生体内モーションキャプチャシステムを応用した口腔機能総合解析システムの開発

• Project/Area Number: 16791278
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Orthodontic/Pediatric dentistry
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 金高 弘恭 東北大学, 大学院歯学研究科, 助手 (50292222)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2005: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2004: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: モーションキャプチャ / 口腔機能 / 咀嚼 / 嚥下 / 顎運動 / 舌 / 磁気式 / 生体内 / 生体内モーションキャプチャ

Research Abstract

本研究では、既存の装置では不可能であった下顎および舌の立体的な運動の同期的測定を行うことにより咀嚼、嚥下、発音などの口腔機能をより正確に評価し、さらには失われた機能に対するリハビリテーションにも応用可能なシステムを構築することを目的としている。具体的には、複数の小型永久磁石を磁気マーカとして利用した生体内直流磁界式モーションキャプチャシステムおよび6自由度運動計測方法での基本技術をベースとし、共同研究機関の本学電気通信研究所で開発に成功した常温では世界最高感度を有する高周波キャリア型薄膜磁界センサおよび交流磁界式のLC共振型ワイヤレス磁気マーカを導入することにより、口腔機能測定用として十分満足できるだけの100μm以下の位置精度を獲得することを目標とする。
本年度は、口腔機能測定用として特化して開発された新システムにより、実際に被験者に対し測定を行い、実用化へ向けてさらなる改善を行った。
(1)データ解析用ソフトウェアの開発
下顎や舌に配置された複数の磁気マーカより同期的に得られた計測データを解析し、下顎や舌を立体として構築した上で、6自由度運動として画面表示装置に表示するソフトウェアの開発を行った。
(2)システム全体の正常動作の確認
磁気シールドルーム内において、非磁性体材料のみから製作された顎模型モデルを利用し、システム全体の正常動作の確認を行った。
サンプリング速度やデータ処理速度に問題があったため、磁界センサ信号処理用電子回路、データ解析用ソフトウェアの修正を行い、問題点を解決した。
(3)システムの改善,利便性の向上
開発されたシステムを用い、あらかじめ本研究について充分な説明を行い、同意を得たボランティアに対し口腔機能の測定を行ったところ、なめらかな運動軌跡を表記できることが確認された。
今後、口腔機能のリアルタイム表示や口腔機能評価の自動化など、さらに操作性を高めたシステム構築を行っていく予定である。