気圧センサを用いた口腔・咽頭機能の解明

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K11055
• 研究機関: 東京歯科大学
• 研究代表者: 山田 好秋 東京歯科大学, 歯学部, 客員教授 (80115089)
• 研究分担者: 石田 瞭 東京歯科大学, 歯学部, 教授 (00327933) ; 黒瀬 雅之 新潟大学, 医歯学系, 助教 (40397162)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 口腔機能 / 気圧センサ / 嚥下 / 咀嚼 / 安静時の口腔内圧

研究実績の概要

口腔・咽頭領域の機能はその多くが関連する筋の協調運動で閉鎖空間を形成し、管腔にできる圧差を利用して食物や空気を移動させることで遂行される。従来、口腔・咽頭の機能を評価する方法として筋電図に加え、内視鏡・嚥下造影などの視覚化された情報が用いられてきた。気圧変化の記録も試みはあったが、装置が大きくなるためチューブを使って口腔外で計測するにとどまっている。近年、IC技術を使って高精度かつ時間分解能も十分な気圧センサが開発されている。本研究では気圧センサを口腔または咽頭に設置し筋電図と同時記録することで口腔機能計測への応用を検討した。最初に、無線接続可能なCPUにコイン型電池を組み込み、圧センサと筋電図アンプを組み込んだ機器を完成させ、小さな受信機を経て PCでモニターし、ログのとれるソフトも完成させた。気圧センサの微小空間での信頼性を検討するために、Donders空隙の圧変化を記録し、嚥下に続く安静時に明らかな陰圧を記録した。一連の研究成果は国際口腔生理学会で発表し、論文はJ Oral Rehabil.に掲載された。嚥下動態記録にもその応用を広げ、気圧センサを経鼻的に中咽頭に留置し、空嚥下時または粘度の異なる液体を嚥下する際の圧変化を観察した。口腔期に一致する小さな圧変化と咽頭期に一致する大きな圧変化が記録され、これまでの手法では困難であった、嚥下口腔期と咽頭期が明確に区分できる可能性が示された。研究成果はDysphagia.に掲載された。センサを複数制御できるシステムを完成させ、発声時の圧変化を部位別に評価し、舌と口蓋により形成される微小空間の動態を計測した。結果はFolia Phoniatr Logop.に掲載された。
以上、小型気圧センサを口腔または咽頭に設置して口腔機能を計測する新たな機器を開発し、嚥下・発声・下顎の姿勢・等に応用し、その有用性を実証できた。

研究成果

• [雑誌論文] Differential Response Pattern of Oropharyngeal Pressure by Bolus and Dry Swallows (2018)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa M, Kurose M, Okamoto K, Yamada Y et al.
  • 雑誌名: Dysphasia 巻: 33 ページ: 83-90
  • DOI: 10.1007/s00455-017-9836-9. Epub 2017 Aug 23.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of a barometer for assessment of oral functions: Donders space (2017)
  • 著者名/発表者名: HIRAKI K, YAMADA Y, KUROSE M OFUSA W, SUGIYAMA T, ISHIDA R
  • 雑誌名: Journal of Oral Rehabilitation 巻: 44 ページ: 65-72
  • DOI: 10.1111/joor.12456. Epub 2016 Nov 30.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Use of a Novel Device to Assess Intraoral and Intrapharyngeal Baropressure during Sound Production. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakuma T, Kurose M, Okamoto K, Hasegawa M, Fujii N, Nakatani Y, Takagi R, Sato T, Kodama Y, Ominato R, Yamamura K, Yamada Y
  • 雑誌名: Folia Phoniatr Logop. 巻: 68 ページ: 274-281.
  • DOI: 10.1159/000481530. Epub 2017 Dec 12.
  • 査読あり