2021 Fiscal Year Annual Research Report
嚥下バイオメカニクスに基づく機能電気刺激による嚥下機能支援システム
| Project/Area Number |
19K22980
|
|---|
| Research Institution | Tokyo University of Science |
|---|
Principal Investigator |
橋本 卓弥 東京理科大学, 工学部機械工学科, 講師 (60548163)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
道脇 幸博 昭和大学, 歯学部, 兼任講師 (40157540)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
|
| Keywords | 嚥下 / 電気刺激 / 筋骨格モデル / マルチモーダル計測 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
日常生活における嚥下機能支援システムの実現を目指し，2019年度では，PVDFフィルム（圧電素子）を頸部に貼ることにより，嚥下における喉頭挙上運動を計測できるかどうか検討した．その結果，信号の低周波成分と喉頭挙上運動との関連性を確認できた．また，嚥下運動補助のための機能的電気刺激（嚥下FES）装置を試作し，健常被験者を対象とした実験により，喉頭挙上を惹起可能な刺激周波数や刺激時間を求めた．2020年度では，前年度の成果に基づき，PVDFフィルムにより嚥下運動に関連する複数の生体信号（嚥下音，筋音，喉頭挙上）を計測可能なマルチモーダル嚥下機能評価デバイスを試作した．そして，健常被験者を対象とした実験を行い，水量に応じて舌骨上・下筋群の活動時間や喉頭挙上の開始時間が変化することを確認した．また，嚥下FESについては，電圧に応じて喉頭挙上量が増加する傾向にあるものの，痛みも生じる場合があった．そこで，刺激波形のパラメータを調整し，立ち上がり時間を緩やかにすることにより，電圧が高い場合でも痛みが軽減されることが分かった．2021年度では，嚥下FESにおける刺激位置の標準化のために，まず，被検者の頸部の寸法に合わせて格子を描いたテンプレートシートを用意し，格子点に合わせて刺激位置を調整できるようにした．そして，刺激位置と喉頭挙上量の関係について調査し，被験者間に共通して高い喉頭挙上量が得られる位置を求めた．この他，筋骨格モデルを用いて嚥下運動時の筋活動解析を行い，筋シナジーの抽出を行った結果，2～3のシナジーで構成されていることが分かった．また，各シナジーと舌骨・甲状軟骨の運動との関係についても確認することができた．以上のように，本研究課題では，嚥下運動のモデリング，計測，制御技術の基礎を確立することができた．一方，それぞれを連携するまでには至らなかったため，今後の課題としたい．
|
