JP6952365B2 - ３ｄカメラを用いた摂食嚥下機能検査システム - Google Patents

Description

本発明は、３Ｄカメラを用いた摂食嚥下機能検査システムに関する。

我が国では、高齢化が進んでおり、６５歳以上の高齢者の割合が総人口の３０％を超え、２０４２年には３８７８万人となる見通しである。高齢者に見られる特徴として摂食嚥下機能（以下、「嚥下機能」とする）の低下がある。嚥下機能の低下は、誤嚥を引き起こし、窒息の危険性があるうえ、誤嚥性肺炎の原因ともなる。したがって、嚥下機能を診断することは高齢者にとって重要である。

しかしながら、嚥下機能を診断するには口腔、咽喉内の動きを把握する必要があり、例えば、Ｃアーム型透視装置（ＶＦ）、嚥下内視鏡（ＶＥ、往診用）で侵襲的に嚥下機能を検査するのが一般的である。一方で、体の外部の動き（体表面動態）から非侵襲に嚥下機能を診断する測定システムが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−３１６５０号公報

高齢化に伴い、国民医療費が２０２５年には５０兆円規模に達するなかで、生活の質を確保しながら、安心した医療や介護を受けたいとの理由から在宅医療を希望する患者や家族のニーズが増加している。現在では、国民の６０％が自宅での療養を望んでおり、ケアマネージャの５０％が医師との連携をとりにくいと感じている。在宅での生活の質を担保する上で摂食嚥下障害への対応は必須である。

しかしながら、上述したようなＣアーム型透視装置等は、検査機器が高価であり、使用するのに専門的技術を要する。また、このような検査機器は侵襲的であり、検査場所が限定される。また、体の外部の動き（体表面動態）と嚥下機能との相関性には未知の部分が多い。医療現場においては、嚥下機能を顔や口の動きからスクリーニングすることがあるが、これには技術の熟練が求められる。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、被検者の嚥下機能を、安価、簡便、非侵襲的かつ的確に検査することができる嚥下機能検査システム、嚥下機能分析方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る嚥下機能検査システムは、
タイミング情報を発生させるタイミング情報発生部と、
前記タイミング情報発生部でタイミング情報が発生した時点を含み、嚥下動作が行われた期間における被検者の嚥下動作に伴って動作する体表面動態データを取得する体表面動態取得部と、
前記タイミング情報発生部でタイミング情報が発生した時点を含み、前記嚥下動作が行われた期間における前記嚥下動作に伴って動作する同一被検者の内部動態データを取得する内部動態取得部と、
前記体表面動態データでタイミング情報が発生した時点と、前記内部動態データでタイミング情報が発生した時点とを合わせて、前記嚥下動作中における内部動態と体表面動態との同期データを生成する同期データ生成部と、
前記同期データに基づいて、前記嚥下動作中の被検者の体表面動態と内部動態との相関性を分析する分析部と、
を備える。

この場合、前記分析部は、
同一被検者における嚥下動作中の体表面動態を再度撮像して取得された体表面動態データと、前記同期データとに基づいて、被検者の嚥下機能の状態を推定する、
こととしてもよい。

また、前記分析部は、
前記体表面動態データから得られる嚥下動作中の体表面上の特定の部位の動態に関する項目に基づいて、被検者の嚥下機能の状態を分析する、
こととしてもよい。

前記特定の部位には、口角間距離が含まれる、
こととしてもよい。

前記同期データ生成部は、
被検者毎に、前記同期データを生成し、
前記分析部は、
被検者毎の同期データを用いて、当該同期データに対応する被検者の嚥下機能を分析する、
こととしてもよい。

前記タイミング情報発生部は、前記タイミング情報として、音を発生させる、
こととしてもよい。

本発明の第２の観点に係る嚥下機能分析方法は、
タイミング情報が発生した時点を含み、嚥下動作が行われた期間における被検者の嚥下動作に伴って動作する体表面動態データを取得すると同時に、前記嚥下動作が行われた期間における前記嚥下動作に伴って動作する同一被検者の内部動態データを取得する動態取得工程と、
前記体表面動態データでタイミング情報が発生したタイミングと、前記内部動態データでタイミング情報が発生したタイミングとを合わせて、前記嚥下動作中における内部動態と体表面動態との同期データを生成する同期データ生成工程と、
前記同期データに基づいて、前記嚥下動作中の被検者の体表面動態と内部動態との相関性を分析する分析工程と、
を含む。

本発明の第３の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、
タイミング情報を発生させるタイミング情報発生部、
前記タイミング情報発生部でタイミング情報が発生した時点を含み、嚥下動作が行われた期間における被検者の嚥下動作に伴って動作する体表面動態データを取得する体表面動態取得部、
前記タイミング情報発生部でタイミング情報が発生した時点を含み、前記嚥下動作が行われた期間における前記嚥下動作に伴って動作する同一被検者の内部動態データを取得する内部動態取得部、
前記体表面動態データでタイミング情報が発生した時点と、前記内部動態データでタイミング情報が発生した時点とを合わせて、前記嚥下動作中における内部動態と体表面動態との同期データを生成する同期データ生成部、
前記同期データに基づいて、前記嚥下動作中の被検者の体表面動態と内部動態との相関性を分析する分析部、
として機能させる。

本発明によれば、嚥下動作中の被検者の体表面動態データと内部動態データとのタイミングを合わせた同期データを生成するので、嚥下動作中の被検者の体表面動態と内部動態との相関性を分析することができる。このため、体表面動態から、被検者の嚥下機能を、安価、簡便、非侵襲的かつ的確に検査することができる。

本発明の実施の形態に係る嚥下機能検査システムが用いられる全体環境を示す模式図である。 ３次元形状計測装置で撮像される被検者の上半身の一例を示す図である。 ３次元形状計測装置で計測される被検者の顔部の体表面動態の一例を示す図である。 嚥下機能検査システムを構成する体表面動態取得部の内部構成を示すブロック図である。 体表面動態データの一例を示す図である。 透視画像の一例を示す図である。 内部動態データの一例を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、同期データを生成する様子を示す模式図である。 同期データを表示した場合の画面の一例を示す図である。 嚥下機能検査システムのハードウエア構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る嚥下機能解析方法のフローチャートである。 動態を取得する手順のタイミングチャートである。 内部動態データの具体例（その１）である。 体表面動態データとの特定の部位の変動パターンの一例（その１）である。 内部動態データの具体例（その２）である。 体表面動態データとの特定の部位の変動パターンの一例（その２）である。 内部動態データの具体例（その３）である。 体表面動態データとの特定の部位の変動パターンの一例（その３）である。 内部動態データの具体例（その４）である。 体表面動態データとの特定の部位の変動パターンの一例（その４）である。 複数の被検者に対して現在の嚥下機能の検査を行うためのシステムのブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１には、本実施の形態に係る嚥下機能検査システム１が用いられる全体環境が示されている。図１に示すように、嚥下機能検査システム１は、被検者Ｐに試料を嚥下させ、その嚥下機能を検査するシステムである。嚥下機能検査システム１は、検査室２に設置された各種設備と通信可能に接続されている。検査室２には、そのような設備として、スピーカ３と、３次元形状計測装置４と、造影検査装置５と、が設置されている。

スピーカ３は、タイミング情報として音（ブザー）を発生させる。この音は、被検者Ｐの嚥下動作等の各種動作を行う場合のトリガーとなる。また、この音は、後述するように、同期データの生成にも用いられる。

３次元形状計測装置４は、ＲＧＢカメラ、深度センサを用いて、被検者Ｐの顔部及びその周辺（例えば図２Ａ参照）を撮像し、撮像された被検者Ｐの顔部及びその周辺の３次元形状（例えば図２Ｂに示す格子データ６）を計測する。３次元形状計測装置４は、被検者Ｐの上半身に設定された複数の特徴点（ノード）の装置との間の距離を測定することによって、被検者Ｐの顔部の体表面動態（皮膚や表層筋の動き）を計測する。すなわち、３次元形状計測装置４は、非接触型のマーカレスモーションキャプチャシステムである。

このような３次元形状計測装置４としては、例えばＫｉｎｅｃｔ（登録商標）がある。Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）は、各計測点の３次元位置座標を、１／３０秒ごとにリアルタイムに記録する。Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）は、小型で持ち運び可能であり、低コストであり、３次元形状を算出するためのソフトウエアプログラムがオープンソース化されているという利点がある。３次元形状計測装置４は、対象物の３次元を撮像するとともに、マルチアレイマイクロフォンを用いて、周囲の音を録音する。

造影検査（Video Fluorography）装置５は、被検者Ｐの顎部分の透視画像を撮像するＸ線撮像装置である。図５に示すように、撮像方向は、被検者Ｐの横方向となっている。造影検査装置５は、外部からの指示に従って被検者Ｐの顎部分の撮像を開始し、外部からの指示に従って撮像を終了する。この撮像結果により、被検者Ｐが嚥下動作を行う際の、嚥下動作に伴って動作する口腔、咽頭、食道の内部動態を観察することができる。造影検査装置５は、対象物の透視画像を撮像するとともに、周囲の音を録音する。

図１に戻り、嚥下機能検査システム１は、タイミング情報発生部１０と、体表面動態取得部１１と、内部動態取得部１２と、同期データ生成部１３と、分析部１４と、を備える。

タイミング情報発生部１０は、スピーカ３にタイミング情報として音を発生させる。本実施の形態では、発生させる音を、ブザーのような電子音とするが、これには限定されない。例えば、発生させる音を、人の音声としてもよい。

体表面動態取得部１１は、被検者Ｐの嚥下動作に関連する体表面動態データを取得する。取得される体表面動態データは、タイミング情報発生部１０でタイミング情報が発生した時点Ｔ１，Ｔ２を含んでおり（例えば、図４参照）、嚥下動作が行われた期間を含む時系列データである。

より詳細には、体表面動態取得部１１が３次元形状計測装置４に計測の開始を指示すると、３次元形状計測装置４が被検者Ｐの撮像及び電子音の録音及び３次元形状の計測を開始する。また、体表面動態取得部１１が３次元形状計測装置４に計測の終了を指示すると、３次元形状計測装置４が被検者Ｐの撮像及び電子音の録音及び３次元形状の計測を終了する。３次元形状計測装置４で撮像された映像データ、電子音データ及び３次元形状の計測結果は、体表面動態取得部１１に送信される。

体表面動態取得部１１は、図３に示すように、体表面動態情報生成部１１Ａと記憶部１１Ｂと、を備えている。体表面動態情報生成部１１Ａは、３次元形状計測装置４から受信した映像及び電子音データを、記憶部１１Ｂに記憶する。このデータを、映像及び電子音データ１１Ｃとする。さらに、体表面動態情報生成部１１Ａは、受信した３次元形状の計測結果に基づいて、体表面動態データ１１Ｄを生成して、記憶部１１Ｂに記憶する。

体表面動態データ１１Ｄとしては、様々なデータを含めることができる。例えば、図２Ｂに示すように、特定の計測部位を口角間距離Ｌと設定した場合には、体表面動態情報生成部１１Ａは、口角間距離Ｌの時間変化を示す時系列データを生成して、体表面動態データ１１Ｄに含めて記憶する。図４には、体表面動態としての口角間距離Ｌの時系列データ（体表面動態データ１１Ｄ）と、電子音の時系列データ（映像及び電子音データ１１Ｃ）とが示されている。電子音の時系列データでは、インパルス状のピークが、電子音が発生したタイミング（時点Ｔ１，Ｔ２）を示している。

図１に戻り、内部動態取得部１２は、嚥下動作が行われた期間における同一被検者Ｐの口腔、咽頭、食道内の内部動態データ１２Ｄを取得する。図６に示すように、内部動態データ１２Ｄは、タイミング情報発生部１０で電子音が発生した時点Ｔ１，Ｔ２を含み、被検者Ｐの顎部分を横から移した透視画像の時間変化を示す時系列データである。このデータを見れば、口腔相から咽頭相を経て食道相に至るまでの嚥下の過程を観察することができる。取得される内部動態データ１２Ｄは、タイミング情報発生部１０で電子音が発生した時点Ｔ１，Ｔ２を含む期間のデータである。内部動態取得部１２は、内部動態データ１２Ｄを取得すると同時に、電子音データ１２Ｃを録音する。

内部動態取得部１２が造影検査装置５に撮像の開始を指示すると、造影検査装置５が被検者Ｐの透視撮像の撮像及び録音を開始し、内部動態取得部１２が造影検査装置５に被検者Ｐの顔部の透視画像の計測の終了を指示すると、造影検査装置５が被検者Ｐの顔部の透視画像の撮像及び録音を終了する。造影検査装置５で撮像された内部動態データ１２Ｄ及び電子音データ１２Ｃは、内部動態取得部１２に送信される。内部動態データ１２Ｄ及び電子音データ１２Ｃは、内部動態取得部１２に記憶される。

図１に戻り、同期データ生成部１３は、嚥下動作中における内部動態と体表面動態との同期データを生成する。同期データは、体表面動態データ１１Ｄでタイミング情報が発生した時点Ｔ１，Ｔ２と、内部動態データ１２Ｄでタイミング情報が発生した時点Ｔ１，Ｔ２とを合わせることにより、行われる。

具体的には、同期データ生成部１３は、図７（Ａ）に示すように、内部動態データ１２Ｄに関連付けられた電子音データ１２Ｃにおけるタイミング情報が発生した時点と、体表面動態データ（口角間距離Ｌ）１１Ｄに関連付けられた映像音及び電子音データ１１Ｃにおけるタイミング情報が発生した時点と、を合わせる。そして、同期データ生成部１３は、図７（Ｂ）に示すように、両時点Ｔ１，Ｔ２を合わせた状態で、内部動態データ１２Ｄと体表面動態データ１１Ｄとを合成したデータを同期データ７として生成する。

図８には、同期データ７に基づいて体表面動態と内部動態とが同時に表示された画面の一例が示されている。この画面左上には、内部動態データ１２Ｄが示され、その右隣りには、体表面動態データ１１Ｄが示されている。また、画面の下側には、体表面動態データ１１Ｄの一部である口角間距離Ｌの時系列データが示されている。

図１に戻り、分析部１４は、同期データ生成部１３から同期データ７を読み込んで解析する。具体的には、分析部１４は、嚥下動作中における体表面動態と内部動態との相関性を分析する。相関性の分析は、例えば、体表面動態データ１１Ｄから得られる嚥下動作中の体表面上の特定の部位の動態に関する項目に基づいて、被検者Ｐの嚥下機能の状態を分析することにより行われる。特定の部位には、口角間距離Ｌに関する情報が含まれる。この場合、例えば、安静時の口角間距離Ｌ、嚥下開始前の口角間距離Ｌ、嚥下動作の口角間距離Ｌの変位量、嚥下時間などを計測項目とすることができる。

図９は、図１の嚥下機能検査システム１のハードウエア構成を示す。図９に示すように、嚥下機能検査システム１は、制御部３１、主記憶部３２、外部記憶部３３、操作部３４、表示部３５及び通信部３６を備える。主記憶部３２、外部記憶部３３、操作部３４、表示部３５はいずれも内部バス３０を介して制御部３１に接続されている。

制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成されている。このＣＰＵが、外部記憶部３３に記憶されているプログラム３９を実行することにより、図１に示す嚥下機能検査システム１の各構成要素が実現される。制御部３１は、タイマを有している。

主記憶部３２は、ＲＡＭ（Random-Access Memory）等から構成されている。主記憶部３２には、外部記憶部３３に記憶されているプログラム３９がロードされる。この他、主記憶部３２は、制御部３１の作業領域（データの一時記憶領域）として用いられる。

外部記憶部３３は、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc Random-Access Memory）、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc ReWritable）等の不揮発性メモリから構成される。外部記憶部３３には、制御部３１に実行させるためのプログラム３９があらかじめ記憶されている。また、外部記憶部３３は、制御部３１の指示に従って、このプログラム３９の実行の際に用いられるデータを制御部３１に供給し、制御部３１から供給されたデータを記憶する。

操作部３４は、キーボード及びマウスなどのポインティングデバイス等と、キーボード及びポインティングデバイス等を内部バス３０に接続するインターフェイス装置から構成されている。操作部３４を介して、操作者が操作した内容に関する情報が制御部３１に入力される。

表示部３５は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）又は有機ＥＬ（ElectroLuminescence）などから構成される。操作者が操作情報を入力する場合は、表示部３５には、操作用の画面が表示される。

通信部３６は、外部機器との通信インターフェイスである。例えば、通信部３６を介して、スピーカ３、３次元形状計測装置４及び造影検査装置５と通信可能に接続される。

なお、制御部３１のプログラム３９の実行により、図１に示す嚥下機能検査システム１の構成において、タイミング情報発生部１０、体表面動態取得部１１、内部動態取得部１２、同期データ生成部１３及び分析部１４の機能は、制御部３１、主記憶部３２、外部記憶部３３、操作部３４、表示部３５及び通信部３６がプログラム３９の実行に従って動作することによって実現される。

次に、嚥下機能検査システム１の動作について説明する。図１０には、嚥下機能検査システム１で実行される処理（プログラム３９の実行手順）、すなわち嚥下機能分析方法のフローチャートが示されている。

図１０に示すように、まず、体表面動態取得部１１は、電子音が発生した時点Ｔ１，Ｔ２を含み、嚥下動作が行われた期間における被検者Ｐの嚥下動作に伴って変動する体表面動態データ１１Ｄ（映像音及び電子音データ１１Ｃ）を取得すると同時に、内部動態取得部１２が、嚥下動作が行われた期間における嚥下動作に伴って変動する被検者Ｐの内部動態データ１２Ｄ（電子音データ１２Ｃ）を取得する（ステップＳ１；動態取得工程）。

ここで、動態取得工程は図１１に示すような手順で行われる。この手順は、嚥下機能検査システム１の制御の下で行われる。
１．被検者Ｐを計測位置にて待機させる。
２．３次元形状計測装置４による撮影を開始する。
３．造影検査装置５によるＶＦ撮影を開始しタイマをスタートさせる。
４．時点Ｔ１で発生する１度目の電子音で試料（例えば、水）を取り込む。
５．時点Ｔ２で発生する２度目の電子音で試料の嚥下を行う。
６．嚥下終了時点で、被検者Ｐが挙手し、その時点で撮影を終了し、計測を終了する。この工程により、体表面動態データ１１Ｄ及び内部動態データ１２Ｄが取得される。

次に、同期データ生成部１３は、体表面動態データ１１Ｄで電子音が発生したタイミング（Ｔ１，Ｔ２）と、内部動態データ１２Ｄで電子音が発生したタイミング（Ｔ１，Ｔ２）とを合わせて、嚥下動作中における内部動態データ１２Ｄと体表面動態データ１１Ｄとの同期データ７を生成する（ステップＳ２；同期データ生成工程）。

次に、分析部１４は、同期データ７に基づいて、嚥下動作中の被検者Ｐの体表面動態と内部動態との相関性を分析する（ステップＳ３；分析工程）。

図１２Ａには、ある被検者Ｐ１が水を５ｍｌ嚥下した時に取得された内部動態が示され、図１２Ｂには、その時の体表面動態としての口角間距離Ｌの変動の様子が示されている。図１２Ｂでは、時点ｔ１が嚥下指示直後の時点であり、時点ｔ２は、口角間距離Ｌが最小となった時点であり、時点ｔ３は、水が第４頚椎を通過し、嚥下終了した時点である。時点ｔ４は、被検者Ｐ１が挙手した時点である。図１２Ｂに示すように、この条件では、口角間距離Ｌは、嚥下指示直後から収縮し、その後延伸しつつ嚥下が終了した後に、通常の長さに戻った。

図１３Ａには、他の被検者Ｐ２が水を５ｍｌ嚥下した時に取得された内部動態が示され、図１３Ｂには、その時の口角間距離Ｌの変動の様子が示されている。図１３Ｂでは、時点ｔ１が嚥下指示直後の時点であり、時点ｔ２は、口角間距離Ｌが最大となった時点であり、時点ｔ３は、水が第４頚椎を通過し、嚥下終了した時点である。また、時点ｔ４は、口角間距離Ｌが最小となった時点であり、時点ｔ５は、被検者Ｐ２が挙手した時点である。図１３Ｂに示すように、この条件では、口角間距離Ｌは、嚥下指示直後から延伸し、その後収縮して嚥下が終了した後に、通常の長さに戻った。

このように、被検者Ｐが異なれば、嚥下動作に伴う口角間距離Ｌの変動パターンも異なるようになることが確認された。この変動パターンは、大きく２つに分かれた。これは、主として、水を前方に保持する被検者Ｐ２（図１３Ａ参照）と、水を後方に保持する被検者Ｐ１（図１２Ａ参照）とに分かれたためであると考えられる。

図１４Ａには、他の被検者Ｐ１が水を１５ｍｌ嚥下した時に取得された内部動態が示され、図１４Ｂには、その時の口角間距離Ｌの変動の様子が示されている。図１４Ｂでは、時点ｔ１が嚥下指示直後の時点であり、時点ｔ２は、口角間距離Ｌが最大となった時点であり、時点ｔ３は、水が第４頚椎を通過し、嚥下終了した時点である。また、時点ｔ４は、口角間距離Ｌが最小となった時点であり、時点ｔ５は、被検者Ｐ１が挙手した時点である。図１４Ｂに示すように、この条件では、口角間距離Ｌは嚥下指示直後から延伸し、その後収縮して嚥下が終了した後、通常の長さに戻った。

図１５Ａには、他の被検者Ｐ２が水を１５ｍｌ嚥下した時に取得された内部動態が示され、図１５Ｂには、その時の口角間距離Ｌの変動の様子が示されている。図１５Ｂでは、時点ｔ１が嚥下指示直後の時点であり、時点ｔ２は、口角間距離Ｌが最大となった時点であり、時点ｔ３は、水が第４頚椎を通過し、嚥下終了した時点である。また、時点ｔ４は、口角間距離Ｌが最小となった時点であり、時点ｔ５は、被検者Ｐ２が挙手した時点である。図１５Ｂに示すように、この条件では、口角間距離Ｌは嚥下指示直後から延伸し、その後収縮して嚥下が終了した後、通常の長さに戻った。

このように、保持する試料（水）が多い場合、口腔全体で試料（水）を保持する傾向があることが確認された。これまでのデータを総合すると、嚥下動作中の口角間距離Ｌは、一般的には、嚥下指示の後、しばらくすると最大となり、その後減少する中で試料が第４頚椎を通過して嚥下が終了し、最小となった後、緩やかに通常の口角間距離Ｌに戻るという共通点が観測された。したがって、嚥下中の体表面動態がこの変動パターンに従っていない場合には、被検者Ｐの嚥下機能に何らかの障害が発生していることを疑うことができる。

しかしながら、厳密に言えば、口角間距離Ｌの変動パターンは被検者Ｐによって異なるため、より的確な嚥下機能の評価を行うため、同期データ生成部１３は被検者Ｐ毎に同期データ７を生成し、分析部１４は被検者Ｐ毎の同期データ７を用いて、その同期データ７に基づいて被検者Ｐの嚥下機能を分析するのが望ましい。図１６では、分析部１４が記憶部１４Ｃを備え、記憶部１４Ｃに、被検者ＰＡの同期データ７Ａと、被検者ＰＢの同期データ７Ｂと、被検者ＰＣの同期データ７Ｃが記憶されている例が示されている。

図１６に示すように、分析部１４は、被検者ＰＡ〜ＰＣにおける嚥下動作中の体表面動態を撮像して取得された体表面動態データ１１Ｄと、同期データ７Ａ〜７Ｃとに基づいて、被検者ＰＡ〜ＰＣの嚥下機能の状態を推定するようにしてもよい。嚥下機能検査システム１は、通信ネットワーク９を介して、被検者ＰＡ，ＰＢ，ＰＣの自宅８に設置された３次元形状計測装置４に接続されているものとする。被検者ＰＡの自宅８に設置された３次元形状計測装置４で被検者ＰＡの体表面動態データ１１Ｄが取得されると、そのデータは、通信ネットワーク９を介して、嚥下機能検査システム１に送信される。

嚥下機能検査システム１の分析部１４は、被検者ＰＡの体表面動態データ１１Ｄに基づいて、現在の被検者ＰＡの嚥下機能の状態を推定する。例えば、受信した体表面動態データ１１Ｄから得られる口角間距離Ｌの変動パターンと、同期データ７Ａとして記憶された口角簡距離Ｌの変動パターンとが大きくなる場合（例えば、嚥下時間が長い場合や激しく変動する場合）には、被検者ＰＡに摂食嚥下障害が発生した可能性があると推定する。このような推定結果が出れば、被検者ＰＡに対してより精密な診断を行うことができるようになる。これは、被検者ＰＢ，ＰＣについても同様である。このような仕組みを構築すれば、在宅診療が可能となり、被検者Ｐ等の負担は著しく軽減される。

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、嚥下動作中の被検者Ｐの体表面動態データ１１Ｄと内部動態データ１２Ｄとの同期データ７を生成するので、後から嚥下動作中の被検者Ｐの体表面動態を測定するだけで、被検者Ｐの嚥下機能の状態を推定することができる。このため、被検者Ｐの嚥下機能を、安価、簡便、非侵襲的かつ的確に検査することができる。

上記実施の形態では、被検者Ｐの口角間距離Ｌを、嚥下機能を評価する特定の部位として用いたが、本発明はこれには限られない。嚥下動作に関する体表面動態に関する情報であれば、嚥下機能の評価に用いることが可能である。例えば、被検者Ｐの前頭部、眉間、鼻部、オトガイ部、前頚部を特定部位として採用してその動きを計測するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、タイミング情報として音を用いたが、本発明はこれには限られない。タイミング情報として光を用いてもよい。また、バイブレータを用いて被検者Ｐにタイミングを報知するようにしてもよい。これらの場合、光源を発光させたりバイブレータを駆動させたりする電気信号をタイミング情報として体表面動態及び内部動態とともに記録すればよい。

上記実施の形態では、時点Ｔ１、Ｔ２のタイミングで体表面動態データ１１Ｄと内部動態データ１２Ｄとを同期させたが、時点Ｔ２だけで、両データ１１Ｄ，１２Ｄを同期させるようにしてもよい。

上記実施の形態では、被検者Ｐが嚥下する試料を水としたが、本発明はこれには限られない。他の飲料であってもよい。

その他、嚥下機能検査システム１のハードウエア構成やソフトウエア構成は一例であり、任意に変更および修正が可能である。

制御部３１、主記憶部３２、外部記憶部３３、操作部３４、表示部３５、通信部３６及び内部バス３０などから構成される嚥下機能検査システム１の処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等）に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、前記の処理を実行する嚥下機能検査システム１を構成してもよい。また、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロード等することで嚥下機能検査システム１を構成してもよい。

嚥下機能検査システム１の機能を、ＯＳ（オペレーティングシステム）とアプリケーションプログラムの分担、またはＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。

搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。例えば、通信ネットワーク上の掲示板（BBS, Bulletin Board System）にコンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介してコンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行できるように構成してもよい。

この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

なお、本願については、２０１７年４月１８日に出願された日本国特許出願２０１７−８２００１号を基礎とする優先権を主張し、本明細書中に日本国特許出願２０１７−８２００１号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。

本発明は、嚥下機能の検査に適用することができる。特に、在宅医療で嚥下機能を診断する場合などに適用することができる。

１ 嚥下機能検査システム、２ 検査室、３ スピーカ、４ ３次元形状計測装置、５ 造影検査装置、６ 格子データ、７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ 同期データ、８ 自宅、９ 通信ネットワーク、１０ タイミング情報発生部、１１ 体表面動態取得部、１１Ａ 体表面動態情報生成部、１１Ｂ 記憶部、１１Ｃ 映像及び電子音データ、１１Ｄ 体表面動態データ、１２ 内部動態取得部、１２Ｃ 電子音データ、１２Ｄ 内部動態データ、１３ 同期データ生成部、１４ 分析部、１４Ｃ 記憶部、３０ 内部バス、３１ 制御部、３２ 主記憶部、３３ 外部記憶部、３４ 操作部、３５ 表示部、３６ 通信部、３９ プログラム、Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ 被検者

Claims (8)

1. タイミング情報を発生させるタイミング情報発生部と、
   前記タイミング情報発生部でタイミング情報が発生した時点を含み、嚥下動作が行われた期間における被検者の嚥下動作に伴って動作する体表面動態データを取得する体表面動態取得部と、
   前記タイミング情報発生部でタイミング情報が発生した時点を含み、前記嚥下動作が行われた期間における前記嚥下動作に伴って動作する同一被検者の内部動態データを取得する内部動態取得部と、
   前記体表面動態データでタイミング情報が発生した時点と、前記内部動態データでタイミング情報が発生した時点とを合わせて、前記嚥下動作中における内部動態と体表面動態との同期データを生成する同期データ生成部と、
   前記同期データに基づいて、前記嚥下動作中の被検者の体表面動態と内部動態との相関性を分析する分析部と、
   を備える嚥下機能検査システム。
2. 前記分析部は、
   同一被検者における嚥下動作中の体表面動態を再度撮像して取得された体表面動態データと、前記同期データとに基づいて、被検者の嚥下機能の状態を推定する、
   請求項１に記載の嚥下機能検査システム。
3. 前記分析部は、
   前記体表面動態データから得られる嚥下動作中の体表面上の特定の部位の動態に関する項目に基づいて、被検者の嚥下機能の状態を分析する、
   請求項１又は２に記載の嚥下機能検査システム。
4. 前記特定の部位には、口角間距離が含まれる、
   請求項３に記載の嚥下機能検査システム。
5. 前記同期データ生成部は、
   被検者毎に、前記同期データを生成し、
   前記分析部は、
   被検者毎の同期データを用いて、当該同期データに対応する被検者の嚥下機能を分析する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の嚥下機能検査システム。
6. 前記タイミング情報発生部は、前記タイミング情報として、音を発生させる、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の嚥下機能検査システム。
7. タイミング情報が発生した時点を含み、嚥下動作が行われた期間における被検者の嚥下動作に伴って動作する体表面動態データを取得すると同時に、前記嚥下動作が行われた期間における前記嚥下動作に伴って動作する同一被検者の内部動態データを取得する動態取得工程と、
   前記体表面動態データでタイミング情報が発生したタイミングと、前記内部動態データでタイミング情報が発生したタイミングとを合わせて、前記嚥下動作中における内部動態と体表面動態との同期データを生成する同期データ生成工程と、
   前記同期データに基づいて、前記嚥下動作中の被検者の体表面動態と内部動態との相関性を分析する分析工程と、
   を含む嚥下機能分析方法。
8. コンピュータを、
   タイミング情報を発生させるタイミング情報発生部、
   前記タイミング情報発生部でタイミング情報が発生した時点を含み、嚥下動作が行われた期間における被検者の嚥下動作に伴って動作する体表面動態データを取得する体表面動態取得部、
   前記タイミング情報発生部でタイミング情報が発生した時点を含み、前記嚥下動作が行われた期間における前記嚥下動作に伴って動作する同一被検者の内部動態データを取得する内部動態取得部、
   前記体表面動態データでタイミング情報が発生した時点と、前記内部動態データでタイミング情報が発生した時点とを合わせて、前記嚥下動作中における内部動態と体表面動態との同期データを生成する同期データ生成部、
   前記同期データに基づいて、前記嚥下動作中の被検者の体表面動態と内部動態との相関性を分析する分析部、
   として機能させるプログラム。

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