた第１の近似関数の直線と第２の近似関数の直線との両方を表示するものであることを特徴とする眼振検査装置。
【請求項２】
被験者の眼球の往復運動を誘発させるための視標を含む映像を生成する映像生成手段と、映像生成手段により生成された映像を被験者に提示する映像提示手段と、映像提示手段によって提示された映像の視標を被験者が目で追う際の眼球の動きを計測する眼球計測手段と、眼球計測手段により計測された眼球の動きの時系列データからリズムゆらぎ解析を行う演算手段と、演算手段による解析結果に基づいて眼振の有無を判定する判定手段とを備え、
演算手段は、リズムゆらぎ解析を行うにあたって、前記時系列データの波形の１周期の時間を順次算出する第１の処理と、第１の処理で求められた周期の時系列データについて等間隔で再サンプリングを行う第２の処理と、再サンプリングされた時系列データのパワースペクトル密度分布を算出する第３の処理と、第３の処理で得られたパワースペクトル密度分布をべき乗関数で近似して第１の近似関数を求めるとともに、第３の処理で得られたパワースペクトル密度分布を所定の設定周波数帯域においてべき乗関数で近似して第２の近似関数を求める第４の処理とを行うものであって、
判定手段は、第４の処理で得られた第１の近似関数を両対数グラフに表した直線の傾きと第２の近似関数を両対数グラフに表した直線の傾きとに基づいて眼振の有無を判定するものであることを特徴とする眼振検査装置。
【請求項３】
演算手段は、第４の処理で得られた近似関数のパラメータに基づいて眼振が被験者の身体の末梢系疾患に起因した異常であるか中枢系疾患に起因した異常であるかを推定する機能を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の眼振検査装置。
【請求項４】
コンピュータを請求項３記載の演算手段として機能させるためのプログラム。
【請求項５】
請求項４記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被験者の眼振（病的眼振）の有無の客観的な評価を可能とする眼振検査装置およびそれに用いるプログラムおよび記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の眼振の検査（以下、眼振検査と称す）では、被験者に眼球の運動を誘発させるための映像を提示して眼球の動きを計測若しくは記録し、医師または専門家が眼振の有無を判断する診断が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の眼振検査の診断結果は、医師または専門家の視診によるものであり、医師または専門家の臨床的な経験などに依存するところが大きいと考えられる。
【０００４】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、被験者の眼振の有無の客観的な評価を可能とする眼振検査装置およびそれに用いるプログラムおよび記録媒体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、被験者の眼球の往復運動を誘発させるための視標を含む映像を生成する映像生成手段と、映像生成手段により生成された映像を被験者に提示する映像提示手段と、映像提示手段によって提示された映像の視標を被験者が目で追う際の眼球の動きを計測する眼球計測手段と、眼球計測手段により計測された眼球の動きの時系列データからリズムゆらぎ解析を行う演算手段と、演算手段による解析結果を診断支援データとして表示する表示手段とを備え、演算手段は、リズムゆらぎ解析を行うにあたって、前記時系列データの波形の１周期の時間を順次算出する第１の処理と、第１の処理で求められた周期の時系列データについて等間隔で再サンプリングを行う第２の処理と、再サンプリングされた時系列データのパワースペクトル密度分布を算出する第３の処理と、第３の処理で得られたパワースペクトル密度分布をべき乗関数で近似して第１の近似関数を求めるとともに、第３の処理で得られたパワースペクトル密度分布を所定の設定周波数帯域においてべき乗関数で近似して第２の近似関数を求める第４の処理とを行うものであって、表示手段は、両対数グラフにおいて第４の処理で得られた第１の近似関数の直線と第２の近似関数の直線との両方を表示するものであることを特徴とするものであり、眼球の動きの時系列データをリズムゆらぎ解析して得られた解析結果が診断支援データとして表示手段に表示されるので、被験者の眼振の有無を客観的に評価することが可能となる。
【０００６】
請求項２の発明は、被験者の眼球の往復運動を誘発させるための視標を含む映像を生成する映像生成手段と、映像生成手段により生成された映像を被験者に提示する映像提示手段と、映像提示手段によって提示された映像の視標を被験者が目で追う際の眼球の動きを計測する眼球計測手段と、眼球計測手段により計測された眼球の動きの時系列データからリズムゆらぎ解析を行う演算手段と、演算手段による解析結果に基づいて眼振の有無を判定する判定手段とを備え、演算手段は、リズムゆらぎ解析を行うにあたって、前記時系列データの波形の１周期の時間を順次算出する第１の処理と、第１の処理で求められた周期の時系列データについて等間隔で再サンプリングを行う第２の処理と、再サンプリングされた時系列データのパワースペクトル密度分布を算出する第３の処理と、第３の処理で得られたパワースペクトル密度分布をべき乗関数で近似して第１の近似関数を求めるとともに、第３の処理で得られたパワースペクトル密度分布を所定の設定周波数帯域においてべき乗関数で近似して第２の近似関数を求める第４の処理とを行うものであって、判定手段は、第４の処理で得られた第１の近似関数を両対数グラフに表した直線の傾きと第２の近似関数を両対数グラフに表した直線の傾きとに基づいて眼振の有無を判定するものであることを特徴とするものであり、眼球の動きの時系列データをリズムゆらぎ解析して得られた解析結果に基づいて眼振の有無が判定されるので、被験者の眼振の有無を客観的に評価することが可能となる。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、演算手段は、第４の処理で得られた近似関数のパラメータに基づいて眼振が被験者の身体の末梢系疾患に起因した異常であるか中枢系疾患に起因した異常であるかを推定する機能を有するので、被験者に眼振がある場合に被験者の身体の末梢系疾患に起因した異常であるか中枢系疾患に起因した異常であるかを推定することができ、診断の目安の一つとして役立てることが可能となる。
【０００８】
請求項４の発明は、コンピュータを請求項３記載の演算手段として機能させるためのプログラムであるので、請求項３記載の演算手段をコンピュータに実行させることができる。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項４記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であるので、コンピュータにて記録媒体を読み取らせることによりコンピュータを用いて演算手段を実現することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本実施形態の眼振検査装置は、図１に示すように、被験者の眼球の往復運動を誘発させるための視標を含む映像を生成する映像生成手段１と、映像生成手段１により生成された映像を被験者に提示する映像提示手段２と、映像提示手段２によって提示された映像の視標を被験者が目で追う際の眼球の動きを計測する眼球計測手段３と、眼球計測手段３により計測された眼球の動きの時系列データからリズムゆらぎ解析を行う演算手段４と、演算手段４による解析結果を診断支援データとして表示する表示手段５とを備えている。
【００１１】
上述の映像提示手段２としては、例えば、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、頭部搭載型ディスプレイなどの表示器を用いればよい。
【００１２】
映像生成手段１により生成されて映像提示手段２に提示される映像は、例えば、図２に示すように、複数本（図示例では４本）の縦線１１を有する縞模様であり、縞模様が時間経過とともに図２における右向きに移動する。この際、時間経過とともに各縦線１１が左から右に向かって移動し映像には常時同じ本数の縦線１１が等間隔で提示される。つまり、図２の左右方向における縦線１１の位置が同じ縞模様が周期的に繰り返して提示されるようになっている。
【００１３】
したがって、あらかじめ被験者に映像提示手段２で提示される映像の縞模様を見るように指示しておけば、被験者が映像提示手段２に提示された縞模様を目で追うことにより眼球が左右に動くことになる（眼球がリズムをもって動くことになる）。すなわち、眼球は左右方向における往復運動を周期的に繰り返すことになる。なお、上述の縞模様の移動速度は一定速度で維持するだけでなく、加速したり、減速したりすることもできるようになっている（縞模様の繰り返し周期を変化できるようになっている）。また、本実施形態では、各縦線１１が被験者の眼球の往復運動を誘発させるための視標を構成している。
【００１４】
眼球計測手段３は、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳセンサなどにより構成された撮像装置（図示せず）によって撮像した画像に適宜の画像処理を施して、撮像画像から瞳孔部分を抽出し、瞳孔部分のみを抽出した画像から瞳孔の中心位置（以下、瞳孔中心位置と称す）を眼球の位置データとして求めることで眼球の動きを計測するものであり、例えばコンピュータに適宜のソフトウェアを搭載することにより実現することができる。なお、上記撮像装置によって撮像した画像に適宜の画像処理を施して瞳孔中心位置を求める技術については周知技術であるから詳細な説明は省略する。
【００１５】
眼球計測手段３により計測された眼球の動きの時系列データ（つまり、上記位置データの時系列データ）の一例を図３に示す。ここに、図３の横軸は計測開始からの経過時間を示し、縦軸は上記位置データを示している。ただし、図３の縦軸の位置データは、瞳孔中心位置が目の左右方向における中心にあるとき（つまり、被験者が正面を見ているとき）に０となり、瞳孔中心位置が左右方向において上記中心から離れるほど絶対値が大きくなる。また、瞳孔中心位置が上記中心よりも左側にあるときには正の値、眼球が上記中心よりも右側にあるときには負の値となる（左右で極性が逆になる）。図３に示す眼球の動きの時系列データから、左右方向における眼球の動きがリズムゆらぎを含んでいることが分かる。
【００１６】
ところで、上述の演算手段４は、図３のような眼球の動きの時系列データに対して図４に示すフローチャートに従ってリズムゆらぎ解析を行う。
【００１７】
すなわち、演算手段４は、リズムゆらぎ解析を行うにあたって、まず、上述の時系列データに基づいて時系列データの波形の極性が規定方向（極性が正から負に変わる方向、若しくは、極性が負から正に変わる方向）に変わるゼロクロス点の時刻を算出して時系列データの波形の１周期の時間を順次算出する第１の処理（Ｓ１）を行う（図５（ａ）参照）。なお、第１の処理（Ｓ１）では、時系列データの波形の山若しくは谷の時刻を順次算出して１周期の時間を順次算出するようにしてもよい。
【００１８】
そして、第１の処理（Ｓ１）で求められた周期の時系列データに基づく波形を等間隔で再サンプリングを行う第２の処理（Ｓ２）を行い（図５（ｂ），（ｃ）参照）、続いて、再サンプリングされた時系列データのパワースペクトル密度分布を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）などにより算出する第３の処理（Ｓ３）を行う。ここにおいて、第３の処理（Ｓ３）では、例えば図６（ａ），（ｂ）それぞれの「イ」に示すようなパワースペクトル密度分布が算出される。なお、図６（ａ），（ｂ）の横軸は周波数、縦軸はパワースペクトル密度であり、両軸とも対数目盛にしてある（つまり、図６（ａ），（ｂ）は両対数グラフとなっている）。
【００１９】
第３の処理（Ｓ３）の後、第３の処理で得られたパワースペクトル密度分布をべき乗関数で近似（フィッティング）して近似関数を求める第４の処理（Ｓ４）を行う。図６（ａ），（ｂ）それぞれの「ロ」が求められた近似関数の直線を示しており、図６（ａ），（ｂ）それぞれの「ハ」が設定周波数帯域（図示例では、０．１Ｈｚ〜１Ｈｚの周波数帯域）において同様に近似して求められた近似関数の直線を示している。
【００２０】
なお、上述の演算手段４は、コンピュータに上述のＳ１〜Ｓ４に従ってリズムゆらぎ解析を行うプログラムを記録媒体から供給することによって実現される。ここに、上述のプログラムは、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータにより読み取り可能な記録媒体から供給される。
【００２１】
演算手段４は、上述のリズムゆらぎ解析による解析結果を例えば図６（ａ）や図６（ｂ）に示すような診断支援データとして表示手段５に表示させる。なお、表示手段５としては、例えば、プリンタなどの印刷装置や、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイなどの表示用端末装置（表示器）を用いればよい。
【００２２】
ところで、上述の図６は、（ａ）の「イ」が健常者を被験者とした場合にリズムゆらぎ解析により算出されたパワースペクトル分布密度を示し、（ｂ）の「イ」が眼振患者を被験者とした場合にリズムゆらぎ解析により算出されたパワースペクトル密度分布を示しており、（ａ）の「ハ」に示した近似関数の直線と、図６（ｂ）の「ハ」に示した近似関数の直線とでは傾きが大きく異なることが分かる。また、図６（ａ）では「ロ」の直線と「ハ」の直線とで傾きが略同じなのに対して、図６（ｂ）では「ロ」の直線と「ハ」の直線とで傾きが大きく異なることが分かる。
【００２３】
表示手段５には、図６（ａ）や図６（ｂ）のように、パワースペクトル密度分布「イ」と、近似関数の直線「ロ」と、上記設定周波数帯域での近似関数の直線「ハ」と、各直線「ロ」，「ハ」それぞれの傾きと、眼振の有無を判断するための閾値となる傾きとが合わせて診断支援データとして表示される。なお、上記設定周波数帯域および閾値は臨床例データを参考にして定めればよい。
【００２４】
したがって、医師や専門家は、表示手段５に表示された診断支援データにおける直線「ハ」の傾きを見ることによって客観的に被験者の眼振の有無を判別できることになる。要するに、眼球の動きの時系列データをリズムゆらぎ解析して得られた解析結果が診断支援データとして表示手段５に表示されるので、被験者の眼振の有無を客観的に評価することが可能となる。
【００２５】
また、演算手段４に、上述の近似関数のパラメータに基づいて眼振が被験者の身体の末梢系疾患に起因した異常であるか中枢系疾患に起因した異常であるかを推定する機能を持たせ、この機能による推定結果も合わせて診断支援データとして表示手段５に表示するようにしておけば、被験者に眼振がある場合に被験者の身体の末梢系疾患に起因した異常であるか中枢系疾患に起因した異常であるかを推定することができ、診断の目安の一つとして役立てることが可能となる。なお、上記パラメータに基づいて末梢系疾患に起因した異常であるか中枢系疾患に起因した異常であるかを推定するための判断基準は、臨床例データを参考にして定めればよい。
【００２６】
ところで、上記実施形態では、上述の演算手段４による解析結果が診断支援データとして表示手段５に表示されるようになっているが、演算手段４による解析結果に基づいて眼振の有無を判定する判定手段を設ければ、眼球の動きの時系列データをリズムゆらぎ解析して得られた解析結果に基づいて眼振の有無が判定されるので、被験者の眼振の有無を客観的に評価することが可能となる。ここに、判定手段による判定結果は例えば表示手段５に表示させるようにすればよい。
【００２７】
なお、上記実施形態では、眼球計測手段３が撮像装置により撮像した画像に適宜の画像処理を施すことにより瞳孔中心位置を求めて眼球の動きを計測しているが、眼球計測手段３として、被験者の眼球の周辺に電極を取り付けて角膜、網膜の静止電位が眼球の動きに伴い変化することを利用して眼球の動きを計測するＥＮＧ（electonystagmograph）法を利用した装置を採用するようにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、被験者の眼球の往復運動を誘発させるための視標を含む映像を生成する映像生成手段と、映像生成手段により生成された映像を被験者に提示する映像提示手段と、映像提示手段によって提示された映像の視標を被験者が目で追う際の眼球の動きを計測する眼球計測手段と、眼球計測手段により計測された眼球の動きの時系列データからリズムゆらぎ解析を行う演算手段と、演算手段による解析結果を診断支援データとして表示する表示手段とを備え、演算手段は、リズムゆらぎ解析を行うにあたって、前記時系列データの波形の１周期の時間を順次算出する第１の処理と、第１の処理で求められた周期の時系列データについて等間隔で再サンプリングを行う第２の処理と、再サンプリングされた時系列データのパワースペクトル密度分布を算出する第３の処理と、第３の処理で得られたパワースペクトル密度分布をべき乗関数で近似して第１の近似関数を求めるとともに、第３の処理で得られたパワースペクトル密度分布を所定の設定周波数帯域においてべき乗関数で近似して第２の近似関数を求める第４の処理とを行うものであって、表示手段は、両対数グラフにおいて第４の処理で得られた第１の近似関数の直線と第２の近似関数の直線との両方を表示するものであり、眼球の動きの時系列データをリズムゆらぎ解析して得られた解析結果が診断支援データとして表示手段に表示されるので、被験者の眼振の有無を客観的に評価することが可能となるという効果がある。
【００２９】
請求項２の発明は、被験者の眼球の往復運動を誘発させるための視標を含む映像を生成する映像生成手段と、映像生成手段により生成された映像を被験者に提示する映像提示手段と、映像提示手段によって提示された映像の視標を被験者が目で追う際の眼球の動きを計測する眼球計測手段と、眼球計測手段により計測された眼球の動きの時系列データからリズムゆらぎ解析を行う演算手段と、演算手段による解析結果に基づいて眼振の有無を判定する判定手段とを備え、演算手段は、リズムゆらぎ解析を行うにあたって、前記時系列データの波形の１周期の時間を順次算出する第１の処理と、第１の処理で求められた周期の時系列データについて等間隔で再サンプリングを行う第２の処理と、再サンプリングされた時系列データのパワースペクトル密度分布を算出する第３の処理と、第３の処理で得られたパワースペクトル密度分布をべき乗関数で近似して第１の近似関数を求めるとともに、第３の処理で得られたパワースペクトル密度分布を所定の設定周波数帯域においてべき乗関数で近似して第２の近似関数を求める第４の処理とを行うものであって、判定手段は、第４の処理で得られた第１の近似関数を両対数グラフに表した直線の傾きと第２の近似関数を両対数グラフに表した直線の傾きとに基づいて眼振の有無を判定するものであり、眼球の動きの時系列データをリズムゆらぎ解析して得られた解析結果に基づいて眼振の有無が判定されるので、被験者の眼振の有無を客観的に評価することが可能となるという効果がある。
【００３０】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、演算手段は、第４の処理で得られた近似関数のパラメータに基づいて眼振が被験者の身体の末梢系疾患に起因した異常であるか中枢系疾患に起因した異常であるかを推定する機能を有するので、被験者に眼振がある場合に被験者の身体の末梢系疾患に起因した異常であるか中枢系疾患に起因した異常であるかを推定することができ、診断の目安の一つとして役立てることが可能となるという効果がある。
【００３１】
請求項４の発明は、コンピュータを請求項３記載の演算手段として機能させるためのプログラムであるので、請求項３記載の演算手段をコンピュータに実行させることができるという効果がある。
【００３２】
請求項５の発明は、請求項４記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であるので、コンピュータにて記録媒体を読み取らせることによりコンピュータを用いて演算手段を実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態を示す概略構成図である。
【図２】同上において被験者に提示される映像の説明図である。
【図３】同上を用いて測定した眼球の動きの時系列データ図である。
【図４】同上の動作説明図である。
【図５】同上の動作説明図である。
【図６】同上の動作説明図である。
【符号の説明】
１  映像生成手段
２  映像提示手段
３  眼球計測手段
４  演算手段
５  表示手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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