KR20230108513A - 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법 - Google Patents
음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법 Download PDFInfo
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Abstract
음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법으로서, 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각을 센서 어레이를 통해 획득하고, 상기 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값을 비교하여 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 단계; 를 포함하고, 상기 연하 장애에 관한 보조 정보는 피검사자의 음식물 삼킴 후 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부, 잔여물의 유무, 잔여물의 위치 및 잔여물의 양 중 하나 이상에 관한 잔여물 상태에 관한 특징 정보를 포함한다.
Description
본 발명은 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법에 관한 것이다.
연하(삼킴, swallowing)는 짧은 시간 내에 구강에서부터 식도까지의 움직임이 정교하게 조절되어 음식물이 안전하고 효과적으로 위장까지 전달되도록 하는 복합적인 과정이며, 이를 위해 구강 및 인두근육들의 순차적이고 잘 조화된 수축, 이완을 필요로 한다. 이와 관련하여 연하장애(곤란)는 근신경 계통의 이상 또는 구강에서 상부식도에 이르는 구간의 구조적 이상으로 인해 발생하는 삼킴의 어려움을 말한다.
이와 같이 연하 장애는 다양한 문제를 유발시킬 수 있으며, 특히 해부학적으로 음식이 통과하는 인두와 공기가 통과하는 후두가 공존하기에, 삼킴 장애가 발생 시 음식물이 식도 대신 후두를 통하여 기도로 흡입이 되고, 이로 인하여 이차적으로 흡입성 폐렴의 위험이 증가한다. 연하장애를 판단하기 위한 대표적인 방법으로서 비디오투시 연하검사(videofluoro-scopic examination of swallowing, VFS), 내시경적 연하검사(Fiberoptic Endoscopic Evaluation of Swallowing, FEES) 등이 있다. 특히, 최근 코로나19 팬데믹으로 ‘사회적 거리 두기’ 확산에 따라,‘언택트(untact) 소비’가 일상화되면서 ‘언택트 사회’는 새로운 패러다임으로 등장했다. 이에 따라, 포괄적인 차원에서 원격의료 진료의 도입의 검토가 필요한 상태이다. 또한, 기존의 연하 장애 진단을 위한 방법은 비디오 투시 연하 조영검사와 내시경을 통한 검사장비의 경제성과 접근성의 제한, 즉 검사 장비의 이동 제한이 있으며, 검사실에 환자가 내원해야된다는 제한으로 인하여 환자들에게 불편함을 줌과 아울러, 평가자의 주관적 판단으로 평가가 이루어진다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각을 센서 어레이를 통해 획득하고, 상기 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값을 비교하여 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법을 제공하고자 한다.
다른 일측면에서, 본 발명은 흡인 외에 잔여물의 위치나 양에 관한 보조 정보를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법은, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법으로서, 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각을 센서 어레이를 통해 획득하고, 상기 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값을 비교하여 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 단계; 를 포함하고, 상기 연하 장애에 관한 보조 정보는 피검사자의 음식물 삼킴 후 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부, 잔여물의 유무, 잔여물의 위치 및 잔여물의 양 중 하나 이상에 관한 잔여물 상태에 관한 특징 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 센서 어레이의 센서 각각은 피검사자의 잔여물 관심 부위에 부착되고, 상기 단계는, 피검사자의 부위별 센서 각각에 의하여 획득된 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각으로부터 하나 이상의 특징 값을 산출하는 단계; 및 동일 부위에서 획득된 상기 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값을 비교하여, 피검사자의 음식물 삼킴 후 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부, 잔여물의 유무, 잔여물의 위치 및 잔여물의 양 중 하나 이상을 포함하는 잔여물 상태에 관한 특징 정보를 산출하는 단계; 를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 센서 어레이의 센서 각각은 적어도 마이크로폰(microphone)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 센서 어레이의 센서 각각은 진동을 감지하는 진동 센서(vibration sensor)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은, 상기 잔여물의 상태에 관한 특징 정보를 기초로, 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부 및 인두에 잔여물이 남아있는지 여부 중 하나 이상에 관한 정보를 더 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은, 상기 잔여물의 상태에 관한 특징 정보를 기초로, 피검사자의 음식물 삼킴 후 피검사자의 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부를 결정하는 단계; 및 피검사자의 기도로 음식물이 흡인되었다는 결정에 응답하여, 상기 잔여물의 상태에 관한 특징 정보를 기초로 흡인된 음식물의 양을 결정하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 피검사자의 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부를 결정하는 단계는, 피검사자의 구강 또는 기도 근접 부위에 부착된 센서에 의하여 획득된 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값의 차이가 미리 지정된 제1 기준 값 이상일 경우, 기도로 음식물이 흡인되었다고 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은, 상기 잔여물의 상태에 관한 특징 정보를 기초로, 피검사자의 음식물 삼킴 후 피검사자의 인두에 잔여물이 남아있는지 여부를 결정하는 단계; 및 피검사자의 인두에 잔여물이 남아있다는 결정에 응답하여, 상기 잔여물의 상태에 관한 특징 정보를 기초로 인두에 남아 있는 잔여물의 양을 결정하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 피검사자의 인두에 잔여물이 남아있는지 여부를 결정하는 단계는, 피검사자의 구강 또는 인두 근접 부위에 부착된 센서에서 획득된 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값의 차이가 미리 지정된 제2 기준 값 이상일 경우, 피검사자의 인두에 잔여물이 남아 있다고 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 음성 또는 진동은, 피검사자가 특정한 단어를 일정한 시간 동안 발화할 때의 음성 또는 진동일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 하나 이상의 특징 값은 프라트(PRAAT)를 사용하여 산출될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 하나 이상의 특징 값은, 음성 또는 진동의 모든 추출된 피치(pitch) 주기에 대한 평균 기본 주파수(F0), 상기 기본 주파수의 표준 편차, 상대 평균 섭동(RAP, relative average perturbation), 지터(jitter), 쉬머 비율(shimmer percentage), 진폭 섭동 지수(APQ, amplitude perturbation quotient), 잡음 대 고조파 비율(NHR, noise-to-harmonic Ratio), 고조파 대 잡음 비율(HNR, harmonics to noise Ratio), 음성 난류 지수(VTI, voice turbulence index) 및 신호 대 잡음비(SNR, signal to noise ratio)로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 상대 평균 섭동은 평활 계수 3주기에서 분석된 음성 또는 진동 샘플 내 피치 주기의 가변성일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 음성 난류 지수는 고주파 잡음의 상대적 에너지 레벨일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 동일 부위에 부착된 센서에서 획득된 상기 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동에 비하여 음식물 삼킴 후 음성 또는 진동의 상대 평균 섭동(RAP) 감소 또는 증가하는 경우, 잔여물의 위치는 해당 센서가 부착된 부위와 근접한 영역에 있는 것으로 결정하고, 피검사자의 부위별 센서 각각에 의하여 획득된 상기 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 음식물 삼킴 후 음성 또는 진동의 RAP 변동성을 비교하여, 센서가 부착된 부위 중 상기 RAP 변동성이 가장 큰 부위와 근접한 영역에 잔여물의 양이 많은 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동에 비하여 음식물 삼킴 후 음성 또는 진동의 지터, 쉬머 비율 및 음성 난류 지수 중 적어도 하나가 증가 또는 감소하는 경우, 잔여물의 위치는 해당 센서가 부착된 부위와 근접한 영역에 있는 것으로 결정하고, 피검사자의 부위별 센서 각각에 의하여 획득된 상기 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 음식물 삼킴 후 음성 또는 진동의 지터, 쉬머 비율 및 음성 난류 지수 중 적어도 하나 이상의 변동성을 비교하여, 센서가 부착된 부위 중 상기 변동성이 가장 큰 부위와 근접한 영역에 잔여물의 양이 많은 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 잔여물 관심 부위는 피검사자의 입술, 피검사자의 목 부위 중 후두개곡(Vallecular pouch)이 있는 피부 표면, 성대(vocal cord)가 있는 피부 표면, 이상동(pyriformis sinus) 및 인두벽(pharyngeal wall)이 있는 피부 표면 중 적어도 하나 이상의 위치일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은, 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각을 센서 어레이를 통해 획득하고, 상기 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값을 비교하여, 잔여물 상태에 관한 특징 정보가 연하 장애에 관련된 미리 설정된 범위에 있다고 판단되는 경우, 피검사자의 연하 장애 재활 치료를 보조하는 전기자극기의 제어 정보를 제공하거나, 또는 음식물에 대한 가이드 정보를 제공하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은, 음식물이 기도로 흡인되었는지 여부, 흡인된 음식물의 양, 인두에 잔여물이 남아있는지 여부 및 인두에 남아있는 잔여물의 양 중 적어도 하나를 기초로, 4채널 전기자극 치료기의 파라미터 값 제어 정보를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 음식물이 기도로 흡인되었는지 여부, 흡인된 음식물의 양, 인두에 잔여물이 남아있는지 여부 및 인두에 남아있는 잔여물의 양 중 적어도 하나를 기초로, 음식물의 종류, 음식물의 질 및 음식물의 농도 중 하나 이상에 대한 가이드 정보를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 피검사자는 연하 장애 환자이고, 연하 장애에 관한 보조 정보는 연하 장애 호전에 관한 보조 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은, 피검자의 음식물 삼킴 후 적어도 제1 음성 또는 진동 및 제2 음성 또는 진동 각각을 센서 어레이를 통해 획득하는 단계 - 상기 제2 음성 또는 진동은 상기 제1 음성 또는 진동으로부터 일정 시간이 경과한 후에 획득된 것임; 동일 부위에서 획득된 피검자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동, 삼킴 후 제1 음성 또는 진동 및 삼킴 후 제2 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값을 비교하여 잔여물 상태에 관한 특징 정보를 제공하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로그램 명령어가 컴퓨터의 프로세서에 의해 실행되는 경우 상기 프로세서가 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법을 수행하게 하는 컴퓨터에 의해 판독 가능하고, 상기 컴퓨터에 의해 동작 가능한 프로그램 명령어를 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기록매체일 수 있다.
이와 같은 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법에 따르면, 피검사자의 음식물 삼킴 전후의 음성 또는 진동의 각 특징 값을 비교하여 연하장애 여부를 판단하는 보조 정보 특히 잔여물의 위치나 양에 관한 정보를 정확하고 효과적으로 산출할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명 또는 종래 기술의 실시예의 기술적 해결책을 보다 명확하게 설명하기 위해, 실시예에 대한 설명에서 필요한 도면이 아래에서 간단히 소개된다. 아래의 도면들은 본 명세서의 실시예를 설명하기 목적일 뿐 한정의 목적이 아니라는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 설명의 명료성을 위해 아래의 도면들에서 과장, 생략 등 다양한 변형이 적용된 일부 요소들이 도시될 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 연하장애를 일으키는 잔여물 관심 부위를 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각을 획득하는 센서 어레이를 도시하는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법의 흐름도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부에 관한 정보를 제공하는 단계의 세부 흐름도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 인두에 잔여물이 남아있는지 여부에 관한 정보를 제공하는 단계의 세부 흐름도이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 연하장애를 일으키는 잔여물 관심 부위를 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각을 획득하는 센서 어레이를 도시하는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법의 흐름도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부에 관한 정보를 제공하는 단계의 세부 흐름도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 인두에 잔여물이 남아있는지 여부에 관한 정보를 제공하는 단계의 세부 흐름도이다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 항목 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 항목 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 명세서에서 흡인은 개체가 삼킴 과정에서 음식물 등의 삼킴 대상물이 기관계로 유입되는 것을 의미한다.
본 명세서에서 잔여물은 개체가 삼킴 과정에서 음식물 등의 삼킴 대상물이 식도로 넘어가지 않고, 후두개곡(Vallecular pouch), 성대(vocal cord), 이상동(pyriformis sinus) 및 인두벽(pharyngeal wall) 중 적어도 하나를 포함하는 부위에 남아 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 연하 장애에 관한 보조 정보는 피검사자의 음식물 등의 삼킴 후 기도로 음식물 등의 삼킴 대상물이 흡인되었는지 여부, 잔여물의 유무, 잔여물의 위치 및 잔여물의 양 중 하나 이상에 관한 잔여물 상태에 관한 특징 정보를 포함하는 것일 수 있다.
본 명세서에서 센서 또는 센서 어레이가 부착된 부위의 근접한 영역은 센서 또는 센서 어레이가 부착된 부위로부터 미리 설정된 일정 위치 내의 영역을 의미하는 것일 수 있다.
본 명세서에서 센서 어레이는 하나 이상의 센서를 포함하는 센서 집합체를 의미할 수 있다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 살펴본다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 연하장애를 일으키는 잔여물 관심 부위를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법(이하, "연하장애 보조 정보 제공 방법")은 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각을 센서 어레이를 통해 획득할 수 있다. 상기 센서 어레이의 센서 각각은 피검사자의 잔여물 관심 부위에 부착될 수 있는데, 상기 잔여물 관심 부위는 피검사자의 입술, 피검사자의 목 부위 중 후두개곡(Vallecular pouch), 성대(vocal cord) 이상동(pyriformis sinus), 갑상연골, 설골 및 인두벽(pharyngeal wall) 중 적어도 하나와 인접한 피부 표면을 포함할 수 있다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각을 획득하는 센서 어레이를 도시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 센서 어레이의 센서 각각은 피검사자의 잔여물 관심 부위에 부착되고 적어도 마이크로폰(microphone)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 센서는 진동 센서(vibration sensor)를 더 포함할 수 있다. 제1 센서는 부위(21)에 부착될 수 있는데, 제1 부위는 피검사자의 입술, 또는 구강일 수 있다. 제2 센서 또는 제3 센서는 부위(22)에 부착되어 음식물 삼킴 전후의 음성 또는 진동을 획득할 수 있고, 부위(22)는 이상동 또는 성대와 근접하다.
연하장애 보조 정보 제공 방법은 부위(22)에 부착된 제2 센서 또는 제3 센서에 의하여 획득된 삼킴 전후의 음성 또는 진동을 비교하여 성대에 잔여물이 묻은 경우 보다 강력하게 삼킴 전후의 특징 정보의 변동성을 산출하여 연하 장애 여부에 관한 보조 정보를 제공할 수 있다.
제4 센서는 부위(23)에 부착되어 음식물 삼킴 전후의 음성 또는 진동을 획득할 수 있고, 연하장애 보조 정보 제공 방법은 부위(23)에 부착된 제4 센서에 의하여 획득된 삼킴 전후의 음성 또는 진동을 비교하여 이상동에 잔여물이 묻은 경우 보다 강력하게 삼킴 전후의 특징 정보의 변동성을 산출하여 연하 장애 여부에 관한 보조 정보를 제공할 수 있다.
연하장애 보조 정보 제공 방법은 피검사자의 부위별(21,22,23) 센서 각각에 의하여 획득된 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각으로부터 하나 이상의 특징 값을 산출하는 단계 및 동일 부위에서 획득된 상기 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값을 비교하여, 피검사자의 음식물 삼킴 후 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부, 잔여물의 유무, 잔여물의 위치 및 잔여물의 양 중 하나 이상을 포함하는 잔여물 상태에 관한 특징 정보를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 동일 부위(22)에 부착된 센서에서 획득된 상기 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동에 비하여 음식물 삼킴 후 음성 또는 진동의 상대 평균 섭동(RAP)의 감소 또는 증가하는 경우, 잔여물의 위치는 해당 센서가 부착된 부위(22)와 근접한 영역인 성대에 있는 것으로 결정할 수 있다. 피검사자의 부위별(21,22,23) 센서 각각에 의하여 획득된 상기 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 음식물 삼킴 후 음성 또는 진동의 RAP 변동성을 비교하여, 센서가 부착된 부위(21,22,23) 중 부위(22)에 부착된 센서에서 삼킴 후 음성 또는 진동의 상대 평균 섭동(RAP)의 변동성이 가장 큰 경우, 제2 센서와 근접한 영역에 잔여물의 양이 가장 많은 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 센서 어레이에 의하여 획득되는 음성 또는 진동은, 피검사자가 특정한 단어를 일정한 시간 동안 발화할 때의 음성 또는 진동일 수 있다. 예를 들어, 피검사자가 5초 동안 아- 또는 이-를 발화할 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법의 흐름도이다.
연하장애 보조 정보 제공 방법은 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각을 센서 어레이를 통해 획득하고, 상기 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값을 비교하여 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 연하 장애에 관한 보조 정보는 피검사자의 음식물 삼킴 후 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부, 잔여물의 유무, 잔여물의 위치 및 잔여물의 양 중 하나 이상에 관한 잔여물 상태에 관한 특징 정보를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 단계는 피검사자의 부위별 센서 각각에 의하여 획득된 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각으로부터 하나 이상의 특징 값을 산출하는 단계(S31) 및 동일 부위에서 획득된 상기 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값을 비교하여, 피검사자의 음식물 삼킴 후 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부, 잔여물의 유무, 잔여물의 위치 및 잔여물의 양 중 하나 이상을 포함하는 잔여물 상태에 관한 특징 정보를 산출하는 단계(S32)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하나 이상의 특징 값은 프라트(PRAAT)를 사용하여 산출될 수 있다. 프라트는 음성 분석 프로그램으로서, 음성 신호로부터 다양한 특징을 추출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하나 이상의 특징 값은, 음성 또는 진동의 모든 추출된 피치(pitch) 주기에 대한 평균 기본 주파수(F0), 상기 기본 주파수의 표준 편차, 상대 평균 섭동(RAP, relative average perturbation), 지터(jitter), 쉬머 비율(shimmer percentage), 진폭 섭동 지수(APQ, amplitude perturbation quotient), 잡음 대 고조파 비율(NHR, noise-to-harmonic Ratio), 고조파 대 잡음 비율(HNR, harmonics to noise Ratio), 음성 난류 지수(VTI, voice turbulence index) 및 신호 대 잡음비(SNR, signal to noise ratio)로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 상대 평균 섭동은 평활 계수 3주기에서 분석된 음성 또는 진동 샘플 내 피치 주기의 가변성이고, 상기 음성 난류 지수는 고주파 잡음의 상대적 에너지 레벨이다.
일 실시예에서, 동일 부위에 부착된 센서에서 획득된 상기 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동에 비하여 음식물 삼킴 후 음성 또는 진동의 상대 평균 섭동(RAP) 감소 또는 증가하는 경우, 잔여물의 위치는 해당 센서가 부착된 부위와 근접한 영역에 있는 것으로 결정하고, 피검사자의 부위별 센서 각각에 의하여 획득된 상기 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 음식물 삼킴 후 음성 또는 진동의 RAP 변동성을 비교하여, 센서가 부착된 부위 중 상기 RAP 변동성이 가장 큰 부위와 근접한 영역에 잔여물의 양이 많은 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동에 비하여 음식물 삼킴 후 음성 또는 진동의 지터, 쉬머 비율 및 음성 난류 지수 중 적어도 하나가 증가 또는 감소하는 경우, 잔여물의 위치는 해당 센서가 부착된 부위와 근접한 영역에 있는 것으로 결정하고, 피검사자의 부위별 센서 각각에 의하여 획득된 상기 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 음식물 삼킴 후 음성 또는 진동의 지터, 쉬머 비율 및 음성 난류 지수 중 적어도 하나 이상의 변동성을 비교하여, 센서가 부착된 부위 중 상기 변동성이 가장 큰 부위와 근접한 영역에 잔여물의 양이 많은 것으로 판단할 수 있다.
또 다른 일 실시예에서, 상기 연하 장애 보조 정보 제공 방법은 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 음식물 삼킴 후 음성 또는 진동 각각을 센서 어레이를 통해 획득하는 단계; 및 상기 센서 어레이의 센서 각각은 피검사자의 잔여물 관심 부위에 부착되고, 피검사자의 부위별 센서 각각에 의하여 획득된 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 음식물 삼킴 후 또는 진동 음성으로부터 특징 값을 산출하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 피검자의 음식물 삼킴 후 적어도 제1 음성 또는 진동 및 제2 음성 또는 진동 각각을 센서 어레이를 통해 획득할 수 있는데, 상기 제2 음성 또는 진동은 상기 제1 음성 또는 진동으로부터 일정 시간이 경과한 후의 음성 또는 진동일 수 있다. 예를 들어, 제2 음성 또는 진동을 획득한 시간은 제1 음성 또는 진동을 획득한 후로부터 수 주 또는 수 개월이 경과한 시간일 수 있다.
동일 부위에서 획득된 피검자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동, 삼킴 후 제1 음성 또는 진동 및 삼킴 후 제2 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값을 비교하여 잔여물 상태에 관한 특징 정보를 제공할 수 있다. 피검사자는 연하 장애 환자이고, 이는 제1 음성 또는 진동을 획득한 시간으로부터 연하 장애 치료를 수행함으로써, 제2 음성 또는 진동을 획득한 시간에 연하 장애 호전에 관한 보조 정보를 제공한다. 예를 들어, 삼킴 전후의 음성 또는 진동의 상대 평균 섭동(RAP)의 변동성의 크기가 감소하였다면, 피검사자의 연하 장애가 호전되고 있다고 판단될 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부에 관한 정보를 제공하는 단계의 세부 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부에 관한 정보를 제공하는 단계는 상기 잔여물의 상태에 관한 특징 정보를 기초로, 피검사자의 음식물 삼킴 후 피검사자의 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부를 결정하는 단계(S41) 및 피검사자의 기도로 음식물이 흡인되었다는 결정에 응답하여, 상기 잔여물의 상태에 관한 특징 정보를 기초로 흡인된 음식물의 양을 결정하는 단계(S42)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 피검사자의 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부를 결정하는 단계는, 피검사자의 구강 또는 기도 근접 부위에 부착된 센서에 의하여 획득된 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값의 차이가 미리 지정된 제1 기준 값 이상일 경우, 기도로 음식물이 흡인되었다고 결정할 수 있다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 인두에 잔여물이 남아있는지 여부에 관한 정보를 제공하는 단계의 세부 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 인두에 잔여물이 남아있는지 여부 중 하나 이상에 관한 정보를 더 제공하는 단계는 상기 잔여물의 상태에 관한 특징 정보를 기초로, 피검사자의 음식물 삼킴 후 피검사자의 인두에 잔여물이 남아있는지 여부를 결정하는 단계(S51) 및 피검사자의 인두에 잔여물이 남아있다는 결정에 응답하여, 상기 잔여물의 상태에 관한 특징 정보를 기초로 인두에 남아 있는 잔여물의 양을 결정하는 단계(S52)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 피검사자의 인두에 잔여물이 남아있는지 여부를 결정하는 단계는, 피검사자의 구강 또는 인두 근접 부위에 부착된 센서에서 획득된 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값의 차이가 미리 지정된 제2 기준 값 이상일 경우, 피검사자의 인두에 잔여물이 남아 있다고 결정할 수 있다.
인두에 잔여물이 남아 있는지 결정하는 단계에서 지표가 되는 특징 값으로 고조파 대 잡음 비율(HNR, harmonics to noise Ratio)을 이용할 수 있다. 피검사자의 음식물 삼킴 전후의 음성 또는 진동의 고조파 대 잡음 비율(HNR)은 잔여물에 의한 노이즈로 인해 감소할 수 있다.
일 실시예에서, 음성 분석을 이용하여 음식물 삼킴 전후의 음향 또는 진동 파라미터의 변화를 확인할 수 있다.
예컨대, 비디오투시 연하검사(VFS, videofluoroscopic swallowing study)를 통해 연하장애가 있는 피검사자들을 대상으로 삼킴 전후의 음성 또는 진동 각각의 변수들의 특징 값들을 비교할 수 있다. 상기 하나 이상의 특징 값은, 음성 또는 진동의 모든 추출된 피치(pitch) 주기에 대한 평균 기본 주파수(F0), 상기 기본 주파수의 표준 편차, 상대 평균 섭동(RAP, relative average perturbation), 지터(jitter), 쉬머 비율(shimmer percentage), 진폭 섭동 지수(APQ, amplitude perturbation quotient), 잡음 대 고조파 비율(NHR, noise-to-harmonic Ratio), 고조파 대 잡음 비율(HNR, harmonics to noise Ratio), 음성 난류 지수(VTI, voice turbulence index) 및 신호 대 잡음비(SNR, signal to noise ratio)로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 피검사자의 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부를 결정하는 단계는, 획득된 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값의 차이가 미리 지정된 제1 기준 값 이상일 경우, 기도로 음식물이 흡인되었다고 결정할 수 있다.
예를 들어, 음식물 삼킴 전후의 음성 또는 진동의 평균 기본 주파수(F0) 차이가 2.953 ± 24.081 범위인 경우, 저위험그룹으로 피검사자를 분류할 수 있고, 이보다 변동성이 큰 9.969 ± 42.965 범위인 경우, 고위험그룹으로 분류할 수 있다.
음식물 삼킴 전후의 음성 또는 진동의 상대 평균 섭동(RAP)의 차이가 -0.0246 ± 02135 범위인 경우, 저위험그룹으로 피검사자를 분류할 수 있고, 이보다 변동성이 큰 2.2070 ± 0.2135 범위인 경우, 고위험그룹으로 피검사자를 분류할 수 있다.
잔여물이 존재하거나 흡인이 있는지 여부에 따라, 상대 평균 섭동(RAP), 음성의 쉬머 비율(SHIM) 및 음성 파형의 진폭의 변동성이 커지면서 고음영역과 저음영역의 면적의 비율 또는 고음영역과 전체 영역의 면적 비율 등에서 차이가 있을 수 있다.
음식물 삼킴 전후의 음성 또는 진동의 쉬머 비율(SHIM)의 차이가 0.3246 ± 2.3772 범위인 경우, 저위험그룹으로 피검사자를 분류할 수 있고, 이보다 변동성이 큰 4.4811 ± 4.9568 범위인 경우, 고위험그룹으로 피검사자를 분류할 수 있다.
음식물 삼킴 전후의 음성 또는 진동의 잡음 대 고조파 비율(NHR)의 차이가 0.3517 ± 5.642 범위인 경우, 저위험그룹으로 피검사자를 분류할 수 있고, 이보다 변동성이 큰 19.48 ± 19.49 범위인 경우, 고위험그룹으로 피검사자를 분류할 수 있다.
음식물 삼킴 전후의 음성 난류 지수(VTI)의 차이가 0.8092 ± 2.730 범위인 경우, 저위험그룹으로 피검사자를 분류할 수 있고, 이보다 변동성이 큰 4.965 ± 8.636 범위인 경우, 고위험그룹으로 피검사자를 분류할 수 있다.
일 실시예에서, 연하장애 보조 정보 제공 방법은 동일 부위에 부착된 센서에서 획득된 상기 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동에 비하여 음식물 삼킴 후 음성 또는 진동의 상대 평균 섭동(RAP) 감소 또는 증가하는 경우, 잔여물의 위치는 해당 센서가 부착된 부위와 근접한 영역에 있는 것으로 결정하고, 피검사자의 부위별 센서 각각에 의하여 획득된 상기 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 음식물 삼킴 후 음성 또는 진동의 상대 평균 섭동(RAP)의 변동성을 비교하여, 센서가 부착된 부위 중 상기 상대 평균 섭동(RAP)의 변동성이 가장 큰 부위와 근접한 영역에 잔여물의 양이 많은 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 연하장애 보조 정보 제공 방법은 상기 음식물 삼킴 전 음성에 비하여 음식물 삼킴 후 음성 또는 진동의 지터, 쉬머 비율 및 음성 난류 지수 중 적어도 하나가 증가 또는 감소하는 경우, 잔여물의 위치는 해당 센서가 부착된 부위와 근접한 영역에 있는 것으로 결정하고, 피검사자의 부위별 센서 각각에 의하여 획득된 상기 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 음식물 삼킴 후 음성 또는 진동의 지터, 쉬머 비율 및 음성 난류 지수 중 적어도 하나 이상의 변동성을 비교하여, 센서가 부착된 부위 중 상기 변동성이 가장 큰 부위와 근접한 영역에 잔여물의 양이 많은 것으로 판단할 수 있다.
추가적인 일 실시예에서, 음식물 삼킴 전후 음성 또는 진동 각각의 평균 기본 주파수(F0), 상기 기본 주파수의 표준 편차, 상대 평균 섭동(RAP), 지터(jitter), 쉬머 비율(shimmer percentage), 진폭 섭동 지수(APQ, amplitude perturbation quotient), 잡음 대 고조파 비율(NHR), 고조파 대 잡음 비율(HNR), 음성 난류 지수(VTI) 및 신호 대 잡음비(SNR)의 각 파라미터간의 분석, 통합 분석, 다차원 분석을 기초로, 음식물이 기도로 흡인되었는지 여부, 흡인된 음식물의 양, 인두에 잔여물이 남아있는지 여부 및 인두에 남아있는 잔여물의 양에 대한 패턴을 추출할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에서, 연하장애 보조 정보 제공 방법은 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각을 센서 어레이를 통해 획득하고, 상기 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값을 비교하여, 잔여물 상태에 관한 특징 정보가 연하 장애에 관련된 미리 설정된 범위에 있다고 판단되는 경우, 피검사자의 연하 장애 재활 치료를 보조하는 전기자극기의 제어 정보를 제공하거나, 또는 음식물에 대한 가이드 정보를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 연하장애 보조 정보 제공 방법은 연하음식물이 기도로 흡인되었는지 여부, 흡인된 음식물의 양, 인두에 잔여물이 남아있는지 여부 및 인두에 남아있는 잔여물의 양 중 적어도 하나를 기초로, 4채널 전기자극 치료기의 파라미터 값 제어 정보를 제공할 수 있다. 4채널 전기자극 치료기는 연하장애 환자가 음식물 섭취시, 특정 부위에 전기자극을 주어 잔여물 관심 부위에 잔여물이 남지 않도록 피검사자의 연하작용을 보조한다. 전기자극 치료기는 촉진기법 중 하나로서, 이는 턱밑의 근육과 목 부위의 후두 거상근에 표면전극을 이용하여 전기자극을 가하는 방법으로, 상지나 하지에 적용하는 신경근육자극(neuromuscular electrical stimulation) 혹은 기능적 전기자극(functional electrical stimulation)에 비유될 수 있다. 그 기전으로는 체성감각의 제공 혹은 후두거상근의 반복적인 움직임으로 인한 뇌의 가소성 변화 등이 들 수 있다. 연하장애 보조 정보 제공 방법은 연하음식물이 기도로 흡인되었다고 결정하는 경우 4 채널 전기자극 치료기가 기도 부위에 위치되어 피검사자의 연하작용을 도울 수 있다. 흡인된 음식물의 양 정도에 따라, 전기자극의 세기를 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 연하장애 보조 정보 제공 방법은 음식물이 기도로 흡인되었는지 여부, 흡인된 음식물의 양, 인두에 잔여물이 남아있는지 여부 및 인두에 남아있는 잔여물의 양 중 적어도 하나를 기초로, 음식물의 종류, 음식물의 질 및 음식물의 농도 중 하나 이상에 대한 가이드 정보를 제공할 수 있다.
예를 들어, 구강 섭취가 가능하다고 판단되면 환자에게 적합하도록 식이의 점도와 텍스쳐를 조절하여 준다. 액상인 경우에는 전분 성분의 식품 경화제(thickener)를 섞어 점도를 높여 준다. 일반적으로는 점도가 낮을수록(묽을수록) 구강과 인두에서 음식물을 조절하기가 어려우므로 흡인이 쉽게 일어난다. 반대로 점도가 낮을수록 상부 식도 괄약근을 통하여 잘 흘러들어가기 때문에 식괴가 쉽게 진행하는 점도 있다. 따라서 이 두 가지 면을 고려하여 환자 개개인에 따라 음성 분석을 통한 연하장애 정보 결과에 따라 점도를 조절하는 것이 필요하다. 점차 환자의 연하기능이 향상됨에 따라 반고형 음식, 정상 식이 등의 순으로 음식물을 섭취하도록 한다. 또한 한 번에 삼킬 수 있는 양과 몇 번에 나누어 삼킬 것인가 등에 관한 가이드 정보를 환자에게 제공할 수 있다.
이와 같은 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법에 따르면, 본 발명은 피검사자의 음식물 삼킴 전후의 음성 또는 진동을 분석하여 연하장애 여부를 판단하는 보조 정보로 활용함으로써 안전하고 간편하면서도 평가의 신뢰성을 높이도록 하는 효과가 있다.
이상에서 설명한 실시예들에 따른 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법에 의한 동작은 적어도 부분적으로 컴퓨터 프로그램으로 구현되어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 예를 들어, 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터-판독가능 매체로 구성되는 프로그램 제품과 함께 구현되고, 이는 기술된 임의의 또는 모든 단계, 동작, 또는 과정을 수행하기 위한 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따른 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법은 프로세서를 포함한 컴퓨팅 장치에 의해 수행될 수 있다. 상기 컴퓨팅 장치는 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 노트북, 스마트 폰, 이와 유사한 것과 같은 컴퓨팅 장치일 수도 있고 통합될 수도 있는 임의의 장치일 수 있다. 컴퓨터는 하나 이상의 대체적이고 특별한 목적의 프로세서, 메모리, 저장공간, 및 네트워킹 구성요소(무선 또는 유선 중 어느 하나)를 가지는 장치다. 상기 컴퓨터는 예를 들어, 마이크로소프트의 윈도우와 호환되는 운영 체제, 애플 OS X 또는 iOS, 리눅스 배포판(Linux distribution), 또는 구글의 안드로이드 OS와 같은 운영 체제(operating system)를 실행할 수 있다.
상기 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 신원확인 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장신원확인 장치 등을 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 또한, 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 실시예가 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
Claims (23)
- 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법으로서,
피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각을 센서 어레이를 통해 획득하고, 상기 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값을 비교하여 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 단계; 를 포함하고,
상기 연하 장애에 관한 보조 정보는 피검사자의 음식물 삼킴 후 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부, 잔여물의 유무, 잔여물의 위치 및 잔여물의 양 중 하나 이상에 관한 잔여물 상태에 관한 특징 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 센서 어레이의 센서 각각은 피검사자의 잔여물 관심 부위에 부착되고,
상기 단계는,
피검사자의 부위별 센서 각각에 의하여 획득된 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각으로부터 하나 이상의 특징 값을 산출하는 단계; 및
동일 부위에서 획득된 상기 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값을 비교하여, 피검사자의 음식물 삼킴 후 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부, 잔여물의 유무, 잔여물의 위치 및 잔여물의 양 중 하나 이상을 포함하는 잔여물 상태에 관한 특징 정보를 산출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 센서 어레이의 센서 각각은 적어도 마이크로폰(microphone)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제3항에 있어서,
상기 센서 어레이의 센서 각각은 진동을 감지하는 진동 센서(vibration sensor)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제2항에 있어서,
상기 방법은,
상기 잔여물의 상태에 관한 특징 정보를 기초로, 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부 및 인두에 잔여물이 남아있는지 여부 중 하나 이상에 관한 정보를 더 제공하는 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제2항에 있어서,
상기 방법은,
상기 잔여물의 상태에 관한 특징 정보를 기초로, 피검사자의 음식물 삼킴 후 피검사자의 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부를 결정하는 단계; 및
피검사자의 기도로 음식물이 흡인되었다는 결정에 응답하여, 상기 잔여물의 상태에 관한 특징 정보를 기초로 흡인된 음식물의 양을 결정하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 피검사자의 기도로 음식물이 흡인되었는지 여부를 결정하는 단계는,
피검사자의 구강 또는 기도 근접 부위에 부착된 센서에 의하여 획득된 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값의 차이가 미리 지정된 제1 기준 값 이상일 경우, 기도로 음식물이 흡인되었다고 결정하는 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제5항에 있어서,
상기 방법은,
상기 잔여물의 상태에 관한 특징 정보를 기초로, 피검사자의 음식물 삼킴 후 피검사자의 인두에 잔여물이 남아있는지 여부를 결정하는 단계; 및
피검사자의 인두에 잔여물이 남아있다는 결정에 응답하여, 상기 잔여물의 상태에 관한 특징 정보를 기초로 인두에 남아 있는 잔여물의 양을 결정하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 피검사자의 인두에 잔여물이 남아있는지 여부를 결정하는 단계는,
피검사자의 구강 또는 인두 근접 부위에 부착된 센서에서 획득된 피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값의 차이가 미리 지정된 제2 기준 값 이상일 경우, 피검사자의 인두에 잔여물이 남아 있다고 결정하는 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 음성 또는 진동은, 피검사자가 특정한 단어를 일정한 시간 동안 발화할 때의 음성 또는 진동인 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 특징 값은 프라트(PRAAT)를 사용하여 산출되는 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 특징 값은, 음성 또는 진동의 모든 추출된 피치(pitch) 주기에 대한 평균 기본 주파수(F0), 상기 기본 주파수의 표준 편차, 상대 평균 섭동(RAP, relative average perturbation), 지터(jitter), 쉬머 비율(shimmer percentage), 진폭 섭동 지수(APQ, amplitude perturbation quotient), 잡음 대 고조파 비율(NHR, noise-to-harmonic Ratio), 고조파 대 잡음 비율(HNR, harmonics to noise Ratio), 음성 난류 지수(VTI, voice turbulence index) 및 신호 대 잡음비(SNR, signal to noise ratio)로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제12항에 있어서,
상기 상대 평균 섭동은 평활 계수 3주기에서 분석된 음성 또는 진동 샘플 내 피치 주기의 가변성인 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제12항에 있어서,
상기 음성 난류 지수는 고주파 잡음의 상대적 에너지 레벨인 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제12에 있어서,
동일 부위에 부착된 센서에서 획득된 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동에 비하여 음식물 삼킴 후 음성 또는 진동의 상대 평균 섭동(RAP) 감소 또는 증가하는 경우, 잔여물의 위치는 해당 센서가 부착된 부위와 근접한 영역에 있는 것으로 결정하고,
피검사자의 부위별 센서 각각에 의하여 획득된 상기 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 음식물 삼킴 후 음성 또는 진동의 RAP 변동성을 비교하여, 센서가 부착된 부위 중 상기 RAP 변동성이 가장 큰 부위와 근접한 영역에 잔여물의 양이 많은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제12항에 있어서,
상기 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동에 비하여 음식물 삼킴 후 음성 또는 진동의 지터, 쉬머 비율 및 음성 난류 지수 중 적어도 하나가 증가 또는 감소하는 경우, 잔여물의 위치는 해당 센서가 부착된 부위와 근접한 영역에 있는 것으로 결정하고,
피검사자의 부위별 센서 각각에 의하여 획득된 상기 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 음식물 삼킴 후 음성 또는 진동의 지터, 쉬머 비율 및 음성 난류 지수 중 적어도 하나 이상의 변동성을 비교하여, 센서가 부착된 부위 중 상기 변동성이 가장 큰 부위와 근접한 영역에 잔여물의 양이 많은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제2항에 있어서,
상기 잔여물 관심 부위는 피검사자의 입술, 피검사자의 목 부위 중 후두개곡(Vallecular pouch)이 있는 피부 표면, 성대(vocal cord)가 있는 피부 표면, 이상동(pyriformis sinus) 및 인두벽(pharyngeal wall)이 있는 피부 표면 중 적어도 하나 이상의 위치인 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 방법은,
피검사자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동 및 삼킴 후 음성 또는 진동 각각을 센서 어레이를 통해 획득하고, 상기 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값을 비교하여, 잔여물 상태에 관한 특징 정보가 연하 장애에 관련된 미리 설정된 범위에 있다고 판단되는 경우,
피검사자의 연하 장애 재활 치료를 보조하는 전기자극기의 제어 정보를 제공하거나, 또는 음식물에 대한 가이드 정보를 제공하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제18항에 있어서,
상기 방법은,
음식물이 기도로 흡인되었는지 여부, 흡인된 음식물의 양, 인두에 잔여물이 남아있는지 여부 및 인두에 남아있는 잔여물의 양 중 적어도 하나를 기초로,
4채널 전기자극 치료기의 파라미터 값 제어 정보를 제공하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제18항에 있어서,
음식물이 기도로 흡인되었는지 여부, 흡인된 음식물의 양, 인두에 잔여물이 남아있는지 여부 및 인두에 남아있는 잔여물의 양 중 적어도 하나를 기초로,
음식물의 종류, 음식물의 질 및 음식물의 농도 중 하나 이상에 대한 가이드 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제18항에 있어서,
피검사자는 연하 장애 환자이고,
연하 장애에 관한 보조 정보는 연하 장애 호전에 관한 보조 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 방법은,
피검자의 음식물 삼킴 후 적어도 제1 음성 또는 진동 및 제2 음성 또는 진동 각각을 센서 어레이를 통해 획득하는 단계 - 상기 제2 음성 또는 진동은 상기 제1 음성 또는 진동으로부터 일정 시간이 경과한 후에 획득된 것임;
동일 부위에서 획득된 피검자의 음식물 삼킴 전 음성 또는 진동, 삼킴 후 제1 음성 또는 진동 및 삼킴 후 제2 음성 또는 진동 각각의 하나 이상의 특징 값을 비교하여 잔여물 상태에 관한 특징 정보를 제공하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법.
- 컴퓨터에 의해 판독 가능하고, 상기 컴퓨터에 의해 동작 가능한 프로그램 명령어를 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기록매체로서, 상기 프로그램 명령어가 상기 컴퓨터의 프로세서에 의해 실행되는 경우 상기 프로세서가 제1항 내지 제22항 중 어느 하나의 항에 따른 음성 분석을 이용한 연하 장애에 관한 보조 정보를 제공하는 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 판독가능 기록매체.
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