2019 Fiscal Year Annual Research Report
フレイル予防のための人間支援デバイスに関する医歯看工の連携研究
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17H00755
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
井野 秀一 大阪大学, 工学研究科, 教授 (70250511)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
隅田 由香 (岩倉由香) 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授(キャリアアップ) (10361693)
遠藤 博史 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究グループ付 (20356603)
近井 学 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (60758431)
岩木 直 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 副研究部門長 (70356525)
細野 美奈子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (70647974)
田辺 健 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (60847557)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ヒューマンインタフェース / 福祉工学 / 食事 / トイレ / 健康 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、本研究の二本柱であるフレイル予防とQOL向上に資する食事（口から食べる楽しみ）およびトイレ（安楽な排泄）の支援技術に関する人間計測を多角的に推進すると共に、それらの計測による基礎データを設計仕様に反映させたフレイル予防のためのデバイスのプロトタイプ開発の研究を展開した。まず、①口からの楽しい「食事」を支えるデバイス開発に向けて、頸部の皮膚表面から計測可能な音響信号および喉頭挙上移動量と表面筋電図などを評価パラメータとして、健常な研究協力者を対象とした基礎データを収集した。他方、リハ病院と連携し、嚥下造影検査下での嚥下音とCT画像を同期計測するシステムを構築し、生体内の咀嚼食塊の動きと嚥下音の特徴分析を進めた。さらに、疑似咀嚼音で介護食の食感を改善・拡張する聴覚ARインタフェースの装着系の小型化を行った。また、②トイレでの快適な「排泄」を支えるデバイス開発に向けて、青壮年期と高齢期の研究協力者を対象とした人間工学実験を行った。その結果、便座の前傾傾斜角度を付与した条件下において、起立動作時の頭部の移動量での年齢的差異が示唆された。併せて、起立動作をサポートするアクセシブルトイレの昇降デバイスとして、水素吸蔵合金を圧力源、ゴム製の柔軟材料をエンドエフェクタに利用したシンプルな構造のソフトアクチュエータを試作した。そして、フレイル予防の軽運動支援の在り方については、空気圧アクチュエータシステムを用いた生理・心理実験を通じて検討した。さらに、③高齢者の認知機能と日常生活行動との関連を明らかにする研究については、fNIRSを用いた脳活動計測と行動指標を用いた研究を行い、入れ歯等の歯科治療は咬合機能を改善するのみならず、前頭前野の脳活動の増大をもたらし、認知機能の改善に寄与することが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度に引き続き、本年度も「口からの楽しい食事を支えるデバイス」および「トイレでの快適な排泄を支えるデバイス」の人間計測による基礎研究とプロトタイプ開発（応用研究）を相互推進し、それらの研究開発の内容を深化させた。まず、食事支援デバイスの研究開発では、摂食・嚥下リハの臨床との医工連携によるマルチ生体計測システムの実践的構築、シンプルな仕組みの嚥下機能評価デバイスの試作、介護食の食感拡張デバイスの小型化などを着実に推進した。また、トイレ支援デバイスの研究開発では、便座傾斜角と起立動作の安定性の関係性の評価実験、座位姿勢での軽運動を支援するシステムの基礎実験、起立動作をサポートするアクセシブルトイレの昇降デバイスの試作などを展開した。途中、軽運動システムに関する課題や新型コロナウイルスの影響による研究スケジュールの変更などが生じたが、追加実験による生理・心理的データの分析とスケジュールの再調整などを行い、システムの性能向上に資する新たな成果を得ることができた。その他に、高齢者の認知機能と義歯等の歯科治療の視点からフレイル予防の新たな仕組みを探る臨床的研究も展開している。以上より、概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに実施した研究開発を土台として、介護食およびトイレの支援技術に関する人間計測の生理学・心理学的なディープデータに基づくフレイル予防のための各種デバイスの試作開発およびそれらの機能評価を推進する。まず、①「口からの楽しい食事」を支えるデバイス開発では、心理物理実験データに基づく介護食の食感向上モデルを組み上げ、咀嚼筋連動型聴覚デバイスと機能統合し、拡張咀嚼音に基づく食感変容の効果を総合評価する。また、臨床的視点では、認知機能や栄養及びリハ効果、日常生活行動との関連を含めて探索する。さらに、②「トイレでの快適な排泄」を支えるデバイス開発では、転倒・褥瘡予防の観点から便座機能等の向上を探るデバイス開発のために、高齢者を対象とした身体動作の時系列データの精査・分析を行い、安楽な移乗動作・排泄姿勢・座位運動をアシストするソフトアクチュエータなどの機能向上を図る。最後に、③健康寿命とヒューマンインタフェース技術の在り方について、医歯看工の多職種メンバーでの総合考察を行い、フレイル予防の将来展望を含めて、本研究課題を総括する。
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Research Products
(43 results)
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[Presentation] 嚥下造影検査と音響情報の同時計測による嚥下音発生メカニズム解明の基礎的検討2020
Author(s)
近井学, 内藤藍, 阿部真也, 吉田美咲, 武田有希, 西尾大祐, 高橋秀寿, 本田哲三, 大森信行, 遠藤博史, 井野秀一
Organizer
つくば医工連携フォーラム2020
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[Presentation] 生体計測技術による食事支援の研究開発について2019
Author(s)
大森信行, 渡辺誠一, 西村美也子, 百瀬英哉, 杉田亨, 遠藤博史, 近井学, 井野秀一, 小山吉人, 栗田浩, 吉田宏昭, 上條正義
Organizer
長野県工業技術総合センター研究・成果発表会
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