JP2023016678A - 嚥下障害用の電気刺激治療装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】飲食物類型及び筋肉収縮類型のユーザ情報に基づき、予め設定された筋肉活性化シーケンスに従ってユーザの嚥下筋肉を順次に刺激する嚥下障害用の電気刺激治療装置及び方法を提供する。【解決手段】嚥下障害用の電気刺激治療装置１００は、低粘度液体と高粘度液体に区分される飲食物類型を含むユーザ情報が入力される入力部１５０と、複数のチャンネルにより構成され、ユーザの嚥下筋肉を刺激する刺激部２００と、刺激部を駆動する制御命令を生成するプロセッサ１３０とを含み、プロセッサは、ユーザ情報に基づき、予め設定された筋肉活性化シーケンスに従ってユーザの両側の舌骨上筋（ＳＨ、ｓｕｐｒａｈｙｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）と、甲状舌骨筋（ＴＨ、ｔｈｙｒｏｈｙｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）と、胸骨甲状筋（ＳｔＨ、ｓｔｅｒｎｏｔｈｙｒｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）とを含む嚥下筋肉を順次に刺激するものである。【選択図】図１
Description
特許法第３０条第２項適用申請有り 令和 ３年 ３月１１日に、ネイチャー・リサーチ社の学術雑誌ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｒｅｐｏｒｔｓのウェブサイトにて公開（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｎａｔｕｒｅ．ｃｏｍ／ａｒｔｉｃｌｅｓ／ｓ４１５９８－０２１－８４９７２－６）
本発明は、嚥下障害用の電気刺激治療装置及び方法に関する。
嚥下障害とは、飲食する際の嚥下（ｓｗａｌｌｏｗｉｎｇ）が困難になることである。しいては、嚥下障害により口からの飲食物の攝取又は栄養の攝取を諦める場合も多く、ＱＯＬ（ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｌｉｆｅ）の観点から見て大きな問題となる。同時に、嚥下障害を持つ患者が飲食することを看病する人にとっても、精神的、身体的なストレスが非常に高い。また、高齢者の死亡原因として肺炎の割合が急激に増加しているが、その殆どが嚥下障害（ｄｙｓｐｈａｇｉａ）による誤嚥性（吸引性）肺炎（ａｓｐｉｒａｔｉｏｎ ｐｎｅｕｍｏｎｉａ）であると見なされている。
嚥下障害（ｄｙｓｐｈａｇｉａ）の症状は、脳血管障害、パーキンソン病、老化、認知症、頭頸部癌、放射線治療、脳性麻痺など様々な疾患において発生する。また、口腔、咽頭、食道など、嚥下に関与する部位の筋肉と神経の異常と、これを調節する中枢神経系の異常など、様々な原因によって嚥下障害が発生し得る。よって、嚥下反射の改善は、飲食することの不自由を強いられる嚥下障害患者のＱＯＬ向上及び看病負担の軽減、又は誤嚥性（吸引性）肺炎を予防するのにおいて相当重要である。
既存の嚥下障害の治療法としては様々なリハビリテーション治療方法が施行されてきた。しかし、リハビリテーション治療は、対象者によって効果が大きい場合と大きくない場合があり、対象者の協力が必要な場合もある。従って、リハビリテーション治療の効果を高めるためには、これらの治療技法のうち最大の効果が見られる対象を選別することも必要であり、治療効果が高い様々な治療技法を開発することも必要である。
それに関し、大韓民国登録特許第１０－１７９８３６５号（発明の名称：嚥下補助用の電気刺激装置）は、人体の甲状舌骨に付着して飲食物の飲み込み時点を検出し、人体の両側の顎二腹筋（ｄｉｇａｓｔｒｉｃ ｍｕｓｃｌｅ）に電気刺激を与える電極刺激装置に関するものを開示している。
本発明の一部の実施例は、上述した問題点を解決するために創案されたものであり、本発明は、飲食物類型及び筋肉収縮類型のユーザ情報に基づき、予め設定された筋肉活性化シーケンスに従ってユーザの嚥下筋肉を順次に刺激する嚥下障害用の電気刺激治療装置及び方法を提供することにその目的がある。
但し、本実施例が解決しようとする技術的課題は、上記したような技術的課題に限定されるものではなく、また他の技術的課題が存在し得る。
上述した技術的課題を解決するための技術的手段として、本発明の一実施例に係る嚥下障害用の電気刺激治療装置は、低粘度液体と高粘度液体に区分される飲食物類型を含むユーザ情報が入力される入力部と、複数のチャンネルにより構成され、ユーザの嚥下筋肉を刺激する刺激部と、刺激部を駆動する制御命令を生成するプロセッサとを含み、プロセッサは、ユーザ情報に基づき、予め設定された筋肉活性化シーケンスに従ってユーザの両側の舌骨上筋（ＳＨ、ｓｕｐｒａｈｙｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）と、甲状舌骨筋（ＴＨ、ｔｈｙｒｏｈｙｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）と、胸骨甲状筋（ＳｔＨ、ｓｔｅｒｎｏｔｈｙｒｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）とを含む嚥下筋肉を順次に刺激するものである。
本発明の他の実施例に係る嚥下障害用の電気刺激治療装置による電気刺激治療方法は、（ａ）ユーザから入力部を介して低粘度液体と高粘度液体に区分される飲食物類型を含むユーザ情報の入力を受けるステップと、（ｂ）刺激部により、ユーザ情報に基づき、予め設定された筋肉活性化シーケンスに従ってユーザの両側の舌骨上筋（ＳＨ、ｓｕｐｒａｈｙｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）、甲状舌骨筋（ＴＨ、ｔｈｙｒｏｈｙｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ、ｓｔｅｒｎｏｔｈｙｒｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）を順次に刺激するステップとを含む。
上述した本発明の課題を解決するための手段の何れか１つによれば、本発明の一実施例に係る３チャンネル以上により構成される電気刺激治療装置は、飲み込む過程（嚥下過程）に必要な筋肉を全て刺激することができる。
また、正常な嚥下筋肉収縮パターンに従い、順次に筋肉の収縮を誘導することができる。これにより、既存の電気刺激治療器では順次に刺激されず、嚥下筋肉が同時に収縮して、正常な筋肉収縮パターンを反映できないという問題を解決することができる。
以下では、添付した図面を参照しながら、本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように本願の実施例を詳しく説明する。ところが、本発明は様々な異なる形態に具現されることができ、ここで説明する実施例に限定されるものではない。そして、図面において、本発明を明確に説明するために、説明とは関係ない部分は省略しており、明細書全体に亘って類似した部分に対しては類似した図面符号を付けている。
明細書全体において、ある部分が他の部分と「連結」されているという場合、これは「直接的に連結」されている場合だけでなく、その中間に他の素子を挟んで「電気的に連結」されている場合も含む。また、ある部分がある構成要素を「含む」という場合、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味し、１つ或いはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部分品、又はこれらを組み合わせたものの存在又は付加可能性を予め排除するものではないと理解されなければならない。
本明細書において「部」とは、ハードウェア又はソフトウェアによって実現されるユニット（ｕｎｉｔ）、両方を利用して実現するユニットを含み、１つのユニットが２つ以上のハードウェアを利用して実現されても良く、２つ以上のユニットが１つのハードウェアによって実現されても良い。一方、「～部」は、ソフトウェア又はハードウェアに限定される意味ではなく、「～部」は、アドレッシングできる格納媒体にあるように構成されてもよく、１つ又はそれ以上のプロセッサを再生するように構成されても良い。従って、一例としての「～部」は、ソフトウェア構成要素、オブジェクト指向のソフトウェア構成要素、クラス構成要素、及びタスク構成要素のような構成要素と、プロセス、関数、属性、プロシージャ、サブルーチン、プログラムコードのセグメント、ドライバー、ファームウェア、マイクロコード、回路、データ、データベース、データ構造、テーブル、アレイ及び変数を含む。構成要素と「～部」の中で提供される機能は、より小さい数の構成要素及び「～部」に結合されたり、追加の構成要素と「～部」にさらに分離されても良い。それだけでなく、構成要素及び「～部」は、デバイス内の１つ又はそれ以上のＣＰＵを再生するように具現されても良い。
ネットワークは、端末及び装置のようなそれぞれのノードの相互間に情報交換が可能な連結構造を意味するものであり、構内通信網（ＬＡＮ：Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、広域通信網（ＷＡＮ：Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネット（ＷＷＷ：Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）、有無線データ通信網、電話網、有無線テレビ通信網などを含む。無線データ通信網の一例には、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、ＷＩＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ワイファイ（Ｗｉ－Ｆｉ）、ブルートゥース（登録商標）通信、赤外線通信、超音波通信、可視光通信（ＶＬＣ：Ｖｉｓｉｂｌｅ Ｌｉｇｈｔ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、ライファイ（ＬｉＦｉ）などが含まれるが、これに限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施例に係る嚥下障害用の電気刺激治療装置を示す構成図である。
図面に示すように、本発明の一実施例に係る嚥下障害用の電気刺激治療装置１００は、低粘度液体と高粘度液体に区分される飲食物類型を含むユーザ情報が入力される入力部１５０と、複数のチャンネルにより構成され、ユーザの嚥下筋肉を刺激する刺激部２００と、刺激部２００を駆動する制御命令を生成するプロセッサ１３０とを含み、プロセッサ１３０は、ユーザ情報に基づき、予め設定された筋肉活性化シーケンスに従ってユーザの両側の舌骨上筋（ＳＨ、ｓｕｐｒａｈｙｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）と、甲状舌骨筋（ＴＨ、ｔｈｙｒｏｈｙｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）と、胸骨甲状筋（ＳｔＨ、ｓｔｅｒｎｏｔｈｙｒｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）とを含む嚥下筋肉を順次に刺激する。また、ユーザ情報は、筋肉収縮類型をさらに含み、入力部１５０は、ユーザ情報として飲食物類型の他に筋肉収縮類型の入力をさらに受けても良い。
よって、本発明は、既存の電気刺激治療器が嚥下筋肉を同時に収縮させるといった問題を解決し、飲み込む過程（嚥下過程）において必要な筋肉を全て順次に刺激することができるという効果がある。
具体的に、図１に示すように、電気刺激治療装置１００は、通信モジュール１２０と、プロセッサ１３０と、メモリ１４０と、入力部１５０と、刺激部２００とを含む。
入力部１５０は、物理ボタン又はディスプレイによるタッチ入力などによりユーザ情報を選択するように構成されても良い。例えば、ユーザは、入力部１５０を通じて水のような低粘度液体又はヨーグルトのような粘性を有する高粘度飲食物のうち何れか１つを選択しても良く、図４を参照しながら後述する筋肉収縮パターンを選択しても良い。
通信モジュール１２０は、刺激部２００と各々データ通信を処理する。通信モジュール１２０は、通信網と連動して各部に送受信される信号をパケットデータの形態で提供するのに必要な通信インターフェースを提供する。ここで、通信モジュール１２０は、他のネットワーク装置と有無線連結により制御信号又はデータ信号のような信号を送受信するために必要なハードウェア及びソフトウェアを含む装置であっても良い。
メモリ１４０には、刺激部２００を制御するプログラムが格納されており、メモリに格納された刺激部２００を制御するプログラムは、プロセッサ１３０により駆動されても良い。
また、メモリ１４０は、プロセッサ１３０が処理するデータを一時的又は永久に格納する機能を行う。ここで、メモリ１４０は、揮発性格納媒体（ｖｏｌａｔｉｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉａ）又は不揮発性格納媒体（ｎｏｎ－ｖｏｌａｔｉｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉａ）を含んでいても良いが、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。
メモリ１４０は、プロセッサ１３０の処理及び制御のための運営体制など別途のプログラムが格納されても良く、入力或いは出力されるデータを臨時格納するための機能を行っても良い。
メモリ１４０は、フラッシュメモリタイプ（ｆｌａｓｈ ｍｅｍｏｒｙ ｔｙｐｅ）、ハードディスクタイプ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｔｙｐｅ）、マルチメディアカードマイクロタイプ（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｃａｒｄ ｍｉｃｒｏ ｔｙｐｅ）、カードタイプのメモリ（例えば、ＳＤ又はＸＤメモリなど）、ＲＡＭ、ＲＯＭのうち少なくとも１つのタイプの格納媒体を含んでいても良い。また、ユーザ端末は、インターネット（ｉｎｔｅｒｎｅｔ）上においてメモリ１４０の格納機能を行うウェブストレージ（ｗｅｂ ｓｔｏｒａｇｅ）を運営しても良い。
プロセッサ１３０は、メモリ１４０に格納された刺激部２００を制御するプログラムを行い、嚥下障害用の電気刺激治療装置を制御するための全般的な動作を制御する。
そのために、プロセッサ１３０は、少なくとも１つのプロセッシングユニット（ＣＰＵ、ｍｉｃｒｏ－ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、ＤＳＰなど）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などを含んで具現されても良く、メモリ１４０に格納されたプログラムをＲＡＭで読み取り、少なくとも１つのプロセッシングユニットにより実行しても良い。また、実施例によって、「プロセッサ」という用語は、「コントローラ」、「演算装置」、「制御部」などの用語と同じ意味に解釈されても良い。
本発明の一実施例に係る刺激部２００を制御するプログラムにより嚥下障害用の電気刺激治療装置を制御する概略的な手続きは、次の通りである。
プロセッサ１３０は、プログラムの実行により、入力部１５０に入力されたユーザ情報に基づき、予め設定された筋肉活性化シーケンスに従ってユーザの両側の舌骨上筋（ＳＨ）と、甲状舌骨筋（ＴＨ）と、胸骨甲状筋（ＳｔＨ）とを含む嚥下筋肉を順次に刺激するように刺激部２００を制御しても良い。
図２は、本発明の一実施例に係る刺激部の構成を説明するために示す構成図である。図３ａ、図３ｂ、図３ｃ及び図３ｄは、本発明の一実施例に係る刺激部が設けられる位置を示す例示図である。
図面に示すように、刺激部２００は、顎二腹筋及び顎舌骨筋に付着し、両側の舌骨上筋（ＳＨ）を刺激する第１の刺激部２１０と、甲状軟骨の両側上に付着し、甲状舌骨筋（ＴＨ）を刺激する第２の刺激部２２０と、胸鎖乳突筋の内側と甲状軟骨の下に付着し、胸骨甲状筋（ＳｔＨ）を刺激する第３の刺激部２３０とを含む。
例えば、プロセッサ１３０は、予め設定された筋肉活性化シーケンスに従って、ユーザの嚥下筋肉を刺激するよう第１の刺激部２１０乃至第３の刺激部２３０を順次に駆動することができる。
例えば、刺激部２００は、３チャンネル又は４チャンネルにより構成することも可能である。例えば、チャンネルは、電源を含む１つの閉回路を形成し、閉回路に電流を流した際、電流が流れる通路のことを意味する。つまり、電源と、電源に連結した２つの電極（陰極及び陽極）と、電極間を連結する筋肉とを含んで１チャンネルに構成されても良い。ここで、チャンネルは、電気刺激を与えるための構成であり、各チャンネルは２つの電極（陽極及び陰極）を含んでいても良い。
一例において、図３ａを参照すると、刺激部２００は、３チャンネルにより構成されても良い。例えば、第１の刺激部２１０は、顎二腹筋（前腹）及び顎舌骨筋を対象に刺激する第１のチャンネルＣｈ１で構成されても良い。このとき、第１のチャンネルＣｈ１における２つの電極は、両側の舌骨上筋（ＳＨ）の右側と左側にそれぞれ配置されても良い。また、図３ａに示すように、第１のチャンネルＣｈ１で両側の舌骨上筋（ＳＨ）を刺激する場合、第１のチャンネルＣｈ１のパッドは、２つの筋肉（顎二腹筋及び顎舌骨筋）をカバーするよう第２のチャンネル及び第３のチャンネルのパッドよりも広い面積を有することが効果的である。このとき、第１のチャンネルＣｈ１の間隔は１ｃｍ程離れていても良いが、これに限定されるものではない。
第２の刺激部２２０は、甲状舌骨筋（ＴＨ）を対象に刺激する第２のチャンネルＣｈ２で構成されても良い。このとき、第２のチャンネルＣｈ２における電極は、甲状軟骨の両側の上部に配置されても良い。
第３の刺激部２３０は、胸骨舌骨筋、肩甲舌骨及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）を対象に刺激する第３のチャンネルＣｈ３で構成されても良い。このとき、第３のチャンネルＣｈ３における電極は、胸鎖乳突筋の上部に配置され、甲状軟骨の下部に配置されても良い。
他の例において、図３ｂに示すように、刺激部２００は、４チャンネルにより構成されても良い。例えば、第１の刺激部２１０は、顎二腹筋（前腹）及び顎舌骨筋を対象に刺激する第１のチャンネルＣｈ１及び第２のチャンネルＣｈ２で構成されても良い。このとき、第１のチャンネルＣｈ１における電極は、右側の舌骨上筋（ＳＨ）にそれぞれ配置され、第２のチャンネルＣｈ２における電極は、左側の舌骨上筋（ＳＨ）にそれぞれ配置されても良い。ここで、各チャンネルの電極は、１ｃｍの間隔で舌骨よりも上に位置し下顎の後側に配置されても良いが、これに限定されるものではなく、人の顔の形態によって顎が細過ぎたりする場合は、１ｃｍよりも狭い間隔で配置されても良い。
第２の刺激部２２０は、甲状舌骨筋（ＴＨ）を対象に刺激する第３のチャンネルＣｈ３で構成されても良い。このとき、第３のチャンネルＣｈ３における電極は、甲状軟骨の両側の上部にそれぞれ配置されても良い。
第３の刺激部２３０は、胸骨舌骨筋、肩甲舌骨及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）を対象に刺激する第４のチャンネルＣｈ４で構成されても良い。このとき、第４のチャンネルＣｈ４における電極は、胸鎖乳突筋の上部に配置され、甲状軟骨の下に配置されても良い。
追加の実施例において、図３ｃに示すように、刺激部２００は、６チャンネルにより構成されても良く、刺激部２００は、図３ｂに示された第１乃至第３の刺激部２１０～２３０の他に、第４の刺激部２４０をさらに含んでいても良い。例えば、第４の刺激部２４０は、顎二腹筋及び茎突舌骨筋の後側部分（ＲＨ、舌骨後筋）の上咽頭収縮筋（ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｐｈａｒｙｎｇｅａｌ ｃｏｎｓｔｒｉｃｔｏｒ）を対象に刺激する第５のチャンネルＣｈ５及び第６のチャンネルＣｈ６で構成されても良い。このとき、第５のチャンネルＣｈ５における電極は、右側の咽頭収縮筋（好ましくは、下顎の直ぐ後ろと胸鎖乳突筋の前側）にそれぞれ配置され、第６のチャンネルＣｈ６における電極は、左側の咽頭収縮筋にそれぞれ配置されても良い。さらに他の例において、図３ｄに示すように、刺激部２００は、５チャンネルにより構成されても良く、刺激部２００は、図３ａに示された第１乃至第３の刺激部２１０～２３０の他に、第４の刺激部２４０をさらに含んでいても良い。例えば、第４の刺激部２４０は、顎二腹筋及び茎突舌骨筋の後側部分（ＲＨ、舌骨後筋）の上咽頭収縮筋を対象に刺激する第４のチャンネルＣｈ４及び第５のチャンネルＣｈ５で構成されても良い。このとき、第４のチャンネルＣｈ４における電極は、右側の咽頭収縮筋（好ましくは、下顎の直ぐ後ろと胸鎖乳突筋の前側）にそれぞれ配置され、第５のチャンネルＣｈ５における電極は、左側の咽頭収縮筋にそれぞれ配置されても良い。一方、後述する筋肉活性化シーケンスに従って、第２の刺激部２２０が甲状舌骨筋（ＴＨ）を刺激する時点に第４の刺激部２４０が咽頭収縮筋を刺激するのが嚥下過程に役立つことができるが、刺激の時点がこれに限定されるものではない。
図４は、本発明の一実施例に係る嚥下筋肉の筋肉収縮パターンを説明するためのものである。図５は、本発明の一実施例に係る筋肉収縮パターンの２つの類型を説明するためのものである。
図面に示すように、筋肉収縮パターン（筋肉収縮類型）は、嚥下筋肉が全て単相性パターンを有する第１の類型（ＴｙｐｅI）と、嚥下筋肉のうち１つ以上の嚥下筋肉が二相性パターンを有し、残りの嚥下筋肉が単相性パターンを有する第２の類型（ＴｙｐｅII）とを含む。
図５（ａ）に示すように、単相性パターンは、１つの主要ピーク振幅のみを示すものであり、図５（ｂ）に示すように、二相性パターンは、２つ以上の事前ピーク振幅と主要ピーク振幅を示すものを意味する。
例えば、図４を参照すると、第１の類型（ＴｙｐｅI）は、舌骨上筋（ＳＨ）、甲状舌骨筋（ＴＨ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）が全て単相性パターンで構成された第１のパターンを含む。
第２の類型（ＴｙｐｅII）は、甲状舌骨筋（ＴＨ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）が単相性パターンで、舌骨上筋（ＳＨ）は二相性パターンで構成された第２のパターン（ＴｙｐｅII（ａ））と、胸骨甲状筋（ＳｔＨ）が単相性パターンで、舌骨上筋（ＳＨ）及び甲状舌骨筋（ＴＨ）は二相性パターンで構成された第３のパターン（ＴｙｐｅII（ｂ））と、舌骨上筋（ＳＨ）、甲状舌骨筋（ＴＨ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）が全て二相性パターンで構成された第４のパターン（ＴｙｐｅII（ｃ））とを含む。
例えば、ユーザは、入力部１５０を介して筋肉収縮類型を入力しても良い。例えば、入力部１５０は、ボタン又はタッチ入力などにより構成されても良い。ユーザは、基準によって第１の類型（第１のパターン）又は第２の類型（第２のパターン～第４のパターン）を選択しても良い。
一実施例において、筋肉収縮類型を入力する基準を説明すると、ユーザ（患者）が自分の嚥下筋肉に電極を付着した状態で、飲食物を所定回数飲み込んでも良い。このとき、プロセッサ１３０は、ユーザの嚥下筋肉にそれぞれ付着されているチャンネルの電極パッドを利用して筋肉活性化シーケンスを収集及び記録しても良い。その後、プロセッサ１３０は、収集した筋肉活性化シーケンスに基づき、各嚥下筋肉のパターンが単相性であるか、それとも二相性（多相性）であるかを把握し、ユーザに筋肉収縮類型を提供しても良い。その後、ユーザが入力部１５０を介して自分の筋肉収縮類型を入力すると、プロセッサ１３０は、ユーザが飲食物を飲み込むタイミングに刺激部２００を介して嚥下筋肉を刺激しても良い。つまり、プロセッサ１３０は、ユーザの筋肉収縮類型に当たる筋肉活性化シーケンスに従って、嚥下筋肉を全て順次刺激しても良い。
他の実施例において、ユーザが所定期間飲食物を飲み込みながら入力部１５０によって刺激を入力すると、プロセッサ１３０は、刺激部２００を介して各嚥下筋肉を刺激しても良い。このとき、プロセッサ１３０は、ユーザが刺激を入力するタイミングを記憶及び学習し、刺激入力タイミングに基づいて筋肉活性化シーケンスを把握し、ユーザに筋肉収縮類型を提供しても良い。
例えば、第２の類型の場合、始点だけ訓練を通じて合わせれば、筋肉別の収縮順番は同一であるので、現在の刺激プロトコルによっても適用可能である。
一例において、ユーザが第１の類型を選択すると、プロセッサ１３０は、第１のパターン（ＴｙｐｅI）に対応する筋肉活性化シーケンスに従って第１の刺激部２１０～第３の刺激部２３０を駆動しても良い。
他の例において、ユーザが第２の類型（第２のパターン～第４のパターン）を選択すると、プロセッサ１３０は、選択された第２のパターン（ＴｙｐｅII（ａ））～第４のパターン（ＴｙｐｅII（ｃ））に対応する筋肉活性化シーケンスに従って第１の刺激部２１０～第３の刺激部２３０を駆動しても良い。
また、ユーザは、入力部１５０を介して飲食物類型を入力しても良い。例えば、ユーザが摂取しようとする飲食物類型を低粘度液体又は高粘度液体に選択しても良い。このとき、飲食物類型を選択する基準は、ユーザ（患者）がご飯のような固体を上手く噛むことができれば高粘度液体に選択し、水のような液体しか飲み込めなければ低粘度液体に選択しても良い。
具体的に、ユーザが選択した飲食物類型によって、同じ類型（パターン）でも第１の刺激部２１０～第３の刺激部２３０が両側の舌骨上筋（ＳＨ）、甲状舌骨筋（ＴＨ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）を刺激する時間が異なる。つまり、同じ類型（パターン）でも、ユーザが入力した飲食物類型（低粘度液体又は高粘度液体）別に各々の刺激部２００が対象筋肉を刺激する刺激時点が異なる。
図６ａは、本発明の一実施例に係る低粘度液体を飲み込む間の時間の流れに応じた筋肉の変位を示す例示図である。図６ｂは、本発明の一実施例に係る高粘度液体を飲み込む間の時間の流れに応じた筋肉の変位を示す例示図である。
図６ａ及び図６ｂは、両側の舌骨上筋（ＳＨ）、両側の舌骨後筋（ＲＨ）、甲状舌骨筋（ＴＨ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）の上に配置された６チャンネル表面電極（図３ｃを参照）を利用して、５ｃｃの低粘度液体及び高粘度液体を飲み込む間に健康な高齢グループ（＞６０歳）及び若いグループ（＜６０歳）に対する筋電図信号を測定したものである。つまり、嚥下筋肉の収縮パターン（筋肉活性化シーケンス）が、嚥下動作が健康な２つのグループの何れにおいても、両側の舌骨上筋（ＳＨ）、甲状舌骨筋（ＴＨ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）の順に収縮が起こることを示す。これにより、プロセッサ１３０は、ユーザが入力した筋肉収縮類型及び飲食物類型を基に、正常な筋肉活性化シーケンスに従ってユーザの嚥下筋肉の収縮を誘導することができる。
以下、図６ａ及び図６ｂを参照しながら、第１の類型（ＴｙｐｅI）及び第２の類型（ＴｙｐｅIIｃ）を比較し、各飲食物類型別の各々の刺激部２００の刺激時点の例を説明することとする。
例えば、第１の類型（第１のパターン）の筋肉活性化シーケンスは、主要ステップ（即ち、全ての嚥下筋肉が単相性パターンを示す）を含む。つまり、図６ａを参照すると、第１の類型を入力した高齢グループ（＞６０歳）が低粘度液体などを飲む際、主要ステップにおいて、第１の刺激部２１０が舌骨上筋（ＳＨ）を刺激し、舌骨上筋（ＳＨ）の収縮開始後を基準に、０．１２０～０．１５０ｓ後に第２の刺激部２２０が甲状舌骨筋（ＴＨ）を刺激し、０．１５０～０．２５０ｓ後に第３の刺激部２３０が胸骨甲状筋（ＳｔＨ）を刺激しても良い。第１の類型は、低粘度液体などを飲む際に若い年齢と高齢における筋肉収縮パターンの差が軽微であり、類似した電気刺激プロトコルの適用が可能である。これにより、ユーザの筋肉は、正常な筋肉活性化シーケンスに従って、嚥下筋肉の収縮が両側の舌骨上筋（ＳＨ）、甲状舌骨筋（ＴＨ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）の順に誘導されることができる。一方、図６ａに示された舌骨後筋（ＲＨ、ｒｅｔｒｏｈｙｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）は、舌骨上筋（ＳＨ）が収縮する際に伸張性収縮（ｅｃｃｅｎｔｒｉｃ ｃｏｎｔｒａｃｔｉｏｎ）されるものであるので、舌骨後筋（ＲＨ）と係わる筋肉を刺激してはならない。つまり、舌骨上筋（ＳＨ）を刺激してから０．０１０～０．０２５ｓ後に舌骨後筋（ＲＨ）の部分を刺激する場合、食塊の通過を阻み得るので、寧ろ嚥下過程に妨げとなる。
また、図６ｂを参照すると、第１の類型を入力した高齢グループ（＞６０歳）が高粘度液体を飲み込む間、主要ステップにおいて、第１の刺激部２１０が舌骨上筋（ＳＨ）を刺激し、舌骨上筋（ＳＨ）の収縮開始後を基準に、０．２００～０．２５０ｓ後に第２の刺激部２２０が甲状舌骨筋（ＴＨ）を刺激し、０．２５０～０．３００ｓ後に第３の刺激部２３０が胸骨甲状筋（ＳｔＨ）を刺激しても良い。
また、若いグループ（＜６０歳）においては、舌骨上筋（ＳＨ）、甲状舌骨筋（ＴＨ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）の順に嚥下筋肉の収縮が開始する順番が高齢グループと類似しているが、高粘度液体を飲み込む際に各筋肉がより長く収縮を維持し、強く飲み込むように誘導することができる。つまり、電気刺激の順番及び収縮期間は、正常の状態（若い成人）が最も効果的で且つ安全な順番である。
それに対し、高齢グループにおいては、順次に収縮する時間間隔が若いグループに比べてより増加し、粘度を感知する能力（口腔内感覚又は認知機能）が低下しているので、低粘度液体と高粘度液体との収縮期間に差がない。つまり、若いグループに比べて筋肉の収縮期間（ｄｕｒａｔｉｏｎ）が短い。
よって、高齢グループにおいては、高粘度液体を飲む際に収縮期間をより増やして長い間飲み込むように刺激を与えなければ、安全で且つ効果的に飲み込むことができない。
順次に嚥下筋肉を刺激する時間間隔は、高粘度飲食物の場合、粘度が高い特徴により上手く吸引が発生せず、残りの低粘度液体を多く残したり、飲み込み難いといった特徴がある。よって、嚥下筋肉を刺激する時間間隔は、高齢グループのように甲状舌骨筋（ＴＨ）は０．２００～０．２５０ｓ後に刺激し、胸骨甲状筋（ＳｔＨ）は０．２５０～０．３００ｓ後に刺激しても良い。このとき、若いグループのような時間間隔（低粘度のように）で刺激しても問題はないが、このような刺激の方がより楽で且つ効果的である。
これにより、ユーザの筋肉は、正常な筋肉活性化シーケンスに従って嚥下筋肉の収縮が両側の舌骨上筋（ＳＨ）、甲状舌骨筋（ＴＨ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）の順に誘導されることができる。同様に、図６ｂに示された舌骨後筋（ＲＨ）は、舌骨上筋（ＳＨ）が収縮する際に伸張性収縮されるものであり、当該時点に舌骨後筋（ＲＨ）と係わる筋肉を刺激してはならない。
また、第２の類型（第４のパターン）の筋肉活性化シーケンスは、事前反射ステップと主要ステップ（即ち、全ての嚥下筋肉が二相性パターンを示す）とを含む。つまり、図６ａを参照すると、第２の類型を入力した高齢グループ（＞６０歳）が低粘度液体を飲み込む間、事前反射ステップ（図６ａにおいて、主要ステップの始点（０秒）を基準に事前反射ステップの開始時間表示）において、第１の刺激部２１０が主要ステップの開始前である－０．７２０～－０．６８０ｍｓに舌骨上筋（ＳＨ）を刺激し、－０．６５０～－０．５５０ｍｓに第２の刺激部２２０が甲状舌骨筋（ＴＨ）を刺激し、－０．４５０～－０．４００ｍｓに第３の刺激部２３０が胸骨甲状筋（ＳｔＨ）を刺激しても良い。これにより、ユーザの筋肉は、正常な筋肉活性化シーケンスに従って嚥下筋肉の収縮が両側の舌骨上筋（ＳＨ）、甲状舌骨筋（ＴＨ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）の順に誘導されることができる。
また、図６ｂを参照すると、第２の類型を入力した高齢グループ（＞６０歳）が高粘度液体を飲み込む間、事前反射ステップにおいて、第１の刺激部２１０が主要ステップの開始前である－０．７５０～０．７３０ｍｓに舌骨上筋（ＳＨ）を刺激し、－０．７００～－０．６００ｍｓに第２の刺激部２２０が甲状舌骨筋（ＴＨ）を刺激し、－０．６００～－０．５５０ｍｓに第３の刺激部２３０が胸骨甲状筋（ＳｔＨ）を刺激しても良い。これにより、ユーザの筋肉は、正常な筋肉活性化シーケンスに従って嚥下筋肉の収縮が両側の舌骨上筋（ＳＨ）、甲状舌骨筋（ＴＨ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）の順に誘導されることができる。
一方、第２の類型における事前反射ステップは、吸引を阻むための保護収縮を意味する。つまり、第１の類型においては、高齢グループが高粘度食餌に対する収縮期間を若い成人のように増やすことができないが、第２の類型においては、高齢グループも若い成人のように収縮期間を効果的に増やしていることが分かる。よって、第２の類型における事前反射ステップは、高齢グループにおいて嚥下作用に適応するための適応機転として示される。
電気刺激の観点では、第２の類型であるとしても筋肉収縮の順番、期間などには差がなく（事前反射ステップを除けば）、第１の類型のような刺激を印加することができるが、電気刺激と実際の飲み込みを同期化するためには患者の訓練がさらに必要となる。
以下では、上述した図１乃至図６ｂに示された構成のうち、同じ機能をする構成の場合はその説明を省略することとする。
図７は、本発明の一実施例に係る嚥下障害用の電気刺激治療装置の電気刺激治療方法を説明するためのフローチャートである。
図７を参照すると、本発明の一実施例に係る嚥下障害用の電気刺激治療装置による電気刺激治療方法は、ユーザから入力部１５０を介して低粘度液体と高粘度液体に区分される飲食物類型を含むユーザ情報の入力を受けるステップＳ１１０と、刺激部２００によって、ユーザ情報に基づき、予め設定された筋肉活性化シーケンスに従ってユーザの両側の舌骨上筋（ＳＨ、ｓｕｐｒａｈｙｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）、甲状舌骨筋（ＴＨ、ｔｈｙｒｏｈｙｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ、ｓｔｅｒｎｏｔｈｙｒｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）を順次に刺激するステップＳ１２０とを含む。
筋肉収縮類型は、嚥下筋肉が全て単相性パターンを有する第１の類型と、嚥下筋肉のうち１つ以上の嚥下筋肉が二相性パターンを有し、残りの嚥下筋肉が単相性パターンを有する第２の類型とを含み、単相性パターンは、１つの主要ピーク振幅のみを発生するものであり、二相性パターンは、２つ以上の事前ピーク振幅と主要ピーク振幅を発生する。
第１の類型は、舌骨上筋（ＳＨ）、舌骨後筋（ＲＨ）、甲状舌骨筋（ＴＨ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）が全て単相性パターンで構成された第１のパターンを含み、第２の類型は、甲状舌骨筋（ＴＨ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）が単相性パターンで、舌骨上筋（ＳＨ）及び舌骨後筋（ＲＨ）は二相性パターンで構成された第２のパターンと、胸骨甲状筋（ＳｔＨ）が単相性パターンで、舌骨上筋（ＳＨ）、舌骨後筋（ＲＨ）及び甲状舌骨筋（ＴＨ）は二相性パターンで構成された第３のパターンと、舌骨上筋（ＳＨ）、舌骨後筋（ＲＨ）、甲状舌骨筋（ＴＨ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）が全て二相性パターンで構成された第４のパターンとを含む。
刺激部は、顎二腹筋及び顎舌骨筋に付着し、両側の舌骨上筋（ＳＨ）を刺激する第１の刺激部と、甲状軟骨の両側上に付着し、甲状舌骨筋（ＴＨ）を刺激する第２の刺激部と、胸鎖乳突筋の内側と甲状軟骨の下に付着し、胸骨甲状筋（ＳｔＨ）を刺激する第３の刺激部とを含む。
本発明の一実施例は、コンピュータにより実行されるプログラムモジュールのようなコンピュータにより実行可能な命令語を含む記録媒体の形態に具現されても良い。コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータによってアクセスできる任意の可用媒体であっても良く、揮発性及び不揮発性の媒体、分離型及び非分離型の媒体を全て含む。また、コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータ格納媒体を含んでいても良い。コンピュータ格納媒体は、コンピュータ読み取り可能な命令語、データ構造、プログラムモジュール、又はその他のデータのような情報格納のための任意の方法又は技術で具現された揮発性及び不揮発性、分離型及び非分離型の媒体を全て含む。
本発明の方法及びシステムは特定の実施例と係わって説明されたが、それらの構成要素又は動作の一部又は全部は、汎用のハードウェアアーキテクチャを有するコンピュータシステムを使用して具現されても良い。
上述した本発明の説明は例示のためのものであり、本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更せずに他の具体的な形態に容易に変形可能であるということを理解できるはずである。それゆえ、上記した実施例は全ての面において例示的なものであり、限定的なものではないと理解すべきである。例えば、単一型で説明されている各構成要素は分散して実施されても良く、同様に、分散したものと説明されている構成要素も結合された形態で実施されても良い。
本発明の範囲は、上記詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、並びにその均等概念から導出される全ての変更又は変形された形態が本発明の範囲に含まれると解釈されなければならない。
１００：電気刺激治療装置
１２０：通信モジュール
１３０：プロセッサ
１４０：メモリ
１５０：入力部
２００：刺激部
２１０：第１の刺激部
２２０：第２の刺激部
２３０：第３の刺激部
２４０：第４の刺激部
１２０：通信モジュール
１３０：プロセッサ
１４０：メモリ
１５０：入力部
２００：刺激部
２１０：第１の刺激部
２２０：第２の刺激部
２３０：第３の刺激部
２４０：第４の刺激部
Claims (8)
- 嚥下障害用の電気刺激治療装置において、
低粘度液体と高粘度液体に区分される飲食物類型を含むユーザ情報が入力される入力部と、
複数のチャンネルにより構成され、ユーザの嚥下筋肉を刺激する刺激部と、
前記刺激部を駆動する制御命令を生成するプロセッサとを含み、
前記プロセッサは、前記ユーザ情報に基づき、予め設定された筋肉活性化シーケンスに従ってユーザの両側の舌骨上筋（ＳＨ、ｓｕｐｒａｈｙｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）と、甲状舌骨筋（ＴＨ、ｔｈｙｒｏｈｙｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）と、胸骨甲状筋（ＳｔＨ、ｓｔｅｒｎｏｔｈｙｒｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）とを含む嚥下筋肉を順次に刺激する、電気刺激治療装置。 - 前記ユーザ情報は、筋肉収縮類型をさらに含み、
前記筋肉収縮類型は、
嚥下筋肉が全て単相性パターンを有する第１の類型と、
嚥下筋肉のうち１つ以上の嚥下筋肉が二相性パターンを有し、残りの嚥下筋肉が単相性パターンを有する第２の類型とを含む、請求項１に記載の電気刺激治療装置。 - 前記第１の類型は、舌骨上筋（ＳＨ）、甲状舌骨筋（ＴＨ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）が全て単相性パターンで構成された第１のパターンを含み、
前記第２の類型は、甲状舌骨筋（ＴＨ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）が単相性パターンで、舌骨上筋（ＳＨ）は二相性パターンで構成された第２のパターンと、
胸骨甲状筋（ＳｔＨ）が単相性パターンで、舌骨上筋（ＳＨ）及び甲状舌骨筋（ＴＨ）は二相性パターンで構成された第３のパターンと、
舌骨上筋（ＳＨ）、甲状舌骨筋（ＴＨ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）が全て二相性パターンで構成された第４のパターンとを含む、請求項２に記載の電気刺激治療装置。 - 前記刺激部は、
顎二腹筋及び顎舌骨筋に付着し、両側の舌骨上筋（ＳＨ）を刺激する第１の刺激部と、甲状軟骨の両側上に付着し、甲状舌骨筋（ＴＨ）を刺激する第２の刺激部と、胸鎖乳突筋の内側と甲状軟骨の下に付着し、胸骨甲状筋（ＳｔＨ）を刺激する第３の刺激部とを含む、請求項１に記載の電気刺激治療装置。 - 嚥下障害用の電気刺激治療装置による電気刺激治療方法において、
（ａ）ユーザから入力部を介して低粘度液体と高粘度液体に区分される飲食物類型を含むユーザ情報の入力を受けるステップと、
（ｂ）刺激部により、前記ユーザ情報に基づき、予め設定された筋肉活性化シーケンスに従ってユーザの両側の舌骨上筋（ＳＨ、ｓｕｐｒａｈｙｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）、甲状舌骨筋（ＴＨ、ｔｈｙｒｏｈｙｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ、ｓｔｅｒｎｏｔｈｙｒｏｉｄ ｍｕｓｃｌｅ）を順次に刺激するステップとを含む、電気刺激治療方法。 - 前記ユーザ情報は、筋肉収縮類型をさらに含み、
前記筋肉収縮類型は、
嚥下筋肉が全て単相性パターンを有する第１の類型と、
嚥下筋肉のうち１つ以上の嚥下筋肉が二相性パターンを有し、残りの嚥下筋肉が単相性パターンを有する第２の類型とを含む、請求項５に記載の電気刺激治療方法。 - 前記第１の類型は、舌骨上筋（ＳＨ）、甲状舌骨筋（ＴＨ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）が全て単相性パターンで構成された第１のパターンを含み、
前記第２の類型は、甲状舌骨筋（ＴＨ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）が単相性パターンで、舌骨上筋（ＳＨ）は二相性パターンで構成された第２のパターンと、
胸骨甲状筋（ＳｔＨ）が単相性パターンで、舌骨上筋（ＳＨ）及び甲状舌骨筋（ＴＨ）は二相性パターンで構成された第３のパターンと、
舌骨上筋（ＳＨ）、甲状舌骨筋（ＴＨ）及び胸骨甲状筋（ＳｔＨ）が全て二相性パターンで構成された第４のパターンとを含む、請求項６に記載の電気刺激治療方法。 - 前記刺激部は、
顎二腹筋及び顎舌骨筋に付着し、両側の舌骨上筋（ＳＨ）を刺激する第１の刺激部と、甲状軟骨の両側上に付着し、甲状舌骨筋（ＴＨ）を刺激する第２の刺激部と、胸鎖乳突筋の内側と甲状軟骨の下に付着し、胸骨甲状筋（ＳｔＨ）を刺激する第３の刺激部とを含む、請求項５に記載の電気刺激治療方法。
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