TWM514829U - 互動式吞嚥評估與治療訓練系統 - Google Patents

Description

互動式吞嚥評估與治療訓練系統

本新型係關於一種復健治療系統，尤指一種互動式吞嚥評估與治療訓練系統。

吞嚥功能會隨著年紀的增長而逐漸退化，2013年葡萄牙針對8間養老院共272位老人中，有40%的老年人患有吞嚥障礙；2014年日本老年醫學會根據吞嚥困難嚴重程度量表，評估386位平均年齡83歲的體弱老年人，其中79.5%患有吞嚥障礙。一般老人易於嗆到的食物中，液態又比固態更容易出現吞嚥障礙的現象，嗆到的機率相對增加，長期影響會使吃東西的慾望下降，造成低營養、脫水的可能性，老人的吞嚥問題不僅對身體營養狀況產生巨大的影響，也會使老人因嗆咳而害怕飲食造成的心理問題。

對於治療吞嚥障礙的使用者，一般評估需要使用螢光攝影檢查，然而這樣的評估因為採用X光，因此不適合使用在吞嚥訓練上。在治療上，醫療院所大多常使用電療法，由於喉部的肌肉細小且緊密甚至重疊，所以每次電療的位置可能不一致，導致效果不彰，而在使用電療時須經常性的更換電療貼片，造成資源的浪費。

為進一步提升治療效果，使用者亦需要長期進行口腔各處肌肉的訓練及復健，但目前既無可靠的輔助器材，亦無明確的訓練標準，加 上使用者不易自我判斷肌肉是否完成標準動作，因此，治療成效仍相當低落。

有鑒於現有吞嚥障礙中的電療治療成效不彰，且無可靠輔助治療、復健器材的技術缺陷，本新型係提出一種互動式吞嚥評估與治療訓練系統，以輔助使用者及治療師進行有效的吞嚥障礙評估與復健治療，提升治療及復健成效。

為達上述目的所採用之技術手段，係令該互動式吞嚥評估與治療訓練系統包含有：一顯示器；一組喉部檢測器，係檢測喉部肌肉之動作而輸出一組喉部檢測訊號；一訊號處理器，係與該喉部檢測器連接，以接收該組喉部檢測訊號，並經數位化後輸出；一主機，係與該訊號處理器及該顯示器連接，以接收經訊號處理後的該組喉部檢測訊號，且依據該組喉部檢測訊號建立一訓練標準資料庫後，持續接收喉部檢測訊號，依據該訓練標準資料庫判斷所接收的喉部檢測訊號是否達到訓練標準，並以該顯示器顯示判斷結果。

上述互動式吞嚥評估與治療訓練系統於建立訓練標準資料庫後，即可檢測使用者吞嚥動作是否達到訓練標準，以輔助使用者以正確的吞嚥動作進行吞嚥練習，提升吞嚥障礙治療及復健的成效。

10‧‧‧顯示器

20‧‧‧喉部檢測器

22‧‧‧第一檢測器

221‧‧‧固定帶

24‧‧‧第二檢測器

241‧‧‧固定帶

30‧‧‧訊號處理器

32‧‧‧濾波電路

34‧‧‧放大電路

36‧‧‧類比數位轉換電路

38‧‧‧傳輸模組

40‧‧‧主機

42‧‧‧訓練標準資料庫

44‧‧‧記憶單元

圖1：為本新型之外觀示意圖。

圖2：為本新型之電路方塊示意圖。

圖3：為本新型之一使用示意圖。

圖4：為本新型之一使用流程示意圖。

圖5：為本新型之另一使用流程示意圖。

圖6(a)~6(d)：為本新型提供使用者介面示意圖。

圖7：為本新型又依使用流程示意圖。

請參閱圖1及圖2，本新型互動式吞嚥評估與治療訓練系統包含有：一顯示器10；一組喉部檢測器20，係檢測喉部肌肉之動作而輸出一組喉部檢測訊號，於本實施例中，該組喉部檢測器包含一第一檢測器22及一第二檢測器24，分別用以檢測使用者舌骨及會厭軟骨的移動而分別輸出第一檢測訊號及第二檢測訊號，且該第一檢測器22及該第二檢測器24上各設置有一固定帶221、241，以供使用者穿戴於喉部；一訊號處理器30，係與該喉部檢測器20連接，以接收該組喉部檢測訊號，並經數位化後輸出，於本實施例中，該訊號處理器30包含有一濾波電路32、一放大電路34、一類比數位轉換電路36及一傳輸模組38，該傳輸模組可為RS232、USB等串列或並列的有線傳輸模組，亦可為藍芽、WIFI或其他協定之無線通訊模組；一主機40，係與該訊號處理器30及該顯示器10連接，以接收經訊號處理 後的該組喉部檢測訊號，且依據該組喉部檢測訊號建立一訓練標準資料庫42後，持續接收喉部檢測訊號，依據該訓練標準資料庫42判斷所接收的喉部檢測訊號是否達到訓練標準，並以該顯示器10顯示判斷結果，於本實施例中，該主機40具有一記憶單元44，以紀錄判斷結果。

請進一步配合參閱圖3，上述互動式吞嚥評估與治療訓練系統使用時，係由使用者穿戴該組喉部檢測器20於喉部，其中第一檢測器22檢測使用者舌骨之動作，第二檢測器24檢測使用者會厭軟骨之動作。

請進一步參閱圖4，本新型互動式吞嚥評估與治療訓練系統用於進行吞嚥治療訓練時，由治療師執行前測S1、訓練遊戲難度設定S2、訓練遊戲畫面指示介面S3、吞嚥成功顯示S4及紀錄成功動作訊號S5之流程，以下進一步說明之。

考量到使用者並不是每次訓練時都能保持良好的身體狀態，會因為生理或是心理因素而影響治療訓練流程，因此本新型互動式吞嚥評估與治療訓練系統在訓練前會先進行吞嚥的前測，以建立該訓練標準資料庫42，並可讓治療師搭配系統的前測流程，了解使用者的身體狀況，幫助使用者在吞嚥治療的訓練更加有效率。另外，前測也可單獨作為使用者吞嚥能力評估使用。

請進一步參閱圖5係為上述前測程序，使用者首先進行穿戴該組喉部檢測器20(S11)，如圖3，並在治療師的觀察及輔助下，使系統經由取得使用者二次成功吞嚥的喉部的動作訊號S12、S13，並結束前測程序S14；同時分析吞嚥動作成功的數位訊號，並予以記錄為參數，作為訓練遊戲過程中，成功吞嚥的參數，即建立上述訓練標準資料庫42。本新型互動 式吞嚥評估與治療訓練系統中，有兩項要點：

1.舌骨與會厭軟骨上抬的時間差。通常發生吞嚥時，舌骨與會厭軟骨會依序上抬，進而完成吞嚥動作。

2.計算兩次吞嚥時，舌骨與會厭軟骨的訊號的平均最大與最小值。

因此，上述前測程序完成後，系統會檢測該第一檢測器22對應的第一檢測訊號Sig1及第二檢測器24對應的第二檢測訊號Sig2之時間差，並進行平均值計算，如圖6(a)所示，取得第一檢測訊號Sig1及第二檢測訊號Sig2。

其後，開始進行吞嚥訓練，請進一步配合參閱圖6(a)、6(b)、6(c)、6(d)及圖7，上述主機40於該顯示器10分別顯示使用者介面I01~I03，使用者介面中至少包含難度設定窗格50、吞嚥成功指示燈52及吞嚥次數記錄視窗54，依照吞嚥前測的結果，治療師可以進行遊戲難易度的調整S21，使用者需根據遊戲動畫指示(如圖6(b)及圖6(d))，執行吞嚥訓練S22，假設，一般而言，完整的吞嚥治療訓練需判斷吞嚥成功十次或者可由治療師設定吞嚥成功次數，而每當主機40持續接收到第一檢測訊號Sig1及第二檢測訊號Sig2時，主機40會將到第一檢測訊號Sig1及第二檢測訊號Sig2與先前所建立的該訓練標準資料庫42進行比對，判斷使用者是否完成吞嚥動作S24，當每次吞嚥達到治療師所設定的難易度標準，系統才會判斷吞嚥成功並在遊戲介面的成功指示燈52亮起綠色的訊號燈，並將吞嚥成功次數顯示於吞嚥次數記錄視窗54，治療師亦可設定難度設定窗格50，要求使用者必須做出更強的吞嚥動作。同時系統可將使用者訓練過程中的喉部收縮訊號紀錄於該記憶單元44，並建立一治療結果資料庫S25，以供治療師作於後續數據分析用。

可以根據每一使用者的狀況，來設定吞嚥成功是單獨判斷第一 檢測訊號Sig1或第二檢測訊號Sig2，或者一檢測訊號Sig1或第二檢測訊號Sig2一起來計算判斷。

除利用成功指示燈52顯示吞嚥成功的指示以外，亦可進一步以發出聲響或顯示各種動畫等方式進行指示，亦可設計為遊戲介面，與使用者進行互動式的吞嚥訓練，增加其趣味性並提升治療成效。

另外，本新型互動式吞嚥評估與治療訓練系統有設置暫停功能，若在訓練期間使用者有產生不舒適或是疲乏狀態出現，可以讓治療師自行判斷是否要結束或是暫停吞嚥訓練S23。

透過本新型互動式吞嚥評估與治療訓練系統進行吞嚥評估與訓練，可以更明確瞭解使用者吞嚥時的狀況，並且提供舌骨與會厭軟骨移動的訊號，可以有實際科學上的依據，並且可以提供使用者實際互動的訓練遊戲介面。

綜上所述，本新型互動式吞嚥評估與治療訓練系統可提供吞嚥障礙使用者適當且具有成效之訓練治療，並可用來輔助治療師對吞嚥障礙使用者之復健，得以解決傳統電療或傳統復健方式之缺陷，且搭配互動式遊戲的視覺回饋，使使用者可以感受到復健的趣味性，克服恐懼及疼痛感，系統所記錄吞嚥結果之資料庫亦可提供醫院進行吞嚥功能評估，顯示本系統對於吞嚥障礙使用者具有良好的治療成效，亦對醫學之發展具有相當之貢獻。

10‧‧‧顯示器

20‧‧‧喉部檢測器

22‧‧‧第一檢測器

221‧‧‧固定帶

24‧‧‧第二檢測器

241‧‧‧固定帶

30‧‧‧訊號處理器

40‧‧‧主機

Claims (9)

1. 一種互動式吞嚥評估與治療訓練系統，係包含有：一顯示器；一組喉部檢測器，係檢測喉部之動作而輸出一組喉部檢測訊號；一訊號處理器，係與該喉部檢測器連接，以接收該組喉部檢測訊號，並經數位化後輸出；一主機，係與該訊號處理器及該顯示器連接，以接收經訊號處理後的該組喉部檢測訊號，且依據該組喉部檢測訊號建立一訓練標準資料庫後，持續接收喉部檢測訊號，依據該訓練標準資料庫判斷所接收的喉部檢測訊號是否達到訓練標準，並以該顯示器顯示判斷結果。
2. 如請求項1所述之互動式吞嚥評估與治療訓練系統，該組喉部檢測器包含一第一檢測器及一第二檢測器，分別用以輸出第一檢測訊號及第二檢測訊號。
3. 如請求項2所述之互動式吞嚥評估與治療訓練系統，該第一檢測器及該第二檢測器上各設置有一固定帶。
4. 如請求項1或2所述之互動式吞嚥評估與治療訓練系統，該訊號處理器包含有一濾波電路、一放大電路、一類比數位轉換電路及一傳輸模組。
5. 如請求項4所述之互動式吞嚥評估與治療訓練系統，該傳輸模組為RS232、USB等串列或並列的有線傳輸模組。
6. 如請求項4所述之互動式吞嚥評估與治療訓練系統，該傳輸模組為藍芽、WIFI或其他協定之無線通訊模組。
7. 如請求項1所述之互動式吞嚥評估與治療訓練系統，該主機具有一記憶單元，以紀錄判斷結果，並建立一治療結果資料庫。
8. 如請求項4所述之互動式吞嚥評估與治療訓練系統，該主機具有一記憶單元，以紀錄判斷結果，並建立一治療結果資料庫。
9. 如請求項8所述之互動式吞嚥評估與治療訓練系統，其吞嚥成功計算可分別以第一檢測訊號及第二檢測訊號，或者由第一檢測訊號或第二檢測訊號一起。