JP6774061B2 - 心身的負担測定システム、心身的負担測定方法及びプログラム - Google Patents
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Description
本実施形態では、患者が歯科用チェアユニットに乗って仰臥位の状態で治療を受けている状況を想定し、歯科用チェアユニット表面に設置した重心動揺計測装置を用いて患者の重心動揺を計測することで、患者の心身的負担(精神状態や疼痛状況等)を客観的に計測して評価する。
図3は、本発明の一実施形態に係る心身的負担測定システムの情報処理装置の構成例を示すブロック図である。図3に示す心身的負担測定システム30は、重心動揺計測装置4,5が配置された歯科用チェアユニット1と、重心動揺計測装置4,5から送られる計測データを処理する情報処理装置20から構成される。
制御装置21は、重心位置処理部211、負担測定処理部212、操作回数計測部213、及び出力処理部214を備える。制御装置21の各部は、制御装置21(CPU)がメモリ22に格納されたプログラムを実行することにより実現される。
「計測開始ボタン」は、重心動揺計測装置4,5により被験者の重心動揺計測の開始を指示するためのボタンである。被験者の計測データは、一時的にメモリ22に格納される。
「記録開始ボタン」は、被験者の重心動揺の計測データを不揮発性記録装置23又はUSBメモリ等の外部メモリに記録する処理の開始を指示するためのボタンである。
「被験者名」、「部位」、「状況」は、計測データを不揮発性記録装置23等に保存する際のファイル名を設定するための入力欄である。
「選択ボタン」は、計測データの出力先フォルダを選択するボタンである。
「接続終了ボタン」は、重心動揺計測装置4,5による被験者の重心動揺計測の終了を指示するためのボタンである。
「キャリブレーション(座標)ボタン」は、重心動揺計測装置4,5による被験者の重心位置(座標)の計測データをキャリブレーションするためのボタンである。
図5は、重心動揺計測装置4,5で計測された重心の散布図(軌跡)から評価指標としての軌跡長を計算する方法を説明する図である。また、図6は、重心動揺計測装置4,5で計測された重心の散布図(軌跡)から評価指標としての外周面積を計算する方法を説明する図である。以下にそれぞれの評価指標となる計算式を示す。
軌跡長は、連続する重心位置間の距離を定められた時間分(例えば1秒間)足し合わせた長さである。重心動揺計測装置4,5で計測された重心位置の時系列データとして、座標点A1(x1,y1)、A2(x2,y2)、…、An(xn,yn)が得られたとする。評価する期間の時間をtとしたとき、1秒間当たりの軌跡長dは、次式(1)で表すことができる。
重心動揺の評価に用いる外周面積は、一般的に近似的な計算で表されることが多い。今回用いた計算手法では、まず、評価したい期間の重心動揺の中心位置を決める。そこを中心に、例えば360度を3度ずつ120分割し、各分割領域の中心位置から最長距離にある最長点同士を結んだ線分(外周)により囲まれる面積を外周面積とした。本例では、360度を3度ずつ120分割したが、分割数は任意である。以下に詳しい計算方法を示す。
次に、心身的負担測定システム30の情報処理装置20による心身的負担測定処理の手順について説明する。図7は、心身的負担測定処理の手順例を示すフローチャートである。図7に示す心身的負担測定処理の各手順は、主に制御装置21(CPU)が、メモリ22に格納されたプログラムを実行することにより行われる。
まず、実験1について説明する。実験1では、被験者に歯科用チェアユニット1の上に仰臥位の状態で乗ってもらい、被験者に2種類の方法で5分間ずつ計測を行った。図9に、心身的負担測定システム30を用いた実験1のプロトコルを示す。
実験1−(2):1分目、3分目、5分目を安静状態(Rest)にして計測し、2分目、4分目を“Task”として、口内洗浄機の音を出した状態で被験者の重心動揺を計測する。すなわち、一分おきに“Rest”と“Task”を交互に繰り返して計測を行う。なお、この刺激は、口内洗浄機の音を出しているのみの音刺激であり、身体の疼痛を伴う刺激ではない。
まず、実験1の結果について説明する。図10は、実験1における一人の被験者Aの重心動揺の変化を示すグラフであり、縦軸は重心の軌跡長[cm]、横軸は時間(min)を示す。また、図11は、実験1における被験者Aの1分ごとの重心の軌跡の外周面積の変化を示すグラフであり、縦軸は重心の軌跡の外周面積(cm2)、横軸は時間(min)を示す。
次に、実験2について説明する。実験2では、実験1と同様に、被験者に歯科用チェアユニット1の上に仰臥位の状態で乗ってもらい、実際の治療下で計測を行った。被験者は2名(被験者D,E)とし、1分目と7分目を安静状態、2〜6分目に治療として歯石除去を行う形で実験をした。
次に、実験2の結果について説明する。被験者D,Eともに、実験1の結果と同様、臀部より背部の方が、重心の軌跡長及び重心の軌跡の外周面積の変化(偏差)が大きかった。よって、実際の治療下でも、背部の重心のみの計測で心身的負担の評価が可能であることが示された。ただし、これは、臀部の重心のみの計測で心身的負担を評価することを排除するものではなく、背部及び臀部の重心を計測して心身的負担を評価してもよい。以下、図14〜図15に、実験2における背部の重心動揺の例として、被験者Dの計測結果を示す。
心身的負担を定量的に評価するために、実験2の測定ごとに治療前、治療中、治療後の背部重心の軌跡の外周面積の平均値をまとめて、図19に示す。また、実験2の測定ごとに治療前、治療中、治療後の背部重心の軌跡の外周面積の標準偏差をまとめて、図20に示す。さらに、実験2の各測定における治療前の背部重心の軌跡の外周面積と比較した場合の、治療中及び治療後の背部重心の軌跡の外周面積(百分率)をまとめて、図21に示す。
上述した実施形態にかかる心身的負担測定システム30は、座位状態にある被験者の心身的負担を測定することにも利用できる。図23に、被験者の座位状態を維持するユニット構造体(例えば椅子)の例を示す上面図及び側面図である。図23に示す椅子80は、座面部82と背もたれ83とから構成される。歯科用チェアユニット1と同様に、座面部82の上に板6が設置され、板6の上に重心動揺計測装置4が配置されている。また、重心動揺計測装置4の上には、クッション8が配置されている。情報処理装置20が、座面部82の上に配置された重心動揺計測装置4の計測データに基づいて、被験者の心身的負担を測定する。
Claims (9)
- 仰臥位又は座位の状態にある被験者の重心位置を計測可能に配置されて、前記被験者の重心位置の時系列データを出力する重心動揺計測装置と、
前記重心動揺計測装置が出力する前記被験者の重心位置の時系列データから、前記被験者の重心動揺に応じた評価指標の値を算出する重心位置処理部と、
前記重心位置処理部で算出された前記評価指標の値の時間変化に基づいて、前記被験者の心身的負担を測定する負担測定処理部と、
前記負担測定処理部による測定の結果を出力する出力処理部と、を備え、
前記負担測定処理部は、前記重心位置処理部で算出された前記評価指標の値を所定の閾値と比較し、その比較結果と前記被験者の重心の移動方向に基づいて、前記被験者の心身的負担を判定する
心身的負担測定システム。 - 前記重心位置処理部は、前記被験者の重心動揺に応じた評価指標として、前記被験者の重心位置の時系列データから所定時間長ごとに前記重心の軌跡の外周面積を算出する
請求項1に記載の心身的負担測定システム。 - 前記重心位置処理部は、前記被験者の重心動揺に応じた評価指標として、前記被験者の重心位置の時系列データから所定時間長ごとに前記重心の軌跡の長さを算出する
請求項1に記載の心身的負担測定システム。 - 前記被験者の重心動揺に応じた評価指標は、設定時間ごとに所定時間長の評価区間において算出される
請求項2又は3に記載の心身的負担測定システム。 - 前記重心動揺計測装置は、前記被験者の仰臥位又は座位の状態を維持するユニット構造体に配置されている
請求項1から4のいずれかに記載の心身的負担測定システム。 - 前記重心動揺計測装置は、椅子又は可動式背もたれ付き椅子に取り付けられる
請求項1から4のいずれかに記載の心身的負担測定システム。 - 前記重心動揺計測装置が、前記可動式背もたれ付き椅子の、前記被験者の背部の重みがかかる位置に取り付けられる
請求項6に記載の心身的負担測定システム。 - 被験者の心身的負担を測定する情報処理装置による心身的負担測定方法であって、
重心位置処理部により、仰臥位又は座位の状態にある被験者の重心位置を計測可能に配置された重心動揺計測装置が出力する前記被験者の重心位置の時系列データから、前記被験者の重心動揺に応じた評価指標の値を算出する重心位置処理と、
負担測定処理部により、前記評価指標の値の時間変化に基づいて、前記被験者の心身的負担を測定する負担測定処理と、
出力処理部により、前記測定の結果を出力する出力処理と、を含み、
前記負担測定処理では、前記重心位置処理部で算出された前記評価指標の値を所定の閾値と比較し、その比較結果と前記被験者の重心の移動方向に基づいて、前記被験者の心身的負担を判定する
心身的負担測定方法。 - 仰臥位又は座位の状態にある被験者の重心位置を計測可能に配置されて、前記被験者の重心位置の時系列データを出力する重心動揺計測手順と、
前記被験者の重心位置の時系列データから、前記被験者の重心動揺に応じた評価指標の値を算出する重心位置処理手順と、
前記評価指標の値の時間変化に基づいて、前記被験者の心身的負担を測定する負担測定手順と、
前記測定の結果を出力する出力手順と、
前記負担測定手順において、前記重心位置処理手順で算出された前記評価指標の値を所定の閾値と比較し、その比較結果と前記被験者の重心の移動方向に基づいて、前記被験者の心身的負担を判定する手順と、
をコンピューターに実行させるためのプログラム。
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JP2018132262A JP6774061B2 (ja) | 2018-07-12 | 2018-07-12 | 心身的負担測定システム、心身的負担測定方法及びプログラム |
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