Summary
この研究は、格子配向試験を用いて空間的な言語触覚感度を評価するためのRインデックスによる標準的な手順および閾値決定を示す。
Abstract
Rインデックス推定による個々の閾値は、格子方向検定(0.20~1.25mmから格子サイズを増加させる6つの異なるツール)を使用して計算され、空間的な触覚感度を評価します。実験中、被験者は目隠しされ、舌に配置された格子(水平または垂直のいずれか)の向きを指定するように求められます。R-indexはシグナル検出理論(SDT)に基づいており、代替刺激(ノイズ、例えば誤った向き)と比較して、ターゲット刺激(信号、例えば正しい向き)を正しく識別する確率が推定される。各被験者と各ツール次元のRインデックス値が計算されたら、片側Rインデックスの重要な値に基づいて、確立されたカットオフのすぐ下と上の2つのRインデックスを補間することによって、個々のしきい値を導出することができます。この手順は、口腔触覚感受性、発話の明快さ、嚥下障害の関連を研究する医療分野だけでなく、感性および消費者の研究において、食感知覚、食物嗜好、および摂食行動の個々の変動を探求するのに役立つ。
Introduction
食感や食感は好き1,2,3,4の重要な役割を果たし、咀嚼行動2,5、唾液流、組成物6,7などの要因による食感の違いが研究で発見されている一方で、口腔触覚受容体(メカノ受容体)の変動を評価する方法は限られています。口腔は口の中に見られるメカノ受容体の異なったタイプを収容する:メルケルの受容体、ルフィーニシリンダーおよびマイスナー・コーパスレス8。メカノレセプターは、ゆっくりと適応し、迅速に適応する2つのグループに分類することができます。ゆっくりとメカノ受容体(ルフィーニシリンダーとメルケル受容体)を適応させることは、刺激されながら連続的に信号を生成します。対照的に、急速に適応するメカノ受容体(マイスナーの肉体)は、刺激の始まりと終わりにシグナルで反応する。触覚視力は、舌表面や個体間で大きく異なり、メカノ受容体感受性の違いのためにさまざまである。口腔内のメカノ受容体の位置と数、メカノ受容体の空間配置/密度の違い(空間的視力)、または活性化されたときの感度の違いは、この内および個人間変動の原因となり得る。口腔内のメカノ受容体感度の変動を評価およびスクリーニングするいくつかの方法が発表されており、フォン・フレイ・フィラメント9,10、文字認識11,12、格子配向試験13、フレキシブル電極アレイ14,15など。格子の向きテストでは、目隠し対象の舌に配置する異なる溝幅を持つ正方形の格子(図1、図2)が必要です。それらは、被験者がグレーティングが水平または垂直の向きであると認識するかどうかを示します。回答は、異なる格子サイズの向きを識別する被験者の能力に基づいて平均しきい値を計算するために使用されます。
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Protocol
情報に基づいた書面による同意は、すべての参加者によって署名されています。この研究は、ミラノ大学の倫理委員会によって承認されました (n. 48/19) ヘルシンキ宣言に従って行われました.
1. 実験者の訓練
- グレーチングツールを取り、スケールに置かれたスポンジに100グラムの力を適用します。
注: この調査で使用するグレーティング ツールの概略図については 、図 1 を参照してください。 - この手順を少なくとも10回繰り返して、実験者の内外で、試験中に被験者の舌に格子を加えた力の変動を減らす。
2. 評価手順
注:被験者の安全(マスク、手袋、ラボコートなど)を保証するために、必要な健康と安全基準に従って触覚の評価を行います。
- すべてのグレーティング(0.20 mm、0.25 mm、0.50 mm、0.75 mm、1.00 mm、1.25 mm)を表に表示します(図2)。
- 参加者を快適な椅子に座らせ、いつでも実験を離れることができることを知らせます。
- 実験中に目隠しを受けることを参加者に伝え、快適でリラックスした方法で舌を突き出すように頼みます。
- 実験開始前に、最大格子(1.25mm)を使用して、適用される力(3sの場合は100g)を用いて、被験者に習熟させます。
- 適切と判断された場合はいつでも水を一口飲むことができることを参加者に通知します。
- 被験者の舌(正中線の周りの舌の前領域)に各格子を適用します。
- 各タッチの後、被験者に、手を使って、ツールの向き(水平または垂直)と確実性(確かに、不明)を示すように依頼します。被験者は、彼らが知らない場合に推測する必要があります。
- 各タッチの後、スプレッドシート(補足表1)に各被写体のすべての回答(水平、垂直、確かに、不明)を記録します。
- 選択したR-Indexカットオフに必要と思われる回数、例えば6回、3回水平、3回(補足表1)を繰り返します。
- 各参加者をテストした後、各グレーチングを殺菌する(セクション4を参照)。
注:過度の疲労を避けるためにボランティアが努力することなく、舌を口から優しく突き出す必要があり、パフォーマンス結果が変化します。グレーティングによる繰り返しが高いほど、測定の信頼性が高くなることに注意することが重要です16。
3. クリーニングプロトコル
- メーカーの指示に従って、20 mLの次亜塩素酸ナトリウム( 材料表を参照)を1Lの水に希釈した溶液を準備します。
- 数秒間、手動でソリューションを振ります。
- 6カップを約20 mLの消毒液で満たし、各ツールを溶液に完全に浸します。
- 対応するカップに各ツールを配置します。
- 工具を15~20分間浸します。
- メーカーの指示に従ってたくさんの水でツールを洗い流し、歯ブラシでスクラブして次亜塩素酸ナトリウム残渣を確実に取り除きます。
- 工具を空気乾燥させます。
4. R インデックスの計算
- 次の式を使用して R インデックスの計算に使用される応答頻度に基づいて、各ボランティアおよびすべてのツール (図 3) に対して応答マトリックスを作成します。
注:R-indexは、各tool16に対する個々の触覚感度を表します。R-インデックスはSDT17 に基づいており、代替刺激(すなわちノイズ)から目標刺激(信号)を識別する推定確率を表します。信号とノイズは、グレーティングの水平垂直方向の正しいまたは誤った識別に対応します。信号とノイズの両方に対する 4 つの応答オプションが発生する可能性があります: "水平確実"""水平不確か"、"垂直不確か"と "垂直確実"16。R インデックス値の範囲は 0 ~ 1 です。R インデックス値が高いほど、より優れた判別が行われます。
5. Rインデックス推定による感度と閾値判定
- 各ツールの向きをサブジェクトが判別できるかどうかを判断するには、R インデックス有意性テストの重要な値のテーブルを使用してカットオフを計算します18
注:本例を考慮すると、36のプレゼンテーション(すなわち、各格子は6回、3水平および3垂直)に対応し、α= 0.0518の片側Rインデックスの臨界値に従って、差別のカットオフ値は0.7426に設定されています。 - 十分に多い数のツール(例えば、6つの異なる格子寸法)19を使用する場合、Rインデックスの閾値推定値を導出する。
- 各被験者のしきい値を計算するには、カットオフ値の 20 のすぐ下と上の 2 つの R インデックスを補間します。
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Representative Results
アッピアーニら(2020)21に示すように、合計70人の健康な成人(年齢範囲=19-33歳;平均年齢=22.0;52.9%の女性)が研究に関与した。
例として、図 4に0.75mmの正方形の年齢別のRインデックス分布が報告されている。各ポイントは、異なる主題を表します。点線(カットオフ値:0.7426)の上の被験者は、グレーティングの向きを正しく識別する方(より敏感)である。
図 5 では、6 つのグレーティングのパフォーマンスと、1 つの被験者の派生 R インデックスしきい値推定値が報告されています。この場合、しきい値は 0.99 mm に相当します。閾値が低い被験者は小さなバーサイズ(より敏感)を認識することができ、閾値が高い被験者は刺激を認知的に知覚するためにより多くの入力(より大きなバーサイズ)を必要とする(感度が低い)10。現在の場合、しきい値は 0.20 ~ 1.25 mm の範囲です。それにもかかわらず、2つの極端な値を達成することができます:しきい値<0.20ミリメートルの被験者は、最小サイズ(0.20mm)から正方形の向きを認識することができるものである。逆に、しきい値>1.25mmを記録した参加者は、格子サイズを区別することができません。しきい値データセットの例は補足表 2 に示されています。
図1:ツールの説明 正方形の回路図 この図の大きいバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図2:大きな溝/棒を持つ正方形。 この図は、最小(0.20 mm)から最大(1.25 mm)までの6つのグレーティングを示しています。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図3:応答行列 図は、R インデックスの計算に使用される応答行列を示しています。信号(S)とノイズ(N)はそれぞれ水平および垂直の向きに対応します。"a" から "h" までの文字は、0 ~ 3 の間の値を取る整数です。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図4:0.75mmの平方の年齢別のRインデックス分布 点線はカットオフ値(0.7426)を表します。点線の上にある被写体は、ツールの向きを正しく識別する対象です。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図5:個々のしきい値の計算。 1つの主題のRインデックス値と関連するしきい値の計算。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
補足表1: 参加者の回答を記録するために実験者が使用するスプレッドシートの例。最初の列 (試用版番号) はプレゼンテーションの数を表します。例として、36の可能なプレゼンテーションが報告されています。2 番目の列 (組み合わせ) は、格子 (G) のサイズと方向 (HORIZ./VERT. ) を示します。調査員は、被験者の回答を「回答」(水平/垂直)列に報告し、最後の列(確か/不確かな)を使用して確実性の度合いを示します。 このテーブルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。
補足表 2: 個々のしきい値の計算に使用されるデータセット。 最初の 3 つの列には、各件名の識別コード、年齢、性別が表示されます。4~9 列目は、各ツールの R インデックス値を示します。太字では、補間を通じて個々のしきい値の計算に使用されたカットオフの直前と下の値が報告されます (最後の列)。 このテーブルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。
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Discussion
触覚視力10、11、13、22を測定するために利用できる有効な器械はほとんど無数である。フォン・フレイフィラメントは、皮膚および口腔触覚の両方を測定するための適切な方法であることが示されている10,21,22。しかし、これらの器具は、格子配向性test21とは異なる寸法の言語触覚視力を測定する。フォン・フレイのフィラメントは、空間分解能感度を格子にしながら接触検出を測定します。これら2つの異なる感覚機能は、異なる神経機構23,24,25によってサブレフィーを受ける。
他の既知のツールは、JVPドーム(Stoelting Co、ウッドデール、IL、米国)であり、これは現在の手順で使用されるものと非常によく似ています。しかし、これらのツールは、舌(0.58 mm)13での平均空間分解能よりも感度が低い(0.35〜3.00 mm)であるため、主に皮膚の触覚視力を測定するために使用されます。このため、Appianiら(2020)21は、口腔触覚感度の評価により適した次元の範囲を含めるために、このプロトコルで使用されるカスタムメイドのグレーティングの認知的および知覚的適合性を評価した。このツールは、表面にグレーティングが刻まれた1 cm2のポリテトラフルオロエチレン機械カット正方形ブロックで構成されています。各正方形は5mmの高さを有し、狭い円筒形の棒(2cmの長さ)によって保持される(図1)。バーのサイズと各バー間の距離(溝幅)は、正方形にまたがって変化しますが、正方形内では一貫しています。溝の深さは、試験中に舌が正方形の底に触れないように溝幅の1.5倍増加します13。被験者の感度を評価するために使用される正方形の数は、バーの大きさと同様に異なる可能性がありますが、以前の研究では、舌13,24の個人間で差別を提供するために、0.20mmから1.25mmの範囲の最小バーサイズで変化する6つの正方形が必要であることがわかりました(図2)。
本手順では、特定の格子サイズの経口的識別を評価する指標(R-インデックス)の計算が提案されている。さらに、ツールの数が十分に大きい場合(例えば、6つのツール)、本手順は、ロビンソンと同僚20に従って個々の閾値の計算を報告する。
このプロトコルは、舌のレベルで触覚視力を測定する有効で、簡単で、速い方法を示しています。しかし、テストの信頼性に影響を与える可能性のあるいくつかの課題は、21を指摘する必要があります。一般に、装置の信頼性は実験者の影響を受ける可能性があります。したがって、実験者の慎重な訓練とキャリブレーションは、被験者の舌に一貫した標準化された力を発揮することが保証されるべきです。さらに、言語筋の不随意運動や、言語表面の乾燥が測定に影響を与える可能性があります。したがって、比較的長い間舌を伸ばさなければならないボランティアは、かなり集中することが求められます。これらの制限の発生は、個人によって大きく異なります。しかし、被験者が歯と唇の間で舌をリラックスさせ、おそらく顎を手に置く可能性があることを示唆することによって減少させることができる。さらに、ボランティアは、いくつかの水を飲むためにテスト中に数回停止するように招待されています。
今後の研究では、個々の言語触覚視力、食品の好み、食品の選択、栄養状態の関連を深く見ることができる。このプロトコルは、嚥下または口腔障害を有する脆弱な集団を研究する臨床現場でも有用である可能性がある。
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Disclosures
著者らは開示するものは何もない。
Acknowledgments
私たちは、研究に関与するすべての参加者、ボランティア、および他の人を認めます。サンドラ・ストルツェンバッハ・ヴァーレンスとウェンダー・ブレディ(コペンハーゲン大学)が、現在の格子オリエンテーションテストで使用される正方形を設計してくれたことに感謝しています。この研究は、ミラノ大学、ピアノ・ディ・ソステグノ・アラ・リセルカ2018によって資金提供されました。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Custom-made squares | University of Reading; University of Copenhagen | Squares of 1 cm2 from polytetrafluoroethylene (PTFE) | |
| Disinfenctant solution (20% sodium hypochlorite) | Amuchina, Angelini S.p.A., Roma, Italy | ||
| Eye masks | Various | ||
| Gloves | Various | ||
| Lab coat | Various | ||
| Plastic cup for drinking water | Various | ||
| Excel | Microsoft |
References
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