2023 Fiscal Year Research-status Report
複数センサを用いた摂食・嚥下時の運動量測定に関する研究
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20K12766
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
芥川 正武 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 講師 (90294727)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 嚥下 / 筋電図 / 生体運動計測 / 慣性センサ / 独立成分分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は摂食・嚥下に関する運動量を定量化する手法を提案することである。健全な摂食・嚥下運動は健康寿命の維持に欠かせない基本的な運動の一部であるが，加齢とともにオーラルフレイル（口腔機能の低下，衰弱）が進行し，全身機能の低下のきっかけとなり，健康寿命の短縮を引き起こす可能性がある。このような状態の予防やリハビリテーションのためには摂食・嚥下の運動量を簡便かつ客観的に評価することが重要である。本研究課題では筋電，皮膚の動きといった様々な状態を非侵襲的に測定・解析した上で評価に有用な少数の測定項目を選別し，効果的かつ簡便な運動評価法を提案することを目指す。
初年度，令和3年度では慣性センサモジュールを用いて嚥下時の喉頭隆起付近の皮膚の動きを測定し，同時に周辺の皮膚表面筋電図の測定を実施した。令和4年度には表面筋電図の測定電極を増やして，舌骨上筋群，舌骨か筋群，咽頭周辺の筋群などの筋活動をより詳細に測定することを試みた。測定時にはこの他にも嚥下音や画像解析による皮膚の動きも測定しており合わせて独立成分分析などの信号処理を用いて筋群毎の信号を分離することを試みた。皮膚表面筋電図は複数の筋群に由来する筋電信号が重畳して測定されており，また筋の位置と測定電極の位置は嚥下運動によって時々刻々と変化するため，標準的な独立成分分析では原理的に適切な信号分離は困難であった。そこで令和5年度には信号源と測定電極が変化しても独立信号の分離・追跡が可能な手法を考案し，実測筋電波形に適用し有用性を確認した。現時点では少数の測定結果でしか確認できておらず，より多くの事例に対する検証を継続中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
嚥下時の筋電図，嚥下音などの生体信号測定時にアーチファクトを抑制しつつ高品質な信号を取得するための測定手技の習得・確立に時間を要した。また感染症予防に配慮する必要がある期間があったため人を対象とする実験の実施を停止していた期間があったことも影響した。また筋電図等の測定結果から信号源の分離手法として独立成分分析を用いているが，信号源と筋電測定電極との位置関係が変化する場合でもある程度良好な結果が得られるようにする手法の考案と検証に時間を要した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題は嚥下時の喉頭隆起周辺の嚥下関連筋，皮膚表面の運動，嚥下音などの複数の生体信号の関連性を明らかにし嚥下運動の簡便な評価法を考案することを目指している。令和5年度に独立成分分析を応用した信号源分離の方法について考案しているが，チャンピオンデータでの結果のみが得られており，様々な研究対象者，測定タスクに適用できるかがまだ確認できていない。また嚥下時のみならず嚥下リハビリテーションで用いられる嚥下関連筋を運動させる手技の実施時の測定なども活用して，本手法の有用性を確認する予定である。
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| Causes of Carryover |
理由：研究の進捗が当初予定から遅延したため，測定実験に用いる消耗品等の購入が当初よりも減少した。また成果発表が遅れており旅費等が予定を下回った。
使用計画：令和6年度は測定実験のための消耗品の使用が予定されており物品費から支出する予定である。また学会発表等の成果報告が予定されており旅費，学会参加費等をその他から支出する予定である。
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