JP6633083B2 - 嚥下運動モニタリングセンサ - Google Patents
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Description
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
図1は、実施の形態に係る嚥下運動モニタリングセンサの概略構成図である。
図3には、マイクロフォン20からの検出信号の出力波形が示されている。図3の縦軸は、マイクロフォン20からの検出信号として、ラベリア型コンデンサマイクの出力電圧を示す。図3の横軸は時間を示している。
図4は、図1に示される外形変動センサ5の一実施例である光ファイバシート10の概略構成図である。
以下では、本実施の形態に係る嚥下運動モニタリングセンサ1を用いた嚥下運動モニタリングセンサシステムによる嚥下運動の測定方法および測定結果について説明する。
図7は、本実施の形態に係る嚥下運動モニタリングセンサ1を用いて構成される嚥下運動モニタリングセンサシステムの一例を示す概略構成図である。
図7に示す嚥下運動モニタリングセンサシステム200を用いて、被験者の嚥下運動を測定した。以下、測定結果の一例を説明する。
測定では、嚥下障害のない22歳の成人男性を被験者とし、被験者の喉頭部に光ファイバシート10を装着した。光ファイバシート10は、横幅が80mm、縦幅が100mmの矩形状のシート状体12に、プラスチック光ファイバを図5の配設例に従って配設した構成とした。この光ファイバシート10を、気管カニューレを固定するための気管カニューレホルダを用いて、喉頭部を中心に被験者の首回りに装着した。
次に、嚥下運動モニタリングセンサシステム200において、デジタルオシロスコープ70を、上記測定結果1で用いたデジタルオシロスコープ(製品名:UDS-5202、日本データシステム社製)とは異なるデジタルオシロスコープ(製品名:OWON VDS3104、Lilliput社製)に変更した。変更後のデジタルオシロスコープのチャネルCH1,CH2に、光ファイバシート10からの検出信号およびマイクロフォン20からの検出信号をそれぞれ入力した。
測定ではさらに、上記測定結果2における4人の被験者を対象として、使用される光ファイバが異なる3種類の光ファイバシート10について、唾液嚥下に対する感度の比較を行なった。
以下、本実施の形態に係る嚥下運動モニタリングセンサ1および嚥下運動モニタリングセンサシステム200の変形例について説明する。各変形例は例示であり、異なる変形例で示した構成の部分的な置換または組合せが可能であることは言うまでもない。
第1の変形例では、光ファイバシートにおける光ファイバの配設例について説明する。
第2の変形例では、光ファイバシートの装着方法について説明する。図2に示したように、光ファイバシートは、喉頭部を中心に被験者の首回りに装着される。光ファイバシートの装着には、例えば、図20に示されるような固定バンド300が用いられる。固定バンド300としては、頸椎を一定圧で固定するための頸椎固定装具、気管カニューレホルダ、または、伸縮性のある医療用ネット包帯などを適用することができる。
上述した実施の形態では、光ファイバシート10およびマイクロフォン20からの検出信号をデジタルオシロスコープ70で測定する構成について説明したが、デジタルオシロスコープ70内部で発生するノイズが検出信号に重畳することによって正確な測定が困難となる場合がある。
第4の変形例では、信号処理部30の構成例について説明する。図26は、第4の変形例に係る嚥下運動モニタリングセンサシステムの概略構成図である。
第5の変形例では、外形変動センサ5の他の構成例について説明する。上記のように、外形変動センサ5は、嚥下運動に関連する喉頭部の外形変動を検出するように構成されている。
食物の嚥下と呼吸とは精細に協調していることが知られている(例えば、Harold G. Preiksaitis et al., J Appl Physiol 81:1707-1714, 1996)。これによれば、通常、嚥下時において一時的に呼吸が止まる状態が現われる。このように嚥下に伴って呼吸が一時的に停止する状態は「嚥下性無呼吸」と呼ばれている。嚥下性無呼吸は、気管または気管支内に食塊が入り込む(誤嚥)のを防ぐために働く機能である。
Claims (18)
- 被験者の嚥下運動を測定するための嚥下運動モニタリングセンサであって、
前記被験者の喉頭部に装着される第1の外形変動センサを備え、
前記第1の外形変動センサは、嚥下運動に関連する前記喉頭部の外形変動を検出するように構成され、
前記第1の外形変動センサは、光ファイバおよびそれを支持するシート状体を有し、前記喉頭部に装着される光ファイバシートを含み、
前記光ファイバシートは、嚥下運動に伴う前記喉頭部の外形変動に関連して前記喉頭部から前記光ファイバに加わる側圧により発生する損失に基づく伝送信号光の光量変化を検出するように構成され、
前記光ファイバは、1本の光ファイバ部分により、互いに第1の方向に延びる複数の直線部と、2本の前記直線部の端部間をそれぞれ接続する複数の曲線部とを形成するように変形させた蛇行部を構成し、
前記光ファイバシートは、
複数の伝送信号光が並列入力される複数の入力端と、
前記複数の伝送信号光を並列出力する複数の出力端とをさらに含み、
前記光ファイバ部分は、一対となる前記入力端と前記出力端との間にそれぞれ、前記喉頭部の垂直な動きに対して平行な方向に並べて配置される、嚥下運動モニタリングセンサ。 - 前記蛇行部において、相対的に上流側に位置する第1および第2の直線部の間を、相対的に下流側に位置する第3の直線部が通るように、前記光ファイバ部分が変形されている、請求項1に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
- 前記蛇行部において、前記複数の直線部のうちの一部の前記直線部にさらに、前記第1の方向に並ぶ複数の環状部が形成されるように、前記光ファイバ部分が変形されている、請求項2に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
- 前記光ファイバは、プラスチック光ファイバ、石英系光ファイバ、または、プラスチッククラッド石英ガラスコア光ファイバである、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
- 前記光ファイバは、ステップインデックス型、グレーデッドインデックス型、または、単一モード型からなる、請求項4に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
- 前記光ファイバシートは、前記第1の方向における幅が30mm以上500mm以下であり、前記第1の方向に垂直な第2の方向における幅が30mm以上150mm以下である、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
- 前記光ファイバシートは、固定バンドを用いて、前記喉頭部を中心に首回りに装着される、請求項6に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
- 前記光ファイバシートは、前記光ファイバシートの横両側面に取り付けられた紐状の弾性部材を用いて、前記喉頭部を中心に首回りに装着される、請求項6に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
- 前記光ファイバシートは、伸縮性を有する材料からなる環状のネットを用いて、前記喉頭部を中心に首回りに装着される、請求項6に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
- 前記被験者の耳内に装着されるマイクロフォンをさらに備え、
前記マイクロフォンは、嚥下運動に関連して耳内に発生する嚥下音を検出するように構成される、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。 - 前記マイクロフォンは、径が1.5mm以上5.0mm以下であるラベリア型コンデンサマイクにより構成される、請求項10に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
- 前記第1の外形変動センサおよび前記マイクロフォンの各々から出力される検出信号を処理する信号処理部をさらに備える、請求項10または請求項11に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
- 前記信号処理部は、前記マイクロフォンからの前記検出信号の出力波形と、前記第1の外形変動センサからの前記検出信号の出力波形とを同一時間軸上に並べて表示可能に構成された表示部を含む、請求項12に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
- 前記表示部は、前記第1の外形変動センサからの前記検出信号を単純移動平均処理して得られた前記出力波形を表示する、請求項13に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
- 前記信号処理部は、前記マイクロフォンからの前記検出信号をディジタルサンプリングが可能ように構成されたオーディオ入力部をさらに含み、
前記オーディオ入力部には、前記マイクロフォンからの前記検出信号とともに、前記第1の外形変動センサからの前記検出信号に、前記オーディオ入力部で取扱可能な周波数を有するダミー信号を重畳させた信号が入力され、
前記マイクロフォンからの前記検出信号および前記第1の外形変動センサからの前記検出信号の出力波形は、前記オーディオ入力部にてディジタルサンプリングされた後、前記表示部において同一時間軸上に並べて表示される、請求項13または請求項14に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。 - 前記被験者の胸部または腹部に装着される第2の外形変動センサをさらに備え、
前記第2の外形変動センサは、嚥下運動に関連する胸郭の外形変動を検出するように構成される、請求項1に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。 - 前記第2の外形変動センサは、光ファイバおよびそれを支持するシート状体を有し、前記胸部または前記腹部に装着される光ファイバシートを含み、
前記光ファイバシートは、嚥下運動に伴う前記胸郭の外形変動に関連して前記胸部または前記腹部から前記光ファイバに加わる側圧により発生する損失に基づく伝送信号光の光量変化を検出するように構成される、請求項16に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。 - 被験者の嚥下運動を測定するための嚥下運動モニタリングセンサであって、
前記被験者の喉頭部に装着される第1の外形変動センサと、
前記被験者の耳内に装着されるマイクロフォンと、
前記第1の外形変動センサおよび前記マイクロフォンの各々から出力される検出信号を処理する信号処理部とを備え、
前記第1の外形変動センサは、嚥下運動に関連する前記喉頭部の外形変動を検出するように構成され、
前記マイクロフォンは、嚥下運動に関連して耳内に発生する嚥下音を検出するように構成され、
前記信号処理部は、
前記マイクロフォンからの前記検出信号の出力波形と、前記第1の外形変動センサからの前記検出信号の出力波形とを同一時間軸上に並べて表示可能に構成された表示部と、
前記マイクロフォンからの前記検出信号をディジタルサンプリングが可能なように構成されたオーディオ入力部とを含み、
前記オーディオ入力部には、前記マイクロフォンからの前記検出信号とともに、前記第1の外形変動センサからの前記検出信号に、前記オーディオ入力部で取扱可能な周波数を有するダミー信号を重畳させた信号が入力され、
前記マイクロフォンからの前記検出信号および前記第1の外形変動センサからの前記検出信号の出力波形は、前記オーディオ入力部にてディジタルサンプリングされた後、前記表示部において同一時間軸上に並べて表示される、嚥下運動モニタリングセンサ。
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