[发明专利]分割后吞咽加速测量术数据的信号修整和假阳性去除

说明书

本发明提供一种用于量化吞咽功能的方法，所述方法可包括使振动数据的吞咽段和非吞咽段经受选自自适应修整、假阳性去除以及它们的组合的处理。优选地，所述振动数据表示吞咽活动，来自定位在所述患者喉部的传感器，并且与选自前后轴和上下轴的至少一个轴关联。优选地，操作地连接到所述传感器的处理模块执行所述振动数据的吞咽段和非吞咽段的处理。包括处理模块和传感器的设备可执行所述方法的一个或多个步骤，所述传感器诸如单轴加速度计或双轴加速度计。

技术领域

本公开整体涉及用于量化吞咽功能的方法和设备。更具体地讲，本公开涉及其中自适应修整和/或假阳性去除改善自动分割的吞咽加速测量术数据的准确性的方法。

背景技术

将食物或液体从口腔转移到胃的过程中的任何困难被称为吞咽困难或吞咽障碍。吞咽困难通过増大误吸风险(物料进入到真声带下方的气道中)对患者的生活质量产生不利影响。吞咽困难的原因包括：由于手术、癌症、创伤或炎症，吞咽所必需的解剖结构发生变化；吞咽器官的遗传畸形；由于中风、帕金森氏病、脑瘫和后天脑损伤引起的神经损伤。

视频荧光镜吞咽研究(VFSS)是诊断吞咽困难的黄金标准。在此规程中，患者吞咽不同稠度的钡涂覆液体和食物并暴露于电离辐射中。此外，VFSS需要昂贵的设备和专业临床医生，并非每个医疗机构都具备这些条件。因此，VFSS无法每日执行。

作为对VFSS的非侵入式补充，引入了吞咽加速测量术，在患者颈部喉结(通常称为亚当的苹果)略微靠下的表面上部署双轴加速度计，以测量前后(A-P)和上下(S-I)两个方向上的表皮振动伴随吞咽。与只使用任一轴相比，双轴加速度计提供有关吞咽的更多信息。通过数字信号处理可对从加速度计获得的记录信号进行定量评价。据报道峰值喉部运动与A-P加速信号之间具有显著相关性，同时经由半偏相关揭示出舌喉偏移为二维信号的主要生理源。

加速测量术数据可手动分割成可单独分类的不同吞咽事件。手动分割可应用于加速测量术数据，例如在对数据进行目视检查时(例如，识别每个吞咽事件的开始，设备的操作者可容易且系统地认识吞咽事件)。然而，使用算法的自动分割有助于较大数据集合的分割。较大量的加速测量术数据必须使用自动方法来减少因疲劳或疏忽而导致的人为误差并确保一致的分割标准。

发明内容

本发明人发现，前后和上下解剖方向上的加速度信号的自动分割可能过于随意，允许前后吞咽活动，同时也导致假阳性的非吞咽段。这些分割缺陷对特征提取和最终分类吞咽功能产生不利影响。如本文所公开的实验实施例所示，本发明人发现，自适应地修整吞咽段(例如，使用基于核密度估算的算法)和/或执行假阳性去除(例如，基于能量的和/或本底噪声)显著减轻了这些分割缺陷。

因此，在一般实施方案中，本公开提供一种吞咽受损检测方法，该方法包括使振动数据的吞咽段和非吞咽段经受处理模块的处理。处理选自自适应修整、假阳性去除以及它们的组合。振动数据(i)表示吞咽活动，(ii)来自定位在患者喉部外部并可操作地连接到处理模块的传感器，以及(iii)与选自前后轴和上下轴的至少一个轴相关联。

在一个实施方案中，处理包括对至少一个轴的每一个进行自适应修整，自适应修整包括利用吞咽段和非吞咽段形成修整段，这些修整段各自包括与吞咽相关联的生理振动对应的相应段的一部分并且不包括吞咽前和吞咽后信号波动对应的相应段的一部分。

针对至少一个轴中的每一个，自适应修整可包括：使用核密度估算来获得吞咽段和非吞咽段的概率分布；至少部分基于概率分布来确定能量阈值；以及基于低于能量阈值的排除部分的能量差值来识别排除部分。该方法可包括设定概率分布的概率截止，以调节自适应修整的程度。