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2022 年度 実績報告書

前頸部多点表面筋電図の筋シナジー解析に基づく革新的摂食嚥下機能評価システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22H03989
配分区分補助金
研究機関岩手大学

研究代表者

佐々木 誠  岩手大学, 理工学部, 准教授 (80404119)

研究分担者 玉田 泰嗣  長崎大学, 病院(歯学系), 助教 (50633145)
高橋 陽助  長崎大学, 病院(歯学系), 医員 (00909187)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワード摂食嚥下 / 多点表面筋電図 / 筋シナジー解析
研究実績の概要

本研究では,前頸部表面筋電位信号から,摂食嚥下の各フェーズにおける筋シナジーを抽出し,嚥下諸器官の機能評価と誤嚥リスク判定を行う新たな技術開発を目的としている.
まず,舌骨上筋群と舌骨下筋群を覆う自作の44チャンネルフレキシブル電極を用いて,一回嚥下量(1,3,6ml)や嚥下手法(通常嚥下,努力嚥下)の異なる嚥下時表面筋電位信号を若年者群と高齢者群から収集した.そして,非負値行列因子分解による信号解析を行うことで,表面筋電位信号から,①食塊の咽頭への送り込み,②嚥下反射前半(舌骨挙上),③嚥下反射後半(喉頭閉鎖)への対応が考えられる3つの筋シナジーを抽出できることを示した.さらに,これらの筋シナジーから,嚥下反射の遅れや一回嚥下量変化への対応力など,加齢に伴う嚥下機能低下を非侵襲的に検出できることを明らかにした.
次に,抽出した筋シナジーと嚥下諸器官の運動との対応関係を詳細に解析するために,超音波診断画像と前頸部多点表面筋電位信号の同期計測システム,ならびに,嚥下造影画像と前頸部表面筋電位信号の同期計測システムをそれぞれ構築した.前者においては,超音波プローブと多チャンネル電極が干渉しないよう,筋シナジー抽出に影響のない小型ブロック電極を新規製作し,44チャンネルフレキシブル電極を用いた場合と同様に,3つ筋シナジーを抽出できることを確認した.後者においては,研究分担者の協力のもと,摂食嚥下障害患者を対象とした,嚥下造影検査における造影画像と前頸部多点表面筋電位信号の収集を開始し,基礎的な解析プログラムを作成した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

新型コロナウイルス感染症の世界的流行に伴う深刻な半導体不足により,筋電計(特注品)の導入に一部遅れが生じた.一方,限られた台数の中で基本的なシステム開発や解析技術を構築し,筋電計が導入されるまでの間に研究環境を整えることで,おおむね順調に研究を進めることができた.

今後の研究の推進方策

前頸部多点表面筋電位信号,超音波診断画像,嚥下造影画像,口腔機能データなど,各種データの収集を継続する.そして,超音波診断画像や嚥下造影画像を用いて,嚥下フェーズ(準備期・口腔期・咽頭期)における嚥下諸器官の運動と,抽出した筋シナジーとの対応関係を詳細に解析する.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Quantification of the Swallowing Mechanism Through Muscle Synergy Analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Chiaki Murakami, Makoto Sasaki, Shingo Shimoda, Yasushi Tamada
    • 雑誌名

      Dysphagia

      巻: 38 ページ: 973-989

    • DOI

      10.1007/s00455-022-10523-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 多チャンネル表面筋電図を用いた新しい嚥下機能評価法2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木誠
    • 雑誌名

      嚥下医学

      巻: 1(1) ページ: 8-14

  • [学会発表] 舌の知覚機能評価システムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      門脇温人,佐々木誠
    • 学会等名
      第32回ライフサポート学会フロンティア講演会
  • [学会発表] 頸部へのキネシオテーピングが嚥下運動における筋活動に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      高橋陽助,玉田泰嗣,横浜裕太,佐々木誠,鮎瀬卓郎
    • 学会等名
      日本老年歯科医学会第33回学術大会
  • [学会発表] 嚥下関連筋群の疲労評価に関する基礎的検討2022

    • 著者名/発表者名
      玉田泰嗣,高橋陽助,横浜裕太,佐々木誠,鮎瀬卓郎
    • 学会等名
      日本老年歯科医学会第33回学術大会
  • [学会発表] 前頸部多点表面筋電図を用いた嚥下機能評価技術2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木誠
    • 学会等名
      日本機械学会第34回バイオエンジニアリング講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 舌運動における筋シナジー解析2022

    • 著者名/発表者名
      高谷龍星,佐々木誠,村上千晃,玉田泰嗣
    • 学会等名
      LIFE2022
  • [学会発表] AIによるsEMGを用いた嚥下イベントの検出2022

    • 著者名/発表者名
      玉田泰嗣,高橋陽助,高畠英昭,劉宇曦,佐々木誠
    • 学会等名
      第28回日本摂食嚥下リハビリテーション学会学術大会
  • [学会発表] AIによるsEMG信号を用いた舌骨位置の推定2022

    • 著者名/発表者名
      玉田泰嗣,高橋陽助,高畠英昭,劉宇曦,佐々木誠
    • 学会等名
      第28回日本摂食嚥下リハビリテーション学会学術大会
  • [学会発表] 食事摂取量の自動計測システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      出雲友也,渡邉拓真,西村文仁,小山猛,長田洋,萩原義裕,吉原信人,佐々木誠,玉田泰嗣
    • 学会等名
      第28回日本摂食嚥下リハビリテーション学会学術大会

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公開日: 2024-12-25  

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