JP5353479B2 - Swallowing activity monitoring device, swallowing activity monitoring system, and swallowing activity monitoring program - Google Patents
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Description
本発明は、嚥下活動モニタリング装置、嚥下活動モニタリングシステムおよび嚥下活動モニタリングプログラムに関する。 The present invention, swallowing activity monitoring device, related to swallowing activity monitoring system you and swallowing activity monitoring program.
近年の高齢化社会の進行に伴い、嚥下障害患者が増え続けている。嚥下障害とは、口腔、咽頭および食道の「飲み込む」ための運動における障害をいい、高齢化や、脳卒中後遺症などの疾患による運動機能の低下によって引き起こされる。摂食・嚥下障害患者の約50%に、誤嚥性肺炎の誘因となる不顕性誤嚥(silent aspiration)が認められるため、誤嚥性肺炎の予防には不顕性誤嚥の早期発見が非常に重要であり、嚥下活動を簡易かつ高精度にモニタリングし得る技術が求められている。 With the progress of an aging society in recent years, dysphagia patients continue to increase. A dysphagia is a disorder in movement to “swallow” the oral cavity, pharynx, and esophagus, and is caused by a decline in motor function due to aging or a disease such as stroke sequelae. About 50% of patients with eating and dysphagia have silent aspiration that triggers aspiration pneumonia, so early detection of occult aspiration is useful for the prevention of aspiration pneumonia Is very important, and a technique capable of monitoring swallowing activity easily and with high accuracy is required.
簡易な嚥下活動モニタリングの手法として、これまで様々なものが提案されているが、その一例としては、特許文献1および非特許文献1に開示されたものがある。これらの文献に記載された手法では、被検者の喉頭に装着したマイクロフォンで嚥下音の計測を行い、マイクロフォンからの出力信号のレベルに基づいて被検者の嚥下活動を検知する。
Various methods have been proposed as simple swallowing activity monitoring techniques, and examples thereof include those disclosed in
しかしながら、上記従来の手法においては、マイクロフォンを計測手段として用いるため、モニタリング環境における雑音を含む嚥下音が計測されることがある。マイクロフォンの感度が低いとモニタリングの精度が低下するため、マイクロフォンの感度は一定レベル以上である必要がある。しかし、その場合には、嚥下音と同時に嚥下以外の音が集音されやすい。よって、モニタリングの精度の向上に一定の限界がある。 However, in the above conventional method, since a microphone is used as a measuring means, a swallowing sound including noise in a monitoring environment may be measured. If the sensitivity of the microphone is low, the accuracy of monitoring decreases, so the sensitivity of the microphone needs to be above a certain level. However, in that case, sounds other than swallowing are likely to be collected simultaneously with the swallowing sound. Therefore, there is a certain limit to improving the accuracy of monitoring.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、被検者を実質的に無拘束の状態で長時間連続モニタリングが可能であり簡易かつ高精度に嚥下活動をモニタリングすることができる嚥下活動モニタリング装置、嚥下活動モニタリングシステムおよび嚥下活動モニタリングプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and swallowing activity monitoring that enables continuous monitoring of a subject for a long time in a substantially unconstrained state, and enables simple and highly accurate monitoring of swallowing activity. apparatus, an object of the present invention is to provide a swallowing activity monitoring system you and swallowing activity monitoring program.
本発明の嚥下活動モニタリング装置は、被検者の胸骨上窩部の運動に応じた第1の生体情報を取得する第1の情報取得部と、被検者の呼吸活動に応じた第2の生体情報を取得する第2の情報取得部と、前記第2の生体情報に基づいて被検者の呼吸活動の停止状態を検知し、検知された呼吸活動の停止状態の期間における前記第1の生体情報に基づいて被検者の嚥下活動を検知する嚥下活動検知部と、有する構成を採る。 The swallowing activity monitoring device of the present invention includes a first information acquisition unit that acquires first biological information corresponding to the motion of the subject's suprasternal fossa, and a second information that corresponds to the subject's respiratory activity. A second information acquisition unit for acquiring biological information; and detecting the respiratory activity stop state of the subject based on the second biological information, and detecting the first respiratory activity during the detected respiratory activity stop period. The swallowing activity detecting unit that detects the swallowing activity of the subject based on the biological information and a configuration having the swallowing activity detecting unit are adopted.
本発明の嚥下活動モニタリングシステムは、生体情報記録装置と嚥下活動モニタリング装置とを有する嚥下活動モニタリングシステムであって、前記生体情報記録装置は、被検者の胸骨上窩部の運動を検知して被検者の胸骨上窩部の運動に応じた第1の生体情報を生成する第1のセンサと接続可能な第1の接続部と、被検者の呼吸活動を検知して被検者の呼吸活動に応じた第2の生体情報を生成する第2のセンサと接続可能な第2の接続部と、生成された前記第1および第2の生体情報を記憶媒体に記録する記録部と、を有し、前記嚥下活動モニタリング装置は、前記記憶媒体に記録された前記第1および第2の生体情報を受信する受信部と、前記第2の生体情報に基づいて被検者の呼吸活動の停止状態を検知し、検知された呼吸活動の停止状態の期間における前記第1の生体情報に基づいて被検者の嚥下活動を検知する嚥下活動検知部と、有する構成を採る。 The swallowing activity monitoring system of the present invention is a swallowing activity monitoring system having a biological information recording device and a swallowing activity monitoring device, wherein the biological information recording device detects movement of the subject's suprasternal fossa. A first connection that can be connected to a first sensor that generates first biological information corresponding to the motion of the subject's suprasternal fossa; and the subject's respiratory activity to detect the subject's respiratory activity; A second connection unit connectable to a second sensor that generates second biological information corresponding to respiratory activity, a recording unit that records the generated first and second biological information in a storage medium, The swallowing activity monitoring device includes: a receiving unit that receives the first and second biological information recorded in the storage medium; and a respiratory activity of the subject based on the second biological information. Detects stop condition and stops detected respiratory activity Taking and swallowing detection unit for detecting swallowing activity of the subject based on the first biological information during the period of state, a configuration having.
本発明の嚥下活動モニタリングプログラムは、コンピュータに、被検者の胸骨上窩部の運動に応じた第1の生体情報を取得する第1の情報取得機能と、被検者の呼吸活動に応じた第2の生体情報を取得する第2の情報取得機能と、前記第2の生体情報に基づいて被検者の呼吸活動の停止状態を検知し、検知された呼吸活動の停止状態の期間における前記第1の生体情報に基づいて被検者の嚥下活動を検知する嚥下活動検知機能と、実現させるようにした。 The swallowing activity monitoring program of the present invention is based on the first information acquisition function for acquiring first biological information corresponding to the exercise of the subject's suprasternal fossa and the respiratory activity of the subject. A second information acquisition function for acquiring second biological information; and a stop state of the respiratory activity of the subject is detected based on the second biological information, and the detected respiratory activity is stopped during the period of the detected respiratory activity. The swallowing activity detecting function for detecting the swallowing activity of the subject based on the first biological information is realized.
本発明によれば、被検者を実質的に無拘束の状態で長時間連続モニタリングが可能であり簡易かつ高精度に嚥下活動をモニタリングすることができる。 According to the present invention, the subject can be continuously monitored for a long time in a substantially unconstrained state, and swallowing activity can be monitored easily and with high accuracy.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る嚥下活動モニタリング装置の構成を示すブロック図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a swallowing activity monitoring apparatus according to
図1において、嚥下活動モニタリング装置100は、信号処理回路101、102、演算部103、表示部104、記録部105および操作部106を有する。
In FIG. 1, the swallowing
信号処理回路101は、胸骨上窩部圧センサ110に電気的に接続されている。信号処理回路101は、胸骨上窩部圧センサ110によって生成された胸骨上窩部圧信号に対して所定の信号処理(例えば、増幅、波形整形およびアナログディジタル変換)を施し、信号処理後の胸骨上窩部圧信号を演算部103に出力することにより、胸骨上窩部圧の計測を行う。
The
ここで、胸骨上窩部圧センサ110は、例えば圧電素子のような小型の検知素子とケーブルとを主として有し、粘着テープなどにより被検者に装着容易に構成されている。胸骨上窩部圧センサ110の圧電素子は、被検者の胸骨上窩部に装着されているときに胸骨上窩部の運動に応じて胸骨上窩部から加えられる圧力(胸骨上窩部圧)を示す電気信号を生成する。この電気信号は、被検者の胸骨上窩部の運動に応じた胸骨上窩部圧を示す第1の生体信号(胸骨上窩部圧信号)であり、ケーブルを介して信号処理回路101に伝送される。
Here, the suprasternal
すなわち、胸骨上窩部圧センサ110および信号処理回路101の組合せは、胸骨上窩部圧の計測を行うための胸骨上窩部圧計測部を構成する。
That is, the combination of the suprasternal
信号処理回路102は、呼吸フローセンサ120に電気的に接続されている。信号処理回路102は、呼吸フローセンサ120によって生成された呼吸フロー信号に対して所定の信号処理(例えば、増幅、波形整形およびアナログディジタル変換)を施し、信号処理後の呼吸フロー信号を演算部103に出力することにより、呼吸フローの計測を行う。
The
ここで、呼吸フローセンサ120は、例えば圧電素子またはサーミスタ素子のような小型の検知素子とケーブルとを主として有し、粘着テープなどにより被検者に装着容易に構成されている。検知素子は、被検者の鼻孔部にまたは被検者の鼻孔部および口腔部に、被検者の呼吸活動により鼻孔部または口腔部に生じる気流に作用されるように装着される。なお、呼吸フローセンサ120がカニューレを有するタイプである場合、カニューレが、被検者の鼻孔部にまたは被検者の鼻孔部および口腔部に装着され、検知素子が、被検者の呼吸活動によりカニューレ内部に生じる気流に作用されるように配置される。検知素子は、被検者の呼吸活動に応じて生じる気流(呼吸フロー)によって加えられる圧力またはその気流の流量もしくは流速を示す電気信号を生成する。この電気信号は、被検者の呼吸活動に応じた呼吸フローを示す第2の生体信号(呼吸フロー信号)であり、ケーブルを介して信号処理回路102に伝送される。
Here, the
すなわち、呼吸フローセンサ120および信号処理回路102の組合せは、呼吸フローの計測を行うための呼吸フロー計測部を構成する。
That is, the combination of the
なお、呼吸センサとして、例えば圧電素子または可変インダクタンス素子のような検知素子によって被検者の呼吸活動に応じた胸郭部の運動を検知するセンサを、呼吸フローセンサ120の代わりに使用してもよい。
A sensor that detects the movement of the thorax according to the respiratory activity of the subject using a detection element such as a piezoelectric element or a variable inductance element may be used instead of the
第1の情報取得部、第2の情報取得部、嚥下活動検知部および嚥下活動評価部としての演算部103は、例えばCPU(Central Processing Unit)のような演算処理装置、および記憶装置を有する。演算部103は、記憶装置に予め記録されている嚥下活動モニタリングプログラムを演算処理装置で実行することにより、嚥下活動モニタリングのための処理に必要な各機能を実現する。嚥下活動モニタリングのための処理としては、計測処理および解析処理などが挙げられる。
The
これらの処理は、操作部106が操作されることによって実行される。演算部103は、計測処理の実行によって得られた胸骨上窩部圧信号および計測時間情報などを含むディジタル情報である胸骨上窩部圧情報と、計測処理の実行によって得られた呼吸フロー信号および計測時間情報などを含むディジタル情報である呼吸フロー情報とを記録部105に出力し、装置内部の記憶装置またはリムーバブルメディアへの記録を記録部105に行わせる。また、演算部103は、解析処理の実行によって得られた解析結果を表示部104に出力して、表示部104の画面に表示させる。
These processes are executed by operating the
表示部104は、演算部103から出力された情報を画面に表示するものであり、例えば液晶表示装置である。
The
操作部106は、演算部103における処理を開始または終了させるためのものであり、例えば押下操作可能なボタンである。
The
以下、嚥下活動モニタリング装置100における動作について、上記の計測処理および解析処理を例に挙げて説明する。
Hereinafter, the operation in the swallowing
図2は、嚥下活動モニタリング装置100において実行される計測処理を説明するためのフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart for explaining measurement processing executed in the swallowing
まず、演算部103は、操作部106の計測開始操作を待機する(ステップS1110)。演算部103は、計測開始操作を認識すると、信号処理回路101、102の制御を開始する。これにより、胸骨上窩部圧計測部による胸骨上窩部圧の計測と呼吸フロー計測部による呼吸フローの計測とが同時に開始され(ステップS1120、S1130)、並行して継続的に実行される。
First, the
胸骨上窩部圧の計測により得られた胸骨上窩部圧信号および呼吸フローの計測により得られた呼吸フロー信号は、記録部105によりそれぞれ胸骨上窩部圧情報および呼吸フロー情報として記憶媒体に記録される。
The sternal pressure signal obtained by measuring the suprasternal pressure and the respiratory flow signal obtained by measuring the respiratory flow are stored in the storage medium as suprasternal pressure information and respiratory flow information by the
上記計測が継続的に行われている間、演算部103は操作部106の計測終了操作を待機する(ステップS1140)。演算部103は、計測終了操作を認識すると、信号処理回路101、102の制御を停止する。これにより、胸骨上窩部圧の計測と呼吸フローの計測とが同時に停止される(ステップS1150、S1160)。
While the measurement is continuously performed, the
このようにして、嚥下活動モニタリング装置100において計測処理が行われる。
In this way, the measurement process is performed in the swallowing
図3は、嚥下活動モニタリング装置100において実行される解析処理を説明するためのフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart for explaining an analysis process executed in the swallowing
まず、演算部103は、操作部106の解析実行操作を待機する(ステップS1210)。演算部103は、解析実行操作を認識すると、胸骨上窩部圧情報および呼吸フロー情報を記憶媒体から読み出すことによって、胸骨上窩部圧情報および呼吸フロー情報を取得する(ステップS1220)。
First, the
そして、演算部103は、読み出された胸骨上窩部圧情報および呼吸フロー情報に基づいて、被検者の嚥下活動を検知する(ステップS1230)。嚥下活動の検知処理の詳細については後述する。
The
嚥下活動が検知されなかった場合は(ステップS1240:NO)、解析処理は終了され、嚥下活動が検知された場合は(ステップS1240:YES)、演算部103は、検知された嚥下活動の質的評価を実行する(ステップS1250)。嚥下活動の質的評価処理の詳細については後述する。
When the swallowing activity is not detected (step S1240: NO), the analysis process is finished, and when the swallowing activity is detected (step S1240: YES), the
そして、表示部104は、嚥下活動の質的評価の結果を解析結果として画面に表示する(ステップS1260)。
Then, the
このようにして、嚥下活動モニタリング装置100において解析処理が行われる。
In this way, analysis processing is performed in the swallowing
図4は、嚥下活動モニタリング装置100の演算部103により実行される嚥下活動検知処理を説明するためのフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart for explaining swallowing activity detection processing executed by the
ステップS1231では、記憶媒体から読み出された胸骨上窩部圧情報に基づいて、胸骨上窩部圧が所定値以上であり、かつ、持続時間が所定範囲内である胸骨上窩部運動(以下「特定胸骨上窩部運動」という)の検知が行われる。 In step S1231, based on the suprasternal fistula pressure information read from the storage medium, the suprasternal fistula motion (hereinafter referred to as “upper sternal fistula pressure”) in which the suprasternal foveal pressure is not less than a predetermined value and the duration is within a predetermined range "Specific suprasternal movement") is detected.
ここで、胸骨上窩部運動の検知処理について、図5を用いてより具体的に説明する。図5は、時間t1から時間t6までの期間(例えば数分間)において計測された呼吸フロー信号S1および胸骨上窩部圧信号S2の波形を一例として示す図である。 Here, the detection process of the suprasternal fossa movement will be described more specifically with reference to FIG. Figure 5 is a diagram showing an example of the measured respiratory flow signal S 1 and the waveform of the suprasternal fossae pressure signal S 2 in the period (e.g., several minutes) from the time t 1 to time t 6.
胸骨上窩部運動の検知処理においては、計測期間内の胸骨上窩部圧信号S2の連続波形から、振幅が所定の閾値L(例えば、計測期間における雑音成分の標準偏差の2〜3倍の値)を超過する部分波形であって、その部分波形の立ち上がりからその次の部分波形の立ち上がりまでの時間の長さ(持続時間)が所定の範囲(例えば、0.8〜1.6秒)内である部分波形が、抽出される。 In the detection process of the sternum on epigastric movement from the suprasternal fossae pressure signal S 2 of the continuous waveform in the measurement period, amplitude predetermined threshold L (e.g., two to three times the standard deviation of the noise component in the measurement period The time length (duration) from the rise of the partial waveform to the rise of the next partial waveform is within a predetermined range (for example, 0.8 to 1.6 seconds). ) Are extracted.
図5の例においては、振幅のピーク値が閾値Lを超過している時間t2から時間t3までの部分波形の持続時間d1が所定の範囲内であれば、この部分波形が、特定胸骨上窩部運動の発生を示すものとして抽出される。同様に、振幅のピーク値が閾値Lを超過している時間t4から時間t5までの部分波形の持続時間d2が所定の範囲内であれば、この部分波形も、特定胸骨上窩部運動の発生を示すものとして抽出される。このようにして特定胸骨上窩部運動が検知される。 In the example of FIG. 5, if the duration d 1 of the partial waveform from time t 2 to time t 3 when the amplitude peak value exceeds the threshold value L is within a predetermined range, this partial waveform is specified. Extracted as indicating the occurrence of suprasternal motion. Similarly, if the duration d 2 of the partial waveform from the time t 4 to the time t 5 when the peak value of the amplitude exceeds the threshold value L is within a predetermined range, this partial waveform is also the specific suprasternal fossa It is extracted as an indication of the occurrence of movement. In this way, specific suprasternal movement is detected.
ステップS1232では、記憶媒体から読み出された呼吸フロー情報に基づいて、持続時間が所定範囲内である呼吸活動の停止状態(以下「特定呼吸活動停止状態」という)の検知が行われる。 In step S1232, based on the respiratory flow information read from the storage medium, a respiratory activity stop state (hereinafter referred to as “specific respiratory activity stop state”) whose duration is within a predetermined range is detected.
例えば、図5に示すような計測期間内の呼吸フロー信号S1の連続波形から、振幅の変動がない状態の持続時間が所定の範囲(例えば、0.5〜0.9秒)内である部分波形が、特定呼吸活動停止の発生を示すものとして抽出される。このようにして特定呼吸活動停止状態が検知される。 For example, the continuous waveform of the respiratory flow signals S 1 in the measurement period as shown in FIG. 5, the duration of the absence variation in amplitude is within a predetermined range (e.g., 0.5 to 0.9 seconds) A partial waveform is extracted as indicating the occurrence of specific respiratory activity cessation. In this way, the specific respiratory activity stop state is detected.
ステップS1233では、特定胸骨上窩部運動および特定呼吸活動停止状態が両方とも検知されたか否かが判定される。両方とも検知されている場合は(ステップS1233:YES)、ステップS1234以降の処理により嚥下活動が検知される可能性があるので、ステップS1234以降の処理が実行される。特定胸骨上窩部運動および特定呼吸活動停止状態の少なくとも一方が検知されていない場合は(ステップS1233:NO)、ステップS1234以降の処理により嚥下活動が検知される可能性はないので、ステップS1234以降の処理は実行されない。 In step S1233, it is determined whether or not both the specific suprasternal movement and the specific respiratory activity stop state are detected. If both are detected (step S1233: YES), the swallowing activity may be detected by the processing after step S1234, and therefore the processing after step S1234 is executed. If at least one of the specific suprasternal movement and the specific respiratory activity stop state is not detected (step S1233: NO), the swallowing activity is not likely to be detected by the processing after step S1234. This process is not executed.
ステップS1234では、検知された個々の特定胸骨上窩部運動に、時系列順にインデックスa1、・・・、aN(Nは、検知された特定胸骨上窩部運動の回数を示す1以上の整数である)が付与される。例えば、図5において注目した2つの部分波形がいずれも特定胸骨上窩部運動の発生を示すものである場合には、時間t2〜t3における特定胸骨上窩部運動にインデックスa1が付与され、時間t4〜t5における特定胸骨上窩部運動にインデックスa2が付与される。 In step S1234, the index a 1 ,..., A N (N is one or more indicating the number of detected specific suprasternal movements in time-series order) in each detected specific suprasternal movement. Which is an integer). For example, when both of the two partial waveforms noted in FIG. 5 indicate the occurrence of the specific suprasternal foveal movement, the index a 1 is assigned to the specific suprasternal movement at the time t 2 to t 3 . is the index a 2 is applied to a particular suprasternal fossae movement in time t 4 ~t 5.
そして、ステップS1235〜S1239では、変数nについて初期値を1としてn=NとなるまでN回繰り返される処理ループが実行される。 In steps S1235 to S1239, a processing loop is executed N times until the initial value of variable n is set to 1 and n = N.
ステップS1236では、特定胸骨上窩部運動anの期間が特定呼吸活動停止状態の期間内か否かが判定される。特定胸骨上窩部運動anの期間が特定呼吸活動停止状態の期間内である場合は(ステップS1236:YES)、特定胸骨上窩部運動anは嚥下活動であると判定され(ステップS1237)、特定胸骨上窩部運動anの期間が特定呼吸活動停止状態の期間外である場合は(ステップS1236:NO)、特定胸骨上窩部運動anは嚥下活動でないと判定される(ステップS1238)。N回の処理ループが完了すると、嚥下活動の検知処理は終了する。 In step S1236, the duration of specific suprasternal fossae exercise a n whether the period of the specific respiratory activity stopped is determined. If the period of a particular suprasternal fossae exercise a n is in the period of a particular respiratory dormant (step S1236: YES), the specific suprasternal fossae exercise a n is determined to be swallowing (step S1237) If the duration of a particular suprasternal fossae exercise a n a period outside of the specific respiratory activity stop state (step S1236: nO), the specific suprasternal fossae exercise a n is determined not to be swallowing (step S1238 ). When the N processing loops are completed, the swallowing activity detection process ends.
このようにして、胸骨上窩部圧信号および呼吸フロー信号を併用することによって、嚥下活動が検知される。 In this way, swallowing activity is detected by using the suprasternal pressure signal and the respiratory flow signal together.
図6は、嚥下活動が検知された場合に嚥下活動モニタリング装置100の演算部103により実行される質的評価処理を説明するためのフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining a qualitative evaluation process executed by the
ステップS1251では、検知された個々の嚥下活動に、時系列順にインデックスb1、・・・、bK(Kは、検知された嚥下活動の回数を示す1以上の整数である)が付与される。例えば、図5において注目した2つの部分波形がいずれも嚥下活動の発生を示すものである場合には、時間t2〜t3における嚥下活動にインデックスb1が付与され、時間t4〜t5における嚥下活動にインデックスb2が付与される。 In step S1251, indices b 1 ,..., B K (K is an integer of 1 or more indicating the number of detected swallowing activities) are assigned to each detected swallowing activity in chronological order. . For example, when the two partial waveforms noted in FIG. 5 both indicate the occurrence of swallowing activity, index b 1 is assigned to the swallowing activity at time t 2 to t 3 , and time t 4 to t 5. index b 2 is applied to the swallowing activities in.
そして、ステップS1252〜S1257では、変数kについて初期値を1としてk=KとなるまでK回繰り返される処理ループが実行される。 In steps S1252 to S1257, an initial value is set to 1 for the variable k, and a processing loop that is repeated K times until k = K is executed.
ステップS1253では、嚥下活動bkの直前における呼吸相が呼気相であるか吸気相であるかが判定される。換言すれば、嚥下活動bkのために一時的に呼吸活動が停止状態となる直前の呼吸相が、呼気相であるか吸気相であるかが判定される。 In step S1253, whether the respiratory phase in the immediately preceding swallowing activity b k is an intake phase or a expiration phase is determined. In other words, the respiratory phase immediately before temporary breathing activity for swallowing b k is stopped state, or an intake phase or a expiration phase is determined.
ステップS1254では、嚥下活動bkの終了時点から呼吸再開時点までの時間長が算出される。 In step S1254, the time length until the breathing resumption point is calculated from the end of the swallowing activity b k.
そして、ステップS1255では、算出された時間長に基づいて、嚥下活動bkの直後における呼吸相が呼気相であるか吸気相であるかが判定される。換言すれば、呼吸活動が嚥下活動bkのための一時的な停止状態から再開された時点(呼吸再開時点)における呼吸相が、呼気相であるか吸気相であるかが判定される。 In step S1255, based on the calculated time length, or the respiratory phase immediately after the swallowing activity b k is an intake phase or a expiration phase is determined. In other words, the respiratory activity respiratory phase at the time is restarted from the temporary stop state for swallowing b k (breathing resumed point) is, or is an intake phase or a expiration phase is determined.
そして、ステップS1256では、嚥下活動bkの直後における呼吸相が吸気相であった場合に、嚥下活動bkの終了時点から呼吸再開時点までの時間長が所定値よりも短いか否かが判定される。これにより、誤嚥が発生した可能性があることを認識することができる。嚥下活動終了から吸気開始までの時間が短いほど、誤嚥の危険性が高いからである。 Then, in step S1256, if the respiratory phase immediately after the swallowing activity b k was the inspiration phase, the time length is determined whether shorter than a predetermined value from the end of swallowing b k until breathing resumed time Is done. Thereby, it can be recognized that aspiration may have occurred. This is because the shorter the time from the end of swallowing activity to the start of inspiration, the higher the risk of aspiration.
K回の処理ループが完了したと判定(ステップS1257)されると、ステップS1258が実行される。ステップS1258では、嚥下活動の頻度が判定される。これは、嚥下障害患者の場合には自然嚥下頻度が低下する傾向が見られるからである。この判定は、図4を用いて説明した嚥下活動検知処理の結果に基づいて行われる。 If it is determined that K processing loops have been completed (step S1257), step S1258 is executed. In step S1258, the frequency of swallowing activity is determined. This is because the frequency of spontaneous swallowing tends to decrease in patients with dysphagia. This determination is performed based on the result of the swallowing activity detection process described with reference to FIG.
さらに、ステップS1258では、呼吸相に関して2つの頻度が判定される。1つは、嚥下活動直前の呼吸相が吸気相である頻度である。これは、吸気相で嚥下が起こる頻度が高いほど、誤嚥の危険性が高いと考えられるためである。この判定は、ステップS1253での判定結果に基づいて行われる。もう1つは、嚥下活動直後の呼吸相が吸気相である頻度である。これは、嚥下後の呼吸相が吸気相である頻度が高いほど、誤嚥の危険性が高いと考えられるためである。この判定は、ステップS1255での判定結果に基づいて行われる。 Further, in step S1258, two frequencies are determined for the respiratory phase. One is the frequency with which the respiratory phase immediately before swallowing activity is the inspiratory phase. This is because the higher the frequency of swallowing during the inspiratory phase, the higher the risk of aspiration. This determination is performed based on the determination result in step S1253. The other is the frequency with which the respiratory phase immediately after swallowing activity is the inspiratory phase. This is because the higher the frequency that the respiratory phase after swallowing is the inspiratory phase, the higher the risk of aspiration. This determination is performed based on the determination result in step S1255.
このようにして、嚥下活動の質的評価が行われる。上記の各判定の結果は、図3を用いて説明した解析処理により、解析結果として画面に表示することができる。 In this way, a qualitative assessment of swallowing activity is performed. The results of the above determinations can be displayed on the screen as analysis results by the analysis processing described with reference to FIG.
以上のように、本実施の形態によれば、胸骨上窩部圧および呼吸フローの計測は、計測開始操作が認識されたときに開始し、計測終了処理が認識されたときに終了する。また、胸骨上窩部圧計測部および呼吸フロー計測部の構成は既述のとおり簡単なものであり、被検者への装着も容易である。そして、胸骨上窩部圧および呼吸フローの計測結果はすべて記憶媒体に記録され、これに基づいて嚥下活動の検知処理が行われることとなる。したがって、被検者を実質的に無拘束の状態で簡易に、かつ長時間にわたって連続的に、被検者の嚥下活動をモニタリングすることができる。 As described above, according to the present embodiment, the measurement of the suprasternal pressure and the respiratory flow starts when the measurement start operation is recognized, and ends when the measurement end process is recognized. In addition, the configuration of the suprasternal pressure measurement unit and the respiratory flow measurement unit is simple as described above, and can be easily attached to the subject. The measurement results of the suprasternal fossa pressure and the respiratory flow are all recorded in the storage medium, and the swallowing activity detection process is performed based on this. Therefore, the subject's swallowing activity can be monitored easily and continuously for a long time in a substantially unrestrained state.
また、本実施の形態によれば、被検者の胸骨上窩部の運動に応じた第1の生体情報として胸骨上窩部圧情報を取得するとともに、被検者の呼吸活動に応じた第2の生体情報として呼吸フロー情報を取得し、取得されたこれらの情報に基づいて被検者の嚥下活動を検知する。つまり、胸骨上窩部における生体情報と、胸骨上窩部でない部位における生体情報とを併用して嚥下活動を検知するため、高精度に嚥下活動のモニタリングを行うことができる。 Further, according to the present embodiment, the first sternal pressure information is acquired as the first biological information corresponding to the motion of the subject's suprasternal fossa, and the first response corresponding to the subject's respiratory activity is obtained. Respiratory flow information is acquired as the second biological information, and the swallowing activity of the subject is detected based on the acquired information. That is, swallowing activity can be monitored with high accuracy because swallowing activity is detected by using biological information in the suprasternal fossa and biological information in a region that is not the suprasternal fossa.
さらに、取得された呼吸フロー情報に基づいて被検者の呼吸活動の停止状態を検知し、検知された呼吸活動の停止状態の期間における胸骨上窩部圧情報に基づいて被検者の嚥下活動を検知する。つまり、呼吸活動が停止している期間にのみ発生する生体活動である嚥下活動の発生の有無を、呼吸活動に応じた生体情報である呼吸フロー情報に基づいて判定することができる。呼吸活動が停止していない期間においては、通常は嚥下活動が生じないため、その期間内では嚥下活動が検知されないようにすることができる。これにより、嚥下活動のモニタリングの精度を一層向上させることができる。 Furthermore, the subject's respiratory activity stop state is detected based on the acquired respiratory flow information, and the subject's swallowing activity based on the detected suprasternal pressure information during the period of the detected respiratory activity stop state Is detected. That is, the presence or absence of the occurrence of swallowing activity, which is a biological activity that occurs only during a period when respiratory activity is stopped, can be determined based on respiratory flow information that is biological information corresponding to the respiratory activity. In the period in which the respiratory activity is not stopped, the swallowing activity is not normally generated. Therefore, it is possible to prevent the swallowing activity from being detected in the period. Thereby, the precision of monitoring of swallowing activity can be further improved.
(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態では、実施の形態1の嚥下活動モニタリング装置を睡眠ポリグラフ検査装置において実現した場合について説明する。図7は、本実施の形態の睡眠ポリグラフ検査装置の構成を示すブロック図である。
(Embodiment 2)
The second embodiment of the present invention will be described below. This Embodiment demonstrates the case where the swallowing activity monitoring apparatus of
なお、図7に示す本実施の形態の睡眠ポリグラフ検査装置200は、実施の形態1の嚥下活動モニタリング装置100と同一の構成を含んでいるため、同一の構成要素に参照番号を付与して、その詳細な説明を省略する。
In addition, since the
図8は、睡眠ポリグラフ検査装置200の外観を示す図である。睡眠ポリグラフ検査装置200の筐体230は、容易に持ち運ぶことができるよう小型かつ軽量に構成されており、例えば図9に示すように片手で持つこともできる。筐体230には電池蓋231が形成されている。また、睡眠ポリグラフ検査装置200は、筐体230上に、イベントスイッチ232、SpO2コネクタ233、アナログコネクタ234および呼吸フローセンサコネクタ235を有する。
FIG. 8 is a diagram showing an external appearance of the
イベントスイッチ232は、被検者が任意の時点で押下することができるように構成されており、押下されたときに装置内蔵の記憶媒体またはリムーバブルメディアに押下時間を記憶させるためのボタンである。
The
SpO2コネクタ233は、SpO2センサ(図示せず)のケーブルを接続するためのコネクタである。アナログコネクタ234は、アナログ信号伝送用のケーブルを接続するためのコネクタであり、例えば胸骨上窩部圧センサ110のケーブルが接続される。呼吸フローセンサコネクタ235は、呼吸フローセンサ120のケーブルまたはカニューレを接続するためのコネクタである。
The SpO 2 connector 233 is a connector for connecting a cable of an SpO 2 sensor (not shown). The
上記構成を有する睡眠ポリグラフ検査装置200では、胸骨上窩部圧および呼吸フローだけでなくSpO2も並行して計測することができる。よって、被検者睡眠中に、睡眠時無呼吸検査を実施するのに並行して嚥下活動モニタリングを実施することができる。これにより、嚥下活動モニタリングを被検者の無意識下で実施することができる。
In the
なお、本実施の形態では、実施の形態1の嚥下活動モニタリング装置を睡眠ポリグラフ検査装置に適用した場合について説明したが、他の生体情報記録装置に実施の形態1の嚥下活動モニタリング装置を適用することも可能である。
In addition, although this Embodiment demonstrated the case where the swallowing activity monitoring apparatus of
(実施の形態3)
以下、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態では、睡眠ポリグラフ検査装置とパソコンとで嚥下活動モニタリングシステムを構成した場合について説明する。図10は、本実施の形態の嚥下活動モニタリングシステムの構成を示すブロック図である。
(Embodiment 3)
The third embodiment of the present invention will be described below. This Embodiment demonstrates the case where a swallowing activity monitoring system is comprised with the polysomnography inspection apparatus and the personal computer. FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the swallowing activity monitoring system of the present embodiment.
図10において、嚥下活動モニタリングシステム300は、睡眠ポリグラフ検査装置310、および嚥下活動モニタリング装置としてのパソコン320を有する。
In FIG. 10, a swallowing
睡眠ポリグラフ検査装置310は、信号処理回路101、102、表示部104、記録部105、操作部106および演算部311を有する。
The
なお、信号処理回路101、102、表示部104、記録部105および操作部106の構成またはそれらの機能については実施の形態1で説明したため、ここではその詳細な説明を省略する。
Note that the configurations or functions of the
また、睡眠ポリグラフ検査装置310は、図8および図9を用いて説明した特徴を、実施の形態2の睡眠ポリグラフ検査装置200と同様に有する。
Moreover, the
演算部311は、例えばCPUのような演算処理装置、および記憶装置を有する。演算部311は、記憶装置に予め記録されているプログラムを演算処理装置で実行する。これにより、実施の形態1において図2を用いて説明した計測処理に必要な各機能を実現する。したがって、本実施の形態では、実施の形態1で説明した計測処理を睡眠ポリグラフ検査装置310において実行することができる。
The
計測処理は、操作部106が操作されることによって実行される。演算部311は、計測処理の実行によって得られた胸骨上窩部圧信号および計測時間情報などを含むディジタル情報である胸骨上窩部圧情報と、計測処理の実行によって得られた呼吸フロー信号および計測時間情報などを含むディジタル情報である呼吸フロー情報とを記録部105に出力し、装置内部の記憶装置またはリムーバブルメディアへの記録を記録部105に行わせる。胸骨上窩部圧情報および呼吸フロー情報は、ディジタル形式で記録されるため、例えばディジタル情報伝送用の通信ケーブル330(例えば、USB(Universal Serial Bus)ケーブル)を用いることにより、睡眠ポリグラフ検査装置310からパソコン320に転送することができる。
The measurement process is executed by operating the
パソコン320は、第1の情報取得部、第2の情報取得部、嚥下活動検知部および嚥下活動評価部としてのパソコン本体321と、表示部としての表示装置322と、操作部としてのキーボード323とを有する。
The
パソコン本体321は、演算処理装置および記憶装置を内部に有するものであり、ディジタル情報伝送用の通信ケーブル330(例えば、USB(Universal Serial Bus)ケーブル)により睡眠ポリグラフ検査装置310に接続可能に構成されている。
The personal computer
パソコン本体321は、胸骨上窩部圧情報および呼吸フロー情報を受信する。
The personal computer
例えば、通信ケーブル330によりパソコン本体321と睡眠ポリグラフ検査装置310とを接続し、キーボード323により所定の操作を行うことにより、睡眠ポリグラフ検査装置310内部の記憶媒体にディジタル情報として記録された胸骨上窩部圧情報および呼吸フロー情報を、通信ケーブル330を介してパソコン本体321内部の記憶装置に転送することができる。
For example, the personal computer
なお、睡眠ポリグラフ検査装置310において胸骨上窩部圧情報および呼吸フロー情報がリムーバブルメディアに記録されている場合には、リムーバブルメディアをパソコン本体321に装填することにより胸骨上窩部圧情報および呼吸フロー情報をパソコン本体321に転送することができる。
When the suprasternal pressure information and the respiratory flow information are recorded on the removable medium in the
パソコン本体321は、記憶装置に予め記録されている嚥下活動モニタリングプログラムを演算処理装置で実行することにより、実施の形態1において図3〜図6を用いて説明した解析処理に必要な機能を実現する。したがって、本実施の形態では、実施の形態1で説明した解析処理をパソコン320において実行することができる。
The personal computer
以上のように、本実施の形態によれば、嚥下活動モニタリングのための計測処理を例えば睡眠ポリグラフ検査装置のような生体情報記録装置において実行し、嚥下活動モニタリングのための解析処理を、計測処理を行った装置とは別の装置において実行することができる。 As described above, according to the present embodiment, measurement processing for swallowing activity monitoring is performed in a biological information recording device such as a polysomnography inspection device, and analysis processing for swallowing activity monitoring is performed as measurement processing. It can be executed in a device different from the device that performed the above.
以上、本発明の実施の形態について説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記装置の構成および使用時の動作についての説明は一例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更や追加が可能であることは明らかである。 The embodiment of the present invention has been described above. The above description is an illustration of a preferred embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to this. That is, the description of the configuration of the apparatus and the operation at the time of use is an example, and it is obvious that various modifications and additions to these examples are possible within the scope of the present invention.
100 嚥下活動モニタリング装置
101、102 信号処理回路
103、311 演算部
104 表示部
105 記録部
106 操作部
110 胸骨上窩部圧センサ
120 呼吸フローセンサ
200、310 睡眠ポリグラフ検査装置
230 筐体
231 電池蓋
232 イベントスイッチ
233 SpO2コネクタ
234 アナログコネクタ
235 呼吸フローセンサコネクタ
320 パソコン
321 パソコン本体
322 表示装置
323 キーボード
330 通信ケーブル
DESCRIPTION OF
Claims (11)
被検者の呼吸活動に応じた第2の生体情報を取得する第2の情報取得部と、
前記第2の生体情報に基づいて被検者の呼吸活動の停止状態を検知し、検知された呼吸活動の停止状態の期間における前記第1の生体情報に基づいて被検者の嚥下活動を検知する嚥下活動検知部と、
を有する嚥下活動モニタリング装置。 A first information acquisition unit for acquiring first biological information corresponding to the motion of the subject's suprasternal fossa;
A second information acquisition unit for acquiring second biological information according to the respiratory activity of the subject;
Based on the second biological information, a stop state of the subject's respiratory activity is detected, and the subject's swallowing activity is detected based on the first biological information during the detected stop state of the respiratory activity. A swallowing activity detection unit,
A swallowing activity monitoring device.
請求項1記載の嚥下活動モニタリング装置。 The second biological information indicates respiratory airflow in the nasal cavity or oral cavity of the subject.
The swallowing activity monitoring device according to claim 1.
請求項1記載の嚥下活動モニタリング装置。 The second biological information indicates the movement of the subject's rib cage,
The swallowing activity monitoring device according to claim 1.
前記筐体は、
被検者の胸骨上窩部の運動を検知して前記第1の生体情報を生成する第1のセンサと接続可能な第1の接続部と、
被検者の呼吸活動を検知して前記第2の生体情報を生成する第2のセンサと接続可能な第2の接続部と、
を有する請求項1記載の嚥下活動モニタリング装置。 A portable housing having the swallowing activity detector inside;
The housing is
A first connection portion connectable to a first sensor that detects movement of the subject's suprasternal fossa and generates the first biological information;
A second connection unit connectable with a second sensor that detects the respiratory activity of the subject and generates the second biological information;
The swallowing activity monitoring device according to claim 1, comprising:
請求項1記載の嚥下活動モニタリング装置。 A swallowing activity evaluating unit that performs a qualitative evaluation of the detected swallowing activity based on the acquired second biological information;
The swallowing activity monitoring device according to claim 1.
請求項5記載の嚥下活動モニタリング装置。 The swallowing activity evaluation unit performs the determination of the frequency of the detected swallowing activity as a qualitative evaluation of the detected swallowing activity,
The swallowing activity monitoring device according to claim 5.
請求項5記載の嚥下活動モニタリング装置。 The swallowing activity evaluation unit determines whether the respiratory phase immediately before or immediately after the detected swallowing activity is the expiration phase or the inspiration phase, as a qualitative evaluation of the detected swallowing activity,
The swallowing activity monitoring device according to claim 5.
請求項5記載の嚥下活動モニタリング装置。 The swallowing activity evaluation unit performs a determination as to whether or not the length of time from the end point of the detected swallowing activity to the resumption point of the respiratory activity is shorter than a predetermined value as a qualitative evaluation of the detected swallowing activity.
The swallowing activity monitoring device according to claim 5.
前記筐体は、
被検者の胸骨上窩部の運動を検知して前記第1の生体情報を生成する第1のセンサと接続可能な第1の接続部と、
被検者の呼吸活動を検知して前記第2の生体情報を生成する第2のセンサに接続可能な第2の接続部と、
を有する請求項5記載の嚥下活動モニタリング装置。 A portable housing having the swallowing activity detection unit and the swallowing activity evaluation unit inside;
The housing is
A first connection portion connectable to a first sensor that detects movement of the subject's suprasternal fossa and generates the first biological information;
A second connection unit connectable to a second sensor for detecting the respiratory activity of the subject and generating the second biological information;
The swallowing activity monitoring device according to claim 5, comprising:
前記生体情報記録装置は、
被検者の胸骨上窩部の運動を検知して被検者の胸骨上窩部の運動に応じた第1の生体情報を生成する第1のセンサと接続可能な第1の接続部と、
被検者の呼吸活動を検知して被検者の呼吸活動に応じた第2の生体情報を生成する第2のセンサと接続可能な第2の接続部と、
生成された前記第1および第2の生体情報を記憶媒体に記録する記録部と、
を有し、
前記嚥下活動モニタリング装置は、
前記記憶媒体に記録された前記第1および第2の生体情報を受信する受信部と、
前記第2の生体情報に基づいて被検者の呼吸活動の停止状態を検知し、検知された呼吸活動の停止状態の期間における前記第1の生体情報に基づいて被検者の嚥下活動を検知する嚥下活動検知部と、
を有する嚥下活動モニタリングシステム。 A swallowing activity monitoring system having a biological information recording device and a swallowing activity monitoring device,
The biological information recording apparatus is
A first connection unit connectable to a first sensor that detects movement of the subject's suprasternal fossa and generates first biological information corresponding to the movement of the subject's suprasternal fossa;
A second connection unit connectable to a second sensor that detects the respiratory activity of the subject and generates second biological information according to the respiratory activity of the subject;
A recording unit for recording the generated first and second biological information in a storage medium;
Have
The swallowing activity monitoring device comprises:
A receiving unit for receiving the first and second biological information recorded in the storage medium;
Based on the second biological information, a stop state of the subject's respiratory activity is detected, and the subject's swallowing activity is detected based on the first biological information during the detected stop state of the respiratory activity. A swallowing activity detection unit,
A swallowing activity monitoring system.
被検者の胸骨上窩部の運動に応じた第1の生体情報を取得する第1の情報取得機能と、
被検者の呼吸活動に応じた第2の生体情報を取得する第2の情報取得機能と、
前記第2の生体情報に基づいて被検者の呼吸活動の停止状態を検知し、検知された呼吸活動の停止状態の期間における前記第1の生体情報に基づいて被検者の嚥下活動を検知する嚥下活動検知機能と、
を実現させるための嚥下活動モニタリングプログラム。 On the computer,
A first information acquisition function for acquiring first biological information according to the motion of the subject's suprasternal fossa;
A second information acquisition function for acquiring second biological information corresponding to the respiratory activity of the subject;
Based on the second biological information, a stop state of the subject's respiratory activity is detected, and the subject's swallowing activity is detected based on the first biological information during the detected stop state of the respiratory activity. A swallowing activity detection function,
Swallowing activity monitoring program to realize
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