2023 Fiscal Year Annual Research Report
静電誘導型発電シートを用いたウェアラブル型リアルタイム咬合力測定方法の開発
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21K09969
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
依田 信裕 東北大学, 歯学研究科, 教授 (20451601)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 啓一 東北大学, 歯学研究科, 非常勤講師 (30178644)
土方 亘 東京工業大学, 工学院, 准教授 (30618947)
伊藤 浩之 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40451992)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 咬合力 / 静電誘導型発電シート / パラファンクション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，噛みしめや咀嚼などの機能時における歯列上の咬合接触状態，ならびに同部位にて発揮される咬合力を調査可能なセンシングデバイスとして，加わる圧縮力に応じて発電量が変化する特性を有する「静電誘導型発電シート」を活用した．研究分担者の東工大の土方らが開発した「静電誘導型口腔内発電シート」の形態を改良し，本シートを歯科一般臨床において用いられる樹脂製オクルーザルスプリントの臼歯部領域に埋め込み、上下の歯の接触の有無，その咬合接触部位，ならびに同部における咬合力を発電量変化から解析するシステムの構築を試みた．
オクルーザルスプリントの材質は，歯科臨床において実際に使用されるPET樹脂とし，2層のPET樹脂の間に発電シートに埋め込む方式を採用した．本年度は室温から口腔内温度環境にかけて装置周囲の温度を変化させた際の出力特性をベンチテストにより調査した．結果として，負荷荷重量とセンサ出力の間には良好な相関が認められたが，環境温度が高くなるにつれて出力が増加する傾向が認められ，口腔内測定前のキャリブレーションは口腔内温度を再現した環境にて実施する必要性が示唆された．
また，本年度は試作した装置の口腔内適用を試み，実際に１名の被験者において下顎歯列に測定装置を装着させ，噛みしめ，タッピング運動，歯ぎしり動作を行わせた際に下顎左側６部に加わる荷重を測定した．結果として，すべてのタスクにおいて安定した出力が認められ，本装置の設計の妥当性が見い出された．現時点ではシートからの出力はケーブルを介して専用アンプにより解析しているが，今後小型無線装置をさらに進化させることで装置自体のウェアラブル化が実現する見込みである．
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