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2013 年度 実績報告書

頚部筋電位信号により制御を行う発声時に使用する医用福祉用デバイスに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 23500648
研究機関第一工業大学

研究代表者

大惠 克俊  第一工業大学, 工学部, 准教授 (80388123)

キーワード人工喉頭 / スピーチバルブ / 圧電発音体 / 表面筋電位 / 代用発声法 / スピーキングバルブ / 圧電ポンプ
研究概要

平成25年度においては,当初の計画ではそれまでの研究成果であるデバイス群をウエアラブルなシステムとしてまとめることを最重要課題としたが,24年度までに生じた研究の遅れから各デバイスのブラッシュアップが中心となるにとどまった.
スピーチバルブ形状の最適化に関しては,24年度にバルブ内部の渦流による圧力低下を整流板で低減可能であることが確認されたため,その最適化設計を進めた.また,圧力損失だけでなく流速にも着目して研究を行い,その結果,高い流速と低い圧力損失を同時に満たす形状は求められなかった.従って形状最適化のためには,呼吸困難に対するそれぞれの影響を評価する必要があると考えられる.
制御ユニットに関しては,目で見ずに微調節を可能とする形状を模索してきたが,ユニット筐体内に小型ローラーを用いて人差し指で調節する方法を提案し,モックアップを用いた試用評価を行った.その結果,本形状が適していることが明らかとなった.また本形状は誤作動を減らすことにもつながった.
発声補助用小型ポンプに関しては,流路形状の最適化を進め,10個使用する小型圧電ポンプデバイスからの配管の集合方法に関する考察を行った.その結果,一箇所で集合させるよりも段階的に集合させる方が優れた特性を持つことが明らかとなった.
人工喉頭に関しては,より多くの被験者による制御パラメータの最適化を行った.その結果,実際に使用する制御パラメータを同定する際の手法についての方針を決定することができた.また,幼児(5歳児)を被験者とした測定も行い,その制御パラメータは幼児でも成人とほぼ同じ傾向が見られた.さらに制御精度の向上が確認され,以上のことより将来的な発声補助システムのハブとしての役割に期待が持てる.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013

すべて 学会発表 (11件)

  • [学会発表] Proposal of myoelectric control type electrolarynx2014

    • 著者名/発表者名
      Katsutoshi Oe, Reina Kishimoto, Yuya Hashimoto
    • 学会等名
      ARATA Conference 2014
    • 発表場所
      National convention center (Canberra)
    • 年月日
      20140820-20140822
  • [学会発表] Proposal of electrical control-type speaking valve system controlled by neck myoelectric signal2014

    • 著者名/発表者名
      Katsutoshi.Oe
    • 学会等名
      RESNA 2014 Annual Conference
    • 発表場所
      JW Marriott (Indianapolis)
    • 年月日
      20140611-20140614
  • [学会発表] 人工喉頭における圧電振動体の音響評価2014

    • 著者名/発表者名
      今井尚,槌谷和義,大惠克俊
    • 学会等名
      2013年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      20140318-20140320
  • [学会発表] 人工喉頭制御用筋電位制御システムの最適化2014

    • 著者名/発表者名
      橋元佑矢,大惠克俊
    • 学会等名
      日本機械学会九州学生会第45回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      20140304-20140304
  • [学会発表] 筋電位制御型発声用小型ポンプの最適化設計2014

    • 著者名/発表者名
      山元貴文,大惠克俊
    • 学会等名
      日本機械学会九州学生会第45回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      20140304-20140304
  • [学会発表] 小型筋電位制御ユニットの最適化設計2014

    • 著者名/発表者名
      山之内克幸,大惠克俊
    • 学会等名
      日本機械学会九州学生会第45回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      20140304-20140304
  • [学会発表] A speech assistance compact pump system with piezo micro pump units2013

    • 著者名/発表者名
      Katsutoshi Ooe
    • 学会等名
      ICFPAM 2013
    • 発表場所
      University of Auckland (Auckland)
    • 年月日
      20131208-20131213
  • [学会発表] 頚部筋電位信号により開閉制御を行う小型スピーキングバルブの提案2013

    • 著者名/発表者名
      大惠克俊
    • 学会等名
      第58回音声言語医学会総会・学術講演会
    • 発表場所
      高知市文化プラザカルポート(高知市)
    • 年月日
      20131017-20131018
  • [学会発表] 頚部筋電位信号を用いた発声補助デバイスの開発2013

    • 著者名/発表者名
      大惠克俊
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部鹿児島講演会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島市)
    • 年月日
      20130927-20130928
  • [学会発表] 空気を考慮した人工喉頭における圧電振動体の最良条件の探索2013

    • 著者名/発表者名
      今井尚,槌谷和義,大惠克俊
    • 学会等名
      2013年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      関西大学(吹田市)
    • 年月日
      20130912-20130914
  • [学会発表] 低呼吸抵抗を目指した電気制御型スピーキングバルブの提案2013

    • 著者名/発表者名
      大惠克俊,安里翼,櫻井康平
    • 学会等名
      第28回リハ工学カンファレンス
    • 発表場所
      いわて県民情報交流センター(盛岡市)
    • 年月日
      20130822-20130824

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公開日: 2015-05-28  

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