JP6979553B2 - 嚥下能力検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、嚥下能力検査装置に関し、詳しくは、被検者の唾液、水や食塊についての嚥下能力を定量的に測定し波形により客観的に検査したり、その測定結果の記録を継続して管理をすることができる嚥下能力検査装置に関するものである。

通常、高齢者は、口腔および咽喉粘膜の知覚低下が起こる。また、咽頭および喉頭を取り巻く筋群の全般的筋力低下が起こる。

また、体に障害（例えばパーキンソン病、脳梗塞等による後遺症）を持つ患者も同様に知覚障害や筋力麻痺などが発生する。このような場合、唾液、水や食塊の咽頭内流入に対し喉頭拳上が遅れ誤嚥が起き易くなる。

そして、誤嚥が発生すると、口腔内の細菌を含む唾液が肺に入り、誤嚥性肺炎の発生の原因になる。

従来においては、嚥下疾患の症状を診断検査するための手段として、反復唾液嚥下テストが存在する。これは、ドクターによる喉頭拳上の触診による検査を主体とするものである。

しかし、触診による嚥下能力の検査の場合、その度合いを定量的に計測したり、その記録を継続して経過管理をすることは困難であるという問題を包含していた。

特許文献１には、被検者の甲状軟骨（のど仏）の両脇に配置され、喉頭部における横方向の２箇所の変位を検出する発信用コイル、受信用コイルの組み合わせからなる喉頭部変位検出手段と、被検者の被検者が嚥下するときの嚥下音を検出する嚥下音検出手段と、表示手段と、喉頭部変位検出手段から得た情報に基づき生成した喉頭部の２箇所の変位に関する波形、および、嚥下音検出手段から得た情報に基づき生成した嚥下音に関する波形の表示を行うように表示手段に指示する処理手段と、を備える生体検査装置が提案されている。また、前記生体検査装置において、嚥下動作に関する特徴量を算出し、その算出した特徴量の表示を行うように前記表示手段に指示することを特徴とする生体検査装置が記載されている。

しかし、特許文献１の生体検査装置の場合、喉頭部の２箇所の変位に関する波形と、嚥下音検出手段による嚥下音とにより嚥下能力の検査を行う構成でありこのため、嚥下能力の的確な検査、判定には極めて専門的な知識、技術が要請されるものと推定される。

特許文献２には、 生体の喉頭周辺領域に少なくとも一つ以上の空気袋を配置し、空気袋の中の空気圧を空気チューブで伝達し、喉頭周辺領域の動きの経時的変化に応じた一つ以上の検出信号を出力する検出手段と、前記検出信号の変化状況を圧電素子を用いて電気信号に変換する変換手段と、前記電気信号を、嚥下能力検査用として視認可能に出力する表示手段と、 を有することを特徴とする嚥下能力検査装置が記載されている。

しかし、特許文献２の嚥下能力検査装置から得られる表示手段では、嚥下運動特有の極低周波信号を抽出して表示するものでなく、喉頭周辺領域の動きを正確に捉えるものではなかった。

また、空気袋を被検者に配置する際に、喉頭領域を嚥下能力検査装置で覆ってしまうため、検出器である空気袋を正確に喉頭移動領域に配置することが難しかった。

さらにまた、喉頭隆起は空気袋を内装したフィルム素材を被検者の首に密着配置または貼着するため喉頭隆起の自然な動きを拘束してしまうため正確な嚥下能力を検査できなかった。

特開２００８−３０１８９５号公報 特開２０１５−１００３８２号公報

本発明が解決しようとする問題点は、簡略化した検出手段を採用し、熟練を要することなく、被検者の唾液、水や食塊についての嚥下能力を定量的に測定し波形により客観的に検査、判定したり、その測定結果の記録を継続して管理をすることができるような嚥下能力検査装置が存在しない点である。

本発明に係る嚥下能力検査装置は、被検者の喉頭周辺領域に配置する少なくとも一つ以上の検出器を有し、前記検出器により、喉頭周辺領域の動きの経時的変化に応じた一つ以上の検出信号を出力する検出手段と、時系列に連なる前記検出信号の変化状況を平滑化処理によるデータ処理を行って、極低周波信号を抽出するデータ平滑化処理手段と、前記極低周波信号を基に嚥下にかかる喉頭周辺の動きを測定する嚥下運動測定処理手段と、前記嚥下運動測定処理手段の処理結果を記憶する記憶手段と、前記嚥下運動測定処理手段の処理結果を視認可能な波形データとして出力する表示手段と、 を有することを最も主要な特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、検出器により、喉頭周辺領域の動きの経時的変化に応じた一つ以上の検出信号を出力する検出手段と、前記検出信号の変化状況を平滑化処理によるデータ処理を行って、極低周波信号を抽出し、嚥下運動測定処理手段により前記極低周波信号を基に嚥下にかかる喉頭周辺の動きを測定し、表示手段に嚥下運動測定処理手段の処理結果を視認可能な波形データとして出力することで、被検者の嚥下運動を熟練を要することなく、当該被検者の唾液、水や食塊についての嚥下能力を定量的に測定し視覚により客観的に検査、判定することができる嚥下能力検査装置を提供することができる。

また波形データを記憶する記憶手段によって測定結果の記録を継続して管理することできる嚥下能力検査装置を提供することができる。

特に、被検者の嚥下運動の測定に関しては、ノイズになる振動はできるだけ排除することが望ましいが、嚥下運動は極低周波信号であるため、低域通過フィルターの処理だけでは嚥下運動の振動数をうまく捉えることが困難である。

しかし平滑化処理によるデジタルデータ処理を行うことで嚥下運動の振動数を正確にとらえることが可能である。

例えば嚥下運動をできるだけ早く行ったとしても２秒間に１回程度である。つまり０．５Ｈｚ以下の振動周波数であるが、一般的な低域通過フィルターでは通過周波数帯域１０Ｈｚ〜 １００Ｈｚ程度であるためノイズになる余計な周波数帯域まで通過してしまい嚥下運動を正確に捉えることは困難である。

請求項１記載の発明では、検出器による喉頭周辺領域の時間に伴うデータの変化を、前後のデータをいくつか使って平均値を算出し波形データを平滑化する構成としているので、嚥下にかかる喉頭周辺の動きを視認可能な波形データとして的確に出力し表示することができる。

請求項２記載の発明によれば、請求項1の記載の発明において、検出器は空気袋を使用し空気袋の空気圧の変化又は空気振動の変化を検出する検出器であることから、検出器の検出信号を被検者に負担なく検出することができ、検出信号の変化状況を嚥下能力検査用として記憶手段に記憶し、かつ、表示手段により表示することで、熟練を要することなく、被検者の唾液、水や食塊についての嚥下能力を定量的に測定し視覚により客観的に検査、判定することができ、さらに、測定結果の記録を継続して管理することもできる嚥下能力検査装置を提供することができる。

請求項３記載の発明によれば、請求項1乃至２のいずれかに記載の発明において、前記検出器を、被検者の前頸部に一つ以上配置する検出器装着具を備え、前記検出器装着具は被検者の喉頭隆起相当部に喉頭隆起位置確認穴を備える構成としているので、ドクター等が被検者の喉頭隆起の位置を指や目視によって確認可能となり、測定精度、再現精度を高めることができる嚥下能力検査装置を提供することができる。

請求項１記載の発明によれば、請求項３に記載の発明において、前記検出器を、被検者の前頸部に一つ以上配置する検出器装着具を備え、前記検出器装着具には、前記検出器装着具の長さ方向の切り込み部と、前記検出器装着具を前頸部に固定するための前頸固定部領域と、被検者の喉頭隆起が前記検出器と接触可能なように配置された検出器固定部領域と、を有する構成としているので、被検者の喉頭隆起を検出器装着具で固定してしまう構成の場合、喉頭隆起の動きを阻害することになり正確な口頭隆起の動きを検出できないが、請求項１記載の発明のように前頸固定部領域と検出器固定部領域とを切り込み部により分けて構成することで、検出器装着具をしっかりと当該被検者の首に固定し、かつ、正確に喉頭隆起の動き検出することが可能な嚥下能力検査装置を提供することができる。

請求項４、５記載の発明によれば、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記喉頭周辺領域に配置した検出器は、喉頭隆起の移動方向に沿って一つ以上配置し、かつ、喉頭隆起の移動方向を中心として左右一対にして一組以上配置した構成としているので、検出信号が一定値を超えた時点を検査基準点とし、当該検査基準点を基準として前記左右一対の検出手段の検出信号の遅延状況を検査することで、喉頭隆起の左右の筋肉機能の麻痺状況を判定することができる嚥下能力検査装置を提供することができる。

請求項６記載の発明によれば、請求項１乃至３又は５のいずれかに記載の発明において、前記検出器は、喉頭隆起及び喉頭周辺領域の動きを空気圧の変化又は空気振動の変化として検出する空気袋を内装した３個構成のエアーパッドセンサーであって、喉頭隆起に沿って配置する中エアーパッドセンサーと、喉頭隆起の右側に配置する右エアーパッドセンサーと、喉頭隆起の左側に配置する左エアーパッドセンサーと、を有する構成としているので、簡略構造で取り扱いも簡略容易な検出器装着具を備えた嚥下能力検査装置を提供することができる。
請求項７記載の発明によれば、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、前記検出器は、さらに被検者の嚥下関連音を検出する音検出エアーセンサーを頸部側面に配置する構成としているので、被検者の喉頭周辺の動きの測定と関連付けて嚥下関連音を収集して記録することができ、誤嚥性肺炎が進むと声等が嗄声化すると言われていることから、嚥下関連音をこれらを喉頭周辺の動きと関連付けて記録することが可能となり、嚥下能力検査をより効果的に行うことができる嚥下能力検査装置を提供することができる。

請求項８記載の発明によれば、前記嚥下運動測定処理手段は、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明において、前記データ平滑化処理手段からの極低周波信号に任意な閾値による閾値処理を行い、前記閾値を超えた領域を特徴点とし抽出可能に構成しているので、喉頭周辺領域の動きの経時的変化から、嚥下が行なわれた喉頭の動きと、嚥下が行なわれない喉頭の動きとを明確に判断する閾値を設定が可能となる。

これにより熟練を要することなく、被検者の唾液、水や食塊についての嚥下能力を定量的に測定し視覚により客観的に検査、判定することができ、さらに、測定結果の記録を継続して管理することもできる嚥下能力検査装置を提供することができる。

請求項９記載の発明によれば、前記嚥下運動測定処理手段は、請求項１乃至８のいずれかに記載の発明において、予め設定された時間において抽出した前記特徴点を嚥下回数として測定する嚥下回数測定部を具備する構成としているので、被検者の嚥下回数をその都度数えることなく自動で計測できるため熟練を要することなく、被検者の唾液、水や食塊についての嚥下能力を定量的に測定し視覚により客観的に検査、判定することができ、さらに、測定結果の記録を継続して管理することもできる嚥下能力検査装置を提供することができる。

請求項１０記載の発明によれば、請求項８に記載の発明において、前記嚥下運動測定処理手段は、前記喉頭隆起の移動方向に沿って配置した検出器により検出された検出信号が前記閾値を超えた時点を検査基準点とし、当該検査基準点を基準として前記左右一対の検出手段の検出信号の遅延状況から喉頭隆起の左右の筋肉機能の麻痺状況を検査可能な構成としているので、被検者の喉頭隆起の左右の筋肉機能の麻痺状況を判定することができる嚥下能力検査装置を提供することができる。

請求項１１記載の発明によれば、請求項８に記載の発明において、 前記嚥下運動測定処理手段は、前記左右の一対の検出器の検出信号を比較して、被検者の喉頭隆起の左右の各筋肉機能の能力を検査可能とした構成としているので、被検者の喉頭隆起の左右の各筋肉機能の能力を判定することができる嚥下能力検査装置を提供することができる。

図１は本発明の実施例に係る嚥下能力検査装置における検出器装着具に設けた検出器である中エアーパッドセンサー、左エアーパッドセンサー、右エアーパッドセンサー、音検出エアーパッドセンサー、及び、喉頭隆起位置確認穴の被検者の首周りに対する配置状態を示す概略説明図である。 図２は本実施例に係る嚥下能力検査装置における変形例に係る検出器装着具に設けた検出器である中１エアーパッドセンサー、中２エアーパッドセンサー、及び、喉頭隆起位置確認穴の被検者の首周りに対する配置状態を示す概略説明図である。 図３は本実施例に係る嚥下能力検査装置における図１に示す検出器装着具を使用する場合の中エアーパッドセンサー、左エアーパッドセンサー、右エアーパッドセンサー、及び、喉頭隆起位置確認穴の頸部内各筋に対する配置関係を示す説明図である。 図４は本実施例に係る嚥下能力検査装置において、図１に示す検出器装着具を使用し、被検者の口腔部、頸部を縦断面状態とした場合における中エアーパッドセンサー、及び、喉頭隆起位置確認穴の頸部内各筋に対する配置関係を示す説明図である。 図５は本実施例に係る嚥下能力検査装置における検出器装着具の具体的構成例を示す説明図であり、同図（ａ）は各々センサー用クッション材を備える中エアーパッドセンサー、左エアーパッドセンサー、右エアーパッドセンサー、音検出エアーパッドセンサー、及び、喉頭隆起位置確認穴を備える構成を示す外観図、同図（ｂ）は同図（ａ）に示す検出器装着具に下部クッション材を付加した構成の部分拡大説明図、同図（ｃ）は同図（ａ）に示す検出器装着具に下部クッション材、及び、上部クッション材を付加した構成の部分拡大説明図、同図（ｄ）は検出器装着具としてセンサー用クッション材を備える一つの中エアーパッドセンサー、及び、喉頭隆起位置確認穴を備える構成を示す外観図、同図（ｅ）は同図（ｄ）に示す検出器装着具に下部クッション材を付加した構成の部分拡大説明図、同図（ｆ）は同図（ｄ）に示す検出器装着具に下部クッション材及び、上部クッション材を付加した構成の部分拡大説明図である。 図６は本実施例に係る嚥下能力検査装置において、検出器装着具の首への装着状態を示す説明図であり、同図（ａ）は下部クッション材を付加した検出器装着具を使用する場合におけるドクター等による喉頭隆起位置確認穴からの喉頭隆起検出状態を示す説明図、同図（ｂ）は下部クッション材を付加した検出器装着具を使用する場合における中エアーパッドセンサーの喉頭隆起検出状態を示す説明図、同図（ｃ）は下部クッション材及び上部クッション材を付加した検出器装着具を使用する場合におけるドクター等による喉頭隆起位置確認穴からの喉頭隆起検出状態を示す説明図、同図（ｄ）は下部クッション材及び上部クッション材を付加した検出器装着具を使用する場合における中エアーパッドセンサーの喉頭隆起検出状態を示す説明図である。 図７は本実施例に係る嚥下能力検査装置の全体構成を示す概略ブロック図である。 図８は本実施例に係る嚥下能力検査装置のデータ処理手段の詳細を示す概略ブロック図である。 図９は本実施例に係る嚥下能力検査装置における嚥下運動測定処理部の構成を示す概略ブロック図である。 図１０は被検者の食塊の呑み込み時における口腔期、喉頭期、食同期を示す説明図である。 図１１は本実施例に係る嚥下能力検査装置において、被検者の検査データ波形を示す説明図であり、同図（ａ）検出器の検出信号の変化状況を示すデータ波形図、同図（ｂ）は平滑化処理によるデータ処理を行った後のデータ波形図である。 図１１は本実施例における複数のデータの平滑化処理の説明図であり、上欄は平滑化処理前の複数のデータを線グラフ形態で示し、下欄は平滑化処理後の複数のデータを点線グラフ形態で示すものである。

本発明は、簡略化した検出手段を採用し、熟練を要することなく、被検者の唾液、水や食塊についての嚥下能力を定量的に測定し波形により客観的に検査、判定したり、その測定結果の記録を継続して管理をすることができる嚥下能力検査装置を提供するという目的を、被検者の喉頭周辺領域に配置する少なくとも一つ以上のエアーパッドセンサーからなる検出器を有し、前記検出器により、喉頭周辺領域の動きの経時的変化に応じた一つ以上の検出信号を出力する検出手段と、時系列に連なる前記検出信号の変化状況を平滑化処理によるデータ処理を行って、極低周波信号を抽出するデータ平滑化処理手段と、前記極低周波信号を基に嚥下にかかる喉頭周辺の動きを測定する嚥下運動測定処理手段と、前記嚥下運動測定処理手段の処理結果を記憶する記憶手段と、前記嚥下運動測定処理手段の処理結果を視認可能な波形データとして出力する表示手段と、を有する構成により実現した。

以下に本発明の実施例に係る嚥下能力検査装置について図１乃至図１２を参照して詳細に説明する。

本実施例係る嚥下能力検査装置１は、図１に示すように、被検者Ｍの首（頸部）２の周りにおける喉頭隆起３の領域に密着配置し、喉頭周辺領域の動きの経時的変化に応じた検出信号を出力する詳細は後述する検出器及びこの検出器を保持するとともに被検者Ｍの首２の周りに巻装可能な検出器装着具５を具備する検出手段４を有している。

ここで、前記検出手段４について、図１、図５（ａ）を参照して詳述する。

前記検出手段４は、検出器装着具５に対して各々センサー用クッション材１０を介在させつつ検出器である中エアーパッドセンサー１１、左エアーパッドセンサー１２、右エアーパッドセンサー１３を横配列に取り付けるとともに、前記中エアーパッドセンサー１１の下部位置に被検者Ｍの喉頭隆起を目視又は指で確認するための喉頭隆起位置確認穴５ａを設け、さらに、前記被検者Ｍの喉頭領域の嚥下音を検出する音検出エアーパッドセンサー１６を設けた構成としている。
尚、音検出エアーパッドセンサー１６は喉頭周辺の動きの測定に関連付けて嚥下関連音を収集するものなので、嚥下関連音の収集が不要な場合は設けなくてもよい。

前記中エアーパッドセンサー１１は、空気袋を使って被検者Ｍの喉頭隆起の変位を空気圧の変化として又は空気袋の振動として捉えこれを検出信号としてエアーチューブ１１ｂから後述するデータ処理手段４６に送るように構成している。

前記左エアーパッドセンサー１２、右エアーパッドセンサー１３も同様にエアーチューブ１２ｂ、１３ｂから検出信号を後述するデータ処理手段４６に送るように構成している。また、前記音検出エアーパッドセンサー１６も検出信号をエアーチューブ１６ｂから後述するデータ処理手段４６に送るように構成している。

尚、前記中エアーパッドセンサー１１、左エアーパッドセンサー１２、右エアーパッドセンサー１３、さらには前記音検出エアーパッドセンサー１６としては、上述した場合の他、変位センサー、振動センサー、加速度センサー、感音センサー、光センサー、筋電センサー、静電容量センサー、超音波センサー等、喉頭隆起の変位、動き、音、電流等を用いることも可能であり、この場合センサーの種類に応じて後述するデータ処理手段４６の圧電素子５１は省略可能である。

さらに図１に示す前記検出手段４について詳述すると、前記検出手段４は、喉頭隆起３の動きの方向に沿ってこの喉頭隆起３上に密着配置する中エアーパッドセンサー１１と、前記中エアーパッドセンサー１１の左側に配置した左エアーパッドセンサー１２と、前記中エアーパッドセンサー１１の右側に配置した右エアーパッドセンサー１３と、前記右エアーパッドセンサー１３の近傍位置に配置した前記音検出エアーパッドセンサー１６とを具備している。

前記中エアーパッドセンサー１１は、気密性を有する柔軟なゴム、樹脂、布等で作製された可撓性素材内に被検者Ｍの筋肉、骨等の動きを検出する検出手段４を構成する空気袋を内装した密閉空気式で、筋肉、骨等の動きを検出する空気袋を内装したものであり、また、左エアーパッドセンサー１２、右エアーパッドセンサー１３、前記音検出エアーパッドセンサー１６も同様に構成したものであり、これらを横配列の３連式とし、また、前記音検出エアーパッドセンサー１６のみを被検者の頸部側面に配置し、各可撓性素材からエアーチューブ１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１６ｂを外部に導出した構成からなるものである。
尚、音検出エアーパッドセンサー１６は頸部前面よりも頸部側面に配置した方が喉頭隆起の拳上によるノイズの影響を受けずに正確に検出が可能である。

図２は変形例の検出手段４Ａを示すものであり、この検出手段４Ａは、基本的構成は前記検出手段４の場合と同様であるが、検出器装着具５に対して被検者Ｍの喉頭隆起の移動方向（上下方向）に沿って２個構成、すなわち、既述した場合と同様な構成からなる中１エアーパッドセンサー１４、中２エアーパッドセンサー１５を喉頭隆起に密着するように配置したものである。尚、図２においては前記音検出エアーパッドセンサー１６の図示を省略する。

前記中１エアーパッドセンサー１４、中２エアーパッドセンサー１５からはエアーチューブ１４ｂ、エアーチューブ１５ｂを導出している。

また、前記検出器装着具５には、中１エアーパッドセンサー１４の下部に位置する配置で喉頭隆起位置確認穴５ａを設けている。

図３は、前記中エアーパッドセンサー１１、左エアーパッドセンサー１２，右エアーパッドセンサー１３、及び、喉頭隆起位置確認穴５ａの配置に対応する被検者Ｍの頸部内各筋を概略的に示すものである。

前記中エアーパッドセンサー１１は、被検者Ｍの喉頭隆起の動きを中心に検出する為に喉頭隆起の上部に対応する位置に、また、左エアーパッドセンサー１２，右エアーパッドセンサー１３はその左右に配置し、さらに、前記喉頭隆起位置確認穴５ａは、被検者Ｍの喉頭隆起の動きを確認するために配置している。

図４は、被検者Ｍの口腔部、頸部を縦断面状態とした場合における中エアーパッドセンサー１１（丸数字１で示す）、喉頭隆起位置確認穴５ａ（丸数字２で示す）の配置（喉頭隆起（咽仏）の領域）を示すものである。

図５（ａ）乃至（ｃ）は本実施例に係る嚥下能力検査装置１において、前記検出手段４の詳細構造を示すものである。

また、図６（ａ）乃至（ｄ）は本実施例に係る嚥下能力検査装置１において、前記検出手段４の首２への装着状態を示すものである。

前記検出手段４における検出器装着具５は、ベルト状に形成されるとともに、その中央部内壁面に対して、図５（ａ）に示すように、各々センサー用クッション材１０を介在させつつ検出器である中エアーパッドセンサー１１、左エアーパッドセンサー１２、右エアーパッドセンサー１３を横配列に取り付けるとともに、前記中エアーパッドセンサー１１の下部位置に被検者Ｍの喉頭隆起を目視又は指で確認するための喉頭隆起位置確認穴５ａを設けている。

さらに、前記検出器装着具５においては、前記各センサーと喉頭隆起位置確認穴５ａとの間の領域にこの検出器装着具５の長さ方向に切り込み部６を設けている。

そして、前記切り込み部６の下段側は被検者Ｍの前頸部に検出器装着具５を密着するための前頸固定部領域とし、上段側は被検者Ｍの喉頭隆起が前記検出器に接触可能なように配置された検出器固定部領域として機能させるように構成している。さらに、前記切り込み部６の図５（ａ）において右隅位置の下側には
前記音検出エアーパッドセンサー１６を配置している。
尚、前記音検出エアーパッドセンサー１６は左隅位置の下側に配置してもよい。

図５（ｂ）は、前記検出器装着具５に対して切り込み部６を一本設け、下段側の前頸固定部領域に下部クッション材７を接着などで固着した構成を示すものである。

また、図５（ｃ）は、前記検出器装着具５に対して上下配置に切り込み部６、６を二本設け、下側の切り込み部６の下段側の前頸固定部領域に下部クッション材７を接着等で固着するとともに、上側の切り込み部６の上部を占める検出器固定部領域に上部クッション材８を接着などで固着する例を示している。

このような構成により、従来被検者Ｍの喉頭隆起を検出器装着具で全体で固定してしまうと、喉頭隆起の動きを阻害することになり正確な口頭隆起の動きを検出できないという問題があったが、本実施例では前頸固定部領域と検出器固定部領域とを分けて構成することで、前頸固定部領域で検出器装着具５をしっかりと首２に固定し、検出器固定部領域で正確に被検者Ｍの自然な喉頭隆起の動き検出することが可能となる（切り込み部６の両端上方辺を固定端として検出器固定部領域が頸部径方向に動き易くなる）という利点がある。

さらに、前記検出器装着具５の両端部には、この検出器装着具５の所要部位が被検者Ｍの頸部と密着接触するように、一対の面ファスナー９を対向配置に設けている。

また、前記検出器固定部領域には、センサー用クッション材１０に載置された中エアーパッドセンサー１１、左エアーパッドセンサー１２、右エアーパッドセンサー１３が配置されており、これら中エアーパッドセンサー１１、左エアーパッドセンサー１２、右エアーパッドセンサー１３の上面の高さと、下部クッション材７の上面の高さとはほぼ同じ高さに設定している。

前記各エアーチューブ１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１６ｂは検出器装着具５の内側若しくは外側に沿ってデータ処理手段４６に接続されるように構成している。

尚、前記切り込み部６は一本に限定するものでなく二本以上であってもよい。図５（ｃ）に示すように二本の切り込み部６を必要とするか否かは被検者Ｍの体格の違いにより選択することが可能である。

例えば、子供や女性等の被検者Ｍのように喉頭隆起が拳上した場合に喉頭隆起と舌骨の間のスペースが確保できない場合は図５（ｂ）に示すような一本の切り込み部６を設けた構成が適している。

一方、成人男性等の被検者Ｍの場合には、比較的喉頭隆起と舌骨の間のスペースが確保されているので図５（ｃ）に示すような二本の切り込み部６を設けた構成が適している。

また、図５（ａ）乃至（ｃ）に示す検出器装着具５のように、前記中エアーパッドセンサー１１、左エアーパッドセンサー１２、右エアーパッドセンサー１３を横一列に配置することで、喉頭拳動の勢いに加え、喉頭隆起左右の筋肉の能力の測定が可能となる利点がある。

さらに、既述した図２に示す変形例の検出手段４Ａのように、中１エアーパッドセンサー１４、中２エアーパッドセンサー１５を喉頭隆起の移動方向に沿って配置することで、喉頭拳上の変位をより詳細に測定することが可能となる。

さらにまた、中１エアーパッドセンサー１４、中２エアーパッドセンサー１５を左右一対にして二組以上配置すれば、喉頭挙動の勢い、喉頭挙動の変位、喉頭隆起左右の筋肉の能力、喉頭蓋の開閉等、各種嚥下能力の測定を実現できる。

この他、図５（ｄ）乃至図５（ｆ）に示すように、一つの中エアーパッドセンサー１１、切り込み部６、喉頭隆起位置確認穴５ａを設けた別の変形例の検出手段を構成する検出器装着具５Ａのように、一つの中エアーパッドセンサー１１のみを設けた構成としても、一つの中エアーパッドセンサー１１及び喉頭隆起位置確認穴５ａによって喉頭隆起の挙動の確認ができるので、喉頭隆起の挙動ピークから次の挙動ピークまでの時間を抽出することで、食物の飲み込み速さ（勢い）を検出することが可能である。

前記検出器装着具５Ａの残余の構成は、前記前記検出器装着具５の場合と同様である。尚、図５（ｄ）においては前記音検出エアーパッドセンサー１６の図示を省略する。

図６（ａ）乃至（ｄ）は、本実施例に係る嚥下能力検査装置１において、前記検出器装着具５を被検者Ｍの首２へ装着した状態を示すものであり、このうち図６（ａ）、（ｂ）は、図５（ａ）に示す検出器装着具５で、図５（ｂ）に示すように下部クッション材７を付加したものを使用した例を示している。

また、図６（ｃ）、（ｄ）は、図５（ａ）に示す検出器装着具５で、図５（ｃ）に示すように下部クッション材７及び上部クッション材８を付加したものを使用した例を示している。

図６（ａ）に示すドクター等の指の部分は、喉頭隆起位置確認穴５ａを貫いて被検者の喉頭隆起３の位置に接触できるので、ドクター等は指の感触により喉頭隆起３の位置を確認でき、又は、喉頭隆起位置確認穴５ａの内方を外側から覗くことで目視によって確認ができ、これにより測定精度、再現精度を高めることができる。

すなわち、図６（ａ）のように前記喉頭隆起位置確認穴５ａを利用して目視又は指で平常時の喉頭隆起の位置を確認し、検出器装着具５を首に巻きつけて面ファスナー９で固定する。同時に、下部クッション材７で前頸部が密着固定されるとともに、センサー用クッション材１０に載置された中エアーパッドセンサー１１は喉頭隆起３の挙動を検出することができる。

被検者Ｍの喉頭隆起３の挙動があると、図６（ｂ）に示すように中エアーパッドセンサー１１と喉頭隆起３とが接触し、嚥下の開始から終了までの挙動を前記中エアーパッドセンサー１１で測定することができる。また、その時の挙動ピークを捉えることが可能となる。

この時、切り込み部６によって検出器固定部領域が喉頭隆起の動きを阻害することなくフリーになるので、正確に被検者Ｍの自然な喉頭隆起の動き検出することが可能となる。

図６（ｃ）、（ｄ）は、下部クッション材７に加えて上部クッション材８を備える検出器装着具５を使用する場合を示すものであり、このような検出器装着具５を使用する場合においても、図６（ａ）、（ｂ）に示す場合と同様な使用態様によって、上述した場合と同様な作用、効果を発揮させることができる。

図７は、本実施例係る嚥下能力検査装置１の全体構成を、図８は嚥下能力検査装置１におけるデータ処理手段４６の詳細構成を示すものである。
前記嚥下能力検査装置１は、被検者Ｍの首２の周りに装着される前記検出手段４と、前記検出手段４からの検出信号を基に、被検者Ｍの嚥下能力を検査するためのコンピュータ装置４１とを有している。

前記コンピュータ装置４１は、図７に示すように、前記嚥下能力検査装置１の動作制御、データ処理、画像処理を行うためのプログラムを格納したプログラムメモリ４２と、嚥下能力検査装置１全体の制御を行う制御部４３と、各種データを記憶する主記憶部４４と、閾値電圧設定、計測時間設定等のための文字、数字等を入力するためのキーボード４５と、前記中エアーパッドセンサー１１、左エアーパッドセンサー１２、右エアーパッドセンサー１３、音検出エアーパッドセンサー１６を含む検出手段４からの検出信号をデータ処理し、前記検出信号に対応する波形データを出力するデータ処理手段４６と、前記波形データに対応する波形情報等を視認可能に出力する液晶ディスプレイ等の表示手段４７と、を有している。

次に、前記データ処理手段４６について、図８を参照して詳述する。
尚、本実施例においては、前記検出手段４における、前記中エアーパッドセンサー１１、左エアーパッドセンサー１２、右エアーパッドセンサー１３及び音検出エアーパッドセンサー１６からの各検出信号を処理する４系統構成として以下の説明を行う。

前記データ処理手段４６は、図８に示すように、前記中エアーパッドセンサー１１、左エアーパッドセンサー１２、右エアーパッドセンサー１３及び音検出エアーパッドセンサー１６から各エアーチューブ１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１６ｂを経て伝送される検出信号（空気変動信号）を圧電変換により電気信号に変換する３個の圧電素子５１と、各圧電素子５１からの電気信号を増幅する３個の増幅器５２と、この増幅器５２により増幅された前記各検出信号に対応する電気信号に対するフィルター処理を行い、例えば、４．４ｋＨｚ以上の信号をカットして、前記検出信号に対応する筋肉、舌骨、喉頭隆起３の動きを示す波形データとする３個の低域通過フィルター５３と、前記波形データを取り込みデジタル波形データに変換する３個のＡ／Ｄ変換器５４と、３個のＡ／Ｄ変換器５４により変換された各デジタル波形データに対する詳細は後述する平滑化処理を行い、極低周波信号データを出力する３個の平滑化処理手段５５と、３個の嚥下運動測定処理部５６からなる嚥下運動測定処理手段５７と、前記嚥下運動測定処理手段５７の処理結果を記憶するデータ記憶手段５８と、前記データ記憶手段５８により記憶した各種データを処理して表示手段４７に送る出力処理部５９とを有している。
さらに、前記データ処理手段４６は、前記音検出エアーパッドセンサー１６からの検出信号を圧電変換により電気信号に変換する１個の圧電素子５１と、この圧電素子５１からの電気信号を増幅する１個の増幅器５２と、前記増幅器５２の出力信号のうち、可聴音周波数の領域の出力信号を通過させる可聴音通過フィルター６３と、可聴音通過フィルター６３からの出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器５４と、を有し、前記Ａ／Ｄ変換器５４の出力信号を被検者Ｍの嚥下音情報として前記データ記憶手段５８に記憶するように構成している。
このような音検出エアーパッドセンサー１６から表示手段４７に至る構成により、被検者Ｍの喉頭周辺の動きの測定と関連付けて嚥下関連音を収集して記録することができ、誤嚥性肺炎が進むと声等が嗄声化すると言われていることから、嚥下関連音を喉頭周辺の動きと関連付けて記録し、波形データとして表示することが可能となり、嚥下能力検査をより効果的に行うことができる嚥下能力検査装置を提供することが可能となる。
尚、前記中エアーパッドセンサー１１、左エアーパッドセンサー１２、右エアーパッドセンサー１３、前記音検出エアーパッドセンサー１６に関して、空気袋の振動を検出構成の場合には、前記圧電素子５１に替えて例えばコンデンサマイクのような振動・電気変換素子を使用してもよい。
また、喉頭周辺の動きの測定と関連付けて記録された嚥下関連音は、波形データとして表示する表示手段に替えて、スピーカ等から発音する手段であってもよい。

前記嚥下運動測定処理手段５７の嚥下運動測定処理部５６は、図９に示すように、前記閾値信号と測定時間信号とを基に、平滑化処理後の波形データを基に被検者Ｍの所定の測定時間内の嚥下回数を測定し出力する嚥下回数測定部６１と、平滑化処理後の波形データを出力する波形データ伝送部６２とを具備している。

図１０は、被検者Ｍにおける唾液、水や食塊（以下「食塊Ｓ」という）の嚥下時における口腔期、喉頭期、食道期の説明図であり、図１０左欄に示す口腔期においては、食べ物は噛み砕かれて唾液と混ぜ合わせて食塊Ｓ（飲み込みやすい塊）となり、口からのど（咽頭）へと送り込まれる。

次に、図１０中欄に示す喉頭期においては、舌尖が持ち上がり食塊Ｓが咽頭に達すると、舌骨が持ち上げられ同時に喉頭も上前方に持ち上げられ喉頭蓋が下がり気管の入口を塞ぐ。

さらに、図１０右欄に示す食道期においては、食塊Ｓが咽頭から送られてくると食道入口部が一過性に開大して蠕動運動が誘発され、食塊Ｓを食道下方に送り込む。被検者Ｍの上述した一連の嚥下動作に伴い喉頭隆起３は変位することになる。

次に、図１１、図１２を参照して本実施例に係る嚥下能力検査装置１における前記平滑化処理手段５５による検出信号の平滑化処理、及び、前記嚥下運動測定処理部５６の測定処理について説明する。

前記平滑化処理手段５５は、図１１上覧に示す例えば前記中エアーパッドセンサー１１からの検出信号（中エアーパッドセンサー１１の空気袋の空気圧の変化を圧電素子５１を用いて電気信号に変換された出力電圧の波形データ）を詳細は後述するような平滑化処理を行い、図１１下覧に示す低周波の波形データに変換する。

尚、図１１において横軸は測定時間を、縦軸は波形データの電圧を示す。

また、前記嚥下運動測定処理手段５７の嚥下回数測定部６１は、前記キーボード４５の操作により設定される閾値電圧、測定時間に応じて被検者Ｍの当該測定時間内の嚥下回数を測定する。

前記閾値電圧は、測定者が被検者Ｍの喉頭隆起３の挙動を確認し、嚥下とみなされる事実を確認したレベルに任意に設定することができる。また、予め多くの被検者Ｍの検査から得られたデータを基に工場出荷時に固定設定することも可能である。

図１１上覧に示す平滑化処理を行う前の波形データでは、例えば前記中エアーパッドセンサー１１の検出信号の変化状況を示すもの形であるが、詳しくは圧電素子５１の出力データを増幅器５２で増幅し、低域通過フィルター（２０Ｈｚ以上を通過するフィルター）５３を通しＡ／Ｄ変換器５４で変換したデジタルデータを基に生成される波形データである。

図１１下覧に示す平滑化処理後の波形データは、処理前の波形データに対して平滑化処理によるデータ処理を行って極低周波信号を抽出し、被検者Ｍの嚥下にかかる喉頭隆起３（又はその周辺）の動きを視認可能な波形データとして生成したものである。

図１１上覧に示す波形データでは、閾値設定のための閾値電圧を設けた場合、特徴点が４ヵ所（同図に黒丸部分）抽出されるが、最初および最初から二つ目の特徴点は、喉頭隆起３の挙動はあるものの、実際には嚥下が行なわれておらず、正確な嚥下能力を検出できていない。

一方、図１１下覧に示す波形データでは、平滑化処理による極低周波信号を抽出した波形データであり、閾値設定のための閾値電圧を設定することで嚥下が実際に行なわれた最後及び最後から２番目の２カ所のみを特徴点を抽出することができる。
すなわち、このように極低周波信号を抽出した波形データと前記閾値電圧によって、被検者Ｍの実際の嚥下回数を前記嚥下回数測定部６１により自動的にかつ正確に測定し、表示手段による表示に供することが可能となり、被検者Ｍの正確な嚥下能力測定を実現できる。

さらに前記測定時間を予め設定しておくことで、その設定時間内での特徴点の数をデータ処理手段５８で自動計測することが可能になり、嚥下回数の自動計測が可能となる。

尚、図１１では被検者Ｍの食事開始から６秒後乃至２６秒後までの波形データを示している。

次に前記平滑化処理について図１２を参照して概説する。

図１２上欄において横軸は時間、縦軸は前記圧電素子５１の出力値に対応する数値をｆ（ｘ）として実線で示している。また、図１２下欄において横軸は時間、縦軸は平滑化処理後の波形データの数値をｇ（ｘ）として点線で示している。

前記平滑化処理は５点平滑化処理であり、経過する時間ごとの５つの出力値を、平均値に置き換えていくものである。

例えば図１２下欄の最初から３番目の数値１９は、図１２上欄の最初から５番目までの数値に着目してこれらの和（１２＋１５＋３８＋１４＋１７）を求め、これを５で割ってその平均値１９を採用するものである。

尚、図１２下欄の最初から１番目及び２番目の数値１２、１５は、図１２上欄の最初から１番目及び２番目の数値１２、１５をそのまま採用するものである。

このような演算処理を５点ずつ、かつ、一点ずつずれながら連続していく数値に対して次々と繰り返すことで図１２下欄に点線で示す波形データを取得するものである。

上述した５点平滑化処理の一般式は、下記数１で表すことができる。

本発明の嚥下能力検査装置は、反復唾液嚥下能力テスト（３０秒間に嚥下回数が何回できたか：高齢者の正常下限は３回）、改訂水飲みテスト（冷水３ｍｌを口腔底に注ぎ、嚥下を命じるテスト）、食物テスト（茶さじ１杯のプリンを舌背前部に置き、食させるテスト）、舌骨の動き、喉頭隆起（咽仏）の動き、喉頭蓋の閉鎖や開放音、頸部筋肉の動き、食物の咀嚼運動の変化、噛み癖（片噛み）の判定、発生音の変化、嚥下改善リハビリ効果の判定、パーキンソン病等の各種疾病の判定等を行うための検査装置として広範に活用できる。

１ 嚥下能力検査装置
２ 首
３ 喉頭隆起
４ 検出手段
４Ａ 検出手段
５ 検出器装着具
５Ａ 検出器装着具
５ａ 喉頭隆起位置確認穴
６ 切り込み部
７ 下部クッション材
８ 上部クッション材
９ 面ファスナー
１０ センサー用クッション材
１１ 中エアーパッドセンサー
１１ｂ エアーチューブ
１２ 左エアーパッドセンサー
１２ｂ エアーチューブ
１３ 右エアーパッドセンサー
１３ｂ エアーチューブ
１４ 中１エアーパッドセンサー
１４ｂ エアーチューブ
１５ 中２エアーパッドセンサー
１５ｂ エアーチューブ
１６ 音検出エアーパッドセンサー
１６ｂ エアーチューブ
４１ コンピュータ装置
４２ プログラムメモリ
４３ 制御部
４４ 主記憶部
４５ キーボード
４６ データ処理手段
４７ 表示手段
５１ 圧電素子
５２ 増幅器
５３ 低域通過フィルター
５４ Ａ／Ｄ変換器
５５ 平滑化処理手段
５６ 嚥下運動測定処理部
５７ 嚥下運動測定処理手段
５８ データ記憶手段
５９ 出力処理部
６１ 嚥下回数測定部
６２ 波形データ伝送部
６３ 可聴音通過フィルター
Ｍ 被検者
Ｓ 食塊

Claims (11)

1. 被検者の喉頭周辺領域に配置する少なくとも一つ以上の検出器を有し、前記検出器により、喉頭周辺領域の動きの経時的変化に応じた一つ以上の検出信号を出力する検出手段と、
   時系列に連なる前記検出信号の変化状況を平滑化処理によるデータ処理を行って、極低周波信号を抽出するデータ平滑化処理手段と、
   前記極低周波信号を基に嚥下にかかる喉頭周辺の動きを測定する嚥下運動測定処理手段と、
   前記嚥下運動測定処理手段の処理結果を記憶する記憶手段と、
   前記嚥下運動測定処理手段の処理結果を視認可能な波形データとして出力する表示手段と、
   を有する構成であって、前記極低周波信号の極低周波とは前記嚥下運動測定処理手段にて測定する嚥下運動をできるだけ早く行ったとしても２秒間に１回の周波数範囲であり、また、前記検出器を、被検者の前頸部に一つ以上配置する検出器装着具を備え、前記検出器装着具には、前記検出器装着具の長さ方向の切り込み部と、前記検出器装着具を前頸部に固定するための前頸固定部領域と、被検者の喉頭隆起が前記検出器と接触可能なように配置された検出器固定部領域と、を有し、
   前記切り込み部の下段側は被検者の前頸部に検出器装着具を密着するための前記前頸固定部領域とし、上段側は被検者の喉頭隆起が前記検出器に接触可能なように配置された前記検出器固定部領域として機能させるように構成したことを特徴とする嚥下能力検査装置。
2. 前記検出器は、空気袋を使用し、被検者の喉頭周辺領域の動きを空気袋の空気圧の変化又は空気振動の変化として出力する検出器であることを特徴とする請求項1記載の嚥下能力検査装置。
3. 前記検出器を、被検者の前頸部に一つ以上配置する検出器装着具を備え、前記検出器装着具は被検者の喉頭隆起相当部に喉頭隆起位置確認穴を備えることを特徴とする請求項1又は２のいずれかに記載の嚥下能力検査装置。
4. 前記喉頭周辺領域に配置した検出器は、喉頭隆起の移動方向に沿って一つ以上配置したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の嚥下能力検査装置。
5. 前記喉頭周辺領域に配置した検出器は、喉頭隆起の移動方向に沿って一つ以上配置し、かつ、喉頭隆起の移動方向を中心として左右一対にして一組以上配置したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の嚥下能力検査装置。
6. 前記検出器は、喉頭隆起及び喉頭周辺領域の動きを空気圧の変化又は空気振動の変化として検出する空気袋を内装した３個構成のエアーパッドセンサーであって、喉頭隆起に沿って配置する中エアーパッドセンサー部と、喉頭隆起の右側に配置する右エアーパッドセンサーと、喉頭隆起の左側に配置する左エアーパッドセンサーと、を有することを特徴とする請求項１乃至３又は５のいずれかに記載の嚥下能力検査装置。
7. 前記検出器は、さらに被検者の頸部側面に配置した被検者の嚥下音を検出する音検出エアーパットセンサーを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の嚥下能力検査装置。
8. 前記嚥下運動測定処理手段は、前記データ平滑化処理手段からの極低周波信号に任意な閾値による閾値処理を行い、前記閾値を超えた領域を特徴点とし抽出可能にしたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の嚥下能力検査装置。
9. 前記嚥下運動測定処理手段は、予め設定された時間において抽出した前記特徴点を嚥下回数として測定する嚥下回数測定部を具備することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の嚥下能力検査装置。
10. 前記嚥下運動測定処理手段は、前記喉頭隆起の移動方向に沿って配置した検出器により検出された検出信号が前記閾値を超えた時点を検査基準点とし、当該検査基準点を基準として前記左右一対の検出手段の検出信号の遅延状況から喉頭隆起の左右の筋肉機能の麻痺状況を検査可能としたことを特徴とする請求項８に記載の嚥下能力検査装置。
11. 前記嚥下運動測定処理手段は、前記左右の一対の検出器の検出信号を比較して、喉頭隆起の左右の各筋肉機能の能力を検査可能としたことを特徴とする請求項８記載の嚥下能力検査装置。

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