鳥取臨床科学 11(2), 92-97, 2019

食事動作における安全対策のための福祉機器開発への取り組み～咳嗽音と加速度センサシステム～
辻村肇 1, 2)

松村雅史 2)

1) 鳥取市医療看護専門学校
2) 大阪電気通信大学大学院

作業療法士学科
医療福祉工学研究科

Development of an assistive device for safety of feeding– The integrated system recording of oral-throat sound and neck movement
to detect coughing sound –Hajime Tsujimura1, 2), Masafumi Matsumura2)
1) Department of Occupational Therapy, Tottori Medical Nursing Vocational School2) Graduate School of Bio-medical Engineering, Osaka Electro-Communication University
要旨
食事は栄養を体内に摂取し, 人の生命活動を維持するだけでなく, “食事をする楽しさ”といった生活の質（QOL）に関係するために, 誤嚥は QOL の低下の原因になり, 対応を考えなければならない.
本研究の目的は, 顕性誤嚥時に発生する咳嗽反射に着目し, 頸部の動きと口腔咽喉音の同時計測を用いて, 簡便で拘束感の無い咳嗽の検出を可能とすることにある. これは高齢者のムセの早期発見及び健康管理を行うために有用であり, 咳嗽音と加速度センサを一体化したシステムにて, 咳嗽音の検出を可能とした. 口腔咽喉音を計測するために咽喉マイクロフォンを使用し,頚部の動きを計測するために 3 軸加速度センサを用いた. その結果, 89%の咳嗽検出率が可能となった.

鳥取臨床科学 11(2),92-97, 2019

Abstract
Eating is not only taking nutrients in the body to maintain vital activity of a person, but also involved withquality of life (QOL) such as “pleasure of meals.” Aspiration decreased QOL, and thus, measures should betaken to prevent it. The purpose of this study is to enable the detection of coughing easily without a feeling ofrestraint using simultaneous recording of neck movement and oral and throat sounds in focusing on the coughreflex which appears when overt aspiration occurs. This is useful for early detection of choking and healthmanagement in elderly people, and the integrated system of coughing sound and acceleration rate sensors
enabled to detect coughing sound. A throat microphone was used to measure oral-throat sound, and a triaxial
accelerometer to measure neck movement. As a result, the detection rate of coughing achieved 89%. Tottori J.
Clin. Res. 11(2), 92-97, 201992

Key words: 顕性誤嚥, 咳嗽反射, 口腔咽喉音, 咽喉マイクロフォン, 加速度センサ; overt aspiration,throat reflex, oral-throat sound, throat microphone, accelerometer
1. はじめに出を可能とすることである.

日本では 2017 年に高齢化率が 27.7%を超え,高齢化社会となっている. 内閣府「令和元年版

2. 計測方法

高齢社会白書」によると, 65 歳以上の高齢者が2.1. 口腔咽喉音

いる世帯は, 全世帯（5,042 万 5 千世帯）の 47.2%咽喉マイクロフォン（南豆無線電機社,と報告されている. また, 一人暮らしをする高SH-12iK; 図 1）を用いた. 口腔咽喉音はサンプ齢者の数も増加している. 厚生労働省が発表しリング周波数 16［kHz］, 量子化 bit 数 16［bit］ているデータでは, 家庭内での不慮の事故によで A/D 変換を行い, PC 上の National Instruments

る死亡者数を見ると, 65 歳以上の方が多く, 全社の LabVIEW2009 を用いて波形処理・記録を体の 8 割以上を占めている. さらに, 高齢者の行った. 咽喉マイクロフォンは 200～3000［Hz］

家庭内における主な死因は, 「転倒・転落」, 「浴の周波数特性を有し, 周囲雑音の影響を受けに槽内での溺死および溺水」, 「気道閉塞を生じくい. 波形処理として口腔咽喉音の絶対値処理,た食物の誤嚥」などであり, 高齢者の家庭内に振幅の包絡処理を行った（図 2）.

おける種類別死亡数（厚生労働省, 平成 29 年人
口動態統計）において, 「気道閉塞を生じた食物の誤嚥による窒息死」は, 高齢者の生命を危険にさらしている. また, 食事は栄養を体内に咽喉マイクロフォン摂取し, 人の生命活動を維持するだけでなく,“食事をする楽しさ”といった生活の質（qualityof life：QOL）に関係するために, 誤嚥は QOLの低下の原因になり, 対応を考えなければならない.

3 軸加速度センサ

誤嚥には, 誤嚥時に咳嗽反射が起こる顕性誤嚥と, 咳嗽反射が起こらない不顕性誤嚥に分

図 1. 計測デバイス

かれる 1). 気道閉塞を起こす誤嚥で咳嗽反射が起こる場合には, 咳嗽の検出から, 誤嚥による窒息の検出が可能であると考えられる.

2.2. 頸部の動き

咳嗽検出の研究では, 音声の計測 2) や加速

本研究では, 頸部の動きを計測する為に, 3度センサを被験者の腹部に取り付けること 3)

軸加速度センサ（Freescale 社, MMA7361, ±1.5gによって咳嗽検出を可能としている. しかし,

図 3）を用いた. また, 加速度センサは高齢者のデータの後処理が必要であり, 計測部位が複数転倒検出 4,5) として利用可能である.

あり, 長時間計測が必要といった点が挙げられ

本研究では 3 軸加速度センサを咽喉マイクる. また, 咳嗽の音波形は 6 種類の波形が確認

ロフォンの左側に取り付け頸部の動きを計測可されている 3).

能とした（図 1）.

本研究の目的は, 顕性誤嚥時に発生する咳

頸部の動きは, 3 軸加速度センサからの値を,嗽反射に着目し, 頸部の動きと口腔咽喉音の同マルチファンクションションデータ収録

時計測を用いて, 簡便で拘束感の無い咳嗽の検（DAQ）モジュール（National Instruments 社,
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