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ヒューマノイド型ロボットによる摂食・嚥下障害のメカニズムの解明

使用仿人机器人阐明进食和吞咽障碍的机制

基本信息

批准号：
16659562
负责人：
道脇幸博
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Showa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

シミュレーションロボットを製作して嚥下運動を再現し、運動のシミュレーションを通じて障害の仕組みを明らかにするのが本研究の目的である。昨年度までに舌運動の解析とロボット上での再現が完了しているので、今年度は舌骨と喉頭蓋の動作解析とロボットでの再現を行った。1.舌骨と喉頭蓋の動作解析舌骨に対する喉頭蓋の動きを明らかにするために、舌骨の重心を原点として、舌骨の長手方向をX軸とする直交座標を設けた。その結果、喉頭蓋の舌根部分は舌骨と平行に18mm移動し、先端は平行移動と回転移動の組み合わせであり、最大で舌骨と平行に10mm、鉛直方向に30mm移動することがわかった。2.ロボット上での舌骨と喉頭蓋の再現喉頭蓋は形状が非常にわかりづらいため、Sagittal断面のCT画像から下図左に示す3Dモデルを作成し、モデルを基に自由樹脂で製作した。前後方向移動はスライドレールを、回転方向移動は蝶番を用いて、共にMcKibben型アクチュエータでワイヤを引いて再現した。3.全体構成ロボットは、ステンレスパイプのフレームに下顎骨とMcKibben型アクチュエータを固定して、ワイヤを引いてロボットを作動させる仕組みである。4.舌骨と喉頭蓋機構の再現性の検討開発したロボットの軌跡とX線透視画像から得られた舌骨と喉頭蓋の軌跡を比較した。舌骨の前後2点の軌跡を下図に示す。喉頭蓋の根元と先端の軌跡をFig.17に示す。舌骨における軌跡の誤差は最大で9mmであった。喉頭蓋の最大誤差は、根元は8mm、先端は15mmであった。5.今後の課題4次元MRIとX線透視画像から、嚥下に関わる主な器官の動きを数値的に解析し、その結果に基づいて、舌骨と喉頭蓋をロボットで再現した。今後は軟口蓋と咽頭壁の運動解析と再現を行い、全体を構築して一連の嚥下運動再現を目指している。

シミュレーションロボットを making して swallow を reappear し, movement のシミュレーションを tong じて handicap of の blackstone group みを Ming らかにするのがの purpose this study である. Yesterday's annual までに tongue moving の parsing とロボット on での reappearance が finished しているので, our は hyoid と epiglottis の action parsing とロボットでの reappearance を line った. 1. The hyoid と epiglottis の action parsing hyoid にす seaborne る epiglottis の dynamic きを Ming らかにするために, hyoid の focus を origin として, hyoid の long hand direction を X とする rectangular coordinates を set けた. Tonguebase その results, epiglottis の part は hyoid と parallel mobile しに 18 mm, apex は parallel moving と planning group mobile のみ close わせであり, maximum で hyoid と parallel に 10 mm, straight direction に 30 mm mobile することがわかった. On 2. ロボットでの hyoid と epiglottis の reappearance epiglottis は shape が very にわかりづらいため portraits, Sagittal section の CT から down 図 left にす in 3 d モデルをし, consummate モデルをで production base に free resin した. Direction before and after はスライドレールを, back to the planning direction は butterfly's を with いて, に McKibben type アクチュエータでワイヤを lead いて reappearance した. 3. All constitute ロボットは, ステンレスパイプのフレームに jawbone と McKibben type アクチュエータを fixed して, ワイヤを lead いてロボットを actuation させる blackstone group みである. 4. Hyoid と epiglottis institutions の reproducibility の検 boiled 発したロボットの trajectory と X-ray perspective portrait から must られた hyoid と epiglottis の trajectory を compare した. The trajectory of the two points を in front of and behind the hyoid nucleus is shown in the following figure に for す. The trajectory of the と apex of the <s:1> root element of the laryngeal cap をFig.17に shows す. The <s:1> error of the hyoid bone における trajectory is における maximum で9mmであった. The maximum error of the laryngeal cap is であった, the root element is であった 8mm, and the tip is であった 15mmであった. 5. の topics in future four yuan MRI と X-ray perspective portrait から, swallow に masato わる main organs なの dynamic きを the numerical analytical しに, その results にづいて, hyoid と epiglottis をロボットで reappearance した. In the future, the analysis of the <s:1> soft cap と pharyngeal wall <s:1> movement と reproduces を row て, the entire を structure <s:1> て continuous <s:1> pharyngeal movement reproduces を finger てるるる.