2014 Fiscal Year Research-status Report
哺乳時における乳児の舌運動計測に基づく異常吸啜検出アルゴリズムの構築
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25420421
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| Research Institution | Osaka Electro-Communication University |
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Principal Investigator |
新川 拓也 大阪電気通信大学, 医療福祉工学部, 教授 (50340641)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 哺乳 / 乳児 / 舌運動 / 計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
乳児は，吸啜反射により出生後まもなくから母親の乳首を口腔内に取り込み，乳汁を摂取することが可能となる．しかし，母親の乳首から直接乳汁を摂取することが困難な乳児について，吸啜不良の原因は明らかにされていない点が多い．本研究では，舌と乳首の接触力を直接計測することで舌運動の推定を試み，吸啜良好・不良それぞれの特徴を抽出することを目標としている．
前年度において，舌が人工乳首の表面に接触する部位に多数の力センサを設けた人工乳首を開発して，舌が人工乳首に与える力をマルチポイントで時系列的に計測できるセンサシステムを構築することに成功した．その結果，舌が与える主たる力は乳首下部に集中していることが判明した．
2014年度においてはこの結果を踏まえ，該当箇所に2つの力センサを備えた哺乳瓶型舌運動機能評価システムを構築した．本システムでは力センサの堅牢性の確保，力点変位の防止を目指し，圧力変換器の感圧点に直径3mmのステンレス鋼球を接触させる力センサ形態を採用した．これによって，鋼球に与えられた力は圧力変換器に点接触し，舌が人工乳首に与える鉛直方向の力を直接計測することが可能となった．開発したセンサユニットには中空エラストマ製の人工乳首を装着し，それを乳児に咥えさせて計測を行う．また，本システムには液晶画面を備えており，各センサからの時系列信号，舌の蠕動様運動の有無を速やかに提示できる機能を有している．
被験児3名に対して計測を行った結果，母親の乳首から直接乳汁を摂取することが可能な乳児において舌の蠕動様運動を示す波形が得られ，通常必要な乳汁の全量を哺乳瓶から摂取している乳児における舌運動との差異が示された．また，本システムの携帯容易性を確認したと共に，臨床現場での使用について，従来のPCシステムと比較して各種データの視認性が優位であることが示された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年度の課題において，正六角柱の3つの側面に力センサを縦列に2個ずつ配置し，合計6個の力センサを内蔵したセンサユニットを開発して，乳首表面における舌の蠕動様運動中の力分布を時系列計測した．その結果，舌が乳首を包み込み，その後，乳首下部にに大きな力を加える事が明らかとなった．本年度は力が集中している箇所に焦点をあて，吸啜良好・不良のポイントを探ることに注力した．さらにPCベースのシステムから拡張し，組み込みシステムを用いたコンパクトな計測形態を確立することに成功した．当初の予定では，被験児数を述べ20名としていたがその7割程度であった．ただし，吸啜の特徴と傾向はは十分に得られ，電子情報通信学会MEとバイオサイバネティックス研究会，平成26年電気関係学会関西連合大会および第24回ライフサポート学会フロンティア講演会において学会発表を行うとともに，査読付き学術論文として電気学会論文誌に掲載された．また，研究成果を広く知らしめるため，現在までの研究成果をまとめ，ヒューマンインタフェース学会誌に解説論文を寄稿した．
これらより，システムの開発，評価，吸啜の特徴抽出および研究成果発表を成し得たことから，おおむね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題では，舌－人工乳首接触力の直接計測を基幹として研究を遂行している．現在までの研究をまとめると，１）人工乳首の表面上に多数の計測点を設定して力計測を行った結果，主たる力は乳首下部から与えられており，舌が乳首を包み込むような動作を行っていること，２）吸啜が良好・不良のに関わらず，吸啜周期はおおむね0.5s～1s弱であること，３）吸啜不良の場合，口唇付近の外観視認ではそれが確認できないケースがあることが判明した．このことから，１）の結果より計測点はこれ以上増やすことはせず，力の集中している箇所にのみ，設置可能な範囲で小型力センサを配置する方針を採用する．また，３）の結果より被験児を計測前にグループ分けをせず，乳汁摂取量と力計測の結果との関係を調査する．
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| Causes of Carryover |
当該年度の研究計画は，研究代表者と研究協力者が共同で計測実験を行い，臨床データを収集することであるとともに，その結果から異常吸啜の特徴抽出を行うものであった．その計測に必要なPCおよび部材計量のための電子天秤等，システム環境一式を構築し，ほぼ予定通りの予算執行であったが，前年度の繰越分を使用するに至らなかった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当該年度では，計測システム構築に関する一連の環境を一式揃える旨を達成した．次年度においては，小型力センサの数，配置を全面的に変更するために，従来のシステム構築環境に加え，新しいセンサユニットを構築するための部材が必要となる．当該繰越金は，そのためのPC，工具，ステンレス部材等の購入資金として運用する計画である．
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