JP6150331B2 - Tongue measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、舌の運動機能を測定するための舌測定装置に関する。 The present invention relates to a tongue measuring apparatus for measuring the motor function of a tongue.
近年、口腔・咽頭・食道等において、加齢によって筋肉量が減少する現象であるサルコペニアが生じ、口腔等の運動機能が低下することが解明されてきた。特に、摂食・嚥下機能には舌の動きが深く関与しており、食塊の形成及び咽頭への送り込みには舌圧が重要であると考えられている。そのため、これら摂食・嚥下機能を含む口腔機能を測定して評価を行うことが望まれている。 In recent years, it has been elucidated that, in the oral cavity, pharynx, esophagus, and the like, sarcopenia, which is a phenomenon in which muscle mass decreases with age, occurs and the motor function of the oral cavity decreases. In particular, the movement of the tongue is deeply involved in the eating and swallowing functions, and it is considered that the tongue pressure is important for the formation of the bolus and the feeding into the pharynx. Therefore, it is desired to measure and evaluate oral functions including these feeding / swallowing functions.
この口腔機能を評価する方法として、例えば、筋電位によるスペクトル解析を使った嚥下評価方法がある(例えば、特許文献1)。この特許文献1に開示された技術では、飲食品の嚥下時に、ヒト咽頭部の表面筋電位の波形データを測定して、スペクトル解析することで嚥下の評価を行う。 As a method for evaluating the oral function, for example, there is a swallowing evaluation method using spectrum analysis based on myoelectric potential (for example, Patent Document 1). In the technique disclosed in Patent Document 1, swallowing is evaluated by measuring waveform data of the surface myoelectric potential of the human pharynx and performing spectrum analysis when swallowing food and drink.
しかしながら、特許文献1に開示された技術は、実際にものを食べさせた状態で嚥下が正常か否かを評価するものであるため、嚥下能力を短時間に評価することはできず、検査手法としては不適切である。 However, since the technique disclosed in Patent Document 1 evaluates whether or not swallowing is normal in a state where food is actually eaten, the swallowing ability cannot be evaluated in a short time, and the inspection method As inappropriate.
以上の事情に鑑みて、本発明は、利用者に対し実際に舌の運動を行わせるなどの複雑な操作を要求することなく所定の測定精度を安定して得られ、舌の運動機能を簡便に評価するという課題の解決を目的としている。 In view of the above circumstances, the present invention can stably obtain a predetermined measurement accuracy without requiring a complicated operation such as causing the user to actually move the tongue and simplify the movement function of the tongue. The purpose is to solve the problem of evaluation.
以上の課題を解決するために本発明が採用する手段を以下に説明する。なお、本発明の理解を容易にするために以下では図面の参照符号を便宜的に括弧書で付記するが、本発明を図示の形態に限定する趣旨ではない。 Means employed by the present invention to solve the above problems will be described below. In order to facilitate understanding of the present invention, reference numerals in the drawings will be appended in parentheses for convenience in the following, but the present invention is not intended to be limited to the illustrated forms.
本発明に係る舌測定装置は、舌に接触させて用いる一対の電流印加用電極(図1に示す電流印加用電極12a及び12b)及び一対の電圧測定用電極(図1に示す電圧測定用電極12c及び12d)を有するプローブ(図1に示すプローブ10)と、前記一対の電流印加用電極に交流電流を出力する電流発生部(図4に示す電流発生部24)と、 前記一対の電圧測定用電極の電圧を測定する電圧測定部(図4に示す電圧測定部23)と、前記交流電流と前記電圧測定部で測定された電圧とに基づいて舌のインピーダンスを算出するインピーダンス算出部(図4に示すインピーダンス算出部31)と、舌のインピーダンスと舌を動かす能力を示す指標との関係を記憶した記憶部(図4に示すメモリ25)と、前記記憶部に記憶された前記関係を用いて、前記インピーダンス算出部で算出された前記舌のインピーダンスに対応する前記舌を動かす能力を示す指標を生成する指標生成部(図4に示す指標生成部32)とを備える。
Tongue measuring apparatus according to the present invention, a pair of current application electrodes (
ここで、「舌を動かす能力を示す指標」とは、舌圧の他、一定時間に唾を飲み込める回数や、一定時間に「パ」「タ」「カ」といった破裂音を発音できる回数などが含まれる。但し、舌を動かした結果として得られる生体情報は含まれない。例えば、口腔内に分泌される唾液量は「舌を動かす能力を示す指標」に含まれない。
また、「舌のインピーダンスと舌を動かす能力を示す指標との関係」は、舌のインピーダンスと舌を動かす能力を示す指標とを直接的に結び付けるものであってもよいし、あるいは、間接的に結び付けるものであってもよい。また、上述した関係は回帰式であってもよいし、あるいは、舌のインピーダンスと舌を動かす能力を示す指標とを対応づけて記憶したテーブルであってもよい。
Here, the “index indicating the ability to move the tongue” includes the number of times that the saliva can be swallowed in a certain time, the number of times that a plosive sound such as “pa”, “ta”, and “ka” can be pronounced in a certain time in addition to the tongue pressure included. However, biological information obtained as a result of moving the tongue is not included. For example, the amount of saliva secreted into the oral cavity is not included in the “index indicating the ability to move the tongue”.
Further, the “relation between the impedance of the tongue and the index indicating the ability to move the tongue” may directly connect the impedance of the tongue and the index indicating the ability to move the tongue, or indirectly. It may be tied. Further, the relationship described above may be a regression equation, or may be a table in which the impedance of the tongue and an index indicating the ability to move the tongue are associated and stored.
上述した舌測定装置において、前記記憶部には、舌のインピーダンスと舌を動かす能力を示す指標との関係として、舌のインピーダンスと舌の筋肉断面積とを対応づける第1の関係と、舌の筋肉断面積と舌を動かす能力を示す指標とを対応づける第2の関係とが記憶されており、前記指標生成部は、前記記憶部に記憶された前記第1の関係を用いて、前記インピーダンス算出部で算出された前記舌のインピーダンスに対応する前記舌の筋肉断面積を生成し、前記記憶部に記憶された前記第2の関係を用いて、前記舌の筋肉断面積に対応する前記舌を動かす能力を示す指標を生成することが好ましい。
この態様によれば、舌のインピーダンスから直接的に舌を動かす能力を示す指標を得るのではなく、まず、第1の関係を用いて舌のインピーダンスから舌の筋肉断面積を生成し、さらに、第2の関係を用いて舌の筋肉断面積から舌を動かす能力を示す指標を生成する。従って、舌を動かす能力を示す指標を生成する過程で舌の筋肉断面積を得ることができ、舌の筋肉断面積を利用者の健康状態を知るために役立てることができる。
In the tongue measuring apparatus described above, the storage unit has a first relationship that associates the impedance of the tongue with the muscle cross-sectional area of the tongue as a relationship between the impedance of the tongue and an index indicating the ability to move the tongue, A second relationship that associates a muscle cross-sectional area with an index indicating the ability to move the tongue is stored, and the index generation unit uses the first relationship stored in the storage unit to store the impedance Generating a muscle cross-sectional area of the tongue corresponding to the impedance of the tongue calculated by the calculation unit, and using the second relationship stored in the storage unit, the tongue corresponding to the muscle cross-sectional area of the tongue Preferably, an index indicating the ability to move the is generated.
According to this aspect, instead of obtaining an index indicating the ability to move the tongue directly from the impedance of the tongue, first, a muscle cross-sectional area of the tongue is generated from the impedance of the tongue using the first relationship, Using the second relationship, an index is generated that indicates the ability to move the tongue from the muscle cross-sectional area of the tongue. Therefore, the muscle cross-sectional area of the tongue can be obtained in the process of generating the index indicating the ability to move the tongue, and the muscle cross-sectional area of the tongue can be used to know the health condition of the user.
本発明に係る舌測定装置の好適な態様として、前記一対の電流印加用電極及び前記一対の電圧測定用電極とが設けられており、前記プローブの根元側には、溝(図1に示す溝13a,13b,及び13cのうち少なくとも一つ)が形成される態様とすることもできる。この場合には、利用者がプローブの根元側に形成された溝を歯で噛むことで、舌と接触する一対の電流印加用電極及び一対の電圧測定用電極の位置が固定されるため、測定位置のずれによって生じる測定値のバラツキを防止することができる。 As a preferred aspect of the tongue measuring device according to the present invention, the pair of current application electrodes and the pair of voltage measurement electrodes are provided, and a groove (groove shown in FIG. 1) is provided at the base side of the probe. 13a, 13b, and 13c) may be formed. In this case, the position of the pair of current application electrodes and the pair of voltage measurement electrodes in contact with the tongue is fixed when the user bites the groove formed on the base side of the probe with teeth. It is possible to prevent variations in the measured value caused by the position shift.
また、本発明に係る舌測定装置の好適な態様として、溝は、プローブの根元側に複数形成されている態様とすることもできる。利用者は溝を噛むことによって舌の上のプローブの位置を固定する。この発明によれば、プローブには複数の溝が設けられているので、どの溝を噛むかによって、プローブを口腔内に挿入する深さが相違する。従って、異なる溝溝(図1に示す溝13a,13b,又は13c)を噛むことで、舌に接触する一対の電流印加用電極(図1に示す電流印加用電極12a及び12b)及び一対の電圧測定用電極(図1に示す電圧測定用電極12c及び12d)の位置を変更できるため、例えば、舌の先端部、中央部、あるいは奥部といった各部における舌を動かす能力を測定することができる。
Moreover, as a preferable aspect of the tongue measuring device according to the present invention, a plurality of grooves may be formed on the base side of the probe. The user fixes the position of the probe on the tongue by biting the groove. According to the present invention, since the probe is provided with a plurality of grooves, the depth at which the probe is inserted into the oral cavity differs depending on which groove is bitten. Therefore, a pair of current application electrodes (
本発明に係る舌測定装置の好適な態様として、前記複数の溝の各々に対応して設けられ、利用者が噛んだ溝を検出する複数の位置検出センサ(図1に示す位置検出センサ11a,11b,及び11c)と、前記複数の位置検出センサの出力信号に基づいて、前記舌のインピーダンスを計測する舌の計測位置を特定する位置特定部(図4に示す位置特定部33)と、前記位置特定部で特定した前記舌の計測位置と前記指標とを対応付けて記憶する計測結果記憶部(図5に示す履歴テーブルTBL)とを備える態様とすることもできる。
この発明によれば、どの溝を利用者が前歯で噛んだかを位置検出センサの出力信号に基づいて特定できるので、舌のインピーダンスを計測する舌の計測位置と指標とを対応付けて記憶できる。よって、舌の各部における舌を動かす能力を分析して、詳細な評価をすることができる。なお、位置検出センサは、利用者が噛んだ溝を検出するのであればどのようなセンサを用いてもよく、検出方法は不問である。例えば、位置検出センサとして、圧力を検出する圧力センサや接触を検出する接触センサを用いることができ、検出方式としては、機械的変位方式、抵抗変化方式、静電容量変化方式、電荷変化方式、光学方式、反射率の変化方式、圧抵抗効果方式又は磁気変化方式が含まれる。
As a preferred embodiment of the tongue measuring device according to the present invention, a plurality of position detection sensors (
According to the present invention, which groove the user has bitten with the front teeth can be specified based on the output signal of the position detection sensor, so that the measurement position of the tongue for measuring the impedance of the tongue and the index can be stored in association with each other. Therefore, the ability to move the tongue in each part of the tongue can be analyzed for detailed evaluation. As the position detection sensor, any sensor may be used as long as it detects a groove bited by the user, and the detection method is not limited. For example, a pressure sensor that detects pressure or a contact sensor that detects contact can be used as the position detection sensor, and the detection method includes a mechanical displacement method, a resistance change method, a capacitance change method, a charge change method, An optical method, a reflectance change method, a piezoresistive effect method, or a magnetic change method is included.
本発明に係る舌測定装置の好適な態様として、前記一対の電流印加用電極及び前記一対の電圧測定用電極は、前記プローブの一方の面に形成された態様とすることもできる。この場合には、例えば、プローブの下面側にのみ一対の電流印加用電極及び一対の電圧測定用電極が設けられている場合には、口蓋(上顎)に一対の電流印加用電極及び一対の電圧測定用電極とが接触することを防止できるため、測定精度を向上させることができる。 As a preferred aspect of the tongue measuring apparatus according to the present invention, the pair of current application electrodes and the pair of voltage measurement electrodes may be formed on one surface of the probe. In this case, for example, when a pair of current application electrodes and a pair of voltage measurement electrodes are provided only on the lower surface side of the probe, a pair of current application electrodes and a pair of voltages are provided on the palate (upper jaw). Since contact with the measurement electrode can be prevented, measurement accuracy can be improved.
<A:構成>
以下に添付図面を参照して、本発明に係る舌測定装置の実施形態を詳細に説明する。本実施形態では、舌の運動機能を示す指標として舌圧を例に説明するものとする。図1は、本実施形態に係る舌測定装置100の外観を示す図であり、図2は、プローブの斜視図である。
<A: Configuration>
Embodiments of a tongue measuring device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, tongue pressure will be described as an example of an index indicating the motor function of the tongue. FIG. 1 is a view showing an appearance of the
図1に示すように、舌測定装置100は、プローブ10と本体20とを備える。プローブ10は、本体20と取り付けられており、その先端の表面には、舌に接触させて舌圧及び舌の脂肪断面積などの測定を行うための電極(12a,12b,12c,及び12d)がプローブの全周にわたって設けられている。
As shown in FIG. 1, the
具体的に、プローブ10の先端側には、第1の電流印加用電極12a、第2の電流印加用電極12b、第1の電圧測定用電極12c及び第2の電圧測定用電極12dが設けられている。第1の電流印加用電極12a及び第2の電流印加用電極12bは、第1の電圧測定用電極12cと第2の電圧測定用電極12dとの外側に配置される。これらの電極(12a,12b,12c,及び12d)において隣り合う電極間の距離dは、2mm〜20mmに設定される。
Specifically, a first
また、プローブ10の根元側には、複数の溝(13a,13b,及び13c)が形成されている。これらの溝(13a,13b,及び13c)は、プローブ10の上面及び下面にそれぞれ設けられている。また、複数の溝(13a,13b,及び13c)の各々には、利用者が噛んだ溝を検出する位置検出センサ(11a,11b,又は11c)が内部に設けられており、上前歯及び下前歯が溝を噛んだ際、噛まれた溝(13a,13b,又は13c)を特定するようになっている。位置検出センサ(11a,11b,及び11c)は、例えば、圧力を検出する圧力センサや接触を検出する接触センサを用いることができ、検出方式としては、機械的変位方式、抵抗変化方式、静電容量変化方式、電荷変化方式、光学方式、反射率の変化方式、圧抵抗効果方式又は磁気変化方式が含まれる。
A plurality of grooves (13a, 13b, and 13c) are formed on the base side of the
図3に、測定対象となる舌の各部と利用者が噛む溝との関係を模式的に示す。利用者がどの溝を上前歯及び下前歯で噛むかによって、口腔内に挿入されるプローブ10の深さが異なる。プローブ10の根元に最も近い溝13cを利用者が噛むと位置検出センサ11cの出力信号がアクティブとなる。この場合、プローブ10は口腔内に深く挿入される。このため、舌の奥部が測定位置となる。プローブ10の根元に2番目に近い溝13bを利用者が噛むと位置検出センサ11bの出力信号がアクティブとなる。この場合、舌の中央部が測定位置となる。さらに、プローブ10の根元から最も離れた溝13aを利用者が噛むと位置検出センサ11aの出力信号がアクティブとなる。この場合、プローブ10は口腔内に浅く挿入されるため、舌の先端部が測定位置となる。
FIG. 3 schematically shows the relationship between each part of the tongue to be measured and the groove bited by the user. The depth of the
本体20は、外観上に、表示部22と、入力部(21a,21b)とを備える。入力部(21a,21b)は、測定キー21aと、電源キー21bとを含む。測定キー21aは、利用者が測定開始や過去の測定結果の履歴の表示を指示するために用いられ、電源キー21bは、一連の測定のために本体20に対して電力供給を開始させるために用いられる。また、表示部22には、今回の測定結果や過去の測定結果が表示される。
The
図4は、本実施形態に係る舌測定装置100の詳細な構成を示すブロック図である。図2に示すように、本体20は、前述の表示部22、及び入力部21の他、電流発生部24と、電圧測定部23と、電源部25と、メモリ26と、CPU30とを備える。
FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the
電流発生部24は、プローブ10を口腔内に挿入して舌に押し当てた状態で、第1の電流印加用電極12aと第2の電流印加用電極12bとから交流電流を舌の組織に流す。本実施形態では、電流発生部24から出力される交流電流の周波数は50kHzに設定される。但し、交流電流の周波数は舌の内部の組織に交流電流を流すことが可能な5kHz〜500kHzであれば良い。特に、40kHzを超える周波数は、効率的に舌の内部の組織に交流電流を供給する観点から好ましい。電圧測定部23は、第1の電圧測定用電極12cと第2の電圧測定用電極12dとの間の電圧を測定する。
The
電源部25は、本体20の電気系統各部に電力を供給する。メモリ26は、CPU30の作業領域として機能するとともに、利用者の舌の筋肉断面積、舌圧、舌の脂肪断面積、などを演算するための各種の演算式、舌を動かす能力を評価するために用いる評価基準レベル、及び計測結果の履歴を格納した履歴テーブルTBLなどを記憶する。
The
この履歴テーブルTBLは、図5に示すように、舌の測定位置(先端部、中央部、奥部)に応じた舌圧(kPa)、舌の筋肉断面積(mm2)、舌の脂肪断面積(mm2)、舌圧及び評価レベル(例えば、健常レベル、要介入レベル、要介護レベルの3段階)が記録されている。 As shown in FIG. 5, this history table TBL includes tongue pressure (kPa) according to tongue measurement position (tip, center, back), tongue muscle cross-sectional area (mm 2 ), tongue fatness. The area (mm 2 ), tongue pressure, and evaluation level (for example, three levels of a healthy level, an intervention level, and a care level) are recorded.
CPU30は、各種の制御処理を実行する手段である。このCPU30は、所定のプログラムを実行することにより、インピーダンス算出部31、指標生成部32、及び位置特定部33として機能する。インピーダンス算出部31は、電流発生部24から出力された交流電流と電圧測定部23で測定された電圧とに基づいて舌のインピーダンスを算出する。
The
指標生成部32は、インピーダンス算出部31で算出された舌のインピーダンスに基づいて、舌を動かす能力を示す指標を生成する。位置特定部33は、位置検出センサ(11a、11b、及び11c)から出力される出力信号に基づいて、舌のインピーダンスを計測する計測位置を特定する。
The
<B:測定原理>
本実施形態の舌測定装置は、舌の筋肉断面積の測定、舌圧レベルの判定、及び舌の脂肪断面積の測定など、舌の運動機能の測定が可能となっている。以下、本実施形態における舌の運動機能の測定手法について説明する。
<B: Measurement principle>
The tongue measuring device of this embodiment can measure the motor function of the tongue, such as measuring the muscle cross-sectional area of the tongue, determining the tongue pressure level, and measuring the fat cross-sectional area of the tongue. Hereinafter, a method for measuring the motor function of the tongue in the present embodiment will be described.
(1)舌のインピーダンスの測定
先ず、舌のインピーダンスの測定原理について説明する。図6は、人体の組織の等価回路を示す図であり、図7は、交流電流と測定電圧との波形変化を示す図であり、図8は、舌のインピーダンスの抵抗成分及びリアクタンス成分の関係を座標に表す図である。
(1) Measurement of tongue impedance First, the measurement principle of tongue impedance will be described. FIG. 6 is a diagram showing an equivalent circuit of a human tissue, FIG. 7 is a diagram showing a waveform change between an alternating current and a measured voltage, and FIG. 8 is a relationship between a resistance component and a reactance component of a tongue impedance. FIG.
通常、舌のインピーダンスは、図6に示すような、細胞外液抵抗Re、細胞内液抵抗Ri、細胞膜容量Cmからなる集中定数による等価回路で表される。したがって、舌に交流電流が流れると、測定される測定電圧は、図7に示すように、交流電流i(t)に対して位相がずれる。 Usually, the impedance of the tongue is represented by an equivalent circuit with a lumped constant composed of an extracellular fluid resistance Re, an intracellular fluid resistance Ri, and a cell membrane capacitance Cm as shown in FIG. Therefore, when an alternating current flows through the tongue, the measured voltage to be measured is out of phase with the alternating current i (t) as shown in FIG.
インピーダンス算出部31は、このような測定電圧に係るアナログ信号についてサンプリング処理を実行し、これをデジタル信号に変換する。そして、舌のインピーダンス、あるいはこれに基づく絶対値、位相差、抵抗成分値及び容量成分値等のパラメータ等は、このデジタル信号に対するDFT(Discrete Fourier Transformation)処理を通じて取得される。本実施形態では、入力電流i(t)と、出力電圧VHUMとを用い、DFT処理を行うことで、舌のインピーダンスの容量成分(以下、リアクタンスXと言う)と舌のインピーダンスの抵抗成分(以下、レジスタンスRと言う。)とを算出する。
The
具体的に、リアクタンスX及びレジスタンスRは、図8に示す関係から各々次式で求められる。
また、測定されたインピーダンスベクトルは、横軸をレジスタンスR、縦軸をリアクタンスXにとる平面にプロットしていくと、そのベクトル軌跡は図8に示す円弧状の軌跡となる。この図8において、Zは舌のインピーダンスを示し、座標交点は零地点を示し、偏角φは位相差を示している。
Specifically, the reactance X and the resistance R are obtained from the relationship shown in FIG.
Further, when the measured impedance vector is plotted on a plane having resistance R on the horizontal axis and reactance X on the vertical axis, the vector locus becomes an arc-shaped locus shown in FIG. In FIG. 8, Z represents the impedance of the tongue, the coordinate intersection represents the zero point, and the declination φ represents the phase difference.
したがって、舌のインピーダンスZ、及び位相差φは、リアクタンスX及びレジスタンスRを用いて各々次式(1)、(2)で求められる。
インピーダンス算出部31は、式(1)及び式(2)を演算することによって、交流電流及び測定電圧から舌のインピーダンスZ、位相差φ、リアクタンスX及びレジスタンスRを算出することができる。
Therefore, the impedance Z and the phase difference φ of the tongue are obtained by the following equations (1) and (2) using the reactance X and the resistance R, respectively.
The
(2)舌の筋肉断面積の推定
次に、舌の筋肉断面積の推定について説明する。図9(a)は、利用者の口腔40内を側面より示す図であり、同図(b)は、舌41を円柱として場合の、舌のインピーダンスと舌の筋肉断面積との関係を説明するためのモデル図である。
(2) Estimation of tongue muscle cross-sectional area Next, estimation of tongue muscle cross-sectional area will be described. FIG. 9A is a diagram showing the inside of the
図9(a)に示すような口腔40内の舌41は、脂肪と筋肉とが混在するものであるが、図9(b)に示すように、脂肪を外と筋肉を内に区分した円柱状に置き換える。脂肪には電解質がほとんど含まれていないので、絶縁体と仮定できる。一方、筋肉には電解質が多く含まれているため、導電体として仮定できる。そして、舌について、その筋肉(導電体)を測定する長さをL、舌の筋肉断面積をA、舌の筋肉抵抗値をρ、舌のインピーダンスをZとすると、舌の筋肉断面積Aは、以下に示す式(3)となる。
ここで、ρは物質固有の値であるため、一定値とみなすことができる。また、プローブ10に設けられた電極間距離は一定のため、Lは一定値となる。したがって、舌の筋肉断面積Aは、舌のインピーダンスZに反比例することとなる。
The
Here, since ρ is a value unique to the substance, it can be regarded as a constant value. Further, since the distance between the electrodes provided in the
このように舌の筋肉断面積と舌のインピーダンスには一定の関係がある。但し、舌の筋肉抵抗値ρは、被験者によって異なる値を示す。そこで、出願人は、多数の利用者について舌のインピーダンスとMRI(Magnetic Resonance Imaging system)を用いて舌の筋肉断面積とを測定した。次に、その測定結果を回帰分析して、舌のインピーダンスと筋肉断面積の比との関係を表す回帰式を得た。 Thus, there is a certain relationship between the muscle cross-sectional area of the tongue and the impedance of the tongue. However, the muscle resistance value ρ of the tongue varies depending on the subject. Therefore, the applicant measured the impedance of the tongue and the muscle cross-sectional area of the tongue using MRI (Magnetic Resonance Imaging system) for many users. Next, the measurement result was subjected to regression analysis to obtain a regression equation representing the relationship between tongue impedance and muscle cross-sectional area ratio.
図10は、多数の利用者について、舌のインピーダンスと舌の筋肉断面積との関係を示す相関図である。ここで、舌の筋肉断面積をSm、舌のインピーダンスをZとすると、両者の関係を示す回帰式は、以下に示す式(4)で表される。
但し、a及びbは定数である。
FIG. 10 is a correlation diagram showing the relationship between tongue impedance and tongue muscle cross-sectional area for a large number of users. Here, assuming that the muscle cross-sectional area of the tongue is Sm and the impedance of the tongue is Z, a regression equation showing the relationship between them is expressed by the following equation (4).
However, a and b are constants.
図10に示す例では、舌のインピーダンスと、MRIで測定された舌の筋肉断面積とでは、相関係数r=0.82という高い相関が得られる。したがって、回帰式(4)を用いた推定方法によれば、舌のインピーダンスの値をパラメータとして用いることにより舌の筋肉断面積を高い精度で推定することが可能になる。メモリ26には回帰式(4)が記憶されている。指標生成部32は、メモリ26に記憶された回帰式(4)を読み出し、測定により得られた舌のインピーダンスを回帰式(4)に代入することにより舌の筋肉断面積を生成する。
In the example shown in FIG. 10, a high correlation of r = 0.82 is obtained between the tongue impedance and the tongue muscle cross-sectional area measured by MRI. Therefore, according to the estimation method using the regression equation (4), it is possible to estimate the muscle cross-sectional area of the tongue with high accuracy by using the impedance value of the tongue as a parameter. The
(3)舌圧の推定
次いで、舌圧の推定について説明する。出願人は、多数の利用者について、MRIを用いて舌の筋肉断面積を測定すると共に、舌圧測定器を用いて舌圧を測定した。この舌圧測定器は小型風船を舌と上顎口蓋部との間に挟み、舌で小型風船を力いっぱい押し上げることにより、小型風船と連通した変換部で空気圧を検出し電気信号に変換して、舌圧を測定するものである。
図11は、上記測定によって得られた舌の筋肉断面積と舌圧との相関図であり、両者には相関係数r=0.69という高い相関がある。この測定結果を回帰分析して、舌のインピーダンスと筋肉断面積の比との関係を表す回帰式を得た。舌圧をTpとしたとき、回帰式は以下に示す式(5)で与えられる。
但し、c及びdは定数である。回帰式(5)を用いた推定方法によれば、舌の筋肉断面積の値をパラメータとして用いることにより舌圧を高い精度で推定することができる。指標生成部32は、先に推定した舌の筋肉断面積Smをメモリ26に保存されている回帰式(5)に代入することで、舌圧Tpの値を求める。
(3) Estimation of tongue pressure Next, estimation of tongue pressure will be described. Applicants have measured the tongue muscle cross section using MRI and tongue pressure using a tongue pressure measuring instrument for a number of users. This tongue pressure measuring instrument sandwiches a small balloon between the tongue and the maxilla palate, and pushes the small balloon to the full force with the tongue, so that the air pressure is detected and converted into an electrical signal by the converter connected to the small balloon. The pressure is measured.
FIG. 11 is a correlation diagram between the lingual muscle cross-sectional area and the tongue pressure obtained by the above measurement, and there is a high correlation between the two, that is, a correlation coefficient r = 0.69. This measurement result was subjected to regression analysis to obtain a regression equation representing the relationship between tongue impedance and muscle cross-sectional area ratio. When the tongue pressure is Tp, the regression equation is given by the following equation (5).
However, c and d are constants. According to the estimation method using the regression equation (5), the tongue pressure can be estimated with high accuracy by using the value of the muscle cross-sectional area of the tongue as a parameter. The
(4)舌を動かす能力の評価レベルの判定
次いで、指標生成部32は、舌圧に基づいて舌を動かす能力の評価レベルを判定する。具体的に、指標生成部32は、本実施形態の方法で推定した舌圧の値と、メモリ26に保存されている評価基準レベルとを比較して舌を動かす能力の評価レベルを判定する。本実施形態では、「健常レベル」、「要介入レベル」、「要介護レベル」といった3段階で判定を行う。評価基準レベルは、多数の被験者について測定した舌圧の平均値Avと標準偏差SDを予め算出し、平均値Av及び標準偏差SDに基づいて定める。本実施形態で4個の評価基準レベルRa1、Ra2、Rb1、及びRb2を以下のように設定する。
Rb2=Av-2SD<Rb1=Av-SD<Ra1=Av+SD<Ra2=Av+2SD
具体的には、指標生成部32は、以下のように判定する。
Rb1≦推定した舌圧<Ra1の場合、「健常レベル」
Rb2≦推定した舌圧<Rb1又はRa1≦推定した舌圧<Ra2の場合、「要介入レベル」
推定した舌圧<Rb2又はRa2≦推定した舌圧の場合、「要介護レベル」
例えば、平均値Avが47.3kPa、標準偏差SDが2.6kPaであったとすると、
Rb2=42.1kPa、Rb1=44.7kPa、Ra1=49.9kPa、Ra2=52.5kpaとなる。なお、評価基準レベルRa1、Ra2、Rb1、及びRb2はメモリ26に記憶されている。
(4) Determination of evaluation level of ability to move tongue Next, the
Rb2 = Av-2SD <Rb1 = Av-SD <Ra1 = Av + SD <Ra2 = Av + 2SD
Specifically, the
If Rb1 ≦ estimated tongue pressure <Ra1, “healthy level”
When Rb2 ≦ estimated tongue pressure <Rb1 or Ra1 ≦ estimated tongue pressure <Ra2, “intervention level required”
If the estimated tongue pressure <Rb2 or Ra2 ≦ estimated tongue pressure, the level of care required
For example, if the average value Av is 47.3 kPa and the standard deviation SD is 2.6 kPa,
Rb2 = 42.1 kPa, Rb1 = 44.7 kPa, Ra1 = 49.9 kPa, Ra2 = 52.5 kpa. The evaluation reference levels Ra1, Ra2, Rb1, and Rb2 are stored in the
(5)舌の脂肪断面積の推定
次に、舌の脂肪断面積の算出について説明する。ここでは、先ず、電流発生部24から出力される交流電流が舌の筋肉部分を流れるときに生じる交流電流と電圧測定部23で測定された電圧との位相差と、電流発生部24から出力される交流電流が舌の脂肪部分を流れるときに生じる交流電流と電圧測定部23で測定された電圧との位相差との違いについて詳細に説明する。図12は、舌の組織の概略図である。
(5) Estimation of the fat cross-sectional area of the tongue Next, the calculation of the fat cross-sectional area of the tongue will be described. Here, first, the phase difference between the AC current generated when the AC current output from the
図12に示すように、舌の組織(筋肉組織及び脂肪組織)は、各々が細胞内液50を含有する複数の細胞膜52と、各細胞膜52間に介在する細胞外液54とを有する。そして、舌の筋肉組織及び舌の脂肪組織は、上述した図6に示すような、細胞外液抵抗Re、細胞内液抵抗Ri、細胞膜容量Cmからなる等価回路で表される。
As shown in FIG. 12, the tongue tissue (muscle tissue and adipose tissue) has a plurality of cell membranes 52 each containing an
舌の脂肪組織においては、細胞膜52内に細胞内液50が殆ど含有されていないため、細胞内液50の抵抗Riの値は、細胞外液54の抵抗Reの値に比べて非常に大きい値となる(Re<Ri)。このため、電流発生部24から出力される交流電流が舌の脂肪組織を流れると、その電流の大部分は細胞外液の抵抗成分Reを流れるから、当該交流電流と電圧測定部23にて測定される電圧との位相差は殆ど生じない。
In the adipose tissue of the tongue, since the
一方、筋肉組織においては、細胞膜52内に細胞内液50が含有されているから、電流発生部24から出力される交流電流が舌の筋肉組織を流れると、その交流電流は細胞外液の抵抗成分Reだけでなく、細胞膜52の容量成分Cm及び細胞内液50の抵抗成分Riを流れる。したがって、電流発生部24から出力される交流電流と電圧測定部23にて測定される電圧との間には容量成分Cmの影響により位相差が生じる。即ち、筋肉部分は位相差を生じさせやすいという性質を有する一方、脂肪部分は位相差を生じさせにくいという性質を有するから、舌の脂肪量が大きいほど脂肪部分の性質が支配的となって位相差は小さくなる。一方、舌の脂肪量が小さいほど筋肉部分の性質が支配的となって位相差は大きくなる傾向を示す。本実施形態では、このことを利用して脂肪断面積を推定する。
On the other hand, in the muscular tissue, since the
より具体的には、以下のとおりである。インピーダンス算出部31は、電極(12a,12b,12c,及び12d)が舌に接触したときに、電流発生部24から出力される交流電流と、電圧測定部23にて測定される電圧とから、舌のインピーダンスの実数部分であるレジスタンスRと、舌のインピーダンスの虚数部分であるリアクタンスXとを求めたうえで、リアクタンスXとレジスタンスRとの比であるR/Xを求める。位相差が小さいほどレジスタンスRに対するリアクタンスXの割合は小さくなる一方、位相差が大きいほどレジスタンスRに対するリアクタンスXの割合は大きくなる。そして、インピーダンス算出部31は、求めたR/Xの値に対応する舌の脂肪断面積を決定する。
More specifically, it is as follows. The
ここで、上述のR/Xと、舌の脂肪断面積との関係について説明する。図13は、交流電流が舌を流れるときの様子と、その位相差を示す模式図であり、同図(a)は、脂肪の混在率が多い場合を示す図であり、同図(b)は、脂肪の混在率が少ない場合を示す図である。この図13では、舌の断面が表示されており、白部分が脂肪を示し、黒部分は筋肉を示す。そして、本実施形態において、舌の断面積当たりの脂肪量をLfとする。また、図14は、このときの脂肪部分及び筋肉部分の等価回路を示す図である。図14に示すRfは、脂肪部分の抵抗成分である。 Here, the relationship between the above R / X and the fat cross-sectional area of the tongue will be described. FIG. 13 is a schematic diagram showing a state when an alternating current flows through the tongue and its phase difference. FIG. 13 (a) is a diagram showing a case where the fat mixture ratio is large, and FIG. 13 (b). These are figures which show the case where the mixture rate of fat is small. In FIG. 13, a cross section of the tongue is displayed, the white portion indicates fat, and the black portion indicates muscle. In the present embodiment, the fat amount per sectional area of the tongue is Lf. Moreover, FIG. 14 is a figure which shows the equivalent circuit of the fat part and muscle part at this time. Rf shown in FIG. 14 is a resistance component of the fat portion.
前述したように、脂肪部分においては容量成分を殆ど無視することができる。また、Smは筋肉部分に相当する部分を示し、Rjは筋肉部分の細胞外液54の抵抗成分を示し、Rkは筋肉部分の細胞内液50の抵抗成分を示し、Clは筋肉部分の細胞膜52の容量成分を示す。このとき、電極が接触する舌におけるリアクタンスXとレジスタンスRとの比であるR/Xは、以下の式(6)で表される。
また、脂肪部分の抵抗成分Rfは脂肪量Lfに反比例するため、両者の関係は以下の式(7)で表される。
上記式(7)においてkは定数である。
上述の式(6)及び式(7)から、脂肪量Lfは以下の式(8)で表される。
In the above formula (7), k is a constant.
From the above formulas (6) and (7), the fat mass Lf is expressed by the following formula (8).
上記式(8)においてf及びgは定数である。上記式(8)からも理解されるように、脂肪量LfとR/Xとは比例関係にある。つまり、図13(a)に示すように、脂肪量Lfが大きいほど脂肪部分の性質が支配的となって位相差は小さくなるから、レジスタンスRに対するリアクタンスXの割合が小さくなる(R/Xの値は大きくなる)。一方、図13(b)に示すように、脂肪量Lfが小さいほど筋肉部分の性質が支配的となって位相差が大きくなるから、レジスタンスRに対するリアクタンスXの割合は大きくなる(R/Xの値は小さくなる)ことが分かる。また、本実施形態においては、第1の電圧測定用電極12c及び第2の電圧測定用電極12dの位置は固定されているため、舌の脂肪量は舌の脂肪断面積と比例することになる。即ち、舌の脂肪断面積は、式(8)で与えられる舌の脂肪量に係数を乗算して得られる。舌の脂肪断面積をSf、リアクタンスX、レジスタンスRとすると、舌の脂肪断面積をSfはR/Xをパラメータとして、以下に示す式(9)で与えられる。
但し、h及びiは定数である。
In the above formula (8), f and g are constants. As understood from the above formula (8), the fat amount Lf and R / X are in a proportional relationship. That is, as shown in FIG. 13 (a), as the fat amount Lf increases, the property of the fat portion becomes dominant and the phase difference decreases, so that the ratio of the reactance X to the resistance R decreases (R / X The value will increase). On the other hand, as shown in FIG. 13 (b), the smaller the fat amount Lf, the more dominant the property of the muscle portion and the larger the phase difference, so the ratio of reactance X to resistance R increases (R / X (The value becomes smaller). In the present embodiment, since the positions of the first
However, h and i are constants.
このように舌の脂肪断面積とR/Xとには一定の関係がある。式(9)の定数h及びiを特定するために、出願人は、多数の利用者について、R/Xと、MRIを用いて舌の脂肪断面積とを測定した。図15は、R/Xと、MRIで計測した脂肪断面積Sfの実測値との関係を示す相関図である。R/XとMRIで計測した舌の脂肪断面積の実測値とは相関係数r=0.92という高い相関が得られる。出願人は、この実測値を回帰分析することによって、定数h及びiを定めた。
メモリ26には、式(9)が格納されており、指標生成部32は、電流発生部24で生成される交流電流と電圧測定部23で測定された電圧とに基づいてR/Xを算出し、メモリ26に記憶された式(9)を読み出し、読み出した式(9)に算出されたR/Xをを代入することによって、舌の脂肪断面積を生成する。
Thus, there is a certain relationship between the fat cross-sectional area of the tongue and R / X. In order to determine the constants h and i in equation (9), Applicants measured R / X and MRI for fat cross-section for many users. FIG. 15 is a correlation diagram showing the relationship between R / X and the measured value of fat cross-sectional area Sf measured by MRI. A high correlation with a correlation coefficient r = 0.92 is obtained between the R / X and the measured value of the fat cross-sectional area of the tongue measured by MRI. The applicant determined the constants h and i by regression analysis of the actual measurement values.
Expression (9) is stored in the
<C:舌測定装置の動作>
次に、舌測定装置100の動作について説明する。本実施形態では、利用者は、本体20を持ち、プローブ10のいずれかの溝(13a,13b,13c)を前歯で噛み、電極(12a,12b,12c,及び12d)に舌に接触させる。そして、各種の測定結果が表示部22に表示される。以下、図16を参照しながら、その具体的な内容について説明する。図16は、本実施形態に係る舌測定装置100の具体的な動作を示すフローチャートである。
<C: Operation of tongue measuring device>
Next, the operation of the
先ず、利用者によって電源キー21bがオンとされると、電源部25からの電源供給が開始され、舌測定装置100は測定モードになる。
First, when the
その後、舌測定装置100は、利用者によって測定キー21aで測定開始とされるまで待機し(ステップS1における“N”)、測定キー21aが操作され、設定開始にされると(S1における“Y”)、舌のインピーダンスを計測する計測位置を特定する(ステップS2)。
Thereafter, the
具体的には、位置特定部33が位置検出センサ11a〜11cのいずれかからの検出信号を取得するまで待機する(ステップS2における“N”)。一方、利用者が利用者の歯で溝13を噛むことで、位置特定部33が位置検出センサ11a〜11cのいずれかからの検出信号を取得すると(ステップS2における“Y”)、舌のインピーダンスを計測する計測位置を特定する。
Specifically, it waits until the
そして、CPU30は、検出信号を検出している間に、利用者の舌における筋肉断面積の測定、脂肪断面積の測定、及び評価レベルの判定を行う。より具体的には、電極(12a,12b,12c,及び12d)が利用者の舌に接触すると、第1の電流印加用電極12a及び第2の電流印加用電極12bのうちのいずれか一方の電極から、利用者を介して他方の電極へ至る電流経路が形成される。そして、当該電流経路には、電流発生部24から出力される交流電流が流れる。インピーダンス算出部31は、当該電流経路を流れる交流電流と、電圧測定部23にて測定される電圧とに基づいて、第1の電流印加用電極12aと第2の電流印加用電極12bとの間におけるリアクタンスXとレジスタンスRを求める(ステップS3及びステップS4)。
Then, the
その後、CPU30は、レジスタンスRとリアクタンスXとから、舌のインピーダンスZを算出する(ステップS5)。具体的には、CPU30は上述した式(1)の演算を実行する。その後、CPU30は、算出された舌のインピーダンスZを、上記式(4)に代入して舌の筋肉断面積Smを生成する(ステップS6)。さらに、CPU30は、生成した舌の筋肉断面積Smを上記式(5)に代入して舌圧を生成する(ステップS7)。その後、CPU30は、生成した舌圧と基準評価レベルRa1、Ra2、Rb1、及びRb2と比較して舌を動かす能力の評価レベルを判定する(ステップS8)。
Thereafter, the
また、CPU30は、レジスタンスRとリアクタンスXとから上記式(9)に基づいて、舌の脂肪断面積を生成する(ステップS9)。なお、CPU30は、ステップS6で生成した舌の筋肉断面積とステップS9で生成した舌の脂肪断面積から、それぞれ舌の筋肉率又は脂肪率を以下に示す式に従って算出してもよい。
舌の筋肉率=舌の筋肉断面積/(舌の筋肉断面積+舌の脂肪断面積)
舌の脂肪率=舌の脂肪断面積/(舌の筋肉断面積+舌の脂肪断面積)
Further, the
Tongue muscle ratio = tongue muscle cross-sectional area / (tongue muscle cross-sectional area + tongue fat cross-sectional area)
Tongue fat percentage = tongue fat cross-sectional area / (tongue muscle cross-sectional area + tongue fat cross-sectional area)
そして、CPU30は、前述のようにして求めた各種結果(舌圧値、舌の筋肉断面積、舌の脂肪断面積、及び評価レベル)を表示部22に表示させるように制御する(ステップS10)。そして、その結果情報は、測定位置とともに、履歴テーブルに記録される(ステップS11)。例えば、測定日時が2013年3月1日の14時30分であり、利用者が溝13bを咥えて測定し、舌圧が38kPa、舌の筋肉断面積が600mm2、舌の脂肪断面積が200mm2であったとする。この場合、溝13bを咥えたことが位置検出センサ11bによって検出されるので、CPU30は、測定位置を舌の中央部と判定する。また、上述した例で示したように舌圧の平均値Avが47.3kPa、標準偏差SDが2.6kPaであり、評価基準レベルRb2が42.1kPaであったとすると、測定された舌圧が38kPaは評価基準レベルRb2未満であるので、CPU30は評価レベルを「要介護レベル」と判定する。これらの測定結果は、図5に示す履歴テーブルTBLの太枠で示す部分に記録される。
Then, the
以上に説明したように、本実施形態において、指標生成部32は、舌を流れる交流電流と電圧測定部23にて測定された電圧とから舌のインピーダンスを算出し、舌のインピーダンスから舌の筋肉断面積を推定するとともに、推定した舌の筋肉断面積に基づいて舌を動かす能力の評価レベルを生成する。このように、本実施形態によれば、実際に舌の運動を行わせることなく、舌を動かす能力を示す指標を簡便に推定することができる。
As described above, in this embodiment, the
また、本実施形態によれば、プローブ10の根元側には、複数の溝(13a,13b,及び13c)が形成されているので、利用者がプローブ10のいずれかの溝を歯で噛むことで、舌と接触する電流印加用電極12a及び12bと電圧測定用電極12c及び12dとの位置が固定されるため、測定位置のずれによって生じる測定値のバラツキを防止することができる。さらに、利用者が異なる溝(13a,13b,13c)を噛むことで、舌に接触する電極の位置を変更させることができるため、舌の各部分における運動機能を測定することができる。
Further, according to the present embodiment, since the plurality of grooves (13a, 13b, and 13c) are formed on the base side of the
さらに、本実施形態では、複数の溝(13a,13b,及び13c)の各々に対応して位置検出センサ(11a,11b,又は11c)を備え、位置特定部33は、位置検出センサ(11a,11b,及び11c)からの出力信号に基づいて、舌のインピーダンスを計測する計測位置を特定することができる。この結果、測定位置と指標とを対応付けて履歴テーブルTBLに記憶でき、舌の各部における運動機能を分析することが可能となり、詳細な評価をすることができる。
Furthermore, in this embodiment, a position detection sensor (11a, 11b, or 11c) is provided corresponding to each of the plurality of grooves (13a, 13b, and 13c), and the
<C:変形例>
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の変形が可能である。また、以下に示す変形例のうちの2以上の変形例あるいは上述した実施形態を組み合わせることもできる。
<C: Modification>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and for example, the following modifications are possible. Further, two or more of the following modifications or the above-described embodiments can be combined.
(1)変形例1
上述の実施形態では、舌のインピーダンスから舌の筋肉断面積を推定し、推定した舌の筋肉断面積に基づいて舌圧を推定した。即ち、舌圧は、舌のインピーダンスに基づいて間接的に特定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、舌のインピーダンスから直接、舌圧を推定してもよいことは勿論である。
出願人は、多数の利用者について、舌のインピーダンスを測定すると共に、舌圧測定器を用いて舌圧を測定した。この舌圧測定器は小型風船を舌と上顎口蓋部との間に挟み、舌で小型風船を力いっぱい押し上げることにより、小型風船と連通した変換部で空気圧を検出し電気信号に変換して、舌圧を測定するものである。
図17は、上記測定によって得られた舌のインピーダンスと舌圧との相関図であり、両者には相関係数r=0.91という高い相関がある。この測定結果を回帰分析して、舌のインピーダンスと舌圧との関係を表す回帰式を得た。舌のインピーダンスをZ、舌圧をTpとしたとき、回帰式は以下に示す式(10)で与えられる。
但し、e及びfは定数である。回帰式(10)を用いた推定方法によれば、舌のインピーダンスの値をパラメータとして用いることにより舌圧を高い精度で推定することができる。指標生成部32は、舌のインピーダンスをメモリ26に保存されている回帰式(10)に代入することで、舌圧Tpの値を求める。
(1) Modification 1
In the above-described embodiment, the muscle cross-sectional area of the tongue is estimated from the impedance of the tongue, and the tongue pressure is estimated based on the estimated muscle cross-sectional area of the tongue. That is, the tongue pressure is indirectly specified based on the impedance of the tongue, but the present invention is not limited to this, and it is of course possible to estimate the tongue pressure directly from the impedance of the tongue. .
Applicants have measured the tongue impedance for a number of users and measured the tongue pressure using a tongue pressure meter. This tongue pressure measuring instrument sandwiches a small balloon between the tongue and the maxilla palate, and pushes the small balloon to the full force with the tongue, so that the air pressure is detected and converted into an electrical signal by the converter connected to the small balloon. The pressure is measured.
FIG. 17 is a correlation diagram between the impedance of the tongue and the tongue pressure obtained by the above measurement, and there is a high correlation between the two, that is, a correlation coefficient r = 0.91. This measurement result was subjected to regression analysis to obtain a regression equation representing the relationship between tongue impedance and tongue pressure. When the tongue impedance is Z and the tongue pressure is Tp, the regression equation is given by the following equation (10).
However, e and f are constants. According to the estimation method using the regression equation (10), the tongue pressure can be estimated with high accuracy by using the value of the impedance of the tongue as a parameter. The
(2)変形例2
上述の実施形態では、舌を動かす能力を示す指標として、舌圧を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、舌を動かす機能を示すのであればどのような指標を算出してもよい。例えば、一定時間に唾を飲み込める回数であってもよいし、あるいは、一定時間に「パ」「タ」「カ」といった破裂音を発音できる回数であってもよい。唾を飲み込む動作では、舌の筋肉を動かして唾を喉に送る必要があり、舌を動かす機能が発揮され、また、破裂音を発音するには、舌を上顎に接触させ動かす必要があり、舌を動かす機能が発揮されることから、これらの回数を舌を動かす能力を示す指標として用いることができる。なお、これらの舌圧、唾を飲み込める回数、及び破裂音を発音できる回数を組み合わせて、舌全体の運動機能として評価を行ってもよい。
(2)
In the above-described embodiment, tongue pressure is exemplified as an index indicating the ability to move the tongue. However, the present invention is not limited to this, and any index can be calculated as long as it indicates a function of moving the tongue. May be. For example, it may be the number of times that the saliva can be swallowed in a certain time, or the number of times that a plosive sound such as “pa”, “ta”, and “ka” can be pronounced in a certain time. In the operation to swallow the saliva, it is necessary to move the muscle of the tongue and send the saliva to the throat, the function of moving the tongue is demonstrated, and in order to pronounce the plosive, it is necessary to move the tongue by contacting the upper jaw, Since the function of moving the tongue is exhibited, these times can be used as an index indicating the ability to move the tongue. In addition, you may evaluate as a motor function of the whole tongue combining these tongue pressure, the frequency | count which can swallow a saliva, and the frequency | count which can sound a plosive.
ここで、唾を飲み込む回数や発音回数を取得する方法としては、利用者が別途計数した数値を入力キーにより入力するようにしてもよい。この場合において、舌測定装置100に、ストップウォッチ機能及びカウンター機能を設け、単位時間あたりの回数を簡便に入力するインターフェースを本体に設けてもよい。さらに、発音回数については、例えば、本体に音センサを設け、単位時間あたりの破裂音を認識して発音回数をカウントしてもよい。
Here, as a method of acquiring the number of times that the saliva is swallowed or the number of pronunciations, a numerical value separately counted by the user may be input using an input key. In this case, the
唾を飲み込める回数を舌を動かす能力を示す指標とする場合には、多数の利用者について舌のインピーダンスと一定時間に唾を飲み込める回数とを測定し、測定結果を重回帰解析して舌のインピーダンスを変数とする回帰式を予め求める。そして、回帰式に舌のインピーダンスを代入する演算をCPU30が実行することによって一定時間に唾を飲み込める回数を算出してもよい。
When the number of times that the saliva is swallowed is used as an indicator of the ability to move the tongue, the impedance of the tongue and the number of times that the saliva can be swallowed for a certain period of time are measured for a large number of users, and the results are subjected to multiple regression analysis and the impedance of the tongue A regression equation is obtained in advance using as a variable. Then, the
また、破裂音を発音できる回数を舌を動かす能力を示す指標とする場合には、多数の利用者について舌のインピーダンスと破裂音を発音できる回数とを測定し、測定結果を重回帰解析して舌のインピーダンスを変数とする回帰式を予め求める。そして、回帰式に舌のインピーダンスを代入する演算をCPU30が実行することによって一定時間に破裂音を発音できる回数を算出してもよい。
In addition, when the number of times that a plosive can be pronounced is used as an indicator of the ability to move the tongue, the impedance of the tongue and the number of times that a plosive can be pronounced are measured for many users, and the measurement results are subjected to multiple regression analysis. A regression equation using the tongue impedance as a variable is obtained in advance. Then, the
(3)変形例3
上述の実施形態では、第1の電流印加用電極12a及び第2の電流印加用電極12bは、第1の電圧測定用電極12cと第2の電圧測定用電極12dとの間に挟まれるようにして配置されるという態様が例示されているが、これに限らず、例えば、第1の電圧測定用電極12c及び第2の電圧測定用電極12dが、第1の電流印加用電極12aと第2の電流印加用電極12bとの間に挟まれるという態様とすることもできる。
(3)
In the above-described embodiment, the first
(4)変形例4
上述の実施形態では、複数の溝(13a,13b,及び13c)は、上下に設けられ、利用者の上前歯及び下前歯で噛まれるように配置されるという態様が例示されているが、これに限らず、例えば、図18(a)に示すように、下面にのみ溝(14a,14b,及び14c)が設けられる態様とすることもでき、また、図18(b)に示すように、上面にのみ溝(15a,15b,及び15c)を設けられる態様とすることもできる。
(4) Modification 4
In the above-mentioned embodiment, although the some groove | channel (13a, 13b, and 13c) is provided up and down and is arrange | positioned so that a user may bite with an upper front tooth and a lower front tooth, this is illustrated. For example, as shown in FIG. 18 (a), grooves (14a, 14b, and 14c) can be provided only on the lower surface, and as shown in FIG. 18 (b), It is also possible to adopt a mode in which grooves (15a, 15b, and 15c) are provided only on the upper surface.
(5)変形例5
上述の実施形態では、電極(12a,12b,12c,及び12d)は、プローブの全周にわたって設けられる態様が例示されているが、これに限らず、例えば、図19に示すように、舌と接触する下面に、一対の電流印加用電極16a及び16bと一対の電圧測定用電極16c及び16dが設けられる態様とすることもできる。この場合には、口蓋に一対の電流印加用電極16a及び16bと一対の電圧測定用電極16c及び16dが接触することを防止できるため、測定精度を向上させることができる。
(5)
In the above-described embodiment, the electrodes (12a, 12b, 12c, and 12d) are exemplified to be provided over the entire circumference of the probe. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. It is also possible to adopt a mode in which a pair of
(6)変形例6
上述の実施形態では、プローブ10の断面形状は図2示すように長方形として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図20(a)に示すように正方形、
図20(b)に示すように三角形、図20(c)に示すように円、図20(d)に示すように楕円であってもよい。
(6) Modification 6
In the above-described embodiment, the cross-sectional shape of the
It may be a triangle as shown in FIG. 20 (b), a circle as shown in FIG. 20 (c), or an ellipse as shown in FIG. 20 (d).
(7)変形例7
上述の実施形態では、プローブ10の断面形状は図2示すように長方形として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図20(a)に示すように正方形、
図20(b)に示すように三角形、図20(c)に示すように円、図20(d)に示すように楕円であってもよい。
(7) Modification 7
In the above-described embodiment, the cross-sectional shape of the
It may be a triangle as shown in FIG. 20 (b), a circle as shown in FIG. 20 (c), or an ellipse as shown in FIG. 20 (d).
(8)変形例8
上述した実施形態では、メモリ26に、舌のインピーダンスと舌の筋肉断面積とを対応づける回帰式と、舌の筋肉断面積と舌を動かす能力を示す指標の一例である舌圧とを対応づける回帰式とを記憶し、CPU30は、これらの回帰式を読み出して、舌のインピーダンスに基づいて舌圧を生成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、メモリ26に、舌のインピーダンスと舌を動かす能力を示す指標との関係として、舌のインピーダンスと舌の筋肉断面積とを対応づけるテーブルと、舌の筋肉断面積と舌を動かす能力を示す指標とを対応づけるテーブルとを記憶しておき、CPU30は、これらのテーブルを参照して、舌のインピーダンスから舌圧を生成してもよい。また、変形例1についても同様であり、メモリ26に、舌のインピーダンスと舌圧とを対応づけるテーブルとを記憶しておき、CPU30は、このテーブルを参照して、舌のインピーダンスから舌圧を生成してもよい。
要は、メモリ26に、舌のインピーダンスと舌を動かす能力を示す指標とを対応づける関係を、直接的又は間接的に記憶しておき、記憶した関係を用いて、舌のインピーダンスに基づいて舌を動かす能力を示す指標を生成すればよい。
(8) Modification 8
In the above-described embodiment, the regression equation that associates the impedance of the tongue with the muscle cross-sectional area of the tongue and the tongue pressure that is an example of an index indicating the ability to move the tongue are associated with the
The point is that the
(9)変形例9
上述した実施形態では、舌の先端部、中央部、及び奥部といった箇所で測定できるようにプローブ10に複数の溝13a,13b,及び13cを設けたが、電極間の距離dを大きく取ると(例えば、20mmに近くする)、舌の先端部から舌の奥部に亘って電極(12a,12b,12c,及び12d)を配置することができる。この場合、ある溝の中心と隣り合う溝の中心との間の距離をdxとしたとき、dx<dとすることで、舌全体について舌を動かす能力を示す指標を生成することができ、どの溝を噛むかによって、舌の大きさに合わせて電極(12a,12b,12c,及び12d)を舌に接触させる箇所を微調整することが可能となる。
(9) Modification 9
In the embodiment described above, the
10……プローブ、11a,11b,11c……位置検出センサ、12a……第1の電流印加用電極、12b……第2の電流印加用電極、12c……第1の電圧測定用電極、12d……第2の電圧測定用電極、13a,13b,13c……溝、20……本体、22……表示部、21……入力部、23……電圧測定部、24……電流発生部、25……電源部、26……メモリ、30……CPU、31……インピーダンス算出部、32……指標生成部、33……位置特定部、100……舌測定装置。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記一対の電流印加用電極に交流電流を出力する電流発生部と、
前記一対の電圧測定用電極の電圧を測定する電圧測定部と、
前記交流電流と前記電圧測定部で測定された電圧とに基づいて舌のインピーダンスを算出するインピーダンス算出部と、
舌のインピーダンスと舌を動かす能力を示す指標との関係を記憶した記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記関係を用いて、前記インピーダンス算出部で算出された前記舌のインピーダンスに対応する前記舌を動かす能力を示す指標を生成する指標生成部と、
を備えることを特徴とする舌測定装置。 A probe having a pair of current application electrodes and a pair of voltage measurement electrodes used in contact with the tongue;
A current generator that outputs an alternating current to the pair of current application electrodes;
A voltage measuring unit for measuring the voltage of the pair of voltage measuring electrodes;
An impedance calculator that calculates the impedance of the tongue based on the alternating current and the voltage measured by the voltage measuring unit;
A storage unit storing a relationship between the impedance of the tongue and an index indicating the ability to move the tongue;
Using the relationship stored in the storage unit, an index generation unit that generates an index indicating the ability to move the tongue corresponding to the impedance of the tongue calculated by the impedance calculation unit;
A tongue measuring device comprising:
前記指標生成部は、前記記憶部に記憶された前記第1の関係を用いて、前記インピーダンス算出部で算出された前記舌のインピーダンスに対応する前記舌の筋肉断面積を生成し、前記記憶部に記憶された前記第2の関係を用いて、前記舌の筋肉断面積に対応する前記舌を動かす能力を示す指標を生成する、
ことを特徴とする請求項1に記載の舌測定装置。 In the memory unit, as a relationship between the impedance of the tongue and an index indicating the ability to move the tongue, a first relationship that associates the impedance of the tongue and the muscle cross-sectional area of the tongue, and the muscle cross-sectional area of the tongue and the tongue are moved. And a second relationship that associates an index indicating ability,
The index generation unit generates a muscle cross-sectional area of the tongue corresponding to the impedance of the tongue calculated by the impedance calculation unit using the first relation stored in the storage unit, and the storage unit Generating an indication of the ability to move the tongue corresponding to the muscle cross-sectional area of the tongue using the second relationship stored in
The tongue measuring apparatus according to claim 1.
前記プローブの根元側には、溝が形成される、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の舌測定装置。 The pair of current application electrodes and the pair of voltage measurement electrodes are provided on the tip side of the probe,
A groove is formed on the base side of the probe,
The tongue measuring apparatus according to claim 1 or 2, wherein
前記複数の位置検出センサの出力信号に基づいて、前記舌のインピーダンスを計測する舌の計測位置を特定する位置特定部と、
前記位置特定部で特定した前記舌の計測位置と前記指標とを対応付けて記憶する計測結果記憶部と、
を備える請求項4に記載の舌測定装置。 A plurality of position detection sensors provided corresponding to each of the plurality of grooves and detecting a groove bited by a user;
A position specifying unit for specifying a measurement position of the tongue for measuring impedance of the tongue based on output signals of the plurality of position detection sensors;
A measurement result storage unit that associates and stores the measurement position of the tongue specified by the position specifying unit and the index;
The tongue measuring device according to claim 4 provided with.
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