(57)【要約】  被験者の嚥下運動を測定する嚥下運動モニタリングセンサ（１）は、被験者の喉頭部に装着される外形変動センサ（５）と、被験者の耳内に装着されるマイクロフォン（２０）とを備える。外形変動センサ（５）は光ファイバシートを含む。光ファイバシートは、嚥下運動に伴う喉頭部の外形変動に関連して喉頭部から光ファイバに加わる側圧により発生する損失に基づく伝送光の光量変化を検出する。マイクロフォン（２０）は、嚥下運動に関連して耳内に発生する嚥下音を検出する。
2017033228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の嚥下運動を測定するための嚥下運動モニタリングセンサであって、
前記被験者の喉頭部に装着される第１の外形変動センサを備え、
前記第１の外形変動センサは、嚥下運動に関連する前記喉頭部の外形変動を検出するように構成される、嚥下運動モニタリングセンサ。
【請求項２】
前記第１の外形変動センサは、光ファイバおよびそれを支持するシート状体を有し、前記喉頭部に装着される光ファイバシートを含み、
前記光ファイバシートは、嚥下運動に伴う前記喉頭部の外形変動に関連して前記喉頭部から前記光ファイバに加わる側圧により発生する損失に基づく伝送信号光の光量変化を検出するように構成される、請求項１に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
【請求項３】
前記光ファイバは、１本の光ファイバ部分により、互いに第１の方向に延びる複数の直線部と、２本の前記直線部の端部間をそれぞれ接続する複数の曲線部とを形成するように変形させた蛇行部を構成し、
前記蛇行部において、相対的に上流側に位置する第１および第２の直線部の間を、相対的に下流側に位置する第３の直線部が通るように、前記光ファイバ部分が変形されている、請求項２に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
【請求項４】
前記蛇行部において、前記複数の直線部のうちの一部の前記直線部にさらに、前記第１の方向に並ぶ複数の環状部が形成されるように、前記光ファイバ部分が変形されている、請求項３に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
【請求項５】
前記光ファイバシートは、
複数の伝送信号光が並列入力される複数の入力端と、
前記複数の伝送信号光を並列出力する複数の出力端とをさらに含み、
前記光ファイバ部分は、一対となる前記入力端と前記出力端との間にそれぞれ配設される、請求項３または請求項４に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
【請求項６】
前記光ファイバは、プラスチック光ファイバ、石英系光ファイバ、または、プラスチッククラッド石英ガラスコア光ファイバである、請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
【請求項７】
前記光ファイバは、ステップインデックス型、グレーデッドインデックス型、または、単一モード型からなる、請求項６に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
【請求項８】
前記光ファイバシートは、前記第１の方向における幅が３０ｍｍ以上５００ｍｍ以下であり、前記第１の方向に垂直な第２の方向における幅が３０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下である、請求項３から請求項７のいずれか１項に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
【請求項９】
前記光ファイバシートは、固定バンドを用いて、前記喉頭部を中心に首回りに装着される、請求項８に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
【請求項１０】
前記光ファイバシートは、前記光ファイバシートの横両側面に取り付けられた紐状の弾性部材を用いて、前記喉頭部を中心に首回りに装着される、請求項８に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
【請求項１１】
前記光ファイバシートは、伸縮性を有する材料からなる環状のネットを用いて、前記喉頭部を中心に首回りに装着される、請求項８に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
【請求項１２】
前記第１の外形変動センサは、静電容量型感圧素子およびそれを支持するシート状体を有し、前記喉頭部に装着される感圧シートを含む、請求項１に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
【請求項１３】
前記第１の外形変動センサは、感圧ゴムおよびそれを支持するシート状体を有し、前記喉頭部に装着される感圧ゴムシートを含む、請求項１に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
【請求項１４】
前記被験者の耳内に装着されるマイクロフォンをさらに備え、
前記マイクロフォンは、嚥下運動に関連して耳内に発生する嚥下音を検出するように構成される、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
【請求項１５】
前記マイクロフォンは、径が１．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であるラベリア型コンデンサマイクにより構成される、請求項１４に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
【請求項１６】
前記第１の外形変動センサおよび前記マイクロフォンの各々から出力される検出信号を処理する信号処理部をさらに備える、請求項１４または請求項１５に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
【請求項１７】
前記信号処理部は、前記マイクロフォンからの前記検出信号の出力波形と、前記第１の外形変動センサからの前記検出信号の出力波形とを同一時間軸上に並べて表示可能に構成された表示部を含む、請求項１６に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
【請求項１８】
前記表示部は、前記第１の外形変動センサからの前記検出信号を単純移動平均処理して得られた前記出力波形を表示する、請求項１７に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
【請求項１９】
前記信号処理部は、前記マイクロフォンからの前記検出信号をディジタルサンプリングが可能ように構成されたオーディオ入力部をさらに含み、
前記オーディオ入力部には、前記マイクロフォンからの前記検出信号とともに、前記第１の外形変動センサからの前記検出信号に、前記オーディオ入力部で取扱可能な周波数を有するダミー信号を重畳させた信号が入力され、
前記マイクロフォンからの前記検出信号および前記第１の外形変動センサからの前記検出信号の出力波形は、前記オーディオ入力部にてディジタルサンプリングされた後、前記表示部において同一時間軸上に並べて表示される、請求項１７または請求項１８に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
【請求項２０】
前記被験者の胸部または腹部に装着される第２の外形変動センサをさらに備え、
前記第２の外形変動センサは、嚥下運動に関連する胸郭の外形変動を検出するように構成される、請求項１に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
【請求項２１】
前記第２の外形変動センサは、光ファイバおよびそれを支持するシート状体を有し、前記胸部または前記腹部に装着される光ファイバシートを含み、
前記光ファイバシートは、嚥下運動に伴う前記胸郭の外形変動に関連して前記胸部または前記腹部から前記光ファイバに加わる側圧により発生する損失に基づく伝送信号光の光量変化を検出するように構成される、請求項２０に記載の嚥下運動モニタリングセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被験者の嚥下運動を測定するための嚥下運動モニタリングセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の高齢化社会においては、高齢者の寿命が延びている一方で、高齢化に伴う全身機能の低下により様々な影響が高齢者の身体にもたらされている。嚥下障害はそのような影響の一つである。嚥下障害とは、食べ物や飲み物を飲み込む動作である嚥下の機能が損なわれることである。【０００３】
従来、嚥下機能の評価方法として、嚥下内視鏡検査、嚥下造影検査、および嚥下圧検査が普及している。また、嚥下障害のスクリーニングとして、反復唾液嚥下テスト、改訂水飲みテストおよびフードテストが行なわれている。【０００４】
さらに、最近では、顎部嚥下音聴診法およびサチュレーションモニタによる評価なども試みられている（非特許文献１および２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】肥後隆三郎、外３名、「これからの嚥下障害治療−新しい検査法−」、２００２年、音声言語医学４３、ｐｐ．４６０−４６６
【非特許文献２】土師知行、外３名、「耳内より記録した嚥下音について−健常者における予備的研究−」、２０１５年、日本気管食道科学会会報、６６（１）、ｐｐ．１３−１９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の嚥下内視鏡検査、嚥下造影検査および嚥下圧検査は、嚥下機能を客観的に評価することができる一方で、高価な機器や人員を要するとともに、侵襲的な検査に依らなければならない。【０００７】
一方、反復唾液嚥下テスト、改訂水飲みテストおよびフードテストは、通常、嚥下の検知を喉頭拳上の視認および触知によって行なうため、上記検査に比べて簡便ではあるが、検査の正確性および客観性、特に軽度の嚥下障害に対する感度が低いという点で問題がある。【０００８】
また、顎部嚥下音聴診法は、非侵襲的な検査法ではあるが、嚥下と無関係な咀嚼音、口内音および喉頭拳上音と嚥下音との鑑別が困難となる場合がある。また、少量の誤嚥を検出することが難しい。そのため、補助的な診断に止まっている。サチュレーションモニタによる評価も非侵襲的かつ簡便ではあるが、サチュレーションの変動と誤嚥との関係性が未だ検討段階にあり、信頼性に欠ける。【０００９】
本発明の一態様の目的は、簡便な構成にて、非侵襲的かつ客観的に、嚥下運動を感度高く測定することができる嚥下運動モニタリングセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る嚥下運動モニタリングセンサは、被験者の嚥下運動を測定するためのセンサである。嚥下運動モニタリングセンサは、被験者の喉頭部に装着される第１の外形変動センサを備える。第１の外形変動センサは、嚥下運動に関連する喉頭部の外形変動を検出するように構成される。
【発明の効果】
【００１１】
上記によれば、簡便な構成にて、非侵襲的かつ客観的に、嚥下運動を感度高く測定することができる嚥下運動モニタリングセンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る嚥下運動モニタリングセンサの概略構成図である。
【図２】図１に示される光ファイバシートおよびマイクロフォンを被験者に装着した様子を示す図である。
【図３】マイクロフォンによる嚥下音の測定例を示す図である。
【図４】図１に示される外形変動センサの一実施例である光ファイバシートの概略構成図である。
【図５】光ファイバシートにおける光ファイバの一配設例を示す平面図である。
【図６】光ファイバシートによる嚥下運動の測定例を示す図である。
【図７】本実施の形態に係る嚥下運動モニタリングセンサを用いて構成される嚥下運動モニタリングセンサシステムの一例を示す概略構成図である。
【図８】被験者が３回連続して唾液を嚥下したときの測定結果を示す図である。
【図９】被験者が少量の水を嚥下したときの測定結果を示す図である。
【図１０】被験者がゼリーを嚥下したときの測定結果を示す図である。
【図１１】被験者が３回連続して唾液を嚥下したときの測定結果を示す図である。
【図１２】図１１に示す出力波形を部分的に拡大した波形を示す図である。
【図１３】ＰＯＦを用いたときの測定結果を示す図である。
【図１４】ＧＩ−ＳｉＯ２を用いたときの測定結果を示す図である。
【図１５】ＨＳＦＦを用いたときの測定結果を示す図である。
【図１６】光ファイバシートにおける光ファイバの配設例を示す平面図である。
【図１７】光ファイバシートにおける光ファイバの配設例を示す平面図である。
【図１８】光ファイバシートにおける光ファイバの配設例を示す平面図である。
【図１９】光ファイバシートにおける光ファイバの配設例を示す平面図である。
【図２０】光ファイバシートの装着方法を説明する図である。
【図２１】図２１に示す装着方法による測定結果を示す図である。
【図２２】光ファイバシートの装着方法を説明する図である。
【図２３】図２２に示す装着方法による測定結果を示す図である。
【図２４】デジタルオシロスコープで測定された光ファイバシートの検出信号を示す図である。
【図２５】単純移動平均化処理が施された光ファイバシートの出力波形を示す図である。
【図２６】第４の変形例に係る嚥下運動モニタリングセンサシステムの概略構成図である。
【図２７】図２６に示す嚥下運動モニタリングセンサシステムによる測定結果を示す図である。
【図２８】第５の変形例に係る嚥下運動モニタリングセンサシステムの概略構成図である。
【図２９】第５の変形例に係る嚥下運動モニタリングセンサシステムの概略構成図である。
【図３０】第６の変形例に係る嚥下運動モニタリングセンサ１Ａの構成を示す図である。
【図３１】図３０に示される外形変動センサおよびマイクロフォンを被験者に装着した様子を示す図である。
【図３２】第６の変形例に係る嚥下運動モニタリングセンサを用いて構成される嚥下運動モニタリングセンサシステムの一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
【００１４】
（１）本発明の一態様に係る嚥下運動モニタリングセンサ１（図１参照）は、被験者の嚥下運動を測定するためのセンサである。嚥下運動モニタリングセンサ１は、被験者の喉頭部に装着される第１の外形変動センサ（外形変動センサ５）を備える。第１の外形変動センサ（外形変動センサ５）は、嚥下運動に関連する喉頭部の外形変動を検出するように構成される。このようにすれば、簡便な構成にて、非侵襲的かつ客観的に嚥下運動を測定することができる。
【００１５】
（２）上記（１）に係る嚥下運動モニタリングセンサ１において好ましくは、第１の外形変動センサ（外形変動センサ５）は、光ファイバ１４およびそれを支持するシート状体１２を有する光ファイバシート１０（図４参照）を含む。光ファイバシート１０は喉頭部に装着される。光ファイバシート１０は、嚥下運動に伴う喉頭部の外形変動に関連して喉頭部から光ファイバ１４に加わる側圧により発生する損失に基づく伝送信号光の光量変化を検出するように構成される。このようにすれば、非侵襲的かつ簡便に、嚥下運動に伴う喉頭部の外形変動を測定することができる。
【００１６】
（３）上記（２）に係る嚥下運動モニタリングセンサ１において好ましくは、光ファイバ１４（図１６参照）は、１本の光ファイバ部分により、互いに第１の方向に延びる複数の直線部１４ａと、２本の直線部１４ａの端部間をそれぞれ接続する複数の曲線部１４ｂとを形成するように変形させた蛇行部を構成する。上記蛇行部において、相対的に上流側に位置する第１および第２の直線部１４ａの間を、相対的に下流側に位置する第３の直線部１４ａが通るように、光ファイバ部分が変形されている。
【００１７】
このようにすれば、光ファイバの長さ（光路長）を長くできるとともに、隣接する直線部１４ａの間隔を短くすることができる。その結果、被験者の喉頭部の動きに対する伝送損失の変化が大きくなるため、嚥下運動モニタリングセンサとしての感度を向上させることができる。
【００１８】
（４）上記（３）に係る嚥下運動モニタリングセンサにおいて好ましくは、上記蛇行部において、複数の直線部１４ａのうちの一部の直線部１４ａにさらに、第１の方向に並ぶ複数の環状部１４ｃ（図１７参照）が形成されるように、光ファイバ部分が変形されている。
【００１９】
このようにすれば、環状部１４ｃ同士が交差する部分、および、環状部１４ｃと直線部１４ａとが交差する部分において、光ファイバ同士が接する接点が形成される。この接点が作用点となって光ファイバ１４に側圧を発生させるため、喉頭部の動きによる側圧がより大きく光ファイバ１４に発生することになる。この結果、喉頭部のわずかな動きに対してもより大きな光量変化が生じることになるため、嚥下運動モニタリングセンサとしての感度を向上させることができる。
【００２０】
（５）上記（３）または（４）に係る嚥下運動モニタリングセンサにおいて好ましくは、光ファイバシート１０Ｃ（図１８参照）または光ファイバシート１０Ｄ（図１９参照）は、複数の伝送信号光が並列入力される複数の入力端と、複数の伝送信号光を並列出力する複数の出力端とをさらに含む。光ファイバ部分は、一対となる入力端と出力端との間にそれぞれ配設される。
【００２１】
このようにすれば、共通のシート状体１２に配設された複数の光ファイバ１４にはそれぞれ、喉頭部の動きに応じた側圧を受けて伝送損失が変化する。このとき、複数の光ファイバ１４間で伝送損失の変化に時間差が生じる。この伝送損失の偏差の時間差を検出することにより、被験者の喉頭部の拳上運動（嚥下運動）の速度を計測することができる。
【００２２】
（６）上記（３）〜（５）のいずれかに係る嚥下運動モニタリングセンサ１において好ましくは、光ファイバ１４は、プラスチック光ファイバ、石英系光ファイバ、または、プラスチッククラッド石英ガラスコア光ファイバである。このようにすれば、喉頭部から光ファイバに加わる側圧により伝送光に損失を発生させることができる。光ファイバは、より好ましくはグレーディドインデックス型石英系光ファイバである。
【００２３】
（７）上記（６）に係る嚥下運動モニタリングセンサにおいて好ましくは、光ファイバ１４は、ステップインデックス型、グレーデッドインデックス型、または、単一モード型からなる。
【００２４】
（８）上記（３）〜（７）のいずれかに係る嚥下運動モニタリングセンサにおいて好ましくは、光ファイバシート１０，１０Ａ〜１０Ｄは、第１の方向における幅が３０ｍｍ以上５００ｍｍ以下であり、第１の方向に垂直な第２の方向における幅が３０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下である。第１の方向は喉頭部の動きに対して垂直な方向であることが好ましく、第２の方向は喉頭部の動きに対して平行な方向であることが好ましい。このようにすれば、被験者の性別や頸部の長さの個人差を問わず、嚥下運動に伴う喉頭部の外形変動を高い感度で測定することができる。
【００２５】
（９）上記（８）に係る嚥下運動モニタリングセンサ１において好ましくは、光ファイバシート１０（図２０参照）は、固定バンド３００を用いて、喉頭部を中心に首回りに装着される。このようにすれば、光ファイバシート１０を喉頭部に密着させることができるため、喉頭部の外形変動を高い感度で測定することができる。
【００２６】
（１０）上記（８）に係る嚥下運動モニタリングセンサにおいて好ましくは、光ファイバシート１０（図２２参照）は、光ファイバシートの横両側面に取り付けられた紐状の弾性部材（ゴム紐３１０，３２０）を用いて、喉頭部を中心に首回りに装着される。このようにすれば、光ファイバシート１０を喉頭部に密着させることができるため、喉頭部の外形変動を高い感度で測定することができる。
【００２７】
（１１）上記（８）に係る嚥下運動モニタリングセンサにおいて好ましくは、光ファイバシート１０は、伸縮性を有する材料からなる環状のネットを用いて、喉頭部を中心に首回りに装着される。このようにすれば、光ファイバシート１０を喉頭部に密着させることができるため、喉頭部の外形変動を高い感度で測定することができる。
【００２８】
（１２）上記（１）に係る嚥下運動モニタリングセンサにおいて好ましくは、第１の外形変動センサ５（図２８参照）は、静電容量型感圧素子およびそれを支持するシート状体を有し、喉頭部に装着される感圧センサシート９０を含む。このようにすれば、非侵襲的かつ簡便に、嚥下運動に伴う喉頭部の外形変動を測定することができる。
【００２９】
（１３）上記（１）に係る嚥下運動モニタリングセンサにおいて好ましくは、第１の外形変動センサ５（図２９参照）は、感圧ゴムおよびそれを支持するシート状体を有し、喉頭部に装着される感圧ゴムセンサシート９２を含む。このようにすれば、非侵襲的かつ簡便に、嚥下運動に伴う喉頭部の外形変動を測定することができる。
【００３０】
（１４）上記（１）〜（１３）のいずれかに係る嚥下運動モニタリングセンサ１は好ましくは、被験者の耳内に装着されるマイクロフォン２０をさらに備える。マイクロフォン２０は、嚥下運動に関連して耳内に発生する嚥下音を検出するように構成される。このようにすれば、簡便な構成にて、嚥下運動に伴う喉頭部の外形変動と、嚥下音とを同時に捉えることができる。よって、非侵襲的および客観的に、嚥下運動を感度高く測定することができる。
【００３１】
（１５）上記（１４）に係る嚥下運動モニタリングセンサにおいて好ましくは、マイクロフォン２０は、径が１．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であるラベリア型コンデンサマイクにより構成される。このようにすれば、嚥下音を高い感度で採取することができる。
【００３２】
（１６）上記（１４）または（１５）に係る嚥下運動モニタリングセンサにおいて好ましくは、嚥下運動モニタリングセンサ１は、第１の外形変動センサ（外形変動センサ５）およびマイクロフォン２０の各々から出力される検出信号を処理する信号処理部３０をさらに備える。
【００３３】
このようにすれば、嚥下運動に伴う喉頭部の外形変動および嚥下音の測定結果を解析することで嚥下機能を客観的に評価することができる。したがって、嚥下運動モニタリングセンサシステムを用いて、正常例および嚥下障害例の嚥下運動を測定することにより、嚥下スクリーニングにおける客観的な指標を提示することが可能となる。この結果、臨床使用での利便性を向上させることができる。
【００３４】
（１７）上記（１６）に係る嚥下運動モニタリングセンサ１において好ましくは、信号処理部３０（図７参照）は、マイクロフォン２０からの検出信号の出力波形と、第１の外形変動センサ（外形変動センサ５からの検出信号の出力波形とを同一時間軸上に並べて表示可能に構成された表示部（デジタルオシロスコープ７０およびＰＣ８０）を含む。このようにすれば、２つの出力波形を比較することにより、嚥下運動の検出および解析を正確に行なうことができる。
【００３５】
（１８）上記（１７）に係る嚥下運動モニタリングセンサ１において好ましくは、表示部（デジタルオシロスコープ７０およびＰＣ８０）は、第１の外形変動センサ（外形変動センサ５）からの検出信号を単純移動平均処理して得られた出力波形を表示する。このようにすれば、検出信号に重畳したノイズを除去することができるため、嚥下運動を感度高く測定することができる。
【００３６】
（１９）上記（１７）または（１８）に係る嚥下運動モニタリングセンサ１において好ましくは、信号処理部３０（図２６参照）は、マイクロフォン２０からの検出信号をディジタルサンプリングが可能なように構成されたオーディオ入力部を含む。オーディオ入力部には、マイクロフォンからの検出信号とともに、第１の外形変動センサからの検出信号に、オーディオ入力部が取扱可能な周波数を有するダミー信号を重畳させた信号が入力される。マイクロフォンからの検出信号および第１の外形変動センサからの検出信号の出力波形は、オーディオ入力部にてディジタルサンプリングされた後、表示部において同一時間軸上に並べて表示される。
【００３７】
デジタルオシロスコープを使用しない場合、信号処理部３０は、オーディオミキサ６２によって、交流信号であるダミー信号を第１の外形変動センサ（外形変動センサ５）からの検出信号に重畳させて表示部（ＰＣ８０）のオーディオ入力部の第１のオーディオ入力に入力する。ダミー信号は、オーディオアンプで取扱い可能な周波数を有する。信号処理部３０はさらに、マイクロフォン２０からの検出信号を表示部（ＰＣ８０）のオーディオ入力部の第２のオーディオ入力に入力する。これにより、表示部（ＰＣ８０）には、これら２つの信号をそれぞれディジタルサンプリングして得られた出力波形が同一時間軸上に並べて表示される。このようにすれば、簡便な装置の組合せによって２つの出力波形を比較できるため、嚥下運動の検出および解析を容易に行なうことができる。なお、表示部（ＰＣ８０）がオーディオ入力部を備えていない場合には、外付けのオーディオ入力ユニットを用いることで、同様の機能を実現することができる。
【００３８】
（２０）上記（１）に係る嚥下運動モニタリングセンサ１Ａ（図３０参照）は、好ましくは、被験者の胸部または腹部に装着される第２の外形変動センサ６をさらに備える。第２の外形変動センサ６は、嚥下運動に関連する胸郭の外形変動を検出するように構成される。
【００３９】
このようにすれば、簡便な構成によって、被験者の嚥下運動に伴う喉頭部の外形変動および嚥下音に加えて、嚥下運動に伴う胸郭の外形変動を同時に非侵襲的に捉えることができる。これにより、非侵襲的および客観的に、嚥下運動および嚥下時の呼吸パターンを測定することができる。この結果、嚥下機能の客観的な評価が可能となる。
【００４０】
（２１）上記（２０）に係る嚥下運動モニタリングセンサ１Ａ（図３０参照）において好ましくは、第２の外形変動センサ６は、光ファイバおよびそれを支持するシート状体を有する光ファイバシートを含む。光ファイバシートは胸部または腹部に装着される。光ファイバシートは、嚥下運動に伴う胸郭の外形変動に関連して胸部または腹部から光ファイバに加わる側圧により発生する損失に基づく伝送信号光の光量変化を検出するように構成される。このようにすれば、非侵襲的かつ簡便に、嚥下運動に伴う胸郭の外形変動を測定することができる。なお、第２の外形変動センサ６は、第１の外形変動センサ５と同様、光ファイバシートに代えて、感圧センサシートまたは感圧ゴムセンサシートを用いることができる。
【００４１】
[本発明の実施形態の詳細]
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【００４２】
＜嚥下運動モニタリングセンサの構成＞
図１は、実施の形態に係る嚥下運動モニタリングセンサの概略構成図である。
【００４３】
図１を参照して、実施の形態に係る嚥下運動モニタリングセンサ１は、外形変動センサ５と、マイクロフォン２０と、信号処理部３０とを備える。
【００４４】
外形変動センサ５は、被験者の喉頭部に装着される。外形変動センサ５は、嚥下運動に関連する喉頭部の外形変動を検出するように構成される。外形変動センサ５の詳細については後述する。
【００４５】
マイクロフォン２０は、径１．５〜５．０ｍｍ程度の大きさを有する小型のマイクロフォンである。マイクロフォン２０には、たとえばラベリア型コンデンサマイクを用いることができる。
【００４６】
信号処理部３０は、外形変動センサ５およびマイクロフォン２０の各々から出力される検出信号を処理する。信号処理部３０の詳細については後述する。
【００４７】
図２は、図１に示される外形変動センサ５およびマイクロフォン２０を被験者１００に装着した様子を示す図である。図２には被験者１００の頭蓋部が模式的に示されている。咽頭部１０６は、鼻腔１０２から食道１１２および気管１１０までの空気および食べ物の通り道である。喉頭部１０８は、喉仏辺りで声帯を含む気道の一部を指す。
【００４８】
図２に示されるように、外形変動センサ５は、喉頭部１０８を中心に被験者１００の首回りに装着される。外形変動センサ５には、たとえば光ファイバシートを用いることができる。光ファイバシートは、光ファイバおよびそれを支持するシート状体を含んでおり、嚥下運動に関連する喉頭部１０８の外形変動を検出するように構成される。すなわち、光ファイバシートは「外形変動センサ」の一実施例に対応する。
【００４９】
マイクロフォン２０は、被験者１００の耳１１４の内部（外耳道１１６内）に装着される。マイクロフォン２０は、嚥下運動に関連して耳内に発生する嚥下音を検出するように構成される。
【００５０】
外形変動センサ５により検出された喉頭部１０８の外形変動を示す検出信号、および、マイクロフォン２０により検出された嚥下音を示す検出信号はともに、信号処理部３０（図１）に入力される。
【００５１】
本発明者らは、嚥下の際に耳管が瞬間的に開放することに関連して、高周波成分を含むクリック音とそれに続く低周波成分を多く含んだ音群との２峰性の音を特徴とする嚥下音が発生することを見出した。本発明者らはさらに、嚥下音を耳内より記録することに成功している（たとえば非特許文献２参照）。
【００５２】
図３は、マイクロフォン２０による嚥下音の測定例を示す図である。
図３には、マイクロフォン２０からの検出信号の出力波形が示されている。図３の縦軸は、マイクロフォン２０からの検出信号として、ラベリア型コンデンサマイクの出力電圧を示す。図３の横軸は時間を示している。
【００５３】
図３の出力波形は、一人の被験者（成人男性）が１０回連続して唾液を嚥下したときの測定結果である。具体的には、径２．５ｍｍのラベリア型コンデンサマイク（製品名：COUNTRYMAN  B06、COUNTRYMAN製）を被験者の耳内に挿入し、コンデンサマイクロフォンの出力信号をオーディオミキサ（製品名：Mackie402-VLZ3、MACKIE社製）で音量調整したものである。
【００５４】
図３に示されるように、マイクロフォン２０の出力波形には、合計１０回において、鋭い音声波形（クリック音）が観測されている（図中矢印を参照）。よって、嚥下回数とクリック音回数とが一致していることが分かる。
【００５５】
本実施の形態に係る嚥下運動モニタリングセンサ１では、耳内より嚥下音を記録することと同時に、嚥下運動に関連する喉頭部の外形変動を検出する。これにより、非侵襲的かつ客観的な測定方法で嚥下運動を正確に測定することを可能とする。
【００５６】
（光ファイバシートの構成）
図４は、図１に示される外形変動センサ５の一実施例である光ファイバシート１０の概略構成図である。
【００５７】
図４を参照して、光ファイバシート１０は、光ファイバ１４と、シート状体１２とを含む。シート状体１２は、平面視において矩形状に形成されている。光ファイバ１４は、シート状体１２上に配設される。
【００５８】
光ファイバ１４は、たとえば両面粘着テープを用いて、シート状体１２に部分的に固定されている。シート状体１２は、光ファイバ１４を支持することが可能であれば、その素材は特に限定されるものではない。なお、光ファイバ１４は、シート状体１２の上に配設される場合のみならず、シート状体１２に内部に埋設させることもできる。
【００５９】
シート状体１２は、幅方向（図中左右方向）における長さが３０ｍｍ以上５００ｍｍ以下であり、長さ方向（図中上下方向）における長さが３０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であることが好ましい。このようにすれば、被験者の性別や頸部の長さの個人差を問わず、嚥下運動に伴う喉頭部の外形変動を高い感度で測定することができる。
【００６０】
光ファイバ１４は、コアと呼ばれる芯と、その外側のクラッドと呼ばれる外層と、外層を被覆する被覆層とを有する光伝送媒体である。光ファイバ１４には、プラスチック光ファイバ、石英系光ファイバ、または、プラスチッククラッド石英ガラスコア光ファイバを用いることができる。プラスチック光ファイバは、コア材にアクリルを使用し、クラッド材にフッ素樹脂を用いた光ファイバである。石英系光ファイバは、コア材およびクラッド材に石英ガラスを用いた光ファイバである。プラスチッククラッド石英ガラスコア光ファイバは、コア材に石英ガラスを使用し、クラッド材に樹脂を用いた光ファイバである。
【００６１】
光ファイバ１４の入力端１４ｉには、図示しない光源部から連続的に供給される一定光量の光が入射される。光ファイバ１４の入力端１４ｉに入射された光は、光ファイバ１４により伝送された後、光ファイバ１４の出力端１４ｏから出射される。光ファイバ１４の出力端１４ｏには、図示しない光パワーメータ（受光部）が接続されている。光パワーメータは、光ファイバ１４から出射した光の光量を測定する。
【００６２】
図２に示されるように、光ファイバシート１０を被験者１００の喉頭部１０８に装着させた状態においては、喉頭部１０８の動き（外形変動）に応じて光ファイバ１４に対して側圧が加わる。被験者１００が嚥下運動を行なった場合、喉頭部１０８は、図４中に矢印で示すような動き（喉頭部１０８の拳上および下垂）を示す。したがって、光ファイバ１４に加わる側圧は、被験者１００の嚥下運動に伴う喉頭部１０８の動きに応じて変化する。
【００６３】
光ファイバ１４は、側圧による応力負荷によりマイクロベンディング損失が発生するために、光ファイバ１４の伝送損失に過剰損失が発生する。本実施の形態に係る光ファイバシート１０は、この特性を利用するものであって、嚥下運動に起因する光ファイバ１４への側圧変化による伝送損失の変化を計測することによって、被験者１００の嚥下運動を測定可能にしている。
【００６４】
図５は、光ファイバシート１０における光ファイバ１４の一配設例を示す平面図である。
【００６５】
図５を参照して、光ファイバ１４は、シート状体１２上に、一筆書き状に配設される。光ファイバ１４は、一筆書き状であればその配設態様はいかなるものであってもよい。
【００６６】
図５の例では、シート状体１２に、１本の光ファイバ部分を変形させることによって形成された蛇行部が配設されている。蛇行部は、シート状体１２の幅方向（図中左右方向）に互いに延びる複数の直線部１４ａを有する。シート状体１２の幅方向は「第１の方向」に対応する。第１の方向は、たとえば喉頭部の動き（図４の矢印方向）に対して垂直な方向に設定される。
【００６７】
複数の直線部１４ａは、シート状体１２の長さ方向（図中上下方向）に間隔を隔てて並べて配置されている。シート状体１２の長さ方向は「第２の方向」に対応する。第２の方向は、たとえば喉頭部の動き（図４の矢印方向）に対して平行な方向に設定される。隣接する直線部１４ａの間隔は、喉頭部の動きに対して少なくとも２本以上の直線部１４ａに側圧が加わるように調整されている。蛇行部は、隣り合う直線部１４ａの端部間を接続する複数の曲線部１４ｂをさらに有する。
【００６８】
上記のように、本実施の形態に係る光ファイバシート１０は、側圧による伝送損失の変化を利用しているため、感度向上には光路長が長いほど有利である。図５に示す配設例によると、光路長が長くなるため、嚥下運動モニタリングセンサとしての感度を向上させることができる。
【００６９】
図６は、光ファイバシート１０による嚥下運動の測定例を示す図である。図６には、光ファイバシート１０からの検出信号の出力波形が示されている。この出力波形は、一人の被験者（成人男性）が連続して唾液を嚥下したときの測定結果である。
【００７０】
具体的には、横幅が１００ｍｍ、縦幅が５００ｍｍの矩形状のシート状体１２に、プラスチック光ファイバを図５の配設例に従って配設することにより光ファイバシート１０を構成した。この光ファイバシート１０を、伸縮性を有する材料からなる環状のネット（医療用ネット包帯）を用いて、喉頭部を中心に被験者の首回りに装着した。この状態で、プラスチック光ファイバの入力端に、光源部から一定光量の光を連続的に入射し、プラスチック光ファイバの出力端から出射される光の光量を光パワーメータを用いて測定した。
【００７１】
図６の縦軸は、光ファイバシート１０からの検出信号として、光パワーメータにより計測された受光量（電圧）を示し、横軸は時間を示している。
【００７２】
図６では、被験者が唾液を嚥下したタイミングを丸印で表している。被験者が唾液を嚥下するたびに、出射光の光量が低下していることが分かる。図６ではさらに、試しに光ファイバシート１０を指で触れてみたときのタイミングをバツ印で表している。光ファイバシート１０を指で触れたときには、嚥下のときは異なる急峻な波形の変化（出射光量の低下）が観測された。これにより、光ファイバシート１０が被験者の喉頭部の動きに対して良好な感度で応答していることが確認された。
【００７３】
（嚥下運動モニタリングセンサシステム）
以下では、本実施の形態に係る嚥下運動モニタリングセンサ１を用いた嚥下運動モニタリングセンサシステムによる嚥下運動の測定方法および測定結果について説明する。
【００７４】
＜嚥下運動モニタリングセンサシステムの構成＞
図７は、本実施の形態に係る嚥下運動モニタリングセンサ１を用いて構成される嚥下運動モニタリングセンサシステムの一例を示す概略構成図である。
【００７５】
図７を参照して、嚥下運動モニタリングセンサシステム２００は、光ファイバシート１０（外形変動センサ）と、マイクロフォン２０と、光源部４０と、光パワーメータ５０と、オーディオミキサ６０と、デジタルオシロスコープ７０と、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）８０とを備える。光パワーメータ５０、オーディオミキサ６０、デジタルオシロスコープ７０およびＰＣ８０は、図１に示される「信号処理部３０」の一実施例を構成する。
【００７６】
図２で説明したように、嚥下運動の測定にあたって、被験者の喉頭部に外形変動センサ５である光ファイバシート１０が装着されるとともに、被験者の耳内にマイクロフォン２０が装着される。
【００７７】
光源部４０は、一定光量の光を連続して出力する。出射光を安定して供給できること、小型軽量であること、および、発熱量および消費電力が少ないことから、光源部４０にはＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）が好適に用いられる。
【００７８】
光パワーメータ５０は、光ファイバ１４から伝送された出射光を受光し、受光した光量を計測する。計測される受光量（減衰量）は、被験者の喉頭部の動きに応じて光ファイバシート１０に加わる側圧に応じて変化する。したがって、受光量の変化が大きいと喉頭部の動きが大きく、受光量の変化が小さいと喉頭部の動きが小さいと判断することができる。光パワーメータ５０は、計測された受光量を電気信号に変換し、変換した電気信号をデジタルオシロスコープ７０のチャネルＣＨ１に入力する。
【００７９】
マイクロフォン２０により検出された嚥下音を示す検出信号は、オーディオミキサ６０に入力される。オーディオミキサ６０は、検出された嚥下音の音量を調整し、調整後の検出信号をデジタルオシロスコープ７０のチャネルＣＨ２に入力する。
【００８０】
デジタルオシロスコープ７０は、チャネルＣＨ１に光パワーメータ５０の出力信号を受け、チャネルＣＨ２にオーディオミキサ６０の出力信号を受ける。デジタルオシロスコープ７０は、光パワーメータ５０の出力信号およびオーディオミキサ６０の出力信号の時間的変化（出力波形）を、たとえば電圧波形データとして保持する。デジタルオシロスコープ７０は、２つの出力波形をＰＣ８０に送信する。
【００８１】
デジタルオシロスコープ７０は、２つの出力波形を同一時間軸上に並べて表示することもできる。すなわち、デジタルオシロスコープ７０は、マイクロフォン２０からの検出信号の出力波形と、光ファイバシート１０からの検出信号の出力波形とを同一時間軸上に並べて表示可能に構成された「表示部」の一実施例に対応する。
【００８２】
ＰＣ８０は、予めインストールされている解析ソフトを駆動することにより、デジタルオシロスコープ７０から送信される２つの出力波形データを解析する。ＰＣ８０による解析結果は、ＣＲＴやプリンタなどの表示装置（図示せず）に表示される。ＰＣ８０は「解析部」の一実施例に対応する。
【００８３】
＜嚥下運動測定方法および測定結果＞
図７に示す嚥下運動モニタリングセンサシステム２００を用いて、被験者の嚥下運動を測定した。以下、測定結果の一例を説明する。
【００８４】
（測定結果１）
測定では、嚥下障害のない２２歳の成人男性を被験者とし、被験者の喉頭部に光ファイバシート１０を装着した。光ファイバシート１０は、横幅が８０ｍｍ、縦幅が１００ｍｍの矩形状のシート状体１２に、プラスチック光ファイバを図５の配設例に従って配設した構成とした。この光ファイバシート１０を、気管カニューレを固定するための気管カニューレホルダを用いて、喉頭部を中心に被験者の首回りに装着した。
【００８５】
さらに、被験者の耳内にはマイクロフォン２０を装着した。マイクロフォン２０は、径２．５ｍｍのラベリア型コンデンサマイク（製品名：COUNTRYMAN  B06、COUNTRYMAN製）を用いた。コンデンサマイクを耳栓の中に通し、各被験者の耳内に挿入して嚥下音を録音した。コンデンサマイクをオーディオミキサ６０（製品名：Mackie402-VLZ3、MACKIE社製）に接続した。
【００８６】
また、嚥下用飲食物には、飲料水（例えば水）および柔らかい食べ物（例えばゼリー）を選定した。
【００８７】
嚥下運動モニタリングセンサシステム２００において、光ファイバ１４の入力端に、光源部４０からの赤色ＬＥＤ光（波長６５０ｎｍ）を入射し、光ファイバ１４から出射した光の光量を光パワーメータ５０で測定した。
【００８８】
光ファイバシート１０からの検出信号およびマイクロフォン２０からの検出信号を、デジタルオシロスコープ７０（製品名：UDS-5202、日本データシステム社製）のチャネルＣＨ１，ＣＨ２にそれぞれ入力した。ＰＣ８０では、上記２つの検出信号を同一時間軸上で測定することができる解析ソフトを起動することにより、２つの検出信号の出力波形の対応関係を測定した。
【００８９】
図８〜図１０に測定結果を示す。各図において、縦軸は光パワーメータ５０により計測された受光量（電圧）およびラベリア型コンデンサマイクの出力電圧を示し、横軸は時間を示している。光パワーメータ５０により計測された受光量（電圧）は、光ファイバシート１０からの検出信号に相当する。ラベリア型コンデンサマイクの出力電圧は、マイクロフォン２０からの検出信号に相当する。
【００９０】
図８は、被験者が３回連続して唾液を嚥下したときの測定結果である。図９は、被験者が少量の水を嚥下したときの測定結果である。図１０は、被験者がゼリーを嚥下したときの測定結果である。各図とも、上側にはチャネルＣＨ１（光ファイバシート１０からの検出信号）の出力波形が示され、下側にはチャネルＣＨ２（マイクロフォン２０からの検出信号）の出力波形が示されている。
【００９１】
図８〜図１０の各々において、光ファイバシート１０の出力波形およびマイクロフォン２０の出力波形に、それぞれ変動が生じている。光ファイバシート１０の出力波形に変動が生じるタイミングと、マイクロフォン２０の出力波形に変動が生じるタイミングとは互いに良く一致している。よって、光ファイバシート１０およびマイクロフォン２０がそれぞれ、被験者の嚥下運動を捕捉していることが確認された。
【００９２】
さらに、図９および図１０に示される光ファイバシート１０の出力波形を比較すると、液体（水）を嚥下したときと固形物（ゼリー）を嚥下したときとでは、出力波形の変動の様子が異なることが確認された。詳細には、固形物を嚥下したときよりも液体を嚥下したときの方が鋭い波形変動を捕捉できることが確認された。
【００９３】
（測定結果２）
次に、嚥下運動モニタリングセンサシステム２００において、デジタルオシロスコープ７０を、上記測定結果１で用いたデジタルオシロスコープ（製品名：UDS-5202、日本データシステム社製）とは異なるデジタルオシロスコープ（製品名：OWON  VDS3104、Lilliput社製）に変更した。変更後のデジタルオシロスコープのチャネルＣＨ１，ＣＨ２に、光ファイバシート１０からの検出信号およびマイクロフォン２０からの検出信号をそれぞれ入力した。
【００９４】
測定では、嚥下障害のない４人の成人男性を被験者とし、各被験者の喉頭部に光ファイバシート１０を装着した。
【００９５】
光ファイバシート１０の光ファイバ１４には、グレーディドインデックス型石英系光ファイバ（ＧＩ−ＳｉＯ２）を用いた。ＧＩ−ＳｉＯ２は、屈折率がコアの中心からクラッド方向へ中心軸対称の分布形状を有する屈折率分布（Graded  Index）を有する石英系光ファイバである。
【００９６】
また、嚥下用飲食物には、飲料水（例えばお茶）および柔らかい食べ物（例えば杏仁豆腐）を選定した。
【００９７】
図１１に、一人の被験者が３回連続して唾液を嚥下したときの測定結果を示す。図１１の縦軸は、光パワーメータ５０により計測された受光量（電圧）およびラベリア型コンデンサマイクの出力電圧を示す。図１１の横軸は時間を示している。
【００９８】
図１１を参照して、ＣＨ１は光ファイバシート１０からの検出信号の出力波形を示し、ＣＨ２はマイクロフォン２０からの検出信号の出力波形を示している。
【００９９】
マイクロフォン２０の出力波形には、時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の合計３回において、鋭い音声波形（クリック音）が観測されており、嚥下回数とクリック音回数とが一致していることが分かる。
【０１００】
一方、光ファイバシート１０の出力波形には、クリック音が観測された時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の各々において、受光量の低下が見られた。これにより、被験者が唾液を嚥下するたびに光ファイバ１４の伝送損失が変化していることが分かる。
【０１０１】
このように、マイクロフォン２０の出力波形と光ファイバシート１０の出力波形とを比較すると、波形が変動するタイミングが互いに良く一致していることが確認された。図１２には、図１１に示す出力波形のうち、３番目の嚥下運動（図１１中の時間Ｔ３に相当）に対応する部分を拡大した波形を示す。
【０１０２】
図１２に示す波形は、図１１に示す出力波形データをＣＳＶ（Comma−Separated  Values）形式で保存してグラフ化したものから、データ番号３５００〜４３００区間（データ数８００）を抽出したものである。図中に破線で囲まれた領域において、マイクロフォン２０が捉えた嚥下音と、光ファイバシート１０が捉えた喉頭部の動きとが良好に対応していることが分かる。
【０１０３】
上述のように、本実施の形態に係る嚥下運動モニタリングセンサ１は、光ファイバシート１０が被験者の喉頭部の動きを捉える一方で、マイクロフォン２０が耳内で耳管開放の瞬間に発するクリック音（嚥下音）を捉えるように構成されている。図１１および図１２に示す嚥下運動モニタリングセンサシステム２００での測定結果からは、光ファイバシート１０およびマイクロフォン２０が互いに良く一致して被験者の嚥下運動を捉えていることが確認された。
【０１０４】
（測定結果３）
測定ではさらに、上記測定結果２における４人の被験者を対象として、使用される光ファイバが異なる３種類の光ファイバシート１０について、唾液嚥下に対する感度の比較を行なった。
【０１０５】
比較では、図７に示す嚥下運動モニタリングセンサシステム２００において、プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）、グレーディドインデックス型石英系光ファイバ（ＧＩ−ＳｉＯ２）、および、ステップインデックス型プラスチッククラッド石英ガラスコア光ファイバ（ＨＳＦＦ：High  Sensitive  F-SAS  Fiber）のいずれかを用いた３種類の光ファイバシート１０を準備した。ステップインデックス型プラスチッククラッド石英ガラスコア光ファイバとは、コア内の屈折率分布が一様であるプラスチッククラッド石英ガラスコア光ファイバである。
【０１０６】
被験者ごとに、３種類の光ファイバシート１０およびマイクロフォン２０を用いて嚥下運動を測定した。図１３〜図１５に測定結果の一例を示す。
【０１０７】
図１３は、ＰＯＦを用いたときの測定結果である。図１４は、ＧＩ−ＳｉＯ２を用いたときの測定結果である。図１５は、ＨＳＦＦを用いたときの測定結果である。各図（ａ）には被験者がお茶を嚥下したときの光ファイバシート１０の出力波形が示され、各図（ｂ）には被験者が杏仁豆腐を嚥下したときの光ファイバシート１０の出力波形が示されている。
【０１０８】
次に、測定結果に基づいて、マイクロフォン２０の出力波形と同じタイミングで光ファイバシート１０の出力波形に変動が表れているかどうか、および、光ファイバシート１０の出力波形の変動の大きさについて評価した。
【０１０９】
評価では、マイクロフォン２０の出力波形と同じタイミングで光ファイバシート１０の出力波形に変動が表れており、かつ、その変動の大きさが閾値以上である場合を「感度良」と判断した。一方、マイクロフォン２０の出力波形が変動するタイミングで光ファイバシート１０の出力波形に変動が表れていない場合、あるいは、光ファイバシート１０の出力波形に表れた変動の大きさが閾値未満である場合を「感度不良」と判断した。表１に比較結果を示す。表１では、各光ファイバの感度を、４件の測定結果のうち「感度良」と評価された件数の頻度で表わしている。
【０１１０】
【表１】
2017033228.tif 000003
【０１１１】
表１を参照して、ＰＯＦを用いた場合、光ファイバシート１０の出力波形に変動が表れるものの、その変動の大きさが閾値に満たないケースが観測された。また、被験者によっては、光ファイバシート１０の出力波形に変動が表れないケースが観測された。その結果、感度良の発生頻度は２５％であった。
【０１１２】
一方、ＧＩ−ＳｉＯ２を用いた場合には、４人の被験者全員に対して、光ファイバシート１０の出力波形の変動を明瞭に捉えることができた（発生頻度１００％）。また、ＨＳＳＦは、ＰＯＦとＧＩ−ＳｉＯ２との中間に位置する感度（発生頻度５０％）を示した。この結果、嚥下運動への感度はＧＩ−ＳｉＯ２を用いた光ファイバシート１０が最も高いことが確認された。
【０１１３】
［実施の形態の変形例］
以下、本実施の形態に係る嚥下運動モニタリングセンサ１および嚥下運動モニタリングセンサシステム２００の変形例について説明する。各変形例は例示であり、異なる変形例で示した構成の部分的な置換または組合せが可能であることは言うまでもない。
【０１１４】
［変形例１］
第１の変形例では、光ファイバシートにおける光ファイバの配設例について説明する。
【０１１５】
図１６〜図１９はそれぞれ、光ファイバの配設例を示す平面図である。なお、図１６〜図１９に示す光ファイバシート１０Ａ〜１０Ｄはいずれも、喉頭部を中心に被験者の首回りに装着される（図２参照）。また、光ファイバシート１０Ａ〜１０Ｄはそれぞれ、光ファイバシート１０に代えて、図７に示す嚥下運動モニタリングセンサシステム２００に適用可能である。
【０１１６】
図５で説明したように、光ファイバ１４は、シート状体１２上に、一筆書き状に配設される。図１６に示す配設例では、光ファイバシート１０Ａは、図５に示す光ファイバシート１０と同様に、シート状体１２に、１本の光ファイバ部分を変形させることによって形成された蛇行部が配設されている。
【０１１７】
具体的には、蛇行部は、横幅が８５ｍｍ、縦幅が６５ｍｍの矩形状のシート状体１２の幅方向（第１の方向）に互いに延びる複数の直線部１４ａと、２本の直線部１４ａの端部間をそれぞれ接続する複数の曲線部１４ｂとを有する。
【０１１８】
複数の直線部１４ａは、シート状体１２の長さ方向（第２の方向）に間隔を隔てて並べて配置されている。図１６の例では、複数の直線部１４ａのうち相対的に上流側に位置する第１および第２の直線部１４ａの間を、相対的に下流側に位置する第３の直線部１４ａが通るように、光ファイバ部分が変形されている。
【０１１９】
このような構成とすることにより、光ファイバシート１０Ａでは、光ファイバシート１０に比べて、光ファイバの長さ（光路長）がより長くなっている。また、直線部１４ａの本数が増えたことで、隣接する直線部１４ａの間隔がより短くなっている。その結果、光ファイバシート１０Ａは、光ファイバシート１０に比べて、被験者の喉頭部の動きに対する伝送損失の変化がより大きくなるため、嚥下運動モニタリングセンサとしての感度を向上させることができる。
【０１２０】
図１７に示す配設例では、光ファイバシート１０Ｂは、光ファイバシート１０と同様に、シート状体１２に、１本の光ファイバ部分を変形させることによって形成された蛇行部が配設されている。具体的には、蛇行部は、横幅が８５ｍｍ、縦幅が８０ｍｍの矩形状のシート状体１２の幅方向に互いに延びる複数の直線部１４ａと、２本の直線部１４ａの端部間をそれぞれ接続する複数の曲線部１４ｂと、複数の環状部１４ｃとを有する。
【０１２１】
複数の環状部１４ｃは、複数の直線部１４ａのうちの一部の直線部１４ａに、シート状体１２の幅方向に並ぶように形成されている。なお、環状部１４ｃは、真円である必要はなく、楕円のように扁平したものであってもよい。
【０１２２】
環状部１４ｃは、隣接する環状部１４ｃと交差するとともに、一部の直線部１４ａと交差するように配置されている。なお、交差とは、シート状体１２の平面視において光ファイバ同士が交差しており、シート状体１２の面に垂直な方向に力が加えられたときに、一方の光ファイバが他方の光ファイバに側圧を与え得ることをいう。光ファイバは側圧が与えられることにより伝送損失を生じる。よって、交差部の数は多いほど好ましい。
【０１２３】
図１７の例では、環状部１４ｃ同士が交差する部分、および、環状部１４ｃと直線部１４ａとが交差する部分において、光ファイバ同士が接する接点が形成される。この接点が作用点となって光ファイバ１４に側圧を発生させる。その結果、光ファイバシート１０Ｂでは、光ファイバシート１０に比べて、喉頭部の動きによる側圧がより大きく光ファイバ１４に発生する。したがって、喉頭部のわずかな動きに対してもより大きな光量変化が生じることになるため、嚥下運動モニタリングセンサとしての感度を向上させることができる。なお、環状部１４ｃの径、交差部の数、および交差部の位置は、光ファイバ１４の素材、外形等を考慮して、光ファイバシート１０Ｂの感度が上昇するように決められる。
【０１２４】
図１８および図１９に示す配設例では、シート状体１２上に、２本の光ファイバ１４Ｕ，１４Ｄがそれぞれ一筆書き状に配設される。光ファイバシートは、２つの伝送信号光が並列入力される２つの入力端１４ｉ１，１４ｉ２と、当該２つの伝送信号光を並列出力する２つの出力端１４ｏ１，１４ｏ２とを有する。一対となる入力端と出力端との間には、１本の光ファイバ部分を変形させることによって形成された蛇行部がそれぞれ配設される。
【０１２５】
具体的には、図１８に示す光ファイバシート１０Ｃでは、横幅が８５ｍｍ、縦幅が１００ｍｍの矩形状のシート状体１２の長さ方向（第２の方向）に、２個の蛇行部が間隔を隔てて並べて配設されている。一方の蛇行部は光ファイバ１４Ｕによって形成され、他方蛇行部は光ファイバ１４Ｄによって形成される。２個の蛇行部は構成が同じである。
【０１２６】
図１８の例では、各蛇行部は、図１６に示す光ファイバシート１０Ａにおける蛇行部と類似した構成を有している。すなわち、蛇行部は、シート状体１２の幅方向に互いに延びる複数の直線部１４ａと、２本の直線部１４ａの端部間をそれぞれ接続する複数の曲線部１４ｂとを有する。
【０１２７】
図１９に示す光ファイバシート１０Ｄでは、横幅が８５ｍｍ、縦幅が７５ｍｍの矩形状のシート状体１２の長さ方向（第２の方向）に、２個の蛇行部が間隔を隔てて並べて配置されている。一方の蛇行部は光ファイバ１４Ｕによって形成され、他方蛇行部は光ファイバ１４Ｄによって形成される。２個の蛇行部は構成が同じである。
【０１２８】
図１９の例では、各蛇行部は、図１７に示す光ファイバシート１０Ｂにおける蛇行部と類似した構成を有している。すなわち、蛇行部は、シート状体１２の幅方向に互いに延びる２本の直線部１４ａと、２本の直線部１４ａの端部間を接続する曲線部１４ｂと、直線部１４ａにシート状体１２の幅方向に並ぶように形成された３つの環状部１４ｃとを有する。
【０１２９】
図１８および図１９に示す配設例では、光ファイバ１４Ｕ，１４Ｄの入力端１４ｉ１，１４ｉ２にそれぞれ入射された光は、光ファイバにより伝送された後、出力端１４ｏ１，１４ｏ２からそれぞれ出射される。光ファイバ１４Ｕ，１４Ｄの出力端１４ｏ１，１４ｏ２にはそれぞれ、図示しない光パワーメータ（受光部）が接続されている。
【０１３０】
光ファイバ１４Ｕ，１４Ｄの蛇行部にはそれぞれ、被験者の喉頭部の動きに応じた側圧が加わる。被験者の喉頭部の拳上および下垂に応じて側圧が変化することにより、光ファイバ１４Ｕ，１４Ｄのそれぞれの伝送損失が変化する。
【０１３１】
図１８および図１９の配設例では、光ファイバ１４Ｕの蛇行部と光ファイバ１４Ｄの蛇行部とは、喉頭部の動き（図４の矢印方向）に対して平行な方向に並んで配置されている。そのため、光ファイバ１４Ｄの伝送損失は、光ファイバ１４Ｕの伝送損失よりも遅れて変化することになる。この伝送損失の変化の時間差を検出することにより、被験者の喉頭部の拳上（嚥下）の速度を計測することができる。
【０１３２】
特に、図１９に示す光ファイバシート１０Ｄによれば、被験者が、嚥下運動が鈍い高齢者や、喉頭部の突出しが成人男性よりも低い女性である場合においても、被験者の喉頭部の嚥下運動の速度を精度良く計測できることが確認されている。
【０１３３】
なお、図１８および図１９では、一枚のシート状体１２に２本の光ファイバ１４Ｕ，１４Ｄを配設する構成について例示したが、シート状体１２に３本以上の光ファイバを配設する構成としてもよい。具体的には、シート状体１２の長さ方向に、３個以上の蛇行部を間隔を隔てて並べて配設する。３個以上の蛇行部のそれぞれに、被験者の喉頭部の動きに応じた側圧が加わることにより、３本以上の光ファイバのそれぞれの伝送損失が変化する。３本以上の光ファイバ間で伝送損失の変化の時間差を検出することにより、２本の光ファイバ間で伝送損失の変化の時間差を検出する構成に比べて、より正確に嚥下運動の速度を計測することができる。
【０１３４】
［変形例２］
第２の変形例では、光ファイバシートの装着方法について説明する。図２に示したように、光ファイバシートは、喉頭部を中心に被験者の首回りに装着される。光ファイバシートの装着には、例えば、図２０に示されるような固定バンド３００が用いられる。固定バンド３００としては、頸椎を一定圧で固定するための頸椎固定装具、気管カニューレホルダ、または、伸縮性のある医療用ネット包帯などを適用することができる。
【０１３５】
図２０（ａ）に示されるように、固定バンド３００の一方の主面上には光ファイバシート１０が載置される。光ファイバシート１０に代えて、上記の光ファイバシート１０Ａ〜１０Ｄのいずれかを載置してもよい。図２０（ｂ）に示されるように、固定バンド３００は、光ファイバシート１０が喉頭部に接触するように、被験者１００の首回りに巻回される。これにより、光ファイバシート１０を一定圧で喉頭部に密着させることができる。
【０１３６】
固定バンド３００を用いて光ファイバシート１０が装着された被験者の嚥下運動を測定した。測定では、嚥下障害のない成人男性を被験者とし、被験者の喉頭部に、頸椎固定装具を用いて光ファイバシート１０を装着した。
【０１３７】
光ファイバシート１０の光ファイバ１４には、ＧＩ−ＳｉＯ２を用いた。図２１に、被験者が３回連続して唾液を嚥下したときの測定結果を示す。図２１の縦軸は、光ファイバシート１０からの検出信号として、光パワーメータ５０により計測された受光量（電圧）を示し、図２１の横軸は時間を示す。
【０１３８】
図２１を参照して、ＣＨ１は光ファイバシート１０からの検出信号の出力波形を示している。光ファイバシート１０の出力波形には、合計３回において受光量の低下が見られている。頸椎固定装具により装着された光ファイバシート１０が、被験者が唾液を嚥下するときの喉頭部の動きを捉えていることが確認された。
【０１３９】
図２０に示す固定バンド３００に代えて、図２２に示されるような紐状の弾性部材を用いて光ファイバシート１０を装着させることも可能である。具体的には、図２２（ａ）に示されるように、光ファイバシート１０の幅方向の両端面には、７０〜１４０ｍｍ程度の長さのゴム紐３１０が取り付けられている。ゴム紐３１０は長さ方向の両端が光ファイバシート１０に接続されることによって、輪状になっている。この輪状の部分を通るようにゴム紐３２０がさらに取り付けられている。
【０１４０】
図２２（ｂ）に示されるように、ゴム紐３２０を被験者１００の首回りに巻回することによって、光ファイバシート１０が喉頭部に密着する。光ファイバシート１０に代えて、上記の光ファイバシート１０Ａ〜１０Ｄのいずれかを用いてもよい。
【０１４１】
ゴム紐３１０，３２０を用いて光ファイバシート１０が装着された被験者の嚥下運動を測定した。被験者は、図２１の測定結果における被験者と同一である。光ファイバシート１０の光ファイバ１４には、ＧＩ−ＳｉＯ２を用いた。図２３に、被験者が３回連続して唾液を嚥下したときの測定結果を示す。図２３の縦軸は、光ファイバシート１０からの検出信号として、光パワーメータ５０により計測された受光量（電圧）を示し、図２３の横軸は時間を示す。
【０１４２】
図２３を参照して、ＣＨ１は光ファイバシート１０からの検出信号の出力波形を示している。光ファイバシート１０の出力波形には、合計３回において受光量の低下が見られている。ゴム紐３１０，３２０により装着された光ファイバシート１０が、被験者が唾液を嚥下するときの喉頭部の動きを捉えていることが確認された。
【０１４３】
ここで、図２１に示す測定結果と図２３に示す測定結果とを比較すると、光ファイバシート１０の出力波形に表れた変動の大きさは、図２３に示す測定結果の方が大きくなっている。したがって、今回の測定結果からは、紐状の弾性部材を用いて光ファイバシート１０を装着することで、固定用バンドを用いて光ファイバシート１０を装着するよりも、嚥下運動に対する感度が高いことが確認された。
【０１４４】
［変形例３］
上述した実施の形態では、光ファイバシート１０およびマイクロフォン２０からの検出信号をデジタルオシロスコープ７０で測定する構成について説明したが、デジタルオシロスコープ７０内部で発生するノイズが検出信号に重畳することによって正確な測定が困難となる場合がある。
【０１４５】
図２４は、デジタルオシロスコープ（製品名：OWON  VDS3104、Lilliput社製）で測定された光ファイバシート１０の検出信号（電圧波形データ）をＣＳＶ形式で保存しグラフ化したものである。図２４において、縦軸は光パワーメータ５０により計測された受光量（電圧）を示し、横軸はデータ件数を示している。出力波形にノイズが重畳しているために、グラフからは受光量の低下を正確に検出することが難しくなっている。
【０１４６】
そこで、第３の変形例では、デジタルオシロスコープ７０で測定される出力波形に対して単純移動平均化処理を施すことにより、出力波形に重畳するノイズを除去する。図２５に、単純移動平均化処理が施された光ファイバシート１０の出力波形を示す。図２５に示す出力波形は、直近の複数個（たとえば１２８個）のデータを平均した値に基づくものである。図２５に示す出力波形では、ノイズが除去されたことにより、図２４に示す出力波形に比べて、３回の嚥下運動がより明瞭に表現できていることが確認された。これにより、嚥下運動への感度をさらに向上させることが可能となる。
【０１４７】
［変形例４］
第４の変形例では、信号処理部３０の構成例について説明する。図２６は、第４の変形例に係る嚥下運動モニタリングセンサシステムの概略構成図である。
【０１４８】
図２６に示されるように、嚥下運動モニタリングセンサシステム２１０は、図７に示す嚥下運動モニタリングセンサシステム２００と基本的構成が同じである。相違点は、光パワーメータ５０の出力信号がオーディオミキサ６２を経由してＰＣ８０のオーディオ入力部（第１のオーディオ入力ＣＨ１）に入力されている点、および、オーディオミキサ６０の出力信号がデジタルオシロスコープ７０を経由せずにＰＣ８０のオーディオ入力部（第２のオーディオ入力ＣＨ２）に入力されている点にある。
【０１４９】
本変形例では、デジタルオシロスコープ７０に代えて、ＰＣ８０上に、周波数帯域が異なる２つの出力信号の波形を同一時間軸上に並べて表示することを試みた。すなわち、ＰＣ８０は「表示部」に対応する。ＰＣ８０は、その内部にマイクロフォン２０からの検出信号をディジタルサンプリングが可能なように構成されたオーディオ入力部を有している。表示部がオーディオ入力部を備えていない場合には、外付けのオーディオ入力ユニットを用いることで、同様の機能を実現することができる。
【０１５０】
具体的には、まず、音声解析ソフトを用いて、オーディオミキサ６０の出力信号を、複数の異なるサンプリング周波数で録音し、クリック音（嚥下音）が鮮明に取得されるサンプリング周波数の下限を設定した。実験では、４４．１ｋＨｚ、３２ｋＨｚ、２２．０５ｋＨｚ、１６ｋＨｚ、１１．０２５ｋＨｚ、８ｋＨｚ、４ｋＨｚの計７つのサンプリング周波数で録音したクリック音を比較した。比較結果から、１６ｋＨｚがサンプリング周波数の下限であることが判明した。そこで、サンプリング周波数を１６ｋＨｚに設定した。
【０１５１】
次に、この実験結果を基に、オーディオミキサ６２において、１０Ｈｚ前後の周波数成分を持つ光パワーメータ５０の出力信号に、サンプリング周波数とほぼ同一の周波数のダミー信号を重畳させた。
【０１５２】
ここで、光パワーメータ５０の出力信号（アナログ信号出力）は直流電圧成分を多く含んでいる。そのため、光パワーメータ５０の出力信号をそのままＰＣ８０内部のオーディオ入力部に入力すると、直流電圧成分が失われてしまう可能性がある。ダミー信号は、このような不具合を避けるための搬送波として用いるものである。
【０１５３】
具体的には、光パワーメータ５０の出力信号は、ダミー信号が重畳されることによって、オーディオアンプで扱うことができる交流信号に変換される。これにより、光パワーメータ５０の出力信号を、ＰＣ８０に内蔵されたオーディオ入力機能もしくは外付けのオーディオ入力ユニットを通じてＰＣ８０に入力することが可能となる。
【０１５４】
なお、ダミー信号の周波数は、オーディオ入力部またはオーディオ入力ユニットの周波数特性に基づいて決定される。通常、ダミー信号の周波数は１６ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下の周波数に決定されるが、嚥下運動の解析に影響を与えない限りにおいてオーディオ入力できる範囲の周波数であればよく、１６ｋＨｚよりも低い周波数（例えば１００Ｈｚ）であってもよい。
【０１５５】
このダミー信号が重畳された光パワーメータ５０の出力信号と、オーディオミキサ６０の出力信号とを、ＰＣ８０のオーディオ入力部にてディジタルサンプリングすることにより、ＷＡＶ（RIFF（Resource  Interface  File  Format）Waveform  Audio  Format）形式のデータに変換した。変換したデータを音声解析ソフトを用いて同一時間軸上に並べて表示した。図２７に測定結果を示す。
【０１５６】
図２７を参照して、ＣＨ１（１ｃｈ−ＩｎｆｄＢ）は光パワーメータ５０により計測された受光量を示し、ＣＨ２（２ｃｈ−ＩｎｆｄＢ）はラベリア型コンデンサマイクの出力電圧を示す。これらの出力波形は、一人の被験者が３回連続して唾液を嚥下したときの測定結果である。
【０１５７】
図２７に示されるように、光パワーメータ５０の出力信号は、ダミー信号に重畳される形でＣＨ１に表示されている。同一時間軸上にはオーディオミキサ６０の出力信号がＣＨ２に表示されている。
【０１５８】
搬送波（ダミー信号）の周波数がサンプリング周波数と同一の場合、原理上は搬送波を正確に計測できないはずである。図２７に示すＣＨ１に搬送波が表示されているのは、サンプリング周波数とダミー信号の周波数との間に若干の差異があるか、あるいは、オーディオミキサの特性によりダミー信号の波形が変形したことに起因するものと考えられる。
【０１５９】
本変形例においても、クリック音が観測されるタイミングで受光量の低下が観測されており、光ファイバシート１０およびマイクロフォン２０が互いに良く一致して被験者の嚥下運動を捉えていることが確認された。これによれば、デジタルオシロスコープ等の高価な装置を用いることなく、通常のオーディオ入力機能を備えたＰＣを用いて２つの出力波形を比較することができる。よって、簡易な装置構成で、嚥下運動の検出および解析を正確に行なうことが可能となる。
【０１６０】
［変形例５］
第５の変形例では、外形変動センサ５の他の構成例について説明する。上記のように、外形変動センサ５は、嚥下運動に関連する喉頭部の外形変動を検出するように構成されている。
【０１６１】
図２８に示される嚥下運動モニタリングセンサシステム２２０は、外形変動センサ５として、感圧センサシート９０を備える。
【０１６２】
感圧センサシート９０とは、シート状に成形された静電容量方式の感圧センサである。静電容量方式の感圧センサは、外部からの圧力によってコンデンサの可動極が変形して発生する静電容量の変化を電気信号に変換する。図２８の例では、感圧センサに加わる圧力は、被験者の喉頭部の動きに応じて変化する。
【０１６３】
感圧センサシート９０は、計測された圧力を電気信号に変換して出力する。感圧センサシート９０の出力信号は、電気アンプ９５によって増幅された後、オーディオミキサ６２においてダミー信号が重畳される。ダミー信号が重畳された出力信号は、ＰＣ８０のオーディオ入力のチャネルＣＨ１に入力される。
【０１６４】
ＰＣ８０のオーディオ入力のチャネルＣＨ２には、オーディオミキサ６０を介してマイクロフォン２０により検出された嚥下音を示す検出信号が入力される。ＰＣ８０は、予めインストールされている解析ソフトを駆動することにより、チャネルＣＨ１、ＣＨ２にそれぞれ入力される２つの出力波形データを解析する。
【０１６５】
図２９に示される嚥下運動モニタリングセンサシステム２３０は、外形変動センサ５として、感圧ゴムセンサシート９２を備える。
【０１６６】
感圧ゴムセンサシート９２とは、シート状に成形された感圧ゴムである。感圧ゴムは、外部からの圧力によって導電性ゴムが変位して発生する電気抵抗値の変化を電気信号に変換する。図２９の例では、感圧ゴムに加わる圧力は、被験者の喉頭部の動きに応じて変化する。
【０１６７】
感圧ゴムセンサシート９２は、計測された圧力を電気信号に変換して出力する。感圧ゴムセンサシート９２の出力信号は、電気アンプ９５によって増幅された後、オーディオミキサ６２においてダミー信号が重畳される。ダミー信号が重畳された出力信号は、ＰＣ８０のオーディオ入力のチャネルＣＨ１に入力される。
【０１６８】
ＰＣ８０のオーディオ入力のチャネルＣＨ２には、オーディオミキサ６０を介してマイクロフォン２０により検出された嚥下音を示す検出信号が入力される。ＰＣ８０は、予めインストールされている解析ソフトを駆動することにより、チャネルＣＨ１、ＣＨ２にそれぞれ入力される２つの出力波形データを解析する。
【０１６９】
［変形例６］
食物の嚥下と呼吸とは精細に協調していることが知られている（例えば、Harold G. Preiksaitis et al., J Appl Physiol 81:1707-1714, 1996）。これによれば、通常、嚥下時において一時的に呼吸が止まる状態が現われる。このように嚥下に伴って呼吸が一時的に停止する状態は「嚥下性無呼吸」と呼ばれている。嚥下性無呼吸は、気管または気管支内に食塊が入り込む（誤嚥）のを防ぐために働く機能である。
【０１７０】
嚥下機能が正常である場合には、通常、呼気から嚥下に伴って一旦呼吸が停止し、嚥下後再び呼気を生じる、すなわち、呼気→嚥下（無呼吸）→呼気という順序からなる呼吸パターンが観測される。これに対して、嚥下機能が低下している場合には、この嚥下前後の呼吸パターンに乱れが生じる場合がある。例えば、嚥下後に呼気に代えて吸気が生じれば、それだけ誤嚥のリスクが高まることになる。したがって、嚥下の動態とともに嚥下時の呼吸パターンを正確かつ簡便に検出することができれば、嚥下障害の診断および誤嚥性肺炎の予防に大いに役立つと考えられる。
【０１７１】
一方、現在のところ、嚥下時の呼吸パターンの検出には、Respitrace  Calibratorを用いた誘導体積変動記録法が採用されている。この手法は、比較的高価な装置を要するため、一般の臨床場面において使用することが必ずしも容易でない。
【０１７２】
本発明者らは、これまでに、睡眠時無呼吸症候群の診断装置として、光ファイバシートを用いて、呼吸によって生じるわずかな身体の動きを検出することに成功している（例えば、Seiko Mitachi et al., APSS-SLEEP2010, Vol.33, A139, 2010)。当該診断装置によれば、寝具上に載置された光ファイバシートを通過することにより生じた光量の変化に基づいて、無呼吸状態であるか、低呼吸状態であるか、あるいは、呼吸に無関係な体動（例えば寝返り）であるかを判定することができる。
【０１７３】
そこで、第６の変形例では、光ファイバシートを用いて、嚥下運動に関連する胸郭の外形変動を検出する。具体的には、光ファイバシートを被験者の胸部に圧着させることにより、胸郭の拡大、縮小および停止、すなわち、吸気、呼気および呼吸停止期を捉える。
【０１７４】
これによれば、非侵襲的かつ簡便に嚥下時の呼吸パターンを検出することができる。そして、検出された嚥下時の呼吸パターンと、上記の実施の形態に係る嚥下運動モニタリングセンサによって検出された嚥下運動の動態とを組み合わせることによって、嚥下機能を客観的に評価することが可能となる。
【０１７５】
図３０は、第６の変形例に係る嚥下運動モニタリングセンサ１Ａの構成を示す図である。図３０を参照して、嚥下運動モニタリングセンサ１Ａは、２台の外形変動センサ５，６と、マイクロフォン２０と、信号処理部３０とを備える。
【０１７６】
第６の変形例に係る嚥下運動モニタリングセンサ１Ａは、図１に示す嚥下運動モニタリングセンサ１に、外形変動センサ６を付加したものである。以下の説明では、外形変動センサ５を「第１の外形変動センサ５」とも称し、外形変動センサ６を「第２の外形変動センサ６」とも称する。
【０１７７】
図３１は、図３０に示される外形変動センサ５，６およびマイクロフォン２０を被験者１００に装着した様子を示す図である。図３１には被験者１００の上半身部分が模式的に示されている。
【０１７８】
第１の外形変動センサ５は、喉頭部を中心に被験者１００の首回りに装着される。第１の外形変動センサ５には、光ファイバシート（図４参照）、感圧センサシート（図２８参照）、または、感圧ゴムセンサシート（図２９参照）を用いることができる。第１の外形変動センサ５は、嚥下運動に関連する喉頭部の外形変動を検出するように構成される。
【０１７９】
マイクロフォン２０は、被験者１００の耳の内部（外耳道内）に装着される。マイクロフォン２０は、嚥下運動に関連して耳内に発生する嚥下音を検出するように構成される。
【０１８０】
第２の外形変動センサ６は、被験者１００の胸部に装着される。第２の外形変動センサ６には、光ファイバシートが用いられる。第２の外形変動センサ６は、嚥下運動に関連する胸郭の外形変動を検出するように構成される。第２の外形変動センサ６は、胸部に代えて、もしくは胸部に加えて腹部に装着してもよい。また、第２の外形変動センサ６に、感圧センサシートまたは感圧ゴムセンサシートを用いてもよい。
【０１８１】
第１の外形変動センサ５により検出された喉頭部の外形変動を示す検出信号、マイクロフォン２０により検出された嚥下音を示す検出信号、および、第２の外形変動センサ６により検出された胸郭の外形変動を示す検出信号はともに、信号処理部３０に入力される。信号処理部３０は、外形変動センサ５，６およびマイクロフォン２０の各々から出力される検出信号を処理する。
【０１８２】
図３２は、第６の変形例に係る嚥下運動モニタリングセンサ１Ａを用いて構成される嚥下運動モニタリングセンサシステムの一例を示す概略構成図である。
【０１８３】
図３２を参照して、嚥下運動モニタリングセンサシステム２４０は、光ファイバシート１０α（第１の外形変動センサ）と、光ファイバシート１０β（第２の外形変動センサ）と、マイクロフォン２０と、光源部４０α，４０βと、光パワーメータ５０α，５０βと、オーディオミキサ６０と、デジタルオシロスコープ７０と、ＰＣ８０とを備える。
【０１８４】
図３１で説明したように、嚥下運動の測定にあたって、被験者の喉頭部に第１の外形変動センサ５である光ファイバシート１０αが装着されるとともに、被験者の耳内にマイクロフォン２０が装着される。さらに、嚥下時の呼吸パターンの測定にあたって、被験者の胸部に第２の外形変動センサ６である光ファイバシート１０βが装着される。光ファイバシート１０βの装着方法は、光ファイバシート１０αの装着方法と同様である。
【０１８５】
光ファイバシート１０α，１０βの基本的構成は、上記実施の形態における光ファイバシート１０，１０Ａ〜１０Ｄと同じである。すなわち、図５および図１６〜図１９に示したように、矩形状のシート状体上に、１本または複数本の光ファイバ１４が一筆書き状に配設されている。
【０１８６】
光ファイバシート１０αの光ファイバ１４の入力端には、光源部４０αから連続的に供給される一定光量の光が入射される。光パワーメータ５０αは、光ファイバ１４から伝送された出射光を受光し、受光した光量を計測する。計測される受光量（減衰量）は、被験者の喉頭部の動きに応じて光ファイバシート１０αに加わる側圧に応じて変化する。光パワーメータ５０αは、計測された受光量を電気信号に変換し、変換した電気信号をデジタルオシロスコープ７０のチャネルＣＨ１に入力する。
【０１８７】
光ファイバシート１０βの光ファイバ１４の入力端には、光源部４０βから連続的に供給される一定光量の光が入射される。光パワーメータ５０βは、光ファイバ１４から伝送された出射光を受光し、受光した光量を計測する。計測される受光量（減衰量）は、被験者の胸郭の動きに応じて光ファイバシート１０βに加わる側圧に応じて変化する。光パワーメータ５０βは、計測された受光量を電気信号に変換し、変換した電気信号をデジタルオシロスコープ７０のチャネルＣＨ３に入力する。
【０１８８】
光ファイバシート１０βにより計測される受光量（減衰量）の変化は、胸郭の動きに応じて光ファイバ１４に加わる側圧とほぼ比例関係になる。したがって、受光量の変化が小さいと胸郭の動きが小さく、受光量の変化が大きいと胸郭の動きが大きいと判断できる。本変形例では、受光量の変動に基づいて、胸郭の拡大、縮小、停止、すなわち吸気、呼気、呼吸停止期を判定する。
【０１８９】
マイクロフォン２０により検出された嚥下音を示す検出信号は、オーディオミキサ６０に入力される。オーディオミキサ６０は、検出された嚥下音の音量を調整し、調整後の検出信号をデジタルオシロスコープ７０のチャネルＣＨ２に入力する。
【０１９０】
デジタルオシロスコープ７０は、チャネルＣＨ１に光パワーメータ５０αの出力信号を受け、チャネルＣＨ２にオーディオミキサ６０の出力信号を受け、チャネルＣＨ３に光パワーメータ５０βの出力信号を受ける。デジタルオシロスコープ７０は、光パワーメータ５０α，５０βの出力信号およびオーディオミキサ６０の出力信号の時間的変化（出力波形）を、たとえば電圧波形データとして保持する。デジタルオシロスコープ７０は、３つの出力波形をＰＣ８０に送信する。
【０１９１】
デジタルオシロスコープ７０は、３つの出力波形を同一時間軸上に並べて表示することもできる。すなわち、デジタルオシロスコープ７０は、マイクロフォン２０からの検出信号の出力波形と、光ファイバシート１０α，１０βからの検出信号の出力波形とを同一時間軸上に並べて表示可能に構成される。
【０１９２】
ＰＣ８０は、予めインストールされている解析ソフトを駆動することにより、デジタルオシロスコープ７０から送信される３つの出力波形データを解析する。ＰＣ８０による解析結果は、ＣＲＴやプリンタなどの表示装置（図示せず）に表示される。
【０１９３】
以上のような構成とすることにより、嚥下運動モニタリングセンサシステム２４０によれば、簡便な構成にて、被験者の嚥下運動に伴う喉頭部の外形変動および嚥下音とともに、嚥下運動に伴う胸郭の外形変動を同時に非侵襲的に捉えることができる。これにより、非侵襲的および客観的に、嚥下運動および嚥下時の呼吸パターンを測定することができる。この結果、十分な医療設備や人員が揃わない施設であっても、嚥下機能の客観的な評価が可能となるため、医療の発展に大きく貢献し得る。
【０１９４】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１９５】
１，１Ａ  嚥下運動モニタリングセンサ、１０，１０Ａ〜１０Ｄ，１０α，１０β  光ファイバシート、１２  シート状体、１４  光ファイバ、１４ａ  直線部、１４ｂ  曲線部、１４ｃ  環状部、１４ｉ，１４ｉ１，１４ｉ２  入力端、１４ｏ，１４ｏ１，１４ｏ２  出力端、２０  マイクロフォン、３０  信号処理部、４０，４０α，４０β  光源部、５０，５０α，５０β  光パワーメータ、６０，６２  オーディオミキサ、６４  ダミー信号発生器、７０  デジタルオシロスコープ、８０  ＰＣ、９０  感圧センサシート、９２  感圧ゴムセンサシート、９５  電気アンプ、１００  被験者、１０２  鼻腔、１０４  舌、１０６  咽頭部、１０８  喉頭部、１１０  気管、１１２  食道、１１４  耳、１１６  外耳道、２００，２１０，２２０，２３０，２４０  嚥下運動モニタリングセンサシステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【国際調査報告】
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