(57)【要約】【要約書】  口腔内の予め定めた位置に導管から少なくとも１つの無毒性ガスパルスを送達する、人が用いるための口腔内装置。この口腔内装置は、被検者の応答を測定し、それらをフィードバックとして被検者／臨床医に提示する、少なくとも１つの装置を備えるキットとして提供される。ガスボーラスパルス列を発生し、予め定めた口腔内領域にこれを送達し、それに対する被検者の応答をモニタリングする方法も記載する。上記口腔内装置および方法は、嚥下、言語、唾液、および／または口腔感覚運動障害を有する小児および成人の嚥下または言語リハビリテーションにおいて、診断ツール、または治療ツールとして用いることもできる。【選択図】図１
2008539826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者がその口腔内で用いるための口腔内装置であって、
被検者の口腔内の予め定めた位置にヒト無毒性ガスを送達するための少なくとも１本の導管と、
被検者の口腔内に該導管を位置決めするための手段と、
導管を通して少なくとも１つのガスパルスを発生するための手段と、
を含む、上記口腔内装置。
【請求項２】
前記導管の位置決め手段がデンタルスプリントである、請求項１に記載の口腔内装置。
【請求項３】
口腔の片側用の１本と、口腔の反対側用のもう１本の、２本の導管を有する、請求項２に記載の口腔内装置。
【請求項４】
各導管がその遠位末端に孔を備える、請求項３に記載の口腔内装置。
【請求項５】
前記導管が、そこに形成された複数の孔を備える、請求項２に記載の口腔内装置。
【請求項６】
各導管が個別に制御される、請求項３、４または５に記載の口腔内装置。
【請求項７】
前記ガスが空気である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の口腔内装置。
【請求項８】
前記ガスが空気であり、予め定めた位置が口腔内の扁桃周囲領域である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の口腔内装置。
【請求項９】
前記ガスが空気であり、予め定めた位置が口蓋である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の口腔内装置。
【請求項１０】
前記ガスが空気であり、予め定めた位置が口腔内の舌領域である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の口腔内装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのガスパルスを発生する手段がポータブル空気圧縮機である、請求項１〜10のいずれか１項に記載の口腔内装置。
【請求項１２】
前記導管を通して少なくとも１つのガスパルスを発生する手段が、ガスパルスパラメーターを制御する手段を含む、請求項１〜10のいずれか１項に記載の口腔内装置。
【請求項１３】
前記ガスパルスパラメーターを制御する手段が、前記ポータブル空気圧縮機と直列の電子部品ボックスである、請求項12に記載の口腔内装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのガスパルスを発生する手段が、ガスパルスパラメーターを制御する手段を含み、前記ポータブル空気圧縮機と直列の電子部品ボックスであり、少なくとも２つの空気圧調節装置と少なくとも２つのソレノイドを含む、請求項12に記載の口腔内装置。
【請求項１５】
前記ガスをパルス列として送達する、請求項12、13または14に記載の口腔内装置。
【請求項１６】
前記パルス周波数が0.5〜30 Hzである、請求項15に記載の口腔内装置。
【請求項１７】
前記パルス列の時間が２〜20秒である、請求項16に記載の口腔内装置。
【請求項１８】
前記圧力が３cm水柱圧〜15 cm水柱圧である、請求項12〜17のいずれか１項に記載の口腔内装置。
【請求項１９】
前記ガスが周囲温度である、請求項１〜18のいずれか１項に記載の口腔内装置。
【請求項２０】
前記装置を用いて、被検者に嚥下を誘発する、請求項１〜19のいずれか１項に記載の口腔内装置。
【請求項２１】
前記装置を診断ツールとして用いる、請求項１〜19のいずれか１項に記載の口腔内装置。
【請求項２２】
前記装置を言語治療に用いる、請求項１〜19のいずれか１項に記載の口腔内装置。
【請求項２３】
被検者においてガスボーラスを発生し、予め定めた身体的応答をモニタリングするための口腔内キットであって、
被検者の口腔内にガスボーラスを発生する手段と、
被検者の身体的応答を測定する少なくとも１つの測定装置と、
上記少なくとも１つの測定装置に作動可能に接続され、該測定装置からの測定値を記憶するための記憶装置を備える制御装置と、
を含む、上記口腔内キット。
【請求項２４】
前記制御装置が、少なくとも１つの測定装置からの測定値を表示する表示装置をさらに含む、請求項23に記載の口腔内キット。
【請求項２５】
前記測定装置が加速度計であり、該加速度計は、被検者の咽喉からの音を測定し、予め定めた値を超える測定値が、満足な嚥下、力強い嚥下、および随意嚥下のうちの１つを示す、請求項24に記載の口腔内キット。
【請求項２６】
前記測定装置が喉頭運動センサーであり、予め定めた値を超える測定値が、満足な嚥下、力強い嚥下、および随意嚥下のうちの１つを示す、請求項24に記載の口腔内キット。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの測定装置が、加速度計、喉頭運動センサー、胸部運動センサーおよびパルスオキシメーターからなる群より選択される、請求項24に記載の口腔内キット。
【請求項２８】
複数の測定装置をさらに含む、請求項24〜27のいずれか１項に記載の口腔内キット。
【請求項２９】
前記エアボーラスを発生する手段が、
被検者の口腔内の予め定めた位置にヒト無毒性ガスを送達するための少なくとも１本の導管と、
被検者の口腔内に上記導管を位置決めするための手段と、
少なくとも１つのガスパルスを発生するための手段と、
を含む、請求項23に記載の口腔内キット。
【請求項３０】
前記導管の位置決め手段がデンタルスプリントである、請求項29に記載の口腔内キット。
【請求項３１】
２本の導管、すなわち、口腔の片側用の１本と、口腔の反対側用のもう１本を有する、請求項30に記載の口腔内キット。
【請求項３２】
各導管がその遠位末端に孔を備える、請求項31に記載の口腔内キット。
【請求項３３】
前記導管がそこに形成された複数の孔を備える、請求項32に記載の口腔内キット。
【請求項３４】
各導管が個別に制御される、請求項31、32または33に記載の口腔内キット。
【請求項３５】
前記ガスが空気である、請求項29〜34のいずれか１項に記載の口腔内キット。
【請求項３６】
前記ガスが空気であり、予め定めた位置が被検者の扁桃周囲領域である、請求項29〜34のいずれか１項に記載の口腔内キット。
【請求項３７】
前記ガスが空気であり、予め定めた位置が口蓋である、請求項29〜34のいずれか１項に記載の口腔内キット。
【請求項３８】
前記ガスが空気であり、予め定めた位置が被検者の舌領域である、請求項29〜34のいずれか１項に記載の口腔内キット。
【請求項３９】
前記少なくとも１つのガスパルスを発生する手段がポータブル空気圧縮機である、請求項29〜38のいずれか１項に記載の口腔内キット。
【請求項４０】
前記少なくとも１つのガスパルスを発生する手段が、ポータブル空気圧縮機と直列の電子部品ボックスである、請求項29〜38のいずれか１項に記載の口腔内キット。
【請求項４１】
前記少なくとも１つのガスパルスを発生する手段が、ポータブル空気圧縮機と直列の電子部品ボックスであり、少なくとも２つの空気圧調節装置と少なくとも２つのソレノイドを含む、請求項40に記載の口腔内キット。
【請求項４２】
前記ガスをパルス列として送達する、請求項40または41に記載の口腔内キット。
【請求項４３】
前記パルス周波数が0.5〜30 Hzである、請求項42に記載の口腔内キット。
【請求項４４】
前記パルス列の時間が２〜20秒である、請求項42または43に記載の口腔内キット。
【請求項４５】
前記圧力が３cm水柱圧〜15 cm水柱圧である、請求項40〜44のいずれか１項に記載の口腔内キット。
【請求項４６】
前記ガスが周囲温度である、請求項29〜45のいずれか１項に記載の口腔内キット。
【請求項４７】
前記装置を用いて、被検者に嚥下を誘発する、請求項29〜46のいずれか１項に記載の口腔内キット。
【請求項４８】
前記装置を診断ツールとして用いる、請求項29〜46のいずれか１項に記載の口腔内キット。
【請求項４９】
前記装置を言語治療に用いる、請求項29〜46のいずれか１項に記載の口腔内キット。
【請求項５０】
被検者または患者の口腔内にガスボーラスを発生する方法であって、被検者の口腔内の予め定めた領域にガスパルス列を送達するステップを含む、上記方法。
【請求項５１】
前記パルス周波数が0.5〜30 Hzである、請求項50に記載の方法。
【請求項５２】
前記パルス列の時間が２〜20秒である、請求項50または51に記載の方法。
【請求項５３】
前記圧力が３cm水柱圧〜15 cm水柱圧である、請求項50、51または52のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５４】
前記方法を用いて、被検者に嚥下を誘発する、請求項50〜53のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５５】
前記装置を言語治療に用いる、請求項50〜53のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５６】
被検者または患者における口腔感覚異常を診断する方法であって、被検者の口腔内の予め定めた位置に予め定めた振幅および時間の少なくとも１つのガスパルスを送達し、被検者の応答をモニタリングするステップを含む、上記方法。
【請求項５７】
前記少なくとも１つのガスパルスが、予め定めた周波数のガスパルスの列である、請求項56に記載の口腔感覚異常の診断方法。
【請求項５８】
前記パルス周波数が0.5〜30 Hzである、請求項57に記載の口腔感覚異常の診断方法。
【請求項５９】
前記パルス列の時間が２〜20秒である、請求項57または58に記載の口腔感覚異常の診断方法。
【請求項６０】
前記圧力が３cm水柱圧〜15 cm水柱圧である、請求項50〜59のいずれか１項に記載の口腔感覚異常の診断方法。
【請求項６１】
前記予め定めた位置が扁桃周囲領域である、請求項50〜60のいずれか１項に記載の口腔感覚異常の診断方法。
【請求項６２】
前記予め定めた位置が舌である、請求項50〜60のいずれか１項に記載の口腔感覚異常の診断方法。
【請求項６３】
前記予め定めた位置が口蓋である、請求項50〜60のいずれか１項に記載の口腔感覚異常の診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、口腔内装置、特に、診断装置として、または嚥下を誘発するために、もしくは他の口腔治療用途で用いることができる口腔内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
嚥下は、統合的脳幹網の出力によって、嚥下の咽頭段階として表される一連のパターン化された運動が起こる、複雑な挙動である。文献の中には、この髄質嚥下網を活性化する上での口腔咽頭感覚入力の重要性を明らかにしている箇所もあるが、嚥下を誘発するのに必要かつ十分な求心性パターンの範囲についてはまだ十分に解明されていない。上咽頭神経（SLN）または舌咽神経の咽頭枝（GPNph）により賦活される受容領域の刺激が、咽頭嚥下を誘発または調節する上で特に有効であると考えられる。これらの反射発生領域は、喉頭粘膜（喉頭蓋および披裂軟骨を含む）、咽頭外側壁、後扁桃柱および扁桃周囲領域に一致する。
【０００３】
ヒトの場合、前口蓋弓が嚥下に関して最も反射発生的な部位であると長い間考えられてきた。しかし、咽頭嚥下は、健康な成人（老人を含む）において、食塊の先頭が前口蓋弓を通過した後で始まる可能性があるという近年の知見により、嚥下を誘発するためにはさらに後部の咽頭領域の刺激を必要とするであろうことが示唆されている。また、さらに後部の口腔咽頭領域が嚥下の誘発に重要であることは、ヒトの後扁桃柱、ならびに口蓋、咽頭および喉頭蓋の別々の領域が、GPNphおよび迷走神経から形成される密な神経叢により賦活されるという解剖学的証拠によっても示唆されている。迷走／GPNph二者賦活のこれら領域と、嚥下のための反射発生領域とが空間的に一致することから、GPNphと迷走の両方により賦活される領域の刺激によって嚥下が最も容易に誘発されるという仮説が導かれる。時間経過により多数の受容領域内の主要な求心性経路を興奮させる動的刺激は、静的刺激より容易に嚥下を刺激すると考えられる。
【０００４】
嚥下を誘発させるために、様々な刺激様式が使用されてきた。SLNまたはGPNの反復電気刺激（具体的には30〜50 Hzの刺激周波数で）は、多くの種の動物で嚥下を誘発する。これは、刺激の反復性と反復速度が嚥下誘発の重要な変数であることを示唆している。さらに近年、咽頭の電気刺激はヒトにおける咽頭運動皮質呈示の興奮性および大きさの両方を増大させると共に、脳卒中を起こした嚥下障害患者の嚥下を促進することが報告されている。機械的および化学的刺激はある種の動物の嚥下を誘発することができる。ヒトの場合、前扁桃柱の低温機械的刺激の効果に関する報告はまちまちであり、ある著者は嚥下潜伏期の減少と嚥下頻度の増加を報告し、また他の著者は、口腔咽頭での食塊通過、食道協調、または嚥下の時間的パターンに対して、このタイプの刺激の効果を認めることができなかった。３件の研究が、嚥下障害の脳卒中患者の小サンプルで、前扁桃柱の低温機械的刺激の効果を調べている。これらにより、咽頭嚥下の遅延短縮に関して測定された短期の嚥下促進が報告されており、その際、何人かの患者は、関連する吸引の減少が起こらなかった。嚥下生理学だけではなく、栄養および呼吸系の健康に対しても、口腔咽頭感作の潜在的長期効果を調べる長期的研究は報告されていない。また、味覚刺激の効果に関する報告もまちまちである。酸味を有する食塊は、脳卒中患者の嚥下を促進することが報告されている。ある著者は、機械、低温および味覚（酸味）刺激の組合せにより嚥下潜伏期が有意に短縮されると報告しているのに対し、他の著者は、低温かつ酸味を有する食塊が嚥下の速度を低下させると報告している。
【０００５】
これまでの研究から、内視鏡により梨状洞および披裂喉頭蓋ヒダの粘膜に送達する不連続なエアパルス列を用いて、喉頭咽頭感覚閾値を決定する新規の方法が明らかにされている。感覚閾値は、精神物理学的試験により、喉頭内転反射の誘発から計算する。エアパルス列は、咽頭嚥下を誘発するのに重要と考えられる多くの特性を有する点で興味深い刺激である。例えば、単一のエアパルスは、GPNphおよびSLNの両者によって賦活される領域を含む多数の受容領域に適用することができる動的刺激である。さらに、１エアパルス列は、特定の周波数および圧力で加えることができる反復刺激を呈示する。
【０００６】
従って、口腔、口腔咽頭または扁桃周囲領域にエアパルス列を送達することができる口腔内装置を提供することは有利であると考えられる。さらに、成人および小児の嚥下を促進および／または誘発する口腔内装置を提供することも有利であろう。同様に、嚥下の試みに応答する視覚および／または聴覚フィードバックをもたらすことができる口腔内装置を提供することも有利であろう。加えて、口唇、舌および／または軟口蓋の運動統合性（例えば、強さ、制御、音声、正確さ）を改善し、これに伴い、嚥下、ならびに言語形成および言語明瞭度を改善するのに用いることができる口腔内装置を提供することも有利である。
【０００７】
さらに、近年の研究から、口腔または口腔咽頭領域に送達したエアパルス列によって咽頭が挙上し、場合によっては、これに伴い、嚥下そのものが起こることも示唆されている。従って、喉頭の運動は嚥下そのものの前兆でありうることから、喉頭の運動（例えば、挙上など）を促進または誘発する口腔内装置を提供することは有利であろう。また、以前の研究から、口腔へのエアボーラスの送達が、喉頭挙上を達成することができる唯一の方法というわけではないことも明らかである。嚥下リハビリテーションにおいて周知の治療操作は、患者がその筋肉を最大限に収縮させることにより努力性に嚥下することを指示される「随意嚥下」（effortful swallow）である。この操作は、より効率的かつ安全な嚥下を達成することがわかっている。近年、随意嚥下は、喉頭運動の増大を伴うことが明らかにされている。この喉頭運動は、頸部周囲に取り付けたトランスデューサーから記録することができる。喉頭トランスデューサーからの出力信号の増幅（喉頭運動を表す）は、通常の嚥下と比較して、「随意」嚥下により有意に増大する。喉頭運動の増大をもたらすその他の治療操作として、メンデルゾンの手技、声門越え嚥下、上部声門越え嚥下、および頭部挙上訓練（シェーカー訓練）などが挙げられる。
【０００８】
従って、これらの嚥下代償法、ならびに喉頭運動パターンを生み出す同様の操作の生理学的相関に関する情報を患者および臨床医にもたらすことができるフィードバック装置を提供することは有利であると考えられる。また、特定の言語訓練によっても喉頭運動が起こる。例えば、咽頭を締め付けると、高い母音の発声が起こる。これにより喉頭が挙上すると同時に、咽頭筋が最大限に使用される。そのため、これは、咽頭筋系を強化するのに用いられる。従って、これらの言語治療訓練に伴う喉頭運動に関する情報を患者および臨床医にもたらすことができるフィードバック装置を提供することは有利であると考えられる。
【発明の開示】
【０００９】
本発明は、被検者がその口腔内で用いるための口腔内装置である。本口腔内装置は、被検者の口腔内の予め定めた位置にヒト無毒性ガスを送達する少なくとも１本の導管を含む。その際、被検者の口腔内に上記導管を位置決めするための手段と、導管を通して少なくとも１つのガスパルスを発生する手段を備える。
【００１０】
本発明の別の形態では、被検者においてガスボーラスを発生し、予め定めた身体的応答をモニタリングする口腔内キットが提供される。この口腔内キットは、被検者の口腔内にガスボーラスを発生する手段と、被検者の身体的応答を測定する少なくとも１つの測定装置と、上記少なくとも１つの測定装置に操作可能に接続され、該測定装置からの測定値を記憶する記憶装置を備える制御装置とを含む。
【００１１】
本発明の別の形態では、被検者の口腔内にガスボーラスを発生する方法であって、被検者の口腔内の予め定めた領域にガスパルス列を送達するステップを含む、上記方法を提供する。
【００１２】
本発明のさらに別の形態では、患者の口腔感覚異常を診断する方法であって、被検者の口腔内の予め定めた位置に予め定めた振幅および時間の少なくとも１つのガスパルスを送達し、その応答をモニタリングするステップを含む、上記方法を提供する。
【００１３】
本発明の別の特徴について以下に記載するが、これらは以下の詳細な説明の過程で明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
添付の図面を参照しながら本発明を以下に説明する。
【００１５】
スプリント製造
図１〜３を参照にして、本発明の口腔内装置全体を10で示す。口腔内装置すなわちスプリント10は、下顎歯列スプリント12と、口腔内の予め定めた領域にガスパルスを送達する手段を含む。ガスパルス送達手段は、少なくとも１本の導管すなわちチューブ14を含み、このチューブは、口腔内の予め定めた領域にガスパルスを送達するように、その末端に配置された少なくとも１つの開口部16を備えている。チューブを２本設けることにより、必要に応じて被検者の左側または右側の片側刺激を可能にするのが好ましい。
【００１６】
スプリントすなわち口腔内装置10は、扁桃周囲領域にエアまたはガスパルス列を送達する手段を提供する。同様に、この装置を用いて、口腔内の別の領域にエアまたはガスパルス列を送達することもできる。口腔内装置10は、歯科用印象材鋳型20上で成形される歯科用樹脂から製造するのが好ましい。誘発される嚥下の閾値に及ぼす顎の開きの潜在的影響のために、スプリント10の厚さは、顎位置の丁度可知差異（just noticeable-difference: JND）内になるよう設計する（すなわち、１〜２mm）。好ましくは、シリコーンにより、下顎の歯槽隆線に対し横方向のスプリント10の下縁にポリエチレンチューブ（内径（ID）：1.14 mm、外径（OD）：1.57 mm）を取り付け、デンタルスプリント10の後端から約0.1 cm〜１cm延長させる。最適には、硬質ポリエチレンチューブの末端にヒトインプラントグレードのシリコーンを施す。好ましくは、直径1.5 mmの円形開口部16をチューブ末端14の側壁に形成する。図５に示すように、開口部16は、エアまたはガスパルス列を外側口腔咽頭部の扁桃周囲領域に向ける。あるいは、図６に示すように、エアまたはガスパルス列を舌に、または図７に示すように口蓋に向けることもできる。スプリント10の左および右側に個別のチューブ14を取り付けることによって、片側刺激条件を可能にする。前方では、左および右側からのチューブ14が、被検者の中線の１cm以内でスプリント12から出て、被検者の唇の間を通過し、これより直径の大きなポリエチレンチューブ（好ましくは内径1/16〜1/8インチ）に接続された後、Ｙ字型コネクター24に接続される。エアパルス列は、（１）図10に示すように実験者もしくはユーザーによる手動、または（２）電気空気圧制御装置（後述）によるいずれかで発生させる。図10を参照すると、手動制御の場合、左右のチューブ14はＹ字型コネクター24で接続されている。チューブ26は、Ｙ字型コネクター24から空気球28まで延び、空気球28は実験者または被検者により手で操作される。本発明の口腔内装置は様々な方法で改変してもよい。例えば、図４に示すように、口腔内装置すなわちスプリント30は複数の孔32を備えてもよい。孔32は、ガスまたはエアパルスが口腔内の様々な位置で送達されるように、スプリントの周囲に配置する。
【００１７】
図５、６および７には、様々な形態の口腔内装置をそれぞれ10、40および44で示す。図からわかるように、孔16、42および46の位置は、エアまたはガスパルスが口内の様々な部位に送達されるように配置されている。図５は扁桃周囲領域に向けたパルスを、図６は舌に向けたパルスを、また図７は口蓋に向けたパルスをそれぞれ示す。当業者には、これらの領域が例として示されるにすぎず、さらに別の様々な領域にパルスを向けてもよいことが理解されよう。前述したように、被検者の多数の身体的応答に関してフィードバックをもたらすことにより、本発明の口腔内装置の有用性をさらに高めることができる。例えば、喉頭運動をモニタリングすることにより、嚥下を知ることができる。加えて、嚥下の特徴（例えば、弱い、もしくは強い、または十分な嚥下など）を知ることもできる。また、随意嚥下を知ることもできる。喉頭挙上に関する、患者および臨床医への視覚または聴覚フィードバックのために、モニターまたはスピーカーに接続した中央処理装置を用いてもよい。臨床医／介護者が設定した特定の閾値レベルを患者の嚥下挙動が超えたとき、正しい応答信号（視覚または聴覚）が患者に送られるように、中央処理装置内で、出力信号を予め設定した閾値と比較することができる。
【００１８】
本発明の口腔内装置10、30は、図11に示す制御装置50と一緒に用いてもよい。制御装置50は、エアパルスパラメーター、特に圧力52、時間54および周波数56を制御する。ほとんどの場合、パルス周波数は0.5〜30 Hzの範囲であり、パルス列は２〜20秒、また圧力は３cm〜15 cm水柱圧の範囲にある。一般に、ガスは空気であり、周囲温度である。
【００１９】
また、制御装置は、口腔内装置を治療または診断のいずれかに用いるとき、有用なフィードバックをもたらす別の装置に作動可能に接続してもよい。制御装置は、測定可能な身体的応答を測定するモニタリングまたは測定装置からのフィードバックも含むのが好ましい。具体的に、制御装置は、胸部（呼吸器）運動センサー58、喉頭運動センサー60、加速度計62および／またはパルスオキシメーター64（すべて図９および10に示す）に取り付けてもよい。胸部運動センサー58すなわち呼吸器運動トランスデューサーは、呼吸周期および嚥下性無呼吸の期間をモニタリングまたは測定するためのものである。喉頭運動トランスデューサーすなわちセンサー60は、嚥下に関連する喉頭挙上／運動をモニタリングまたは測定するためのものである。加速度計すなわち咽喉マイクロフォン62は、嚥下の音声をモニタリングまたは測定するためのものである。パルスオキシメーター64は、血中酸素レベルをモニタリングするためのものである。摂取した物質の嚥下および気管吸引は、血中酸素飽和度の低下と関連しうる。従って、口腔内装置およびキットは、血液の酸素飽和度をモニタリングする手段を含むのが有利である。これらの装置からの出力は、中央処理装置すなわち制御装置50に送られた後、モニター66に視覚的に表示されるか、またはスピーカーを通した聴覚フィードバックとして聴覚的に表される。中央処理装置内で、出力信号を予め定めた閾値と比較することによって、患者の嚥下または口腔運動挙動が、臨床医／介護者により設定された特定の閾値レベルを超えた場合、正しい応答信号（視覚または聴覚）が患者に送られるようにする。喉頭運動センサー60からの出力信号は、時間経過による運動振幅の時間的推移として表示され、嚥下に関連する喉頭運動に関する情報を患者に提供する。これは、嚥下強さ、嚥下時間、および随意嚥下のような治療操作に関するフィードバックとして用いることができる。これによって、エアパルスの送達と、これに伴う嚥下応答との時間的関連もわかる。これは、患者の学習を高めるだけではなく、個々の患者についてのエアパルス治療の効能に関する情報を臨床医／介護者に知らせる役割を果たす。呼吸器トランスデューサー58からの出力信号を同様に用いて、呼吸周期に対するエアパルスの作用、呼吸と嚥下の関連（呼吸周期の吸息期および呼息期内での「嚥下性無呼吸」の調整など）に関する情報を患者および臨床医の両者に提供する。加速度計62からの信号は、上食道括約筋を通した摂取食塊の運動に関連する嚥下を確認する別の手段を提供し、これは極めて「嚥下特異的な」信号である。従って、これを喉頭および呼吸器信号と組み合わせると、嚥下事象に極めて感度が高く、かつ特異的なフィードバック環境を患者および臨床医に提供することになる。このようにして、（エアパルス適用に応答した）嚥下を口腔運動（例えば、舌の運動など）から識別することができる。本発明の口腔内装置は、個別に販売することもできるし、あるいは、制御装置50および１以上のフィードバック装置と組み合わせたキットとして販売することも可能である。
【００２０】
本キットはまた、患者の安全モニター装置として用いることもできる。研究から、気管吸引を伴う嚥下は、血中酸素飽和度の２％以上の低下を引き起こすことがわかっている（前文参照）。さらに、「ベアリングダウン（bearing down）訓練」を含む嚥下治療法には、脳卒中の病歴を有する患者に不整脈を引き起こすものもある。従って、本発明の口腔内キットは、血中酸素（指に装着した血中酸素飽和度プローブを用いる）（図示していない）と、パルスモニターまたはパルスオキシメーター64の両方をモニタリングする患者安全モニタリング要素、および呼吸モニターすなわち胸部運動センサー58を含む。これらの信号は、治療／実施セッション中の患者の安全に関するその場の情報を臨床医および患者に提供する。
【００２１】
当業者は、本発明のキットを用いる何通りもの方法がありうることを理解されよう。これは、周囲に容易に移動でき、図８に示すように通常の椅子を使用できる被検者により使用される。あるいは、移動がそれほど容易ではない被検者、従って、図９に示すように、車椅子を使用する高齢の患者も用いることができる。
【００２２】
エアパルス列を発生させる制御装置
エアパルス列を制御する電気空気圧装置は、Ｉ／Ｏカード（イン／アウトカード）を介してラップトップコンピューターから制御する。カスタム・ソフトウエアが、電気空気圧による低空気圧調節装置を介してパルス列空気またはガス圧を制御する。カスタム・ソフトウエアはまた、インラインシリーズソレノイドを通じて、エアパルス時間、エアパルス周波数、およびパルス列時間も制御する。加圧空気供給源は、ポータブル空気圧縮機である。Ｉ／Ｏカード、空気圧調節装置、およびソレノイドは、すべての電気回路を含む硬質プラスチックボックス内に一緒に収容する。
【００２３】
２つのソレノイドの各々からの指定エアパルス列は、硬質ポリエチレンチューブ（好ましくは、内径（ID）：1.14 mm、外径（OD）：1.57 mm）に沿って流れる。これら２つのラインには、口腔の右側および左側にエアパルス供給源を設けた。右側および左側エアパルス列のタイミングは、独立に制御できるため、片側または両側刺激が可能である。チューブ14は、被検者の中線の１cm以内で被検者の唇の間を通過して、その口腔内に入る。次に、ポリエチレンチューブ14は、前述したように（図１および２参照）、超薄（すなわち、１mm）歯科用樹脂製下顎歯列スプリント12内に埋め込まれる、
空気圧装置は、各試験／介入セッションの直前にポータブルマノメーターで較正するのが好ましい。また、マノメーターにより、実験／治療セッション中のエアパルス圧力のオンライン確認も可能になる。
【００２４】
被検者
嚥下、口顔、胃腸、呼吸器、または神経に関して病歴のない４人の右利きの女性ボランティアを被検者（年齢：30±10.8歳、平均±SD）として動員した。下顎歯列スプリントを各被験者に合わせて注文作製させた。
【００２５】
実験セッション
実験セッションは、ウェスタンオンタリオ大学の口顔神経科学研究所において、まっすぐな背もたれの椅子に快適に座った被検者に対し実施した。実験セッションの終了時に、被検者は、刺激によって起こったあらゆる感覚、ならびに刺激に対するあらゆる応答について記載することが求められた。
【００２６】
嚥下の確認
実験セッションを通して、被検者の頸部周囲および胸郭周囲にそれぞれ快適に取り付けた伸張ベローから駆動される圧力トランスデューサーの出力信号から、デジタルデータ取得装置を用いて喉頭および呼吸運動を連続的に記録した。嚥下は、一過性無呼吸に伴って起こる喉頭運動の明確なパターンに基づき確認した（図12および図13参照）。５分毎のベースラインまたは刺激期間内に起こった嚥下の回数を各被検者の出力変数として計算した。加えて、嚥下関連喉頭運動信号のピークを嚥下の指標として用いて、嚥下直前の10秒エアパルス列の開始に対する各嚥下の潜伏期を計算した。各被検者およびグループについて、平均嚥下潜伏期を計算した。
【００２７】
タスク／刺激パラダイム
４種のエアパルス刺激条件、すなわち、右側口腔咽喉エアパルス刺激、左側口腔咽喉エアパルス刺激、両側口腔咽喉エアパルス刺激、および対照として、利き手（右手）の片側エアパルス刺激の、嚥下頻度に対する効果を調べた。被検者全員について、刺激条件の順序は無作為化し、被検者は無作為化順序について知らされておらず、エアパルス刺激は口または手のいずれかに適用することだけを知らせた。実験セッションの開始時に、30分の適応時間によって被検者がデンタルスプリントに適合する機会を与えた。その後、被検者は全実験セッション中ずっとスプリントを装着していた。
【００２８】
実験セッション中、４つの５分ベースライン期間（２つはエアパルス刺激期間直前、２つはその直後）の間、静止喉頭および呼吸運動データを収集した（図14を参照）。４つの５分エアパルス刺激期間があった。各々のエアパルス刺激期間内に、合計６回の10秒エアパルス列（反復周波数＝２Hz、空気圧＝６〜８cm H2O）を長さ25〜58秒の無刺激期間と交互に実施した。
【００２９】
統計分析
小サンプルサイズおよび被検者の非ランダム選択に基づいてノンパラメトリック統計学を実施した。ウィルコクソンの符号付順位和検定法を用いて、（ａ）２つの刺激前ベースライン期間、（ｂ）２つの刺激後ベースライン期間、ならびに（ｃ）刺激前および刺激後ベースライン期間、に起きた嚥下回数の有意差について検定した。繰返し測定（因子Ａ＝エアパルス刺激、因子Ｂ＝時間）と共に、フリードマンの二元配置分散分析（ANOVA）を用いて、誘発された嚥下に対するエアパルス刺激の効果を調べた。多重ペアワイズ比較の結果を最小有意差（MSD）値に対して判断することにより、刺激条件のペア間の有意差を決定した。MSD値は次のようにして計算した：
MSD＝z*√([被検者数][条件の数][条件の数＋１])／６
（式中、ｚはfamily-wise過誤率（αFW）および実施される比較の数に基づいて選択される臨界値である）。
【００３０】
結果
被検者の報告
すべての被検者が、特に、両側刺激条件の際、喉頭および呼吸運動により確認された明白な嚥下に続き、口腔咽頭エアパルス刺激に応答して抑えきれない嚥下の衝動を報告した。すべてのケースで、刺激は扁桃周囲領域への接触として知覚された。被検者の中には、エアパルス列を口腔内の温度に対して冷たいと報告する者もいた。何人かは、エアパルス列により口腔咽頭腔内で空気の全体量が増加したと記載した。
【００３１】
嚥下頻度
２つの刺激前ベースライン期間だけでなく、２つの刺激後ベースライン期間においても、起こった嚥下の平均回数に有意差はなかった（ウィルコクソンの符号付順位和検定法、ｐ＜0.05）。従って、２つの刺激前ベースライン期間と、２つの刺激後ベースライン期間から得たデータを平均化することにより、各患者について、それぞれ単一の刺激前ベースライン期間と単一の刺激後ベースライン期間を得た。同様に、刺激前および刺激後ベースライン期間中に起こった嚥下の回数に有意差がなかったことから、これらもその後の分析で平均化した。上記の知見は、30分のスプリント慣らし時間を組み込むことにより、口腔咽頭刺激条件の前に、安定した嚥下ベースラインが達成されることを示唆している。
【００３２】
嚥下頻度に対して、エアパルス刺激の有意な主効果が認められた（フリードマン検定、ｐ＜0.05；図15、16）。多重ペアワイズ比較（MSD＝13.1；αFW＝0.10、15ペアワイズ比較；片側ｚ＝2.475）により、嚥下頻度は、手刺激（2.75±1.89 SD）時より右側口腔咽頭刺激（9.75±4.43 SD）時の方が、また手刺激と比較して両側口腔咽頭刺激（11.75±6.6 SD）の方が有意に多いことが示された。両側口腔咽頭刺激とベースライン（4.31±0.88 SD）の比較は有意に近いものであった。従って、エアパルス刺激は、嚥下頻度の有意な増加と関連していた。
【００３３】
脳卒中を起こしたことのある被検者に対する同様の試験からの結果を図17に示す。口腔咽頭エアパルス刺激によって、ベースラインレベルと比較して、嚥下頻度の明らかな増加が起こった。このように、健康な被検者と脳卒中被検者の両方で、エアパルス刺激による同様の効果が認められた。このことは、エアパルス手法が、嚥下の誘発が困難な嚥下障害患者に治療有用性を有しうることを示唆している。これは、脳卒中を起こした人だけではなく、頭部もしくは頸部の癌のために切除および／または化学放射線療法を受けた人、脳性麻痺やパーキンソン病などの様々な神経症状を有する人、または外傷性脳障害から回復中の人にも用いることができる。
【００３４】
嚥下潜伏期
両側口腔咽頭刺激による平均嚥下応答潜伏期は、片側口腔咽頭刺激による嚥下潜伏期より短い傾向があった（表１参照）。被検者および嚥下試験全体で、嚥下潜伏期は2.8〜39.3秒の範囲であった。一般に、刺激ブロックあたりの合計嚥下回数が多い被検者ほど、嚥下潜伏期は短いことが明らかになった。
【表１】
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【００３５】
考察
従って、エアパルス列でのヒト口腔咽頭の刺激は、特に、刺激を両側に与えたとき、嚥下を促進する。この知見により、口腔咽頭感覚刺激が、嚥下の開始に重要な役割を果たすという見解を支持することになる。これはまた、口腔咽頭エアパルス刺激が、嚥下障害を有する一部の個体に対して治療効能を持ちうることも示唆している。
【００３６】
被検者の報告
本実験に参加したすべての被検者は、エアパルス刺激が、強く、抑えきれない嚥下の衝動を誘発したと報告した。この知見は、嚥下誘発を稀に伴う穏やかな嚥下衝動しか認められなかった、他の口腔咽頭刺激を用いる以前の実験とは対照的である。報告された嚥下の強い衝動は、口腔咽頭刺激エアパルス列が、嚥下を誘発する上で特に効力のある刺激でありうることを示唆している。
【００３７】
患者はエアパルス列を様々な口腔咽頭感覚の誘発として知覚した。このような感覚には、直接触覚、圧力および低温が含まれた。これらの被検者は、その報告でエアパルス刺激の具体的にどんな特性が嚥下を促進したのかという質問を問われた。扁桃周囲領域には、機械的受容器および温度受容器など、多様な感覚受容器が豊富に存在している。エアパルス列は、低閾値口腔咽頭機械的受容器（運動刺激に対し感受性なものなど）を興奮させると予想される。加えて、被験者の中にはエアパルス列が冷たいと知覚した者がいることから、口腔咽頭温度受容器も興奮させた可能性がある。嚥下を誘発する上でのエアパルス列の不可欠な特性を明らかにするためには、刺激の特性を独立に操作する別の試験が今後必要である。
【００３８】
エアパルス列が嚥下を促進したメカニズムを探究しなければならない。髄質嚥下中枢へのGPNおよびSLN求心入力、および上部空気消化管筋系（３、31）への脳神経出力を含む局所回路は、扁桃周囲エアパルス刺激の嚥下に対する促進効果を仲介している可能性がある。両側刺激の方が片側刺激より大きい嚥下促進をもたらす傾向が認められたが、これは、口腔咽頭の両側からの感覚入力が合計されて嚥下を開始するという付加的なメカニズムが関与することを示唆している。しかし、これ以外の可能なメカニズムも考慮に値する。嚥下の開始および制御に予め関与している皮質メカニズムは、観察された嚥下の促進に寄与したと考えられる。加えて、特に、刺激が閾値上刺激であったことから、注意メカニズムも役割を果たしたと思われる。手条件での嚥下頻度がベースライン時よりやや低かったことは留意すべできあり、これは、手領域の感覚刺激に向けられた注意が嚥下に対して阻害効果を及ぼしたことを示唆している。最後に、エアパルス列が分泌促進応答を誘発し、その結果、刺激時の唾液流量が増加した可能性もある。これを排除することはできないが、増加した唾液流量が、最短の潜伏期で誘発された嚥下（刺激開始から２秒後に起こったものもある）の原因であるとは考えにくい。唾液分泌が及ぼすと考えられる影響については、今後の研究で調べる必要がある。
【００３９】
制限
最初の実験は予備的な性質のものであったため、被検者の小サンプルを試験した。この小サンプルにおける被検者間の変動性は、計画した比較の変動しやすい結果に寄与し、いくつかの治療効果を隠蔽したと考えられる、それでも、この限定されたサンプルに認められたエアパルス刺激の有意な主効果は、嚥下に対する口腔咽頭エアパルス列の促進効果がかなり強力であることを示唆している。
【００４０】
前記方法の他の側面も、観察されたエアパルス刺激の効果に影響を与えたと思われる。例えば、被検者および実験者のいずれも、研究の主眼または実験の刺激条件について全く未知というわけではなかった。刺激は閾値上刺激であったため、被検者は刺激の時間進行がわかっていた。加えて、刺激は、手動操作の空気圧装置により制御されており、これによってエアパルス列の振幅および時間に変動性が加わった可能性もある。前記知見を確認するためには、実験者および被検者のブラインディング、およびコンピューター制御エアパルス列を用いた再現実験が必要である。
【００４１】
臨床上の応用
口腔咽頭感覚刺激は、嚥下障害を有する患者の嚥下を促進する手段として主張されてきた。多数の口腔咽頭刺激手法が報告されており、そのようなものとして、食塊の特性を操作するもの（例えば、食塊に酸味を賦与する、食塊を冷却するなど）、ならびに直接の機械的、熱機械的、または電気刺激を前扁桃柱または口蓋に加える、などが挙げられる。これらの手法は、その効能の確立が困難であったにもかかわらず、臨床上実質的に受容されるに至った。例えば、ある著者は、前扁桃柱の低温機械的刺激が、嚥下潜伏時間の減少と嚥下頻度の増加をもたらすと報告しているが、他の著者は、口腔咽頭食塊通過、食道協調、または嚥下の時間パターンに対し、この種の刺激の効果を認めることができなかった。同様に、ある著者は、機械的、低温および味覚（酸味）刺激の組合せにより嚥下潜伏期が有意に短縮されると報告しているのに対し、他の著者は、低温かつ酸味を有する食塊が嚥下の速度を低下させると報告している。４件の研究で、脳卒中に続く嚥下障害の患者における口腔咽頭感覚操作について試験している。酸味のある食塊が、脳卒中時の嚥下を促進することが報告されている。また、３件の研究が、嚥下障害の脳卒中患者の小サンプルで、前扁桃柱に加えた低温機械的刺激の効果を試験している。これらにより、咽頭嚥下の遅れの短縮に関して測定された短期の嚥下促進が報告されており、その際、何人かの患者では、これに関連した吸引の減少が起こらなかった。口腔咽頭感作の潜在的長期効果を調べる長期的研究は報告されていない。
【００４２】
口腔咽頭の扁桃周囲領域に送達したエアパルス列が嚥下の強い衝動と、嚥下頻度の有意な増加をもたらすという本発明の知見は、口腔咽頭エアパルス刺激が、嚥下障害を有する一部の個体（嚥下反射の誘発が遅れる嚥下障害個体を含む）に対し治療効能を持ちうることを示唆している。口腔咽頭エアパルス刺激は、特に、口腔咽頭感覚の欠損および／または咽頭嚥下の遅延（例えば、脳卒中に二次的な）を呈する個体に適していると考えられる。本発明者らの本研究は、この興味深い臨床上の問題に取り組むものである。
【００４３】
当業者であれば、本発明のスプリントは診断装置としても使用できることが理解されよう。診断の手段として、単一のエアパルスまたはエアパルス列を用いることができる。エアパルスの位置は診断専門医により決定される。そのような位置として、扁桃周囲領域、口蓋、または舌などが考えられる。エアパルスは口腔の一方または他方の片側だけ、あるいは口腔両側のいずれでもよい。本明細書では空気を用いたが、他のガスを用いてもよく、特定の温度が必要な場合には特に他のガスが特に望ましいこともある。
【００４４】
当業者であれば、言語および嚥下障害を有する個体に利用できる治療法がほとんどないことは理解されよう。本発明の口腔内装置は、較正量の空気、すなわち、エア「ボーラス」を口腔に送達する。エアボーラスは口内圧を高める。健康な対照と、脳卒中患者において、エアボーラス送達が喉頭の挙上運動を誘発することがわかっている。喉頭の挙上は嚥下の中心的要素であることから、喉頭挙上が誘導されるものとして、嚥下も誘発される。
【００４５】
また、口腔エアボーラスは、脳卒中を起こした患者の言語明瞭度、唇の強さ、および軟口蓋強さを高めると思われる。また、口腔咽頭エアパルスの適用により、脳卒中を起こした患者の中には唾液流量が増加する者もいる。このように、本発明の口腔内装置を用いて、唾液流量が減少した患者、例えば、照射範囲に唾液腺が含まれる放射線治療を受けた患者の唾液生産を増大することもできる。従って、本発明の口腔内装置はまた、嚥下治療と言語治療の両方に用いることもできる。
【００４６】
本明細書で用いる用語「含む」および「含んでいる」は、排他的ではなく、むしろ包括的かつ開放的と解釈すべきである。具体的には、請求項を含む本明細書に用いられるとき、用語「含む」および「含んでいる」、ならびにその変形は、記載した特徴、ステップまたは成分が包含されることを意味する。これらの用語が、他の特徴、ステップまたは成分の存在を排除すると解釈すべきではない。
【００４７】
以上の説明は、例として本発明に関連するにすぎないことは理解されよう。本発明に対する様々な改変は当業者には明らかであり、このような明らかな改変は、明示の如何にかかわらず、本明細書に記載する本発明の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に従い構成された、歯科用印象材上に示した口腔内装置の斜視図である。
【図２】図１に示す口腔内装置の出口部分の拡大斜視図である。
【図３】歯科用印象材上で、エアパルスと共に示される図１の口腔内装置の斜視図である。
【図４】本発明の口腔内装置の別の実施形態の斜視図であり、複数の出口孔を示す図である。
【図５】口腔内に配置された本発明の口腔内装置を装着した口腔の正面図であり、扁桃周囲領域へのエアパルス送達を示す図である。
【図６】図５に示すものと同様、口腔内に配置された本発明の口腔内装置を装着した口腔の正面図であるが、別の位置、すなわち、舌へのエアパルス刺激送達を示す図である。
【図７】図５および６に示すものと同様、口腔内に配置された本発明の口腔内装置を含む口腔の正面図であるが、別の位置、すなわち、口蓋へのエアパルス刺激送達を示す図である。
【図８】本発明の口腔内キットを用いる、通常の椅子に座った被検者の斜視図である。
【図９】図８と同様、本発明の口腔内キットの斜視図であるが、本発明の装置が、車椅子に座った高齢患者でも使用できることを示す図である。
【図１０】手で保持するエアパルス装置を示す本発明の口腔内装置の斜視図である。
【図１１】本発明の口腔内キットの制御装置の正面図である。
【図１２】両側口腔咽頭刺激からの喉頭および呼吸器応答を示すグラフである。
【図１３】手動刺激に対する喉頭および呼吸器応答を示すグラフである。
【図１４】２つのベースライン期間の間の４つのエアパルス期間を示す実験パラダイムをグラフで示す図である。
【図１５】被検者１および被検者２についての甲状軟骨上方の頸部周囲に配置した喉頭ベローの出力の時間的推移を示すグラフである。
【図１６】５分ベースライン期間および５分刺激条件中に起こった嚥下の平均回数を示す棒グラフである。
【図１７】脳卒中を起こしたことのある被検者について、５分ベースライン期間および５分エアパルス刺激条件中に起こった嚥下の平均回数を示す棒グラフである。
【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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【国際調査報告】
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