本發(fā)明涉及評價活體的運動功能的技術(shù)。
背景技術(shù):
近年來,在日本,癡呆癥、帕金森(Parkinson)病、腦中風(fēng)等腦神經(jīng)疾病的患者(以下稱為“腦神經(jīng)疾病患者”。)急劇增加。例如,帕金森病是以震顫(Tremor)、肌強(qiáng)直(肌肉緊張升高的狀態(tài)之一)、姿勢反射障礙(姿勢的重建不良)、運動遲緩(動作的遲鈍化)這4個為主要癥候的腦神經(jīng)疾病。另外,關(guān)于癡呆癥,據(jù)稱在日本國內(nèi)有200萬人的癡呆癥患者,產(chǎn)生記憶障礙、定向障礙、學(xué)習(xí)障礙等,給日常生活帶來很大的影響。關(guān)于癡呆癥,在末期還表現(xiàn)出小碎步行走、前傾姿勢等運動障礙,最終陷入到臥床不起的狀態(tài)。
關(guān)于人類的運動,來自腦的運動指令作為電信號在神經(jīng)系統(tǒng)中傳遞,肌肉接受該運動指令而收縮,從而實現(xiàn)人類的運動。但是,在腦神經(jīng)疾病患者的情況下,來自腦的運動指令未作為電信號而在神經(jīng)系統(tǒng)中正常地傳遞,所以在身體的狀態(tài)、動作中發(fā)生異常。
關(guān)于腦神經(jīng)疾病患者的急劇增加,不僅醫(yī)療費增多,也招致由于這些患者不能從事勞動所造成的嚴(yán)重的社會性的損失。因此,為了解決這樣的腦神經(jīng)疾病所引起的社會的問題,需要判定被檢者有無腦神經(jīng)疾病,另外,在是腦神經(jīng)疾病的情況下需要以一定等級以上的精度判定腦神經(jīng)疾病的程度。
但是,難以通過血液檢查、MRI(Magnetic Resonance Imaging:磁共振成像)的圖像觀察結(jié)果等判定被檢者有無腦神經(jīng)疾病、腦神經(jīng)疾病的程度。這是腦神經(jīng)疾病患者與健康者的差異未必明確的緣故。因此,關(guān)于被檢者有無腦神經(jīng)疾病、腦神經(jīng)疾病的程度,根據(jù)作為檢查者的醫(yī)生的經(jīng)驗、能力而主觀地進(jìn)行判斷的情況也不少。在這樣的背景中,例如,為了評價帕金森病所引起的運動功能降低、節(jié)律異常而進(jìn)行了監(jiān)測手的指的運動的指運動測試。
作為監(jiān)測該指運動的方法,設(shè)計了例如使用電開關(guān)、金屬環(huán)、鍵盤、3維照相機(jī)等的方法。但是,這些方法不能說是簡易的方法,并未充分普及。
因此,本申請人提出了能夠使用磁傳感器來檢測活體的部位的動作(例如,單手的二指(拇指和食指)的連續(xù)開閉動作(以下稱為“叩指運動”。))的活體檢查裝置(參照專利文獻(xiàn)1)。根據(jù)專利文獻(xiàn)1的技術(shù),通過分析從叩指運動獲取的信息來識別被檢者的兩指的動作,能夠高精度地判定是腦神經(jīng)疾病患者還是健康者。
另一方面,作為以電子方式檢測車輛的寬度方向的偏移的方法,公開了使用同一頻率的勵磁電源,切換連接各接收線圈,通過時間分割來獲取接收線圈的檢測信號的手法(參照專利文獻(xiàn)2)。在該專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中,在對晶體振蕩器的輸出信號進(jìn)行放大后,經(jīng)由切換開關(guān)供給到勵磁線圈。在使用該手法時,能夠提供一種能夠以電子方式檢測當(dāng)前車輛的行駛位置等的標(biāo)記信息以及車輛的寬度方向的偏移的電子式車輛位置檢測系統(tǒng)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本專利第3841075號公報
專利文獻(xiàn)2:日本特開平10-154293號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
但是,在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中的結(jié)構(gòu)(每只手都具有測量電路的結(jié)構(gòu))中,為了同時測量雙手的動作,需要配置2個與各個手對應(yīng)的具有不同的頻率的發(fā)信器,還與各個手對應(yīng)地配置2個檢測電路,所以電路規(guī)模變大而功率消耗也變大。因此,在應(yīng)用于電池驅(qū)動的便攜型裝置的情況下,只能實現(xiàn)短時間的測量,所以不實用。另外,在專利文獻(xiàn)1的手法中,采取通過使用不同的頻率來防止左右手的動作檢測時的干擾(干涉)的手法,但在雙手非常接近的情況下,有可能產(chǎn)生干擾(干涉)。
另外,在專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中,為了解決以電子方式檢測車輛的寬度方向的偏移這樣的課題,構(gòu)成為獲取以幾米到幾十米為單位配置的標(biāo)記的位置信息,所以不需要多個測量點處的時間上的同時性、連續(xù)性。因此,無法在多個點處在大致同一時刻檢測連續(xù)的波形。進(jìn)而,用于車的位置檢測的該多個點相互分離幾米到幾十米,不會發(fā)生各測量點之間的干涉(Crosstalk:串?dāng)_),所以未考慮防止串?dāng)_、噪聲混入的結(jié)構(gòu)。關(guān)于功率消耗,在車載的情況下限制少,所以也未進(jìn)行抑制功率消耗的研究。
因此,本發(fā)明的課題在于,在評價活體的多個部位的運動時,抑制功率消耗和電波干涉。
為了解決課題,本發(fā)明的運動功能評價系統(tǒng)具備:運動功能測量裝置,根據(jù)安裝于活體的可動部分的發(fā)信線圈與接收線圈對的相對距離,計算運動數(shù)據(jù);以及評價裝置,根據(jù)從運動功能測量裝置接收到的運動數(shù)據(jù),評價活體的運動功能。運動功能測量裝置具備:交流發(fā)生部,產(chǎn)生預(yù)定頻率的交流電流;多個發(fā)信線圈;第1切換部,與交流發(fā)生部以及多個發(fā)信線圈連接,以使交流發(fā)生部產(chǎn)生的交流電流依次在多個發(fā)信線圈的每一個中流過的方式進(jìn)行切換;多個接收線圈,與多個發(fā)信線圈的每一個1對1地對應(yīng)地設(shè)置,檢測成對的發(fā)信線圈所產(chǎn)生的磁場;第2切換部,與多個接收線圈連接;放大/濾波部,經(jīng)由第2切換部連接于多個接收線圈;時間調(diào)整/檢波部,與放大/濾波部連接,使用來自交流發(fā)生部的參照信號進(jìn)行檢波;以及控制部,以成對的發(fā)信線圈和接收線圈依次動作的方式,利用第1切換部切換多個發(fā)信線圈并且利用第2切換部切換多個接收線圈。關(guān)于其它單元,后述。
根據(jù)本發(fā)明,能夠在評價活體的多個部位的運動時抑制功率消耗和電波干涉。
附圖說明
圖1是示出本實施方式的運動功能評價系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是示出穿戴在雙手的叩指運動測量用的發(fā)信線圈和接收線圈的圖。圖2的(a)是左手的情況,圖2的(b)是右手的情況。
圖3是示出運動功能測量裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是表示在發(fā)信線圈中流動的電流的波形和在接收線圈中接收到的磁場的波形的圖。
圖5的上段是表示接收到的磁場波形的圖。下段是表示進(jìn)行從上段的磁場波形刪除最初的1個周期量的噪聲分量處理后的波形的圖。
圖6是檢波的信號處理的手法的說明圖。
圖7是表示單手的叩指運動的典型的波形的圖。圖7的(a)是表示距離波形的圖。圖7的(b)是表示速度波形的圖。圖7的(c)是表示加速度波形的圖。
圖8是作為比較例(現(xiàn)有技術(shù))的2個通道的叩指測量裝置的說明圖。
圖9是作為比較例(現(xiàn)有技術(shù))的2個通道的脈搏波測量裝置的說明圖。
圖10是表示在比較例(現(xiàn)有技術(shù))中測量雙手的叩指運動得到的距離波形的圖。圖10的(a)是表示好使的手的距離波形的圖。圖10的(b)是表示不好使的手的距離波形的圖。
圖11是表示在比較例(現(xiàn)有技術(shù))中測量到的波形的圖,圖11的(a)是與血壓對應(yīng)的穩(wěn)態(tài)的值,圖11的(b)、圖11的(c)是表示脈搏波的圖。
附圖標(biāo)記說明
1000:運動功能評價系統(tǒng);1100:運動功能測量裝置;1110:切換部(1)(第1切換部);1111:切換部(2)(第2切換部);1120:交流發(fā)生部;1130:放大/濾波部;1140:控制部;1150:模擬數(shù)字變換部;1160:時間調(diào)整/檢波部;1170:下采樣部;1200:評價裝置;1210:數(shù)據(jù)輸入部;1220:數(shù)據(jù)處理部;1221:運動波形生成單元;1222:特征量生成單元;1230:信號控制單元;1240:被檢者信息處理單元;1250:輸出處理單元;1260:存儲部;1270:控制部;1300:操作輸入部;1400:顯示部;1500、1510:傳感器部;1501、1502、150N:發(fā)信線圈;1511、1512、151N:接收線圈;1600:數(shù)據(jù)通信部。
具體實施方式
以下,參照附圖,詳細(xì)地說明用于實施本發(fā)明的方式(以下稱為“實施方式”。)。
[整體結(jié)構(gòu)]
如圖1所示,本實施方式的運動功能評價系統(tǒng)1000構(gòu)成為包括:運動功能測量裝置1100,測量被檢者的手指運動;評價裝置1200,記錄以及分析由運動功能測量裝置1100測量出的數(shù)據(jù);操作輸入部1300,輸入被檢者的信息等;以及顯示部1400,顯示測量結(jié)果、分析結(jié)果等。
在此,被檢者是指運動功能測量裝置1100的測量對象,在本實施方式中,是指接受有無癡呆癥或者病重程度的檢查的人。
另外,運動功能測量裝置1100測量使被檢者進(jìn)行手指運動時的手指的動作。在此,手指運動包括由磁傳感器測量的叩指運動(盡可能快且盡可能大幅度地反復(fù)開閉手的拇指和食指的運動)、其它能夠利用2個線圈間距離測量的活體的運動的全部。以下,作為手指運動,以叩指運動為例進(jìn)行說明。
[運動功能測量裝置的概要]
運動功能測量裝置1100根據(jù)安裝于活體的可動部分的發(fā)信線圈與接收線圈的配對的相對距離來計算運動數(shù)據(jù),例如,按時間序列檢測被檢者的手指運動的信息(以下,簡稱為“運動信息”。),至少獲取與距離、速度、加速度、加加速度(對加速度進(jìn)行時間微分而成)中的任意1個有關(guān)的被檢者的運動信息,來作為時間序列數(shù)據(jù)(波形數(shù)據(jù))。
運動功能測量裝置1100構(gòu)成為具備傳感器部1500以及傳感器部1510、切換部(1)1110(第1切換部)以及切換部(2)1111(第2切換部)、交流發(fā)生部1120、放大/濾波部1130、模擬數(shù)字變換部1150、時間調(diào)整/檢波部1160和下采樣(down-sampling)部1170。
《傳感器部(運動傳感器)》
如圖2(a)所示,傳感器部1500具備發(fā)出磁場的發(fā)信線圈1501和接收(檢測)該磁場的接收線圈1511。此外,圖2(a)是將傳感器部1500穿戴于左手的圖,圖2(b)是將傳感器部1510穿戴于右手的圖。在以下的說明中,為了簡化說明,僅使用圖2(a)的左手用的傳感器部1500進(jìn)行說明,但在圖2(b)的右手用的傳感器部1510中,也能夠?qū)崿F(xiàn)與左手用的傳感器部1500完全相同的配置、動作等。
如圖2(a)所示,通過例如雙面膠帶等分別將發(fā)信線圈1501穿戴于拇指的指甲部,將接收線圈1511穿戴于食指的指甲部。此外,也可以將安裝的手指反過來,在食指的指甲部穿戴發(fā)信線圈1501,在拇指的指甲部穿戴接收線圈1511。
另外,關(guān)于發(fā)信線圈1501和接收線圈1511的被穿戴部位,說明為拇指和食指各自的指甲部,但不限定于此,例如,也可以是除指甲部以外的手指部分。
另外,不限定于拇指和食指,例如,也可以是穿戴于拇指和小拇指等其它組合的手指。進(jìn)而,被穿戴部位不限定于被檢者的指甲部或者手指,例如,也包含與手指接近的手掌等周邊部位。因此,只要能夠檢測叩指運動,發(fā)信線圈1501和接收線圈1511的被穿戴部位也可以是被檢者的指甲部、手指以及手指的周邊部位中的任意的部位。進(jìn)而,在本實施方式中通過穿戴于活體進(jìn)行了說明,但也可以將發(fā)信線圈和接收線圈安裝于活體以外來測量發(fā)信線圈與接收線圈之間的相對距離、測量金屬的磁化的程度、磁化過的物體的動作。
[運動功能測量裝置的詳細(xì)]
如圖3所示,在運動功能測量裝置1100中,配置有從發(fā)信線圈(1)1501至發(fā)信線圈(N)150N這N個發(fā)信線圈,配置有與各個發(fā)信線圈對應(yīng)的從接收線圈(1)1511至接收線圈(N)151N這N個接收線圈。也就是說,發(fā)信線圈(1)1501的配對是接收線圈(1)1511,發(fā)信線圈(2)1502的配對是接收線圈(2)1512,發(fā)信線圈(N)150N的配對是接收線圈(N)151N。在通常的叩指運動中,測量食指和拇指的運動,所以為N=2(即,在圖3中到發(fā)信線圈(2)1502與接收線圈(2)1512的配對為止),但在監(jiān)測手指等多個(N)部位的動作的情況下,發(fā)信線圈和接收線圈的配對能夠增加至N個。此外,在本實施方式中的說明中,有時在總稱多個發(fā)信線圈時等省略符號而簡稱為“發(fā)信線圈”,另外,在總稱多個接收線圈時等省略符號而簡稱為“接收線圈”。
在本實施方式中以配對增加至N個的情況進(jìn)行說明。對從發(fā)信線圈(1)1501至發(fā)信線圈(N)150N經(jīng)由切換部(1)1110(切換開關(guān))連接有1個交流發(fā)生部1120(交流發(fā)生電路)。而且,通過利用切換部(1)1110進(jìn)行的切換動作,來自交流發(fā)生部1120的交流電流(例如20kHz的電流)依次流向這些發(fā)信線圈,在交流電流流動的發(fā)信線圈中產(chǎn)生交流磁場。交流發(fā)生部1120產(chǎn)生預(yù)定頻率的交流電流,通過控制部1140控制流動電流的定時。具體而言,為了省電,控制部1140進(jìn)行控制,以使得交流發(fā)生部1120僅在發(fā)信線圈(1)1501至發(fā)信線圈(N)150N這N個發(fā)信線圈中電流流動的期間的時間進(jìn)行發(fā)信動作的方式。進(jìn)而,交流發(fā)生部1120產(chǎn)生的信號被用作時間調(diào)整/檢波部1160的檢波動作的參照信號3100。
另外,控制部1140產(chǎn)生用于控制切換部(1)1110和切換部(2)1111(切換開關(guān))的同步信號3101。通過同步信號3101切換部(1)1110和切換部(2)1111能夠同時切換,發(fā)信線圈和接收線圈的每個配對依次動作。也就是說,控制部1140利用切換部(1)1110切換多個發(fā)信線圈并且利用切換部(2)1111切換多個接收線圈,以使得作為配對的發(fā)信線圈和接收線圈依次動作。
另外,從接收線圈(1)1511至接收線圈(N)151N這N個接收線圈經(jīng)由切換部(2)1111連接于放大/濾波部1130(放大/濾波電路),來自放大/濾波部1130的輸出信號通過模擬數(shù)字(AD)變換部1150被變換為數(shù)字信號,該數(shù)字信號被傳送到時間調(diào)整/檢波部1160。此外,通過利用模擬數(shù)字變換部1150進(jìn)行模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)化,之后的處理(下采樣等)變得容易。在時間調(diào)整/檢波部1160中,進(jìn)行刪除由接收線圈檢測出的交流磁場波形中的、剛剛利用切換部(2)1111切換后的預(yù)定周期量的交流磁場波形(噪聲部分)的處理(在圖4中說明詳情)。
另外,各接收線圈的交流磁場波形中的刪除處理的時刻由控制部1140準(zhǔn)確控制。在該刪除處理之后,時間調(diào)整/檢波部1160使用參照信號3100進(jìn)行全波整流處理以及濾波處理(主要是利用低通濾波器(LPF)進(jìn)行的處理)。最后,在時間調(diào)整/檢波部1160中處理過的數(shù)字信號通過下采樣部1170被變換(下采樣)為模擬數(shù)字變換部1150中的采樣頻率(例如200kHz)的千分之一左右(預(yù)定的比例)的采樣頻率(例如200Hz)的粗略的數(shù)據(jù)。由此,能夠使數(shù)據(jù)整體的容量變小。因此,輸出信號3200即使在通信容量受限的過程中,也能夠作為多個接收線圈的數(shù)據(jù)而高速發(fā)送。也就是說,從下采樣部1170接收的數(shù)據(jù)量小,所以數(shù)據(jù)通信部1600能夠?qū)⑴c多個接收線圈有關(guān)的運動數(shù)據(jù)通過無線或者有線一次傳遞到評價裝置1200。
圖4的上段示出發(fā)信線圈(1)1501至發(fā)信線圈(N)150N這N個發(fā)信線圈中的電流波形,圖4的下段示出由接收線圈(1)1511至接收線圈(N)151N這N個接收線圈檢測出的磁場波形。在各發(fā)信線圈中,在時間長度T1(例如50μs(200kHz))的期間流動交流電流(在圖4中在時間寬度T1的期間示出4個周期量的電流波形)。然后,通過切換部(1)1110(圖3)依次切換各發(fā)信線圈的連接,電流以T1間隔依次流動直到第N個發(fā)信線圈(N)150N。
關(guān)于時間寬度T2,設(shè)為足夠用于測量例如叩指運動等具有的最大頻率10Hz的100Hz左右的采樣時間即10ms(也就是說,時刻1與時刻2的時間寬度和時刻2與時刻3的時間寬度為10ms)。時間寬度T3是(時間寬度T2-時間寬度T1×N),在時間寬度T3的期間中,通過控制部1140(圖3)進(jìn)行停止從交流發(fā)生部1120向發(fā)信線圈的電流的控制。這些時間寬度的關(guān)系是T1<<T2、T1×N<<T3(在圖4中,為了方便作圖,未正確地表示它們的關(guān)系)。因此,在占據(jù)時間寬度T2中的大部分時間的時間寬度T3的期間中,通過進(jìn)行停止從交流發(fā)生部1120向發(fā)信線圈的電流的控制,能夠抑制消耗電流,能夠?qū)崿F(xiàn)省電。
另一方面,針對從接收線圈(1)1511至接收線圈(N)151N這N個接收線圈,依次在交流電流過作為配對的發(fā)信線圈的定時利用切換部(2)1111(圖3)切換連接,信號被輸入到放大/濾波部1130(圖3)。如圖4的下段所示,各接收信號(磁場波形)在時刻的最初的部分混入有噪聲。該接收噪聲是由于利用切換接收線圈的切換部(2)1111(圖3)切換連接而產(chǎn)生的噪聲。
這是由于為了大致同時檢測全部通道(接收線圈)的信號而不對接收線圈的信號之間設(shè)置時間差就進(jìn)行測量所產(chǎn)生的問題。假設(shè)在離開幾米到幾十米的位置測量車的通過等時,能夠這樣在接收線圈的信號之間設(shè)置時間差,所以不產(chǎn)生這樣的問題。另外,也考慮在接收線圈與放大器之間加入濾波電路的方法和手法,但例如在20kHz時1個周期是50μs,非常短,所以濾波所引起的延遲時間的一方變長,不實用。另外,為了省電,需要盡可能縮短各發(fā)信線圈的發(fā)信時間短而延長時間寬度T3,需要縮短接收線圈以及發(fā)信線圈的T1而無時間差地切換各通道(接收線圈、發(fā)信線圈)。
使用圖5(也參照圖1等)詳細(xì)地說明通過時間調(diào)整/檢波部1160的時間調(diào)整功能來刪除由接收線圈檢測出的噪聲分量的處理。由流過交流發(fā)生部1120中產(chǎn)生的交流電流的發(fā)信線圈感應(yīng)出的磁場,通過作為配對的接收線圈接收。此時,接收線圈通過切換部(2)1111(圖3)被依次切換連接,所以產(chǎn)生切換噪聲。在圖5中示出在切換的定時最初的部分混入有噪聲的情況,在圖5的上段示出接收波形5100,在圖5的下段中示出噪聲刪除處理后的波形5200。圖5的下段的噪聲刪除處理后的波形5200是刪除最初的1個周期量并將剩余的3個周期量的時間寬度T4檢測為信號分量的例子。該噪聲刪除處理能夠通過搭載有CPU(Central Processing Unit:中央處理器)的微電腦(時間調(diào)整/檢波部1160)而動作。
使用圖6,以接收線圈1511為例說明噪聲刪除處理后的波形的信號處理的手法。關(guān)于噪聲刪除處理后的波形5200,通過微電腦(時間調(diào)整/檢波部1160)進(jìn)行將負(fù)的信號全部變換為正的信號的全波整流,得到檢波后的波形6100。進(jìn)行該檢波后的波形6100的時間積分并除以數(shù)據(jù)數(shù)量,得到平均后的波形6200。將該平均后的波形6200的波形作為時刻1、時刻2、時刻3(參照圖4)的時刻處的值,形成連續(xù)的運動波形。
圖3所示的輸出信號3200例如表示分別穿戴于拇指和食指的發(fā)信線圈(1)1501與接收線圈(2)1511的相對距離、對應(yīng)于發(fā)信線圈(2)1502與接收線圈(2)1512的相對距離的電壓值(關(guān)于相對距離和電壓值的變換式,后述)。
[評價裝置]
評價裝置1200(參照圖1)記錄、分析由運動功能測量裝置1100測量出的數(shù)據(jù)。在此,評價裝置1200構(gòu)成為包括:數(shù)據(jù)輸入部1210,輸入來自數(shù)據(jù)通信部1600的輸出信號(時間序列數(shù)據(jù));數(shù)據(jù)處理部1220,分析上述輸入的輸出信號;信號控制單元1230,向運動功能測量裝置1100發(fā)送用于開始測量的信號;被檢者信息處理單元1240;輸出處理單元1250,將數(shù)據(jù)處理部1220的分析結(jié)果處理為能夠輸出到顯示部1400的形式;存儲部1260,保存數(shù)據(jù)處理部1220、被檢者信息處理單元1240處理的數(shù)據(jù)等;以及控制部1270,進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞、運算處理等的控制。
《數(shù)據(jù)處理部》
數(shù)據(jù)處理部1220(參照圖1)根據(jù)從數(shù)據(jù)輸入部1210提供并通過控制部1270而得到的輸出信號,計算(生成)被檢者的叩指運動的運動波形,計算表示運動功能(例如帕金森病)、腦功能(例如癡呆癥)的病重程度的客觀性指標(biāo)。各信息被適當(dāng)保存于存儲部1260。
在此,數(shù)據(jù)處理部1220構(gòu)成為包括運動波形生成單元1221和特征量生成單元1222。
<運動波形生成單元>
運動波形生成單元1221(參照圖1)將從運動功能測量裝置1100提供的電壓輸出的時間序列數(shù)據(jù)(波形數(shù)據(jù))變換為對應(yīng)的運動波形,通過對變換出的運動波形進(jìn)行時間微分、時間積分等,補(bǔ)充地生成距離波形、速度波形和加速度波形(詳情后述)。
在此,關(guān)于用于將電壓輸出(電壓值)變換為運動波形(相對距離波形等)的變換式,例如,使用對長度不同的多個塊(例如長度是20mm、30mm、60mm的塊)一體化而得到的校準(zhǔn)塊,根據(jù)在用兩指拿住該多個長度(20mm、30mm、60mm)各自的部分時得到的電壓值和距離值的數(shù)據(jù)組,求出為與該數(shù)據(jù)組的誤差最小的近似曲線。
圖7是示出通過變換式對上述波形數(shù)據(jù)變換而得到的距離波形7100(圖7(a))、通過對距離波形7100進(jìn)行時間微分而得到的速度波形7200(圖7(b))和通過對速度波形7200進(jìn)行時間微分而得到的加速度波形7300(圖7(c))的圖。此外,只要不特別限定,“運動波形”包括距離波形、速度波形、加速度波形以及加加速度波形中的至少1個。
《信號控制單元》
信號控制單元1230(參照圖1)根據(jù)從操作輸入部1300提供的操作信號,向運動功能測量裝置1100發(fā)送用于開始測量的信號。運動功能測量裝置1100在不進(jìn)行測量時為待機(jī)(stand-by)狀態(tài),根據(jù)來自信號控制單元1230的信號成為可測量的狀態(tài)。
《被檢者信息處理單元》
被檢者信息處理單元1240(參照圖1)使用存儲部1260內(nèi)的記錄被檢者信息、分析結(jié)果等信息的被檢者DB(Data Base:數(shù)據(jù)庫),進(jìn)行這些信息的管理。
更詳細(xì)而言,被檢者信息處理單元1240通過與被檢者DB的協(xié)作主要進(jìn)行如下4個項目的處理:1)被檢者信息的登記、修正、刪除、檢索、分類;2)建立被檢者信息與測量數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián);3)測量數(shù)據(jù)的分析結(jié)果的登記、修正、刪除(項目的追加、修正、刪除);以及4)在進(jìn)行統(tǒng)計處理的情況下,其統(tǒng)計處理結(jié)果的登記、修正、刪除。
另外,作為被登記到被檢者DB的被檢者信息,可以舉出被檢者ID(Identifier:標(biāo)識符)、姓名、出生年月日、年齡、身高、體重、疾病名、與被檢者相關(guān)的評語等。此外,利用被檢者信息處理單元1240進(jìn)行的這些信息管理能夠通過以往公知的程序和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)而容易地實現(xiàn)。
《輸出處理單元》
輸出處理單元1250(參照圖1)適當(dāng)使用圖形、表格的形式以視覺上易于理解的顯示形式使顯示部1400顯示被登記到被檢者DB的被檢者信息、分析結(jié)果等信息。此外,關(guān)于上述的所有的分析結(jié)果,輸出處理單元1250無需同時顯示,也可以構(gòu)成為顯示操作者經(jīng)由操作輸入部1300適當(dāng)選擇的項目。
《控制部》
控制部1270(參照圖1)由CPU(Central Processing Unit:中央處理器)、ROM(Read Only Memory:只讀存儲器)、RAM(Random Access Memory:隨機(jī)存取存儲器)等構(gòu)成。
此外,數(shù)據(jù)處理部1220內(nèi)的運動波形生成單元1221以及特征量生成單元1222、信號控制單元1230、被檢者信息處理單元1240以及輸出處理單元1250通過將保存于存儲部1260的程序或者數(shù)據(jù)加載到控制部1270并執(zhí)行運算處理來實現(xiàn)。
[操作輸入部]
操作輸入部1300(參照圖1)用于運動功能評價系統(tǒng)1000的操作者輸入被檢者信息,能夠通過鍵盤、鼠標(biāo)等實現(xiàn)。另外,在輸入被檢者信息的情況下,作為輔助由操作者的輸入的用戶界面,也可以在顯示器顯示輸入畫面。
[顯示部]
顯示部1400(參照圖1)輸出由數(shù)據(jù)處理部1220處理過的被檢者信息、運動信息,能夠通過例如LCD(Liquid Crystal Display:液晶顯示器)、CRT(Cathode Ray Tube:陰極射線管)顯示器、打印機(jī)等實現(xiàn)。
(比較例(現(xiàn)有技術(shù)))
接下來,參照圖8和圖9以及各自的結(jié)構(gòu)中的輸出波形例子(圖10和圖11),說明比較例(現(xiàn)有技術(shù))的多個測量點處的手法。
在比較例的雙手的叩指運動的同時測量中,圖8如所示,交流發(fā)生電路(f1)8301和交流發(fā)生電路(f2)8302產(chǎn)生相互不同的頻率的交流電流,分別與發(fā)信線圈(1)8101、發(fā)信線圈(2)8202連接。接收線圈也同樣地分別配置有接收線圈(1)8201和接收線圈(2)8202,構(gòu)成為針對各個接收線圈,分別通過放大電路8601、放大電路8602和檢波電路8401、檢波電路8402以及低通電路(LPF電路)8501、低通電路8502,并且使用參照信號8701、參照信號8702,分別得到輸出信號8801、輸出信號8802。圖10是根據(jù)圖8的結(jié)構(gòu)測量出的同時測量雙手而得到的叩指運動波形,(a)是表示好使的手的距離波形的圖,(b)是表示不好使的手的距離波形的圖。而且,在使用本實施方式中的結(jié)構(gòu)的情況下也能夠得到與圖10完全相同的波形。
進(jìn)而,在圖9中示出比較例(現(xiàn)有技術(shù))的2個通道同時測量的其它的現(xiàn)有例子。在能夠以發(fā)信線圈9200為基準(zhǔn)來測量距離D1和距離D2的情況下,配置一個發(fā)信線圈9200和一個交流發(fā)生電路9100,配置接收線圈(1)9301和接收線圈(2)9302這2個接收線圈。構(gòu)成為關(guān)于接收線圈(1)9301和接收線圈(2)9302,分別通過放大電路9801、放大電路9802和檢波電路9401、檢波電路9402以及低通電路(LPF電路)9501、低通電路9502,并且使用參照信號9701、參照信號9702,分別得到輸出信號9601、輸出信號9602。
在本結(jié)構(gòu)中,做成對D1和D2的部分配置彈簧而保持對活體的壓力的結(jié)構(gòu)。作為通過該結(jié)構(gòu)測量的例子,有頸動脈等的脈搏波。在圖11中示出通過圖9的結(jié)構(gòu)測量出的脈搏波的例子。如圖11(a)所示,輸出信號(1)11001表示與血壓對應(yīng)的穩(wěn)態(tài)的值。如圖11(b)所示,輸出信號(2)11002表示脈搏波。而且,輸出信號(2)11002的振幅的局部的峰值出現(xiàn)的位置處的輸出信號(1)11001是與平均血壓對應(yīng)的值。進(jìn)而,如圖11(c)所示,輸出信號(2)放大波形11003是放大輸出信號(2)11002而得到的波形,脈搏波被清楚地測量(觀測)到。
在上述的從圖8至圖11所示的比較例(現(xiàn)有技術(shù))中,配置有2個電路組,所以能夠進(jìn)行活體的多個位置處的同時測量,但無法實現(xiàn)電路規(guī)模的小型化、省電、通信容量減少等。
[效果]
這樣,根據(jù)本實施方式的運動功能評價系統(tǒng)1000,能夠在大致同一時刻(能夠在多個點忽略的時間差(最大是圖4的T1×(N-1))檢測多個點處的活體的動作。另外,電路規(guī)模小而能夠?qū)崿F(xiàn)省電、低成本。進(jìn)而,切換、使用多個由發(fā)信線圈、接收線圈構(gòu)成的配對,所以能夠防止2個以上的接收線圈之間的干擾。另外,通過下采樣,處理的數(shù)據(jù)量少即可完成,所以即使是通信容量受限的無線等也能夠容易地向PC(Personal Computer:個人電腦)發(fā)送數(shù)據(jù)。