嚥下運動における協調構造の解明と機能的電気刺激による補助 ・再建技術への応用

吞咽运动协调结构的阐明和功能性电刺激的辅助及其在重建技术中的应用

• 批准号: 22H03945
• 负责人: 橋本 卓弥
• 金额: $ 10.15万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03945/
• 关键词: 嚥下; 筋骨格モデル; 筋シナジー; 機能的電気刺激

320-ADCTで撮像された嚥下動画像（4DCT画像）を用いた嚥下運動の解析方法について取り組んだ．具体的には，まず，研究分担者が開発しているRoiPainter4Dを用いて，嚥下関連器官（舌骨や甲状軟骨）と食塊の領域分割を行うと共に，それらの領域を時系列に追跡できるようにした．これにより，咀嚼～嚥下に至る際の顎関節，舌骨・甲状軟骨の運動と食塊の移動との関係を調査した．また，咀嚼～嚥下間の筋活動を解析できるように，研究代表者がこれまでに開発してきた嚥下筋骨格モデルを改良し，顎関節の自由度と咀嚼筋を追加した．その結果．以下の3点の成果が得られた．①RoiPainter4Dを用いて，4DCTの撮像データから嚥下関連器官（舌骨，甲状軟骨）領域あるいは食塊領域を指定することにより，半自動的でそれらの領域を時系列に追跡できるようにした．そして，健常者1名分の撮像データを用いて，舌骨や甲状軟骨，顎関節の運動データや食塊先端の移動軌跡を取得した．②嚥下筋骨格モデルに顎関節の自由度と咀嚼筋を配置することにより，咀嚼中の筋活動も解析できるようにした．また，①で得られた運動データに加え，咬筋における表面筋電図の計測結果と咬合力測定結果の対応関係を求めることにより，咀嚼・嚥下関連筋の筋活動を推定した．③①と②の結果を統合することにより，筋活動データと食塊の移動軌跡との関係を定量化することができ，咀嚼から嚥下に切り替わる際の様子を調べることができるようになった．

320-ADCT image capture and swallow animation image (4DCT image) to use the analysis method of swallow motion to select the group. Specific, the study participants began to explore the use of Roipainter4D, pharynx related organs (hyoid and thyroid cartilage) and food mass segmentation, a total of two, the field of time series tracking. To investigate the relationship between chewing, swallowing and jaw joint, hyoid bone, thyroid cartilage movement and food mass movement. The analysis of muscle activity between chewing and swallowing was carried out by the research representative. The degree of freedom of jaw joint and chewing muscle were added. The results. The following 3 results have been achieved. 1 Roipainter4D is used to capture images of related organs (hyoid bone, thyroid cartilage). The movement of the hyoid bone and thyroid cartilage was obtained by the motion of the mandibular joint. (2) Degrees of freedom of jaw joints and masticatory muscles in swallowing muscles and bones, and analysis of masticatory muscles activities. The relationship between the measurement results of the surface tendon electric field and the measurement results of the bite force is estimated. (3) The results of ① and ② are integrated, and the relationship between muscle activity and movement trajectory of food mass is quantified.

项目成果

コンピュータシミュレーションから導出した筋活動率を使った嚥下の筋シナジー解析

利用计算机模拟得出的肌肉活动率进行吞咽的肌肉协同分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 木村優希;井尻敬;橋本卓弥;道脇幸博;道脇幸博，菊地貴博，舩戸徹郎，前澤仁志
• 通讯作者: 道脇幸博，菊地貴博，舩戸徹郎，前澤仁志

PVDF フィルムを用いた嚥下関連信号計測とSVM による嚥下区間の抽出

使用PVDF薄膜测量吞咽相关信号并使用SVM提取吞咽切片

• 发表时间: 2022
• 作者: Yukihiro Michiwaki;Takahiro Kikuchi and Tetsu Kamiya;道脇幸博，菊地貴博，神谷哲;飯田美月，橋本卓弥，菊池貴博，道脇幸博
• 通讯作者: 飯田美月，橋本卓弥，菊池貴博，道脇幸博

嚥下のコンピュータシミュレーションから導出した筋活動のシナジー解析

计算机模拟吞咽的肌肉活动协同分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Yukihiro Michiwaki;Takahiro Kikuchi and Tetsu Kamiya;道脇幸博，菊地貴博，神谷哲
• 通讯作者: 道脇幸博，菊地貴博，神谷哲

嚥下4DCT画像の領域分割のための曲線制約指定による標準モデル変形手法

使用曲线约束规范进行吞咽 4DCT 图像区域分割的标准模型变形方法

• 发表时间: 2022
• 作者: 木村優希;井尻敬;橋本卓弥;道脇幸博
• 通讯作者: 道脇幸博

Identification of muscle activities involved in hyoid bone movement during swallowing using computer simulation

• DOI: 10.1080/21681163.2023.2189486
• 发表时间: 2023-03
• 期刊: Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering: Imaging & Visualization
• 作者: Takahiro Kikuchi;Y. Michiwaki;H. Azegami