2006 Fiscal Year Annual Research Report
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18360092
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
水沼 博 首都大学東京, 大学院理工学研究科, 助教授 (20117724)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田川 憲男 首都大学東京, 大学院システムデザイン研究科, 助教授 (00244418)
大越 ひろ 日本女子大学, 家政学部, 教授 (80060698)
神山 かおる 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品総合研究所・食品機能部, 研究室長 (00353938)
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| Keywords | 流体 / 生物・生体工学 / 医療・福祉 / 食品 / シミュレーション工学 |
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| Research Abstract |
咀嚼・嚥下困難者支援への工学解析の応用を目的として、以下の研究を実施した。(1)咀嚼・嚥下の連成解析:MRIデーターから作成した舌や頬などの頭部モデルを、以前から開発してきた嚥下モデルと一体化する作業を実施した。健常者を対象としたこの咀嚼・嚥下モデルに、加齢による機能変化の一般例も解析可能となるようモデルの拡張を行った。連成解析は有限要素法により行い、ソルバーにはLs-dynaを使用した。唾液が嚥下に及ぼす潤滑の影響は、ゼリー状食塊については実測値に基づく摩擦モデルを適用した。人体各部は弾性体とし、モデル定数は文献値を使用した。食塊のレオロジーモデルは粘性流体、粘弾性体、低密度高圧縮体(発泡体モデル)とし、これらの複合体も検討した。破断のシミュレーションを容易にするため、新たにタイブレークモデルを提案し、その有用性を検証した。また、粘性流体の嚥下に対してはALE法が有効であることも明らかにした。(2)X線造影撮影と流動解析の融合:X線ビデオ造影撮影を正面と側面から2回測定し、それらX線造影撮影の動画像から食塊の輪郭形状を構築する方法を開発し、食塊の形状を時系列的に捉えた。レオロジー特性が既知の食塊を飲み込むことにより、形状変化に基づいて流動解析を行い、咽喉部食塊内部の応力解析を行った。これらの解析結果を嚥下圧測定結果と比較検討した。(3)誤嚥の検出:超音波断層装置により食道内の食塊流動を調べた。食塊には微小な気泡が含まれており、この気泡が食塊のコントラストを上げる役割を果たす。造影剤として適した検査食品について検討を進めた。以上の当初の研究計画以外にも、嚥下困難者を対象とした吸い飲みなどの食事用具の開発と、老人介護施設におけるそれらのモニター調査を実施した。これらの結果について関連学会の講演会で4編講演発表し、現在論文投稿の準備を進めている。
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