2002 Fiscal Year Annual Research Report
眼球運動・瞳孔調節の画像解析による神経学的疾患診断システム
Project/Area Number |
02J09913
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Research Institution | Keio University |
Principal Investigator |
飯島 淳彦 慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)
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Keywords | 眼球運動 / 瞳孔反応 / ビデオ画像 / コンピュータ解析 / 神経疾患 |
Research Abstract |
本件では,視標呈示が可能な小型液晶ディスプレイ(LCD)を搭載したヘッドマウントゴーグル型ディバイスを構築し,さまざまな視標課題に対する眼球運動・瞳孔反応をリアルタイムで解析することを可能とした.これらの眼球から得られる情報を定量的に解析することで,神経学的疾患の臨床診断に必要なパラメータを見出し,疾患の早期,初期診断に有効な情報を得ることに成功した. まず,システムの構築において,小型CCDカメラと赤外線LEDを同期させ眼球照明用ディバイスを作成した.この撮像部をハーフミラー等とともにLCD内臓のゴーグルに設置し,視標呈示時の眼球を被験者の視界を障害することなく観察可能とした.撮像した眼球画像はディジタルビデオテープに記録すると同時に画像取込みボードを介して解析用パーソナルコンピュータに入力した.取り込まれた画像に対して,瞳孔中心座標,瞳孔径を算出し,基本眼球情報とした.これらのデータから眼球運動3成分(水平・垂直・回旋運動)と瞳孔面積変化を時系列データとして抽出した. 構築したシステムを用いて,中枢神経系疾患(パーキンソン病,脊髄小脳変性症,脳梗塞,めまい疾患等)と健常被験者(若年及び高齢者)に対して視標追跡機能の評価検査を開発し実施した.LCDに呈示される等速移動視標を被験者は眼球運動のみで追跡する課題を与え,その時発生する眼球運動を定量的に評価した.その結果,若年健常者では視標と眼球位置のズレは見られず,スムーズパーシュートと呼ばれる眼球運動が観察された.一方,高齢健常者では,小刻みに急速な眼位変化(サッカード)を伴いながら視標追跡が行われていた.また,疾患群では,サッカードの発生の他に,視標と眼球位置とのズレが顕著であった.これらは疾患特異性のある値を示し,神経疾患被験者の追視機能を評価する上で有効なパラメータとして,疾患診断に利用することが可能となった.
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Research Products
(4 results)
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[Publications] A.Iijima: "Re-evaluation of tropicamide in the pupillary response test for Alzheimer's disease"Neurobiology of Aging. (印刷中). (2003)
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[Publications] 飯島 淳彦: "黒目径を基準とした自動焦点補正機能を搭載した瞳孔計測システム"電気学会論文誌C部門. 122-C・9. 1651-1657 (2002)
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[Publications] A.Iijima: "Determination of the effective conditions of pupillary response test for Alzheimer's disease patients"Proc.Int.Fed.Med.Biolo.Eng.EMBEC'02. 3. 1296-1297 (2002)
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[Publications] A.Iijima: "Development of an eye information analysis system with a small display for evaluation of eye tracking functions"IEEE, The 2nd joint meeting of BMES & EMBS. 2143-2144 (2002)