JP2014502548A - 嚥下障害検出のための方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
a)患者は、はっきりと覚醒していなければならない、
b)患者は、室内空気で自由に呼吸できなければならない(気管切開又は酸素補給をしている患者は、直接、完全評価に進むべきである)、
c)患者は最小限の支持により真っ直ぐに座っていることができ、頭を真っ直ぐに保持することができるべきである、
d)患者は簡単な指示に従うことができるべきである、
e)手順前に患者の口が清潔で、残渣がないようにすべきである。義歯は装着していてもよいが、この試験に必要ではない。
[0069]参加者
参加者は、成人40人(女性20人、平均年齢67歳)を含み、嚥下愁訴を調査するためにビデオ造影を行った。頭部及び頸部癌、気管切開、神経変性疾患、消化器疾患、又は頭部及び頸部手術(扁桃摘出又はアデノイド切除を除く)の履歴のある患者は除外された。
ビデオ造影中に、希薄液体バリウム(各5cc)3口量と、それに続くカップ飲みタスクとのプロトコルを使用して、時間に関連した二軸加速度測定信号(アスピロメータ)が収集された。
この調査では、完全なビデオ造影及び加速度測定データを、参加者40人のうち、37人に使用することができた。3つの場合に、肩の影が気道の表示を妨げる等のビデオ造影の画質の問題が、加速度測定分類器の結果の検証を妨害した。最終的なデータセットは261の嚥下事象を含み、31%(80の嚥下)が侵入・誤嚥スケールのスコア3以上を示す。各参加者によるすべての嚥下についてのデータを全体として考慮すると、参加者37人のうち35%(n=13)に誤嚥の発生が見られた。加速度測定の分類器による嚥下安全性障害及び嚥下効率低下の検出についての有用性分析の結果は、図7で、食塊レベル(1口量ごと)と下位嚥下及び参加者レベルとで示される。下位嚥下及び参加者レベルの侵入・誤嚥の検出に関する更なる詳細が、図8に示される。
Claims (41)
- 嚥下事象の実行中に候補患者の嚥下障害の可能性を特定する際に用いる装置であって、
前記候補患者の咽喉の部位に位置決めされ、前記嚥下事象を表す軸固有振動データを取得するように構成された二軸加速度計と、
前記軸固有振動データを処理するために前記二軸加速度計に動作可能に結合されて、各軸について、前記嚥下事象を表す1又は複数の特徴を前記軸固有振動データから抽出し、且つ正常な嚥下及び嚥下障害の可能性の一方を示すものとして、前記抽出した特徴に基づいて前記軸固有振動データを分類する処理モジュールとを備える装置。 - 前記嚥下障害の可能性が、嚥下安全性障害及び嚥下効率低下の少なくとも一方を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記嚥下障害の可能性が侵入又は誤嚥を含み、前記処理モジュールが、安全な事象及び安全でない事象の一方を示すものとして前記嚥下事象を分類するように構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記二軸加速度計が、前記候補患者の咽喉の前後(A−P)軸及び上下(S−I)軸に沿って位置合わせされるように構成される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の装置。
- 前記抽出された特徴が別個の軸固有特徴を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の装置。
- 前記特徴が、前記軸固有振動データのエントロピー及び前記軸固有振動データの対数エネルギーから選択される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の装置。
- 前記抽出された特徴が、前記A−P軸に沿って取得された軸固有振動データの対数エネルギーと、前記S−I軸に沿って取得された軸固有振動データのエントロピーとを含む、請求項4に記載の装置。
- 前記抽出された特徴が、前記A−P軸に沿って取得された前記軸固有振動データの18レベルsym8ウェーブレット分解の各レベルの対数エネルギーと、前記S−I軸に沿って取得された前記軸固有振動データの12レベルsym8ウェーブレット分解の各レベルのエントロピーとを含む、請求項7に記載の装置。
- 前記抽出された特徴が、前記18レベルsym8ウェーブレット分解の各レベルの前記対数エネルギーの加重和と、前記12レベルsym8ウェーブレット分解の各レベルの前記エントロピーの加重和とを含み、前記加重和それぞれの重みが、予め設定された特徴縮小パラメータにより定義される、請求項8に記載の装置。
- 前記処理モジュールが、公知の訓練データセットから予め抽出されて分類された特徴により定義された予め設定された分類基準と前記抽出された特徴とを比較することにより、前記嚥下事象を分類するように構成される、請求項1〜9のいずれか一項に記載の装置。
- 前記抽出された特徴が、前記分類基準からの前記抽出された特徴の距離に応じて分類される、請求項10に記載の装置。
- 前記抽出された特徴が、層別共分散評価によるマハラノビス距離を使用した判別分析により分類される、請求項11に記載の装置。
- 前記処理モジュールが、前記1又は複数の特徴を前記軸固有振動データから抽出するための特徴抽出モジュールと、予め設定された特徴縮小パラメータに基づき、前記抽出された特徴の主要素を特定するための特徴縮小モジュールと、前記抽出された特徴及び前記主要素に基づき前記軸固有振動データを分類するように構成された分類器とを備える、請求項1に記載の装置。
- 複数の連続する嚥下事象の実行中に前記嚥下障害の可能性を特定するために、前記処理モジュールが、前記連続する嚥下事象のそれぞれに関して取得された軸固有振動データを、正常な嚥下及び嚥下障害の可能性の一方を示すものとして分類するように構成される、請求項1〜13のいずれか一項に記載の装置。
- 前記連続する嚥下事象のそれぞれに関して取得された軸固有振動データを独立して処理及び分類するために自動的にセグメント化するための事象セグメント化モジュールを更に備える、請求項14に記載の装置。
- 前記連続する嚥下事象のそれぞれに関して取得された軸固有振動データを独立して処理及び分類するために選択的にセグメント化するためのユーザインタフェースを更に備える、請求項14に記載の装置。
- 出力を更に備え、前記処理モジュールが、前記連続する嚥下事象のそれぞれに関して取得された前記軸固有振動データを処理し、予め設定された嚥下障害評価プロトコルに従ってその結果を出力するように更に構成される、請求項14〜16のいずれか一項に記載の装置。
- 候補患者の嚥下事象に関して取得された頸部二軸加速度測定データを分類して、嚥下障害の可能性を特定するための方法であって、
前記嚥下事象を表す軸固有振動データを入力として受信するステップと、
前記軸固有振動データの各軸について、前記嚥下事象を表す1又は複数の予め設定された特徴を抽出するステップと、
前記予め設定された特徴に応じて定義された予め設定された分類基準と前記抽出された特徴とを比較するステップと、
前記比較するステップに基づき、正常な嚥下及び嚥下障害の可能性の一方を示すものとして前記軸固有振動データの分類を出力するステップとを含む方法。 - 前記嚥下障害の可能性が、嚥下安全性障害及び嚥下効率低下の1又は複数を含む、請求項18に記載の方法。
- 前記嚥下障害の可能性が、侵入危険性及び誤嚥危険性の少なくとも一方の特定を含む、請求項18に記載の方法。
- 前記予め設定された特徴が別個の軸固有特徴を含む、請求項18〜20のいずれか一項に記載の方法。
- 前記別個の軸固有特徴が、前後(A−P)軸データの対数エネルギー及び上下(S−I)軸データのエントロピーを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記抽出するステップが、前記A−P軸データの18レベルsym8ウェーブレット分解の各レベルの対数エネルギーと、前記S−I軸データの12レベルsym8ウェーブレット分解の各レベルのエントロピーとを抽出するサブステップを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記抽出された特徴の各分解レベルに各重みを関連付けることにより、前記抽出された特徴を縮小するステップを更に含む、請求項23に記載の方法。
- 前記抽出された特徴を縮小するステップを更に含む、請求項18〜23のいずれか一項に記載の方法。
- 前記比較するステップが、前記分類基準からの前記抽出された特徴の距離を算出するサブステップと、最も可能性の高い分類を前記距離に応じて選択するサブステップとを含む、請求項18〜25のいずれか一項に記載の方法。
- 前記算出するステップが、層別共分散評価によるマハラノビス距離を使用して、前記抽出された特徴の判別分析を行うサブステップを含む、請求項26に記載の方法。
- 受信する前記ステップが、連続する嚥下事象を表す軸固有振動データを入力として受信するサブステップを更に含み、前記方法が、前記軸固有振動データを事象固有データにセグメント化するステップと、前記抽出ステップ及び分類ステップを前記事象固有データのそれぞれについて繰り返すステップとを更に含む、請求項18〜27のいずれか一項に記載の方法。
- 前記セグメント化するステップが自動的に実行される、請求項28に記載の方法。
- 前記出力するステップが、予め設定された嚥下障害評価プロトコルに従って前記比較ステップの結果を出力するサブステップを含む、請求項28又は29に記載の方法。
- 請求項18〜30のいずれか一項に記載の方法を自動的に実行するためにプロセッサによって実行する命令及び指示が記憶されたコンピュータ読取可能な媒体。
- 1又は複数の予め設定された嚥下事象の実行により、候補患者の嚥下障害の可能性を特定するための方法であって、
前記1又は複数の嚥下事象を表す二軸振動データを記録するステップと、
前記二軸振動データの各軸について、1又は複数の嚥下事象固有特徴を抽出するステップと、
正常な嚥下及び嚥下障害の可能性の一方を示すものとして前記抽出された特徴を分類するステップとを含む方法。 - 前記記録するステップの期間に、前記候補患者に前記1又は複数の嚥下事象を実行させるステップを更に含む、請求項32に記載の方法。
- 2以上の予め設定された嚥下事象の実行について、前記二軸振動データを各嚥下事象について選択的に記録して独立した事象固有データを提供するステップと、前記嚥下事象のそれぞれの前記事象固有データについて前記抽出ステップ及び分類ステップを実行するステップとを含む、請求項32又は33に記載の方法。
- 2以上の予め設定された嚥下事象の実行について、前記二軸振動データを前記嚥下事象のそれぞれについて連続して記録するステップを含み、前記連続して記録されたデータを自動的にセグメント化して事象固有データを提供するステップと、前記嚥下事象のそれぞれの前記事象固有データについて前記抽出ステップ及び分類ステップを実行するステップとを更に含む、請求項32又は33に記載の方法。
- 前記事象固有データの少なくとも1つを嚥下障害の可能性を示すものとして分類するときに、前記候補患者を嚥下障害の可能性を示すものとして特定するステップを更に含む、請求項34又は35に記載の方法。
- 前記嚥下障害が安全でない嚥下を含み、前記方法が、少なくとも3つの連続する嚥下事象を正常な事象として分類するときに、前記候補患者を誤嚥危険性の低い候補患者として特定するステップを更に含む、請求項34〜36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記嚥下障害が、侵入、誤嚥、安全でない嚥下、及び効率の悪い嚥下の少なくとも1つを含む、請求項32〜37のいずれか一項に記載の方法。
- 前記嚥下障害が、安全でない嚥下及び効率の悪い嚥下の1又は複数を含み、前記分類するステップが、嚥下安全性及び嚥下効率それぞれについて定義された予め設定された各分類基準と前記抽出された特徴とを比較するサブステップを含む、請求項32に記載の方法。
- 前記候補患者の咽喉に位置決めされたときに、前記二軸加速度計により加えられる圧力を監視するように位置決めされて、データ取得精度を向上させる圧力センサ又は感圧フィルムを更に備える、請求項1〜17のいずれか一項に記載の装置。
- 予め設定された品質特性との一致について二軸振動データの品質を試験するステップを更に含む、請求項32〜39のいずれか一項に記載の方法。
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