JP2020529234A - 嚥下障害分類モデルの信号品質を判定するための方法及びデバイス - Google Patents
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Abstract
Description
Pxx_tot=Pxx_AP+Pxx_SI
PSD=mean(Pxx_tot(over sp_t))
PSDnorm=PSDindf/sum(PDFindf)
spectrogramSonar(APSignal,sp.win,sp.ovpN,sp.fftlen,FS,sp.rmDC);
[sp_SI,〜,〜,Pxx_SI,XWdc_SI]=
spectrogramSonar(SISignal,sp.win,sp.ovpN,sp.fftlen,FS,sp.rmDC);
式中、
sp_AP=信号APスペクトログラムの複素スペクトル値
sp_f=0Hz〜FS/2Hzのスペクトログラムの周波数軸
sp_t=スペクトログラムの時間軸(各窓中点で)
Pxx_AP=信号APスペクトログラムのPSD値
XWdc_AP=sp_tでサンプリングされ、計量ベクトルsp.winを使用したA−P信号の計量平均XWdc値のベクトル
Claims (26)
- 嚥下安全性及び嚥下効率をスクリーニングするためのデバイスであって、
プロセッサであり、
加速度測定データを受信し、
前記加速度測定データからA−P信号及びS−I信号の合計スペクトログラムを求め、
(i)前記スペクトログラムの特定の周波数範囲にわたる合計パワーとして、時間の関数で前記加速度測定データの信号分散を求め、前記信号分散を第1の閾値と比較するステップと、(ii)前記スペクトログラムから正規化分散信号を求め、前記正規化分散信号の開始部分を選択し、前記正規化分散信号の前記開始部分の値を第2の閾値と比較するステップと、(iii)前記スペクトログラムから正規化分散信号を求め、前記正規化分散信号の終了部分を選択し、前記正規化分散信号の前記終了部分の値を第3の閾値と比較するステップと、(iv)S−I信号及びA−P信号の両方の合計パワースペクトル密度を、全ボーラス長さにわたる前記スペクトログラムの平均として求め、S−I信号及びA−P信号の両方の前記合計パワースペクトル密度(PSD)のスペクトルエントロピを第4の閾値と比較のために適用するステップと、からなる群から選択された少なくとも1つの方法を実行する
ように、構成されたプロセッサと、
前記少なくとも1つの方法の1つ以上の結果に基づいて、オーディオ又はグラフィックのうちの少なくとも1つを含む1つ以上の出力を提供するように構成されたユーザインターフェースと、
を備える、デバイス。 - 前記プロセッサによって実行される前記少なくとも1つの方法が、前記対応する加速度測定データの受信に対してリアルタイムである、請求項1に記載のデバイス。
- 前記加速度測定データを提供するために前記プロセッサに通信可能に接続された加速度計を更に備える、請求項1に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの方法が、前記スペクトログラムの特定の周波数範囲にわたる合計パワーとして、時間の関数で前記加速度測定データの信号分散を求めるステップと、前記信号分散を第1の上限閾値と比較するステップと、を含み、前記1つ以上の出力が、前記対応する加速度測定データに対して欠落した嚥下を示す、請求項1に記載のデバイス。
- 前記プロセッサが、前記欠落した嚥下の識別に応答して、前記対応する加速度測定データの処理を停止するように構成される、請求項4に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの方法が、前記スペクトログラムから正規化分散信号を求めるステップと、前記正規化分散信号の開始部分を選択するステップと、前記正規化分散信号の前記開始部分の値を第2の閾値と比較するステップと、を含み、前記1つ以上の出力が、前記対応する加速度測定データが前記開始部からクリップされたことを示す、請求項1に記載のデバイス。
- 前記プロセッサが、前記開始部からクリップされた前記対応する加速度測定データの識別に応答して、前記対応する加速度測定データの処理を停止するように構成される、請求項6に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの方法が、前記スペクトログラムから正規化分散信号を求めるステップと、前記正規化分散信号の終了部分を選択するステップと、前記正規化分散信号の前記終了部分の値を第3の閾値と比較するステップと、を含み、前記1つ以上の出力が、前記対応する加速度測定データが終了部からクリップされたことを示す、請求項1に記載のデバイス。
- 前記プロセッサが、前記終了部からクリップされた前記対応する加速度測定データの識別に応答して、前記対応する加速度測定データの処理を停止するように構成される、請求項8に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの方法が、S−I信号及びA−P信号の両方の合計パワースペクトル密度を、全ボーラス長さにわたる前記スペクトログラムの平均として求め、S−I信号及びA−P信号の両方の前記合計パワースペクトル密度(PSD)のスペクトルエントロピを第4の閾値と比較のために適用するステップを含み、前記1つ以上の第1の出力が、前記対応する加速度測定データがノイズを含むことを示す、請求項1に記載のデバイス。
- 前記プロセッサが、前記対応する加速度測定データ内の前記ノイズの識別に応答して、前記対応する加速度測定データの処理を停止するように構成される、請求項10に記載のデバイス。
- 嚥下安全性及び嚥下効率をスクリーニングするためのデバイスであって、
プロセッサであり、
加速度測定データを受信し、
前記加速度測定データからA−P及びS−I信号の合計スペクトログラムを求め、
前記スペクトログラムの特定の周波数範囲にわたる合計パワーとして、時間の関数で前記加速度測定データの信号分散を求め、
前記信号分散を第1の閾値と比較し、
前記正規化分散信号の開始部分を選択して前記正規化分散信号の前記開始部分の値を第2の閾値と比較し、
前記正規化分散信号の前記終了部分を選択して前記正規化分散信号の前記終了部分の値を第3の閾値と比較し、
S−I信号及びA−P信号の両方の合計パワースペクトル密度を、全ボーラス長さにわたるスペクトログラムの平均として求め、S−I信号及びA−P信号の両方の前記合計パワースペクトル密度(PSD)のスペクトルエントロピを第4の閾値と比較のために適用する、ように構成されており、
前記加速度測定データの嚥下の安全性と嚥下効率の各々に対して定義された前記事前設定分類基準との前記比較により、第1、第2、第3及び第4の閾値を超えない前記加速度測定データに反応し、前記第1の複数の嚥下事象の各々を、前記嚥下データの前記事前設定分類基準との前記比較に少なくとも部分的に基づいて、嚥下安全性分類及び嚥下効率分類により分類するように更に構成されたプロセッサと、
前記第1の複数の嚥下事象の各々について前記嚥下安全性分類及び前記嚥下効率分類を識別するオーディオ又はグラフィックの少なくとも1つを含む1つ以上の出力を提供するように構成されたユーザインターフェースと、
を備える、デバイス。 - 前記加速度測定データを提供するために前記プロセッサに通信可能に接続された加速度計を更に備える、請求項12に記載のデバイス。
- 前記嚥下安全性分類が、少なくとも2つの所定の嚥下安全性分類から識別され、前記嚥下効率分類が、少なくとも2つの所定の嚥下効率分類から識別され、
前記少なくとも2つの所定の嚥下安全性分類が、安全事象を示す第1の嚥下安全性分類及び安全でない事象を示す第2の嚥下安全性分類を含み、前記少なくとも2つの所定の嚥下効率分類が、効率的な事象を示す第1の嚥下効率分類及び非効率的な事象を示す第2の嚥下効率分類を含み、
前記1つ以上の出力が、前記ユーザインターフェース上に表示される少なくとも1つのアイコンを含み、前記少なくとも1つのアイコンの少なくとも一部分が、前記第1の嚥下安全性分類の第1の色、又は前記第2の嚥下安全性分類の前記第1の色とは異なる第2の色であり、前記少なくとも1つのアイコンの少なくとも一部分が、前記第1の嚥下効率分類の第3の色、又は前記第2の嚥下効率分類の前記第3の色とは異なる第4の色であり、前記少なくとも1つのアイコンの少なくとも一部分が、前記第1、第2、第3、及び第4の閾値のいずれかを超えた場合には、第5の色である、
請求項12に記載のデバイス。 - 嚥下安全性及び嚥下効率をスクリーニングする方法であって、
プロセッサを備えるデバイスにおいて、個人によって実行される嚥下事象の加速度測定データを受信するステップと、
前記デバイスにおいて、前記加速度測定データから、A−P信号及びS−I信号の合計スペクトログラムを求めるステップと、
前記デバイスにおいて、(i)前記スペクトログラムの特定の周波数範囲にわたる合計パワーとして、時間の関数で前記加速度測定データの信号分散を求め、前記信号分散を第1の閾値と比較するステップと、(ii)前記スペクトログラムから正規化分散信号を求め、前記正規化分散信号の開始部分を選択し、前記正規化分散信号の前記開始部分の値を第2の閾値と比較するステップと、(iii)前記スペクトログラムから正規化分散信号を求め、前記正規化分散信号の終了部分を選択し、前記正規化分散信号の前記終了部分の値を第3の閾値と比較するステップと、(iv)S−I信号及びA−P信号の両方の合計パワースペクトル密度を、全ボーラス長さにわたる前記スペクトログラムの平均として求め、S−I信号及びA−P信号の両方の前記合計パワースペクトル密度(PSD)のスペクトルエントロピを第4の閾値と比較のために適用するステップと、からなる群から選択された少なくとも1つの方法を実行するステップと、
前記デバイスから、前記少なくとも1つの方法の1つ以上の結果に基づいて、オーディオ又はグラフィックのうちの少なくとも1つを含む1つ以上の出力を生成するステップと、
を含む、方法。 - 前記デバイスに通信可能に接続された加速度計から、前記第1の加速度測定データを前記デバイスに送信するステップを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの方法が、前記スペクトログラムの特定の周波数範囲にわたる合計パワーとして、時間の関数で前記加速度測定データの信号分散を求めるステップと、前記信号分散を第1の上限閾値と比較するステップと、を含み、前記1つ以上の出力が、前記対応する加速度測定データに対して欠落した嚥下を示す、請求項15に記載の方法。
- 前記プロセッサが、前記欠落した嚥下の識別に応答して、前記対応する加速度測定データの処理を停止することを更に含む、請求項17に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの方法が、前記スペクトログラムから正規化分散信号を求めるステップと、前記正規化分散信号の開始部分を選択するステップと、前記正規化分散信号の前記開始部分の値を第2の閾値と比較するステップと、を含み、前記1つ以上の出力が、前記対応する加速度測定データが開始部からクリップされたことを示す、請求項15に記載の方法。
- 前記プロセッサが、前記開始部からクリップされた前記対応する加速度測定データの識別に応答して、前記対応する加速度測定データの処理を停止することを更に含む、請求項19に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの方法が、前記スペクトログラムから正規化分散信号を求めるステップと、前記正規化分散信号の終了部分を選択するステップと、前記正規化分散信号の前記終了部分の値を第3の閾値と比較するステップと、を含み、前記1つ以上の出力が、前記対応する加速度測定データが前記終了部からクリップされたことを示す、請求項15に記載のデバイス。
- 前記プロセッサが、前記終了部からクリップされた前記対応する加速度測定データの識別に応答して、前記対応する加速度測定データの処理を停止するステップを更に含む、請求項21に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの方法が、S−I信号及びA−P信号の両方の合計パワースペクトル密度を、全ボーラス長さにわたる前記スペクトログラムの平均として求めるステップと、S−I信号及びA−P信号の両方の前記合計パワースペクトル密度(PSD)のスペクトルエントロピを第4の閾値と比較のために適用するステップと、を含み、前記1つ以上の第1の出力が、前記対応する加速度測定データがノイズを含むことを示す、請求項15に記載の方法。
- 前記プロセッサが、前記対応する加速度測定データ内の前記ノイズの識別に応答して、前記対応する加速度測定データの処理を停止するステップを更に含む、請求項23に記載の方法。
- 嚥下安全性及び嚥下効率をスクリーニングする方法であって、
プロセッサを備えるデバイスにおいて、個人によって実行される嚥下事象の加速度測定データを受信するステップと、
前記デバイスにおいて、前記加速度測定データから、A−P信号及びS−I信号の合計スペクトログラムを求めるステップと、
前記デバイスにおいて、前記スペクトログラムの特定の周波数範囲にわたる合計パワーとして、時間の関数で前記加速度測定データの信号分散を求め、前記信号分散を第1の閾値と比較するステップと、
前記デバイスにおいて、前記スペクトログラムから正規化分散信号を求めるステップと、
前記正規化分散信号の開始部分を選択するステップと、
前記正規化分散信号の前記開始部分の値を第2の閾値と比較するステップと、
前記正規化分散信号の終了部分を選択するステップと、
前記デバイスにおいて、前記正規化分散信号の前記終了部分の値を第3の閾値と比較するステップと、
S−I信号及びA−P信号の両方の合計パワースペクトル密度を、全ボーラス長さにわたるスペクトログラムの平均として求め、S−I信号及びA−P信号の両方の前記合計パワースペクトル密度(PSD)のスペクトルエントロピを第4の閾値と比較のために適用するステップと、
前記第1、第2、第3、及び第4の閾値を超えない前記加速度測定データに応答して、前記デバイスは、前記加速度測定データを、嚥下安全性及び嚥下効率の各々について定義された事前設定分類基準と比較し、第1の複数の嚥下事象の各々を、前記嚥下データの前記所定の分類基準との比較に少なくとも部分的に基づいて、嚥下安全性分類及び嚥下効率分類により分類するステップと、
前記デバイスから、前記第1の複数の嚥下事象の各々について前記嚥下安全性分類及び前記嚥下効率分類を識別するオーディオ又はグラフィックの少なくとも1つを含む1つ以上の出力を生成するステップと、
を含む、方法。 - 前記嚥下安全性分類が、少なくとも2つの所定の嚥下安全性分類から識別され、前記嚥下効率分類が、少なくとも2つの所定の嚥下効率分類から識別され、
前記少なくとも2つの所定の嚥下安全性分類が、安全事象を示す第1の嚥下安全性分類及び安全でない事象を示す第2の嚥下安全性分類を含み、前記少なくとも2つの所定の嚥下効率分類が、効率的な事象を示す第1の嚥下効率分類及び非効率的な事象を示す第2の嚥下効率分類を含み、
前記1つ以上の出力が、前記ユーザインターフェース上に表示される少なくとも1つのアイコンを含み、前記少なくとも1つのアイコンの少なくとも一部分が、前記第1の嚥下安全性分類の第1の色、又は前記第2の嚥下安全性分類の前記第1の色とは異なる第2の色であり、前記少なくとも1つのアイコンの少なくとも一部分が、前記第1の嚥下効率分類の第3の色、又は前記第2の嚥下効率分類の前記第3の色とは異なる第4の色であり、前記少なくとも1つのアイコンの少なくとも一部分が、前記第1、第2、第3、及び第4の閾値のいずれかを超えた場合には、第5の色である、
請求項25に記載の方法。
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