JP2021176428A - 生体検査装置および生体情報分析方法 - Google Patents

生体検査装置および生体情報分析方法 Download PDF

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Abstract

【課題】非侵襲的な検査により、嚥下音を伴う甲状軟骨および舌骨の上下前後の２次元的な動作を嚥下ダイナミクスとして一見して把握できるようにする生体検査装置および生体情報分析方法を提供する。【解決手段】本発明の生体検査装置では、嚥下動作をモデル化したモデル関数を喉頭部変位検出部によって検出される検出データに基づく距離情報にフィッティングさせたフィッティング結果から、甲状軟骨の上下動に伴う上下動成分と、甲状軟骨の前後動に伴う前後動成分とを抽出し、これらの抽出された上下動成分および前後動成分に基づいて甲状軟骨の上下方向および前後方向の挙動軌跡を示す２次元軌跡データ９０１を生成する。【選択図】図１０

Description

本発明は、生体の嚥下に関する検査を行なうための生体検査装置、および、生体の嚥下に伴って得られる生体情報を分析するための生体情報分析方法に関する。
主要な死因の一つに肺炎が知られている。その中で、嚥下（swallow）にまつわる障害を意味する嚥下障害（dysphagia）が誘発する誤嚥性肺炎は約６割以上を占めている。
嚥下障害の主要な原因疾患は脳卒中であり、その急性期患者の８割に嚥下障害が生じることが知られている。また、脳卒中のような明らかな原因疾患がなくても、年齢が上がるにつれて嚥下障害を有する割合が増加することも知られており、高齢化社会においては、今後、誤嚥性肺炎および嚥下障害の増加が見込まれている。
そのため、従来から、嚥下障害を診断するための様々な検査が試みられている。例えば、嚥下障害を正確に評価および把握できる方法として、嚥下造影(Videofluoroscopic Examination of
Swallowing: ＶＦ)が一般的に知られている。このＶＦでは、硫酸バリウムなどの造影剤を含む食塊とＸ線透視装置とを用いて、被検者における嚥下時の食塊の動きや舌骨・喉頭部の挙動がモニターされる。この場合、嚥下運動は、一連の早い動きであるため、一般にビデオに記録して評価される。しかしながら、ＶＦは、潜在的に誤嚥や窒息などの可能性を有する検査であることから注意を要し、また、大型装置であるＸ線透視装置が必要であることから、被曝や時間的制約、高コストなどの問題も伴う。また、内視鏡を用いて嚥下障害を評価する嚥下内視鏡検査（Videoendoscopic Examination of Swallowing：ＶＥ）も知られているが、ＶＦと同様の問題を伴う。このように、ＶＦやＶＥのような臨床検査は、直接的に喉の動きを見るため、正確に診断できるが、侵襲性が高く、また、所定の設備が必要であるため、どこでも簡単に行なえるというものでもない。
これに対し、嚥下障害の簡便な検査法として、触診（反復唾液嚥下テスト（ＲＳＳＴ：Repetitive Saliva Swallowing Test））、聴診（頸部聴診法）、観察（水飲みテストおよびフードテスト）、または、質問紙による主観評価などのスクリーニング検査も知られているが、日常的な検査として実施できるものの、定量的な評価が難しく、再現性および客観性に乏しいという問題がある。
以上のような問題に鑑み、近年、嚥下状態を共有・記録する方法が幾つか提案されている。例えば、特許文献１は、頸部にマイクを装着し、聴診に相当する音声データをデジタルデータとして保存して、波形解析により嚥下を検出する装置を開示している。また、特許文献２は、マイクに加えて頸部に磁気コイルを装着し、音声データに加えて触診に相当する嚥下時の甲状軟骨の動作データをデジタルデータとして保存して、生体の嚥下に関する検査およびその結果表示を行なう生体検査装置を開示している。この生体検査装置は、具体的には、甲状軟骨を挟み込むように送信コイルと受信コイルとを配設することにより、嚥下時の舌骨の上下前後の２次元的な挙動に付随して生じる甲状軟骨部の左右方向の変位をコイル間の距離情報として計測している。このような検査形態によれば、触診および聴診に相当する距離情報および音声情報を同時に非侵襲的に取得でき、それにより、距離情報と音声情報とを組み合わせて嚥下動作を評価することができる。
特開２０１３―０１７６９４号公報 特開２００９―２１３５９２号公報
ところで、前述した特許文献２の生体検査装置では、距離情報と音声情報とが時系列波形として独立に表示される。そのため、嚥下状態の評価は、時間的な変化のタイミングなどに関し、２種類の波形、すなわち、距離情報に基づく動作波形と音声情報に基づく嚥下音波形とを見比べることによりなされることになる。しかしながら、特に距離情報に基づく動作波形は、舌骨の挙動を甲状軟骨を介して間接的に観測した結果であり、甲状軟骨の上下前後の２次元的な動作を間接的に左右の１次元の動作に見立てていることから、実際の嚥下ダイナミクスを時系列波形から解釈することが困難であり、検査者は、音声情報および距離情報の波形変化から総合的な嚥下挙動を推測するしかない。このような２つの独立した時系列波形の表示に基づく評価形態では、嚥下挙動が具体的にどのようになっているかを一見して把握しづらいという問題がある。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、非侵襲的な検査により、嚥下音を伴う甲状軟骨および舌骨の上下前後の２次元的な動作を嚥下ダイナミクスとして一見して把握できるようにする生体検査装置および生体情報分析方法を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明の生体検査装置は、
嚥下時の甲状軟骨の上下方向および前後方向の挙動に伴って生じる被検者の喉頭部における２つの位置間の距離の変化を検出する喉頭部変位検出部からの検出データを処理する処理部を備え、
前記処理部は、嚥下動作をモデル化したモデル関数を前記喉頭部変位検出部によって検出される前記検出データに基づく距離情報にフィッティングさせたフィッティング結果から、甲状軟骨の上下動に伴う上下動成分と、甲状軟骨の前後動に伴う前後動成分とを抽出し、これらの抽出された上下動成分および前後動成分に基づいて甲状軟骨の上下方向および前後方向の挙動軌跡を示す２次元軌跡データを生成することを特徴とする。
本発明者らは、前記検出データに基づく距離情報、すなわち、図１１に一例として示される、嚥下時の甲状軟骨の上下方向および前後方向の挙動に伴って生じる被検者の喉頭部における２つの位置間の距離の経時的な変化を示すＷ型の距離波形７０１（横軸が時間を示し、縦軸が前記２つの位置間の距離を示す）に関し、甲状軟骨の錘状形状に起因して、甲状軟骨および舌骨の２次元動作（前後動作及び上下動作）が１次元（左右）空間に埋め込まれていることを認識し、距離波形７０１における成分の捉え方を従来とは異なる独自の捉え方に改め、それにより、嚥下音を伴う甲状軟骨および舌骨の上下前後の２次元的な動作を嚥下ダイナミクスとして一見して把握できる従来にはない画期的な情報提示形態を見出した。具体的には、距離波形７０１では、甲状軟骨の上昇から下降への一連の挙動において、下に凸の波形成分を生じさせ、一方、甲状軟骨の前進から後進への一連の挙動において、上に凸の波形成分を生じさせるが、本発明者らは、Ｗ型のこの距離波形７０１を、図１１の（ａ）に示されるように、下に凸の波形７１０ａと、上に凸の波形７２０と、下に凸の波形７１０ｂとの組み合わせと捉える従来とは異なり、図１１の（ｂ）に示されるように、緩やかな下に凸の波形７１０と、鋭い上に凸の波形７２０との重ね合わせと捉えて、嚥下動作をモデル化したモデル関数を距離波形７０１にフィッティングさせたフィッティング結果を得るとともに、このフィッティング結果から、上に凸の波形７２０に対応する甲状軟骨の前後動に伴う前後動成分と、下に凸の波形７１０に対応する甲状軟骨の上下動に伴う上下動成分とを抽出し、これらの抽出された上下動成分および前後動成分に基づいて甲状軟骨の上下方向および前後方向の挙動軌跡を示す２次元軌跡データを生成する生体情報分析形態を見出した。
本発明の上記構成によれば、嚥下動作をモデル化したモデル関数を喉頭部変位検出部によって検出される検出データに基づく距離情報にフィッティングさせてフィッティング結果を得るようにしているため、非侵襲で甲状軟骨（舌骨）の動作を二次元的に再現（嚥下動作のモデリング）可能になるとともに、嚥下時の甲状軟骨の全ての動作方向に関連する挙動成分、すなわち、上下方向および前後方向の動きにそれぞれ対応する２つの前後動成分および上下動成分をフィッティング結果から抽出し、これらの２つの成分に基づいて甲状軟骨の上下方向および前後方向の挙動軌跡を示す２次元軌跡データを生成するようにしているため、前述した特許文献２のように総合的な嚥下挙動の推測を要することなく甲状軟骨（舌骨）の上下前後の２次元的な動作を嚥下ダイナミクスとして一見して把握する（嚥下挙動が具体的にどのようになっているかを一見して把握する）ことも可能となる。すなわち、本発明によれば、嚥下動作のモデリングおよび成分分解によって嚥下ダイナミクスの可視化が可能となり、その結果、熟練を要することなく嚥下障害の評価を容易に行なうことができる。
なお、上記構成において、喉頭部変位検出部は、嚥下時の甲状軟骨の上下方向および前後方向の挙動に伴って生じる被検者の喉頭部における２つの位置間の距離の変化を検出できれば、どのような検出形態を採用しても構わない。例えば、喉頭部変位検出部は、甲状軟骨を両側から挟み込むように配置されて高周波信号を送受信する発信コイルおよび受信コイルにより構成されてもよく、あるいは、喉頭部（甲状軟骨）をステレオカメラなどで三次元的に撮影してその画像データを解析することにより前記距離の変化を検出してもよい。
また、上記構成において、処理部は、上下動成分および前後動成分に基づいて、甲状軟骨の上下方向および前後方向のそれぞれの経時的な挙動軌跡を個別に示す２次元軌跡データを生成してもよい。これによれば、甲状軟骨の上下動および前後動の軌跡を個別に把握することも可能となり、嚥下動作の細かい分析にも寄与し得る。
また、上記構成において、処理部は、上下動成分および前後動成分に基づいて、甲状軟骨の上下方向および前後方向の挙動を同時に１つの軌跡グラフで示す２次元軌跡データを生成してもよい。これによれば、２つの物理情報（甲状軟骨の上下動情報および前後動情報）からなる嚥下ダイナミクスを１つの軌跡グラフに統合して可視化でき、甲状軟骨（舌骨）の上下前後の２次元的な動作を一見して把握できるようになる。この場合、２次元軌跡データは、互いに直交する２つの座標軸によって規定される座標平面上に示される座標データとして生成され、一方の座標軸が前後動成分の軌跡データ値に対応し、他方の座標軸が上下動成分の軌跡データ値に対応していることが好ましい。実際に、このような軌跡データ値に基づく表示形態は、嚥下造影検査（ＶＦ）による舌骨運動等の嚥下動態解析における舌骨の運動軌跡にほぼ対応することが本発明者らにより確認されている。
また、上記構成において、生体検査装置は、被検者が嚥下する際の嚥下音を検出する嚥下音検出部を更に備え、処理部は、嚥下音検出部によって検出される検出データに基づいて嚥下音の振幅の経時的な変化を示す嚥下音波形を生成するとともに、嚥下音波形と軌跡グラフとを時間的に対応付けて軌跡グラフ上の各軌跡データ値のプロットを嚥下音の振幅の大きさに応じて識別表示するための識別表示データを生成してもよい。
これによれば、喉頭部変位検出部および嚥下音検出部から得られる２つの物理情報（距離情報及び音声情報）に基づいて喉頭部の挙動と嚥下音の変化とを１つの軌跡グラフに統合して可視化することができるため、嚥下動作と嚥下音とのタイミングなどの嚥下ダイナミクスが非侵襲的に一目で分かるようになる。また、これに加え、軌跡グラフ上の各軌跡データ値のプロットが嚥下音の振幅の大きさに応じて識別表示されるため、どのタイミングで嚥下音が発せられたかが視覚的に一目で分かり、口に入れた物質がどのタイミングで食道から胃へと送り込まれたのかを一見して判別できる。
なお、上記構成において、「識別表示」とは、各軌跡データ値のプロットを嚥下音の振幅の大きさに応じて色分け表示する、各軌跡データ値のプロット（マーク）の大きさまたは形状を嚥下音の振幅の大きさに応じて変えるなど、嚥下音の振幅が異なる軌跡データ値同士を識別できる表示形態であれば、どのような表示形態であっても構わない。
また、上記構成において、処理部は、フィッティング結果に関連付けられる所定の特徴点、嚥下音波形に関連付けられる所定の特徴点、および、軌跡グラフ上にプロットされる軌跡データ値の発生時間を含む補足情報を軌跡グラフ上に重ねて表示するための補足表示データを生成してもよい。これによれば、喉頭部の挙動と嚥下音の変化とに関連する補足情報によって軌跡グラフ表示を補完でき、軌跡グラフから読み取れる情報量を増やすことができる。したがって、嚥下障害の評価をより正確に且つ迅速に行なうことができるようになる。なお、「特徴点」としては、フィッティング結果（例えばフィッティングされた動作波形）および嚥下音波形またはこれに関連する波形の上限ピーク値および下限ピーク値を含めて、波形における特異点や変曲点などを挙げることもできる。
また、上記構成において、処理部は、軌跡グラフの移行方向と軌跡グラフから算出される所定の特徴量とを含む参照情報を軌跡グラフと共に表示するための参照表示データを生成してもよい。これによれば、軌跡グラフだけからは把握し難い情報を軌跡グラフと共に付加して表示でき、軌跡グラフの理解度を高めることができるとともに、正確且つ迅速な嚥下障害評価に寄与し得る。なお、「特徴量」としては、例えば、甲状軟骨の前後方向の変位の最大量、上下方向の変位の最大量、前記動作波形と前記嚥下音波形とがそれぞれ最大値を取る時間の時間差、甲状軟骨の前後方向の変位の分散値に対する前記時間差の割合などを挙げることができる。
また、本発明は、前述した特徴を有する生体情報分析方法も提供する。このような生体情報分析方法によれば、前述した生体検査装置と同様の作用効果を得ることができる。
本発明によれば、嚥下動作をモデル化したモデル関数を喉頭部変位検出部によって検出される検出データに基づく距離情報にフィッティングさせたフィッティング結果から、甲状軟骨の上下動に伴う上下動成分と、甲状軟骨の前後動に伴う前後動成分とを抽出し、これらの抽出された上下動成分および前後動成分に基づいて甲状軟骨の上下方向および前後方向の挙動軌跡を示す２次元軌跡データを生成するようにしているため、非侵襲的な検査により、嚥下音を伴う甲状軟骨および舌骨の上下前後の２次元的な動作を嚥下ダイナミクスとして一見して把握できるようになる。
本発明の一実施の形態に係る生体検査装置の機能ブロック図である。 図１の生体検査装置の喉頭部変位検出部を保持する可撓性保持具の概略斜視図である。 図１の生体検査装置の計算機の機能ブロック図である。 図３の計算機の処理部の動作解析部の処理の流れを示すフローチャートである。 図３の計算機の処理部の音声解析部の処理の流れを示すフローチャートである。 図３の計算機の処理部の分析部の処理の流れを示すフローチャートである。 図１の生体検査装置の喉頭部変位検出部により検出される典型的な距離情報に基づく距離波形図である。 （ａ）は、図１の生体検査装置の喉頭部変位検出部によって検出される検出データに基づく距離情報および該距離情報から得られるフィッティングされた動作波形（フィッティング波形）であり、（ｂ）は、甲状軟骨の上下方向および前後方向のそれぞれの経時的な挙動軌跡を個別に示す成分波形である。 図１の生体検査装置の嚥下音検出部により検出される典型的な音声情報に基づく包絡線を含む嚥下音波形図である。 図１の生体検査装置の処理部で得られる２次元軌跡データに基づいて表示される軌跡グラフの一例を示す。 （ａ）は、距離波形における成分の従来の捉え方を示す波形図、（ｂ）は、距離波形における成分の本発明の捉え方を示す波形図である。
以下、図面を参照しながら本発明の一実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る生体検査装置１００の構成例を示す機能ブロック図である。図示のように、生体検査装置１００は、被検体（被検者）１０１の嚥下時の甲状軟骨（俗称：喉仏）の上下方向および前後方向の挙動に伴って生じる被検体１０１の喉頭部（甲状軟骨の周囲の生体部位）における２つの位置間の距離の変化を検出する喉頭部変位検出部としての送信コイル１０２および受信コイル１０３と、被検体１０１が嚥下する際の嚥下音を検出する嚥下音検出部としてのマイクロフォン１０６とを有し、これらのコイル１０２，１０３およびマイクロフォン１０６は図２に関連して後述する可撓性保持具１１３に保持される。
送信コイル１０２および受信コイル１０３は、甲状軟骨を両側から挟み込むように互いに対向して配置され、送信コイル１０２は送信機１０４に接続されるとともに、受信コイル１０３は受信機１０５に接続される。また、マイクロフォン１０６は、被検体１０１の甲状軟骨近傍に配置され、嚥下時にマイクロフォン１０６により捕捉される嚥下音を検出する検出用回路１０７に電気的に接続されるとともに、検出用回路１０７から電源供給等を受けて動作する。なお、マイクロフォン１０６は、嚥下音以外の周囲音を極力拾わないように例えばピエゾ素子（圧電素子）を用いたマイクロフォンであることが好ましいが、コンデンサー型マイクロフォン等であってもよい。
また、生体検査装置１００は、制御装置１０８と、計算機１０９と、表示装置１１０と、外部記憶装置１１１と、入力装置１１２とを更に有する。制御装置１０８は、送信機１０４、受信機１０５、検出用回路１０７、計算機１０９、および、外部記憶装置１１１の動作を制御し、電源供給や信号の送受信タイミング等を制御する。また、計算機１０９は、ＣＰＵ、メモリ、内部記憶装置などを備える情報処理装置であり、様々な演算処理を行なう。計算機１０９が行なう制御や演算は、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することによって実現される。ただし、演算の一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programable Gate Array）等のハードウェアにより実現することも可能である。なお、この計算機１０９には、表示装置１１０、外部記憶装置１１１、および、入力装置１１２が電気的に接続される。
また、表示装置１１０は、ディスプレイにより計測波形や計算機１０９による解析情報を表示するインタフェースである。なお、特定の機能に関してはＬＥＤや音声等により報知されてもよい。また、外部記憶装置１１１は、前記内部記憶装置とともに、計算機１０９が実行する各種の演算処理に用いられるデータ、演算処理により得られるデータ、入力装置１１２を介して入力される条件、パラメータ等を保持する。また、入力装置１１２は、本実施の形態において実施される計測や演算処理に必要な条件等をオペレータが入力するためのインタフェースである。
このような構成では、送信機１０４により生成される高周波信号が送信コイル１０２に送信されることによって送信コイル１０２から高周波磁場が照射され、それに伴って受信コイル１０３で受信される信号が受信機１０５で受けられるようになる。また、受信機１０５で受けられた信号は、コイル間電圧の出力電圧計測値として計算機１０９に送られる。一方、マイクロフォン１０６により捕捉された嚥下音は、検出用回路１０７で検出されて電圧信号に変換され、この検出用回路１０７から出力電圧計測値として計算機１０９に入力される。
図２には、送受信コイル１０２，１０３およびマイクロフォン１０６を保持する可撓性保持具１１３が示される。この可撓性保持具１１３は、各種樹脂などの任意の可撓性材料によって形成されており、図示のように、その開放端を利用して被検体１０１の首に装着されるようになっている略環状の首装着部材２０２と、この首装着部材２０２の内側で略同一の円弧に沿うように位置される一対の円弧状のセンサ保持部材２０３ａ，２０３ｂとから構成され、首装着部材２０２がその内側において一対のセンサ保持部材２０３ａ，２０３ｂの一端をそれぞれ両側で保持するように一体結合されるとともに、センサ保持部材２０３ａ，２０３ｂの他端間が開放されて被検体１０１の喉頭部付近に位置されるようなっている。そして、一対のセンサ保持部材２０３ａ，２０３ｂのそれぞれの他端にはセンサ部２０４ａ，２０４ｂが配置され、これらのセンサ部２０４ａ，２０４ｂは、被検体１０１の喉頭部に当接されるとともに、被検体１０１の首と接触することなく位置される各センサ保持部材２０３ａ，２０３ｂと共に首装着部材２０２とは独立に嚥下の動き（甲状軟骨等の動き）に追従できるようになっている。
センサ部２０４ａ，２０４ｂの一方の内部には送信コイル１０２が、他方の内部には受信コイル１０３が固定状態で配設されるとともに、センサ部２０４ａ，２０４ｂのいずれかの内部にマイクロフォン１０６が固定状態で配設されている。特に本実施の形態において、送信コイル１０２および受信コイル１０３は、互いに対向し易い（被検体１０１の首表面の鉛直方向に近い）向きに配置されるようにセンサ部２０４ａ，２０４ｂに装着されており、それにより、信号対ノイズ（ＳＮ）比が高い検出を可能としている。そのため、マイクロフォン１０６と送信コイル１０２又は受信コイル１０３とを略直交する位置に配置することができ、マイクロフォン１０６から発生する磁場ノイズが送信及び／又は受信コイル１０２，１０３へ混入するのを低減することができる。ただし、送信コイル１０２および受信コイル１０３の対応の位置やマイクロフォンとの直交の位置については、記載の配置に限定されるものではなく、ＳＮ比が十分に高い検出を実現できる位置であればよい。
また、首装着部材２０２の開放端を形成する対向する末端部（被検体１０１の首の裏側に位置される首装着部材２０２の部位）には、被検体１０１の首に当て付けられる押さえ部２０５ａ，２０５ｂが円筒状または球状等の押圧に適した形状を成して形成されている。これらの２つの押さえ部２０５ａ，２０５ｂとセンサ保持部材２０３ａ，２０３ｂの他端に設けられる前述の２つのセンサ部２０４ａ，２０４ｂとから成る４箇所の押圧ポイントによって被検体１０１の首の大きさに関係なく可撓性保持具１１３を首に容易に装着できるようになっている。なお、センサ部２０４ａ，２０４ｂに内蔵される送受信コイル１０２，１０３およびマイクロフォン１０６から延びる電気配線２０１ａ，２０１ｂは、図１に示される送信機１０４、受信機１０５、および、検出用回路１０７にそれぞれ電気的に接続される。
図３には計算機１０９の機能ブロック図が示される。図示のように、計算機１０９は、嚥下計測部４１０と、処理部４２０と、表示部４３０とを備える。嚥下計測部４１０は、図１に関連して説明した送信コイル１０２、受信コイル１０３、送信機１０４、受信機１０５、マイクロフォン１０６、検出用回路１０７、および、制御装置１０８を用いて嚥下動作および嚥下音を計測する（喉頭部変位検出ステップおよび嚥下音検出ステップ）。また、処理部４２０は、距離情報を解析する動作解析部４２１と、音声情報である嚥下音を解析する音声解析部４２２と、距離情報と嚥下音とを組み合わせて分析を行なう分析部４２３とを有し、これらによって嚥下計測部４１０で計測されたデータを処理する（処理ステップ）。具体的には、処理部４２０は、後述するように、嚥下動作をモデル化したモデル関数（本実施の形態では、後述する式（１））を送受信コイル１０２，１０３によって検出される検出データに基づく距離情報（本実施の形態では、被検体１０１の甲状軟骨を間に挟み込むように配置されるコイル１０２，１０３間の距離の経時的な変化を示すデータ（後述する図７に示される距離波形７０１））にフィッティングさせたフィッティング結果（本実施の形態では、後述する図８の（ａ）に示されるフィッティングされた波形１１０３）を得るとともに、このフィッティング結果から、甲状軟骨の前後動に伴う前後動成分（本実施の形態では、後述する図８の（ｂ）に示される前後動成分波形１１０５またはそれを形成するデータ値）と、甲状軟骨の上下動に伴う上下動成分（本実施の形態では、後述する図８の（ｂ）に示される上下動成分波形１１０６またはそれを形成するデータ値）とを抽出し、これらの抽出された上下動成分および前後動成分に基づいて甲状軟骨の上下方向および前後方向の挙動軌跡を示す２次元軌跡データ（本実施の形態では、後述する図１０に示される軌跡グラフ９０１を形成するためのデ−タ）を生成する。また、処理部４２０は、後述するように、マイクロフォン１０６によって検出される検出データに基づいて嚥下音の振幅の経時的な変化を示す嚥下音波形（本実施の形態では、後述する図９に示される嚥下音波形８０１）を生成するとともに、嚥下音波形と軌跡グラフとを時間的に対応付けて軌跡グラフ上の各軌跡データ値のプロットを嚥下音の振幅の大きさに応じて識別表示するための識別表示データを生成する。また、表示部４３０は、嚥下計測部４１０および処理部４２０により計測および処理された情報（データ）を表示装置１１０に表示する（表示ステップ）。なお、嚥下計測部４１０、処理部４２０、および、表示部４３０は独立に動作する。
図４には、図３の計算機１０９の処理部４２０の動作解析部４２１の処理の流れが示される。動作解析部４２１は、送受信コイル１０２，１０３によって検出される検出データを処理するものであり、具体的には、まず最初に、ステップＳ５０１において、嚥下計測部４１０で計測されたデータに対して平滑化を施す。特に本実施の形態においては、Savitzky-Golayフィルタによる区分的多項式近似を用いて平滑化を実施する。この場合の平滑化は、窓数および多項式の次数を例えばそれぞれ５，５１などと設定することによって実施される。なお、平滑化の手法は、例えば、単純移動平均などであってもよく、これらによって本発明が限定されるものではない。
続いてステップＳ５０２では、ステップＳ５０１において平滑化された計測信号に対してフィッティングがなされる。これに関連して、図７には、被検体１０１の喉頭部における２つの位置間の距離である送受信コイル１０２，１０３間の距離の経時的な変化を示す距離波形７０１の典型例が示される。計測されるこのような距離波形７０１は、甲状軟骨（舌骨）の２次元動作（前後動および上下動）を１次元（左右）で観測した結果であり、甲状軟骨が錘状の形状をしていることから、図示のようにＷ型の波形形状を呈する。具体的には、被検体１０１が食塊を口に入れて飲み込む嚥下を開始する開始点（時間Ｔ０）７０２から食塊が食道へと送り込まれるにつれて甲状軟骨が挙上し、それにより、送受信コイル１０２，１０３間の距離がＤ０からＤ１へと狭まり、距離波形７０１が第１の谷部（第１の下限ピーク値；時間Ｔ１）７０３に達する。なお、この食塊送り込み過程では、被検体１０１の喉頭蓋が下方へ移動して鼻腔から気道への経路が塞がれる。その後、食塊が食道を通過する際に、食道を開放するべく甲状軟骨が前方（被検体の顔が向いている方向）へ移動し、それにより、送受信コイル１０２，１０３間の距離がＤ１からＤ２へと広がり、距離波形７０１が第１の谷部７０３から山部（上限ピーク値；時間Ｔ２）７０４へと移行する。そして、食塊が食道（喉頭蓋）を完全に通過して胃へと送り込まれると、喉頭蓋の上方への移動に伴って甲状軟骨も後方へ移動し、それにより、送受信コイル１０２，１０３間の距離がＤ２からＤ３へと狭まり、距離波形７０１が山部７０４から第２の谷部（第２の下限ピーク値；時間Ｔ３）７０５へと移行する。その後、喉頭蓋および甲状軟骨が元の位置へ戻るべく、甲状軟骨が下降し、それにより、送受信コイル１０２，１０３間の距離がＤ３からＤ４へと広がって、距離波形７０１が第２の谷部７０５から終了点（時間Ｔ４）７０６へと移行する。
以上から分かるように、このような距離波形７０１では、甲状軟骨の上昇から下降への一連の挙動において、下に凸の波形成分を生じさせ、一方、甲状軟骨の前進から後進への一連の挙動において、上に凸の波形成分を生じさせる。したがって、このことから、本実施の形態では、Ｗ型の距離波形７０１を、図７に短破線および長破線により区別して示されるように、緩やかな下に凸の波形７１０（図８の（ｂ）に示される上下動成分波形１１０６に対応する）と、鋭い上に凸の波形７２０（図８の（ｂ）に示される前後動成分波形１１０５に対応する）との重ね合わせと捉え、以下の式（１）のようにモデル化する。
Figure 2021176428
 ここで、tは時間、y(t)は計測した距離波形、rAP(t)は前後方向の成分、rHF(t)は上下方向の成分、d(t)は体動など（例えば、首の太さなどの個体差により生じる初期値からのオフセット）から生じるトレンド成分、eは計測ノイズを示す。
また、本実施の形態では、前後方向および上下方向の成分rAP，rHFを正規分布で、トレンド成分d(t)を一次方程式でモデル化するが、これらのモデルは自己回帰モデルや非線形モデルでもよく、これらによって本発明が限定されるものではない。また、本実施の形態のこのようなモデリングでは、数理最適化手法を用いてパラメータフィッティングすることによって各成分を求める。なお、本実施の形態では、非線形最小二乗法を用いてパラメータフィッティングを実施するが、これによって本発明が限定されるものではない。また、パラメータフィッティングを行なう際に、例えば、rAPの分散値がrHFの分散値よりも小さくなる、といった制約を設けても構わない。
このような正規分布を使用したモデル関数（式（１））をフィッティングした結果が図８の（ａ）に示される。図中、ドットで表わされるデータ値により形成される波形１１０２は、図７に示される距離波形７０１に対応し、また、実線で表わされる波形１１０３は、波形１１０２を形成する距離情報にモデル関数をフィッティングさせた動作波形（フィッティング波形）である。ここで、横軸は時間であり、縦軸は、図７に示されるコイル間の距離に基づく正規化された振幅である。
以上のような信号フィッティングステップＳ５０２が終了したら、今度は、ステップＳ５０３において、フィッティングしたモデル関数からパラメータを抽出する。本実施の形態では、甲状軟骨の前後方向および上下方向の挙動をそれぞれ独立した正規分布でモデル化したため、このステップＳ５０３では、これらの挙動のそれぞれの「振幅」、「平均値」、「分散」を抽出する。なお、「振幅」は甲状軟骨の動作の大きさ、「平均値」は動作が発生した時間、「分散」は動作の持続時間にそれぞれ対応する。
これに関連して、図８の（ｂ）には、図８の（ａ）に示される動作波形（フィッティング波形）１１０３から甲状軟骨の前後方向および上下方向の成分のみを個別に抽出して表示させた波形（上に凸の前後動成分波形１１０５および下に凸の上下動成分波形１１０６）が示される。このように、本実施の形態の生体検査装置１００の動作解析部４２１を含む処理部４２０は、上下動成分および前後動成分に基づいて、甲状軟骨の上下方向および前後方向のそれぞれの経時的な挙動軌跡を個別に示す２次元軌跡データを生成できるようになっている。
このような成分抽出ステップＳ５０３が終了したら、今度は、ステップＳ５０４において、ステップＳ５０３にて抽出したパラメータを用いて再構築した波形から、Ｗ型波形の特徴点、すなわち、図７の距離波形７０１上のピーク点等７０２〜７０６（Ｄ０〜Ｄ４およびＴ０〜Ｔ４のデータ値）に対応する特徴点を抽出する。具体的には、本実施の形態では、式（１）のように計測信号をモデル化して成分分離していることから、ノイズおよびトレンド成分を加味することなく簡便に特徴点の抽出を行なう。より具体的には、一例として、Ｔ２をrAPの平均値として取得し、Ｔ１およびＴ３をそれぞれＴ２の前後における最小値を示す時間として取得し、Ｔ０およびＴ４をそれぞれrHFの平均値から負および正の方向に分散値分だけ進んだ点の時間として取得する。そして、時間Ｔ０〜Ｔ４に対応する値としてＤ０〜Ｄ４をそれぞれ取得する。
このようなピーク値検出ステップＳ５０４が終了したら、今度は、ステップＳ５０５において、前述の各ステップＳ５０１〜Ｓ５０４で算出された波形、パラメータ、特徴点等が計算機１０９の内部記憶装置および／または外部記憶装置１１１に保存される。なお、以上の各ステップＳ５０１〜Ｓ５０５は、嚥下計測部４１０による嚥下動作および嚥下音の計測中に実施されてもよく、また、複数回実施されてもよい。
図５には、図３の計算機１０９の処理部４２０の音声解析部４２２の処理の流れが示される。図示のように、ステップＳ６０１では、マイクロフォン１０６から嚥下計測部４１０を通じて計測された音声情報（一般に正負両方の値を含む音声信号）に対して整流処理が施される。ここで、整流処理とは、絶対値を取って負の値を正の値へ変換する処理を示す。図９には、典型的な音声情報を整流処理して成る嚥下音波形８０１が示される。
ステップＳ６０２では、ステップＳ６０１で得られる整流処理された信号が対数変換される。この処理によって、嚥下音に混入するスパイク状の信号の影響を低減することができる。
ステップＳ６０３では、ステップＳ６０２で得られる対数変換された信号に対して平滑化が施される。特に本実施の形態では、移動平均を用いて平滑化処理が行なわれ、移動平均の窓幅が４００点に設定される。なお、この平滑化手法によって本発明が限定されるものではない。
ステップＳ６０４では、ステップＳ６０３で得られた平滑化信号に対して指数変換が施される。これにより、当初の計測した音声情報の包絡線を示す波形を得ることができる。図９には、そのような典型的な音声情報（嚥下音波形８０１）から得られる包絡線８０２が破線で示されている。
ステップＳ６０５では、ステップＳ６０４で得られた包絡線信号がリサンプリングされる。具体的には、本実施の形態では、図３に示される嚥下計測部４１０での音声情報および距離情報のサンプリング周波数がそれぞれ４０００Ｈｚおよび１００Ｈｚであるため、包絡線信号を１／４０にリサンプリングして距離情報のサンプリング周波数と一致させる処理を行なう。
ステップＳ６０６では、ステップＳ６０５で得られるリサンプリングされた包絡線信号に関して特徴点としての最大値が求められる。これは、嚥下音信号（嚥下音波形８０１）において最大振幅が得られる区間が摂取物の流動を示していると考えられており、嚥下音の重要な特徴だからである。そのため、このステップ６０６では、図９に示される包絡線８０２に関して最大振幅を示すピーク点８０３に対応する時間Ｓ２が取得される。
ステップＳ６０７では、ステップＳ６０５で得られるリサンプリングされた包絡線信号の嚥下音区間が求められる。すなわち、包絡線８０２において、嚥下音が生じている時間区間Ｔｓ得るために、嚥下音区間の両端の時間が取得される。具体的には、図９中に一点鎖線で示される振幅閾値８０４を設定するとともに、ステップＳ６０６で求められた最大値（ピーク点８０３）からみて閾値８０４を下に横切る点、すなわち、時間的に早い開始点８０５および時間的に遅い終了点８０６にそれぞれ対応する時間Ｓ１，Ｓ３を特徴点として取得する。また、本実施の形態においては、閾値８０４として中央値に正規化中央絶対偏差を加えた値を用いる。なお、閾値８０４の設定方法によって本発明が限定されるものではなく、平均値に標準偏差を加えた値などを用いてもよい。
最後に、ステップＳ６０８では、前述の各ステップＳ６０１〜Ｓ６０７で算出された波形および特徴量等が計算機１０９の内部記憶装置および／または外部記憶装置１１１に保存される。なお、以上の各ステップＳ６０１〜Ｓ６０８は、嚥下計測部４１０による嚥下動作および嚥下音の計測中に実施されてもよく、また、複数回実施されてもよい。
図６には、図３の計算機１０９の処理部４２０の分析部４２３の処理の流れが示される。図示のように、ステップＳ１００１では、フィッティングされた波形である動作波形１１０３（または距離波形７０１）の前後方向および上下方向の最大変位（最大値）が算出される。
ステップＳ１００２では、図１０を参照して以下で詳しく説明する前述の軌跡グラフ９０１上における各点の符号付き曲率が算出される。このステップＳ１００２では、軌跡グラフ９０１の時間進展方向（移行方向）が抽出され、前記最大変位をとる点を抽出するために、軌跡グラフ９０１上の各点における符号付き曲率が計算される。
ステップＳ１００３では、ステップＳ１００２で得られた符号付き曲率において符号が取得される。具体的には、軌跡グラフ９０１においては、その座標原点から最も遠い点において曲率の振幅が最大となるため、軌跡グラフ９０１上の各点の曲率を算出した後に最大の曲率をとる点の符号を取得する。座標系として、反時計回りが正、時計回りが負、といったように符号を決定することにより、時間進展方向が一意に求まる。なお、符号の正負を決定付ける要因は、前後方向の成分rAPおよび上下方向成分rHFの平均値の大小であり、時間進展方向が反時計回りである後述する図１０の軌跡グラフ９０１においては、前後方向の変位の平均値（すなわち、最大値をとる時間）の方が上下方向のそれよりも早いことを示す。
ステップＳ１００４では、ステップＳ１００２で算出された符号付き曲率の最大値が得られた点の座標原点からの幾何距離が取得される。軌跡グラフ９０１では、座標原点から最も遠い点において曲率の振幅が最大となるため、曲率の振幅が最大となる点から座標原点までの幾何距離を計算する。これによって、甲状軟骨の上下方向および前後方向の成分を合成したときに最も変位が大きい時点（時間）を取得することができる。
ステップＳ１００５では、音声情報の最大値をとる時間と距離情報の前後方向の最大値をとる時間との時間差が取得される。これは、特に、最大値をとる時間差が、嚥下状態を特徴付ける上で重要なパラメータだからである。本実施の形態においては、後述する軌跡グラフ９０１の表示形態からも分かるように、このパラメータが視覚的に把握できるだけでなく、定量値としても表示できる。なお、これらの定量値によって本発明が限定されるものではなく、例えば、軌跡グラフによって取り囲まれる領域の面積を特徴量として表示するなどしてもよい。
ステップＳ１００６では、ステップＳ１００５で得られた時間差の、距離情報の前後方向の成分を示すモデル（図８の（ｂ）に示される前後動成分波形１１０５）の分散値を基準にした割合（分散値に対する時間差の割合）を取得する。健常者モデルでは甲状軟骨が前進しているタイミングで嚥下音が発生することから、このステップＳ１００６では、個人内でどの程度の嚥下音発生ずれがあるのかを表示するために前記割合を算出する。
最後に、ステップＳ１００７では、前述の各ステップＳ１００１〜Ｓ１００６で算出された波形および特徴量等が計算機１０９の内部記憶装置および／または外部記憶装置１１１に保存される。なお、以上の各ステップＳ１００１〜Ｓ１００７は、嚥下計測部４１０による嚥下動作および嚥下音の計測中に実施されてもよく、また、複数回実施されてもよい。
以上のような処理ステップに基づき、処理部４２０は、更に、前述した上下動成分および前後動成分に基づいて、甲状軟骨の上下方向および前後方向の挙動を同時に１つの軌跡グラフ９０１（図１０参照）で示す２次元軌跡データを生成するようになっている。具体的には、そのような２次元軌跡データは、互いに直交する２つの座標軸によって規定される座標平面上に示される座標データとして生成され、一方の座標軸が前後動成分の軌跡データ値に対応し、他方の座標軸が上下動成分の軌跡データ値に対応する。より具体的には、図１０に示されるように、前述した動作解析部４２１による信号フィッティング（図４のステップＳ５０２）及び成分抽出（図４のステップＳ５０３）に基づき、前述した上下動成分波形１１０６上のデータ値と前後動成分波形１１０５上のデータ値とを時間的に対応付けて、横軸を前後動成分の軌跡データ値（前後方向の変位；前後動成分波形１１０５における正規化された振幅）、縦軸を上下動成分の軌跡データ値（上下方向の変位；上下動成分波形１１０６における正規化された振幅）としてプロットする。すなわち、横軸は、図４のステップＳ５０３にて式（１）のrAPに対して抽出されたパラメータを有する正規分布の値を示し、縦軸は、式（１）のrHFに対して抽出されたパラメータを有する正規分布の値を示す。
図１０に示されるこのような軌跡グラフ９０１は、計算機１０９の表示部４３０を介して表示装置１１０に表示されるが、特に本実施の形態では、軌跡グラフ９０１上の各軌跡データ値のプロットが嚥下音の振幅の大きさに応じて識別表示、例えば色分け表示されるようになっている。このような識別表示を実現するため、処理部４２０は、前述したようにマイクロフォン１０６を通じて検出される検出データに基づいて嚥下音の振幅の経時的な変化を示す嚥下音波形８０１および包絡線８０２を生成するとともに、嚥下音波形８０１または包絡線８０２と軌跡グラフ９０１とを時間的に対応付けて軌跡グラフ９０１上の各軌跡データ値のプロットを嚥下音の振幅の大きさに応じて識別表示するための識別表示データを生成する。また、このような識別表示に関連して、色分け表示される本実施の形態では、縦軸に沿う嚥下音振幅値の大小に伴って色がどのように変化するのかを示す参照用の帯グラフ９０９が軌跡グラフ９０１に隣接して表示される。例えば、ここでは、嚥下音の振幅が大きくなればなるほど黄色を帯び、振幅が小さくなればなるほど青色を帯びるような識別表示形態を成す。あるいは、白黒で色分けし、振幅が大きくなればなるほど色が薄くなるような識別表示形態であってもよい。なお、識別表示形態は、これに限定されず、各軌跡データ値のプロット（マーク）の大きさまたは形状を嚥下音の振幅の大きさに応じて変えるなど、嚥下音の振幅が異なる軌跡データ値同士を識別できる表示形態であれば、どのような表示形態であっても構わない。
軌跡データ値を時系列的な散布図としてプロットしたこのような軌跡グラフ９０１は、甲状軟骨の前後方向および上下方向の挙動を２つの座標軸で分離して表示するものであり、嚥下における甲状軟骨の挙動を一目で把握できるようにする。また、このように嚥下動作の挙動に加えて嚥下音情報の特徴を１つの軌跡グラフ９０１に表示させることにより、嚥下音が甲状軟骨の挙動に対してどの時点で発生したかを視覚的に確認することができ、嚥下動作を定量的に把握できるのみならず、正常な状態からの嚥下音のずれや嚥下音のパワーも一目で把握できる。
また、この軌跡グラフ９０１には、様々な補助的な情報が付加して表示される。この目的のため、本実施の形態において、処理部４２０は、動作波形１１０３（または距離波形７０１）に関連付けられる所定の特徴点、嚥下音波形８０１（または包絡線８０２）に関連付けられる所定の特徴点、および、軌跡グラフ９０１上にプロットされる軌跡データ値の発生時間を含む補足情報を軌跡グラフ９０１上に重ねて表示するための補足表示データを生成するとともに、軌跡グラフ９０１の移行方向と軌跡グラフ９０１から算出される所定の特徴量とを含む参照情報を軌跡グラフ９０１と共に表示するための参照表示データも生成するようになっている。
具体的に、そのような補助的な表示に関し、図１０中、９０２は、軌跡がどちらの方向に進展したか（軌跡グラフ９０１の移行方向）を示す矢印である。本実施の形態においては、軌跡が座標原点から始まって反時計回りに回転した後に座標原点に戻ることを示している。また、９０３は、軌跡グラフ９０１から算出される特徴量を示す。具体的には、前後方向の変位の最大量、上下方向の変位の最大量、９０４により示される座標原点からの最大変位、動作情報と音声情報とがそれぞれ最大値をとる時間の時間差（σ）、および、前後方向の変位（rAP）の分散値を基準にした前記時間差の割合、がそれぞれ特徴量として示される。これらの情報は、前述した分析部４２３による処理によって得られる。なお、この特徴量の表示の仕方としては、本実施の形態のように軌跡グラフ９０１の座標領域よりも上側に表示するのではなく、軌跡グラフ９０１の座標領域中に表示したり、あるいは、別図に表示したりしてもよく、これらによって本発明が限定されるものではない。
また、図１０中、９０５は、軌跡グラフ９０１上にプロットされる軌跡データ値の発生時間を示しており、本実施の形態においては０．１秒ごとに表示される。また、９０６は、図４のステップＳ５０４により求められた距離情報におけるピーク点を示す。また、９０７は、図５のステップＳ６０６により求められた音声情報の最大値をとる時点を示す。この表示により、音声情報の最大値を示す時点と、距離情報における甲状軟骨の前後方向の成分の最大値を示す時点、との時間的なずれが図中にて確認できる。また、９０８は、図５のステップＳ６０７により求められた音声情報の開始点８０５および終了点８０６（図９参照）を示す。
以上説明したように、本実施の形態によれば、嚥下動作をモデル化したモデル関数を送受信コイル１０２，１０３によって検出される検出データに基づく距離情報にフィッティングさせてフィッティング結果を得るようにしているため、非侵襲で甲状軟骨（舌骨）の動作を二次元的に再現（嚥下動作のモデリング）可能になるとともに、嚥下時の甲状軟骨の全ての動作方向に関連する挙動成分、すなわち、上下方向および前後方向の動きにそれぞれ対応する２つの前後動成分および上下動成分をフィッティング結果から抽出し、これらの２つの成分に基づいて甲状軟骨の上下方向および前後方向の挙動軌跡を示す２次元軌跡データを生成するようにしているため、総合的な嚥下挙動の推測を要することなく甲状軟骨（舌骨）の上下前後の２次元的な動作を嚥下ダイナミクスとして一見して把握することも可能となる。
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。例えば、前述の実施の形態では、本発明が甲状軟骨の挙動に適用されているが、本発明は、甲状軟骨以外の生体部位の動作の検査にも適用できる。すなわち、本発明は、甲状軟骨（舌骨）と同様の動き（前後上下動）を成す身体部位であれば、喉頭部以外の部位の動きの解析にも適用できる。具体的には、所定の検出部によって検出される距離の変化を、複数方向の動きに分解して解析可能な身体部位であれば、本発明が適用できる。また、本発明の生体検査装置は、前述したように喉頭部変位検出部、嚥下音検出部および表示装置を有していなくてもよい。すなわち、生体検査装置と、喉頭部変位検出部、嚥下音検出部および表示装置とが別箇のシステムとして構成されていてもよい。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、前述した実施の形態の一部または全部を組み合わせてもよく、あるいは、前述した実施の形態のうちの１つから構成の一部が省かれてもよい。
１００ 生体検査装置
１０２ 送信コイル（喉頭部変位検出部）
１０３ 受診コイル（喉頭部変位検出部）
１０６ マイクロフォン（嚥下音検出部）
４２０ 処理部
４３０ 表示部

Claims (16)

  1. 嚥下時の甲状軟骨の上下方向および前後方向の挙動に伴って生じる被検者の喉頭部における２つの位置間の距離の変化を検出する喉頭部変位検出部からの検出データを処理する処理部を備える生体検査装置において、
    前記処理部は、嚥下動作をモデル化したモデル関数を前記喉頭部変位検出部によって検出される前記検出データに基づく距離情報にフィッティングさせたフィッティング結果から、甲状軟骨の上下動に伴う上下動成分と、甲状軟骨の前後動に伴う前後動成分とを抽出し、これらの抽出された上下動成分および前後動成分に基づいて甲状軟骨の上下方向および前後方向の挙動軌跡を示す２次元軌跡データを生成することを特徴とする生体検査装置。
  2. 前記処理部は、前記上下動成分および前記前後動成分に基づいて、甲状軟骨の上下方向および前後方向のそれぞれの経時的な挙動軌跡を個別に示す２次元軌跡データを生成することを特徴とする請求項１に記載の生体検査装置。
  3. 前記処理部は、前記上下動成分および前記前後動成分に基づいて、甲状軟骨の上下方向および前後方向の挙動を同時に１つの軌跡グラフで示す２次元軌跡データを生成することを特徴とする請求項１に記載の生体検査装置。
  4. 前記２次元軌跡データは、互いに直交する２つの座標軸によって規定される座標平面上に示される座標データとして生成され、一方の座標軸が前記前後動成分の軌跡データ値に対応し、他方の座標軸が前記上下動成分の軌跡データ値に対応することを特徴とする請求項３に記載の生体検査装置。
  5. 前記処理部は、被検者が嚥下する際の嚥下音を検出する嚥下音検出部からの検出データに基づいて前記嚥下音の振幅の経時的な変化を示す嚥下音波形を生成するとともに、前記嚥下音波形と前記軌跡グラフとを時間的に対応付けて前記軌跡グラフ上の各軌跡データ値のプロットを嚥下音の振幅の大きさに応じて識別表示するための識別表示データを生成することを特徴とする請求項３または４に記載の生体検査装置。
  6. 前記処理部は、前記フィッティング結果に関連付けられる所定の特徴点、前記嚥下音波形に関連付けられる所定の特徴点、および、前記軌跡グラフ上にプロットされる軌跡データ値の発生時間のうちの少なくとも１つを含む補足情報を前記軌跡グラフ上に重ねて表示するための補足表示データを生成することを特徴とする請求項５に記載の生体検査装置。
  7. 前記処理部は、前記軌跡グラフの移行方向、および、前記軌跡グラフから算出される所定の特徴量のうちの少なくとも１つを含む参照情報を前記軌跡グラフと共に表示するための参照表示データを生成することを特徴とする請求項３から６のいずれか１項に記載の生体検査装置。
  8. 前記喉頭部変位検出部は、甲状軟骨を両側から挟み込むように配置されて高周波信号を送受信する発信コイルおよび受信コイルにより構成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の生体検査装置。
  9. 嚥下時の甲状軟骨の上下方向および前後方向の挙動に伴って生じる被検者の喉頭部における２つの位置間の距離の変化を生体情報として検出する喉頭部変位検出ステップと、
    前記喉頭部変位検出ステップで検出される検出データを処理する処理ステップと、
    前記処理ステップで処理されたデータを表示する表示ステップと、
    を含み、
    前記処理ステップでは、嚥下動作をモデル化したモデル関数を前記喉頭部変位検出ステップで検出される前記検出データに基づく距離情報にフィッティングさせたフィッティング結果から、甲状軟骨の上下動に伴う上下動成分と、甲状軟骨の前後動に伴う前後動成分とが抽出され、これらの抽出された上下動成分および前後動成分に基づいて甲状軟骨の上下方向および前後方向の挙動軌跡を示す２次元軌跡データが生成されることを特徴とする生体情報分析方法。
  10. 前記処理ステップでは、前記上下動成分および前記前後動成分に基づいて、甲状軟骨の上下方向および前後方向のそれぞれの経時的な挙動軌跡を個別に示す２次元軌跡データが生成されることを特徴とする請求項９に記載の生体情報分析方法。
  11. 前記処理ステップでは、前記上下動成分および前記前後動成分に基づいて、甲状軟骨の上下方向および前後方向の挙動を同時に１つの軌跡グラフで示す２次元軌跡データが生成されることを特徴とする請求項９に記載の生体情報分析方法。
  12. 前記２次元軌跡データは、互いに直交する２つの座標軸によって規定される座標平面上に示される座標データとして生成され、一方の座標軸が前記前後動成分の軌跡データ値に対応し、他方の座標軸が前記上下動成分の軌跡データ値に対応することを特徴とする請求項１１に記載の生体情報分析方法。
  13. 被検者が嚥下する際の嚥下音を検出する嚥下音検出ステップを更に含み、
    前記処理ステップでは、前記嚥下音検出ステップで検出される検出データに基づいて前記嚥下音の振幅の経時的な変化を示す嚥下音波形が生成されるとともに、前記嚥下音波形と前記軌跡グラフとを時間的に対応付けて前記軌跡グラフ上の各軌跡データ値のプロットを嚥下音の振幅の大きさに応じて識別表示するための識別表示データが生成されることを特徴とする請求項１１または１２に記載の生体情報分析方法。
  14. 前記処理ステップでは、前記フィッティング結果に関連付けられる所定の特徴点、前記嚥下音波形に関連付けられる所定の特徴点、および、前記軌跡グラフ上にプロットされる軌跡データ値の発生時間のうちの少なくとも１つを含む補足情報を前記軌跡グラフ上に重ねて表示するための補足表示データが生成されることを特徴とする請求項１３に記載の生体情報分析方法。
  15. 前記処理ステップでは、前記軌跡グラフの移行方向、および、前記軌跡グラフから算出される所定の特徴量のうちの少なくとも１つを含む参照情報を前記軌跡グラフと共に表示するための参照表示データが生成されることを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１項に記載の生体情報分析方法。
  16. 前記喉頭部変位検出ステップでは、甲状軟骨を両側から挟み込むように配置されて高周波信号を送受信する発信コイルおよび受信コイルを用いて前記生体情報が検出されることを特徴とする請求項９から１５のいずれか１項に記載の生体情報分析方法。
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