JP5263878B2 - 生体情報取得装置 - Google Patents

Description

本発明は、生体情報取得装置に関する。

健常者は、自らの呼気が喉頭（声門）を経由する際に声帯を振動させることにより音を発生させ、その音の周波数成分を舌・顎や唇などの調音器官で変えることにより様々な発話を行っている。この声帯の振動により発生される音は、発話の基となる音であることから、「声門音源」などと呼ばれる。

これに対し、喉頭を摘出してしまった喉頭摘出者は、通常であれば自らの意思による発声は不可能であるが、調音器官さえ残存していれば、人工的に作り出した音を声門音源の代わりに口腔内で発生させ、または、口腔内へ送り込んでやることにより、不完全ながらも発声ができるようになる。

このような声門音源の代わりとなる音を人工的に作り出す装置の一つに電気式人工喉頭がある。電気式人工喉頭は、声門音源の代わりとなる音を、機械的、または、電気機械的に生成し、その音を顎部の振動などを通じて口腔内に導くことによって、喉頭摘出者自らによる発声を支援する。

図４は、一般的な電気式人工喉頭１０１の例を示す図である。電気式人工喉頭１０１の筐体１１１は、利用者の掌に収まるサイズの略円筒形をなしている。その筐体１１１の一端には、声の元となる音を発生させるための振動板１１２が露出するように配置されている。振動板１１２は、押しボタン１１３の操作に応じて内蔵するボイスコイルモータが駆動することによって振動する。

利用者は、電気式人工喉頭１０１の筐体１１１を自らの掌で包み込むように握って、振動板１１２を自らの顎部に押し当て、押しボタン１１３を操作する。押しボタン１１３の操作に応じて、ボイスコイルモータが駆動して振動板１１２が振動し、その振動が、利用者の顎部から口腔内に伝わって音が発生する。

ところでこの種の電気式人工喉頭の中には、喉頭摘出者の気管孔から吐き出される呼気の圧力を検出するためのセンサを利用し、そのセンサの検出値に応じて振動板の振動の周期を変化させるものがある（特許文献１）。

図５は、気管孔Ｈから吐き出される呼気の圧力を検出する呼気センサ１２１を利用した電気式人工喉頭１２２の使用例を示す図である。図６は、呼気センサ１２１の構成例を示す図である。

呼気センサ１２１は、喉頭摘出者の気管孔Ｈを覆うように、例えば図示せぬベルト等により装着される。呼気センサ１２１は、喉頭摘出者の気管孔Ｈから吐き出される呼気の圧力から呼気の強弱を検知し、その検知結果を、ケーブル１２４を介して電気式人工喉頭１２２に供給する。

呼気センサ１２１は、半円形の柔らかい樹脂から形成されたセンサパット１３１と、空気弁１３２と、検知体が納められたセンサボックス１３３とから主に構成されている。検知体は、センサパット１３１に設けられた案内孔１３４から案内された呼気から、呼気の強弱を検知する。

電気式人工喉頭１２２は、基本的には図４の電気式人工喉頭１０１と同様の構成を有しているが、呼気センサ１２１により検知された呼気の強弱に応じて、振動板１２３の振動の周期を変化させる。
再公表特許WO99/12501

しかしながら、気管孔Ｈは、呼吸のために設けられた穴であり、上述した場合のように呼気センサ１２１のセンサパット１３１が直接気管孔Ｈを覆うように装着されると、空気弁１３２を介して空気の流が確保されていても、利用者は息がしづらくなり、苦しいと感じることもあった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、息苦しくないように、喉頭摘出者の気管孔から吐き出される呼気を検出することができるようにするものである。

本発明の一側面の生体情報取得装置は、声の元となる音を発生させるための振動板の振動を、生体情報に応じて制御する電気式人工喉頭に、生体情報を供給する生体情報取得装置であって、人体又は電気式人工喉頭に取り付けられる支持部と、人体の気管孔からの呼気の風量を計測するセンサ部と、変形可能なアームであって、センサ部と支持部とを、センサ部の支持部からの位置を変更可能に連結するアームとを有することを特徴とする。

本発明によると、息苦しくないように、喉頭摘出者の気管孔から吐き出される呼気を検出することができ、また気管孔を覆い隠す必要がないため、装置の小型化を図ることができる。

本発明の実施形態について、以下、図面を参照しながら説明する。本実施形態にかかる電気式人工喉頭は、声の元となる音を喉頭摘出者の口腔内で人工的に発生させる、もしくは人工的に発生した音を口腔内に導くものである。その結果、舌・顎や唇などの調音器官を通じてその音の周波数成分に変化が加えられ、利用者の口から発せられる。

図１は、本発明の実施形態にかかる生体情報取得部１１と電気式人工喉頭１２の構成例を示す図である。図２は、その利用例を示す図である。

生体情報取得部１１は、人体に取り付けられ、生体情報を取得する。生体情報取得部１１は、センサ部２１、支持部２２、及びアーム２３から構成されている。

センサ部２１は、アーム２３を介して支持部２２に連結されており、支持部２２は、通し部２２Ａにベルト１３を通すようにしてベルト１３に取り付けられる。アーム２３は、フレキシブル（即ち変形可能）な部材で構成されており、センサ部２１の支持部２２からの位置は、アーム２３を変形させることにより任意に変更可能となっている。

即ち支持部２２が、利用者の首に装着されたベルト１３に移動可能に取り付けられ、そしてセンサ部２１の支持部２２からの位置が任意に変更可能となっていることから、ベルト１３の装着位置、支持部２２の取り付け位置、及びセンサ部２１の支持部２２からの位置を、適宜調整することにより、利用者は、センサ部２１を、利用者の気管孔Ｈの前方に位置するように移動させることができる。

センサ部２１の格納部３１には、風量計４１が格納されている。格納部３１には、気管孔Ｈからの呼気を受ける風受部３２と、風受部３２に当たった呼気を風量計４１に案内する案内孔３３が設けられている。図３は、利用者の気管孔Ｈの前方に位置するセンサ部２１において、気管孔Ｈからの呼気が風受部３２及び案内孔３３を介して風量計４１に案内される様子を示す図である。図中矢印は呼気の流れを示している。

風量計４１は、案内孔３３から入った呼気の風量を計測し、計測した風量を示す信号を、ケーブル１４を介して電気式人工喉頭１２に供給する。

電気式人工喉頭１２は、利用者の掌に収まるサイズの略円筒形をなしている。電気式人工喉頭１２の一端には、声の元となる音を発生させるための振動板５１が露出するように配置されている。振動板５１は、押しボタン５２の操作に応じて内蔵するボイスコイルモータが駆動することによって振動するが、生体情報取得部１１により検出された呼気の風量に応じて、振動の周波数が変化するようになされている。

以上のように、生体情報取得部１１と電気式人工喉頭１２は構成され、利用される。

即ち以上のように、生体情報取得部１１により取得された呼気の風量に応じて、振動板５１の振動の周期を変更させるようにしたので、例えば電気式人工喉頭１２により発生する声に抑揚を持たせることができ、利用者の発声をより自然なものとすることができる。

また以上のように、センサ部２１を、気管孔Ｈに密閉させることなくその前方に配置できる構成としたので、利用者に息苦しさを感じさせることなく、呼気を検出することができる。また気管孔を覆い隠す必要がないため、装置の小型化を図ることができる。

なお以上においては、支持部２２は、ベルト１３によって人体に取り付けられる場合を例として説明したが、例えば支持部２２を電気式人工喉頭１２に取り付ける（例えば、ベルト等で電気式人工喉頭１２の側面に取り付ける）ことができるようにし、センサ部２１が、気管孔Ｈの前方に位置するように、利用者が電気式人工喉頭１２を把持するようにして利用することも可能である。なおこの場合、アーム２３は、例えば図２の例に比べ短いものとすることができ、またアーム２３の支持２２部及びセンサ部２１への接続場所や方法も、図２の例の場合と異なるものとすることができる。

本発明を適用した生体情報取得部と電気式人工喉頭の構成例を示す図である。 本発明を適用した生体情報取得部と電気式人工喉頭の使用例を示す図である。 気管孔からの呼気が風受部及び案内孔を介して風量計に案内される様子を示す図である。 一般的な電気式人工喉頭の例を示す図である。 気管孔から吐き出される呼気の圧力を検出する呼気センサを利用した電気式人工喉頭の使用例を示す図である。 図５の呼気センサの構成例を示す図である。

符号の説明

１１ 生体情報取得部， １２ 電気式人工喉頭， １３ ベルト， ２１ センサ部， ２２ 支持部， ２３ アーム， ３１ 格納部， ３２ 風受部， ３３ 案内孔， ４１ 風量計

Claims (1)

1. 声の元となる音を発生させるための振動板の振動を、生体情報に応じて制御する電気式人工喉頭に、上記生体情報を供給する生体情報取得装置において、
   人体又は上記電気式人工喉頭に取り付けられる支持部と、
   人体の気管孔からの呼気の風量を計測するセンサ部と、
   変形可能なアームであって、上記センサ部と上記支持部とを、上記センサ部の上記支持部からの位置を変更可能に連結するアームと
   を有することを特徴とする生体情報取得装置。

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