| 研究課題/領域番号 |
20K11226
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分59010:リハビリテーション科学関連
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| 研究機関 | 日本文理大学 (2022)
第一工科大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
大惠 克俊 日本文理大学, 工学部, 教授 (80388123)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 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)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 人工喉頭 / 食道発声法 / リハビリテーション / 機能再建 / 筋電位信号 / スピーキングバルブ / 小型ポンプ / 発声補助装置 / 発声障害 / 機能代行 / 補助・支援デバイス / 電気喉頭 / 発声支援装置 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は喉頭癌や喉頭傷害等により発声機能を失った患者が音声を取り戻すために使用する，人工喉頭，発声補助用小型ポンプ，スピーキングバルブ，食道発声法訓練デバイス等の発声補助・支援装置の開発，高性能化および，それらに用いる筋電位信号を利用した制御／評価システムの高性能化を目的とする．
これまでに頚部筋電位信号を用いた制御システムや上記装置群の基礎研究および試作を行ってきた．本補助事業期間では制御／評価システムの高性能化と，発声補助・支援装置の実用化に向けた研究を実施する．
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| 研究成果の概要 |
本研究期間において主として以下の成果が得られた．
１）ArduinoとMyowareを用いた安価な筋電位信号で制御を行う電気式人工喉頭制御システムの構築を行い，試作システムによる電気式人工喉頭のオンオフと高さ制御用信号の生成に成功した．２）チャンバー型およびコアンダ効果を利用した２種類の発声補助用小型ポンプの提案とシミュレーションを行った．３）バタフライバルブを用いたスピーキングバルブを提案，シミュレーションによりフィレット使用時の気流抵抗の低減が確認された．４）ArduinoとMyowareを用いた安価な食道発声法訓練デバイスを試作，筋電位信号の検出と信号処理が行えることを確認した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は発声が不可能または困難となった者が音声を取り戻すためのデバイス群の実現を目標としている．筋電位信号を用いた安価な電気式人工喉頭制御用システムは，これらのデバイス群の制御には必要不可欠なものであり，食道発声法の習得率向上のための訓練デバイスは，その習得によるQOL向上に大きな意味を持つ．またスピーキングバルブの改良は気管孔を持つが活動量の多い若年者の日常生活の質を向上させるものであり，さらに発声補助用小型ポンプは呼吸管理時にも簡便に発声が可能となり，使用者のQOLを向上させる．以上のように本研究および成果は高い学術的・社会的意義を持つと言える．
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