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違和感の少ない舌動作推定手法を利用した嚥下リハビリテーションシステムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K13089
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関鳥取大学

研究代表者

中谷 真太朗  鳥取大学, 工学研究科, 講師 (10781700)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードオーラルフレイル / ニューロリハビリテーション / インピーダンス制御 / 筋電位 / 等張性収縮 / 摂食嚥下障害 / リハビリテーションロボット / 舌 / リハビリテーション / 摂食嚥下 / マン―マシンインタフェース / 生体医工学 / ニューロフィードバック
研究成果の概要

本研究では摂食・嚥下において重要な働きをする舌運動に着目し,舌の運動状態を専用のマウスピースから推定し,リアルタイム提示することで嚥下リハビリテーションを補助するシステムを構築することを目的とした.使用者専用のマウスピースに設置した電極から歯ぐき上の電位変化を計測し,得られた信号から舌の動作状態を推定することができることを確認した.この手法はこれまでの舌動作計測手法と異なり,違和感が少なく,長時間の安定した計測も可能である.加えて,舌の上下運動を行うための新規なロボット装置も製作した.この装置は舌に一定の負荷をかけた状態での俊敏さを評価するものであり,新たな運動評価指標につながる可能性がある.

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在,口腔機能低下(オーラルフレイル)の予防やオーラルフレイル状態からの回復を目的とした摂食・嚥下リハビリテーションが提唱され,様々な取り組みが進められている.しかし適切なリハビリテーションのためには医師・看護師・作業療法士など専門家チームのサポートが必要となり,すべての患者に対して行うことは難しい.また,嚥下能力強化のための体操(嚥下体操)なども提案されているが,本人にその効果が見えづらいことから継続のためのモチベーション維持が難しい.本研究の成果は,専門家のサポートがなくとも嚥下能力を強化し,リハビリテーションの成果を客観的に評価できる手法として利用することが期待できる.

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 舌の運動機能評価のための動的抵抗訓練装置2020

    • 著者名/発表者名
      HOSHIKUMA Takashi、NAKATANI Shintaro、NISHIDA Shin-Ichiro、CHURIKI Naoki、KODANI Isamu
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 86 号: 892 ページ: 20-00229-20-00229

    • DOI

      10.1299/transjsme.20-00229

    • NAID

      130007961487

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 舌運動リハビリテーションシステムのダイナミクス設計と患者の運動能力に応じた自動調整法2020

    • 著者名/発表者名
      NAKATANI Shintaro、SAKURAMA Kazunori、NISHIDA Shin-Ichiro
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 56 号: 3 ページ: 167-175

    • DOI

      10.9746/sicetr.56.167

    • NAID

      130007809728

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 茎突舌筋の等張性運動を引き起こす舌運動トレーニング装置2018

    • 著者名/発表者名
      Nakatani Shintaro、Hoshikuma Takashi、Churiki Naoki、Kodani Isamu、Nishida Shin-Ichiro
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 138 号: 11 ページ: 1453-1454

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.138.1453

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2018-11-01
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 舌の等張性挙上運動を支援するロボットシステム2020

    • 著者名/発表者名
      中谷真太朗
    • 学会等名
      第11回日本ニューロリハビリテーション学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] リハビリテーションを目的としたマニュアルコントロール2020

    • 著者名/発表者名
      中谷真太朗
    • 学会等名
      電気学会 制御工学および機械学習の相互強化とその応用展開調査専門委員会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ヒューマン・イン・ザ・ループシステム内に存在する識別器の出力補償2019

    • 著者名/発表者名
      中谷真太朗
    • 学会等名
      電気学会制御・システム 合同研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 舌の即時動作推定のための多クラス分類法の研究2019

    • 著者名/発表者名
      石川智紹, 中谷真太朗, 西田信一郎
    • 学会等名
      IEEE SMC Hiroshima Chapter Young Researchers’ Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 舌動作マウスのカーソルダイナミクス2019

    • 著者名/発表者名
      中谷真太朗, 西田信一郎
    • 学会等名
      IEEE SMC Hiroshima Chapter Young Researchers’ Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 健常者を対象とした舌の等張性運動時の運動能評価2019

    • 著者名/発表者名
      星隈宇, 中谷真太朗, 西田信一郎
    • 学会等名
      第10回日本ニューロリハビリテーション学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Tongue elevation training under constant pressure using a tongue training device2019

    • 著者名/発表者名
      T. Hoshikuma, S. Nakatani, and S. Nishida
    • 学会等名
      SICE 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 舌のリアルタイム動作推定のための多クラス分類法の研究2019

    • 著者名/発表者名
      石川智紹,中谷真太朗,西田信一郎
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部卒業研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] FRITによる患者の運動能力に応じた舌運動訓練システムの設計2019

    • 著者名/発表者名
      中谷真太朗,西田信一郎
    • 学会等名
      第6回制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] A tongue-computer interface using intraoral electric potentials for tongue muscles rehabilitation2018

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Nakatani, Naoki Churiki, Isamu Kodani and Shin-Ichiro Nishida
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 舌動作推定のための電極付きマウスピースの製作2018

    • 著者名/発表者名
      岡本望,中谷真太朗,西田信一郎
    • 学会等名
      日本設計工学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 舌の動作中における運動機能評価デバイス2018

    • 著者名/発表者名
      星隈宇,中谷真太朗,西田信一郎
    • 学会等名
      日本設計工学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 舌の運動モデルを用いた口腔内電位変化による舌運動の推定2018

    • 著者名/発表者名
      岡本望,中谷真太朗,西田信一郎
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 嚥下リハビリテーションのための舌の上下運動中における運動機能評価2018

    • 著者名/発表者名
      星隈宇,中谷真太朗,西田信一郎
    • 学会等名
      日本機械学会 2018年度年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 口腔内電位計測による舌運動状態の推定とリハビリテーションへの展開2018

    • 著者名/発表者名
      中谷真太朗
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部機素潤滑設計技術研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 舌のダンベルトレーニング装置2018

    • 著者名/発表者名
      星隈宇,中谷真太朗,西田信一郎
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国学生会第48回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 舌の運動リハビリテーションシステムのための健常者運動能力評価2017

    • 著者名/発表者名
      中谷真太朗,荒木望,西田信一郎
    • 学会等名
      日本人間工学会関西支部
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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