JP2019092856A - Swallowing function measuring system - Google Patents

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Abstract

To provide a swallowing function measuring system in which precise and clear swallowing associated data can be collected by detecting intratracheal sound and pressure with a few noise, and thereby a composite waveform of the intratracheal sound and pressure is acquired and visualized.SOLUTION: A swallowing function measuring system is configured as follows. In the first, a sensor 1, a PC3 and a display 4 are provided. In the second, the sensor 1 is provided in an exterior 10 by surrounding the pressure and sound detection elements 11 with a damping transmission material 5 where the external air vibration sound is absorbed and damped but the transmission of the intratracheal pressure and sound is possible. In the third, an abutment surface 12 of the metal plate capable of collecting the intratracheal pressure and sound is formed in the exterior 10, and the breathing pressure and swallowing pressure transmitted from the abutment surface 12 are transmitted to the detection elements 11. Also, an air chamber 6 is provided in the exterior 10, and the breath sound, swallowing sound and larynx remaining sound transmitted from the abutment surface are transmitted to the detection elements 11. In the fourth, the PC3 acquires the composite waveform based on the pressure and sound. In the fifth, the display 4 is a display device of the composite waveform acquired by the PC3.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、センサーと波形処理装置と出力装置を有する嚥下機能測定システムであって、詳しくは、波形処理装置が、センサーに設けられる圧及び音の検出素子が検出した気管内の呼吸圧及び嚥下圧及び呼吸音及び嚥下音及び喉頭残留音の情報に基づき圧及び音の合成波形を取得し、出力装置により、該合成波形を表示するシステムである。   The present invention relates to a swallowing function measurement system having a sensor, a waveform processing device, and an output device, and more specifically, the intratracheal respiratory pressure and swallowing detected by a pressure and sound detection element provided in the sensor. It is a system which acquires the synthetic waveform of pressure and sound based on information of pressure and breathing sound and swallowing sound and laryngeal residual sound, and displays the synthetic waveform by an output device.

嚥下機能は加齢や疾患によって容易に低下し,嚥下機能の低下が原因となって生じる誤嚥性肺炎は生命予後を左右する問題となっている。嚥下状態の評価としては嚥下造影検査や嚥下内視鏡検査が一般的であるが,専門の設備やスタッフの問題から行える状況は限定される。そのため,嚥下時に侵襲なく行える頚部聴診法による嚥下音、嚥下前後の呼吸音の採取が行われている。   The swallowing function is easily reduced with age and disease, and aspiration pneumonia caused by the decrease in swallowing function is a problem that affects the life prognosis. Although swallowing angiography and swallowing endoscopy are commonly used to evaluate swallowing conditions, problems with specialized equipment and staff are limited. Therefore, the swallowing sound by the cervical auscultation method that can be done without invading swallowing and the breathing sound before and after swallowing are being collected.

上記方法による嚥下音及び呼吸音の採取は、聴診器などの集音機器の内部にマイクロフォンを挿入したものを、被験者の頸部に当接させて行うものである。しかし、マイクロフォンは存在するすべての音を採取するため、正確な嚥下音及び正確な呼吸音の採取は難しかった。又、音の採取のみでは、正確に採取できたとしても不顕性誤嚥などは検出不可能であった。   The collection of the swallowing sound and the breathing sound by the above method is performed by bringing a microphone into the inside of a sound collecting device such as a stethoscope and making it abut on the neck of the subject. However, since the microphones collect all the sounds present, it was difficult to collect accurate swallowing sounds and accurate breathing sounds. In addition, even if it was able to collect correctly, it was not possible to detect the subtle aspiration etc. only by collecting the sound.

そこで特許文献1のように、呼吸が停止している時に嚥下音データを抽出する方法が提案されたが、マイクロフォンは、呼吸に伴う音を除いても、他の外部に存在する音を採取してしまうので、嚥下機能の判定を簡単且つ正確に行うことが難しかった。その上、呼吸のタイミングも嚥下機能の測定には重要な要素の一つであるので、呼吸に関するデータを無視することは好ましいことではなかった。   Therefore, as in Patent Document 1, a method for extracting swallowing sound data when breathing is stopped has been proposed, but the microphone collects sound existing outside even if the sound accompanying breathing is removed. It is difficult to determine the swallowing function simply and accurately. Furthermore, since the timing of respiration is also an important factor in the measurement of swallowing function, it was not desirable to ignore the data on respiration.

特開2015−51159号公開特許公報JP, 2015-51159, published patent publication

そこで、本願発明は、嚥下機能を測定するため、例えば、RSST(反復唾液嚥下テスト)を行うため、雑音となる外部空気振動音を吸音減衰する伝達材を内蔵したセンサーを用いることにより、雑音の少ない気管内の呼吸音等のデータを検出すると共に、気管内の呼吸圧及び嚥下圧を検出することによって、音とならない嚥下関連データも加味して正確で明確な嚥下関連データを採取可能にし、気管内の音及び圧の合成波形を取得し、可視化することを目的とする。 Therefore, in the present invention, in order to measure the swallowing function, for example, in order to perform RSST (repetitive saliva swallowing test), noise is reduced by using a sensor incorporating a transmitting material that absorbs and attenuates the external air vibration noise that becomes noise. By detecting less intratracheal respiratory sound data and detecting intratracheal respiratory pressure and swallowing pressure, it is possible to collect accurate and clear swallowing related data in consideration of non-sounding swallowing related data, The purpose is to obtain and visualize a synthetic waveform of sound and pressure in the trachea.

上記課題を解決するために、第1の発明は嚥下機能測定システムを次のように構成する。
第1に、センサーと波形処理装置と出力装置を有する嚥下機能測定システムとする。
第2に、センサーは、外装内に、被験者の甲状軟骨の付近の窪みに当接させて気管内の圧である呼吸圧及び嚥下圧を検出する圧検出手段と気管内の音である呼吸音及び嚥下音及び喉頭残留音を検出する音検出手段となる圧及び音の検出素子を、外部空気振動音は吸音減衰されるが気管内の圧及び音の伝達は可能である減衰伝達材で包囲して設けたものとする。
第3に、前記センサーの外装の一方の面に前記気管内の圧及び音を採取可能な金属板を前記窪みに当接しやすいドーム型のラウンド形状とした当接面を形成し、該当接面から伝わる気管内の呼吸圧及び嚥下圧を検出素子に伝達するものとする。又、前記センサーの外装内で前記当接面と反対側の外装から検出素子との間にエアー室を設け、前記当接面から伝わる気管内の呼吸音及び嚥下音及び喉頭残留音を検出素子に伝達するものとする。
第4に、前記波形処理装置は、前記圧及び音の検出素子が検出した気管内の呼吸圧及び嚥下圧及び呼吸音及び嚥下音及び喉頭残留音の情報に基づき圧及び音の合成波形を取得するものとする。
第5に、前記出力装置は、前記波形処理装置で取得した圧及び音の合成波形を表示する表示装置とする。
In order to solve the above-mentioned subject, the 1st invention constitutes a swallowing function measuring system as follows.
First, a swallowing function measurement system having a sensor, a waveform processing device, and an output device.
Second, the sensor is a pressure detection means for detecting respiration pressure and swallowing pressure which is pressure in the trachea, and pressure noise in the trachea, which is a pressure in the trachea while being in contact with a recess in the subject's thyroid cartilage in the exterior And pressure and sound detection elements serving as sound detection means for detecting swallowing sound and laryngeal residual sound, surrounded by a damping transmission material that can absorb external air vibration but absorb pressure and sound in the trachea Shall be provided.
Thirdly, on one surface of the exterior of the sensor, a metal plate capable of collecting pressure and sound in the trachea is formed into a dome-shaped round contact surface that easily contacts the recess, and the contact surface The respiratory pressure and the inspiratory pressure in the trachea transmitted from T. will be transmitted to the detection element. In the exterior of the sensor, an air chamber is provided between the exterior on the opposite side to the contact surface and the detection element, and the respiratory sound, swallowing sound and laryngeal residual sound in the trachea transmitted from the contact surface are detected. Shall be communicated to
Fourth, the waveform processing apparatus acquires a combined pressure and sound waveform based on the information on respiratory pressure and swallowing pressure, respiratory sound, swallowing sound, and laryngeal residual sound in the trachea detected by the pressure and sound detection element. It shall be.
Fifth, the output device is a display device that displays a composite waveform of pressure and sound acquired by the waveform processing device.

第2の発明は、第1の発明における出力装置として、スピーカー、イヤホン、ヘッドホン等の音声出力装置を付加した嚥下機能測定システムとする。
第3の発明は、第1又は第2の発明において、センサーと波形処理装置と出力装置との間の接続を有線又は無線とする嚥下機能測定システムとする。
第4の発明は、第1又は第2又は第3の発明において、波形処理装置で取得した圧及び音の合成波形が、気管内の呼吸圧及び嚥下圧の圧波形と、呼吸音及び嚥下音及び喉頭残留音の音圧の合成波形である嚥下機能測定システムとする。
A second invention is a swallowing function measurement system to which an audio output device such as a speaker, an earphone, or a headphone is added as an output device in the first invention.
A third aspect of the invention is the swallowing function measurement system according to the first or the second aspect, wherein the connection between the sensor, the waveform processing device, and the output device is wired or wireless.
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second or third aspect, the combined pressure and sound waveform acquired by the waveform processing device is a pressure waveform of respiratory pressure and swallowing pressure in the trachea, respiratory sound and swallowing sound. And a swallowing function measurement system that is a synthetic waveform of the sound pressure of laryngeal residual sound.

本発明は、以下の効果を有する。
第1に、圧及び音の検出素子が検出した気管内の呼吸圧及び嚥下圧及び呼吸音及び嚥下音及び喉頭残留音の情報に基づき圧及び音の合成波形を取得することにより、気管内の異物の残留や誤嚥が分かる嚥下機能測定システムを提供することができた。
第2に、センサーは、外装の一方の面に気管内の圧及び音を採取可能な金属板を被験者の甲状軟骨の付近の窪みに当接しやすいドーム型のラウンド形状とした当接面を形成するものなので、皮膚との間に空間が生まれず、気管内の圧及び音を正確に捉えることができるものとなった。
The present invention has the following effects.
First, by acquiring a combined pressure and sound waveform based on the information of intratracheal respiratory pressure and swallowing pressure, respiratory sound, swallowing sound and laryngeal residual sound detected by pressure and sound detection elements, We have been able to provide a swallowing function measurement system that shows the presence of foreign matter and errors.
Second, the sensor forms a dome-shaped round contact surface on one surface of the sheath, which is capable of collecting pressure and sound in the trachea from a pit in the vicinity of the subject's thyroid cartilage. As a result, no space was created between the skin and the skin, and pressure and sound in the trachea could be accurately captured.

第3に、センサーの当接面が、樹脂であるとセンサーに対する外部圧力の強さにより、センサーの内部圧力が変化してしまい、正確な気管内の圧力を検出するための頸部装着圧力の調整が難しく使い勝手が悪くなるが、本発明では、当接面が金属板となっているので、外部からの圧力の調整が難しくなく、且つ、軽くセンサーの当接面が皮膚に密着する程度の外部圧力で気管内の圧及び音の検出が可能となった。
第4に、センサーは、外装内に、圧及び音の検出素子を、雑音である外部空気振動音は吸音減衰されるが必要データである気管内の圧及び音の適切伝達は可能である減衰伝達材で包囲して設けたものであるので、周りの雑音を遮断することができ、気管内の圧及び音の検出が容易且つ正確にできるものとなった。
Thirdly, if the contact surface of the sensor is resin, the internal pressure of the sensor changes due to the strength of the external pressure to the sensor, and the pressure of the neck attachment pressure for detecting the pressure in the trachea correctly Although the adjustment is difficult and the usability is poor, in the present invention, since the contact surface is a metal plate, it is not difficult to adjust the pressure from the outside, and the contact surface of the sensor lightly adheres to the skin. External pressure enabled detection of intratracheal pressure and sound.
Fourth, the sensor detects pressure and sound detection elements in the exterior, noise is absorbed by the external air vibration noise, but attenuation is necessary data can be properly transmitted pressure and sound in the trachea Since it is provided by being surrounded by the transmission material, it is possible to block the surrounding noise, and the pressure and sound in the trachea can be detected easily and accurately.

第5に、センサーの外装内で当接面と反対側の外装から検出素子との間にエアー室を設け、当接面から伝わる気管内の音を検出素子に伝達するものなので、正確な嚥下関連の音情報を検出できるものとなった。
第6に、波形処理装置は、圧及び音の検出素子が検出した気管内の呼吸圧及び嚥下圧及び呼吸音及び嚥下音及び喉頭残留音の情報に基づき圧及び音の合成波形を取得し、出力装置は、波形処理装置で取得した圧及び音の合成波形を表示する表示装置であるので、取得した情報の可視化が可能となり、広範囲な情報の活用が可能となった。
Fifth, since an air chamber is provided between the exterior surface on the opposite side of the contact surface and the detection element in the exterior of the sensor, and the sound in the trachea transmitted from the contact surface is transmitted to the detection element, accurate swallowing It became possible to detect related sound information.
Sixth, the waveform processing device acquires a combined pressure and sound waveform based on the intratracheal respiratory pressure and swallowing pressure, respiratory sound, and swallowing sound and laryngeal residual sound information detected by the pressure and sound detection element, Since the output device is a display device that displays the combined waveform of pressure and sound acquired by the waveform processing device, visualization of the acquired information becomes possible, and wide-ranging information can be used.

第2の発明の効果ではあるが、出力装置として、スピーカー、イヤホン、ヘッドホン等の音声出力装置を有するものとしたので、自分及び介護者が飲み込みの音を聞きながら食事をすることにより、飲み込みに集中できると共に、両者で飲み込み具合の分かるものとなった。
第3の発明の効果ではあるが、センサーと波形処理装置と出力装置との間の接続を有線又は無線とすることができるので、無線とすることでセンサーのみを被験者の甲状軟骨の付近の窪みに取り付けて、遠隔医療として利用することや、長時間の嚥下機能情報の採取、保存及びこれを分析して被験者の健康状態を把握することなど、いろいろな活用方法のできる嚥下機能測定システムとなった。
Although it is an effect of the second invention, since it has an audio output device such as a speaker, an earphone, a headphone, etc. as an output device, it can be swallowed by eating it while listening to the sound of swallowing by oneself and the caregiver. As well as being able to concentrate, both became aware of how swallowed.
Although it is an effect of the third aspect of the invention, since the connection between the sensor, the waveform processing device, and the output device can be wired or wireless, only the sensor is recessed in the vicinity of the thyroid cartilage of the subject by making it wireless. It becomes a swallowing function measurement system that can be used in various ways, such as using it as telemedicine, collecting long-term swallowing function information, storing it, and analyzing it to understand the subject's health status. The

本発明の第1実施例を示す模式図。FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of the present invention. PC及び表示装置のみを接続した第2実施例の模式図。The schematic diagram of 2nd Example which connected only PC and a display apparatus. スピーカーのみを接続した使用例の模式図。The schematic diagram of the usage example which connected only the speaker. 嚥下から喉頭残留、誤嚥までの状態の圧及び音の合成波形を示す説明図。Explanatory drawing which shows the synthetic | combination waveform of the pressure in the state from swallowing to laryngeal residual and aspiration. 喉頭残留と誤嚥の異物残留状態を示す図。The figure which shows the foreign substance residual state of laryngeal residual and aspiration.

以下、本発明を実施するための形態につき実施例と共に説明する。
本発明は、嚥下機能測定システムであって、図1は第1実施例を示す模式図で、嚥下機能測定システムは、センサー1と、音声出力装置となるスピーカー20を備えたハードウエアであるインターフェース2と、波形処理装置となるPC(パーソナルコンピューター)3と、可視化のための出力装置となるディスプレイ4とを有する。
Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described together with examples.
The present invention is a swallowing function measurement system, and FIG. 1 is a schematic view showing the first embodiment, and the swallowing function measurement system is a hardware interface including a sensor 1 and a speaker 20 as an audio output device. And a PC (personal computer) 3 serving as a waveform processing device, and a display 4 serving as an output device for visualization.

センサー1は、図1に示されるように、外装10内に、被験者の甲状軟骨の付近の窪みに当接させて気管内の圧である呼吸圧及び嚥下圧を検出する圧検出手段と気管内の音である呼吸音及び嚥下音及び喉頭残留音を検出する音検出手段となる圧及び音の検出素子11を、外部空気振動音は吸音減衰されるが気管内の圧及び音の伝達は可能である減衰伝達材5で包囲して設けたものである。即ち、センサー1は、検出素子11によって音だけでなく気管内の圧力の変化を捉えることもできるのである。   As shown in FIG. 1, the sensor 1 is a pressure detection means for detecting respiratory pressure and swallowing pressure, which are pressures in the trachea, by being brought into contact with a recess in the vicinity of thyroid cartilage of a subject in the sheath 10 Pressure and sound detection element 11 that detects sound of breathing sound and swallowing sound and laryngeal residual sound, which is the sound of a sound, external air vibration sound is absorbed and attenuated, but intratracheal pressure and sound transmission are possible And the damping transmission material 5 is provided. That is, the sensor 1 can detect not only the sound but also the change in pressure in the trachea by the detection element 11.

センサー1の外装10は、外側の一方の面に金属板よりなり、被験者の甲状軟骨付近の窪みに当接しやすい大きさで、ドーム型のラウンド形状とした当接面12を形成してある。尚、当接面12が、ドーム型のラウンド形状になっているのは、甲状軟骨上下の窪みにぴったり入る形状にすることで、検出対象の気管内の圧及び音を捉えやすくするためである。   The exterior 10 of the sensor 1 is made of a metal plate on one outer surface, and has a dome-shaped round contact surface 12 with a size that easily contacts the recess near the thyroid cartilage of the subject. The abutment surface 12 has a dome-shaped round shape so that the pressure and sound in the trachea to be detected can be easily grasped by making the shape fit snugly in the depressions above and below the thyroid cartilage. .

センサー1の当接面12を金属板としたのは、気管内の呼吸圧及び嚥下圧及び呼吸音及び嚥下音及び喉頭残留音を採取可能とするためであって、堅すぎて音や圧を伝えにくい超硬質な金属は適さない。第1実施例では、0.2mm位の厚みのアルミ板を用いている。当該当接面12を金属板としてアルミ板を用いたのは、センサー1に対する押圧力によって採取対象の圧(呼吸圧や嚥下圧)が変わらないようにするためである。この当接面12であれば、軽く皮膚に密着する程度の押圧でよい。   The contact surface 12 of the sensor 1 is made of metal plate in order to be able to collect respiratory pressure and swallowing pressure in the trachea, breathing noise, swallowing noise and laryngeal residual sound, and it is too stiff to make sound and pressure Hard metals that are hard to transmit are not suitable. In the first embodiment, an aluminum plate having a thickness of about 0.2 mm is used. The aluminum plate is used by using the contact surface 12 as a metal plate in order to prevent the pressure (respiratory pressure and swallowing pressure) of the collection target from being changed by the pressing force on the sensor 1. In the case of this contact surface 12, it may be light enough to lightly adhere to the skin.

当接面12を柔らかい素材や聴診器のような素材にすると、センサー1を被験者の甲状軟骨付近の窪みに当てる人によって、検出結果に違いがでてしまう。例えば、当接面12を薄い樹脂板とすると、センサー1を押すとへこんでしまったりして、外部圧力の強さによる内部圧力の変化が大きくなり、頸部当接圧力の調整が難しく使い勝手が悪くなる。   If the contact surface 12 is made of a soft material or a material such as a stethoscope, the detection result may differ depending on the person who applies the sensor 1 to a depression near the thyroid cartilage of the subject. For example, if the contact surface 12 is a thin resin plate, pressing the sensor 1 causes dents, and the change in internal pressure due to the strength of the external pressure becomes large, making it difficult to adjust the neck contact pressure and usability Deteriorate.

外装10内部の中央付近(図1中センサー1内の中央やや下方部)には、検出素子11が装着されている。検出素子11は、圧電素子よりなり、図1中上面が主として気管内の圧力を検出しやすく、下面が気管内の音を検出しやすいよう製作されている。尚、検出素子11は、外部空気振動音は吸音減衰されるが気管内の圧及び音の伝達は可能である減衰伝達材5で包囲して設けられている。   A detection element 11 is mounted near the center of the interior of the exterior 10 (the center slightly lower part in the sensor 1 in FIG. 1). The detection element 11 is made of a piezoelectric element and is manufactured so that the upper surface in FIG. 1 can mainly detect the pressure in the trachea and the lower surface can easily detect the sound in the trachea. The detection element 11 is provided so as to be surrounded by a damping transmission material 5 capable of absorbing external air vibration noise but transmitting pressure and sound in the trachea.

圧の検出は、当接面12から伝わる気管内の呼吸圧及び嚥下圧を検出素子11に減衰伝達材5を通して伝達することによって行う。上記圧の検出は、主として当接面12の中央から検出素子11へと直進する圧を採取することにより行う。呼吸圧に関しては、その中に喉頭残留の圧力も検出されるが、喉頭残留時の波形処理のデータとしては短かすぎるので、波形は、後に述べる喉頭残留時の呼吸音データと合成して処理される。他方、不顕性誤嚥に関しては、音はほとんど存在せず、気管内の呼吸の圧力の差により誤嚥が分かり、呼吸圧データのみで波形処理される。   The pressure is detected by transmitting respiratory pressure and swallowing pressure in the trachea transmitted from the contact surface 12 to the detection element 11 through the attenuation transmission member 5. The detection of the pressure is performed mainly by sampling the pressure going straight from the center of the contact surface 12 to the detection element 11. With regard to respiratory pressure, the pressure of laryngeal residual is also detected in it, but it is too short as waveform processing data at laryngeal residual, so the waveform is synthesized with respiratory sound data at laryngeal residual described later and processed Be done. On the other hand, in the case of silent aspiration, there is almost no sound, and the difference in the pressure of respiration in the trachea makes the aspiration known, and waveform processing is performed only with respiratory pressure data.

音の検出は、当接面12と反対側の外装10から検出素子11との間にエアー室6を設け、当接面12から伝わる気管内の呼吸音及び嚥下音及び喉頭残留音を検出素子11に減衰伝達材5を通して伝達することによって行う。尚、雑音である外部空気振動音は、当接面12と反対側の外装10より侵入する場合が多いので、エアー室6は、当該反対側の外装10まで達している場合には、減衰伝達材5の存在しない外装10の部分を小さくすることが好ましい。   For detection of sound, an air chamber 6 is provided between the exterior surface 10 on the opposite side to the contact surface 12 and the detection element 11, and the respiratory sound and swallowing sound and laryngeal residual sound in the trachea transmitted from the contact surface 12 are detected elements 11 by transmitting through the damping transmission material 5. Note that since the external air vibration noise, which is noise, often intrudes from the exterior 10 on the side opposite to the contact surface 12, the air chamber 6 may be damped if it reaches the exterior 10 on the opposite side. It is preferable to make small the part of the exterior 10 in which the material 5 does not exist.

音の検出は、圧の検出とは異なり、当接面12全体から伝わる上記気管内の音で行う。音の検出には、嚥下機能測定システムとしては、呼吸音及び嚥下音及び喉頭残留音が必要採取音であるが、第1実施例では、発声音も検出している。それにより、発声障害のある人を発見することができる。   Unlike the pressure detection, the sound detection is performed by the sound in the trachea transmitted from the entire contact surface 12. For the detection of sound, respiratory sound and swallowing sound and laryngeal residual sound are required as collected sounds as a swallowing function measurement system, but in the first embodiment, vocal sounds are also detected. As a result, it is possible to find people with speech problems.

検出素子11は、減衰伝達材5で包囲されており、減衰伝達材5は外装10から採取される外部空気振動音を減衰させて、当接面12から検出される気管内の検出対象圧力及び検出対象音を正確に検出素子11に伝達する。但し、検出素子11の当接面12側(図1中検出素子11上部)の減衰伝達材5と反対側(図1中検出素子11下部)の減衰伝達材5とは異なる素材で作られている。   The detection element 11 is surrounded by the damping transmission material 5, and the damping transmission material 5 attenuates the external air vibration noise collected from the sheath 10, and the pressure to be detected in the trachea detected from the abutment surface 12 The detection target sound is accurately transmitted to the detection element 11. However, the attenuation transmission material 5 on the side of the contact surface 12 of the detection element 11 (upper part of the detection element 11 in FIG. 1) and the attenuation transmission material 5 on the opposite side (lower part of the detection element 11 in FIG. There is.

第1実施例において、検出素子11の当接面12側、即ち、正面側の外装10内の減衰伝達材5は弾力性のある多孔質材料51で構成されており、検出素子11の反対側、即ち、背面側の外装10内の減衰伝達材5は高弾性率のゲル52で構成されている。   In the first embodiment, the damping force transmitting member 5 in the contact surface 12 side of the detection element 11, that is, the exterior 10 on the front side is made of the elastic porous material 51, and the opposite side of the detection element 11 That is, the damping transmission material 5 in the exterior 10 on the back side is made of the gel 52 of high elastic modulus.

検出素子11の当接面12側の減衰伝達材5として弾力性ある多孔質材料51を使用するのは、外部空気振動音を吸音減衰させて、当接面12より受けた検出対象の気管内の圧及び音を正確に検出素子11に伝えるためである。尚、多孔質材料51が弾力性がなく堅すぎると当接面12以外より侵入する音や振動を伝えてしまうので、弾力性ある多孔質材料51を使用することにより、振動を取り除きつつ検出素子11に伝わる圧や音をシンプルにし、検出対象である気管内の圧及び音を正確に検出する。   The elastic porous material 51 is used as the damping transmission material 5 on the side of the contact surface 12 of the detection element 11 because the external air vibration sound is absorbed and damped, and the trachea to be detected received from the contact surface 12 Pressure and sound accurately to the detection element 11. It should be noted that if the porous material 51 is not elastic and too rigid, it will transmit noise and vibration from other than the contact surface 12, so by using the elastic porous material 51, the detection element is removed while removing the vibration. The pressure and sound transmitted to 11 are simplified, and the pressure and sound in the trachea to be detected are accurately detected.

検出素子11の背面側の外装10内の減衰伝達材5には高弾性率のゲル52を使用する。少なくとも多孔質材料51の弾力性よりは高強度、高弾性率の材料を用いる。その理由は2つある。理由の第1は、当接面12以外から侵入する外部空気振動音を大きく遮断且つ減衰するためである。多孔質材料51も外部空気振動音を吸音減衰させているが、遮断力及び吸音力は低いので、更に吸音力の高いゲル52を使用することにより、検出素子11が外部空気振動音を拾いにくくしている。   A gel 52 with a high elastic modulus is used as the damping transmission material 5 in the exterior 10 on the back side of the detection element 11. A material having a high strength and a high modulus of elasticity than at least the elasticity of the porous material 51 is used. There are two reasons. The first reason is that the external air vibration noise intruding from other than the contact surface 12 is largely blocked and attenuated. The porous material 51 also absorbs and attenuates external air vibration noise, but since the blocking power and sound absorption power is low, it is difficult for the detection element 11 to pick up the external air vibration noise by using the gel 52 having a high sound absorbing power. doing.

理由の第2は、当接面12から採取した気管内の圧を検出素子11が正確に検出できるようにするためである。即ち、高弾性率のゲル52が、検出素子11の背面側に存在しないと、当接面12より採取した気管内の圧が検出素子11より抜けてしまい、正確な検出ができなくなるからである。   The second reason is that the pressure in the trachea collected from the contact surface 12 can be accurately detected by the detection element 11. That is, if the gel 52 of high elastic modulus is not present on the back side of the detection element 11, the pressure in the trachea collected from the contact surface 12 is released from the detection element 11, and accurate detection can not be performed. .

センサー1とPC3の間にはインターフェース2が設けられている。図1において、センサー1とPC3との間は有線で示されているが、ブルートゥース(登録商標)などの無線による接続であってもよいことは勿論である。尚、第1実施例におけるインターフェース2は、PC3との間では有線接続であるが、別途タブレットPCやスマートフォーンで利用する場合に備え、ブルートゥースを搭載している。無線とすることにより、遠隔医療や連続観察に利用しやすくなる。   An interface 2 is provided between the sensor 1 and the PC 3. Although FIG. 1 shows the wired connection between the sensor 1 and the PC 3, it is needless to say that wireless connection such as Bluetooth (registered trademark) may be used. The interface 2 in the first embodiment is a wired connection with the PC 3 but is equipped with Bluetooth in preparation for use with a tablet PC or smart phone separately. Wireless communication makes it easy to use for telemedicine and continuous observation.

図1の第1実施例におけるインターフェース2は、アンプとしての機能も有しているので、音声出力装置としてのスピーカー20が設置されている。勿論、音声出力装置はスピーカー20に限定されることはなく、イヤホンやヘッドホンを用いることも可能である。又、PC3にはタブレットPCやスマートフォーンも含まれる。   Since the interface 2 in the first embodiment of FIG. 1 also has a function as an amplifier, a speaker 20 as an audio output device is provided. Of course, the audio output device is not limited to the speaker 20, and earphones and headphones can also be used. The PC 3 also includes a tablet PC and a smart phone.

波形処理装置となるPC3は、圧及び音の検出素子が検出した気管内の呼吸圧及び嚥下圧及び呼吸音及び嚥下音及び喉頭残留音の情報に基づき、圧及び音の合成波形を取得する。この波形処理装置で取得した圧及び音の合成波形は、気管内の呼吸圧及び嚥下圧の圧波形と、呼吸音及び嚥下音及び喉頭残留音の音圧の合成波形である。尚、PC3は波形データや音声データの保存の役割も有している。勿論これらのデータは、クラウドで保存することもでき、そのように保存することによりデータの共有活用が便利なものとなる。   The PC 3 serving as the waveform processing device acquires a composite waveform of pressure and sound based on the respiratory pressure and swallowing pressure in the trachea detected by the pressure and sound detection element, and information on respiratory sound and swallowing sound and laryngeal residual sound. The synthetic waveform of pressure and sound acquired by this waveform processing device is a pressure waveform of respiratory pressure and swallowing pressure in the trachea, and a synthetic waveform of sound pressure of respiratory sound and swallowing sound and laryngeal residual sound. The PC 3 also has a role of storing waveform data and audio data. Of course, these data can also be stored in the cloud, and such storage makes it easy to share data.

図4は、ディスプレイ4に表示された嚥下から喉頭残留、誤嚥までの状態の圧及び音の合成波形を示す説明図であり、この合成波形をPC3で取得する。波形データは、上記嚥下から喉頭残留、誤嚥までの状態の圧及び音(音圧)のうち大きい方が用いられる。   FIG. 4 is an explanatory view showing a synthetic waveform of pressure and sound in the state from swallowing to laryngeal residual and aspiration displayed on the display 4, and this synthetic waveform is acquired by PC3. As the waveform data, the larger one of pressure and sound (sound pressure) in the state from the above-mentioned swallowing to laryngeal residual and aspiration is used.

出力装置としては、波形処理装置で取得した圧及び音の合成波形を可視化とする(表示する)ための表示装置としてディスプレイ4を用いている。勿論、スマートフォーンやタブレットPCなどを用いてもよい。尚、合成波形は、図4に示されるように表示される。   As the output device, the display 4 is used as a display device for visualizing (displaying) a combined waveform of pressure and sound acquired by the waveform processing device. Of course, a smart phone or a tablet PC may be used. The synthesized waveform is displayed as shown in FIG.

図4中A部分は正常時の呼吸の波形であり、A1が吸気時の波形、A2が呼気時の波形を示している。図4中B部分は嚥下時の波形であり、B1が嚥下開始時の波形であり、B2が嚥下中の波形である。   Part A in FIG. 4 is a waveform of respiration in a normal state, A1 shows a waveform in inspiration, and A2 shows a waveform in expiration. B part in FIG. 4 is a waveform at the time of swallowing, B1 is a waveform at the start of swallowing, and B2 is a waveform during swallowing.

図4中C部分が喉頭残留時の呼吸音と呼吸圧の合成波形であり、C1は喉頭残留時の吸気の波形であり、C2は、喉頭残留時の呼気の波形であり、初めに振幅の大きい縦の喉頭残留の呼吸圧の波形が現れ、その後、図中C2部分では、波形は略三角形状に減衰している。この部分では呼吸圧は小さくなっていくため呼吸音(音圧)と呼吸圧の合成波形が現れている。喉頭残留時とは、図5に示されるように、声帯7より上部の喉頭内に飲み込んだものが付着した時である。図5中符号8が喉頭残留物である。   Part C in FIG. 4 is a composite waveform of respiratory sound and respiratory pressure when larynx remains, C1 is a waveform of inspiration when larynx remains, and C2 is a waveform of exhalation when larynx remains. A large longitudinal laryngeal residual respiratory pressure waveform appears, and thereafter, in the portion C2 in the figure, the waveform decays in a substantially triangular shape. In this part, the respiratory pressure decreases and a composite waveform of respiratory sound (sound pressure) and respiratory pressure appears. The laryngeal retention time is the time when something swallowed in the larynx above the vocal cords 7 adheres, as shown in FIG. The code | symbol 8 in FIG. 5 is laryngeal residue.

図4中D部分は喉頭残留物が気管内へと侵入し、誤嚥に至る状態を示す波形である。D1は吸気の波形、D2は呼気の複雑に合成された波形であり、D2の波形は、概ね、最初に振幅の大きい縦の呼吸圧が現れ、減衰時には圧が弱まり呼吸音(音圧)と呼吸圧との合成波形となり、最終的には呼吸音に圧が被さって誤嚥圧が継続する状態を示している波形となる。図4中E部分は誤嚥時を示す波形であり、E1は吸気の波形、E2は呼気の波形である。E2の波形は、誤嚥時の呼気の呼吸音の波形に、誤嚥時の呼気の呼吸圧の波形が被さっているが、呼吸圧の波形の方が大きいため、呼吸圧の波形が現れている。尚、誤嚥時とは声帯下方の気管内に飲み込んだものが付着した時であり、図5中符号9が、その状態の誤嚥付着物を示している。   Part D in FIG. 4 is a waveform showing a state in which laryngeal residue intrudes into the trachea and leads to an aspiration. D1 is an inspiratory waveform, D2 is a complex composite waveform of exhalation, and the waveform of D2 generally appears first with a large amplitude longitudinal respiratory pressure, and the pressure weakens at the time of decay and the respiratory sound (sound pressure) It becomes a waveform that is a composite waveform with respiratory pressure, and finally shows a state in which pressure is applied to the respiratory sound and the aspiration pressure continues. Part E in FIG. 4 is a waveform indicating an error time, E1 is a waveform of inspiration, and E2 is a waveform of expiration. The waveform of E2 is the waveform of respiratory pressure of exhaled breath at the time of aspiration, but the waveform of respiratory pressure is larger, so the waveform of respiratory pressure appears There is. At the time of the aspiration, it is a time when something swallowed in the trachea below the vocal cords adheres, and the code 9 in FIG.

第1実施例は、出力装置として音声出力装置であるスピーカー20をも備えているが、図2に示す第2実施例のように、インターフェース2からスピーカー20を外し、直接PC3を経由してディスプレイ4に接続することも可能である。更に、簡易利用のため図3に示す使用例のように、インターフェース2からスピーカー20を直接接続したものを利用することもできる。尚、音声出力装置は、スピーカーに限定されることなく、イヤホンやヘッドホン等を利用することができる。   The first embodiment also includes the speaker 20 which is an audio output device as an output device, but as in the second embodiment shown in FIG. 2, the speaker 20 is removed from the interface 2 and the display is directly performed via the PC 3 It is also possible to connect to 4. Furthermore, as in the example of use shown in FIG. 3 for easy use, it is also possible to use one in which the speaker 20 is directly connected from the interface 2. The audio output device is not limited to the speaker, and may use earphones, headphones, and the like.

1・・・・・センサー
2・・・・・インターフェース
3・・・・・PC(パーソナルコンピューター)
4・・・・・ディスプレイ
5・・・・・減衰伝達材
51・・・・多孔質材料
52・・・・ゲル
6・・・・・エアー室
7・・・・・声帯
8・・・・・喉頭残留物
9・・・・・誤嚥付着物
10・・・・外装
11・・・・検出素子
12・・・・当接面
A・・・・・正常時の呼吸の波形
A1・・・・吸気時の波形
A2・・・・呼気時の波形
B・・・・・嚥下時の波形
B1・・・・嚥下開始時の波形
B2・・・・嚥下中の波形
C・・・・・喉頭残留時の呼吸音と呼吸圧の合成波形
C1・・・・喉頭残留時の吸気の波形
C2・・・・喉頭残留時の呼気の波形
D・・・・・喉頭残留物が気管内へ侵入し、誤嚥に至る状態を示す波形
D1・・・・吸気の波形
D2・・・・呼気の複雑に合成された波形
E・・・・・誤嚥時を示す波形
E1・・・・吸気の波形
E2・・・・呼気の波形
1 ··· Sensor 2 ··· Interface 3 · · · PC (personal computer)
4 ··· Display 5 · · · Damping transmission material 51 · · · Porous material 52 · · · Gel 6 · · · Air chamber 7 · · · Vocal cord 8 · · · · Laryngeal residue 9 ··· Aspiration deposit 10 · · · Exterior 11 · · · Detection element 12 · · · Abutment surface A · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · contact surface A · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · laryngeal residue 9 · · · aspiration deposit 10 · · · · · 11 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · Synthetic waveform C1 of respiratory sound and respiratory pressure at laryngeal remnant waveform C2 of inspiratory waveform at laryngeal remnant waveform of exhalation at laryngeal residual D: laryngeal residue intrudes into trachea The waveform D1 showing a state leading to an error. The waveform D2 of the inspiratory waveform. The waveform E .. Waveform E2 ... breath of waveform

Claims (4)

センサーと波形処理装置と出力装置を有する嚥下機能測定システムであって、
センサーは、外装内に、被験者の甲状軟骨の付近の窪みに当接させて気管内の圧である呼吸圧及び嚥下圧を検出する圧検出手段と気管内の音である呼吸音及び嚥下音及び喉頭残留音を検出する音検出手段となる圧及び音の検出素子を、外部空気振動音は吸音減衰されるが気管内の圧及び音の伝達は可能である減衰伝達材で包囲して設け、
前記センサーの外装の一方の面に前記気管内の圧及び音を採取可能な金属板を前記窪みに当接しやすいドーム型のラウンド形状とした当接面を形成し、該当接面から伝わる気管内の呼吸圧及び嚥下圧を検出素子に伝達し、
前記センサーの外装内で前記当接面と反対側の外装から検出素子との間にエアー室を設け、前記当接面から伝わる気管内の呼吸音及び嚥下音及び喉頭残留音を検出素子に伝達するものであり、
前記波形処理装置は、前記圧及び音の検出素子が検出した気管内の呼吸圧及び嚥下圧及び呼吸音及び嚥下音及び喉頭残留音の情報に基づき圧及び音の合成波形を取得するものであり、
前記出力装置は、前記波形処理装置で取得した圧及び音の合成波形を表示する表示装置であることを特徴とする嚥下機能測定システム。
A swallowing function measurement system comprising a sensor, a waveform processing device, and an output device,
The sensor includes pressure detection means for detecting respiratory pressure and swallowing pressure, which is pressure in the trachea, in a sheath and in contact with a recess in the vicinity of the thyroid cartilage of the subject, respiratory sound and swallowing sound, which is sound in the trachea Pressure and sound detection elements serving as sound detection means for detecting laryngeal residual sound, provided around a damping transmission material that can absorb external air vibration sound but allow transmission of pressure and sound in trachea;
A metal plate capable of collecting pressure and sound in the trachea is formed on one surface of the exterior of the sensor to form a dome-shaped round contact surface easily coming into contact with the recess, and the trachea transmitted from the contact surface Transmitting respiratory pressure and swallowing pressure to the detection element,
In the exterior of the sensor, an air chamber is provided between the exterior on the opposite side to the contact surface and the detection element, and the respiratory sound, swallowing sound and laryngeal residual sound in the trachea transmitted from the contact surface are transmitted to the detection element To be
The waveform processing device is configured to obtain a combined pressure and sound waveform based on the respiratory pressure and swallowing pressure in the trachea detected by the pressure and sound detection element, and information on respiratory sound, swallowing sound and laryngeal residual sound. ,
The swallowing function measurement system, wherein the output device is a display device that displays a combined waveform of pressure and sound acquired by the waveform processing device.
上記出力装置として、スピーカー、イヤホン、ヘッドホン等の音声出力装置を有するものとしたことを特徴とする請求項1に記載の嚥下機能測定システム。
The swallowing function measurement system according to claim 1, wherein the output device includes an audio output device such as a speaker, an earphone, and a headphone.
上記センサーと波形処理装置と出力装置との間の接続を有線又は無線とすることを特徴とする請求項1又は2に記載の嚥下機能測定システム。
The swallowing function measurement system according to claim 1 or 2, wherein the connection between the sensor, the waveform processing device, and the output device is wired or wireless.
上記波形処理装置で取得した圧及び音の合成波形は、気管内の呼吸圧及び嚥下圧の圧波形と、呼吸音及び嚥下音及び喉頭残留音の音圧の合成波形であることを特徴とする請求項1又は2又は3に記載の嚥下機能測定システム。   The synthetic waveform of pressure and sound acquired by the above-mentioned waveform processing apparatus is characterized by a pressure waveform of respiratory pressure and swallowing pressure in the trachea, and a synthetic waveform of sound pressure of respiratory sound and swallowing sound and laryngeal residual sound. The swallowing function measurement system according to claim 1 or 2.
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