2016 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
| Project/Area Number |
25420421
|
|---|
| Research Institution | Osaka Electro-Communication University |
|---|
Principal Investigator |
新川 拓也 大阪電気通信大学, 医療福祉工学部, 教授 (50340641)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 哺乳 / 乳児 / 舌運動 / 計測 / 重回帰分析 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
乳児が母乳や人工乳を摂取する包括的な動きを哺乳行動という．乳児は，ヒトの原始反射の１つである吸啜反射によって，出生直後から哺乳行動が可能となるが，吸啜時における口腔運動については，そのメカニズム等明らかになっていない部分が多い．さらには，母親の乳首や人工乳首から直接乳汁を摂取することが困難な児については，吸啜不良である原因が不明であるケースも少なくない．本研究では，吸啜時における舌と乳首の接触力を直接計測し，そのデータから舌運動を推定することで吸啜良好および不良の特徴を抽出することを目的としている．
現在までに，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置した舌－乳首接触力の直接計測システムの構築を行い，舌が乳首を包み込むように支えて蠕動様運動をを行うこと，主たる力は硬口蓋に対して垂直方向にかかることを明らかにした．さらに，経口哺乳が確立している乳児群と経管栄養を併用している乳児群に対して，舌が蠕動する際に生じる隆起部の移動速度を基にした運動を推定した結果，経管栄養を併用している場合，乳首全体を舌で押し込むような動きが生じている可能性を示した．
これらの研究結果から，2016年度では硬口蓋に対して垂直方向における舌の力と総乳汁摂取量を計測し，力の計測結果から算出したパラメータ群を用いて母乳摂取量の推定が可能であるか，重回帰分析を試みた．力の計測については，片持ち梁型力センサを2個内蔵した人工乳首を用いた．目的変数である母乳摂取量は，1gまで計測可能なベビースケールを用いて，母乳摂取前後の体重の差で計測した．分析の結果，力の最大値と吸啜周期について母乳摂取量との関連性が強く見いだされ，乳児の舌の力を計測するだけで母乳摂取量が推定できる可能性が示された．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでの研究において，１）小型の片持ち梁型力センサの開発とそれらを内蔵した多点での計測が可能な舌－乳首接触力計測システムを構築したこと，２）主たる力は硬口蓋に対して垂直方向にかかることを明らかにしたこと，３）センサ部分の堅牢化と計測ハードウェアの小型化に成功し，哺乳瓶型筐体へのパッケージングを行ったことが成果として挙げられる．さらに，当該年度においては，経口哺乳が確立した乳児とそうでない乳児に対して計測を行い，そのデータを用いて重回帰分析を行った．その結果，母乳摂取量を推定するために必要なパラメータの抽出が可能となった．これは，本研究の主題である，異常吸啜検出アルゴリズム構築のための大きな前進であった．
これらの研究成果のうち，乳児の吸啜時における舌-人工乳首接触力と母乳摂取量の相関性について，電気学会論文誌に査読付き学術論文として採録された．さらに，この信号処理手順を哺乳瓶型計測装置に実装し，臨床を目指した形態にまとめた成果を平成28年電気関係学会関西支部連合大会において発表した．また，舌運動の解析結果を38th Annual International Conference of the IEEEにおいて発表した．このように，順調に研究成果を挙げ，国際的な場においても発表できており，おおむね順調に進展していると判断した．
|
| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題では，吸啜時における舌と乳首の接触力を直接計測し，その計測データから吸啜良好・不良のポイントを探査することを基幹としている．当該年度においては，統計的分析により，乳児の舌の力と吸啜周期が重要なパラメータであることが判明した．ただし，１）同じ被験児におけるばらつきが無視できないこと，２）より多くの被験児に対して計測を行い，吸啜良好・不良の判断ポイントの一般化が可能な部分はどこにあるか調査しなければならないことが課題として残っている．
次年度以降についてはこれらを踏まえ，より多くのデータを収集しやすい計測形態を確立すべく，哺乳瓶型計測装置に情報通信基盤を備えたワイヤレスネットワークの構築を行い，より精度の高い統計処理を行う予定である．
|
| Causes of Carryover |
当該年度の前年（2015年度）において，国際会議の発表を予定していた旅費分が本務校の都合で出席できず，国内学会への切り替えを行った．その予算が繰り越され，さらには研究で用いるセンサ，電子部品，部材等が予測より大幅に節約可能になり，予定予算との差額が生じた．
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度では，データ収集の効率化を図るために新たな哺乳瓶型計測システムの構築を行う必要がでてきた．そのために，加工精度の高い基板加工機を購入する予定である．さらには，それを稼働するためのPCを該当する予算にも充てる．
|
