瞬き駆動システムを搭載したエピテーゼに関する試作と開発

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研究の目的現在、悪性腫瘍、先天性疾患、交通外傷などが原因で、顎顔面部に欠損が生じた場合, 補綴物による修復法としてシリコンあるいはポリウレタン製のエピテーゼが用いられている。眼窩を含むエピテーゼでは、義眼が埋め込まれており、欠損部の補綴に加えて見た目の自然さを醸し出している。しかし、現状では、健側の目と同期して瞼を瞬きさせる機能があるものは存在せず、対話者とのコミュニケーションにおいて不自然さがあり、患者の精神的な苦痛は改善されず、社会復帰を阻む要因にもなっている。そこで本研究では、3Dプリンターを用いて健側の目と同期して瞬きするエピテーゼの開発を目的とした。研究実施計画(1) 瞬き駆動装置の試作エピテーゼの瞼を違和感なく瞬きさせるためには、柔軟な素材で瞼を作る必要があり、その駆動装置も必要となる。このため、柔軟な瞼は、自然な動作を実現でき、さらに耐久性、生態適合性なども考えて医療シリコン素材で試作した。また、駆動装置は、腕時計にも使われている小型な電磁力モーターを用いて試作した。(2) 瞬き検出装置の試作本研究では、エピテーゼの裏側部分の4箇所に小型電極を配置し、健側の目が瞬きする際に動く眼輪筋の筋電位を検出するための装置の試作を行った。検出した信号は、瞼を瞬きさせる駆動信号となるため、健側に装着した装置で筋電位を正確に検出することができた。(1)、(2)ともにエピテーゼ内に収まる大きさとバッテリー駆動のものを試作した。さらに、瞬き回数を増やすためには、使用する電気量を限りなく抑えた仕様にする必要があることが解った。本研究の瞬き駆動装置は、エピテーゼに収まるような装置とするため、ヒト型ロボットへの応用が可能である。また、瞬き検出装置は、4つの電極を用いて筋電位を測定するため、瞬きの検出のみならず、高齢者や障害者の上肢や下肢の運動能力評価などへの応用も可能であることが解った。