口唇・顔面皮膚の運動解析による睡眠時ブラキシズム時の顎運動パターン評価への挑戦

• 研究課題/領域番号: 22K17126
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分57050:補綴系歯学関連
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 前田 正名 北海道大学, 大学病院, 講師 (90852111)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2024年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円); 2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: 睡眠時ブラキシズム / モーションキャプチャシステム / 顎運動 / ウェアラブル筋電計 / ニューラルネットワーク

研究開始時の研究の概要

本研究では，睡眠時ブラキシズム(SB)時の口唇や顔面皮膚の動きと顎の運動を3次元的に解析し，それらの関連性を明らかにすることで，特別な装置を用いることなく，口唇や顔面皮膚の動きからSB時の顎運動パターンを評価する方法の確立を目指す．さらに，AI(ニューラルネットワーク)を応用することで，より簡便に顎運動パターンを評価するシステムの構築を検討する．手法として，下顎の運動と口唇・顔面皮膚の動きを，モーションキャプチャシステムを利用し解析することで，SB時の顎運動データと口唇・顔面皮膚の運動データを取得する．また，SBを診断するための咀嚼筋（食事時に働く筋肉）の筋電図検査の同時測定も行う．

研究実績の概要

本研究の目的は，睡眠時ブラキシズム(SB)時の口唇や顔面皮膚の動きと顎運動を3次元的に解析し，それらの関連性を明らかにすることで，口唇や顔面皮膚の動きからSB時の顎運動パターンを評価する方法を確立することである．
顎の動きや口唇，顔面皮膚の運動はモーションキャプチャシステムを用いて記録する．モーションキャプチャシステムは2台以上のカメラと反射マーカー(標点)を用いることで，標点部位の動きを3次元的に測定する．測定は先端に標点マーカーが固定されたフレームを下顎の歯列に装着した状態で行い，フレーム先端の標点マーカーと頭部を基準点とした口唇や顔面皮膚部に直接貼付した標点マーカーの撮影を行う．SBの判定は，ウェアラブル筋電計を用いた咀嚼筋筋電図検査の同時測定により行う．撮影は日中覚醒時と睡眠時で行う．
現在までに，測定に必要な物品として撮影に必要なモーションキャプチャ用カメラやカメラスタンド，標点マーカー等の機材一式と咀嚼筋筋電図検査に必要なウェアラブル筋電計を揃えた．測定環境として，睡眠時の測定のために必要なベッドや寝具の準備を行い被験者のための宿泊環境が整っている．測定時に歯列に装着する標点マーカー付きのフレームのモデル製作も行った．研究を実施するための研究計画書を作成し，生命・医学系研究倫理審査委員会での承認を得た．
今後は，歯列にフレームを装着した状態で，睡眠中の顎運動測定が問題なく行えるかの測定テストを繰り返し行う．睡眠時の測定が一通り行ると判断でき次第，ボランティアの被験者を募集して測定を行い，データ収集を開始する．

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

令和5年度は育児休暇を取得していたこともあり，予定していたボランティアの被験者を募集して睡眠時の測定を進めていくという計画を遂行することができなかった．

今後の研究の推進方策

被験者を対象に測定する準備は整っているため，実際に被験者の募集を開始して測定を進め，テータの収集を行う．
環境や設備は整っているが，測定が問題なく行えるかの測定テスト回数が不足しているため，測定テストを繰り返し行うことで，より測定方法やデータ解析の練度を高める必要性がある．
データ収集後は，研究成果発表のための学会参加を行う．