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WO2015037089A1 - 脳機能障害評価方法、脳機能障害評価装置およびそのプログラム - Google Patents

脳機能障害評価方法、脳機能障害評価装置およびそのプログラム Download PDF

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WO2015037089A1
WO2015037089A1 PCT/JP2013/074582 JP2013074582W WO2015037089A1 WO 2015037089 A1 WO2015037089 A1 WO 2015037089A1 JP 2013074582 W JP2013074582 W JP 2013074582W WO 2015037089 A1 WO2015037089 A1 WO 2015037089A1
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WO
WIPO (PCT)
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subject
data
physical
instruction
accuracy
Prior art date
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PCT/JP2013/074582
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English (en)
French (fr)
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佑子 佐野
神鳥　明彦
佳奈子 江崎
一洋 海崎
伸夜 勝木
勝又　賢治
寛彦 水口
靖 斎藤
保 長林
智史 山下
岡村　巧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US14/893,338 priority Critical patent/US10478114B2/en
Priority to JP2015536360A priority patent/JP6122130B2/ja
Priority to PCT/JP2013/074582 priority patent/WO2015037089A1/ja
Priority to CN201380077561.5A priority patent/CN105407800B/zh
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Definitions

  • the present invention relates to a technique for evaluating the degree of brain dysfunction including cognitive decline.
  • Dementia is associated with Alzheimer-type dementia, cerebrovascular dementia, and Lewy body dementia, as well as motor disorders such as Parkinson's disease and mental disorders such as depression and schizophrenia. Cognitive function may be reduced. If the type of dementia can be specified by diagnosis, appropriate treatment such as pharmacotherapy can be performed. By detecting any type of dementia at an early stage and administering an appropriate drug, progression can be suppressed in a mild state. For these reasons, screening tests for early detection of dementia are necessary for healthy elderly people who are likely to have dementia.
  • the mainstream of diagnosis of dementia is examination of cognitive functions such as memory and judgment, such as the Hasegawa scale and MMSE (Mini Mental State Examination).
  • these diagnostic methods are performed by doctors over several minutes to several tens of minutes and cannot be said to be suitable for screening tests for a large number of subjects.
  • a method of examining the presence or absence of brain atrophy using CT Computed Tomography
  • MRI Magnetic Resonance Imaging
  • SPECT Single Photon Emission Computed Tomography
  • PET PET
  • brain image measurement such as a method for examining the accumulation status of amyloid beta
  • these brain image measurements are expensive for examinations and take a long examination time, and thus cannot be said to be suitable for screening examinations for a large number of subjects.
  • Patent Document 1 Patent Document 2, Patent Document 1, and the like use a tablet computer with a touch panel sensor, so that the cognitive function of the subject can be simplified without relying on a doctor.
  • An example of an evaluation system for evaluation is disclosed.
  • Patent Document 1 A simple evaluation system for cognitive functions disclosed in Patent Document 1, Patent Document 2, Non-Patent Document 1, etc. indicates which subject has the name, shape, number, etc. of objects displayed on the display screen and then deleted. It is inspected whether or not the degree is memorized. That is, the conventional cognitive function evaluation system is biased toward evaluating a subject's memory ability or judgment ability related to memory. In particular, the physical ability of the subject's body has not been evaluated.
  • the present invention is to provide a brain dysfunction evaluation method, a brain dysfunction evaluation apparatus, and a program thereof that can easily evaluate the degree of cerebral dysfunction such as cognitive decline.
  • the method for evaluating cerebral dysfunction includes a body motion presentation device for presenting body motion to be caused by a subject, and body motion detection for detecting body motion data of the body motion performed by the subject according to the presented body motion.
  • a data processing device connected to the sensor generates physical exercise instruction data to be executed by the subject, and presents the physical exercise based on the generated physical exercise instruction data to the subject via the physical exercise presentation device
  • a body movement instruction step for instructing the execution a body movement data acquisition step for acquiring body movement data of the body movement performed by the subject in time series via the body movement detection sensor, and the body movement instruction data
  • Body motion accuracy calculation step for calculating the position accuracy and time series accuracy of the body motion of the subject based on the body motion data and the body motion data.
  • a cognitive impairment level evaluation step of evaluating the cognitive impairment level of the subject is performed.
  • a cerebral dysfunction evaluation method capable of easily evaluating the degree of cerebral dysfunction including cognitive decline.
  • the figure which showed the example of the physical exercise task selection screen displayed by the physical exercise task selection part The figure which showed the example of the reaching task instruction
  • indication screen shown on a physical exercise presentation apparatus The figure which showed the example of the time transition graph of the distance L (t) between two fingers produced when the opening-and-closing finger tap task is performed.
  • cerebral dysfunction generally refers to what develops so-called cognitive decline (Alzheimer type dementia, cerebrovascular dementia, Lewy body dementia, Parkinson's disease, hydrocephalus, depression. Disease, schizophrenia, etc.), but includes movement disorders such as stroke.
  • cognitive decline Alzheimer's disease, cerebrovascular dementia, Lewy body dementia, Parkinson's disease, hydrocephalus, depression. Disease, schizophrenia, etc.
  • the brain dysfunction may be simply referred to as dementia.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of a brain dysfunction evaluation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • a brain dysfunction evaluation apparatus 100 includes a body motion presentation device 2, a body motion, and a data processing device 1 including a CPU (Central Processing Unit) and a memory (not shown).
  • a detection sensor 3, an operation input device 4, an output device 5, a storage device 6 and the like are combined.
  • the physical exercise presentation device 2 is configured by, for example, a liquid crystal display device, a voice output device (speaker), or the like.
  • the body movement detection sensor 3 is configured by a touch panel sensor (screen contact sensor) attached to the liquid crystal display device.
  • the operation input device 4 is configured by, for example, a keyboard or a mouse, but may be configured by a touch panel sensor. In this case, the operation input device 4 may also serve as the body motion detection sensor 3. Good.
  • the output device 5 may be constituted by, for example, a liquid crystal display device or a printer, and may also serve as the physical exercise presentation device 2.
  • the storage device 6 is configured by a hard disk device, an SSD (Solid State Disk), or the like, and stores data and programs that are determined to be stored in advance.
  • the data processing apparatus 1 is embodied by a CPU (not shown) executing a program stored in a memory (not shown), and a body motion instruction unit 10, a body motion data acquisition unit 20, and a body motion accuracy calculation unit 30. And functional blocks such as a cognitive impairment evaluation unit 40.
  • the memory referred to here is composed of a RAM (Random Access Memory) or the like of a semiconductor memory. In the memory, a program to be executed is read from the storage device 6 and loaded as necessary, and data being subjected to arithmetic processing is stored.
  • the physical exercise instruction unit 10 includes a physical exercise task selection unit 11, an instruction data generation unit 12, an instruction data presentation unit 13 and the like as lower-level functional blocks.
  • the physical exercise task selection unit 11 displays a list of physical exercise tasks prepared in advance on the output device 5 (liquid crystal display device or the like) (see FIG. 3 to be described later), and an operation input device by the subject or its assistant Based on the input operation of No. 4, the physical exercise task to be executed is selected.
  • the instruction data generation unit 12 generates time-series physical exercise instruction data to be presented to the subject according to the selected physical exercise task.
  • the instruction data presentation unit 13 displays the generated time-series physical exercise instruction data, that is, the contents of physical exercise to be performed by the subject via the physical exercise presentation device 2 (liquid crystal display device, voice output device, etc.). To present.
  • the body movement data acquisition unit 20 includes a detection data acquisition unit 21, a calibration unit 22, and the like as lower functional blocks.
  • the detection data acquisition unit 21 is data of physical movement performed by the subject according to the content of the physical movement presented to the physical movement presentation device 2 (for example, the position of a specific part of the body, moving speed, acceleration, detection time, etc. ) At a predetermined time interval (for example, 10 milliseconds) via the body motion detection sensor 3 or the like. That is, the detection data acquisition unit 21 acquires time-series data of the subject's physical movement.
  • the calibration unit 22 acquires data on the auditory, visual, and motor skills inherent to each subject that does not depend on cognitive impairment, calculates calibration data for each subject from the acquired data, and stores the calibration data in the storage device 6.
  • the body motion accuracy calculation unit 30 includes an instruction / detection data comparison unit 31, a position accuracy calculation unit 32, a time series accuracy calculation unit 33, and the like as lower functional blocks.
  • the instruction / detection data comparison unit 31 includes data on physical motion to be performed by the subject presented on the body motion presentation device 2 (liquid crystal display device, etc.) and the body taken by the subject obtained via the body motion detection sensor 3. Compare exercise data.
  • the position accuracy calculation unit 32 calculates the position accuracy of the body movement of the subject based on the difference data between the instruction data regarding the position obtained by the instruction / detection data comparison unit 31 and the detection data of the body movement of the subject.
  • the time series accuracy calculation unit 33 calculates the time series accuracy of the body movement of the subject based on the difference data between the instruction timing of the instruction data obtained by the instruction / detection data comparison unit 31 and the detection timing of the detection data. To do.
  • the cognitive impairment level evaluation unit 40 includes a cognitive impairment level calculation unit 41, a cognitive impairment level output unit 42, and the like as lower functional blocks.
  • the cognitive impairment degree calculation unit 41 recognizes the subject using the position accuracy and time series accuracy calculated by the body movement accuracy calculation unit 30, calibration data acquired by the calibration unit 22, and the like. Calculate the degree of failure.
  • the cognitive impairment level output unit 42 displays the data of the cognitive impairment level calculated by the cognitive impairment level calculation unit 41 or the temporal change data thereof on the output device 5 (liquid crystal display device or the like) (see FIG. 9 described later). ).
  • the subject or his / her assistant can know the degree of cognitive impairment of the subject and its change over time.
  • the cerebral dysfunction evaluation apparatus 100 having the above-described configuration can be realized by a tablet computer with a touch panel sensor, a so-called tablet terminal having almost the same function and performance, a smartphone, and the like.
  • a touch panel sensor is mainly used to detect a finger motion, but a body motion other than the finger may be detected.
  • an acceleration sensor, a magnetic sensor, a gyro device, a motion capture device, a video camera, or the like can be used as the body motion detection sensor 3.
  • the brain dysfunction evaluation apparatus 100 is configured by a tablet computer or a tablet terminal with a touch panel sensor, and a brain dysfunction evaluation program is registered as an application program in the data processing apparatus 1.
  • the cerebral dysfunction evaluation program includes programs that embody the body movement instruction unit 10, the body movement data acquisition unit 20, the body movement accuracy calculation unit 30, and the cognitive impairment level evaluation unit 40 of the data processing device 1, respectively. Composed.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the subject registration information display screen 110 displayed when the cerebral dysfunction evaluation program is started.
  • the output device 5 liquid crystal display device
  • the subject registration information display screen as shown in FIG. 110 is displayed.
  • the subject or his / her assistant inputs the subject ID in the subject ID column.
  • the data processing device 1 prompts the user to input data such as the subject name, sex, age, and remarks (for example, a message prompting input) Is output).
  • the data processing apparatus 1 associates the input data such as the subject name, sex, age, and remarks with the subject ID.
  • the remarks column is a column in which the user can enter text freely. For example, the disease name of the subject, the degree of cognitive impairment diagnosed by a doctor or the like at the time of registration, and the like are described.
  • the data processing device 1 stores the subject name, gender, age, and the like stored in the storage device 6 in association with the subject ID. Data such as remarks are read out, and each read out data is entered in the corresponding column of the subject registration information display screen 110 and displayed.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the physical exercise task selection screen 120 displayed by the physical exercise task selection unit 11.
  • the physical exercise task selection screen 120 displays a list of physical exercise tasks and a selection instruction field for instructing whether or not to select each physical exercise task.
  • the user selects a physical exercise task to be performed from now on by putting a check mark 121 in this selection instruction column.
  • the reaching task is selected.
  • various parameters used in each physical exercise task can be set and displayed.
  • the parameters used here include, for example, the time-out time when the subject's reaction action is performed after the body movement instruction data is presented, and the next body movement instruction data after the subject's reaction action is performed. There are a presentation time interval until presentation, a difficulty level determined in accordance with the timeout time, presentation time, and the like.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the reaching task instruction screen 210 presented to the body movement presentation device 2 by the instruction data presentation unit 13.
  • the instruction data presentation unit 13 of the data processing device 1 is displayed on the display screen of the liquid crystal display device (body motion presentation device 2) with a touch panel sensor (body motion detection sensor 3) according to each body motion task.
  • the subject By presenting (displaying) or characters, the subject instructs the position and timing to be touched on the display screen.
  • the reaching task is a task in which a specific figure is presented at a random position on the display screen, and the subject is touched as quickly as possible.
  • the instruction data presentation unit 13 first displays a black circle figure 211 representing the initial position on the reaching task instruction screen 210. At this time, the subject places his finger on the black circle figure 211 at the initial position and stands by. Next, the instruction data presentation unit 13 presents (displays) the cross-shaped figure 212 on the reaching task instruction screen 210. Therefore, the test subject touches the cross-shaped graphic 212 as quickly as possible after releasing the finger from the black circle graphic 211 that has been waiting.
  • Di represents the distance (straight line distance) between the center position of the cross-shaped figure 212 and the position on the reaching task instruction screen 210 touched by the subject.
  • the instruction data presenting unit 13 determines that the touch position of the subject acquired by the detection data acquiring unit 21 has touched the cross-shaped graphic 212
  • the instruction data presenting unit 13 changes the display color of the cross-shaped graphic 212 to the cross-shaped graphic 212. Inform the subject that it was touched correctly. In this case, if the touch is made within a predetermined distance (for example, within 5 mm) from the intersection of the cross of the cross-shaped figure 212, it is determined that the touch has been made correctly. At this time, the subject may be informed whether or not the cross-shaped graphic 212 has been correctly touched by sound output from a sound output device such as a speaker.
  • a sound output device such as a speaker
  • the instruction data presenting unit 13 erases the cross-shaped graphic 212 that has been presented (displayed) until the test subject correctly touches the cross-shaped graphic 212, or when the subject does not touch and a time-out error occurs. At the same time, a new cross-shaped figure 212 is presented (displayed) at another position. The subject again touches the newly presented (displayed) cross-shaped graphic 212 as quickly as possible. Such presentation of the cross-shaped figure 212 and the touch by the subject are repeated a predetermined number of times.
  • the detection data acquisition unit 21 acquires a part of the subject's body, for example, the coordinates when the finger touches the display screen, that is, the touch panel sensor. Surface contact with the sensor. At this time, the detection data acquisition unit 21 acquires, for example, the coordinates of the position of the center of gravity of the figure of the contact surface as the coordinates of the finger contact position.
  • the origin of coordinates is set at the left corner of the display screen
  • the horizontal direction is the x-axis direction
  • the vertical direction is the y-axis direction
  • the coordinates of each point on the display screen are Often defined.
  • the origin position may be set at another corner of the display screen, may be set at the center of the display screen, or may be set at an arbitrary position inside or outside the display screen.
  • the x-axis direction and the y-axis direction are not limited to the horizontal direction and the vertical direction.
  • the detection data acquisition unit 21 acquires, as its basic function, the coordinates (x, y) of the position where the subject's finger contacts.
  • the detection data acquisition unit 21 corresponds to each finger contact position (for example, (x1, y1)).
  • the detection data acquisition unit 21 acquires time-series coordinates (x (t), y (t)) of the finger contact position every predetermined timing period (for example, 10 milliseconds).
  • FIG. 5 is a view showing a modified example of the reaching task instruction screen 210 presented to the body motion presentation device 2 by the instruction data presentation unit 13.
  • a circular figure 213 is presented instead of the cross-shaped figure 212.
  • the processing of the instruction data presentation unit 13 and the operation to be performed by the subject are basically the same as those in the reaching task instruction screen 210 of FIG.
  • the instruction data presentation unit 13 may change the size (radius) at random each time the circular figure 213 is presented.
  • Fitz's law it is known as Fitz's law that there is a certain relationship between the time required for reaching and the radius of the circular figure 213. Therefore, if the reaching task instruction screen 210a is used to change the radius of the circular figure 213, whether or not the Fitz's law relationship is maintained even if the brain function such as the cognitive function deteriorates from the result. Can be examined.
  • the reach task can be further modified.
  • the subject touches the figure presented on the display screen unconditionally.
  • the subject may be given a certain judgment condition and touched according to the result.
  • the instruction data presentation unit 13 presents a reference circle and a reaching target circle on the display screen, and causes the subject to compare the sizes of both. Then, the test subject is touched when both sizes are the same, and is not touched when the sizes are different.
  • the touch condition may be determined based on the color or shape of the graphic instead of the size of the graphic to be presented. Moreover, you may determine the conditions to touch by the kind of presented character. For example, when hiragana is displayed, it is touched, and when katakana or alphabet is presented, it is not touched.
  • the instruction data presentation unit 13 presents a colored figure and a color name on the display screen so that the touch is made when the name of the figure color is the same as the name of the presented color, and the touch is not made when they are different.
  • the detection data acquisition unit 21 acquires time-series data about the coordinates (X, Y) of the position touched by the subject and time t.
  • the time series data of the coordinates (X, Y) and time t is expressed as (X i (t i ), Y i (t i )) or simply (X (t), Y (T)).
  • i 1, 2,..., N, and N is the number of reaching repetitions.
  • the instruction / detection data comparison unit 31 for each of the presented leaching target figures the position of the center of the figure (XC i ( ⁇ i ), YC i ( ⁇ i )) and the position touched by the subject (X The distance between i (t i ) and Y i (t i )) is calculated as the touch position error D i (see FIG. 4). Further calculation, an instruction-detection data comparator 31, for each of the leaching subject graphic presented, the difference between the time t i the subject and that the time graphics is displayed tau i has touched, as the touch delay time T i To do.
  • the position accuracy calculation unit 32 calculates the position accuracy.
  • the time series accuracy calculation unit 33 calculates the time series accuracy.
  • the cognitive impairment degree S is calculated as a value obtained by integrating the position accuracy m d calculated by the position accuracy calculation unit 32 and the time series accuracy m T calculated by the time series accuracy calculation unit 33. There are various calculation methods as described below, any of which may be used.
  • P P is the average value M C (m Tj ) and standard deviation ⁇ C (m Tj ) of the number of subjects in the healthy group.
  • the cognitive impairment degree calculation unit 41 first calculates the normalized position accuracy m d_n and the normalized time series accuracy m T_n according to the following equations (1) and (2).
  • the cognitive impairment degree calculation unit 41 calculates the cognitive impairment degree S according to the following equation (3). That is, the cognitive impairment degree S is calculated as a value obtained by simply adding the normalized position accuracy m d_n and the normalized time series accuracy m T_n .
  • the cognitive impairment degree S may be calculated by adding weights according to the importance of the position accuracy m d and the time series accuracy m T and adding them together. In that case, to represent the respective weight position accuracy m d and time series accuracy m T with I d and I T, cognitive disorders degree S can be calculated by the following equation (4).
  • Weight I d and I T can be calculated by the following equation (5) and (6).
  • the position average value M C (m dj) of accuracy m dj and standard deviation ⁇ C (m dj), and the time series accuracy m average value M C (m Tj) of Tj and standard deviation sigma C (m Tj) is obtained already, further, the P P's subject of dementia group, the average value M P (m position accuracy m dk dk) and standard deviation ⁇ P (m dk), as well as time series accuracy average M P (m Tk of m Tk) and standard deviation ⁇ P (m Tk) is obtained already stored in the storage device 6 It shall be.
  • weights I d, I T taking into account the variation in dementia group normal group is an index for evaluating the magnitude of the difference between the mean values of the two groups, the variance of the test (2 groups of Welch different In this case, it is determined with reference to the statistic used in the method for testing whether there is a difference between the average values of the two groups.
  • the larger the weight I d the greater the difference in position accuracy m d between the two groups, so it is determined which of the two groups the position accuracy m d belongs to. It will be easy to do. That is, it can be said that the positional accuracy m d is an important index that is easier to detect the dementia group as I d is larger. Further, according to the equation (6), similarly, the time series accuracy m T can be said to be easy to important indicator to detect dementia group as I T is large.
  • the calculation of the weight I d and I T is not limited to Equation (5) and (6).
  • Another statistic may be used as long as it is a statistic that can evaluate the degree of divergence between the healthy group and the dementia group.
  • the cognitive impairment degree calculation unit 41 calculates Equations (5) and (6), and further calculates Equation (4), whereby the degree of cognitive impairment is calculated. S is calculated.
  • the weight I d, I T instead of calculating each case, preferably stored in advance in the storage device 6.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an example in which the cognitive impairment degree S is evaluated using multivariate analysis. That is, the graph of FIG. 6, the time-series accuracy m T (average touch delay time) on the horizontal axis, the position and accuracy m d (mean touch position error) the vertical axis, time series accuracy m T and each subject The position accuracy m d is represented as a scatter diagram.
  • a black dot represents a time series accuracy m T and the position accuracy m d of the plurality of subjects which belongs to the normal group, triangles, when the plurality of subjects which belongs to dementia group
  • the sequence accuracy m T and the position accuracy m d are represented.
  • the cognitive impairment degree S is calculated. Can do.
  • a straight line 302 (indicated by a broken line in FIG. 6) perpendicular to the axis 301 at a certain threshold Sth can be used as a boundary line separating the healthy group and the dementia group. That is, it is possible to determine cognitive disability S obtained from the subject by the formula (7) is dementia larger than S th, and not dementia be large. In this determination, if the threshold value Sth is set to a smaller value closer to the healthy group, dementia can be detected more sharply, and if the threshold value Sth is set to a larger value closer to the dementia group, recognition is performed. False detection of symptoms can be avoided.
  • the cognitive impairment degree calculating unit 41 calculates the coefficients C d1 and C T1 in advance by linear discriminant analysis or the like, and the time series accuracy m T and the position of the subject.
  • the cognitive impairment degree S of the subject is calculated according to the equation (7).
  • the degree of cognitive impairment S may be calculated using another statistical method such as a support vector machine.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing a modification of the example in which the cognitive impairment degree S shown in FIG. 6 is evaluated.
  • data black circles and triangles
  • the data of each subject in FIG. 7 is given an MMSE (Mini Mental State Examination) score obtained by a doctor who previously evaluated the degree of dementia through a medical examination.
  • MMSE Mini Mental State Examination
  • MMSE 30 is the highest score and is a healthy state with no cognitive decline, and the lower the score, the more severe the dementia.
  • a multiple regression analysis which is a kind of multivariate analysis, is applied to the position accuracy m d , time series accuracy m T, and MMSE score of the healthy group, an axis 305 representing the degree of cognitive impairment S is obtained.
  • the cognitive impairment degree S is expressed by the following equation (8) using coefficients C d2 and C T2 obtained by multiple regression analysis.
  • the equation (8) can be regarded as an equation for estimating the MMSE score evaluated by the doctor from the time series accuracy m T and the position accuracy m d .
  • the cognitive impairment calculating unit 41 calculates the coefficients C d2 and C T2 in advance by multiple regression analysis or the like, and the time-series accuracy m T and position accuracy of the subject.
  • the cognitive impairment degree S of the subject is calculated according to the equation (8).
  • the calibration unit 22 evaluates the subject's ability such as hearing, vision, and movement in advance, and subtracts these influences on the task for evaluating the cognitive impairment degree S (reaching task in this embodiment). In that case, all effects such as hearing, vision, and motor ability may be subtracted, or only one of the effects may be subtracted.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a calibration instruction screen presented to the body motion presentation device 2 by the calibration unit 22, where (a) is for visual calibration and (b) is for auditory calibration. (C) is an example of an instruction screen for exercise capacity calibration.
  • the calibration unit 22 When evaluating the visual ability of the subject, the calibration unit 22 displays a calibration instruction message 221 and a cross-shaped figure 222 on the calibration instruction screen 220, for example, as shown in FIG. Next, the calibration unit 22, the subject is touched to the center of the cross-shaped figure 222 (intersection) without providing a time limit, a distance D i between the center position and the cross-shaped figure 222 subjects touches get.
  • a 3mm position calibration values c d of the subject when the position accuracy m d obtained in such leaching task was 10mm, the position accuracy m dc after calibration, a 7 mm.
  • the calibration unit 22 When evaluating the hearing ability of the subject, the calibration unit 22 displays a calibration instruction message 224 and a circular figure 225 on the calibration instruction screen 223, for example, as shown in FIG. Next, the calibration unit 22 outputs a predetermined sound from a speaker or the like. When the subject hears the sound, the calibration unit 22 touches the circular figure 225, and after the sound is output, the tester touches the circular figure 225. to get a touch delay time t i.
  • the time-series calibration value c T based on the subject's auditory ability is 60 milliseconds
  • the time-series accuracy m T obtained in a task related to auditory ability, such as a rhythm touch task described later is 100 milliseconds.
  • the time series accuracy m Tc after calibration is 40 milliseconds.
  • the calibration unit 22 When evaluating the exercise ability of the subject, the calibration unit 22 displays a calibration instruction message 227 and two circular figures 228 on the calibration instruction screen 226, for example, as shown in FIG. .
  • the calibration unit 22 the subject is touched alternately as fast as possible into two circular shapes 228 that is displayed on the position determined, two circular shapes 228 obtains the time interval t i to be touched alternately.
  • the time-series calibration value e T based on the exercise ability of the subject is 80 milliseconds and the time-series accuracy m T obtained by the leaching task is 100 milliseconds
  • the time after calibration The sequence accuracy m Tc is 20 milliseconds. Note that 20 milliseconds in this case represents the time taken for the subject to recognize the position of the figure to be reached (in the example of FIG. 4, the cross-shaped figure 212).
  • the calibration unit 22 evaluates the subject's auditory, visual, and motor skills in advance, so that the position accuracy md and time series accuracy m obtained in the task of evaluating the cognitive impairment degree S are obtained. T can be corrected according to the auditory, visual and motor skills of the subject. Then, the post-calibration position accuracy m dc and time series accuracy m Tc , m Te obtained by the calibration unit 22 are processed by the subsequent cognitive impairment degree calculation unit 41 to calculate the cognitive impairment degree S. Is used as the value of the position accuracy m d and the time series accuracy m T.
  • the calibration unit 22 it is possible to obtain a highly accurate position accuracy md and time series accuracy m T in consideration of the subject's auditory, visual, and motor skills, and more accurate cognitive impairment.
  • the degree S can be calculated.
  • the cognitive impairment level output unit 42 stores the cognitive impairment level S calculated by the cognitive impairment level calculation unit 41 in the storage device 6.
  • the cognitive impairment degree S not only the cognitive impairment degree S but also the measurement date and time, the subject ID, the age of the subject, the sex, and the like may be stored together.
  • scores such as MMSE, FAB, Hasegawa scale, etc. obtained by doctor's inquiry may be stored together.
  • the cognitive impairment level output unit 42 outputs the cognitive impairment level S calculated by the cognitive impairment level calculation unit 41 to the output device 5 such as a liquid crystal display device or a printer. Therefore, the subject or his / her assistant can know the degree of cognitive impairment S of the subject obtained by the cognitive impairment evaluation task such as the implemented leaching task.
  • the cognitive impairment output unit 42 displays a time-dependent change graph representing the relationship between the measurement date and time of the subject and the cognitive impairment S stored in the storage device.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a graph showing a change over time in the degree of cognitive impairment S of a subject.
  • the horizontal axis represents the date and time when the subject performed the reaching task or the like, that is, the date and time when the cognitive impairment degree S of the subject was measured.
  • the vertical axis represents the degree of cognitive impairment S.
  • a black circle mark represents the cognitive impairment degree S obtained at each measurement date and time for a certain subject.
  • the cognitive impairment degree output unit 42 further obtains an index S d of the temporal change of the cognitive impairment degree S for a certain subject.
  • the index S d of aging cognitive disability S for example, expressed as the slope of a straight line 310 drawn in the graph of FIG. 9, the slope of the straight line 310, be determined by such regression analysis, least squares method Can do.
  • the doctor, the subject, and the assistant can know the effects of treatment and rehabilitation performed on the subject from the graph of the change over time in the degree of cognitive impairment S as shown in FIG.
  • the index S d of the cognitive impairment degree S over time is not limited to the inclination of the axis 301. Any other index may be used as long as it is an index that can evaluate the temporal change in the degree of cognitive impairment S at the present time and the past.
  • the standard deviation of the degree of cognitive impairment S for the past several times may be used as the index S d of the temporal change in the degree of cognitive impairment S. In this case, the stability of the cognitive function is evaluated.
  • cogntive impairment degree S the degree of cognitive function deterioration
  • the test is further performed on the subject. It is possible to know the effects of treatment and rehabilitation.
  • the cognitive impairment degree S is calculated based on the result of the subject performing the leaching task, but is calculated based on the result of performing other physical exercise tasks. Also good.
  • examples of other physical exercise tasks for obtaining the degree of cognitive impairment S will be described, and if the method for calculating the degree of cognitive impairment S is different from the embodiment in the leaching task described above, it is different. The point will also be described.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a one-handed rhythm touch task instruction screen 230 by auditory stimulation presented on the body motion presentation device 2.
  • the instruction data presentation unit 13 of the physical exercise instruction unit 10 see FIG. 1
  • a one-handed rhythm touch task instruction screen 230 as shown is displayed on the body motion presentation device 2.
  • a circular figure 231 to be touched by the subject is displayed in the one-handed rhythm touch task instruction screen 230.
  • the instruction data presentation unit 13 repeatedly outputs a touch instruction sound for instructing a timing to be touched by the subject from the speaker at a specific time interval or a random time interval.
  • the test subject touches the circular figure 231 with, for example, the thumb in synchronization with the output touch instruction sound as much as possible. Since the test subject is often aged, it is preferable that the touch instruction sound for auditory stimulation is large and avoids the high sound range (the same applies to the description of FIGS. 11 and 12 described later).
  • the degree of cognitive impairment S can be calculated as described later.
  • the touch instruction sound is output at the same time interval in this one-handed rhythm touch task
  • the degree of cognitive impairment S based on the subject's predictive power for auditory stimulation can be evaluated.
  • the cognitive impairment degree S based on the response speed of the subject to the auditory stimulus can be evaluated.
  • the effect of this one-handed rhythm touch task is the same in other rhythm touch tasks described below.
  • the circular figure 231 to be touched by the subject is displayed on the left side of the one-handed rhythm touch task instruction screen 230 and touched with the left thumb of the subject, but the circular figure 231 to be touched by the subject. May be displayed on the right side of the one-handed rhythm touch task instruction screen 230 and touched by the subject's right thumb.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a two-handed rhythm touch task instruction screen 230a by auditory stimulation presented on the body motion presentation device 2.
  • the instruction data presentation unit 13 displays the two-hand rhythm touch task instruction screen 230a as shown in FIG. Displayed on the physical exercise presentation device 2.
  • two circular figures 231 to be touched by the subject with each of the right hand and the left hand are displayed.
  • the instruction data presentation unit 13 repeatedly outputs a touch instruction sound for instructing the timing to be touched by the subject from the speaker at a specific time interval or a random time interval.
  • the subject touches each of the two circular figures 231 at the same time with, for example, the left thumb and the right thumb with the timing of the touch instruction sound outputted as much as possible.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a two-hand alternating rhythm touch task instruction screen 230b by auditory stimulation presented on the body motion presentation device 2.
  • the instruction data presentation unit 13 displays the two-hand alternating rhythm touch task instruction screen 230b as shown in FIG. It is displayed on the exercise presentation device 2.
  • two circular figures 231 to be touched by the subject with each of the right hand and the left hand are displayed in the two-hand alternating rhythm touch task instruction screen 230b.
  • the instruction data presentation unit 13 repeatedly outputs a touch instruction sound for instructing the timing to be touched by the subject from the speaker at a specific time interval or a random time interval.
  • the test subject touches each of the two circular figures 231 alternately with, for example, the left thumb or the right thumb, in synchronization with the output touch instruction sound as much as possible.
  • the touch instruction sound may be different depending on the left and right circular figures 231 to be touched.
  • the pitch of the touch instruction sound may be changed on the left and right, or the sound of different instruments may be used.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a one-handed rhythm touch task instruction screen 240 by visual stimulation presented on the body motion presentation device 2.
  • the instruction data presentation unit 13 displays a one-handed rhythm touch task instruction screen 240 as shown in FIG. Displayed on the physical exercise presentation device 2.
  • a circular figure 241 to be touched by the subject is displayed in the one-handed rhythm touch task instruction screen 240.
  • the instruction data presenting unit 13 repeatedly displays the touch instruction figure 242 indicating the timing to be touched by the subject at a specific time interval or a random time interval (however, immediately after that).
  • the subject touches the circular graphic 241 in synchronization with the timing at which the touch instruction graphic 242 is displayed as much as possible.
  • the touch instruction figure 242 for visual stimulation is not limited to circular black. Since the test subject is often aged, it is preferable that the subject has a conspicuous shape including the colors of the primary colors (the same applies to the description of FIGS. 14 and 15).
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a two-handed rhythm touch task instruction screen 240a by visual stimulation presented on the body motion presentation device 2.
  • the instruction data presentation unit 13 displays the two-handed rhythm touch task instruction screen 240a as shown in FIG. Displayed on the physical exercise presentation device 2.
  • two circular figures 241 to be touched by the subject with the right hand and the left hand are displayed.
  • the instruction data presenting unit 13 repeatedly displays the touch instruction figure 242 that indicates the timing to be touched by the subject at a specific time interval or a random time interval (however, immediately after that).
  • the subject touches each of the two circular figures 241 simultaneously with, for example, the left thumb and the right thumb in accordance with the timing at which the touch instruction figure 242 is displayed as much as possible.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a two-hand alternating rhythm touch task instruction screen 240b by visual stimulation presented on the body motion presentation device 2.
  • the instruction data presentation unit 13 displays the two-hand alternating rhythm touch task instruction screen as shown in FIG. 240b is displayed on the body motion presentation device 2.
  • two circular figures 241 to be touched by the subject with the right hand and the left hand are displayed in the two-hand alternating rhythm touch task instruction screen 240b.
  • the instruction data presenting unit 13 repeatedly displays the touch instruction figure 242 that indicates the timing to be touched by the subject at a specific time interval or a random time interval (however, immediately after that).
  • the subject touches each of the two circular figures 241 alternately with the left thumb or the right thumb, for example, in accordance with the timing when the touch instruction figure 242 is displayed as much as possible.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of a metronome-type rhythm touch task instruction screen 250 presented on the body motion presentation device 2.
  • the instruction data presentation unit 13 displays the metronome type rhythm touch task instruction screen 250 as shown in FIG. It is displayed on the exercise presentation device 2.
  • two circular figures 251 to be touched by the subject with each of the right hand and the left hand are displayed, and furthermore, a metronome-like pendulum 252 and a fan shape representing its amplitude range.
  • a graphic 253 is displayed.
  • the pendulum 252 vibrates in the range of the fan-shaped figure 253 at a constant period. Therefore, the test subject touches the right circular figure 251 with the right thumb in accordance with the timing when the pendulum 252 reaches the right end of the fan-shaped figure 253, and the left hand with the left thumb in accordance with the timing when the left end is reached. The circular figure 251 is touched.
  • the metronome-type rhythm touch task can be said to be a body movement task that is substantially the same as the two-hand alternating rhythm touch task for visual stimulation shown in FIG.
  • the cognitive impairment degree S including the power predicted by the subject can be evaluated.
  • metronome-type rhythm touch task can be changed so that the subject alternately touches the circular figure 251 with both hands so that it touches with one hand or touches with both hands at the same time. It can be substantially similar to a touch task.
  • the instruction / detection data comparison unit 31 displays the touch position coordinates (X, Y) by the subject acquired by the detection data acquisition unit 21 first. It is determined whether or not it is included in the circular figures 231, 241, 251.
  • the position accuracy m d is 0.25.
  • the cognitive impairment degree calculation unit 41 calculates the cognitive impairment degree S by the same method as the method shown in the embodiment. Can do.
  • the cognitive impairment output unit 42 can output the calculated cognitive impairment S and its temporal change graph (see FIG. 9) to the output device 5 such as a liquid crystal display device or a printer.
  • the subject or his / her assistant can easily evaluate the degree of cognitive function deterioration (cognitive impairment degree S) including brain function impairment of the subject by performing the rhythm touch task.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of a one-hand opening / closing finger tap task instruction screen 260 presented on the body motion presentation device 2.
  • the instruction data presentation unit 13 of the physical exercise instruction unit 10 is as shown in FIG.
  • a one-hand open / close finger tap task instruction screen 260 is displayed on the physical exercise presentation device 2.
  • the one-hand open / close finger tap task refers to a physical exercise task that repeatedly opens and closes two fingers (for example, a thumb and an index finger) of a subject.
  • a fan-shaped opening / closing movement designation area 261 for designating an area in which the subject performs an opening / closing movement of two fingers is displayed.
  • the opening / closing movement designation area 261 is not limited to a fan shape, and may be any shape as long as it is an area where two fingers can easily open and close.
  • the subject repeats the movement of opening and closing as large and as fast as possible with the thumb and index finger in contact with the fan-shaped figure 261, for example.
  • the detection data acquisition unit 21 detects the coordinate value of the position touched by the thumb and the coordinate value of the position touched by the index finger, and calculates the distance between the touch positions of the two fingers as the distance L between the two fingers.
  • double-ended arrow 262 indicates the opening / closing amplitude of the index finger
  • double-ended arrow 263 indicates the opening / closing amplitude of the thumb.
  • the open / close finger tap task includes a two-hand open / close finger tap task and a two-hand alternate open / close finger tap task in addition to the example of FIG.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a two-hand open / close finger tap task instruction screen 260a presented on the physical exercise presenting apparatus 2
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a two-hand alternating open / close finger tap task instruction screen 260b.
  • the subject displays the open / close motion of two fingers on both hands on the double-hand open / close finger tap task instruction screen 260a and the double-hand alternate open / close finger tap task instruction screen 260b.
  • Two opening / closing movement designation areas 261 for performing the above are displayed.
  • the two-hand open / close finger tap task and the two-hand alternate open / close finger tap task are the same in that the subject uses two hands to open and close the two fingers.
  • the two-hand open / close finger tap task two fingers open and close at the same time in both hands.
  • the two-hand alternate open / close finger tap task differs in that two hands open and close alternately.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a time transition graph of the distance L (t) between two fingers created when the open / close finger tap task is performed.
  • the instruction / detection data comparison unit 31 (see FIG. 1) is acquired by the detection data acquisition unit 21, for example, every 10 milliseconds.
  • a time transition graph of the distance between two fingers L (t) as shown in FIG. 20 is created using the distance between the two fingers L (t).
  • the horizontal axis represents the elapsed time from the start of the open / close finger tap task
  • the vertical axis represents the distance L (t) between the two fingers at the elapsed time t.
  • a missing portion 311 occurs in the acquired distance L (t) between two fingers, but in many cases, the missing portion 311 can be interpolated using a general interpolation method such as spline interpolation. it can.
  • the position accuracy calculation unit 32 is obtained from the time transition graph of the distance L (t) between two fingers of FIG. 20 by the amplitude A i of two fingers opening / closing for each time (the finger opening / closing operation for each time. The difference between the maximum value and the minimum value of L (t) is calculated, and the standard deviation is calculated. Then, the position accuracy calculation unit 32 is defined as the position accuracy m d with the standard deviation of the amplitude A i that the calculated.
  • the time-series accuracy calculation unit 33 calculates the time interval t i for two-finger opening / closing each time t 1 (L (t obtained by the finger opening / closing operation) from the time transition graph of the distance L (t) between two fingers in FIG. ) From the maximum value or the minimum value to the next maximum value or the minimum value), and the standard deviation is calculated. Then, the standard deviation of the calculated time interval t i is defined as the time series accuracy m T.
  • the cognitive impairment degree calculation unit 41 calculates the cognitive impairment degree S by the same method as the method shown in the embodiment. Can do.
  • the cognitive impairment output unit 42 can output the calculated cognitive impairment S and its temporal change graph (see FIG. 9) to the output device 5 such as a liquid crystal display device or a printer.
  • the subject or his / her assistant can easily evaluate the degree of cognitive function deterioration (cognitive impairment degree S) including the brain function impairment of the subject by performing the open / close finger tap task.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a five-finger touch task instruction screen 270 presented on the body motion presentation device 2.
  • the instruction data presentation unit 13 of the physical exercise instruction unit 10 (see FIG. 1) is as shown in FIG.
  • a five-finger touch task instruction screen 270 is displayed on the physical exercise presentation device 2.
  • ten touch instruction areas 271 corresponding to the five left and right fingers are displayed by, for example, broken circles.
  • the instruction data presentation unit 13 selects one of the ten touch instruction areas 271 and displays the touch instruction figure 272 at the position of the selected touch instruction area 271. Therefore, the subject touches the displayed touch instruction graphic 272 or the touch instruction area 271 at the position.
  • the instruction data presentation unit 13 deletes the touch instruction graphic 272 that has been displayed until then when the touch instruction graphic 272 is touched by the subject or when a predetermined time has elapsed.
  • a touch instruction area 271 is selected, and a touch instruction figure 272 is newly displayed in the selected touch instruction area 271.
  • the instruction data presenting unit 13 selects one of the touch instruction areas 271 as described above, displays the touch instruction figure 272 at the position of the touch instruction area 271, and detects the touch by the subject. Is repeated a predetermined number of times.
  • the touch instruction area 271 is selected according to a predetermined order, for example, the order of finger arrangement (the left little finger ⁇ ring finger ⁇ middle finger ⁇ index finger ⁇ thumb ⁇ right finger little finger ⁇ ring finger ⁇ middle finger ⁇ index finger ⁇ thumb etc.) Alternatively, they may be selected in a random order.
  • the touch instruction area 271 may be provided at a position substantially corresponding to the position of the five fingers of the subject, and the position may be calibrated for each subject. In the case of calibration, the subject is caused to touch the display screen (touch panel) with five fingers, and the touch instruction area 271 for both fingers is set based on the positions of the five fingers touched at that time. Further, the shape of the touch instruction graphic 272 is not limited to the circular shape as illustrated in FIG. 21, and may be other shapes as long as the touch of both fingers can be detected separately.
  • the position accuracy md is obtained by calculating the touch failure rate as in the case of the rhythm touch task described above. That is, whenever the touch instruction figure 272 is displayed, the instruction / detection data comparison unit 31 (see FIG. 1) acquires touch position coordinates (X, Y) touched by the subject according to the display. If the touch position coordinates (X, Y) are included in the previously displayed touch instruction figure 272 or the touch instruction area 271 at that position, it is determined that the touch is successful. It is determined that the touch has failed.
  • touch failure rate not the touch success rate
  • the meaning of the position accuracy m d is as the accuracy increases as the value decreases. It depends on what is stipulated.
  • the cognitive impairment degree calculation unit 41 calculates the cognitive impairment degree S by the same method as the method shown in the embodiment. Can do.
  • the cognitive impairment output unit 42 can output the calculated cognitive impairment S and its temporal change graph (see FIG. 9) to the output device 5 such as a liquid crystal display device or a printer.
  • the subject or his / her assistant can easily evaluate the degree of cognitive function deterioration (cognitive impairment degree S) including the subject's brain dysfunction by performing the five-finger touch task.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating an example of use of a five-finger touch task.
  • the instruction data presentation unit 13 first displays the touch instruction graphic 272 while selecting the touch instruction area 271 in a specific order for the right hand, and further displays the same for the left hand as the right hand.
  • the touch instruction figure 272 is displayed while selecting the touch instruction area 271 in order. For example, when the touch instruction figure 272 is displayed such as little finger ⁇ middle finger ⁇ thumb ⁇ index finger ⁇ ring finger ⁇ ... With the left hand, the little finger ⁇ middle finger ⁇ thumb ⁇ index finger ⁇ ring finger ⁇ . In this way, the touch instruction figures 272 are displayed in the same order.
  • the subject first touches the displayed touch instruction graphic 272 or the touch instruction area 271 at the position with the finger of the right hand while following the touch instruction graphic 272 displayed in a specific order on the right hand side. Subsequently, the subject touches the displayed touch instruction graphic 272 or the touch instruction area 271 at the position with the left hand finger while following the displayed touch instruction graphic 272 displayed in the same order on the left hand side. To do.
  • the five-finger touch task it is possible to evaluate whether or not the effect of exercise learned with one hand appears in the other hand, based on the cognitive impairment degree S obtained by the execution. For example, it is generally believed that when cognitive function decreases, the ability to transcribe a series of motor commands in the left and right motor areas also decreases. If the five-finger touch task is used as shown in FIG. 22, it can also be used as a tool for demonstrating general common sense and theory about brain function.
  • FIG. 23 is a diagram showing an example of the tracking task instruction screen 280 presented on the body motion presentation device 2.
  • the instruction data presentation unit 13 of the physical exercise instruction unit 10 displays the tracking task as shown in FIG.
  • An instruction screen 280 is displayed on the physical exercise presentation device 2.
  • two tracking target graphics 281a and 281b for left hand and right hand are displayed.
  • the instruction data presentation unit 13 moves the two tracking target figures 281a and 281b so as to draw different trajectories 282a and 282b in the tracking task instruction screen 280, respectively.
  • the subject tracks the two tracking target graphics 281a and 281b with their respective fingers according to their movements while touching the tracking task instruction screen 280 with the left and right fingers.
  • the two tracking target figures 281a and 281b may have different display colors and shapes.
  • L 1 (t) is called a left-hand error
  • L r (t) is called a right-hand error.
  • the position accuracy calculation unit 32 calculates the time average of the left hand error L l (t) and the time average of the right hand error L r (t), and further calculates the time of the calculated left hand error L l (t).
  • the average value of the average and the time average of the right hand error L r (t) is defined as the position accuracy m d .
  • FIG. 24 is a diagram showing the relationship between the position coordinates of the tracking target figure and the touch position coordinates of the subject as an example of a schematic time transition change graph.
  • FIG. 24A is an example of the time transition change of the X coordinate.
  • (B) is an example of a time transition change of the Y coordinate.
  • a broken line 351 in FIG. 24A indicates the X coordinate of the left (or right) tracking target graphic 281a (or 281b) shown in FIG. 23, that is, X 0l (t) (or X 0r (t)). It represents the change over time.
  • a solid line 352 represents a change over time of the X coordinate X l (t) (or X r (t)) of the touch position coordinate by the left finger (or right finger) of the subject.
  • the broken line 361 in FIG. 24B indicates the Y coordinate of the left (or right) tracking target graphic 281a (or 281b) shown in FIG. 23, that is, Y 0l (t) (or Y 0r (t )) Over time.
  • a solid line 362 represents a change over time of the Y coordinate Y l (t) (or Y r (t)) of the touch position coordinate by the left finger (or right finger) of the subject.
  • the time series accuracy calculation unit 33 includes a function X 0l (t) (or X 0r (t)) represented by the X coordinate of the tracking target graphic 281a (or 281b) and a touch position by the subject's left finger (or right finger).
  • a cross-correlation function FX l ( ⁇ ) (or FX r ( ⁇ )) between the function X l (t) (or X r (t)) represented by the X coordinate of the coordinates is calculated.
  • the time-series accuracy calculation unit 33 uses the function Y 0l (t) (or Y 0r (t)) represented by the Y coordinate of the tracking target graphic 281a (or 281b) and the left finger (or right finger) of the subject.
  • the cross-correlation function FY l ( ⁇ ) (or FY r ( ⁇ )) between the function Y l (t) (or Y r (t)) represented by the Y coordinate of the touch position coordinates by is calculated.
  • the cross-correlation function is a function that is often used when evaluating the correlation between two time-series signals when one signal is shifted by the time ⁇ .
  • the time series accuracy calculation unit 33 obtains four cross-correlation functions FX l ( ⁇ ), FX r ( ⁇ ), FY l ( ⁇ ), and FY r ( ⁇ ). Therefore, the time-series accuracy calculation unit 33 determines the time ⁇ Xl of the deviation in which the values of the respective cross-correlation functions FX l ( ⁇ ), FX r ( ⁇ ), FY l ( ⁇ ), and FY r ( ⁇ ) are maximized. , ⁇ Xr , ⁇ Yl , ⁇ Yr are calculated.
  • the shift time ⁇ Xl at which the value of the cross-correlation function FX l ( ⁇ ) is maximized is the function X 0l (t) represented by the broken line 351 and the function X l (t represented by the solid line 352 in FIG. ) Is shifted by the time ⁇ Xl, it means that the degree of coincidence between the two graphs becomes the largest.
  • the deviation time ⁇ X1 obtained from the cross-correlation function FX l ( ⁇ ) is suitable as an index representing the time series accuracy m T
  • the deviation times ⁇ Xr , ⁇ Yl , ⁇ Yr is also suitable as an index representing the time series accuracy m T. Therefore, the time series accuracy calculation unit 33 takes the average of the four kinds of deviation times ⁇ Xl , ⁇ Xr , ⁇ Yl , ⁇ Yr calculated as described above, and calculates the time series accuracy m in the tracking task. Define T.
  • the cognitive impairment level calculation unit 41 is the same as the method shown in the embodiment of the reaching task.
  • the degree of cognitive impairment S can be calculated.
  • the cognitive impairment output unit 42 can output the calculated cognitive impairment S and its temporal change graph (see FIG. 9) to the output device 5 such as a liquid crystal display device or a printer.
  • the subject or his / her assistant can easily evaluate the degree of cognitive function deterioration (cognitive impairment degree S) including the subject's brain dysfunction by performing the tracking task.
  • FIG. 25 is a diagram showing an example of the overall configuration of a brain dysfunction evaluation apparatus 100a according to a modification of the embodiment of the present invention.
  • the brain dysfunction evaluation apparatus 100a shown in FIG. 25 separates functions substantially equivalent to the cerebral dysfunction evaluation apparatus 100 shown in FIG. 1 into the terminal device 101 and the server device 102 connected to each other by the communication network 8. It was realized.
  • the terminal device 101 plays a role of presenting physical motion to the subject and acquiring data on the physical motion of the subject.
  • the server device 102 receives the data of the physical movement of the subject acquired by the terminal device 101 via the communication network 8, and evaluates the degree of cognitive impairment of the subject based on the data of the physical movement of the subject. Fulfill. Except for this, the configuration and function of the cerebral dysfunction evaluation apparatus 100a are the same as the configuration and function of the cerebral dysfunction evaluation apparatus 100 shown in FIG. 1, and therefore only the differences will be described below. To do.
  • the configuration of the data processing device 1a of the terminal device 101 is such that the body motion accuracy calculation unit 30 and the cognitive impairment level evaluation unit 40 are excluded from the data processing device 1 of the cerebral dysfunction evaluation device 100 of FIG.
  • the cognitive impairment level output unit 70 is added.
  • the terminal device 101 is newly provided with a communication device 7 a that connects the data processing device 1 a and the communication network 8.
  • the data transmission / reception unit 60a transmits detection data and calibration data of the subject's body movement acquired by the body movement data acquisition unit 20 to the server apparatus 102 via the communication device 7a and the communication network 8.
  • the data transmission / reception unit 60 a receives data such as the degree of cognitive impairment of the subject evaluated by the server device 102.
  • the cognitive impairment degree output unit 70 outputs data such as the degree of cognitive impairment of the subject by the server apparatus 102 received via the data transmission / reception unit 60 a to the output device 5.
  • the server device 102 includes a data processing device 1b, an operation input device 4b, an output device 5b, a storage device 6, a communication device 7b, and the like.
  • the data processing device 1b includes a body motion accuracy calculation unit 30, a recognition device.
  • the fault degree evaluation unit 40, the data transmission / reception unit 60b, and the like are included.
  • the data transmission / reception unit 60b receives detection data and calibration data of the subject's body movement transmitted from the terminal device 101, and also transmits data such as the degree of cognitive impairment of the subject evaluated by the cognitive impairment degree evaluation unit 40 to the terminal device. 101.
  • the terminal device 101 having the above-described configuration can be realized by a personal computer, a tablet terminal, a smartphone, or the like possessed by a doctor, a subject, or an assistant thereof.
  • the server apparatus 102 can be realized by a high-performance personal computer, workstation, general-purpose computer, or the like.
  • a plurality of terminal devices 101 may be connected to one server device 102 via a communication network.
  • the terminal device 101 simply acquires the data of the subject's physical movement and displays the evaluation result. Therefore, for example, even if the terminal device 101 is lost, data on the degree of cognitive impairment of the subject does not flow out. Moreover, evaluation results such as the degree of cognitive impairment of the subject are stored in the storage device 6 of the server device 102, so that it becomes easy to access related doctors, nurses, caregivers and the like. Further, the provision of the server device 102 makes it easy to connect the cerebral dysfunction evaluation device 100a to a system that manages other medical information / health information such as an electronic medical record system, a medication recording system, and a health management system. Become.
  • the brain dysfunction evaluation apparatuses 100 and 100a are configured to display the physical exercise task selection screen 120 (see FIG. 3) on which the names of a plurality of physical exercise tasks are displayed.
  • the subject is allowed to select one physical exercise task, and the subject is caused to perform the selected one physical exercise task.
  • the subject may be allowed to select a plurality of physical exercise tasks.
  • the cognitive impairment degree evaluation unit 40 calculates a plurality of cognitive impairment degrees S according to each physical exercise task, and stores each of these cognitive impairment degrees in association with the physical exercise task. It may be stored in the device 6. Alternatively, the total cognitive impairment degree S obtained by taking an average or a weighted average of a plurality of cognitive impairment degrees S may be newly calculated, and the result may be stored in the storage device 6.
  • the physical exercise task selection unit 11 may be deleted from the brain dysfunction evaluation apparatus 100, 100a, and the subject may perform only one or more predetermined specific physical exercise tasks.
  • the present invention is not limited to the embodiment described above, and includes various modifications.
  • the above embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to the one having all the configurations described.
  • a part of the configuration of an embodiment can be replaced with a part of the configuration of another embodiment, and further, a part or all of the configuration of the other embodiment is added to the configuration of the certain embodiment. Is also possible.

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Abstract

　脳機能障害評価装置１００は、身体運動提示装置２により実施すべき身体運動を被験者に提示する身体運動指示部１０と、身体運動検出センサ３により被験者がした身体運動データを取得する身体運動データ取得部２０と、その取得した身体運動データから、被験者の身体運動の位置正確度および時系列正確度を算出する身体運動正確度算出部３０と、その算出された位置正確度および時系列正確度から得られる被験者の身体運動の正確度を表す値を、健常者の身体運動の正確度を表す統計データと比較することにより、被験者の認知障害度を評価する認知障害度評価部４０と、を備える。

Description

脳機能障害評価方法、脳機能障害評価装置およびそのプログラム
　本発明は、本発明は、認知機能低下を初めとする脳機能障害の程度を評価する技術に関する。
　近年、高齢化社会の進行に伴い、認知症の患者数が増大し、現在、国内には２００万人もの認知症患者がいると言われている。認知症では、記憶障害、見当識障害、学習障害などが生じ、日常生活に大きな支障を来たす。また、暴言、暴力、徘徊、不潔行為などの問題行動が見られる場合もある。さらに、末期には、小刻み歩行や前傾姿勢などの運動障害が表れ、最終的には寝たきり状態に陥る。
　認知症には、アルツハイマー型認知症、脳血管性認知症、レビー小体型認知症の三大認知症の他、パーキンソン病などの運動障害や、うつ病や統合失調症などの精神疾患に併発して認知機能が低下する場合がある。診断により認知症の種類を特定できると、それに合わせた薬物療法等の適切な治療が可能となる。いずれの種類の認知症も早期に発見し、適切な薬を投与することで、軽度の状態で進行を抑制できる。これらのことから、認知症になる可能性の高い健常高齢者を対象に、認知症を早期に発見するためのスクリーニング検査が必要である。
　認知症の診断は、長谷川式スケールやＭＭＳＥ（Mini Mental State Examination）などのように、記憶、判断などの認知機能を調べる検査が主流である。しかしながら、これらの診断方法は、医師が対面で数分～数１０分かけて行うもので、多数の被験者を対象にしたスクリーニング検査に適しているとは言えない。
　また、ＣＴ（Computed Tomography）、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）を用いて脳の萎縮の有無を調べる方法や、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）を用いて認知症の原因物質であるアミロイドベータの蓄積状況を調べる方法など脳画像計測による診断も行われている。しかしながら、これらの脳画像計測は、検査費が高額で、検査時間も長くかかるため、多数の被験者を対象にしたスクリーニング検査に適しているとは言えない。
　このような問題を考慮して、例えば特許文献１、特許文献２、非特許文献１などには、タッチパネルセンサ付のタブレットコンピュータを用いることにより、医師に頼らず、被験者の認知機能を簡易的に評価する評価システムの例が開示されている。
特開２０１２－２１７７９７号公報 特開２０１１－０８３４０３号公報
Robbins T. W. , 他５名，"Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery (CANTAB): a factor analytic study of a large sample of normal elderly volunteers"，Dementia and Geriatric Cognitive Disorders，Switzerland，1994，Vol.5, No.5, pp.266-281
　特許文献１、特許文献２、非特許文献１などに開示されている簡易的な認知機能の評価システムは、表示画面に表示され、その後消去されたオブジェクトの名称、形状、数などを被験者がどの程度記憶しているか否かを検査するものである。すなわち、従来の認知機能の評価システムは、被験者の記憶能力あるいは記憶に関連する判断能力などを評価するものに偏っている。とくに、被験者の身体の運動能力については評価されていない。
　一般に、認知機能に障害を受けると、四肢の協調動作や、外部刺激に追従した身体運動が困難になると考えられている。そして、このような身体運動の機能低下は、とくに巧緻性の高い運動を行う手指で早期に観察されやすい。そのため、手指の運動を電子機器で計測すれば、その結果に基づき認知症を早期に発見できる可能性がある。
　そこで、本発明は、認知機能低下をはじめとする脳機能障害の程度を容易に評価することが可能な脳機能障害評価方法、脳機能障害評価装置およびそのプログラムを提供することにある。
　本発明に係る脳機能障害評価方法は、被験者にさせる身体運動を提示する身体運動提示装置と、前記提示された身体運動に応じて前記被験者がした身体運動の身体運動データを検出する身体運動検出センサと、に接続されたデータ処理装置が、前記被験者に実施させる身体運動指示データを生成し、前記生成した身体運動指示データに基づく身体運動を、前記身体運動提示装置を介して前記被験者に提示し、その実施を指示する身体運動指示ステップと、前記被験者がした身体運動の身体運動データを、前記身体運動検出センサを介して時系列に取得する身体運動データ取得ステップと、前記身体運動指示データと前記身体運動データとに基づき、前記被験者の身体運動の位置正確度および時系列正確度を算出する身体運動正確度算出ステップと、前記算出された位置正確度および時系列正確度から求められる前記被験者の身体運動の正確度を表す値を、予め取得された健常者の身体運動の正確度を表す統計データと比較することにより、前記被験者の認知障害度を評価する認知障害度評価ステップと、を実行することを特徴とする。
　本発明によれば、認知機能低下をはじめとする脳機能障害の程度を容易に評価することが可能な脳機能障害評価方法、脳機能障害評価装置およびそのプログラムを提供することができる。
本発明の実施形態に係る脳機能障害評価装置全体構成の例を示した図。 脳機能障害評価プログラム起動時に表示される被験者登録情報表示画面の例を示した図。 身体運動タスク選択部により表示される身体運動タスク選択画面の例を示した図 指示データ提示部により身体運動提示装置に提示されるリーチングタスク指示画面の例を示した図 指示データ提示部により身体運動提示装置に提示されるリーチングタスク指示画面の変形例を示した図。 多変量解析を用いて認知障害度を評価する例を模式的に示した図。 図６に示した認知障害度Ｓを評価する例の変形例を模式的に示した図。 キャリブレーション部により身体運動提示装置に提示されるキャリブレーション指示画面の例を示した図で、（ａ）は、視覚キャリブレーション用、（ｂ）は、聴覚キャリブレーション用、（ｃ）は、運動能力キャリブレーション用の指示画面の例。 ある被験者の認知障害度の経時変化グラフの例を示した図。 身体運動提示装置に提示される聴覚刺激による片手リズムタッチタスク指示画面の例を示した図。 身体運動提示装置に提示される聴覚刺激による両手リズムタッチタスク指示画面の例を示した図。 身体運動提示装置に提示される聴覚刺激による両手交互リズムタッチタスク指示画面の例を示した図。 身体運動提示装置に提示される視覚刺激による片手リズムタッチタスク指示画面の例を示した図。 身体運動提示装置に提示される視覚刺激による両手リズムタッチタスク指示画面の例を示した図。 身体運動提示装置に提示される視覚刺激による両手交互リズムタッチタスク指示画面の例を示した図。 身体運動提示装置に提示されるメトロノーム型リズムタッチタスク指示画面の例を示した図。 身体運動提示装置に提示される片手開閉指タップタスク指示画面の例を示した図。 身体運動提示装置に提示される両手開閉指タップタスク指示画面の例を示した図。 身体運動提示装置に提示される両手交互開閉指タップタスク指示画面の例を示した図。 開閉指タップタスクが行われる場合に作成される２指間距離Ｌ（ｔ）の時間推移グラフの例を示した図。 身体運動提示装置に提示される５指タッチタスク指示画面の例を示した図。 ５指タッチタスクの一使用例を説明する図。 身体運動提示装置に提示される追跡タスク指示画面の例を示した図。 追跡ターゲット図形の位置座標と被験者のタッチ位置座標との関係を、模式的な時間推移変化グラフの例として示した図であり、（ａ）は、Ｘ座標の時間推移変化の例、（ｂ）は、Ｙ座標の時間推移変化の例。 本発明の実施形態の変形例に係る脳機能障害評価装置の全体構成の例を示した図。
　以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、図面を参照して詳細に説明する。
　なお、以下に説明する実施形態では、脳機能障害とは、いわゆる認知機能低下を発症するもの全般（アルツハイマー型認知症、脳血管性認知症、レビー小体型認知症、パーキンソン病、水頭症、うつ病、統合失調症など）を総称するものするが、脳卒中などによる運動障害などを含む。そして、実施形態の説明では、脳機能障害を単に認知症という場合もある。
＜１．脳機能障害評価装置１００の構成＞
　図１は、本発明の実施形態に係る脳機能障害評価装置１００の全体構成の例を示した図である。図１に示すように、本発明の実施形態に係る脳機能障害評価装置１００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリを含んでなるデータ処理装置１に、身体運動提示装置２、身体運動検出センサ３、操作入力装置４、出力装置５、記憶装置６などが結合されて構成される。
　ここで、身体運動提示装置２は、例えば、液晶表示装置や音声出力装置（スピーカ）などにより構成される。
　また、身体運動検出センサ３は、前記の液晶表示装置に付設されたタッチパネルセンサ（画面接触型センサ）により構成される。
　また、操作入力装置４は、例えば、キーボードやマウスなどによって構成されるが、タッチパネルセンサにより構成されてもよく、その場合、操作入力装置４は、身体運動検出センサ３を兼ねるものであってもよい。
　また、出力装置５は、例えば、液晶表示装置やプリンタなどにより構成され、身体運動提示装置２を兼ねるものであってもよい。
　また、記憶装置６は、ハードディスク装置やＳＳＤ（Solid State Disk）などにより構成され、予め格納することが定められたデータやプログラムを記憶する。
　また、データ処理装置１は、図示しないＣＰＵが図示しないメモリに記憶されたプログラムを実行することによって具現化される、身体運動指示部１０、身体運動データ取得部２０、身体運動正確度算出部３０、認知障害度評価部４０などの機能ブロックを有している。なお、ここでいうメモリは、半導体メモリのＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成される。メモリには、必要に応じて、実行されるプログラムが記憶装置６から読み出されロードされ、また、演算処理中のデータが記憶される。
　次に、データ処理装置１を構成する各機能ブロックの概要について説明しておく（詳細後記）。
　身体運動指示部１０は、下位の機能ブロックとして、身体運動タスク選択部１１、指示データ生成部１２、指示データ提示部１３などを含んで構成される。
　身体運動タスク選択部１１は、出力装置５（液晶表示装置など）に予め準備されている身体運動タスクの一覧を表示して（後記する図３を参照）、被験者またはその介助者による操作入力装置４の入力操作に基づき、実施する身体運動タスクを選択する。
　指示データ生成部１２は、選択された身体運動タスクに応じて、被験者に提示する時系列の身体運動指示データを生成する。
　指示データ提示部１３は、生成された時系列の身体運動指示データ、つまり、被験者が実施すべき身体運動の内容を、身体運動提示装置２（液晶表示装置や音声出力装置など）を介して被験者に提示する。
　身体運動データ取得部２０は、下位の機能ブロックとして、検出データ取得部２１、キャリブレーション部２２などを含んで構成される。
　検出データ取得部２１は、身体運動提示装置２に提示された身体運動の内容に応じて、被験者が実施した身体運動のデータ（例えば、身体の特定部位の位置、移動速度、加速度、検出時刻など）を、身体運動検出センサ３などを介して所定の時間間隔（例えば、１０ミリ秒）で取得する。すなわち、検出データ取得部２１は、被験者の身体運動の時系列データを取得する。
　キャリブレーション部２２は、認知障害に依存しない被験者それぞれの固有の聴覚、視覚、運動能力のデータを取得し、取得したデータから被験者ごとのキャリブレーションデータを計算し、記憶装置６に格納する。
　身体運動正確度算出部３０は、下位の機能ブロックとして、指示・検出データ比較部３１、位置正確度算出部３２、時系列正確度算出部３３などを含んで構成される。
　指示・検出データ比較部３１は、身体運動提示装置２（液晶表示装置など）に提示された被験者が実施すべき身体運動のデータと、身体運動検出センサ３を介して取得された被験者がした身体運動のデータと、を比較する。
　位置正確度算出部３２は、指示・検出データ比較部３１によって得られた位置に関する指示データと被験者の身体運動の検出データとの差分データに基づき、被験者の身体運動の位置正確度を算出する。
　また、時系列正確度算出部３３は、指示・検出データ比較部３１によって得られた指示データの指示タイミングと検出データの検出タイミングの差分データに基づき、被験者の身体運動の時系列正確度を算出する。
　認知障害度評価部４０は、下位の機能ブロックとして、認知障害度算出部４１、認知障害度出力部４２などを含んで構成される。
　認知障害度算出部４１は、身体運動正確度算出部３０で算出された位置正確度および時系列正確度、さらには、キャリブレーション部２２で取得されたキャリブレーションデータなどを用いて、被験者の認知障害度を算出する。
　また、認知障害度出力部４２は、認知障害度算出部４１により算出された認知障害度のデータまたはその経時変化データを出力装置５（液晶表示装置など）に表示する（後記する図９を参照）。
　以上により、被験者またはその介助者は、被験者の認知障害度やその経時変化などを知ることができる。
　なお、以上のような構成を有する脳機能障害評価装置１００は、タッチパネルセンサ付のタブレットコンピュータや、それとほぼ同等の機能・性能を有するいわゆるタブレット端末、スマートフォンなどにより実現することができる。
　また、本実施形態では、身体運動検出センサ３としては、主として手指の運動を検出するために、タッチパネルセンサが用いられるものとするが、手指以外の身体運動を検出するものであってもよい。その場合には、身体運動検出センサ３としては、加速度センサ、磁気センサ、ジャイロ装置、モーションキャプチャ装置、ビデオカメラなどを用いることができる。
＜２．データ処理装置１の構成および機能＞
　続いて、データ処理装置１を構成する各機能ブロックの機能の詳細について説明する。以下、本実施形態では、脳機能障害評価装置１００は、タッチパネルセンサ付のタブレットコンピュータやタブレット端末で構成され、そのデータ処理装置１には、脳機能障害評価プログラムがアプリケーションプログラムとして登録されているものとする。
　なお、脳機能障害評価プログラムは、データ処理装置１の身体運動指示部１０、身体運動データ取得部２０、身体運動正確度算出部３０、認知障害度評価部４０をそれぞれ具現化するプログラムを含んで構成される。
＜２．１　起動時の処理＞
　図２は、脳機能障害評価プログラム起動時に表示される被験者登録情報表示画面１１０の例を示した図である。脳機能障害評価装置１００のデータ処理装置１において、所定の操作により脳機能障害評価プログラムが起動されると、出力装置５（液晶表示装置）には、図２に示すような被験者登録情報表示画面１１０（ただし、最初は、右側の欄は空白）が表示される。
　そこで、被験者またはその介助者（以下、「ユーザ」という）が被験者ＩＤの欄に被験者ＩＤを入力する。そして、その被験者ＩＤが記憶装置６に登録されていない場合には、データ処理装置１は、ユーザに対し、被験者名、性別、年齢、備考などのデータの入力を促す（例えば、入力を促すメッセージを出力する）。次に、ユーザが被験者名、性別、年齢、備考などの欄にそれぞれのデータを入力すると、データ処理装置１は、入力された被験者名、性別、年齢、備考などデータを被験者ＩＤに対応付けて記憶装置６に登録する。なお、備考欄は、ユーザが自由にテキストを記入できる欄であるが、例えば、被験者の疾患名や登録時に医師などによって診断された認知障害度などを記載する。
　一方、入力された被験者ＩＤが記憶装置６にすでに登録されている場合には、データ処理装置１は、記憶装置６からその被験者ＩＤに対応付けられて記憶されている被験者名、性別、年齢、備考などのデータを読み出し、読み出したそれぞれのデータを、被験者登録情報表示画面１１０の対応する欄に記入し、表示する。
　図３は、身体運動タスク選択部１１により表示される身体運動タスク選択画面１２０の例を示した図である。図３に示すように、身体運動タスク選択画面１２０には、身体運動タスクの一覧が表示されるとともに、そのそれぞれの身体運動タスクを選択するか否かを指示する選択指示欄が表示される。ユーザは、この選択指示欄にチェックマーク１２１を入れることによって、これから実施する身体運動タスクを選択する。なお、図３では、例として、リーチングタスクが選択されるとしている。
　また、身体運動タスク選択画面１２０では、そのそれぞれの身体運動タスクで用いられる各種パラメータを設定し、表示することができる。なお、ここでいうパラメータとしては、例えば、身体運動の指示データが提示されてから被験者の反応動作が行われる際のタイムアウト時間、被験者の反応動作が行われてから次の身体運動の指示データが提示されるまでの提示時間間隔、前記のタイムアウト時間や提示時間などに対応して定められる難易度などがある。
＜２．２　身体運動の指示および身体運動データの取得＞
　図４は、指示データ提示部１３により身体運動提示装置２に提示されるリーチングタスク指示画面２１０の例を示した図である。本実施形態では、データ処理装置１の指示データ提示部１３は、それぞれの身体運動タスクに応じてタッチパネルセンサ（身体運動検出センサ３）付き液晶表示装置（身体運動提示装置２）の表示画面に図形や文字を提示（表示）することで、被験者がその表示画面上でタッチすべき位置やタイミングを指示する。リーチングタスクとは、表示画面上のランダムな位置に特定の図形を提示し、被験者にできる限り速くその図形にタッチさせるタスクである。
　リーチングタスクでは、指示データ提示部１３は、リーチングタスク指示画面２１０上に、まず、初期位置を表す黒丸図形２１１を表示する。このとき、被験者は、その初期位置の黒丸図形２１１に指を置き、待機する。次に、指示データ提示部１３は、リーチングタスク指示画面２１０上に十字型図形２１２を提示（表示）する。そこで、被験者は、待機していた黒丸図形２１１から指を離した後、十字型図形２１２をできる限り速くタッチする。なお、図４において、Ｄｉは、十字型図形２１２の中心位置と被験者がタッチしたリーチングタスク指示画面２１０上の位置の距離（直線距離）を表している。
　指示データ提示部１３は、検出データ取得部２１によって取得された被験者のタッチ位置が十字型図形２１２にタッチしたと判定したときには、十字型図形２１２の表示色を変化させて、十字型図形２１２に正しくタッチされたことを被験者に知らせる。この場合、十字型図形２１２の十字の交点から所定の距離以内（例えば、５ｍｍ以内）にタッチされれば、正しくタッチしたと判定される。なお、このときスピーカなどの音声出力装置から出す音によって、十字型図形２１２に正しくタッチされたか否かを被験者に知らせるようにしてもよい。
　また、指示データ提示部１３は、被験者が十字型図形２１２に正しくタッチしたとき、あるいは、タッチされず、タイムアウトエラーとなったときには、それまで提示（表示）していた十字型図形２１２を消去するとともに、さらに、別の位置に新たな十字型図形２１２を提示（表示）する。被験者は、再度、新たに提示（表示）された十字型図形２１２をできる限り速くタッチする。このような十字型図形２１２の提示と被験者によるタッチは、所定の回数繰り返される。
　なお、以上のリーチングタスクにおいて、検出データ取得部２１は、被験者の身体の一部、例えば、指が表示画面、つまり、タッチパネルセンサに触れたときの座標を取得するが、その場合、指はタッチパネルセンサに面接触する。このとき、検出データ取得部２１は、その接触面の図形の、例えば、重心の位置の座標を、指接触位置の座標として取得する。
　このようなタッチパネルセンサでは、一般的には、座標の原点位置が表示画面の左隅に設定され、横方向がｘ軸方向、縦方向がｙ軸方向とされ、表示画面上の各点の座標が定められることが多い。しかしながら、原点位置は、表示画面の他の隅に設定してもよく、表示画面の中心に設定してもよく、さらには、表示画面の内外の任意の位置に設定してもよい。ｘ軸方向、ｙ軸方向も横方向、縦方向に限定されない。
　検出データ取得部２１は、その基本的な機能として、被験者の指が接触した位置の座標（ｘ，ｙ）を取得する。なお、複数の指（例えば、親指と人差し指）で同時にタッチパネルセンサがタッチされた場合には、検出データ取得部２１は、それぞれの指接触位置に対応して複数の座標（例えば、（ｘ１，ｙ１）および（ｘ２，ｙ２））を取得する。さらに、検出データ取得部２１は、所定のタイミング周期（例えば、１０ミリ秒）ごとに指接触位置の時系列の座標（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ））を取得する。
　図５は、指示データ提示部１３により身体運動提示装置２に提示されるリーチングタスク指示画面２１０の変形例を示した図である。図５に示した変形例に係るリーチングタスク指示画面２１０ａでは、十字型図形２１２の代わりに円形図形２１３が提示される。このことを除けば、指示データ提示部１３の処理や被験者に実施させる動作は、図４のリーチングタスク指示画面２１０の場合と基本的には同じである。
　図５に示したリーチングタスク指示画面２１０ａでは、指示データ提示部１３は、円形図形２１３を提示するたびに、その大きさ（半径）をランダムに変更するようにしてもよい。
　なお、健常者の場合、リーチングに要する時間と円形図形２１３の半径との間には、一定の関係があることが、フィッツの法則として知られている。そこで、リーチングタスク指示画面２１０ａを用い、円形図形２１３の半径を変化させるようにすれば、その結果から、認知機能など脳機能が低下しても、フィッツの法則の関係が維持されるか否かを調べることができる。
　リーチングタスクは、さらなる変形も可能である。ここまで説明したリーチングタスクでは、被験者は表示画面に提示された図形に無条件にタッチするとしているが、被験者には、ある判断条件を課し、その結果に従ってタッチさせるようにしてもよい。
　例えば、指示データ提示部１３が表示画面に参照用の円とリーチング対象の円を提示して、被験者に両者の大きさを比較させる。そして、被験者には両者の大きさが同じである場合にタッチさせ、両者の大きさが異なる場合にタッチさせないようにする。あるいは、提示する図形の大きさでなく、図形の色や形状によってタッチする条件を定めてもよい。また、提示した文字の種類によりタッチする条件を定めてもよい。例えば、ひらがなが表示された場合にはタッチさせ、カタカナやアルファベットが提示された場合はタッチさせないようにする。
　さらには、被験者に概念を判断させる条件を課してもよい。例えば、指示データ提示部１３が表示画面に色付きの図形と色の名称とを提示し、図形の色の名称と提示された色の名称が同じである場合にタッチさせ、異なる場合にタッチさせないようにする。
　以上のように、被験者に判断条件を課すリーチングタスクでは、被験者の単純な運動機能を評価するだけでなく、高次の認知機能も評価することが可能になる。
＜２．３　身体運動の正確度の算出＞
　図４または図５に示したようなリーチングタスクが実施されたときには、検出データ取得部２１は、被験者がタッチした位置の座標（Ｘ，Ｙ）および時刻ｔについての時系列データを取得する。以下、本明細書では、この座標（Ｘ，Ｙ）および時刻ｔの時系列データを、（Ｘｉ（ｔｉ），Ｙｉ（ｔｉ））、または、単に、（Ｘ（ｔ），Ｙ（ｔ））と表す。なお、ｉ＝１，２，…，Ｎであり、Ｎは、リーチングの繰り返し回数である。
　まず、指示・検出データ比較部３１は、提示されたそれぞれのリーチング対象図形について、その図形の中心の位置（ＸＣｉ（τｉ），ＹＣｉ（τｉ））と被験者がタッチした位置（Ｘｉ（ｔｉ），Ｙｉ（ｔｉ））との距離を、タッチ位置誤差Ｄｉとして算出する（図４参照）。さらに、指示・検出データ比較部３１は、提示されたそれぞれのリーチング対象図形について、その図形が表示された時刻τｉと被験者がタッチした時刻ｔｉとの差を、タッチ遅延時間Ｔｉとして算出する。
　身体運動の正確度としては、位置正確度と時系列正確度を想定することができる。
　位置正確度とは、指示データ提示部１３により提示された図形の位置に対する、被験者によりタッチされた位置の一致度をいう。従って、リーチングタスクの場合、位置正確度ｍｄは、例えば、指示・検出データ比較部３１により算出されたタッチ位置誤差Ｄｉの平均値（＝ΣＤｉ／Ｎ）であると定義することができ、位置正確度算出部３２により算出される。
　また、時系列正確度とは、リーチング対象図形が指示データ提示部１３により提示された時刻τｉに対する被験者がタッチした時刻ｔｉの一致度をいう。従って、リーチングタスクの場合、時系列正確度ｍＴは、指示・検出データ比較部３１により算出されたタッチ遅延時間Ｔｉの平均値（＝ΣＴｉ／Ｎ）であると定義することができ、時系列正確度算出部３３により算出される。
　なお、本明細書では、正確度（位置正確度ｍｄ、時系列正確度ｍＴ）は、その値が小さいほど、身体運動の指示データと被験者の実際の運動により得られるデータの一致度が大きいことを表すものとする。
＜２．４　認知障害度の評価＞
　認知障害度Ｓは、位置正確度算出部３２により算出された位置正確度ｍｄと、時系列正確度算出部３３により算出された時系列正確度ｍＴを統合した値として算出される。その算出方法には、以下に示すような様々な方法があるが、そのいずれを用いてもよい。
（認知障害度Ｓの算出方法：その１）
　最も簡単な認知障害度Ｓの算出方法は、位置正確度ｍｄおよび時系列正確度ｍＴをそれぞれ正規化した上で、両者を単純に足し合わせるというものである。
　ここで、位置正確度ｍｄの正規化には、予め健常群の複数の被験者に同様のリーチングタスクを実施し、その複数の被験者から得られた位置正確度ｍｄｊ（ｊ＝１，２，…，Ｐ：Ｐは健常群の被験者数）の平均値ＭＣ（ｍｄｊ）および標準偏差σＣ（ｍｄｊ）を用いる。また、時系列正確度ｍＴの正規化には、前記予め健常群の複数の被験者に対して実施したリーチングタスクから得られた複数の被験者の時系列正確度ｍＴｊ（ｊ＝１，２，…，Ｐ：Ｐは健常群の被験者数）の平均値ＭＣ（ｍＴｊ）および標準偏差σＣ（ｍＴｊ）を用いる。
　なお、ここで利用する健常群から得られる位置正確度ｍｄｊの平均値ＭＣ（ｍｄｊ）および標準偏差σＣ（ｍｄｊ）、ならびに、時系列正確度ｍＴｊの平均値ＭＣ（ｍＴｊ）および標準偏差σＣ（ｍＴｊ）は、事前に算出され、記憶装置６に格納されているものとする。
　そこで、認知障害度算出部４１は、まず、次の式（１）および式（２）に従って、正規化位置正確度ｍｄ＿ｎおよび正規化時系列正確度ｍＴ＿ｎを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　続いて、認知障害度算出部４１は、次の式（３）に従って、認知障害度Ｓを算出する。すなわち、認知障害度Ｓは、正規化位置正確度ｍｄ＿ｎと正規化時系列正確度ｍＴ＿ｎとを単純に足し合わせた値として算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
（認知障害度Ｓの算出方法：その２）
　第２の方法として、位置正確度ｍｄおよび時系列正確度ｍＴのそれぞれの重要度に応じて重みづけをして足し合わせることにより、認知障害度Ｓを算出してもよい。その場合、位置正確度ｍｄおよび時系列正確度ｍＴのそれぞれの重みをＩｄおよびＩＴで表すと、認知障害度Ｓは、次の式（４）により算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　重みＩｄおよびＩＴは、例えば、次に示す式（５）および式（６）により算出することができる。
　ただし、その算出をする際には、健常群のＰＣ人の被験者について、位置正確度ｍｄｊの平均値ＭＣ（ｍｄｊ）および標準偏差σＣ（ｍｄｊ）、ならびに、時系列正確度ｍＴｊの平均値ＭＣ（ｍＴｊ）および標準偏差σＣ（ｍＴｊ）がすでに得られ、さらに、認知症群のＰＰ人の被験者について、位置正確度ｍｄｋの平均値ＭＰ（ｍｄｋ）および標準偏差σＰ（ｍｄｋ）、ならびに、時系列正確度ｍＴｋの平均値ＭＰ（ｍＴｋ）および標準偏差σＰ（ｍＴｋ）がすでに得られ、記憶装置６に格納されているものとする。なお、ｊ＝１，２，…，ＰＣ、ｋ＝１，２，…，ＰＰである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　これらの重みＩｄ，ＩＴは、健常群と認知症群のばらつきを考慮して、２群の平均値の差の大きさを評価する指標であり、ウェルチの検定（２群の分散が異なる場合に２群の平均値の差異の有無を検定する方法）で用いる統計量を参考にして定めたものである。
　式（５）によれば、重みＩｄが大きいほど、２群間における位置正確度ｍｄの差が大きいことを意味するので、位置正確度ｍｄによって２群のうちいずれに属するかを判別し易いことになる。つまり、位置正確度ｍｄは、Ｉｄが大きいほど認知症群を検出し易い重要な指標であるといえる。また、式（６）によれば、同様に、時系列正確度ｍＴは、ＩＴが大きいほど認知症群を検出し易い重要な指標であるといえる。
　なお、重みＩｄおよびＩＴの算出は、式（５）および式（６）に限定されない。健常群と認知症群の乖離の程度を評価可能な統計量であれば、別の統計量でもよい。
　以上、第２の認知障害度Ｓの算出方法では、認知障害度算出部４１は、式（５）および式（６）を計算し、さらに、式（４）を計算することにより、認知障害度Ｓを算出する。なお、重みＩｄ，ＩＴは、その都度計算するのではなく、予め記憶装置６に格納しておくのが好ましい。
（認知障害度Ｓの算出方法：その３）
　さらに、認知障害度Ｓを評価する他の例として、多変量解析を用いる例を示す。図６は、多変量解析を用いて認知障害度Ｓを評価する例を模式的に示した図である。すなわち、図６のグラフは、時系列正確度ｍＴ（平均タッチ遅延時間）を横軸、位置正確度ｍｄ（平均タッチ位置誤差）を縦軸とし、各被験者の時系列正確度ｍＴおよび位置正確度ｍｄを散布図として表したものである。
　図６に示した散布図において、黒丸印は、健常群に属する複数の被験者の時系列正確度ｍＴおよび位置正確度ｍｄを表し、三角印は、認知症群に属する複数の被験者の時系列正確度ｍＴおよび位置正確度ｍｄを表わしている。
　なお、図６の例では、平均タッチ位置誤差としての位置正確度ｍｄおよび平均タッチ遅延時間としての時系列正確度ｍＴの２つだけを解析の対象の変数量としているが、解析の対象の変数量には、位置正確度や時系列正確度などを表す他の特徴量を適宜追加してもよい。
　図６の散布図のデータに対し、多変量解析の一種である線形判別分析を適用すると、認知障害度Ｓを表す軸３０１が得られる。そして、認知障害度Ｓは、その線形判別分析により得られる係数Ｃｄ１とＣＴ１を使って、次の式（７）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　従って、軸３０１、すなわち、式（７）が得られたことにより、リーチングタスクなどにより被験者の時系列正確度ｍＴおよび位置正確度ｍｄを得ることができれば、認知障害度Ｓを算出することができる。
　さらに、図６に示すように、ある閾値Ｓｔｈで軸３０１と直交する直線３０２（図６では、破線で表示）を、健常群と認知症群とを分離する境界線として用いることができる。すなわち、式（７）により被験者から得られた認知障害度ＳがＳｔｈより大きければ認知症、大きくなければ認知症でないと判定することができる。なお、この判定において、閾値Ｓｔｈを健常群寄りの小さめの値に設定すると、認知症をより鋭敏に検出することができ、閾値Ｓｔｈを認知症群寄りの大きめの値に設定すると、認知症の誤検出を避けることができる。
　以上、第３の認知障害度Ｓの算出方法では、認知障害度算出部４１は、予め線形判別分析などにより係数Ｃｄ１、ＣＴ１を計算しておき、被験者の時系列正確度ｍＴおよび位置正確度ｍｄが得られたとき、その被験者の認知障害度Ｓを式（７）に従って計算する。
　なお、以上の例では、認知障害度Ｓを算出するのに線形判別分析を用いる方法を説明したが、複数の特徴量から２群を判別し、その乖離度を数値化する方法であれば、サポートベクターマシンなど他の統計的手法用いて認知障害度Ｓを算出してもよい。
　図７は、図６に示した認知障害度Ｓを評価する例の変形例を模式的に示した図である。図７の散布図には、図６の散布図と同様に、健常群および認知症群それぞれに属する複数の被験者のデータ（黒丸印および三角印）が示されている。また、図７の各被験者のデータには、認知症の程度を予め医師が検診により評価したＭＭＳＥ（Mini Mental State Examination）のスコアが付与されている。
　ちなみに、ＭＭＳＥでは、３０点が最高得点で認知機能低下がない健常な状態であり、スコアが低くなるほど認知症が重症であることを表す。この健常群の位置正確度ｍｄと時系列正確度ｍＴとＭＭＳＥのスコアとに対して、多変量解析の一種である重回帰分析を適用すると、認知障害度Ｓを表す軸３０５が得られる。そして、認知障害度Ｓは、重回帰分析により求められる係数Ｃｄ２とＣＴ２を使って、次の式（８）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 　なお、この式（８）は、時系列正確度ｍＴおよび位置正確度ｍｄから、医師が評価するＭＭＳＥのスコアを推定する式とみなすことができる。
　従って、図６の例の場合と同様に、認知障害度算出部４１は、予め重回帰分析などにより係数Ｃｄ２、ＣＴ２を計算しておき、被験者の時系列正確度ｍＴおよび位置正確度ｍｄが得られたとき、その被験者の認知障害度Ｓを式（８）に従って計算する。
＜２．５　キャリブレーション＞
　キャリブレーション部２２は、被験者の聴覚、視覚、運動などの能力を予め評価しておき、認知障害度Ｓを評価するためのタスク（本実施形態ではリーチングタスク）に対するこれらの影響を差し引く。その場合、聴覚、視覚、運動能力などすべての影響を差し引いてもよいし、どれか一つの影響のみを差し引いてもよい。
　図８は、キャリブレーション部２２により身体運動提示装置２に提示されるキャリブレーション指示画面の例を示した図であり、（ａ）は、視覚キャリブレーション用、（ｂ）は、聴覚キャリブレーション用、（ｃ）は、運動能力キャリブレーション用の指示画面の例である。
　被験者の視覚能力を評価する場合、キャリブレーション部２２は、例えば、図８（ａ）に示すように、キャリブレーション指示のメッセージ２２１および十字型図形２２２をキャリブレーション指示画面２２０に表示する。次に、キャリブレーション部２２は、被験者に、時間の制限を設けることなく十字型図形２２２の中心（交点）にタッチさせ、被験者がタッチした位置と十字型図形２２２の中心との距離Ｄｉを取得する。
　さらに、キャリブレーション部２２は、同様の動作を被験者に複数回（ｎ回）行わせ、距離Ｄｉの（ｉ＝１，２，…，ｎ）平均すなわちタッチ位置誤差の平均値を算出し、当該被験者の位置キャリブレーション値ｃｄとする。そして、位置正確度算出部３２により当該被験者について求められた位置正確度ｍｄから、この位置キャリブレーション値ｃｄを差し引くことにより、当該被験者の視覚能力の影響をキャンセルしたキャリブレーション後の位置正確度ｍｄｃ（＝ｍｄ－ｃｄ）を得る。
　例えば、被験者の位置キャリブレーション値ｃｄが３ｍｍで、リーチングタスクなどで求められた位置正確度ｍｄが１０ｍｍであった場合には、キャリブレーション後の位置正確度ｍｄｃは、７ｍｍとなる。
　また、被験者の聴覚能力を評価する場合、キャリブレーション部２２は、例えば、図８（ｂ）に示すように、キャリブレーション指示のメッセージ２２４および円形図形２２５をキャリブレーション指示画面２２３に表示する。次に、キャリブレーション部２２は、スピーカなどから所定の音を出力し、被験者に音が聞こえたら円形図形２２５にタッチさせ、音を出力してから被験者が円形図形２２５にタッチするまでの時間であるタッチ遅延時間ｔｉを取得する。
　さらに、キャリブレーション部２２は、同様の動作を被験者に複数回（ｎ回）行わせ、タッチ遅延時間ｔｉの（ｉ＝１，２，…，ｎ）平均値を算出し、当該被験者の聴覚能力に基づく時系列キャリブレーション値ｃＴとする。そして、時系列正確度算出部３３により当該被験者について求められた時系列正確度ｍＴから、この時系列キャリブレーション値ｃＴを差し引くことにより、当該被験者の聴覚能力の影響をキャンセルしたキャリブレーション後の時系列正確度ｍＴｃ（＝ｍＴ－ｃＴ）を得る。
　例えば、被験者の聴覚能力に基づく時系列キャリブレーション値ｃＴが６０ミリ秒で、後記するリズムタッチタスクなど聴覚能力が関係するタスクで求められた時系列正確度ｍＴが１００ミリ秒であった場合には、キャリブレーション後の時系列正確度ｍＴｃは、４０ミリ秒となる。
　また、被験者の運動能力を評価する場合、キャリブレーション部２２は、例えば、図８（ｃ）に示すように、キャリブレーション指示のメッセージ２２７および２つの円形図形２２８をキャリブレーション指示画面２２６に表示する。キャリブレーション部２２は、被験者に、決められた位置に表示された２つの円形図形２２８にできるだけ速く交互にタッチさせ、２つの円形図形２２８が交互にタッチされる時間間隔ｔｉを取得する。
　キャリブレーション部２２は、交互タッチの動作を被験者に複数回（ｎ回）行わせ、交互タッチ時間間隔ｔｉの（ｉ＝１，２，…，ｎ）平均値を算出し、当該被験者の運動能力に基づく時系列キャリブレーション値ｅＴとする。そして、時系列正確度算出部３３により当該被験者について求められた時系列正確度ｍＴから、この時系列キャリブレーション値ｅＴを差し引くことにより、当該被験者の運動能力の影響をキャンセルしたキャリブレーション後の時系列正確度ｍＴｅ（＝ｍＴ－ｅＴ）を得る。
　例えば、被験者の運動能力に基づく時系列キャリブレーション値ｅＴが８０ミリ秒で、リーチングタスクなどで求められた時系列正確度ｍＴが１００ミリ秒であった場合には、キャリブレーション後の時系列正確度ｍＴｃは、２０ミリ秒となる。なお、この場合の２０ミリ秒は、被験者がリーチングすべき図形（図４の例では、十字型図形２１２）の位置を認識するのに掛かった時間を表している。
　以上のように、キャリブレーション部２２は、被験者の聴覚、視覚、運動能力を予め評価しておくことにより、認知障害度Ｓを評価するタスクで得られる位置正確度ｍｄおよび時系列正確度ｍＴを、被験者の聴覚、視覚、運動能力に応じて補正することができる。そして、キャリブレーション部２２で求められたキャリブレーション後の位置正確度ｍｄｃおよび時系列正確度ｍＴｃ，ｍＴｅの値は、その後の認知障害度算出部４１が認知障害度Ｓを算出する処理では、位置正確度ｍｄおよび時系列正確度ｍＴの値として用いられる。
　以上、キャリブレーション部２２を用いることにより、被験者の聴覚、視覚、運動能力を考慮した高精度の位置正確度ｍｄおよび時系列正確度ｍＴを得ることが可能となり、より精度の高い認知障害度Ｓの算出が可能となる。
＜２．６　評価結果の保存と表示＞
　認知障害度出力部４２は、認知障害度算出部４１により算出された認知障害度Ｓを記憶装置６に格納する。この際には、認知障害度Ｓだけでなく、計測日時、被験者ＩＤ、被験者の年齢、性別なども合わせて格納するとよい。さらに、医師の問診で得られたＭＭＳＥ、ＦＡＢ、長谷川式スケールなどのスコアを併せて格納してもよい。
　認知障害度出力部４２は、認知障害度算出部４１により算出された認知障害度Ｓを液晶表示装置やプリンタなどの出力装置５に出力する。従って、被験者またはその介助者は、実施されたリーチングタスクなどの認知障害度評価タスクで得られた被験者の認知障害度Ｓを知ることができる。
　認知障害度出力部４２は、記憶装置に格納された当該被験者の計測日時と認知障害度Ｓとの関係を表した経時変化グラフを表示する。図９は、ある被験者の認知障害度Ｓの経時変化グラフの例を示した図である。図９のグラフにおいて、横軸は、被験者にリーチングタスクなどを実施させた日時、すなわち、被験者の認知障害度Ｓを計測した日時を表す。また、縦軸は、認知障害度Ｓを表す。また、黒丸印は、ある被験者について、それぞれの計測日時で得られた認知障害度Ｓを表す。
　認知障害度出力部４２は、さらに、ある被験者についての認知障害度Ｓの経時変化の指標Ｓｄを求める。ここで、認知障害度Ｓの経時変化の指標Ｓｄは、例えば、図９のグラフに描かれた直線３１０の傾きとして表され、直線３１０の傾きは、回帰分析や最小二乗法などにより求めることができる。
　この場合、認知障害度Ｓの経時変化の指標Ｓｄが０より小さい場合には、認知障害が悪化していることを意味し、指標Ｓｄがほぼ０に等しい場合には、認知障害の悪化の進行が停止していることを意味し、指標Ｓｄが０より大きい場合には、認知障害が改善していることを意味する。従って、医師、被験者および介助者は、図９に示すような認知障害度Ｓの経時変化のグラフから、被験者に実施されている治療やリハビリテーションの効果などを知ることができる。
　なお、認知障害度Ｓの経時変化の指標Ｓｄは、軸３０１の傾きに限定されるわけではない。現時点と過去の認知障害度Ｓの経時変化を評価可能な指標であれば、他の指標であってもよい。例えば、過去数回分の認知障害度Ｓの標準偏差を認知障害度Ｓの経時変化の指標Ｓｄとしてもよい。この場合は、認知機能のいわば安定性を評価することとなる。
　以上に説明した本発明の実施形態によれば、被験者の脳機能障害を含めた認知機能低下の程度（認知障害度Ｓ）を簡易的に評価することが可能になり、さらに、被験者に実施されている治療やリハビリテーションの効果などを知ることが可能になる。
＜３．身体運動タスクの変形例＞
　ここまでに説明した実施形態では、認知障害度Ｓは、被験者がリーチングタスクを実施した結果に基づいて算出されるものとしているが、他の身体運動タスクを実施した結果に基づいて算出されるとしてもよい。以下、認知障害度Ｓを求めるための他の身体運動タスクの例について説明するとともに、認知障害度Ｓを算出する方法などが前記したリーチングタスクでの実施形態と相違する場合には、その相違する点についても説明する。
＜３．１　リズムタッチタスク＞
（ａ．聴覚刺激によるリズムタッチタスク）
　図１０は、身体運動提示装置２に提示される聴覚刺激による片手リズムタッチタスク指示画面２３０の例を示した図である。
　身体運動タスク選択画面１２０（図３参照）を介して聴覚刺激の片手リズムタッチタスクが選択された場合には、身体運動指示部１０（図１参照）の指示データ提示部１３は、図１０に示すような片手リズムタッチタスク指示画面２３０を身体運動提示装置２に表示する。このとき、片手リズムタッチタスク指示画面２３０の中には、被験者がタッチすべき円形図形２３１が表示される。
　続いて、指示データ提示部１３は、被験者がタッチすべきタイミングを指示するタッチ指示音を特定の時間間隔またはランダムな時間間隔で繰り返しスピーカから出力する。被験者は、その出力されるタッチ指示音にできるだけタイミングを合わせて、前記の円形図形２３１に、例えば、親指でタッチする。
　なお、被験者は高齢である場合が多いため、聴覚刺激用のタッチ指示音は、大きめで高音域を避けたものが好ましい（後記する図１１、図１２の説明でも同様）。
　この聴覚刺激の片手リズムタッチタスクから得られる被験者の身体運動（手指の運動）についてのデータを用いれば、後記にて説明するようにして認知障害度Ｓを算出することができる。そして、この片手リズムタッチタスクで、タッチ指示音が同じ時間間隔で出力される場合には、聴覚刺激に対する被験者の予測力に基づく認知障害度Ｓを評価することができる。また、タッチ指示音がランダムな時間間隔で出力される場合には、聴覚刺激に対する被験者の応答速度に基づく認知障害度Ｓを評価することができる。
　なお、この片手リズムタッチタスクの効果は、以下に説明する他のリズムタッチタスクでも同様である。
　図１０の例では、被験者がタッチすべき円形図形２３１は、片手リズムタッチタスク指示画面２３０の左側に表示され、被験者の左手親指でタッチされるものとしているが、被験者がタッチすべき円形図形２３１は、片手リズムタッチタスク指示画面２３０の右側に表示され、被験者の右手親指でタッチされるものとしてもよい。
　図１１は、身体運動提示装置２に提示される聴覚刺激による両手リズムタッチタスク指示画面２３０ａの例を示した図である。
　身体運動タスク選択画面１２０（図３参照）を介して聴覚刺激の両手ズムタッチタスクが選択された場合には、指示データ提示部１３は、図１１に示すような両手リズムタッチタスク指示画面２３０ａを身体運動提示装置２に表示する。このとき、両手リズムタッチタスク指示画面２３０ａの中には、被験者が右手および左手のそれぞれでタッチすべき２つの円形図形２３１が表示される。
　続いて、指示データ提示部１３は、被験者がタッチすべきタイミングを指示するタッチ指示音を特定の時間間隔またはランダムな時間間隔で繰り返しスピーカから出力する。被験者は、その出力されるタッチ指示音にできるだけタイミングを合わせて、２つの円形図形２３１のそれぞれに、例えば、左手親指および右手親指で同時にタッチする。
　図１２は、身体運動提示装置２に提示される聴覚刺激による両手交互リズムタッチタスク指示画面２３０ｂの例を示した図である。
　身体運動タスク選択画面１２０（図３参照）を介して両手交互リズムタッチタスクが選択された場合には、指示データ提示部１３は、図１２に示すような両手交互リズムタッチタスク指示画面２３０ｂを身体運動提示装置２に表示する。このとき、両手交互リズムタッチタスク指示画面２３０ｂの中には、被験者が右手および左手のそれぞれでタッチすべき２つの円形図形２３１が表示される。
　続いて、指示データ提示部１３は、被験者がタッチすべきタイミングを指示するタッチ指示音を特定の時間間隔またはランダムな時間間隔で繰り返しスピーカから出力する。被験者は、その出力されるタッチ指示音にできるだけタイミングを合わせて、２つの円形図形２３１のそれぞれに、例えば、左手親指または右手親指で交互にタッチする。
　なお、両手交互リズムタッチタスクでは、タッチすべき左右の円形図形２３１に応じてタッチ指示音を異なる音にしてもよい。例えば、左右で、タッチ指示音の高さを変えたり、異なる楽器の音にしたりしてもよい。
（ｂ．視覚刺激によるリズムタッチタスク）
　図１３は、身体運動提示装置２に提示される視覚刺激による片手リズムタッチタスク指示画面２４０の例を示した図である。
　身体運動タスク選択画面１２０（図３参照）を介して視覚刺激の片手リズムタッチタスクが選択された場合には、指示データ提示部１３は、図１３に示すような片手リズムタッチタスク指示画面２４０を身体運動提示装置２に表示する。このとき、片手リズムタッチタスク指示画面２４０の中には、被験者がタッチすべき円形図形２４１が表示される。
　続いて、指示データ提示部１３は、被験者がタッチすべきタイミングを指示するタッチ指示図形２４２を、特定の時間間隔またはランダムな時間間隔で繰り返し表示（ただし、その後すぐに消去）する。被験者は、タッチ指示図形２４２が表示されるタイミングにできるだけ合わせて、円形図形２４１にタッチする。
　なお、視覚刺激用のタッチ指示図形２４２は、円形黒色に限定されない。被験者は高齢である場合が多いため、むしろ、派手な原色系の色を含んだ目立つ形状であるもののほうが好ましい（図１４、図１５の説明でも同様）。
　図１４は、身体運動提示装置２に提示される視覚刺激による両手リズムタッチタスク指示画面２４０ａの例を示した図である。
　身体運動タスク選択画面１２０（図３参照）を介して視覚刺激の両手リズムタッチタスクが選択された場合には、指示データ提示部１３は、図１４に示すような両手リズムタッチタスク指示画面２４０ａを身体運動提示装置２に表示する。このとき、両手リズムタッチタスク指示画面２４０ａの中には、被験者が右手および左手のそれぞれでタッチすべき２つの円形図形２４１が表示される。
　続いて、指示データ提示部１３は、被験者がタッチすべきタイミングを指示するタッチ指示図形２４２を、特定の時間間隔またはランダムな時間間隔で繰り返し表示（ただし、その後すぐに消去）する。被験者は、タッチ指示図形２４２が表示されるタイミングにできるだけ合わせて、２つの円形図形２４１のそれぞれに、例えば、左手親指および右手親指で同時にタッチする。
　図１５は、身体運動提示装置２に提示される視覚刺激による両手交互リズムタッチタスク指示画面２４０ｂの例を示した図である。
　身体運動タスク選択画面１２０（図３参照）を介して視覚刺激の両手交互リズムタッチタスクが選択された場合には、指示データ提示部１３は、図１５に示すような両手交互リズムタッチタスク指示画面２４０ｂを身体運動提示装置２に表示する。このとき、両手交互リズムタッチタスク指示画面２４０ｂの中には、被験者が右手および左手のそれぞれでタッチすべき２つの円形図形２４１が表示される。
　続いて、指示データ提示部１３は、被験者がタッチすべきタイミングを指示するタッチ指示図形２４２を、特定の時間間隔またはランダムな時間間隔で繰り返し表示（ただし、その後すぐに消去）する。被験者は、タッチ指示図形２４２が表示されるタイミングにできるだけ合わせて、２つの円形図形２４１のそれぞれを、例えば、左手親指または右手親指で交互にタッチする。
（ｃ．メトロノーム型リズムタッチタスク）
　図１６は、身体運動提示装置２に提示されるメトロノーム型リズムタッチタスク指示画面２５０の例を示した図である。
　身体運動タスク選択画面１２０（図３参照）を介してメトロノーム型リズムタッチタスクが選択された場合には、指示データ提示部１３は、図１６に示すようなメトロノーム型リズムタッチタスク指示画面２５０を身体運動提示装置２に表示する。このとき、メトロノーム型リズムタッチタスク指示画面２５０の中には、被験者が右手および左手のそれぞれでタッチすべき２つの円形図形２５１が表示され、さらに、メトロノーム様の振り子２５２とその振幅範囲を表す扇形図形２５３が表示される。
　振り子２５２は、扇形図形２５３の範囲を一定の周期で振動する。そこで、被験者は、振り子２５２が扇形図形２５３の右の端に達したタイミングに合わせて、右手親指で右側の円形図形２５１をタッチし、左の端に達したタイミングに合わせて、左手親指で左側の円形図形２５１をタッチする。
　従って、メトロノーム型リズムタッチタスクは、図１５に示した視覚刺激の両手交互リズムタッチタスクと実質的には同様の身体運動タスクといえる。ただし、メトロノーム型リズムタッチタスクの場合、被験者が振り子２５２の動きを観察して予測することができるので、被験者の予測する力を含んだ認知障害度Ｓを評価することができる。
　なお、メトロノーム型リズムタッチタスクは、被験者が円形図形２５１を両手で交互にタッチするのを、片手でタッチしたり、両手で同時にタッチしたりするように変更すれば、片手リズムタッチタスクや両手リズムタッチタスクと実質的に同様のものとすることができる。
（位置正確度、時系列正確度および認知障害度の算出）
　以上に説明した各リズムタッチタスクでは、指示・検出データ比較部３１（図１参照）は、検出データ取得部２１によって取得される被験者によるタッチ位置座標（Ｘ，Ｙ）が、先に表示された円形図形２３１，２４１，２５１内に含まれているか否かを判定する。
　次いで、位置正確度算出部３２は、被験者によるタッチ位置座標（Ｘ，Ｙ）が円形図形２３１，２４１，２５１内に含まれている場合には、タッチ成功と判定し、そうでない場合には、タッチ失敗と判定し、そのタッチ失敗率を算出する。そして、位置正確度算出部３２は、その算出したタッチ失敗率をもって位置正確度ｍｄと定義する。つまり、位置正確度ｍｄ＝タッチ失敗回数／（タッチ成功回数＋タッチ失敗回数）として計算される。
　なお、位置正確度ｍｄとして、タッチ成功率ではなくタッチ失敗率を用いるのはやや違和感があるが、これは、本明細書では、位置正確度ｍｄの意味を、値が小さいほど正確度が高くなると定めていることによる。
　例えば、１回のリズムタッチタスクで２０回の視覚刺激または聴覚刺激があり、被験者がタッチすべき円形図形２３１，２４１，２５１のタッチに５回失敗した場合には、その位置正確度ｍｄは、０．２５となる。
　また、時系列正確度ｍＴは、前記リーチングタスクの場合と同様に算出される。すなわち、時系列正確度算出部３３は、視覚刺激または聴覚刺激が提示された時刻τｉと被験者がタッチした時刻ｔｉとの差であるタッチ遅延時間Ｔｉの平均値（＝ΣＴｉ／Ｎ：Ｎは、視覚刺激または聴覚刺激の提示回数）を算出し、その算出したタッチ遅延時間Ｔｉの平均値をもって時系列正確度ｍＴと定義する。
　以上のようにして位置正確度ｍｄおよび時系列正確度ｍＴが求められると、認知障害度算出部４１は、前記実施形態で示した方法と同様の方法で認知障害度Ｓを計算することができる。また、認知障害度出力部４２は、その計算された認知障害度Ｓやその経時変化グラフ（図９参照）を液晶表示装置やプリンタなどの出力装置５に出力することができる。
　すなわち、被験者またはその介助者は、リズムタッチタスクを実施することにより、被験者の脳機能障害を含めた認知機能低下の程度（認知障害度Ｓ）を容易に評価することが可能になる。
＜３．２　開閉指タップタスク＞
　図１７は、身体運動提示装置２に提示される片手開閉指タップタスク指示画面２６０の例を示した図である。
　身体運動タスク選択画面１２０（図３参照）を介して片手開閉指タップタスクが選択された場合には、身体運動指示部１０（図１参照）の指示データ提示部１３は、図１７に示すような片手開閉指タップタスク指示画面２６０を身体運動提示装置２に表示する。ここで、片手開閉指タップタスクとは、被験者の片手の２指（例えば、親指と人差し指）を繰り返し開閉運動させる身体運動タスクをいう。
　そこで、片手開閉指タップタスク指示画面２６０の中には、被験者が２指の開閉運動をさせる領域を指定する扇型の開閉運動指定領域２６１が表示される。なお、開閉運動指定領域２６１は、扇型に限定されるわけではなく、２指の開閉運動をしやすい領域になるのであれば、どのような形状であってもよい。
　被験者は、片手開閉指タップタスクでは、例えば、親指と人差し指を扇型図形２６１に接触させた状態で、できるだけ大きくかつできるだけ速く開閉させる運動を繰り返す。このとき、検出データ取得部２１は、親指がタッチした位置の座標値と人差し指がタッチした位置の座標値とを検出し、これら２指のタッチ位置間の距離を、２指間距離Ｌとして算出する。なお、図１７において、両端矢線２６２は、人差し指の開閉振幅を表し、両端矢線２６３は、親指の開閉振幅を表している。
　開閉指タップタスクとしては、図１７の例の他に、両手開閉指タップタスクおよび両手交互開閉指タップタスクがある。図１８は、身体運動提示装置２に提示される両手開閉指タップタスク指示画面２６０ａの例を示した図、図１９は、両手交互開閉指タップタスク指示画面２６０ｂの例を示した図である。図１８および図１９に示されるように、両手を使う開閉指タップタスクでは、両手開閉指タップタスク指示画面２６０ａおよび両手交互開閉指タップタスク指示画面２６０ｂには、被験者が両手の２指の開閉運動をさせるための開閉運動指定領域２６１がそれぞれ２つ表示される。
　両手開閉指タップタスクと両手交互開閉指タップタスクとでは、被験者が両手を使って２指の開閉運動をさせ点で同じである。一方、両手開閉指タップタスクでは、両手同時に２指の開閉運動をさせるが、両手交互開閉指タップタスクでは、片手ずつ交互に２指の開閉運動をさせる点で異なっている。
　なお、以上の図１７～図１９を用いて説明した開閉指タップタスクでは、２指の開閉運動には、とくに時間的な制限などを設けずに行うとしているが、リズムタッチタスクの場合のように、被験者に対する視覚刺激や聴覚刺激を生成し、それに合わせて２指を開閉させるようにしてもよい。
（位置正確度、時系列正確度および認知障害度の算出）
　図２０は、開閉指タップタスクが行われる場合に作成される２指間距離Ｌ（ｔ）の時間推移グラフの例を示した図である。
　図１７～図１９を用いて説明した開閉指タップタスクが行われる場合、指示・検出データ比較部３１（図１参照）は、検出データ取得部２１によって、例えば、１０ミリ秒ごとに取得される２指間距離Ｌ（ｔ）を用いて、図２０に示すような２指間距離Ｌ（ｔ）の時間推移グラフを作成する。なお、図２０のグラフにおいて、横軸は、開閉指タップタスク開始時からの経過時間を表し、縦軸は、経過時間ｔでの２指間距離Ｌ（ｔ）を表している。
　なお、開閉指タップタスクでは、２指を常に画面（タッチパネル）にタッチさせた状態で開閉させることを想定しているが、実際には、２指の開閉運動を行う中で片方または両方の指がその画面から離れる場合があり得る。このような場合には、取得される２指間距離Ｌ（ｔ）に欠損部３１１が生じるが、多くの場合、欠損部３１１は、スプライン補間など一般的な補間方法を用いて補間することができる。
　次に、位置正確度算出部３２は、図２０の２指間距離Ｌ（ｔ）の時間推移グラフから、１回ごとの２指開閉の振幅Ａｉ（１回ごとの指開閉動作で得られるＬ（ｔ）の最大値と最小値の差）を算出し、さらに、その標準偏差を算出する。そして、位置正確度算出部３２は、前記算出した振幅Ａｉの標準偏差をもって位置正確度ｍｄと定義する。
　また、時系列正確度算出部３３は、図２０の２指間距離Ｌ（ｔ）の時間推移グラフから、１回ごとの２指開閉の時間間隔ｔｉ（指開閉動作で得られるＬ（ｔ）の最大値または最小値から次の最大値または最小値に到るまでの時間）を算出し、さらに、その標準偏差を算出する。そして、この算出した時間間隔ｔｉの標準偏差をもって時系列正確度ｍＴと定義する。
　以上のようにして位置正確度ｍｄおよび時系列正確度ｍＴが求められると、認知障害度算出部４１は、前記実施形態で示した方法と同様の方法で認知障害度Ｓを計算することができる。また、認知障害度出力部４２は、その計算された認知障害度Ｓやその経時変化グラフ（図９参照）を液晶表示装置やプリンタなどの出力装置５に出力することができる。
　すなわち、被験者またはその介助者は、開閉指タップタスクを実施することにより、被験者の脳機能障害を含めた認知機能低下の程度（認知障害度Ｓ）を容易に評価することが可能になる。
＜３．３　５指タッチタスク＞
　図２１は、身体運動提示装置２に提示される５指タッチタスク指示画面２７０の例を示した図である。
　身体運動タスク選択画面１２０（図３参照）を介して５指タッチタスクが選択された場合には、身体運動指示部１０（図１参照）の指示データ提示部１３は、図２１に示すような５指タッチタスク指示画面２７０を身体運動提示装置２に表示する。このとき、５指タッチタスク指示画面２７０の中には、左右の５指それぞれに対応する１０個のタッチ指示領域２７１が、例えば、破線の円などで表示されている。
　次に、指示データ提示部１３は、１０個のタッチ指示領域２７１から１つを選択し、選択したタッチ指示領域２７１の位置にタッチ指示図形２７２を表示する。そこで、被験者は、表示されたタッチ指示図形２７２またはその位置のタッチ指示領域２７１にタッチする。なお、指示データ提示部１３は、被験者によりタッチ指示図形２７２がタッチされた場合、または、所定の時間が経過した場合には、それまで表示していたタッチ指示図形２７２を消去するとともに、別のタッチ指示領域２７１を選択し、その選択したタッチ指示領域２７１に新たにタッチ指示図形２７２を表示する。
　そして、指示データ提示部１３は、以上のような、タッチ指示領域２７１の１つを選択し、そのタッチ指示領域２７１の位置にタッチ指示図形２７２を表示し、被験者によるタッチを検出する、という動作を所定の回数繰り返す。その際、タッチ指示領域２７１は、所定の順序、例えば、指の並びの順序（左手の小指→薬指→中指→人差し指→親指→右手の小指→薬指→中指→人差し指→親指など）に従って選択してもよいし、ランダムな順序で選択してもよい。
　なお、タッチ指示領域２７１は、被験者の５指の位置にほぼ対応する位置に設けられ、被験者ごとにその位置をキャリブレーションしてもよい。キャリブレーションする場合には、被験者に当該表示画面（タッチパネル）に両手５指でタッチさせ、そのときタッチされた両手５指のそれぞれの位置に基づき、両手５指のタッチ指示領域２７１を設定する。
　また、タッチ指示図形２７２の形状は、図２１に示したような円形に限定されず、両手５指のタッチが分離して検出できる形状であれば、他の形状であってもよい。
（位置正確度、時系列正確度および認知障害度の算出）
　以上に説明した５指タッチタスクでは、位置正確度ｍｄは、前記したリズムタッチタスクの場合と同様に、タッチ失敗率を計算することにより求められる。
　すなわち、指示・検出データ比較部３１（図１参照）は、タッチ指示図形２７２が表示されるたびに、その表示に応じて被験者がタッチしたタッチ位置座標（Ｘ，Ｙ）を取得する。そして、そのタッチ位置座標（Ｘ，Ｙ）が先に表示したタッチ指示図形２７２またはその位置のタッチ指示領域２７１の中に含まれていた場合には、タッチ成功と判定し、そうでない場合には、タッチ失敗と判定する。次いで、位置正確度算出部３２は、タッチ失敗率（＝タッチ失敗回数／（タッチ成功回数＋タッチ失敗回数））を算出し、その算出したタッチ失敗率をもって位置正確度ｍｄと定義する。
　なお、位置正確度ｍｄとして、タッチ成功率ではなくタッチ失敗率を用いるのは、前記したように、本明細書では、位置正確度ｍｄの意味を、値が小さいほど正確度が高くなると定めていることによる。
　また、時系列正確度ｍＴは、前記リーチングタスクの場合と同様に算出される。すなわち、時系列正確度算出部３３は、タッチ指示図形２７２が表示された時刻τｉと被験者がタッチ指示図形２７２またはその位置のタッチ指示領域２７１にタッチした時刻ｔｉとの差であるタッチ遅延時間Ｔｉの平均値（＝ΣＴｉ／Ｎ：Ｎは、タッチ指示図形２７２の表示回数）を算出し、その算出したタッチ遅延時間Ｔｉの平均値をもって時系列正確度ｍＴと定義する。
　以上のようにして位置正確度ｍｄおよび時系列正確度ｍＴが求められると、認知障害度算出部４１は、前記実施形態で示した方法と同様の方法で認知障害度Ｓを計算することができる。また、認知障害度出力部４２は、その計算された認知障害度Ｓやその経時変化グラフ（図９参照）を液晶表示装置やプリンタなどの出力装置５に出力することができる。
　すなわち、被験者またはその介助者は、５指タッチタスクを実施することにより、被験者の脳機能障害を含めた認知機能低下の程度（認知障害度Ｓ）を容易に評価することが可能になる。
（５指タッチタスクの使用例）
　図２２は、５指タッチタスクの一使用例を説明する図である。図２２に示すように、指示データ提示部１３は、まず、右手について、特定の順序でタッチ指示領域２７１を選択しつつ、タッチ指示図形２７２を表示していき、さらに、左手について、右手と同じ順序でタッチ指示領域２７１を選択しつつ、タッチ指示図形２７２を表示していく。例えば、左手で小指→中指→親指→人差し指→薬指→・・・というようにタッチ指示図形２７２を表示していった場合には、右手でも小指→中指→親指→人差し指→薬指→・・・というように同じ順序でタッチ指示図形２７２を表示していく。
　そこで、被験者は、まず、右手側に特定の順序で表示されるタッチ指示図形２７２に追従しながら、その表示されるタッチ指示図形２７２またはその位置のタッチ指示領域２７１を右手の指でタッチする。続いて、被験者は、左手側に同様の順序で表示される表示されるタッチ指示図形２７２に追従しながら、その表示されるタッチ指示図形２７２またはその位置のタッチ指示領域２７１を左手の指でタッチする。
　このような５指タッチタスクでは、その実施により得られる認知障害度Ｓにより、一方の手で学習した運動の効果が、他方の手でも現れるか否かという点について評価することが可能になる。例えば、一般的には、認知機能が低下すると、左右の運動野で一連の運動指令を転写する能力も低下すると信じられている。５指タッチタスクは、図２２のような使用の仕方をすれば、脳機能に関する一般的な常識や学説を実証するツールとしても使用可能となる。
＜３．４　追跡タスク＞
　図２３は、身体運動提示装置２に提示される追跡タスク指示画面２８０の例を示した図である。
　身体運動タスク選択画面１２０（図３参照）を介して追跡タスクが選択された場合には、身体運動指示部１０（図１参照）の指示データ提示部１３は、図２３に示すような追跡タスク指示画面２８０を身体運動提示装置２に表示する。このとき、追跡タスク指示画面２８０の中には、左手用および右手用の２つの追跡ターゲット図形２８１ａ，２８１ｂが表示される。
　そして、指示データ提示部１３は、２つの追跡ターゲット図形２８１ａ，２８１ｂを追跡タスク指示画面２８０の中で互いにそれぞれ異なる軌跡２８２ａ，２８２ｂを描くように移動させる。被験者は、左右の指を追跡タスク指示画面２８０にタッチさせたまま、この２つの追跡ターゲット図形２８１ａ，２８１ｂをその動きに従ってそれぞれの指で追跡する。なお、２つの追跡ターゲット図形２８１ａ，２８１ｂは、互いに表示色や形状が異なってもよい。
（位置正確度、時系列正確度および認知障害度の算出）
　追跡タスクが実施されると、指示・検出データ比較部３１（図１参照）は、追跡ターゲット図形２８１ａ，２８１ｂが移動する位置座標（Ｘ０ｊ（ｔ），Ｙ０ｊ（ｔ））（ｊ＝Ｌ，Ｒ）と被験者の左右の指のタッチ位置座標（Ｘｊ（ｔ），Ｙｊ（ｔ））（ｊ＝ｌ，ｒ）との距離を求め、その距離をＬｊ（ｔ）（ｊ＝ｌ，ｒ）と表す。ここで、ｊ＝ｌは、左、ｊ＝ｒは、右を意味する。また、Ｌｌ（ｔ）を左手誤差、Ｌｒ（ｔ）を右手誤差と呼ぶ。
　続いて、位置正確度算出部３２は、左手誤差Ｌｌ（ｔ）の時間平均および右手誤差Ｌｒ（ｔ）の時間平均を算出し、さらに、これら算出した左手誤差Ｌｌ（ｔ）の時間平均と右手誤差Ｌｒ（ｔ）の時間平均の平均値をもって、位置正確度ｍｄと定義する。
　時系列正確度算出部３３の処理については、図２４を参照しながら説明する。
　図２４は、追跡ターゲット図形の位置座標と被験者のタッチ位置座標との関係を、模式的な時間推移変化グラフの例として示した図であり、（ａ）は、Ｘ座標の時間推移変化の例、（ｂ）は、Ｙ座標の時間推移変化の例である。
　図２４（ａ）における破線３５１は、図２３に示された左側（または右側）の追跡ターゲット図形２８１ａ（または２８１ｂ）のＸ座標、すなわち、Ｘ０ｌ（ｔ）（またはＸ０ｒ（ｔ））の時間推移変化を表している。また、実線３５２は、被験者の左指（または右指）によるタッチ位置座標のＸ座標Ｘｌ（ｔ）（またはＸｒ（ｔ））の時間推移変化を表している。
　同様に、図２４（ｂ）における破線３６１は、図２３に示された左側（または右側）の追跡ターゲット図形２８１ａ（または２８１ｂ）のＹ座標、すなわち、Ｙ０ｌ（ｔ）（またはＹ０ｒ（ｔ））の時間推移変化を表している。また、実線３６２は、被験者の左指（または右指）によるタッチ位置座標のＹ座標Ｙｌ（ｔ）（またはＹｒ（ｔ））の時間推移変化を表している。
　時系列正確度算出部３３は、追跡ターゲット図形２８１ａ（または２８１ｂ）のＸ座標が表す関数Ｘ０ｌ（ｔ）（またはＸ０ｒ（ｔ））と、被験者の左指（または右指）によるタッチ位置座標のＸ座標が表す関数Ｘｌ（ｔ）（またはＸｒ（ｔ））と、の間の相互相関関数ＦＸｌ（τ）（またはＦＸｒ（τ））を計算する。
　同様に、時系列正確度算出部３３は、追跡ターゲット図形２８１ａ（または２８１ｂ）のＹ座標が表す関数Ｙ０ｌ（ｔ）（またはＹ０ｒ（ｔ））と、被験者の左指（または右指）によるタッチ位置座標のＹ座標が表す関数Ｙｌ（ｔ）（またはＹｒ（ｔ））と、の間の相互相関関数ＦＹｌ（τ）（またはＦＹｒ（τ））を計算する。
　なお、相互相関関数は、２つの時系列信号のうち一方の信号を時間τだけずらしたとき両者の相関を評価する場合にしばしば用いられる関数である。
　以上の処理により、時系列正確度算出部３３は、４つの相互相関関数ＦＸｌ（τ）、ＦＸｒ（τ）、ＦＹｌ（τ）、ＦＹｒ（τ）を得る。そこで、時系列正確度算出部３３は、それぞれの相互相関関数ＦＸｌ（τ）、ＦＸｒ（τ）、ＦＹｌ（τ）、ＦＹｒ（τ）の値が最大になるずれの時間τＸｌ、τＸｒ、τＹｌ、τＹｒを算出する。
　ここで、相互相関関数ＦＸｌ（τ）の値が最大になるずれ時間τＸｌとは、図２４（ａ）の破線３５１が表す関数Ｘ０ｌ（ｔ）と実線３５２が表す関数Ｘｌ（ｔ）とのうち一方を時間τＸｌだけずらしたとき、両者のグラフの一致度が最も大きくなることを意味する。
　従って、相互相関関数ＦＸｌ（τ）から得られたずれの時間τＸｌは、時系列正確度ｍＴを表す指標として好適であり、同様にして得られたずれの時間τＸｒ、τＹｌ、τＹｒも、時系列正確度ｍＴを表す指標として好適である。
　そこで、時系列正確度算出部３３は、以上のようにして算出された４通りのずれの時間τＸｌ、τＸｒ、τＹｌ、τＹｒの平均をとって、追跡タスクにおける時系列正確度ｍＴと定義する。
　以上のようにして追跡タスクの場合について位置正確度ｍｄおよび時系列正確度ｍＴが求められると、認知障害度算出部４１は、前記リーチングタスクの実施形態で示した方法と同様の方法で認知障害度Ｓを計算することができる。また、認知障害度出力部４２は、その計算された認知障害度Ｓやその経時変化グラフ（図９参照）を液晶表示装置やプリンタなどの出力装置５に出力することができる。
　すなわち、被験者またはその介助者は、追跡タスクを実施することにより、被験者の脳機能障害を含めた認知機能低下の程度（認知障害度Ｓ）を容易に評価することが可能になる。
＜４．実施形態の変形例＞
＜４．１　脳機能障害評価装置の構成の変形例＞
　図２５は、本発明の実施形態の変形例に係る脳機能障害評価装置１００ａの全体構成の例を示した図である。図２５に示す脳機能障害評価装置１００ａは、図１に示した脳機能障害評価装置１００とほぼ同等の機能を、通信ネットワーク８によって相互に接続された端末装置１０１とサーバ装置１０２とに分離して実現したものである。
　脳機能障害評価装置１００ａでは、端末装置１０１は、被験者に身体運動を提示するとともに、被験者の身体運動のデータを取得する役割を果たす。また、サーバ装置１０２は、端末装置１０１によって取得された被験者の身体運動のデータを、通信ネットワーク８を介して受信し、その被験者の身体運動のデータに基づき、被験者の認知障害度を評価する役割を果たす。このことを除けば、脳機能障害評価装置１００ａの構成および機能は、図１に示した脳機能障害評価装置１００の構成および機能と同じであるので、以下では、主に相違する箇所についてのみ説明する。
　端末装置１０１のデータ処理装置１ａの構成は、図１の脳機能障害評価装置１００のデータ処理装置１から身体運動正確度算出部３０および認知障害度評価部４０が除外され、データ送受信部６０ａおよび認知障害度出力部７０が追加された構成となっている。さらに、端末装置１０１には、データ処理装置１ａと通信ネットワーク８とをつなぐ通信装置７ａが新たに設けられている。
　データ送受信部６０ａは、身体運動データ取得部２０で取得された被験者の身体運動の検出データやキャリブレーションデータを、通信装置７ａおよび通信ネットワーク８を介してサーバ装置１０２へ送信する。また、データ送受信部６０ａは、サーバ装置１０２で評価された被験者の認知障害度などのデータを受信する。そして、認知障害度出力部７０は、データ送受信部６０ａを介して受信したサーバ装置１０２による被験者の認知障害度などのデータを出力装置５に出力する。
　また、サーバ装置１０２は、データ処理装置１ｂ、操作入力装置４ｂ、出力装置５ｂ、記憶装置６、通信装置７ｂなどを含んで構成され、データ処理装置１ｂは、身体運動正確度算出部３０、認知障害度評価部４０、データ送受信部６０ｂなどを含んで構成される。データ送受信部６０ｂは、端末装置１０１から送信される被験者の身体運動の検出データやキャリブレーションデータを受信するとともに、認知障害度評価部４０で評価された被験者の認知障害度などのデータを端末装置１０１へ送信する。
　なお、以上のような構成を有する端末装置１０１は、医師や被験者またはその介助者などが有するパソコン、タブレット端末、スマートフォンなどで実現することができる。また、サーバ装置１０２は、高性能のパソコン、ワークステーション、汎用コンピュータなどにより実現することができる。また、１つのサーバ装置１０２に通信ネットワークを介して複数の端末装置１０１が接続されていても構わない。
　本実施形態の変形例に係る脳機能障害評価装置１００ａでは、端末装置１０１は、単に、被験者の身体運動のデータを取得して、その評価結果を表示するだけである。従って、例えば、端末装置１０１が紛失されても、被験者の認知障害度のデータが流出することはない。また、被験者の認知障害度などの評価結果は、サーバ装置１０２の記憶装置６に格納されるので、関係する医師、看護師、介護者などアクセスし易くなる。また、サーバ装置１０２を設けたことにより、脳機能障害評価装置１００ａを、電子カルテシステム、投薬記録システム、健康管理システムなど、他の医療情報・健康情報を管理するシステムと接続することが容易となる。
＜４．２　その他の変形例＞
　以上に説明した本発明の実施形態およびその変形例では、脳機能障害評価装置１００，１００ａは、複数の身体運動タスクの名称が表示された身体運動タスク選択画面１２０（図３参照）を介して、被験者に１つの身体運動タスクを選択させ、選択された１つの身体運動タスクを被験者に実施させるものとしている。この場合、被験者に複数の身体運動タスクを選択させるようにしてもよい。そうした場合には、認知障害度評価部４０は、それぞれの身体運動タスクに応じて複数の認知障害度Ｓ算出することになるが、そのそれぞれの認知障害度Ｓを身体運動タスクに対応付けて記憶装置６に格納してもよい。あるいは、複数の認知障害度Ｓの平均や加重平均を取った総合的な認知障害度Ｓを新たに計算した上で、その結果を記憶装置６に格納してもよい。
　また、脳機能障害評価装置１００，１００ａから身体運動タスク選択部１１を削除して、予め定められた特定の１つまたは複数の身体運動タスクだけを被験者に実施させるものとしてもよい。
　なお、本発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものでなく、さらに様々な変形例が含まれる。例えば、前記の実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために、詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成の一部で置き換えることが可能であり、さらに、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成の一部または全部を加えることも可能である。
　１，１ａ，１ｂ　　　データ処理装置
　２　　　身体運動提示装置
　３　　　身体運動検出センサ
　４，４ｂ　　操作入力装置
　５，５ｂ　　出力装置
　６　　　記憶装置
　７ａ，７ｂ　通信装置
　８　　　通信ネットワーク
　１０　　身体運動指示部
　１１　　身体運動タスク選択部
　１２　　指示データ生成部
　１３　　指示データ提示部
　２０　　身体運動データ取得部
　２１　　検出データ取得部
　２２　　キャリブレーション部
　３０　　身体運動正確度算出部
　３１　　指示・検出データ比較部
　３２　　位置正確度算出部
　３３　　時系列正確度算出部
　４０　　認知障害度評価部
　４１　　認知障害度算出部
　４２　　認知障害度出力部
　６０ａ，６０ｂ　　データ送受信部
　７０　　認知障害度出力部
　１００．１００ａ　脳機能障害評価装置
　１０１　端末装置
　１０２　サーバ装置
　１１０　被験者登録情報表示画面
　１２０　身体運動タスク選択画面
　１２１　チェックマーク
　２１０，２１０ａ　リーチングタスク指示画面
　２１１　黒丸図形
　２１２，２２２　十字型図形
　２１３，２２５，２２８，２３１，２４１，２５１　円形図形
　２３０　　片手リズムタッチタスク指示画面
　２３０ａ　両手リズムタッチタスク指示画面
　２３０ｂ　両手交互リズムタッチタスク指示画面
　２４０　　片手リズムタッチタスク指示画面
　２４０ａ　両手リズムタッチタスク指示画面
　２４０ｂ　両手交互リズムタッチタスク指示画面
　２４２　　タッチ指示図形
　２５０　　メトロノーム型リズムタッチタスク指示画面
　２５２　　振り子
　２５３　　扇形図形
　２６０　　片手開閉指タップタスク指示画面
　２６０ａ　両手開閉指タップタスク指示画面
　２６０ｂ　両手交互開閉指タップタスク指示画面
　２６１　　扇型図形
　２６１　　開閉運動指定領域
　２６２，２６３　両端矢線
　２７０　　５指タッチタスク指示画面
　２７１　　タッチ指示領域
　２７２　　タッチ指示図形
　２８０　　追跡タスク指示画面
　２８１ａ　追跡ターゲット図形
　２８２ａ　軌跡
　３０１，３０５　軸
　３１０　直線
　３１１　欠損部
　３５１　破線
　３５２　実線

Claims (15)

  1. 　被験者にさせる身体運動を提示する身体運動提示装置と、前記提示された身体運動に応じて前記被験者がした身体運動の身体運動データを検出する身体運動検出センサと、に接続されたデータ処理装置が、
    　前記被験者に実施させる身体運動指示データを生成し、前記生成した身体運動指示データに基づく身体運動を、前記身体運動提示装置を介して前記被験者に提示し、その実施を指示する身体運動指示ステップと、
    　前記被験者がした身体運動の身体運動データを、前記身体運動検出センサを介して時系列に取得する身体運動データ取得ステップと、
    　前記身体運動指示データと前記身体運動データとに基づき、前記被験者の身体運動の位置正確度および時系列正確度を算出する身体運動正確度算出ステップと、
    　前記算出された位置正確度および時系列正確度から求められる前記被験者の身体運動の正確度を表す値を、予め取得された健常者の身体運動の正確度を表す統計データと比較することにより、前記被験者の認知障害度を評価する認知障害度評価ステップと、
    　を実行すること
    　を特徴とする脳機能障害評価方法。
  2. 　前記データ処理装置は、
    　前記身体運動指示ステップにおいて、前記被験者が個別に有する視覚、聴覚および運動能力の少なくとも１つの能力を取得するための身体運動を提示する第１の処理と、
    　前記身体運動データ取得ステップにおいて、前記第１の処理により提示した身体運動に従って前記被験者がした身体運動の身体運動データを、前記被験者の前記視覚、聴覚および運動能力の少なくとも１つの能力の影響を排除したキャリブレーションデータとして取得する第２の処理と、
    　をさらに実行すること
    　を特徴とする請求項１に記載の脳機能障害評価方法。
  3. 　前記データ処理装置は、
    　前記認知障害度評価ステップで評価した前記被験者の認知障害度のデータおよびその経時変化のデータの少なくとも一方を、出力装置に出力すること
    　を特徴とする請求項１に記載の脳機能障害評価方法。
  4. 　前記データ処理装置は、
    　前記身体運動指示ステップでは、前記被験者が２つの指を前記身体運動検出センサにタッチさせたままその２つの指を開閉する身体運動を、前記身体運動提示装置に提示すること
    　を特徴とする請求項１に記載の脳機能障害評価方法。
  5. 　前記データ処理装置は、
    　前記身体運動指示ステップでは、前記被験者の視覚を刺激する図形を前記身体運動提示装置に表示する処理および前記被験者の聴覚を刺激する音声を前記身体運動提示装置から出力する処理の少なくとも一方を実行するとともに、前記の刺激に応答して前記被験者が前記身体運動検出センサにタッチする身体運動を、前記身体運動提示装置に提示する処理を実行すること
    　を特徴とする請求項１に記載の脳機能障害評価方法。
  6. 　前記データ処理装置は、
    　前記身体運動指示ステップでは、移動する図形を前記身体運動提示装置に提示するとともに、前記被験者が前記身体運動検出センサに指をタッチさせたまま前記移動する図形を追跡する身体運動を、前記身体運動提示装置に提示すること
    　を特徴とする請求項１に記載の脳機能障害評価方法。
  7. 　被験者にさせる身体運動を提示する身体運動提示装置と、前記提示された身体運動に応じて前記被験者がした身体運動の実施データを検出する身体運動検出センサと、に接続されたデータ処理装置に、
    　前記被験者に実施させる身体運動指示データを生成し、前記生成した身体運動指示データに基づく身体運動を、前記身体運動提示装置を介して前記被験者に提示し、その実施を指示する身体運動指示ステップと、
    　前記被験者がした身体運動の身体運動データを、前記身体運動検出センサを介して時系列に取得する身体運動データ取得ステップと、
    　前記身体運動指示データと前記身体運動データとに基づき、前記被験者の身体運動の位置正確度および時系列正確度を算出する身体運動正確度算出ステップと、
    　前記算出された位置正確度および時系列正確度から求められる前記被験者の身体運動の正確度を表す値を、予め取得された健常者の身体運動の正確度を表す統計データと比較することにより、前記被験者の認知障害度を評価する認知障害度評価ステップと、
    　を実行させるためのプログラム。
  8. 　前記データ処理装置に、
    　前記身体運動指示ステップにおいて、前記被験者が個別に有する視覚、聴覚および運動能力の少なくとも１つの能力を取得するための身体運動を提示する第１の処理と、
    　前記身体運動データ取得ステップにおいて、前記第１の処理により提示した身体運動に従って前記被験者がした身体運動の身体運動データを、前記被験者の前記視覚、聴覚および運動能力の少なくとも１つの能力の影響を排除したキャリブレーションデータとして取得する第２の処理と、
    　をさらに実行させること
    　を特徴とする請求項７に記載のプログラム。
  9. 　前記データ処理装置に、
    　前記認知障害度評価ステップで評価した前記被験者の認知障害度のデータおよびその経時変化のデータの少なくとも一方を、出力装置に出力するステップ
    　をさらに実行させること
    　を特徴とする請求項７に記載のプログラム。
  10. 　前記データ処理装置に、
    　前記身体運動指示ステップでは、前記被験者が２つの指を前記身体運動検出センサにタッチさせたままその２つの指を開閉する身体運動を、前記身体運動提示装置に提示する処理を実行させること
    　を特徴とする請求項７に記載のプログラム。
  11. 　前記データ処理装置に、
    　前記身体運動指示ステップでは、前記被験者の視覚を刺激する図形を前記身体運動提示装置に表示する処理および前記被験者の聴覚を刺激する音声を前記身体運動提示装置から出力する処理の少なくとも一方を実行させるとともに、前記の刺激に応答して前記被験者が前記身体運動検出センサにタッチする身体運動を、前記身体運動提示装置に提示する処理を実行させること
    　を特徴とする請求項７に記載のプログラム。
  12. 　前記データ処理装置に、
    　前記身体運動指示ステップで、移動する図形を前記身体運動提示装置に提示するとともに、前記被験者が前記身体運動検出センサに指をタッチさせたまま前記移動する図形を追跡する身体運動を、前記身体運動提示装置に提示する処理を実行させること
    　を特徴とする請求項７に記載のプログラム。
  13. 　被験者にさせる身体運動を提示する身体運動提示装置と、
    　前記提示された身体運動に応じて前記被験者がした身体運動の身体運動データを検出する身体運動検出センサと、
    　前記身体運動提示装置と前記身体運動検出センサとに接続されたデータ処理装置と、
    　を備え、
    　前記データ処理装置は、
    　前記被験者に実施させる身体運動指示データを生成し、前記生成した身体運動指示データに基づく身体運動を、前記身体運動提示装置を介して前記被験者に提示し、その実施を指示する身体運動指示部と、
    　前記被験者がした身体運動の身体運動データを、前記身体運動検出センサを介して時系列に取得する身体運動データ取得部と、
    　前記身体運動指示データと前記身体運動データとに基づき、前記被験者の身体運動の位置正確度および時系列正確度を算出する身体運動正確度算出部と、
    　前記算出された位置正確度および時系列正確度から求められる前記被験者の身体運動の正確度を表す値を、予め取得された健常者の身体運動の正確度を表す統計データと比較することにより、前記被験者の認知障害度を評価する認知障害度評価部と、
    　を有すること
    　を特徴とする脳機能障害評価装置。
  14. 　前記データ処理装置は、さらに、
    　前記身体運動指示部の処理として、前記被験者が個別に有する視覚、聴覚および運動能力の少なくとも１つの能力を取得するための身体運動を提示する第１の処理を実行し、
    　前記身体運動データ取得部の処理として、前記第１の処理で提示された身体運動に従って前記被験者がした身体運動の身体運動データを、前記被験者の前記視覚、聴覚および運動能力の少なくとも１つの能力の影響を排除したキャリブレーションデータとして取得する第２の処理を実行すること
    　を特徴とする請求項１３に記載の脳機能障害評価装置。
  15. 　前記身体運動提示装置と、前記身体運動検出センサと、前記身体運動指示部および前記身体運動データ取得部とを有する第１のデータ処理装置と、備えてなる端末装置と、
    　前記身体運動正確度算出部と前記認知障害度評価部とを有する第２のデータ処理装置を備えてなるサーバ装置と、
    　が互いに通信可能に接続されて構成されること
    　を特徴とする請求項１３に記載の脳機能障害評価装置。
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