JP2015085037A - 診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】診断装置による診断中における被験者の転倒リスクを低減する。【解決手段】被験者によって踏まれる感圧センサから出力される情報に基づいて被験者を診断する診断装置は、前記感圧センサから出力される情報に基づいて被験者が２本の足で前記感圧センサの上に立っていると判断されたときに、被験者に対して前記感圧センサの上での運動を含む課題の実行の指示を与え、前記感圧センサから出力される情報に基づいて被験者を診断する処理部を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、診断装置に係り、特に、被験者によって踏まれる感圧センサから出力される情報に基づいて被験者を診断する診断装置に関する。

加齢に伴い、筋力の低下、瞬発力の低下、骨密度の減少、高次機能の低下などの症状が次第に現れ、転倒による骨折の可能性が高まる。高齢者の骨折は、寝たきりへと繋がる可能性があり、活動性の低下、骨折治療のための医療費の圧迫、介護者の負担増加などの問題をもたらしうる。

特許文献１には、高齢者等の転倒リスクの評価を行うための下肢協調性評価システムが記載されている。この下肢協調性評価システムでは、人体の複数の部位にそれぞれ装着された複数の加速度センサによって、当該複数の部位の歩行中又は運動中の上下方向、左右方向、及び前後方向に生じる加速度を測定し、測定された加速度に基づいて、当該複数の部位の上下方向、左右方向及び前後方向それぞれに対して加速度に関連する統計量を算出し、算出された加速度に関連する統計量の中から転倒リスクの評価に用いる統計量を抽出し、抽出された統計量に関連した情報をリスク指標として設定する。

特開２０１０−１７２４８１号公報

特許文献１に記載された下肢協調性評価システムでは、人体の複数の部位のそれぞれに加速度センサを装着する必要があり、そのための作業が煩わしい上に装着ミスが発生する可能性もある。

そこで、本発明者等は、被験者に運動のみを課題とする一重課題を実行させたときの該運動に関する評価値と被験者に運動の他に追加的な課題を含む二重課題を実行させたときの該運動に関する評価値との差に基づいて被験者の転倒リスク等を評価する手法を提案する。この方法は、被験者の体型や運動の癖などによる影響を受けにくいので、被験者の転倒リスク等を正確に把握するために有利であると考えられる。

ここで、高齢者等の転倒リスクを低減するためには、高齢者等が日常的に自己の状態を知ることができる環境を実現することが重要である。そのためには、高齢者等が単独で、あるいは、簡単なサポートの下で使用可能な診断装置の提供が望まれる。

このような診断装置からの指示の下で課題を実行する被験者が高齢者等であって運動能力が不十分な場合において、例えば、片足に全体重をかけた瞬間に二重課題のような高度な課題の実行の指示が与えられると、その瞬間に運動に対する注意能力が奪われて、転倒リスクが高まりうる。

本発明は、診断装置による診断中における被験者の転倒リスクを低減することを目的とする。

本発明の１つの側面は、被験者によって踏まれる感圧センサから出力される情報に基づいて被験者を診断する診断装置に係り、前記診断装置は、前記感圧センサから出力される情報に基づいて被験者が２本の足で前記感圧センサの上に立っていると判断されたときに、被験者に対して前記感圧センサの上での運動を含む課題の実行の指示を与え、前記感圧センサから出力される情報に基づいて被験者を診断する処理部を備える。

本発明によれば、診断装置による診断中における被験者の転倒リスクが低減される。

本発明の１つの実施形態の診断装置を模式的に示す図。 診断装置を構成する情報処理装置の構成例を示す図。 被験者に対して足踏みをするという一重課題を提示した場合、および、被験者に対して足踏みをするという主要な課題と追加的な課題との二重課題を提示した場合における所定時間内の足踏みの回数を例示する図。 情報処理装置あるいは処理部による被験者の診断動作を例示する図。 診断の様子を例示する図。

以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。

図１には、本発明の１つの実施形態の診断装置１が模式的に示されている。１つの実施形態において、診断装置１は、被験者によって踏まれる感圧センサ１００と、感圧センサ１００と通信する情報処理装置２００とを含みうる。ただし、感圧センサ１００は、診断装置１の構成要素ではないものとして把握することもできる。つまり、感圧センサ１００および情報処理装置２００によって診断装置１が構成されると把握することもできるし、感圧センサ１００を除外した構成を診断装置１として把握することもできる。

診断装置１を構成する情報処理装置２００は、感圧センサ１００から出力される情報に基づいて被験者を診断する。感圧センサ１００は、不図示の通信部を有し、該通信部により情報処理装置２００と通信する。図５に例示されるように、被験者１０は、例えば、情報処理装置２００を両手で持った状態で感圧センサ１００の上に立ち、情報処理装置２００から提示される情報に従って診断を受けることができる。

図２は、診断装置１を構成する情報処理装置２００の構成例を示す図である。情報処理装置２００は、演算処理を行う処理部２７０と、感圧センサ１００と通信を行う通信部２４０とを含みうる。情報処理装置２００は、表示部あるいは入出力部（入力部および出力部）の一例としてのタッチパネルディスプレイ２１０を含みうる。また、情報処理装置２００は、入力部の一例としてのマイクロフォン２５０およびカメラ２６０を含みうる。また、情報処理装置２００は、出力部の一例としてのスピーカ２２０を含みうる。また、情報処理装置２００は、記録部２３０を含みうる。情報処理装置２００は、例えば、汎用のコンピュータにプログラムを組み込むことによって構成されうる。

この実施形態では、情報処理装置２００を構成する処理部２７０は、感圧センサ１００から出力される情報に基づいて被験者が２本の足で感圧センサ１００の上に立っていると判断されたときに、被験者に対して感圧センサ１００の上での運動を含む課題の実行の指示を与え、感圧センサ１００から出力される情報に基づいて被験者を診断する。これにより、被験者が片足のみで感圧センサ１００の上に立っているとき、特に被験者が片足に全体重をかけた瞬間に新たな課題、特に二重課題の実行が被験者に指示されることが防止され、診断装置１による診断時における被験者の転倒リスクを低減することができる。

処理部２７０は、更に、被験者に一重課題の実行を指示したときに感圧センサ１００から出力される第１情報と、被験者に二重課題の実行を指示したときに感圧センサ１００から出力される第２情報とに基づいて被験者の転倒リスクを評価し、評価結果を出力する。ここで、一重課題は、例えば、感圧センサ１００の上で足踏みをするなどの運動をするという課題のみを含み、他の課題を含まない。二重課題は、感圧センサ１００の上で足踏みをするなどの運動をするという主要な課題と、追加的な課題とを含む。追加的な課題とは、例えば、文字課題、ストループ課題および／または計算課題などでありうる。

図３には、被験者に対して足踏みをするという一重課題の実行を指示した場合、および、被験者に対して足踏みをするという主要な課題と追加的な課題との二重課題の実行を指示した場合における所定時間（ここでは２０秒間）内の足踏みの回数が例示されている。一重課題の実行を指示した場合における足踏みの回数と、二重課題の実行を指示した場合における足踏みの回数との間には差が生じうる。この差が大きくなるに従って被験者の転倒リスクが高まることが実験によって確認されている。この実施形態では、処理部２７０は、一重課題の実行時に感圧センサ１００から出力される第１情報と、二重課題の実行時に感圧センサ１００から出力される第２情報とに基づいて、より具体的には、第１情報から得られる指標と第２情報から得られる指標との差に基づいて、被験者の転倒リスクを評価する。この方法は、被験者の体型や運動の癖などによる影響を受けにくいので、転倒リスクを正確に把握するために有利である。

処理部２７０は、例えば、第１情報に基づいて、被験者に一重課題の実行を指示した状態における所定時間あたりの足踏みの回数を取得し、第２情報に基づいて、被験者に二重課題の実行を指示した状態における前記所定時間あたりの足踏みの回数を取得し、これらの足踏み回数に基づいて被験者の転倒リスクを評価する。なお、所定時間は、任意に定められうる。

より具体的には、処理部２７０は、被験者に一重課題の実行を指示した状態で得られる所定時間あたりの足踏み回数と、被験者に二重課題の実行を指示した状態で得られる前記所定時間あたりの足踏み回数との差に基づいて、被験者の転倒リスクを評価しうる。ここで、被験者に一重課題の実行を指示した状態で得られる所定時間あたりの足踏み回数と、被験者に二重課題の実行を指示した状態で得られる前記所定時間あたりの足踏み回数との差の評価方法としては、種々の方法が考えられるが、例えば、被験者に一重課題を提示した状態で得られる前記所定時間あたりの足踏み回数をＮ１とし、被験者に二重課題を提示した状態で得られる前記所定時間あたりの足踏み回数をＮ２としたときに、処理部２７０は、（Ｎ１−Ｎ２）／Ｎ１に基づいて、被験者の転倒リスクを評価することができる。例えば、（Ｎ１−Ｎ２）／Ｎ１の値が第１閾値Ｔ１より小さければ転倒リスクがなく、第１閾値Ｔ１より大きく第２閾値Ｔ２より小さければ転倒リスクが小さく、第２閾値Ｔ２より大きく第３閾値Ｔ３より小さければ転倒リスクが中程度であり、第３閾値Ｔ３より大きければ転倒リスクが大きいと、判断することができる。ここで、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３である。

以下、図４を参照しながら情報処理装置２００あるいは処理部２７０による被験者の診断動作を例示的に説明する。ステップＳ４０１において診断動作が起動されると、ステップＳ４０２において、処理部２７０は、被験者の情報を取得する。被験者の情報の取得は、例えば、タッチパネルディスプレイ２１０の操作を通じて、または、マイクロフォン２５０への音声入力を通じて行われうる。被験者の情報は、例えば、被験者の識別子および特性情報を含みうる。特性情報は、例えば、年齢、性別、身長、体重、障害の有無および種類などを含みうる。被験者の識別子および特性情報を含む被験者の情報は、記録部２３０に記録することができ、被験者の情報が記録部２３０に記録されている場合には、被験者の識別子に基づいて、その被験者の特性情報を引き出すことができる。

ステップＳ４０３では、処理部２７０は、ステップＳ４０２において取得した被験者の情報に基づいて、被験者との対話方法、具体的には、被験者への課題や情報などの提示方法、被験者からの情報の取得方法を決定する。被験者への課題や情報などの提示方法の決定は、例えば、タッチパネルディスプレイ２１０およびスピーカ２２０などの出力部のうち被験者への課題や情報などの提供のために使用するべきものの決定を含みうる。被験者からの情報の取得方法の決定は、例えば、タッチパネルディスプレイ２１０、マイクロフォン２５０およびカメラ２６０のうち被験者からの情報の取得のために使用するべきものの決定を含みうる。

ステップＳ４０４では、処理部２７０は、感圧センサ１００から出力される情報に基づいて、被験者が２本の足で感圧センサ１００の上に立っているかどうかを判断する。ここで、被験者が２本の足で感圧センサ１００の上に立っていることは、例えば、感圧センサ１００の左足用の感知領域と右足用の感知領域の双方でそれぞれ所定の圧力分布を感知したことに基づいて判断されうる。被験者が２本の足で感圧センサ１００の上に立っていると判断されると、処理は、ステップＳ４０５に進められ、被験者が２本の足で感圧センサ１００の上に立っていると判断されない場合には、ステップＳ４０４が繰り返し実行される。

ステップＳ４０５では、処理部２７０は、ステップＳ４０３で決定した対話方法に従って、被験者に一重課題の実行を指示し、それを実行させる。例えば、処理部２７０は、タッチパネルディスプレイ２１０および／またはスピーカ２２０によって被験者に一重課題の実行を指示する。ステップ４０６では、処理部２７０は、被験者に一重課題の実行が指示された状態で感圧センサ１００から出力される第１情報に基づいて、被験者が感圧センサ１００の上で足踏みを開始したことを検知し、ステップＳ４０７に処理を進める。

ステップＳ４０４において被験者が２本の足で感圧センサ１００の上に立っていると判断されたことを条件として被験者に一重課題の実行が指示されることによって、例えば被験者が不安定な姿勢であるときに不意に一重課題の実行の指示を受けて姿勢を乱し転倒に至るリスクを軽減することができる。

ステップＳ４０７では、処理部２７０は、被験者に一重課題の実行が指示された状態で感圧センサ１００から出力される第１情報に基づいて足踏みの回数をカウントする動作を開始するとともに、所定時間の計時を開始する。ここで、所定時間の計時は、例えば、２本の足のうちの１本の足が感圧センサ１００から離れた時点から開始されうる。ステップＳ４０８では、処理部２７０は、計時の開始から所定時間が経過したかどうかを判断し、所定時間が経過したと判断したら、ステップ４０９において、処理部２７０は、タッチパネルディスプレイ２１０および／またはスピーカ２２０によって行っていた被験者への一重課題の実行の指示を終了する。

ここで、ステップＳ４０５において被験者に対して一重課題の実行の指示が開始されてからステップＳ４０９において一重課題の実行の指示が終了されるまでの期間が、タッチパネルディスプレイ２１０および／またはスピーカ２２０によって被験者に対して一重課題の実行が継続して指示される期間である。処理部２７０は、当該期間の経過後に一重課題の実行の指示を終了する。被験者に対する一重課題の実行の指示が終了すると、被験者は、一般的には一重課題の実行を終了すると考えられる。一重課題の実行の指示を終了する際には、タッチパネルディスプレイ２１０および／またはスピーカ２２０によって、その旨のメッセージを被験者に提供してもよい。

ステップＳ４１０において、処理部２７０は、それまでにカウントした足踏みの回数を一重課題における足踏みの回数として記録部２３０に記録する。

ステップＳ４１１では、処理部２７０は、感圧センサ１００から出力される情報に基づいて、被験者が２本の足で感圧センサ１００の上に立っているかどうかを判断する。被験者が２本の足で感圧センサ１００の上に立っていると判断されると、処理は、ステップＳ４１２に進められ、被験者が２本の足で感圧センサ１００の上に立っていると判断されない場合には、ステップＳ４１１が繰り返し実行される。

ステップＳ４１２では、処理部２７０は、ステップＳ４０３で決定した対話方法に従って、被験者に二重課題の実行を指示し、それを実行させる。例えば、処理部２７０は、タッチパネルディスプレイ２１０および／またはスピーカ２２０によって被験者に二重課題の実行を指示する。

ここで、前述のとおり、ステップＳ４０９において一重課題の実行の指示が終了した時点で、被験者は一重課題の実行を終了すると考えられる。しかし、被験者が一重課題の実行を続けていて、その状態で被験者に二重課題の実行が指示されると、被験者の転倒が誘発されうる。即ち、被験者が片足のみで感圧センサ１０の上に立っているとき、特に被験者が片足に全体重をかけた瞬間に新たな課題として二重課題の実行が被験者に指示されると、その瞬間に被験者の注意が当該二重課題の認識に向けられ、これによって運動（足踏み）に対する注意が散漫になり、転倒リスクが高まる。

そこで、この実施形態では、一重課題の実行の指示と二重課題の実行の指示との間の切り替えは、被験者が２本の足で感圧センサ１００の上に立っていると判断されている状態でなされる。より具体的には、この実施形態では。ステップＳ４１１において被験者が２本の足で感圧センサ１００の上に立っていると判断されるまで二重課題の実行の指示が待たれる。なお、図４に示す実施形態では、一重課題の実行が指示された後に二重課題の実行が指示され、その切り替えは、被験者が２本の足で感圧センサ１００の上に立っていると判断されることを条件としてなされる。しかし、これとは逆に、二重重課題の実行が指示された後に一重課題の実行が指示され、その切り替えは、被験者が２本の足で感圧センサ１００の上に立っていると判断されることを条件としてなされてもよい。

ステップＳ４１３では、処理部２７０は、二重課題のうちの追加的な課題、例えば、文字課題、ストループ課題および／または計算課題に対する被験者からの応答のモニタを開始する。これは、被験者が追加的な課題を実行しないまま主要な課題である足踏みを実行した場合に、その足踏みの回数の評価を無効とするためである。

ステップ４１４では、処理部２７０は、被験者に二重課題の実行が指示された状態で感圧センサ１００から出力される第２情報に基づいて、被験者が感圧センサ１００の上で足踏みを開始したことを検知し、ステップＳ４１５に処理を進める。

ステップＳ４１５では、処理部２７０は、被験者に二重課題の実行が指示された状態で感圧センサ１００から出力される第２情報に基づいて足踏みの回数をカウントする動作を開始するとともに、所定時間の計時を開始する。ステップＳ４１６では、処理部２７０は、計時の開始から所定時間が経過したかどうかを判断し、所定時間が経過したと判断したら、ステップＳ４１７に進む。

ステップＳ４１７において、処理部２７０は、追加的な課題に対する被験者からの応答があったかどうかを確認し、当該応答があった場合には、ステップＳ４１８において、処理部２７０は、タッチパネルディスプレイ２１０および／またはスピーカ２２０によって行っていた被験者への二重課題の実行の指示を終了する。

ここで、ステップＳ４１２において被験者に対して二重課題の実行の指示が開始されてからステップＳ４１８において二重課題の実行の指示が終了されるまでの期間が、タッチパネルディスプレイ２１０および／またはスピーカ２２０によって被験者に対して二重課題の実行が継続して指示される期間である。処理部２７０は、当該期間の経過後に二重課題の実行の指示を終了する。

ステップＳ４１９において、処理部２７０は、それまでにカウントした足踏みの回数を二重課題における足踏みの回数として記録部２３０に記録する。つまり、処理部２７０は、被験者に提示した二重課題に対する当該被験者からの応答があった場合に、当該二重課題の提示および当該応答がなされた期間に感圧センサ１００から出力された情報を第２情報として取得し、該第２情報に基づいて足踏みの回数を評価する。一方、当該応答がなかった場合には、処理部２７０は、処理をステップＳ４１１に戻し、再度、二重課題の実行を指示する。

ステップＳ４２０では、処理部２７０は、ステップＳ４１０において記録された一重課題における足踏みの回数とステップＳ４１９において記録された二重課題における足踏みの回数とに基づいて被験者の転倒リスクを評価する。ステップＳ４２１では、処理部２７０は、ステップ４２０における評価結果を、ステップＳ４０３で決定した対話方法に従って出力する。ステップＳ４２２では、処理部２７０は、評価結果を被験者の情報（識別子、特性情報）と対応付けて記録部２３０に記録する。

Claims (7)

1. 被験者によって踏まれる感圧センサから出力される情報に基づいて被験者を診断する診断装置であって、
   前記感圧センサから出力される情報に基づいて被験者が２本の足で前記感圧センサの上に立っていると判断されたときに、被験者に対して前記感圧センサの上での運動を含む課題の実行の指示を与え、前記感圧センサから出力される情報に基づいて被験者を診断する処理部を備える、
   ことを特徴とする診断装置。
2. 前記指示は、前記感圧センサの上で運動するという課題を含み他の課題を含まない一重課題の実行の指示と、前記感圧センサの上で運動するという主要な課題と追加的な課題とを含む二重課題の実行の指示とを含み、
   前記処理部は、前記一重課題の実行の指示と前記二重課題の実行の指示との間の切り替えを、被験者が２本の足で前記感圧センサの上に立っていると判断されている状態において行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の診断装置。
3. 前記処理部は、前記一重課題を実行すべき期間は、継続して前記一重課題の実行を被験者に指示し、前記一重課題を実行すべき期間の経過後に前記一重課題の実行の指示を終了し、また、前記二重課題を実行すべき期間は、継続して前記二重課題の実行を被験者に指示し、前記二重課題を実行すべき期間の経過後に前記二重課題の実行の指示を終了する、 ことを特徴とする請求項２に記載の診断装置。
4. 前記処理部は、前記一重課題の実行の指示を被験者に与えている状態で前記感圧センサから出力される第１情報と、前記二重課題の実行の指示を被験者に与えている状態で前記感圧センサから出力される第２情報とに基づいて被験者の転倒リスクを評価し、評価結果を出力する、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の診断装置。
5. 前記処理部は、前記第１情報に基づいて、被験者に一重課題の実行を指示した状態における所定時間あたりの足踏みの回数を取得し、前記第２情報に基づいて、被験者に二重課題の実行を指示した状態における前記所定時間あたりの足踏みの回数を取得する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の診断装置。
6. 前記処理部は、被験者に一重課題の実行を指示した状態で得られる前記所定時間あたりの足踏みの回数と、被験者に二重課題の実行を指示した状態で得られる前記所定時間あたりの足踏みの回数との差に基づいて、被験者の転倒リスクを評価する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の診断装置。
7. 前記処理部は、被験者に一重課題の実行を指示した状態で得られる前記所定時間あたりの足踏みの回数をＮ１とし、被験者に二重課題の実行を指示した状態で得られる前記所定時間あたりの足踏みの回数をＮ２としたときに、（Ｎ１−Ｎ２）／Ｎ１に基づいて、被験者の転倒リスクを評価する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の診断装置。