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超小型多軸触圧センサを活用した在宅で使える簡易型とろみ度測定器の開発

Research Project

Project/Area Number 22K11880
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
Research InstitutionIwate Medical University

Principal Investigator

齊藤 桂子  岩手医科大学, 歯学部, 助教 (70788744)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 熊谷 美保  岩手医科大学, 歯学部, 准教授 (20398481)
黒瀬 雅之  岩手医科大学, 歯学部, 教授 (40397162)
森川 和政  岩手医科大学, 歯学部, 教授 (70514686)
佐藤 大祐  新潟大学, 研究推進機構, 助教 (70778703)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords嚥下 / とろみ / 食支援 / 咀嚼 / レオロジー / レオメータ / 嚥下障害 / 触圧感覚
Outline of Research at the Start

誤嚥のリスクを軽減するためのとろみ付けが介護現場で行われるが、とろみの評価は定性的評価に依存している。よって、嚥下調整食の基準は、認識の共有が容易ではなく、シームレスな介入の障壁となっている。これらの背景から、定量的な評価法の確立を目指し、攪拌時のモーメントを6軸センサから検出する技術を熟成させ、今までにない、在宅での使用を念頭に置いた小型且つ安価な「とろみ計測器」の開発に着手してきた。本研究では、ボトルネックである小型化、そして非ニュートン流体での「とろみ度」の計測を実現するため、技術を活用した原理試作を行い、理想的な計測原理を検討し定性的評価から定量的評価へと置換する土台を構築したい。

Outline of Annual Research Achievements

介護者が安心して安全なとろみ付けをした食品を提供出来るよう、各家庭に導入出来る安価且つコンパクトな粘度計を目指し、計測対象となる溶液の安定した粘度検出を実現する核となるコア基盤技術を確立することを目指している。

昨年度までの研究開発の中で、開発を行った小型とろみ検出器では、既存技術の改良ではなく、全く異なる概念となるMEMSチップを使用した小型6軸触覚センサを核に感圧ヘッドにかかる三次元の力を検出するシステムの構築を行い、ニュートン流体・非ニュートン流体において高い精度での粘度検出を実現してきた。本年度は、昨年度の検証よりも詳細な検討を行うために、複数のメーカーの異なるトロミ剤を対象にB型粘度計と高精度レオメーターを用いて測定値の比較を行い、計測結果との誤差により精度を評価してきた。レオメーターはその特性上、回転速度の可変が可能であり、異なるせん断速度下での記録を可能とする。開発を行っている小型粘度計では、速度は一定として計測を行うことを想定しており、検証を行う際には、レオメーター側はせん断速度を63.1(1/s)で固定し、その値を比較対象とした。解析を行った結果、最も高い出力を示したX軸のモーメント(Mx)では0.9を超える高い相関を得られ、MyやMzでもその値は0.9付近を示し、非常に高い相関を得られた。これは、3種類の市販されているとろみ調整剤で同様であった。以上の結果から、新しい概念で開発を行ってきた検出システムの有効性は、非ニュートン流体でも証明された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ニュートン流体だけでなく、非ニュートン流体においても想定以上の精度で粘度検出に成功している。検出システムの有効性は十分に得られている。上市を目指した計画の中では、小型化や防水化など、様々な課題をクリアしていく必要があるが、従来までの手法とは異なる新しい原理での粘度計測を実現したという学術的な価値は十分に得られている。

Strategy for Future Research Activity

現在までに開発を行ってきた、既存技術の改良ではなく、全く異なる概念となるMEMSチップを使用した小型6軸触覚センサを核に感圧ヘッドにかかる三次元の力を検出するシステムはは、ニュートン流体に加えて、とろみ調整材などの非ニュートン流体においても十分な精度で粘度検出を可能としている。今後は、応用範囲を検討するため、塗料などのスラリーなどを対象に検証を行う。また、本システムを介護現場へ応用することを目指し、システムの小型化や防水化なども同時に検討することとする。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2023 2022

All Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Presentation] 嚥下障害者(児)のための簡易粘度計開発とその評価2023

    • Author(s)
      松尾小百合、齊藤桂子、橋口大輔、熊谷美保、森川和政
    • Organizer
      第42回日本小児歯科学会中四国地方会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Development of a novel miniaturized-viscometer for pediatric dysphagia2023

    • Author(s)
      Niinuma Sayuri, Saito Keiko, Kato Tetsuya, Kumagai Miho, Hashigushi Daisuke, Kobayashi Takuya, Kurose Masayuki, Morikawa Kazumasa
    • Organizer
      23th Korean academy of pediatric dentistry
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 在宅での使用を念頭においた多軸触圧センサを活用した小型粘度計開発2022

    • Author(s)
      新沼小百合, 森川和政, 熊谷美保, 山村健介, 黒瀬雅之
    • Organizer
      日本咀嚼学会 第33回学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 多軸力覚センサを用いた粘度計の提案2022

    • Author(s)
      新沼小百合, 齊藤桂子, 熊谷美保, 森川和政
    • Organizer
      第40回日本小児歯科学会北日本地方会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 6軸力覚センサを応用したトロミ度測定装置の開発2022

    • Author(s)
      新新沼小百合, 齊藤桂子, 熊谷美保, 小林琢也, 森川和政, 黒瀬雅之
    • Organizer
      岩手歯学会第93回例会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 機器開発における基礎研究の重要性2022

    • Author(s)
      黒瀬雅之
    • Organizer
      岩手歯学会第94回例会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] とろみ度測定装置及びとろみ度測定方法2022

    • Inventor(s)
      黒瀬雅之,齊藤桂子,森川和政,熊谷美保,木鋪大樹,佐藤俊一
    • Industrial Property Rights Holder
      黒瀬雅之,齊藤桂子,森川和政,熊谷美保,木鋪大樹,佐藤俊一
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2022
    • Acquisition Date
      2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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