CN118338843A - 生物体检查装置、生物体信息分析方法以及计算机程序 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种生物体检查装置、生物体信息分析方法及计算机程序,通过非侵袭性的检查,作为吞咽动态而能够一眼掌握伴随吞咽声音的甲状软骨及舌骨的上下前后的二维的动作,并且能够一眼掌握吞咽时的甲状软骨移动路径中的吞咽声音波峰位置。在本发明的生物体检查装置的一实施方式中,从使将吞咽动作模型化的模型函数与基于由喉头部位移检测部检测出的检测数据的距离信息拟合后的拟合结果中,提取伴随甲状软骨的上下移动的上下移动成分和伴随甲状软骨的前后移动的前后移动成分,并基于这些提取的上下移动成分及前后移动成分,生成表示甲状软骨的上下方向及前后方向的行动轨迹的二维轨迹数据(901)。此外,基于来自吞咽声音检测部的检测数据,生成识别显示数据,所述识别显示数据能够在轨迹数据(901)上判别在吞咽时的甲状软骨的上下前后的一连串的移动路径中,在伴随甲状软骨的抬起及向前方的移动的移动路径的去路和伴随甲状软骨向后方的移动及下降的移动路径的回路的哪一个中存在吞咽声音的波峰。
Description
技术领域
本发明涉及用于进行与生物体的吞咽相关的检查的生物体检查装置、用于分析伴随生物体的吞咽而得到的生物体信息的生物体信息分析方法以及计算机程序。
背景技术
作为主要的死因之一,已知有肺炎。其中,表示与吞咽(swallow)有关的障碍的吞咽障碍(dysphagia)所诱发的误咽性肺炎约占6成以上。
吞咽障碍的主要原因疾病是脑卒中,已知其急性期患者的8成产生吞咽障碍。此外,还已知即使没有脑卒中那样的明显的原因疾病,随着年龄上升,具有吞咽障碍的比例也增加,在高龄化社会中,预计今后误咽性肺炎及吞咽障碍会增加。
因此,一直以来,尝试用于诊断吞咽故障的各种检查。例如,作为能够正确地评价以及掌握吞咽故障的方法,通常已知吞咽造影(Videofluoroscopic Examination ofSwallowing:VF)。在该VF中,使用含有硫酸钡等造影剂的食物块和X射线透视装置,监视被检者吞咽时的食物块的活动、舌骨和喉头部的行动。在该情况下,吞咽运动是一系列的快速运动,因此一般记录在视频中并进行评价。但是,由于VF是潜在地具有误咽或窒息等的可能性的检查,此外,由于需要作为大型装置的X射线透视装置,所以还伴随着被辐射和时间的制约、高成本等问题。此外,还已知使用内窥镜评价吞咽故障的吞咽内窥镜检查(Videoendoscopic Examination of Swallowing:VE),但伴随与VF同样的问题。这样,VF、VE那样的临床检查直接观察喉咙的活动,因此能够准确地进行诊断,但侵入性高,另外,需要预定的设备,因此在任何地方都不能简单地进行。
与此相对,作为吞咽障碍的简便的检查法,也已知有触诊(反复唾液吞咽测试(RSST:Repetitive Saliva Swallowing Test))、听诊(颈部听诊法)、观察(饮水测试以及食品测试)、或者基于询问纸的主观评价等筛选检查,虽然能够作为日常的检查来实施,但存在难以进行定量的评价,缺乏再现性以及客观性的问题。
鉴于以上那样的问题,近年来,提出了几个共享、记录吞咽状态的方法。例如,专利文献1公开了在颈部佩戴麦克风,将相当于听诊的声音数据作为数字数据保存,通过波形解析检测吞咽的装置。此外,专利文献2公开了一种生物体检查装置,除了麦克风之外还在颈部佩戴磁线圈,除了声音数据之外还将相当于触诊的吞咽时的甲状软骨的动作数据保存为数字数据,进行与生物体的吞咽相关的检查及其结果显示。具体而言,该生物体检查装置通过以夹着甲状软骨的方式配设发送线圈和接收线圈,测量伴随吞咽时的舌骨的上下前后的二维行动而产生的甲状软骨的左右方向的位移,来作为线圈间的距离信息。根据这样的检查方式,能够同时非侵袭地取得与触诊以及听诊相当的距离信息以及声音信息,由此,能够组合距离信息和声音信息来评价吞咽动作。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-017694号公报
专利文献2:日本特开2009-213592号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,在上述的专利文献2的生物体检查装置中,距离信息和声音信息作为时间序列波形独立地显示。因此,在吞咽状态的评价中,关于时间上的变化的定时等,通过比较两种波形、即基于距离信息的动作波形和基于声音信息的吞咽声音波形来进行评价。然而,特别是基于距离信息的动作波形是经由甲状软骨间接地观测舌骨的行动的结果,将甲状软骨的上下前后的二维的动作间接地当作左右的一维的动作,因此难以根据时间序列波形来解释实际的吞咽动态,检查者只能根据声音信息及距离信息的波形变化来推测综合的吞咽行动。在这样的基于2个独立的时间序列波形的显示的评价方式中,存在难以一眼掌握吞咽行动具体如何的问题。
此外,在正确地掌握吞咽行动时,在吞咽时的甲状软骨的上下前后的一系列的移动路径中,辨别在伴随着甲状软骨的抬起及向前方的移动的移动路径的去路(吞入食物块或唾液等而通过食道时的路径)、及伴随着甲状软骨向后方的移动及下降的移动路径的回路(食物块或唾液等完全通过食道而向胃送入时的路径)的哪个中存在吞咽声音的波峰也很重要,但在包含专利文献1及专利文献2的现有技术中,不能容易地掌握这样的吞咽时的甲状软骨移动路径中的吞咽声音波峰位置。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,提供一种生物体检查装置、生物体信息分析方法及计算机程序,通过非侵袭性的检查,作为吞咽动态一目了然地掌握伴随吞咽声音的甲状软骨及舌骨的上下前后的二维的动作,并且一目了然地掌握吞咽时的甲状软骨移动路径中的吞咽声音波峰位置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题,本发明的生物体检查装置具备:喉头部位移检测部,其检测伴随吞咽时的甲状软骨的上下方向及前后方向的行动而产生的被检者的喉头部的2个位置间的距离的变化;吞咽声音检测部,其检测被检者吞咽时的吞咽声音;以及处理部,其对来自所述喉头部位移检测部和所述吞咽声音检测部的检测数据进行处理,所述处理部进行如下处理:从使将吞咽动作模型化的模型函数与基于由所述喉头部位移检测部检测出的所述检测数据的距离信息拟合的拟合结果中,提取伴随甲状软骨的上下移动的上下移动成分和伴随甲状软骨的前后移动的前后移动成分,并基于这些提取出的上下移动成分和前后移动成分,生成以1个轨迹图表同时表示甲状软骨的上下方向及前后方向的行动的二维或三维的轨迹数据;以及基于来自所述吞咽声音检测部的检测数据,以在所述轨迹图表上能够判别在吞咽时的甲状软骨的上下前后的一连串的移动路径中,在伴随甲状软骨的抬起及向前方的移动的移动路径的去路和伴随甲状软骨向后方的移动及下降的移动路径的回路的哪一个中存在吞咽声音的波峰的识别显示数据。
本发明的发明人关于基于上述检测数据的距离信息,即在图11中作为一例表示的、表示随着吞咽时的甲状软骨的上下方向及前后方向的行动而产生的被检者的喉头部的2个位置间的距离的经时性的变化的W型的距离波形701(横轴表示时间,纵轴表示上述2个位置间的距离),认识到起因于甲状软骨的锤状形状,甲状软骨及舌骨的二维动作(前后动作及上下动作)被埋入到一维(左右)空间中,将距离波形701中的成分的捕捉方式改成与以往不同的独自的捕捉方式,由此,发现了能够将伴随吞咽声音的甲状软骨及舌骨的上下前后的二维的动作作为吞咽动态而一目了然地掌握的以往没有的划时代的信息提示形态。具体而言,在距离波形701中,在甲状软骨的从上升向下降的一系列的行动中,产生向下凸的波形成分,另一方面,在甲状软骨的从前进向后退的一系列的行动中,产生向上凸的波形成分,但本发明的发明人认为与如图11的(a)所示那样将W型的该距离波形701理解为向下凸的波形710a、向上凸的波形720以及向下凸的波形710b的组合的以往不同,如图11的(b)所示那样将W型的该距离波形701理解为平缓的向下凸的波形710,捕捉与尖锐的上凸的波形720的重合,得到使将吞咽动作模型化的模型函数与距离波形701拟合的拟合结果,并且从该拟合结果,提取伴随着与上凸的波形720对应的甲状软骨的前后移动的前后移动成分和伴随着与向下凸的波形710对应的甲状软骨的上下移动的上下移动成分,基于这些提取的上下移动成分及前后移动成分,生成表示甲状软骨的上下方向及前后方向的动作轨迹的二维轨迹数据。
根据本发明的上述结构,使将吞咽动作模型化的模型函数与基于由喉头部位移检测部检测出的检测数据的距离信息拟合而得到拟合结果,因此,能够以非侵入的方式二维地再现甲状软骨(舌骨)的动作(吞咽动作的建模),并且,从拟合结果中提取与吞咽时的甲状软骨的全部动作方向相关联的行动成分、即与上下方向及前后方向的运动分别对应的2个前后移动成分及上下移动成分,基于这2个成分生成将甲状软骨的上下方向及前后方向的行动同时用1个轨迹图表表示的二维或三维的轨迹数据,因此如上述的专利文献2那样,无需综合的吞咽行动的推测,也能够将甲状软骨(舌骨)的上下前后的动作作为二维或三维的吞咽动态而一目了然地掌握(一目了然地掌握吞咽行动具体如何)。即,根据本发明,通过吞咽动作的建模及成分分解,能够将由2个物理信息(甲状软骨的上下移动信息及前后移动信息)构成的吞咽动态综合为1个轨迹图表而进行可视化,能够二维或三维地一眼掌握甲状软骨(舌骨)的上下前后的动作。其结果,不需要熟练就能够容易地进行吞咽故障的评价。
在该情况下,优选将二维轨迹数据生成为由相互正交的2个坐标轴规定的坐标平面上所示的坐标数据,一方的坐标轴与前后移动成分的轨迹数据值对应,另一方的坐标轴与上下移动成分的轨迹数据值对应。此外,优选的是,三维的轨迹数据生成为由相互正交的3个坐标轴规定的坐标空间内所示的坐标数据,3个坐标轴包括与前后移动成分的轨迹数据值对应的坐标轴、与上下移动成分的轨迹数据值对应的坐标轴、表示吞咽动作时间的坐标轴。实际上,本发明的发明人确认了基于这样的轨迹数据值的显示方式与基于吞咽造影检查(VF)的舌骨运动等的吞咽动态解析中的舌骨的运动轨迹大致对应。
此外,在以上的基础上,在本发明的上述结构中,在吞咽时的甲状软骨的上下前后的一系列的移动路径中,能够通过识别显示在轨迹图表上判别在伴随着甲状软骨的抬起及向前方的移动的移动路径的去路、及伴随着甲状软骨向后方的移动及下降的移动路径的回路的哪一个中存在吞咽声音的波峰。因此,能够一眼掌握吞咽时的甲状软骨移动路径中的吞咽声音波峰位置,能够进行吞咽行动的正确的评价。另外,这样的识别显示特别是在基于二维的轨迹数据的二维的轨迹图表显示(二维的静止图像)中,在吞咽声音的波峰位置是接近坐标原点的位置的情况等,在图表上描绘的数据的点彼此重合而难以掌握在甲状软骨移动路径的去路及回路的哪一个中存在吞咽声音的波峰的情况下是有益的。另外,在基于二维的轨迹数据的二维的轨迹图表显示中,有时难以直观地判断该轨迹在哪个方向上进展,因此处理部优选生成用于将表示轨迹图表的转移方向(进展方向)的参照信息与轨迹图表一起显示的参照显示数据。作为这样的参照显示数据,能够举出用于显示表示轨迹图表的转移方向的图标的数据、或者用于以动态图像(动画)显示轨迹图表的进展的数据等。
此外,在上述结构中,“识别显示”包括通过颜色、大小、箭头等标记或文字等将表示吞咽声音波峰位置的标绘(标记)与其他数据值的标绘进行区别的显示、或者在将轨迹图表在去路及回路进行了分色的状态下在轨迹图表上用点表示吞咽声音的波峰位置的显示等,总之,只要是能够一眼掌握在甲状软骨移动路径的去路及回路中的哪一个存在吞咽声音的波峰的显示方式,则可以是任意的显示方式。此外,喉头部位移检测部只要能够检测伴随吞咽时的甲状软骨的上下方向及前后方向的行动而产生的被检者的喉头部的2个位置间的距离的变化,则采用怎样的检测方式都可以。例如,喉头部位移检测部可以由以从两侧夹着甲状软骨的方式配置并收发高频信号的发送线圈及接收线圈构成,或者,也可以通过用立体相机等三维地拍摄喉头部(甲状软骨)并解析其图像数据来检测上述距离的变化。
此外,在上述结构中,处理部也可以基于上下移动成分及前后移动成分,生成分别表示甲状软骨的上下方向及前后方向的各自的经时的行动轨迹的二维轨迹数据。由此,也可以单独地掌握甲状软骨的上下移动及前后移动的轨迹,也可以有助于吞咽动作的精细分析。
此外,在上述结构中,处理部也可以基于由吞咽声音检测部检测出的检测数据,生成表示吞咽声音的振幅的经时变化的吞咽声音波形,并且生成用于将吞咽声音波形与轨迹图表在时间上建立对应并根据吞咽声音的振幅的大小对轨迹图表上的各轨迹数据值的描绘进行识别显示的识别显示数据。
由此,能够基于从喉头部位移检测部及吞咽声音检测部得到的2个物理信息(距离信息及声音信息),将喉头部的行动和吞咽声音的变化综合为1个轨迹图表而可视化,因此,非侵袭性地一目了然吞咽动作和吞咽声音的定时等吞咽动态。此外,除此之外,轨迹图表上的各轨迹数据值的标绘根据吞咽声音的振幅的大小而被识别显示,因此视觉上一目了然在哪个定时发出了吞咽声音,能够一目了然地判别放入到口中的物质在哪个定时从食道向胃送入。
此外,在上述结构中,“识别显示”是指,根据吞咽声音的振幅的大小对各轨迹数据值的标绘进行分色显示、根据吞咽声音的振幅的大小改变各轨迹数据值的标绘(标记)的大小或形状等,只要是能够识别吞咽声音的振幅不同的轨迹数据值彼此的显示方式,则可以是任意的显示方式。
此外,在上述结构中,处理部也可以生成用于将包含与拟合结果建立关联的预定的特征点、与吞咽声音波形建立关联的预定的特征点、以及描绘在轨迹图表上的轨迹数据值的产生时间的补充信息重叠显示在轨迹图表上的补充显示数据。由此,能够通过与喉头部的行动和吞咽声音的变化相关联的补充信息来补充轨迹图表显示,能够增加从轨迹图表读取的信息量。因此,能够更准确且迅速地进行吞咽故障的评价。此外,作为“特征点”,包括拟合结果(例如,拟合后的动作波形)以及吞咽声音波形或者与其关联的波形的上限峰值以及下限峰值,也能够举出波形中的奇异点、拐点等。
此外,在上述结构中,处理部也可以生成参照显示数据,该参照显示数据用于将包含根据轨迹图表计算的预定的特征量的参照信息与轨迹图表一起显示。由此,能够将仅根据轨迹图表难以掌握的信息与轨迹图表一起附加显示,能够提高轨迹图表的理解度,并且能够有助于正确且迅速的吞咽障碍评价。另外,作为“特征量”,例如能够举出甲状软骨的前后方向的位移的最大量、上下方向的位移的最大量、上述动作波形和上述吞咽声音波形分别取最大值的时间的时间差、上述时间差相对于甲状软骨的前后方向的位移的方差值的比例等。
另外,本发明还提供具有上述特征的生物体信息分析方法以及计算机程序。根据这样的生物体信息分析方法以及计算机程序,能够得到与上述的生物体检查装置同样的作用效果。
发明效果
根据本发明,从使将吞咽动作模型化的模型函数与基于由喉头部位移检测部检测出的检测数据的距离信息拟合的拟合结果中,提取伴随着甲状软骨的上下移动的上下移动成分和伴随着甲状软骨的前后移动的前后移动成分,基于这些提取的上下移动成分及前后移动成分,生成表示甲状软骨的上下方向及前后方向的行动轨迹的二维轨迹数据,所以通过非侵袭性的检查,能够将伴随着吞咽声音的甲状软骨及舌骨的上下前后的二维动作作为吞咽动态一目了然地掌握。此外,在吞咽时的甲状软骨的上下前后的一系列的移动路径中,通过识别显示在轨迹图表上能够判别在伴随着甲状软骨的抬起及向前方的移动的移动路径的去路、及伴随着甲状软骨向后方的移动及下降的移动路径的回路的哪个中存在吞咽声音的波峰,所以能够一眼掌握吞咽时的甲状软骨移动路径中的吞咽声音波峰位置,能够进行吞咽行动的正确的评价。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的生物体检查装置的功能框图。
图2是保持图1的生物体检查装置的喉头部位移检测部的可挠性保持件的概略立体图。
图3是图1的生物体检查装置的计算机的功能框图。
图4是表示图3的计算机的处理部的动作解析部的处理流程的流程图。
图5是表示图3的计算机的处理部的声音解析部的处理流程的流程图。
图6是表示图3的计算机的处理部的分析部的处理流程的流程图。
图7是基于由图1的生物体检查装置的喉头部位移检测部检测出的典型的距离信息的距离波形图。
图8的(a)是基于由图1的生物体检查装置的喉头部位移检测部检测出的检测数据的距离信息以及根据该距离信息得到的拟合后的动作波形(拟合波形),(b)是单独地表示甲状软骨的上下方向以及前后方向的各自的经时动作轨迹的成分波形。
图9是包含基于由图1的生物体检查装置的吞咽声音检测部检测出的典型的声音信息的包络线的吞咽声音波形图。
图10是表示基于由图1的生物体检查装置的处理部得到的二维轨迹数据而显示的轨迹图表的一例。
图11的(a)是表示距离波形中的成分的以往的捕捉方法的波形图,(b)是表示距离波形中的成分的本发明的捕捉方法的波形图。
图12是表示能够在轨迹图表上判别在甲状软骨移动路径的去路及回路的哪一个中有吞咽声音的波峰的识别显示的一例的概略图。
图13是表示能够在轨迹图表上判别在甲状软骨移动路径的去路及回路的哪一个中有吞咽声音的波峰的识别显示的另一例的概略图。
图14示出表示轨迹图表的转移方向的参照信息的另一例子。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的一实施方式进行说明。在本实施方式中,通过提供以下所示的技术,以高度的先进技术对医疗的发展和健康社会的实现做出贡献。通过本检测装置、分析方法的实现,有助于联合国提倡的可持续的开发目标(SDGs:SustainableDevelopment Goals)的“9.建造产业和技术革新的基础”。
图1是表示本发明的一实施方式的生物体检查装置100的结构例的功能框图。如图所示,生物体检查装置100具有:作为喉头部位移检测部的发送线圈102及接收线圈103,其检测伴随被检体(被检者)101的吞咽时的甲状软骨(俗称:喉结)的上下方向及前后方向的行动而产生的被检体101的喉头部(甲状软骨的周围的生物体部位)的2个位置间的距离的变化;作为吞咽声音检测部的麦克风106,其检测被检体101吞咽时的吞咽声音,这些线圈102、103及麦克风106与图2相关联地保持在后述的可挠性保持件113。
发送线圈102及接收线圈103以从两侧夹着甲状软骨的方式相互相对地配置,发送线圈102与发送机104连接,并且接收线圈103与接收机105连接。此外,麦克风106配置在被检体101的甲状软骨附近,与在吞咽时检测由麦克风106捕捉的吞咽声音的检测用电路107电连接,并且从检测用电路107接受电源供给等而进行动作。另外,麦克风106为了尽量不拾取吞咽声音以外的周围声音,例如优选是使用了压电元件的麦克风,但也可以是电容式麦克风等。
另外,生物体检查装置100还具有控制装置108、计算机109、显示装置110、外部存储装置111以及输入装置112。控制装置108控制发送机104、接收机105、检测用电路107、计算机109以及外部存储装置111的动作,控制电源供给、信号的收发定时等。另外,计算机109是具备CPU、存储器、内部存储装置等的信息处理装置,进行各种运算处理。计算机109进行的控制、运算通过CPU执行预定的程序来实现。但是,运算的一部分也能够通过ASIC(Application Specific Integrated Circuit:专用集成电路)、FPGA(Field ProgramableGate Array:现场可编程门阵列)等硬件来实现。此外,该计算机109与显示装置110、外部存储装置111以及输入装置112电连接。
另外,显示装置110是显示测量波形、计算机109的解析信息等的接口。显示装置110例如可以是液晶显示器、EL显示器、等离子显示器、CRT显示器或投影仪等,但不限于此。另外,显示装置110也可以搭载于平板终端、头戴式显示器、可穿戴设备等。此外,关于特定的功能,也可以通过LED、声音等进行报告。另外,外部存储装置111与上述内部存储装置一起保持计算机109执行的各种运算处理所使用的数据、通过运算处理得到的数据、经由输入装置112输入的条件、参数等。另外,输入装置112是用于操作员输入在本实施方式中实施的测量、运算处理所需的条件等的接口。
在这样的结构中,通过将发送机104生成的高频信号发送到发送线圈102,从发送线圈102照射高频磁场,伴随于此,由接收机105接收由接收线圈103接收的信号。另外,由接收机105接收到的信号作为线圈间电压的输出电压测量值被发送到计算机109。另一方面,由麦克风106捕捉的吞咽声音,由检测用电路107检测并变换为电压信号,从该检测用电路107作为输出电压测量值输入至计算机109。
在图2中示出了保持收发线圈102、103以及麦克风106的可挠性保持件113。该可挠性保持件113由各种树脂等任意的可挠性材料形成,如图所示,由利用其开放端佩戴在被检体101的颈部上的大致环状的颈部佩戴部件202和在该颈部佩戴部件202的内侧沿着大致相同的圆弧定位的一对圆弧状的传感器保持部件203a、203b构成,颈部佩戴部件202在其内侧以分别在两侧保持一对传感器保持部件203a、203b的一端的方式一体结合,并且传感器保持部件203a、203b的另一端之间开放而位于被检体101的喉头部附近。并且,在一对传感器保持部件203a、203b各自的另一端配置有传感器部204a、204b,这些传感器部204a、204b与被检体101的喉头部抵接,并且能够与不与被检体101的颈部接触地配置的各传感器保持部件203a、203b一起独立于颈部佩戴部件202地追随吞咽的运动(甲状软骨等的运动)。
在传感器部204a、204b的一方的内部以固定状态配设有发送线圈102,在另一方的内部以固定状态配设有接收线圈103,并且在传感器部204a、204b的任一个的内部以固定状态配设有麦克风106。特别是在本实施方式中,发送线圈102以及接收线圈103以配置成为容易相互对置(接近被检体101的颈部表面的铅垂方向)的朝向的方式安装在传感器部204a、204b,由此,能够进行信号对噪声(SN)比高的检测。因此,能够将麦克风106和发送线圈102或接收线圈103配置在大致正交的位置,能够减少从麦克风106产生的磁场噪声混入发送和/或接收线圈102、103。但是,关于发送线圈102以及接收线圈103的对应的位置、与麦克风正交的位置,并不限定于记载的配置,只要是能够实现SN比足够高的检测的位置即可。
另外,在形成颈部佩戴部件202的开放端的对置的末端部(位于被检体101的颈部的背侧的颈部佩戴部件202的部位),与被检体101的颈部抵接的按压部205a、205b形成为圆筒状或者球状等适于按压的形状。通过由这2个按压部205a、205b和设置在传感器保持部件203a、203b的另一端的上述2个传感器部204a、204b构成的4处按压点,能够与被检体101的颈部的大小无关地将可挠性保持件113容易地佩戴在颈部上。此外,从内置于传感器部204a、204b的收发线圈102、103以及麦克风106延伸的电气配线201a、201b分别与图1所示的发送机104、接收机105以及检测用电路107电连接。
图3表示计算机109的功能框图。如图所示,计算机109具备吞咽测量部410、处理部420、显示部430。吞咽测量部410使用与图1相关联地说明的发送线圈102、接收线圈103、发送机104、接收机105、麦克风106、检测用电路107、以及控制装置108来测量吞咽动作以及吞咽声音(喉头部位移检测步骤以及吞咽声音检测步骤)。此外,处理部420具有对距离信息进行解析的动作解析部421、对作为声音信息的吞咽声音进行解析的声音解析部422、以及将距离信息和吞咽声音组合而进行分析的分析部423,通过它们对由吞咽测量部410测量出的数据进行处理(处理步骤)。具体而言,处理部420如后述那样,将使吞咽动作模型化的模型函数(在本实施方式中,为后述的式(1))与基于由收发线圈102、103检测的检测数据的距离信息(在本实施方式中,与表示以将被检体101的甲状软骨夹在中间的方式配置的线圈102、103间的距离的经时变化的数据(后述的图7所示的距离波形701))拟合的拟合结果(本实施方式中为后述的图8的(a)所示的拟合后的波形1103),并且从该拟合结果提取伴随甲状软骨的前后移动的前后移动成分(在本实施方式中,后述的图8的(b)所示的前后移动成分波形1105或形成该波形的数据值)、伴随甲状软骨的上下移动的上下移动成分(在本实施方式中,后述的图8的(b)所示的上下移动成分波形1106或形成该波形的数据值),基于这些提取的上下移动成分及前后移动成分来生成表示甲状软骨的上下方向及前后方向的动作轨迹的二维轨迹数据(在本实施方式中,用于形成后述的图10所示的轨迹图表901的数据)以及三维轨迹数据(在本实施方式中,用于形成后述的图13所示的轨迹图表901A的数据)。此外,如后所述,处理部420基于来自麦克风106的检测数据,生成能够在轨迹图表901上判别在吞咽时的甲状软骨的上下前后的一系列的移动路径中,在伴随甲状软骨的抬起及向前方的移动的移动路径的去路、及伴随甲状软骨的向后方的移动及下降的移动路径的回路(参照图7)的哪个中存在吞咽声音的波峰的识别显示数据。而且,处理部420基于由麦克风106检测的检测数据,生成表示吞咽声音的振幅的经时变化的吞咽声音波形(在本实施方式中,后述的图9所示的吞咽声音波形801),并且生成用于将吞咽声音波形与轨迹图表在时间上建立对应并根据吞咽声音的振幅的大小对轨迹图表上的各轨迹数据值的描绘进行识别显示的识别显示数据。此外,显示部430将由吞咽测量部410及处理部420测量及处理后的信息(数据)显示在显示装置110(显示步骤)。另外,吞咽测量部410、处理部420及显示部430独立地动作。
图4示出了图3的计算机109的处理部420的动作解析部421的处理流程。动作解析部421对由收发线圈102、103检测的检测数据进行处理,具体而言,首先,在步骤S501中,对由吞咽测量部410测量的数据实施平滑化。特别是在本实施方式中,使用基于Savitzky-Golay滤波器的分段多项式近似来实施平滑化。该情况下的平滑化通过将窗数和多项式的次数例如分别设定为5、51等来实施。此外,平滑化的方法例如也可以是单纯移动平均等,本发明并不限定于此。
接着,在步骤S502中,对在步骤S501中平滑化后的测量信号进行拟合。与此相关联地,在图7中示出了表示被检体101的喉头部的2个位置间的距离即收发线圈102、103间的距离的经时变化的距离波形701的典型例。测量的这样的距离波形701是以一维(左右)观测甲状软骨(舌骨)的二维动作(前后移动及上下移动)的结果,由于甲状软骨呈锤状的形状,因此如图所示呈W型的波形形状。具体而言,随着从被检体101将食物块放入口中开始吞咽的开始点(时间T0)702向食道送入食物块,甲状软骨上升,由此,收发线圈102、103间的距离从D0向D1变窄,距离波形701达到第一谷部(第一下限峰值;时间T1)703。另外,在该食物块送入过程中,被检体101的会厌向下方移动而堵塞从鼻腔到气道的路径。之后,在食块通过食道时,为了开放食道,甲状软骨向前方(被检体的脸所朝向的方向)移动,由此,收发线圈102、103间的距离从D1向D2扩展,距离波形701从第一谷部703向峰部(上限峰值;时间T2)704转移。这样,伴随着食块(或唾液)等被吞入而通过食道时的甲状软骨的抬起以及向前方的移动的移动路径(时间T0~时间T2的距离波形701的区间)形成吞咽动作路径的去路。而且,若食物块完全通过食道(会厌)而送入胃,则伴随会厌向上方的移动,甲状软骨也向后方移动,由此,收发线圈102、103间的距离从D2向D3变窄,距离波形701从山部704向第二谷部(第二下限峰值;时间T3)705转移。之后,为了会厌及甲状软骨返回原来的位置,甲状软骨下降,由此,收发线圈102、103间的距离从D3向D4扩展,距离波形701从第二谷部705向结束点(时间T4)706转移。这样,伴随食物块(或唾液)等完全通过食道而向胃送入时的甲状软骨向后方的移动及下降的移动路径(时间T2~时间T4的距离波形701的区间)形成吞咽动作路径的复路。
由以上可知,在这样的距离波形701中,在甲状软骨的从上升向下降的一系列动作中,产生向下凸的波形成分,另一方面,在甲状软骨的从前进向后退的一系列动作中,产生向上凸的波形成分。因此,在本实施方式中,如在图7中用短虚线和长虚线区别表示的那样,将W型的距离波形701理解为平缓的向下凸的波形710(与图8的(b)所示的上下移动成分波形1106对应)与尖锐的向上凸的波形720(与图8的(b)所示的前后移动成分波形1105对应)的重叠,如以下的式(1)那样进行模型化。
[数式1]
y(t)=rAP(t)+rHF(t)+d(t)+e...(1)
其中,t表示时间,y(t)表示测量出的距离波形,rAP(t)表示前后方向的成分,rHF(t)表示上下方向的成分,d(t)表示根据体动等(例如,由于颈部的粗细等个体差异而产生的相对于初始值的偏移)产生的趋势成分,e表示测量噪声。
另外,在本实施方式中,使前后方向以及上下方向的成分rAP、rHF为正态分布,通过一次方程式对趋势成分d(t)进行模型化,但这些模型也可以是自回归模型、非线性模型,本发明并不限于此。另外,在本实施方式的这样的建模中,通过使用数理最优化方法进行参数拟合来求出各成分。此外,在本实施方式中,使用非线性最小二乘法来实施参数拟合,但本发明并不限于此。另外,在进行参数拟合时,例如也可以设置rAP的方差值小于rHF的方差值这样的制约。
对这样的使用了正态分布的模型函数(式(1))进行拟合的结果如图8的(a)所示。在图中,由用点表示的数据值形成的波形1102与图7所示的距离波形701对应,另外,实线表示的波形1103是使模型函数与形成波形1102的距离信息拟合后的动作波形(拟合波形)。在此,横轴是时间,纵轴是基于图7所示的线圈间的距离的标准化后的振幅。
若以上那样的信号拟合步骤S502结束,则这次在步骤S503中,从拟合后的模型函数提取参数。在本实施方式中,由于将甲状软骨的前后方向及上下方向的行动以分别独立的正态分布模型化,所以在该步骤S503中,提取这些行动各自的“振幅”、“平均值”、“方差”。此外,“振幅”对应于甲状软骨的动作的大小,“平均值”对应于产生动作的时间,“方差”对应于动作的持续时间。
与此相关联地,在图8的(b)中示出从图8的(a)所示的动作波形(拟合波形)1103仅单独地提取甲状软骨的前后方向及上下方向的成分并显示的波形(向上凸的前后移动成分波形1105及向下凸的上下移动成分波形1106)。这样,本实施方式的生物体检查装置100的包含有动作解析部421的处理部420能够基于上下移动成分及前后移动成分,生成单独地表示甲状软骨的上下方向及前后方向的各自的经时的动作轨迹的二维轨迹数据。
若这样的成分提取步骤S503结束,则这次在步骤S504中,从使用在步骤S503中提取出的参数重构出的波形中,提取W型波形的特征点,即图7的距离波形701上的波峰点等702~706(D0~D4以及T0~T4的数据值)所对应的特征点。具体而言,在本实施方式中,如式(1)那样将测量信号模型化而进行成分分离,因此不考虑噪声以及趋势成分而简便地进行特征点的提取。更具体而言,作为一例,取得T2作为rAP的平均值,分别取得T1和T3作为表示T2前后的最小值的时间,分别取得T0和T4作为从rHF的平均值向负方向和正方向前进方差值后的点的时间。然后,作为与时间T0~T4对应的值,分别取得D0~D4。
这样的峰值检测步骤S504结束后,这次在步骤S505中,将在上述各步骤S501~S504中计算出的波形、参数、特征点等保存在计算机109的内部存储装置和/或外部存储装置111中。此外,以上的各步骤S501~S505也可以在由吞咽测量部410进行的吞咽动作以及吞咽声音的测量过程中实施,另外,也可以实施多次。
图5表示图3的计算机109的处理部420的声音解析部422的处理流程。如图所示,在步骤S601中,对从麦克风106通过吞咽测量部410测量出的声音信息(一般包含正负两方的值的声音信号)实施整流处理。在此,整流处理表示取绝对值来将负值变换为正值的处理。图9中示出了对典型的声音信息进行整流处理而成的吞咽声音波形801。
在步骤S602中,对在步骤S601中得到的整流处理后的信号进行对数变换。通过该处理,能够降低混入到吞咽声音的尖峰状的信号的影响。
在步骤S603中,对在步骤S602中得到的对数变换后的信号实施平滑化。特别是在本实施方式中,使用移动平均进行平滑化处理,将移动平均的窗宽度设定为400点。另外,本发明并不限于该平滑化方法。
在步骤S604中,对在步骤S603中得到的平滑化信号实施指数变换。由此,能够得到表示最初测量出的声音信息的包络线的波形。在图9中,用虚线表示从这样的典型的声音信息(吞咽声音波形801)得到的包络线802。
在步骤S605中,对在步骤S604中得到的包络线信号进行重采样。具体而言,在本实施方式中,图3所示的吞咽测量部410中的声音信息以及距离信息的采样频率分别为4000Hz以及100Hz,因此进行将包络线信号重采样为1/40而使其与距离信息的采样频率一致的处理。
在步骤S606中,对于在步骤S605中获得的重采样包络线信号,求出作为特征点的最大值。这是因为认为在吞咽声音信号(吞咽声音波形801)中得到最大振幅的区间表示摄取物的流动,是吞咽声音的重要的特征。因此,在该步骤S606中,关于图9所示的包络线802,取得与表示最大振幅的波峰点803对应的时间S2。
在步骤S607中,求出在步骤S605中得到的重采样后的包络线信号的吞咽声音区间。即,在包络线802中,为了得到产生吞咽声音的时间区间Ts,取得吞咽声音区间的两端的时间。具体而言,设定图9中单点划线所示的振幅阈值804,并且取得分别与从步骤S606中求出的最大值(波峰点803)来观察时向下横穿阈值804的点、即时间上早的开始点805以及时间上晚的结束点806对应的时间S1、S3,来作为特征点。另外,在本实施方式中,作为阈值804,使用对中央值加上归一化中位绝对偏差而得到的值。此外,本发明并不限于阈值804的设定方法,也可以使用对平均值加上标准偏差而得到的值等。
最后,在步骤S608中,将在上述各步骤S601~S607中计算出的波形和特征量等保存在计算机109的内部存储装置和/或外部存储装置111中。此外,以上的各步骤S601~S608也可以在由吞咽测量部410进行的吞咽动作以及吞咽声音的测量中实施,另外,也可以实施多次。
图6表示图3的计算机109的处理部420的分析部423的处理流程。如图所示,在步骤S1001中,计算作为拟合后的波形的动作波形1103(或者距离波形701)的前后方向以及上下方向的最大位移(最大值)。
在步骤S1002中,计算参照图10以下详细说明的上述轨迹图表901上的各点的带符号曲率。在该步骤S1002中,提取轨迹图表901的时间进展方向(移动方向),为了提取取所述最大位移的点,计算轨迹图表901上的各点的带符号曲率。
在步骤S1003中,在步骤S1002中得到的带符号曲率中取得符号。具体而言,在轨迹图表901中,在距其坐标原点最远的点处曲率的振幅最大,因此在计算出轨迹图表901上的各点的曲率之后取得取最大曲率的点的符号。作为坐标系,通过以逆时针为正,顺时针为负这样的方式决定符号,唯一地求出时间进展方向。此外,决定符号的正负的因素是前后方向的成分rAP以及上下方向成分rHF的平均值的大小,在时间进展方向为逆时针的后述的图10的轨迹图表901中,表示前后方向的位移的平均值(即,取最大值的时间)比上下方向的位移的平均值早。
在步骤S1004中,取得从得到在步骤S1002中计算出的带符号曲率的最大值的点的坐标原点起的几何距离。在轨迹图表901中,在距坐标原点最远的点处曲率的振幅最大,因此计算从曲率的振幅最大的点到坐标原点的几何距离。由此,可取得将甲状软骨的上下方向及前后方向的成分合成时位移最大的时间点(时间)。
在步骤S1005中,取得声音信息取最大值的时间与取距离信息的前后方向的最大值的时间的时间差。这是因为,特别是取最大值的时间差在对吞咽状态赋予特征方面是重要的参数。在本实施方式中,根据后述的轨迹图表901的显示方式可知,不仅能够在视觉上掌握该参数,还能够显示为定量值。此外,本发明并不限于这些定量值,例如,也可以将由轨迹图表包围的区域的面积作为特征量来显示等。
在步骤S1006中,取得在步骤S1005中得到的时间差的、以表示距离信息的前后方向的成分的模型(图8的(b)所示的前后移动成分波形1105)的方差值为基准的比例(时间差相对于方差值的比例)。在健全者模型中,在甲状软骨前进的定时产生吞咽声音,所以在该步骤S1006中,为了显示在个人内有何种程度的吞咽声音产生偏差而计算上述比例。
最后,在步骤S1007中,将在上述各步骤S1001~S1006中计算出的波形和特征量等保存在计算机109的内部存储装置和/或外部存储装置111中。此外,以上的各步骤S1001~S1007也可以在由吞咽测量部410进行的吞咽动作以及吞咽声音的测量中实施,另外,也可以实施多次。
基于以上那样的处理步骤,并且,作为一例,处理部420基于上述的上下移动成分及前后移动成分,生成将甲状软骨的上下方向及前后方向的行动同时用1个轨迹图表901(参照图10)表示的二维轨迹数据。具体而言,将这样的二维轨迹数据生成为由相互正交的2个坐标轴规定的坐标平面上所示的坐标数据,一个坐标轴与前后移动成分的轨迹数据值对应,另一个坐标轴与上下移动成分的轨迹数据值对应。更具体而言,如图10所示,基于上述的动作解析部421的信号拟合(图4的步骤S502)及成分提取(图4的步骤S503),将上述的上下移动成分波形1106上的数据值与前后移动成分波形1105上的数据值在时间上建立对应,将横轴作为前后移动成分的轨迹数据值(前后方向的位移;前后移动成分波形1105中的标准化后的振幅),将纵轴作为上下移动成分的轨迹数据值(上下方向的位移;上下移动成分波形1106中的标准化后的振幅)进行描绘。即,横轴表示具有在图4的步骤S503中针对式(1)的rAP提取出的参数的正态分布的值,纵轴表示具有针对式(1)的rHF提取出的参数的正态分布的值。
图10所示的这样的轨迹图表901经由计算机109的显示部430显示于显示装置110,但特别是在本实施方式中,轨迹图表901上的各轨迹数据值的标绘根据吞咽声音的振幅的大小进行识别显示,例如分色显示。为了实现这样的识别显示,如上述那样,处理部420基于通过麦克风106检测的检测数据,生成表示吞咽声音的振幅的经时变化的吞咽声音波形801及包络线802,并且生成用于将吞咽声音波形801或包络线802与轨迹图表901在时间上建立对应而根据吞咽声音的振幅的大小对轨迹图表901上的各轨迹数据值的标绘进行识别显示的识别显示数据。此外,与这样的识别显示相关联地,在区分颜色显示的本实施方式中,与轨迹图表901相邻地显示用于表示伴随沿着纵轴的吞咽声音振幅值的大小而颜色如何变化的参照用带状图表909。例如,在此,形成吞咽声音的振幅越大则越带有黄色,振幅越小则越带有蓝色的识别显示方式。或者,也可以是以黑白进行颜色区分,振幅越大则颜色越淡的识别显示方式。此外,识别显示方式并不限于此,只要是能够根据吞咽声音的振幅的大小来改变各轨迹数据值的标绘(标记)的大小或者形状等,能够识别吞咽声音的振幅不同的轨迹数据值彼此的显示方式,则可以是任意的显示方式。
将轨迹数据值描绘为时间序列的散布图这样的轨迹图表901是将甲状软骨的前后方向及上下方向的行动在2个坐标轴上分离显示的图表,能够一目了然地掌握吞咽的甲状软骨的行动。此外,通过这样除了吞咽动作的行动之外还将吞咽声音信息的特征显示在一个轨迹图表901,能够视觉地确认吞咽声音相对于甲状软骨的行动在哪个时间点产生,不仅能够定量地掌握吞咽动作,还能够一目了然地掌握与正常状态的吞咽声音的偏差、吞咽声音的能量。
另外,在该轨迹图表901中附加显示各种辅助信息。为了该目的,在本实施方式中,处理部420生成用于将包含与动作波形1103(或者距离波形701)建立关联的预定的特征点、与吞咽声音波形801(或者包络线802)建立关联的预定的特征点、以及描绘在轨迹图表901上的轨迹数据值的产生时间的补充信息重叠显示在轨迹图表901上的补充显示数据,并且还生成用于将包含轨迹图表901的转移方向和根据轨迹图表901计算的预定的特征量的参照信息与轨迹图表901一起显示的参照显示数据。
具体而言,关于这样的辅助性的显示,在图10中,902是表示轨迹向哪个方向进展(轨迹图表901的转移方向)的箭头。在本实施方式中,示出了轨迹从坐标原点开始逆时针旋转后返回坐标原点。另外,903表示根据轨迹图表901计算出的特征量。具体而言,将前后方向的位移的最大量、上下方向的位移的最大量、904表示的从坐标原点起的最大位移、动作信息和声音信息分别取最大值的时间的时间差(σ)、以及以前后方向的位移(rAP)的方差值为基准的所述时间差的比例分别表示为特征量。这些信息通过上述分析部423的处理而得到。另外,作为该特征量的显示方法,也可以不像本实施方式那样显示在轨迹图表901的坐标区域的上侧,而是显示在轨迹图表901的坐标区域中,或者显示在其他图中,本发明不限于这些。
另外,在图10中,905表示绘制在轨迹图表901上的轨迹数据值的产生时间,在本实施方式中每隔0.1秒进行显示。另外,906表示通过图4的步骤S504求出的距离信息中的波峰点。另外,907表示取得通过图5的步骤S606求出的声音信息的最大值的时间点。通过该显示,能够在图中确认表示声音信息的最大值的时间点与表示距离信息中的甲状软骨的前后方向的成分的最大值的时间点的时间偏差。另外,908表示通过图5的步骤S607求出的声音信息的开始点805以及结束点806(参照图9)。
此外,在本实施方式中,除了图10所示的显示方式以外,还能够在轨迹图表901上判别在吞咽时的甲状软骨的上下前后的一系列的移动路径中,在伴随着甲状软骨的抬起及向前方的移动的移动路径的去路(参照图7)及伴随着甲状软骨的向后方的移动及下降的移动路径的回路(参照图7)的哪个中存在吞咽声音的波峰907。为了该目的,处理部(处理步骤)420基于来自麦克风106的检测数据,生成能够在轨迹图表901上判别吞咽时的甲状软骨的上下前后的一连串的移动路径中,在伴随甲状软骨的抬起及向前方的移动的移动路径的去路、及伴随甲状软骨的向后方的移动及下降的移动路径的回路的哪一个中存在吞咽声音的波峰的识别显示数据。具体而言,例如,若经由输入装置112输入请求这样的显示方式的信号,则如图12的(a)所示,与吞咽声音的波峰907的位置邻接地显示表示去路的例如向上的箭头(在回路的情况下,例如向下的箭头)。在该情况下,与去路/回路相关的箭头的说明显示与轨迹图表901相邻地显示。当然,也可以代替箭头而使用图标等。或者,也可以不需要来自外部的输入而自动显示图12的显示方式来代替图10的显示方式。
此外,如图12的(b)所示,也可以与吞咽声音的波峰907的位置邻接地显示表示去路/回路的文本(文字)。而且,也可以将轨迹图表901在去路和回路中分色显示(将距离信息的轨迹数据值的标绘分色显示),一眼就能够掌握在甲状软骨移动路径的去路及回路的哪个中有吞咽声音的波峰907。在该情况下,也可以通过不与吞咽声音的振幅的分色显示重叠的方式,例如通过经由输入装置112输入的切换信号来切换吞咽声音振幅的分色识别显示和去路/回路的分色识别显示。此外,通过这样的切换,也可以取代表示吞咽声音振幅值的大小的参照用带状图909或者在此基础上,与轨迹图表901邻接地显示用于明示去路/回路的分色状态的参照用显示(未图示)。
另外,也可以取代图10以及图12所示那样的二维的轨迹图表901,而将图13所示那样的三维的轨迹图表901A经由显示部430显示在显示装置110。为了该目的,处理部(处理步骤)420从使将吞咽动作模型化的模型函数与基于收发线圈102、103检测到的检测数据的距离信息拟合后的拟合结果中,提取伴随着甲状软骨的上下移动的上下移动成分和伴随着甲状软骨的前后移动的前后移动成分,基于这些提取的上下移动成分及前后移动成分,生成将甲状软骨的上下方向及前后方向的行动用1个轨迹图表同时表示的三维的轨迹数据。在该情况下,如图13所示,将三维的轨迹数据生成为由相互正交的三个坐标轴规定的坐标空间内所示的坐标数据,3个坐标轴包括与前后移动成分的轨迹数据值对应的坐标轴X、与上下移动成分的轨迹数据值对应的坐标轴Y、以及表示吞咽动作时间的坐标轴Z。此外,为了简化附图,在图13中,省略了特征点等的辅助性以及参照性的显示,但当然也可以如图10以及图12所示,在图13中附加各种特征点的显示、参照用的显示。
如果这样三维地表示基于距离信息的轨迹数据,则能够避免数据值的点的重叠,例如吞咽时的甲状软骨移动路径中的吞咽声音波峰位置也能够一眼明确地掌握。在该情况下,也可以与吞咽声音的波峰907的位置邻接地进行表示去路/回路的文本或记号的显示,或者,也可以将轨迹图表901在去路和回路进行分色显示。
如以上那样,根据图12及图13所示那样的显示方式,一眼就能够掌握吞咽时的甲状软骨移动路径中的吞咽声音波峰位置,能够进行吞咽行动的正确的评价。此外,这样的识别显示特别是在基于二维的轨迹数据的二维的轨迹图表显示(图10的显示方式)中,在吞咽声音的波峰位置是接近坐标原点的位置的情况等,在图表上描绘的数据的点彼此重合从而难以掌握在甲状软骨移动路径的去路及回路的哪个中有吞咽声音的波峰的情况下是有益的。
在图14中示出了与图10同样的二维轨迹图表901,但在此,代替图10的箭头902,将表示轨迹图表901的转移方向的参照信息作为图标980与轨迹图表901一起显示。因此,处理部420生成用于将这样的图标980与轨迹图表901一起显示的参照显示数据。该情况下,轨迹图表901上的S1、S3是分别与吞咽声音的时间上早的开始点805及时间上晚的结束点806对应的时间(参照图9),此外,P2与吞咽声音的上限峰值对应,N1与吞咽动作中的甲状软骨的抬起的移动的开始点对应,N2与吞咽动作中的甲状软骨的向后方的移动的开始点对应。或者,也可以不通过箭头、图标显示轨迹图表901的转移方向,而通过动态图像(动画)显示轨迹图表901,由此能够掌握该转移方向。
此外,本发明并不限于上述的实施方式,能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变形来实施。例如,在上述实施方式中,本发明适用于甲状软骨的行动,但本发明也能够适用于甲状软骨以外的生物体部位的动作的检查。即,本发明只要是形成与甲状软骨(舌骨)同样的运动(前后上下移动)的身体部位,也能够应用于喉头部以外的部位的运动的解析。具体而言,只要是能够将由预定的检测部检测出的距离的变化分解为多个方向的动作来进行解析的身体部位,就能够应用本发明。此外,如上所述,本发明的生物体检查装置也可以不具有喉头部位移检测部、吞咽声音检测部以及显示装置。即,生物体检查装置、喉头部位移检测部、吞咽声音检测部以及显示装置也可以构成为不同的系统。另外,在本实施方式中说明的各装置的处理可以通过软件、硬件以及软件与硬件的组合中的任一个来实现。构成软件的程序例如可存储在非暂时性的计算机可读介质(non-transitory computerreadable medium)。另外,程序例如也可以经由网络分发等。并且,在不脱离本发明的主旨的范围内,也可以组合上述的实施方式的一部分或者全部,或者也可以从上述的实施方式中的一个实施方式省略一部分结构。
附图标记的说明
100生物体检查装置
102发送线圈(喉头部位移检测部)
103接收线圈(喉头部位移检测部)
106麦克风(吞咽声音检测部)
420处理部
430显示部。
Claims (12)
1.一种生物体检查装置,其特征在于,具备:
喉头部位移检测部,其检测伴随吞咽时的甲状软骨的上下方向及前后方向的行动而产生的被检者的喉头部的2个位置间的距离的变化;
吞咽声音检测部,其检测被检者吞咽时的吞咽声音;以及
处理部,其对来自所述喉头部位移检测部和所述吞咽声音检测部的检测数据进行处理,
所述处理部从使将吞咽动作模型化的模型函数与基于所述喉头部位移检测部检测出的所述检测数据的距离信息拟合后的拟合结果,提取伴随甲状软骨的上下移动的上下移动成分和伴随甲状软骨的前后移动的前后移动成分,并基于这些提取出的上下移动成分和前后移动成分,生成以1个轨迹图表同时表示甲状软骨的上下方向及前后方向的行动的二维或三维的轨迹数据,并且
所述处理部基于来自所述吞咽声音检测部的检测数据,生成识别显示数据,所述识别显示数据能够在所述轨迹图表上判别在吞咽时的甲状软骨的上下前后的一连串的移动路径中,在伴随甲状软骨的抬起以及向前方的移动的移动路径的去路和伴随甲状软骨向后方的移动及下降的移动路径的回路的哪一个中存在吞咽声音的波峰。
2.根据权利要求1所述的生物体检查装置,其特征在于,
所述处理部生成用于将表示所述轨迹图表的转移方向的参照信息与所述轨迹图表一起显示的参照显示数据。
3.根据权利要求1或2所述的生物体检查装置,其特征在于,
所述二维的轨迹数据被生成为由相互正交的2个坐标轴规定的坐标平面上示出的坐标数据,一个坐标轴与所述前后移动成分的轨迹数据值对应,另一个坐标轴与所述上下移动成分的轨迹数据值对应。
4.根据权利要求1或2所述的生物体检查装置,其特征在于,
所述三维的轨迹数据被生成为由相互正交的3个坐标轴规定的坐标空间内示出的坐标数据,所述3个坐标轴包含与所述前后移动成分的轨迹数据值对应的坐标轴、与所述上下移动成分的轨迹数据值对应的坐标轴、以及表示吞咽动作时间的坐标轴。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的生物体检查装置,其特征在于,
所述处理部基于来自所述吞咽声音检测部的检测数据,生成表示所述吞咽声音的振幅的经时变化的吞咽声音波形,并且生成识别显示数据,所述识别显示数据用于将所述吞咽声音波形与所述轨迹图表在时间上建立对应并根据吞咽声音的振幅的大小对所述轨迹图表上的各轨迹数据值的标绘进行识别显示。
6.根据权利要求5所述的生物体检查装置,其特征在于,
所述处理部生成用于将补充信息重叠显示在所述轨迹图表上的补充显示数据,所述补充信息包含与所述拟合结果关联起来的预定的特征点、与所述吞咽声音波形关联起来的预定的特征点、以及在所述轨迹图表上绘制的轨迹数据值的产生时间中的至少一个。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的生物体检查装置,其特征在于,
所述处理部生成参照显示数据,所述参照显示数据用于将表示根据所述轨迹图表计算出的预定的特征量的参照信息与所述轨迹图表一起显示。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的生物体检查装置,其特征在于,
所述喉头部位移检测部由发送线圈及接收线圈构成,所述发送线圈及接收线圈配置成从两侧夹着甲状软骨,并收发高频信号。
9.一种生物体信息分析方法,其特征在于,包含:
喉头部位移检测步骤,检测伴随吞咽时的甲状软骨的上下方向及前后方向的行动而产生的被检者的喉头部的2个位置间的距离的变化,来作为生物体信息;
吞咽声音检测步骤,检测被检者吞咽时的吞咽声音来作为生物体信息;
处理步骤,对在所述喉头部位移检测步骤和所述吞咽声音检测步骤中检测出的检测数据进行处理;以及
显示步骤,显示在所述处理步骤中处理后的数据,
在所述处理步骤中,
从使将吞咽动作模型化的模型函数与基于所述喉头部位移检测部检测出的所述检测数据的距离信息拟合后的拟合结果,提取伴随甲状软骨的上下移动的上下移动成分和伴随甲状软骨的前后移动的前后移动成分,并基于这些提取出的上下移动成分和前后移动成分,生成以1个轨迹图表同时表示甲状软骨的上下方向及前后方向的行动的二维或三维的轨迹数据,并且
基于来自所述吞咽声音检测部的检测数据,生成识别显示数据,所述识别显示数据能够在所述轨迹图表上判别在吞咽时的甲状软骨的上下前后的一连串的移动路径中,在伴随甲状软骨的抬起以及向前方的移动的移动路径的去路和伴随甲状软骨向后方的移动及下降的移动路径的回路的哪一个中存在吞咽声音的波峰。
10.根据权利要求9所述的生物体信息分析方法,其特征在于,
在所述处理步骤中,生成用于将表示所述轨迹图表的转移方向的参照信息与所述轨迹图表一起显示的参照显示数据。
11.一种计算机程序,其特征在于,使计算机执行如下步骤:
喉头部位移检测步骤,检测伴随吞咽时的甲状软骨的上下方向及前后方向的行动而产生的被检者的喉头部的2个位置间的距离的变化,来作为生物体信息;
吞咽声音检测步骤,检测被检者吞咽时的吞咽声音来作为生物体信息;
处理步骤,对在所述喉头部位移检测步骤和所述吞咽声音检测步骤中检测出的检测数据进行处理;以及
显示步骤,显示在所述处理步骤中处理后的数据,
在所述处理步骤中,
从使将吞咽动作模型化的模型函数与基于所述喉头部位移检测部检测出的所述检测数据的距离信息拟合后的拟合结果,提取伴随甲状软骨的上下移动的上下移动成分和伴随甲状软骨的前后移动的前后移动成分,并基于这些提取出的上下移动成分和前后移动成分,生成以1个轨迹图表同时表示甲状软骨的上下方向及前后方向的行动的二维或三维的轨迹数据,并且
基于来自所述吞咽声音检测部的检测数据,生成识别显示数据,所述识别显示数据能够在所述轨迹图表上判别在吞咽时的甲状软骨的上下前后的一连串的移动路径中,在伴随甲状软骨的抬起以及向前方的移动的移动路径的去路和伴随甲状软骨向后方的移动及下降的移动路径的回路的哪一个中存在吞咽声音的波峰。
12.根据权利要求11所述的计算机程序,其特征在于,
在所述处理步骤中,生成用于将表示所述轨迹图表的转移方向的参照信息与所述轨迹图表一起显示的参照显示数据。
Publications (1)
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CN118338843A true CN118338843A (zh) | 2024-07-12 |
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