JP2004057585A - 咀嚼モニタ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】正確な測定結果を得るのが容易な咀嚼モニタ装置を提供する。
【解決手段】咀嚼モニタ装置１は、咀嚼筋の還元型ヘモグロビン濃度を検出するために頬に装着されるプローブ２を備える。プローブ２の受光センサ２２が、咀嚼筋での散乱光を検出し、受光量の信号を信号処理部３に引き渡す。信号処理部３は、受光量の信号から還元型ヘモグロビン濃度（経時変化）を計算し、さらに還元型ヘモグロビン濃度の経時変化に応じた出力Ｓ（経時変化）を計算する。咀嚼回数計数部４１は、出力Ｓと出力Ｓの移動平均値Ｓｍａとの差Ｓｄの周期変化におけるピークを検出して咀嚼回数をカウントする。
【選択図】 図１
【解決手段】咀嚼モニタ装置１は、咀嚼筋の還元型ヘモグロビン濃度を検出するために頬に装着されるプローブ２を備える。プローブ２の受光センサ２２が、咀嚼筋での散乱光を検出し、受光量の信号を信号処理部３に引き渡す。信号処理部３は、受光量の信号から還元型ヘモグロビン濃度（経時変化）を計算し、さらに還元型ヘモグロビン濃度の経時変化に応じた出力Ｓ（経時変化）を計算する。咀嚼回数計数部４１は、出力Ｓと出力Ｓの移動平均値Ｓｍａとの差Ｓｄの周期変化におけるピークを検出して咀嚼回数をカウントする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、咀嚼モニタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
適切な咀嚼の指導、痴呆防止のための咀嚼訓練などを補助するために、被測定者の咀嚼状況を検知して提示する咀嚼モニタ装置の実現が望まれている。従来の咀嚼モニタ装置としては、例えば特開平１１‐２０６７４０に開示されるように咀嚼時の皮膚の動きに応じた装置内の圧力変化から咀嚼回数を測定するもの、特開平１１‐１２３１８５に開示されるように咀嚼時に発生する音から咀嚼回数を測定するもの、あるいは特開２００１‐１７８７０６に開示されるように電極を用いて咀嚼筋の電位から咀嚼回数及び咀嚼力（咬合力とは異なり、上下の歯の間を介して食物を噛み砕いた力又はマウスピースなどの口腔器具を装着して上下の歯を接触させた力であり、１回の筋力発揮が概して０．４秒以下で収束する力と定義される。）を計算するものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の咀嚼モニタ装置は、外部要因の影響を受けるので正確な測定結果を得るのが困難であるという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、正確な測定結果を得るのが容易な咀嚼モニタ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の咀嚼モニタ装置は、光源と受光センサとを含んで構成された、頬に装着されるためのプローブと、受光センサの受光量から計算される頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化に基づいて、被測定対象が一連の咀嚼運動を開始してからの咀嚼回数を計数する咀嚼回数計数手段を備えたことを特徴とする。
【０００６】
受光センサが散乱光を直接検出するので、散乱光検出過程における外部要因の影響は小さい。そのため、受光センサの受光量（受光センサにより検出される咀嚼筋での散乱光の強さ）から正確な酸化型ヘモグロビン濃度（酸化型ヘモグロビンの血中濃度）、還元型ヘモグロビン濃度（還元型ヘモグロビンの血中濃度）又は飽和酸素濃度（酸化型ヘモグロビンの割合；ＨｂＯ２ ／ ＨｂＯ２ ＋ Ｈｂ）の経時変化が計算される。咀嚼回数計数手段が受光センサの受光量から計算される酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度又は飽和酸素濃度の振動回数（経時変化）に基づいて咀嚼回数を計数することにより、容易に正確な咀嚼回数を得ることができる。
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の咀嚼モニタ装置は、光源と受光センサとを含んで構成された、頬に装着されるためのプローブと、受光センサの受光量から計算される頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化に基づいて、咀嚼力を計算する咀嚼力計算手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明は、酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度の振幅（経時変化）と咀嚼力との間の相関関係を利用するものである。咀嚼力計算手段が受光センサの受光量から計算される酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度又は飽和酸素濃度の経時変化に基づいて咀嚼力を計算することにより、容易に正確な咀嚼力の経時変化を得ることができる。
【０００９】
本発明の咀嚼モニタ装置は、咀嚼力計算手段により計算された咀嚼力に基づいて、被測定対象が咀嚼している物の硬さを判断する食物硬度判断手段を更に備えたことが好適である。
【００１０】
咀嚼力と咀嚼されている食物の硬度との間には相関関係がある。そのため、食物硬度判断手段が、咀嚼力計算手段により計算された咀嚼力に基づいて食物硬度を判断することにより、容易に食物硬度を知ることができる。
【００１１】
本発明の咀嚼モニタ装置は、咀嚼力計算手段により計算された咀嚼力に基づいて、被測定対象が咀嚼している物が嚥下可能な状態になったか否かを判断する嚥下可能状態判断手段を更に備えたことが好適である。
【００１２】
咀嚼力と咀嚼されている食物の硬度との間には相関関係がある。そのため、嚥下可能状態判断手段が、咀嚼力計算手段により計算された咀嚼力に基づいて嚥下可能な状態を判断することにより、食物が十分に柔らかくなったときに嚥下可能な状態になったと判断される。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の咀嚼モニタ装置は、光源と受光センサとを含んで構成された、頬に装着されるためのプローブと、受光センサの受光量から計算される頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化に基づいて、被測定対象が一連の咀嚼運動を開始してからの咀嚼運動量を計算する咀嚼運動量計算手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
咀嚼運動量計算手段が受光センサの受光量から計算される酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度又は飽和酸素濃度の経時変化に基づいて咀嚼運動量を計算することにより、容易に正確な咀嚼運動量を得ることができる。
【００１５】
本発明の咀嚼モニタ装置は、咀嚼運動量計算手段により計算された咀嚼運動量に基づいて、被測定対象が咀嚼している物の粘度を判断する食物粘度判断手段を更に備えたことが好適である。
【００１６】
咀嚼運動量と咀嚼されている食物の粘度との間には相関関係がある。そのため、食物粘度判断手段が、咀嚼運動量計算手段により計算された咀嚼運動量に基づいて食物粘度を判断することにより、容易に食物粘度を知ることができる。
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の咀嚼モニタ装置は、光源と受光センサとを含んで構成された、頬に装着されるための二つのプローブと、一方のプローブの受光センサの受光量から計算される頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化と、他方のプローブの受光センサの受光量から計算される頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化とに基づいて、左右の咀嚼力のバランスを示す指標を計算する咀嚼力バランス計算手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
二つのプローブを備え、咀嚼力バランス計算手段が、それぞれのプローブの受光センサの受光量から計算される酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度又は飽和酸素濃度の経時変化に基づいて左右の咀嚼力のバランスを示す指標を計算することにより、容易に正確な左右の咀嚼力バランスを得ることができる。
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明の咀嚼モニタ装置は、光源と受光センサとを含んで構成された、頬に装着されるためのプローブと、受光センサの受光量から計算される頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化に基づいて、咀嚼力を計算する咀嚼力計算手段と、受光センサの受光量のから計算される頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化に基づいて、被測定対象が一連の咀嚼運動を開始してからの咀嚼運動量を計算する咀嚼運動量計算手段と、咀嚼力計算手段により計算された咀嚼力と、咀嚼運動量計算手段により計算された咀嚼運動量とを記録する記録手段と、記録手段に記録された過去の咀嚼力と、新たに咀嚼力計算手段により計算された咀嚼力との比較及び記録手段に記録された過去の咀嚼運動量と、新たに咀嚼運動量計算手段により計算された咀嚼運動量との比較から、咀嚼の良否を判断する咀嚼良否判断手段とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
咀嚼良否判断手段が特定の食物について咀嚼の良否を判断する上で、咀嚼力計算手段により計算された咀嚼力と過去の咀嚼力とを比較し、さらに咀嚼運動量計算手段により計算された咀嚼運動量と過去の咀嚼運動量とを比較するので、容易かつ正確に咀嚼の良否を知ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態の咀嚼モニタ装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２２】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態の咀嚼モニタ装置１の機能的構成を説明する。図１は、咀嚼モニタ装置１の機能的構成を示す図である。咀嚼モニタ装置１は、咀嚼筋（咬筋、側頭筋など）の酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度又は飽和酸素濃度を検出するために頬に装着されるプローブ２を備える。図２に示すように、プローブ２は、光を咀嚼筋に照射する光源２１と、照射した際に咀嚼筋で散乱する散乱光を検出する受光センサ２２と、これらを保持する平板状のホルダー２３を備える。ホルダー２３は、柔軟なシリコンゴムであり、この表面に数ｃｍ離間されて光源２１と受光センサ２２が設置されるとともに、粘着テープにより皮膚に貼着可能になっている。光源２１から照射された光は、特定の波長成分が咀嚼筋の血中に含まれる酸化型ヘモグロビン及び還元型ヘモグロビンに吸収されつつ、咀嚼筋で散乱する。散乱光は受光センサ２２により検出され、受光量の信号がケーブル２４を介して後述する信号処理部３に送られる。
【００２３】
図１に示すように、咀嚼モニタ装置１の本体部分は、機能的構成要素として、光源２１を制御するとともに、上記受光量の信号を受け取り所定の計算処理を行う信号処理部３、信号処理部３から引き渡される情報に基づいて一連の咀嚼運動が開始されてからの咀嚼回数を計数する咀嚼回数計数部４１、信号処理部３から引き渡される情報に基づいて咀嚼力を計算する咀嚼力計算部４２、信号処理部３から引き渡される情報に基づいて一連の咀嚼運動が開始されてからの咀嚼運動量を計算する咀嚼運動量計算部４３、咀嚼力計算部４２から引き渡される情報に基づいて食物の硬度を判断する食物硬度判断部４４、咀嚼運動量計算部４３から引き渡される情報に基づいて食物の粘度を判断する食物粘度判断部４５、食物硬度及び食物粘度に基づいて必要咀嚼回数を計算する必要咀嚼回数計算部４６、咀嚼力及び咀嚼運動量について過去の情報と現在の情報とを比較することにより咀嚼の良否を判断する咀嚼良否判断部４７、咀嚼力計算部４２から引き渡される情報（咀嚼力）に基づいて嚥下可能な状態を判断する嚥下可能状態判断部４８及び記録部５を備える。また、咀嚼モニタ装置１は、咀嚼モニタ装置１の本体部分各部による測定結果又は判断結果を表示する表示装置６を備える。
【００２４】
次に、咀嚼回数計数部４１が咀嚼回数を計算する動作を説明する。図３は、例としてピーナッツを１分間咀嚼させた場合における信号処理部３の出力Ｓの経時変化（還元型ヘモグロビン濃度の経時変化）を示す図である。本実施形態では、信号処理部３は還元型ヘモグロビン濃度と等価の出力をする。信号処理部３は、受光センサ２２の受光量の信号から還元型ヘモグロビン濃度（経時変化）を計算し、さらに還元型ヘモグロビン濃度の経時変化に応じた出力Ｓ（経時変化）を計算する。本発明者は、実験から酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度の振幅は咀嚼力と相関関係にあることを見出した。すなわち、出力Ｓは咀嚼力のレベルを示すことになる。
【００２５】
咀嚼運動が開始され、信号処理部３の出力レベルが上がると、咀嚼周期に対応した周期変動が見られる。咀嚼運動を中断して破砕された食物を嚥下すると、この咀嚼周期に対応した周期変動は消失する。咀嚼運動を終了すると信号処理部３の出力レベルは低下する。咀嚼回数計数部４１は、この周期変動から一連の咀嚼運動が開始されてからの咀嚼回数を計算する。咀嚼回数計数部４１は、周期的に出力Ｓの移動平均値Ｓｍａを計算する。この周期は、平均的な咀嚼１周期分の長さに設定されている。また、咀嚼回数計数部４１は、平均的な咀嚼１周期分の長さよりも短い周期で、出力Ｓ（ｎ）を抽出した上、出力Ｓ（ｎ）から移動平均値Ｓｍａを減じることによってＳｄ（ｎ）を計算する。すなわち、Ｓｄ（ｎ）は次の式（１）で表される。なお、このように移動平均値Ｓｍａを減じる処理をするのは、咀嚼よりも大きな周期の発揮筋力の変化による影響を排除するためである。
Ｓｄ（ｎ） ＝ Ｓ（ｎ）−Ｓｍａ・・・（１）
ただし、ｎは、咀嚼回数計数部４１が計数を開始してからの出力Ｓの抽出回数を示す。
【００２６】
図４は、咀嚼回数計数部４１がＳｄのピークを検出して咀嚼回数をカウントする動作を示すフローチャートである。咀嚼回数計数部４１は、Ｓｄ（ｎ）がＳｄ（ｎ−１）よりも大きいか判断する（Ｓ４１）。Ｓｄ（ｎ）の方が小さかった場合又はＳｄ（ｎ）とＳｄ（ｎ−１）が等しかった場合には、次の抽出回数においてもＳ４１を繰り返す。
【００２７】
Ｓ４１においてＳｄ（ｎ）の方が大きかった場合には、Ｓｄ（ｎ）がＳｄ（ｎ＋１）よりも大きいか判断する（Ｓ４２）。Ｓｄ（ｎ）の方が小さかった場合又はＳｄ（ｎ）とＳｄ（ｎ−１）が等しかった場合には、次の抽出回数においてもＳ４２を繰り返す。
【００２８】
Ｓ４２においてＳｄ（ｎ）の方が大きかった場合には、Ｓｄ（ｎ）がピークであると判断して、咀嚼回数をカウントする（Ｓ４３）。ただし、Ｓｄのピークが前回のＳｄのピークと所定の抽出回数分離れていなかった場合には、咀嚼によるＳｄの周期変動ではないと判断してカウントしないものとする。咀嚼回数計数部４１は、上記の処理を繰り返すことにより、咀嚼回数を計数する。なお、上記の処理ではＳｄの周期変動における山のピークを検出したが、谷のピークを検出することにより咀嚼回数をカウントしてもよい。
【００２９】
次に、咀嚼力計算部４２が咀嚼力を計算する動作及び食物硬度判断部４４が咀嚼されている食物の硬度を判断する動作を説明する。咀嚼力計算部４２は、出力Ｓの振幅から咀嚼力を計算する。具体的には、Ｓｄの山（ピーク）と直前のＳｄの谷との差Ｓｐを計算し、これを移動平均することにより咀嚼力Ｓｍａｐを計算する。ここで、移動平均を計算するのは、各咀嚼における咀嚼力のばらつきを補正するためである。Ｓｄの山（ピーク）が直前のＳｄの谷と所定の抽出回数分離れていなかった場合には、咀嚼によるＳｄの周期変化ではないと判断して移動平均の計算から除外するものとする。計算される咀嚼力は、強弱の段階に分類することにより表示装置６に表示されてもよい。図１２に、表示装置６が、一連の咀嚼運動が開始されてからの咀嚼回数及び咀嚼力を表示する例を示す。このように、出力Ｓの振幅から咀嚼力を計算することにより、咀嚼力の細かい変化を追うことができる。
【００３０】
図５は、硬い食物の例としてピーナッツを、柔らかい食物の例としてゼリーを咀嚼しているときの信号処理部３の出力Ｓの経時変化（還元型ヘモグロビン濃度の経時変化）を示す図である。図５に示すように、咀嚼されている食物が硬いと出力Ｓのレベルが高くなるとともに、出力Ｓの振幅が大きくなる。すなわち、咀嚼されている食物の硬度と咀嚼力との間には相関関係がある。食物硬度判断部４４は、咀嚼力計算部４２から引き渡される咀嚼力データと、記録部５に格納されている咀嚼力の大きさと食物硬度との相関関係データから、食物硬度を判断する。
【００３１】
次に、咀嚼運動量計算部４３が咀嚼運動量を計算する動作及び食物粘度判断部４５が咀嚼されている食物の粘度を判断する動作を説明する。咀嚼運動量［Ｎ・ｓ］は、咀嚼筋の発揮筋力のレベルを時間で積分することにより得られる。咀嚼運動量計算部４３は、一連の咀嚼運動が開始されたとき（出力Ｓが振幅し始めたとき）からの出力Ｓのレベルを時間で積分することにより、咀嚼運動量を計算する。
【００３２】
図６は、粘度の高い食物の例としてガムを、粘度の低い食物の例としてゼリーを咀嚼しているときの信号処理部３の出力Ｓの経時変化（還元型ヘモグロビン濃度の経時変化）を示す図である。図６に示すように、咀嚼されている食物の粘度が高いと咀嚼運動が開始されてからの咀嚼運動量が大きくなる。すなわち、咀嚼運動量と食物粘度との間には相関関係がある。食物粘度判断部４５は、咀嚼運動量計算部４３から引き渡される咀嚼運動量データと、記録部５に格納されている一連の咀嚼運動が開始されてからの咀嚼運動量の大きさと食物粘度との相関関係データから、食物粘度を判断する。
【００３３】
次に、咀嚼力計算部４２、食物硬度判断部４４、咀嚼運動量計算部４３及び食物粘度判断部４５の一連の動作に続いて、必要咀嚼回数計算部４６が嚥下するのに必要な咀嚼回数を計算する動作を説明する。図７は、咀嚼モニタ装置１において、嚥下するのに必要な咀嚼回数が計算される動作の手順を示すフローチャートである。
【００３４】
咀嚼力計算部４２が、出力Ｓの振幅から咀嚼力を計算する（Ｓ７１）。
【００３５】
食物硬度判断部４４が、咀嚼力の強さと食物硬度との相関関係データを参照する（Ｓ７２）。
【００３６】
食物硬度判断部４４が、食物硬度を計算する（Ｓ７３）。
【００３７】
咀嚼運動量計算部４３が、出力Ｓのレベルを時間で積分することにより咀嚼運動が開始されてからの咀嚼運動量を計算する（Ｓ７４）。
【００３８】
食物粘度判断部４５が、咀嚼運動量の大きさと食物硬度との相関関係データを参照する（Ｓ７５）。
【００３９】
食物粘度判断部４５が、食物粘度を計算する（Ｓ７６）。
【００４０】
必要咀嚼回数計算部４６が、食物硬度及び食物粘度と必要咀嚼回数との相関関係データを参照して（Ｓ７７）、当該食物を嚥下するのに必要な咀嚼回数を計算する（Ｓ７８）。
【００４１】
表示装置６が、必要咀嚼回数を提示する（Ｓ７９）。
【００４２】
次に、咀嚼良否判断部４７が咀嚼の良否を判断する動作を説明する。図８は、咀嚼良否判断部４７が咀嚼の良否を判断する動作の手順を示した図である。咀嚼力計算部４２が出力Ｓの振幅から咀嚼力Ｓｍａｐを計算する（Ｓ８１）。
【００４３】
咀嚼良否判断部４７が、記録部５に記録されている過去に同一の食物を咀嚼したときの咀嚼力Ｄｍａｐ（過去データ）を参照し（Ｓ８２）、咀嚼力Ｓｍａｐと咀嚼力Ｄｍａｐとを比較する（Ｓ８３）。咀嚼力Ｓｍａｐの方が咀嚼力Ｄｍａｐよりも小さかった場合、咀嚼良否判断部４７は咀嚼が不良であると判断する（Ｓ８８）。
【００４４】
咀嚼力Ｓｍａｐの方が咀嚼力Ｄｍａｐよりも大きかった場合又は両者が同じであった場合、咀嚼運動量計算部４３が咀嚼運動が開始されてから終了するまでの咀嚼運動量Ｓｍを計算する（Ｓ８４）。
【００４５】
咀嚼良否判断部４７が、記録部５に記録されている過去に同一の食物を咀嚼したときの咀嚼運動量Ｄｍ（過去データ）を参照し（Ｓ８５）、咀嚼運動量Ｓｍと咀嚼運動量Ｄｍとを比較する（Ｓ８６）。咀嚼運動量Ｓｍの方が咀嚼運動量Ｄｍよりも小さかった場合、咀嚼良否判断部４７は咀嚼が不良であると判断する（Ｓ８８）。
【００４６】
咀嚼運動量Ｓｍの方が咀嚼運動量Ｄｍよりも大きかった場合又は両者が同じであった場合、咀嚼良否判断部４７は咀嚼が良好であると判断する（Ｓ８７）。上記の処理により、毎日の咀嚼の良否を知ることができるようになる。
【００４７】
次に、嚥下可能状態判断部４８が嚥下可能な状態を判断する動作を説明する。図９は、嚥下可能状態判断部４８が嚥下可能な状態を判断する動作の手順を示すフローチャートである。咀嚼力計算部４２が出力Ｓの振幅から咀嚼力Ｓｍａｐを計算する（Ｓ９１）。
【００４８】
嚥下可能状態判断部４８が、記録部５に格納されている過去に同一の食物を嚥下したときの咀嚼力Ｄｍａｐ（過去データ）を参照し（Ｓ９３）、咀嚼力Ｓｍａｐと咀嚼力Ｄｍａｐとを比較する（Ｓ９４）。咀嚼力Ｓｍａｐの方が咀嚼力Ｄｍａｐよりも大きかった場合、嚥下可能状態判断部４８は食物が十分に破砕されていないと判断し、Ｓ９１の処理に戻る。
【００４９】
咀嚼力Ｓｍａｐの方が咀嚼力Ｄｍａｐよりも小さいかった場合又は両者が同じであった場合、嚥下可能状態判断部４８は食物が十分に破砕され、嚥下可能な状態になったと判断する（Ｓ９５）。上記のとおり咀嚼力Ｓｍａｐと咀嚼されている食物の硬さとの間には相関関係があるので、上記の処理により同一の食物を過去に嚥下したときよりも柔らかくなったときに嚥下可能な状態になったと判断される。
【００５０】
（第２実施形態）
まず、本発明の第２実施形態の咀嚼モニタ装置７の機能的構成を説明する。図１０は、咀嚼モニタ装置７の機能的構成を示す図である。咀嚼モニタ装置７は、二つのプローブ２（右頬用プローブ２及び左頬用プローブ２）を備える。二つのプローブ２は、それぞれ、右頬、左頬に装着され、咀嚼モニタ装置７本体部分の右信号処理部３１、左信号処理部３２とケーブル２４で接続される。
【００５１】
図１０に示すように、咀嚼モニタ装置７の本体部分は、機能的構成要素として、光源２１を制御するとともに、プローブ２から受光量の信号を受け取り所定の計算処理を行う右信号処理部３１及び左信号処理部３２、右信号処理部３１及び左信号処理部３２から引き渡される情報に基づいて一連の咀嚼運動における咀嚼回数を計数する咀嚼回数計数部４１、右信号処理部３１及び左信号処理部３２から引き渡される情報に基づいて咀嚼力を計算する咀嚼力計算部４２及び咀嚼力計算部３２により計算された左右の咀嚼力に基づいて左右の咀嚼力のバランスを示す指標を計算する咀嚼力バランス計算部４９を備える。また、咀嚼モニタ装置７は、咀嚼モニタ装置７の本体部分各部による測定結果又は判断結果を表示する表示装置６を備える。
【００５２】
次に、咀嚼力バランス計算部４９が左右の咀嚼力のバランスを示す指標を計算する動作を説明する。右信号処理部３は、右頬用プローブ２の受光センサ２２の受光量の信号から還元型ヘモグロビン濃度（経時変化）を計算し、さらに還元型ヘモグロビン濃度の経時変化に応じた出力Ｓｒを計算する。同様にして、左信号処理部３は、左頬用プローブ２の受光センサ２２の受光量の信号に基づいて出力Ｓｌを計算する。出力Ｓｒ及び出力Ｓｌは咀嚼回数計数部４１及び咀嚼力バランス計算部４９に引き渡される。
【００５３】
咀嚼回数計数部４１は、第１実施形態におけると同様の手順で一連の咀嚼運動が開始されてからの咀嚼回数を計数する。
【００５４】
二つの咀嚼力計算部４２が、それぞれ第１実施形態におけると同様の手順で左右の咀嚼力を計算する。
【００５５】
咀嚼力バランス計算部４９は、出力Ｓｒの値から一連の咀嚼運動が開始されたときの出力Ｓｒの値を減算することによりＳｒｎを計算する。また、咀嚼力バランス計算部４９は、出力Ｓｌの値から一連の咀嚼運動が開始されたときの出力Ｓｌの値を減算することによりＳｌｎを計算する。
【００５６】
続いて、咀嚼力バランス計算部４９は、次の式（２）に表されるＢｌを計算する。Ｂｌは、左右の咀嚼力バランスにおいて右の咀嚼力への偏りを示す指標である。Ｂｌが０．５を上回るときは右頬の方を強く使用していることを示し、Ｂｌが０．５を下回るときは左頬の方を強く使用していることを示す。
Ｂｌ＝Ｓｒｎ／（Ｓｒｎ＋Ｓｌｎ）・・・（２）
【００５７】
咀嚼回数計数部４１により計数された咀嚼回数及び咀嚼力バランス計算部４９により計算されたＢｌは、表示装置６により表示される。図１３に、表示装置６が一連の咀嚼運動が開始されてからの咀嚼回数及び左右の咀嚼力を表示する例を示す。
【００５８】
図１１は、ガムを右側で咀嚼したとき、左側で咀嚼したとき及び自由に咀嚼したときの左信号処理部３の出力Ｓｌの経時変化（還元型ヘモグロビン濃度の経時変化）を示す図である。図１１に示すように、この場合の被測定者は、左側で咀嚼したときに、右側で咀嚼したときに比して左頬での咀嚼力が強くなる。また、自由に咀嚼したときは、右側で咀嚼咀嚼したときの出力レベルに近くなる。これから、被測定者は、自由に咀嚼しているとき、主に右側で咀嚼する癖があることがわかる。このように、片方の信号処理部の出力の経時変化を提示することによっても、被測定者は、自由咀嚼しているときに左右どちら側で噛む癖があるか認識することができる。
【００５９】
上記実施形態によれば、還元型ヘモグロビン濃度の経時変化に応じて計算される出力Ｓ（経時変化）を利用することにより、容易に正確な咀嚼回数、咀嚼力、咀嚼運動量などを得ることができる。
【００６０】
また、プローブ２は、光源２１と受光センサ２２により構成される簡易な装置なので、装着が容易である。表示装置６は、プローブ２と一体化していてもよい。
【００６１】
上記実施形態では、信号処理部は還元型ヘモグロビン濃度を検出するが、本発明の咀嚼モニタ装置では酸化型ヘモグロビンの濃度又は飽和酸素濃度（ＨｂＯ２ ／ ＨｂＯ２ ＋ Ｈｂ）が検出されてもよい。
【００６２】
図１４は、出力Ｓが酸化型ヘモグロビン濃度と等価であるときの出力Ｓの経時変化を示す図である。ただし、測定条件は、図３に示される例と同じく、ピーナッツを１分間咀嚼させたものである。この場合も、咀嚼運動に対応した出力Ｓの周期変動が見られることから、還元型ヘモグロビン濃度の経時変化を利用した上記の実施形態と同様の方法及び装置で咀嚼回数、咀嚼力などを得ることができる。
【００６３】
また、図１５は、出力Ｓが飽和酸素濃度と等価であるときの出力Ｓの経時変化を示す図である。ただし、測定条件は、図３に示される例と同じく、ピーナッツを１分間咀嚼させたものである。この場合も、咀嚼運動に対応した出力Ｓの周期変動が見られることから、還元型ヘモグロビン濃度の経時変化を利用した上記の実施形態と同様の方法及び装置で咀嚼回数、咀嚼力、咀嚼運動量などを得ることができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、正確な測定結果を得ることが容易な咀嚼モニタ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】咀嚼モニタ装置１の機能的構成を示す図である。
【図２】プローブ２の正面図である。
【図３】信号処理部３の出力Ｓの経時変化（還元型ヘモグロビン濃度の経時変化）を示す図である。
【図４】咀嚼回数計数部４１がＳｄのピークを検出して咀嚼回数をカウントする動作を示すフローチャートである。
【図５】硬い食物と柔らかい食物を咀嚼しているときの信号処理部３の出力Ｓの経時変化（還元型ヘモグロビン濃度の経時変化）を示す図である。
【図６】粘度の高い食物と粘度の低い食物を咀嚼しているときの信号処理部３の出力Ｓの経時変化（還元型ヘモグロビン濃度の経時変化）を示す図である。
【図７】咀嚼モニタ装置１において必要な咀嚼回数が計算される動作の手順を示すフローチャートである。
【図８】咀嚼良否判断部４７が咀嚼の良否を判断する動作の手順を示す図である。
【図９】嚥下可能状態判断部４８が嚥下可能な状態を判断する動作の手順を示すフローチャートである。
【図１０】咀嚼モニタ装置７の機能的構成を示す図である。
【図１１】ガムを右側で咀嚼したとき、左側で咀嚼したとき及び自由に咀嚼したときの左信号処理部３の出力Ｓｌの経時変化（還元型ヘモグロビン濃度の経時変化）を示す図である。
【図１２】表示装置６が一連の咀嚼運動が開始されてからの咀嚼回数及び咀嚼力（５段階評価）を表示する例を示す図である。
【図１３】表示装置６が一連の咀嚼運動が開始されてからの咀嚼回数及び左右の咀嚼力を表示する例を示す図である。
【図１４】信号処理部３の出力Ｓの経時変化（酸化型ヘモグロビン濃度の経時変化）を示す図である。
【図１５】信号処理部３の出力Ｓの経時変化（飽和酸素濃度の経時変化）を示す図である。
【符号の説明】
１、７…咀嚼モニタ装置、３…信号処理部、３１…右信号処理部、３２…左信号処理部、４１…咀嚼回数計数部、４２…咀嚼力計算部、４３…咀嚼運動量計算部、４４…食物硬度判断部、４５…食物粘度判断部、４６…必要咀嚼回数計算部、４７…咀嚼良否判断部、４８…嚥下可能状態判断部、５…記録部、６…表示装置、２…プローブ、２１…光源、２２…受光センサ、２３…ホルダー、２４…ケーブル。
【発明の属する技術分野】
本発明は、咀嚼モニタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
適切な咀嚼の指導、痴呆防止のための咀嚼訓練などを補助するために、被測定者の咀嚼状況を検知して提示する咀嚼モニタ装置の実現が望まれている。従来の咀嚼モニタ装置としては、例えば特開平１１‐２０６７４０に開示されるように咀嚼時の皮膚の動きに応じた装置内の圧力変化から咀嚼回数を測定するもの、特開平１１‐１２３１８５に開示されるように咀嚼時に発生する音から咀嚼回数を測定するもの、あるいは特開２００１‐１７８７０６に開示されるように電極を用いて咀嚼筋の電位から咀嚼回数及び咀嚼力（咬合力とは異なり、上下の歯の間を介して食物を噛み砕いた力又はマウスピースなどの口腔器具を装着して上下の歯を接触させた力であり、１回の筋力発揮が概して０．４秒以下で収束する力と定義される。）を計算するものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の咀嚼モニタ装置は、外部要因の影響を受けるので正確な測定結果を得るのが困難であるという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、正確な測定結果を得るのが容易な咀嚼モニタ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の咀嚼モニタ装置は、光源と受光センサとを含んで構成された、頬に装着されるためのプローブと、受光センサの受光量から計算される頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化に基づいて、被測定対象が一連の咀嚼運動を開始してからの咀嚼回数を計数する咀嚼回数計数手段を備えたことを特徴とする。
【０００６】
受光センサが散乱光を直接検出するので、散乱光検出過程における外部要因の影響は小さい。そのため、受光センサの受光量（受光センサにより検出される咀嚼筋での散乱光の強さ）から正確な酸化型ヘモグロビン濃度（酸化型ヘモグロビンの血中濃度）、還元型ヘモグロビン濃度（還元型ヘモグロビンの血中濃度）又は飽和酸素濃度（酸化型ヘモグロビンの割合；ＨｂＯ２ ／ ＨｂＯ２ ＋ Ｈｂ）の経時変化が計算される。咀嚼回数計数手段が受光センサの受光量から計算される酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度又は飽和酸素濃度の振動回数（経時変化）に基づいて咀嚼回数を計数することにより、容易に正確な咀嚼回数を得ることができる。
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の咀嚼モニタ装置は、光源と受光センサとを含んで構成された、頬に装着されるためのプローブと、受光センサの受光量から計算される頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化に基づいて、咀嚼力を計算する咀嚼力計算手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明は、酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度の振幅（経時変化）と咀嚼力との間の相関関係を利用するものである。咀嚼力計算手段が受光センサの受光量から計算される酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度又は飽和酸素濃度の経時変化に基づいて咀嚼力を計算することにより、容易に正確な咀嚼力の経時変化を得ることができる。
【０００９】
本発明の咀嚼モニタ装置は、咀嚼力計算手段により計算された咀嚼力に基づいて、被測定対象が咀嚼している物の硬さを判断する食物硬度判断手段を更に備えたことが好適である。
【００１０】
咀嚼力と咀嚼されている食物の硬度との間には相関関係がある。そのため、食物硬度判断手段が、咀嚼力計算手段により計算された咀嚼力に基づいて食物硬度を判断することにより、容易に食物硬度を知ることができる。
【００１１】
本発明の咀嚼モニタ装置は、咀嚼力計算手段により計算された咀嚼力に基づいて、被測定対象が咀嚼している物が嚥下可能な状態になったか否かを判断する嚥下可能状態判断手段を更に備えたことが好適である。
【００１２】
咀嚼力と咀嚼されている食物の硬度との間には相関関係がある。そのため、嚥下可能状態判断手段が、咀嚼力計算手段により計算された咀嚼力に基づいて嚥下可能な状態を判断することにより、食物が十分に柔らかくなったときに嚥下可能な状態になったと判断される。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の咀嚼モニタ装置は、光源と受光センサとを含んで構成された、頬に装着されるためのプローブと、受光センサの受光量から計算される頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化に基づいて、被測定対象が一連の咀嚼運動を開始してからの咀嚼運動量を計算する咀嚼運動量計算手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
咀嚼運動量計算手段が受光センサの受光量から計算される酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度又は飽和酸素濃度の経時変化に基づいて咀嚼運動量を計算することにより、容易に正確な咀嚼運動量を得ることができる。
【００１５】
本発明の咀嚼モニタ装置は、咀嚼運動量計算手段により計算された咀嚼運動量に基づいて、被測定対象が咀嚼している物の粘度を判断する食物粘度判断手段を更に備えたことが好適である。
【００１６】
咀嚼運動量と咀嚼されている食物の粘度との間には相関関係がある。そのため、食物粘度判断手段が、咀嚼運動量計算手段により計算された咀嚼運動量に基づいて食物粘度を判断することにより、容易に食物粘度を知ることができる。
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の咀嚼モニタ装置は、光源と受光センサとを含んで構成された、頬に装着されるための二つのプローブと、一方のプローブの受光センサの受光量から計算される頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化と、他方のプローブの受光センサの受光量から計算される頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化とに基づいて、左右の咀嚼力のバランスを示す指標を計算する咀嚼力バランス計算手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
二つのプローブを備え、咀嚼力バランス計算手段が、それぞれのプローブの受光センサの受光量から計算される酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度又は飽和酸素濃度の経時変化に基づいて左右の咀嚼力のバランスを示す指標を計算することにより、容易に正確な左右の咀嚼力バランスを得ることができる。
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明の咀嚼モニタ装置は、光源と受光センサとを含んで構成された、頬に装着されるためのプローブと、受光センサの受光量から計算される頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化に基づいて、咀嚼力を計算する咀嚼力計算手段と、受光センサの受光量のから計算される頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化に基づいて、被測定対象が一連の咀嚼運動を開始してからの咀嚼運動量を計算する咀嚼運動量計算手段と、咀嚼力計算手段により計算された咀嚼力と、咀嚼運動量計算手段により計算された咀嚼運動量とを記録する記録手段と、記録手段に記録された過去の咀嚼力と、新たに咀嚼力計算手段により計算された咀嚼力との比較及び記録手段に記録された過去の咀嚼運動量と、新たに咀嚼運動量計算手段により計算された咀嚼運動量との比較から、咀嚼の良否を判断する咀嚼良否判断手段とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
咀嚼良否判断手段が特定の食物について咀嚼の良否を判断する上で、咀嚼力計算手段により計算された咀嚼力と過去の咀嚼力とを比較し、さらに咀嚼運動量計算手段により計算された咀嚼運動量と過去の咀嚼運動量とを比較するので、容易かつ正確に咀嚼の良否を知ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態の咀嚼モニタ装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２２】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態の咀嚼モニタ装置１の機能的構成を説明する。図１は、咀嚼モニタ装置１の機能的構成を示す図である。咀嚼モニタ装置１は、咀嚼筋（咬筋、側頭筋など）の酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度又は飽和酸素濃度を検出するために頬に装着されるプローブ２を備える。図２に示すように、プローブ２は、光を咀嚼筋に照射する光源２１と、照射した際に咀嚼筋で散乱する散乱光を検出する受光センサ２２と、これらを保持する平板状のホルダー２３を備える。ホルダー２３は、柔軟なシリコンゴムであり、この表面に数ｃｍ離間されて光源２１と受光センサ２２が設置されるとともに、粘着テープにより皮膚に貼着可能になっている。光源２１から照射された光は、特定の波長成分が咀嚼筋の血中に含まれる酸化型ヘモグロビン及び還元型ヘモグロビンに吸収されつつ、咀嚼筋で散乱する。散乱光は受光センサ２２により検出され、受光量の信号がケーブル２４を介して後述する信号処理部３に送られる。
【００２３】
図１に示すように、咀嚼モニタ装置１の本体部分は、機能的構成要素として、光源２１を制御するとともに、上記受光量の信号を受け取り所定の計算処理を行う信号処理部３、信号処理部３から引き渡される情報に基づいて一連の咀嚼運動が開始されてからの咀嚼回数を計数する咀嚼回数計数部４１、信号処理部３から引き渡される情報に基づいて咀嚼力を計算する咀嚼力計算部４２、信号処理部３から引き渡される情報に基づいて一連の咀嚼運動が開始されてからの咀嚼運動量を計算する咀嚼運動量計算部４３、咀嚼力計算部４２から引き渡される情報に基づいて食物の硬度を判断する食物硬度判断部４４、咀嚼運動量計算部４３から引き渡される情報に基づいて食物の粘度を判断する食物粘度判断部４５、食物硬度及び食物粘度に基づいて必要咀嚼回数を計算する必要咀嚼回数計算部４６、咀嚼力及び咀嚼運動量について過去の情報と現在の情報とを比較することにより咀嚼の良否を判断する咀嚼良否判断部４７、咀嚼力計算部４２から引き渡される情報（咀嚼力）に基づいて嚥下可能な状態を判断する嚥下可能状態判断部４８及び記録部５を備える。また、咀嚼モニタ装置１は、咀嚼モニタ装置１の本体部分各部による測定結果又は判断結果を表示する表示装置６を備える。
【００２４】
次に、咀嚼回数計数部４１が咀嚼回数を計算する動作を説明する。図３は、例としてピーナッツを１分間咀嚼させた場合における信号処理部３の出力Ｓの経時変化（還元型ヘモグロビン濃度の経時変化）を示す図である。本実施形態では、信号処理部３は還元型ヘモグロビン濃度と等価の出力をする。信号処理部３は、受光センサ２２の受光量の信号から還元型ヘモグロビン濃度（経時変化）を計算し、さらに還元型ヘモグロビン濃度の経時変化に応じた出力Ｓ（経時変化）を計算する。本発明者は、実験から酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度の振幅は咀嚼力と相関関係にあることを見出した。すなわち、出力Ｓは咀嚼力のレベルを示すことになる。
【００２５】
咀嚼運動が開始され、信号処理部３の出力レベルが上がると、咀嚼周期に対応した周期変動が見られる。咀嚼運動を中断して破砕された食物を嚥下すると、この咀嚼周期に対応した周期変動は消失する。咀嚼運動を終了すると信号処理部３の出力レベルは低下する。咀嚼回数計数部４１は、この周期変動から一連の咀嚼運動が開始されてからの咀嚼回数を計算する。咀嚼回数計数部４１は、周期的に出力Ｓの移動平均値Ｓｍａを計算する。この周期は、平均的な咀嚼１周期分の長さに設定されている。また、咀嚼回数計数部４１は、平均的な咀嚼１周期分の長さよりも短い周期で、出力Ｓ（ｎ）を抽出した上、出力Ｓ（ｎ）から移動平均値Ｓｍａを減じることによってＳｄ（ｎ）を計算する。すなわち、Ｓｄ（ｎ）は次の式（１）で表される。なお、このように移動平均値Ｓｍａを減じる処理をするのは、咀嚼よりも大きな周期の発揮筋力の変化による影響を排除するためである。
Ｓｄ（ｎ） ＝ Ｓ（ｎ）−Ｓｍａ・・・（１）
ただし、ｎは、咀嚼回数計数部４１が計数を開始してからの出力Ｓの抽出回数を示す。
【００２６】
図４は、咀嚼回数計数部４１がＳｄのピークを検出して咀嚼回数をカウントする動作を示すフローチャートである。咀嚼回数計数部４１は、Ｓｄ（ｎ）がＳｄ（ｎ−１）よりも大きいか判断する（Ｓ４１）。Ｓｄ（ｎ）の方が小さかった場合又はＳｄ（ｎ）とＳｄ（ｎ−１）が等しかった場合には、次の抽出回数においてもＳ４１を繰り返す。
【００２７】
Ｓ４１においてＳｄ（ｎ）の方が大きかった場合には、Ｓｄ（ｎ）がＳｄ（ｎ＋１）よりも大きいか判断する（Ｓ４２）。Ｓｄ（ｎ）の方が小さかった場合又はＳｄ（ｎ）とＳｄ（ｎ−１）が等しかった場合には、次の抽出回数においてもＳ４２を繰り返す。
【００２８】
Ｓ４２においてＳｄ（ｎ）の方が大きかった場合には、Ｓｄ（ｎ）がピークであると判断して、咀嚼回数をカウントする（Ｓ４３）。ただし、Ｓｄのピークが前回のＳｄのピークと所定の抽出回数分離れていなかった場合には、咀嚼によるＳｄの周期変動ではないと判断してカウントしないものとする。咀嚼回数計数部４１は、上記の処理を繰り返すことにより、咀嚼回数を計数する。なお、上記の処理ではＳｄの周期変動における山のピークを検出したが、谷のピークを検出することにより咀嚼回数をカウントしてもよい。
【００２９】
次に、咀嚼力計算部４２が咀嚼力を計算する動作及び食物硬度判断部４４が咀嚼されている食物の硬度を判断する動作を説明する。咀嚼力計算部４２は、出力Ｓの振幅から咀嚼力を計算する。具体的には、Ｓｄの山（ピーク）と直前のＳｄの谷との差Ｓｐを計算し、これを移動平均することにより咀嚼力Ｓｍａｐを計算する。ここで、移動平均を計算するのは、各咀嚼における咀嚼力のばらつきを補正するためである。Ｓｄの山（ピーク）が直前のＳｄの谷と所定の抽出回数分離れていなかった場合には、咀嚼によるＳｄの周期変化ではないと判断して移動平均の計算から除外するものとする。計算される咀嚼力は、強弱の段階に分類することにより表示装置６に表示されてもよい。図１２に、表示装置６が、一連の咀嚼運動が開始されてからの咀嚼回数及び咀嚼力を表示する例を示す。このように、出力Ｓの振幅から咀嚼力を計算することにより、咀嚼力の細かい変化を追うことができる。
【００３０】
図５は、硬い食物の例としてピーナッツを、柔らかい食物の例としてゼリーを咀嚼しているときの信号処理部３の出力Ｓの経時変化（還元型ヘモグロビン濃度の経時変化）を示す図である。図５に示すように、咀嚼されている食物が硬いと出力Ｓのレベルが高くなるとともに、出力Ｓの振幅が大きくなる。すなわち、咀嚼されている食物の硬度と咀嚼力との間には相関関係がある。食物硬度判断部４４は、咀嚼力計算部４２から引き渡される咀嚼力データと、記録部５に格納されている咀嚼力の大きさと食物硬度との相関関係データから、食物硬度を判断する。
【００３１】
次に、咀嚼運動量計算部４３が咀嚼運動量を計算する動作及び食物粘度判断部４５が咀嚼されている食物の粘度を判断する動作を説明する。咀嚼運動量［Ｎ・ｓ］は、咀嚼筋の発揮筋力のレベルを時間で積分することにより得られる。咀嚼運動量計算部４３は、一連の咀嚼運動が開始されたとき（出力Ｓが振幅し始めたとき）からの出力Ｓのレベルを時間で積分することにより、咀嚼運動量を計算する。
【００３２】
図６は、粘度の高い食物の例としてガムを、粘度の低い食物の例としてゼリーを咀嚼しているときの信号処理部３の出力Ｓの経時変化（還元型ヘモグロビン濃度の経時変化）を示す図である。図６に示すように、咀嚼されている食物の粘度が高いと咀嚼運動が開始されてからの咀嚼運動量が大きくなる。すなわち、咀嚼運動量と食物粘度との間には相関関係がある。食物粘度判断部４５は、咀嚼運動量計算部４３から引き渡される咀嚼運動量データと、記録部５に格納されている一連の咀嚼運動が開始されてからの咀嚼運動量の大きさと食物粘度との相関関係データから、食物粘度を判断する。
【００３３】
次に、咀嚼力計算部４２、食物硬度判断部４４、咀嚼運動量計算部４３及び食物粘度判断部４５の一連の動作に続いて、必要咀嚼回数計算部４６が嚥下するのに必要な咀嚼回数を計算する動作を説明する。図７は、咀嚼モニタ装置１において、嚥下するのに必要な咀嚼回数が計算される動作の手順を示すフローチャートである。
【００３４】
咀嚼力計算部４２が、出力Ｓの振幅から咀嚼力を計算する（Ｓ７１）。
【００３５】
食物硬度判断部４４が、咀嚼力の強さと食物硬度との相関関係データを参照する（Ｓ７２）。
【００３６】
食物硬度判断部４４が、食物硬度を計算する（Ｓ７３）。
【００３７】
咀嚼運動量計算部４３が、出力Ｓのレベルを時間で積分することにより咀嚼運動が開始されてからの咀嚼運動量を計算する（Ｓ７４）。
【００３８】
食物粘度判断部４５が、咀嚼運動量の大きさと食物硬度との相関関係データを参照する（Ｓ７５）。
【００３９】
食物粘度判断部４５が、食物粘度を計算する（Ｓ７６）。
【００４０】
必要咀嚼回数計算部４６が、食物硬度及び食物粘度と必要咀嚼回数との相関関係データを参照して（Ｓ７７）、当該食物を嚥下するのに必要な咀嚼回数を計算する（Ｓ７８）。
【００４１】
表示装置６が、必要咀嚼回数を提示する（Ｓ７９）。
【００４２】
次に、咀嚼良否判断部４７が咀嚼の良否を判断する動作を説明する。図８は、咀嚼良否判断部４７が咀嚼の良否を判断する動作の手順を示した図である。咀嚼力計算部４２が出力Ｓの振幅から咀嚼力Ｓｍａｐを計算する（Ｓ８１）。
【００４３】
咀嚼良否判断部４７が、記録部５に記録されている過去に同一の食物を咀嚼したときの咀嚼力Ｄｍａｐ（過去データ）を参照し（Ｓ８２）、咀嚼力Ｓｍａｐと咀嚼力Ｄｍａｐとを比較する（Ｓ８３）。咀嚼力Ｓｍａｐの方が咀嚼力Ｄｍａｐよりも小さかった場合、咀嚼良否判断部４７は咀嚼が不良であると判断する（Ｓ８８）。
【００４４】
咀嚼力Ｓｍａｐの方が咀嚼力Ｄｍａｐよりも大きかった場合又は両者が同じであった場合、咀嚼運動量計算部４３が咀嚼運動が開始されてから終了するまでの咀嚼運動量Ｓｍを計算する（Ｓ８４）。
【００４５】
咀嚼良否判断部４７が、記録部５に記録されている過去に同一の食物を咀嚼したときの咀嚼運動量Ｄｍ（過去データ）を参照し（Ｓ８５）、咀嚼運動量Ｓｍと咀嚼運動量Ｄｍとを比較する（Ｓ８６）。咀嚼運動量Ｓｍの方が咀嚼運動量Ｄｍよりも小さかった場合、咀嚼良否判断部４７は咀嚼が不良であると判断する（Ｓ８８）。
【００４６】
咀嚼運動量Ｓｍの方が咀嚼運動量Ｄｍよりも大きかった場合又は両者が同じであった場合、咀嚼良否判断部４７は咀嚼が良好であると判断する（Ｓ８７）。上記の処理により、毎日の咀嚼の良否を知ることができるようになる。
【００４７】
次に、嚥下可能状態判断部４８が嚥下可能な状態を判断する動作を説明する。図９は、嚥下可能状態判断部４８が嚥下可能な状態を判断する動作の手順を示すフローチャートである。咀嚼力計算部４２が出力Ｓの振幅から咀嚼力Ｓｍａｐを計算する（Ｓ９１）。
【００４８】
嚥下可能状態判断部４８が、記録部５に格納されている過去に同一の食物を嚥下したときの咀嚼力Ｄｍａｐ（過去データ）を参照し（Ｓ９３）、咀嚼力Ｓｍａｐと咀嚼力Ｄｍａｐとを比較する（Ｓ９４）。咀嚼力Ｓｍａｐの方が咀嚼力Ｄｍａｐよりも大きかった場合、嚥下可能状態判断部４８は食物が十分に破砕されていないと判断し、Ｓ９１の処理に戻る。
【００４９】
咀嚼力Ｓｍａｐの方が咀嚼力Ｄｍａｐよりも小さいかった場合又は両者が同じであった場合、嚥下可能状態判断部４８は食物が十分に破砕され、嚥下可能な状態になったと判断する（Ｓ９５）。上記のとおり咀嚼力Ｓｍａｐと咀嚼されている食物の硬さとの間には相関関係があるので、上記の処理により同一の食物を過去に嚥下したときよりも柔らかくなったときに嚥下可能な状態になったと判断される。
【００５０】
（第２実施形態）
まず、本発明の第２実施形態の咀嚼モニタ装置７の機能的構成を説明する。図１０は、咀嚼モニタ装置７の機能的構成を示す図である。咀嚼モニタ装置７は、二つのプローブ２（右頬用プローブ２及び左頬用プローブ２）を備える。二つのプローブ２は、それぞれ、右頬、左頬に装着され、咀嚼モニタ装置７本体部分の右信号処理部３１、左信号処理部３２とケーブル２４で接続される。
【００５１】
図１０に示すように、咀嚼モニタ装置７の本体部分は、機能的構成要素として、光源２１を制御するとともに、プローブ２から受光量の信号を受け取り所定の計算処理を行う右信号処理部３１及び左信号処理部３２、右信号処理部３１及び左信号処理部３２から引き渡される情報に基づいて一連の咀嚼運動における咀嚼回数を計数する咀嚼回数計数部４１、右信号処理部３１及び左信号処理部３２から引き渡される情報に基づいて咀嚼力を計算する咀嚼力計算部４２及び咀嚼力計算部３２により計算された左右の咀嚼力に基づいて左右の咀嚼力のバランスを示す指標を計算する咀嚼力バランス計算部４９を備える。また、咀嚼モニタ装置７は、咀嚼モニタ装置７の本体部分各部による測定結果又は判断結果を表示する表示装置６を備える。
【００５２】
次に、咀嚼力バランス計算部４９が左右の咀嚼力のバランスを示す指標を計算する動作を説明する。右信号処理部３は、右頬用プローブ２の受光センサ２２の受光量の信号から還元型ヘモグロビン濃度（経時変化）を計算し、さらに還元型ヘモグロビン濃度の経時変化に応じた出力Ｓｒを計算する。同様にして、左信号処理部３は、左頬用プローブ２の受光センサ２２の受光量の信号に基づいて出力Ｓｌを計算する。出力Ｓｒ及び出力Ｓｌは咀嚼回数計数部４１及び咀嚼力バランス計算部４９に引き渡される。
【００５３】
咀嚼回数計数部４１は、第１実施形態におけると同様の手順で一連の咀嚼運動が開始されてからの咀嚼回数を計数する。
【００５４】
二つの咀嚼力計算部４２が、それぞれ第１実施形態におけると同様の手順で左右の咀嚼力を計算する。
【００５５】
咀嚼力バランス計算部４９は、出力Ｓｒの値から一連の咀嚼運動が開始されたときの出力Ｓｒの値を減算することによりＳｒｎを計算する。また、咀嚼力バランス計算部４９は、出力Ｓｌの値から一連の咀嚼運動が開始されたときの出力Ｓｌの値を減算することによりＳｌｎを計算する。
【００５６】
続いて、咀嚼力バランス計算部４９は、次の式（２）に表されるＢｌを計算する。Ｂｌは、左右の咀嚼力バランスにおいて右の咀嚼力への偏りを示す指標である。Ｂｌが０．５を上回るときは右頬の方を強く使用していることを示し、Ｂｌが０．５を下回るときは左頬の方を強く使用していることを示す。
Ｂｌ＝Ｓｒｎ／（Ｓｒｎ＋Ｓｌｎ）・・・（２）
【００５７】
咀嚼回数計数部４１により計数された咀嚼回数及び咀嚼力バランス計算部４９により計算されたＢｌは、表示装置６により表示される。図１３に、表示装置６が一連の咀嚼運動が開始されてからの咀嚼回数及び左右の咀嚼力を表示する例を示す。
【００５８】
図１１は、ガムを右側で咀嚼したとき、左側で咀嚼したとき及び自由に咀嚼したときの左信号処理部３の出力Ｓｌの経時変化（還元型ヘモグロビン濃度の経時変化）を示す図である。図１１に示すように、この場合の被測定者は、左側で咀嚼したときに、右側で咀嚼したときに比して左頬での咀嚼力が強くなる。また、自由に咀嚼したときは、右側で咀嚼咀嚼したときの出力レベルに近くなる。これから、被測定者は、自由に咀嚼しているとき、主に右側で咀嚼する癖があることがわかる。このように、片方の信号処理部の出力の経時変化を提示することによっても、被測定者は、自由咀嚼しているときに左右どちら側で噛む癖があるか認識することができる。
【００５９】
上記実施形態によれば、還元型ヘモグロビン濃度の経時変化に応じて計算される出力Ｓ（経時変化）を利用することにより、容易に正確な咀嚼回数、咀嚼力、咀嚼運動量などを得ることができる。
【００６０】
また、プローブ２は、光源２１と受光センサ２２により構成される簡易な装置なので、装着が容易である。表示装置６は、プローブ２と一体化していてもよい。
【００６１】
上記実施形態では、信号処理部は還元型ヘモグロビン濃度を検出するが、本発明の咀嚼モニタ装置では酸化型ヘモグロビンの濃度又は飽和酸素濃度（ＨｂＯ２ ／ ＨｂＯ２ ＋ Ｈｂ）が検出されてもよい。
【００６２】
図１４は、出力Ｓが酸化型ヘモグロビン濃度と等価であるときの出力Ｓの経時変化を示す図である。ただし、測定条件は、図３に示される例と同じく、ピーナッツを１分間咀嚼させたものである。この場合も、咀嚼運動に対応した出力Ｓの周期変動が見られることから、還元型ヘモグロビン濃度の経時変化を利用した上記の実施形態と同様の方法及び装置で咀嚼回数、咀嚼力などを得ることができる。
【００６３】
また、図１５は、出力Ｓが飽和酸素濃度と等価であるときの出力Ｓの経時変化を示す図である。ただし、測定条件は、図３に示される例と同じく、ピーナッツを１分間咀嚼させたものである。この場合も、咀嚼運動に対応した出力Ｓの周期変動が見られることから、還元型ヘモグロビン濃度の経時変化を利用した上記の実施形態と同様の方法及び装置で咀嚼回数、咀嚼力、咀嚼運動量などを得ることができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、正確な測定結果を得ることが容易な咀嚼モニタ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】咀嚼モニタ装置１の機能的構成を示す図である。
【図２】プローブ２の正面図である。
【図３】信号処理部３の出力Ｓの経時変化（還元型ヘモグロビン濃度の経時変化）を示す図である。
【図４】咀嚼回数計数部４１がＳｄのピークを検出して咀嚼回数をカウントする動作を示すフローチャートである。
【図５】硬い食物と柔らかい食物を咀嚼しているときの信号処理部３の出力Ｓの経時変化（還元型ヘモグロビン濃度の経時変化）を示す図である。
【図６】粘度の高い食物と粘度の低い食物を咀嚼しているときの信号処理部３の出力Ｓの経時変化（還元型ヘモグロビン濃度の経時変化）を示す図である。
【図７】咀嚼モニタ装置１において必要な咀嚼回数が計算される動作の手順を示すフローチャートである。
【図８】咀嚼良否判断部４７が咀嚼の良否を判断する動作の手順を示す図である。
【図９】嚥下可能状態判断部４８が嚥下可能な状態を判断する動作の手順を示すフローチャートである。
【図１０】咀嚼モニタ装置７の機能的構成を示す図である。
【図１１】ガムを右側で咀嚼したとき、左側で咀嚼したとき及び自由に咀嚼したときの左信号処理部３の出力Ｓｌの経時変化（還元型ヘモグロビン濃度の経時変化）を示す図である。
【図１２】表示装置６が一連の咀嚼運動が開始されてからの咀嚼回数及び咀嚼力（５段階評価）を表示する例を示す図である。
【図１３】表示装置６が一連の咀嚼運動が開始されてからの咀嚼回数及び左右の咀嚼力を表示する例を示す図である。
【図１４】信号処理部３の出力Ｓの経時変化（酸化型ヘモグロビン濃度の経時変化）を示す図である。
【図１５】信号処理部３の出力Ｓの経時変化（飽和酸素濃度の経時変化）を示す図である。
【符号の説明】
１、７…咀嚼モニタ装置、３…信号処理部、３１…右信号処理部、３２…左信号処理部、４１…咀嚼回数計数部、４２…咀嚼力計算部、４３…咀嚼運動量計算部、４４…食物硬度判断部、４５…食物粘度判断部、４６…必要咀嚼回数計算部、４７…咀嚼良否判断部、４８…嚥下可能状態判断部、５…記録部、６…表示装置、２…プローブ、２１…光源、２２…受光センサ、２３…ホルダー、２４…ケーブル。
Claims (8)
- 光源と受光センサとを含んで構成された、頬に装着されるためのプローブと、
前記受光センサの受光量から計算される前記頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化に基づいて、被測定対象が一連の咀嚼運動を開始してからの咀嚼回数を計数する咀嚼回数計数手段を備えた
ことを特徴とする咀嚼モニタ装置。 - 光源と受光センサとを含んで構成された、頬に装着されるためのプローブと、
前記受光センサの受光量から計算される前記頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化に基づいて、咀嚼力を計算する咀嚼力計算手段を備えた
ことを特徴とする咀嚼モニタ装置。 - 前記咀嚼力計算手段により計算された咀嚼力に基づいて、被測定対象が咀嚼している物の硬さを判断する食物硬度判断手段を更に備えた
ことを特徴とする請求項２記載の咀嚼モニタ装置。 - 前記咀嚼力計算手段により計算された咀嚼力に基づいて、被測定対象が咀嚼している物が嚥下可能な状態になったか否かを判断する嚥下可能状態判断手段を更に備えた
ことを特徴とする請求項２記載の咀嚼モニタ装置。 - 光源と受光センサとを含んで構成された、頬に装着されるためのプローブと、
前記受光センサの受光量から計算される前記頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化に基づいて、被測定対象が一連の咀嚼運動を開始してからの咀嚼運動量を計算する咀嚼運動量計算手段を備えた
ことを特徴とする咀嚼モニタ装置。 - 前記咀嚼運動量計算手段により計算された咀嚼運動量に基づいて、被測定対象が咀嚼している物の粘度を判断する食物粘度判断手段を更に備えた
ことを特徴とする請求項５記載の咀嚼モニタ装置。 - 光源と受光センサとを含んで構成された、頬に装着されるための二つのプローブと、
一方の前記プローブの受光センサの受光量から計算される前記頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化と、他方の前記プローブの受光センサの受光量から計算される前記頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化とに基づいて、左右の咀嚼力のバランスを示す指標を計算する咀嚼力バランス計算手段を備えた
ことを特徴とする咀嚼モニタ装置。 - 光源と受光センサとを含んで構成された、頬に装着されるためのプローブと、
前記受光センサの受光量から計算される前記頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化に基づいて、咀嚼力を計算する咀嚼力計算手段と、
前記受光センサの受光量から計算される前記頬の血中における酸化型ヘモグロビン濃度、還元型ヘモグロビン濃度及び飽和酸素濃度のうち少なくとも一つの経時変化に基づいて、被測定対象が一連の咀嚼運動を開始してからの咀嚼運動量を計算する咀嚼運動量計算手段と、
前記咀嚼力計算手段により計算された咀嚼力と、咀嚼運動量計算手段により計算された咀嚼運動量とを記録する記録手段と、
前記記録手段に記録された過去の咀嚼力と、新たに前記咀嚼力計算手段により計算された咀嚼力との比較及び前記記録手段に記録された過去の咀嚼運動量と、新たに前記咀嚼運動量計算手段により計算された咀嚼運動量との比較から、咀嚼の良否を判断する咀嚼良否判断手段とを備えた
ことを特徴とする咀嚼モニタ装置。
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