CN103597510A - 食品开发支援装置、食品开发方法、食品制造方法、饮食教育支援装置及饮食教育方法 - Google Patents

Abstract

解析咽下现象来开发容易食用的或者容易饮用的食品。口腔建模部（10），形成口腔模型（11）；器官特性设定部（20），设定各口腔器官的器官特性；器官运动设定部（30），设定各口腔器官的运动；食品物性设定部（40），设定食品的物性；输入部（81），向口腔输入模拟食品；运动解析部（50，使用粒子法，对口腔器官模型（11）中的各口腔器官的运动和模拟食品（41）的行为进行解析；评价结果记录部（83B），根据解析结果，记录食品的食用容易度、饮用容易度的评价结果；食品试制结果记录部（83C），记录以具有基于评价结果而被视为适当的食品的物性的方式适当地设定制造条件进行了试制的结果；制造条件决定部（84），基于食品试制结果记录部（83C）中记录的试制结果，决定用于将食品的物性设为由物性决定部（70）决定为适当的物性的制造条件。

Description

食品开发支援装置、食品开发方法、食品制造方法、饮食教育支援装置及饮食教育方法

技术领域

本发明涉及食品开发支援装置、食品开发方法、食品制造方法、饮食教育（Food education）支援装置及饮食教育方法。详细地讲，关于将使用粒子法对通过口腔、进而咽喉时的流体·食物块的行为进行解析的咽下模拟方法加以利用的食品开发支援装置、食品开发法、食品制造方法、饮食教育支援装置及饮食教育方法。

背景技术

咽下动作、特别是咽下时的食品物性和口腔器官的运动很复杂，要正确地掌握现象本身是非常困难的。但是，在医疗或护理的现场，为了防止老龄者、残障者发生误咽、误饮，不断进行着各种摸索，努力减少误咽·误饮风险。此外，鉴于如今的由魔芋胶冻引起的窒息事故，认识到了食品都需要用客观的数值或指标来保证食品的安全性。

关于咽下现象的解释，有如下两个方法，即，咽下造影或肌电位测定等直接得到生物体信息的方法、以及使用咽下机器人或数值模拟等来间接地得到信息的方法。

图20示出了咽下造影（X射线摄影像）的例子。在左图，液体49处于口腔内，在中图，液体的一部分流入咽喉，在右图，液体被饮入而变没了。

图21示出了肌电位测定的例子。对咬肌和舌骨上肌肉群安装电极来测定肌电位波形。对肌电位波形进行积分而算出肌活动量。

直接得到生物体信息的方法一方面能够掌握咽下时的正确行为，而另一方面却存在为了获取各种条件下的数据而给受检者带来很大负担的缺点。

另一方面，作为间接地得到信息的方法之一，有咽下机器人（参照非专利文献1）的利用。咽下机器人对于理解咽下现象的简易原理是充分有用的，但是，对机器人的口腔器官的行为、构造进行变更并不容易。

此外，以往进行的是与生物体内的流体·固形物等食物块的行为有关的数值解析。关于流体，进行使用了用被称作网格的格子对解析对象区域内进行划分、对其格子点、格子内部的物理量（速度、温度、压力）进行解析的格子法的计算（参照非专利文献2）。此外，在将食物块作为半固体来处理的情况下，进行使用了有限要素法等、机械部件的构造解析手法的计算（参照非专利文献3）。

先行技术文献

非专利文献

非专利文献1：小林等，ロボティクス·メカトロニクス講演会講演概要集，2005，117

非专利文献2：神津等，化学工学会秋季大会講演要旨集41次，2009，P09

非专利文献3：水沼等，日本機械学会年次大会講演論文集，2005（2），83-84

发明内容

发明要解决的课题

但是，在作为以往的数值解析的主流的格子法中，很难捕捉到实际咽下时的流体·食物块所呈现的、表面的大变形及飞沫化等现象，要再现实际现象是非常困难的。于是，发明人在与本申请同日申请的“咽下模拟装置及方法”中提出了能够容易近似地再现与咽下有关的实际现象的咽下模拟装置及咽下模拟方法。

本发明的目的在于使用该咽下模拟方法对咽下现象进行解析，开发出容易食用的或者容易饮用的食品。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的第一方式所涉及的咽下模拟装置200A例如图11所示那样具备：口腔建模部10，形成由口腔器官构成的口腔模型11（参照图3）；器官特性设定部20，设定口腔模型11中的各口腔器官的器官特性；器官运动设定部30，设定口腔模型11中的各口腔器官的运动；食品物性设定部40，设定作为解析对象的食品、医药品或者准医药品（quasi‐drug）（以下称作食品等）及其物性；输入部81，向口腔输入将食品等模型化了的模拟食品；运动解析部50，使用粒子法，对口腔器官模型11中的各口腔器官的运动和模拟食品41（参照图4）的咽下时的行为进行解析；显示部82，将由运动解析部50解析出的各口腔器官的运动和模拟食品41的咽下时的行为的解析结果，显示在动态画面上；评价结果记录部83B，根据模拟食品41的咽下时的行为的解析结果，记录食品等的食用容易度、饮用容易度的评价结果；物性决定部70，决定基于评价结果记录部83B中记录的评价结果而被视为适当的食品等的物性；食品试制结果记录部83C，记录以具有由物性决定部70决定为适当的物性的方式适当地设定制造条件来进行了试制的结果；以及制造条件决定部84，基于食品试制结果记录部83C中记录的试制结果，决定用于将食品等的物性设为由物性决定部70决定为适当的物性的制造条件。

在此，口腔器官由口腔壁12、食道13、气道14、舌头15、软腭16、会厌（也称作喉头盖）17等构成（参照图3）。口腔壁12由硬腭（靠前侧）和软腭16（靠里侧）构成。软腭16是硬腭后方的柔软的粘膜状的部分，包括腭帆和腭垂。腭帆在咽下时对鼻腔和口腔进行遮挡。腭垂是从腭帆下垂的部位。口腔模型11包含上述各口腔器官而构成。食道13及气道14只包含入口部分即可。口腔模型11优选与口腔器官的实际运动相应地被形成，但是，为了使解析简单·容易化，也可以限定可动部分。各口腔器官的器官特性包含尺寸、是弹性体还是刚体，在是弹性体的情况下，包含有弹性系数等。各口腔器官的运动包含有移动、旋转、周期性的运动等。作为食品等的物性，如果食品是液体，则包含液量·粘度·表面张力·比重，如果是半固体（虽然有塑性但是不具有流动性），则包含量·粘度·比重·屈服点·屈服点应力·粘度的滑动速度依存性·动态粘弹性·静态粘弹性·压缩应力·附着性·凝结性，如果是固体，则包含形状·尺寸·弹性系数·拉伸强度·屈服点·屈服点应力·粘度的滑动速度依存性·动态粘弹性·静态粘弹性·压缩应力·断裂应力·断裂变形·硬度·附着性·凝结性等。此外，所谓模拟食品的咽下时的行为典型地是指从口腔经由咽喉而向食道移动的行为，但也可能是不到达咽喉或食道而返回到口腔的情况或进入到了气道或鼻腔中的情况。

输入部81包括例如鼠标或键盘，通过该向口腔模型11的口腔内部拖拽鼠标，来输入模拟食品（包含模拟医药品或者模拟准医药品）。此外，也可以是，设置有食品输入设定部45（参照图11），预先设定模拟食品及其投入场所和投入时间，自动地投入模拟食品。运动解析部50使用粒子法来进行解析，例如能够使用MSP（Moving particle-Semi-implicit：移动粒子半隐式）法。显示部82的“显示在动态画面上”典型地使用向液晶显示器等的动态画面上的显示。通过显示动态画面，有助于评价者观察动态画面来进行评价，但是也有自动地进行评价的情况（参照第二方式）。在评价者进行评价的情况下，评价者观测动态画面并且从输入部81向在显示部82上显示的评价表中输入评价结果。

通过本方式这样构成，食品开发支援装置200A对口腔模型11，设定器官特性、口腔器官的运动、食品的物性，使用粒子法来对食品的行为进行解析，所以能够容易近似地再现与咽下有关的实际现象。然后，使用容易地再现与咽下有关的实际现象的该咽下模拟方法来对咽下现象进行解析，能够开发出容易食用的或者容易饮用的食品。

此外，本发明的第二方式所涉及的食品开发支援装置200B在第一方式的基础上，例如图16所示，具备根据动态画面上的模拟食品41的咽下时的行为来评价食品等的食用容易度及/或饮用容易度的评价部60，动态画面是为了模拟地显示由运动解析部50解析出的各口腔器官的运动和模拟食品41～44的咽下时的行为的解析结果而在虚拟空间中形成的虚拟动态画面，评价部60通过虚拟动态画面上的模拟食品的行为是否满足预先设定的条件来进行评价。

在此，所谓虚拟动态画面是指在个人计算机PC的虚拟空间中形成的虚拟的动态画面，但是是与显示到了显示部82上的情况下的动态画面之间内容相同的动态画面。在自动地进行评价的情况下，在计算机内设置模拟画面显示部82A，在存储部83中设置评价条件存储部83A，将解析结果动态地显示在模拟画面显示部82A的虚拟动态画面上，并将其与评价条件存储部83A的评价条件进行对照来进行评价。评价结果被自动地存储在存储部83的评价结果记录部83B中。此外。模拟画面显示部82A也隶属于显示部82，虚拟动态画面也隶属于显示部82的动态画面。另外，这样的在虚拟动态画面上动态地显示的情况也被包含在“显示在动态画面上”中。此外，所谓预先设定的条件是指，例如，不进入气道、不堵塞食道、不附着在舌头上或食道上、从口腔内导入起至食道通过为止的时间为规定的范围内、壁面受到的应力为规定的值以下、壁面上的剪切应力为规定的值以下，等等。通过如本方式那样构成，将虚拟动态画面与评价条件存储部83A中存储的评价条件进行对照，能够自动地评价食品等的食用容易度及/或饮用容易度。

为了解决上述课题，本发明的第三方式所涉及的食品开发方法例如图12所示，包括：口腔建模步骤（S010），形成由口腔器官构成的口腔模型11；器官特性设定步骤（S020），设定口腔模型11中的各口腔器官的器官特性；器官运动设定步骤（S030），设定口腔模型11中的各口腔器官的运动；食品物性设定步骤（S040），设定作为解析对象的食品等及其物性；输入步骤（S050），向口腔输入将食品等模型化了的模拟食品；运动解析步骤（S060），使用粒子法来对口腔器官模型11中的各口腔器官的运动和模拟食品41的咽下时的行为进行解析；显示步骤（S070），将运动解析步骤（S060）解析出的各口腔器官的运动和模拟食品41的咽下时的行为的解析结果，显示在动态画面上；评价步骤（S080），根据模拟食品41的咽下时的行为的解析结果，评价食品的食用容易度、饮用容易度；物性决定步骤（S090），决定评价步骤（S080）中被视为适当的食品等的物性；食品试制步骤（S110），以具有在物性决定步骤（S090）中决定为适当的物性的方式适当地设定制造条件来进行试制；以及制造条件决定步骤（S120），基于食品试制步骤（S110）的结果，决定用于将食品等的物性设为在物性决定步骤（S090）中决定为适当的物性的制造条件。

本方式是与第一方式所涉及的食品开发支援装置100A对应的食品开发方法。在此，评价步骤（S080）包含人进行评价的情况和装置自动地评价的情况这两者。此外，物性决定步骤（S090）中，例如在利用多个物性值进行了模拟的情况下，适当的物性的范围被确定。另外，适当的物性可以是一点。在物性为多个的情况下，能够制作适当的范围的映射图。此外，也可以将适当的范围分为多个等级（等级A～等级C等）来表示。此外，在食品试制步骤（S110）中，以具有在物性决定步骤（S090）中决定为适当的物性的方式适当地设定制造条件来进行试制。制造条件决定步骤（S120）中，基于食品试制步骤（S110）的结果，决定用于将食品的物性设为在物性决定步骤（S090）中决定为适当的物性的制造条件。该制造条件可以是1点，也可以指定范围。此外，可以规定最佳值，也可以将适当的范围分等级。

通过本方式这样构成，使用容易地再现与咽下有关的实际现象的咽下模拟方法来对咽下现象进行解析，能够开发出容易食用的或者容易饮用的食品。

此外，本发明的第四方式所涉及的食品开发方法在第三方式的基础上，例如图17所示，动态画面是为了模拟地显示运动解析步骤（S060）中解析出的各口腔器官的运动和模拟食品41的咽下时的行为的解析结果而由食品开发支援装置200B在虚拟空间内形成的虚拟动态画面，显示步骤是将解析结果模拟地显示在虚拟动态画面上的虚拟显示步骤（S075），评价步骤（S080）是评价虚拟显示步骤（S075）中模拟地显示的虚拟动态画面上的模拟食品的行为是否满足预先设定的条件。

通过本方式这样构成，食品开发支援装置200B将虚拟动态画面与评价条件存储部83A中存储的评价条件进行对照，能够自动地评价食物的食用容易度、饮用容易度。

此外，本发明的第五方式所涉及的食品开发方法在第三或者第四方式的基础上，例如图12所示，在食品物性设定步骤（S040）中变更地设定食品等的物性而反复进行食品物性设定步骤（S040）至评价步骤（S080）。

通过这样构成，由于通过多个不同物性进行模拟、进行比较，所以，能够求出适当的物性的范围。此外，还能够从模拟中选择最佳物性。此外，在采用多个物性的情况下，能够制作出多维空间内的适当的物性的映射图。

此外，本发明的第六方式所涉及的食品开发方法在第三至第五方式中的任意的基础上，例如图3所示，器官特性设定步骤（S020）将口腔壁设为刚体，将舌头设为弹性体，器官运动设定步骤（S030）在舌头内设置多个移动壁18，多个移动壁18以规定的周期具有规定的相位差地在与舌头15的表面交叉的方向上运动，从而设定为舌头15进行蠕动运动或者波动运动，设定为软腭16、会厌17及食道壁19相对于蠕动运动或者波动运动以规定的相位差进行运动，运动解析步骤（S060）将舌头15及模拟食品41作为粒子来处理。

在此，将舌头15的表面称作表侧（上侧）表面。此外，蠕动运动是指对大肠·小肠等消化管的运动进行了模拟的运动，波动运动是指对波的运动进行了模拟的运动。若如本方式那样构成，则对多个移动壁18，设定使周期相同而相位错开的运动，由此，能够与实际现象接近地再现舌头的蠕动运动或者波动运动，能够在咽下现象中近似地再现实际现象。

此外，本发明的第七方式所涉及的食品开发方法在第三至第六方式中的任意的基础上，例如图15所示，器官运动设定步骤（S020）将软腭16及会厌17的运动设定为旋转中心移动的旋转体的运动。

通过这样构成，能够以使软腭16及会厌17的运动接近于实际现象的方式进行再现。

此外，本发明的第八方式所涉及的食品开发方法在第三至第七方式中的任意的基础上，例如图6所示，食品物性设定步骤（S040）作为解析对象而设定不同物性的液体或者固体的多个模拟食品42、43，运动解析步骤（S060）针对多个模拟食品42、43求出自由表面和多个模拟食品间的边界，进行多个模拟食品42、43的连动行为的解析。

通过这样构成，能够针对多个模拟食品以使食品的连动行为接近实际现象的方式进行再现，对于连动行为的解析是有效的。

此外，本发明的第九方式所涉及的食品开发方法例如图12所示，口腔建模步骤（S010）形成二维的口腔器官模型11，运动解析步骤（S060）进行二维空间内的模拟食品41的行为的解析。

通过这样构成，通过将口腔模型11内的模拟食品41的行为在二维空间内近似地进行表现，能够基于简单的解析来高效地评价食品的食用容易度、饮用容易度。

此外，本发明的第十方式所涉及的食品制造方法例如图13所示，在第三至第九方式中的任意的基础上，该食品开发方法的制造条件决定步骤（S120）中，具备食品调制步骤（S130），该食品调制步骤（S130）使用被决定为是用于设为在物性决定步骤（S090）中决定为适当的物性的制造条件的制造条件，来调制食品。

在此，在食品开发方法中，典型地反复进行模拟，确认适当的物性，然后以设为适当的物性的方式决定制造条件，由此，对食品进行开发，但是在食品制造方法中，只要在制造步骤中的任意步骤（例如原料配合步骤或烧制步骤）中使用在食品开发方法的制造条件决定步骤中决定的制造条件来进行制造，那么就相当于该方式。

通过这样构成，能够可靠地制造出食用容易度、饮用容易度优良的食品。

为了解决上述课题，本发明的第十一方式所涉及的饮食教育支援装置300A例如图18所示，具备：口腔建模部10，形成由口腔器官构成的口腔模型11；器官特性设定部20，设定口腔模型11中的各口腔器官的器官特性；器官运动设定部30，设定口腔模型11中的各口腔器官的运动；食品物性设定部40，设定作为解析对象的食品等及其物性；输入部81，向口腔输入将食品等模型化了的模拟食品41；运动解析部50，使用粒子法对口腔器官模型11中的各口腔器官的运动和模拟食品41的咽下时的行为进行解析；显示部82，将由运动解析部50解析出的各口腔器官的运动和模拟食品41的咽下时的行为的解析结果，显示在动态画面上；评价结果记录部83B，根据模拟食品41的咽下时的行为的解析结果，记录食品等的食用容易度、饮用容易度的评价结果；以及教示部85，将由显示部82显示在动态画面上的模拟食品41的咽下时的行为，与评价结果记录部83B中记录的食品的评价结果相关联地进行解说。

本方式是应用了第一方式所涉及的食品开发支援装置200A的饮食教育支援装置300A。通过这样构成，使用容易地再现与咽下有关的实际现象的咽下模拟方法来显示咽下现象，因此，能够易于理解食品的食用容易度或者饮用容易度，对于饮食教育是有效的。

为了解决上述课题，本发明的第十二方式所涉及的饮食教育方法例如图19所示，包括：口腔建模步骤（S010），形成由口腔器官构成的口腔模型11；器官特性设定步骤（S020），设定口腔模型11中的各口腔器官的器官特性；器官运动设定步骤（S030），设定口腔模型11中的各口腔器官的运动；食品物性设定步骤（S040），设定作为解析对象的食品等及其物性；输入步骤（S050），向口腔输入将食品等模型化了的模拟食品；运动解析步骤（S060），使用粒子法，对口腔器官模型11中的各口腔器官的运动和模拟食品41的咽下时的行为进行解析；显示步骤（S070），将由运动解析步骤（S060）解析出的各口腔器官的运动和模拟食品41的咽下时的行为的解析结果，显示在动态画面上；评价步骤（S080），根据模拟食品41的咽下时的行为的解析结果，进行食品的评价；以及教示步骤（S082），将显示步骤（S070）中显示在动态画面上的模拟食品41的咽下时的行为，与评价步骤（S080）中评价出的食品的评价结果相关联地进行教示。

本方式是与第十一方式所涉及的饮食教育支援装置300A对应的饮食教育方法。通过这样构成，使用容易地再现与咽下有关的实际现象的咽下模拟方法来显示咽下现象，因此，能够易于理解食品的食用容易度或者饮用容易度，对于饮食教育是有效的。

发明效果

根据本发明，使用容易地再现与咽下有关的实际现象的咽下模拟方法来对咽下现象进行解析，能够开发出容易食用的或者容易饮用的食品。

附图说明

图1是用于说明格子法与粒子法的区别的图。

图2是表示实施例1的咽下模拟装置的结构例的图。

图3是表示口腔模型的例子的图。

图4是模拟地表示水的咽下现象的图。

图5是模拟地表示粘着性的食物块（假设粘糕）的咽下现象的图。

图6是模拟地表示粘着性的食物块在冲水时的咽下现象的图。

图7是表示胶冻状食物块的咽下模拟结果的图。

图8是模拟地表示会厌移动迟缓的情况下的咽下现象的图。

图9是模拟地表示食道·气道的边界面的移动迟缓的情况下的咽下现象的图。

图10是表示实施例1的咽下模拟方法的处理流程例的图。

图11是表示实施例1的食品开发支援装置的结构例的图。

图12是表示实施例1的食品开发方法的处理流程例的图。

图13是表示实施例1的食品制造方法的处理流程例的图。

图14是表示实施例2的咽下模拟装置的结构例的图。

图15是表示实施例2的咽下模拟方法的处理流程例的图。

图16是表示实施例2的食品开发支援装置的结构例的图。

图17是表示实施例2的食品开发方法的处理流程例的图。

图18是表示实施例5的饮食教育支援装置的结构例的图。

图19是表示实施例5的饮食教育方法的处理流程例的图。

图20是表示咽下造影的例子的图。

图21是表示肌电位测定的例子的图。

具体实施方式

本申请基于在日本于2011年6月30日申请的特愿2011-146781号，该在先申请的内容作为本申请的内容，构成本申请的一部分。通过以下的详细说明，本发明能够被完全理解。本发明的进一步的应用范围，通过以下的详细说明也能够明了。然而，详细的说明及特定的实例是本发明的优选的实施方式，仅是以说明为目的进行了记载。对于本领域技术人员来说，当然能够根据该详细的说明，在本发明的精神和范围内进行各种变更和改变。申请人并不意欲将所记载的所有实施方式都献于公众，改变、代替方案当中的在表述上未被包含在权利要求书内的方案，也是等同原则下的发明的一部分。

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在各图中，对相互相同或者相当的部分赋予相同附图标记，省略重复的说明。

［粒子法］

本实施方式中，作为能够对液面的大变形、飞沫等进行表现的解析方法，使用将解析对象的液体或固体作为粒子来处理的粒子法来进行模拟。因此，首先，说明粒子法。

图1示出了以往的解析手法即格子法与新的解析手法即粒子法的区别。图1（a）示出了格子法的概念图，图1（b）示出了粒子法的概念图。格子法中，用格子将解析区域分割，按照每个格子来计算物理量。即，液面的变化是沿着格子的形状来进行的，飞沫或液面较大地变形的情况下的解析是很困难的。与此相对，粒子法、特别是MPS（Moving particle-Semi-implicit）法是1995年开发的比较新的解析手法（Koshizuka et al，Comput.FluidDynamics J，4，29-46，1995）。将流体置换为粒子，按照每个粒子来计算物理量。作为其结果，能够实现液面的微妙变化的解析，使得飞沫、液面较大地变形的情况下的解析成为可能。然而，迄今为止没有使用粒子法的生物体内部的流体·食物块的解析。于是，本申请的发明人开发了在生物体内液体·食物块行为的推断中应用了粒子法的模拟装置和模拟方法。以下，对该实施方式进行说明。

MPS法中，作为非压缩性流体的支配方程式，建立质量保存式和运动量保存式。运动量保存法则的时间微分使用拉格朗日微分即可，不需要将表示移动·流动的项记为显式。导入加权函数w（r）（是粒子间距离r的函数，表示为w（r）＝r_E/r-1；0≦r＜r_E，w（r）＝0；r_E＜r，在一定的距离r_E内为粒子间距离r的减函数，在一定的距离外为0），对粒子间相互作用利用该加权核函数。在粒子间相互作用模型中对各粒子的位置处的物理量，建立拉普拉斯模型，对离散化方程式进行求解。若根据矩阵方程式的解法对其进行求解，则得到速度，各粒子的位置被确定。

用于执行本实施例所涉及的咽下模拟方法的模拟器（解析软件）进行口腔器官的建模，使用粒子法对通过口腔、进而咽喉时的流体·食物块的行为进行解析。

根据模拟器的解析结果，例如：

（a）根据食物的物性值的不同，来推测咽下·误咽·误饮风险；

（b）根据食物的物性值的不同，来推断咽下时间；

（c）根据食物的物性值的不同，来推断对咽喉壁施加的力及剪切应力；

（d）根据上述数据和感官评价之间的相关性，来评价饮用容易度·食用容易度、饮用困难度·食用困难度。

评价分为评价者进行的情况和咽下模拟装置自动地进行的情况。

实施例1

［咽下模拟装置结构］

图2示出了实施例1的咽下模拟装置100A的结构例。实施例1中说明评价者进行食品的输入并观察动态图像来进行咽下评价的例子。

咽下模拟装置100A包括：口腔建模部10，形成由口腔器官构成的口腔模型；器官特性设定部20，设定口腔模型中的各口腔器官的器官特性；器官运动设定部30，设定口腔模型中的各口腔器官的运动；食品物性设定部40，设定作为解析对象的食品及其物性；输入部81，向口腔输入将食品模型化了的模拟食品；运动解析部50，使用粒子法，对口腔器官模型中的各口腔器官的运动和模拟食品的咽下时的行为进行解析；显示部82，将由运动解析部50解析出的各口腔器官的运动和模拟食品的咽下时的行为的解析结果，显示在动态画面上；物性决定部70，决定基于评价结果而被视为适当的食品等的物性；控制部90，控制咽下模拟装置100A及其各部，作为咽下模拟装置100A发挥功能；以及存储部83，存储口腔模型、器官特性、设定条件、解析结果和评价结果。其中，口腔建模部10、器官特性设定部20、器官运动设定部30、食品物性设定部40、运动解析部50、物性决定部70及控制部90能够由个人计算机PC来实现，设置在个人计算机PC内。评价者观察显示部82的动态画面来进行评价，将评价结果从输入部81输入。所输入的评价结果被记录在存储部83的评价结果记录部83B中。另外，本发明中，也可以是人（例如评价者）来进行物性决定的方式（参照实施例4）。

图3示出了口腔模型11的例子。图3（a）示出了该模型中的可动部分，图3（b）示出了该模型中的舌头15的移动壁18（进行蠕动运动的）部分。本实施例中，示出了移动壁18为4个且进行蠕动运动的例子。口腔建模部10形成由如下的口腔器官构成的口腔模型11：口腔壁12、食道13（示出了入口部分）、气道14（示出了入口部分）、舌头15、软腭16、会厌17等。各口腔器官的器官特性（刚体、弹性体、塑性体、粘性体、粉末体、流动体等的分类、以及弹性率、粘度等物性，是由器官特性设定部20来设定的。为了简单，将舌头15、软腭16、会厌17、食道入口13设为弹性体，其他设为刚体。口腔器官的运动（往复运动、旋转运动、蠕动运动等）由器官运动设定部30来设定。为了简单，舌头15的运动通过蠕动运动来表示，软腭16、会厌17通过根部（付け根）的往复运动和围绕根部的旋转运动来表示，食道13的入口部分通过沿与食道13的中心轴成直角的方向的往复运动来表示。另外，也可以代替蠕动运动而使用波动运动。

在此，返回图2。作为咽下模拟的对象，除了食品之外，还可以采用医药品、准医药品（将“食品、医药品或者准医药品”称为“食品等”）。如果食品等为液体，则食品物性设定部40设定液量·粘度·表面张力·比重等物性，如果食品等是固体，则食品物性设定部40设定形状·尺寸·弹性系数·拉伸强度·屈服点·屈服点应力·粘度的滑动速度依存性·动态粘弹性·静态粘弹性·压缩应力·断裂应力·断裂变形·硬度·附着性·凝结性等物性，如果食品等是半固体（具有可塑性而没有流动性），则食品物性设定部40设定量·粘度·比重·屈服点·屈服点应力·粘度的滑动速度依存性·动态粘弹性·静态粘弹性·压缩应力·附着性·凝结性等物性。

输入部81由鼠标、键盘等输入设备构成，向口腔内投入应投入的模拟食品。例如向口腔内拖拽鼠标，模拟食品向口腔内的投入位置例如是口腔内的牙齿的附近（例如模拟食品的长度的1/2以内），将刚拖拽后的时间设为投入时间。

运动解析部50中，对口腔器官的运动所伴随的模拟食品的咽下时的行为进行解析。通过舌头15的蠕动运动、软腭16、会厌17的根部的往复运动和围绕根部的旋转运动、以及食道入口13的往复运动，使得被投入口腔内部的食品等移动。食品等的运动通过粒子法而被解析。食品等不管是固体·半固体·液体，都被作为粒子来处理。

显示部82将食品等的行为的解析结果，显示在动态画面上。也可以将动态图像的1画面作为静止图像来进行显示，也可以使时间后退来进行倒回显示。

存储部83存储口腔模型、器官特性、设定条件、解析结果、评价结果等。

评价是评价者观察显示部82的动态画面来进行的。例如在显示部82所显示的评价表的表格中输入○×、等级、分数等。评价结果被记录在评价结果记录部83B中。在食品物性设定部40中，使食品等的物性值变化来进行评价，由此能够求出食品等的适当的物性值。物性决定部70自动地决定基于评价结果记录部83B中记录的评价结果而被视为适当的食品等的物性。物性数可以是单数也可以是多个。适当的物性例如可以制作适当的范围的映射图（map）来表示，也可以将适当的范围分为多个等级（等级A～等级C等）来表示，也可以表示多个点，也可以表示最佳的1点。在要求出的物性为大量时，也可以使用多维的主成分分析来求出适当的物性的范围。

控制部90控制咽下模拟装置100A及其各部，使其作为咽下模拟装置100A来发挥功能。控制部83在内置存储器中具有咽下模拟器（解析用软件）。

［咽下模拟器］

咽下模拟器是使用通用的二维粒子法解析软件“Physi-Cafe”（PrometechSoftware公司出品）来制作的。本解析软件虽然不能够将流体的物性值、时间等作为数值来直接输入，但能够适宜地改变各自的无维化后的物理量，具有能够简化地高速进行定性的解析的优点。

图3（a）示出了口腔模型11中的可动部分，图3（b）示出了该模型中的舌头15的移动壁18（进行蠕动运动的）部分。在该模型中，为了简化，可动部分仅设为舌头15、软腭16、会厌17、食道13入口这4处。通过蠕动运动而将食物块向后方移送的结构构成为，将4个移动壁18埋入到作为弹性体的舌头15中，以相同的周期但改变振动幅度，进行使相位错开的运动。在该模型中，将作为弹性体而设定的移动壁18设为4个。1个的话不会成为蠕动运动，2个的话也不太灵活，3个以上则能够表现出顺畅的蠕动运动。5个以上的话，不但计算的负荷变大，而且从自然方面来讲与3个或者4个的情况相比无大差异。因而，3个或者4个的情况是优选的。由此，使得弹性体（舌头）自己变形那样的模拟动制作为可能，表现出了对于通常的解析而言非常难的弹性体的强制变形。关于该点，在进行数值解析（模拟）的方面是特征所在。此外，如图3（b）所示，模拟食品及舌头15不管是液体还是固体，全部都由粒子构成。

表1示出了可动部分的运动。移动量通过函数来给出位移、角度，这是较大特征。特别是通过利用周期函数能够进行连续的模拟。表1的A～D是移动壁，在图3（b）中从左侧起按照A、B、C、D的顺序配置。

［表1］

表1标准运动时的移动场所与移动量的关系

各器官的移动量能够通过改变表1内的式子及其参数来容易地变更。具体地说，通过改变正弦函数的振幅，能够调整移动量，通过改变周期、相位，能够调整移动的速度及定时。各部的调整的自由度高这一点，也是本模拟器的特征。

［解析事例1］

图4示出了对水（假设粘度为1mPa·s）41进行了模拟的咽下数值实验的解析例。在此，用t_nd来表示将1次咽下所花费的解析时间（25sec）除以实际的咽下现象（这次解析中定义为进入口中后用1sec结束咽下动作）而得的无维咽下时间。

在t_nd＝0时曾处于舌头15上的液体（水）41在t_nd＝0.24时，被保持在舌头15与软腭16之间。在t_nd＝0.36时示出了如下样态：软腭16一边向后方移动·旋转一边制造出供液体41通过的空间，而另一方面将从鼻腔的通路堵塞。在t_nd＝0.48时示出了如下样态：液体41不进入到被会厌17盖住的气道14中而流入食道13中。在t_nd＝0.6时示出了：在会厌17上升时，周围没有水41，不会产生误咽·误饮。根据该结果同时确认了，能够用粒子法来表现出通过之前的解析手法（格子法）很难表现出的、伴随有自由表面的复杂流体的行为。

［解析事例2］

图5示出了咽下附着性高的粘糕42等食物块时的模拟结果。成为这次开发的模拟器的基本的解析软件中，粘着性等物性值不是被当做绝对值来处理，而是当做相对于某标准的物体的物性值的相对值来处理的，因此，在本模拟中，以具有附着于腭的程度的粘着性的方式使粘着性适当地变化（约600～2300J/m³）来进行了解析。在t_nd＝0时曾处于舌头15上的粘着性食物块42在t_nd＝0.24时粘在腭壁12（硬腭）上，看不出向后方的流动。在t_nd＝0.36时示出了如下样态：尽管舌头15进行蠕动运动，食物块42仍然附着在腭上而被延伸。在t_nd＝0.48时示出了如下样态：由会厌17形成了盖，但食物块42附着于软腭16而无法脱离下来。最后，在t_nd＝0.6时也是，粘着性的食物块42牢固地附着于软腭16。

图6示出了对在粘着性的食物块42堵塞在软腭16附近的状态之后、在口中含入冲水用的液体（假设为水）43，对正堵塞的食物块42进行冲洗的样态进行了模拟的结果。确认到了如下样态：从t_nd＝0.36时起，含入口中的冲水43流入喉头，但在t_nd＝0.48时，粘着性食物块42仍残留在会厌17处，通过1次冲水很难冲洗下去。在本模拟器中还确认到了，与实际现象相同，粘着性高的食物块的冲水需要进行多次。

这样可知，本模拟器将粘度、粘着性和表面张力等不同的液体、固体、半固体状态的食物块·流体的2个以上耦合起来进行解析。具有自由表面并且物性不同的液体-液体、液体-固体、固体-固体的耦合解析，是迄今为止非常困难的，而通过使用粒子法能够容易地进行定性的解析。

［解析事例3］

图7示出了咽下胶冻等若受到某一定的力则破坏的食物块44时的模拟结果。在此，食物块44的硬度是相对于基准食物块的相对比率，使用相对弹性率来表示。刚要咽下时的食物块44的形状全部相同。

图7（o）示出了刚要咽下时的状态。图7（a）示出了食物块44的相对弹性率较低（相对弹性率＝1）的情况。可知，在进入食道13的瞬间，食物块44与食道13的形状相应地变形而流进。图7（b）示出了相对弹性率为中程度（相对弹性率＝2）的情况。捕捉到了未完全变形为食道13的形状、被挤出的食物块44被食道13和会厌17夹住而被弄碎的瞬间。若被弄碎的食物块44进入到气道14中，则会产生误咽·误饮。换句话说，可以想到，即便是某种程度柔软的食物块，但只要是未完全变形成进入到食道13中的大小，就存在误咽·误饮的风险。图7（c）示出了相对弹性率较高（相对弹性率＝4）的情况。由于是相对弹性率较高的食物块44，所以，推断为形状基本不变形，在会厌17处堵塞或流入气道14。

实际现象中也是，从由魔芋胶冻引起的窒息事故的经验等可知，为了防止窒息事故，产品的大小及硬度很重要。考虑到这次的模拟结果也获得了同样的趋势，给出了使用了粒子法的本模拟器也能够应用到胶冻状食物块的咽下模拟中的可能性的启示。

［解析事例4］

可以想到人体的某些功能降低可能会引起误咽·误饮。于是，针对人体的一些功能降低进行了模拟研究。

表2示出了会厌17的移动变迟缓的情况下的模拟条件。具体地说，减小了会厌17的旋转方向的振幅（减半）。

［表2］

表2会厌移动迟缓的情况下的移动场所与移动量的关系

图8示出了会厌17的移动变迟缓的情况下的模拟结果。与图4相比较可知，在图4中，t_nd＝0.48时，会厌17对气道14完全地“加盖”而防止了液体41向气道14的流入，而在进行了功能限制的图8中确认到了，会厌17不发挥功能，绝大多数的水41被误饮到气道14。

表3示出了食道13入口部分的移动量变少的情况下的解析条件。具体地说，减缓了将食道13与气道14分隔的食道壁的移动速度（减半）。

［表3］

表3食道开口迟缓的情况下的移动场所与移动量的关系

图9示出了模拟结果。与图4比较可知，在图4中，t_nd＝0.48时，会厌17对气道14完全地“加盖”而防止了液体41向气道14的流入，与此相对，在进行了功能限制的图9中确认到了，会厌17无法将气道14完全地堵塞，流入来的水41的一半被误饮（误吸）到气道14。

这样，通过简单的设定变更，对会引起误咽·误饮的功能降低也进行了模拟验证。

以上，根据本模拟器，能够进行各种食品等的咽下时的行为的解析。定量的研讨需要三维解析，但是在不管是二维还是三维都能够对这些咽下现象进行解释这一点，粒子法是很优越的。该点是将粒子法使用在咽下模拟器中时的优点。

图10示出了实施例1的咽下模拟方法的处理流程例。首先，形成由口腔器官构成的口腔模型11（S010：口腔建模步骤）。接下来，设定口腔模型11中的各口腔器官的器官特性（S020：器官特性设定步骤）。接下来，设定口腔模型11中的各口腔器官的运动（S030：器官运动设定步骤）。接下来，设定作为解析对象的食品等及其物性（S040：食品物性设定步骤）。这些设定内容能够与状况相应地自由选择。设定内容被存储在存储部83中。接下来，向口腔输入将食品模型化了的模拟食品41～44（S050：输入步骤）。输入例如通过评价者用鼠标将光标向口腔内拖拽来进行。接着，使用粒子法，对口腔器官模型11中的各口腔器官的运动和与模拟食品41～44的咽下有关的行为进行解析（S060：运动解析步骤）。例如能够使用MSP法。接下来，显示在运动解析步骤（S060）中得到的解析结果（S070：显示步骤）。接下来，根据咽下时的模拟食品41的行为的解析结果，进行食品的食用容易度及/或饮用容易度的评价（S080：评价步骤）。评价是评价者观察显示部82的动态画面来进行的。例如，在显示于显示部82的评价表的表格中输入○×、等级、分数等。若进行完评价，则返回食品物性设定步骤（S040），变更食品的物性来进行设定，反复进行到以后的评价步骤为止。应该变更的物性值能够由评价者的判断来自由选择。尤其是，如果第一次找出了适当的物性，那么可以省略之后的设定和评价。接下来，决定在评价步骤（S080）中被视为适当的食品的物性（S090：物性决定步骤）。在此，可以示出适当的物性的范围，也可以对适当的物性分等级，也可以选择最优值。

评价项目例如如下所示。

（a）是否有咽下·误咽·误饮风险（附着到腭壁等上难剥离、堵塞咽喉和食道、进入气道）；

（b）咽下时间为多少，是否超过了阈值；

（c）对咽喉壁施加的应力及剪切应力为多少，是否超过了阈值；

（d）基于（a）～（c），考虑与另外进行了数据取得的感官评价（美味、爽快感等）之间的相关性，综合地评价饮用容易度·食用容易度、饮用困难度·食用困难度。

［食品开发］

接下来，说明使物性值变化来进行模拟，将模拟结果应用到食品开发中的例子。

图11示出了食品开发支援装置200A的结构例。在图2的咽下模拟装置100A中，追加了食品试制结果记录部83C、决定制造条件记录部83D、制造条件决定部84（图中用粗字体表示）。食品试制结果记录部83C隶属于存储部83，记录以具有由物性决定部70决定为适当的物性的方式适当地设定条件进行了试制的结果。制造条件决定部84设置在个人计算机PC内，基于食品试制结果记录部83C中记录的试制结果，决定用于将食品等的物性设为由物性决定部70决定为适当的物性的制造条件。所决定的制造条件被记录在存储部83的决定制造条件记录部83D中。由此，用于设为由物性决定部70决定为适当的物性的制造条件变明确，能够可靠地制造出容易食用的及/或容易饮用的物性的开发食品。

图12示出了食品开发方法的处理流程例。在图10的咽下模拟方法的处理流程例之后追加了食品试制步骤（S110）及制造条件决定步骤（S120）。在食品试制步骤（S110）中，以具有在物性决定步骤（S090）中决定为适当的物性的方式适当地设定制造条件而进行了试制。例如，对于点心，适当地设定原料的配合条件（配合比、搅拌等）、烧制条件（温度、时间、环境气氛等）、冷却条件（温度、时间、环境气氛等）、尺寸等，来进行试制。作为试制的结果，将所得到的物性与制造条件建立关联地记录在存储部83的食品试制结果记录部83C中。在制造条件决定步骤（S120）中，基于食品试制步骤（S110）中的试制结果，即基于食品试制结果记录部83C中记录的试制结果，决定用于将食品的物性设为在物性决定步骤（S090）中决定为适当的物性的制造条件。例如，在食品试制步骤（S110）中，如果在原料的配合比为A、烧制温度为B时会得到成为被决定为适当的物性这样的结果，那么作为用于设为被决定为适当的物性的制造条件，而决定成原料的配合比为A、烧制温度为B。该制造条件可以是1点，但是也可以指定范围。此外，也可以确定最佳值，也可以将适当的范围分等级。此外，该决定可以是人来进行，也可以是由制造条件决定部84基于食品试制结果记录部83C中记录的试制结果来自动地进行。制造条件决定步骤（S120）中决定的结果被记录在例如存储部83的决定制造条件记录部83D中。另外，在由人来决定的情况下，也可以记录在笔记中。

［解析事例5］

解析事例1中，示出了对水（假设ImPa·s）进行了模拟的咽下数值实验的解析例，但在此，设为使流体的粘度变化来进行解析。例如，能够相对于水相将橄榄油、橄榄角鲨烯、蓖麻油、巴西棕榈蜡等植物油作为乳化剂进行添加。若以使这些油性成分成为液体整体的0.5～20重量％的方式进行配合，则形成O/W型乳浊液类型的乳化液体，能够调整乳化液体的粘度。此外，能够利用搅拌的转速来调整粘度（例如参照特开平10-182339号公报）。

将使该粘度变化了的乳化液体作为模拟食品，使用咽下模拟器来进行解析。可以想到，随着粘度变高，咽下时间t_nd变大。对咽下时间设定阈值，如果是阈值以下则视为适当，如果超过阈值则视为不适当。由此，能够规定适当的粘度的范围。由此，在食品试制步骤（S110）中，作为制造条件设定例如乳化剂的配合比或/及搅拌的转速，来进行试制，借助试制来决定适当的制造条件。

［解析事例6］

解析事例2中，使食物块42的粘着性变化来进行解析。然而，作为高粘着性的食物块，利用粘大米制作的粘糕是代表例，但是日本农林水产省开发了粘小麦（参照“粘小麦商品开发研究会”主页摘录，［online］，［平成23年6月29日检索］，“粘小麦是指”，http：//mochikomugi.com/hiroba（参考資料1），“FAQ”，http：//mochikomugi.com/faq（参考資料2）），用粘小麦制作出的粘糕与用大米制作出的粘糕相比，粘着性较低，更容易食用。因此，可以想到，通过将粘大米和粘小麦混合并改变混合比率，能够使制作出的粘糕的粘着性变化。此外，可以想到，通过改变揉和粘糕的时间能够使粘着性变化。对使粘着性变化了的模拟食品进行咽下模拟，将在咽下时模拟食品附着在腭壁或软腭怎么也脱离不下来的情况、堵塞了咽喉或食道的情况、或者咽下时间超过阈值的情况视为不适当，将不成为这些情况的情况视为适当。由此，能够规定适当的粘着性的范围。由此，在食品试制步骤（S110）中，作为制造条件，设定例如粘大米与粘小麦的混合比率或者揉和粘糕的时间来进行试制，借助试制来决定适当的制造条件。

［解析事例7］

解析事例2中，进行了在粘着性的食物块42堵塞在软腭16附近的状态之后、使用冲水4来进行冲洗的模拟。在此，使用改变了解析事例5的粘性的乳化液体，进行冲洗模拟。此时也是，将在咽下模拟时模拟食品附着在腭壁、软腭上怎么也不脱离的情况、堵塞了咽喉或食道的情况、进入到气道的情况、或者咽下时间超过阈值的情况视为不适当，将不成为这些情况的情况视为适当。由此，能够规定适当的粘度的范围。由此，在食品试制步骤（S110）中，作为制造条件而设定例如乳化剂的配合比或/及搅拌的转速来进行试制，借助试制来决定适当的制造条件。

［解析事例8］

解析事例3中，对胶冻等具有弹性率的食物块进行了咽下模拟，但是在此，较大范围地改变相对弹性率来进行模拟。将被弄碎的食物块44进入到气道14的情况、无法变形为进入到食道13的大小的情况视为不适当，将不成为这些情况的情况视为适当。由此，能够规定适当的弹性率的范围。胶冻状饮食品若将例如卡拉胶、黄原胶、槐豆胶、果胶、甘露蜜等凝胶化剂以成为胶冻状饮食品全部重量的0.001～1.0重量％的方式进行配合，则以储藏弹性率0.05～150Pa进行变化（例如参照特开2001-299241号公报）。因此，在食品试制步骤（S110）中，以使胶冻状饮食品的弹性率成为适当的方式，作为制造条件设定例如凝胶化剂的配合量来进行试制，借助试制来决定适当的制造条件。

［解析事例9］

解析事例3中，对胶冻等具有弹性率的进行咽下模拟，但是在此，改变尺寸来进行模拟。例如，使胶冻状饮食品的最初的直径在2mm～20mm间变化来进行模拟。将被弄碎的食物块44进入气道14的情况、无法变形为进入到食道13的大小的情况视为不适当，将不成为这些情况的情况视为适当。由此，能够规定适当的尺寸的范围。尺寸的调制是通过容器的模子的尺寸来进行的。在食品试制步骤（S110）中，作为制造条件，例如设定使胶冻凝固的容器的模子的尺寸来进行试制，借助试制来决定适当的制造条件。

［食品制造方法］

图13示出了食品制造方法的处理流程例。食品制造步骤中具有食品调制步骤（S130）。该食品调制步骤（S130）使用在图12的食品开发方法的制造条件决定步骤（S120）中决定为是用于设为在物性决定步骤（S090）中决定为适当的物性的制造条件的制造条件，来调制食品。制造步骤中的哪个步骤都可以。例如在点心的制造中，能够在原料配合步骤或烧制步骤等步骤中调制食品。此时，在该食品调制步骤（S130）的制造条件是在制造条件决定步骤（S120）中决定的条件的情况下，相当于该实施例。制造条件决定步骤（S120）中决定的结果被记录在例如存储部83的决定制造条件记录部83D中。

如以上那样，根据本实施例，对口腔模型11，设定器官特性、口腔器官的运动、食品的物性，使用粒子法对食品的行为进行解析，所以能够使用容易地再现与咽下有关的实际现象的咽下模拟方法来对咽下现象进行解析，能够开发出容易食用的或者容易饮用的食品。

实施例2

实施例1中说明了评价者进行食品的输入、观察动态图像来进行咽下评价的例子。实施例2中说明咽下模拟装置基于设定来自动地进行食品的输入，咽下模拟装置自动地进行咽下评价的例子。主要对与实施例1的不同点进行说明（对以下的实施例也同样，主要说明不同点）。

图14示出了实施例2的咽下模拟装置100B的结构例。与实施例1（参照图2）相比，在个人计算机（PC）内，追加了自动地评价食品的食用容易度及/或饮用容易度的评价部60、将模拟食品的咽下时的行为的解析结果显示在虚拟动态画面上的模拟画面显示部82A、设定模拟食品的输入条件的食品输入设定部45，在存储部83内追加了存储评价条件的评价条件存储部83A。其他结构与实施例1同样。

图15示出了咽下模拟方法的处理流程例。在输入步骤（S050）之前追加了用于设定食品的输入条件的食品输入设定步骤（S045），在显示部83进行动态画面显示的显示步骤（S070）替代在模拟画面显示部82A的虚拟画面上进行显示的步骤（S075）。此外，评价步骤（S080）中，评价部60自动地进行评价。其他步骤与实施例1同样。

实施例2中，对食品输入设定部45预先设定食品的投入位置和投入定时（S045：食品输入设定步骤）。模拟食品向口腔内的投入位置例如设为口腔内的牙齿的附近（例如模拟食品的长度的1/2以内）。接着，根据设定条件（场所、定时），向口腔内投入模拟食品（S050：食品输入步骤）。此外，在自动评价的情况下，预先将评价条件存储在评价条件存储部83A中，在个人计算机PC内的模拟画面显示部82A的虚拟动态画面上，显示作为模拟的解析结果的口腔模型11和模拟食品41的行为，通过评价部60，将模拟画面显示部82A的显示与评价条件存储部83A的评价条件进行对照，由此进行评价。

评价项目例如如下所示。

（a）是否有咽下·误咽·误饮风险（附着到腭壁等上难剥离、堵塞咽喉和食道、进入气道）；

（b）咽下时间为多少，是否超过了阈值；

（c）对咽喉壁施加的应力及剪切应力为多少，是否超过了阈值；

（d）基于（a）～（c），考虑与另外进行了数据取得的感官评价（美味、爽快感等）之间的相关性，综合地评价饮用容易度·食用容易度、饮用困难度·食用困难度。将（a）～（c）和感官评价分别数值化，分别乘以加权系数来用合计数自动地进行综合评价。另外，也可以省略（c）及感官评价。

图16示出了食品开发支援装置200B的结构例。在图14的咽下模拟装置100B中追加了食品试制结果记录部83C、决定制造条件记录部83D和制造条件决定部84（图中用粗体字表示）。食品试制结果记录部83C记录以具有由物性决定部70决定为适当的物性的方式适当地设定制造条件来进行了试制的结果。制造条件决定部84基于食品试制结果记录部83C中记录的试制结果，决定用于将食品等的物性设为由物性决定部70决定为适当的物性的制造条件。所决定的制造条件被记录在存储部83的决定制造条件记录部83D中。

图17示出了食品开发方法的处理流程例。在图15的咽下模拟方法的处理流程例之后追加了食品试制步骤（S110）及制造条件决定步骤（S120）。由此，用于设为由物性决定部70决定为适当的物性的制造条件变明确，能够可靠地制造出容易食用的及/或容易饮用的物性的开发食品。

其他结构及处理流程与实施例1同样，能够与实施例1同样地，使用容易地再现与咽下有关的实际现象的咽下模拟方法来对咽下现象进行解析，能够开发出容易食用的或者容易饮用的食品。

此外，在输入和评价中的一方能够用人手来进行、另一方用计算机来进行的情况下，也能够同样地实施，并得到同样的效果。

实施例3

以上的实施例中，说明了评价者进行评价的例子和咽下模拟装置进行自动评价的例子，但是，也可以是，对咽下模拟装置的评价结果（一部分或者整体）进行显示，进而请求评价者进行评价。关于处理流程，在实施例2的评价步骤（S080）中，在显示部82上，与评价表一起显示咽下模拟装置的评价结果（一部分或者整体）。评价者参照咽下模拟装置的评价结果，向评价表输入自己的评价结果。食品输入步骤（S050）可以是人手输入也可以是自动输入。其他装置结构及处理流程与实施例2同样，能够与实施例2同样地提供咽下模拟装置及咽下模拟方法，能够容易地再现与咽下有关的实际现象。

实施例4

以上的实施例中，说明了由物性决定部70自动地决定被视为适当的食品等的物性的例子，但是在本实施例中说明人来决定的例子。关于本实施例的装置结构，典型地来讲，删除了实施例1中的图2的物性决定部70。关于处理流程例，能够使用图10。另外，也可以设有物性决定部70，在该情况下不使用，或者将物性决定部70的决定结果供决定者（例如评价者）参考而示出。决定是人来决定被视为适当的食品等的物性，而就基于评价结果来进行这一点是没有差别的，因此，思考过程能够稍微变更，但可以预测到是几乎同样的结果。其他装置结构及处理流程与实施例1同样，能够与实施例1同样地提供咽下模拟装置及咽下模拟方法，能够容易地再现与咽下有关的实际现象。对于实施例2及实施例3，在人进行决定的情况下，也与实施例1的情况是同样的。

实施例5

本实施例中，说明将本发明的咽下模拟应用到饮食教育中的例子。

图18示出了本实施例的饮食教育支援装置300A的结构例。与实施例1的模拟装置100A（图2参照）相比，追加了教示部85，删除了物性决定部70。教示部85将由显示部82在动态画面上显示的模拟食品41的咽下时的行为，与评价结果记录部83B中记录的食品的评价结果相关联地进行解说。本实施例中，教示内容是基于评价结果记录部83B中记录的食品的评价结果的内容，因此，解说内容被预先制作并记录。解说内容可以基于评价结果来由教示部85自动地制作，但优选教育者更易懂地进行编辑·补充。此外，本实施例中，物性决定部70被削除，但是也可以具有物性决定部70，来对物性决定进行解说。另外，教示部85存储解说内容，并且，使由运动解析部50解析出的各口腔器官的运动和模拟食品41的咽下时的行为的解析结果显示在显示部82的动态画面上，将解说内容在显示部82的扬声器等中进行声音输出。

图19示出了本实施例的饮食教育方法的处理流程例。与实施例1的模拟方法100A（图10参照）相比，在评价（S080）之后追加了教示步骤（S082），删除了物性决定步骤（S090）。在教示步骤（S082）中，将显示步骤（S070）中显示在动态画面上的模拟食品的咽下时的行为，与评价步骤（S080）中评价出的食品的评价结果相关联地进行教示。本实施例中，物性决定步骤（S090）被削除了，但是也可以具有物性决定步骤（S090），来对物性决定进行解说。由此，使用容易地再现与咽下有关的实际现象的咽下模拟方法来显示咽下现象，因此，能够容易地理解食品的食用容易度或者饮用容易度，对于饮食教育非常有效。

［程序］

此外，本发明能够作为用于使计算机执行以上的咽下模拟方法的计算机可读取的程序、此外作为存储该程序的存储介质来实现。程序可以保存在咽下模拟装置的控制部中来使用，也可以保存在内置或者外装的存储装置中来使用，也可以从因特网下载来使用。

以上，说明了本发明的实施方式，但实施方式不限于以上的例子，当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内施加各种变更。

例如，在以上的实施例中，针对舌头的移动壁、软腭、会厌、食道壁的运动而示出了一个例子，但是，能够自由地变更运动方程式及参数。此外，除了上述4个器官以外，例如还能够对牙齿赋予运动。这样，能够反映出咀嚼对咽下的影响。此外，食品示例了2个，但是也能够使3个以上食品相连动地解析行为，此外，还能够进行如包着花生的巧克力那样具有不同物性值的固体彼此（固-固）的解析、包着甜酒的巧克力（固-液）的解析、进而调味汁那样的液体彼此（油和醋）的物性值不同的（液-液）混合液的解析。另外，也能够对器官、食品进行分开颜色显示等，进行各种细微的变更。

此外，例如，在以上的实施例中，说明了对食品的粘度、粘着性、弹性率进行调制的例子，但是此外还可以是，使花生巧克力的尺寸、巧克力层的厚度等变化来进行模拟，规定适当的物性来进行食品的调制。

工业上可利用性

本发明被利用于将饮食物的咽下模拟加以利用的食品的开发中。

与本发明的说明相关联（特别是与以下的权利要求相关联）地使用的名词及同样的指示语的使用，只要在本说明书中没有特别的指出、不是明显地与文意相矛盾，那么应该解释为包括单个和多个这双方。语句“具备”、“具有”、“包括”及“包含”，只要没有特别的讲究，应该解释为开放式（即意思为“不限于包括～”）。本说明书中的数值范围的具体描述，只要在本说明书中没有特别指出，仅意图起到用于囊括符合该范围内的各个值的每个的简略记法的作用，各个值如本说明书中分别列举那样组入在说明书中。本说明书中说明的全部方法，只要在本说明书中没有特别指出或不是明显与文意相矛盾，那么能够以所有的适当的顺序来进行。本说明书中所使用的所有例子或者例示性的措辞（例如“等”），只要没有特别申明，则仅意图更好地说明本发明，不构成对本发明的范围的限制。说明书中的所有措辞也是，不会将权利要求书中未记载的要素解释为作为本发明的实施所不可欠缺的要素而示出的要素。

本说明书中，包含有为了实施本发明而发明人所知晓的最佳的方式，说明了本发明的优选实施方式。对本领域技术人员而言，只要读了上述说明，就能够明了这些优选的实施方式的变形。本申请的发明人期待着熟练者能够适当地应用这样的变形，预测通过除了本说明书中具体地说明的以外的方法来实施本发明。因此，本发明如准据法所允许的那样，包含本说明书所附带的权利要求书中记载的内容的修正及其等同物的全部。进而，只要在本说明书中没有特别指出或不是明显与文意相矛盾，那么全部变形中的上述要素的任意组合也被包含在本发明中。

附图标记说明

10  口腔建模部

11  口腔模型

12  口腔壁

13  食道

14  气道

15  舌头

16  软腭

17  会厌

18  移动壁

19  食道壁

20  器官特性设定部

30  器官运动设定部

40  食品物性设定部

41～44，49  模拟食品

45  食品输入设定部

50  运动解析部

60  评价部

70  物性决定部

81  输入部

82  显示部

82A  模拟画面显示部

83  存储部

83A  评价条件存储部

83B  评价结果存储部

83C  食品试制结果存储部

83D  决定制造条件记录部

84  制造条件决定部

85  教示部

90  控制部

100A，100B  咽下模拟装置

200A，200B  食品开发支援装置

300A  饮食教育支援装置

PC  个人计算机

t_nd  无维咽下时间

Claims (12)

1.一种食品开发支援装置，其中，具备：

口腔建模部，形成由口腔器官构成的口腔模型；

器官特性设定部，设定所述口腔模型中的各口腔器官的器官特性；

器官运动设定部，设定所述口腔模型中的各口腔器官的运动；

食品物性设定部，设定作为解析对象的食品、医药品或者准医药品（以下称作食品等）及其物性；

输入部，向口腔输入将所述食品等模型化了的模拟食品；

运动解析部，使用粒子法，对所述口腔器官模型中的各所述口腔器官的运动和所述模拟食品的咽下时的行为进行解析；

显示部，将由所述运动解析部解析出的各所述口腔器官的运动和所述模拟食品的所述咽下时的行为的解析结果显示在动态画面上；

评价结果记录部，根据所述模拟食品的所述咽下时的行为的解析结果，记录所述食品等的食用容易度、饮用容易度的评价结果；

物性决定部，决定基于所述评价结果记录部中记录的评价结果而被视为适当的食品等的物性；

食品试制结果记录部，记录以具有由所述物性决定部决定为适当的物性的方式适当地设定制造条件来进行了试制的结果；以及

制造条件决定部，基于所述食品试制结果记录部中记录的试制结果，决定用于将所述食品等的物性设为由所述物性决定部决定为适当的物性的制造条件。

2.如权利要求1所述的食品开发支援装置，其中，

具备：

评价部，根据所述动态画面上的所述模拟食品的所述咽下时的行为，评价所述食品等的食用容易度及/或饮用容易度；

所述动态画面是为了模拟地显示由所述运动解析部解析出的各所述口腔器官的运动和所述模拟食品的咽下时的行为的解析结果而由咽下模拟装置在虚拟空间内形成的虚拟动态画面；

所述评价部根据所述虚拟动态画面上的模拟食品的行为是否满足预先设定的条件来进行评价。

3.一种食品开发方法，其中，具备：

口腔建模步骤，形成由口腔器官构成的口腔模型；

器官特性设定步骤，设定所述口腔模型中的各口腔器官的器官特性；

器官运动设定步骤，设定所述口腔模型中的各口腔器官的运动；

食品物性设定步骤，设定作为解析对象的食品等及其物性；

输入步骤，向所述口腔输入将所述食品等模型化了的模拟食品；

运动解析步骤，使用粒子法，对所述口腔器官模型中的各所述口腔器官的运动和所述模拟食品的咽下时的行为进行解析；

显示步骤，将所述运动解析步骤中解析出的各所述口腔器官的运动和所述模拟食品的所述咽下时的行为的解析结果显示在动态画面上；

评价步骤，根据所述模拟食品的所述咽下时的行为的解析结果，进行所述食品的食用容易度、饮用容易度的评价；

物性决定步骤，决定所述评价步骤中被视为适当的食品等的物性；

食品试制步骤，以具有所述物性决定步骤中被决定为适当的物性的方式适当地设定制造条件来进行试制；以及

制造条件决定步骤，基于所述食品试制步骤的结果，决定用于将所述食品等的物性设为所述物性决定步骤中被决定为适当的物性的制造条件。

4.如权利要求3所述的食品开发方法，其中，

所述动态画面是为了模拟地显示所述运动解析步骤中解析出的各所述口腔器官的运动和所述模拟食品的咽下时的行为的解析结果而由食品开发支援装置在虚拟空间内形成的虚拟动态画面；

所述显示步骤是将所述解析结果模拟地显示在所述虚拟动态画面上的虚拟显示步骤；

所述评价步骤通过所述虚拟显示步骤中模拟地显示的虚拟动态画面上的模拟食品的行为是否满足预先设定的条件来进行评价。

5.如权利要求3或4所述的食品开发方法，其中，

一边在所述食品物性设定步骤中变更地设定食品等的物性，一边反复进行所述食品物性设定步骤至评价步骤。

6.如权利要求3至5中任一项所述的食品开发方法，其中，

所述器官特性设定步骤将口腔壁设为刚体，将舌头设为弹性体；

所述器官运动设定步骤中，在舌头内设置多个移动壁，通过所述多个移动壁以规定的周期且具有规定的相位差地在与所述舌头的表面交叉的方向上移动，从而设定成舌头进行蠕动运动或者波动运动，设定成软腭、会厌、喉及食道壁相对于所述蠕动运动或者波动运动以规定的相位差进行运动；

所述运动解析步骤中将所述舌头及所述模拟食品作为粒子来处理。

7.如权利要求3至6中任一项所述的食品开发方法，其中，

所述器官运动设定步骤中，将软腭及会厌的运动设定为旋转中心移动的旋转体的运动。

8.如权利要求3至7中任一项所述的食品开发方法，其中，

所述食品物性设定步骤中，作为解析对象，设定不同物性的液体或者固体的多个模拟食品；

所述运动解析步骤中，针对所述多个模拟食品，求出自由表面和所述多个模拟食品间的边界，进行所述多个模拟食品的连动行为的解析。

9.如权利要求3至8中任一项所述的食品开发方法，其中，

所述建模步骤中，形成二维的口腔器官模型；

所述运动解析步骤中，进行二维空间内的所述模拟食品的行为的解析。

10.一种食品制造方法，其中，具备：

食品调制步骤，在权利要求3至9中任一项所述的食品开发方法的所述制造条件决定步骤中，使用被决定为是用于设为所述物性决定步骤中被决定为适当的物性的制造条件的制造条件，来调制食品。

11.一种饮食教育支援装置，其中，具备：

口腔建模部，形成由口腔器官构成的口腔模型；

器官特性设定部，设定所述口腔模型中的各口腔器官的器官特性；

器官运动设定部，设定所述口腔模型中的各口腔器官的运动；

食品物性设定部，设定作为解析对象的食品等及其物性；

输入部，向口腔输入将所述食品等模型化了的模拟食品；

运动解析部，使用粒子法，对所述口腔器官模型中的各所述口腔器官的运动和所述模拟食品的咽下时的行为进行解析；

显示部，将由所述运动解析部解析出的各所述口腔器官的运动和所述模拟食品的所述咽下时的行为的解析结果显示在动态画面上；

评价结果记录部，根据所述模拟食品的所述咽下时的行为的解析结果，记录所述食品等的食用容易度、饮用容易度的评价结果；以及

教示部，将由所述显示部在动态画面上显示的所述模拟食品的咽下时的行为，与所述评价结果记录部中记录的食品的评价结果相关联地进行解说。

12.一种饮食教育方法，其中，具备：

口腔建模步骤，形成由口腔器官构成的口腔模型；

器官特性设定步骤，设定所述口腔模型中的各口腔器官的器官特性；

器官运动设定步骤，设定所述口腔模型中的各口腔器官的运动；

食品物性设定步骤，设定作为解析对象的食品等及其物性；

输入步骤，向所述口腔输入将所述食品等模型化了的模拟食品；

运动解析步骤，使用粒子法，对所述口腔模型中的各所述口腔器官的运动和所述模拟食品的咽下时的行为进行解析；

显示步骤，将所述运动解析步骤中解析出的各所述口腔器官的运动和所述模拟食品的咽下时的行为的解析结果显示在动态画面上；

评价步骤，根据所述模拟食品的所述咽下时的行为的解析结果，进行与所述食品等的食用容易度及/或饮用容易度有关的评价；以及

教示步骤，将所述显示步骤中在动态画面上显示的所述模拟食品的咽下时的行为，与所述评价步骤中评价出的食品的评价结果相关联地进行解说。

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