JP2013544603A - 舌の力を検出および訓練するためのシステムと方法 - Google Patents

Abstract

評価および治療用の力感知および訓練装置が記載されている。力感知装置は、患者の身体とともに隆起を形成して、測定が行われる固定点を提供するための相関位置決めプレートを備える場合がある。この力感知装置により、測定の一環としての直線運動と、訓練用抵抗を訓練範囲にわたって連続的に変化させる機能とが可能となる。訓練目標が達成されたことを示すために、触覚的かつ聴覚的なフィードバックが患者に提供される。

Description

本願は、身体の力の測定に関し、特に、医療およびまたは治療環境で利用される舌の力の測定に関する。

脳卒中、脳損傷、脳機能低下、発育遅滞、発達障害、学習障害、脳性麻痺、口蓋裂、発声障害、精神遅滞、聴力損失、感情的問題をはじめとする種々の原因に起因して、発語、言語、および嚥下の障害が生じることがある。そのような障害は、先天性、発育性、または後天性のいずれかであり得る。

言語聴覚士が、発語、言語、認知コミュニケーション、発声、嚥下、および流暢性に関する障害を予防するために、評価、診断、治療、および支援を行う。治療の種類に、口腔器官の運動およびアイソメトリックエクササイズの領域が含まれることもある。一般的な臨床診療では、治療者が保持する舌圧子に対して患者がアイソメトリックエクササイズを実施する。

その結果、診断ベースラインデータおよび治療状況の測定は、治療者、具体的には医療言語聴覚士、が保持する舌圧子に対する力の主観的かつ定性的な評価によって行われる。舌圧子に加えられる力の認知が不正確であり、その時時で変わることがあるため、この種の測定は不正確である。また、患者が異なる医療言語聴覚士によって治療される場合があり、それ故に患者の総合的な治療状況は何人かの治療者によって主観的に評価されることになる。

米国特許第４６９７６０１号（ダーキー）には、多方向の舌の強さについて信頼性の高い測定値を得るための可能性が記載されているが、ダーキーに記載されているような装置は依然として治療用としては非常に高価で非常に面倒である。ダーキーは、舌受けを個々に圧迫することによって３方向同時に舌の力を測定するために歪みゲージを用いる装置を記載している。装置には二股の歯プレートが固定され、患者相関位置決め手段（患者と測定用固定点との間の物理的連結部）の役割を果たす。そうではなく、二股の歯プレートが無い場合、患者が装置を押している間、治療士が単純に装置を所定の位置に維持しようとすると、治療士の影響が、測定しなくてはならない作用の同等以上になりかねない。

患者相関位置決めは、舌の強さを測定するために考案された装置間の主要差別化ポイントとなる。米国特許第４５８５０１２号（ランバーグ）に記載されているもののような初期の試みには、個人が顎受けに顎を入れるテーブル取付け型の装置や患者頭部に紐で結びつける装置が記載されている。

当該領域の対極には、固定型の患者相関位置決め手段を備えない、米国特許第５１１９８３１号（ロビン）に記載されているアイオワオーラルパフォーマンスインスツルメントがある。治療者は、患者口腔内に入れられたチューブを保持するだけであり、そのチューブ末端には感圧バルブが備わっており、患者が別の身体部位にこの感圧バルブを押し付ける。

アイオワオーラルパフォーマンスインスツルメントは、市販されているいくつかの装置のうちの１つであり、数多くの著者に研究されてきた。臨床診療において、各患者が患者口蓋（硬口蓋）に付与できる圧力を測定するのにアイオワオーラルパフォーマンスインスツルメントが最も多く使われている。測定バルブは側方タングバルブホルダに貼り付けることもできる。貼り付けられると、患者がホルダを噛んで、横方向（側方）測定および突出させた舌（前方）測定のための相関位置決めポイントをつくる。したがって、側方測定および前方測定の場合は、ちょうどダーキーに記載されている装置で要求されるように、患者はバルブを押すだけでなく、それと同時に装置を噛んで所定の位置に維持する必要がある。

噛むことと押すことを患者が同時に行うという要件を避けるために、米国特許第５９５４９７３号（ステーリン）および米国特許第６７０２７６５号（ロビンス）はいずれも、患者相関位置決め手段として、患者の体に実質的に適合するマウスピースを採用している。米国特許第６５１１４４１号（ワクモト）は、電極を患者硬口蓋に直接装着するというところにまで至った。これらのカスタマイズされたマウスピースは作成に費用がかさみ、治療士が日常業務に採り入れるには高価で時間がかかる。

したがって、現状の装置には、噛むと押すを同時に行うことを患者に要求しない、簡素で効率的な患者相関位置決めを提供する手段が欠けている。

残念なことに、効率的な患者相関位置決め手段が無いということが、上述の装置の唯一の不備ではない。これら装置のほとんどで、患者は、運動や仕事が行われるという感覚はなく、「壁」を押すだけである。この運動の欠如により、患者（特に舌の感覚鈍麻がある者）の訓練の必要性が増し、意欲の欠如を招く。繰り返し壁を押すなど、まったく面白くも楽しくもない訓練である。

上述の装置は意欲を起こさせる要因が無いばかりか、文献および臨床検討会においては、ピーク力（または「持久性」と呼ばれる、個人がピーク力の５０％を維持できる期間）ばかりに目を向けることの妥当性が常に疑われていた。

ジャーナルオブスピーチアンドヒアリングディスオーダーズ、第５２号、３６７頁〜３８７頁、１９８７年１１月（ケント）は、「通常環境下で話すことは音声器官の性能に負担をかけない」ので、最大パフォーマンスの測定は発語とは無関係かもしれないと提言している。ケントが「第2世代の音声生成法」を提唱してから２０年以上になるが、ほとんどの装置が最大筋力測定に焦点を当てており、実際に音声生成に利用される範囲での、測定可能な他覚的な運動の機会を提供するというニーズを満たしていない。

また、音声は反復利用（言葉の発声）によって生成され得る。しかし、患者が自分の舌をどのくらい長く壁に押しつけることができるかに基づく患者の持久力と実際の疲労との間に臨床相関はほとんどない。依然として別の方法が必要とされている。

米国特許第７２３８１４５号（ロビンス）には、運動抵抗を調節する手段が記載されている。しかし、この調節は連続的な（範囲内の小数値）設定に基づくものではなく、離散的な（固定的）設定に基づくものである。また、訓練完了を示す限定的なフィードバックはあるが、患者の相関位置決めは困難である。

本明細書には、力感知装置が記載されている。この力感知装置は、ユーザの舌から圧縮力を受け取るように構成された力感知部を備える。力感知部を支持する相関位置決めプレートは身体部位に接してシェルフを形成し、別の身体部位によって加えられる力に対して力感知部の位置を維持する。

一実施形態によれば、相関位置決めプレートは、力を測定する固定位置を維持する。

一実施形態によれば、力感知装置は長軸部を更に備えることもでき、長軸部は２つの端部を有し、第１の端部が相関位置決めプレートに対して垂直に接続される。

一実施形態によれば、力感知装置は力感知部に装着される測定器を更に備える。測定器は、力感知部からデータを受信するプロセッサと、データを表示するディスプレイと、リセットアクチュエータとを備える。

一実施形態によれば、力感知部は伝導性センサまたは空気圧式素子である。

一実施形態によれば、力感知装置は、力感知部を収容するエンクロージャと、エンクロージャ内に摺動可能に配設されたキャップであって、舌がキャップに圧縮力をかけたことに反応して前記キャップが力感知部を軸線方向に押すように、力感知部と接触するように係合されたキャップとを備える。エンクロージャ内に配設された回路アセンブリは、感知圧縮力を表すデータを力感知部から受信するように構成されていてもよい。エンクロージャ上に配設されたディスプレイは、回路アセンブリに受信された感知圧縮力を表すデータに基づいて感知圧縮力を表示する。

一実施形態によれば、力感知装置は、力感知部を収容するエンクロージャと、エンクロージャ内の圧縮部と、キャップとを備える。圧縮部は力感知部に接続される。キャップはエンクロージャ内に摺動可能に配設され、舌がキャップに圧縮力をかけたことに反応してキャップが圧縮部を軸線方向に押すように、圧縮部と接触するように係合されている。キャップは、キャップがエンクロージャ内を直線的に移動したことに反応して、ユーザに対する聴覚的かつ触覚的表示を生成する。力感知装置は抵抗アジャスタを更に備えていてもよく、抵抗アジャスタは圧縮部に接続され、圧縮部の抵抗を変更するために圧縮部を調節するように構成されている。

本明細書には、舌の力を測定する方法が記載されている。少なくとも１回のユーザの舌からの圧縮力の付与は、圧縮力の付与を受けたことに反応して圧縮部の抵抗に逆らってエンクロージャに対して摺動するキャップで受け取られる。圧縮力の付与が抵抗閾値を満足するという状況が生じるたび、その状況に反応してユーザのために聴覚的かつ触覚的表示が生成される。圧縮部の抵抗閾値は調節可能であってもよい。この調節は、特定母集団によって達成可能な公称抵抗値に関連付けられた所定の尺度に基づいて抵抗閾値を設定することによって行われる。１００という尺度基準は公称抵抗値の１００％と同等である。抵抗閾値は、対象範囲にわたって連続的に調節可能であってもよい。

本明細書に記載の一実施形態によれば、力感知装置は、エンクロージャと、エンクロージャ内の圧縮部と、エンクロージャ内に摺動可能に配設されたキャップであって、舌がキャップに圧縮力をかけたことに反応してキャップが圧縮部を軸線方向に押すように、圧縮部と接触するように係合されているキャップと、を備えることもできる。

本明細書に記載の一実施形態によれば、力感知装置は、エンクロージャと、エンクロージャ内の力感知部と、エンクロージャ内に摺動可能に配設されたキャップであって、舌がキャップに圧縮力をかけたことに反応してキャップが力感知部を押すように、力感知部と接触するように係合されているキャップと、を備えることもできる。

当業者には、以下の詳細な説明および添付図面を参照することにより本開示の上記および他の利点が明らかとなるであろう。

本開示の実施形態による例示的な力検出用装置を示す。

本開示の実施形態による、力感知装置の例示的な使用法をそれぞれ示す。 本開示の実施形態による、力感知装置の例示的な使用法をそれぞれ示す。 本開示の実施形態による、力感知装置の例示的な使用法をそれぞれ示す。 本開示の実施形態による、力感知装置の例示的な使用法をそれぞれ示す。

本開示の実施形態による、力感知用抵抗器の構造をそれぞれ示す。 本開示の実施形態による、力感知用抵抗器の構造をそれぞれ示す。

本開示の実施形態による測定器の内部回路の概略図を示す。

本開示の実施形態による、長軸部を含む力感知装置の実施形態を示す。

本開示の実施形態による、長軸部を含む力感知装置の使用法を示す。

本開示の実施形態による、空圧式力感知部と、相関位置決めプレートと、長軸部とを含む力感知装置を示す。

本開示の実施形態による図６記載の力感知装置の断面図を示す。

本開示の実施形態による、相関位置決めプレートを備えない力感知装置を示す。

本開示の実施形態による、図８記載の力感知装置の断面図を示す。

本開示の実施形態による、相関位置決めプレートも含む図８記載の力感知装置を示す。

本開示の実施形態による、延長チューブを備えた図１０記載の力感知装置を示す。

本開示の実施形態による、力感知装置と共に使用するホルダを示す。

本開示の実施形態による、力感知装置と共に使用するオフセットアッタチメントを示す。

本開示の実施形態による、図１３記載のオフセットアッタチメントの相関位置決めプレート延長部の断面図を示す。

本開示の実施形態による、独立型アセンブリを備えた力感知装置を示す。

本開示の実施形態による、力感知装置の使い捨てチップの図を示す。

本開示の実施形態による、力感知装置の独立型エンクロージャ１５２０を示す。

本開示の実施形態による、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃに記載の力感知装置のすべての部品の断面図を示す。

本開示の実施形態による、力感知装置のフロー図を示す。

本開示の実施形態による力感知装置を示す。

本開示の根幹による、舌の力が抵抗部の抵抗に達しているという聴覚的および触覚的表示を生じることに関連した部品を示す。 本開示の根幹による、舌の力が抵抗部の抵抗に達しているという聴覚的および触覚的表示を生じることに関連した部品を示す。

本開示の実施形態による、本明細書記載の実施形態と共に使用される測定スケールを示す。

本開示の実施形態による例示的な舌力測定方法を示す。

「背景技術」のセクションで論じられているように、舌の力を測定するだけでなく患者の舌を訓練するための更に有効な方法を病理医の患者に提供する必要がある。本明細書に記載されているシステムと方法は、訓練および力測定のためのシステムと方法を提供することによって当業界の不備に対処するものである。

図１は、本開示の実施形態による力感知装置を例示する。力感知装置１０には、力感知部１００と、この力感知部１００に装着された相関位置決めプレート１２０が示されている。また、図１には、インタフェースストリップ１０１を介して力感知装置１０とインタフェースをとるように構成された測定器１４０が示されている。

力感知部１００は、どのような構成部品であってもよいし、どのような構成部品の組み合わせであってもよい。そのような構成部品として、抵抗器、力感知キャパシタ、歪み計、圧力変換器付きの液体入りブラダ、使い捨て感圧フィルム、および他の機械的手段が掲げられるが、それらに限定されるものではない。ユーザの舌の圧縮力を測定するために、力感知部１００は、ユーザの舌から圧縮力を受け、伝導性の力を測定器１４０に伝えるように構成されている。

相関位置決めプレート１２０は力感知部１００に装着された平坦な円盤として示されている。しかしながら、相関位置決めプレート１２０は、治療者が最適であると考える形状であれば、どのような形状の形態であってもよい。相関位置決めプレート１２０は、第１の身体部位に接してシェルフを形成し、第２の身体部位に対する力感知部１００の位置を維持する。このシェルフが形成されると、測定を行う固定点が確立される。

測定器１４０は、インタフェースストリップ１０１を介して力感知部１００から信号を受信するように構成されている。信号は、力感知部１００によって測定された力を示すデータを含んでいる。測定器１４０は、動作モードスイッチ１４２、リセットスイッチ１４４、および表示機構１４６を備えている。

動作モードスイッチ１４２は、少なくとも２種類のモードの間で測定器１４０を切り替えるように操作できる。第１のモードである「Cont.」は、力感知部１００によって測定された力のレベルを連続的にフィードバックするために利用される。第２のモードである「Peak,」は、力感知部１００によって測定された力の最大値を提供するために利用される。動作モードスイッチ１４２は、患者の具体的な訓練目標に関連する他のモード、または力感知部１００によって測定された力のレベルに関連する他の測定に切り替えることもできる。

表示機構１４６は、数字を表示する液晶ディスプレイであってもよい。表示機構１４６は、グラフィカルな画像または図と共に英字を表示するように構成されていてもよい。

リセットスイッチ１４４は、表示機構１４６の力の表示値がゼロになるように表示機構１４６をリセットするように構成されている。リセットスイッチ１４４は、例えば、新たな測定を行うときに使用してもよい。

図２Ａは、本開示の実施形態による、力感知装置の例示的な使用法を示す。図２Ａでは、患者２００の舌２０２が突き出して、力感知部１００を押している。相関位置決めプレート１２０は、患者２００の上歯２０４の内面と下歯２０６の内面の間にシェルフを形成している。

図２Ｂは、本開示の実施形態による、力感知装置の例示的な使用法を示す。図２Ｂでは、患者２００の口腔の側部に配置されている舌２０２が、力感知部１００および相関位置決めプレート１２０に横方向の力を加えている。

図２Ｃは、本開示の実施形態による、力感知装置の例示的な使用法を示す。図２Ｃでは、力感知部１００は、ユーザ２００の親指２０８によって押下される位置にある。相関位置決めプレート１２０は、ユーザ２００の人差指２１０の上に乗っている。図２Ｃに示されるように、力感知部１００は、親指の挟み具合を測定するのに使用することもでき、その場合、図２Ａで相関位置決めプレート１２０が歯２０４と２０６と共にシェルフを形成した態様と同様に、人差指２１０が相関位置決めプレート１２０を乗せるシェルフとなる。

図２Ｄは、本開示の実施形態による、力装置の例示的な使用法を示す。図２Ｄでは、力感知部１００は、ユーザ２００の親指２０８から指把握を測定できる。相関位置決めプレート１２０は、ユーザ２００の指２１２および２１４と共にシェルフを形成している。

ここまで記載した実施形態は、主に身体の力の測定用に考案されたものであるが、別の使用法も可能である。例えば、力感知部１００を身体部位に押し当てて、どの部分に接触を感じたかを患者に示させることによって接触に対する感度を測定するために、力感知部１００と相関位置決めプレート１２０を入力部として計算装置に接続してもよい。また、力感知部１００をゲーム機への入力部として使用してもよい。

図３Ａは、本開示の実施形態による、力感知用抵抗器の構造を示す。具体的には、図３Ａは力感知用抵抗器３００の「シャントモード」構造を示す。力感知用抵抗器は、ポリエステルフィルムの基板層を２層備えている。第１の基板層３０２には、感圧インク３１０がコーティングされている。第２の基板層３０４には、櫛形の電極フィンガ３２０がスクリーン印刷されている。第１の基板層３０２と第２の基板層３０４を互いに向かい合わせに配置し、第１の基板層および第２の基板層それぞれの周囲を囲むスペーサとして機能する両面接着材を用いて貼り合わせて力感知用抵抗器３００を形成してもよい。

櫛形の導電性フィンガ３２０は、ポリエステルフィルムなどの基板上に銀または銀／黒鉛の導電性インクでスクリーン印刷してもよいし、印刷回路基板上の銅または金メッキにエッチングしてもよい。このようにして、力感知用抵抗器３００に力が加えられと、シャント回路または短絡回路が完成し、したがって、加えられた力を力感知用抵抗器３００に感知させることができる。加えられた力が大きければ大きいほど、加えられた力の値を測定する測定器に送られるであろう出力の伝導率が高くなる。

図３Ｂは、本開示の実施形態による力感知用抵抗器の構造を示す。具体的には、図３Ｂは、力感知用抵抗器３５０の「スルーモード」構造を示す。力感知用抵抗器３５０は、ポリエステルフィルムの基板層を２枚備えている。第１の基板層３０６および第２の基板層３０８は、いずれも力感知インク３３０がコーティングされている。第１の基板層３０６および第２基板層３０８は互いに向かい合わせに配置され、この２枚の基板層を積み重ねるために接着材を用いてもよい。力感知用抵抗器３５０の動作は、上述の力感知用抵抗器３００の働きと実質的に同様である。

図４は、本開示の実施形態による、測定器の内部回路の概略図を示す。図４は、前処理回路４１０、ピーク検出回路４２０、および表示回路４３０を備える内部回路構成を示す。より詳細には、図４は、図１に示される測定器１４０の操作スイッチ１４２、リセットスイッチ１４４、および表示機構１４６にそれぞれ対応する操作スイッチ１４２ａ、リセットスイッチ１４４ａ、および表示機構１４６ａを備える表示回路４３０の概略図も示す。また、今から示すように、測定器１４０は、入力としてゼロオフセット電圧を表示回路４３０へ供給する機能を備えていてもよい。内部回路構成は単品部品を備えていてもいし、マイクロプロセッサ、または入力を介して計算装置へ入力されるソフトウェアベースのものであってもよい。

図５Ａは、本開示の実施形態による、長軸部を含む力感知装置を示す。力感知装置１０の相関位置決めプレート１２０に装着された長軸部５００は、身体表面が相関位置決めプレート１２０と共にシェルフを形成するのに対応しない場合に安定化を行う。安定化に加え、長軸部５００は、噛みしめ面または握り面としての機能を果たす。

図５Ｂは、本開示の実施形態による、長軸部を含む力感知装置の使用法を示す。例えば、図５Ｂは、長軸部５００を備えた力感知装置１０を使っている患者５０２を示す。患者５０２は、相関位置決めプレート１２０と共にシェルフを形成するのに必要な下前歯がないので、この特殊な患者には安定化のために長軸部５００を使用してもよい。

図６は、本開示の実施形態による、空圧式力感知部と、相関位置決めプレートと、長軸部とを含む力感知装置を示す。力感知装置６００は、取付可撓膜とすることもできる空圧式力感知部６１０と、相関位置決めプレート６０４と、長軸部６０６とを備える。取付可撓膜は、剥離紙をはがすと貼れる接着材、溶剤接着、超音波溶接、および／またはレーザ溶接を使うことで装着してもよい。力感知装置６００は、長軸部６０６の端部６０８に接続可能なホース（不図示）によって、力を測定するための圧力センサ（やはり不図示）に接続してもよい。また、第２の可撓膜が閉鎖流体充満システムを支援する場合もある。

図７は、本開示の実施形態による図６記載の力感知装置の断面図を示す。

図８は、本開示の実施形態による、相関位置決めプレートを備えない力感知装置を示す。力感知装置８００は、キャップ８１０と、外筒８２０と、力感知部８０２に接続されたチューブ８３０とを備えている。キャップ８１０は、キャップ８１０が舌または他の身体部位から圧縮力を受けると外筒８２０内を摺動する。これにより、センサ接触子が力感知部８０２を圧迫する。外筒８２０およびチューブ８３０の内部部品の詳細を以下に記載する。

図９は、本開示の実施形態による、図８記載の力感知装置の断面図を示す。キャップ８１０、外筒８２０、およびチューブ８３０の断面図には、センサ接触子９００と圧縮部９１０も含まれている。センサ接触子９００は、力感知部８０２との接触を最適化する硬質または半硬質の材料とすることができる。キャップ８１０が圧縮力を受けて、圧縮部９１０の抵抗に逆らって外筒８２０内を摺動すると、今度は、圧縮部９１０がセンサ接触子９００に接触し、センサ接触子９００が力感知部８０２を圧迫する。こうして、キャップ８１０が受けた圧縮力は力感知部８０２に伝達され、力感知部８０２は、患者がキャップ８１０に加えた圧縮力を測定する。患者は、単に壁を押すだけというのではなく、計測される測定値の成分としての直線的な移動を体験できる。

図１０は、本開示の実施形態による、相関位置決めプレートも含む図８記載の力感知装置を示す。図１０は、キャップ８１０と、外筒８２０と、チューブ８３０と、相関位置決めプレート８４０と、力感知部８０２とを含む力感知装置１０００を示す。力感知装置１０００は、上述の力感知装置８００と同様に作動する。相関位置決めプレート８４０は、２箇所の患者身体部位の間にシェルフを形成する。図１０では、相関位置決めプレート８４０は外筒８２０とチューブ８３０の間に配置されている。しかし、相関位置決めプレート８４０は、舌力検出器に沿った位置であれば、いずれの位置に配置されてもよい。例えば、側方の舌の力の測定を最適化するために、キャップ８１０が外筒８２０内に滑り込む側の外筒８２０の遠位末端部に相関位置決めプレート８４０が配置されてもよい。

図１１は、本開示の実施形態による、延長チューブを備えた図１０記載の力感知装置を示す。力感知装置１１００は、キャップ８１０、外筒８２０、チューブ８３０Ａ、相関位置決めプレート８４０、および力感知部８０２を備えている。舌力検出器１０００は、上述の舌力検出器８００と同様に作動する。延長チューブ８３０Ａを追加したことにより、相関位置決めプレート８４０と共にシェルフを形成するのに使用することが期待された身体表面が利用できない場合に、補助的な安定化を図ることができる。延長チューブ８０３は、患者の噛みしめ面または握り面としての機能も果たす。

図１２は、本開示の実施形態による、力感知装置と共に使用するホルダ１２００を示す。ホルダ１２００は、例えば、相関位置決めプレート８４０とともにシェルフを形成することが期待される身体表面が無い場合に、力感知装置８００に追加してもよい。ホルダ１２００は、機械的ロック１２１０と顎当て１２２０を備える。顎当て１２２０は、相関位置決めプレートの代替物としての機能を果たす。このように、顎当て１２２０は、患者を力感知装置に相対位置決めする代替手段である。ホルダ１２００は、力感知装置８００のチューブ８３０に沿ってスライドするように調節することもできる。ホルダ１２００は着脱式であってもよいし、本明細書記載のいずれかの力感知装置に永久的に内蔵されてもよい。

図１３は、本開示の実施形態による、力感知装置と共に使用するオフセットアッタチメントを示す。オフセットアッタチメント１３００は、例えば、相関位置決めプレート８４０に装着する。オフセットアッタチメント１３００は着脱式であってもよいし、本明細書記載のいずれかの力感知装置に永久的に内蔵されてもよい。オフセットアッタチメント１３００は、それ無しでは容易にアクセスできない他の身体の力の測定位置へのアクセスを可能にする。オフセットアッタチメント１３００は、相関位置決めプレート延長部１３１０と、起動部延長部１３２０とを備えている。相関位置決めプレート延長部１３１０は、患者の口蓋に平らに装着される追加表面領域を備え、相関位置決めポイントを備える。起動部延長部１３２０は、同様に、後からキャップ８１０に加えられる対象の身体部位から圧縮力を受ける追加表面領域を備える。また、図示されてはいないが、オフセットアッタチメント１３００に機械的ロックが追加される場合もある。

図１４は、本開示の実施形態による、図１３記載のオフセットアッタチメントの相関位置決めプレート延長部の断面図を示す。相関位置決めプレート延長部１３１０の断面図には、起動部延長部１３２０を相関位置決めプレート延長部１３１０に対して枢動できるようにする、起動部延長部用ピボット１４１０が示されている。その結果、適切なオフセットアッタチメントの使用に基づく測定に、直線変位および変化だけでなく角変位も採用できる。力感知装置１０００と組み合わせた使用法に具体的に示されていたが、図１３および１４に示されているオフセットアッタチメント１３００は、本明細書記載の力感知装置の他の実施形態およびホルダなどの追加部品と共に使用するようになっていてもよい。

図１５Ａは、本開示の実施形態による、独立型アセンブリを備えた力感知装置を示す。力感知装置１５００は、使い捨てチップ１５１０と独立型エンクロージャ１５２０を備える。使い捨てチップ１５１０は、ネジまたは同様の機械的係合具を用いてエンクロージャ１５２０にしっかり係合する。使い捨てチップ１５１０は機械的アセンブリであってもよいし、スリップオン式またはロールオン式のシースであってもよい。

図１５Ｂは、本開示の実施形態による、力感知装置の使い捨てチップ１５１０の図を示す。使い捨てチップ１５１０は、キャップ１５０２、相関位置決めプレート１５０４、外筒１５０６、および使い捨てチップ延長部１５２０を備えている。図１５Ｂでは、使い捨てチップ１５１０の一部分が透光性材料で作られているように示されている。使い捨てチップ１５１０は、例えば、取り外し可能な使い捨てシースであってもよい。

図１５Ｃは、本開示の実施形態による、力感知装置の独立型エンクロージャ１５２０を示す。より具体的には、図１５Ｃは、使い捨てチップ１５１０を備えないエンクロージャ１５２０を示す。エンクロージャ１５２０は２つの部品を備えている。第１および第２の上エンクロージャ１５４０と１５５０が示されている。キャップ１５０２からの圧縮力を受けるように連携するプッシャ１５６０も示されている。

図１６は、本開示の実施形態による、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃに記載の力感知装置のすべての部品の断面図を示す。キャップ１５０２が舌などの身体部位から圧縮力を受けると、キャップ１５０２は外筒１５０６内を摺動する。キャップ１５０２がプッシャ１５６０を押して、独立型エンクロージャ１５２０内でプッシャ１５６０を摺動させる。プッシャ１５６０が動くことによって圧縮部１５０８に力が加わる。圧縮部１５０８に加えられた力によって、圧縮部１５０８がセンサ接触子１５１２に対して圧縮されて押しつけられ、それによって、力感知部１５１４に加えられる力が生じる。力感知部１５１４が身体部位から加えられた圧縮力を表すデータをプリント回路アセンブリ１６３０に転送した時点で、力の伝達は完了する。プリント回路アセンブリ１６３０は、圧縮力を表すデータを処理し、表示機構１６０２に表示されるデータを出力する。プリント回路アセンブリ１６３０に電力供給する電池１６１０は、着脱可能な電池ドア１６２０によってアクセスしやすくなっている。リセットスイッチ１６０４はプリント回路アセンブリ１６３０に命令を送信して、表示機構１６０２にその表示をリセットするように命じる。プリント回路アセンブリ１６３０に動作モードスイッチ（不図示）を取り付けることもできる。

あるいは、圧縮部１５０８がオプションであってもよい。したがって、図１６について記載された力感知装置は、圧縮部１５０８なしで動作できる。代りに、プッシャ１５６０の動きによってセンサ接触子１５１２に力が加わり、それによって力感知部１５１４に加えられる力が生じる。また、プッシャ１５６０とセンサ接触子１５１２は、キャップに加えられた力を力感知部１５１４に直接伝えさせる単一部品に組み合わせることもできる。

図１７は、本開示の実施形態による、力感知装置のフロー図を示す。ステップ１７１０で、力感知部１５１４が較正される。詳細には、力感知部１５１４は力感知用抵抗器であってもよいので、一点較正または多点較正が利用される。

ステップ１７２０で、力感知装置は電池を節電するためにスリープモードに入る。

判定ブロック１７３０で、力感知装置は、リセットスイッチ１６０４が起動されているか否か判断する。リセットスイッチ１６０４が起動されていた場合には、ステップ１７４０に進む。

ステップ１７４０で、リセットスイッチ１６０４の起動を受け、表示機構１６０２に表示されている現在のピーク力レベルがあればクリアされる。感知された現在の力レベルは、任意にその後のすべての力測定を行う際のゼロオフセットレベルに設定できる。

ステップ１７５０で、力感知装置は現在の力を連続的に監視および測定し、力感知装置がタイムアウトになるか、またはリセットスイッチが再び起動されるまで、観察された最大ピーク力を表示する。

判定ブロック１７６０で、測定された力が最大ピーク力より大きければ、ステップ１７７０に進み、測定された力が新しいピーク力として記憶され表示される。その後、ステップ１７８０に進んでタイムアウトカウンタをリセットする。

測定された力が最大ピーク力より小さければ、他の判定ブロック１７６２に進み、リセットスイッチが起動されているか否か判断する。イエスならば、タイムカウンターをリセットしてステップ１７４０に戻る。ノーならば、ステップ１７９０に進み、タイムアウトカウンタを進める。

判定ブロック１７９２で、タイムアウトに達していた場合には、タイムアウトカウンタがリセットされ、ステップ１７２０に戻って装置はスリープモードに入る。タイムアウトセッションに達していなかった場合、ステップ１７５０に戻って力の測定を行う。このように、力検出装置１５００は、ひとたび起動すると、タイムアウト状態に達するか、またはリセットスイッチ１６０４が起動されるまで、観察された最大ピーク力を監視および表示し続ける。

図１８は、本開示の実施形態による力感知装置を示す。力感知装置１８００は、キャップ１８１０、外筒１８２０、チューブ１８３０、および抵抗アジャスタ１８１０を備えている。また、相関位置決めプレート１８４０と抵抗スケール１８５０も含まれている。抵抗アジャスタ１８１０は、チューブ１８３０内の圧縮抵抗部の抵抗を変更するために利用される。抵抗の変化は、圧縮抵抗部によってもたらされる現在の抵抗を表示する抵抗スケール１８５０に示される。力感知装置１８００の使用法は、上述の力感知装置の他の実施形態と同様である。

図１９Ａは、本開示の実施形態による図１８記載の力感知装置１８００の内部部品を示す。図１９Ｂも、本開示の実施形態による、力感知装置１８００の内部部品を示す。抵抗ストップ１９７０に沿って圧縮部１９６０が示されている。圧縮部１９６０は、抵抗アジャスタ１８１０によって調節可能であり、抵抗ストップ１９７０は、ある点を超えて動かないように圧縮部１９６０を止める手段として機能する。

チューブ１８３０はチューブ回転防止部１９３２も備えている。抵抗ストップ１９７０は回転防止部１９７２も備えている。これらの回転防止部１９３２および１９７２は、抵抗アジャスタ１８１０の回転運動を圧縮部によって提供される訓練用抵抗に変換するのを助ける。回転防止部１９３２と１９７２は共同して、抵抗アジャスタ１８１０が回転されるときに抵抗ストップ１９７０が前進または後退させられてバネを予圧するように、抵抗ストップ１７１０の回転を妨げるように働く。

抵抗アジャスタ１８１０は、ねじロッドを備えている。ある特定の抵抗で圧縮部１９６０をロックさせ、力感知装置１８００のための均一な固定抵抗を提供するために、抵抗ストップ１９７０および回転防止部１９３２、１９７０と組み合わさった抵抗アジャスタ１８１０のねじロッドの機能を、機械的ロックを備えた機械的スライドに置き換えることができる。抵抗アジャスタ１８１０は、キャップ１８１０を圧迫したときに患者が感じる訓練用抵抗を効率的に設定する。利用可能な訓練用抵抗の範囲にわたって連続的に訓練用抵抗を調節して、個々の患者に適したカスタマイズおよび個々の抵抗に適した調節を行うことができるので、ねじロッドの使用は有利である。

図１９Ａと図１９Ｂは、本開示の根幹による、舌の力が圧縮部１９６０の抵抗に達しているという聴覚的表示を生成することに関連した部品を示す。特に、これらの部品は、キャップ１８１１が所定の距離を移動すると機械的な「クリック音」を生じさせる。例えば、キャップ１８１１が０．２５インチ移動すると「クリック音」が聞こえる。これらの部品というのは、キャップ１８１１、外筒１８２０、チューブ１８３０、プランジャ１９４０、抵抗ハブ１９５０、および抵抗部１９６０である。キャップ１８１１はキャップ位置合わせボス１９２０を備え、外筒１８２０は、外筒「クリック音」チャネル１９２２を備え、プランジャ１９４０はプランジャレール１９４２を備えている。圧縮部１９６０は、固定抵抗に設定してもよいし、調節可能であってもよい。

キャップ１８１１は外筒１８２０の中を摺動し、外筒１８２０の回転方向は、外筒「クリック音」チャネル１９２２によって制約される。ユーザの舌がキャップ１８１１にかける力に基づき、キャップ１８１１は、軸線方向と回転方向の両方向にプランジャ１９４０を押す。キャップ１８１１は、力を回転方向に向けやすくする王冠状の構造を備えていてもよい。外筒「クリック音」チャネル１９２２は、一方の辺が他方の辺より長くなるように設計されていてもよい。プランジャ１９４０が押されて外筒「クリック音」チャネル１９２２の長辺を越えると、プランジャ１９４０はもはや回転に制約されないので回転し、隣接する外筒「クリック音」チャネル１９２２に向かって回転する。これにより「クリック音」、すなわち可聴表示、が生じる。

「クリック音」が生成されるたびに、プランジャ１９４０が回転する。抵抗ハブ１９５０は、圧縮部１９６０にねじり力を受けさせることなく、プランジャ１９４０を自由に回転させることができる。

操作上で、訓練目標または測定目標が完了するたびに、ユーザは聴覚的フィードバックと触覚的フィードバックの両方を受けとる。本明細書に記載のすべての実施形態は、患者の舌の疲労を評価するための補足オプションを提供する。補足オプションは、訓練目標を達成するために身体の力を繰り返し働かせる能力の評価、決められた時間間隔で個人が目標を達成した回数または目標を決められた回数達成するのに個人が要した消費時間のカウント、を含む。

図２０は、本開示の実施形態による、明細書内に記載された実施形態と共に使用される測定スケールを示す。測定スケール２００４はチューブ１８３０の表面上にあってもよく、抵抗アジャスタ１８１０の調節に対応して動くインディケータ２００２を備えていてもよい。測定スケール２００４は目盛りを備えており、各目盛りはピーク力のパーセント値を表している。例えば、測定スケール２００４の「１００」は、特定の母集団（例えば、成人男性、健康な老人、子供等）が達成できる公称／平均ピーク力の設定を表してもよい。すなわち、圧縮部１９６０を調節するために抵抗アジャスタ１８１０が調節されると、インディケータ２００２が測定スケール２００４上の適切な位置に移動して、圧縮部１９６０の現在の抵抗を表す抵抗レベルを示す。測定スケール２００４上の他の値は、設定「１００」と関係がある公称／平均ピーク力の、あるパーセント値を表してもよい。「３７」は、成人男性が達成可能な公称／平均ピーク力の３７％の設定を表すことにしてもよい。このように、測定スケールを備える本明細書記載の実施形態が使用されると、所与の母集団サンプルに対し、どのタイプの力が患者の舌によって加えられたか、迅速なフィードバックが治療者または治療士に提供される。

図２１は、本開示の実施形態による例示的な舌力測定方法２１００を示す。ステップ２１０５で、抵抗閾値が調節される。抵抗閾値は、特定母集団によって達成可能な公称抵抗値に関連付けられた所定のスケールに基づいて設定される。例えば、１００という尺度基準は、公称抵抗値の１００％と同等である。抵抗閾値は、ユーザの舌の訓練に適した抵抗を表す。

ステップ２１１０で、少なくとも１回のユーザの舌からの圧縮力の付与を力感知装置のキャップが受ける。キャップは、圧縮力の付与を受けたことに反応して圧縮部の抵抗に逆らってエンクロージャに対して摺動する。

ステップ２１２０で、圧縮力の付与が抵抗閾値を満足するという状況が生じるたび、その状況に反応して、ユーザのために聴覚的かつ触覚的表示が生成される。

上述の詳細な説明はあらゆる点で説明および例示のためのものであるが、限定的なものではないと理解されるべきである。本開示の範囲は、詳細な説明に基づいてではなく、特許法によって許される範囲に基づいて解釈される請求の範囲から判断されるべきものである。本明細書に図示および説明される実施形態は、本開示の原理を例証するものにすぎず、当業者は本開示の範囲および趣旨から逸脱せず種々の変更形態を実施できるであろう。

Claims (31)

1. 力感知装置であって、
   ユーザの舌から圧縮力を受け取るように構成された力感知部と、
   身体部位に接してシェルフを形成して、別の身体部位によって加えられる力に対して前記力感知部の位置を維持する、前記力感知部を支持する相関位置決めプレートと、を備える力感知装置。
2. 前記相関位置決めプレートは力の計測を行う固定位置を維持する、請求項１に記載の力感知装置。
3. 請求項１に記載の力感知装置であって、
   ２つの端部を有し、第１の端部が前記相関位置決めプレートに対して垂直に接続されている長軸部を更に備える、力感知装置。
4. 請求項１に記載の力感知装置であって、
   前記力感知部に装着される測定器を更に備え、前記測定器が、
   前記力感知部からデータを受信するプロセッサと、
   前記データを表示するディスプレイと、
   リセットアクチュエータとを備える力感知装置。
5. 前記力感知部が伝導性センサである、請求項１に記載の力感知装置。
6. 前記力感知部が空気圧式素子である、請求項１に記載の力感知装置。
7. 請求項１に記載の力感知装置であって、
   前記力感知部を収容するエンクロージャと、
   前記エンクロージャ内に摺動可能に配設されたキャップであって、前記舌が前記キャップに圧縮力をかけたことに反応して前記キャップが前記力感知部を軸線方向に押すように、前記力感知部と接触するように係合されたキャップとを更に備える、力感知装置。
8. 請求項７に記載の力感知装置であって、
   前記エンクロージャ内に配設され、前記力感知部から感知圧縮力を表すデータを受信するように構成された回路アセンブリと、
   前記エンクロージャ上に配設され、前記回路アセンブリに受信された前記感知圧縮力を表す前記データに基づいて前記感知圧縮力を表示するディスプレイとを更に備える、力感知装置。
9. 請求項１に記載の力感知装置であって、
   前記力感知部を収容するエンクロージャと、
   前記力感知部に接続された、前記エンクロージャ内の圧縮部と、
   前記エンクロージャ内に摺動可能に配設されたキャップであって、前記舌が前記キャップに圧縮力をかけたことに反応して前記キャップが前記圧縮部を軸線方向に押すように、前記圧縮部と接触するように係合されたキャップとを更に備える、力感知装置。
10. 前記キャップは、前記キャップが前記エンクロージャ内を直線的に移動したことに反応して、ユーザに対する聴覚的かつ触覚的表示を生成する、請求項９に記載の力感知装置。
11. 請求項９に記載の力感知装置であって、
    前記圧縮部に接続され、前記圧縮部の抵抗を変更するために前記圧縮部を調節するように構成された抵抗アジャスタを更に備える、力感知装置。
12. 舌の力を測定する方法であって、
    少なくとも１回のユーザの舌からの圧縮力の付与を、圧縮力の付与を受けたことに反応して圧縮部の抵抗に逆らってエンクロージャに対して摺動するキャップで受けることと、
    圧縮力の付与が抵抗閾値を満足するという状況が生じるたび、その状況に反応して前記ユーザのために聴覚的かつ触覚的表示を生成することとを備える、舌の力を測定する方法。
13. 請求項１２に記載の方法であって、
    前記圧縮部の抵抗閾値を調節することを更に含む、方法。
14. 請求項１３に記載の方法であって、前記抵抗閾値を調節することが、
    特定母集団によって達成可能な公称抵抗値に関連付けられた所定のスケールに基づいて前記抵抗閾値を設定することを含む、方法。
15. １００という尺度基準が公称抵抗値の１００％と同等である、請求項１４に記載の方法。
16. 請求項１２に記載の方法であって、
    対象の範囲にわたって連続的に前記抵抗閾値を調節することを更に含む、方法。
17. 力感知装置であって、
    エンクロージャと、
    前記エンクロージャ内の圧縮部と、
    前記エンクロージャ内に摺動可能に配設されたキャップであって、舌が前記キャップに圧縮力をかけたことに反応して前記キャップが前記圧縮部を軸線方向に押すように、前記圧縮部と接触するように係合されたキャップとを備える、力感知装置。
18. 請求項１７に記載の力感知装置であって、
    使用中の前記キャップの摺動を容易にするために、身体部位に接してシェルフを形成して前記舌に対する前記エンクロージャの位置を維持する、前記エンクロージャと一体の相関位置決めプレートを更に備える、力感知装置。
19. 前記相関位置決めプレートは力の計測を行う固定位置を維持する、請求項１８に記載の力感知装置。
20. 請求項１７に記載の力感知装置であって、
    前記エンクロージャ内に配設され、前記圧縮部の抵抗に逆らって前記キャップが前記エンクロージャに対して摺動するときに前記圧縮部と接触する力感知部を更に備える、力感知装置。
21. 請求項１７に記載の力感知装置であって、
    前記エンクロージャ内に配設され、前記力感知部から感知圧縮力を表すデータを受信するように構成された回路アセンブリと、
    前記エンクロージャ上に配設され、前記回路アセンブリに受信された前記感知圧縮力を表す前記データに基づいて前記感知圧縮力を表示するディスプレイとを更に備える、力感知装置。
22. 前記圧縮部がバネを備える、請求項１７に記載の力感知装置。
23. 前記力感知装置が使い捨てシースで覆われている、請求項１７に記載の力感知装置。
24. 前記キャップは、前記キャップが前記エンクロージャ内を直線的に移動したことに反応して、前記ユーザに対する聴覚的かつ触覚的表示を生成する、請求項１１に記載の力感知装置。
25. 請求項１１に記載の力感知装置であって、
    前記圧縮部に接続され、前記圧縮部の抵抗を変更するために前記圧縮部を調節するように構成された抵抗アジャスタを更に備える、力感知装置。
26. 請求項１５に記載の力感知装置であって、
    前記エンクロージャと一体化された、前記圧縮部によって提供された現在の抵抗を表示するための抵抗スケールを更に備える、力感知装置。
27. 前記抵抗スケールは、特定母集団によって達成可能な公称抵抗値に関連付けられた所定のスケールを表す、請求項２６に記載の力感知装置。
28. 力感知装置であって、
    エンクロージャと、
    前記エンクロージャ内の力感知部と、
    前記エンクロージャ内に摺動可能に配設されたキャップであって、舌が前記キャップに圧縮力をかけたことに反応して前記キャップが前記力感知部を押すように、前記力感知部と接触するように係合されたキャップとを備える、力感知装置。
29. 請求項２８に記載の力感知装置であって、
    使用中の前記キャップの摺動を容易にするために、身体部位に接してシェルフを形成して前記舌に対する前記エンクロージャの位置を維持する、前記エンクロージャと一体の相関位置決めプレートを更に備える、力感知装置。
30. 前記相関位置決めプレートは力の計測を行う固定位置を維持する、請求項２９に記載の力感知装置。
31. 請求項２８に記載の力感知装置であって、
    前記エンクロージャ内に配設され、前記力感知部から感知圧縮力を表すデータを受信するように構成された回路アセンブリと、
    前記エンクロージャ上に配設され、前記回路アセンブリに受信された前記感知圧縮力を表す前記データに基づいて前記感知圧縮力を表示するディスプレイとを更に備える、力感知装置。

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