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Development of a device to screen swallowing function using near-infrared fluorescence

Research Project

Project/Area Number 20K12741
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 90150:Medical assistive technology-related
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

Yoshimi Kanako  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (90822560)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小池 卓二  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (10282097)
道脇 幸博  東邦大学, 医学部, 客員教授 (40157540)
西村 吾朗  北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (30218193)
戸原 玄  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (00396954)
中川 量晴  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (60585719)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords嚥下障害 / 誤嚥 / 嚥下機能評価 / 近赤外線 / 蛍光色素 / 嚥下評価 / 近赤外光
Outline of Research at the Start

摂食嚥下障害による誤嚥は“誤嚥性肺炎”を引き起こすため、誤嚥の検出は誤嚥性肺炎の予防に有効である.誤嚥や咽頭残留の検出には、現在主に嚥下造影検査と嚥下内視鏡検査が用いられるが、いずれも術者の熟練度に依るところが大きい.よって、日常的に居宅や施設等で繰り返し実施でき、かつ簡便で非侵襲的な検査手法の確立が求められている.本研究では「近赤外蛍光検査システム」を用いて、従来の検査手法との新規手法の信頼性および妥当性の検討を行う.また検知精度向上と手技確立を行い、システムの実用化を目指す.国内外の摂食嚥下分野において、嚥下障害の新たな診断法やリハビリーテーション法の確立に寄与できる革新的な研究である.

Outline of Final Research Achievements

In the first year, preliminary experiments were conducted to (1) set the irradiation angle of the probe to the neck, (2) set the fluorescence intensity integration time, and (3) examine the optimal span for measuring pharyngeal residue. On this basis, the measurement equipment was modified and improved.
In the second and final year the measurements were conducted on patients with dysphagia. Fluorescence measurement and videofluoroscopy of swallowing were performed at the same time. Fluorescence in the pharyngeal residue of food was successfully detected. In addition, the contact position and strength of the probe affected the accuracy of the detection. Based on these results, the probe configuration and sensor sensitivity were investigated. Simplification of the examination technique and improvement of detection accuracy are major issues, and we plan to continue our research in the future.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

加齢や疾患による嚥下機能低下は誤嚥性肺炎の発症につながるため、在宅や病院などで、簡便にかつ侵襲なく実施できる嚥下機能評価の確立が求められている。我々は近赤外線光を用いた検査システムを新たに開発し、咽頭に残留した食物の検出能力を調査した。研究では、蛍光色素を食品に混和し嚥下障害患者に摂取させ、嚥下後の咽頭残留物を本システムにより体表から検知できることを確認した。嚥下内視鏡や嚥下造影検査ができない環境でも、本システムを使用することで誤嚥リスク評価が可能となり、将来的には嚥下障害の予防や診断に役立てることができると考える。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] 近赤外蛍光を利用した嚥下評価機器の開発2023

    • Author(s)
      小池卓二,若松海門,中川量晴,吉見佳那子,西村吾朗,山田幸生,丹羽治樹
    • Journal Title

      リハビリテーション・エンジニアリング

      Volume: 38(2) Pages: 68-71

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 近赤外線光を用いた嚥下機能評価法の開発2022

    • Author(s)
      小池卓二,若松海門,飯野裕二,中川量晴,吉見佳那子,西村吾朗,山田幸生,丹羽治樹,道脇幸博
    • Organizer
      第21回日本生活支援工学会大会 日本機械学会福祉工学シンポジウム, 第37回ライフサポート学会大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 近赤外蛍光システムを応用した非侵襲的な嚥下評価機器の開発2022

    • Author(s)
      吉見佳那子,中川量晴,齋木章乃,奥村拓真,長澤祐季,吉澤 彰,山田大志,内田有俊,山口浩平,中根綾子,戸原 玄
    • Organizer
      第37回日本臨床栄養代謝学会学術大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 近赤外蛍光検査システムを応用した新しい嚥下機能評価に関する研究2022

    • Author(s)
      齋木章乃,吉見佳那子,中川量晴,長澤祐季,吉澤 彰,山田大志,中根綾子,山口浩平,戸原 玄
    • Organizer
      日本老年歯科医学会第33回学術大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of screening device of swallowing function using near-infrared fluorescence2022

    • Author(s)
      Kanako Yoshimi, Kazuharu Nakagawa, Akino Saiki, Yosuke Kawai, Takuji Koike, Haruka Tohara
    • Organizer
      European Society for Swallowing Disorders 12th annual congress
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 近赤外蛍光システムを応用した非侵襲的な嚥下評価機器の開発2022

    • Author(s)
      吉見佳那子,中川量晴,戸原玄
    • Organizer
      日本臨床栄養代謝学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 中川量晴,吉見佳那子,戸原玄2022

    • Author(s)
      近赤外蛍光検査システムを応用した新しい嚥下機能評価に関する研究
    • Organizer
      日本老年歯科医学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Yoshimi K,Nakagawa K,Koike T,Tohara H.2022

    • Author(s)
      Development of a device to screen swallowing function using near-infrared fluorescence
    • Organizer
      European Society for Swallowing Disorders
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 近赤外蛍光を用いた非侵襲咽頭残留検出装置のヒトにおける検出性評価2020

    • Author(s)
      田代剛大,鈴木崇弘,山田幸生,丹羽治樹,牧昌次郎,北田昇雄,斉藤亮平,小池卓二,道脇幸博,西村吾朗
    • Organizer
      日本機械学会2020年度年次大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 近赤外蛍光を用いた咽頭残留の非侵襲検出法の開発:ファントムを用いた検出能評価2020

    • Author(s)
      田代剛大,山田幸生,丹羽治樹,牧昌次郎,北田昇雄,斉藤亮平,小池卓二,道脇幸博,西村吾朗
    • Organizer
      日本光学会年次学術講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 直方体形状を仮定した拡散蛍光トモグラフィ2020

    • Author(s)
      Chunlong Sun, 西村吾朗,中村玄,町田学,Jijun Lium, Yu Jang
    • Organizer
      日本光学会年次学術講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Book] 嚥下障害治療の開発-医学・工学・歯学の連携-2021

    • Author(s)
      香取幸夫
    • Total Pages
      231
    • Publisher
      東北大学耳鼻咽喉・頭頸部外科
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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