Convergence research based on the latest computing technology for rehabilitation medicine diseases : Development of voice-based dysphagia aspiration detection algorithm and severe cerebral palsy body size analysis technology

김정민 서울대학교 대학원 2024 국내박사

재활의학 분야에서 고령 환자의 주요 질환인 연하 장애와 소아 뇌성마비는 질환 자체뿐 아니라 다양한 질환을 동반한다. 이러한 질환이 주기적으로 모니터링되거나 관리되지 않으면 질환의 심각성이 증가하여 환자의 일상생활에 영향을 미칠 수 있으며, 심각한 경우 사망에 이를 수 있는 필요한 주요 질환이다. 그러나, 현재는 일상에서 모니터링 및 개인화된 관리 기술이 현재 부족한 실정이다. 따라서, 재활의학 분야의 주요 질환인 연하 장애와 소아 뇌성 마비에 대한 최신 컴퓨팅 분석 기술을 활용한 2가지 연구를 다음과 같이 수행하였다. (1) 딥러닝 기반 환자 목소리를 통한 연하장애 흡인 탐지 알고리즘 개발 • 연구배경 및 목적: 비디오 연하 투시 검사 (VFSS) 등 다양한 연하장애 진단 방법이 존재함에 불구하고, 이러한 기존 검사 방법은 일상에서 식사 중 환자의 연하 상태를 주기적으로 모니터링할 수 없다는 한계가 존재한다. 따라서 본 연구에서는 기도 흡인을 통한 공기 흐름 차단 및 연하 관련 근육의 약화로 인해 연하장애 흡인 환자는 정상인과 비교하여 목소리 자체뿐 아니라, 식사 전과 후의 목소리 변화에 차이가 존재할 것이라는 가설 하에 연하장애 흡인 탐지 알고리즘 개발을 목적으로 두고 있다. • 연구 대상자: 본 연구는 분당서울대병원에서 2021년 10월부터 2023년 2월까지 40세 이상 198명 (정상 128명, 흡인 70명)의 연구대상자를 모집하였다. • 연구 방법: 연구참여자들은 음식물을 삼키기 전과 후 Sony ICD-TX660 녹음기나 핸드폰으로 5초 간 ‘아~’ 음성을 녹음하였다. 연구에 앞서 탐색적 분석을 통해 환자 기저 목소리 (식후 목소리)는 연하장애 심각한 정도에 따라 주파수 변화율 (Local Jitter, Relative Average Perturbation (RAP) Jitter, Pitch Period Quotient 5 (PPQ5) Jitter), 진폭 변화율 (Local Shimmer, Amplitude Perturbation Quotient 5 (APQ5) Shimmer), 배음 대비 소음 비율 (Harmonic-to-Noise Ratio (HNR))에 유의한 패턴이 있음을 확인하였다. 이에 기반으로, 딥러닝 기반 알고리즘 개발을 위하여 각 파일은 환자의 목소리 파일 길이 통일과 샘플 수 증가를 위해 2초로 잘랐다. 추후 의료기기 및 모바일 어플리케이션 탑재 등을 고려하여 경량화된 포맷인 mp3, 64kbps, mono형식으로 음원을 통일하였다. 이러한 목소리 데이터는 딥러닝 기반 분석을 위해 Mel-Spectrogram 형태로 변환되어 분석되었다. 연하장애 흡인 탐지 알고리즘은 MobileNet V3 기반으로 설계되었으며, 식사 후 목소리 모델은 head-type을 Multi-Layer Perceptron (MLP), 식사 전과 후 변화 목소리 모델은 Fully-Convolutional Networks (FCN)의 head-type을 통해 개발되었다. 식사 전과 후 변화 모델의 경우, 식사 전과 후의 변화를 탐지하기 위해 식사 전과 후의 데이터를 각각 불러와 마지막 계층에서 합쳐 변화를 확인할 수 있도록 개발되었다. • 주요 결과 및 측정 지표: 본 연구의 일차 결과 지표로는 the Area Under the ROC Curve (AUC)를 측정하였으며, 그 외 정확도, 민감도, 특이도, 정밀도, 음성 예측도 및 F1-Score 등의 지표를 평가하였다. • 연구 결과: 각 모델은 남성과 여성 목소리에 차이가 있다는 점을 고려하여 남성 모델, 여성 모델, 합친 모델 3가지로 개발되었다. 주요 결과인 10-fold 교차 검증 결과의 평균 AUC 지표에서 최고 성능을 보인 지점의 결과로 식후 목소리 기반 모델의 경우, 남성 모델 0.7586 (95% CI 0.6499-0.8673, max in 10 folds 0.9872), 여성 모델 0.7376 (95% CI 0.6451-0.8301, max in 10 folds 0.8963), 합친 모델 0.8090 (95% CI 0.7451-0.8729, max in 10 folds 0.9519)의 결과를 보였다. 식사 전후 목소리 변화 탐지 모델의 경우, 남성 모델 0.8319 (95%CI 0.7828-0.8811, max in 10 folds 0.9317), 여성 모델 0.7331 (95% CI 0.6244-0.8418, max in 10 folds 0.9688), 합친 모델 0.7997 (95% CI 0.7450-0.8543, max in 10 folds 0.8982)의 성능을 보였다. • 결론: 본 연구를 통해 여성의 제한된 음성 데이터 한계에 불구하고, Mel-spectrogram을 통해 음성 데이터를 시각화 하고 이를 딥러닝 (MobileNet V3) 기반 모델에 학습시켜 식사 후와 식사 전과 후 음성 변화를 활용하여 연하장애 흡인 탐지 모델을 개발하였다. 본 연구 방법과 결과는 환자의 목소리 기반 분석이 환자의 일상 생활에서 연하장애 흡인 상태를 모니터링하는 보조적 도구로서의 가능성을 보여주고 있다. 이를 통해 환자는 기존 검사방법으로 인한 불편함을 최소화하면서, 주기적인 모니터링을 통해 치료의 효과를 극대화할 수 있는 혁신적인 치료법으로 이어질 수 있음을 제시하고 있다. (2) 중증 뇌성마비 환아에서 3D 스캐너를 활용한 신체계측 및 이를 활용한 개인 맞춤 고관절 탈구 보조기 제작 • 연구배경 및 목적: 본 연구는 3D 스캐너를 통한 환아의 신체 사이즈를 측정하고 이를 토대로 제작한 고관절 탈구 보조기는 고관절낭을 보호하고 환자의 편의성 증진을 통해 고관절 탈구에 대한 치료 효과가 향상될 것이라는 가설 하에, 3D 스캐너를 활용한 개인 맞춤형 고관절 탈구 보조기를 개발하는 것에 목적을 두고 있다. • 연구 대상자: 본 연구는 단일 기관 전향적 파일럿 연구로 2022년 6월부터 2023년 2월까지 분당서울대병원에서 진행되었다. 연구 대상자로 뇌성마비를 가진 1~15세의 Gross Motor Function Classification System (GMFCS) Level IV, V 중증 뇌성마비 환아 총 19명이 연구에 참여하였다. • 연구 방법: 연구 방법으로 초기 방문 시 3D 스캐너를 통해 환아의 개인 체형을 측정하고, 이를 토대로 맞춤형 고관절 탈구 보조기를 제작한다. 3D 스캐너를 통한 신체 계측은 누운 자세에서 2회, 엎드린 자세에서 2회 180도 스캔하여 획득한 데이터를 병합시켜 360도로 병합한 방식으로 진행하였다. 이를 토대로 고관절 탈구 보조기를 제작하였다. 이를 통한 중재는 총 7일간 이루어졌다. • 주요 결과 및 측정 지표: 주요 지표로는 일차 결과 지표로 고관절 탈구 검사 (hip Migration Index, hip MI)이며, 그 외 엉덩이와 무릎의 관절가동범위 (hip and knee joint Range of Motion, hip and knee joint ROM), 설문 평가를 통한 통증 강도, 고관절 탈구 보조기에 대한 만족도 및 불편감, 환아 및 보호자의 삶의 질 관련 지수 CPCHILD (the Caregiver Priorities and Child Health Index of Life with Disabilities), 착용감 테스트를 진행하였다. 고관절 탈구 검사와 관절 가동범위는 스크리닝 시점 (screening)과 보조기 수령을 위해 방문 (visit 1) 시점에서, 나머지 지표는 Screening, Visit 1과 7일 간 착용한 시점 (visit 2)의 3 시점에서 측정하였다. • 연구 결과: 일차 결과 지표인 오른쪽과 왼쪽의 hip MI는 각각 –5.53±8.70 (p-value: 0.004), -7.21±6.86 (p-value < 0.001)로 개선되었으며, 양쪽을 평균 낸 MI도 –6.37±5.20 (p-value < 0.001)로 개선되었다. 그러나 관절가동범위 (hip and knee joint ROM)의 경우 유의한 차이가 존재하지 않았다. 그 외, 설문 평가를 통한 측정 지표들은 3가지 시점에 대해 모두 유의한 차이를 보였으며 (p-value < 0.05), 특히 통증 강도, 고관절 탈구 보조기에 대한 불편감, CPCHILD의 경우 post-hoc analysis 결과, screening 시점과 비교해 visit 2에서 유의한 개선 효과를 보였다. (post-hoc analysis의 경우, Bonferroni correction에 의한 α-level를 0.05에서 0.0167로 조정함) • 결론: 본 연구를 통해 3D 스캐너를 통한 신체계측 및 이를 활용한 맞춤형 고관절 탈구 보조기는 뇌성마비를 가진 소아의 고관절 탈구를 즉각적으로 개선하는데 효과적임을 보였으며, 환자의 불편감을 줄임으로써 순응도를 향상시킬 수 있는 가능성을 보여주었다. 기존 고관절 탈구 보조기와 장기적인 효과를 비교하여 추후 연구를 통해 고관절 탈구 예방 및 개선을 위한 검증이 필요함을 제시하고 있다. 위 2가지 연구를 통해, 연하장애 환자와 뇌성마비 환자의 특성을 고려하여 환자의 편의성과 치료 효과 개선을 위한 연구에 초점을 맞추고 있으며, 기존의 진단 및 치료 방법에 비해 효율적이고 혁신적인 방법을 제시하고 있다. 본 연구를 통해 딥러닝과 3D 스캐너 기술을 활용하여, 개인 맞춤형 치료 및 모니터링 방법을 개발함으로써 환자의 치료 효과를 극대화하고 불편함을 최소화할 수 있는 가능성을 제안한다. 주요어 : 재활의학 융합연구, 연하장애 흡인 탐지, 식사 전후 목소리 기반 딥러닝, 뇌성마비, 고관절 탈구 보조기, 개인 맞춤 3D 스캐너 학 번 : 2022-33917 In the field of rehabilitation medicine, two studies were conducted utilizing advanced computing analysis technology for major conditions such as dysphagia in elderly patients and pediatric cerebral palsy. These conditions, accompanied by various comorbidities, require regular monitoring and management to prevent exacerbation, potentially impacting patients' daily lives and, in severe cases, leading to mortality. However, there is currently a lack of personalized monitoring and management technologies in daily life. Therefore, two studies were conducted to utilize the latest computing analysis technology for dysphagia and pediatric cerebral palsy, which are major conditions in the field of rehabilitation medicine. (1) Deep-Learning based dysphagia-aspiration detection algorithm using patients’ voice • Introduction: Despite the existence of various diagnostic methods for dysphagia, such as Videofluoroscopic Swallowing Study (VFSS), these conventional approaches have limitations in periodically monitoring the patient's swallowing status during meals in daily life. Therefore, this study aims to develop a dysphagia-aspiration detection algorithm based on the hypothesis that there are differences not only in voice characteristics but also in voice changes before and after swallowing between patients with dysphagia-aspiration and normal individuals, due to airway obstruction and muscle weakness related to dysphagia. • Participants: This study recruited a total of 198 participants aged 40 or older (128 normal, 70 aspiration) from October 2021 to February 2023 at Seoul National University Bundang Hospital. • Methods: Participants recorded a 5-second 'Ah~' voice using a Sony ICD-TX660 recorder or a mobile phone before and after swallowing food. Prior to the study, exploratory analysis confirmed significant patterns in patient post-swallowing voice related to dysphagia severity (normal, residue, aspiration), such as frequency variation (Local Jitter, Relative Average Perturbation (RAP) Jitter, Pitch Period Quotient 5 (PPQ5) Jitter), amplitude variation (Local Shimmer, Amplitude Perturbation Quotient 5 (APQ5) Shimmer), and Harmonic-to-Noise Ratio (HNR). Additionally, an exploratory analysis was conducted on the changes in each vocal indicator of the pre- and post-swallowing voice within groups based on the severity of dysphagia. However, it was confirmed that there were no significant differences pre- and post-swallowing. Based on this, for deep learning-based algorithm development, each audio file was cut into 2-second segments for uniformity of patient voice file length and increased sample size. Considering the possibility of future integration into medical devices and mobile applications, the voice data was standardized into a lightweight format, mp3, at 64kbps, mono format. These voice data were then converted into Mel-Spectrogram format for deep learning-based analysis. The dysphagia-aspiration detection algorithm was designed based on MobileNet V3 architecture, with Multi-Layer Perceptron (MLP) head type for the post-swallowing voice model and Fully-Convolutional Networks (FCN) head type for pre- and post-swallowing voice change detection models. For the pre- and post-swallowing voice change model, data before and after swallowing were loaded separately and combined at the final layer to detect changes. • Main outcomes and measures: The primary outcome measure of this study was the Area Under the ROC Curve (AUC), along with evaluation metrics such as accuracy, sensitivity, specificity, positive predictive value (PPV), negative predictive value (NPV), and F1-Score. Each model was developed in three versions: male model, female model, and combined model, considering difference between male and female voices. • Results: The main results in the best performance, based on the mean AUC from 10-fold cross-validation, showed for the post-swallowing voice-based model: male model 0.7586 (95% CI 0.6499-0.8673, max in 10 folds 0.9872), female model 0.7376 (95% CI 0.6451-0.8301, max in 10 folds 0.8963), and combined model 0.8090 (95% CI 0.7451-0.8729, max in 10 folds 0.9519). For the pre- and post-swallowing voice change detection model, the performances were: male model 0.8319 (95% CI 0.7828-0.8811, max in 10 folds 0.9317), female model 0.7331 (95% CI 0.6244-0.8418, max in 10 folds 0.9688), and combined model 0.7997 (95% CI 0.7450-0.8543, max in 10 folds 0.8982). • Conclusion: Despite the limited voice data from females, this study successfully developed a dysphagia-aspiration detection model. The model uses Mel-spectrograms to visualize voice data and deep learning (MobileNet V3) to analyze only post-swallowing voice and changes in voice pre- and post-swallowing. This innovation leads to a therapeutic approach that maximizes treatment effectiveness while minimizing patient inconvenience. It enables periodic monitoring of dysphagia-aspiration status in daily life. (2) Development of Personalized Hip Brace using 3D Scanner in Severe Cerebral Palsy • Introduction: This study aimed to develop a personalized hip dislocation assistive device (hip brace) utilizing 3D scanner measurements in children with severe cerebral palsy, with the hypothesis that it would enhance hip joint capsule protection and patient convenience, thereby improving treatment effectiveness. • Participants: Conducted as a single-center, prospective pilot study at Seoul National University Bundang Hospital from June 2022 to February 2023, it involved 19 severe cerebral palsy (CP) patients aged 1-15 years, with Gross Motor Function Classification System (GMFCS) Level IV or V. • Methods: During screening, body measurements were obtained using a 3D scanner, and a personalized hip brace was fabricated based on these measurements. The 3D scanner captured body measurements in the supine and prone positions, with scans merged at 180-degree intervals to obtain a 360-degree view. The intervention spanned 7 days. • Main outcomes and measures: Primary outcome measure was the hip Migration Index (hip MI), with secondary outcomes including hip and knee joint Range of Motion (hip and knee joint ROM), pain intensity, satisfaction and discomfort with the hip brace, the Caregiver Priorities and Child Health Index of Life with Disabilities (CPCHILD), and wearability test. Hip MI and hip and knee joint ROM were measured at screening and visit 1, while other indicators were measured at screening, visit 1, and visit 2 (7 days after wearing). • Results: Results showed significant improvement in primary outcome (both right and left hip MI) to –5.53±8.70 (p-value: 0.004) and –7.21±6.86 (p-value<0.001) respectively, and in the average MI of both sides to –6.37±5.20 (p-value<0.001). However, no significant differences were observed in hip and knee joint ROM. Other measurement indicators exhibited significant differences across the three time points (p-value<0.05), particularly in pain intensity, discomfort with the hip brace, and CPCHILD, with post-hoc analysis revealing significant improvements at visit 2 compared to screening (Bonferroni correction α-level: from 0.05 to 0.0167). • Conclusion: In conclusion, this pilot study demonstrates the immediate effectiveness of a personalized hip brace fabricated using 3D scanner measurements in improving hip dislocation in children with cerebral palsy, potentially enhancing patient compliance by reducing discomfort. Further research is warranted to validate its long-term effects compared to conventional hip braces, suggesting the need for future studies on hip dislocation prevention and improvement. Through these two studies, the focus lies on improving patient convenience and treatment effectiveness by considering the characteristics of patients with dysphagia and cerebral palsy. They propose innovative and efficient methods compared to traditional diagnostic and treatment approaches. By utilizing deep learning and 3D scanning technology, the studies aim to develop personalized treatment and monitoring methods, potentially maximizing treatment effectiveness and minimizing discomfort for patients. Keyword : Rehabilitation medicine convergence research, Dysphagia aspiration detection, Voice-based deep learning before and after swallowing, Cerebral palsy, Hip joint dislocation, Personalized hip brace made with a 3D scanner Student Number : 2022-33917

(A) quantitative assessment methodology of pharyngeal swallow

이백희 Pohang University of Science and Technology 2016 국내박사

삼킴 장애(연하 곤란, dysphagia)는 음식을 먹는 과정에서 발생하는 어려움의 질병으로서 주로 신경계통 질병 환자와 65세 이상 노년층에서 유병률이 높다. 삼킴 장애는 주로 흡인(aspiration), 폐렴(pneumonia), 탈수(dehydration), 영양실조(malnutrition) 등을 유발하고 심해지면 사망에 이를 수 있어 정확하고 신속한 진단이 중요하다. 기존 삼킴 장애는 주로 비디오 투시 조영 검사(videofluorocopic swallowing study, VFSS)와 비디오 내시경 검사(fiberoptic endoscopic evaluation of swallowing, FEES)를 통하여 진단되고 있으나 낮은 안전성(VFSS: 방사능, FEES: 침습)과 육안 평가의 한계가 있다. 선행 연구(Lee et al., 2012)에서는 삼킴 측정에 특화된 장비로서 인체에 무해한 ultrasonic Doppler를 사용하여 삼킴 시 인두(pharynx)의 움직임을 측정하는 장비가 개발되었는데, 측정된 인두 삼킴(pharyngeal swallow) 신호 중 삼킴 움직임만을 선별, 정량화, 분석, 해석하고 삼킴 장애 진단에 특화 시키는 연구가 필요하다. 본 연구는 ultrasonic Doppler를 사용하여 측정되는 인두 삼킴 신호를 사용하여 삼킴을 정량적으로 평가하기 위하여 (1) 인두 움직임 신호 중 삼킴 선별, (2) 삼킴 정량화 protocol 정립, (3) 삼킴 신호와 인두 움직임의 연동 해석, (4) 정상인과 삼킴 장애 환자의 삼킴 특성 비교 분석, 그리고 (5) 삼킴 장애 판별 모형 개발의 다섯 가지 세부 연구를 수행하였다. 첫째, ultrasonic Doppler로 측정되는 다양한 인두 움직임 중 삼킴 움직임만이 선별하는 알고리즘이 개발되었다. 인두 삼킴 시 소리가 발생할 수 없는 삼킴 무호흡(swallowing apnea) 개념을 적용하기 위하여 ultrasonic Doppler sensor에 소리 신호 획득을 위한 microphone이 연동되었다. 인두 삼킴 시 인두 움직임이 발생하지만 소리 발생이 불가능한 개념 구현에 특화된 신호 처리(예: moving average)와 통계 기법(예: maximum-likelihood function)을 적용하여 삼킴 선별 알고리즘이 개발되었다. 효용성 평가 결과, 삼킴 선별 알고리즘은 삼킴과 기침 및 발성 같이 소리가 함께 발생하는 인두 움직임을 100% 구별하였다. 둘째, 삼킴 신호 분석에 특화된 신호 처리 기법이 개발되고 삼킴 정량화 척도가 정립되었다. 네 단계 삼킴 신호 처리 기법(S1. rectification, S2. smoothing, S3. peak detection, S4. starting/ending points detection)을 적용하여 삼킴 움직임 특성을 나타내는 다섯 가지 삼킴 정량화 척도(peak amplitude, duration time, number of peaks, peak-to-peak interval, 그리고 impulse)가 개발되었다. 삼킴 신호만 입력되면 삼킴 정량화 척도가 자동으로 추출되는 S/W도 개발되었다. 셋째, 삼킴 시 삼킴 신호와 VFSS 영상을 동시에 획득하여 삼킴 신호와 인두 움직임이 연동 해석되었다. 정상 삼킴 신호의 peak 개수는 대부분 2가지로 나타나며, 첫 번째 peak는 삼킴 시 인후두(laryngopharynx) 상승 움직임을 두 번째 peak는 삼킴 시 laryngopharynx 하강 움직임으로 파악되었다. VFSS 영상 분석 결과에 근간하여 peak amplitude는 laryngopharynx의 순간 최대 움직임 정도, duration time은 laryngopharynx의 총 움직임 시간, number of peaks는 laryngopharynx의 움직임 변환 횟수, peak-to-peak interval는 인두 삼킴 시 bolus 이동 시간, 그리고 impulse는 laryngopharynx의 총 움직임 정도로 의미가 정립되었다. 넷째, 정상인과 삼킴 장애 환자를 대상으로 삼킴 실험을 수행하여 삼킴 특성이 비교 분석되었다. 정상인 120명과 삼킴 장애 환자 36명에 대해 침, thin liquid 1, 3, 9 ml, thick liquid 1, 3, 9 ml 삼킴에 대한 삼킴 신호가 획득되었다. 정상인의 number of peaks는 1개(49%) 또는 2개(39%)일 때가 88%로 나타났다. 삼킴 정량화 척도에 대해 K-mean clustering을 적용(K = 3)한 별과, 정상인은 short-double peak (duration < 1 s and # peaks = 2)가 43%, short-single peak (duration < 1 s and # peaks = 1)가 39%, short-multiple peak (duration < 1 s and # peaks ≥ 3)가 18%로 나타났으며, 삼킴 장애 환자는 short-double peak (duration < 1 s and # peaks = 2)가 58%, long-double peak (duration ≥ 1 s and # peaks = 2)가 33%, long-multiple peak (duration ≥ 1 s and # peaks ≥ 3)가 9%인 것으로 나타났다. 정상인의 highest peak amplitude에는 성별(female:male = 1:0.8), 삼킴 종류(thick liquid:thin liquid = 1:1.2), 삼킴 용량(1 ml:3 ml:9 ml = 1:1.1:1.3)이 유의하였으며, impulse에는 삼킴 종류(thick liquid:thin liquid = 1:1.4)와 삼킴 용량(1 ml:3 ml:9 ml = 1:1.1:1.3)이 유의한 것으로 나타났다. 삼킴 장애 환자는 정상인에 비해 평균적으로 peak amplitude가 0.7배 낮고, duration time이 2.6배 길고, number of peaks가 1.7배 많고, peak-to-peak interval이 4.3배 길고, 그리고 impulse가 0.8배 낮은 것으로 나타났다. 마지막으로, 삼킴 장애 심각도를 normal, mild, 그리고 moderate/severe로 분류하는 삼킴 장애 판별 모형이 개발되었다. 정상인 120명과 삼킴 장애 환자 31명(VFSS 진단 결과: mild 18명, moderate/severe: 13명)의 침, thin liquid 1 ml, 3 ml, thick liquid 1 ml, 그리고 3 ml 삼킴에 대한 5가지 cumulative logit model이 개발되었다. 최적 모형은 판별 성능과 실용성이 우수한 thin liquid 1 ml 삼킴에 대한 cumulative logit model (입력 변수: 연령, 성별, duration time, number of peaks, longest peak-to-peak interval, impulse; 판별 성능: sensitivity for mild = 50%, sensitivity for moderate/severe = 92%, specificity = 100%, accuracy = 81%)로 선정되었다. 본 연구의 ultrasonic Doppler를 사용한 삼킴 시 laryngopharynx 움직임 정량화 방법론은 인두 삼킴을 실시간 정확하고 효과적으로 평가하는데 기여할 수 있다. 본 연구의 정상인과 삼킴 장애 환자의 삼킴 시 laryngopharynx 움직임 특성 비교 분석 결과와 삼킴 장애 심각도 판별 모형은 임상에서의 VFSS 검사와 더불어 삼킴 장애의 과학적 진단에 적용될 수 있을 것으로 기대된다. Dysphagia is the disorder related to difficulty in swallowing and is more frequently observed among patients with neurologic diseases such as stroke or people aged 65 and over. Undiagnosed or untreated dysphagia may lead to aspiration, pneumonia, dehydration, malnutrition, or even asphyxiation and death; therefore, early identification and appropriate treatment of dysphagia are important. Dysphagia has been mainly diagnosed by videofluoroscopic swallowing study (VFSS) and fiberoptic endoscopic evaluation of swallowing (FEES); but, both VFSS and FEES have limitations in terms of qualitative analysis and low safety (VFSS: radiation, FEES: invasion). The precedent study (Lee et al., 2012) developed a swallowing measurement device employing ultrasonic Doppler to measure a pharyngeal movement during swallowing. As a follow-up study, quantification, analysis, and interpretation of the measured pharyngeal swallowing signal and specialization for diagnosis of dysphagia are needed. The objective of the present study is to develop a quantitative assessment methodology of pharyngeal swallow. The specific objectives are as follows: (1) screening of swallowing out of pharyngeal movement signals, (2) establishment of a swallowing quantification protocol, (3) interpretation of pharyngeal movement signal by interoperating with VFSS video, (4) comparison of pharyngeal movement between healthy adults and dysphagic patients, and (5) development of a diagnostic model for discriminating the severity of dysphagia. First, a swallowing screening algorithm was developed to extract swallowing movements only out of various pharyngeal movements such as cough and vocalization measured by ultrasonic Doppler. Utilizing a concept of swallowing apnea that vocalization is impossible during pharyngeal swallow, a microphone for measuring audio signals was interoperated with the ultrasonic Doppler sensor. Signal processing techniques (e.g., moving average) and statistical methods (e.g., maximum-likelihood function) were also incorporated into the swallowing screening algorithm. As a result, the swallowing movement was completely discriminated from cough and vocalization that are also involved with pharyngeal movement. Second, to represent the characteristics of the pharyngeal movement during swallowing, the present study proposed five quantitative measures such as peak amplitude, duration time, number of peaks, peak-to-peak interval, and impulse by applying the four-step swallowing signal processing technique (S1. rectification, S2. smoothing, S3. peak detection, and S4. starting/ending points detection). A program that automatically calculates aforementioned five measures for a given swallowing signal was also developed. Third, pharyngeal movement signals were interpreted by interoperating with the corresponding VFSS video. The majority of pharyngeal movement signals showed two peaks, and 1st and 2nd peaks indicates ascending and descending movements of the laryngopharynx during swallowing, respectively. Based on VFSS video analysis, five measures of swallowing movement were interpreted as follows: peak amplitude – maximum instant movement of the laryngopharynx; duration time – total movement time in the laryngopharynx; number of peaks – number of movement changes in the laryngopharynx; peak-to-peak interval – bolus transportation time in the pharyngeal stage; and impulse – total movement of the laryngopharynx. Fourth, swallowing characteristics of healthy adults and dysphagic patients were analyzed by swallowing experiment. Swallowing signals for dry saliva, thin liquid 1, 3, 9 ml, thick liquid 1, 3, 9 ml were acquired from 120 healthy adults and 36 dysphagic patients. The swallowing signals from 88% of healthy adults showed one peak (49%) or two peaks (39%). Healthy adults were categorized as short-double peak (duration < 1 s and # peaks = 2; 43%), short-single peak (< 1 s and 1; 39%), and short-multiple peak (< 1 s and ≥ 3; 18%); dysphagic patients as short-double peak (< 1 s and 2; 58%), long-double peak (≥ 1 s and 2; 33%), and long-multiple peak (≥ 1 s and ≥ 3; 9%). Gender (F:M = 1:0.8), swallowing type (thick:thin = 1:1.2), and volume (1:3:9 ml = 1:1.1:1.3) were found significant on highest peak amplitude; swallowing type (thick:thin = 1:1.4) and volume (1:3:9 ml = 1:1.1:1.3) on impulse. Peak amplitude of dysphagic patients was 0.7 times lower compared with that of healthy adults; duration time 2.6 times longer; number of peaks 1.7 times higher; peak-to-peak interval 4.3 times longer; and impulse 0.8 times lower. Lastly, diagnostic models for discriminating the severity of dysphagia into normal, mild, and moderate/severe were developed. Five cumulative logit models for swallowing dry saliva, thin liquid 1 ml, 3 ml, thick liquid 1 ml, and 3 ml were developed using swallowing data of 120 healthy adults (normal) and 31 dysphagic patients (mild for 18 and moderate/severe for 13). The cumulative logit model for swallowing thin liquid 1 ml (input variables: age, gender, duration time, number of peaks, longest peak-to-peak interval, and impulse; sensitivity for mild = 50%, sensitivity for moderate/severe = 92%, specificity = 100%, and accuracy = 81%) was selected as the best model in terms of discriminant performances and practicality in clinics. The quantitative assessment methodology of the laryngopharyngeal movement during swallowing developed in the present study can contribute to real-time, accurate, and effective evaluation of the pharyngeal swallow. The swallowing analyses results of the laryngopharyngeal movement of healthy adults and dysphagic patients and the diagnostic model for discriminating the severity of dysphagia are readily applicable to medical diagnosis of dysphagia with VFSS in clinics.

한국판 삼킴장애지수의 타당도와 신뢰도

김태연 대구가톨릭대학교 의료보건산업대학원 2020 국내석사

본 연구는 삼킴 곤란 정밀검사인 비디오투시연하검사(VFSS)와 주관적 체크리스트인 한국판 삼킴장애지수(K-DHI)를 비교하여 K-DHI의 타당도 및 신뢰도를 분석하고 절단값을 산출하여 민감도, 특이도, 양성 및 음성 예측률을 알아보고자 하였다. 연구의 대상은 대구 경북에 거주하는 정상인과 경북 포항시에 위치한 에스포항병원에 신경학적 질환으로 입원한 환자를 대상으로 하였다. 또한, 신뢰도 검증을 위해 내적 일관성을 확인하였으며, 검사-재검사 신뢰도를 위해 환자군의 K-DHI는 첫 검사 2주 후 재검사를 실시하였다. 준거타당도를 검증하기 위하여 기존 임상에서 활용하고 있는 선별검사인 Gugging Swallowing Screen(GUSS)과 K-DHI를 비교하고, VFSS 판독 결과를 토대로 활용하는 검사인 ASHA-NOMS, Videofluoroscopic Dysphagia Scale(VDS)와 K-DHI를 비교하였다. 임상에서 활용하기 위해 K-DHI에서 삼킴 곤란의 유무를 판별하는 절단값을 산출하였다. 이를 토대로 VFSS의 흡인 유무와 비교하여 민감도, 특이도, 양성 및 음성 예측률을 확인하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 환자군과 대조군의 K-DHI 총 점수를 비교한 결과, 환자군의 평균점수는 20.88, 대조군의 평균점수는 2.57로 두 집단의 평균 차이는 18.31로 유의한 차이를 보였다. K-DHI의 구성타당도를 확인하기 위해 K-DHI의 총 점수와 세부항목 별 점수를 비교하였다. 먼저, K-DHI의 총 점수와 신체적 항목의 점수를 비교한 결과 매우 높은 상관관계를 보였다. 마찬가지로 각각 기능적 항목, 감정적 항목의 점수를 비교한 결과 두 항목 모두 매우 높은 상관관계를 보였다. 또한, 세부항목 간 상관관계를 분석한 결과 세 항목 간 모두 높은 상관관계를 보였으며, 특히 감정적 항목과 기능적 항목은 매우 높은 상관관계를 보였다. K-DHI의 신뢰도를 확인하기 위해 내적일관성 및 검사-재검사 신뢰도를 분석하였다. 내적일관성 확인을 위해 크론바흐 알파계수를 사용한 결과 매우 높은 내적일관성을 보였다. 검사-재검사 신뢰도를 확인하기 위해 1차 K-DHI와 2차 K-DHI를 비교한 결과 높은 상관관계를 보였으며, 급내 상관계수를 확인한 결과 높은 상관관계를 보였다. K-DHI의 준거타당도를 검증하기 위해 선별검사인 GUSS와의 점수를 비교하고, 정밀검사인 VFSS를 판독한 결과를 토대로 VDS 점수 및 ASHA-NOMS의 단계를 비교하였다. K-DHI와 GUSS 점수를 비교한 결과 중간정도의 음의 상관관계를 보였다. K-DHI와 VDS 점수를 비교한 결과 중간정도의 양의 상관관계를 보였다. ASHA-NOMS와의 비교에서는 중간정도의 음의 상관관계를 보였다. 세 검사와 비교한 결과 매우 높은 상관관계를 보이지는 않았으나 모두 유의한 상관관계를 보였다. K-DHI의 ROC곡선을 그려 민감도와 특이도를 통한 절단값을 산출하였다. 삼킴 곤란 판별을 위해 VFSS 판독을 통한 흡인의 유무에 따라 K-DHI 점수를 검정하였으며 그 결과, 절단값 15점을 기준으로 민감도 69.6%, 특이도 75%로 확인되었다. K-DHI와 VFSS의 흡인 유무 판정에 대한 양성 및 음성 예측률을 확인하였다. 절단값 15점을 기준으로 VFSS의 흡인 유무와 비교한 결과, 양성예측률 34%, 음성예측률 93%로 확인되었다. 음성예측률에 비해 양성예측률은 저조한 확률을 보이나, 삼킴 곤란의 선별검사로 활용할 수 있는 기준이 되었다. 본 연구는 K-DHI의 타당도와 신뢰도를 확인하고 절단값을 산출하여 주관적 체크리스트의 임상적 활용도를 높이는 것에 초점을 두었다. 표준화된 정밀검사인 VFSS와 임상에서 선별검사로 널리 활용하고 있는 GUSS를 비교하여 유의한 상관관계를 보인 것은 K-DHI 검사가 임상적으로 활용할 수 있는 가치를 증명한 것으로 판단된다. 또한, 선행연구에서 확인하지 않았던 절단값을 산출하여 선별검사 시 생리적 평가와 더불어 삼킴 곤란을 감별하는데 유용하게 활용할 수 있을 것으로 기대된다. Dysphagia handicap index(DHI) is a subjective patient’s self-report to measure swallowing difficulties in daily life. This study adapted DHI into Korean- version of DHI and investigated validity and reliablity. A total of one hundred ninety two subjects participated in this study; 104 patients with dysphagia hospitalized with neurological disorders at Pohang Stroke and Spine Hospital located in Pohang, North Gyeongsang Province and 88 normal people living in Daegu and North Gyeongsang Province were included. DHI translated to Korean version of DHI and all participants completed the K-DHI and 104 patients with dysphagia retested K-DHI after two weeks to measure the test-retest reliablity using Pearson product-moment correlation coefficients. The internal consistency of the K-DHI was analyzed through Cronbach’s α coefficient. Independent t-test was used to compare the Korean version-DHI scores between normal and dysphagia group. For measuring construct validity, the relationship between Korean version-DHI total scores and physical, functional, and emotional scores was investigated using Pearson correlation coefficients. To verify the criterion-related validity, we compared the screening tests GUSS(GUSS) and K-DHI, which were previously used in clinical trials, and the tests ASHA-NOMS, Videofluoroscopic Dysphagia Scale(VDS) and K-DHI were compared based on the results of VFSS readings. For clinical use, a cut value was calculated to determine the presence of Dysphagia in K-DHI. Based on this, sensitivity, specificity, positive and negative prediction rates were determined by comparison with the presence of aspiration through reading the VFSS. The results of this study are as follows. The comparison of the K-DHI total scores between the patient group and the control group showed a significant difference of 18.31 with an average score of 20.88 for the parients group and 2.57 for the control group. To identify the construct validity of K-DHI, the total score of K-DHI was compared with the score by detail. First, the comparison of the total score of K-DHI with the score of the physical item showed a very high correlation(r = .941). Similarly, a comparison of the scores of functional(r = .973) and emotional items(r = .970) showed that both items were very highly correlated. In addition, to measure the construct validity, the analysis of the correlation was conducted between the sub-items and high correlations were found among all three items, especially a very high correlation between emotion and functional scores(r = .940). In order to verify the reliability of K-DHI, the internal consistency and test-retest reliability were analyzed. The results of using Cronbach's Alpha to check the internal consistency showed a very high internal consistency (Cronbach's alpha=.957). To confirm test-retest reliability, the comparison of primary and secondary K-DHI showed high correlation(r = .879), and the checking of intraclass correlation showed high correlation(r = .877). The scores from the screening test GUSS were compared with the K-DHI scores to verify the criterion-related validity of the K-DHI, and the VDS scores and ASHA-NOMS steps were also compared based on the results of reading the precision test VFSS. When compared K-DHI with GUSS scores, the medium degree of negative correlation was shown(r = - .652). Comparing K-DHI and VDS scores, a moderate positive correlation appeared(r = .556). The comparison with ASHA-NOMS showed a medium degree of negative correlation(r = - .602). By ROC curve of K-DHI, the cut value through sensitivity and specificity was calculated. For the distinction of Dysphagia, K-DHI scores were tested according to the presence or absence of aspiration through VFSS readings, and the results showed that sensitivity was 69.6% and specificity was 75% based on the 15 scores cut value. Sensitivity, specificity, positive and negative prediction rates were determined by comparison with the presence of aspiration reading in VFSS. Comparing with the presence of aspiration reading by VFSS based on a cut value of 15 score, positive prediction rate was 34% while negative prediction rate was 93%. Although the positive prediction rate was less likely than the negative prediction rate, it can be feasible as a screening test for dysphagia. This study focused on checking the validity and reliability of K-DHI and increasing clinical utilization of subjective checklists by calculating cut values. The significant correlation between VFSS, a standardized precision test, and GUSS, which is widely used as a screening test in clinical practice, demonstrated the value that K-DHI can use clinically. It is also expected that the cut values of K-DHI can be used to identify the dysphagia with physiological evaluation during the screening test.

Dysphagia Discrimination Model Development based on Ultrasonic Doppler Sensor

김민재 포항공과대학교 일반대학원 2024 국내박사

The development of a dysphagia discrimination model using an ultrasonic Doppler sensor aims to address the limitations of traditional diagnostic methods for swallowing disorders. Dysphagia, which encompasses difficulties in moving food from the mouth to the stomach, can arise from neurological disorders, aging, and other health conditions. Prompt and accurate diagnosis is critical, as dysphagia can lead to severe complications such as aspiration pneumonia and malnutrition. This study presents the Swallowing Monitoring and Assessment System (SMAS), a novel, non-invasive device that utilizes ultrasonic Doppler sensors to monitor and assess swallowing function. Traditional diagnostic methods like Videofluoroscopic Swallowing Study (VFSS) and Fiberoptic Endoscopic Evaluation of Swallowing (FEES) pose several challenges, including exposure to radiation, invasiveness, and the difficulty of continuous monitoring in daily life. In contrast, the SMAS device, designed to be worn comfortably over the shoulder, allows for real-time monitoring and assessment of swallowing activity in various settings. The primary objectives of this research are threefold: (1) to perform a quantitative analysis of ultrasonic signals generated during swallowing, (2) to establish the correlation between hyoid bone movement and ultrasonic signals, and (3) to develop a machine learning-based model for dysphagia discrimination. The study involves a series of experiments with both healthy individuals and dysphagic patients, who are asked to swallow liquids and semi-solids of different viscosities and volumes. The ultrasonic signals captured during these swallowing events are processed to extract key features such as peak amplitude, duration, number of peaks, peak-to-peak interval, and energy. Simultaneous measurements using VFSS and the ultrasonic Doppler sensor-based SMAS are conducted to validate the system. The correlation between the movement of the hyoid bone, as observed in VFSS images, and the ultrasonic signals is analyzed to interpret the clinical significance of the signals. The data collected is used to train various machine learning models, including Convolutional Neural Networks (CNNs) and Random Forest classifiers, to distinguish between normal and dysphagic swallowing patterns. The results indicate that the SMAS can reliably capture and analyze swallowing signals, providing a robust basis for the detection and assessment of dysphagia. The machine learning models developed in this study demonstrate high accuracy in classifying swallowing disorders, highlighting the potential of this technology for clinical application. The non-invasive nature of the SMAS, combined with its ability to provide continuous and real-time monitoring, represents a significant advancement over traditional methods. The significance of this study lies in its contribution to the field of dysphagia diagnosis and management. By leveraging the capabilities of ultrasonic Doppler sensors and machine learning, the SMAS offers a safer, more comfortable, and effective solution for both patients and healthcare providers. This research paves the way for the integration of advanced sensor technology in routine clinical practice, potentially improving the quality of care for individuals with swallowing disorders. Further research and development are encouraged to refine the system and expand its applications in diverse clinical settings.

Factors associated with postoperative dysphagia following cervical spine surgery

정은교 Graduate School, Yonsei University 2025 국내석사

Postoperative dysphagia and dysphonia are well-known complications of cervical spine surgery. However, most research has been retrospective, leaving gaps in understanding acoustic changes in voice and speech following these procedures. Furthermore, factors contributing to postoperative swallowing and voice issues have not been consistently identified. This study aimed to identify the factors associated with postoperative dysphagia and to evaluate pre- and postoperative changes in swallowing, voice, and speech, both within and between groups categorized by these factors. A total of 33 participants (mean age: 54.09±11.12) undergoing cervical spine surgery were recruited, with 11 receiving anterior, 17 posterior, and 5 combined approaches. Overall swallowing, voice, and speech functions were assessed before and 1 month after surgery, and Bazaz Dysphagia Score was collected three times (before surgery, within 1 week after surgery, and 1 month postoperatively). Out of 33 participants, 23 participants completed BISA15+ and EAT-10 at the same time points as the Bazaz Dysphagia Score and additionally at 2 weeks postoperatively. Cerebral palsy, higher Neck disability Index (NDI) score, operation approach, and a history of neck surgery were confirmed as the factors associated with swallowing complaints. Logistic regression analysis revealed NDI as a consistent predictor of dysphagia severity, while the posterior approach was associated with a lower likelihood of dysphagia. Significant differences were observed across most variables between the groups. However, recovery trajectory was similar for most variables. Significant changes in dysphagia severity were observed overall, with postoperative swallowing difficulties peaking within the first week and subsiding in most patients, except for those with cerebral palsy. Regarding voice, a significant change was observed in shimmer normality. Although consistent statistical deterioration in auditory-perceptual variables was not observed, overall severity increased postoperatively, indicating a decline in voice quality. Following cervical spine surgery, notable changes were observed primarily in swallowing. The severity of swallowing difficulties was generally greater in the groups with the identified risk factors. Change in shimmer normality, and overall deterioration in auditory-perceptual variables suggest that voice-related discomfort may occur after cervical spine surgery. These findings suggest that patients with specific risk factors, such as high NDI scores or cerebral palsy, are more susceptible to swallowing and voice-related complications following cervical spine surgery. This study highlights the need for preoperative counseling to educate at-risk patients about potential complications. 경추 수술 후 삼킴장애와 음성장애는 흔히 보고되는 합병증이다. 그러나 대부분의 연구가 후향적으로 이루어졌으며, 음성 및 말 기능의 변화에 대한 연구는 부족한 실정이다. 또한, 합병증의 위험 요인에 대한 연구결과들은 일관적이지 않다. 이에 본 연구는 경추 수술 후 삼킴장애와 관련된 위험 요인을 알아보고, 이러한 요인에 따라 분류된 그룹 간 및 그룹 내에서 삼킴, 음성, 및 말 기능의 변화를 평가하는 것을 목적으로 한다. 총 33명의 경추 수술 환자(평균 연령: 54.09±11.12)를 대상으로 연구가 진행되었으며, 이 중 11명은 전방 접근법, 17명은 후방 접근법, 5명은 복합 접근법을 받았다. 전반적인 삼킴, 음성, 말에 대한 평가가 수술 전, 수술 후 1개월 시점에서 이루어졌다. 삼킴 곤란의 정도를 평가하기 위해 Bazaz Dysphagia Score가 세 번(수술 전, 수술 후 1주 이내, 수술 후 1개월 시점) 수집되었으며, BISA15+와 EAT-10의 경우, 23명으로부터 네 번 (수술 전, 수술 후 1주, 2주, 1개월 시점) 수집되었다. 삼킴장애의 위험 요인으로는 높은 Neck Disability Index (NDI) 점수, 뇌성마비, 수술접근법, 경추 수술 이력으로 확인되었다. 로지스틱 회귀분석에서는 NDI점수가 삼킴장애 중증도의 일관된 예측 인자로 확인되었으며, 후방 접근법은 삼킴장애 호소 확률이 낮은 것으로 나타났다. 삼킴장애의 위험 요인으로 분류된 그룹간 차이는 대부분의 영역에서 유의한 것으로 나타났지만, 그 회복 양상은 대체로 비슷했다. 삼킴장애 중증도의 경우, 전반적으로 유의한 변화가 확인되었으며, 1주일 시점의 중증도가 가장 두드러졌고 대부분의 환자에서 완화되는 양상을 보였다. 그러나 뇌성마비 환자의 경우, 삼킴 곤란이 지속되는 경향이 관찰되었다. 음성과 관련하여, shimmer 정상성에서 유의미한 변화가 관찰되었다. 청지각적 변수의 경우, 통계적으로 유의한 변화가 일관적으로 나타나진 않았지만 전반적으로 점수가 증가하여 음성의 질 저하가 시사된다. 경추 수술 후, 삼킴 영역에서 주로 두드러진 변화가 관찰되었다. 삼킴 곤란의 중증도는 위험 요인이 있는 그룹에서 전반적으로 더 심각하게 나타났다. 또한, Shimmer 정상성 변화와 청지각적 변수의 전반적인 악화는 경추 수술 후 음성 관련 불편함이 발생할 가능성을 시사한다. 이러한 결과는 높은 NDI점수 혹은 뇌성마비와 같은 삼킴장애의 위험 요인을 가진 환자들은 경추 수술 후 삼킴장애 및 음성장애에 더 취약할 수 있음을 시사한다. 본 연구의 결과는 환자들에게 수술 전 합병증 가능성에 대한 상담의 중요성을 뒷받침하는 근거로 활용될 수 있을 것이다.

Effects of Tongue Pressure Strength and Accuracy Training on Tongue-Pressure Strength, Swallowing Function, and Quality of Life in Subacute Stroke Patients with Dysphagia

Jong-Hoon Moon 가천대학교 보건대학원 2017 국내석사

The aim of this study was to investigate the effect of tongue pressure strength and accuracy training (TPSAT) on tongue pressure strength, swallowing function, and quality of life in subacute stroke patients with dysphagia. Sixteen subacute stroke patients were randomly assigned into either the TPSAT group (n = 8) or the control group (n = 8). In the TPSAT group, both TPSAT and traditional dysphagia therapies were performed for 30 min each per day; in the control group, only traditional dysphagia therapy was performed for 30 min twice a day. Both groups performed each daily intervention five times per week for 8-weeks. To assess the tongue pressure strength, anterior and posterior maximum isometric tongue pressures (MIPs) using Iowa Oral Performance Instrument (IOPI) were measured before and after the intervention. Mann assessment of swallowing ability (MASA) and swallowing-quality of life (SWAL-QOL) were also used to assess the swallowing function and quality of life, respectively. TPSAT with traditional dysphagia therapy significantly improved MIPs, MASA, and SWAL-QOL both anteriorly and posteriorly, and traditional dysphagia therapy significantly increased MIPs, MASA, and SWAL-QOL anteriorly compared with the pre-values (p < 0.05). The TPSAT group showed a significant improvement of anterior and posterior MIPs and tongue movement score in MASA compared with the control group (p < 0.05). Our findings suggest that TPSAT may be used for dysphagia management in subacute stroke patients clinically.

요양병원 노인의 연하장애에 따른 인지기능과 신체기능

김진수 부경대학교 대학원 2019 국내석사

Purpose The purpose of this study was to examine the cognitive and physical functions based on dysphagia in elderly patients geriatric hospitals. Method This study included 210 elderly persons aged ≥65 years who were in three geriatric hospitals in the city of B. The data were collected between January 28, 2019 and March 28, 2019. The presence of dysphagia was evaluated using the Gugging Swallowing Screen (GUSS), cognitive function was evaluated using the Korean Mini Mental State Examination (K-MMSE), and physical function was evaluated using the Korean Activity of Daily Living (K-ADL). The data were analyzed by descriptive statistics, χ-test, Fisher’s exact test and independent t-test using SPSS/WIN 23.0 program. Results 1. The prevalence of dysphagia was 66.7% in elderly patients geriatric hospitals. 2. There were statistically significant differences in the dysphagia according to age (χ=4.58, p=.032), nervous system disease (χ=38.76, p<.001), respiratory system disease (χ=22.0, p<.001), medication related to dysphagia (χ=8.33, p=.004) and BMI (χ=9.10, p=.018). 3. There were statistically significant differences cognitive function (t=10.11, p<.001) and physical function (t=-11.0, p<.001) according to the dysphagia. Conclusion Elderly patients with dysphagia at geriatric hospitals exhibited reduced cognitive and physical functions. These findings are expected to be utilized in clinical practice and training of patients and nurses to provide a foundation for early screening of dysphagia, with the ultimate goal of reducing and preventing complications.

신경계 질환을 지닌 노인의 연하관련 삶의 질 영향요인

정수진 중앙대학교 건강간호대학원 2021 국내석사

본 연구는 신경계 질환을 지닌 노인의 연하관련 삶의 질을 파악하고 주관적 삼킴곤란, 영양상태, 사회적 지지가 연하관련 삶의 질에 미치는 영향을 알아보고자 시도된 서술적 조사연구이다. 서울 소재 종합병원 신경과에서 신경계 질환을 진단받은 65세 이상 노인 외래 환자 120명을 대상으로 하였다. 연하관련 삶의 질을 측정하기 위한 연구도구는 한국판 MDADI를 이용하였고, 주관적 삼킴곤란은 K-SDQ, 영양상태는 MNA®-SF, 사회적지지는 MOS-SSS도구의 번역본을 이용하여 측정하였다. 연구 결과 연하관련 삶의 질과 주관적 삼킴곤란은 유의한 부적 상관관계가 있는 것으로 나타났으며, 영양상태와 사회적 지지는 유의한 정적 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 대상자의 연하관련 삶의 질에 영향을 미치는 요인을 알기 위하여 단계선택법을 이용한 다중회귀분석 실시 결과 유의한 영향요인은 성별, 교육수준, 신경계 주 진단, 식사유형, 주관적 삼킴곤란, 사회적 지지의 하위 영역인 애정적 지지인 것으로 나타났다. 위 요인의 연하관련 삶의 질에 대한 설명력은 42.1%로 나타났다. This study is a descriptive research study attempting to understand the Dysphagia-specific quality of life in the aged patients with neurologic disorders and to find out the effects of perceived swallowing disturbance, nutritional status, and social support on the Dysphagia-specific quality of life. This study included 120 outpatients aged 65 years or older who were diagnosed with neurological disorders at the Department of Neurology at a general hospital in Seoul. The Korean version of MDADI was used as a research tool to measure the Dysphagia-specific quality of life. Subjective swallowing disturbance was measured using K-SDQ, nutritional status was measured using MNA®-SF, and social support was measured using a translation of the MOS-SSS tool. As a result of the study, the Dysphagia-specific quality of life in the aged patients with neurologic disorders differed according to the general characteristics of education level, economic status, and type of diet. There was a significant negative correlation between the Dysphagia-specific quality of life and perceived swallowing disturbance. Nutritional status and social support were significantly positively correlated with Dysphagia-specific quality of life. Multiple regression analysis was performed to find out the factors related to Dysphagia-specific quality of life. As a result the study, factors related to Dysphagia-specific quality of life were gender, education level, neurological diagnosis, type of diet, perceived swallowing disturbance and affectionate support which is a sub-domain of social support. The explanatory power of the factors related to Dysphagia-specific quality of life was 42.1%.

Physicochemical and sensory properties of Aquasoya-based Panna cotta for dysphagia desserts

오정연 한양대학교 대학원 2025 국내석사

연하장애 보호자 교육 프로그램이 보호자의 간병지식과 부담 및 삶의 질에 미치는 영향

김진영 원광대학교 대학원 2024 국내석사

본 연구는 연하장애 환자를 간병하는 보호자를 대상으로 교육 프로그램 중재가 간병 지식과 부담 및 삶의 질에 미치는 영향을 알아보고자 시행하였다. 연구 대상자는 D 재활 병원에 입원하여 연하치료를 받고 있는 환자의 보호자 28명이다. 교육 프로그램 중재는 1회 30분, 주 1회, 총 8 주 동안 8회기로 중재를 제공하였으며 치료사와 보호자 일대일로 진행하였다. 교육 프로그램은 Part 1. 함께 배우는 연하장애와 Part 2. 쉽게 관리 하는 연하장애로 각각 4회기로 구성하였다. Part 1에서는 연하장애의 전반적인 이론을 중심으로 구성하였고 Part 2는 질의응답 및 상담을 중심 으로 구성하여 진행하였다. 중재 기간 별 효과를 확인하기 위해 중재 전, 4주 후, 8주 후의 연하장 애 지식 정도, 간병 부담, 삶의 질 변화를 측정하였다. 중재 기간 별 연하 장애 지식척도, K-RCAS, WHOQOL-BREF 점수를 비교하고 각 평가 도구별 하위 항목에 따른 변화를 비교하기 위해 반복측정 분산분석 (Repeated ANOVA)을 사용하였다. 각 중재 기간별 효과 비교를 위해 본 페로니 검정(Bonferroni test)을 사용하여 분석하였다. 본 연구 결과 학력에 따른 간병 부담 정도, 일주일 당 간병 횟수에 따른 간병 부담 정도는 유의한 차이가 있었다. 교육 프로그램을 적용한 결과 중재 전, 4주 후, 8주 후의 연하장애 지식척도, K-RCAS, WHOQOL-BREF 모두 점수에 변화가 있었으며 유의미한 차이가 있었다. 각 평가 도구의 하위 항목의 변화도 유의미한 차이가 있었으며 간병 부담이 감소함에 따라 삶의 질이 향상하였음을 확인하였다. 본 연구는 선행 연구들에 근거하여 체계적으로 교육 프로그램을 개발 및 적용하여 효과성을 검증한 점에서 의의가 있다. 본 연구에서 개발된 연하장애 보호자 교육 프로그램은 보호자의 간병 부담과 삶의 질에 긍정 적인 영향을 미치는 것으로 확인하였다. 추후에는 지역사회로 적용 대상 자를 확장하여 효과성을 확인하고 가족 단위의 교육 프로그램 제공 시 긍정적인 자료로 사용할 수 있을 것으로 사료된다. 또한 작업치료사는 지속적인 교육을 제공할 수 있는 교육자로서 역할이 강화되어야 할 것이다. This study was conducted to investigate the effect of education program for carers on the dysphagia knowledge, burden, and quality of life. The subjects were 28 carers of patients admitted to the hospital and receiving dysphagia treatment in a single group. Education program was provided for 30 minutes per session, once a week, for a total of 8 sessions. It was consisted each 8 sessions that ‘Part 1. Learning together about dysphagia’ was consisted theory of dysphagia, and ‘Part 2. Easily managed dysphagia’ was consultation. It was conducted in the form of education that combined face-to-face education, pamphlet, distance education, and counseling. Changes of dysphagia knowledge, burden, quality of life were measured before the start of study, after 4 and 8 weeks by period. Repeated ANOVA was used to compare the dysphagia knowledge, K-RCAS, and WHOQOL-BREF scores for each period and to compare the changes according to subscales for each tools. In addition, the analysis was performed using the Bonferroni test to compare the effects of each intervention period. As a result, there were changes in total and subscale scores by evaluation tools. In addition, it was confirmed that the quality of life improved as the care burden decreased. This study is meaningful it developed a systematic educational program through consideration and applied it directly to carers. Also, participants rate was high because it consists of education that the carers wants. In the future, it is believed that it will be applied to family-educational and local community. Accordingly, occupational therapists should strengthen their role as educators who can provide continuous education.