JP5952536B2 - Swallowing function data measuring device, swallowing function data measuring system, and swallowing function data measuring method - Google Patents

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    • A61B5/4205Evaluating swallowing

Description

本発明は嚥下機能測定が低下した患者の診察を補助する嚥下機能データ測定装置及び嚥下機能データ測定システム及び嚥下機能データ測定方法に関する。   The present invention relates to a swallowing function data measuring device, a swallowing function data measuring system, and a swallowing function data measuring method for assisting diagnosis of a patient whose swallowing function measurement is reduced.

例えば、高齢者の場合、加齢に伴って食物の飲み込み能力(以下「嚥下機能」という)の低下がみられ、食事の妨げとなっている。また、高齢者以外でも、脳卒中などの障害によって嚥下障害の症状が顕われることがある。このような、嚥下障害の患者においては、誤嚥を引き起こす可能性が高いため、窒息の危険性が高まると共に、口腔内の雑菌が肺に入ることで起こる誤嚥性肺炎の原因となる。   For example, in the case of an elderly person, the ability to swallow food (hereinafter referred to as “swallowing function”) decreases with age, which hinders eating. In addition, dysphagia may be manifested by non-elderly people due to stroke and other disorders. In such patients with dysphagia, the risk of aspiration is high, which increases the risk of suffocation and causes aspiration pneumonia that occurs when bacteria in the oral cavity enter the lungs.

また、嚥下障害を防止するためには、嚥下機能を回復させる治療やリハビリテーションを行うことが重要であるが、その前に各患者の嚥下機能がどのようになっているのかを確認する必要がある。   In addition, in order to prevent dysphagia, it is important to perform treatment and rehabilitation to restore swallowing function, but before that, it is necessary to check how each patient has swallowing function .

従来の嚥下機能の判定方法としては、(A)患者の頸部を触診して喉の動きを判断するRSST(Repetitive Saliva Swallowing Test)法、(B)X線を用いて経時的に口腔内の変化を観察して評価を行うVF(Video Fluorography)法、(C)聴診器を用いて頸部の音響信号に基づいて診断する聴診法がある。さらに、嚥下動作に応じた電気信号を検出する方法として、例えば、(D)患者の頸部の動きに応じた検出信号を加速度センサにより検出し、当該検出信号の波形を時間周波数解析することで喉頭蓋の動きを判定する生体検査装置(例えば、特許文献1参照)を用いた判定法がある。   As a conventional method for determining swallowing function, (A) the patient's neck is palpated to determine the movement of the throat, and RSST (Repetitive Saliva Swallowing Test) method is used. (B) There are a VF (Video Fluorography) method in which changes are observed and evaluated, and (C) an auscultation method in which diagnosis is performed based on an acoustic signal of a neck using a stethoscope. Furthermore, as a method for detecting an electrical signal corresponding to the swallowing motion, for example, (D) a detection signal corresponding to the movement of the neck of the patient is detected by an acceleration sensor, and a waveform of the detection signal is analyzed by time-frequency analysis. There is a determination method using a biopsy device that determines the movement of the epiglottis (see, for example, Patent Document 1).

特開2009−213592号公報JP 2009-213592 A

上記RSST法では、医師が直接的に診断することになり、随意的嚥下運動により嚥下反射の惹起性を確認することが難しく、嚥下運動の詳細な診断には向いていない。   In the above-mentioned RSST method, a doctor makes a direct diagnosis, and it is difficult to confirm the inducing property of swallowing reflex by voluntary swallowing exercise, and it is not suitable for detailed diagnosis of swallowing exercise.

また、上記VF法では、造影剤を患者が飲み込む様子を撮影するため、造影剤による誤嚥が起きるおそれがあり、且つ装置が大規模であるため、嚥下機能の診断を手軽に行えない。   Further, in the VF method, since the patient swallows the contrast medium, there is a risk of aspiration due to the contrast medium, and since the apparatus is large, the swallowing function cannot be diagnosed easily.

また、上記聴診法では、嚥下動作音により嚥下機能を診断するため、診断精度が高いものの診断技術を取得するのに熟練を要する。   Moreover, in the auscultation method, since the swallowing function is diagnosed by the swallowing operation sound, skill is required to obtain a diagnostic technique with high diagnostic accuracy.

また、患者の頸部の動きを加速度センサにより検出する判定法では、咽喉の動きが分かるものの、検出された信号波形から誤嚥か否かを正確に判定することが難しい。   Further, in the determination method in which the movement of the patient's neck is detected by the acceleration sensor, although the movement of the throat is known, it is difficult to accurately determine whether or not the aspiration is made from the detected signal waveform.

上記4つの方法は、何れも医師が病院で患者を診断する場合に有効な方法であり、例えば、看護士や在宅患者を介護する介護ヘルパや家族などの医師以外の人が手軽に患者の嚥下機能を確認することができないので、嚥下機能が低下した患者の嚥下状態を常時観察することが難しく、利便性が低いという問題があった。   The above four methods are all effective when a doctor diagnoses a patient in a hospital. For example, a care helper or a family member who cares for a nurse or a home patient can easily swallow a patient. Since the function could not be confirmed, there was a problem that it was difficult to always observe the swallowing state of the patient whose swallowing function was lowered and the convenience was low.

そこで、本発明は上記事情に鑑み、嚥下機能を簡易的に確認できるように構成することで上記課題を解決した嚥下機能データ測定装置及び嚥下機能データ測定システム及び嚥下機能データ測定方法の提供を目的とする。   Therefore, in view of the above circumstances, the present invention aims to provide a swallowing function data measuring device, a swallowing function data measuring system, and a swallowing function data measuring method that are configured so that the swallowing function can be easily confirmed. And

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
(1)本発明は、測定対象者の首に装着される装着用フレームと、
該装着用フレームの内側に設けられ、前記測定対象者の嚥下動作に伴う喉頭動作音を測定する音測定部と、
前記音測定部により測定された前記喉頭動作音に基づく測定結果を提示する提示部と、
該音測定部により測定された前記喉頭動作音の測定データから喉頭蓋閉音、食塊通過音、喉頭蓋開音の各音データを解析する音データ解析手段と、
該音データ解析手段により解析された前記喉頭蓋閉音、前記食塊通過音、前記喉頭蓋開音により食塊が食道を通過したか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果を前記提示部に提示させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
(2)本発明は、前記音測定部により測定された測定データ及び前記音データ解析手段により解析された各音データ及び前記判定手段の判定結果を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された各データを外部に出力する出力部と、
をさらに備えたことを特徴とする。
(3)本発明の前記音データ解析手段は、前記測定データの周波数特性に基づいて前記測定データに含まれる前記喉頭蓋閉音、前記食塊通過音、前記喉頭蓋開音、及び嚥下異常音を抽出することを特徴とする。
(4)本発明の前記音データ解析手段は、前記測定データに含まれる有意音データと無音データとに分類し、前記無音データが予め設定された所定時間経過した場合に、前記有意音データから前記喉頭蓋閉音、前記食塊通過音、前記喉頭蓋開音、及び嚥下異常音を解析することを特徴とする。
(5)本発明の前記音データ解析手段は、前記有意音データから嚥下動作音を抽出し、嚥下時間を演算する嚥下機能演算手段を有することを特徴とする。
(6)本発明の前記音データ解析手段は、前記有意音データの波形データを周波数解析データに変換し、前記周波数解析データの特定周波数におけるスペクトル強度に基づいて、嚥下動作音、咳き、音声の何れかを判別する音判別手段を有することを特徴とする。
(7)本発明の前記装着用フレームは、前記音測定部を前記測定対象者の喉頭近傍の首外周に密着させるように形成されていることを特徴とする。
(8)本発明の前記提示部は、前記装着用フレームの外側に配された発光部材であり、
前記制御手段は、前記判定手段の判定結果に基づいて前記発光部材を任意の発光色に発光させることを特徴とする。
(9)本発明は、(1)乃至(8)の何れかに記載された複数の嚥下機能データ測定装置と、前記複数の嚥下機能データ測定装置の出力部より出力された各音データ及び判定結果を時系列的に保存する外部制御装置とを有する嚥下機能データ測定システムであって、
前記複数の嚥下機能データ測定装置と前記外部制御装置とによる通信ネットワークを形成し、
前記外部制御装置は、
前記複数の嚥下機能測定装置により測定された各音データ及び判定結果を時系列的に格納するデータベースと、
前記複数の嚥下機能測定装置から送信された判定結果を表示する表示部と、
を有することを特徴とする。
(10)本発明は、測定対象者の嚥下動作に伴う喉頭動作音を測定する音測定部と、
該音測定部により測定された前記喉頭動作音の測定データを解析する音データ解析手段と、
を有する嚥下機能データ測定装置を用いた嚥下機能データ測定方法であって、
前記音測定部により測定された前記喉頭動作音の測定データから喉頭蓋閉音、食塊通過音、喉頭蓋開音、嚥下異常音の各音データを解析し、当該解析された前記喉頭蓋閉音、前記食塊通過音、前記喉頭蓋開音、前記嚥下異常音により食塊が食道を通過したか否かを判定することを特徴とする。
(11)本発明は、前記測定データに含まれる前記喉頭蓋閉音、前記食塊通過音、前記喉頭蓋開音を抽出し、当該測定データの嚥下動作全体の嚥下時間をTとし、前記食道通過音の中間時間までの時間をTとした場合、評価関数T/Tに基づいて嚥下障害の有無を判定することを特徴とする。
(12)本発明は、前記測定データに含まれる有意音データと無音データとに分類し、前記無音データが予め設定された所定時間経過した場合に、前記有意音データから前記喉頭蓋閉音、前記食塊通過音、前記喉頭蓋開音、前記嚥下異常音を解析することを特徴とする。
(13)本発明は、前記有意音データの波形データを周波数解析データに変換し、前記周波数解析データの特定周波数におけるスペクトル強度に基づいて、嚥下機能音、咳き、音声の何れかを判別することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention has the following means.
(1) The present invention provides a wearing frame to be worn on the neck of a measurement subject;
A sound measuring unit that is provided inside the wearing frame and measures a laryngeal motion sound associated with the swallowing motion of the measurement subject;
A presentation unit for presenting a measurement result based on the laryngeal motion sound measured by the sound measurement unit;
Sound data analyzing means for analyzing each sound data of the epiglottis closing sound, the bolus passing sound, the epiglottis opening sound from the measurement data of the laryngeal motion sound measured by the sound measuring unit;
Determining means for determining whether or not the bolus has passed through the esophagus due to the epiglottis closing sound, the bolus passing sound, and the epiglottis opening sound analyzed by the sound data analyzing means;
Control means for causing the presenting unit to present the determination result of the determination means;
It is provided with.
(2) The present invention includes a storage unit that stores measurement data measured by the sound measurement unit, each sound data analyzed by the sound data analysis unit, and a determination result of the determination unit;
An output unit for outputting each data stored in the storage unit to the outside;
Is further provided.
(3) The sound data analyzing means of the present invention extracts the epiglottis closing sound, the bolus passing sound, the epiglottis opening sound, and the abnormal swallowing sound included in the measurement data based on the frequency characteristics of the measurement data It is characterized by doing.
(4) The sound data analyzing means of the present invention classifies into significant sound data and silence data included in the measurement data, and from the significant sound data when the silence data has passed a predetermined time. The epiglottis closing sound, the bolus passing sound, the epiglottis opening sound, and the abnormal swallowing sound are analyzed.
(5) The sound data analysis means of the present invention is characterized by having a swallowing function calculating means for extracting swallowing operation sound from the significant sound data and calculating swallowing time.
(6) The sound data analyzing means of the present invention converts the waveform data of the significant sound data into frequency analysis data, and based on the spectrum intensity at a specific frequency of the frequency analysis data, It has a sound discriminating means for discriminating either one.
(7) The mounting frame according to the present invention is characterized in that the sound measuring unit is formed in close contact with the outer circumference of the neck near the larynx of the measurement subject.
(8) The presenting unit of the present invention is a light emitting member disposed outside the mounting frame,
The control unit causes the light emitting member to emit light in an arbitrary emission color based on a determination result of the determination unit.
(9) The present invention relates to a plurality of swallowing function data measuring devices described in any one of (1) to (8), and each sound data output from the output units of the plurality of swallowing function data measuring devices and determination A swallowing function data measurement system having an external control device for storing results in time series,
Forming a communication network between the plurality of swallowing function data measuring devices and the external control device;
The external control device is:
A database for storing each sound data and determination results measured by the plurality of swallowing function measuring devices in time series;
A display unit for displaying the determination result transmitted from the plurality of swallowing function measuring devices;
It is characterized by having.
(10) The present invention provides a sound measuring unit that measures a laryngeal motion sound associated with a swallowing motion of a measurement subject;
Sound data analysis means for analyzing measurement data of the laryngeal motion sound measured by the sound measurement unit;
A swallowing function data measuring method using a swallowing function data measuring device having:
Analyzing the sound data of the epiglottis closing sound, the buccal passage sound, the laryngeal opening sound, the swallowing abnormal sound from the measurement data of the laryngeal motion sound measured by the sound measuring unit, the analyzed epiglottis closing sound, It is determined whether or not the bolus has passed through the esophagus based on the bolus passing sound, the epiglottis opening sound, and the abnormal swallowing sound.
(11) The present invention extracts the sound of the epiglottis, the sound of passing through the bolus, and the sound of the epiglottis included in the measurement data, and sets the swallowing time of the entire swallowing operation of the measurement data as T 1. If the time until the intermediate time of the sound was T 2, and judging the presence or absence of dysphagia based on evaluation function T 2 / T 1.
(12) The present invention is classified into significant sound data and silence data included in the measurement data, and when the silence data has passed a predetermined time, the laryngeal sound is closed from the significant sound data, It is characterized by analyzing the bolus passing sound, the epiglottis sound, and the abnormal swallowing sound.
(13) The present invention converts the waveform data of the significant sound data into frequency analysis data, and discriminates any of swallowing function sound, cough, and voice based on the spectrum intensity at a specific frequency of the frequency analysis data. It is characterized by.

本発明によれば、測定対象者の喉頭動作音を音測定部により測定し、当該喉頭動作音に基づく測定結果を提示部に提示すると共に、音測定部により測定された喉頭動作音の測定データから喉頭蓋閉音、食塊通過音、喉頭蓋開音、嚥下異常音の各音データを解析し、食塊が食道を通過したか否かを判定するため、誤嚥が発生したか否かをリアルタイムで正確に判定できると共に、常時患者の咽喉動作を監視することができ、且つ、医師以外の看護士や介護ヘルパ、家族でも嚥下機能の低下や誤嚥の有無をその場で確認することができる。さらに、比較的軽量化及び小型化が可能になるので、患者の首に装着した状態のままでもあまり負担にならず、長時間にわたる測定も可能になる。   According to the present invention, the laryngeal motion sound of the measurement subject is measured by the sound measurement unit, the measurement result based on the laryngeal motion sound is presented to the presentation unit, and the measurement data of the laryngeal motion sound measured by the sound measurement unit Analyzing the sound data of the larynx closure sound, the buccal passage sound, the laryngeal opening sound, and the abnormal swallowing sound to determine whether or not the abdominal mass has passed through the esophagus, so whether or not aspiration has occurred in real time In addition to being able to accurately determine the throat movement of the patient at all times, nurses other than doctors, care helpers, and families can check on the spot whether the swallowing function is degraded or aspiration occurs. . Furthermore, since the weight can be relatively reduced and the size can be reduced, it is possible to perform measurement over a long period of time without burdening the patient even when worn on the patient's neck.

また、有意音データの波形データを周波数解析データに変換し、周波数解析データの特定周波数におけるスペクトル強度に基づいて、嚥下機能音、咳き、音声の何れかを判別するため、患者がどのような状態かがその場で分かるので、例えば、誤嚥が発生した場合には、直ちに食事を停止させてそれ以上の誤嚥を防止できると共に、各患者の障害に対応した嚥下機能回復の効果的な治療方法やリハビリテーション方法を検討することができる。   In addition, the waveform data of significant sound data is converted into frequency analysis data, and the patient is in any state to determine whether swallowing function sound, cough, or voice based on the spectral intensity at a specific frequency in the frequency analysis data. For example, if aspiration occurs, the meal can be stopped immediately to prevent further aspiration, and effective treatment for recovery of swallowing function corresponding to each patient's disorder Can consider methods and rehabilitation methods.

本発明による嚥下機能データ測定装置の一実施例の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of one Example of the swallowing function data measurement apparatus by this invention. 嚥下機能データ測定ユニットの外観形状と制御ユニットの処理手順を示す図である。It is a figure which shows the external appearance shape of the swallowing function data measurement unit, and the process sequence of a control unit. 嚥下機能データ測定ユニットの装着状態を示す図である。It is a figure which shows the mounting state of the swallowing function data measurement unit. 複数の嚥下機能データ測定装置と管理コンピュータとが嚥下機能データ測定システムを形成していることを模式的に示す図である。It is a figure showing typically that a plurality of swallowing function data measuring devices and a management computer form a swallowing function data measuring system. 口腔の内部及び空気吸込み機能を説明するための縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view for demonstrating the inside of an oral cavity, and an air suction function. 口腔の内部及び嚥下機能を説明するための縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view for demonstrating the inside of an oral cavity, and the swallowing function. 嚥下動作による音データの一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of the sound data by swallowing operation | movement. 制御装置が実行する嚥下機能解析制御処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the swallowing function analysis control process which a control apparatus performs. 嚥下動作の音測定位置a〜fを示す図である。It is a figure which shows the sound measurement position af of swallowing operation | movement. 嚥下動作音の発生源となる輪状軟骨気道外側の測定位置Pを示す図である。It is a figure which shows the measurement position P of the cricoid cartilage airway used as the generation source of the swallowing operation sound. 測定位置aで測定された音データの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the sound data measured in the measurement position a. 測定位置bで測定された音データの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the sound data measured in the measurement position b. 測定位置cで測定された音データの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the sound data measured in the measurement position c. 測定位置dで測定された音データの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the sound data measured in the measurement position d. 測定位置eで測定された音データの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the sound data measured in the measurement position e. 測定位置fで測定された音データの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the sound data measured in the measurement position f. 嚥下動作音の測定データを示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the measurement data of swallowing operation sound. 嚥下動作音の周波数解析データを示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the frequency analysis data of the swallowing operation sound. 咳きの測定データを示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the measurement data of a cough. 咳きの周波数解析データを示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the frequency analysis data of a cough. 発声の測定データを示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the measurement data of utterance. 発声の周波数解析データを示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the frequency analysis data of utterance. 高齢者Aの嚥下試行回数と嚥下時間との測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of swallowing trial frequency of elderly person A and swallowing time. 高齢者Bの嚥下試行回数と嚥下時間との測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of swallowing trial frequency and swallowing time of elderly person B. 高齢者Cの嚥下試行回数と嚥下時間との測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the swallowing trial frequency and swallowing time of elderly person C. 高齢者Dの嚥下試行回数と嚥下時間との測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the swallowing trial frequency and swallowing time of the elderly person D. 高齢者Eの嚥下試行回数と嚥下時間との測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of swallowing trial frequency and swallowing time of elderly person E. 高齢者Fの嚥下試行回数と嚥下時間との測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of swallowing trial frequency and swallowing time of elderly person F. 高齢者Gの嚥下試行回数と嚥下時間との測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of swallowing trial frequency and swallowing time of elderly person G. 高齢者Hの嚥下試行回数と嚥下時間との測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the swallowing trial frequency and swallowing time of the elderly person H. 若年者Iの嚥下試行回数と嚥下時間との測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the swallowing trial frequency and swallowing time of the young person. 若年者Jの嚥下試行回数と嚥下時間との測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of swallowing trial frequency and swallowing time of young person J. 若年者Kの嚥下試行回数と嚥下時間との測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of swallowing trial frequency and swallowing time of young person K. 嚥下動作音データ上の嚥下時間T1と食道通過音の時間T2とを示す波形図である。It is a wave form diagram which shows swallowing time T1 on swallowing action sound data, and time T2 of esophageal passage sound. 嚥下動作音測定による情報提示までの時間処理を示す図である。It is a figure which shows the time process to information presentation by swallowing operation sound measurement.

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

〔嚥下機能データ測定装置の構成〕
図1は本発明による嚥下機能データ測定装置の一実施例の概略構成を示すブロック図である。図1に示されるように、嚥下機能データ測定装置10は、嚥下機能データ測定ユニット20と、制御ユニット50とを有する。
嚥下機能データ測定ユニット20は、頸部装着型インターフェースであり、装着用フレーム22に音測定部30と、提示部40とを有する。装着用フレーム22は、両端が被測定部位に密着するようにほぼ楕円形状に湾曲した形状に成形されており、測定対象者(患者)の首外周に装着される。また、装着用フレーム22は、樹脂成型品であり、測定対象者の首の負担とならないように軽量化及び小型化が図られている。
[Configuration of swallowing function data measurement device]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a swallowing function data measuring device according to the present invention. As shown in FIG. 1, the swallowing function data measuring device 10 includes a swallowing function data measuring unit 20 and a control unit 50.
The swallowing function data measurement unit 20 is a neck wearing interface, and includes a sound measuring unit 30 and a presentation unit 40 in the wearing frame 22. The mounting frame 22 is formed in an approximately elliptical shape so that both ends thereof are in close contact with the measurement site, and is mounted on the outer circumference of the neck of the measurement subject (patient). Moreover, the mounting frame 22 is a resin molded product, and is reduced in weight and size so as not to be a burden on the neck of the measurement subject.

音測定部30は、装着用フレーム22の両端部の内側に設けられ、装着用フレーム22の弾性により測定対象者の首(頸部)の皮膚表面に接触するように保持される。また、音測定部30は、例えば、小型で音測定感度及び音質に優れたエレクトレットコンデンサ型マイクからなり、当該喉頭動作音に基づく音響信号(音データ)を出力する。また、音測定部30は、聴診器のように喉頭動作音以外の周辺の雑音を測定せず、測定対象者の喉頭動作音のみ効果的を測定することができる。   The sound measurement unit 30 is provided inside both ends of the mounting frame 22 and is held by the elasticity of the mounting frame 22 so as to contact the skin surface of the measurement subject's neck (neck). The sound measurement unit 30 is composed of, for example, an electret condenser microphone that is small and has excellent sound measurement sensitivity and sound quality, and outputs an acoustic signal (sound data) based on the laryngeal operation sound. Further, the sound measuring unit 30 can measure only the laryngeal motion sound of the measurement subject effectively without measuring the surrounding noise other than the laryngeal motion sound unlike the stethoscope.

提示部40は、装着用フレーム22の両端部の外側に設けられ、音測定部30により測定された喉頭動作音の音データに基づく測定結果を提示する。本実施例の提示部40は、例えば、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)などの発光部材からなり、嚥下動作の状態に応じて青色、緑色、赤色の各色に発光色を切り替えられる。尚、提示部40は、発光ダイオードの代わりに小型の液晶パネルを用いて、嚥下動作に応じた任意のシンボルマーク(例えば、○×△など)を表示して嚥下動作状態を報知する方式としても良い。   The presentation unit 40 is provided outside both ends of the wearing frame 22 and presents a measurement result based on sound data of the laryngeal operation sound measured by the sound measurement unit 30. The presentation unit 40 of the present embodiment is made of a light emitting member such as a light emitting diode (LED), and can switch the light emission color to each of blue, green, and red according to the state of the swallowing operation. Note that the presentation unit 40 may use a small liquid crystal panel instead of a light emitting diode to display an arbitrary symbol mark (for example, XX) according to the swallowing operation and notify the swallowing operation state. good.

制御ユニット50は、装着用フレーム22と別体に設けられ、信号線を介して音測定部30及び提示部40と接続されている。また、制御ユニット50は、利得増幅部60と、音データ解析部70と、判定部80と、メモリ90と、LED制御部100と、無線通信部110と、バッテリ120とを有する。
利得増幅部60は、音測定部30により検出された音データを任意の増幅率で増幅する。
The control unit 50 is provided separately from the mounting frame 22 and is connected to the sound measurement unit 30 and the presentation unit 40 via signal lines. The control unit 50 also includes a gain amplification unit 60, a sound data analysis unit 70, a determination unit 80, a memory 90, an LED control unit 100, a wireless communication unit 110, and a battery 120.
The gain amplifying unit 60 amplifies the sound data detected by the sound measuring unit 30 with an arbitrary amplification factor.

音データ解析部70は、音測定部30により測定された喉頭動作音の測定データ(音響信号)から喉頭蓋閉音、食塊通過音、喉頭蓋開音、嚥下異常音の各音データを解析する音データ解析手段である。また、音データ解析部70においては、食事以外として、例えば日常生活中、及び就寝中においても、音測定部30が喉頭動作音を測定することよりつばや痰の飲み込み発生回数(例えば1時間毎)などのモニタリングを行うことも可能である。   The sound data analyzing unit 70 analyzes sound data of the laryngeal closing sound, the bolus passing sound, the laryngeal opening sound, and the abnormal swallowing sound from the measurement data (acoustic signal) of the laryngeal movement sound measured by the sound measuring unit 30. Data analysis means. Further, in the sound data analysis unit 70, the number of occurrences of swallowing and sputum occurrence (for example, every hour) by the sound measurement unit 30 measuring the laryngeal motion sound other than meals, for example, in daily life and during sleeping. ) Etc. can also be monitored.

判定部80は、音データ解析部70により解析された喉頭蓋閉音、食塊通過音、喉頭蓋開音、嚥下異常音により食塊が食道を通過したか否かを判定する判定手段である。   The determination unit 80 is a determination unit that determines whether or not the bolus has passed through the esophagus by the epiglottis closing sound, the bolus passing sound, the epiglottis opening sound, and the abnormal swallowing sound analyzed by the sound data analysis unit 70.

メモリ90は、音測定部30により測定された測定データ及び音データ解析部70により解析された各音データ及び判定結果を記憶する記憶部である。   The memory 90 is a storage unit that stores measurement data measured by the sound measurement unit 30, each sound data analyzed by the sound data analysis unit 70, and a determination result.

LED制御部100は、音データ解析部70により解析された各音データに基づく判定結果を提示部40に提示させる制御手段であり、判定部80の判定結果に基づいて装着用フレーム22の両端に設けられた提示部40の発光部材(LED)を任意の発光色(例えば、青色、緑色、赤色)に発光させる。   The LED control unit 100 is a control unit that causes the presentation unit 40 to present a determination result based on each sound data analyzed by the sound data analysis unit 70, and is attached to both ends of the mounting frame 22 based on the determination result of the determination unit 80. The light emitting member (LED) of the provided presentation part 40 is made to light-emit in arbitrary luminescent colors (for example, blue, green, red).

無線通信部110は、音測定部30により測定された測定データ及び音データ解析部70により解析された各音データ及び判定結果を無線信号に変換して外部機器に出力する出力部である。また、無線通信部110の代わりに有線方式の通信部を設けても良い。   The wireless communication unit 110 is an output unit that converts measurement data measured by the sound measurement unit 30 and each sound data analyzed by the sound data analysis unit 70 and a determination result into a radio signal and outputs the result to an external device. Further, a wired communication unit may be provided instead of the wireless communication unit 110.

バッテリ120は、充電式バッテリからなり、各部への電源供給源である。また、音データ解析部70及び判定部80は、CPU(中央演算処理部)からなる制御部130に設けられており、予め入力された各制御プログラムに基づいて各音データの解析処理、判定処理を行う。
音データ解析部70は、測定データの周波数と周期との差違に基づいて測定データに含まれる喉頭蓋閉音、食塊通過音、喉頭蓋開音、嚥下異常音を抽出し、測定データに含まれる有意音データと無音データとに分類し、無音データが予め設定された所定時間経過した場合に、有意音データから喉頭蓋閉音、食塊通過音、喉頭蓋開音、嚥下異常音を解析する。
The battery 120 is a rechargeable battery and is a power supply source to each unit. The sound data analysis unit 70 and the determination unit 80 are provided in a control unit 130 including a CPU (central processing unit), and each sound data is analyzed and determined based on each control program input in advance. I do.
The sound data analysis unit 70 extracts the epiglottis closing sound, the bolus passing sound, the epiglottis opening sound, and the swallowing abnormal sound included in the measurement data based on the difference between the frequency and the period of the measurement data, and the significant sound included in the measurement data. The sound data is classified into sound data and silence data, and when the predetermined time elapses after the silence data has been set in advance, the epiglottis closing sound, the bolus passing sound, the laryngeal opening sound, and the abnormal swallowing sound are analyzed from the significant sound data.

また、音データ解析部70は、嚥下機能演算部72と、音判別部74とを有する。嚥下機能演算部72は、有意音データから嚥下動作音を抽出し、嚥下時間を演算する嚥下機能演算手段である。音判別部74は、有意音データの波形データを周波数解析データに変換し、周波数解析データの特定周波数におけるスペクトル強度に基づいて、嚥下機能音、咳き、音声の何れかを判別する音判別手段である。
〔制御ユニット50の処理手順〕
図2Aは嚥下機能データ測定ユニット20の外観形状と制御ユニット50の処理手順を示す図である。図2Bは嚥下機能データ測定ユニット20の装着状態を示す図である。図2A及び図2Bに示されるように、嚥下機能データ測定ユニット20は、測定対象者の首に装着され、装着用フレーム22の端部内側に設けられた音測定部30を頸部の被測定部位に密着させる。
The sound data analysis unit 70 includes a swallowing function calculation unit 72 and a sound determination unit 74. The swallowing function calculator 72 is a swallowing function calculator that extracts swallowing operation sounds from the significant sound data and calculates swallowing time. The sound discriminating unit 74 is a sound discriminating unit that converts the waveform data of significant sound data into frequency analysis data and discriminates any of swallowing function sound, cough, and voice based on the spectrum intensity at a specific frequency of the frequency analysis data. is there.
[Processing procedure of control unit 50]
FIG. 2A is a diagram illustrating an appearance shape of the swallowing function data measurement unit 20 and a processing procedure of the control unit 50. FIG. 2B is a diagram showing a wearing state of the swallowing function data measurement unit 20. As shown in FIGS. 2A and 2B, the swallowing function data measurement unit 20 is mounted on the neck of the measurement subject, and the sound measurement unit 30 provided on the inner side of the end of the mounting frame 22 is measured on the neck. Adhere to the site.

音測定部30により検出された咽喉動作に伴う音響信号(音データ)は、制御ユニット50に供給される。ここで、制御ユニット50が実行する嚥下機能データ測定方法の手順について説明する。図2Aの手順1では、音測定部30により10kHzのサンプリングレートで音計測を行う。音測定部30から入力される音響信号は、利得増幅部60により任意の増幅率(例えば200倍)で増幅される。   The acoustic signal (sound data) accompanying the throat movement detected by the sound measuring unit 30 is supplied to the control unit 50. Here, the procedure of the swallowing function data measurement method executed by the control unit 50 will be described. In the procedure 1 of FIG. 2A, the sound measurement unit 30 performs sound measurement at a sampling rate of 10 kHz. The acoustic signal input from the sound measurement unit 30 is amplified by the gain amplification unit 60 at an arbitrary amplification factor (for example, 200 times).

手順2では、増幅された音データを入力された制御ユニット50において、音データの蓄積及び音データに含まれる各音の解析及び特徴抽出を逐次行う。   In the procedure 2, the control unit 50 to which the amplified sound data is inputted sequentially stores sound data, analyzes each sound included in the sound data, and extracts features.

手順3では、音データの解析により抽出されたパラメータ(判定結果)に基づいて提示部40の発光色を切替ながら嚥下動作音に応じて任意の発光色を所定時間間隔で発光させる。   In procedure 3, an arbitrary emission color is emitted at a predetermined time interval according to the swallowing operation sound while switching the emission color of the presentation unit 40 based on the parameter (determination result) extracted by the analysis of the sound data.

図2Cは複数の嚥下機能データ測定装置10〜10と管理コンピュータ220とが嚥下機能データ測定システム200を形成していることを模式的に示す図である。図2Cに示されるように、嚥下機能データ測定システム200は、複数の嚥下機能データ測定装置10〜10と管理コンピュータ220とがネットワーク250を介して通信可能に接続される。複数の嚥下機能データ測定装置10〜10では、測定対象者から測定した音データを逐次無線通信部110より送信しており、送信された音データはネットワーク250に接続された通信装置210で受信される。そして、管理コンピュータ220は、通信装置210から入力された音データ(各嚥下機能データ測定装置10〜10で測定されたデータ)を時系列的データとしてデータベース230に格納する。 FIG. 2C is a diagram schematically showing that a plurality of swallowing function data measuring devices 10 1 to 10 n and a management computer 220 form a swallowing function data measuring system 200. As shown in FIG. 2C, in the swallowing function data measurement system 200, a plurality of swallowing function data measuring devices 10 1 to 10 n and a management computer 220 are communicably connected via a network 250. The plurality of swallowing function data measuring devices 10 1 to 10 n sequentially transmit sound data measured from the measurement subject from the wireless communication unit 110, and the transmitted sound data is transmitted by the communication device 210 connected to the network 250. Received. Then, the management computer 220 stores the sound data (data measured by the swallowing function data measuring devices 10 1 to 10 n ) input from the communication device 210 in the database 230 as time series data.

さらに、管理コンピュータ220は、看護士ステーションあるいは医師の部屋などに設置されたモニタ240に、各患者A〜Fから測定された音データの解析により抽出されたパラメータ(判定結果)に基づく発光色(青色、緑色、赤色)の判定マークを表示する。モニタ240は、患者と異なる部屋に設置されているので、看護士が患者から離れた場所にいても各患者の嚥下機能をリアルタイムで確認することが可能になる。
〔嚥下機能及び嚥下機能データの測定方法について〕
図3Aは口腔の内部及び空気吸込み機能を説明するための縦断面図である。図3Aに示されるように、口腔300と鼻腔310とが連通する咽喉320には、気道330を開閉する喉頭蓋340が設けられている。通常、気道330は、呼吸を行うため、開放されている。
Furthermore, the management computer 220 emits light colors (based on parameters (determination results) extracted by analysis of sound data measured from the patients A to F on a monitor 240 installed in a nurse station or a doctor's room). (Blue, green, red) judgment marks are displayed. Since the monitor 240 is installed in a room different from the patient, the swallowing function of each patient can be confirmed in real time even when the nurse is away from the patient.
[How to measure swallowing function and swallowing function data]
FIG. 3A is a longitudinal sectional view for explaining the inside of the oral cavity and the air suction function. As shown in FIG. 3A, the throat 320 where the oral cavity 300 communicates with the nasal cavity 310 is provided with a epiglottis 340 that opens and closes the airway 330. Normally, the airway 330 is open for breathing.

図3Bは口腔の内部及び嚥下機能を説明するための縦断面図である。図3Bに示されるように、食物を胃に運ぶ際は、喉頭蓋340が気道330の開口を塞ぐと共に、口腔300からの食塊が食道350に運ばれる。このように、喉頭蓋340は、呼吸するとき(図3A参照)と食塊を胃に運ぶとき(図3B参照)の動作状態が異なり、気道330を開または閉とすることによって音が異なる。   FIG. 3B is a longitudinal sectional view for explaining the inside of the oral cavity and the swallowing function. As shown in FIG. 3B, when carrying food to the stomach, the epiglottis 340 blocks the opening of the airway 330 and the bolus from the oral cavity 300 is carried to the esophagus 350. Thus, the epiglottis 340 has a different operating state when breathing (see FIG. 3A) and when carrying the bolus to the stomach (see FIG. 3B), and the sound varies depending on whether the airway 330 is opened or closed.

従って、嚥下機能データ測定装置10では、喉頭蓋340の開閉動作に伴う動作音(音データ)を嚥下機能データとして測定する。すなわち、音測定部30は、輪状軟骨直下気道外側上付近の測定位置Pにおいて、食塊を嚥下する際の嚥下音や嚥下前後の呼吸音を取得し、嚥下異常音となる気道狭窄音や唾液、痰などの貯留音、嚥下音の長さを測定する。そして、制御ユニット50において当該測定された音データの時間的長さから嚥下障害の程度を推定する。   Therefore, the swallowing function data measuring apparatus 10 measures the operation sound (sound data) accompanying the opening / closing operation of the epiglottis 340 as swallowing function data. That is, the sound measurement unit 30 acquires the swallowing sound when swallowing the bolus and the breathing sound before and after swallowing at the measurement position P near the outer upper side of the airway directly below the cricoid cartilage, and the airway stenosis sound and saliva that become swallowing abnormal sounds Measure the length of stored sound such as sputum and swallowing sound. Then, the degree of dysphagia is estimated from the time length of the measured sound data in the control unit 50.

図4は嚥下動作による音データの一例を示す波形図である。図4に示されるように、嚥下音の音データは、上記測定位置に配置された音測定部30により測定され、喉頭蓋340が気道330を閉じる喉頭蓋閉音iと、食塊通過音iiと、喉頭蓋340が気道330を開く喉頭蓋開音iiiとが時系列的に連続する音データとして測定される。
〔音データの解析手法について〕
嚥下機能データ測定装置10では、嚥下動作音とその他の咳きや、患者自身の声とを判別するため、周波数特徴を用いることが有用であるが、実時間応答性(レスポンス)も重要であるので、時間領域の情報も利用する。
FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of sound data by the swallowing operation. As shown in FIG. 4, the sound data of the swallowing sound is measured by the sound measuring unit 30 arranged at the measurement position, and the epiglottis closing sound i where the epiglottis 340 closes the airway 330, the bolus passing sound ii, The epiglottis sound iii in which the epiglottis 340 opens the airway 330 is measured as sound data continuous in time series.
[Sound data analysis method]
In the swallowing function data measurement device 10, it is useful to use frequency characteristics in order to distinguish swallowing operation sounds from other coughs and the patient's own voice, but real-time responsiveness (response) is also important. Time domain information is also used.

そこで、音データ解析部70においては、嚥下動作音の判別処理を効率よく行うため、ウェーブレット変換により解析を行う。窓関数には、ガウス窓を用いる。   Therefore, the sound data analysis unit 70 performs analysis by wavelet transform in order to efficiently perform the swallowing operation sound discrimination process. A Gaussian window is used as the window function.

Figure 0005952536
ウェーブレット変換式は、上記式(1)(2)のように表せる。ここで、f(t)は元信号データ、C(a,b)は周波数成分である。係数a,bは窓関数のサイズを表わす係数であり、係数aは窓幅スケール係数、係数bは時間方向に波をシフトさせる時間シフト係数である。ここでは、窓幅スケール係数aは、32段階のスケールで解析を行うように設定される。
〔嚥下機能解析制御処理のアルゴリズムについて〕
図5は制御装置が実行する嚥下機能解析制御処理を説明するためのフローチャートである。図5に示されるように、制御ユニット50では、音測定部30により測定された音データをAD変換した後、当該変換された測定データの蓄積を行う。すなわち、一定数の音データをメモリ70に格納すると、測定された音データの読み込みを行うと共に、音データの解析を行う。
Figure 0005952536
The wavelet transform equation can be expressed as the above equations (1) and (2). Here, f (t) is the original signal data, and C (a, b) is the frequency component. The coefficients a and b are coefficients representing the size of the window function, the coefficient a is a window width scale coefficient, and the coefficient b is a time shift coefficient for shifting the wave in the time direction. Here, the window width scale coefficient a is set so that the analysis is performed with a scale of 32 steps.
[Algorithm of swallowing function analysis control processing]
FIG. 5 is a flowchart for explaining swallowing function analysis control processing executed by the control device. As shown in FIG. 5, the control unit 50 performs AD conversion on the sound data measured by the sound measurement unit 30, and then stores the converted measurement data. That is, when a certain number of sound data is stored in the memory 70, the measured sound data is read and the sound data is analyzed.

本実施例では、まずS11で音測定部30により測定された音データを取得する。S12において、音測定部30からの入力電圧が一定値aを超えた場合(YESの場合)、S13に進み、有意音データeとして測定値をメモリ70に格納し、S11の処理に戻る。また、上記S12において、音測定部30からの入力電圧が一定値aを超えない場合(NOの場合)、S14に進み、無音データとして測定値をメモリ70に格納する。   In the present embodiment, first, sound data measured by the sound measuring unit 30 in S11 is acquired. In S12, when the input voltage from the sound measuring unit 30 exceeds the predetermined value a (in the case of YES), the process proceeds to S13, the measured value is stored in the memory 70 as the significant sound data e, and the process returns to S11. In S12, when the input voltage from the sound measuring unit 30 does not exceed the constant value a (in the case of NO), the process proceeds to S14, and the measured value is stored in the memory 70 as silence data.

続いて、S15では、有意音データ数eが0以下、あるいは無音データ数nが有意音データ決定無音時間t以下の場合(NOの場合)、S16に進む。S16では、有意音データ数eが0、及び無音データ数nが無音データ決定無音時間t以下の場合(YESの場合)、S17に進み、無音データ数nをクリアしてS11の処理に戻る。また、S16において、有意音データ数eが0でない、又は無音データ数nが無音データ決定無音時間t以下でない場合(NOの場合)、無音データ数nをクリアせずにS11の処理に戻る。 Subsequently, in S15, a significant sound data number e is 0 or less, or silence data number n significant sound data determined silence t 0 in the following cases (case of NO), the process proceeds to S16. In S16, the significant sound data number e is 0, and if silent data the number n is less than or equal to the silence data determined silent time t 1 (the case of YES), the process proceeds to S17, the process returns to S11 to clear the silence data number n . Further, in S16, a significant sound data number e is not 0, or if silence data number n is not silent data determined silence t 1 or less (in the case of NO), the process returns to S11 without clearing the silent data number n .

また、S15において、有意音データ数eが0以上、及び無音データ数nが有意音データ決定無音時間t以上の場合(YESの場合)、S18に進む。 Further, in S15, a significant sound data number e is 0 or more, and silent data number when n is determined silent time t 0 or more significant sound data (in the case of YES), the process proceeds to S18.

すなわち、S13では、メモリ70に格納された音データから嚥下、咳き、発声の何れかの可能性のある音を有意音データeとして記録し、S14ではノイズまたは入力音声のない信号を無音データとしてラベリングし、それぞれのデータ群の数を記録する。   That is, in S13, a sound that may be swallowed, coughed or uttered is recorded as significant sound data e from the sound data stored in the memory 70, and in S14, a signal without noise or input sound is recorded as silence data. Label and record the number of each data group.

また、S15で有意音データの後にt秒間分の無音データが確認された場合、嚥下または咳き、発声が終了したとみなし、S18で有意音データ全体に対し、ウェーブレット変換を行い、周波数特徴を算出し、測定された音データの波形情報から嚥下、咳き、発声などの時間区間を同定する。 Also, if t 0 seconds of silent data is checked after significant sound data in S15,-out swallowing or coughing, it is considered that utterance has been completed, to significant sound entire data in S18, performs a wavelet transform, the frequency characteristic Calculate and identify time intervals such as swallowing, coughing, and vocalization from the waveform information of the measured sound data.

ここで、t秒間の無音区間を使用するのは、嚥下音の前後では、嚥下時無呼吸時間が続くため、嚥下動作音データの後には、無音データが続くことが分かっている。そのため、その時間t=0.2秒とし、嚥下終了の判断基準とする。 Here, it is known that the silence period of t 0 seconds is used because the apnea time during swallowing continues before and after the swallowing sound, and therefore the silence data continues after the swallowing operation sound data. Therefore, the time t 0 = 0.2 seconds is used as a criterion for the end of swallowing.

S18では、有意音データから嚥下動作音データ、咳き音データ、発声データ、嚥下異常音データを解析、抽出し、S19では上記解析結果に基づいて嚥下、咳き、発声、異常の何れかを判断する。   In S18, swallowing movement sound data, coughing sound data, vocalization data, and abnormal swallowing sound data are analyzed and extracted from the significant sound data, and in S19, any of swallowing, coughing, vocalization, or abnormality is determined based on the analysis result. .

尚、嚥下異常音データとしては、嚥下時間が通常より長く測定された場合の音データ、誤嚥(嚥下障害)の動作音が測定された場合の音データであり、気道に食塊が流入してむせた場合の音データ、あるいは誤嚥に気付かない場合、すなわち、喉頭蓋340が気道330を開いた状態で食塊の通過音が検出された場合の音データなどを含む。   The abnormal swallowing sound data includes sound data when the swallowing time is measured longer than usual and sound data when the aspiration (dysphagia) movement sound is measured. Sound data in the case of being swallowed, or sound data when a passing sound of a bolus is detected when the epiglottis 340 opens the airway 330, or the like.

続いて、S20に進み、提示部40の発光部材(LED)を上記S19の判断結果に応じた発光色で発光させる。例えば、測定開始時は青色、正常な嚥下時は緑色、異常時(誤嚥)は赤色に発光させる。また、嚥下異常音データが所定時間以上続く場合には、誤嚥になる可能性が高いので、赤色の発光と消灯とを繰り返す点滅状態に切り替えて報知しても良い。このように、当該測定対象者の周囲の人(医師、介護士、介護ヘルパ、家族)が提示部40の発光色をみることで、容易に嚥下動作が正常に行われているか、あるいは誤嚥が起きているのかをその場で確認できる。   Then, it progresses to S20 and makes the light emission member (LED) of the presentation part 40 light-emit with the light emission color according to the judgment result of said S19. For example, light is emitted in blue at the start of measurement, green in normal swallowing, and red in abnormal (aspiration). In addition, when abnormal swallowing sound data continues for a predetermined time or longer, there is a high possibility of accidental swallowing, and therefore it may be notified by switching to a blinking state in which red light emission and light extinction are repeated. As described above, the person around the subject to be measured (doctor, caregiver, care helper, family) can easily see that the swallowing operation is normally performed or the aspiration is observed by observing the emission color of the presentation unit 40. You can check if this is happening on the spot.

次のS21では、S19の判断結果を管理コンピュータ220に送信し、別室のモニタ240にも各測定対象者の判断結果を表示させる。この後は、S11の処理に戻る。また、S19の後、S22に進み、有意音データ数eをクリアしてS11の処理に戻る。
〔音測定部の測定位置の評価〕
頸部での嚥下音測定位置は、嚥下運動に伴う生理的活動上、輪状軟骨の近くの気道外側に設置するのが望ましいが、測定対象者の体格や日常の体の動作により毎回同じ位置での測定が難しい。そこで、音測定部30の測定位置の差違による信号強度や周波数特性に与える影響を検証する。
In the next S21, the determination result of S19 is transmitted to the management computer 220, and the determination result of each measurement subject is displayed on the monitor 240 in another room. After this, the process returns to S11. In addition, after S19, the process proceeds to S22, the number of significant sound data e is cleared, and the process returns to S11.
[Evaluation of measurement position of sound measurement unit]
The swallowing sound measurement position at the neck is preferably placed outside the airway near the cricoid cartilage due to physiological activities associated with swallowing movements, but at the same position every time depending on the physique of the subject and daily body movements. Is difficult to measure. Therefore, the influence on the signal intensity and frequency characteristics due to the difference in the measurement position of the sound measurement unit 30 is verified.

図6Aは嚥下動作の音測定位置a〜fを示す図である。図6Aに示されるように、例えば、頸部の6箇所(a〜f点)に音測定部30を位置させた状態で音データを測定する。   FIG. 6A is a diagram illustrating sound measurement positions a to f of the swallowing operation. As shown in FIG. 6A, for example, sound data is measured in a state where the sound measuring unit 30 is located at six locations (points a to f) of the neck.

図6Bは嚥下動作音の発生源となる輪状軟骨気道外側の測定位置Pを示す図である。図6bに示す測定位置Pは、喉頭蓋340が動作する位置に対応している。音測定部30は、望ましくは測定位置Pの位置となるように嚥下機能データ測定ユニット20の装着位置を調整することで喉頭蓋340による嚥下動作音をより音質良く測定可能となる。しかしながら、実際には、測定対象者が体の向きを変えたり、運動をした場合には、音測定部30の位置がずれることがある。その場合、上記各測定位置a〜fでの測定が可能か否かを検証したところ次のような実験結果が得られた。   FIG. 6B is a diagram showing a measurement position P on the outer side of the cricoid cartilage airway that is a generation source of the swallowing operation sound. The measurement position P shown in FIG. 6b corresponds to the position where the epiglottis 340 operates. The sound measurement unit 30 can measure the swallowing operation sound by the epiglottis 340 with better sound quality by adjusting the mounting position of the swallowing function data measurement unit 20 so that it is desirably the position of the measurement position P. However, actually, when the measurement subject changes the direction of the body or exercises, the position of the sound measurement unit 30 may be shifted. In that case, when it was verified whether or not the measurement at each of the measurement positions a to f was possible, the following experimental results were obtained.

図7A〜図7Fはそれぞれ各測定位置a〜fで測定された音データの周波数特性を示す図である。図7A〜図7Fに示す周波数特性を比較すると、各測定位置a〜fでの周波数特性の波形特徴はほぼ同じである。また、後側の測定位置e、fでは、気道330及び食道350から距離があり、且つ筋活動により音データの測定が阻害される。また、測定位置a、dでの測定結果が鮮明であるので、上記6箇所の中では上側の測定位置a、dが望ましいことが分かる。しかしながら、前側の測定位置b、cでも良好な測定結果が得られることから、測定位置に対して大きな制約を設けずとも嚥下動作音を正確に測定することは可能であることが分かる。   7A to 7F are diagrams showing frequency characteristics of sound data measured at the respective measurement positions a to f. Comparing the frequency characteristics shown in FIGS. 7A to 7F, the waveform characteristics of the frequency characteristics at the respective measurement positions a to f are almost the same. At the rear measurement positions e and f, there is a distance from the airway 330 and the esophagus 350, and the measurement of sound data is hindered by muscle activity. In addition, since the measurement results at the measurement positions a and d are clear, it can be seen that the upper measurement positions a and d are desirable among the six locations. However, since good measurement results can be obtained at the front measurement positions b and c, it can be seen that it is possible to accurately measure the swallowing operation sound without providing a large restriction on the measurement position.

従って、嚥下機能データ測定ユニット20においては、装着用フレーム22の両端内側に配された音測定部30が測定対象者の上記測定位置a〜fのうちできるだけ測定位置a,dで嚥下動作音を測定できるように装着用フレーム22の寸法及び形状を決めることが望ましい。
〔嚥下動作音の抽出方法〕
嚥下機能データ測定装置10は、使用環境を病院等の治療施設や介護施設に限るものではなく、自宅での在宅治療や在宅介護を受ける日常生活空間で測定対象者に装着して音データの測定することも想定されている。そのため、測定される音データには、食事中であっても嚥下動作音のみならず、会話などの生活雑音も含まれる。
Therefore, in the swallowing function data measurement unit 20, the sound measuring unit 30 disposed inside both ends of the wearing frame 22 generates swallowing operation sounds at the measurement positions a and d as much as possible among the measurement positions a to f of the measurement subject. It is desirable to determine the size and shape of the mounting frame 22 so that it can be measured.
[Method of extracting swallowing sound]
The swallowing function data measurement device 10 is not limited to a treatment facility such as a hospital or a care facility, and the sound data measurement device 10 is mounted on a measurement subject in a daily living space where home treatment or home care is performed at home. It is also assumed that Therefore, the measured sound data includes not only swallowing operation sounds but also daily noises such as conversation even during meals.

また、咳きなどの生理現象は、嚥下動作音と区別する際の余分な因子となるが、嚥下障害者における食事中の咳きの発生は、嚥下障害の状態を判断するうえで重要である。そこで、音測定部30により嚥下、咳き、会話(音声)を含む音データを測定し、それぞれの周波数特性の差違と、信号強度を離散化する指標であるパルス数を用いて比較する。   In addition, physiological phenomena such as cough are an extra factor in distinguishing them from swallowing movement sounds, but the occurrence of cough during meals in dysphagia patients is important for determining the state of dysphagia. Therefore, sound data including swallowing, coughing, and conversation (speech) is measured by the sound measuring unit 30 and compared using the difference in frequency characteristics and the number of pulses as an index for discretizing the signal intensity.

音データのパルス数は、入力信号s[k]の値が設定した閾値θを越えた回数であり、例えば、本実施例ではθ=0.5に設定する。   The number of pulses of the sound data is the number of times that the value of the input signal s [k] exceeds the set threshold value θ. For example, in this embodiment, θ = 0.5 is set.

図8A、図8B、図9A、図9B、図10A、図10Bに、嚥下動作音、咳き、発声の音データの波形とウェーブレット変換により解析した結果を示す。図8Aに示されるように、嚥下動作音は、喉頭蓋340が気道330を閉じる喉頭蓋閉音A1、食塊が喉を通過する食塊通過音A2、喉頭蓋340が気道330を開く喉頭蓋開音A3の3つの音A1〜A3が時系列的に連続する音データとして測定される。そのため、上記嚥下動作音A1〜A3は、咳きA4や発声A5の音響波形に比べて時間的に不連続になるという特徴を有する。これは、各測定対象者によって個人差があるが、喉頭蓋340を開閉させる筋力の低下や脳からの指令に対する反応神経系統の低下による喉頭蓋340の動作遅れが伴うためである。   8A, FIG. 8B, FIG. 9A, FIG. 9B, FIG. 10A, and FIG. 10B show the waveforms of the swallowing operation sound, coughing, and utterance sound data, and the results of wavelet transform analysis. As shown in FIG. 8A, the swallowing operation sound includes the epiglottis closing sound A1 in which the epiglottis 340 closes the airway 330, the bolus passing sound A2 in which the bolus passes through the throat, and the epiglottis opening sound A3 in which the epiglottis 340 opens the airway 330. Three sounds A1 to A3 are measured as sound data continuous in time series. Therefore, the swallowing operation sounds A1 to A3 are characterized by being discontinuous in time as compared with the acoustic waveforms of cough A4 and utterance A5. This is because although there are individual differences depending on each measurement subject, there is a delay in the operation of the epiglottis 340 due to a decrease in muscle strength that opens and closes the epiglottis 340 and a decrease in the nervous system that responds to commands from the brain.

そこで、一定時間τにおけるパルス数P[τ]とし、元信号をs(t)、サンプリング周期をTsとすると、時刻tにおける一定時間τ間のパルス数P[τ]は、以下の式(3)のように表せる。   Therefore, assuming that the number of pulses P [τ] at a certain time τ, the original signal is s (t), and the sampling period is Ts, the number of pulses P [τ] at a certain time τ at time t is expressed by the following equation (3) ).

Figure 0005952536
例えば、上記一定時間をτ=100(msec)としてパルス数を計測したところ、嚥下動作音では、P[τ]=100程度、咳きではP[τ]=190程度、発声ではおおむねP[τ]=250以上(発声の言葉によって異なる)となる実験結果が得られた。
Figure 0005952536
For example, when the number of pulses is measured with τ = 100 (msec) as the fixed time, P [τ] = 100 for swallowing operation sounds, P [τ] = 190 for coughing, and P [τ] for utterances. == 250 or more (depending on the language of utterance).

一方、ウェーブレット変換により解析結果をみると、嚥下動作音の周波数解析データ(図8B参照)は、4000Hz付近の周波数領域B1でスペクトル強度が強く、咳きの周波数解析データ(図9B参照)は、4000Hz付近の周波数領域B2と、2000Hz付近の周波数領域B3と、咳きの開始、終点の周波数領域B4、B5でのスペクトル強度が強いことが分かる。   On the other hand, when the analysis result is seen by wavelet transform, the frequency analysis data (see FIG. 8B) of the swallowing movement sound has a strong spectrum intensity in the frequency region B1 near 4000 Hz, and the frequency analysis data of the cough (see FIG. 9B) is 4000 Hz. It can be seen that the spectrum intensity is strong in the frequency region B2 in the vicinity, the frequency region B3 in the vicinity of 2000 Hz, and the frequency regions B4 and B5 at the start and end points of coughing.

また、発声時のデータ(図10B参照)は、発声内容や各人の個人差があるものの嚥下動作音のデータ(図8B参照)、咳きのデータ(図9B参照)と比べて4000Hz付近の高周波帯のスペクトル強度が弱く、スペクトル強度のピークは500Hz以下の周波数領域B6に集中することが分かる。   Further, the data at the time of utterance (see FIG. 10B) is a high frequency around 4000 Hz compared to the data of swallowing movement sound (see FIG. 8B) and cough data (see FIG. 9B), although there are utterance contents and individual differences among individuals. It can be seen that the spectral intensity of the band is weak and the peak of the spectral intensity is concentrated in the frequency region B6 of 500 Hz or less.

また、嚥下動作音のデータ(図8B参照)と咳きのデータ(図9B参照)とを比較すると、咳き区間では、初期段階で500Hz付近のスペクトルのピークが現れることが多い。さらに、発声区間(図10B参照)では、嚥下動作音よりも1500Hz付近の周波数領域B7におけるスペクトル強度が大きいことが分かる。   Further, when comparing swallowing motion sound data (see FIG. 8B) and cough data (see FIG. 9B), a peak of a spectrum near 500 Hz often appears in the cough period in the initial stage. Furthermore, it can be seen that in the utterance section (see FIG. 10B), the spectral intensity in the frequency region B7 near 1500 Hz is greater than the swallowing operation sound.

これらの実験結果より、嚥下、咳き、発声区間では、波形や周波数にそれぞれ特有の特徴があることから、各データの周波数領域B1〜B7を指標化することで信号処理による事象の判別が可能になる。また、これと同様に、周波数特性に基づいて嚥下異常音の有無を判別することも可能である。
〔高齢者と若年者との嚥下時間の比較〕
嚥下障害の無い正常な若年健常者と嚥下障害の可能性のある高齢者との嚥下動作音の比較を行った結果を図11A〜図11H及び図12A〜図12Cに示す。
From these experimental results, the swallowing, coughing, and vocalization sections have unique characteristics in the waveform and frequency, respectively, and it is possible to discriminate events by signal processing by indexing the frequency regions B1 to B7 of each data. Become. Similarly, it is also possible to determine the presence or absence of abnormal swallowing sounds based on the frequency characteristics.
[Comparison of swallowing time between elderly and young]
11A to 11H and FIGS. 12A to 12C show the results of comparison of swallowing motion sounds between a normal young healthy person who has no dysphagia and an elderly person who may have a dysphagia.

図11A〜図11Hに示されるように、高齢者A〜Hの場合、各人の嚥下時間が0.4〜0.8秒にばらつくものの、図12A〜図12Cに示されるように、若年者I〜Kの嚥下時間0.3秒よりも比較的長いことが分かる。さらに、各個人の嚥下時間の測定結果をみても試行回数によって若年者のばらつきが少なくほぼ同じ時間であるのに対して、高齢者の嚥下時間のばらつきが試行回数によって大きいことも分かる。これらのことから嚥下障害があると、嚥下時間が0.4秒以上に長くなるとと共に、回数によって嚥下時間に差が生じることも明らかである。   As shown in FIGS. 11A to 11H, in the case of elderly people A to H, the swallowing time of each person varies from 0.4 to 0.8 seconds, but as shown in FIGS. 12A to 12C, young people It can be seen that the swallowing time of I to K is relatively longer than 0.3 seconds. Furthermore, it can also be seen from the measurement results of each individual's swallowing time that the variation in the swallowing time of the elderly is large depending on the number of trials, while the variation of the younger person is almost the same with little variation depending on the number of trials. From these facts, it is clear that when there is a dysphagia, the swallowing time becomes longer than 0.4 seconds and the swallowing time varies depending on the number of times.

また、高齢者の中には、非常に長い嚥下の後にむせる場合があり、あるいは短い嚥下を繰り返す場合もあった。これは、嚥下の際に飲み込みが上手くいかず、図3Bに示すように食塊が口腔300内に残留し、残留物を食道350に押し込むため、反射的に嚥下運動が行われた現象と推測される。このような口腔300内への食塊の残留や嚥下のタイミングのずれは誤嚥(嚥下障害)の原因となるので、検知されることが望まれている。   In addition, some elderly people may have a long swallow, or may repeat short swallows. This is presumed to be a phenomenon in which swallowing movement was performed reflexively because swallowing did not go well during swallowing, and the bolus remained in the oral cavity 300 and pushed the residue into the esophagus 350 as shown in FIG. 3B. Is done. Such residual bolus in the oral cavity 300 and a shift in swallowing timing cause aspiration (dysphagia), and it is desired to be detected.

そこで、嚥下時間だけでなく嚥下時間中の第2段階、つまり食塊が食道を通過するまでの時間も評価指標として使用することにする。嚥下のタイミングの判定方法としては、図13に示されるように、嚥下動作音を構成する嚥下動作音i〜iiiのうち、中間の第2段階の食塊通過音iiを判定基準に用いる。   Therefore, not only the swallowing time but also the second stage during the swallowing time, that is, the time until the bolus passes through the esophagus is used as an evaluation index. As a method for determining the timing of swallowing, as shown in FIG. 13, among the swallowing operation sounds i to iii constituting the swallowing operation sound, the middle second stage bolus passing sound ii is used as a determination criterion.

嚥下動作全体の嚥下時間をTとし、食道通過音iiの中間時間までの時間をTとすると、嚥下−食道通過時間比T/Tを評価関数として設定する。ここで、図11A〜図11Hに示す高齢者A〜Hの実験結果(嚥下時間)と、図12A〜図12Cに示す若年者I〜Kの実験結果(嚥下時間)に対し、上記評価関数T/Tで評価を行った例を表1、表2に示す。 Swallowing time for the entire swallowing operation and T 1, when the time until the intermediate time of the esophagus passing sound ii and T 2, swallowing - sets the esophagus passing time ratio T 2 / T 1 as an evaluation function. Here, the evaluation function T for the experimental results (swallowing time) of the elderly persons A to H shown in FIGS. 11A to 11H and the experimental results (swallowing time) of the young persons I to K shown in FIGS. 12A to 12C. Table 1 is an example of the evaluation at 2 / T 1, are shown in Table 2.

Figure 0005952536
表1に示すように若年者の場合、嚥下時間Tが0.29秒〜0.32秒の範囲で変動するものの評価関数値T/Tは0.47〜0.52となる。
Figure 0005952536
As shown in Table 1, in the case of a young person, the evaluation function value T 2 / T 1 is 0.47 to 0.52 although the swallowing time T 1 varies in the range of 0.29 seconds to 0.32 seconds.

Figure 0005952536
表2に示されるように、高齢者の場合、嚥下時間Tが0.39秒〜0.82秒と変動幅が大きいので、評価関数T/Tは、0.32〜0.66となる。このように、高齢者と若年者との評価関数T/Tを比較しても差違があることが分かる。このように、前述した図1の音データ解析部130及び図5のS18のデータ解析処理において、嚥下時間Tと嚥下−食道通過時間比からなる評価関数T/Tに基づいて嚥下障害の有無を判定することが可能になる。
Figure 0005952536
As shown in Table 2, when the elderly, since swallowing time T 1 is a large variation range 0.39 seconds ~0.82 seconds, the evaluation function T 2 / T 1 is 0.32 to 0.66 It becomes. Thus, it can be seen that there is a difference even if the evaluation functions T 2 / T 1 of the elderly and the young are compared. Thus, in the sound data analysis unit 130 of FIG. 1 and the data analysis process of S18 of FIG. 5 described above, dysphagia is based on the evaluation function T 2 / T 1 composed of the swallowing time T 1 and the swallowing-esophageal passage time ratio. It becomes possible to determine the presence or absence of.

また、本実施例では、前述したように各区間と区間との間には、無音データが0.2秒以上あることを想定して嚥下、咳き、発声を区別するシステムであるため、例えば、咳きと発声のタイミングが重なったときは、各区間の境目を認識することが難しい。   In addition, in the present embodiment, as described above, since it is a system that distinguishes swallowing, coughing, and utterance on the assumption that there is silence data of 0.2 seconds or more between each section, for example, When coughing and voicing timing overlap, it is difficult to recognize the boundaries of each section.

しかしながら、嚥下と咳きまたは発声が重なったときは、嚥下時の呼吸が止まり、無呼吸となる時間帯(例えば、0.2秒)が嚥下の前後にあることから嚥下動作音と咳き及び発声とを区別することは可能である。従って、前述したように、各周波数特性データの周波数領域B1〜B7を指標化して音測定部30により測定した音データから嚥下動作音、咳き、発声を解析して認識することが可能であるので、前述した図1の判定部80及び図5のS19の判断処理における解析結果に基づいて、判定された状態に対応する発光色を提示部40に発光させて周囲の人(医師、看護士、介護ヘルパ、家族など)に当該測定対象者の状態を報知できる。
図14は嚥下動作音測定による情報提示までの時間処理を示す図である。図14に示されるように、嚥下機能データ測定装置10では、測定開始時は提示部40が青色に発光される。そして、正常な嚥下時は、解析後に提示部40が緑色に発光され、異常時は赤色に発光させて周囲の人に報知する。
However, if swallowing and coughing or vocalization overlap, breathing during swallowing stops and apnea time (for example, 0.2 seconds) is before and after swallowing, so swallowing sound and coughing and vocalization Can be distinguished. Therefore, as described above, it is possible to analyze and recognize swallowing operation sound, coughing, and utterance from the sound data measured by the sound measuring unit 30 by indexing the frequency regions B1 to B7 of each frequency characteristic data. Based on the analysis results in the determination unit 80 of FIG. 1 and the determination process of S19 of FIG. 5 described above, the luminescent color corresponding to the determined state is caused to emit light to the surroundings (doctor, nurse, The status of the person to be measured can be notified to a care helper, family, etc.).
FIG. 14 is a diagram showing time processing until information presentation by swallowing motion sound measurement. As shown in FIG. 14, in the swallowing function data measurement device 10, the presentation unit 40 emits blue light at the start of measurement. Then, during normal swallowing, the presentation unit 40 emits green light after analysis, and when abnormal, it emits red light to notify surrounding people.

嚥下動作音が測定されて無音データが0.2秒間測定された後に音データの解析が行われ、その後、嚥下が正常の場合、提示部40に緑色の発光色が提示され、嚥下異常の場合には、提示部40に赤色の発光色が提示される。   After the swallowing operation sound is measured and the silence data is measured for 0.2 seconds, the sound data is analyzed. After that, when the swallowing is normal, a green emission color is presented to the presenting unit 40, and when the swallowing abnormality is present The red light emission color is presented to the presentation unit 40.

このように、嚥下動作後、0.2秒が経過してから提示部40に嚥下検出結果が提示されることになるが、この時間遅れがあっても、看護士または介護ヘルパなどが当該測定対象者の食事を停止させるまでに要する時間を考慮すると、実際の介護の現場では、殆ど影響がないものと考えられる。   As described above, after 0.2 seconds have elapsed after the swallowing operation, the swallowing detection result is presented to the presentation unit 40. Even if this time delay is present, the nurse or the care helper or the like performs the measurement. Considering the time required to stop the subject's meal, it is considered that there is almost no influence at the actual care site.

従って、本発明の嚥下機能データ測定システムでは、各測定対象者(患者)毎の嚥下動作の音データをデータベース230に蓄積することで、各測定対象者の嚥下機能の低下に応じた治療方法やリハビリテーションを検討することが可能になり、より効果的な治療が可能になる。   Therefore, in the swallowing function data measurement system of the present invention, the sound data of the swallowing operation for each measurement target person (patient) is accumulated in the database 230, so that a treatment method corresponding to a decrease in the swallowing function of each measurement target person or Rehabilitation can be considered, and more effective treatment is possible.

上記実施例では、高齢者の嚥下機能の低下を検知することを目的とする嚥下機能データ測定装置及び嚥下機能データ測定システムについて説明したが、これに限らず、高齢者以外でも脳卒中の後遺症により嚥下機能が低下した患者が日常生活を送る際に、上記嚥下機能データ測定装置10を装着することで誤嚥の発生を報知すること可能になる。   In the above embodiment, the swallowing function data measuring device and the swallowing function data measuring system for the purpose of detecting a decrease in swallowing function of the elderly have been described. When a patient whose function has deteriorated lives in his / her daily life, the occurrence of aspiration can be notified by wearing the swallowing function data measuring device 10.

また、嚥下機能の低下(嚥下障害)がいつから始まるかが分からない患者の場合、予め嚥下機能データ測定装置10を装着しておけば、それまで嚥下が正常に行われていても、何時の時点から誤嚥が発生したかを時間の経過と共に嚥下機能の低下具合を時系列的に検証することも可能になる。   In addition, in the case of a patient who does not know when the deterioration of swallowing function (dysphagia) starts, if the swallowing function data measuring device 10 is previously mounted, even if swallowing has been performed normally, what time point Thus, it is possible to verify in time series whether or not aspiration has occurred with the passage of time as to whether the swallowing function has deteriorated.

上記実施例では、食事に伴う嚥下障害を判定する場合を例に挙げて説明したが、食事以外として、例えば日常生活中、及び就寝中においても、音測定部30が喉頭動作音を測定することよりつばや痰の飲み込み発生回数(例えば1時間毎)などのモニタリングを行うことも可能である。   In the above embodiment, the case of determining dysphagia associated with a meal has been described as an example. However, the sound measurement unit 30 measures the laryngeal motion sound, for example, during daily life and during sleep, other than meals. It is also possible to monitor the number of occurrences of swallowing of the brim and the salmon (for example, every hour).

10、10〜10 嚥下機能データ測定装置
20 嚥下機能データ測定ユニット
22 装着用フレーム
30 音測定部
40 提示部
50 制御ユニット
60 利得増幅部
70 音データ解析部
72 嚥下機能演算部
74 音判別部
80 判定部
90 メモリ
100 LED制御部
110 無線通信部
120 バッテリ
130 制御部
200 嚥下機能データ測定システム
210 通信装置
220 管理コンピュータ
230 データベース
240 モニタ
250 ネットワーク
300 口腔
310 鼻腔
320 咽喉
330 気道
340 喉頭蓋
350 食道
10, 10 1 to 10 n Swallowing function data measuring device 20 Swallowing function data measuring unit 22 Wearing frame 30 Sound measuring unit 40 Presenting unit 50 Control unit 60 Gain amplifying unit 70 Sound data analyzing unit 72 Swallowing function calculating unit 74 Sound discriminating unit 80 determination unit 90 memory 100 LED control unit 110 wireless communication unit 120 battery 130 control unit 200 swallowing function data measurement system 210 communication device 220 management computer 230 database 240 monitor 250 network 300 oral cavity 310 nasal cavity 320 throat
330 airway 340 epiglottis 350 esophagus

Claims (13)

測定対象者の嚥下動作に伴う喉頭動作音を収集して音響信号を取得するマイクを有する音測定部と、
前記音測定部により測定された前記喉頭動作音に基づく測定結果を提示する提示部と、
前記音測定部により測定された前記喉頭動作音の測定データから喉頭蓋閉音、食塊通過音、喉頭蓋開音の各音データを咳及び発声と区別して解析する音データ解析手段と、
前記音データ解析手段により解析された前記喉頭蓋閉音、前記食塊通過音、及び前記喉頭蓋開音により食塊が食道を通過したか否かを一回の嚥下動作の終了ごとに実時間で判定するとともに前記咳及び発声の有無を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果を前記提示部に提示させる制御手段と、
を備え
前記制御手段は、前記判定手段で判定された前記嚥下動作、咳、及び発声の状態に対応して異なる態様で前記判定結果を提示させる
ことを特徴とする嚥下機能データ測定装置。
A sound measuring unit for have a microphone for acquiring sound signal by collecting larynx operation sound accompanying the swallowing behavior of the measured person,
A presentation unit for presenting a measurement result based on the laryngeal motion sound measured by the sound measurement unit;
Sound data analyzing means for analyzing the sound data of the epiglottis from the measurement data of the laryngeal movement sound measured by the sound measurement unit , distinguishing each sound data of the laryngeal passage sound and the epiglottis from coughing and vocalization ,
It is determined in real time at the end of each swallowing operation whether the bolus has passed through the esophagus due to the epiglottis closing sound, the bolus passing sound, and the epiglottis opening sound analyzed by the sound data analyzing means. And determining means for determining the presence or absence of the cough and voicing ,
Control means for causing the presenting unit to present the determination result of the determination means;
Equipped with a,
The swallowing function data measuring apparatus , wherein the control means presents the determination result in a different manner corresponding to the swallowing motion, cough, and utterance state determined by the determining means .
前記音測定部により測定された測定データ及び前記音データ解析手段により解析された各音データ及び前記判定手段の判定結果を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された各データを外部に出力する出力部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の嚥下機能データ測定装置。
A storage unit that stores measurement data measured by the sound measurement unit, each sound data analyzed by the sound data analysis unit, and a determination result of the determination unit;
An output unit for outputting each data stored in the storage unit to the outside;
The swallowing function data measuring device according to claim 1, further comprising:
前記音データ解析手段は、前記測定データの周波数特性に基づいて前記測定データに含まれる前記喉頭蓋閉音、前記食塊通過音、前記喉頭蓋開音、及び嚥下異常音を抽出することを特徴とする請求項1又は2に記載の嚥下機能データ測定装置。   The sound data analysis means extracts the epiglottis closing sound, the bolus passing sound, the epiglottis opening sound, and the abnormal swallowing sound included in the measurement data based on the frequency characteristics of the measurement data. The swallowing function data measuring device according to claim 1 or 2. 前記音データ解析手段は、前記測定データを前記音測定部からの入力電圧に応じて有意音データと無音データとに分類し、前記無音データが予め設定された所定時間経過した時点で前記一回の嚥下動作の終了とみなし、前記一回の嚥下動作の終了ごとに前記有意音データから前記喉頭蓋閉音、前記食塊通過音、前記喉頭蓋開音、及び嚥下異常音を解析することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の嚥下機能データ測定装置。   The sound data analysis unit classifies the measurement data into significant sound data and silence data according to an input voltage from the sound measurement unit, and the sound data is analyzed once when a predetermined time elapses. Each end of the swallowing operation, and analyzing the epiglottis closing sound, the food mass passing sound, the epiglottis opening sound, and the abnormal swallowing sound from the significant sound data every time the swallowing operation is completed. The swallowing function data measuring device according to any one of claims 1 to 3. 前記音データ解析手段は、前記有意音データから嚥下動作音を抽出し、嚥下時間を演算する嚥下機能演算手段を有することを特徴とする請求項4に記載の嚥下機能データ測定装置。   The swallowing function data measuring device according to claim 4, wherein the sound data analyzing means includes swallowing function calculating means for extracting swallowing operation sound from the significant sound data and calculating swallowing time. 前記音データ解析手段は、前記有意音データの波形データを周波数解析データに変換し、前記周波数解析データの特定周波数におけるスペクトル強度に基づいて、嚥下動作音、咳き、音声の何れかを判別する音判別手段を有することを特徴とする請求項4に記載の嚥下機能データ測定装置。   The sound data analysis means converts the waveform data of the significant sound data into frequency analysis data, and discriminates any of swallowing operation sound, cough, and voice based on the spectrum intensity at a specific frequency of the frequency analysis data. The swallowing function data measuring device according to claim 4, further comprising a determining unit. 前記音測定部は前記測定対象者に装着される装着用フレームの内側に設けられ、前記装着用フレームは、前記音測定部を前記測定対象者の喉頭近傍の首外周に密着させるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の嚥下機能データ測定装置。   The sound measuring unit is provided inside a wearing frame to be worn by the measurement subject, and the mounting frame is formed so that the sound measuring unit is closely attached to a neck outer periphery in the vicinity of the larynx of the measuring subject. The swallowing function data measuring device according to claim 1, wherein 前記音測定部は前記測定対象者に装着される装着用フレームの内側に設けられ、
前記提示部は、前記装着用フレームの外側に配された発光部材であり、
前記制御手段は、前記判定手段の判定結果による嚥下状態に応じて前記発光部材を異なる発光色に発光させることを特徴とする請求項1に記載の嚥下機能データ測定装置。
The sound measuring unit is provided inside a wearing frame to be worn by the measurement subject,
The presenting unit is a light emitting member disposed outside the mounting frame,
The swallowing function data measuring device according to claim 1, wherein the control unit causes the light emitting member to emit light in a different light emission color according to a swallowing state based on a determination result of the determination unit.
請求項1乃至8の何れかに記載された複数の嚥下機能データ測定装置と、前記複数の嚥下機能データ測定装置の出力部より出力された各音データ及び判定結果を時系列的に保存する外部制御装置とを有する嚥下機能データ測定システムであって、
前記複数の嚥下機能データ測定装置と前記外部制御装置とによる通信ネットワークを形成し、
前記外部制御装置は、
前記複数の嚥下機能データ測定装置により測定された各音データ及び判定結果を時系列的に格納するデータベースと、
前記複数の嚥下機能データ測定装置から送信された判定結果を表示する表示部と、
を有することを特徴とする嚥下機能データ測定システム。
A plurality of swallowing function data measuring devices according to any one of claims 1 to 8, and an external for storing each sound data and determination results output from the output units of the plurality of swallowing function data measuring devices in time series A swallowing function data measurement system having a control device,
Forming a communication network between the plurality of swallowing function data measuring devices and the external control device;
The external control device is:
A database that stores each sound data and determination results measured by the plurality of swallowing function data measuring devices in time series;
A display unit for displaying the determination result transmitted from the plurality of swallowing function data measurement devices;
A swallowing function data measurement system characterized by comprising:
測定対象者の嚥下動作に伴う喉頭動作音を収集して音響信号を取得するマイクを有する音測定部と、
該音測定部により測定された前記喉頭動作音の測定データを解析する音データ解析手段と、
を有する嚥下機能データ測定装置を用いた嚥下機能データ測定方法であって、
前記音データ解析手段において、前記音測定部により測定された前記喉頭動作音の測定データから喉頭蓋閉音、食塊通過音、喉頭蓋開音、嚥下異常音の各音データを咳及び発声と区別して解析し、
当該解析された前記喉頭蓋閉音、前記食塊通過音、前記喉頭蓋開音、前記嚥下異常音により食塊が食道を通過したか否かを一回の嚥下動作の終了ごとに実時間で判定するとともに前記咳及び発声の有無を判定して、判定された前記嚥下動作、咳、及び発声の状態に対応して異なる態様で判定結果を提示する
ことを特徴とする嚥下機能データ測定方法。
A sound measuring unit for have a microphone for acquiring sound signal by collecting larynx operation sound accompanying the swallowing behavior of the measured person,
Sound data analysis means for analyzing measurement data of the laryngeal motion sound measured by the sound measurement unit;
A swallowing function data measuring method using a swallowing function data measuring device having:
In the sound data analysis means, the sound data of the laryngeal movement sound measured by the sound measuring unit is distinguished from cough and utterance sound data of the epiglottis closing sound, bolus passing sound, laryngeal opening sound, and swallowing abnormal sound. Parse and
The analyzed the epiglottis閉音, the bolus passes through sound, the epiglottis Hirakioto, bolus to determine in real time for each end of a single swallow operation whether passing through esophagus by the swallowing abnormal sound And determining the presence or absence of the cough and utterance, and presenting the determination result in a different manner corresponding to the determined swallowing motion, cough and utterance state, and measuring swallowing function data Method.
前記音データ解析手段において、前記測定データに含まれる前記喉頭蓋閉音、前記食塊通過音、前記喉頭蓋開音を抽出し、当該測定データの嚥下動作全体の嚥下時間をTとし、前記食通過音の中間時間までの時間をTとした場合、評価関数T/Tに基づいて嚥下障害の有無を判定することを特徴とする請求項10に記載の嚥下機能データ測定方法。 In the sound data analysis means, the epiglottis閉音included in the measurement data, the bolus passes through sound, extracts the epiglottis Hirakioto, and swallowing time for the entire swallowing operation of the measurement data and T 1, the bolus 11. The method of measuring swallowing function data according to claim 10, wherein the presence or absence of dysphagia is determined based on the evaluation function T 2 / T 1 when the time until the intermediate time of the passing sound is T 2 . 前記音データ解析手段において、前記測定データを前記音測定部からの入力電圧に応じて有意音データと無音データとに分類し、前記無音データが予め設定された所定時間経過した時点で前記一回の嚥下動作の終了とみなし、前記一回の嚥下動作の終了ごとに前記有意音データから前記喉頭蓋閉音、前記食塊通過音、前記喉頭蓋開音、前記嚥下異常音を解析することを特徴とする請求項10又は11に記載の嚥下機能データ測定方法。   In the sound data analysis means, the measurement data is classified into significant sound data and silence data according to an input voltage from the sound measurement unit, and the one time when the silence data has passed a predetermined time. Each time the swallowing operation is completed, the epiglottis closing sound, the food passing sound, the epiglottis opening sound, and the abnormal swallowing sound are analyzed from the significant sound data every time the swallowing operation is completed. The swallowing function data measuring method according to claim 10 or 11. 前記音データ解析手段において、前記有意音データの波形データを周波数解析データに変換し、前記周波数解析データの特定周波数におけるスペクトル強度に基づいて、嚥下機能音、咳き、音声の何れかを判別することを特徴とする請求項12に記載の嚥下機能データ測定方法。   In the sound data analysis means, the waveform data of the significant sound data is converted into frequency analysis data, and based on the spectrum intensity at a specific frequency of the frequency analysis data, any of swallowing function sound, cough, and voice is discriminated. The method for measuring swallowing function data according to claim 12.
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