CN104302228A - 咽下模拟装置及方法 - Google Patents

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Abstract

提供能够容易地近似地再现与咽下有关的实际现象且能够将经口摄取品的物性及与行为相关的物理量定量化的咽下模拟装置。本发明的咽下模拟装置(100A)具备：头颈部建模部(10)，形成由头颈部器官构成的动态三维头颈部模型(10a)；器官运动设定部(30)，设定头颈部模型(10a)中的各头颈部器官的运动；经口摄取品物性设定部(40)，设定作为解析对象的经口摄取品及其物性；输入部(81)，向口腔输入将经口摄取品模型化了的模拟经口摄取品(20)；运动解析部(50)，使用粒子法在三维空间对头颈部模型(10a)中的各头颈部器官的运动和模拟经口摄取品(20)的咽下时的行为进行解析；显示部(82)，将由运动解析部(50)解析出的各头颈部器官的运动和模拟经口摄取品(20)的咽下时的行为的解析结果显示在动态画面上。

Description

咽下模拟装置及方法
技术领域
本发明涉及咽下模拟装置及方法。详细地讲，涉及使用粒子法对通过口腔及咽喉时的流体·食物块的行为进行解析的咽下模拟装置、动态三维头颈部模型、咽下模拟方法、计算机可读取的程序、经口摄取品开发支援装置、经口摄取品开发方法、经口摄取品制造方法、饮食教育支援装置、饮食教育方法及诊断支援装置。
背景技术
咽下动作、特别是咽下时的食品物性与头颈部器官的运动之间的关系很复杂，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、残障者的误咽、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，认识到了食品全都需要用客观的数值或指标来保证饮食品的安全性。
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。这些方法会给受检者带来大量的负担，例如需要变更机器人的头颈部器官的行为或构造，存在很多问题。
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1)。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2)。
先行技术文献
非专利文献
非专利文献1：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2：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。
本发明的第一目的在于提供一种能够容易近似地再现与咽下有关的实际现象、即头颈部器官及包括饮食品、医药品、准医药品(quasi‐drug)在内的经口摄取品的行为的、咽下模拟装置、动态三维头颈部模型、咽下模拟方法、计算机可读取的程序、经口摄取品开发支援装置、经口摄取品开发方法、经口摄取品制造方法、饮食教育支援装置、饮食教育方法及诊断支援装置。
本申请的发明人提出了设定口腔器官的运动、饮食品等的物性，使用粒子法来二维地解析口腔器官及饮食品的行为的咽下模拟装置及咽下模拟方法(特愿2011－146780、特愿2011－146781，均未公开)。该装置及方法中，与以往比较，能够近似地再现与咽下有关的实际现象，能够使咽下现象可视化。然而，有了相对于二维空间内的模拟更进一步三维地、正确地表现咽下时的口腔器官及饮食品的行为的要求。此外，由于使用程序的制约而还存在很难将经口摄取品的物性及与行为相关的物理量定量化的问题。
本发明的第二目的在于，提供一种能够正确地表现咽下时的头颈部器官及饮食品的行为、能够将包括饮食品、医药品、准医药品在内的经口摄取品的物性及与行为相关的物理量定量化的咽下模拟装置、动态三维头颈部模型、咽下模拟方法、计算机可读取的程序、经口摄取品开发支援装置、经口摄取品开发方法、经口摄取品制造方法、饮食教育支援装置、饮食教育方法及诊断支援装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的第一方式的咽下模拟装置100A例如图2所示那样(关于具体的器官，适当参照图3)，具备：头颈部建模部10，形成由头颈部器官构成的动态的三维头颈部模型10a；器官运动设定部30，设定动态三维头颈部模型10a中的各头颈部器官的运动；经口摄取品物性设定部40，设定作为解析对象的包括饮食品、医药品或准医药品的经口摄取品及其物性；输入部81，向口腔输入将包括饮食品、医药品或准医药品的经口摄取品模型化了的模拟经口摄取品20；运动解析部50，对动态三维头颈部模型10a中的各头颈部器官的运动和模拟经口摄取品20的咽下时的行为，使用粒子法在三维空间进行解析；以及显示部82，将由运动解析部50解析到的各头颈部器官的运动和模拟经口摄取品20的咽下时的行为的解析结果显示在动态画面上。
在此，头颈部模型的“动态三维”意思指在三维空间内与时间的经过一起进行变化。另外，三维空间也可以在计算机内作为虚拟三维空间来形成。此外，头颈部器官包括舌头11、喉头12、会厌12a、气管13、咽头14、腭(也称作口盖)15(由硬腭(也称作硬口盖)15a和软腭(也称作软口盖)115b构成)、颌16、食道18等(参照图3)。此外，设为包括与口腔17、咽头14及喉头部12c(由会厌12a和喉头12构成)有关的各器官。动态三维头颈部模型10a包含上述各头颈部器官而构成。食道18及气管13仅包含入口部分即可。动态三维头颈部模型10a优选与口腔器官的实际的运动相应地形成，但是若粒子数增加则进行三维空间内的解析的计算机PC的负荷会增大，因此，为了使解析简单·容易，可以对可动部分进行限定，也可以是，针对各头颈部器官定义多边形(为由多边形距离函数制作出的壁边界，且为将即使从流体等受到外力也不移动的壁作为距离函数配置在空间内的边界)，由此，不用将头颈部器官作为粒子进行计算也可以。为了更详细地进行讨论，也能够将各头颈部器官作为粒子(刚体、弹性体、塑性体或弹塑性体)进行定义来进行计算(越塚誠一，计算力学讲座系列5，粒子法，日本计算工学会编，参照pp.51－68)。
动态三维头颈部模型10a形成在虚拟空间，因此，只要不妨碍解析，各头颈部器官在三维空间内重叠的构造也可以。各头颈部器官的运动中包含有：移动、旋转、周期性的运动等。经口摄取品为液体、半固体(具有塑性但不具有流动性)、固体中的任意。经口摄取品的物性中包含有：密度、粘度、表面张力、接触角、热容量、热传导率、动摩擦系数等。但是，不需要设定全部这些物性，只要设定某个物性即可。所谓模拟经口摄取品20的咽下时的行为，典型地是指从口腔经由咽头14向食道18移动的行为，但是，也可能会存在未到达咽头14或食道18而返回口腔17的情况、进入到了喉头12或鼻腔的情况。与模拟经口摄取品20的咽下时的行为相关的物理量中包含有：时间、位置坐标、速度、压力、温度、滑动速度、垂直应力、剪切应力等。但是，没有必要使用全部这些物理量来进行解析，使用某个物理量来进行解析即可。这些物性及物理量优选定量化，但是也可以使用相对值。
输入部81例如包括鼠标或键盘，通过用鼠标将光标向动态三维头颈部模型10a的口腔内部拖拽，来输入模拟经口摄取品(包括模拟饮食品、模拟医药品或模拟准医药品)20。通过鼠标的拖拽来指定要投入的模拟经口摄取品20的位置。此外，也可以是，设置经口摄取品输入设定部45(参照图24)，预先设定模拟经口摄取品及其投入场所和投入时间，自动地投入模拟经口摄取品20。运动解析部50使用粒子法来进行解析，能够使用例如MPS(Moving Particle－Semi－implicit)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动态画面的显示。此外，在此，将医师或牙科医师在健康诊断或医疗行为中进行模拟来评价解析结果的情况称作诊断，与一般人进行的评价进行区分。即，在本说明书中，评价是不包含诊断的。通过显示动态画面，帮助评价者或诊断者观察动态画面来进行评价或诊断，但是在自动地进行评价或诊断的情况下，在计算机内设置模拟画面显示部82A(参照图24)，在存储部83中设置评价诊断条件存储部83A(参照图24)，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，与评价诊断条件存储部83A的评价条件或诊断条件进行对照，由计算机内的评价诊断部60(参照图24)来进行评价或诊断，但是，设为这样的动态地显示在模拟画面显示部82A的虚拟动态画面上的情况也包含在“显示在动态画面上”中，模拟画面显示部82A被包含在个人计算机PC和显示部82这两者中。此外，动态三维头颈部模型10a的显示若是按照每个头颈部器官来改变色彩并半透明地显示，则能够容易看清每个头颈部器官的运动，是优选的。
若如本方式那样构成，则针对动态三维头颈部模型10a，设定头颈部器官的运动、经口摄取品的物性，使用粒子法来对经口摄取品的行为进行解析，因此，能够提供可容易地近似地再现与咽下有关的实际现象的咽下模拟装置。此外，将经口摄取品的物性及与经口摄取品的行为有关的物理量作为有维度的数值来定量地设定来进行解析，由此，能够提供一种能够正确地表现出咽下时的头颈部器官、经口摄取品的行为且能够将与咽下时的行为相关的物理量按照每个时间来定量化的咽下模拟装置。
此外，本发明的第二方式的咽下模拟装置100A在第一方式中，头颈部建模部10将头颈部器官设定为多边形或粒子(刚体、粉末体、弹性体、塑性体、弹塑性体)，运动解析部50将模拟经口摄取品20作为粒子来处理。
在此，动态三维头颈部模型10a与口腔、咽头、喉头、食道的实际运动相应地形成且随时间变形，这对于进行高精度的解析是优选的，因此，将模型整体作为粒子来进行处理较好，但是，若粒子数增加，则进行三维空间的解析的计算机PC的负荷会增大，因此，为了使解析简单·容易，将头颈部器官设定为多边形来进行解析是很高效的。
若如本方式那样构成，则在进行三维解析时，将头颈部器官设定为多边形、粒子(刚体、弹性体、塑性体、弹塑性体)，将模拟经口摄取品20作为粒子(流体、刚体、弹性体、塑性体、弹塑性体)来处理，因此，能够容易地进行头颈部器官及模拟经口摄取品20的设定，能够根据目的·状况来进行多样的解析
此外，本发明的第三方式的咽下模拟装置100A在第二方式中，例如图4所示那样(关于结构，参照图2)，头颈部建模部10形成将舌头11沿外里侧(前后侧)方向分割为以颏舌肌11f的起始即下颌骨的颏部16a为扇轴的n个(n为2以上的整数)的扇形部11a～11e的构造，器官运动设定部30设定行波的波动运动，以便通过各扇形部11a～11e在半径方向上具有规定的相位差地连动地振动来将模拟经口摄取品20向里侧方向输送。
在此，舌头11的分割数n为3个以上，能够表现顺畅的行波的波动运动，若超过7个则计算的负荷变大。因此，优选为4个～6个。由此，能够近似地再现咽下时的舌头的行波的波动动作。
若如本方式那样构成，则将舌头在外里侧方向上分割为n个扇形部，进行上述的连动振动，由此，能够近似地再现咽下时的舌头的行为，因此，能够更接近实际现象地进行高效的解析。另外，舌头11的形状与实际的运动相应地由粒子形成，还能够每次计算时读入随时间变形了的舌头。
此外，本发明的第四方式的咽下模拟装置100A在第三方式中，例如图6及图7所示那样，头颈部建模部10形成各扇形部11a～11e的表面部分相互重叠的构造以避免由于各扇形部11a～11e的半径方向的振动而在各扇形部11a～11e之间产生间隙，而且，形成使左右两侧沿半径方向延伸且在中央部分具有凹陷的舌头表面部19在各扇形部11a～11e的表面部分重合、在静止状态的舌头表面部11g的凹陷中各扇形部11a～11e沿半径方向振动的构造，器官运动设定部30进行设定，使得在咽下时各扇形部11a～11e向圆周方向里侧旋转规定的角度，咽下最终时通过舌头11的最里侧的扇形部11e将模拟经口摄取品20压入。
在此，规定的角度优选为15°，但并不局限于此，10～20°也可以。此外，重叠部分优选为5mm，但并不局限于此，3～7mm也可以。若如本方式那样构成，则在各扇形部11a～11e之间不形成间隙，经口摄取品20的流路形成在凹陷中，经口摄取品20被顺畅地移送到口腔的里侧，能够进一步近似地再现咽下时的舌头11的行为。
此外，本发明的第五的方式的咽下模拟装置100A在第三方式或第四方式中，例如图9及图10所示那样，头颈部建模部10形成如下构造：将动态三维头颈部模型10a分割为舌头11、腭15、咽头14、喉头部12c、气管13和食道18，将喉头部12c分割为会厌12a和喉头12，在咽下开始前将食道部18的食道入口18a闭塞，在咽下时使食道入口18a扩张，咽头14收缩。器官运动设定部30进行设定，使得在咽下时，使喉头12向下颌骨16的颏部16a方向移动而将食道入口18a敞开，咽头14收缩，接下来通过使会厌12a向里侧旋转规定的角度来将喉头12闭塞。
在此，规定的角度旋转为135度时接近于实际现象，最优选，但是其附近(例如±15度内)也是优选的。此外，“咽头收缩”具体地是指，咽头向上方向缩短并且其内腔收缩，在此包含该内容。若这样构成，则能够近似地再现咽下时的喉头部12c的行为和食道18的开闭。另外，这些器官的运动除了由器官运动设定部30给予数值来强制地运动之外，还能够与附随于这些器官的肌肉的运动连动地进行运动。而且，每次解析时读入随时间变化的各器官的模型，还能够赋予更顺畅的运动。
此外，本发明的第六方式的咽下模拟装置100A在第一方式至第五的方式的任意中，例如图22所示那样(关于结构，参照图2)，经口摄取品物性设定部40作为解析对象而设定不同物性的液体、半固体或固体的多个模拟经口摄取品20，运动解析部50针对多个模拟经口摄取品20规定自由表面和多个模拟经口摄取品20间的边界，进行多个模拟经口摄取品20的连动行为的解析。
若这样构成，则能够针对多个模拟经口摄取品20接近实际现象地再现经口摄取品的连动行为，在连动行为的解析中是有效的。
此外，本发明的第七方式的咽下模拟装置100B在第一方式至第六方式中的任一项中，例如图24所示那样，具备根据动态画面上的模拟经口摄取品20的咽下时的行为来评价或诊断经口摄取品的食用容易度及/或饮用容易度的评价诊断部60，动态画面是为了模拟地显示由运动解析部50解析出的、头颈部器官的运动和模拟经口摄取品20的咽下时的行为的解析结果而通过咽下模拟装置在虚拟空间形成的虚拟动态画面，评价诊断部60根据虚拟动态画面上的模拟经口摄取品20的行为是否满足预先规定的条件来进行评价或诊断。
在此，虚拟动态画面是指在个人计算机PC的虚拟空间形成的虚拟的动态画面，是与显示在显示部82上时的动态画面相同内容的动态画面。在自动地进行评价或诊断的情况下，在计算机内设置模拟画面显示部82A，在存储部83设置评价诊断条件存储部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，与评价诊断条件存储部83A的评价条件或诊断条件对照来进行评价或诊断。另外，这样的动态地显示在虚拟动态画面上的情况也被包含在“显示在动态画面上”中。此外，预先规定的条件是指，例如，未进入喉头12、未堵在咽头14、未附着在舌头11或咽头14、从导入口腔内起至通过食道入口18a为止的时间为规定的范围内、口腔壁面上的剪切应力为规定的值以下、会厌12a周边的剪切应力为规定的范围内，等等。规定的范围例如为从导入口腔17内起至通过食道入口18a为止的时间为0.8～1.0sec，会厌12a周边的0.8sec时的剪切应力为0.25～0.45N/m2等。
若如本方式那样构成，则将虚拟动态画面与评价诊断条件存储部83A中存储的评价条件或诊断条件进行对照，能够自动地评价或诊断经口摄取品的食用容易度及/或饮用容易度。
此外，本发明的第八方式的咽下模拟装置100B在第一方式或第七方式中，例如图2所示那样，具备：评价诊断结果记录部83B，根据模拟经口摄取品20的咽下时的行为的解析结果，记录与经口摄取品的食用容易度及/或饮用容易度相关的评价诊断结果；以及物性决定部70，基于评价诊断结果记录部83B所记录的评价结果或诊断结果，决定被视为适当的经口摄取品的物性。
在此，物性决定是咽下模拟装置100B基于评价结果或诊断结果来自动地决定的。也有人(例如评价者或诊断者)来决定的方式，此时，也可以不设置物性决定部70，或者设置了但不使用，或者决定结果被显示在显示部82上来供评价者或诊断者参考。
为了解决上述课题，本发明的第九方式的动态三维头颈部模型10a例如图4所示那样，为由头颈部器官构成的动态三维头颈部模型10a，形成将舌头11在外里侧方向上分割成以颏舌肌11f的起始即下颌骨的颏部16a为扇轴的n个(n为2以上的整数)的扇形部11a～11e的构造，设定为通过各扇形部11a～11e在半径方向上具有规定的相位差地连动振动，来进行将模拟经口摄取品20向里侧方向输送的行波的波动运动。
若这样构成，则能够提供一种能够近似地再现咽下时的舌头11及咽喉的行为的动态三维头颈部模型10a。
此外，本发明的第十方式的动态三维头颈部模型10a在第九方式中，例如图6及图7所示那样，形成如下构造：为了避免由于各扇形部11a～11e的振动在各扇形部11a～11e之间形成间隙，而使各扇形部11a～11e的表面部分相互重叠，而且，形成使左右两侧沿半径方向延伸且在中央部分具有凹陷的舌头表面部11g重合在各扇形部11a～11e的表面部分上、在静止状态的舌头表面部19的凹陷中各扇形部11a～11e在圆周方向上振动的构造，设定成在咽下时各扇形部11a～11e向圆周方向里侧旋转规定的角度、接着通过舌头11的最里侧的扇形部11e将模拟经口摄取品20压入，形成分割成咽头14、喉头部12c和食道18、将喉头部12c分割成会厌12a和喉头12、在咽下开始前将食道18的食道入口18a闭塞、在咽下时食道入口18a扩张、咽头14收缩的构造，设定成，在咽下时，使喉头12向下颌骨的颏部16a方向移动而使食道入口18a敞开，咽头14收缩，接着通过使会厌12a向里侧旋转规定的角度来将食道入口18a闭塞。
若这样构成，则在各扇形部11a～11e之间不形成间隙，模拟经口摄取品20的流路形成在凹陷中，模拟经口摄取品20被顺畅地移送到里侧，因此，可提供能够近似地再现咽下时的舌头11、咽头14、喉头12和食道18的行为的动态三维头颈部模型。
为了解决上述课题，本发明的第十一方式的咽下模拟方法例如图23所示那样(关于装置结构，参照图2)，具备：形成由头颈部器官构成的动态三维头颈部模型10a的头颈部建模步骤(S010)；设定动态三维头颈部模型10a中的各头颈部器官的运动的器官运动设定步骤(S030)；设定作为解析对象的经口摄取品及其物性的经口摄取品物性设定步骤(S040)；向口腔输入将经口摄取品模型化了的模拟经口摄取品20的输入步骤(S050)；使用粒子法来对头颈部模型10a中的各头颈部器官的运动和模拟经口摄取品20的咽下时的行为进行解析的运动解析步骤(S060)；将由运动解析步骤(S060)在三维空间解析到的头颈部器官的运动和模拟经口摄取品20的咽下时的行为的解析结果显示在动态画面上的显示步骤(S070)。
若这样构成，则针对动态三维头颈部模型10a，设定头颈部器官的运动、经口摄取品的物性，使用粒子法来对经口摄取品的行为进行解析，因此能够提供容易近似地再现与咽下有关的实际现象的咽下模拟方法。
此外，本发明的第十二方式的咽下模拟方法在第十一方式中，例如图25所示那样，具备：根据模拟经口摄取品20的咽下时的行为的解析结果来进行与经口摄取品的食用容易度及/或饮用容易度相关的评价的评价步骤(S080)；基于由评价步骤(S080)评价出的评价结果，决定被视为适当的经口摄取品的物性的物性决定步骤(S090)。
若如本方式那样构成，则通过能够近似且容易地再现与咽下有关的实际现象的模拟，能够高精度地导出经口摄取品的食用容易度及/或饮用容易度适当的经口摄取品的物性。
此外，本发明的第十三方式的程序是用于使计算机执行第十一方式或第十二方式的咽下模拟方法的计算机可读取的程序。
在此，程序可以保存在计算机内置的存储部，也可以从因特网下载，还能够保存在计算机可读取的记录介质中。另外，本方式的计算机中还包含有如咽下模拟装置那样包含有计算机而构成的装置的计算机(例如个人计算机PC)。
此外，本发明的第十四方式的经口摄取品开发支援装置200A例如图26所示那样，具备：第八方式的咽下模拟装置100B；经口摄取品试制结果记录部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而得的结果；以及制造条件决定部84，基于经口摄取品试制结果记录部83C所记录的试制结果，决定用于将经口摄取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。
若这样构成，则经口摄取品开发支援装置200A针对动态三维头颈部模型10a，设定头颈部器官的运动、经口摄取品的物性，使用粒子法对经口摄取品的行为进行解析，因此，能够容易地再现与咽下有关的实际现象。然后，利用该能够容易地再现与咽下有关的实际现象的咽下模拟装置来对经口摄取品进行评价或诊断，因此，能够以高可靠性来开发食用容易度、饮用容易度优良的经口摄取品。
此外，本发明的第十五方式的经口摄取品开发支援装置200A在第十四方式中，例如图26所示那样，具备根据动态画面上的模拟经口摄取品20的咽下时的行为来对经口摄取品的食用容易度及/或饮用容易度进行评价或诊断的评价诊断部60，动态画面是为了模拟地显示由运动解析部50解析出的、各头颈部器官的运动和模拟经口摄取品20的咽下时的行为的解析结果而由咽下模拟装置100B在虚拟空间形成的虚拟动态画面，评价诊断部60根据虚拟动态画面上的模拟经口摄取品的行为是否满足预先规定的条件来进行评价或诊断。
若如本方式那样构成，则经口摄取品开发支援装置200A将经口摄取品的行为与虚拟动态画面和评价诊断条件存储部83A所存储的评价条件或诊断条件进行对照，自动地评价或诊断，将评价结果或诊断结果结合到经口摄取品开发中，因此，能够高效地开发出容易食用或容易饮用的经口摄取品。
此外，本发明的第十六方式的经口摄取品开发方法例如图27所示那样，具备第十二方式的咽下模拟方法，具备：经口摄取品试制步骤(S110)，在经口摄取品物性设定步骤(S040)中，变更经口摄取品的物性来进行设定，反复进行到其之后的物性决定步骤(S090)，或者，在经口摄取品物性设定步骤(S040)中，变更经口摄取品的物性来进行设定，反复进行到其之后的评价步骤(S080)，然后一次进行物性决定步骤(S090)，进而，以具有由物性决定步骤(S090)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)，基于经口摄取品试制步骤(S110)的结果，决定用于将经口摄取品的物性设为由物性决定步骤(S090)决定为适当的物性的制造条件。
若这样构成，则针对动态三维头颈部模型10a，设定头颈部器官的运动、饮经口摄取品的物性，使用粒子法对经口摄取品的行为进行解析，因此，能够容易地再现与咽下有关的实际现象。然后，利用该能够容易地再现与咽下有关的实际现象的咽下模拟方法来评价经口摄取品，因此，能够开发出食用容易度、饮用容易度优良的饮经口摄取品。
此外，本发明的第十七方式的经口摄取品开发方法在第十六方式中，例如图27所示那样，动态画面是为了模拟地显示由运动解析步骤(S060)解析出的、各头颈部器官的运动和模拟经口摄取品20的咽下时的行为的解析结果而由咽下模拟装置100B在虚拟空间形成的虚拟动态画面，显示步骤(S070)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，评价步骤(S060)根据由虚拟显示步骤模擬地显示的虚拟动态画面上的模拟经口摄取品20的行为是否满足预先规定的条件来进行评价。
若如本方式那样构成，则经口摄取品开发支援装置200A对照虚拟动态画面与评价诊断条件存储部83A所存储的评价条件或诊断条件，自动地评价或诊断经口摄取品的食用容易度、饮用容易度，并将评价结果或诊断结果结合到经口摄取品的开发中，能够高效地开发出容易食用或容易饮用的经口摄取品。
此外，本发明的第十八方式的经口摄取品制造方法例如图28所示那样，使用由第十六方式或第十七方式的经口摄取品开发方法的制造条件决定步骤(S120)决定的制造条件来制造经口摄取品。
在经口摄取品开发方法中，典型地讲，反复进行模拟、确认适当的物性、然后设为适当的物性这样来决定制造条件，不断开发经口摄取品，但在经口摄取品制造方法中，只要在制造步骤中的几个步骤(例如原料配合步骤或烧制步骤)中使用在经口摄取品开发方法的制造条件决定步骤(S120)中决定的制造条件来进行制造，就相当于该方式。
若这样构成，则能够可靠地开发出食用容易度、饮用容易度优良的经口摄取品。
为了解决上述课题，本发明的第十九方式的饮食教育支援装置300A例如图29所示那样，具备：第一方式或第七方式的咽下模拟装置100A(或100B)；评价诊断结果记录部83B，根据模拟经口摄取品20的咽下时的行为的解析结果，记录经口摄取品的食用容易度、饮用容易度的评价结果或诊断结果；以及教示部85，将由显示部82显示在动态画面上的模拟经口摄取品20的咽下时的行为与评价诊断结果记录部83B所记录的经口摄取品的评价结果或诊断结果相关联地进行解说。
本方式是应用了第一方式的咽下模拟装置100A的饮食教育支援装置300A。在此，教示可以是教师使用动态画面或/及教材来进行，也可以是，饮食教育支援装置中以能够与动态图像连动地作为声音输出的方式装入有应教示的内容，饮食教育支援装置300A通过声音输出来自动地进行。此外，教示内容可以是基于评价结果或诊断结果来由教示部85自动地制作，但是优选教育者来进行编辑·补充以使其更易懂。另外，也可以代替第一方式的咽下模拟装置100A而应用第七方式的咽下模拟装置100B。
若这样构成，则使用能够容易再现与咽下有关的实际现象的咽下模拟装置来显示咽下现象，因此，容易理解经口摄取品的食用容易度或饮用容易度，对于饮食教育是有效的。
为了解决上述课题，本发明的第二十方式的饮食教育方法例如图30所示那样，具备第十一方式的咽下模拟方法；根据模拟经口摄取品20的咽下时的行为的解析结果来进行与经口摄取品的食用容易度及/或饮用容易度相关的评价的评价步骤(S080)；将由显示步骤(S070)显示在动态画面上的模拟经口摄取品20的咽下时的行为与由评价步骤(S080)评价出的经口摄取品的评价结果相关联地进行解说的教示步骤(S082)。
本方式是与第十九方式的饮食教育支援装置300A对应的饮食教育方法。若这样构成，则使用能够容易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，使受到教示的人容易理解饮经口摄取品的食用容易度或饮用容易度，对于饮食教育是有效的。
本发明的第二十一方式的咽下模拟装置400A例如图31所示那样，在第一方式至第八方式的咽下模拟装置100A、100B中，具备：器官运动决定部75，针对由器官运动设定部30设定的器官运动参数，根据由运动解析部50解析出的解析结果，决定与被诊断者的症状相符的器官运动参数。
若这样构成，则能够发现各头颈部器官的功能降低了的部分，有助于诊断。
本发明的第二十二方式的诊断支援装置具备第二十一方式的咽下模拟装置。
若这样构成，则利用咽下模拟装置，能够实现考虑了咽下现象的迅速的诊断。
发明效果
根据本发明，第一，能够提供一种能够容易地近似地再现与咽下有关的实际现象、即头颈部器官及饮经口摄取品的行为的咽下模拟装置、动态三维头颈部模型、咽下模拟方法、计算机可读取的程序、经口摄取品开发支援装置、经口摄取品开发方法、经口摄取品制造方法、饮食教育支援装置、饮食教育方法及诊断支援装置。
第二，能够提供一种能够正确地表现咽下时的头颈部器官及经口摄取品的行为且能够将经口摄取品的物性及与行为相关的物理量定量化的咽下模拟装置、动态三维头颈部模型、咽下模拟方法、计算机可读取的程序、经口摄取品开发支援装置、经口摄取品开发方法、经口摄取品制造方法、饮食教育支援装置、饮食教育方法及诊断支援装置。
附图说明
图1是用于说明格子法和粒子法的区别的图。
图2是表示实施例1中的咽下模拟装置的结构例的图。
图3是表示实施例1中的动态三维头颈部模型的结构例的图。
图4是表示舌头模型的结构例的图。
图5是表示舌头模型的其他结构例(初始的结构例)的图。
图6是用于说明舌头构造的重叠的图。
图7是用于说明具有向中央凹陷的流路的舌头构造的图。
图8是表示实施例1中的咽头模型的结构例的图。
图9是表示动态三维头颈部模型中的喉头的移动和食道入口的敞开的图。
图10是表示喉头部模型中的会厌的旋转运动的图。
图11是表示喉头和会厌的连动运动例的图。
图12是表示水的情况的三维模拟的解析结果的图。
图13是表示水、牛奶的情况的三维模拟的解析结果的图。
图14是表示与剪切应力和流下速度有关的解析区域的图。
图15是表示区域A的剪切应力的经时变化的图。
图16是表示区域B的剪切应力的经时变化的图。
图17是表示区域B的流下速度的经时变化的图。
图18是表示与残存率和误咽率有关的解析区域的图。
图19是表示区域C及区域D(合计)的残存率的图。
图20是表示区域E的误咽率的图。
图21是表示非牛顿流体的情况的三维模拟的解析结果的图。
图22是表示固体和流体的耦合解析的例子的图。
图23是表示实施例1的咽下模拟方法的处理流程例的图。
图24是表示实施例2的咽下模拟装置的结构例的图。
图25是表示实施例2的咽下模拟方法的处理流程例的图。
图26是表示实施例5的经口摄取品开发支援装置的结构例的图。
图27是表示实施例5的经口摄取品开发方法的处理流程例的图。
图28是表示实施例5的经口摄取品制造方法的处理流程例的图。
图29是表示实施例6的饮食教育支援装置的结构例的图。
图30是表示实施例6的饮食教育方法的处理流程例的图。
图31是表示实施例7的咽下模拟装置的结构例的图。
图32是表示实施例7的诊断支援的处理流程例的图。
具体实施方式
本申请基于在日本于2012年3月27日申请的特愿2012－072178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，对相互相同或相当的部分赋予相同附图标记，省略重合的说明。
[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。
在基于发明人提出的粒子法的二维咽下模拟器(特愿2011－146780，特愿2011－146781)中，作为解析手法采用了粒子法，由此，能够再现对于现有技术来说困难的食物块表面的大变形或飞沫化。
然而，存在与二维空间的模拟相比进而三维地更正确地表现咽下时的口腔器官、咽喉器官等头颈部器官及饮食品等的行为的要求。此外，存在由于使用程序的制约而很难将经口摄取品的物性及与行为相关的物理量定量化的问题。
为了解决上述问题，发明人开发了三维咽下模拟器。在二维咽下模拟器中，能够在单一平面上进行单纯化的构造下的解析。在三维模拟器中，还能够基于医学见解来再现口腔、咽头、喉头部的正确的构造或行为。此外，三维咽下模拟器进行改善，以使得能够将在二维咽下模拟器中作为无维的相对值而设定的经口摄取品(食物块)的物性(密度、粘度、表面张力、接触角、热容量、热传导率、动摩擦系数等)作为有维的数值来设定，并且使得对于咽下中的食物块的物理量(时间、位置坐标、速度、压力、温度、滑动速度、垂直应力、剪切应力等)，也能够作为有维的数值来进行抽出，由此来进行定量的评价或诊断。
实施例1
[装置结构]
图2示出了实施例1中的咽下模拟装置100A的结构例。实施例1中说明评价者或诊断者进行经口摄取品的输入、观察动态图像来进行咽下评价或咽下诊断的例子。另外，关于动态三维头颈部模型10a的结构例，参照图3。
咽下模拟装置100A包括：形成由头颈部器官构成的动态三维头颈部模型10a的头颈部建模部10；设定动态三维头颈部模型10a(以下仅称作头颈部模型)中的各头颈部器官的运动的器官运动设定部30；设定作为解析对象的经口摄取品及其物性的经口摄取品物性设定部40；向口腔输入将经口摄取品模型化了的模拟经口摄取品(包括模拟饮食品、模拟医药品或模拟准医药品)20的输入部81；使用粒子法在三维空间对头颈部模型10a中的各头颈部器官的运动和模拟经口摄取品20的咽下时的行为进行解析的运动解析部50；将由运动解析部50解析出的、各头颈部器官的运动和模拟经口摄取品20的咽下时的行为的解析结果显示在动态画面上的显示部82；基于评价者或诊断者观察动态画面来对经口摄取品进行了评价或诊断而得的评价结果或诊断结果，决定被视为适当的经口摄取品的物性的物性决定部70；控制咽下模拟装置100A及其各部来执行咽下模拟装置100A的各功能的控制部90；以及存储动态三维头颈部模型10a、设定条件(器官运动、经口摄取品的物性等)、解析结果、评价结果或诊断结果的存储部83。此外，显示部82还将头颈部模型10a、设定条件(器官运动、经口摄取品的物性等)、评价结果或诊断结果等显示在画面上。其中，头颈部建模部10、器官运动设定部30、经口摄取品物性设定部40、运动解析部50、物性决定部70、控制部90能够通过个人计算机PC来实现，设置在个人计算机PC内。评价者或诊断者观察显示部82的动态画面来进行评价或诊断，将评价结果或诊断结果从输入部81输入。所输入的评价结果或诊断结果被记录在存储部83的评价诊断结果记录部83B中。在此，将医师或牙科医师在健康诊断或医疗行为中进行模拟来评价解析结果的情形称作诊断，与一般人所进行的评价进行区別。即，在本说明书中，评价是不包括诊断的。
作为咽下模拟的对象，能够处理除了饮食品之外还包含医药品、准医药品的经口摄取品。此外，根据情况不同，非经口摄取的物质(例如弹球等)也能够作为咽下模拟的对象来处理，以进行误饮、窒息的验证。经口摄取品物性设定部40如果经口摄取品为液体，则设定液量·粘度·表面张力·比重·热传导率·比热等物性，如果经口摄取品为固体，则设定形状·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·热传导率·比热等物性，如果经口摄取品为半固体(有可塑性但是无流动性)，则设定量·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。
动态三维头颈部模型10a与口腔器官的实际的运动相应地形成，随时间进行变形，这对于进行高精度的解析是优选的，因此，将模型整体作为粒子(刚体、粉末体、弹性体、塑性体、弹塑性体)来处理较好，但是，若粒子数增加则进行三维空间的解析的计算机PC的负荷会增大，因此，为了使解析简单·容易，将头颈部器官设定为多边形来进行解析是高效的。
输入部81由鼠标、键盘等输入设备构成，将要投入的模拟经口摄取品20投入到口腔内。例如用鼠标将光标向口腔内拖拽，模拟经口摄取品20向口腔内的投入位置设为例如口腔内的牙的附近(例如模拟经口摄取品的长度的2倍以内)，将刚拖拽完的时间设为投入时间。
运动解析部50中，对头颈部器官的运动所伴随的、模拟经口摄取品20(以下仅称作经口摄取品)的咽下时的行为进行解析。通过舌头11的行波的波动运动、会厌12a的旋转运动、喉头12的往复运动等，使得投入到头颈部内部的经口摄取品运动。经口摄取品的运动通过粒子法而被解析。经口摄取品不管是固体·半固体·液体的哪个都作为多边形或粒子来处理(为了减轻计算负荷也有时作为多边形处理)。
显示部82将经口摄取品的行为的解析结果显示在动态画面上。也能够将动态图像的1个镜头作为静止图像来进行显示，也能够逆回时间来进行倒回显示。
存储部83存储头颈部模型10a、器官特性、设定条件、解析结果、评价结果或诊断结果等。
评价或诊断是评价者或诊断者观察显示部82的动态画面来进行的。例如在显示部82所显示的评价表或诊断表的表格中输入○×、等级、分数等。评价结果或诊断结果被记录在评价诊断结果记录部83B中。通过由经口摄取品物性设定部40使经口摄取品的物性值变化来进行评价或诊断，能够求出经口摄取品的适当的物性值。物性决定部70基于评价诊断结果记录部83B所记录的评价结果或诊断结果自动地决定被视为适当的经口摄取品的物性。另外，由人来决定的情况在实施例4中示出。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来表示，也可以将适当的范围分为多个级别(等级A～等级C等)来表示，也可以表示多个点，还可以表示最佳的1点。当应求出的物性有多种时，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，使其执行咽下模拟装置100A的各功能。控制部90在内置存储器中存有咽下模拟器(解析用软件)。
[头颈部模型]
图3中示出了本实施例的头颈部模型10a的结构例。图3(a)示出了头颈部模型10a的立体图，图3(b)示出了主视图，图3(c)示出了侧视图，图3(d)示出了A－A截面图。图中，11为舌头(包含颏舌肌11f(参照图4))，12为喉头，12a为会厌(也称作喉头盖)，13为气管，14为咽头(14a为咽头的管壁，14b为咽头的粘膜)，15为腭(15a为硬腭，15b为软腭)，16为颌(包含颏部16a)，17为口腔，18为食道(18a为食道入口，18b为食道的管壁)，20为作为模拟经口摄取品的球状食物块。
粒子法中，若粒子数增加则计算机的负担会增加，解析花费时间。本实施例中，将经口摄取品作为粒子(流体)来表现，将各口腔器官作为通过多边形距离函数制作出的壁边界(将即使从流体等受到了外力也不会移动的壁作为距离函数而配置在空间内的边界)来表现，由此，能够简化头颈部模型10a，减轻了计算机的负担。各头颈部器官的运动(行波的波动运动、旋转运动、往复运动等)由器官运动设定部30来设定。
当制作头颈部模型10a时，根据通过解剖而理解的构造的见识、以及从CT(计算机断层摄影：Computed Tomography)图像可大致读取出的软腭15b或舌头11的形态及气管13的形态，推断出了咽头14和食道入口18a的位置。使用CG(计算机图形：Computer Graphics)用软件(Autodesk3dsMax等)，对舌头11、软腭15b、咽头14和食道入口18a、会厌12a和喉头12的构造进行了建模。接下来，对所得到的动态三维头颈部模型10a，重叠由VF(咽下造影检查：Videofluoroscopic examination of swallowing)得到的咽下时的造影图像(正视及侧视图)，对立体构造进行了修正。进而，对空间区域的三维的变化的概略，参照咽下的电影MRI(电影磁共振图像：Cine Magnetic Resonance Imaging)的动画，赋予了运动。另外，电影MRI是基于心率同步的心脏摄影法的原理(同步取样法)的扩展形。首先，通过向MRI装置的触发的一定间隔的输入和与触发同步的咽下运动的反复，得到多个截面的MRI动画。对该多个截面的MRI动画进行立体构建，进而配置在时间轴上，由此得到了4维的重构图像。
使用图3的头颈部模型10a模拟了咽下运动。当模拟时，使用距离函数对头颈部模型10a进行了表现。粒子法中，对位于空间点(三维坐标)的经口摄取品(粒子)，处于最短距离的器官最强地作用，随着距离变远而作用变弱。距离函数是指对空间点(三维坐标)，用到头颈部模型10a为止的最短的距离进行了定义的函数，若使用距离函数，则能够容易地进行头颈部模型10a的重叠(在空间点中定义了与全部头颈部器官之间的距离的最小值)。由于头颈部模型10a的重叠容易，因此，对分割的各头颈部器官单独地设定移动量，之后再重叠，由此，能够再现咽下运动。
[舌头模型]
图4示出了舌头模型10b的结构例。图4(a)示出了舌头11的肌肉(从下颌骨的颏部16a延伸的颏舌肌11f)的配置，图4(b)示出了沿着颏舌肌11f被分割为扇形的舌头模型10b。舌头模型10b由头颈部建模部10来形成，舌头的运动由器官运动设定部30来设定。舌头模型10b需要再现舌头11对食物块的输送。舌头模型10b设为如下的构造：将颏舌肌的起始即下颌骨的颏部16a作为扇的扇轴，沿着从起始延伸的颏舌肌11f将舌头11分割为扇形。分割例如在将嘴唇作为前、将咽喉作为后时的前后方向上进行n分割(本实施例中n＝5)，在横方向上未进行分割。将分割后的各部称作扇形部11a～11e。舌头11的运动对经口摄取品的输送，是通过使各扇形部11a～11e在半径方向上振动、使从前方朝向后方振动的相位依次错开来实现的。振动例如设定成，以颏舌肌11f为中心按照振幅5mm、频率1.1Hz进行振动，各扇形部11a～11e从近前侧朝向里侧依次使振动定时(相位)延迟0.1s。
图5示出了舌头模型的其他结构例(初始的结构例)。图5(a)示出了分割前的舌头模型，图5(b)示出了分割后的舌头模型。如图5(b)所示那样，最初研究了将舌头11进行6×6＝36分割的模型，但是，未能够如预料那样再现顺滑的舌头11的运动，而且由于进行36分割导致了对PC(Personal Computer)的负荷增大，解析无法正常地进行。因此，考虑将分割数设为最小，从而想到了图4的模型。但是，在PC的处理能力提高了的情况下，也有可能使用该36分割等多分割模型。
此外，在这次的实施例中，为了减轻计算负荷而使用了将舌头11进行分割的模型，但是，也可以不进行分割，对形状变化了的舌头模型按照各计算时间分别进行读入，能够模拟更加顺滑的行波的波动运动。
图6是用于说明舌头构造的重叠的图。图6(a)示出了重叠前的舌头构造，图6(b)示出了重叠后的舌头构造，图6(c)示出了重叠的细节。若在重叠前单纯地使舌头11的各扇形部11a～11e进行振动运动，则如图6(a)所示那样，在各扇形部11a～11e的间隙处切断面会露出在外，因此，如图6(b)及图6(c)所示那样，在各扇形部11a～11e的切断面制作例如高度5mm的圆顶形状，使2个构造重叠，由此，能够避免出现缝隙。
图7是用于说明具有在中央凹陷的流路的舌头构造的图。图7(a)是表示对平常时的舌头构造重叠了中央凹陷的舌头构造(舌头表面部)11g后的模型的立体图，图7(b)是说明平常时的舌头构造(扇形部)11a～11e相对于中央凹陷的舌头构造(舌头表面部)11g的运动的图。图7(b)中，作为舌头11而示出的部分中，各扇型部11a～11e在前后方向上重叠。平常时的舌头构造11a～11e是图6(b)、(c)的舌头构造，中央凹陷的舌头构造(舌头表面部)11g是左右两侧沿着半径方向延伸并在中央部分具有凹陷的构造。使该中央凹陷的舌头构造11g与平常时的舌头构造11a～11e重合。于是，中央凹陷的舌头构造11g的左右两侧沿着半径方向而构成壁面，平常时的舌头构造(各扇形部)11a～11e的表面在中央凹陷的舌头构造11g的凹陷中在半径方向上振动(图7(b)中为上下振动)。舌头11的输送中，根据在舌头11的中心聚集食物块20并使食物块20流入这样的医学见识，通过还具备刚要咽下时的中央凹陷的舌头构造11g，确保了食物块(模拟经口摄取品)20的流路。
而且，将各扇形部11a～11e的半径方向的振幅设为了例如10～15mm。此外，在咽下时除了振动运动之外，还对各扇形部11a～11e赋予向圆周方向里侧的例如15°的旋转运动(一边振动一边以扇的扇轴为中心进行总计15°的旋转)。通过错开了相位的扇形部11a～11e的振动和旋转运动，进行食物块的输送。另外，上述的振幅、频率、振动的定时、重叠高度、旋转角度为1例，能够在良好的范围内(例如±20％)自由地设定。
而且，设为通过舌头11的最里侧的扇形部11e来压入模拟经口摄取品20。扇形部11e的具体的压入的运动例如下述那样。在咽下的定时之前，与其他扇形部11a～11d同样地一边以振幅10mm进行振动一边同时进行旋转。但是，其他扇形部11a～11d花费0.3秒来进行旋转15度的运动，与此相对，最里侧的扇形部11e旋转0.1秒就停止(仅旋转5度)，然后，花费0.2秒来反转15度。在该反转中示出了如下行为：以扇形的扇轴为中心的振动运动在反转开始时为最大振幅，朝向旋转中心侧而缓缓地减小。然后，扇形部11e用0.2秒旋转10度，几乎返回到咽下前的状态，等待下一次的咽下运动。在该返回时模拟经口摄取品20被压入。
使用该舌头模型10b，改变重力方向来进行解析，确认到了舌头11的运动对食物块(在此为水物性)20的输送得以实现。
[喉头部模型]
必须要再现食道18的入口在平常时关闭、在咽下时食道18敞开的样态。喉头部模型10c通过会厌12a和喉头12的运动，来实现食道18和喉头12的敞开和闭塞。喉头部模型10c由头颈部建模部10来形成，其运动由器官运动设定部30来设定。
图8示出了喉头部模型10c的结构例。喉头部模型10c由会厌12a和喉头12构成。会厌12a具有与喉头12相连的孔，喉头12为管状，会厌12a是喉头12的入口(喉头口)的管的周围的堤坝状的隆起。喉头12在承载着会厌12a的状态下进行向下颌骨颏部16a方向和其相反侧移动的往复运动和会厌12a在喉头12上旋转的旋转运动。在此，喉头12的移动和会厌12a的旋转同时进行。该期间，咽头14向上方向缩短并且内腔收缩。
图9示出了动态三维头颈部模型10a中的喉头12的移动和食道入口18a的敞开。图9(a)示出了喉头12移动前(平常时)的食道入口18a被闭塞了的状态，图9(b)示出了喉头12移动后的食道入口18a被敞开了的状态。此外，图9(c)是表示平常时(食道入口18a闭塞状态时)的喉头部模型10c的截面的图。如图9(a)、(b)所示那样，平常时，喉头12位于下颌骨的颏部16a的斜下方向，咽下时，向斜上方向即下颌骨的颏部16a的方向移动而使食道入口18a敞开。图9(a)的箭头表示喉头部12c的移动方向。此外，如图9(c)所示那样，平常时，食道入口18a被上食道括约肌闭塞，食道18的前壁与气管13的后壁接触。
图10示出了喉头部模型10c中的会厌12a的旋转运动。图10(a)示出了旋转前的状态，图10(b)示出了旋转后的状态。图10(b)中用箭头表示喉头12的移动方向和会厌12a的旋转方向。旋转的角度与现实的运动进行对照而被设定为例如135度。咽下时，喉头12向下颌骨的颏部16a侧移动，食道入口18a被敞开，并且，通过会厌12a的旋转运动而将喉头12的入口闭塞。
图11示出了喉头部模型10c(喉头部为12c)中的喉头12和会厌12a的连动运动例。图11(a)示出了0.0sec的状态，(b)示出了0.2sec的状态，(c)示出了0.4sec的状态，(d)示出了0.5sec的状态，(e)示出了0.6sec的状态，(f)示出了0.7sec的状态，(g)示出了0.8sec的状态，(h)示出了0.9sec的状态，(i)示出了1.0sec的状态。会厌12a在0.2sec开始倾斜，在0.6sec横倒，在0.7sec成为最大135度，然后反转，在1.0sec复原。喉头12在0.6sec开始移动，在0.7sec成为最大，在0.9sec复原。图中的箭头示出了来到舌头(扇形部)11的最上部的部分。另外，设有所述的在会厌12a的倒下的瞬间舌头(扇形部)的最里侧部11e进行5mm压入的运动。
[咽下模拟器]
用于执行本实施方式的咽下模拟方法的模拟器(解析软件)进行头颈部器官的建模，使用粒子法对通过口腔及咽喉时的流体·食物块的行为进行解析。
根据模拟器的解析结果，例如：
(a)基于经口摄取品的物性值的不同，推断咽下·误咽·误饮·窒息风险，
(b)基于经口摄取品的物性值的不同，推断咽下时间，
(c)基于经口摄取品的物性值的不同，推断咽喉壁(气管或咽头的管璧)受到的力、以及剪切应力，
(d)根据上述数据和感官评价或感官诊断的相关性，评价或诊断经口摄取品的饮用容易度·食用容易度、饮用困难度·食用困难度。
评价或诊断有评价者或诊断者进行的情况和咽下模拟装置自动进行的情况。本实施例中由评价者或诊断者来进行。
咽下模拟器是使用三维粒子法解析软件来制作的。本解析软件具有如下特征：能够将流体的物性值或时间作为数值直接输入，通过适当地改变各自的物理量，而能够进行定量的解析。
[解析事例1]
在所设有的咽下运动中，通过投入各种物性的经口摄取品(食物块)，来解析咽下时的食物块的行为。首先，作为模拟经口摄取品20，举例水，带入水的物性值来进行了解析。
表1示出了解析所使用的水的物性值。与二维模拟器的解析不同，在物性值中带入有单位的数值。将解析所使用的粒子的粒径设为1mm，投入了约3ml的食物块。另外，粒子的粒径能够由运动解析部50任意地设定。
[表1]
物性值(水)设定
密度 1000[kg/m3]
粘度 1[mPa·s]
表面张力 72[mN/m]
图12示出了食物块为水的情况的三维模拟的解析结果。图12(a1)～(a3)示出了舌头11上的食物块的行为，图12(b1)～(b3)示出了会厌12a周边的食物块的行为。(a1)示出了t＝0sec的水的行为，(a2)示出了t＝0.4sec的水的行为，(b1)示出了t＝0.5sec的水的行为，(b2)示出了t＝0.6sec的水的行为，(b3)示出了t＝0.7sec的水的行为，(a3)示出了t＝0.8sec的水的行为。通过这些图可知，能够再现由舌头11进行的输送、由会厌12a通过倒入而进行的向食道18的食物块的投入。此外，一部分粒子残留在舌头11上或会厌12a周边，不流下到食道18而流入到了喉头12侧。在粒子法的解析中，能够通过粒子的个数来将这些现象数值化，能够定量地评价或诊断喉残留、误咽的风险等。
[解析事例2]
接下来，作为经口摄取品，投入了3种液体即水、牛奶A(通常的牛奶)、牛奶B(明治公司制：美味牛奶(おいしい牛乳)(“おいしい牛乳”是株式会社明治的注册商标)并解析了行为。
表2示出了这3种液体的物性。
[表2]
物性值(水)设定
水 牛奶A 牛奶B
密度[kg/m3] 1000 1029.6 1029.6
粘度[mPa·s] 1.00 3.03 3.07
表面张力[mN/m] 72.0 48.6 47.1
图13示出了经口摄取品(食物块)为水、牛奶A、牛奶B的情况的三维模拟的解析结果。图13(a1)～(a3)为t＝0.5sec(相同时刻)的舌头11上的食物块的行为，图13(b1)～(b3)为t＝0.7sec(相同时刻)的会厌12a周边的食物块的行为。此外，图13(a1)、(b1)为水的行为，图13(a2)、(b2)为牛奶A的行为，图13(a3)、(b3)为牛奶B的行为。可知，通过模拟能够观察到由于经口摄取品的物性不同而在相同时间行为不同。
[基于剪切应力及流下速度的评价或诊断]
接下来，针对表2的物性的经口摄取品(食物块)，进行剪切应力和流下速度的解析，获得了定量的解析结果。
图14示出了与剪切应力和流下速度有关的解析区域。区域A为口腔内的舌头11上的区域，求出了剪切应力。区域B为咽头空间内的食道入口18a的区域，求出了剪切应力和流下速度。
图15示出了区域A中的剪切应力的经时变化(经时变化即随时间的变化)(每0.1sec进行输出)。区域A的平均剪切应力能够通过处于区域A内的粒子在具有Y方向的法线的面受到了Z方向的力时的应力(应力张量的σYZ成分)的平均值来求出。在通过该舌头11对食物块的输送而使得区域A内的粒子成为15以下的时间，将剪切应力设成了0。通过该图可知，舌头11上的剪切应力的峰值有2个。在此，第一个剪切应力的峰值是在食物块投入时食物块在口腔内扩散时产生的剪切应力，可以认为是在口腔内的扩散的指标。第二个剪切应力的峰值是在咽下时舌头11对食物块的输送时产生的舌头11上的剪切应力，可以认为是成为吞咽感的1个指标的值。
图16示出了区域B的剪切应力的经时变化(每0.1sec进行输出)，图17示出了区域B的流下速度(速度的vY成分)的经时变化(每0.1sec进行输出)。区域B内的平均剪切应力能够通过处于区域A内的粒子在具有Z方向的法线的面上受到Y方向的力时的应力(应力张量的σZY成分)的平均值来求出。在粒子在区域内成为15以下的时间，将剪切应力及流下速度设为了0。
根据图16可知，水与牛奶之间剪切应力不同。此外，牛奶A与牛奶B之间就咽下结束定时(t＝0.8sec)方面呈现出了较大不同。其原因可以认为如图17所示那样牛奶B在t＝0.8sec的流下速度更大。这启示了：牛奶B与牛奶A的物性值没有较大不同，但是，使液体流入的定时的行为(液体切断，最后的几滴的饮入)却有可能会不同。
这样，在咽下模拟器中，能够将微小的物性值的不同给食物块的喉咙带来的影响数值化，通过将这些与感官检查等的结果进行比较，能够考察影响感官的因素。而且，还能够从剪切应力、流速等视点出发，对现有产品受物性的影响制作映射图。
[基于残存率和误咽率的评价或诊断]
接下来，针对表2的物性的经口摄取品(食物块)，进行残存率和误咽率的解析，得到了定量的解析结果。
图18示出了与残存率和误咽率有关的解析区域。区域C为口腔17内的舌头11上的区域，求出了残存率。区域D为会厌12a周边的区域，求出了残存率。区域E为喉头12出口的区域，求出了误咽率。
图19示出了区域C及区域D(两区域的合计)的残存率，图20示出了区域E的误咽率。粒子法由于对一个个粒子的位置进行追踪，所以具有能够容易地求出在空间存在的粒子的量的优点。因此，对咽下动作后的舌头11上、会厌12a周边残存的粒子的数量进行计数，作为喉残留的指标(残存率)进行了评价或诊断。进而，通过对喉头12的出口(图18中用虚线表示)加盖还对混入到喉头12侧的粒子也进行计数，还对误咽的风险(误咽率)进行了评价或诊断。但是，关于对粒子进行计数的评价方法或诊断方法是二维咽下模拟器也能实现的手法，因此，三维的优点在于能够用数值对投入的食物块的物性值进行定义这一点。
根据图19获得了牛奶与水相比残留在口腔内的比例更低的结果。可以认为这主要因为，粘度高更容易形成块。此外，在图20中，示出了牛奶B的误咽率低的结果，但是关于其原因，还未确定。
[非牛顿流体的解析]
图21示出了食物块为非牛顿流体的情况的三维模拟的解析结果。图21(a1)～(a3)为t＝0.5sec(相同时刻)的舌头11上的食物块的行为，图21(b1)～(b3)为t＝0.7sec(相同时刻)的会厌12a周边的食物块的行为。此外，图21(a1)、(b1)为浓度(水溶液中的粘稠冲调食品的浓度)C＝1％的食物块的行为，图21(a2)、(b2)为浓度C＝2％的食物块的行为，图21(a3)、(b3)为浓度C＝3％的食物块的行为。
若能够实现误咽率等的测定，则能够进行粘稠冲调食品的评价或诊断。针对粘稠冲调食品这样的具有非牛顿流体的流变学特性的食品，也能够通过三维咽下模拟器进行解析。在此，针对粘稠冲调食品(トロメイク(株式会社明治的注册商标。)SP(明治社制))，测定浓度1.0、1.5、2.0、3.0、3.5％(重量％)的水溶液的流变学特性及表面张力，进行了该物性值的解析。
[耦合解析]
图22示出了固体和流体(水)的耦合解析的例子。图22(a1)～(a3)为t＝0.4sec(相同时刻)的舌头11上的食物块的行为，图22(b1)～(b3)为t＝0.5sec(相同时刻)的会厌12a周边的食物块的行为。此外，图22(a1)、(b1)为仅为固体(8mm球)时的行为，图22(a2)、(b2)为仅为固体(4mm球)时的行为，图22(a3)、(b3)为固体(4mm球)和水耦合时的行为。
能够与二维模拟器同样地向模拟器内投入固体和流体，进行耦合解析。在此，进行了8mm球、4mm球及4mm球－水的耦合计算。刚体球的密度设为1100kg/m3，将喉壁面和刚体球的摩擦系数设为0。
根据图22(b1)可知，8mm的固体球太大，所以，从舌头11向咽头14侧的输送无法进行。实际的人体的情况下，勉强的话也有可能饮入，但是，从口腔17内的构造来看，可预想到8mm程度大小的食物是无法被顺畅地输送的。此外，从图22(b2)确认了：如果是4mm球则能够毫无问题地进行输送，根据图22(b3)可知，与水的耦合计算也能够无问题地实施。关于固体和流体的耦合解析，也能够将固体或流体的物性作为数值来进行设定。
图23示出了实施例1中的咽下模拟方法的处理流程例。首先，形成由头颈部器官构成的动态三维头颈部模型10a(S010：头颈部建模步骤)。接下来，设定头颈部模型10a中的各头颈部器官的运动(S030：器官运动设定步骤)。接下来，设定作为解析对象的经口摄取品及其物性(物性的种类及物性值)(S040：经口摄取品物性设定步骤)。这些设定内容能够根据状况来自由地选定。设定内容被存储在存储部83中。接下来，向口腔输入将经口摄取品模型化了的模拟经口摄取品20(S050：输入步骤)。输入例如由评价者或诊断者用鼠标将光标向口腔内拖拽来进行。接着，使用粒子法在三维空间对头颈部模型10a中的各头颈部器官的运动和与模拟经口摄取品20的咽下相关的行为进行解析(S060：运动解析步骤)。例如能够使用MPS法。接下来，显示由运动解析步骤(S060)得到的解析结果(S070：显示步骤)。接下来，根据咽下时的模拟经口摄取品20的行为的解析结果，进行经口摄取品的食用容易度及/或饮用容易度的评价或诊断(S080：评价诊断步骤，在仅为一方时，评价步骤或诊断步骤)。评价或诊断由评价者或诊断者观察显示部82的动态画面来进行。例如在显示部82所显示的评价表或诊断表的表格中输入○×、等级、分数等。若进行了评价或诊断，则返回经口摄取品物性设定步骤(S040)，变更经口摄取品的物性值来进行设定，反复进行到之后的评价诊断步骤。应变更的物性值能够根据评价者或诊断者的判断来自由地选择。如果第一次就找出了适当的物性的话，也可以省略以后的设定和评价或诊断。接下来，决定由评价诊断步骤(S080)视为适当的经口摄取品的物性(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，也可以选定最佳值。
评价项目或诊断项目例如如下所示。
(a)是否有咽下·误咽·误饮风险(附着到腭壁等上难剥离、堵塞咽喉或食道18、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价或感官诊断(美味、爽快感等)之间的相关性，综合地评价或诊断饮用容易度·食用容易度、饮用困难度·食用困难度。
感官评价或感官诊断与经口摄取品及其物性建立对应地保存在评价诊断结果记录部83B中，读出该经口摄取品的感官评价或感官诊断，考虑与例如咽下时间、切应力等之间的相关性。
如以上说明的那样，根据本实施例，提供一种咽下模拟装置及咽下模拟方法，针对头颈部模型10a，设定器官特性、头颈部器官的运动、经口摄取品的物性，使用粒子法对经口摄取品的行为进行解析，因此，能够容易地近似地再现与咽下有关的实际现象、即头颈部器官及经口摄取品的行为。此外，提供一种咽下模拟装置及咽下模拟方法，使用咽下模拟器将食物块的物性、物理量数值化来进行解析，能够正确地表现咽下时的头颈部器官及经口摄取品的行为，能够将经口摄取品的物性及与行为相关的物理量定量化。
实施例2
实施例1中，说明了评价者或诊断者进行经口摄取品的输入并观察动态图像来进行咽下评价或咽下诊断的例子，但在实施例2中说明咽下模拟装置基于设定来自动地进行经口摄取品等的输入、咽下模拟装置自动地进行咽下评价或咽下诊断的例子。主要说明与实施例1的不同点(在以下的实施例中也同样，主要说明不同点)。
图24示出了实施例2中的咽下模拟装置100B的结构例。与实施例1(图2参照)相比，在个人计算机(PC)内追加了将模拟经口摄取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和用于设定模拟经口摄取品的输入条件的输入设定部45，还追加了参照评价诊断条件存储部83A内存储的评价条件或诊断条件来自动地对经口摄取品的食用容易度及/或饮用容易度进行评价或诊断的该评价诊断部60(仅为一方时，为评价部或诊断部)。其他结构与实施例1同样。
图25示出了咽下模拟方法的处理流程例。与实施例1(参照图23)相比，在输入步骤(S050)之前追加了用于设定经口摄取品的输入条件的经口摄取品输入设定步骤(S045)，显示部83进行动态画面显示的显示步骤(S070)被取代为模拟画面显示部82A在虚拟动态画面上进行显示的步骤(S075)。此外，评价诊断步骤(S080)中，评价诊断部60自动地进行评价或诊断。其他步骤与实施例1同样。
实施例2中，在经口摄取品输入设定部45中预先设定经口摄取品的投入位置和投入定时(S045：经口摄取品输入设定步骤)。设为模拟经口摄取品向口腔内的投入位置例如为口腔内的牙的附近(例如模拟经口摄取品的长度的2倍以内)。接着，根据设定条件(场所、定时)，向口腔内投入模拟经口摄取品20(S050：经口摄取品输入步骤)。此外，在进行自动评价或自动诊断的情况下，预先将评价条件或诊断条件存储在评价诊断条件存储部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头颈部模型10a和模拟经口摄取品20的行为，由评价诊断部60将模拟画面显示部82A的显示与评价诊断条件存储部83A的评价条件或诊断条件进行对照，来进行评价或诊断。
评价项目或诊断项目例如如下所示。
(a)是否有咽下·误咽·误饮风险(附着到腭壁等上难剥离、堵塞咽喉或食道18、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或感官诊断(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)和感官评价或诊断分别数值化，分别乘以加权系数来用合计数自动地进行综合评价或综合诊断。另外，也可以省略(c)及/或(d)。
其他结构及处理流程与实施例1同样，与实施例1同样，能够提供一种能够容易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。
此外，在用手动进行输入和评价或诊断的一方、由计算机来进行另一方的情况下，也同样能够实施，并获得同样的效果。
实施例3
以上的实施例中，说明了由评价者或诊断者进行评价或诊断的例子和由咽下模拟装置自动进行评价或自动诊断的例子，但是，也可以是，显示咽下模拟装置的评价结果或诊断结果(一部分或整体)，进而对评价者或诊断者请求评价或诊断。该情况下，在处理流程中，在实施例2的评价诊断步骤(S080)中，在显示部82上与评价表或诊断表一起还显示咽下模拟装置的评价结果或诊断结果(一部分或整体)。评价者或诊断者参照咽下模拟装置的评价结果或诊断结果，在评价表或诊断表输入自己的评价结果或诊断结果。经口摄取品输入步骤(S050)既可以是手动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，与实施例2同样，能够提供一种能够容易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。
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经口摄取品的物性的例子，但是在本实施例中，说明由人来决定的例子。在本实施例的装置结构中，典型地讲，删除了实施例1的图2的物性决定部70。处理流程例能够使用图23。另外，也可以设有物性决定部70，但是该情况下不使用，或者物性决定部70的决定结果供决定者(例如评价者或诊断者)参考来表示。决定是人来决定被视为适当的经口摄取品的物性，但是，就基于评价结果或诊断结果来进行这一点没有差异，因此，虽然思考过程可能有稍许变更，但是，预测到的是几乎同样的结果。其他装置结构及处理流程与实施例1同样，与实施例1同样，能够提供能够容易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。在实施例2及实施例3中也是，在由人来决定的情况下，与实施例1同样。
实施例5
[经口摄取品的开发]
接下来，说明改变物性值来进行模拟并将模拟结果结合到经口摄取品的开发中的例子。
图26示出了经口摄取品开发支援装置200A的结构例。在图2的咽下模拟装置100A中追加了经口摄取品试制结果记录部83C、决定制造条件记录部83D和制造条件决定部84。经口摄取品试制结果记录部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制造条件来进行了试制的结果(包含物性值)。制造条件决定部84设置在个人计算机PC内，基于经口摄取品试制结果记录部83C所记录的试制结果，决定用于将经口摄取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。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得明确，能够可靠地开发出容易食用及/或容易饮用的物性的经口摄取品。
图27示出了经口摄取品开发方法的处理流程例。在图23的咽下模拟方法的处理流程例之后追加了经口摄取品试制步骤(S110)及制造条件决定步骤(S120)。经口摄取品试制步骤(S110)中，以具有由物性决定步骤(S090)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。例如，关于糕点，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、环境气等)、冷却条件(温度、时间、环境气等)、尺寸等来进行试制。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的经口摄取品试制结果记录部83C中。在制造条件决定步骤(S120)中，基于经口摄取品试制步骤(S110)的试制结果、即经口摄取品试制结果记录部83C所记录的试制结果，决定用于将经口摄取品的物性设为由物性决定步骤(S090)决定为适当的物性的制造条件。例如，如果经口摄取品试制步骤(S110)中，当原料的配合比A、烧制温度B时能够得到成为被决定为适当的物性的结果，则作为用于设为被决定为适当的物性的制造条件，决定为原料的配合比A、烧制温度B。该制造条件可以是1点，也可以指定范围。此外，也可以规定最佳值，也可以将适当的范围分等级。此外，该决定既可以由人来进行，也可以由制造条件决定部84基于经口摄取品试制结果记录部83C所记录的试制结果来自动地进行。制造条件决定步骤(S120)所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，由人来决定的情况下也可以记录在记事本中。
[经口摄取品的制造方法]
图28示出了经口摄取品制造方法的处理流程例。在经口摄取品制造步骤中具有经口摄取品调制步骤(S130)。将最初设为AA步骤、最后设为ZZ步骤。该经口摄取品调制步骤(S130)使用在图27的经口摄取品开发方法的制造条件决定步骤(S120)中决定为是用于设为由物性决定步骤(S090)决定为适当的物性的制造条件的制造条件，来调制经口摄取品。也可以是制造步骤中的任意步骤。例如在糕点的制造中，能够在原料配合步骤或烧制步骤等步骤中对经口摄取品进行调制。也可以组合2个以上步骤来进行调制。此时，该经口摄取品调制步骤(S130)中的制造条件是由制造条件决定步骤(S120)决定的制造条件的情况下，相当于该实施例。制造条件决定步骤(S120)所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。由此，能够可靠地制造出容易食用及/或容易饮用的物性的开发经口摄取品。
如以上所述，根据本实施例，针对头颈部模型10a，设定器官特性、头颈部器官的运动、经口摄取品的物性，使用粒子法对经口摄取品的行为进行解析，因此，能够使用能够容易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经口摄取品。
实施例6
[饮食教育装置·饮食教育方法]
本实施例中，说明将本发明的咽下模拟器应用到饮食教育的例子。
图29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(参照图2)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在动态画面上进行显示的模拟经口摄取品20的咽下时的行为，与评价诊断结果记录部83B所记录的经口摄取品的评价结果或诊断结果相关联地进行解说。本实施例中，教示内容是基于在评价诊断结果记录部83B中记录的经口摄取品的评价结果或诊断结果的内容，因此，解说内容被预先制作并记录。解说内容可以是，基于评价结果或诊断结果由教示部85自动地制作，但优选教育者进行编辑·补充，以更加易懂。此外，本实施例中，删除了物性决定部70，但是，也可以具有物性决定部70，针对物性决定进行解说。另外，教示部85存储解说内容(教示内容)，并且，使由运动解析部50解析出的、各头颈部器官的运动和模拟经口摄取品20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30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(参照图23)相比，在评价诊断步骤(S080)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，将由显示步骤(S070)在动态画面上显示的模拟经口摄取品的咽下时的行为，与由评价诊断步骤(S080)进行了评价或诊断而得的经口摄取品的评价结果或诊断结果相关联地进行教示。本实施例中，删除了物性决定部70及物性决定步骤(S090)，但是，也可以是，具有物性决定部70及物性决定步骤(S090)，对物性决定进行解说。由此，使用能够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，使得容易理解经口摄取品的食用容易度或饮用容易度，对于饮食教育很有效。
实施例7
[诊断支援]
本实施例中，说明将本发明的咽下模拟器应用到咽下诊断的支援中的例子。
图31示出了本实施例中的咽下模拟装置400A的结构。在实施例1(图2参照)的咽下模拟装置100A中追加了器管运动决定部75及决定器官运动条件记录部83E。此外，器管运动设定部30被更多地使用。器管运动设定部30中，设定与咽下运动关联的各头颈部器官的运动特性，但是还将例如颏舌肌11f或其他与咽下关联的肌肉的反应速度、收缩和松弛的定时、收缩距离、弹性(柔韧性)等作为运动参数来设定，在器官运动决定部75中，根据模拟的结果，即由运动解析部50解析出的解析结果，决定各头颈部器官的器官运动参数。例如，如果舌头的行波的波动运动变慢，则到咽下为止需要花费时间。如果会厌12a的反应延迟，则经口摄取品经由喉头12a进入到气管13而可能会产生误咽。由此，能够求出与患者、健康诊断的被诊断者的各头颈部器官的行为或症状很相符的、各头颈部器官的器官运动参数。决定器官运动条件记录部83E中记录有由器官运动决定部75求出的器官运动参数。
然后，根据头颈部模型10a和咽下模拟的结果，对患者或健康诊断对象者，进行是否存在与咽下有关的功能降低了的肌肉等的诊断，能够帮助治疗。另外，在诊断中，与经口摄取品的物性相比更重视器官功能，因此，也可以是对物性不进行循环处理而固定。也能够将该模拟装置组入到咽下诊断支援装置中。例如，如果设为具有保存有对患者或健康诊断对象者的诊断结果的医疗诊断结果数据库的咽下诊断支援装置，那么通过将医疗诊断结果与咽下模拟装置400A的评价诊断结果记录部83B中记录的评价诊断结果进行比较，就能够发现各头颈部器官的功能降低了的部分，能够进行迅速的诊断。
图32示出了本实施例的模拟方法的处理流程例。在实施例1(参照图23)的咽下模拟方法中追加了使器管运动参数变化了的循环。即，在使物性的参数变化了的循环处理之后，进行使器管运动参数变化了的循环处理。另外，在此的物性决定及器官特性决定，不是用于在咽下中发现适当的物性或器官运动，而是作为为了找出与患者或健康诊断的被诊断者的症状相符的器管运动参数的循环来使用的。依次改变参数来进行模拟，在找到与患者或健康诊断的被诊断者的各头颈部器官的行为或症状相符的物性或器官特性的时刻，结束处理流程。当然也能够预测治疗后的参数来继续模拟，还能够谋求治疗的改善效果。
[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90中来使用，也可以保存在内置或外装的存储装置中来使用，还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，针对舌头模型、会厌模型，示出了一例，但是不限于该例子，能够实现多种多样的模型。例如，按照每个解析时间来读入随时间变化的各器官的形状，能够模拟出更顺畅的运动，或者能够实现将分割数或频率等参数自由地变更的解析。而且，这些各器官也能够与付随的肌肉相连动地运动。此外，关于实施例5的经口摄取品的开发、制造方法，实施例6的饮食教育装置·饮食教育方法，主要说明了与实施例2的模拟装置组合的例子，但是与实施例1、实施例3、实施例4的模拟装置组合也可以。此外，实施例7中，关于诊断支援，主要说明了与实施例1的模拟装置组合的例子，但也可以与实施例2至实施例4的模拟装置进行组合。此外，经口摄取品示例了2个以下的情况，但是也能够使3个以上连动来对行为进行解析，此外，还能够进行包有花生的巧克力那样具有不同物性值的固体彼此(固―固)的耦合解析、包有甜酒的巧克力(固―液)的耦合解析、进而调味汁那样的液体彼此(油和醋)的物性值不同(液―液)的混合液的耦合解析。此外，在添加唾液的情况下，通过预先引入例如设定添加的时期(多次)和量这一点、以及经口摄取品被唾液溶解这一点，能够进行解析。此外，能够在适当的范围内变更舌头模型的分割数、重叠部分的尺寸、各部的移动量或移动时期、其他参数等。
工业上的可利用性
本发明被利用在经口摄取品的咽下状况的解析中。
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。
附图标记的说明
10  头颈部建模部
10a  动态三维头颈部模型
10b  舌头模型
10c  喉头部模型
11  舌头
11a～11e  舌头的扇形部
11f  颏舌肌
11g  舌头表面部
12  喉头
12a  会厌
12c  喉头部
13  气管
14  咽头
14a  咽头的璧
14b  咽头的粘膜
15  腭
15a  硬腭
15b  软腭
16  颌
16a  颏部
17  口腔
18  食道
18a  食道入口部
20  模拟经口摄取品
30  器官运动设定部
40  经口摄取品物性设定部
45  经口摄取品输入设定部
50  运动解析部
60  评价诊断部
70  物性决定部
75  器官运动决定部
81  输入部
82  显示部
82A  模拟画面显示部
83  存储部
83A  评价诊断条件存储部
83B  评价诊断结果记录部
83C  经口摄取品试制结果记录部
83D  决定制造条件记录部
83E  决定器官运动条件记录部
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  经口摄取品开发支援装置
300A  饮食教育支援装置
400A  咽下模拟装置
PC  个人计算机

Claims (22)

1.一种咽下模拟装置，其中，具备：
头颈部建模部，形成由头颈部器官构成的动态三维头颈部模型；
器官运动设定部，设定所述动态三维头颈部模型中的各头颈部器官的运动；
经口摄取品物性设定部，设定作为解析对象的经口摄取品及其物性；
输入部，向口腔输入将所述经口摄取品模型化了的模拟经口摄取品；
运动解析部，使用粒子法在三维空间对所述动态三维头颈部模型中的各所述头颈部器官的运动和所述模拟经口摄取品的咽下时的行为进行解析；以及
显示部，将由所述运动解析部解析出的各所述头颈部器官的运动和所述模拟经口摄取品的所述咽下时的行为的解析结果，显示在动态画面上。
2.如权利要求1记载的咽下模拟装置，其中，
所述头颈部建模部将所述头颈部器官设定为多边形或粒子；
所述运动解析部将所述模拟经口摄取品作为多边形或粒子来处理。
3.如权利要求2记载的咽下模拟装置，其中，
所述头颈部建模部形成将舌头在外里侧方向上分割为以颏舌肌的起始即下颌骨的颏部为扇轴的n个扇形部的构造，其中，n为2以上的整数；
所述器官运动设定部设定行波的波动运动，使得通过各扇形部在半径方向上具有规定的相位差地连动振动来将所述模拟经口摄取品向里侧方向输送。
4.如权利要求3记载的咽下模拟装置，其中，
所述头颈部建模部形成如下构造：为了避免由于所述各扇形部的振动在所述各扇形部之间产生间隙，而使所述各扇形部的表面部分相互重叠，而且形成如下构造：使左右两侧沿着半径方向延伸且在中央部分具有凹陷的舌头表面部重合在所述各扇形部的表面部分上，在静止状态的舌头表面部的所述凹陷中所述各扇形部在半径方向上进行振动；
所述器官运动设定部设定成，在咽下时，各扇形部向圆周方向里侧旋转规定的角度，在咽下最终时，由所述舌头的最里侧的扇形部将所述模拟经口摄取品压入。
5.如权利要求3或4记载的咽下模拟装置，其中，
所述头颈部建模部形成如下构造：将所述动态三维头颈部模型分割为咽头、喉头部和食道，将所述喉头部分割为会厌和喉头，在咽下开始前，将所述食道的食道入口闭塞，在咽下时，使所述食道入口扩张，咽头收缩；
所述器官运动设定部设定成，在咽下时，使所述喉头向下颌骨的颏部方向移动来使所述食道入口敞开，咽头收缩，接着通过使所述会厌向里侧旋转规定的角度，将喉头入口闭塞。
6.如权利要求1至5中任一项记载的咽下模拟装置，其中，
所述经口摄取品物性设定部作为解析对象，设定不同物性的液体、半固体或固体的多个模拟经口摄取品；
所述运动解析部针对所述多个模拟经口摄取品，规定自由表面和所述多个模拟经口摄取品间的边界，进行所述多个模拟经口摄取品的连动行为的解析。
7.如权利要求1至6中任一项记载的咽下模拟装置，其中，
具备：
评价诊断部，根据所述动态画面上的所述模拟经口摄取品的所述咽下时的行为，对所述经口摄取品的食用容易度及/或饮用容易度进行评价或诊断；
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头颈部器官的运动和所述模拟经口摄取品的咽下时的行为的解析结果而通过咽下模拟装置在虚拟空间形成的虚拟动态画面；
所述评价诊断部根据所述虚拟动态画面上的模拟经口摄取品的行为是否满足预先规定的条件来进行评价或诊断。
8.如权利要求1或7记载的咽下模拟装置，其中，
具备：
评价诊断结果记录部，根据所述模拟经口摄取品的所述咽下时的行为的解析结果，记录与所述经口摄取品的食用容易度及/或饮用容易度相关的评价结果或诊断结果；以及
物性决定部，基于所述评价诊断结果记录部所记录的评价或诊断结果，决定被视为适当的经口摄取品的物性。
9.一种动态三维头颈部模型，由头颈部器官构成，其中，
该动态三维头颈部模型被设为将舌头在外里侧方向上分割为以颏舌肌的起始即下颌骨的颏部为扇轴的n个扇形部的构造，其中，n为2以上的整数；
该动态三维头颈部模型被设定成进行通过各扇形部在半径方向上具有规定的相位差地连动振动来将所述模拟经口摄取品向里侧方向输送的行波的波动运动。
10.如权利要求9记载的动态三维头颈部模型，其中，
该动态三维头颈部模型被设为如下构造：为了避免由于所述各扇形部的振动在所述各扇形部之间产生间隙，而使所述各扇形部的表面部分相互重叠，而且，被设为如下构造：使具有左右两侧沿半径方向延伸且在中央部分具有凹陷的舌头表面部重合在所述各扇形部的表面部分上，在静止状态的舌头表面部的所述凹陷中所述各扇形部在圆周方向上进行振动；
该动态三维头颈部模型被设定成，在咽下时，各扇形部向圆周方向里侧旋转规定的角度，接着，由所述舌头的最里侧的扇形部将所述模拟经口摄取品压入；
该动态三维头颈部模型被设为如下构造：该动态三维头颈部模型被分割为咽头、喉头部和食道，喉头部被分割为会厌和喉头，在咽下开始前，将所述食道的食道入口闭塞，在咽下时，使食道入口扩张，咽头收缩；
该动态三维头颈部模型被设定成，在咽下时，使所述喉头向下颌骨的颏部方向移动而使食道入口敞开，咽头收缩，接着，通过使所述会厌向里侧旋转规定的角度，将食道入口闭塞。
11.一种咽下模拟方法，其中，
具备：
头颈部建模步骤，形成由头颈部器官构成的动态三维头颈部模型；
器官运动设定步骤，设定所述动态三维头颈部模型中的各头颈部器官的运动；
经口摄取品物性设定步骤，设定作为解析对象的经口摄取品及其物性；
输入步骤，向所述口腔输入将所述经口摄取品模型化了的模拟经口摄取品；
运动解析步骤，使用粒子法，对所述动态三维头颈部模型中的各所述头颈部器官的运动和所述模拟经口摄取品的咽下时的行为进行解析；以及
显示步骤，将由所述运动解析步骤在三维空间解析出的各所述头颈部器官的运动和所述模拟经口摄取品的所述咽下时的行为的解析结果，显示在动态画面上。
12.如权利要求11记载的咽下模拟方法，其中，
具备：
评价步骤，根据所述模拟经口摄取品的所述咽下时的行为的解析结果，进行与所述经口摄取品的食用容易度及/或饮用容易度相关的评价；以及
物性决定步骤，基于由所述评价步骤评价出的评价结果，决定被视为适当的经口摄取品的物性。
13.一种计算机可读取的程序，其中，
用于使计算机执行权利要求11或12记载的咽下模拟方法。
14.一种经口摄取品开发支援装置，其中，
具备：
权利要求8记载的咽下模拟装置；
经口摄取品试制结果记录部，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进行了试制的结果；以及
制造条件决定部，基于所述经口摄取品试制结果记录部所记录的试制结果，决定用于将所述经口摄取品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。
15.如权利要求14记载的经口摄取品开发支援装置，其中，
具备：
评价诊断部，根据所述动态画面上的所述模拟经口摄取品的所述咽下时的行为，对所述经口摄取品的食用容易度及/或饮用容易度进行评价或诊断；
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头颈部器官的运动和所述模拟经口摄取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形成的虚拟动态画面；
所述评价诊断部根据所述虚拟动态画面上的模拟经口摄取品的行为是否满足预先规定的条件来进行评价或诊断。
16.一种经口摄取品开发方法，其中，具备：
权利要求12记载的咽下模拟方法；
经口摄取品试制步骤，在所述经口摄取品物性设定步骤中，变更所述经口摄取品的物性来进行设定，反复进行到之后的物性决定步骤；或者，在所述经口摄取品物性设定步骤中，变更所述经口摄取品的物性来进行设定，反复进行到之后的评价步骤，然后一次进行物性决定步骤；进而，以具有由所述物性决定步骤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，基于所述经口摄取品试制步骤的结果，决定用于将所述经口摄取品的物性设为由所述物性决定步骤决定为适当的物性的制造条件。
17.如权利要求16记载的经口摄取品开发方法，其中，
所述动态画面是为了模拟地显示由所述运动解析步骤解析出的各所述头颈部器官的运动和所述模拟经口摄取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；
所述评价诊断步骤根据由所述虚拟显示步骤模擬地显示的虚拟动态画面上的模拟经口摄取品的行为是否满足预先规定的条件来进行评价。
18.一种经口摄取品制造方法，其中，
使用权利要求16或17记载的经口摄取品开发方法的制造条件决定步骤中决定出的制造条件来制造所述经口摄取品。
19.一种饮食教育支援装置，其中，
具备：
权利要求1或7记载的咽下模拟装置；
评价诊断结果记录部，根据所述模拟经口摄取品的所述咽下时的行为的解析结果，记录所述经口摄取品的食用容易度、饮用容易度的评价结果或诊断结果；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经口摄取品的咽下时的行为，与所述评价诊断结果记录部所记录的经口摄取品的评价结果或诊断结果相关联地进行解说。
20.一种饮食教育方法，其中，
具备：
权利要求11记载的咽下模拟方法；
评价步骤，根据所述模拟经口摄取品的所述咽下时的行为的解析结果，进行与所述经口摄取品的食用容易度及/或饮用容易度相关的评价；
教示步骤，将由所述显示步骤在动态画面上显示的所述模拟经口摄取品的咽下时的行为，与由所述评价步骤评价出的经口摄取品的评价结果相关联地进行解说。
21.如权利要求1至8中任一项记载的咽下模拟装置，其中，
具备：
器官运动决定部，针对由所述器官运动设定部设定的器官运动参数，根据由所述运动解析部解析出的所述解析结果，决定与所述被诊断者的器官的行为或症状相符的器官运动参数。
22.一种诊断支援装置，其中，
具备权利要求21记载的咽下模拟装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107923832A (zh) * 2015-08-07 2018-04-17 株式会社明治 推定吃食时/吞咽时的食块的举动或口感的计测装置及方法
CN108236465A (zh) * 2018-01-18 2018-07-03 上海肌颜齿科科技有限公司 一种吞咽行为的检测方法及装置
CN109414371A (zh) * 2016-07-01 2019-03-01 学校法人兵库医科大学 吞咽训练装置
WO2021000480A1 (zh) * 2019-07-03 2021-01-07 江南大学 一种食物模拟吞咽装置和食物模拟吞咽方法
CN112587233A (zh) * 2020-12-10 2021-04-02 华中科技大学 一种模拟气管内插管术的方法及系统

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015152147A1 (ja) * 2014-03-31 2015-10-08 シャープ株式会社 調理機器
US10102770B2 (en) * 2016-06-20 2018-10-16 The Procter & Gamble Company Method and model for visual demonstration of bacteria removal on simulated tongue material
WO2018021264A1 (ja) * 2016-07-28 2018-02-01 沢井製薬株式会社 口腔内崩壊性を有する被検物の食感評価方法及び食感評価装置
CN107154208B (zh) * 2017-07-03 2019-01-29 江南大学 一种模拟食物吞咽的机械装置
FR3071347B1 (fr) * 2017-09-19 2021-10-22 Protip Medical Conduit anatomique et banc de simulation comprenant un tel conduit
JP7082000B2 (ja) 2018-06-29 2022-06-07 株式会社明治 経口摂取品開発支援方法及び経口摂取品開発支援システム
CN109567816B (zh) * 2018-11-08 2020-08-25 山东大学 一种基于单目视觉的颈椎活动度测量系统及方法
JP7401225B2 (ja) * 2019-08-29 2023-12-19 株式会社明治 嚥下シミュレーション装置及び嚥下シミュレーション方法
JP7477358B2 (ja) * 2020-05-08 2024-05-01 マクセル株式会社 生体検査装置および生体情報分析方法
CN117064344B (zh) * 2023-10-16 2023-12-22 中国人民解放军总医院第二医学中心 一种多模态刺激的吞咽障碍治疗方法及其系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101000723A (zh) * 2007-01-11 2007-07-18 重庆工学院 一种消化道系统模拟装置
CN101716394A (zh) * 2009-12-21 2010-06-02 四川大学 治疗吞咽障碍的低频脉冲电磁仪
CN201993970U (zh) * 2010-10-22 2011-09-28 刘韦淞 咽、喉部病变操作模拟训练器
CN103597510A (zh) * 2011-06-30 2014-02-19 株式会社明治 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
CN103596498A (zh) * 2011-06-30 2014-02-19 株式会社明治 咽下模拟装置及方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6192329B1 (en) * 1998-08-12 2001-02-20 Risk Analysis & Management Method and apparatus for assessing risks of injury
US7160110B2 (en) * 1999-11-30 2007-01-09 Orametrix, Inc. Three-dimensional occlusal and interproximal contact detection and display using virtual tooth models
US9421074B2 (en) * 2001-04-13 2016-08-23 Orametrix, Inc. Unified three dimensional virtual craniofacial and dentition model and uses thereof
EP1765097B1 (en) * 2004-06-01 2013-12-04 Prophagia Inc. Index and method of use of adapted food compositions for dysphagic persons
US20100015589A1 (en) * 2008-07-17 2010-01-21 Shlomo Lehavi Dental training system and method of use
JP2011146781A (ja) 2010-01-12 2011-07-28 Panasonic Corp 携帯無線機
JP2011146780A (ja) 2010-01-12 2011-07-28 Of Networks:Kk 通信遅延の緩和方法
KR101785586B1 (ko) * 2010-02-25 2017-10-16 쓰리세이프 에이/에스 동적 가상 교합기
US8352060B2 (en) * 2010-05-05 2013-01-08 Hankookin, LLC. Computer-aided fabrication of a removable dental prosthesis

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101000723A (zh) * 2007-01-11 2007-07-18 重庆工学院 一种消化道系统模拟装置
CN101716394A (zh) * 2009-12-21 2010-06-02 四川大学 治疗吞咽障碍的低频脉冲电磁仪
CN201993970U (zh) * 2010-10-22 2011-09-28 刘韦淞 咽、喉部病变操作模拟训练器
CN103597510A (zh) * 2011-06-30 2014-02-19 株式会社明治 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
CN103596498A (zh) * 2011-06-30 2014-02-19 株式会社明治 咽下模拟装置及方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
H. MIZUNUMA: "NUMERICAL MODELING AND SIMULATION ON THE SWALLOWING OF JELLY", 《JOURNAL OF TEXTURE STUDIES》 *
JOHN E. LLOYD, IAN STAVNESS AND SIDNEY FELS: "ArtiSynth: A Fast Interactive Biomechanical Modeling Toolkit Combining Multibody and Finite Element Simulation", 《STUDIES IN MECHANOBIOLOGY, TISSUE ENGINEERING AND AND BIOMATERIALS》 *
MARK A. NICOSIA: "Aplanar finite element model of bolus containment in the oral cavity", 《COMPUTERS IN BIOLOGY AND MEDICINE》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107923832A (zh) * 2015-08-07 2018-04-17 株式会社明治 推定吃食时/吞咽时的食块的举动或口感的计测装置及方法
CN109414371A (zh) * 2016-07-01 2019-03-01 学校法人兵库医科大学 吞咽训练装置
CN109414371B (zh) * 2016-07-01 2021-07-09 学校法人兵库医科大学 吞咽训练装置
CN108236465A (zh) * 2018-01-18 2018-07-03 上海肌颜齿科科技有限公司 一种吞咽行为的检测方法及装置
WO2021000480A1 (zh) * 2019-07-03 2021-01-07 江南大学 一种食物模拟吞咽装置和食物模拟吞咽方法
CN112587233A (zh) * 2020-12-10 2021-04-02 华中科技大学 一种模拟气管内插管术的方法及系统
CN112587233B (zh) * 2020-12-10 2021-10-08 华中科技大学 一种模拟气管内插管术的方法及系统

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