WO2018034239A1 - 嚥下動作測定装置、及び、嚥下動作支援システム - Google Patents

嚥下動作測定装置、及び、嚥下動作支援システム Download PDF

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swallowing
signal
sound
unit
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健嗣 鈴木
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国立大学法人 筑波大学
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    • A61B5/6831—Straps, bands or harnesses
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B7/00—Instruments for auscultation
    • A61B7/008—Detecting noise of gastric tract, e.g. caused by voiding

Definitions

  • the present invention relates to a swallowing motion measuring device that detects a sound generated from a user's neck in accordance with a swallowing motion, and a swallowing motion support system using the same.
  • the ability to swallow decreases.
  • Elderly people with impaired swallowing function may have difficulty eating daily. Symptoms of dysphagia may appear due to disorders such as hemiplegia and stroke, and the number of patients is increasing year by year. Thus, patients with dysphagia are likely to cause aspiration. Aspiration not only increases the risk of suffocation, but it also causes aspiration pneumonia when bacteria in the oral cavity enter the lungs.
  • Patent Document 1 discloses a swallowing function data measuring device attached to a user's neck that is a measurement target in order to grasp the degree of swallowing function disorder.
  • This device has a built-in sound measurement unit in the frame attached to the neck, and whether the mass passed through the esophagus by distinguishing the laryngeal movement sound, the laryngeal passage sound, the laryngeal passage sound, and the laryngeal opening sound It is determined whether or not, and the LED provided toward the outside of the frame is lit in the emission color according to the determination.
  • Patent Document 2 an acceleration sensor is attached to the skin surface corresponding to the neck of the user to be measured with a tape to detect vibration caused by swallowing sound. Disclosure of sound and display of diagnostic results on a monitor are disclosed. Further, Patent Document 3 discloses a biological signal that attaches a biological sensor with a built-in microphone to the biological surface of the neck of a user to be measured, and acquires cough, coughing, swallowing sound, generated sound and other audio information generated by the user. An analysis device is disclosed.
  • the swallowing movement there are individual differences in the sound generated by the swallowing movement, so when wearing a device for rehabilitation, use it so that the swallowing movement can be correctly determined after determining the presence or absence of dysphagia based on the diagnosis of the doctor. It is difficult to set for each person. If the swallowing action is improved to a suitable state by rehabilitation, the device for measuring the swallowing action will continue to be used at least for a certain period and possibly thereafter. In daily life, not only is it troublesome to attach and detach the device, but it is also necessary to prevent the device from interfering with the meal each time a swallowing operation during a meal is determined.
  • the present invention utilizes a swallowing motion measuring device that can measure the swallowing motion without being disturbed by a smooth meal that is easy for the user to attach and detach, and a mechanism for sharing the presence or absence of the swallowing motion.
  • a swallowing motion support system that uses this swallowing motion measuring device for rehabilitation of swallowing motion is provided.
  • the swallowing movement measuring apparatus includes a holder, a sound detection unit, and a posture detection unit.
  • the holder is externally fitted from behind to the neck of the measurement subject.
  • the sound detection unit is held by the holder in contact with the outer side surface of the neck near the epiglottis, and outputs a measured sound signal that detects at least a sound associated with the swallowing motion of the measurement subject.
  • the posture detection unit detects the posture of the measurement subject.
  • the above-described posture detection unit is attached to a holder located on the midline of the measurement subject, includes an electronic compass for detecting the geomagnetic intensity with respect to the three orthogonal axes, and outputs an actually measured posture signal including the magnetic intensity.
  • the posture detection unit detects an acceleration in a direction along the three orthogonal axes and an angular velocity having the three orthogonal axes as a central axis, and outputs the acceleration and the angular velocity included in the actually measured posture signal.
  • the sound detection unit may include a pair of vibration detection units arranged in plane symmetry with respect to the median plane. Further, the sound detection unit may include a set of vibration detection units arranged in a plurality along the flow direction of the bolus accompanying the swallowing operation. It is also preferable that a plurality of posture detection units are arranged along the flow direction of the bolus accompanying the swallowing operation, and each outputs a measured posture signal.
  • the above-described swallowing motion measurement device further includes an analysis unit, a determination unit, a control unit, and a memory.
  • the analysis unit discriminates the sound of the epiglottis from the measured sound signal based on the frequency characteristics, the sound passing through the bolus, and the open sound of the epiglottis, and correlates with the measured posture signal in real time when each sound is detected.
  • the determination unit determines a predetermined time characteristic and frequency characteristic of the actually measured sound signal included in the swallowing operation information in real time with respect to a predetermined time characteristic and frequency characteristic of the standard sound signal preset for the swallowing operation.
  • an appropriate signal is output that determines that the swallowing operation is in an appropriate state.
  • the swallowing operation is in an inappropriate state.
  • the control unit associates the swallowing operation information with the appropriate signal and the inappropriate signal and outputs the swallowing operation information as the specific swallowing information of the measurement subject.
  • the memory stores a standard sound signal and proper swallowing information.
  • the analysis unit is based on the difference between the left and right measured sound signals detected by the pair of vibration detection units. It is determined whether the swallowing action is right-dominant or left-dominant and is output in addition to the swallowing action information.
  • the analysis unit calculates the difference between the left and right individual measurement sound signals detected by the pair of vibration detection units and the actual measurement posture. Based on the signal, it is determined whether the swallowing action is right-dominant or left-dominant, and is output in addition to the swallowing action information.
  • the analysis unit displays the measured sound signal detected by the set of vibration detection units. Based on this, the flow rate of the bolus is calculated and output in addition to the swallowing motion information.
  • the analysis unit is based on the measured posture signals output from the plurality of posture detection units. The rotation, bending direction and bending angle of the neck are calculated and output in addition to swallowing movement information.
  • the above-described swallowing movement measuring device further includes a control unit, a first communication unit, and a second communication unit.
  • the control unit is installed in a range that is away from the holder and can be operated by the measurement subject, and includes an analysis unit, a determination unit, a control unit, and a memory.
  • the first communication unit is incorporated in the holder and transmits a signal including at least an actually measured sound signal and an actually measured posture signal.
  • the second communication unit is built in the control unit and receives a signal including at least the actually measured sound signal and the actually measured posture signal.
  • the “signal including at least the actually measured sound signal and the actually measured posture signal” may include swallowing operation information output from the analysis unit, proper and incorrect signals output from the determination unit, and specific swallowing information output from the control unit. Good.
  • the first communication unit and the second communication unit may communicate wirelessly.
  • the analysis part, the determination part, the control part, and the memory may be incorporated in the holder.
  • a battery that is mounted on the holder and supplies power to the sound detection unit, the posture detection unit, the analysis unit, the determination unit, the control unit, and the memory may be further provided.
  • the control unit calculates the actual sound signal included in the proper swallowing information associated with the appropriate signal among the past proper swallowing information stored in the memory. Replace with the standard sound signal averaged and stored in memory. Or, it further includes an input means for starting and ending the measurement for calibrating the sound detection unit and the posture detection unit, and the control unit detects the actual measurement sound signal and the actual measurement detected from the start to the end of the calibration.
  • the attitude signals are stored in the memory as standard sound signals and standard attitude signals, respectively.
  • a control part averages the measurement posture signal contained in the proper swallowing information linked
  • the determination unit compares the measured posture signal with the standard posture signal, outputs an appropriate signal while the deviation is within the predetermined range, and outputs an inappropriate signal when the deviation exceeds the predetermined range. To do.
  • the swallowing motion support system includes a holder, a sound detection unit, a posture detection unit, an analysis unit, a determination unit, a control unit, a notification unit, and a memory.
  • the holder is externally fitted from behind to the neck of the measurement subject.
  • the sound detection unit is held by the holder in contact with the outer side surface of the neck near the epiglottis, and outputs a measured sound signal that detects at least a sound associated with the swallowing motion of the measurement subject.
  • the posture detection unit is attached to a holder positioned on the median plane of the measurement subject, includes an electronic compass that detects the magnetic strength of the geomagnetism with respect to the three orthogonal axes, and outputs an actually measured posture signal including the magnetic strength.
  • the analysis unit discriminates the epiglottis closing sound, the bolus passing sound and the epiglottis opening sound from the measured sound signal based on the frequency characteristics, and correlates with the measured posture signal in real time when each sound is detected. To swallowing movement information from the opening of the epiglottis.
  • the determination unit determines a predetermined time characteristic and frequency characteristic of the actually measured sound signal included in the swallowing operation information in real time with respect to a predetermined time characteristic and frequency characteristic of the standard sound signal preset for the swallowing operation.
  • an appropriate signal is output that determines that the swallowing operation is in an appropriate state.
  • the swallowing operation is in an inappropriate state.
  • the improper signal determined as is output.
  • the control unit associates the swallowing operation information with the appropriate signal and the inappropriate signal and outputs the swallowing operation information as the specific swallowing information of the measurement subject, and the first command signal corresponding to the appropriate signal and the second command corresponding to the inappropriate signal Each signal is output.
  • the notification unit executes the first notification based on the first command signal, and executes the second notification different from the first notification based on the second command signal.
  • the memory stores a standard sound signal and proper swallowing information.
  • the posture detection unit detects the acceleration in the direction along the three orthogonal axes and the angular velocity having the three orthogonal axes as the central axes, and outputs the acceleration and the angular velocity included in the actually measured posture signal.
  • the swallowing motion support system further includes an external unit, a first communication device, and a second communication device.
  • the external unit is installed in a range that is away from the holder and perceivable by the measurement subject.
  • the first communication device wirelessly transmits the first command signal and the second command signal.
  • the second communication device is built in the external unit and receives the first command signal and the second command signal wirelessly.
  • the notification unit includes at least an external light source disposed in the external unit. When the first command signal is detected, the notification unit causes the external light source to emit light with the first light emission pattern as the first notification, and detects the second command signal. Then, as a second notification, the external light source is caused to emit light with a second light emission pattern different from the first light emission pattern.
  • the swallowing motion support system may further include a control unit.
  • the control unit is disposed in a range that is away from the holder and that can be operated by the measurement subject, and includes an analysis unit, a determination unit, a control unit, a memory, and a first communication device.
  • the analysis unit, the determination unit, the control unit, the memory, and the first communication device may be mounted on the holder.
  • the notification unit includes a pair of holder light sources arranged on the holder in plane symmetry with respect to the median plane, and when the first command signal is detected, causes the holder light source to emit light with the first light emission pattern as a first notification. When the second command signal is detected, the holder light source is caused to emit light with a second light emission pattern different from the first light emission pattern as a second notification.
  • the control unit may store the specific swallowing information together with the identification information of the measurement subject in the database.
  • the control unit performs proper swallowing stored in the database based on the identification information
  • the measured sound signal and the measured posture signal included in the proper swallowing information associated with the appropriate signal from the information are averaged and stored in the memory as a standard sound signal and a standard posture signal, respectively.
  • the swallowing motion measurement device of one embodiment of the present invention since the posture detection unit is provided on the holder that is fitted around the neck of the measurement subject, the swallowing motion measurement device is mounted to measure the sound accompanying the swallowing motion. It is possible to easily determine whether or not the apparatus is correctly mounted each time. Therefore, this swallowing movement measuring device is easy to attach and detach for users including doctors and assistants in addition to the person being measured, and measures swallowing movements without disturbing smooth meals. Can do.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a swallowing motion support system including a swallowing motion measuring device according to a first embodiment of the present invention.
  • the perspective view which looked at the swallowing movement measuring apparatus of FIG. 1 from the upper right back.
  • the block diagram of the swallowing movement measuring apparatus of FIG. Sectional drawing of the swallowing movement measuring apparatus of FIG. FIG. 3 is a side view of a state in which a measurement subject wears the swallowing motion measurement device of FIG. 2.
  • the perspective view of the external unit of FIG. The perspective view which shows the swallowing movement assistance system containing the swallowing movement measuring apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. Sectional drawing of the swallowing movement measuring apparatus of FIG.
  • a swallowing motion support system 100 including the swallowing motion measuring device 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • “front”, “rear”, “right”, and “left” are defined based on the measurement subject P wearing the swallowing motion measuring device 1.
  • the top side may be referred to as “upper” and the toe side may be referred to as “lower”.
  • FIG. 1 shows a state in which the measurement unit 10 of the swallowing movement measuring device 1 is attached to the neck of the person P to be measured.
  • the swallowing movement measuring apparatus 1 is wired to the smartphone serving as the control unit 20 via the communication cable 2.
  • the swallowing motion measuring device 1 detects and records the sound of the epiglottis moving when the subject P swallows, and determines whether the subject P is swallowing correctly based on the sound of the epiglottis. Used to do. Since the control unit 20 is a smartphone in the present embodiment, the measured data and the determination result are displayed on the display unit of the control unit 20 and via the first communication device 41 mounted on the control unit 20.
  • the data is stored in the database 201 connected to the network 200.
  • the swallowing motion measuring device 1 is also assumed to be used in a part of the swallowing motion support system 100 used by the measurement subject P for rehabilitation of swallowing motion. At this time, although it is for rehabilitation, it cannot enjoy a meal if the display part of the control unit 20 was confirmed in the case of a normal meal. Therefore, as shown in FIG. 1, the swallowing motion measuring apparatus 1 according to the present embodiment includes an external unit 30 for notifying the measurement subject P of whether or not the swallowing motion has been properly performed.
  • FIG. 2 is a perspective view of the measurement unit 10 of the swallowing movement measuring apparatus 1 attached to the neck of the measurement subject P as viewed from the upper right rear.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the swallowing motion measurement device 1 and the swallowing motion support system 100 using the same.
  • the swallowing movement measuring device 1 is composed of a measuring unit 10 and a control unit 20.
  • the swallowing movement support system 100 is configured by adding an external unit 30 to the measurement unit 10 and the control unit 20.
  • the measurement unit 10 includes a holder 11, a sound detection unit 12, and a posture detection unit 13. As shown in FIGS. 1, 4, and 5, the holder 11 is externally fitted from the back of the neck of the measurement subject P.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view in which the measurement unit 10 is sectioned together with the neck at a position where the measurement unit 10 is mounted.
  • FIG. 5 is a side view of the measuring unit 10 viewed from the left side in correspondence with a cross section along the median plane M in order to make it easy to understand the mounting position of the measuring unit 10 on the neck of the measurement subject P.
  • the holder 11 is formed of an elastic member having a restoring force, for example, hard urethane rubber, and has such flexibility that the neck portion is not strongly tightened while being held on the neck portion.
  • a core made of soft iron or aluminum alloy may be embedded in the holder 11 so that the shape deformed according to the preference of the person to be measured P may be maintained.
  • a sponge 114 is provided between the rear part of the neck and the holder 11 so that the holder 11 is held at a fixed position with respect to the neck even when the measurement subject P moves. May be sandwiched.
  • the sound detection unit 12 is held by the holder 11 in a state where the sound detection unit 12 is in contact with the outer side surface of the neck near the epiglottis A.
  • the sound detection unit 12 outputs a measured sound signal that detects at least a sound accompanying the swallowing motion of the person to be measured P.
  • the sound detection unit 12 includes a pair of vibration detection units 12R and 12L arranged symmetrically with respect to the median plane M as shown in FIGS.
  • the vibration detection units 12R and 12L are mounted on a circuit board 113 accommodated in a case 112 disposed behind the neck by a flexible printed wiring board (FPC) 111 embedded in the holder 11. It is connected.
  • FPC flexible printed wiring board
  • the sound detection unit 12 is the vibration detection units 12R and 12L that are in contact with the neck of the measurement subject P, the sound generated when the measurement subject P performs the epiglottis motion is detected as vibration propagating in the body. Is done. Therefore, it is almost unnecessary to detect noise derived from the air vibration generated in the surrounding environment.
  • the posture detection unit 13 is attached to the holder 11 positioned on the median plane M of the person to be measured P as shown in FIGS.
  • the posture detection unit 13 detects the posture of the measurement subject P.
  • the posture detection unit 13 detects a difference in direction angle between a direction from the vicinity of the epiglottis of the measurement subject P toward the esophagus (that is, a bolus flow direction associated with swallowing motion) and a gravitational acceleration direction.
  • the posture detection unit 13 includes an electronic compass that detects the absolute direction by detecting the magnetic intensity of the geomagnetism with respect to the three orthogonal axes (X, Y, Z).
  • the attitude detection unit 13 outputs an actually measured attitude signal including the detected magnetic intensity (or an absolute direction calculated from the magnetic intensity).
  • the posture detection unit 13 further detects acceleration in a direction along the three orthogonal axes (X, Y, Z) and an angular velocity centering on the three orthogonal axes, and includes the detected acceleration and angular velocity in the actually measured posture signal. Output.
  • the attitude detection unit 13 is mounted on a circuit board 113 in the case 112 as shown in FIG.
  • the posture detection unit 13 includes a triaxial acceleration sensor that detects orthogonal triaxial acceleration, a triaxial gyro sensor that detects angular velocity (rotational speed) of the orthogonal three axes, and magnetic strength of the orthogonal three axes.
  • a so-called 9-axis sensor in which a 3-axis electronic compass to be detected is incorporated in one module can be employed.
  • the posture detection unit 13 may be configured using a 6-axis sensor in which a 3-axis acceleration sensor and a 3-axis gyro sensor are integrated, and a 3-axis electronic compass.
  • the swallowing movement measuring apparatus 1 of the present embodiment includes an analysis unit 14, a determination unit 15, a control unit 16, and a memory 17, which are separated from the holder 11 and measured. It is mounted on the control unit 20 installed in a range where the person P can operate.
  • the analysis unit 14 discriminates the epiglottis closing sound, the bolus passing sound and the epiglottis opening sound based on the temporal characteristic and the frequency characteristic from the actually measured sound signal detected by the sound detecting unit 12.
  • the epiglottis closing sound is an operation sound generated when the epiglottis A closes the trachea T so that the swallowed bolus does not enter the trachea T.
  • the bolus passing sound is a sound generated when the swallowed bolus flows into the esophagus E.
  • the epiglottis sound is an operation sound generated when the epiglottis A opens the trachea T again after the bolus passes through the entrance of the trachea T. Then, the analysis unit 14 outputs a series of swallowing motion information from the epiglottis sound to the epiglottis sound in association with the actually measured posture signal in real time when each sound is detected.
  • the determination unit 15 uses the predetermined temporal characteristic and frequency characteristic of the actually measured sound signal included in the swallowing movement information in real time, and the predetermined temporal characteristic and frequency characteristic of the standard sound signal preset for the swallowing movement. Compare to.
  • the determination unit 15 outputs an appropriate signal determined that the swallowing operation is in an appropriate state while the deviation is within a predetermined range.
  • the determination unit 15 outputs an inappropriate signal that determines that the swallowing motion is in an inappropriate state when the deviation exceeds a predetermined range.
  • the determination unit 15 outputs the appropriate signal and the inappropriate signal, attaches a score corresponding to the magnitude of the deviation to the swallowing operation, and evaluates the swallowing operation as a swallowing function, thereby quantifying the degree of dysphagia. May be.
  • the “predetermined temporal characteristic” includes, for example, a sound duration, a parameter that varies depending on the fluidity of the bolus, and the like.
  • the control unit 16 outputs the swallowing motion information output from the analysis unit 14 as the proper swallowing information of the measurement subject P in association with the appropriate signal and the inappropriate signal output from the determination unit 15.
  • the memory 17 stores the standard sound signal of the swallowing operation that is a reference for comparing the actually measured sound signal and the specific swallowing information output by the control unit 16.
  • the swallowing movement measuring apparatus 1 of the present embodiment includes vibration detection units 12R and 12L as a pair of left and right as the sound detection unit 12 of the measurement unit 10. Therefore, the analysis unit 14 determines whether the swallowing operation is dominant right or dominant left based on the difference between the left and right individual measured sound signals detected by the pair of vibration detection units 12R and 12L. Is output in addition to swallowing motion information. Accordingly, the proper swallowing information stored in the memory 17 includes the determination result as to whether it is right dominant or left dominant.
  • the swallowing movement measuring apparatus 1 of the present embodiment also includes the posture detection unit 13 in the measurement unit 10. Therefore, the analysis unit 14 determines whether it is right dominant or left dominant including not only the difference between the measured sound signals of the vibration detection units 12R and 12L but also the measured posture signal, and the result is used as swallowing motion information. In addition, output is also preferable.
  • the swallowing movement measuring apparatus 1 of the first embodiment is provided with a measurement unit 10 and a control unit 20 separately.
  • the control unit 20 is installed in a range that is away from the holder 11 and that can be operated by the measurement subject P.
  • the sound detection unit 12 and the posture detection unit 13 are incorporated in the holder 11 of the measurement unit 10.
  • the analysis unit 14, the determination unit 15, the control unit 16, and the memory 17 are incorporated in the control unit 20.
  • a first communication unit 21 and a second communication unit 22 are provided between 20.
  • the first communication unit 21 is built in the holder 11 and transmits a signal including at least an actually measured sound signal and an actually measured posture signal.
  • the second communication unit 22 is incorporated in the control unit 20 and receives a signal including at least a measured sound signal and a measured posture signal.
  • the first communication unit 21 is mounted on the circuit board 113 housed in the case 112 of the holder 11.
  • the second communication unit 22 is incorporated in a smartphone used as the control unit 20.
  • the 1st communication part 21 and the 2nd communication part 22 are connected by the communication cable 2, as shown in FIG.1 and FIG.3.
  • the wired connection by the communication cable 2 ensures a stable communication state, and the swallowing operation can be determined with little time lag with respect to real time.
  • the control unit 20 includes a battery 18 as shown in FIG.
  • the analysis unit 14, the determination unit 15, and the control unit 16 incorporated in the control unit 20 are supplied with power from the battery 18.
  • the sound detection unit 12 and the posture detection unit 13 incorporated in the holder 11 of the measurement unit 10 are supplied with power from the battery 18 via the communication cable 2.
  • the power supply is not limited to the battery 18 but may be supplied from commercial power supplied to a general household via an adapter.
  • the first communication unit 21 and the second communication unit 22 may be connected wirelessly in order to eliminate the troublesomeness caused by being physically connected by the communication cable 2.
  • the sound detection unit 12 and the posture detection unit 13 of the measurement unit 10 mount the battery on the holder 11 and supply power.
  • the swallowing motion support system 100 further includes a notification unit 50 as shown in FIGS. 1 and 3.
  • the notification unit 50 performs different notifications depending on whether the swallowing operation has been performed properly or not. Therefore, in order to operate the notification unit 50, the control unit 16 outputs the specific swallowing information every time the measurement subject P performs the swallowing operation, and the first signal corresponding to the appropriate signal output from the determination unit 15. A second command signal corresponding to the command signal and the improper signal output from the determination unit 15 is output.
  • reporting part 50 performs 1st alerting
  • the notification unit 50 includes at least an external light source 51 disposed in the external unit 30.
  • the notification unit 50 detects the first command signal
  • the notification unit 50 causes the external light source 51 to emit light with the first light emission pattern as the first notification.
  • the notification unit 50 causes the external light source 51 to emit light with a second light emission pattern different from the first light emission pattern as a second notification.
  • reporting part 50 may alert
  • the sound is not limited to a single note but may be a short melody.
  • light, sound, and vibration may be combined in combination.
  • the notification unit 50 includes an external light source 51 disposed in the external unit 30 and a holder light source 52 disposed in the holder 11 of the measurement unit 10 as shown in FIG. Including. Therefore, not only the person to be measured P but also an assistant who is near the person to be measured P is notified whether the swallowing operation of the person to be measured P is in an appropriate state.
  • the power necessary for the holder light source 52 is supplied from the battery 18 built in the control unit 20 via the communication cable 2.
  • the external unit 30 is installed in a range away from the holder 11 and perceivable by the measurement subject P.
  • the perceivable range is the position where the external unit 30 enters the field of view of the person to be measured P when the external unit 30 has a function of reporting by visual change
  • the external unit 30 is the reporting unit.
  • 50 has a function of notifying by a tactile change, a position where the measurement subject P can easily touch the external unit 30, and a function of the external unit 30 notifying by an auditory change as the notification unit 50. If it has, it means that the person to be measured P can naturally hear the sound emitted by the external unit 30.
  • the notification unit 50 provided in the external unit 30 is the external light source 51 and is a visual notification, so the external unit 30 is installed at a position that falls within the field of view of the measurement subject P.
  • the swallowing motion support system 100 includes the first communication device 41 in the control unit 20 and the second communication device 42 in the external unit 30.
  • the first communication device 41 wirelessly transmits a first command signal and a second command signal output from the control unit 16.
  • the second communication device 42 receives the first command signal and the second command signal transmitted wirelessly.
  • the external unit 30 includes a leg 31 that can stand by itself, a circuit board 32, and a lamp shade 33.
  • the circuit board 32 is mounted with a light emitting diode (LED 511) to be the external light source 51 and the second communication device 42.
  • the lamp shade 33 covers the external light source 51.
  • the external unit 30 includes a battery for supplying power to the circuit board 32 in the leg portion 31 or a connector for supplying external power.
  • the leg 31 may be provided with a suction cup, a magnet, a clip, a hook-and-loop fastener, and the like so as to be firmly fixed.
  • a plurality of LEDs 511 serving as the external light source 51 are mounted on the circuit board 32.
  • Each LED 511 may be a single-color light emitting diode that emits light in different colors, or may be a light emitting unit in which red, blue, and green light emitting diodes are combined into one chip so that the light emission color can be freely selected.
  • the lamp shade 33 is preferably a milky white light-transmitting member or a light-transmitting member in which the inner surface or the outer surface is frosted so as to be entirely illuminated by the light of the LED 511.
  • the outer shape of the lamp shade 33 is a truncated cone shape in FIG. 6, but is not limited to this shape. A round dome shape may be sufficient and a square flat panel shape may be sufficient.
  • the holder light source 52 of the notification unit 50 provided in the holder 11 is shown in a sectional view of FIG. As shown in FIG. 4, the holder light sources 52 are arranged in a pair with plane symmetry with respect to the median plane M. Further, the holder light source 52 is disposed back to back with respect to the pair of left and right vibration detection units 12R and 12L of the sound detection unit 12.
  • the holder light source 52 is an LED like the external light source 51.
  • the first light emission pattern and the second light emission pattern executed by the external light source 51 and the holder light source 52 of the notification unit 50 only change the number of blinking times and the blinking time interval in which the LEDs 511 and 521 are repeatedly turned on and off. First, it includes changing the luminance and lighting with different emission colors.
  • the external light source 51 when the swallowing operation is appropriate, the external light source 51 is made to emit blue or green as the first light emission pattern, and when the swallowing operation is inappropriate, the external light source 51 is made red as the second light emission pattern. Make it emit light.
  • the luminance may be changed in proportion to the magnitude of the actually measured sound signal associated with the swallowing operation, or the brightness may be changed gradually in accordance with the swallowing operation.
  • the LEDs 511 and 521 are gradually brightened using the sound of the epiglottis as a trigger, kept emitting light while detecting the bolus passing sound, and gradually darkened using the sound of the epiglottis as a trigger.
  • the swallowing motion measurement apparatus 1 may include an optical sensor and adjust the luminance according to the brightness of the environment.
  • the first light emission pattern and the second light emission pattern may be configured such that the light emission color and the like can be freely set according to the preference of the measurement subject P using the external unit 30.
  • the setting is performed using the control unit 20, for example.
  • the external light source 51 includes a plurality of LEDs 511 along the outer peripheral edge of the circular circuit board 32 as shown in FIG. 6, the LEDs 511 may emit light in order so as to draw a circle.
  • the holder light sources 52 are provided in a pair of left and right, the right holder light source 52 emits light when the swallowing operation is dominant to the right, and the left holder light source 52 when the swallowing operation is dominant to the left. May be emitted.
  • the swallowing motion measuring apparatus 1 is a measurement that is worn on the neck of the subject P during a meal or the like in order to measure the swallowing motion of the subject P.
  • the holder 11 which is the unit 10 is provided, and the sound accompanying the swallowing operation (swallowing sound) is detected.
  • the analysis unit 14 of the control unit 20 extracts at least the epiglottis sound, the bolus passing sound, and the epiglottis sound. Thereafter, the extracted epiglottis closing sound, bolus passing sound, and epiglottis opening sound are output from the analysis unit 14 as swallowing motion information in association with the actually measured posture signal detected by the posture detection unit 13 based on real time.
  • the determination unit 15 is a standard stored in the memory 17 with a predetermined time characteristic, frequency characteristic, sound length, and the like of the actual sound signal, that is, the sound of the epiglottis closing sound, the bolus passing sound and the epiglottis opening sound.
  • the sound signal is compared with a predetermined time characteristic and frequency characteristic of the sound signal, a sound length, and the like.
  • the determination unit 15 outputs an appropriate signal that is determined that the swallowing operation is properly performed while the deviation is within the predetermined range. Further, when the deviation exceeds a predetermined range, the determination unit 15 outputs an inappropriate signal that is determined to be an inappropriate state of the swallowing operation.
  • the actual sound signal detected by the swallowing movement measuring apparatus 1 has individual differences for each person to be measured P. For this reason, when an average swallowing sound obtained by averaging sounds associated with swallowing motions of a large number of people is adopted as a standard sound signal, even an actually measured sound signal by swallowing motion that is optimal for the measurement subject P is converted into a standard sound signal. On the other hand, it always has a certain deviation. Therefore, it is desirable to calibrate the standard sound signal in accordance with the person to be measured P.
  • the standard sound signal is calibrated based on the actually measured sound signal of the measurement subject P measured in the past.
  • the control unit 16 averages the actually measured sound signal included in the proper swallowing information associated with the appropriate signal among the past proper swallowing information stored in the memory 17, and is stored in the memory 17.
  • This calibration may be performed every time the person to be measured P wears the swallowing movement measuring device 1, or each time the swallowing movement measuring device 1 is worn and actually measured, the specific swallowing information for a plurality of past times is obtained. It may be performed on the basis. Further, instead of simply averaging past measured sound signals, the median may be obtained from the variance of past measured sound signals and used as the standard sound signal.
  • the swallowing motion measuring device 1 includes a posture detecting unit 13.
  • the proper swallowing information includes a measured posture signal as well as a measured sound signal. By using this actually measured posture signal, the reliability of the measurement result of the swallowing movement measuring device 1 is further improved.
  • the control unit 16 averages the actually measured posture signal included in the proper swallowing information associated with the appropriate signal among the past proper swallowing information stored in the memory 17 and uses this as a standard posture signal. Store in the memory 17.
  • This standard posture signal is measured when the swallowing movement measuring device 1 is worn on the neck of the person P to be measured at the same position and at the same angle or while the swallowing movement measuring device 1 is being used. This is used to check whether the ten holders 11 are displaced. Specifically, the determination unit 15 compares the measured posture signal with the standard posture signal, outputs an appropriate signal while the deviation is within a predetermined range, and when the deviation exceeds the predetermined range. An improper signal is output.
  • the determination unit 15 distinguishes between an inappropriate signal output for the actually measured sound signal and an inappropriate signal output for the actually measured posture signal. Further, the determination unit 15 outputs a command signal different from the first command signal and the second command signal output from the control unit 16 in correspondence with the inappropriate signal output for the actually measured posture signal. Thereby, the swallowing motion support system 100 can output a notification that can determine whether the swallowing motion is inappropriate or whether the insertion state of the swallowing motion measuring device 1 is inappropriate from the notification unit 50.
  • the swallowing movement measuring apparatus 1 enables the intentional calibration to calibrate (set) the standard sound signal and the standard posture signal when the apparatus is used for the first time.
  • the swallowing motion measurement device 1 includes an input unit for starting and ending measurement for calibrating the sound detection unit 12 and the posture detection unit 13.
  • This input means may be an operation button displayed on the display screen of the smartphone that is the control unit 20, or in the case of the swallowing movement support system 100, a touch sensor or a measurement unit incorporated in the external unit 30 10 can be a touch sensor provided on the outer surface of the holder 11.
  • the control unit 16 stores the actually measured sound signal and the actually measured posture signal that are detected between the start of calibration and the end of the calibration, which are operated by the input means, as the standard sound signal and the standard posture signal, respectively, in the memory 17. .
  • the sound detection unit 12 and the posture detection unit 13 of the swallowing movement measuring apparatus 1 are calibrated, guidance for guiding the operation procedure may be output as a sound as the calibration starts.
  • a standard calibration solution is used as an appropriate amount (for example, 3 to 5 ml) of liquid adjusted to a suitable viscosity. It is also preferable to attach it in advance.
  • the operation of calibrating the standard sound signal and the standard posture signal may be performed every time the holder 11 that is the measurement unit 10 is mounted on the neck of the person P to be measured.
  • a container in which standard calibration solutions for a plurality of floors are enclosed, and a measuring instrument capable of weighing one standard calibration solution from this container may be attached.
  • the first communication device 41 of the control unit 20 includes the external unit 30. It is possible to connect not only to the second communication device 42 but also to the network 200 to which the database 201 and the management terminal 202 are connected.
  • the control unit 16 stores the specific swallowing information together with the identification information of the person to be measured P in the database 201, so that the person to be measured P does not need to own the personal swallowing action measuring device 1, and the swallowing action measurement is performed. Initial setting (calibration) of the apparatus 1 is also facilitated.
  • the swallowing movement measuring apparatus 1 includes an input unit operated to calibrate the sound detection unit 12 and the posture detection unit 13, the control unit 16 operates the input unit and inputs identification information of the measurement subject P. Then, based on the identification information, the proper swallowing information associated with the proper signal is selected from the proper swallowing information stored in the database 201.
  • control unit 16 averages the measured sound signal and the measured posture signal included in the selected proper swallowing information, and stores them in the memory 17 as a standard sound signal and a standard posture signal, respectively. If standard sound signals and standard posture signals previously associated with the identification information of the person to be measured P are prepared, they are read from the database 201 and stored in the memory 17.
  • a diagnosis regarding swallowing motion can be requested from a specialist doctor via the network 200, or the server 203 that can perform more advanced analysis than the analysis unit 14 can be used. Furthermore, the latest applications of the analysis unit 14, the determination unit 15, and the control unit 16 can be obtained via the network 200. The doctor can monitor the status of the plurality of measurement subjects P at the management terminal 202.
  • the swallowing movement measuring apparatus 1 temporarily stores the actually measured sound signal detected by the sound detecting unit 12 in the memory 17 when the measurement is started.
  • the determination unit 15 outputs an inappropriate signal
  • the control unit 16 stores the measured sound signal and the measured posture signal before the measured sound signal determined as the epiglottis closed sound by the analyzing unit 14 as inappropriate prediction information. 17 stored.
  • the determination unit 15 uses the predetermined temporal characteristics and frequency characteristics of the actually measured sound signal detected between the previous swallowing operation and the next swallowing operation, and the rate of change of the actually measured posture signal as that of the inappropriate prediction information. Compare.
  • the determination unit 15 outputs a caution signal that predicts that there is a possibility of aspiration.
  • the control unit 16 may perform a notification to call attention from the notification unit 50.
  • a swallowing motion measurement apparatus 1 and a swallowing motion support system 100 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the configuration having the same functions as the swallowing motion measurement device 1 and the swallowing motion support system 100 of the first embodiment is the same as the swallowing motion measuring device 1 and the swallowing motion of the first embodiment in the following description.
  • the same reference numerals as those of the configuration of the support system 100 are attached, and the detailed description refers to the corresponding description of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a configuration of a swallowing motion measuring device 1 according to the second embodiment and a swallowing motion supporting system 100 using the swallowing motion measuring device 1.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the swallowing motion measuring apparatus 1 according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram of a minimum unit constituting the swallowing motion support system 100 using the swallowing motion measuring apparatus 1 of the second embodiment.
  • the holder 11 is equipped with all the functions of the measuring unit 10 and the control unit 20. That is, in the holder 11, the sound detection unit 12 and the posture detection unit 13 are incorporated, and the analysis unit 14, the determination unit 15, the control unit 16, the memory 17, the battery 18, and the first communication device 41 are incorporated. ing. Similar to the first embodiment, the first communication device 41 communicates wirelessly with the second communication device 42 of the external unit 30 and also to the network 200 to which the database 201 and the management terminal 202 are connected. Wireless connection is possible.
  • the memory 17 may be provided with a connector and attached with a storage medium from the outside.
  • the swallowing movement measuring apparatus 1 is directly connected to the network 200 and stores the specific swallowing information in the database 201 together with the identification information of the measurement subject P, or the unique swallowing information stored in the database 201 from the management terminal 202. It is also possible to browse swallowing information or use the server 203 that can perform more advanced analysis than the analysis unit 14.
  • a smartphone is used as the control unit 20 of the swallowing movement measuring apparatus 1, whereas in the present embodiment, not only the smartphone 30 ⁇ / b> A can be used as one form of the external unit 30, but also swallowing movement measurement.
  • the smartphone 30 ⁇ / b> A can be used as an operation device for browsing or reading out the specific swallowing information stored in the memory 17 of the device 1.
  • the smartphone 30 ⁇ / b> A can also be used as an input unit for changing the setting of the swallowing motion measurement device 1.
  • the swallowing motion measuring apparatus 1 can be configured to be a swallowing motion support system 100 by wirelessly connecting to an external unit 30B similar to the external unit 30 of the first embodiment. Further, the swallowing movement measuring apparatus 1 can also use the smart watch 30C as the external unit 30 including the external light source 51 as the notification unit 50 by wirelessly communicating with a wristwatch-type portable terminal, so-called smart watch 30C. Since the place where the external unit 30 is installed is not required when the swallowing motion support system 100 is used outside the home, the chance of using the swallowing motion measuring device 1 as the swallowing motion support system 100 is increased, and more specific swallowing is performed. Information can be acquired.
  • the posture detection unit 13 and the first communication device 41 are built in the holder 11.
  • the swallowing movement measuring device 1 is also used to monitor the activity state of the measurement subject P by introducing the swallowing movement measuring apparatus 1 in a nursing facility 301 such as a nursing home where a wireless connection network 200 environment is maintained, and also in a hospital 302. it can.
  • the swallowing motion measuring device 1 has a holder light source 52 as a notification unit 50 in the holder 11, similarly to the swallowing motion measuring device 1 of the first embodiment.
  • the holder light source 52 is a display unit having a certain area and can display simple figures and characters.
  • the state of charge of the battery 18 can be displayed, or the state of wireless communication with the smartphone 30A, the external unit 30B, the smart watch 30C, and the network 200 can be displayed.
  • the swallowing movement measuring apparatus 1 incorporates a power receiving coil 181 that generates power by electromagnetic induction in the holder 11 as shown in FIG. ing. Therefore, the battery 18 can be charged by placing the swallowing motion measuring device 1 in an alternating magnetic field generated by a dedicated device.
  • the swallowing movement measuring device 1 has an outer surface of the holder 11, for example, a holder light source 52, as input means operated to calibrate the sound detection unit 12 and the posture detection unit 13 as in the first embodiment. You may have a touch sensor in the outer surface of the part by which is arrange
  • the control unit 16 Based on the identification information of the person to be measured P set in the swallowing motion measuring device 1 by operating the input means, the control unit 16 performs the specific swallowing information stored in the database 201 via the network 200. The proper swallowing information associated with the proper signal is selected from the list. Thereafter, the control unit 16 reads the measured sound signal and the measured posture signal included in the selected proper swallowing information, averages them, and stores them in the memory 17 as a standard sound signal and a standard posture signal.
  • the swallowing movement measuring apparatus 1 according to the second embodiment is immediately calibrated to the measurement subject P when the measurement subject P wears it.
  • This input means may be operated when the standard sound signal and the standard posture signal are calibrated (set) when the swallowing motion measuring apparatus 1 is used for the first time.
  • a swallowing motion measurement apparatus 1 and a swallowing motion support system 100 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the structure which has the same function as the swallowing action measurement apparatus 1 and swallowing action support system 100 of 1st and 2nd embodiment is the swallowing action measuring apparatus 1 of 1st and 2nd embodiment, and
  • the same reference numerals as those of the swallowing motion support system 100 are attached, and the detailed description refers to the corresponding descriptions of the first and second embodiments.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of a swallowing motion measuring device 1 according to the third embodiment and a swallowing motion assisting system 100 using the swallowing motion measuring device 1.
  • the swallowing action measuring device 1 of the third embodiment has a structure in which the swallowing action measuring device 1 of the second embodiment is arranged in two upper and lower stages.
  • the two swallowing movement measuring devices 1 are connected by a flexible joint 60 at a portion located rearward when worn on the neck.
  • FIG. 11 is a perspective view of the swallowing motion measuring apparatus 1 of FIG. 10 as viewed from the upper right rear.
  • the sound detection unit 12 includes four vibration detection units 12RU, 12RL, 12LU, and 12LL as a set of vibration detection units.
  • the vibration detection unit 12RU and the vibration detection unit 12LU, and the vibration detection unit 12RL and the vibration detection unit 12LL are arranged symmetrically with respect to the median plane M. Further, the vibration detection unit 12RU and the vibration detection unit 12RL, and the vibration detection unit 12LU and the vibration detection unit 12LL are arranged along the flow direction of the bolus accompanying the swallowing operation of the measurement subject P, respectively.
  • the vibration detection units 12RU, 12RL, 12LU, and 12LL output measured sound signals detected at the respective parts.
  • a plurality of posture detection units 13 are arranged along the flow direction of the bolus accompanying the swallowing operation.
  • two attitude detection units 13U and 13L are provided, and output measured attitude signals, respectively.
  • the posture detection units 13U and 13L of the present embodiment employ so-called nine-axis sensors that can detect geomagnetism, acceleration, and angular velocity for three orthogonal axes.
  • FIG. 12 is a side view of the swallowing motion measuring device 1 as viewed from the rear. In FIG.
  • a state in which the upper holder 11U is parallel to the lower holder 11L is indicated by a solid line
  • a state in which the left side of the upper holder 11U is lowered is indicated by a two-dot chain phantom line. That is, the upper holder 11U shown by the phantom line in FIG. 12 shows a situation in which the neck of the person P to be measured is tilted to the left in FIG.
  • the swallowing motion measuring device 1 of the third embodiment has a structure in which exactly the same swallowing motion measuring device 1 of the second embodiment is arranged in two upper and lower stages and connected by a joint 60, that is, a sound detecting unit. 12 and the posture detection unit 13 may be doubled, and the analysis unit 14, the determination unit 15, the control unit 16, and the memory 17 may be similarly doubled.
  • the swallowing motion measurement device 1 of the third embodiment may have only one configuration each other than the sound detection unit 12 and the posture detection unit 13.
  • the swallowing movement measuring apparatus 1 including the sound detection unit 12 and the posture detection unit 13 includes the measurement sound signals detected by the analysis unit 14 using the vibration detection units 12RU and 12RD and 12LU and 12LD, respectively.
  • the flow rate of the bolus can be calculated based on the deviation of the predetermined time characteristic and frequency characteristic in real time.
  • the calculated flow velocity is output in addition to the swallowing motion information.
  • the analysis unit 14 can calculate the rotation, bending direction, and bending angle of the neck based on the measured posture signals output from the plurality of posture detection units 13U and 13L.
  • the calculated rotation, bending direction and bending angle of the neck are output in addition to swallowing motion information.
  • the information on the flow rate is useful for determining whether or not the subject P is easy to swallow. Further, information on the rotation of the neck, the bending direction, and the bending angle is evaluated together with the appropriate signal and the inappropriate signal output from the determination unit 15 to determine the degree of swallowing ability or dysphagia of the measurement subject P. It is useful for things.
  • the swallowing movement measuring apparatus 1 of the third embodiment configured as described above is attached to the measurement subject P who must eat while the neck is bent.
  • An appropriate swallowing operation can be easily reproduced.
  • the optimal neck flexion angle that allows proper swallowing even when the same person cannot respond to the person under test P who cannot eat by himself and always needs an assistant during meals.
  • the bending direction and the rotation can be accurately reproduced by the swallowing movement measuring apparatus 1.
  • the first communication device 41 wirelessly communicates with the external unit 30 to notify whether the swallowing motion is appropriate or inappropriate. To do. Therefore, even when the holder light source 52 that is the notification unit 50 of the swallowing motion measuring apparatus 1 is hidden by a front cover or a towel during a meal, the swallowing motion is appropriate or inappropriate by looking at the state of the external unit 30. That is, both the assistant and the person to be measured P can know at the same time, that is, the information can be shared.
  • the first communication device 41 of the swallowing movement measuring device 1 can wirelessly communicate as an external unit 30 with, for example, a hallway light 30D in each room. You may do it.
  • the corridor lamp 30D is directly connected to the nurse center 303 where the nurse is waiting. Therefore, for example, if the swallowing motion measuring device 1 informs the nurse center 303 through the corridor lamp 30D that the swallowing motion of the measurement subject P who is bedridden is inappropriate, a quick response is possible.
  • the external unit 30 may be a head mounted display.
  • the swallowing motion measurement device 1 and the swallowing motion support system 100 of the present invention have been described above using the first to third embodiments. These embodiments are merely examples for facilitating understanding in carrying out the present invention, and are not intended to be limited to these embodiments. Therefore, in implementing the present invention, it is possible to replace the components with those having equivalent functions without departing from the spirit thereof, and these are also included in the present invention. In addition, it is also included in the present invention that some of the configurations described in the embodiments are combined or replaced with each other.

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Abstract

嚥下動作測定装置（１）は、ホルダ（１１）と音検出部（１２）と姿勢検出部（１３）とを備える。ホルダ（１１）は、被測定者の頸部に後方から外嵌されている。音検出部（１２）は、喉頭蓋の近傍の頸部の側部外表面に接触した状態にホルダ（１１）に保持され、被測定者（Ｐ）の少なくとも嚥下動作に伴う音を検出した実測音信号を出力する。姿勢検出部（１３）は、被測定者（Ｐ）の姿勢を検出する。

Description

嚥下動作測定装置、及び、嚥下動作支援システム
　本発明は、嚥下動作に伴って利用者の頸部から発生する音を検出する嚥下動作測定装置及びこれを利用した嚥下動作支援システムに関する。
　一般的に、加齢に伴い、飲み込みの能力すなわち嚥下機能の低下がみられる。嚥下機能が低下した高齢者は、日常的な食事が困難になることがある。また、片麻痺や脳卒中などの障害によって嚥下障害の症状が顕れる場合も有り、その患者数も年々増加傾向にある。このよう嚥下障害の患者は、誤嚥を引き起こす可能性が高い。誤嚥は、窒息の危険性を高めるだけでなく、口腔内の雑菌が肺に入ることで誤嚥性肺炎を引き起こす原因となる。
　肺炎による死亡は、日本人の年間死亡原因の上位であり、極めて多い。特に、嚥下障害による肺炎は、再発性が高く、悪化することで死亡してしまう例が多くみられる。嚥下動作は摂食時に限らず、就寝中の無意識下においても行われている。したがって、就寝中なども継続的に嚥下動作を測定し、嚥下機能の障害の程度を早期に知るとともに、障害の程度に適した治療やリハビリテーションを行うことが重要となる。
　嚥下機能の障害の程度を把握するために測定対象となる利用者の頸部に装着される嚥下機能データ測定装置が特許文献１に開示されている。この装置は、頸部に装着されるフレームに音測定部が内蔵されており、喉頭動作音として喉頭蓋閉音、食塊通過音、喉頭蓋開音を判別することで食塊が食道を通過したか否かを判定し、フレームの外側に向けて設けられたＬＥＤを判定に応じた発光色で点灯させる。
　また、特許文献２には、測定対象となる利用者の頚部に対応する皮膚表面に加速度センサをテープで張り付け嚥下音による振動を検出し、喉頭蓋閉音、食塊通過音、喉頭蓋開音の３音を識別しモニタに診断結果を表示することが開示されている。さらに、特許文献３には、マイクロフォンを内蔵した生体センサを測定対象の利用者の首の生体面に取り付け、利用者が発する咳、咳払い、嚥下音、発生音その他の音声情報を取得する生体信号解析装置が開示されている。
特開２０１３－０１７６９４号公報 特開２００９－０６０９３６号公報 特開２００６－２６３２９９号公報
　ところで、嚥下動作の障害の程度を把握しても、実際の日常生活において誤嚥が生じないように誤った嚥下動作を防止することは難しい。正しく嚥下できるようにリハビリテーションをする場合、嚥下動作に障害があるか否か診断をする医師や、嚥下障害のリハビリテーションを補助する介助者が、測定対象となる利用者の嚥下状態を簡単にかつリアルタイムで把握できることが必要である。
　また、正しく嚥下できているか否かは、医師や介助者が特許文献１～３による装置を利用すれば、判定できるかもしれない。しかしながら、食事の度に装置を装着してリハビリテーションするために、医師や介助者が付き添うのは困難である。したがって、毎回の嚥下動作を即座に判定し、嚥下動作を行なった利用者本人、及び付添人や他者が正しく嚥下できたことを自覚できるようにすることが重要となる。
　このとき、嚥下動作によって生じる音には個人差があるため、リハビリテーションのために装置を装着する場合、嚥下障害の有無を医師の診断の基に判定したのち、嚥下動作を正しく判定できるように利用者毎に設定することが難しい。嚥下動作をリハビリテーションによって適した状態に改善する場合、少なくとも一定期間、場合によってはその後も、嚥下動作を測定するための装置を使用し続けることになる。日常生活において、装置を取り付けたり取り外したりするのに手間がかかるようでは煩わしいだけでなく、食事中の嚥下動作を判定する度に装置が食事の妨げにならないようにしたい。
　そこで、本発明は、利用者にとって着脱が容易でかつ円滑な食事の妨げにならずに嚥下動作を測定することができる嚥下動作測定装置、及び、嚥下動作の有無を共有する仕組みを利用することで、嚥下動作のリハビリテーションのためにこの嚥下動作測定装置を利用する嚥下動作支援システムを提供する。
　本発明の一実施形態の嚥下動作測定装置は、ホルダと音検出部と姿勢検出部とを備える。ホルダは、被測定者の頸部に後方から外嵌されている。音検出部は、喉頭蓋の近傍の頸部の側部外表面に接触した状態にホルダに保持され、被測定者の少なくとも嚥下動作に伴う音を検出した実測音信号を出力する。姿勢検出部は、被測定者の姿勢を検出する。
　上述の姿勢検出部は、被測定者の正中面上に位置するホルダに取り付けられ、直交３軸に対する地磁気の磁気強度を検出する電子コンパスを含み、磁気強度を含む実測姿勢信号を出力する。
　このとき、姿勢検出部は、直交３軸に沿う方向の加速度及び直交３軸を中心軸とする角速度をそれぞれ検出し、加速度及び角速度を実測姿勢信号に含めて出力することも好ましい。また、音検出部は、正中面に対して面対称に配置された一対の振動検出部を含んでいてもよい。また、音検出部は、嚥下動作に伴う食塊の流動方向に沿って複数配置された一組の振動検出部を含んでいてもよい。また、姿勢検出部は、嚥下動作に伴う食塊の流動方向に沿って複数配置され、それぞれ実測姿勢信号を出力することも好ましい。
　上述の嚥下動作測定装置は、さらに、解析部と判定部と制御部とメモリとを備える。解析部は、実測音信号から周波数特性を基に喉頭蓋閉音、食塊通過音及び喉頭蓋開音を判別し、それぞれの音が検出されたときの実時間で実測姿勢信号と関連付け、喉頭蓋閉音から喉頭蓋開音までの一連の嚥下動作情報として出力する。判定部は、実時間における嚥下動作情報に含まれた実測音信号の所定の時間的特性及び周波数特性を嚥下動作に対して予め設定された標準音信号の所定の時間的特性及び周波数特性に対して比較し、偏差が所定の範囲内である間は嚥下動作が適正な状態であると判定した適正信号を出力し、偏差が所定の範囲を超えたときに嚥下動作が不適正な状態であると判定した不適正信号を出力する。制御部は、嚥下動作情報を適正信号及び不適正信号と関連付けて被測定者の固有嚥下情報として出力する。メモリは、標準音信号及び固有嚥下情報を記憶する。
　そして、正中面に対して面対称に配置された一対の振動検出部を音検出部が含む場合、解析部は、一対の振動検出部で検出された左右個別の実測音信号の差を基に嚥下動作が右優位か左優位かを判定し、嚥下動作情報に加えて出力する。または、正中面に対して面対称に配置された一対の振動検出部を音検出部が含む場合、解析部は、一対の振動検出部で検出された左右個別の実測音信号の差及び実測姿勢信号を基に嚥下動作が右優位か左優位かを判定し、嚥下動作情報に加えて出力する。
　また、嚥下動作に伴う食塊の流動方向に沿って複数配置された一組の振動検出部を音検出部が含む場合、解析部は、一組の振動検出部で検出された実測音信号を基に食塊の流動速度を算出し嚥下動作情報に加えて出力する。また、嚥下動作に伴う食塊の流動方向に沿って姿勢検出部が複数配置されてそれぞれ実測姿勢信号を出力する場合、解析部は、複数の姿勢検出部から出力された実測姿勢信号を基に頸部の回旋、屈曲方向及び屈曲角度を算出し、嚥下動作情報に加えて出力する。
　上述の嚥下動作測定装置は、さらに制御ユニットと第１の通信部と第２の通信部とを備える。制御ユニットは、ホルダから離れかつ被測定者が操作可能な範囲に設置され、解析部と判断部と制御部とメモリとを搭載する。第１の通信部は、ホルダに内蔵され、少なくとも実測音信号及び実測姿勢信号を含む信号を送信する。第２の通信部は、制御ユニットに内蔵され、少なくとも実測音信号及び実測姿勢信号を含む信号を受信する。「少なくとも実測音信号及び実測姿勢信号を含む信号」とは、解析部が出力する嚥下動作情報、判定部が出力する適正信号及び不適正信号、制御部が出力する固有嚥下情報を含んでいてもよい。
　このとき第１の通信部と第２の通信部は、無線で通信してもよい。また、解析部、判定部、制御部、メモリは、ホルダに組み込まれていてもよい。さらに、ホルダに搭載されて音検出部と姿勢検出部と解析部と判定部と制御部とメモリに対して電力を供給するバッテリをさらに備えていてもよい。
　嚥下動作測定装置を被測定者に合わせて較正するために、制御部は、メモリに記憶された過去の固有嚥下情報のうち、適正信号と関連付けられた固有嚥下情報に含まれた実測音信号を平均化してメモリに記憶された標準音信号と置き換える。または、音検出部及び姿勢検出部の較正を行うための測定を開始及び終了するための入力手段をさらに備え、制御部は、較正の開始から終了までの間に検出された実測音信号及び実測姿勢信号を標準音信号及び標準姿勢信号としてそれぞれメモリへ記憶する。または、制御部は、メモリに記憶された過去の固有嚥下情報のうち、適正信号と関連付けられた固有嚥下情報に含まれた実測姿勢信号を平均化して標準姿勢信号としてメモリに記憶する。そして、判定部は、標準姿勢信号に対して実測姿勢信号を比較し、偏差が所定の範囲内である間は適正信号を出力し、偏差が所定の範囲を超えたときに不適正信号を出力する。
　本発明の一実施形態の嚥下動作支援システムは、ホルダと音検出部と姿勢検出部と解析部と判定部と制御部と報知部とメモリとを備える。ホルダは、被測定者の頸部に後方から外嵌されている。音検出部は、喉頭蓋の近傍の頸部の側部外表面に接触した状態にホルダに保持され、被測定者の少なくとも嚥下動作に伴う音を検出した実測音信号を出力する。姿勢検出部は、被測定者の正中面上に位置するホルダに取り付けられ、直交３軸に対する地磁気の磁気強度を検出する電子コンパスを含み、磁気強度を含む実測姿勢信号を出力する。解析部は、実測音信号から周波数特性を基に喉頭蓋閉音、食塊通過音及び喉頭蓋開音を判別し、それぞれの音が検出されたときの実時間で実測姿勢信号と関連付けて喉頭蓋閉音から喉頭蓋開音までの一連の嚥下動作情報として出力する。判定部は、実時間における嚥下動作情報に含まれた実測音信号の所定の時間的特性及び周波数特性を嚥下動作に対して予め設定された標準音信号の所定の時間的特性及び周波数特性に対して比較し、偏差が所定の範囲内である間は嚥下動作が適正な状態であると判定した適正信号を出力し、偏差が所定の範囲を超えたときに嚥下動作が不適正な状態であると判定した不適正信号を出力する。制御部は、嚥下動作情報を適正信号及び不適正信号と関連付けて被測定者の固有嚥下情報として出力するとともに、適正信号に対応する第１の指令信号及び不適正信号に対応する第２の指令信号をそれぞれ出力する。報知部は、第１の指令信号を基に第１の報知を実行し、第２の指令信号を基に第１の報知とは異なる第２の報知を実行する。メモリは、標準音信号及び固有嚥下情報を記憶する。
　このとき、姿勢検出部は、直交３軸に沿う方向の加速度及び直交３軸を中心軸とする角速度をそれぞれ検出し、加速度及び角速度を実測姿勢信号に含めて出力する。
　また、嚥下動作支援システムは、さらに外部ユニットと第１の通信装置と第２の通信装置とを備える。外部ユニットは、ホルダから離れかつ被測定者が知覚可能な範囲に設置される。第１の通信装置は、第１の指令信号及び第２の指令信号を無線で送信する。第２の通信装置は、外部ユニットに内蔵され、第１の指令信号及び第２の指令信号を無線で受信する。そして、報知部は、少なくとも外部ユニットに配置された外部光源を含み、第１の指令信号を検出すると第１の報知として第１の発光パターンで外部光源を発光させ、第２の指令信号を検出すると第２の報知として第１の発光パターンとは異なる第２の発光パターンで外部光源を発光させる。
　また、嚥下動作支援システムは、さらに制御ユニットを備えていてもよい。制御ユニットは、ホルダから離れかつ被測定者が操作可能な範囲に配置され、解析部と判定部と制御部とメモリと第１の通信装置とを搭載する。または、この嚥下動作支援システムにおいて、解析部と判定部と制御部とメモリと第１の通信装置とは、ホルダに搭載されていてもよい。
　また、報知部は、正中面に対して面対称にホルダに配置された一対のホルダ光源を含み、第１の指令信号を検出すると第１の報知として第１の発光パターンでホルダ光源を発光させ、第２の指令信号を検出すると第２の報知として第１の発光パターンとは異なる第２の発光パターンでホルダ光源を発光させる。
　また、データベース及び管理端末が接続された通信ネットワークに第１の通信装置が接続可能である場合、制御部は、固有嚥下情報を被測定者の識別情報とともにデータベースに保存してもよい。また、音検出部及び姿勢検出部の較正を行うために操作される入力手段をさらに備える場合、制御部は、入力手段が操作されると、識別情報を基にデータベースに保存されている固有嚥下情報の中から適正信号と関連付けられた固有嚥下情報に含まれた実測音信号及び実測姿勢信号をそれぞれ平均化して標準音信号及び標準姿勢信号としてそれぞれメモリへ記憶する。
　本発明の一実施形態の嚥下動作測定装置によれば、被測定者の頸部に外嵌するホルダに姿勢検出部を備えるので、嚥下動作に伴う音を測定するために嚥下動作測定装置を装着する度に装置が正しく装着できているか容易に判定することができる。したがって、この嚥下動作測定装置は、被測定者に加えて医師や介助者を含めた利用者にとって、着脱が容易であり、かつ、食事を円滑に行う妨げにならずに嚥下動作を測定することができる。
　また、本発明の一実施形態の嚥下動作支援システムによれば、上述の嚥下動作測定装置を利用することで、装置の着脱が容易であることに加え、毎回の嚥下動作が適正であったか否かを報知手段によってリアルタイムで知ることができる。したがって、この嚥下動作支援システムは、嚥下動作のリハビリテーションに導入しやすい。
本発明の第１の実施形態の嚥下動作測定装置を含む嚥下動作支援システムを示す斜視図。 図１の嚥下動作測定装置を右上後方から見た斜視図。 図１の嚥下動作測定装置のブロック図。 図２の嚥下動作測定装置の断面図。 図２の嚥下動作測定装置を被測定者が装着した状態の側面図。 図１の外部ユニットの斜視図。 本発明の第２の実施形態の嚥下動作測定装置を含む嚥下動作支援システムを示す斜視図。 図７の嚥下動作測定装置の断面図。 図７の嚥下動作測定装置のブロック図。 本発明の第３の実施形態の嚥下動作測定装置を含む嚥下動作支援システムを示す斜視図。 図１０の嚥下動作測定装置を右上後方から見た斜視図。 図１０の嚥下動作測定装置を後方から見た側面図。
　本発明の第１の実施形態の嚥下動作測定装置１を含む嚥下動作支援システム１００について、図１から図６を参照して説明する。なお、以下の説明の便宜上、嚥下動作測定装置１を装着する被測定者Ｐを基準に「前」、「後ろ」、「右」、「左」を定義する。また、被測定者Ｐにとって頭頂部側を「上」、足先側を「下」と呼ぶこともある。
　図１は、嚥下動作測定装置１の測定ユニット１０を被測定者Ｐの頸部に装着した状態を示している。嚥下動作測定装置１は、制御ユニット２０となるスマートフォンに対して通信ケーブル２を介して有線接続されている。この嚥下動作測定装置１は、被測定者Ｐが嚥下する際に喉頭蓋が動く音を検出して記録するとともに、喉頭蓋の動作音を基に被測定者Ｐの嚥下動作が正しく行われているか判定するために使用される。本実施形態において制御ユニット２０はスマートフォンであるので、測定されたデータや判定結果は、制御ユニット２０の表示部に表示されるとともに、制御ユニット２０に搭載された第１の通信装置４１を介してネットワーク２００に接続されたデータベース２０１に保存される。
　また、この嚥下動作測定装置１は、被測定者Ｐが嚥下動作のリハビリテーションに使用する嚥下動作支援システム１００の一部に利用されることも想定されている。このとき、リハビリテーションのためとはいえ、普段の食事の際に制御ユニット２０の表示部を確認していたのでは食事を楽しめない。そこで、本実施形態の嚥下動作測定装置１では、図１に示すように、嚥下動作が適正に行われたか否かの判定を被測定者Ｐに報知するための外部ユニット３０を備えている。
　図２は、被測定者Ｐの頸部に装着される嚥下動作測定装置１の測定ユニット１０を右上後方から見た斜視図である。図３は、嚥下動作測定装置１及びこれを利用する嚥下動作支援システム１００の構成を示すブロック図である。図３によれば、嚥下動作測定装置１は測定ユニット１０と制御ユニット２０で構成されている。嚥下動作支援システム１００は、測定ユニット１０と制御ユニット２０に、さらに外部ユニット３０を加えて構成されている。
　測定ユニット１０は、ホルダ１１と音検出部１２と姿勢検出部１３とを備える。ホルダ１１は、図１、図４及び図５に示すように、被測定者Ｐの頸部の後方から外嵌される。図４は、測定ユニット１０が装着される位置で頸部ごと測定ユニット１０を断面にした断面図である。図５は、被測定者Ｐの頸部に対する測定ユニット１０の装着位置をわかりやすくするために、測定ユニット１０を正中面Ｍに沿う断面に対応させて左側から見た側面図である。
　ホルダ１１は、復元力を有した弾性部材、例えば、硬質ウレタンゴムなどで成形されており、頸部に抱き着いた状態で頸部を強く締め付けない程度の柔軟性を有している。なお、ホルダ１１に軟鉄やアルミニウム合金製の心材を埋め込み、被測定者Ｐの好みに合わせて変形させた形状を維持できるようにしてもよい。また、被測定者Ｐが動いてもホルダ１１が頸部に対して一定の位置に保持されるように、図４及び図５に示すように、頸部の後部とホルダ１１の間にスポンジ１１４を挟んでもよい。
　音検出部１２は、図４及び図５に示すように、喉頭蓋Ａの近傍の頸部の側部外表面に接触した状態でホルダ１１に保持される。音検出部１２は、被測定者Ｐの少なくとも嚥下動作に伴う音を検出した実測音信号を出力する。この音検出部１２は、図１から図４に示すように、正中面Ｍに対して面対称に配置された一対の振動検出部１２Ｒ，１２Ｌを含む。振動検出部１２Ｒ，１２Ｌは、図４に示すようにホルダ１１の中に埋設されたフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）１１１によって、頸部の後方に配置されたケース１１２に収納された回路基板１１３に接続されている。なお、音検出部１２は、被測定者Ｐの頸部に接触した振動検出部１２Ｒ，１２Ｌであるので、被測定者Ｐの喉頭蓋動作するときに発生する音は、体内を伝播する振動として検出される。したがって、周囲の環境で発生している空気振動に由来するノイズをほぼ検出せずに済む。
　姿勢検出部１３は、図２及び図４に示すように、被測定者Ｐの正中面Ｍ上に位置するホルダ１１に取り付けられている。姿勢検出部１３は、被測定者Ｐの姿勢を検出する。例えば、姿勢検出部１３は、被測定者Ｐの喉頭蓋近傍から食道へ向かう方向（すなわち、嚥下動作に伴う食塊の流動方向）と重力加速度方向との方向角の違いを検出する。より具体的には、姿勢検出部１３は、直交３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に対する地磁気の磁気強度を検出することで絶対方向を検出する電子コンパスを含んでいる。姿勢検出部１３は、検出された磁気強度（またはこの磁気強度から算出される絶対方向）を含む実測姿勢信号を出力する。姿勢検出部１３は、さらに、直交３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に沿う方向の加速度及び直交３軸を中心軸とする角速度をそれぞれ検出し、検出した加速度及び角速度を実測姿勢信号に含めて出力する。姿勢検出部１３は、図４に示すように、ケース１１２内の回路基板１１３に実装されている。
　本実施形態では、姿勢検出部１３は、直交３軸の加速度を検出する３軸加速度センサと、直交３軸の角速度（回転速度）を検出する３軸ジャイロセンサと、直交３軸の磁気強度を検出する３軸電子コンパスを１つのモジュールに組み込んだ、いわゆる９軸センサを採用することができる。なお、３軸加速度センサと３軸ジャイロセンサが一体になった６軸センサと、３軸電子コンパスを併用して姿勢検出部１３を構成してもよい。
　また、本実施形態の嚥下動作測定装置１は、図３に示すように、解析部１４と判定部１５と制御部１６とメモリ１７とを備えており、これらは、ホルダ１１から離れかつ被測定者Ｐが操作可能な範囲に設置された制御ユニット２０に搭載される。
　解析部１４は、音検出部１２で検出された実測音信号から時間的特性及び周波数特性を基に喉頭蓋閉音、食塊通過音及び喉頭蓋開音を判別する。喉頭蓋閉音は、飲み込んだ食塊が気管Ｔに入らないように喉頭蓋Ａが気管Ｔを塞ぐときに生じる動作音である。食塊通過音は、飲み込んだ食塊が食道Ｅへ流れるときに生じる音である。喉頭蓋開音は、食塊が気管Ｔの入口を通過した後で再び喉頭蓋Ａが気管Ｔを開くときに生じる動作音である。そして解析部１４は、それぞれの音が検出されたときの実時間で実測姿勢信号と関連付けて、喉頭蓋閉音から喉頭蓋開音までの一連の嚥下動作情報として出力する。
　判定部１５は、実時間における嚥下動作情報に含まれた実測音信号の所定の時間的特性及び周波数特性を、嚥下動作に対して予め設定された標準音信号の所定の時間的特性及び周波数特性に対して比較する。判定部１５は、偏差が所定の範囲内である間は嚥下動作が適正な状態であること判定した適正信号を出力する。判定部１５は、偏差が所定の範囲を超えたときに嚥下動作が不適正な状態であると判定した不適正信号を出力する。また、判定部１５は、適正信号及び不適正信号を出力するとともに、偏差の大きさに応じた点数を嚥下動作につけて、嚥下動作を嚥下機能として評価することで、嚥下障害の程度を数値化してもよい。ここで、「所定の時間的特性」とは、例えば、音の継続時間や、食塊の流動性によって変わるパラメータ等を含む。
　制御部１６は、解析部１４から出力された嚥下動作情報を、判定部１５から出力された適正信号及び不適正信号と関連付けて被測定者Ｐの固有嚥下情報として出力する。メモリ１７は、実測音信号を比較する基準となる嚥下動作の標準音信号及び制御部１６が出力した固有嚥下情報を記憶する。
　また、本実施形態の嚥下動作測定装置１は、測定ユニット１０の音検出部１２として左右一対に振動検出部１２Ｒ，１２Ｌを備えている。そこで、解析部１４は、一対の振動検出部１２Ｒ，１２Ｌで検出された左右個別の実測音信号の差を基に、嚥下動作が右優位であるか左優位であるかを判定し、その結果を嚥下動作情報に加えて出力する。したがって、メモリ１７に記憶される固有嚥下情報にも右優位であるか左優位であるかの判定結果が含まれることとなる。
　また、本実施形態の嚥下動作測定装置１は、測定ユニット１０に姿勢検出部１３も備えている。そこで、解析部１４は、振動検出部１２Ｒ，１２Ｌの実測音信号の差だけでなく、実測姿勢信号も含めて右優位であるか左優位であるかを判定し、その結果を嚥下動作情報に加えて出力することも好ましい。
　図１及び図３に示すように、第１の実施形態の嚥下動作測定装置１は、測定ユニット１０と制御ユニット２０が分かれて設けられている。具体的には、制御ユニット２０は、ホルダ１１から離れ、かつ、被測定者Ｐが操作可能な範囲に設置されている。そして、音検出部１２と姿勢検出部１３は、測定ユニット１０のホルダ１１に組み込まれている。解析部１４と判定部１５と制御部１６とメモリ１７とは、制御ユニット２０に組み込まれている。
　そこで、音検出部１２で検出される実測音信号及び姿勢検出部１３で検出される実測姿勢信号を、解析部１４、判定部１５及び制御部１６で利用するために、測定ユニット１０と制御ユニット２０の間に第１の通信部２１と第２の通信部２２が設けられる。第１の通信部２１は、ホルダ１１に内蔵されて少なくとも実測音信号及び実測姿勢信号を含む信号を送信する。第２の通信部２２は、制御ユニット２０に内蔵され少なくとも実測音信号及び実測姿勢信号を含む信号を受信する。
　第１の実施形態の嚥下動作測定装置１において、第１の通信部２１は、ホルダ１１のケース１１２に収納された回路基板１１３に実装されている。第２の通信部２２は、制御ユニット２０として使用されるスマートフォンに組み込まれている。そして第１の通信部２１と第２の通信部２２とは、図１及び図３に示すように、通信ケーブル２によって接続されている。通信ケーブル２によって有線接続されていることで、安定した通信状態が確保され、実時間に対してタイムラグをほとんど生じさせることなく嚥下動作の判定を行うことができる。
　制御ユニット２０には、図３に示すようにバッテリ１８が内蔵されている。制御ユニット２０に組み込まれた解析部１４と判定部１５と制御部１６は、このバッテリ１８から電力が供給される。また、測定ユニット１０のホルダ１１に組み込まれた音検出部１２と姿勢検出部１３は、通信ケーブル２を介してバッテリ１８から電力の供給を受ける。なお、電力の供給はバッテリ１８のみに限らず、一般家庭に供給されているような商用電力からアダプタを介して供給されてもよいのは言うまでもない。
　なお、通信ケーブル２によって物理的に繋がっていることに因る煩わしさを解消するために、第１の通信部２１と第２の通信部２２を無線で接続してもよい。その場合、測定ユニット１０の音検出部１２及び姿勢検出部１３は、ホルダ１１にバッテリを搭載して電力を供給する。
　また、嚥下動作支援システム１００は、図１及び図３に示すように、報知部５０をさらに備えている。報知部５０は、嚥下動作が適正に行われたことを被測定者Ｐが自覚しやすくするために、嚥下動作が適正に行われた場合と不適正であった場合とで異なる報知を行う。そこで、報知部５０を作動させるために、制御部１６は、被測定者Ｐが嚥下動作をする度に固有嚥下情報を出力するとともに、判定部１５から出力された適正信号に対応する第１の指令信号及び判定部１５から出力された不適正信号に対応する第２の指令信号をそれぞれ出力する。報知部５０は、第１の指令信号を基に第１の報知を実行し、第２の指令信号を基に第１の報知とは異なる第２の報知を実行する。つまり、報知部５０は、被測定者Ｐが嚥下動作を行う度にその嚥下動作が適正であったか否かを報知する。
　嚥下動作が適正であったか否かを少なくとも被測定者Ｐに報知するために、報知部５０は、少なくとも外部ユニット３０に配置された外部光源５１を含んでいる。報知部５０は、第１の指令信号を検出すると、第１の報知として第１の発光パターンで外部光源５１を発光させる。報知部５０は、第２の指令信号を検出すると、第２の報知として第１の発光パターンとは異なる第２の発光パターンで外部光源５１を発光させる。なお、報知部５０は、光で報知する以外に、音や振動によって報知してもよい。音は単音に限らず、短いメロディであってもよい。また、光、音、振動を複合的に組み合わせてもよい。
　本実施形態の嚥下動作支援システム１００の場合、報知部５０は、図３に示すように外部ユニット３０に配置された外部光源５１と、測定ユニット１０のホルダ１１に配置されたホルダ光源５２とを含む。したがって、被測定者Ｐだけでなく、被測定者Ｐの傍にいる介助者にも、被測定者Ｐの嚥下動作が適正な状態であるか否か報知される。なお、ホルダ光源５２に必要な電力は、制御ユニット２０に内蔵されたバッテリ１８から通信ケーブル２を介して供給される。
　外部ユニット３０は、図１及び図３に示すように、ホルダ１１から離れ、かつ、被測定者Ｐが知覚可能な範囲に設置される。ここで、知覚可能な範囲とは、外部ユニット３０が報知部５０として視覚的な変化で報知する機能を有している場合には被測定者Ｐの視界に入る位置、外部ユニット３０が報知部５０として触覚的な変化で報知する機能を有している場合には被測定者Ｐが外部ユニット３０に容易に触れられる位置、外部ユニット３０が報知部５０として聴覚的な変化で報知する機能を有している場合には外部ユニット３０が発する音を被測定者Ｐが自然に聞き取れる位置であることを意味する。本実施形態の場合、外部ユニット３０に設けられる報知部５０は、外部光源５１であり、視覚的に報知するものであるので、外部ユニット３０は、被測定者Ｐの視野に入る位置に設置される。
　また、外部ユニット３０は、図１及び図３に示すように、嚥下動作測定装置１とは独立して設けられている。したがって、嚥下動作支援システム１００は、第１の通信装置４１を制御ユニット２０に備え、第２の通信装置４２を外部ユニット３０に備えている。第１の通信装置４１は、制御部１６から出力される第１の指令信号及び第２の指令信号を無線で送信する。第２の通信装置４２は、無線で送信された第１の指令信号及び第２の指令信号を受信する。
　外部ユニット３０は、図６に示すように、自立可能な脚部３１と、回路基板３２と、ランプシェード３３とを備える。回路基板３２は、外部光源５１となる発光ダイオード（ＬＥＤ５１１）及び第２の通信装置４２を実装している。ランプシェード３３は、外部光源５１を覆っている。また、外部ユニット３０は、回路基板３２に電力を供給するためのバッテリを脚部３１に備えるか、外部電力を供給するためのコネクタを有している。
　脚部３１は、吸盤、磁石、クリップ、面ファスナ等を備えてしっかりと固定されるようにしてもよい。外部光源５１となるＬＥＤ５１１は、回路基板３２に複数実装されている。各ＬＥＤ５１１は、それぞれ異なる色に発光する単色の発光ダイオードでもよいし、発光色を自由に選択できるように赤、青、緑の発光ダイオードを一つのチップにした発光ユニットであってもよい。
　ランプシェード３３は、ＬＥＤ５１１の光によって全体的に光るように、乳白色の透光性の部材、あるいは内面または外面をつや消し処理した透光性の部材であることが好ましい。ランプシェード３３の外形は、図６において円錐台形状であるが、この形状に限定されない。丸いドーム型であってもよいし、四角く平坦なパネル形状であってもよい。
　また、ホルダ１１に設けられる報知部５０のホルダ光源５２を、図４の断面図に示す。図４に示すように、ホルダ光源５２は、正中面Ｍに対して面対称に一対に配置されている。また、ホルダ光源５２は、音検出部１２の左右一対の振動検出部１２Ｒ，１２Ｌに対してそれぞれ背中合わせに配置されている。ホルダ光源５２は、外部光源５１と同様にＬＥＤである。ホルダ光源５２は、通信ケーブル２を介して制御部１６から出力される第１の指令信号を検出すると第１の報知として第１の発光パターンで発光し、第２の指令信号を検出すると第２の報知として第２の発光パターンで発光する。
　報知部５０の外部光源５１及びホルダ光源５２によって実行される第１の発光パターン及び第２の発光パターンは、ＬＥＤ５１１，５２１の点灯及び消灯を繰り返す明滅の回数や明滅の時間間隔を変化させるのみならず、輝度を変化させること、及び、異なる発光色で点灯させることも含まれる。
　例えば、嚥下動作が適正であった場合は第１の発光パターンとして青色又は緑色で外部光源５１を発光させ、嚥下動作が不適正であった場合は第２の発光パターンとして赤色で外部光源５１を発光させる。また、嚥下動作に伴う実測音信号の大きさ易に比例して輝度を変化させたり、嚥下動作に合わせて緩やかに明るさを変化させたりしてもよい。例えば、ＬＥＤ５１１，５２１を、喉頭蓋閉音をトリガーに徐々に明るくし、食塊通過音を検出中は発光させ続け、喉頭蓋開音をトリガーに徐々に暗くする。嚥下動作測定装置１は、光センサを備えて、環境の明るさに合わせて輝度を調節してもよい。
　第１の発光パターン及び第２の発光パターンは、この外部ユニット３０を利用する被測定者Ｐの好みで発光色などを、自由に設定できるようにしてもよい。設定は、例えば制御ユニット２０を使って行われる。外部光源５１は、図６に示すように円形の回路基板３２の外周縁に沿って複数のＬＥＤ５１１を含むので、これらのＬＥＤ５１１が円を描くように順番に発光させてもよい。また、ホルダ光源５２は、左右一対に設けられているので、嚥下動作が右優位である場合には右側のホルダ光源５２を発光させ、嚥下動作が左優位である場合には左側のホルダ光源５２を発光させてもよい。
　以上のように構成された第１の実施形態の嚥下動作測定装置１は、被測定者Ｐの嚥下動作を測定するために、食事などの際に被測定者Ｐの頸部に装着される測定ユニット１０であるホルダ１１を備え、嚥下動作に伴う音（嚥下音）を検出する。検出された嚥下音は、実測音信号として音検出部から出力されると、制御ユニット２０の解析部１４で喉頭蓋閉音、食塊通過音、喉頭蓋開音が少なくとも抽出される。その後、抽出された喉頭蓋閉音、食塊通過音、及び喉頭蓋開音は、実時間を基に姿勢検出部１３で検出された実測姿勢信号と関連付けられて嚥下動作情報として解析部１４から出力される。
　判定部１５は、実測音信号すなわち喉頭蓋閉音、食塊通過音及び喉頭蓋開音のそれぞれの音の所定の時間的特性及び周波数特性や音の長さなどを、メモリ１７に記憶されている標準音信号の所定の時間的特性及び周波数特性や音の長さなどと比較する。判定部１５は、偏差が所定の範囲内である間は、嚥下動作が適正に行われていると判定した適正信号を出力する。また、判定部１５は、偏差が所定の範囲を超えた場合、嚥下動作が不適正な状態であると判定した不適正信号を出力する。
　このとき、嚥下動作測定装置１によって検出される実測音信号は、被測定者Ｐ毎に個人差がある。このため、多数名の嚥下動作に伴う音を平均化した平均的な嚥下音を標準音信号として採用すると、被測定者Ｐにとって最適な嚥下動作による実測音信号であっても、標準音信号に対して常に一定の偏差を有することになる。したがって、被測定者Ｐに合わせて標準音信号を較正（キャリブレーション）することが望ましい。
　そこで、本実施形態の嚥下動作測定装置１では、過去に測定された被測定者Ｐの実測音信号を基に標準音信号の較正を行う。具体的には、制御部１６は、メモリ１７に記憶された過去の固有嚥下情報のうち、適正信号と関連付けられた固有嚥下情報に含まれた実測音信号を平均化し、メモリ１７に記憶された標準音信号として置き換えることを行う。この較正は、嚥下動作測定装置１を被測定者Ｐが装着する度に行われてもよいし、嚥下動作測定装置１を装着して実際に計測する度に過去の複数回分の固有嚥下情報を基に行われてもよい。また、過去の実測音信号を単純に平均化するのではなく、過去の実測音信号の分散からメジアンを求めて標準音信号として採用してもよい。
　また、嚥下動作測定装置１は、姿勢検出部１３を備えている。固有嚥下情報には実測音信号とともに実測姿勢信号も含まれている。この実測姿勢信号も利用することで、さらに嚥下動作測定装置１の測定結果の信頼性が向上する。具体的には、制御部１６は、メモリ１７に記憶された過去の固有嚥下情報のうち、適正信号と関連付けられた固有嚥下情報に含まれた実測姿勢信号を平均化し、これを標準姿勢信号としてメモリ１７に記憶する。
　この標準姿勢信号は、嚥下動作測定装置１を被測定者Ｐの頸部に装着する際に、同じ位置及び同じ角度に装着できているか、嚥下動作測定装置１を使用している間に測定ユニット１０のホルダ１１がずれ動いていないかを確認するために利用される。具体的には、判定部１５は、標準姿勢信号に対して実測姿勢信号を比較し、偏差が所定の範囲内である間は、適正信号を出力し、偏差が所定の範囲を超えたときに不適正信号を出力する。
　このとき判定部１５は、実測音信号に対して出力される不適正信号と、実測姿勢信号に対して出力される不適正信号とを区別する。さらに、判定部１５は、実測姿勢信号に対して出力される不適正信号に対応させて、制御部１６が出力する第１の指令信号及び第２の指令信号とは異なる指令信号を出力する。これにより、嚥下動作支援システム１００は、嚥下動作が不適正であるのか、嚥下動作測定装置１の挿着状態が不適正であるのかを判別できる報知を報知部５０から出力することができる。
　また、本実施形態の嚥下動作測定装置１は、初めてこの装置を使用する際に標準音信号及び標準姿勢信号を較正（設定）するために、意図的に較正を行うことを可能にするための手段を備える。具体的には、嚥下動作測定装置１は、音検出部１２及び姿勢検出部１３の較正を行うための測定を開始及び終了するための入力手段を備える。この入力手段は、制御ユニット２０であるスマートフォンの表示画面に表示された操作ボタンであってもよいし、嚥下動作支援システム１００である場合には、外部ユニット３０に組み込まれるタッチセンサ、あるいは測定ユニット１０であるホルダ１１の外表面に設けられるタッチセンサなどとすることができる。
　制御部１６は、この入力手段によって操作されて較正を開始してから終了するまでの間に検出された実測音信号及び実測姿勢信号を、標準音信号及び標準姿勢信号としてそれぞれメモリ１７へ記憶する。嚥下動作測定装置１の音検出部１２及び姿勢検出部１３の較正が行われる場合、較正の開始に伴い、操作手順を案内するガイダンスが音声出力されるようにしてもよい。
　初めて嚥下動作測定装置１を使用する際に較正を行う場合、嚥下動作を理想的に行えるようにするために、適した粘性に調整された適量（たとえば３～５ｍｌ）の液体として標準較正液を予め付属しておくことも好ましい。
　また、標準音信号及び標準姿勢信号を較正する操作は、嚥下動作測定装置１を被測定者Ｐの頸部に測定ユニット１０であるホルダ１１を装着する度に必ず行なってもよい。その場合は、複数階分の標準較正液が封入された容器と、この容器から１回分の標準較正液を計量できる計量器具を付属してもよい。
　以上のように構成された本実施形態の嚥下動作測定装置１及びこれを使用する嚥下動作支援システム１００において、図１に示すように制御ユニット２０の第１の通信装置４１は、外部ユニット３０の第２の通信装置４２に対してだけでなく、データベース２０１及び管理端末２０２が接続されたネットワーク２００にも接続可能である。
　そこで、制御部１６が固有嚥下情報を被測定者Ｐの識別情報とともにデータベース２０１に保存することで、被測定者Ｐは、個人専用の嚥下動作測定装置１を所有する必要が無くなり、嚥下動作測定装置１の初期設定（較正）も容易になる。嚥下動作測定装置１が音検出部１２及び姿勢検出部１３の較正を行うために操作される入力手段を備える場合、制御部１６は、入力手段が操作され、被測定者Ｐの識別情報が入力されると、その識別情報を基に、データベース２０１に保存されている固有嚥下情報の中から適正信号と関連付けられた固有嚥下情報を選択する。その後、制御部１６は、選択された固有嚥下情報に含まれた実測音信号及び実測姿勢信号をそれぞれ平均化して標準音信号及び標準姿勢信号としてそれぞれメモリ１７に記憶する。また、被測定者Ｐの識別情報に予め関連付けられた標準音信号及び標準姿勢信号が用意されている場合、それらをデータベース２０１から読み取りメモリ１７に記憶する。
　また、遠隔地においては、ネットワーク２００を介して専門の医師から嚥下動作に関する診断を仰ぐことや、解析部１４よりも高度な解析が行えるサーバ２０３を利用することもできる。さらにネットワーク２００を介して、解析部１４、判定部１５及び制御部１６の最新のアプリケーションを入手することもできる。医師は、管理端末２０２で、複数の被測定者Ｐの状態を監視することができる。
　例えば、嚥下動作に伴う音を検出する前に音検出部１２や姿勢検出部１３で検出される信号を基に、不適正な嚥下動作につながる可能性があることを判断して不適正な嚥下動作が行われることを防止する機能を使用中の嚥下動作測定装置１に追加することもできるようになる。
　さらに、嚥下動作測定装置１は、測定が開始されると音検出部１２によって検出された実測音信号をメモリ１７に一時的に記憶する。判定部１５によって不適正信号が出力された場合、制御部１６は、解析部１４によって喉頭蓋閉音と判別された実測音信号よりも前の実測音信号及び実測姿勢信号を不適正予知情報としてメモリ１７に記憶する。そして、判定部１５は、先の嚥下動作と次の嚥下動作の間に検出される実測音信号の所定の時間的特性及び周波数特性並びに実測姿勢信号の変化率を、不適正予知情報のものと比較する。偏差が所定の範囲内に入った場合、判定部１５は、誤嚥の可能性があることを予知する注意信号を出力する。制御部１６は、この注意信号を検出すると、報知部５０から注意を喚起する報知を行なってもよい。
　本発明の第２の実施形態の嚥下動作測定装置１及び嚥下動作支援システム１００について、図７から図９を参照して説明する。第２の実施形態において、第１の実施形態の嚥下動作測定装置１及び嚥下動作支援システム１００と同じ機能を有する構成は、以下の説明において第１の実施形態の嚥下動作測定装置１及び嚥下動作支援システム１００の構成と同じ符号を付し、詳細な説明は第１の実施形態の対応する記載を参酌することとする。
　図７は、第２の実施形態の嚥下動作測定装置１及びこの嚥下動作測定装置１を利用する嚥下動作支援システム１００の構成を示す斜視図である。図８は、第２の実施形態の嚥下動作測定装置１を示す断面図である。図９は、第２の実施形態の嚥下動作測定装置１を利用する嚥下動作支援システム１００を構成する最小単位のブロック図である。
　第２の実施形態の嚥下動作測定装置１は、図８及び図９に示すように、ホルダ１１に測定ユニット１０及び制御ユニット２０の機能をすべて装備している。つまり、ホルダ１１には、音検出部１２及び姿勢検出部１３が組み込まれているとともに、解析部１４、判定部１５、制御部１６、メモリ１７、バッテリ１８、第１の通信装置４１が組み込まれている。第１の通信装置４１は、第１の実施形態と同様に、外部ユニット３０の第２の通信装置４２と無線で通信するとともに、データベース２０１や管理端末２０２が接続されたネットワーク２００に対しても無線接続することができる。メモリ１７は、コネクタを設けて記憶媒体を外部から装着するものであってもよい。
　したがって本実施形態の嚥下動作測定装置１は、ネットワーク２００に直接接続して、被測定者Ｐの識別情報とともに固有嚥下情報をデータベース２０１に保存したり、管理端末２０２からデータベース２０１に保存された固有嚥下情報を閲覧したり、解析部１４よりも高度な解析が行えるサーバ２０３を利用したりすることもできる。また、第１の実施形態では嚥下動作測定装置１の制御ユニット２０としてスマートフォンを利用していたのに対し、本実施形態では外部ユニット３０の一形態としてスマートフォン３０Ａを利用できるだけでなく、嚥下動作測定装置１のメモリ１７に記憶されている固有嚥下情報を閲覧したり、読み出したりする操作装置としてスマートフォン３０Ａを利用することができる。さらに、スマートフォン３０Ａは、嚥下動作測定装置１の設定を変更するための入力手段としても利用することができる。
　さらに、嚥下動作測定装置１は、第１の実施形態の外部ユニット３０と同様の外部ユニット３０Ｂに無線接続して、嚥下動作支援システム１００を構成することができる。また、嚥下動作測定装置１は、腕時計型の携帯端末、いわゆるスマートウォッチ３０Ｃと無線通信することで、報知部５０として外部光源５１を備える外部ユニット３０としてスマートウォッチ３０Ｃを利用することもできる。外出先などで嚥下動作支援システム１００として使用する場合に外部ユニット３０を設置する場所を必要としないので、嚥下動作支援システム１００として嚥下動作測定装置１を利用する機会が増え、より多くの固有嚥下情報を取得することができるようになる。
　第２の実施形態の嚥下動作測定装置１は、ホルダ１１に姿勢検出部１３と第１の通信装置４１が内蔵されている。このため、嚥下動作測定装置１を、無線接続のネットワーク２００環境が整備された老人ホーム等の介護施設３０１さらには病院３０２において導入することで、被測定者Ｐの活動状態を見守ることにも利用できる。
　また、この嚥下動作測定装置１は、図８に示すように第１の実施形態の嚥下動作測定装置１と同様に、ホルダ１１に報知部５０としてホルダ光源５２を有している。このホルダ光源５２は、一定の面積を有した表示ユニットであり簡単な図形や文字を表示させることもできる。ホルダ光源５２を表示ユニットとして使用する場合、たとえば、バッテリ１８の充電状態を表示させたり、スマートフォン３０Ａ、外部ユニット３０Ｂ、スマートウォッチ３０Ｃ及びネットワーク２００との無線通信状態を表示させたりすることができる。
　バッテリ１８の充電は、コネクタを介して行われてもよいが、本実施形態では、嚥下動作測定装置１は、図８に示すように、電磁誘導で発電する受電コイル１８１をホルダ１１に内蔵している。したがって、専用の装置が発生する交流磁場内に嚥下動作測定装置１を置いておくことで、バッテリ１８に対する充電を行うことができる。
　また、嚥下動作測定装置１は、第１の実施形態と同様に音検出部１２及び姿勢検出部１３の較正を行うために操作される入力手段として、ホルダ１１の外表面、例えば、ホルダ光源５２が配置された部分の外表面にタッチセンサを有していてもよい。制御部１６は、入力手段が操作されることで、この嚥下動作測定装置１に設定された被測定者Ｐの識別情報を基に、ネットワーク２００を介してデータベース２０１に保存されている固有嚥下情報の中から適正信号と関連付けられた固有嚥下情報を選択する。その後、制御部１６は、選択された固有嚥下情報に含まれた実測音信号及び実測姿勢信号を読み出し、それぞれ平均化して標準音信号及び標準姿勢信号としてこれらをメモリ１７に記憶する。したがって、第２の実施形態の嚥下動作測定装置１は、被測定者Ｐが装着することですぐに被測定者Ｐに合わせて較正される。この入力手段は、初めて嚥下動作測定装置１を使用する際に標準音信号及び標準姿勢信号を較正（設定）する際に操作されてもよい。
　本発明の第３の実施形態の嚥下動作測定装置１及び嚥下動作支援システム１００について、図１０から図１２を参照して説明する。第３の実施形態において、第１及び第２の実施形態の嚥下動作測定装置１及び嚥下動作支援システム１００と同じ機能を有する構成は、第１及び第２の実施形態の嚥下動作測定装置１及び嚥下動作支援システム１００の構成と同じ符号を付し、詳細な説明は、第１及び第２の実施形態の対応する記載を参酌することとする。
　図１０は、第３の実施形態の嚥下動作測定装置１及びこの嚥下動作測定装置１を利用する嚥下動作支援システム１００の構成を示す斜視図である。この第３の実施形態の嚥下動作測定装置１は、第２の実施形態の嚥下動作測定装置１を上下２段に配置した構造を有している。２つの嚥下動作測定装置１は、頸部に装着したときに後方に位置する部分を柔軟なジョイント６０で連結されている。図１１は、図１０の嚥下動作測定装置１を右上後方から見た斜視図である。
　図１１に示すように、本実施形態の嚥下動作測定装置１において、音検出部１２は、一組の振動検出部として、４つの振動検出部１２ＲＵ，１２ＲＬ，１２ＬＵ，１２ＬＬを有している。振動検出部１２ＲＵと振動検出部１２ＬＵ、及び、振動検出部１２ＲＬと振動検出部１２ＬＬとは、正中面Ｍに対して面対称に配置されている。また、振動検出部１２ＲＵと振動検出部１２ＲＬ、及び、振動検出部１２ＬＵと振動検出部１２ＬＬとは、それぞれ被測定者Ｐの嚥下動作に伴う食塊の流動方向に沿って配置されている。振動検出部１２ＲＵ，１２ＲＬ，１２ＬＵ，及び１２ＬＬは、それぞれの部位で検出された実測音信号を出力する。また、姿勢検出部１３は、嚥下動作に伴う食塊の流動方向に沿って複数配置されている。本実施形態では、２つの姿勢検出部１３Ｕ，１３Ｌが設けられており、それぞれ実測姿勢信号を出力する。本実施形態の姿勢検出部１３Ｕ，１３Ｌは、第１及び第２の実施形態の場合と同様に直交３軸について地磁気、加速度、角速度をそれぞれ検出できるいわゆる９軸センサを採用している。
　また、この嚥下動作測定装置１は、２つの姿勢検出部１３Ｕ，１３Ｌを、正中面Ｍに位置するホルダの後部に上下に（Ｚ軸に沿って）並べて配置している。このため、例えばジョイント６０のＺ軸を中心とする上側のホルダ１１Ｕと下側のホルダ１１Ｌの相対回転角度や、図１２に示すようにジョイント６０で上側のホルダ１１Ｕと下側のホルダ１１Ｌの相対角度が変わることで、頸部の回旋、屈曲方向および屈曲角度を正確に検出することができる。図１２は、嚥下動作測定装置１を後方から見た側面図である。図１２において、上側のホルダ１１Ｕが下側のホルダ１１Ｌに対して平行である状態を実線で示し、上側のホルダ１１Ｕの左が下がった状態を２点鎖線の仮想線で示す。すなわち、図１２における仮想線で示した上側のホルダ１１Ｕは、図１０において被測定者Ｐの頸部がちょうど左に傾いた状況を示している。
　なお、第３の実施形態の嚥下動作測定装置１は、第２の実施形態の嚥下動作測定装置１と全く同じものを上下２段に配置してジョイント６０で連結した構造、すなわち、音検出部１２及び姿勢検出部１３を２倍ずつ有しているだけでなく、解析部１４、判定部１５、制御部１６、メモリ１７についてもそれぞれ同様に２倍ずつ有していてもよい。あるいは、第３の実施形態の嚥下動作測定装置１は、音検出部１２及び姿勢検出部１３以外の構成を、それぞれ１つずつ有しているだけでもよい。
　以上のように音検出部１２及び姿勢検出部１３が構成された嚥下動作測定装置１は、解析部１４が一組の振動検出部１２ＲＵと１２ＲＤ，１２ＬＵと１２ＬＤでそれぞれ検出された実測音信号の所定の時間的特性及び周波数特性の実時間におけるずれを基に、食塊の流動速度を算出することができる。算出された流動速度は、嚥下動作情報に加えて出力される。また、解析部１４は、複数の姿勢検出部１３Ｕ，１３Ｌから出力された実測姿勢信号を基に頸部の回旋、屈曲方向及び屈曲角度をそれぞれ算出することができる。算出された頸部の回旋、屈曲方向及び屈曲角度は、嚥下動作情報に加えて出力される。
　流動速度の情報は、被測定者Ｐにとって飲み込みやすい食品であるか否かの判断に役立つ。また、頸部の回旋、屈曲方向及び屈曲角度の情報は、判定部１５から出力される適正信号及び不適正信号とともに評価することで、被測定者Ｐの嚥下能力又は嚥下障害の程度を判定すること等に役立つ。
　以上のように構成された第３の実施形態の嚥下動作測定装置１は、図１０に示すように、頸部が曲がった状態で食事を摂らなければならない被測定者Ｐに装着することで、適正な嚥下動作を容易に再現することが可能になる。特に、自ら摂食できず、食事の際には常に介助者が必要になる被測定者Ｐに対して、同じ介助者が対応できない場合でも、適正に嚥下動作が行える最適な頸部の屈曲角度、屈曲方向および回旋を、この嚥下動作測定装置１によって正確に再現することが可能になる。
　また、この嚥下動作測定装置１を利用する嚥下動作支援システム１００によれば、第１の通信装置４１が外部ユニット３０と無線通信して、嚥下動作が適正であるか不適正であるかを報知する。したがって、嚥下動作測定装置１の報知部５０であるホルダ光源５２が食事中に前掛けやタオルなどで隠れてしまう場合でも、外部ユニット３０の状態を見ることで、嚥下動作が適正であるか不適正であるか、介助者及び被測定者Ｐの双方が同時に知ること、すなわち情報を共有することができる。
　さらに、老人ホームなどの介護施設３０１や、病院３０２において、嚥下動作測定装置１の第１の通信装置４１が、それぞれの部屋の例えば廊下灯３０Ｄに対して外部ユニット３０として無線通信することができるようにしてもよい。病院３０２の場合、廊下灯３０Ｄは、看護師が待機しているナースセンター３０３に直結している。したがって、たとえば寝たきり状態である被測定者Ｐの嚥下動作が不適正であることが嚥下動作測定装置１から廊下灯３０Ｄを通してナースセンター３０３に報知されれば迅速な対応が可能になる。
　なお、第１から第３の実施形態の嚥下動作測定装置１は、いずれも姿勢検出部１３を備えているので、上下逆に頸部に装着されても、姿勢検出部１３から得られる信号を基に上下左右を即座に認識し直すことで、装着し直す必要が無い。また、外部ユニット３０は、ヘッドマウントディスプレイであってもよい。
　以上、第１から第３の実施形態を用いて本発明の嚥下動作測定装置１及び嚥下動作支援システム１００について説明した。これらの実施形態は、本発明を実施するにあたって理解しやすくするための一例に過ぎず、これらの実施形態のみに限定されることを意図していない。したがって、本発明を実施するにあたってその趣旨を逸脱しない範囲で、各構成を同等の機能を有するものに置き換えて実施することも可能であり、それらもまた本発明に含まれる。また、各実施形態で説明した構成のいくつかを互いに組み合わせて、あるいは置き換えて実施することも本発明に含まれる。
　１…嚥下動作測定装置、１１，１１Ｕ，１１Ｌ…ホルダ、１２…音検出部、１２Ｒ，１２Ｌ，１２ＲＵ，１２ＲＬ，１２ＬＵ，１２ＬＬ…振動検出部、１３，１３Ｕ，１３Ｌ…姿勢検出部、１４…解析部、１５…判定部、１６…制御部、１７…メモリ、１８…バッテリ、２０…制御ユニット、２１…第１の通信部、２２…第２の通信部、３０…外部ユニット、３０Ａ…スマートフォン（外部ユニット）、３０Ｂ…外部ユニット、３０Ｃ…スマートウォッチ（外部ユニット）、３０Ｄ…廊下灯（外部ユニット）、４１…第１の通信装置、４２…第２の通信装置、５０…報知部、５１…外部光源（報知部）、５２…ホルダ光源（報知部）、１００…嚥下動作支援システム、２００…ネットワーク、２０１…データベース、２０２…管理端末。

Claims (27)

  1. 　被測定者の頸部に後方から外嵌されたホルダと、
    　喉頭蓋の近傍の前記頸部の側部外表面に接触した状態に前記ホルダに保持され前記被測定者の少なくとも嚥下動作に伴う音を検出した実測音信号を出力する音検出部と、
    　前記被測定者の姿勢を検出する姿勢検出部と、を備える
    ことを特徴とする嚥下動作測定装置。
  2. 　前記姿勢検出部は、前記被測定者の正中面上に位置する前記ホルダに取り付けられ直交３軸に対する地磁気の磁気強度を検出する電子コンパスを含み、前記磁気強度を含む実測姿勢信号を出力する
    ことを特徴とする請求項１に記載の嚥下動作測定装置。
  3. 　前記姿勢検出部は、前記直交３軸に沿う方向の加速度及び前記直交３軸を中心軸とする角速度をそれぞれ検出し前記加速度及び前記角速度を前記実測姿勢信号に含めて出力することを特徴とする請求項２に記載の嚥下動作測定装置。
  4. 　前記音検出部は、前記正中面に対して面対称に配置された一対の振動検出部を含む
    ことを特徴とする請求項２に記載の嚥下動作測定装置。
  5. 　前記音検出部は、前記嚥下動作に伴う食塊の流動方向に沿って複数配置された一組の振動検出部を含む
    ことを特徴とする請求項２に記載の嚥下動作測定装置。
  6. 　前記姿勢検出部は、前記嚥下動作に伴う食塊の流動方向に沿って複数配置されてそれぞれ前記実測姿勢信号を出力する
    ことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の嚥下動作測定装置。
  7. 　前記実測音信号から周波数特性を基に喉頭蓋閉音、食塊通過音及び喉頭蓋開音を判別しそれぞれの音が検出されたときの実時間で前記実測姿勢信号と関連付けて前記喉頭蓋閉音から前記喉頭蓋開音までの一連の嚥下動作情報として出力する解析部と、
    　実時間における前記嚥下動作情報に含まれた前記実測音信号の所定の時間的特性及び周波数特性を前記嚥下動作に対して予め設定された標準音信号の所定の時間的特性及び周波数特性に対して比較し、偏差が所定の範囲内である間は前記嚥下動作が適正な状態であると判定した適正信号を出力し、前記偏差が所定の範囲を超えたときに前記嚥下動作が不適正な状態であると判定した不適正信号を出力する判定部と、
    　前記嚥下動作情報を前記適正信号及び前記不適正信号と関連付けて前記被測定者の固有嚥下情報として出力する制御部と、
    　前記標準音信号及び前記固有嚥下情報を記憶するメモリと、を備える
    ことを特徴とする請求項２に記載の嚥下動作測定装置。
  8. 　前記音検出部は、前記正中面に対して面対称に配置された一対の振動検出部を含み、
    　前記解析部は、前記一対の振動検出部で検出された左右個別の前記実測音信号の差を基に前記嚥下動作が右優位か左優位かを判定し前記嚥下動作情報に加えて出力する
    ことを特徴とする請求項７に記載の嚥下動作測定装置。
  9. 　前記音検出部は、前記正中面に対して面対称に配置された一対の振動検出部を含み、
    　前記解析部は、前記一対の振動検出部で検出された左右個別の前記実測音信号の差及び前記実測姿勢信号を基に前記嚥下動作が右優位か左優位かを判定し前記嚥下動作情報に加えて出力する
    ことを特徴とする請求項７に記載の嚥下動作測定装置。
  10. 　前記音検出部は、前記嚥下動作に伴う食塊の流動方向に沿って複数配置された一組の振動検出部を含み、
    　前記解析部は、前記一組の振動検出部で検出された前記実測音信号を基に前記食塊の流動速度を算出し前記嚥下動作情報に加えて出力する
    ことを特徴とする請求項７に記載の嚥下動作測定装置。
  11. 　前記姿勢検出部は、前記嚥下動作に伴う食塊の流動方向に沿って複数配置されてそれぞれ前記実測姿勢信号を出力し、
    　前記解析部は、複数の前記姿勢検出部から出力された前記実測姿勢信号を基に前記頸部の回旋、屈曲方向及び屈曲角度を算出し、前記嚥下動作情報に加えて出力する
    ことを特徴とする請求項７に記載の嚥下動作測定装置。
  12. 　前記ホルダから離れかつ前記被測定者が操作可能な範囲に設置されて前記解析部と前記判定部と前記制御部と前記メモリとを搭載した制御ユニットと、
    　前記ホルダに内蔵され少なくとも前記実測音信号及び前記実測姿勢信号を含む信号を送信する第１の通信部と、
    　前記制御ユニットに内蔵され少なくとも前記実測音信号及び前記実測姿勢信号を含む信号を受信する第２の通信部と、をさらに備える
    ことを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の嚥下動作測定装置。
  13. 　前記第１の通信部と前記第２の通信部は、無線で通信する
    ことを特徴とする請求項１２に記載の嚥下動作測定装置。
  14. 　前記解析部、前記判定部、前記制御部、前記メモリは、前記ホルダに組み込まれる
    ことを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の嚥下動作測定装置。
  15. 　前記ホルダに搭載されて前記音検出部と前記姿勢検出部と前記解析部と前記判定部と前記制御部と前記メモリに対して電力を供給するバッテリをさらに備える
    ことを特徴とする請求項１４に記載の嚥下動作測定装置。
  16. 　前記制御部は、前記メモリに記憶された過去の前記固有嚥下情報のうち、前記適正信号と関連付けられた前記固有嚥下情報に含まれた前記実測音信号を平均化して前記メモリに記憶された前記標準音信号として置き換える
    ことを特徴とする請求項７に記載の嚥下動作測定装置。
  17. 　前記音検出部及び前記姿勢検出部の較正を行うための測定を開始及び終了するための入力手段をさらに備え、
    　前記制御部は、前記較正の開始から終了までの間に検出された前記実測音信号及び前記実測姿勢信号を前記標準音信号及び標準姿勢信号としてそれぞれ前記メモリへ記憶することを特徴とする請求項７に記載の嚥下動作測定装置。
  18. 　前記判定部は、前記標準姿勢信号に対して前記実測姿勢信号を比較し、偏差が所定の範囲内である間は前記適正信号を出力し、前記偏差が所定の範囲を超えたときに前記不適正信号を出力する
    ことを特徴とする請求項１７に記載の嚥下動作測定装置。
  19. 　前記制御部は、前記メモリに記憶された過去の前記固有嚥下情報のうち、前記適正信号と関連付けられた前記固有嚥下情報に含まれた前記実測姿勢信号を平均化して前記標準姿勢信号として前記メモリに記憶する
    ことを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載された嚥下動作測定装置。
  20. 　被測定者の頸部に後方から外嵌されたホルダと、
    　喉頭蓋の近傍の前記頸部の側部外表面に接触した状態に前記ホルダに保持され前記被測定者の少なくとも嚥下動作に伴う音を検出した実測音信号を出力する音検出部と、
    　前記被測定者の正中面上に位置する前記ホルダに取り付けられ直交３軸に対する地磁気の磁気強度を検出する電子コンパスを含み、前記磁気強度を含む実測姿勢信号を出力する姿勢検出部と、
    　前記実測音信号から周波数特性を基に喉頭蓋閉音、食塊通過音及び喉頭蓋開音を判別しそれぞれの音が検出されたときの実時間で前記実測姿勢信号と関連付けて前記喉頭蓋閉音から前記喉頭蓋開音までの一連の嚥下動作情報として出力する解析部と、
    　実時間における前記嚥下動作情報に含まれた前記実測音信号の所定の時間的特性及び周波数特性を前記嚥下動作に対して予め設定された標準音信号の所定の時間的特性及び周波数特性に対して比較し、偏差が所定の範囲内である間は前記嚥下動作が適正な状態であると判定した適正信号を出力し、前記偏差が所定の範囲を超えたときに前記嚥下動作が不適正な状態であると判定した不適正信号を出力する判定部と、
    　前記嚥下動作情報を前記適正信号及び前記不適正信号と関連付けて前記被測定者の固有嚥下情報として出力するとともに、前記適正信号に対応する第１の指令信号及び前記不適正信号に対応する第２の指令信号をそれぞれ出力する制御部と、
    　前記第１の指令信号を基に第１の報知を実行し前記第２の指令信号を基に前記第１の報知とは異なる第２の報知を実行する報知部と、
    　前記標準音信号及び前記固有嚥下情報を記憶するメモリと、を備える
    ことを特徴とする嚥下動作支援システム。
  21. 　前記姿勢検出部は、前記直交３軸に沿う方向の加速度及び前記直交３軸を中心軸とする角速度をそれぞれ検出し前記加速度及び前記角速度を前記実測姿勢信号に含めて出力することを特徴とする請求項２０に記載の嚥下動作支援システム。
  22. 　前記ホルダから離れかつ前記被測定者が知覚可能な範囲に設置される外部ユニットと、
    　前記第１の指令信号及び前記第２の指令信号を無線で送信する第１の通信装置と、
    　前記外部ユニットに内蔵され前記第１の指令信号及び前記第２の指令信号を無線で受信する第２の通信装置と、をさらに備え、
    　前記報知部は、少なくとも前記外部ユニットに配置された外部光源を含み、前記第１の指令信号を検出すると前記第１の報知として第１の発光パターンで前記外部光源を発光させ、前記第２の指令信号を検出すると前記第２の報知として前記第１の発光パターンとは異なる第２の発光パターンで前記外部光源を発光させる
    ことを特徴とする請求項２０又は請求項２１に記載の嚥下動作支援システム。
  23. 　前記ホルダから離れかつ前記被測定者が操作可能な範囲に配置され前記解析部と前記判定部と前記制御部と前記メモリと前記第１の通信装置とを搭載した制御ユニットを備えることを特徴とする請求項２２に記載の嚥下動作支援システム。
  24. 　前記解析部と前記判定部と前記制御部と前記メモリと前記第１の通信装置とは、前記ホルダに搭載される
    ことを特徴とする請求項２２に記載の嚥下動作支援システム。
  25. 　前記報知部は、前記正中面に対して面対称に前記ホルダに配置された一対のホルダ光源を含み、前記第１の指令信号を検出すると前記第１の報知として第１の発光パターンで前記ホルダ光源を発光させ、前記第２の指令信号を検出すると前記第２の報知として前記第１の発光パターンとは異なる第２の発光パターンで前記ホルダ光源を発光させる
    ことを特徴とする請求項２０に記載の嚥下動作支援システム。
  26. 　前記第１の通信装置は、データベース及び管理端末が接続されたネットワークに接続可能であり、
    　前記制御部は、前記固有嚥下情報を前記被測定者の識別情報とともに前記データベースに保存する
    ことを特徴とする請求項２２に記載の嚥下動作支援システム。
  27. 　前記音検出部及び前記姿勢検出部の較正を行うために操作される入力手段をさらに備え、
    　前記制御部は、前記入力手段が操作されると、前記識別情報を基に前記データベースに保存されている前記固有嚥下情報の中から前記適正信号と関連付けられた前記固有嚥下情報に含まれた前記実測音信号及び前記実測姿勢信号をそれぞれ平均化して前記標準音信号及び標準姿勢信号としてそれぞれ前記メモリへ記憶する
    ことを特徴とする請求項２６に記載の嚥下動作支援システム。
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