JP3713595B2 - 舌圧測定システム - Google Patents
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Description
技術分野
この発明は、発話時における舌と口蓋との接触圧を測定するシステム（この明細書では舌圧測定システムという）に関するものであり、このシステムは音声科学の研究や構音障害者のリハビリ訓練等に利用できる。
背景技術
子音の生成には口蓋への舌の接触が重要な要素になっていることが知られており、舌の接触態様の観察は音声科学の研究及び構音障害者のリハビリ訓練において非常に重要である。
しかしながら、口蓋への舌の接触態様は発話時には直接観察することは不可能であることから以下の▲１▼〜▲４▼に示すような技術が用いられてきたが、これらには様々な問題がある。
▲１▼Ｘ線を用いる技術
一方向からの観察のみで詳細な観察は不可能であると共に、被曝も問題がある。
▲２▼ＭＲＩを用いる技術
立体画像を被曝の問題なく観察できるが、撮影に時間がかかるため大部分の子音の撮影には適しない。
▲３▼エレクトロパラトグラフを用いる技術
発話社の口蓋に多数の電極を配置し、電極への舌の接触／非接触の情報を基に、接触範囲を観察するものであるが、接触時の圧力の分布や変化を観察することは不可能である。
▲４▼ストレインゲージ型圧力センサを用いる技術
上記した▲１▼〜▲３▼の技術の欠点を克服するために開発されたものであるが、センサ自体が大きく、また、口腔内の圧力変化にも反応するため舌の口蓋への接触自体の正確な圧力を観察することが困難である。
したがって、この種の技術を利用する業界では、自然な発話を妨げずにリアルタイムで発話時の口蓋への舌の接触圧を正確に測定することができる舌圧測定システムが開発されるのを待ち望んでいる。
発明の開示
そこで、この発明では、自然な発話を妨げずにリアルタイムで発話時の口蓋への舌の接触圧を正確に測定することができる舌圧測定システムを提供することを課題とする。
（請求項１記載の発明）
この発明の舌圧測定システムは、口蓋の形状に合わせて形成された薄い口蓋床板と、前記口蓋床板の下面側に固着された複数の圧力検出セルを有する薄い圧力センサーシートと、前記口蓋床板を口蓋の適正位置に取り付けるための取り付け手段と、前記圧力センサーシートの各圧力検出セルからの出力情報を口腔外の機器に送信するためのケーブルとを具備し、前記ケーブルは、口蓋床板を口蓋に取り付けた状態において、最後臼歯の後方を回り込む態様で口腔前庭部を通って口腔外に導き出されるように配置されており、圧力センサーシートは、片面に感圧インク層で被覆された複数の電極を有する二枚の樹脂製バッキング相互を、前記感圧インク層を介して電極同士が対向する態様で空気を入れて外周気密状態に一体化して構成してあると共に、前記対向する電極及び感圧インク層と対応する部分を圧力検出セルとしてある。
（請求項２記載の発明）
この発明の舌圧測定システムは、口蓋の形状に合わせて形成された薄い口蓋床板と、前記口蓋床板の下面側に固着された複数の圧力検出セルを有する薄い圧力センサーシートと、前記口蓋床板を口蓋の適正位置に取り付けるための取り付け手段と、前記圧力センサーシートの各圧力検出セルからの出力情報を口腔外の機器に送信するためのケーブルとを具備し、前記ケーブルは、口蓋床板を口蓋に取り付けた状態において、最後臼歯の後方を回り込む態様で口腔前庭部を通って口腔外に導き出されるように配置されており、圧力センサーシートは、片面に複数の電極を有する樹脂製バッキング相互を、前記電極同士が対向する態様で空気を入れて外周気密状態に一体化して構成してあると共に対向する電極のうち一方が感圧インク層で被覆されたものとしてあり、前記対向する電極及び感圧インク層と対応する部分を圧力検出セルとしてある。
（請求項３記載の発明）
この発明の舌圧測定システムは、上記請求項１記載の発明に関し、圧力センサーシート内には、対向する電極を被覆する感圧インク層相互間に隙間ができる程度に空気を封入してある。
（請求項４記載の発明）
この発明の舌圧測定システムは、上記請求項２記載の発明に関し、圧力センサーシート内には、電極とこれと対向する電極に被覆された感圧インク層との間に隙間ができる程度に空気を封入してある。
（請求項５記載の発明）
この発明の舌圧測定システムは、上記請求項１乃至４のいずれかに記載の発明に関し、圧力検出セル相互で空気が移動できるようにしてある。
（請求項６記載の発明）
この発明の舌圧測定システムは、上記請求項５記載の発明に関し、各圧力センサーシートには、圧力検出セル部と連通する空気溜まり部を少なくとも一つ設けてある。
（請求項７記載の発明）
この発明は舌圧測定システムは、上記請求項６記載の発明に関し、ケーブルは非導電性部材で被覆されている。
なお、上記発明の舌圧測定システムの機能については、以下の発明の実施の形態の欄で詳述する。
【図面の簡単な説明】
図１は、この発明の実施形態の舌圧測定システムにおける舌圧入力部の説明部である。
図２は、この発明の実施形態の舌圧測定システムにおける、図１の舌圧入力部からの出力情報をパーソナルコンピュータにより読み取らせるための回路の説明図である。
図３は、図１の舌圧入力部に使用されている圧力センサーシートの平面図である。
図４は、図３の圧力センサーシートの分解斜視図である。
図５は、図３に示した圧力センサーシートのＡ−Ａ断面図、図６は、そのＢ−Ｂ断面図である。
図７は、他の圧力センサーシートの平面図である。
図８は、図１の舌圧入力部を口蓋に取り付けた状態を示す説明図である。
図９は、他の実施形態の舌圧入力部の説明図である。
図10は、図１の舌圧入力部からの情報出力を基に舌と口蓋との接触圧をディスプレイ上に表示した図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明の実施の形態を図面に従って説明する。
この実施形態の舌圧測定システムは、図１や図２に示すように、発話者の口蓋に取り付けられる舌圧入力部Ａと、前記舌圧入力部Ａからの出力情報をパーソナルコンピュータPCにより読み取らせるための機器Ｂとから構成されている。
〔舌圧入力部Ａの構成について〕
舌圧入力部Ａは、図１に示すように、発話者の口蓋の形状に合わせて形成された口蓋床板１と、前記口蓋床板１の下面側に固着された複数の圧力検出セルＸを有する薄い圧力センサーシート2a，2a，2bと、前記口蓋床板１を口蓋の適正位置に取り付けるための取り付け手段３と、前記圧力センサーシート2a，2bの各圧力検出セルからの出力情報を口腔外の機器Ｂに送信するためのケーブル４とから構成されている。
「口蓋床板１について」
口蓋床板１は熱可塑性樹脂により構成されており、平均の厚みを約0.5〜１mm程度に設定してある。なお、この口蓋床板１は発話者の口蓋の形状に合わせて正確に形成できる材料であれば熱可塑性樹脂以外の材料も使用できる。
「圧力センサーシート2a，2bについて」
圧力センサーシート2aは、図１や図３に示すように、全体が0.1mm程度のシート状に形成されており、その内部に、相互に空気の行き来ができる直径３mm程度の３個の圧力検出セルＸ1，Ｘ2，Ｘ3と、前記圧力検出セルＸ3と空気の行き来ができる１個の空気溜まり部Ｙと、導電ラインＬaＬ1，Ｌ2，Ｌ3を介して前記圧力検出セルＸ1，Ｘ2，Ｘ3と接続されている４個の端子Ｃa，Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3とを具備させてある。
この圧力センサーシート2aは、図４に示すように、片面に感圧インク層21で被覆された３個の電極22を有する二枚の樹脂製のバッキング20，20相互を、前記感圧インク層21，21を介して電極22，22同士が対向する態様で空気（感圧インク層21，21相互間に微小隙間ができる程度の空気量が好ましい）を入れて外周気密状態に一体化して構成してあり、前記した対向する電極22，22及び感圧インク層21，21と対応する部分を各圧力検出セルＸ1，Ｘ2，Ｘ3としてある。前記圧力検出セルＸ1，Ｘ2，Ｘ3及び空気溜まり部Ｙは、図５や図６に示すように、バッキング20，20の回りに形成された絶縁インク層23，23相互を接着材24で接着することにより外部と遮断されるようにしてあり、また、上記電極22，22、導電ラインＬa，Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3及び端子Ｃa，Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3は全てバッキング20，20に導電性インクを印刷することにより形成してある。
圧力センサーシート2bは、図７に示すように、全体が0.1mm程度のシート状に形成されており、その内部に、相互に空気の行き来ができる４個の圧力検出セルＸ4，Ｘ5，Ｘ6，Ｘ7と、導電ラインＬa，Ｌ4，Ｌ5，Ｌ6，Ｌ7を介して前記圧力検出セルＸ4，Ｘ5，Ｘ6，Ｘ7と接続されている４個の端子Ｃa，Ｃ4，Ｃ5，Ｃ6，Ｃ7とが上記した圧力センサーシート2aのそれらとほぼ同様の構成で設けてある。
なお、この実施形態において、導電ラインＬaとこれに繋がる電極22が図２に示す行電極に相当し、導電ライン（Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3），（Ｌ4，Ｌ5，Ｌ6，Ｌ7），（Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3）とこれらに繋がる電極22が同図に示す列電極に相当する。
ここで、上記圧力センサーシート2a，2bの構成材料等は以下のｉ〜ivに示す通りである。
ｉ．バッキング20，20
可撓性を有する各種樹脂等（例えば、ポリエステル樹脂）、厚み：0.01〜0.03mm
ii．電極22，22、導電ラインＬa，Ｌ1〜Ｌ7及び端子Ｃa，Ｃ1〜Ｃ7を構成する導電性インク
各種レジン（例えばポリエステルレジン）に銀の粉末を練り込んで成る所謂Ａｇインク、印刷形成の厚み：10〜20μm
iii．感圧インク層21を構成するインク
レジンに半導体粒子と導体粒子とを含むインク、印刷形成の厚み：10〜50μm
iv．絶縁インク層23，23を構成するインク
紫外線硬化レジン、印刷形成の厚み：５〜30μm
「取り付け手段３について」
取り付け手段３は、図１に示すように上記した口蓋床板１と同材料で一体的に形成してあり、具体的構成は、各歯Ｔに外挿する上下開放の筒状の嵌込部30を歯列に合わせて口蓋床板１の回りに配列したものとしてある。図８は、上記取り付け手段３を使用して口蓋床板１を口蓋M1に取り付けた状態を示すもので、この状態では、上顎前歯の切縁及び口蓋面、上顎臼歯の咬合面が嵌込部30の下孔から突出し、通常通りに歯をかみ合わせることができるようになっている。なお、この取り付け手段３の外側面には、ケーブル４を支持するための支持部31が一体的に形成してある。
「ケーブル４について」
ケーブル４は、図１や図８に示すように、圧力センサーシート2a，2a，2bの各圧力検出セル（Ｘ1，Ｘ2，Ｘ3），（Ｘ4，Ｘ5，Ｘ6，Ｘ7）（Ｘ1，Ｘ2，Ｘ3）からの出力情報を口腔外の機器Ｂに送信するためのものであり、ケーブル４の一端側を端子Ｃa，（Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3），（Ｃ4，Ｃ5，Ｃ6，Ｃ7），（Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3）に電気的に接続してある。そして、このケーブル４は、口蓋床板１を図８に示す如く取り付けた状態において、最後臼歯の後方→口腔前庭部M2の経路で口腔外に導き出させるべく、上記支持部31によりケーブル４が支持されるようにしてあり、このため、ケーブル４に干渉することなく咬合が行えるようになっている。
なお、このケーブル４は、外周面を非導電性部材で被覆してある。
〔舌圧入力部Ａからの出力情報をパーソナルコンピュータPCにより読み取らせるための機器Ｂ〕
機器Ｂは、図２に示すように圧力センサーシート2a，2a，2bからの出力を読み取るための回路を有しており、インターフェイス回路IFを介してコンピュータPCと接続されている。なお、上記したコンピュータPC、インターフェイス回路IF及び出力の読み取り回路の基本的動作は公知（特表昭62−502665号に開示されている）なのでここでは詳述しない。他方、図２に示したスイッチ80と抵抗81は各圧力検出セルを構成する電極22，22の対向部の抵抗値を模式図として表現したものであり、圧力検出セルＸ1〜Ｘ7に圧力が加わったときにはスイッチ80が閉状態となって行・列電極の交差点の抵抗値が数メグオーム（高抵抗）から１キロオームオーダ（低抵抗）に切り替わるものとしている。
▲１▼先ず、上記した圧力センサーシート2a，2a，2bからの出力情報を読み取るときは、図２に示す如く前記読み取り回路とケーブル４の端部とをコネクタCNを介して接続状態にする。
▲２▼ここで、インターフェース回路IFからのクロック信号「Ｈ」によって印加電圧（−Ｖ）は、増幅器73（この増幅器73の入力側は抵抗72により接地電位に保たれている）を介して行電極に印加される。
▲３▼行電極への電圧の印加から次のクロック信号「Ｈ」による行電極への電圧の印加までの間に、列カウンター77からの出力によりマルチプレクサ76のスイッチが切り替わり、列電極が順にスキャンされる。
▲４▼ここで、圧力検出セル（Ｘ1，Ｘ2，Ｘ3），（Ｘ4，Ｘ5，Ｘ6，Ｘ7）（Ｘ1，Ｘ2，Ｘ3）に圧力が加わると、スイッチ80が閉状態になると共に圧力に応じた抵抗値が減少変化して列電極に順に電流が流れ、それぞれの列の抵抗74及び増幅器75で反転増幅される。反転増幅された出力電圧は列のマルチプレクサ76により順次、レジスタ78に送られデジタル信号としてインターフェイス回路IFに送られる。
▲５▼なお、この実施形態ではインターフェイス回路IFに送られてきた情報は、パーソナルコンピュータPCにより読み取られ、図10に示す如くディスプレイDP上に、圧力検出セル（Ｘ1，Ｘ2，Ｘ3），（Ｘ4，Ｘ5，Ｘ6，Ｘ7）（Ｘ1，Ｘ2，Ｘ3）に加わった圧力に対応した数字（又は色）が表示されるようにしてある。
〔この舌圧測定システムの機能について〕
この舌圧測定システムを使用すると以下に示すように、自然な発話を妨げずにリアルタイムで発話時の口蓋への舌の接触圧を正確に測定することができる。
「自然な発話を妨げないこと」
上述したように、取り付け手段３は、各歯Ｔに外挿する上下開放の筒状の嵌込部30を歯列に合わせて口蓋床板１の回りに配列したものとしてあり、口蓋床板１を口蓋M1に取り付けた状態において、上顎側の上顎前歯の切縁及び口蓋面、上顎臼歯の咬合面が嵌込部30の下孔から突出しているため、通常通りに歯をかみ合わせることができる。なお、この嵌込部30は、発話者の歯列、及び咬合状態に応じて適宜その形態が変更可能である。
また、ケーブル４は、口蓋床板１を口蓋M1に取り付けた状態において、最後臼歯の後方を回り込む態様で、口腔前庭部M2を通って口腔外に導き出させるようにしてあるからケーブル４に干渉することなく咬合が行える。
したがって、この舌圧測定システムを使用した場合、自然な発話を妨げないことが明らかである。
「発話時の口蓋M1への舌の接触圧を正確に測定できること」
圧力センサーシート2a，2a，2bに形成された複数の圧力検出セルは外部から遮断密閉されていると共に適量の空気を入れてあり、更に圧力検出セル相互で空気が行き来できるようにしてある。
したがって、口腔内圧の変化に対しては圧力検出セルＸ相互の空気が均衡を保ち、出力への影響はない。これに対して、舌の接触による加圧は圧力センサーシート全体への加圧ではなく部分加圧となるから、舌の接触部と対応する部分の空気は、加圧部とその他の圧力検出セルＸや空気溜まり部Ｙとの圧力差に応じて移動し、舌の接触圧に影響を及ぼすことなく圧力検出セルＸは舌の圧力のみに応答する。すなわち、この圧力センサーシート2a，2a，2bを使用している本システムでは発話時の口蓋M1への舌の接触圧を正確に測定できることが明らかである。
「発話時の口蓋への舌の接触圧をリアルタイムで測定できること」
上記した機器Ｂの回路構成及び機能からすると、発話時の口蓋への舌の接触圧をリアルタイムで測定できることが明らかである。
〔他の実施形態について〕
上記実施形態の取り付け手段３にかえて、図９に示すように、取り付け手段３を口蓋床板１から突出させた金属線により構成し、この金属線を歯間部に挟み込ませる態様で、口蓋M1に口蓋床板１を取り付ける態様のものとすることができる。この形態の取り付け手段３の場合、図９に示すように、取り付け手段３を構成する金属線を利用して支持部31を設けるとよい。なお、金属線で構成された取り付け手段３を設ける位置は、発話者の歯列及び咬合状態に応じて適宜その形態が変更可能である。
また、上記実施形態では、３枚の圧力センサーシート2a，2a，2bを口蓋床板１に固着するようにしたが、圧力センサーシートは３枚に限られることなく、場合により１枚、２枚、４枚以上とすることもできる。
さらに、上記実施形態にかえて、圧力センサーシート2a，2a，2bの全てが空気溜まり部Ｙを有するものとしてもよいし、また圧力センサーシート2a，2a，2bの全てが空気溜まり部Ｙを有しないものとしてもよい。
そして、各圧力センサーシートが有している圧力検出セルＸの個数は適宜変更することができる。
また、上記実施形態と相違し圧力検出セルＸが多い場合には、行電極を複数本とすることができる。この場合、インターフェイス回路IFからのクロック信号によって行カウンター70がカウントを「１」だけ増加すると、行カウンター70のカウントと対応してマルチプレクサ71のスイッチが切り替わり、印加電圧（−Ｖ）が、増幅器73を介して行電極に順に印加されるようにしておけばよい（図２参照）。
さらに、上記実施形態の圧力検出セルは、感圧インクで被覆された電極を対向させて構成してあるが、これに限定されることなく、感圧インクで被覆された電極と、感圧インクで被覆されていない電極とを対向させて圧力検出セルを構成させてもよい。
〔この舌圧測定システムの利用について〕
上記実施形態ではこのシステムを、発話時における舌の口蓋への接触圧を検出するために使用しているが、これに限られることなく、液体や固形物を飲み込むときの舌の動きや食物の動きの検出にも利用でき、さらに、病気や自己で欠損した舌の接触状態の検出にも利用できる。
この発明は上記構成を有するものであるから、自然な発話を妨げずにリアルタイムで発話時の口蓋への舌の接触圧を正確に測定することができる舌圧測定システムを提供できた。
この発明は、発話時における舌と口蓋との接触圧を測定するシステム（この明細書では舌圧測定システムという）に関するものであり、このシステムは音声科学の研究や構音障害者のリハビリ訓練等に利用できる。
背景技術
子音の生成には口蓋への舌の接触が重要な要素になっていることが知られており、舌の接触態様の観察は音声科学の研究及び構音障害者のリハビリ訓練において非常に重要である。
しかしながら、口蓋への舌の接触態様は発話時には直接観察することは不可能であることから以下の▲１▼〜▲４▼に示すような技術が用いられてきたが、これらには様々な問題がある。
▲１▼Ｘ線を用いる技術
一方向からの観察のみで詳細な観察は不可能であると共に、被曝も問題がある。
▲２▼ＭＲＩを用いる技術
立体画像を被曝の問題なく観察できるが、撮影に時間がかかるため大部分の子音の撮影には適しない。
▲３▼エレクトロパラトグラフを用いる技術
発話社の口蓋に多数の電極を配置し、電極への舌の接触／非接触の情報を基に、接触範囲を観察するものであるが、接触時の圧力の分布や変化を観察することは不可能である。
▲４▼ストレインゲージ型圧力センサを用いる技術
上記した▲１▼〜▲３▼の技術の欠点を克服するために開発されたものであるが、センサ自体が大きく、また、口腔内の圧力変化にも反応するため舌の口蓋への接触自体の正確な圧力を観察することが困難である。
したがって、この種の技術を利用する業界では、自然な発話を妨げずにリアルタイムで発話時の口蓋への舌の接触圧を正確に測定することができる舌圧測定システムが開発されるのを待ち望んでいる。
発明の開示
そこで、この発明では、自然な発話を妨げずにリアルタイムで発話時の口蓋への舌の接触圧を正確に測定することができる舌圧測定システムを提供することを課題とする。
（請求項１記載の発明）
この発明の舌圧測定システムは、口蓋の形状に合わせて形成された薄い口蓋床板と、前記口蓋床板の下面側に固着された複数の圧力検出セルを有する薄い圧力センサーシートと、前記口蓋床板を口蓋の適正位置に取り付けるための取り付け手段と、前記圧力センサーシートの各圧力検出セルからの出力情報を口腔外の機器に送信するためのケーブルとを具備し、前記ケーブルは、口蓋床板を口蓋に取り付けた状態において、最後臼歯の後方を回り込む態様で口腔前庭部を通って口腔外に導き出されるように配置されており、圧力センサーシートは、片面に感圧インク層で被覆された複数の電極を有する二枚の樹脂製バッキング相互を、前記感圧インク層を介して電極同士が対向する態様で空気を入れて外周気密状態に一体化して構成してあると共に、前記対向する電極及び感圧インク層と対応する部分を圧力検出セルとしてある。
（請求項２記載の発明）
この発明の舌圧測定システムは、口蓋の形状に合わせて形成された薄い口蓋床板と、前記口蓋床板の下面側に固着された複数の圧力検出セルを有する薄い圧力センサーシートと、前記口蓋床板を口蓋の適正位置に取り付けるための取り付け手段と、前記圧力センサーシートの各圧力検出セルからの出力情報を口腔外の機器に送信するためのケーブルとを具備し、前記ケーブルは、口蓋床板を口蓋に取り付けた状態において、最後臼歯の後方を回り込む態様で口腔前庭部を通って口腔外に導き出されるように配置されており、圧力センサーシートは、片面に複数の電極を有する樹脂製バッキング相互を、前記電極同士が対向する態様で空気を入れて外周気密状態に一体化して構成してあると共に対向する電極のうち一方が感圧インク層で被覆されたものとしてあり、前記対向する電極及び感圧インク層と対応する部分を圧力検出セルとしてある。
（請求項３記載の発明）
この発明の舌圧測定システムは、上記請求項１記載の発明に関し、圧力センサーシート内には、対向する電極を被覆する感圧インク層相互間に隙間ができる程度に空気を封入してある。
（請求項４記載の発明）
この発明の舌圧測定システムは、上記請求項２記載の発明に関し、圧力センサーシート内には、電極とこれと対向する電極に被覆された感圧インク層との間に隙間ができる程度に空気を封入してある。
（請求項５記載の発明）
この発明の舌圧測定システムは、上記請求項１乃至４のいずれかに記載の発明に関し、圧力検出セル相互で空気が移動できるようにしてある。
（請求項６記載の発明）
この発明の舌圧測定システムは、上記請求項５記載の発明に関し、各圧力センサーシートには、圧力検出セル部と連通する空気溜まり部を少なくとも一つ設けてある。
（請求項７記載の発明）
この発明は舌圧測定システムは、上記請求項６記載の発明に関し、ケーブルは非導電性部材で被覆されている。
なお、上記発明の舌圧測定システムの機能については、以下の発明の実施の形態の欄で詳述する。
【図面の簡単な説明】
図１は、この発明の実施形態の舌圧測定システムにおける舌圧入力部の説明部である。
図２は、この発明の実施形態の舌圧測定システムにおける、図１の舌圧入力部からの出力情報をパーソナルコンピュータにより読み取らせるための回路の説明図である。
図３は、図１の舌圧入力部に使用されている圧力センサーシートの平面図である。
図４は、図３の圧力センサーシートの分解斜視図である。
図５は、図３に示した圧力センサーシートのＡ−Ａ断面図、図６は、そのＢ−Ｂ断面図である。
図７は、他の圧力センサーシートの平面図である。
図８は、図１の舌圧入力部を口蓋に取り付けた状態を示す説明図である。
図９は、他の実施形態の舌圧入力部の説明図である。
図10は、図１の舌圧入力部からの情報出力を基に舌と口蓋との接触圧をディスプレイ上に表示した図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明の実施の形態を図面に従って説明する。
この実施形態の舌圧測定システムは、図１や図２に示すように、発話者の口蓋に取り付けられる舌圧入力部Ａと、前記舌圧入力部Ａからの出力情報をパーソナルコンピュータPCにより読み取らせるための機器Ｂとから構成されている。
〔舌圧入力部Ａの構成について〕
舌圧入力部Ａは、図１に示すように、発話者の口蓋の形状に合わせて形成された口蓋床板１と、前記口蓋床板１の下面側に固着された複数の圧力検出セルＸを有する薄い圧力センサーシート2a，2a，2bと、前記口蓋床板１を口蓋の適正位置に取り付けるための取り付け手段３と、前記圧力センサーシート2a，2bの各圧力検出セルからの出力情報を口腔外の機器Ｂに送信するためのケーブル４とから構成されている。
「口蓋床板１について」
口蓋床板１は熱可塑性樹脂により構成されており、平均の厚みを約0.5〜１mm程度に設定してある。なお、この口蓋床板１は発話者の口蓋の形状に合わせて正確に形成できる材料であれば熱可塑性樹脂以外の材料も使用できる。
「圧力センサーシート2a，2bについて」
圧力センサーシート2aは、図１や図３に示すように、全体が0.1mm程度のシート状に形成されており、その内部に、相互に空気の行き来ができる直径３mm程度の３個の圧力検出セルＸ1，Ｘ2，Ｘ3と、前記圧力検出セルＸ3と空気の行き来ができる１個の空気溜まり部Ｙと、導電ラインＬaＬ1，Ｌ2，Ｌ3を介して前記圧力検出セルＸ1，Ｘ2，Ｘ3と接続されている４個の端子Ｃa，Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3とを具備させてある。
この圧力センサーシート2aは、図４に示すように、片面に感圧インク層21で被覆された３個の電極22を有する二枚の樹脂製のバッキング20，20相互を、前記感圧インク層21，21を介して電極22，22同士が対向する態様で空気（感圧インク層21，21相互間に微小隙間ができる程度の空気量が好ましい）を入れて外周気密状態に一体化して構成してあり、前記した対向する電極22，22及び感圧インク層21，21と対応する部分を各圧力検出セルＸ1，Ｘ2，Ｘ3としてある。前記圧力検出セルＸ1，Ｘ2，Ｘ3及び空気溜まり部Ｙは、図５や図６に示すように、バッキング20，20の回りに形成された絶縁インク層23，23相互を接着材24で接着することにより外部と遮断されるようにしてあり、また、上記電極22，22、導電ラインＬa，Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3及び端子Ｃa，Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3は全てバッキング20，20に導電性インクを印刷することにより形成してある。
圧力センサーシート2bは、図７に示すように、全体が0.1mm程度のシート状に形成されており、その内部に、相互に空気の行き来ができる４個の圧力検出セルＸ4，Ｘ5，Ｘ6，Ｘ7と、導電ラインＬa，Ｌ4，Ｌ5，Ｌ6，Ｌ7を介して前記圧力検出セルＸ4，Ｘ5，Ｘ6，Ｘ7と接続されている４個の端子Ｃa，Ｃ4，Ｃ5，Ｃ6，Ｃ7とが上記した圧力センサーシート2aのそれらとほぼ同様の構成で設けてある。
なお、この実施形態において、導電ラインＬaとこれに繋がる電極22が図２に示す行電極に相当し、導電ライン（Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3），（Ｌ4，Ｌ5，Ｌ6，Ｌ7），（Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3）とこれらに繋がる電極22が同図に示す列電極に相当する。
ここで、上記圧力センサーシート2a，2bの構成材料等は以下のｉ〜ivに示す通りである。
ｉ．バッキング20，20
可撓性を有する各種樹脂等（例えば、ポリエステル樹脂）、厚み：0.01〜0.03mm
ii．電極22，22、導電ラインＬa，Ｌ1〜Ｌ7及び端子Ｃa，Ｃ1〜Ｃ7を構成する導電性インク
各種レジン（例えばポリエステルレジン）に銀の粉末を練り込んで成る所謂Ａｇインク、印刷形成の厚み：10〜20μm
iii．感圧インク層21を構成するインク
レジンに半導体粒子と導体粒子とを含むインク、印刷形成の厚み：10〜50μm
iv．絶縁インク層23，23を構成するインク
紫外線硬化レジン、印刷形成の厚み：５〜30μm
「取り付け手段３について」
取り付け手段３は、図１に示すように上記した口蓋床板１と同材料で一体的に形成してあり、具体的構成は、各歯Ｔに外挿する上下開放の筒状の嵌込部30を歯列に合わせて口蓋床板１の回りに配列したものとしてある。図８は、上記取り付け手段３を使用して口蓋床板１を口蓋M1に取り付けた状態を示すもので、この状態では、上顎前歯の切縁及び口蓋面、上顎臼歯の咬合面が嵌込部30の下孔から突出し、通常通りに歯をかみ合わせることができるようになっている。なお、この取り付け手段３の外側面には、ケーブル４を支持するための支持部31が一体的に形成してある。
「ケーブル４について」
ケーブル４は、図１や図８に示すように、圧力センサーシート2a，2a，2bの各圧力検出セル（Ｘ1，Ｘ2，Ｘ3），（Ｘ4，Ｘ5，Ｘ6，Ｘ7）（Ｘ1，Ｘ2，Ｘ3）からの出力情報を口腔外の機器Ｂに送信するためのものであり、ケーブル４の一端側を端子Ｃa，（Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3），（Ｃ4，Ｃ5，Ｃ6，Ｃ7），（Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3）に電気的に接続してある。そして、このケーブル４は、口蓋床板１を図８に示す如く取り付けた状態において、最後臼歯の後方→口腔前庭部M2の経路で口腔外に導き出させるべく、上記支持部31によりケーブル４が支持されるようにしてあり、このため、ケーブル４に干渉することなく咬合が行えるようになっている。
なお、このケーブル４は、外周面を非導電性部材で被覆してある。
〔舌圧入力部Ａからの出力情報をパーソナルコンピュータPCにより読み取らせるための機器Ｂ〕
機器Ｂは、図２に示すように圧力センサーシート2a，2a，2bからの出力を読み取るための回路を有しており、インターフェイス回路IFを介してコンピュータPCと接続されている。なお、上記したコンピュータPC、インターフェイス回路IF及び出力の読み取り回路の基本的動作は公知（特表昭62−502665号に開示されている）なのでここでは詳述しない。他方、図２に示したスイッチ80と抵抗81は各圧力検出セルを構成する電極22，22の対向部の抵抗値を模式図として表現したものであり、圧力検出セルＸ1〜Ｘ7に圧力が加わったときにはスイッチ80が閉状態となって行・列電極の交差点の抵抗値が数メグオーム（高抵抗）から１キロオームオーダ（低抵抗）に切り替わるものとしている。
▲１▼先ず、上記した圧力センサーシート2a，2a，2bからの出力情報を読み取るときは、図２に示す如く前記読み取り回路とケーブル４の端部とをコネクタCNを介して接続状態にする。
▲２▼ここで、インターフェース回路IFからのクロック信号「Ｈ」によって印加電圧（−Ｖ）は、増幅器73（この増幅器73の入力側は抵抗72により接地電位に保たれている）を介して行電極に印加される。
▲３▼行電極への電圧の印加から次のクロック信号「Ｈ」による行電極への電圧の印加までの間に、列カウンター77からの出力によりマルチプレクサ76のスイッチが切り替わり、列電極が順にスキャンされる。
▲４▼ここで、圧力検出セル（Ｘ1，Ｘ2，Ｘ3），（Ｘ4，Ｘ5，Ｘ6，Ｘ7）（Ｘ1，Ｘ2，Ｘ3）に圧力が加わると、スイッチ80が閉状態になると共に圧力に応じた抵抗値が減少変化して列電極に順に電流が流れ、それぞれの列の抵抗74及び増幅器75で反転増幅される。反転増幅された出力電圧は列のマルチプレクサ76により順次、レジスタ78に送られデジタル信号としてインターフェイス回路IFに送られる。
▲５▼なお、この実施形態ではインターフェイス回路IFに送られてきた情報は、パーソナルコンピュータPCにより読み取られ、図10に示す如くディスプレイDP上に、圧力検出セル（Ｘ1，Ｘ2，Ｘ3），（Ｘ4，Ｘ5，Ｘ6，Ｘ7）（Ｘ1，Ｘ2，Ｘ3）に加わった圧力に対応した数字（又は色）が表示されるようにしてある。
〔この舌圧測定システムの機能について〕
この舌圧測定システムを使用すると以下に示すように、自然な発話を妨げずにリアルタイムで発話時の口蓋への舌の接触圧を正確に測定することができる。
「自然な発話を妨げないこと」
上述したように、取り付け手段３は、各歯Ｔに外挿する上下開放の筒状の嵌込部30を歯列に合わせて口蓋床板１の回りに配列したものとしてあり、口蓋床板１を口蓋M1に取り付けた状態において、上顎側の上顎前歯の切縁及び口蓋面、上顎臼歯の咬合面が嵌込部30の下孔から突出しているため、通常通りに歯をかみ合わせることができる。なお、この嵌込部30は、発話者の歯列、及び咬合状態に応じて適宜その形態が変更可能である。
また、ケーブル４は、口蓋床板１を口蓋M1に取り付けた状態において、最後臼歯の後方を回り込む態様で、口腔前庭部M2を通って口腔外に導き出させるようにしてあるからケーブル４に干渉することなく咬合が行える。
したがって、この舌圧測定システムを使用した場合、自然な発話を妨げないことが明らかである。
「発話時の口蓋M1への舌の接触圧を正確に測定できること」
圧力センサーシート2a，2a，2bに形成された複数の圧力検出セルは外部から遮断密閉されていると共に適量の空気を入れてあり、更に圧力検出セル相互で空気が行き来できるようにしてある。
したがって、口腔内圧の変化に対しては圧力検出セルＸ相互の空気が均衡を保ち、出力への影響はない。これに対して、舌の接触による加圧は圧力センサーシート全体への加圧ではなく部分加圧となるから、舌の接触部と対応する部分の空気は、加圧部とその他の圧力検出セルＸや空気溜まり部Ｙとの圧力差に応じて移動し、舌の接触圧に影響を及ぼすことなく圧力検出セルＸは舌の圧力のみに応答する。すなわち、この圧力センサーシート2a，2a，2bを使用している本システムでは発話時の口蓋M1への舌の接触圧を正確に測定できることが明らかである。
「発話時の口蓋への舌の接触圧をリアルタイムで測定できること」
上記した機器Ｂの回路構成及び機能からすると、発話時の口蓋への舌の接触圧をリアルタイムで測定できることが明らかである。
〔他の実施形態について〕
上記実施形態の取り付け手段３にかえて、図９に示すように、取り付け手段３を口蓋床板１から突出させた金属線により構成し、この金属線を歯間部に挟み込ませる態様で、口蓋M1に口蓋床板１を取り付ける態様のものとすることができる。この形態の取り付け手段３の場合、図９に示すように、取り付け手段３を構成する金属線を利用して支持部31を設けるとよい。なお、金属線で構成された取り付け手段３を設ける位置は、発話者の歯列及び咬合状態に応じて適宜その形態が変更可能である。
また、上記実施形態では、３枚の圧力センサーシート2a，2a，2bを口蓋床板１に固着するようにしたが、圧力センサーシートは３枚に限られることなく、場合により１枚、２枚、４枚以上とすることもできる。
さらに、上記実施形態にかえて、圧力センサーシート2a，2a，2bの全てが空気溜まり部Ｙを有するものとしてもよいし、また圧力センサーシート2a，2a，2bの全てが空気溜まり部Ｙを有しないものとしてもよい。
そして、各圧力センサーシートが有している圧力検出セルＸの個数は適宜変更することができる。
また、上記実施形態と相違し圧力検出セルＸが多い場合には、行電極を複数本とすることができる。この場合、インターフェイス回路IFからのクロック信号によって行カウンター70がカウントを「１」だけ増加すると、行カウンター70のカウントと対応してマルチプレクサ71のスイッチが切り替わり、印加電圧（−Ｖ）が、増幅器73を介して行電極に順に印加されるようにしておけばよい（図２参照）。
さらに、上記実施形態の圧力検出セルは、感圧インクで被覆された電極を対向させて構成してあるが、これに限定されることなく、感圧インクで被覆された電極と、感圧インクで被覆されていない電極とを対向させて圧力検出セルを構成させてもよい。
〔この舌圧測定システムの利用について〕
上記実施形態ではこのシステムを、発話時における舌の口蓋への接触圧を検出するために使用しているが、これに限られることなく、液体や固形物を飲み込むときの舌の動きや食物の動きの検出にも利用でき、さらに、病気や自己で欠損した舌の接触状態の検出にも利用できる。
この発明は上記構成を有するものであるから、自然な発話を妨げずにリアルタイムで発話時の口蓋への舌の接触圧を正確に測定することができる舌圧測定システムを提供できた。
Claims (7)
- 口蓋の形状に合わせて形成された薄い口蓋床板と、前記口蓋床板の下面側に固着された複数の圧力検出セルを有する薄い圧力センサーシートと、前記口蓋床板を口蓋の適正位置に取り付けるための取り付け手段と、前記圧力センサーシートの各圧力検出セルからの出力情報を口腔外の機器に送信するためのケーブルとを具備し、前記ケーブルは、口蓋床板を口蓋に取り付けた状態において、最後臼歯の後方を回り込む態様で口腔前庭部を通って口腔外に導き出されるように配置されており、圧力センサーシートは、片面に感圧インク層で被覆された複数の電極を有する二枚の樹脂製バッキング相互を、前記感圧インク層を介して電極同士が対向する態様で空気を入れて外周気密状態に一体化して構成してあると共に、前記対向する電極及び感圧インク層と対応する部分を圧力検出セルとしてあることを特徴とする舌圧測定システム。
- 口蓋の形状に合わせて形成された薄い口蓋床板と、前記口蓋床板の下面側に固着された複数の圧力検出セルを有する薄い圧力センサーシートと、前記口蓋床板を口蓋の適正位置に取り付けるための取り付け手段と、前記圧力センサーシートの各圧力検出セルからの出力情報を口腔外の機器に送信するためのケーブルとを具備し、前記ケーブルは、口蓋床板を口蓋に取り付けた状態において、最後臼歯の後方を回り込む態様で口腔前庭部を通って口腔外に導き出されるように配置されており、圧力センサーシートは、片面に複数の電極を有する樹脂製バッキング相互を、前記電極同士が対向する態様で空気を入れて外周気密状態に一体化して構成してあると共に対向する電極のうち一方が感圧インク層で被覆されたものとしてあり、前記対向する電極及び感圧インク層と対応する部分を圧力検出セルとしてあることを特徴とする舌圧測定システム。
- 圧力センサーシート内には、対向する電極を被覆する感圧インク層相互間に隙間ができる程度に空気を封入してあることを特徴としてある請求項１記載の舌圧測定システム。
- 圧力センサーシート内には、電極とこれと対向する電極に被覆された感圧インク層との間に隙間ができる程度に空気を封入してあることを特徴としてある請求項２記載の舌圧測定システム。
- 圧力検出セル相互で空気が移動できるようにしてあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の舌圧測定システム。
- 各圧力センサーシートには、圧力検出セル部と連通する空気溜まり部を少なくとも一つ設けてあることを特徴とする請求項５記載の舌圧測定システム。
- ケーブルは非導電性部材で被覆されていることを特徴とする請求項６記載の舌圧測定システム。
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