JP6649594B2 - Indentation amount measuring device, indentation amount measuring method and indentation amount measurement program - Google Patents
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Description
本発明は、押し込み量測定装置、押し込み量測定方法および押し込み量測定プログラムに関する。 The present invention relates to a pushing amount measuring device, a pushing amount measuring method, and a pushing amount measuring program.
漢方医学の診断方法の1つとして、腹部を押し込んで押し込み量や圧力などを測る「腹診」がある。腹診は、漢方医によって経験的・感覚的に実施されていたが、近年、各種のセンサを用いて腹診の診断結果を客観化する方法が研究されている。 As one of the diagnostic methods of Kampo medicine, there is "abdominal examination" in which the abdomen is pushed in to measure the pushing amount and pressure. Abdominal examination has been performed empirically and intuitively by Chinese medicine doctors. In recent years, methods for objectively diagnosing the result of abdominal examination using various sensors have been studied.
また、センサを用いた人体に関する測定技術として、次のような測定方法が提案されている。この方法では、被検者の指の指尖部に、加速度センサ、発光部および受光部が一体化された脈波検出部が装着される。受光部の受光レベルによって、人が物を押圧する際の押圧情報が検知される。また、加速度センサによる加速度情報の二重積分処理により、変位情報が生成される。 Further, as a measurement technique for a human body using a sensor, the following measurement method has been proposed. In this method, a pulse wave detection unit in which an acceleration sensor, a light emitting unit, and a light receiving unit are integrated is attached to a fingertip of a subject's finger. Pressing information when a person presses an object is detected based on the light receiving level of the light receiving unit. Further, displacement information is generated by a double integration process of the acceleration information by the acceleration sensor.
腹診における押し込み量の測定では、例えば、治具によって固定されたゲージやモーションキャプチャカメラを用いる方法が考えられる。しかし、この方法は、診察ベッドの周囲にカメラやゲージを固定するための大がかりな固定機構が必要となる。 In the measurement of the pushing amount in the abdominal examination, for example, a method using a gauge or a motion capture camera fixed by a jig can be considered. However, this method requires a large fixing mechanism for fixing the camera and the gauge around the examination bed.
これに対して、3次元加速度センサを用いたコンパクトな装置構成によって押し込み量を測定する方法も考えられる。例えば、医師は、指に加速度センサを取り付けた状態で、患者の腹部を指で押し込む。押し込みの動きに応じて加速度センサから得られた測定値を2回積分することで、理論的には押し込み量を指の変位量として得ることができる。しかし、この方法は、他軸感度の影響によって測定精度が低下しやすいという問題がある。 On the other hand, a method of measuring the pushing amount using a compact device configuration using a three-dimensional acceleration sensor is also conceivable. For example, a doctor presses the abdomen of a patient with a finger with the acceleration sensor attached to the finger. By integrating the measured value obtained from the acceleration sensor twice in accordance with the pushing motion, the pushing amount can be theoretically obtained as the finger displacement amount. However, this method has a problem that the measurement accuracy is apt to be reduced due to the influence of the other axis sensitivity.
また、以上の問題は腹部に限らず、人体の他の部位に対する押し込みを行う際にも起こり得る。
1つの側面では、本発明は、人体の部位に対する押し込み量の測定精度を向上させることが可能な押し込み量測定装置、押し込み量測定方法および押し込み量測定プログラムを提供することを目的とする。Further, the above-described problem is not limited to the abdomen, and may occur when pushing into other parts of the human body.
In one aspect, an object of the present invention is to provide a pushing amount measuring device, a pushing amount measuring method, and a pushing amount measuring program capable of improving the accuracy of measuring the pushing amount to a part of a human body.
1つの案では、次のような押し込み量測定装置が提供される。この押し込み量測定装置は、取得部、速度算出部および押し込み量算出部を有する。取得部は、測定者の身体の第1の部位が被検者の身体の第2の部位を押し込む押し込み動作の実行中に、第1の部位に装着された加速度センサによる検出結果と、第1の部位の押し込み面に装着された圧力センサによる検出結果とを取得する。速度算出部は、加速度センサによって検出された加速度を積分することで、押し込み動作の開始からの複数の測定タイミングのそれぞれにおける第1の部位の複数の第1の速度を算出する。また、速度算出部は、複数の測定タイミングのうち、圧力センサによって検出された圧力が最大となる特定タイミングにおける速度が0になるように、複数の第1の速度をそれぞれ補正して複数の第2の速度を算出する。押し込み量算出部は、複数の第2の速度を積分することで、第1の部位の押し込み量を算出する。 In one case, the following indentation amount measuring device is provided. This pushing amount measuring device has an acquiring unit, a speed calculating unit, and a pushing amount calculating unit. The acquisition unit may include a detection result obtained by an acceleration sensor attached to the first part while performing a pushing operation in which the first part of the body of the measurer pushes the second part of the body of the subject. And the detection result obtained by the pressure sensor attached to the pushing surface of the part. The speed calculation unit calculates a plurality of first speeds of the first portion at each of a plurality of measurement timings from the start of the pushing operation by integrating the acceleration detected by the acceleration sensor. In addition, the speed calculation unit corrects the plurality of first speeds so that the speed at the specific timing at which the pressure detected by the pressure sensor is maximum among the plurality of measurement timings becomes zero, and corrects the plurality of first speeds. The speed of 2 is calculated. The pushing amount calculation unit calculates the pushing amount of the first portion by integrating the plurality of second velocities.
また、1つの案では、上記の押し込み量測定装置と同様の処理がコンピュータによって実行される押し込み量測定方法が提供される。
さらに、1つの案では、上記の押し込み量測定装置と同様の処理をコンピュータに実行させる押し込み量測定プログラムが提供される。According to another embodiment, there is provided a method for measuring the amount of indentation in which the same processing as that of the apparatus for measuring indentation is performed by a computer.
Further, in one proposal, there is provided a pushing amount measuring program for causing a computer to execute the same processing as that of the above pushing amount measuring device.
1つの側面では、人体の部位に対する押し込み量の測定精度を向上させることができる。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。In one aspect, it is possible to improve the measurement accuracy of the amount of pushing into a part of a human body.
The above and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
〔第1の実施の形態〕
図1は、第1の実施の形態に係る押し込み量測定装置の構成例および処理例を示す図である。押し込み量測定装置10は、測定者の身体の部位1が、被検者の身体の部位2を押し込む押し込み動作が行われた際に、部位1の押し込み量を測定する。例えば、押し込み量測定装置10は、部位1が部位2に対して最も奥まで押し込まれたときの押し込み量(最大押し込み量)を測定する。部位1は、例えば、測定者の手指である。部位2は、例えば、被検者の腹部である。なお、本実施の形態では、例として、被検者の部位2の表面が上方向を向いた状態で、測定者の部位1が下方向に対して押し込まれるものとする。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example and a processing example of a press-in amount measuring device according to the first embodiment. The pushing
測定者の部位1には、加速度センサ1aと圧力センサ1bとが装着される。加速度センサ1aは、押し込み動作の実行中における部位1の加速度を検出する。圧力センサ1bは、部位1の押し込み面に装着され、押し込み動作の実行中に押し込み面にかかる圧力を検出する。 An acceleration sensor 1a and a pressure sensor 1b are mounted on the part 1 of the measurer. The acceleration sensor 1a detects the acceleration of the part 1 during the execution of the pushing operation. The pressure sensor 1b is mounted on the pressing surface of the part 1, and detects the pressure applied to the pressing surface during the pressing operation.
押し込み量測定装置10は、取得部11、速度算出部12および押し込み量算出部13を有する。取得部11、速度算出部12および押し込み量算出部13の処理は、例えば、押し込み量測定装置10が所定のプログラムを実行することで実現される。
The pushing
取得部11は、押し込み動作の実行中における加速度センサ1aおよび圧力センサ1bのそれぞれの検出結果を取得する。各検出結果は、例えば一定間隔を空けて、複数回取得される。
The
速度算出部12は、加速度センサ1aによって検出された加速度を積分することで、押し込み動作の開始からの複数の測定タイミングのそれぞれにおける部位1の速度を算出する。以下、各測定タイミングで算出された速度を「補正前速度」と記載する。補正前速度は、例えば、図1のグラフ21に示すように算出される。
The
また、速度算出部12は、上記の複数の測定タイミングの中から、圧力センサ1bによって検出された圧力が最大となるタイミングTを判別する。ここで、押し込み動作では、部位2の最も奥まで部位1が押し込まれたとき、押し込み面の圧力が最大となる。この時点、すなわちタイミングTでは、部位1の速度は0になるはずである。しかし、グラフ21の例のように、加速度に基づいて算出されたタイミングTにおける速度Vは、0にならない場合がある。この主な原因は、他軸感度の影響によるノイズ成分が加速度の検出値に含まれており、このノイズ成分が速度の算出値に現れることにある。
In addition, the
そこで、速度算出部12は、タイミングTにおける速度が0になるように、算出された各補正前速度を補正する。以下、各補正前速度が補正された速度を「補正後速度」と記載する。補正後速度は、例えば、図1のグラフ22に示すように算出される。
Therefore, the
押し込み量算出部13は、算出された各補正後速度を積分することで、部位1の押し込み量を算出する。押し込み量算出部13は、最終出力値として、各測定タイミングにおける部位1の押し込み量を出力してもよいし、タイミングT1における押し込み量、すなわち押し込み動作における最大押し込み量を出力してもよい。
The pushing
以上の押し込み量測定装置10では、部位1の加速度を二重積分することで部位1の変位(すなわち押し込み量)が得られる、という原理を用いて、押し込み量が算出される。ただし、加速度センサ1aによって検出される加速度は、他軸感度の影響を受けやすい。このため、加速度が2回積分されることで、他軸感度の影響によるノイズ成分が増幅され、増幅されたノイズ成分によって押し込み量の算出値に大きな誤差が生じ得る。
In the above-described indentation
そこで、押し込み量測定装置10は、圧力センサ1bによって検出された圧力が最大となるタイミングTを判別し、タイミングTにおける速度が0になるように、加速度から算出された各補正前速度を補正する。そして、押し込み量測定装置10は、補正によって得られた補正後速度を積分することで、部位1の押し込み量を算出する。これにより、押し込み量の算出値に現れる誤差を低減でき、算出精度を向上させることができる。
Therefore, the indentation
図1のグラフ23は、補正前速度を基に算出された、補正前の押し込み量と、補正後速度を基に算出された、補正後の押し込み量の例を示している。補正後速度を用いることで、各測定タイミングにおける押し込み量の算出精度が高められる。また、補正後速度が用いられた場合、部位1が部位2を押し込んだ後、押し込み開始時の位置に戻った時点での押し込み量は、0に近づくように補正される。
The
〔第2の実施の形態〕
次に、第2の実施の形態として、腹診における腹部への指の押し込み量および圧力を測定可能な測定システムについて説明する。[Second embodiment]
Next, as a second embodiment, a measurement system capable of measuring the amount of pressure and the pressure of a finger on the abdomen in abdominal examination will be described.
図2は、第2の実施の形態に係る測定システムの構成例を示す図である。図2に示す測定システムは、加速度センサ81、圧力センサ82、検出回路83および測定制御装置100を含む。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a measurement system according to the second embodiment. The measurement system illustrated in FIG. 2 includes an
加速度センサ81は、3軸方向の加速度を検出するセンサである。加速度センサ81は、測定者(例えば医師)の指の爪側に装着される。圧力センサ82は、同じ指の腹側に装着され、その指によって被検者の腹部を押し込んだときに、指が腹部から受ける圧力を検出可能になっている。なお、以下の説明では、被検者が仰向けに寝た状態で、測定者の指が腹部を下方向に押し込むものとする。
The
加速度センサ81および圧力センサ82の各検出信号は、信号線を通じて検出回路83に供給される。検出回路83は、例えば、測定者の手の甲や手首、腕など、腹診の動作の邪魔にならない位置に装着される。検出回路83は、加速度センサ81および圧力センサ82から供給された各検出信号を、デジタル方式の測定データに変換する。検出回路83は、変換された測定データを、測定制御装置100に無線送信する。無線による通信方式としては、例えば、Bluetooth(登録商標)を用いることができる。
Each detection signal of the
なお、加速度センサ81、圧力センサ82および検出回路83は、例えば、グローブの表面に装着される。測定者がそのグローブを手に装着することで、加速度センサ81、圧力センサ82および検出回路83は、図2に示すような位置に配置される。
Note that the
このように、本実施の形態では、モーションキャプチャ用の複数のカメラや変位測定用のゲージ、それらを診察ベッドの周囲に固定するための機構といった大がかりな装置は使用されない。その代わり、測定者の手に装着される加速度センサ81、圧力センサ82および検出回路83というコンパクトな構成によって測定が行われる。
Thus, in this embodiment, a large-scale device such as a plurality of cameras for motion capture, a gauge for displacement measurement, and a mechanism for fixing them around the examination bed is not used. Instead, the measurement is performed by a compact configuration of the
測定制御装置100は、検出回路83から加速度および圧力の測定データを受信する。測定制御装置100は、腹診が行われる間、加速度および圧力の測定データを一定のサンプリング時間間隔で検出回路83から取得する。以下、加速度および圧力の測定データの取得タイミングを「測定ポイント」と記載する場合がある。測定制御装置100は、取得した測定データに基づいて、測定者の指の変位量、すなわち腹部への押し込み量と、圧力のそれぞれの推移を算出する。
The measurement control device 100 receives acceleration and pressure measurement data from the
図3は、測定制御装置のハードウェア構成例を示す図である。測定制御装置100は、例えば、図3に示すようなコンピュータとして実現される。
測定制御装置100は、プロセッサ101によって装置全体が制御されている。プロセッサ101は、マルチプロセッサであってもよい。プロセッサ101は、例えばCPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、GPU(Graphics Processing Unit)、またはPLD(Programmable Logic Device)である。また、プロセッサ101は、CPU、MPU、DSP、ASIC、GPU、PLDのうちの2以上の要素の組み合わせであってもよい。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the measurement control device. The measurement control device 100 is realized, for example, as a computer as shown in FIG.
The measurement control device 100 is entirely controlled by a
プロセッサ101には、バス108を介して、RAM(Random Access Memory)102と複数の周辺機器が接続されている。
RAM102は、測定制御装置100の主記憶装置として使用される。RAM102には、プロセッサ101に実行させるOS(Operating System)プログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM102には、プロセッサ101による処理に必要な各種データが格納される。A RAM (Random Access Memory) 102 and a plurality of peripheral devices are connected to the
The
バス108に接続されている周辺機器としては、HDD(Hard Disk Drive)103、グラフィック処理装置104、入力インタフェース105、読み取り装置106および無線通信インタフェース107がある。
Peripheral devices connected to the
HDD103は、測定制御装置100の補助記憶装置として使用される。HDD103には、OSプログラム、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。なお、補助記憶装置としては、SSD(Solid State Drive)などの他の種類の不揮発性記憶装置を使用することもできる。
The
グラフィック処理装置104には、表示装置104aが接続されている。グラフィック処理装置104は、プロセッサ101からの命令にしたがって、画像を表示装置104aの画面に表示させる。表示装置104aとしては、液晶ディスプレイや有機EL(ElectroLuminescence)ディスプレイなどがある。
A
入力インタフェース105には、入力装置105aが接続されている。入力インタフェース105は、入力装置105aから出力される信号をプロセッサ101に送信する。入力装置105aとしては、キーボードやポインティングデバイスなどがある。ポインティングデバイスとしては、マウス、タッチパネル、タブレット、タッチパッド、トラックボールなどがある。
An
読み取り装置106には、可搬型記録媒体106aが脱着される。読み取り装置106は、可搬型記録媒体106aに記録されたデータを読み取ってプロセッサ101に送信する。可搬型記録媒体106aとしては、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどがある。
A
無線通信インタフェース107は、検出回路83との間でデータを送受信する。
以上のようなハードウェア構成によって、測定制御装置100の処理機能を実現することができる。The
With the above hardware configuration, the processing functions of the measurement control device 100 can be realized.
次に、図4を用いて、加速度センサ81の検出信号に基づいて変位量(押し込み量)を算出する場合の問題点について説明する。
図4は、加速度センサの検出信号に基づく加速度、速度および変位の測定結果の例を示す図である。なお、図4に示す加速度は、指の押し込み方向に沿った上下方向に対する加速度を示す。Next, with reference to FIG. 4, a description will be given of a problem in a case where a displacement amount (a pushing amount) is calculated based on a detection signal of the
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a measurement result of acceleration, velocity, and displacement based on a detection signal of the acceleration sensor. Note that the acceleration shown in FIG. 4 indicates an acceleration in a vertical direction along the pressing direction of the finger.
測定制御装置100は、測定された加速度を積分することで、指の速度を算出できる。また、測定制御装置100は、算出された速度をさらに積分することで、指の変位量を算出できる。図4に示す速度および変位量の推移は、このような手順で加速度の推移に基づいて算出されたものである。腹部の表面に圧力をかけずに指を触れて静止した状態から加速度の測定を行うことで、押し込み開始時の位置を基準とした相対的な指の変位量が算出される。 The measurement control device 100 can calculate the speed of the finger by integrating the measured acceleration. Further, the measurement control device 100 can calculate the amount of displacement of the finger by further integrating the calculated speed. The transition of the speed and the displacement amount shown in FIG. 4 is calculated based on the transition of the acceleration in such a procedure. By measuring the acceleration from a state in which the finger touches the surface of the abdomen without applying pressure and stands still, the relative displacement of the finger with respect to the position at the start of pressing is calculated.
ここで、腹診の際には、測定者の指は、まず、下方向に対して変位し、最も奥まで押し込まれた後、変位方向が上方向に逆転する。このため、速度は本来、最初のうち負の値をとり、指が最も奥まで押し込まれたときを境に正の値に変化し、指が押し込み開始時の元の位置に戻った時点で0になる。したがって、指の変位量は本来、押し込みが行われている間は負の値をとり、指が押し込み開始時の元の位置に戻った時点で0に戻る。しかし、図4の例では、指が押し込み開始時の元の位置に戻った時点での速度と変位量はともに0になっておらず、正の方向にずれている。 Here, at the time of an abdominal examination, the finger of the measurer is first displaced downward, and after being pushed to the innermost position, the direction of displacement is reversed upward. For this reason, the speed originally takes a negative value at the beginning, changes to a positive value when the finger is fully pushed down, and becomes 0 when the finger returns to the original position at the start of pushing. become. Therefore, the displacement amount of the finger originally takes a negative value while the pressing is performed, and returns to 0 when the finger returns to the original position at the start of the pressing. However, in the example of FIG. 4, the speed and the displacement amount at the time when the finger returns to the original position at the start of pushing are not zero, but are shifted in the positive direction.
加速度センサ81による加速度の測定値は、他軸感度の影響を受けやすい。上記のように加速度が2回積分されることで、他軸感度の影響によるノイズ成分が増幅され、増幅されたノイズ成分によって変位量に大きな誤差が生じると考えられる。
The measured value of the acceleration by the
このような問題に対して、本実施の形態の測定制御装置100は、次の図5で説明する方法によって、加速度を基に算出された速度を補正することで、変位量に生じる誤差を低減する。 In order to solve such a problem, the measurement control device 100 of the present embodiment corrects the speed calculated based on the acceleration by the method described below with reference to FIG. I do.
図5は、加速度、速度および圧力の測定結果の例を示す図である。これまでの臨床データから、腹診では、腹部に対する押し込み圧力が最大になったとき、指が最も奥まで押し込まれて、その押し込み量(深さ)が最大になるとともに、押し込みの速度が0になることが判明している。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of measurement results of acceleration, velocity, and pressure. From the clinical data so far, in the abdominal examination, when the pushing pressure on the abdomen is at the maximum, the finger is pushed all the way back, the pushing amount (depth) is at the maximum, and the pushing speed is reduced to 0. It turns out to be.
このことを利用して、測定制御装置100は、圧力センサ82によって測定された圧力が最大値(ピーク値)になった時刻Tpにおいて、加速度を基に算出された速度の値(0からのずれ量)を、速度の累積誤差Verrと推定する。そして、測定制御装置100は、静止状態から指の押し込みを開始した押し込み開始時刻(T0とする)から、時刻Tpまでの押し込み時間TMによって、累積誤差Verrを除算する。これによって、単位時間当たりの速度誤差推定値が算出される。測定制御装置100は、押し込み開始時刻T0以降の各測定ポイントについて算出された速度を、速度誤差推定値を用いて補正し、補正後の速度に基づいて変位量を算出する。これにより、変位量に生じる誤差を低減できる。
Utilizing this, the measurement control device 100 sets the speed value (deviation from 0) calculated based on the acceleration at the time Tp when the pressure measured by the
なお、図5では、説明をわかりやすくするために、時刻Tpにおける速度のずれ量を誇張して描いている。
次に、測定制御装置100の詳細について説明する。In FIG. 5, the speed deviation at the time Tp is exaggerated for easy understanding.
Next, details of the measurement control device 100 will be described.
図6は、測定制御装置が備える処理機能の構成例を示すブロック図である。測定制御装置100は、測定データ取得部111、速度算出部112、変位算出部113および記憶部114を有する。測定データ取得部111、速度算出部112および変位算出部113の処理は、例えば、プロセッサ101が所定のアプリケーションプログラムを実行することで実現される。記憶部114は、例えば、RAM102またはHDD103の記憶領域として実現される。なお、測定データ取得部111、速度算出部112、変位算出部113は、それぞれ図1に示した取得部11、速度算出部12、押し込み量算出部13の一例である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of a processing function included in the measurement control device. The measurement control device 100 includes a measurement
測定データ取得部111は、加速度および圧力の測定データを、一定のサンプリング時間間隔で検出回路83から受信し、記憶部114に保存する。また、測定データ取得部111は、加速度の検出データを基に、重力加速度の成分を除去した3次元の加速度ベクトルを算出し、記憶部114に保存する。これにより、測定ポイントごとに、圧力の測定値と加速度ベクトルとが記憶部114に保存される。
The measurement
速度算出部112は、圧力の測定値に基づいて、押し込み開始時刻T0と、押し込み量が最大となる時刻Tpとを判別する。具体的には、速度算出部112は、測定開始から、圧力の測定値が所定の閾値を超えた時刻を、押し込み開始時刻T0とする。また、速度算出部112は、圧力の測定値が最大の時刻を、押し込み量が最大となる時刻Tpとする。
The
速度算出部112は、押し込み開始時刻T0以後の各測定ポイントでの加速度ベクトルを用いた積分演算により、各測定ポイントでの速度ベクトルを算出する。また、速度算出部112は、算出された各速度ベクトルのうち上下方向の成分の大きさ(上下方向の速度)を算出する。さらに、速度算出部112は、時刻Tpでの速度を、累積誤差Verrとして抽出する。そして、速度算出部112は、累積誤差Verrを用いて、各測定ポイントでの速度を補正する。
The
変位算出部113は、補正された速度を用いた積分演算により、各測定ポイントでの変位量(押し込み量)を算出する。変位算出部113は、例えば、押し込み開始時刻T0から時刻Tpまでの各測定ポイントにおける変位量および圧力の推移をデータファイルに書き込み、そのデータファイルを最終的に出力する情報として記憶部114に保存する。
The
記憶部114には、検出回路83から取得された測定データや、測定データを基に算出された速度や変位量など、測定データ取得部111、速度算出部112、変位算出部113の処理で利用される各種のデータが格納される。
The
次に、腹診時における測定制御装置100の処理手順について、フローチャートを用いて説明する。
図7は、腹診時における処理手順の例を示すフローチャートである。Next, a processing procedure of the measurement control device 100 at the time of abdominal examination will be described using a flowchart.
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure at the time of abdominal examination.
[ステップS11]測定制御装置100は、測定処理を開始する。例えば、測定者による測定制御装置100に対する測定開始の指示操作に応じて、測定が開始される。
[ステップS12]測定データ取得部111は、加速度および圧力の測定データを検出回路83から受信する。測定データ取得部111は、受信した各測定データを、測定時刻とともに記憶部114に保存する。[Step S11] The measurement control device 100 starts a measurement process. For example, the measurement is started in response to a measurer's instruction operation on the measurement control device 100 to start the measurement.
[Step S12] The measurement
[ステップS13]測定データ取得部111は、測定を終了するか否かを判定する。例えば、測定者によって測定制御装置100に対する測定終了の指示操作が行われた場合、測定を終了すると判定される。測定を終了する場合、ステップS14の処理が実行される。一方、測定を継続する場合、一定時間が経過した後にステップS12の処理が再度実行される。
[Step S13] The measurement
[ステップS14]測定データ取得部111は、保存された各測定ポイントにおける加速度の測定データを基に、重力加速度の成分を除去した3次元の加速度ベクトルを算出する。測定データ取得部111は、算出された加速度ベクトルを、測定時刻に対応付けて記憶部114に保存する。
[Step S14] The measurement
[ステップS15]速度算出部112は、保存された圧力の測定データを参照し、測定開始から圧力が所定の閾値を超えた時刻を、押し込み開始時刻T0と判別する。また、速度算出部112は、押し込み開始時刻T0の後、圧力が最大となった時刻を、押し込み量が最大となる時刻Tpと判別する。さらに、速度算出部112は、押し込み開始時刻T0から時刻Tpまでの押し込み時間TMを算出する。
[Step S15] The
[ステップS16]速度算出部112は、押し込み開始時刻T0以後の各測定ポイントでの加速度ベクトルを用いた積分演算により、測定ポイントごとの速度ベクトルを算出する。例えば、押し込み開始時刻T0の測定ポイントを1番目の測定ポイントとした場合、n番目の測定ポイントの速度ベクトルは、1番目からn番目の各測定ポイントでの加速度ベクトルを各軸の成分ごとに加算することで算出される。
[Step S16] The
また、速度算出部112は、算出された各速度ベクトルを基に、指の押し込み方向の成分の速度を算出する。本実施の形態では、押し込み方向は上下方向であるので、上下方向の成分の速度が算出される。
In addition, the
[ステップS17]速度算出部112は、時刻Tpにおける速度を、累積誤差Verrとして抽出する。
[ステップS18]速度算出部112は、ステップS16で算出された、測定ポイントごとの速度を、累積誤差Verrを用いて補正する。[Step S17] The
[Step S18] The
ここで、押し込み開始時刻T0から測定ポイントまでの時間をtとし、測定ポイントでの補正前の速度をv(t)とする。速度算出部112は、補正後の速度を、v(t)−Verr÷TM×tによって算出する。
Here, the time from the pressing start time T0 to the measurement point is t, and the speed before correction at the measurement point is v (t). The
[ステップS19]変位算出部113は、測定ポイントごとの補正後の速度を用いた積分演算により、各測定ポイントでの変位量(押し込み量)を算出する。例えば、押し込み開始時刻T0の測定ポイントを1番目の測定ポイントとした場合、n番目の測定ポイントの変位量は、1番目からn番目の各測定ポイントでの補正後の速度を加算することで算出される。
[Step S19] The
変位算出部113は、最終的な出力情報として、少なくとも時刻Tpにおける変位量を出力する。この変位量は、指の押し込み開始位置から指が最も奥まで押し込まれたときの位置までの距離、すなわち最大押し込み量に相当する。この変位量は、ステップS19において、押し込み開始時刻T0から時刻Tpまでの各測定ポイントについての補正後の速度を加算することで算出される。
The
また、変位算出部113は、上記の変位量(最大押し込み量)を含む次のような情報を、最終的な出力情報として生成してもよい。例えば、変位算出部113は、時刻Tpにおける変位量と圧力とをデータファイルに書き込み、記憶部114に保存する。あるいは、変位算出部113は、押し込み開始時刻T0から時刻Tpまでの各測定ポイントにおける変位量および圧力の推移をデータファイルに書き込み、記憶部114に保存する。
Further, the
なお、上記の図7の処理では、一定時間間隔の測定ポイントごとに、加速度センサ81による測定データと圧力センサ82による測定データが取得される。しかし、他の例として、加速度センサ81および圧力センサ82のそれぞれのサンプリングレートを加味して、測定ポイントの間隔が決定されてもよい。
In the process of FIG. 7 described above, the measurement data by the
図8は、各センサのサンプリングレートと測定ポイントの間隔との関係の例を示す図である。図8では、加速度センサ81のサンプリングレートが圧力センサ82のサンプリングレートの2倍である例を示している。また、測定ポイントの間隔は、圧力センサ82のサンプリング間隔と一致させている。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the relationship between the sampling rate of each sensor and the interval between measurement points. FIG. 8 shows an example in which the sampling rate of the
この場合、測定データ取得部111は、加速度センサ81での計測のたびに加速度の測定データを受信し、圧力センサ82での計測のたびに圧力の測定データを受信する。測定データ取得部111は、圧力センサ82から受信した1つの測定データを、1つの測定ポイントでの圧力の測定値とする。一方、測定データ取得部111は、加速度センサ81から連続して受信した2つの測定データの平均値を算出し、算出された平均値を、1つの測定ポイントでの加速度の測定値とする。これにより、圧力センサ82のサンプリングの間隔や測定ポイントの間隔が加速度センサ81のサンプリングの間隔より短い場合でも、圧力センサ82で測定されたすべての測定データを利用して押し込み量を算出でき、押し込み量の算出精度を向上させることができる。
In this case, the measurement
次に、補正前の速度および補正後の速度をそれぞれ用いた場合の変位量の算出例について説明する。
図9は、補正前の速度に基づく変位量の算出例を示す図である。また、図10は、補正後の速度に基づく変位量の算出例を示す図である。なお、参考のために、図9には補正前の速度も示しており、図10には補正後の速度も示している。Next, a description will be given of a calculation example of the displacement amount when the speed before correction and the speed after correction are used.
FIG. 9 is a diagram illustrating a calculation example of the displacement amount based on the speed before correction. FIG. 10 is a diagram illustrating a calculation example of the displacement amount based on the corrected speed. For reference, FIG. 9 also shows the speed before correction, and FIG. 10 also shows the speed after correction.
この例では、時刻Tpにおける補正前の速度に正の誤差が生じているものとする。この場合、時刻Tpにおける補正前の速度を0に近づけるような補正により、補正後の速度は全体的に負の方向に補正される。また、これに伴って、補正後の速度に基づく変位量も全体的に負の方向に補正される。さらに、補正後の速度に基づく変位量については、指が押し込み開始時の元の位置に戻った時点で0に近づくように補正されており、変位量の正確性が高まっていることがわかる。 In this example, it is assumed that the speed before the correction at the time Tp has a positive error. In this case, the speed after the correction is corrected in the negative direction as a whole by the correction such that the speed before the correction at the time Tp approaches 0. Accordingly, the displacement amount based on the corrected speed is also corrected in the negative direction as a whole. Further, the displacement amount based on the corrected speed is corrected so as to approach 0 when the finger returns to the original position at the start of pushing, and it can be seen that the accuracy of the displacement amount is increased.
以上説明した第2の実施の形態に係る測定システムによれば、圧力の測定値を利用することで、加速度の測定値を基に算出された速度を補正できる。その結果、指の変位量、すなわち腹部への押し込み量を高精度に測定できる。 According to the measurement system according to the second embodiment described above, the speed calculated based on the measured value of the acceleration can be corrected by using the measured value of the pressure. As a result, the amount of displacement of the finger, that is, the amount of pushing into the abdomen can be measured with high accuracy.
ここで、押し込み量の他の測定方法の例として、モーションキャプチャを用いる方法がある。モーションキャプチャを用いることで、押し込み量を高い分解能で測定できる。しかし、測定者の手や被検者の腹部自体の変形によって生じる死角の影響を回避するために、多数のカメラを用いてさまざまな方向から撮影する必要がある。さらに、カメラ同士の位置関係が変化しないようにするため、大がかりなカメラフレームが必要となる。 Here, as an example of another measuring method of the pushing amount, there is a method using motion capture. By using motion capture, the amount of press-in can be measured with high resolution. However, in order to avoid the influence of blind spots caused by deformation of the hand of the measurer or the abdomen of the subject, it is necessary to take pictures from various directions using a large number of cameras. Furthermore, a large camera frame is required to keep the positional relationship between the cameras unchanged.
これに対して、本実施の形態では、測定者の手に装着される加速度センサ81、圧力センサ82および検出回路83というコンパクトな測定機器を用いたシンプルな構成のシステムにより、指の押し込み量を高精度に測定できる。
On the other hand, in the present embodiment, the amount of finger pushing is reduced by a system having a simple configuration using compact measurement devices such as the
なお、上記の各実施の形態に示した装置(押し込み量測定装置10および測定制御装置100)の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、各装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供され、そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記憶装置には、ハードディスク装置(HDD)、フレキシブルディスク(FD)、磁気テープなどがある。光ディスクには、DVD(Digital Versatile Disc)、DVD−RAM、CD−ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、CD−R(Recordable)/RW(ReWritable)などがある。光磁気記録媒体には、MO(Magneto-Optical disk)などがある。
Note that the processing functions of the devices (the indentation
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたDVD、CD−ROMなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。 When distributing the program, for example, portable recording media such as DVDs and CD-ROMs on which the program is recorded are sold. Alternatively, the program may be stored in a storage device of a server computer, and the program may be transferred from the server computer to another computer via a network.
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムまたはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムにしたがった処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムにしたがった処理を実行することもできる。また、コンピュータは、ネットワークを介して接続されたサーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムにしたがった処理を実行することもできる。 The computer that executes the program stores, for example, the program recorded on the portable recording medium or the program transferred from the server computer in its own storage device. Then, the computer reads the program from its own storage device and executes processing according to the program. Note that the computer can also read the program directly from the portable recording medium and execute processing according to the program. Further, the computer can also execute processing according to the received program each time the program is transferred from a server computer connected via a network.
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。 The above merely illustrates the principles of the invention. In addition, many modifications and changes will be apparent to those skilled in the art and the present invention is not limited to the exact configuration and application shown and described above, but all corresponding variations and equivalents may be Claims and their equivalents are considered to be within the scope of the invention.
1,2 部位
1a 加速度センサ
1b 圧力センサ
10 押し込み量測定装置
11 取得部
12 速度算出部
13 押し込み量算出部
21〜23 グラフReference numerals 1 and 2 1a Acceleration sensor
Claims (6)
前記加速度センサによって検出された加速度を積分することで、前記押し込み動作の開始からの複数の測定タイミングのそれぞれにおける前記第1の部位の複数の第1の速度を算出し、前記複数の測定タイミングのうち、前記圧力センサによって検出された圧力が最大となる特定タイミングにおける速度が0になるように、前記複数の第1の速度をそれぞれ補正して複数の第2の速度を算出する速度算出部と、
前記複数の第2の速度を積分することで、前記第1の部位の押し込み量を算出する押し込み量算出部と、
を有する押し込み量測定装置。A detection result obtained by an acceleration sensor attached to the first part while the pushing operation of the first part of the body of the measurer pushing the second part of the body of the subject is performed; An acquisition unit that acquires a detection result obtained by a pressure sensor attached to a pushing surface of
By integrating the acceleration detected by the acceleration sensor, a plurality of first velocities of the first portion at each of a plurality of measurement timings from the start of the pushing operation are calculated, and the plurality of first velocities of the plurality of measurement timings are calculated. A speed calculator that corrects each of the plurality of first speeds and calculates a plurality of second speeds such that the speed at a specific timing at which the pressure detected by the pressure sensor is maximized becomes 0; ,
A pushing amount calculating unit that calculates the pushing amount of the first portion by integrating the plurality of second velocities;
Indentation amount measuring device having:
請求項1記載の押し込み量測定装置。The speed calculation unit extracts a speed at the specific timing from among the plurality of first speeds as a third speed, and calculates an error generation amount per unit time based on the third speed, Correcting the plurality of first speeds based on the amount of occurrence of the error;
The indentation amount measuring device according to claim 1.
請求項1または2記載の押し込み量測定装置。The pushing amount calculating unit calculates the pushing amount of the first portion at the specific timing,
An indentation amount measuring device according to claim 1 or 2.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の押し込み量測定装置。The speed calculator, when the pressure detected by the pressure sensor exceeds a predetermined threshold, determines that the pushing operation has been started,
An indentation amount measuring device according to any one of claims 1 to 3.
測定者の身体の第1の部位が被検者の身体の第2の部位を押し込む押し込み動作の実行中に、前記第1の部位に装着された加速度センサによる検出結果と、前記第1の部位の押し込み面に装着された圧力センサによる検出結果とを取得し、
前記加速度センサによって検出された加速度を積分することで、前記押し込み動作の開始からの複数の測定タイミングのそれぞれにおける前記第1の部位の複数の第1の速度を算出し、
前記複数の測定タイミングのうち、前記圧力センサによって検出された圧力が最大となる特定タイミングにおける速度が0になるように、前記複数の第1の速度をそれぞれ補正して複数の第2の速度を算出し、
前記複数の第2の速度を積分することで、前記第1の部位の押し込み量を算出する、
押し込み量測定方法。Computer
A detection result obtained by an acceleration sensor attached to the first part during execution of a pushing operation in which the first part of the body of the measurer pushes the second part of the body of the subject; And the result of detection by the pressure sensor attached to the pushing surface of
By integrating the acceleration detected by the acceleration sensor, a plurality of first velocities of the first portion at each of a plurality of measurement timings from the start of the pushing operation is calculated,
Among the plurality of measurement timings, the plurality of first speeds are respectively corrected and the plurality of second speeds are corrected so that the speed at a specific timing at which the pressure detected by the pressure sensor is maximum becomes zero. Calculate,
Calculating the pushing amount of the first portion by integrating the plurality of second velocities;
Indentation amount measurement method.
測定者の身体の第1の部位が被検者の身体の第2の部位を押し込む押し込み動作の実行中に、前記第1の部位に装着された加速度センサによる検出結果と、前記第1の部位の押し込み面に装着された圧力センサによる検出結果とを取得し、
前記加速度センサによって検出された加速度を積分することで、前記押し込み動作の開始からの複数の測定タイミングのそれぞれにおける前記第1の部位の複数の第1の速度を算出し、
前記複数の測定タイミングのうち、前記圧力センサによって検出された圧力が最大となる特定タイミングにおける速度が0になるように、前記複数の第1の速度をそれぞれ補正して複数の第2の速度を算出し、
前記複数の第2の速度を積分することで、前記第1の部位の押し込み量を算出する、
処理を実行させる押し込み量測定プログラム。On the computer,
A detection result obtained by an acceleration sensor attached to the first part during execution of a pushing operation in which the first part of the body of the measurer pushes the second part of the body of the subject; And the result of detection by the pressure sensor attached to the pushing surface of
By integrating the acceleration detected by the acceleration sensor, a plurality of first velocities of the first portion at each of a plurality of measurement timings from the start of the pushing operation is calculated,
Of the plurality of measurement timings, the plurality of first speeds are corrected and the plurality of second speeds are corrected so that the speed at a specific timing at which the pressure detected by the pressure sensor is maximum becomes zero. Calculate,
Calculating a pushing amount of the first portion by integrating the plurality of second velocities;
Indentation amount measurement program that executes processing.
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