(57)【要約】【課題】認知症患者に対しても、嚥下動作自体が生じていないことを自動的に迅速に検出可能で、患者および介護者の負担を軽減可能な、嚥下障害検出システムを提供する。【解決手段】嚥下障害検出システム１は、咀嚼検出手段２と、動き検出手段３と、嚥下障害判定手段４とを備える。咀嚼検出手段は、被検者Ａの咀嚼動作に関する物理量を検出して、当該物理量に基づいて咀嚼が継続しているかの検出結果を出力する。動き検出手段は、被検者の咽頭Ｐまたは喉頭Ｌの動きに関する物理量を検出して、当該物理量に基づいて咽頭または喉頭が所定の動きをしているかの検出結果を出力する。嚥下障害判定手段は、咀嚼検出手段によって被検者の咀嚼が継続していることを示す検出結果が出力されたにもかかわらず、動き検出手段によって咽頭または喉頭が所定の動きをしていないことを示す検出結果が出力された場合に、被検者が嚥下障害であることを示す判定結果を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の咀嚼動作に関する物理量を検出して、当該咀嚼動作に関する物理量に基づいて、当該被検者の咀嚼が継続しているかの検出結果を出力する咀嚼検出手段と、
前記被検者の咽頭または喉頭の動きに関する物理量を検出して、当該咽頭または喉頭の動きに関する物理量に基づいて、当該咽頭または喉頭が所定の動きをしているかの検出結果を出力する動き検出手段と、
前記咀嚼検出手段および動き検出手段の各検出結果に基づいて、前記被検者が嚥下障害であるかの判定結果を出力する嚥下障害判定手段と、を備え、
前記嚥下障害判定手段は、前記咀嚼検出手段によって、前記被検者の咀嚼が継続していることを示す検出結果が出力されたにもかかわらず、前記動き検出手段によって、前記咽頭または喉頭が所定の動きをしていないことを示す検出結果が出力された場合に、前記被検者が嚥下障害であることを示す判定結果を出力することを特徴とする嚥下障害検出システム。
【請求項２】
前記咀嚼動作に関する物理量は、前記被検者の咀嚼時の口内の音、前記被検者の咀嚼時に動く顎の位置、前記被検者の咀嚼に関与する筋肉の筋電位、および前記被検者の咀嚼に関与する血管の血流に関するもののうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の嚥下障害検出システム。
【請求項３】
前記咽頭または喉頭の動きに関する物理量は、前記被検者の咽頭または喉頭の位置に関するものであることを特徴とする請求項１に記載の嚥下障害検出システム。
【請求項４】
前記咀嚼検出手段は、前記被検者の咀嚼時の口内の音を測定可能な音センサーと、前記音センサーの出力を解析して前記被検者の咀嚼が継続しているかの検出結果を出力する音解析部とからなり、
前記嚥下障害判定手段は、前記音解析部によって、前記被検者の咀嚼が継続していることを示す検出結果が出力されたにもかかわらず、前記動き検出手段によって、前記咽頭または喉頭が所定の動きをしていないことを示す検出結果が出力された場合に、前記被検者が嚥下障害であることを示す判定結果を出力することを特徴とする請求項１に記載の嚥下障害検出システム。
【請求項５】
前記咀嚼検出手段は、前記被検者の咀嚼時に動く顎の位置を測定可能な測距センサーと、前記測距センサーの出力を解析して前記被検者の咀嚼が継続しているかの検出結果を出力する距離解析部とからなり、
前記嚥下障害判定手段は、前記距離解析部によって、前記被検者の咀嚼が継続していることを示す検出結果が出力されたにもかかわらず、前記動き検出手段によって、前記咽頭または喉頭が所定の動きをしていないことを示す検出結果が出力された場合に、前記被検者が嚥下障害であることを示す判定結果を出力することを特徴とする請求項１に記載の嚥下障害検出システム。
【請求項６】
前記動き検出手段は、前記被検者の喉頭の位置を測定可能な圧力センサーと、前記圧力センサーの出力を解析して前記喉頭が所定の動きをしているかの検出結果を出力する圧力解析部とからなり、
前記嚥下障害判定手段は、前記咀嚼検出手段によって、前記被検者の咀嚼が継続していることを示す検出結果が出力されたにもかかわらず、前記圧力解析部によって、前記喉頭が所定の動きをしていないことを示す検出結果が出力された場合に、前記被検者が嚥下障害であることを示す判定結果を出力することを特徴とする請求項１または２に記載の嚥下障害検出システム。
【請求項７】
前記動き検出手段は、前記被検者の喉頭の位置を測定可能な測距センサーと、前記測距センサーの出力を解析して前記喉頭が所定の動きをしているかの検出結果を出力する距離解析部とからなり、
前記嚥下障害判定手段は、前記咀嚼検出手段によって、前記被検者の咀嚼が継続していることを示す検出結果が出力されたにもかかわらず、前記距離解析部によって、前記喉頭が所定の動きをしていないことを示す検出結果が出力された場合に、前記被検者が嚥下障害であることを示す判定結果を出力することを特徴とする請求項１または２に記載の嚥下障害検出システム。
【請求項８】
前記動き検出手段は、前記被検者の咽頭の位置を内部撮影して透視画像を取得して出力する撮像カメラと、前記撮像カメラの出力を解析して前記咽頭が所定の動きをしているかの検出結果を出力する画像解析部とからなり、
前記嚥下障害判定手段は、前記咀嚼検出手段によって、前記被検者の咀嚼が継続していることを示す検出結果が出力されたにもかかわらず、前記画像解析部によって、前記咽頭が所定の動きをしていないことを示す検出結果が出力された場合に、前記被検者が嚥下障害であることを示す判定結果を出力することを特徴とする請求項１または２に記載の嚥下障害検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、嚥下障害検出システム、より詳細には、言葉を理解することが困難な、あるいは、自分の状況を言葉で説明することが困難な認知症患者の嚥下障害を検出する嚥下障害検出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
食べ物を良く噛んで呑み込むこと、すなわち、咀嚼と嚥下の機能は、栄養をとることの基本となる。特に、嚥下機能の低下は、栄養の不足、ひいては免疫機能の低下という深刻な事態を招く。このため、検査によって嚥下障害を早期に発見することにより、患者が重篤な状態になる前に予防的措置を講じることは極めて重要になる。
【０００３】
ところで、近年、嚥下障害の検査方法として、例えば、反復唾液嚥下テスト（ＲＳＳＴ：repetitive saliva swallowing test）やオーラルディアドコキネシスなどが知られている。
反復唾液嚥下テストは、患者（被検者）に例えば３０秒間唾を繰り返し飲み込ませ、医師（検者）が触診によって被検者の嚥下に伴う喉頭挙上の回数を数えて、嚥下障害を評価するというものである。
また、オーラルディアドコキネシスは、被検者に例えば１０秒間「パ」、「タ」、「カ」をできる限り発音させ、検者がそれらの発音回数を数えて、嚥下障害を評価するというものである。
しかしながら、これらの検査方法では、「３０秒間にできる限り唾を繰り返し飲み込んで下さい」あるいは「１０秒間にできる限りパ、タ、カを発音して下さい」という検者の指示内容を理解できない、あるいは、理解していても行動に移せないような認知症患者に対して、嚥下障害の検査を行うことは困難である。
【０００４】
そこで、このような認知症患者に対しても嚥下障害の検査を行うための各種装置が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４０１１０７１号
【特許文献２】特開２００８−３０１８９５号
【特許文献３】特開２００９−１６０４５９号
【特許文献４】特開２００８−０１８０１０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１記載の装置によれば、被検者の嚥下において重要な、喉頭蓋の開閉音および食べ物の食道入口での通過音（嚥下音）を、センサーで捕捉して解析することで、嚥下障害を判定する。しかしながら、特許文献１記載の装置では、嚥下動作に伴う嚥下音をとることを大前提としているため、被検者の嚥下動作自体が生じていないことを検査することはできない。
【０００７】
特許文献２記載の装置によれば、被検者の喉頭における横方向の２箇所の変位を検出して、被検者が嚥下する時の嚥下音を検出することによって、検出した変位および嚥下音の波形を表示することで、嚥下の度合いを視覚的に捕らえることができる。しかしながら、特許文献２記載の装置では、特許文献１と同様、嚥下動作に伴う嚥下音をとることを大前提としているため、被検者の嚥下動作自体が生じていないことを検査することはできない。
【０００８】
特許文献３記載の装置によれば、被検者の喉頭における甲状軟骨の上下運動方向に沿って配列された複数の圧力センサーを用いて、被検者が嚥下する時の嚥下動作を検出することにより、ビール等の飲み物を飲み込むときに生ずる嚥下能力を検査する。しかしながら、特許文献３記載の装置では、特許文献１および２と同様、嚥下動作に伴う嚥下音をとることを前提としているため、被検者の嚥下動作自体が生じていないことを検査することはできない。
【０００９】
特許文献４記載の装置によれば、被検者の咬筋部等に取り付けた加速度センサーを用いて咀嚼動作を測定し、被検者の喉頭に取り付けた加速度センサーを用いて嚥下動作を測定し、各加速度センサーの出力を解析することで、嚥下障害を判定する。しかしながら、特許文献４には、各加速度センサーの出力をどのように解析して嚥下障害を判定するのかの具体例が何ら開示されておらず、その実現には試行錯誤を要する。このため、当業者が特許文献４を参照して嚥下障害を明確に判定できるとは言えない。さらに、特許文献４記載の装置では、嚥下動作を加速度センサーによって測定しているが、医療現場では喉頭の動きが触診によって調べられていることを鑑みれば、当該加速度センサーを用いる方法は実際の検査には不向きであると考えられる。
【００１０】
さらに、特許文献４記載の装置は咀嚼動作および嚥下動作を測定する装置であるにもかかわらず、特許文献４の明細書中には、咀嚼動作が正常か異常かを判定する点のみしか開示されておらず（例えば段落［００５８］を参照）、嚥下動作を判定するという技術的事項は何ら開示されていない。
ところで、嚥下障害のある患者は、食事中、咀嚼動作を正常に行っていたとしても、実際には嚥下反射（自動的な嚥下動作）を行えていない。このため、特許文献４記載の装置を使用したとしても、患者の介護者は、咀嚼動作が正常に行われていることだけにとらわれて、嚥下反射が行われていないことに気づかない。これによって、介護者は、患者に咀嚼動作を続けさせる等の的外れな介護を行ってしまい易い。また、患者の食事時間が不必要に長くなる等、患者および介護者の負担も増大し易い。
【００１１】
そこで、本発明は、認知症患者に対しても、嚥下動作自体が生じていないことを自動的に迅速に検出可能で、患者および介護者の負担を軽減可能な、嚥下障害検出システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は、被検者の咀嚼動作に関する物理量を検出して、当該咀嚼動作に関する物理量に基づいて、当該被検者の咀嚼が継続しているかの検出結果を出力する咀嚼検出手段と、前記被検者の咽頭または喉頭の動きに関する物理量を検出して、当該咽頭または喉頭の動きに関する物理量に基づいて、当該咽頭または喉頭が所定の動きをしているかの検出結果を出力する動き検出手段と、前記咀嚼検出手段および動き検出手段の各検出結果に基づいて、前記被検者が嚥下障害であるかの判定結果を出力する嚥下障害判定手段と、を備え、前記嚥下障害判定手段は、前記咀嚼検出手段によって、前記被検者の咀嚼が継続していることを示す検出結果が出力されたにもかかわらず、前記動き検出手段によって、前記咽頭または喉頭が所定の動きをしていないことを示す検出結果が出力された場合に、前記被検者が嚥下障害であることを示す判定結果を出力することを特徴とする嚥下障害検出システムとしたものである。
【００１３】
上記構成において、前記咀嚼動作に関する物理量は、前記被検者の咀嚼時の口内の音、前記被検者の咀嚼時に動く顎の位置、前記被検者の咀嚼に関与する筋肉の筋電位、および前記被検者の咀嚼に関与する血管の血流に関するもののうちの少なくとも１つまたは２以上の組み合せであることが好ましい。
あるいは、上記構成において、前記咽頭または喉頭の動きに関する物理量は、前記被検者の咽頭または喉頭の位置に関するものであることが好ましい。
【００１４】
また、上記構成において、前記咀嚼検出手段は、前記被検者の咀嚼時の口内の音を測定可能な音センサーと、前記音センサーの出力を解析して前記被検者の咀嚼が継続しているかの検出結果を出力する音解析部とからなり、前記嚥下障害判定手段は、前記音解析部によって、前記被検者の咀嚼が継続していることを示す検出結果が出力されたにもかかわらず、前記動き検出手段によって、前記咽頭または喉頭が所定の動きをしていないことを示す検出結果が出力された場合に、前記被検者が嚥下障害であることを示す判定結果を出力することが好ましい。
あるいは、上記構成において、前記咀嚼検出手段は、前記被検者の咀嚼時に動く顎の位置を測定可能な測距センサーと、前記測距センサーの出力を解析して前記被検者の咀嚼が継続しているかの検出結果を出力する距離解析部とからなり、前記嚥下障害判定手段は、前記距離解析部によって、前記被検者の咀嚼が継続していることを示す検出結果が出力されたにもかかわらず、前記動き検出手段によって、前記咽頭または喉頭が所定の動きをしていないことを示す検出結果が出力された場合に、前記被検者が嚥下障害であることを示す判定結果を出力することが好ましい。
【００１５】
また、上記構成において、前記動き検出手段は、前記被検者の喉頭の位置を測定可能な圧力センサーと、前記圧力センサーの出力を解析して前記喉頭が所定の動きをしているかの検出結果を出力する圧力解析部とからなり、前記嚥下障害判定手段は、前記咀嚼検出手段によって、前記被検者の咀嚼が継続していることを示す検出結果が出力されたにもかかわらず、前記圧力解析部によって、前記喉頭が所定の動きをしていないことを示す検出結果が出力された場合に、前記被検者が嚥下障害であることを示す判定結果を出力することが好ましい。
あるいは、上記構成において、前記動き検出手段は、前記被検者の喉頭の位置を測定可能な測距センサーと、前記測距センサーの出力を解析して前記喉頭が所定の動きをしているかの検出結果を出力する距離解析部とからなり、前記嚥下障害判定手段は、前記咀嚼検出手段によって、前記被検者の咀嚼が継続していることを示す検出結果が出力されたにもかかわらず、前記距離解析部によって、前記喉頭が所定の動きをしていないことを示す検出結果が出力された場合に、前記被検者が嚥下障害であることを示す判定結果を出力することが好ましい。
また、あるいは、上記構成において、前記動き検出手段は、前記被検者の咽頭の位置を内部撮影して透視画像を取得して出力する撮像カメラと、前記撮像カメラの出力を解析して前記咽頭が所定の動きをしているかの検出結果を出力する画像解析部とからなり、前記嚥下障害判定手段は、前記咀嚼検出手段によって、前記被検者の咀嚼が継続していることを示す検出結果が出力されたにもかかわらず、前記画像解析部によって、前記咽頭が所定の動きをしていないことを示す検出結果が出力された場合に、前記被検者が嚥下障害であることを示す判定結果を出力することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、咀嚼検出手段が、被検者の咀嚼動作が継続して行われていることを検出し、動き検出手段が、咽頭または喉頭が所定の動きをしていないことを検出し、嚥下障害判定手段が、咀嚼検出手段および動き検出手段の２つの検出結果のみに基づいて被検者が嚥下障害であることを判定するように構成されている。そして、本発明は、上記各特許文献１〜３に記載の従来技術のような、被検者の嚥下動作（嚥下音等）を検出してから嚥下障害を判定するものではなく、嚥下の前段階である咽頭または喉頭の動きが生じていないことに起因する自動的な嚥下動作が生じていないことを検出して、嚥下障害を判定するように構成されている。したがって、本発明に係る嚥下障害検出システムによれば、認知症患者に対しても、嚥下動作自体が生じていないことを自動的に迅速に検出することができる。
また、本発明では、咀嚼検出手段および動き検出手段によって、それぞれ咀嚼動作および嚥下動作が正確に検出されるように構成されている。したがって、上記特許文献４に記載の従来技術のような、患者の咀嚼動作が正常に行われていたとしても、介護者が患者の嚥下反射の異常に気づかないといった的外れな介護を行う等の、介護者および患者の負担を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る嚥下障害検出システムの構成図である。
【図２】図１の嚥下障害判定手段の動作を示すフローチャートである。
【図３】咽頭および喉頭の構造を示した図である。
【図４】本発明の第１実施例による嚥下障害検出システムの構成図である。
【図５】図４の音センサーの出力を示すグラフである。
【図６】（Ａ）は図４の圧力センサーの構成例を示す側面図、（Ｂ）は（Ａ）の上面図、（Ｃ）は被検者の甲状軟骨の位置を示した図、（Ｄ）は圧力センサーを甲状軟骨の近傍の皮膚表面へ取り付ける状態を説明する図、（Ｅ）は図４の圧力センサーの他の構成例を示す側面図である。
【図７】図４の嚥下障害判定手段の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施例による嚥下障害検出システムの構成図である。
【図９】（Ａ）は図８のドップラーセンサーの出力を示すグラフ、（Ｂ）は（Ａ）の出力のフーリエ解析結果を示すグラフ、（Ｃ）は図８の各ドップラーセンサーのパワースペクトルを示すグラフである。
【図１０】嚥下動作の過程を説明するための図である。
【図１１】図８の嚥下障害判定手段の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る嚥下障害検出システムの好ましい実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る嚥下障害検出システムの構成図である。図２は、図１の嚥下障害判定手段の動作を示すフローチャートである。
図１に示すように、嚥下障害検出システム１は、咀嚼検出手段２と、動き検出手段３と、嚥下障害判定手段４とを備える。
【００２０】
咀嚼検出手段２は、被検者Ａの咀嚼動作に関する物理量を検出して、当該咀嚼動作に関する物理量に基づいて、当該被検者Ａの咀嚼が継続しているかの検出結果（検出信号）を出力するものである。咀嚼動作に関する物理量としては、例えば、被検者Ａの咀嚼時の口内の音、被検者Ａの咀嚼時に動く顔（例えば顎等）の位置、被検者Ａの咀嚼に関与する筋肉の筋電位、被検者Ａの咀嚼に関与する血管の血流に関するもの等が挙げられる。
【００２１】
動き検出手段３は、被検者Ａの咽頭Ｐまたは喉頭Ｌの動きに関する物理量を検出して、当該咽頭Ｐまたは喉頭Ｌの動きに関する物理量に基づいて、当該咽頭Ｐまたは喉頭Ｌが所定の動きをしているかの検出結果（検出信号）を出力するものである。咽頭Ｐまたは喉頭Ｌの動きに関する物理量としては、例えば、被検者Ａの咽頭Ｐまたは喉頭Ｌの位置に関するもの等が挙げられる。
ここで、図３は、咽頭Ｐおよび喉頭Ｌの構造を示した図であって、書物『摂食・嚥下のメカニズム』（発行所：医歯薬出版株式会社、著者：山田好秋、ｐ．８０の図３−１０およびｐ．８１の図３−１１）を参考に描いたものである。図３に示すように、咽頭Ｐは、鼻腔、口腔、喉頭と頚椎との間にできた筒状の空間であり、上咽頭、中咽頭、下咽頭に区分される。また、喉頭Ｌは、喉頭軟骨（甲状軟骨、輪状軟骨、喉頭蓋軟骨等）を靱帯と喉頭筋でつなぎ合わせた構造を有する。喉頭Ｌは、甲状舌骨筋で舌骨に吊り下げられた形をしている。嚥下動作時には、顎二腹筋等の舌骨上筋群により舌骨が上前方に引き上げられるとともに、甲状舌骨筋が収縮し、喉頭Ｌ（特に当該喉頭Ｌの甲状軟骨）が上前方に移動する。また、喉頭蓋軟骨は、嚥下動作時に喉頭蓋をふさぐ蓋となる軟骨である。
【００２２】
嚥下障害判定手段４は、咀嚼検出手段２および動き検出手段３の各検出結果（検出信号）に基づいて、図２に示すような手順で、被検者Ａが嚥下障害であるかの判定結果（判定信号）を出力する。
すなわち、嚥下障害判定手段４は、咀嚼検出手段２によって、被検者Ａの咀嚼が継続していることを示す検出結果が出力されたにもかかわらず、動き検出手段３によって、咽頭Ｐまたは喉頭Ｌが所定の動きをしていないことを示す検出結果が出力された場合に、被検者Ａが嚥下障害であることを示す判定結果を出力する。
【００２３】
咀嚼検出手段２および動き検出手段３としてはいずれも様々な公知のものを使用することができるが、以下、本発明の好ましいいくつかの実施例について説明する。
【００２４】
（第１実施例）
図４は本発明の第１実施例による嚥下障害検出システムの構成図である。図４に示すように、嚥下障害検出システム１Ａは、咀嚼検出手段２Ａと、動き検出手段３Ａと、嚥下障害判定手段４Ａとを備える。
【００２５】
本実施例において、咀嚼検出手段２Ａは音センサー５と音解析部６からなる。また、動き検出手段３Ａは圧力センサー７と圧力解析部１２からなる。嚥下障害判定手段４Ａは、咀嚼検出手段２Ａおよび動き検出手段３Ａの各検出結果（検出信号）に基づいて、後述するような図７に示す手順で、被検者Ａの嚥下障害を判定するものである。
【００２６】
まず、咀嚼検出手段２Ａについて図４および図５を参照して詳細に説明する。
図４に示すように、音センサー５は、公知のマイクロフォンからなり、被検者Ａの耳の内部または耳の近傍の皮膚表面に取り付けられ、被検者Ａの咀嚼時の口内の音を測定するものである。
音解析部６は、音センサー５の出力を解析して被検者Ａの咀嚼が継続しているかの検出結果を出力する。音解析部６は音センサー５の出力を次に述べるような方法で解析する。
【００２７】
図５は、被検者Ａが食べ物を噛んでいるときの音センサー５の出力を示すグラフである。音解析部６は、さらに図５のグラフの波形をローパスフィルター（図示しない）に入力して、低周波成分（例えば、図５に示す咀嚼点＜１＞〜＜５＞）を求めて、咀嚼開始時からの咀嚼回数または咀嚼時間を算出する。そして、音解析部６は、算出した咀嚼回数または咀嚼時間が所定咀嚼回数以上または所定咀嚼時間以上である場合に、被検者Ａの咀嚼が継続しているとの検出結果（検出信号）を出力する。
【００２８】
次に、動き検出手段３Ａについて図４および図６を参照して詳細に説明する。
圧力センサー７は、図４および図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、少なくとも１つ以上の圧力センサー本体８と、付勢手段９と、支持部材１０と、バンド１１から構成される。各圧力センサー本体８は、それぞれ付勢手段９を介して支持部材１０の一方面に設けられている。
あるいは、圧力センサー７は、図６（Ｅ）に示すように、少なくとも１つ以上の圧力センサー本体８と、付勢手段９と、第１および第２の支持部材１０ａ、１０ｂと、バンド１１から構成されてもよい。この場合、各圧力センサー本体８は、付勢手段９を介さずに第１の支持部材１０ａの一方面に直接設けられている。また、第１の支持部材１０ａは付勢手段９を介して第２の支持部材１０ｂの一方面に設けられている。
圧力センサー本体８は、図６（Ｂ）に示すように、支持部材１０の上部（被検者Ａの顔側）に３個、中央部（被検者Ａの喉頭Ｌの甲状軟骨に対向する側）に３個、下部（被検者Ａの胸側）に３個設けられている。支持部材１０の両側面には、バンド１１が取り付けられている。そして、バンド１１が被検者Ａの首の周りに巻きつけられて、付勢手段９の付勢力によって各圧力センサー本体８が被検者Ａの喉頭Ｌの甲状軟骨の近傍の皮膚表面に密着されるようになっている。各圧力センサー本体８は、被検者Ａの甲状軟骨の運動によって受けた圧力の大きさに応じたセンサー信号を出力する。したがって、甲状軟骨が移動すると各圧力センサー本体８の圧力の大きさが変化する。
なお、付勢手段９の種類は、複数の圧力センサー本体８を被検者Ａの甲状軟骨の近傍の皮膚表面に押し付けるものであれば何ら限定されるものでなく、例えば、バネやゴム部材であってもよい。また、圧力センサー本体８の種類は、圧力に感応するものであれば何ら限定されるものでなく、例えば、圧力に応じて電荷が変化する圧電素子、圧力に応じて抵抗値が変化する導電素子（例えばピエゾ抵抗型素子）、圧力に応じて静電容量が変化する素子であってもよい。
【００２９】
圧力解析部１２は、例えば、被検者Ａの甲状軟骨の動きに伴う各圧力センサー本体８の出力変動量等を解析して、喉頭Ｌが所定の動きをしているかの検出結果を出力する。圧力解析部１２は、各圧力センサー本体８の出力変動量が所定出力変動量以下であると判定される場合に、喉頭Ｌの甲状軟骨が所定の動きをしていない（喉頭Ｌが所定の動きをしていない）ことを示す検出信号を出力する。
【００３０】
さらに、嚥下障害判定手段４Ａについて図４および図７を参照して詳細に説明する。
図４および図７に示すように、嚥下障害判定手段４Ａは、咀嚼検出手段２Ａの音解析部６によって、被検者Ａの咀嚼が所定咀嚼回数以上または所定咀嚼時間以上継続して行われていることが検出されているにもかかわらず、動き検出手段３Ａの圧力解析部１２によって、被検者Ａの喉頭Ｌの甲状軟骨が所定の動きをしていないことを示す検出結果が出力された場合に、被検者が嚥下障害であることを示す判定結果を出力する。
【００３１】
（第２実施例）
ところで、第１実施例の嚥下障害検出システム１Ａでは、被検者の耳および首にそれぞれ音センサーおよび圧力センサーを取り付ける必要があるため、特に子供や高齢者等の被検者に対しては負担が大きくなる場合がある。そこで、被検者の負担を軽減させるため、本第２実施例の嚥下障害検出システム１Ｂでは、咀嚼動作、および、咽頭または喉頭の動きを非接触で検出する構成とした。
図８は本発明の第２実施例による嚥下障害検出システムの構成図である。図８に示すように、嚥下障害検出システム１Ｂは、咀嚼検出手段２Ｂと、動き検出手段３Ｂと、嚥下障害判定手段４Ｂとを備える。
【００３２】
本実施例において、咀嚼検出手段２Ｂは、二周波・二波型のマイクロ波ドップラーセンサー（測距センサー）１３ａ、１３ｂと距離解析部１４からなる。また、動き検出手段３Ｂは撮像カメラ１５と画像解析部１６からなる。嚥下障害判定手段４Ｂは、咀嚼検出手段２Ｂおよび動き検出手段３Ｂの各検出結果（検出信号）に基づいて、後述するような図１１に示す手順で、被検者Ａの嚥下障害を判定するものである。
【００３３】
まず、咀嚼検出手段２Ｂについて図８および図９を参照して詳細に説明する。
図８に示すように、一般的に、被検者Ａの咀嚼動作は顎Ｊの上下運動が周期的に繰り返されるものと考えられるため、ドップラーセンサー１３ａ、１３ｂは、被検者Ａの顎Ｊの下方に配置される。ドップラーセンサー１３ａ、１３ｂは、互いに異なる搬送周波数を有している。これは、マイクロ波の反射位置を弁別して、特定距離にある顎位置からの反射のみを取り出して、咀嚼動作と他の行動を区別するようにするためである。ドップラーセンサー１３ａ、１３ｂは、被検者Ａの顎Ｊの上下運動に応じたセンサー信号をそれぞれ出力する。ドップラーセンサー１３ａ、１３ｂの各センサー信号は、それぞれ位相がずれたものとなる。
距離解析部１４は、次のような手順で、ドップラーセンサー１３ａ、１３ｂのセンサー信号を解析して、被検者Ａの顎Ｊの動きを検出して咀嚼動作を判定する。
【００３４】
（ステップ１）データ取得、ウィンドウ設定
距離解析部１４は、得られたドップラーセンサー１３ａ、１３ｂのセンサー信号に対して、一定時間（１秒間）ずつずらした一定サイズのウィンドウ（５秒間）を作成する。
【００３５】
（ステップ２）ＦＦＴ、ピーク周波数測定
被検者Ａの咀嚼動作は一定速度の運動の繰り返しであると考えられるため、距離解析部１４は、移動体（顎Ｊ）が一定速度で運動している場合に、咀嚼動作が行われていると判定する。この処理手順は以下の通りである。
［１］センサー信号のフーリエ変換
距離解析部１４は、ギブス条件を考慮して、図９（Ａ）に示すようなウィンドウに窓関数（hamming窓）を乗算し、センサー信号のフーリエ変換を行う。
［２］ピーク周波数の判定
距離解析部１４は図９（Ｂ）に示すようなセンサー信号のフーリエ解析結果に基づいて、ピーク周波数が咀嚼周波数の範囲内にあるか否かを調べる。各種食品の第１大臼歯の咀嚼並行速度は３７〜７４［ｍｍ／ｓ］であることが知られている。このため、距離解析部１４は、咀嚼周波数付近にドップラー周波数のピークが出たときに、咀嚼周波数であると判定する。
［３］２つのセンサーのピーク周波数の比較
距離解析部１４は、ドップラーセンサー１３ａ、１３ｂのピーク周波数が一致しているか否かを判定する。一致していれば咀嚼周波数と判定し、ピーク周波数のみを取り出すフィルターをかけた後、フーリエ逆変換を行う。
【００３６】
（ステップ３）上下運動回数判定
被検者Ａの咀嚼動作は一定距離の顎Ｊの上下運動の繰り返しであると考えられる。このため、距離解析部１４は、顎Ｊが一定回数以上にわたって上下運動をしていれば咀嚼動作と判定する。距離解析部１４は、まず、図９（Ｃ）に示すような、ドップラーセンサー１３ａ、１３ｂが出力した各センサー信号のパワースペクトルを算出する。そして、各センサー信号の位相のずれから、顎Ｊの各ドップラーセンサー１３ａ、１３ｂへの接近・離反を判定することで、咀嚼動作が行われているか否かを判定する。この処理手順は以下の通りである。
［１］振幅値検出
顎Ｊが一定速度で運動していれば、ピーク周波数におけるセンサー信号の電圧の振幅値は大きくなる。したがって、距離解析部１４は、ピーク周波数における振幅値が所定振幅値よりも大きければ、咀嚼動作が行われていると判定する。
［２］接近・離反判定
距離解析部１４は、一定閾値以上の振幅値において、各センサー信号の位相のずれから移動体の接近・離反判定を行う。
［３］上下運動回数検出・判定
距離解析部１４は、図９（Ｃ）のグラフに示すような、接近・離反の波形パターンを解析して上下運動の回数を検出し、その回数が所定回数以上ある場合に、咀嚼動作が行われていると判定する。
【００３７】
（ステップ４）距離判定
距離解析部１４は、特定距離にある顎位置からの反射のみを検出することによって、咀嚼動作とその他の行動とを区別する。
【００３８】
（ステップ５）行動判定
距離解析部１４は、１０秒間のウィンドウ幅の「区間」を作成し、この中に存在する６個のウィンドウの行動判定の多数決を取ることにより、最終的な「区間」の行動を決定する。そして、距離解析部１４は、「区間」に存在する６個のウィンドウにおいて２個以上、上記ステップ１〜３の条件を満たしていれば１０秒間咀嚼動作を行っていると判定し、被検者Ａの咀嚼が継続しているかの検出結果を出力する。
【００３９】
次に、動き検出手段３Ｂについて図８および図１０を参照して詳細に説明する。
図８に示すように、撮像カメラ１５は、Ｘ線カメラ１５からなり、被検者Ａから一定距離だけ離れた側方位置に配置され、被検者Ａの咽頭Ｐの位置を内部撮影して透視画像を取得して出力する。
画像解析部１６は、Ｘ線カメラ１５によって撮像された複数の画像を解析して、被検者Ａの咽頭Ｐの動きを検出する。
【００４０】
図１０は、嚥下動作の過程を説明するための図であって、書物『摂食・嚥下のメカニズム』（発行所：医歯薬出版株式会社、著者：山田好秋、ｐ．８７の図３−１６）を参考に描いたものである。図１０に示すように、食事時において、被検者Ａが食べ物を口の中に入れると、咀嚼が始まり、舌が持ち上がり、食塊が形成され、舌が食塊を咽頭Ｐに押し出す（同図（１）参照）。そして、鼻腔と咽頭腔の間が閉鎖され、軟骨蓋と咽頭Ｐの筋が食塊を下方へ押し出す（同図（２）参照）。そして、咽頭Ｐが舌骨に引きつけられ（同図（３）参照）、喉頭蓋が反転して喉頭口を閉鎖する（同図（４）参照）。さらに、声門が閉鎖される（同図（５）参照）とともに食塊が食道へと移動する。
したがって、画像解析部１６は、Ｘ線カメラ１５によって撮像された咽頭Ｐに関する複数の画像を解析して、上述した咽頭Ｐの喉頭蓋の動きが所定の動きをしているかの検出結果を出力する。画像解析部１６は、咽頭Ｐの例えば喉頭蓋等の位置変化が所定変化量以下であると判定される場合に、咽頭Ｐが所定の動きをしていないことを示す検出信号を出力する。
【００４１】
さらに、嚥下障害判定手段４Ｂについて図８および図１１を参照して詳細に説明する。
図８および図１１に示すように、嚥下障害判定手段４Ｂは、距離解析部１４によって、被検者Ａの咀嚼が継続していることを示す検出結果が出力されたにもかかわらず、画像解析部１６によって、咽頭Ｐが所定の動きをしていないことを示す検出結果が出力された場合に、被検者Ａが嚥下障害であることを示す判定結果を出力する。
【００４２】
本発明に係る嚥下障害検出システムは、特許文献１〜３に記載の従来技術のように、被検者の嚥下動作（嚥下音等）を検出してから嚥下障害を判定するものではなく、嚥下の前段階である咽頭または喉頭の動きが生じていないことに起因する自動的な嚥下動作が生じていないことを検出して、嚥下障害を判定するように構成されている。したがって、本発明に係る嚥下障害検出システムによれば、言葉を理解することが困難な、あるいは、自分の状況を言葉で説明することが困難な認知症患者に対しても、嚥下動作自体が生じていないことを自動的に迅速に検出することができる。
また、本発明では、咀嚼検出手段および動き検出手段によって、それぞれ咀嚼動作および嚥下動作が正確に検出されるように構成されている。したがって、上記特許文献４に記載の従来技術のような、患者の咀嚼動作が正常に行われていたとしても、介護者が患者の嚥下反射の異常に気づかずに的外れな介護を行ったり、患者の食事時間が不必要に長くなったりする等といった、介護者および患者の負担を軽減させることができる。
【００４３】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明の構成はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００４４】
咀嚼検出手段は、被検者の咀嚼が継続しているかを検出できるものであれば、何ら限定されるものではない。咀嚼検出手段として、上記実施例以外に、例えば、特許第３９１４４８０号公報に示された咀嚼検出手段等を使用しても良い。
また、第２実施例のマイクロ波ドップラーセンサーの変わりに、フェーズドアレーレーダー（Phased Array Radar）、レーザーレーダ、赤外線センサー、または超音波センサーを使用してもよい。
【００４５】
動き検出手段は、咽頭または喉頭が所定の動きをしているかを検出できるものであれば、何ら限定されるものではない。
例えば、第２実施例のＸ線カメラの変わりに、超音波カメラを使用してもよい。また、第２実施例では咽頭の動きを検出する手段について述べたが、喉頭の動きを検出する手段として、被検者の喉頭の位置（例えば咽仏の位置等）を外部撮影可能な可視光線カメラあるいはステレオカメラを使用してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１、１Ａ、１Ｂ  嚥下障害検出システム
２、２Ａ、２Ｂ  咀嚼検出手段
３、３Ａ、３Ｂ  動き検出手段
４、４Ａ、４Ｂ  嚥下障害判定手段
５  音センサー
６  音解析部
７  圧力センサー
８  圧力センサー本体
９  付勢手段
１０  支持部材
１０ａ  第１の支持部材
１０ｂ  第２の支持部材
１１  バンド
１２  圧力解析部
１３ａ、１３ｂ  測距センサー（ドップラーセンサー）
１４  距離解析部
１５  撮像カメラ（Ｘ線カメラ）
１６  画像解析部
Ａ  患者（被検者）
Ｌ  喉頭
Ｐ  咽頭
【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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