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咬合に伴う外耳道の形状変化に基づく次世代イヤホン型咬合力計測装置

研究課題

研究課題/領域番号 19K12828
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90130:医用システム関連
研究機関安田女子大学 (2020-2021)
広島市立大学 (2019)

研究代表者

谷口 和弘  安田女子大学, 家政学部, 教授 (30448047)

研究分担者 西川 敦  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (20283731)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード咬合力計測 / イヤホン型センサ / 外耳道 / 光学式計測 / 機能的電気刺激 / マスク型センサ / カルマンフィルタ / 咬合力推定 / 光学式測定 / ウェアラブル装置
研究開始時の研究の概要

高齢者の健康維持、認知症予防、ダイエット支援に対して「咀嚼」が注目されており、咬合力・咀嚼回数のモニタリング技術の発展が望まれている。
本研究は、咬合力と外耳道の形状変化との関係を科学的に解明し、耳にイヤホン型センサを着けるだけで、口の中にセンサを入れたり、顎にセンサを付けたりしなくても、咬合力が衛生的かつ簡便に計測できる技術を開発することで、ライフサイエンスとヘルスケア産業の発展を目指すものである。さらに本研究では、イヤホン型センサで得られた情報のみを用いて咬合力を推定することができる「イヤホン型咬合力計測装置」の開発を目指す。

研究成果の概要

我々は、光学式空間計測技術により外耳道の形状変化を計測可能なイヤホン型センサを開発した。このイヤホン型センサを使用し、咬合力を計測するための技術開発を行っている。
本研究では「外耳道の動き(イヤホン型センサの計測値)」と「咬合力」の同時計測を行うことができる装置を開発した。その装置を用いて5名の被験者の「外耳道の動き」と「咬合力」を同時計測した結果、すべての被験者において「外耳道の動き」と「咬合力」の間に、相関係数0.94以上の強い相関関係が確認された。この結果は、イヤホン型センサを用いて咬合力計測が行えることを示唆するものである。この研究成果をイヤホン型咬合力計測装置の開発につなげていきたい。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の咬合力計測装置は、口の中に圧力センサを入れて行うものや顎や頬に電極を張り付け筋電位を計測しその値から咬合力を推定するものであった。前者は口の中にセンサを入れるため食事中の計測が不可能であり、後者は機器の取り扱いに専門知識が必要であり、さらに咀嚼筋や頬の動きを電極が拘束している。
我々の研究成果は、従来研究とは異なり特別な専門知識を持たない一般のユーザ自身が簡便な装置を用いて食事中の咬合・咀嚼のモニタリングができる装置の開発につながる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Simultaneous Measurement of Ear Canal Movement, Electromyography of the Masseter Muscle and Occlusal Force for Earphone-Type Occlusal Force Estimation Device Development2019

    • 著者名/発表者名
      Mami Kurosawa, Kazuhiro Taniguchi, Hideya Momose, Masao Sakaguchi, Masayoshi Kamijo, Atsushi Nishikawa
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 19(15) 号: 15 ページ: 3441-3457

    • DOI

      10.3390/s19153441

    • 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
  • [学会発表] マスクの伸縮を利用した表情識別システムの開発 -マスクに装着するひずみセンサの比較実験-2021

    • 著者名/発表者名
      山口慶太郎, 奥山和輝, 松居和寛, 厚海慶太, 平井宏明, 西川敦, 谷口和弘
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マスクの伸縮と導電糸を用いた表情識別システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      奥山和輝, 山口慶太郎, 厚海慶太, 松居和寛, 平井宏明, 西川敦, 谷口和弘
    • 学会等名
      第39回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マスクの伸縮を利用した表情識別システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      山口慶太郎, 奥山和輝, 松居和寛, 厚海慶太, 平井宏明, 西川敦, 谷口和弘
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 噛みしめ動作をインタフェースに用いた機能的電気刺激によるヒト手指関節制御の検討2020

    • 著者名/発表者名
      大野正太朗, 松居和寛, 谷口和弘, 厚海慶太, 永井美和, 平井宏明, 西川敦
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] イヤホン型咬合力推定装置開発のための外耳道の動きと咬筋電位ならびに咬合力の同時計測とその分析2019

    • 著者名/発表者名
      黒澤真美, 谷口和弘, 百瀬英哉, 坂口正雄, 上條正義, 西川敦
    • 学会等名
      第58回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 機能的電気刺激における噛み締め動作を利用した制御入力機器の提案2019

    • 著者名/発表者名
      大野正太朗, 松居和寛, 谷口和弘, 厚海慶太, 平井宏明, 西川敦
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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