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Fabrication of a Mouthguard Type Wearable Sensor for Simultaneous Measurement of Head Acceleration and Occlusal Force

Research Project

Project/Area Number 17K11773
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Prosthodontics/ Dental materials science and
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

UENO Toshiaki  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (30292981)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 和田 敬広  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (10632317)
中禮 宏  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (50431945)
林 海里  東京医科歯科大学, 歯学部附属病院, 特任助教 (30803192)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsマウスガード / ウェアラブルセンサ / 咬合力 / フォースセンサ / 頭部加速度
Outline of Final Research Achievements

We developed a wearable mouth guard (MG) device with force sensors to monitor teeth clenching. The force sensor output increased linearly up to 70 N. In four simple occlusion tests (teeth clenching, teeth tapping, jaw movement, and teeth grinding), the trends exhibited by the outputs of the MG sensor were consistent with those of an electromyogram (EMG), and the MG device featured sufficient temporal resolution to measure the timing of teeth clenching. When the jaw moved, the MG sensor outputs depended on the sensor position. The MG sensor output from the teeth-grinding test agreed with the video-motion analysis results. It was comparatively difficult to use the EMG because it contained a significant noise level. The usefulness of the MG sensor was confirmed through an exercise tolerance test.
It indicated that the developed wearable MG device is useful for monitoring clenching timing and duration, and the degree of clenching during exercise,

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

運動時の咬みしめは、スポーツパフォーマンスや健康にとって重要である。口腔内の状態をモニタリングするためのマウスガード(MG)型ウェアラブルデバイスが研究されてきたが、新たに、開発したMG型ウェアラブルセンサは、咬みしめのタイミングや時間、運動中の咬みしめの強度をモニタリングするのに有用であった。
従来の筋電図活動(EMG)によるモニタリングに替わり、あるいは同時にモニタリングをすることで、運動時のスキルレベルに応じた咬みしめの傾向やタイミングなどを把握することでパフォーマンス向上の一助も期待される。

Report

(5 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2021 2020 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Development of a Wearable Mouth Guard Device for Monitoring Teeth Clenching during Exercise2021

    • Author(s)
      Rio Kinjo, Takahiro Wada, Hiroshi Churei, Takehiro Ohmi, Kairi Hayashi, Kazuyoshi Yagishita, Motohiro Uo , and Toshiaki Ueno
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 21 Issue: 4 Pages: 1503-1503

    • DOI

      10.3390/s21041503

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Novel antibacterial mouthguard material manufactured using silver-nanoparticle–embedded ethylene-vinyl acetate copolymer masterbatch2018

    • Author(s)
      2.Yoshida Y, Churei H, Takeuchi Y, Wada T, Uo M, Izumi Y, Ueno T.
    • Journal Title

      Dental Materials Journal

      Volume: 37 Issue: 3 Pages: 437-444

    • DOI

      10.4012/dmj.2017-226

    • NAID

      130007394722

    • ISSN
      0287-4547, 1881-1361
    • Year and Date
      2018-05-28
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Evaluation of the flexural properties of a new temporary splint material for use in dental2017

    • Author(s)
      Shirako T, Churei H, Iwasaki N, Takahashi H, Ueno T
    • Journal Title

      J Dent Sci

      Volume: 12 Issue: 3 Pages: 308-310

    • DOI

      10.1016/j.jds.2017.02.003

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Establishment of experimental models to evaluate the effectiveness of dental trauma splints2017

    • Author(s)
      8.Shirako T, Churei H, Wada T, Uo M, Ueno T.
    • Journal Title

      Dental Materials Journal

      Volume: 36 Issue: 6 Pages: 731-739

    • DOI

      10.4012/dmj.2016-333

    • NAID

      130006224951

    • ISSN
      0287-4547, 1881-1361
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 運動中の咬合状態を記録するためのマウスガード型ウェアラブルセンサ開発2020

    • Author(s)
      金城里於, 和田敬広, 中禮宏, 林海里, 柳下和慶, 宇尾基弘, 上野俊明.
    • Organizer
      第31回日本スポーツ歯科医学会学術大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] スポーツクレンチングとパフォーマンスの関係解明のためのマウスガード型ウェアラブルセンサ開発2020

    • Author(s)
      金城里於, 和田敬広, 中禮 宏,林 海里, 宇尾基弘, 上野俊明.
    • Organizer
      2020年度日本歯科理工学会 中部地方会・関東地方会合同学術講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 衝撃速度を変えた時のマウスガード材料の衝撃吸収特性評価及び運動中咬合測定用マウスガードの開発.2020

    • Author(s)
      和田敬広, 金城里於, 青柳佳, 中禮宏, 岩崎直彦, 上野俊明, 高橋英和, 宇尾基弘, 高嶋康人, 南二三吉.
    • Organizer
      「学際・国際的高度人材育成ライフイノベーションマテリアル創製共同研究プロジェクト」(6大学連携プロジェクト)第4回公開討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] マウスガード材に内蔵した圧力センサの挙動.2018

    • Author(s)
      金城里於, 和田敬広, 中禮宏, 林海里, 吉田結梨子, 田邊元, 宇尾基弘, 高橋英和, 上野俊明.
    • Organizer
      第71回日本歯科理工学会学術講演会.
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] マウスガード型ウェアラブルセンサ開発に向けたフォースセンサの挙動評価.2018

    • Author(s)
      金城里於, 和田敬広, 中禮宏, 林海里, 髙橋英和, 宇尾基弘, 上野俊明.
    • Organizer
      第29回日本スポーツ歯科医学会.
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Evaluating the use of a force sensor for the development of a mouth guard-type wearable sensor2018

    • Author(s)
      Rio Kinjo, Takahiro Wada, Hiroshi Churei, Hidekazu Takahashi, Toshiaki Ueno, Motohiro Uo
    • Organizer
      3nd International Symposium on Creation of Life Innovation Materials for Interdisciplinary and International Researcher Development (iLIM-3)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マウスガード材に内蔵した圧力センサの挙動.2018

    • Author(s)
      2.金城里於, 和田敬広, 中禮宏, 林海里, 吉田結梨子, 田邊元, 宇尾基弘, 高橋英和, 上野俊明.
    • Organizer
      第71回日本歯科理工学会学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Effect of Molding Temperature on Peeling Energy of Laminated Mouthguards2017

    • Author(s)
      Tanabe G, Hata T, Tun PS, Churei H, Wada T, Uo M, Takahashi H, Ueno T
    • Organizer
      The 2017 ADM Annual Meeting
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Antibacterial performance of mouthguard material incorporated with silver-nanoparticles-embedded EVA masterbatch2017

    • Author(s)
      Yoshida Y, Churei H, Wada T, Takeuchi H, Uo M, Ueno T
    • Organizer
      105th FDI Annual World Dental Congress
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] スポーツマウスガードの効果・効能を探る/マウスガードとパフォーマンスの考え方2017

    • Author(s)
      上野俊明
    • Organizer
      第28回日本臨床スポーツ医学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] スポーツ・運動中の歯・口の外傷事故―事例分析と予防10か条―.2017

    • Author(s)
      上野俊明
    • Organizer
      日本スポーツ振興センター・スポーツ事故防止対策協議会/スポーツ事故防止セミナー
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 運動・スポーツ実施に伴う口内環境の変化について-より良いスポーツ歯科保健指導と予防処置を実践するために―.2017

    • Author(s)
      上野俊明
    • Organizer
      第28回日本スポーツ歯科医学会/第5回SDHセミナー
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 背部への衝突外乱から生じる頭部回転角加速度に対する咬合の介入研究2017

    • Author(s)
      柴田千帆,中禮宏,林海里,白子高大,相澤純也,柳下和慶,上野俊明.
    • Organizer
      第28回日本スポーツ歯科医学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2022-01-27  

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