構音機能を有する柔軟性アクチュエータと嚥下機能を補助する自己駆動型人工舌の開発

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23390449
• Research Institution: Tsurumi University
• Principal Investigator: 大久保 力廣 鶴見大学, 歯学部, 教授 (10223760)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小川 匠 鶴見大学, 歯学部, 教授 (20267537) ; 重田 優子 鶴見大学, 歯学部, 助教 (40367298) ; 佐藤 洋平 鶴見大学, 歯学部, 助教 (10410052) ; 井川 知子 鶴見大学, 歯学部, 助教 (70552389) ; 栗原 大介 鶴見大学, 歯学部, 臨床教授 (70535773)
• Keywords: 人口舌 / アクチュエータ / 構音補助 / フィジカルモデル / MR画像 / インプラント / 医用工学 / 三次元石膏モデル

Research Abstract

昨年度は,人工舌に応用可能な各種柔軟性アクチュエータに関して,曲線でリズミカルな運動と形態の多様化を再現できることを確認し,各種柔軟性アクチュエータを開発し,構音補助に応用することを試み三次元フィジカルモデルの設計を行った.
まず最初にMR画像から三次元再構築したモデルにより,構音に必要な舌の位置・形態パターンの解析を試みた.また,それらを再現するための,柔軟性アクチュエータの配列や自己制御機構の検討を行った.
われわれの考案した嚥下補助機能を有する自己駆動型人工舌の基本機構をもとに製作する三次元フィジカルモデルは,三次元化した舌モデルを3分割し,両サイドのパーツは食塊移動時のサポート部となり,中央部には自己駆動型装置を組み込み一体化し,舌背中央部での一時的な食塊保持,その際の鼻咽腔閉鎖,その後の積極的な後方への食塊移動を実現する.すなわち食塊が人工舌と口蓋に介在した状態で閉口した際に,人工舌にかかる圧をトリガーとして,一連の嚥下動作に必要な舌変形が自己駆動で連続して発現することを目指している.そこで実際に人工舌を口腔内に保持する方法として,インプラントを用いた下顎骨固定法を導入するため,本学ハイテクリサーチセンターで行っている医用工学技術を駆使し,三次元石膏モデルを用いて人工舌を定位置固定する方法を模索中である.
将来的には人工舌形態の一致性および運動性に関して高速度カラー画像入力システムを用いて比較することにより検証し,より生体に近似した人工舌の開発を目指すものである.

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

各種柔軟性アクチュエータを構音補助に応用するために必要な舌の位置・形態パターンの解析が遅れている.そのため,構音に必要な舌運動を再現するための柔軟性アクチュエータの配列や自己制御機構の検討が行えていない.また,医用工学技術を応用した三次元石膏モデルに人口舌を保持するためにインプラントを応用する予定でいるが,まだ設計段階である.

Strategy for Future Research Activity

嚥下補助機能を有する自己駆動型人工舌の開発は進展しているので,各種柔軟性アクチュエータと自己駆動機構を有する嚥下補助装置を応用することになるが,構音に必要な舌の位置・形態パターンの解析が急務となる.それらの解析と保持の確保が解決すれば,柔軟性アクチュエータの配列や自己制御機構を実現する事が可能になると考える.