• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Swallowing Function Support System using Functional Electrical Stimulation based on Swallowing Biomechanics

Research Project

Project/Area Number 19K22980
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

Hashimoto Takuya  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
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords嚥下 / 電気刺激 / 筋骨格モデル / マルチモーダル計測
Outline of Research at the Start

嚥下障害に対する効果的な治療法として,機能的電気刺激(FES)によって嚥下関連筋を刺激し,喉頭挙上を補助する方法が注目されている.しかし,適切な刺激位置・順序・強度を定める方法は確立されていない.そこで本研究では,申請者らが開発している嚥下筋骨格モデルをベースに,嚥下FESによる喉頭挙上を計算機上で再現可能な嚥下FESシミュレータを開発する.また,嚥下運動に起因する複数の生体信号を同時に計測できるマルチモーダル嚥下機能計測技術を用いて嚥下意図を検出すると共に,嚥下FESによる安定した喉頭挙上制御を実現するための方法論を確立する.これにより,日常生活での嚥下機能補助の可能性が拓けると期待できる.

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to establish a methodology to efficiently assist laryngeal elevation movements by functional electrical stimulation (FES) in order to develop an assistive device to assist swallowing function in daily life. First, we developed a multimodal measurement device of swallowing-related biological signals using PVDF (Poly Vinylidene DiFluoride) film to identify the swallowing intention. In addition, the stimulation position and intensity to induce laryngeal elevation effectively by the swallowing FES were examined, incorporating the musculoskeletal analysis of swallowing.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は,これまで試行錯誤的に行われていた嚥下FESの刺激位置・順序・強度を定めるための方法論の確立につながり,日常生活での利用も期待できるようになる.社会の高齢化と共に嚥下機能が低下する人の割合は増えているものの,四肢の運動支援等に比べて嚥下の運動支援に関する研究は極めて少ないため,日常生活の中で嚥下機能を補助するための支援装置の実現に挑む本研究の意義は大きい.

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Identification of muscle activity in tongue motion during swallowing through medical image data2022

    • Author(s)
      Hideyuki Azegami, Shinjiro Ono, Kenzen Takeuchi, Takahiro Kikuchi, Yukihiro Michiwaki, Keigo Hanyuu, Testu Kamiya
    • Journal Title

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      Volume: 17 Issue: 1 Pages: 21-00254-21-00254

    • DOI

      10.1299/jbse.21-00254

    • NAID

      130008139194

    • ISSN
      1880-9863
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 動態力学シミュレーションによる嚥下機能の解析2022

    • Author(s)
      道脇幸博
    • Journal Title

      嚥下医学

      Volume: 11 Pages: 21-27

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] 嚥下の筋骨格モデル2022

    • Author(s)
      橋本卓弥
    • Journal Title

      嚥下医学

      Volume: 11 Pages: 15-20

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of a Musculoskeletal Model of Hyolaryngeal Elements for Understanding Pharyngeal Swallowing Mechanics2020

    • Author(s)
      Hashimoto Takuya、Urabe Mariko、Chee-Sheng Foo、Murakoshi Atsuko、Kikuchi Takahiro、Michiwaki Yukihiro、Koike Takuji
    • Journal Title

      Applied Sciences

      Volume: 10 Issue: 18 Pages: 6276-6276

    • DOI

      10.3390/app10186276

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 医用画像に基づくコンピュータシミュレーションによる嚥下のメカニズム解明2022

    • Author(s)
      道脇幸博
    • Organizer
      令和3年度日本補綴歯科学会 西関東支部・東関東支部合同学術大会 シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 嚥下中の筋活動と器官の運動の統合的関係を解明するための筋駆動型コンピュータシミュレーションの開発2022

    • Author(s)
      道脇幸博
    • Organizer
      第45回日本嚥下医学会ならびに学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] A Novel Choking Risk Assessment Method for Safe Food Designs2021

    • Author(s)
      Motoki Inoue, Yoshio Toyama, Tetsu Kamiya, Megumi Takai, Keigo Hanyuu, Takahiro Kikuchi, Yukihiro Michiwaki
    • Organizer
      6th International Conference on Food Oral Processing
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] とろみ水の口腔から咽頭への流れに及ぼす増粘剤種類の影響2021

    • Author(s)
      井上元幹, 菊地貴博, 外山義雄, 佐原資謹, 道脇幸博
    • Organizer
      認知症と口腔機能研究会第2回学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] コンピュータグラフィックスで見る嚥下と誤嚥のメカニズム2021

    • Author(s)
      道脇幸博,菊地貴博,井上元幹,高井めぐみ,神谷哲,外山義雄
    • Organizer
      第26,27回合同学術大会日本摂食嚥下リハビリテーション学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 4次元CTの領域分割による舌運動の描出2021

    • Author(s)
      須佐千明,道脇幸博,菊地貴博,井尻敬,小林琢也,佐原資謹
    • Organizer
      第26,27回合同学術大会日本摂食嚥下リハビリテーション学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 子供の気道異物のメカニズムを解明するための嚥下シミュレーションSwallow Visionの活用2021

    • Author(s)
      井上元幹,菊地貴博,外山義雄,神谷哲,高井めぐみ,道脇幸博
    • Organizer
      第26,27回合同学術大会日本摂食嚥下リハビリテーション学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 4DCTを用いた嚥下運動の筋骨格モデル解析2021

    • Author(s)
      橋本卓弥,井尻敬,菊地貴博,道脇幸博
    • Organizer
      第26・27回合同学術大会日本摂食嚥下リハビリテーション学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Visualization of both bolus flow and biologic organ movement using segmentation of 4-dimensional CT for swallowing2021

    • Author(s)
      Yukihiro Michiwaki, Takahiro Kikuchi, Chiaki Susa, Motoki Inoue, Megumi Takai, Yoshio Toyama, Tetsu Kamiya, Takashi Ijiri, Yoshinori Sahara
    • Organizer
      2nd World Dysphagia Summit
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Visualization of the Integrated Relationship between Muscle Activity and Organ Movement during Swallowing using a Muscle-driven Computer Simulation2021

    • Author(s)
      Yukihiro Michiwaki, Takahiro Kikuchi, Motoki Inoue , Megumi Takai, Yoshio Toyama, Tetsu Kamiya
    • Organizer
      2nd World Dysphagia Summit
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] コンピュータシミュレーションを使った嚥下中の粘度変化と摩擦効果の推定2021

    • Author(s)
      道脇幸博,菊地貴博,神谷哲,高井めぐみ,井上元幹,外山義雄
    • Organizer
      Life2020-2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 嚥下筋骨格モデルによる筋シナジー解析2021

    • Author(s)
      靜谷光一郎,橋本卓弥,菊池貴博,佐原資謹,井尻敬,道脇幸博
    • Organizer
      LIFE2020-2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 嚥下と誤嚥のメカニズムを解説・可視化するコンピュータグラフィックス動画の制作2021

    • Author(s)
      山根正之,道脇幸博
    • Organizer
      第212回日本口腔外科学会関東支部学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 機能的電気刺激による嚥下運動補助のための刺激位置の検討2021

    • Author(s)
      小池裕貴,橋本卓弥,菊池貴博,道脇幸博
    • Organizer
      第22回計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 嚥下の筋骨格モデル2021

    • Author(s)
      橋本卓弥
    • Organizer
      第44回日本嚥下医学会総会ならびに学術講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Swallowing Musculoskeletal Analysis Using 320-ADCT2020

    • Author(s)
      Takuya Hashimoto, Takahiro Kikuchi, Yukihiro Michiwaki
    • Organizer
      The 42nd International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Estimation of Muscle Activity Change under Different Bolus Conditions Using Musculoskeletal Model of Swallowing2019

    • Author(s)
      Mariko Urabe, Takuya Hashimoto, Takahiro Kikuchi, Yukihiro Michiwaki, and Takuji Koike
    • Organizer
      The 41st International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC’19)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Measurement of Laryngeal Elevation using PVDF Film for Multimodal Assessment of Swallowing Function2019

    • Author(s)
      Takuya Hashimoto
    • Organizer
      The 41st International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC’19)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 筋音計測による咀嚼・嚥下機能の定量的評価に関する研究2019

    • Author(s)
      橋本卓弥,菊地貴博,道脇幸博
    • Organizer
      日本機械学会福祉工学シンポジウム2019(LIFE2019)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 嚥下のバイオメカニクス解明のための呼吸運動のコンピュータ・シミュレーションの製作2019

    • Author(s)
      道脇幸博,占部麻理子,菊地貴博,橋本卓弥,神谷哲,外山義雄,井上元幹,高井めぐみ,八尋恒隆
    • Organizer
      第25回日本摂食嚥下リハビリテーション学会学術大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 嚥下筋骨格モデルを用いた異なる食塊による筋活動変化の推定2019

    • Author(s)
      占部麻里子,菊地貴博,道脇幸博,小池卓二,橋本卓弥
    • Organizer
      第25回日本摂食嚥下リハビリテーション学会学術大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-07-04   Modified: 2023-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi