2020 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of a Mouthguard Type Wearable Sensor for Simultaneous Measurement of Head Acceleration and Occlusal Force
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17K11773
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
上野 俊明 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (30292981)
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| 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)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | マウスガード / ウェアラブルセンサ / フォースセンサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．研究開始当初の背景 スポーツ・運動中の食いしばり（スポーツクレンチング）の発現動態について咀嚼筋筋電図から推定した報告はあるが，歯列にかかる咬合圧やそのタイミングを直接測定したものはない．
２．研究の目的 本研究の目的はフィルムフォースセンサを内蔵したマウスガード型デバイスを開発し、スポーツクレンチングのモニタリング精度を調査分析することであった．
３．研究の方法 マウスガード用軟質シート材料間にフォースセンサを積層加工した試験センサを作製し、万能試験機を用いて荷重をかけて応答性を確認した．その上で被験者3名に対し、両側上顎第一大臼歯にフォースセンサ2対を配置したマウスガード型センサデバイスをカスタムメイドし、4種類の咬合顎運動タスク（クレンチング、タッピング、グラインディング、顎運動）と自転車エルゴメーター運動負荷試験を実施して、咬筋筋電図と性能比較した．
４．研究成果 荷重に対するセンサの応答出力は0～70Nまでリニアな関係を示した．クレンチング時の本デバイスと咬筋筋電図の標準偏差は同等であり、タッピング時のピークToピーク時間も有意差は認めず、本デバイスが十分な時間分解能を備えているものと判断された．グラインディング時と顎運動時、デバイスのほうは咬合様式やタスクに見合った明瞭な左右、前後方向応答差を示したが、筋電図のほうは不明瞭であった．運動負荷試験において本デバイスと咬筋筋電図の出力応答は近似していたが、上下歯列の咬合接触のないタイミングで筋電図活動電位が記録される場合があった．以上の結果より、本研究で新規開発したマウスガード型センサデバイスは従来の筋電図よりスポーツクレンチングをモニタするのに有用なツールとなりうることが示唆された．今後は計測帯域の更なる広域化と無線化、実環境での検証作業などが必要と思われる．
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