口唇・顔面皮膚の運動解析による睡眠時ブラキシズム時の顎運動パターン評価への挑戦

• Project/Area Number: 22K17126
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 57050:Prosthodontics-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 前田 正名 北海道大学, 大学病院, 助教 (90852111)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2024: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000); Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: 睡眠時ブラキシズム / モーションキャプチャシステム / 顎運動 / ウェアラブル筋電計 / ニューラルネットワーク

Outline of Research at the Start

本研究では，睡眠時ブラキシズム(SB)時の口唇や顔面皮膚の動きと顎の運動を3次元的に解析し，それらの関連性を明らかにすることで，特別な装置を用いることなく，口唇や顔面皮膚の動きからSB時の顎運動パターンを評価する方法の確立を目指す．さらに，AI(ニューラルネットワーク)を応用することで，より簡便に顎運動パターンを評価するシステムの構築を検討する．手法として，下顎の運動と口唇・顔面皮膚の動きを，モーションキャプチャシステムを利用し解析することで，SB時の顎運動データと口唇・顔面皮膚の運動データを取得する．また，SBを診断するための咀嚼筋（食事時に働く筋肉）の筋電図検査の同時測定も行う．

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、睡眠時ブラキシズム(SB)時の口唇や顔面皮膚の動きと顎の運動を3次元的に解析し、それらの関連性を明らかにすることで、口唇や顔面皮膚の動きからSB時の顎運動パターンを評価する方法を確立することである。
顎の動きや口唇、顔面皮膚の運動はモーションキャプチャシステムを用いて記録する。モーションキャプチャシステムは2台以上のカメラと反射マーカー(標点)を用いることで、標点部位の動きを3次元的に測定する。測定は、先端に標点マーカーが固定されたフレームを下顎の歯列に装着した状態で行い、フレーム先端の標点マーカーと頭部を基準点とした口唇や顔面皮膚部に直接貼付した標点マーカーの撮影により行う。SBの判定は、ウェアラブル筋電計を用いた咀嚼筋筋電図検査の同時測定により行う。撮影は日中覚醒時と睡眠時に行う。
現在までに、モーションキャプチャシステムによる撮影に必要なモーションキャプチャ用カメラや標点マーカー等の機材一式と咀嚼筋筋電図検査に必要なウェアラブル筋電計を揃え、睡眠時の測定のために必要なベッドや寝具の準備等、被験者のための宿泊環境の整備を行った。撮影時に歯列に装着する、先端に標点マーカーが固定されたフレームのモデルの製作も行った。研究を実施するための研究計画書を作成し、生命・医学系研究倫理審査委員会での承認を得た。
研究を実施する準備が整ったため、ボランティアの被験者を募集し測定を行うことでデータ収集を進めることができる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

モーションキャプチャシステムによる測定を行うための設備や機材の準備は整っている。当初の計画では、すでに被験者を用いた測定を行っている予定であったが、研究を実施するための研究計画書等の作成と生命・医学系研究倫理審査委員会からの承認を得るまでに時間がかかったため、測定を行うまでには至っていない。

Strategy for Future Research Activity

本研究の実施について、生命・医学系研究倫理審査委員会からの承認が得られたため、ボランティアの被験者を募集して測定を行い、データの収集を進める。測定データの解析では、顎運動と口唇、顔面皮膚の運動の多点標点の3次元的座標値を求めることでそれらの関連性について検討する。
研究成果発表と情報収集のための学会参加を行う。