JP2013202119A - 嚥下シミュレーション装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明による嚥下シミュレーション装置100Aは、頭頸部器官からなる動的三次元頭頸部モデルを形成する頭頸部モデリング部10と、頭頸部モデルにおける各頭頸部器官の運動を設定する器官運動設定部30と、解析対象としての経口摂取品及びその物性を設定する経口摂取品物性設定部40と、経口摂取品をモデル化した擬似経口摂取品を口腔に入力する入力部81と、頭頸部モデルにおける各頭頸部器官の運動と擬似経口摂取品の嚥下時の挙動を、粒子法を用いて三次元空間で解析する運動解析部50と、運動解析部50で解析された各頭頸部器官の運動と擬似経口摂取品の嚥下時の挙動の解析結果を動画面に表示する表示部82とを備える。
【選択図】図2
Description
ここにおいて、動的三次元頭頸部モデル10aは、口腔、咽頭、喉頭、食道の実際の運動に合わせて形成され、時間毎に変形することが精度の高い解析を行なう上で好ましく、このためにはモデル全体を粒子として取扱うのが良いのであるが、粒子数が増加すると三次元空間での解析を行なうコンピュータPCの負荷が増大するので、解析を簡素・容易にするためには頭頸部器官をポリゴンに設定して解析するのが効率的である。
本態様のように構成すると、三次元解析を行うに際して、頭頸部器官をポリゴン、粒子(剛体、弾性体、塑性体、弾塑性体)に設定し、擬似経口摂取品20を粒子(流体、剛体、弾性体、塑性体、弾塑性体)として取扱うので、頭頸部器官ならびに擬似経口摂取品20の設定を任意に設定することで目的・状況に応じた多様な解析ができる
ここにおいて、舌11の分割数nは、3個以上でスムーズな進行波的波動運動を表現でき、7個を超えると計算の負荷が大きくなる。よって、4個〜6個が好適である。これによって、嚥下時の舌の進行波的波動動作を近似的に再現することが可能となった。
本態様のように構成すると、舌を前奥方向にn個の扇形部に分割し、上記の連携振動をさせることにより、嚥下時の舌の挙動を近似的に再現できるので、より実現象に近く効率的な解析ができる。なお、舌11の形状は実際の運動に合わせて粒子で形成され、時間毎に変形させたものを計算毎に読み込むことも可能である。
ここにおいて、所定の角度は15°が好適であるが、これに限定されず、10〜20°でも良い。また、オーバーラップ部分は5mmが好適であるが、これに限定されず、3〜7mmでも良い。本態様のように構成すると、各扇形部11a〜11eの間に隙間ができず、経口摂取品20の流路が窪みの中に形成され、経口摂取品20が口腔の奥側にスムーズに移送されるので、嚥下時の舌11の挙動を一層近似的に再現できる。
ここにおいて、所定の角度回転は135度が実現象に近く最も好適であるが、その近傍(例えば±15度内)も好適である。また、「咽頭が収縮」とは、具体的には咽頭が上方向に短縮すると共にその内腔が収縮するのであるが、かかる内容を含むものである。このように構成すると、嚥下時の喉頭部12cの挙動と食道18の開閉を近似的に再現できる。なお、これらの器官の動きは器官運動設定部30から数値を与えて強制的に動かすことのほか、これらの器官に付随した筋肉の動きと連動させて動かすことも可能である。さらに、時間毎に変化する各器官のモデルを解析毎に読み込み、よりスムーズな運動を与えることも可能である。
このように構成すると、複数の擬似経口摂取品20について、経口摂取品の連動挙動を実現象に近いように再現することができ、連動挙動の解析に有効である。
本態様のように構成すると、仮想動画面と評価診断条件記憶部83Aに記憶された評価条件又は診断条件とを照合して、経口摂取品の食べ易さ及び/又は飲み易さを自動的に評価又は診断できる。
このように構成すると、嚥下時の舌11及び咽喉の挙動を近似的に再現できる動的三次元頭頸部モデル10aを提供できる。
このように構成すると、各扇形部11a〜11eの間に隙間ができず、擬似経口摂取品20の流路が窪みの中に形成され、擬似経口摂取品20が奥側にスムーズに移送されるので、嚥下時の舌11、咽頭14、喉頭12と食道18の挙動を近似的に再現できる動的三次元頭頸部モデルを提供できる。
本態様のように構成すると、嚥下に関する実現象を近似的に且つ容易に再現するシミュレーションを通して、経口摂取品の食べ易さ及び/又は飲み易さが適正な経口摂取品の物性を高精度で効率的に導き出すことができる。
ここにおいて、プログラムは、コンピュータ内蔵の記憶部に格納しても良く、インターネットからダウンロードしても良く、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納しても良い。なお、本態様に係るコンピュータには、嚥下シミュレーション装置のように、コンピュータを含んで構成される装置のコンピュータ(例えばパーソナルコンピュータPC)も含まれるものとする。
このように構成すると、経口摂取品開発支援装置200Aは、動的三次元頭頸部モデル10aについて、頭頸部器官の運動、経口摂取品の物性を設定し、粒子法を用いて経口摂取品の挙動を解析するので、嚥下に関する実現象を再現することが容易である。そして、かかる嚥下に関する実現象を再現することが容易な嚥下シミュレーション装置を利用して経口摂取品を評価又は診断するので、食べ易さ、飲み易さが優れた経口摂取品を高い確実性をもって開発できる。
本態様のように構成すると、経口摂取品開発支援装置200Aは、仮想動画面と評価診断条件記憶部83Aに記憶された評価条件又は診断条件とを照合して、経口摂取品の食べ易さ、飲み易さを自動的に評価又は診断し、評価結果又は診断結果を経口摂取品の開発に結び付けるので、効率的に、食べ易い又は飲み易い経口摂取品を開発することができる。
このように構成すると、食べ易さ、飲み易さが優れた経口摂取品を確実に開発できる。
このように構成すると、嚥下に関する実現象を再現することが容易な嚥下シミュレーション装置を用いて嚥下現象を表示するので、飲経口摂取品の食べ易さ又は飲み易さを理解しやすく、食育に有効である。
このように構成すると、各頭頸部器官の機能低下した部分を発見でき、診断に役立てられる。
このように構成すると、嚥下シミュレーション装置を利用して、嚥下現象を考慮した迅速な診断が可能になる。
第2に、嚥下時における頭頸部器官及び経口摂取品の挙動を正確に表現でき、経口摂取品の物性及び挙動に係る物理量を定量化できる嚥下シミュレーション装置、動的三次元頭頸部モデル、嚥下シミュレーション方法、コンピュータ読み取り可能なプログラム、経口摂取品開発支援装置、経口摂取品開発方法、経口摂取品製造方法、食育支援装置、食育方法及び診断支援装置を提供できる。
本実施の形態では、液面の大変形や飛沫などの表現が可能な解析方法として、解析対象の液体や固体を粒子として扱う粒子法を用いてシミュレーションを行なう。そこで、まず、粒子法について説明する。
しかしながら、二次元空間でのシミュレーションよりも、嚥下時における口腔器官、咽喉器官などの頭頸部器官及び飲食品等の挙動をさらに三次元的に正確に表現したいという要請があった。また、使用プログラムの制約により経口摂取品の物性及び挙動に係る物理量を定量化し難いという問題があった。
図2に実施例1における嚥下シミュレーション装置100Aの構成例を示す。実施例1では、評価者又は診断者が経口摂取品の入力を行い、動画像を見て嚥下評価又は嚥下診断を行なう例を説明する。なお、動的三次元頭頸部モデル10aの構成例については図3を参照されたい。
記憶部83は、頭頸部モデル10a、器官特性、設定条件、解析結果、評価結果又は診断結果等を記憶する。
図3に本実施例に係る頭頸部モデル10aの構成例を示す。図3(a)に頭頸部モデル10aの斜視図を、図3(b)に正面図を、図3(c)に側面図を、図3(d)にA−A断面図を示す。図において、11は舌(オトガイ舌筋11f(図4参照)を含む)、12は喉頭、12aは喉頭蓋、13は気管、14は咽頭(14aは咽頭の管壁、14bは咽頭の粘膜)、15は口蓋(15aは硬口蓋、15bは軟口蓋)、16は顎(オトガイ部16aを含む)、17は口腔、18は食道(18aは食道入口、18bは食道の管壁)、20は疑似経口摂取品としての球状食塊である。
粒子法では粒子数が増加するとコンピュータの負担が増加し、解析に時間がかかる。本実施例では、経口摂取品を粒子(流体)として表現し、各口腔器官を、ポリゴン距離関数によって作成した壁境界(流体などから外力を受けても移動しない壁を距離関数として空間に配位した境界)として表現することにより、頭頸部モデル10aを簡素化し、コンピュータの負担を軽減した。各頭頸部器官の運動(進行波的波動運動、回転運動、往復運動等)は器官運動設定部30で設定される。
図4に舌モデル10bの構成例を示す。図4(a)は舌11の筋肉(下顎骨のオトガイ部16aから延びるオトガイ舌筋11f)の配置を示し、図4(b)はオトガイ舌筋11fに沿って扇形に分割された舌モデル10bを示す。舌モデル10bは頭頸部モデリング部10で形成し、舌の運動は器官運動設定部30で設定する。舌モデル10bは、舌11による食塊の輸送を再現する必要がある。舌モデル10bは、オトガイ舌筋の起始である下顎骨のオトガイ部16aを扇の要とし、起始から延びるオトガイ舌筋11fに沿って舌11を扇形に分割した構造とした。分割は例えば口唇を前、咽喉を後としたときの前後方向にn分割(本実施例ではn=5)とし、横方向には分割しなかった。分割された各部を扇形部11a〜11eと称することとする。舌11の運動による経口摂取品の輸送については、各扇形部11a〜11eを半径方向に振動させ、前方から後方に向かって振動の位相をずらしていくことで達成される。振動は、例えば、オトガイ舌筋11fを中心に振幅5mmで振動数1.1Hzで振動させ、各扇形部11a〜11eは手前側から奥側に向かって順次0.1sずつ振動のタイミング(位相)を遅らせるように設定した。
また、今回の実施例では計算負荷を低減するために舌11を分割したモデルを使用しているが、分割せずに、形状が変化した舌モデルを各計算時間毎に読み込み、より滑らかな進行波的波動運動を模擬することも可能である。
この舌モデル10bを用いて、重力方向を変えて解析を行い、舌11の運動による食塊(ここでは水物性)20の輸送が達成されることを確認できた。
食道18の入口は平常時には閉じており、嚥下時に食道18が開放する様子を再現しなくてはならない。喉頭部モデル10cは、喉頭蓋12aと喉頭12の動きにより、食道18と喉頭12の開放と閉塞を実現する。喉頭部モデル10cは頭頸部モデリング部10で形成し、その運動は器官運動設定部30で設定する。
本実施の形態に係る嚥下シミュレーション方法を実行するためのシミュレーター(解析ソフトウェア)は頭頸部器官のモデリングを行い、口腔ならびに咽喉を通過する際の流体・食塊の挙動について粒子法を用いて解析を行うものである。
シミュレーターによる解析結果から、例えば、
(a)経口摂取品の物性値の違いによる、嚥下・誤嚥・誤飲・窒息リスクの推定、
(b)経口摂取品の物性値の違いによる、嚥下時間の推定、
(c)経口摂取品の物性値の違いによる、咽喉壁(気管や咽頭の管璧)にかかる力、およびせん断応力の推定、
(d)上記データと官能評価又は官能診断との相関から、経口摂取品の飲み易さ・食べ易さ、飲み難さ・食べ難さの評価又は診断を行う。
評価又は診断は、評価者又は診断者が行なう場合と、嚥下シミュレーション装置が自動的に行なう場合がある。本実施例では評価者又は診断者が行なう。
組み込んだ嚥下運動に様々な物性の経口摂取品(食塊)を投入することによって、嚥下時の食塊の挙動を解析する。まず、疑似経口摂取品20として水を取り上げ、水の物性値を代入して解析を行った。
表1に解析に用いた水の物性値を示す。二次元シミュレーターによる解析とは違い、物性値に単位のある数値を代入している。解析に用いた粒子の粒子径を1mmとし、約3mlの食塊を投入した。なお、粒子の粒子径は運動解析部50で任意に設定可能である。
次に、経口摂取品として、3種類の液体、水、牛乳A(通常の牛乳)、牛乳B(明治社製:おいしい牛乳(株式会社明治の登録商標です))を投入して挙動を解析した。
表2に、これら3種類の液体の物性を示す。
次に、表2の物性の経口摂取品(食塊)について、せん断応力と流下速度の解析を行ない、定量的な解析結果を得ることとした。
このようにして嚥下シミュレータでは微小な物性値の違いでの食塊の喉に及ぼす影響を数値化することが可能であり、これらを官能検査などの結果と比較することで、官能に及ぼす要因を考察することが可能となる。さらにせん断応力や流速などの視点から既存製品の物性による影響をマッピングすることができる。
次に、表2の物性の経口摂取品(食塊)について、残存率と誤嚥率の解析を行ない、定量的な解析結果を得ることができた。
図18に残存率と誤嚥率についての解析領域を示す。領域Cは口腔17内の舌11上の領域で残存率を求めた。領域Dは喉頭蓋12a周辺の領域で残存率を求めた。領域Eは喉頭12出口の領域で、誤嚥率を求めた。
[非ニュートン流体の解析]
誤嚥率などの測定ができるようになると、とろみ調整食品の評価又は診断を行うことが可能となる。とろみ調整食品のような非ニュートン流体のレオロジー特性を持つものについても三次元嚥下シミュレータによって解析することが可能である。ここでは、とろみ調整食品(トロメイク(株式会社明治の登録商標です)SP(明治社製))について濃度1.0、1.5、2.0、3.0、3.5%(重量%)の水溶液のレオロジー特性および表面張力を測定し、その物性値での解析を行った。
図22に固体と流体(水)の連成解析の例を示す。図22(a1)〜(a3)はt=0.4sec(同一時刻)における舌11上の食塊の挙動であり、図22(b1)〜(b3)はt=0.5sec(同一時刻)における喉頭蓋12a周辺での食塊の挙動である。また、図22(a1),(b1)は固体(8mm球)のみ、図21(a2),(b2)は固体(4mm球)のみ、図22(a3),(b3)は固体(4mm球)と水との連成時の挙動である。
二次元シミュレータと同様にシミュレータ内に固体と流体を投入し、連成解析することも可能である。ここでは8mm球、4mm球および4mm球−水の連成計算を行った。剛体球の密度は11,00kg/m3とし、喉壁面と剛体球の摩擦係数を0とした。
(a)嚥下・誤嚥・誤飲・窒息リスク(口蓋壁等に付着して剥れ難い、咽喉や食道18を塞ぐ、喉頭12に入る)が有るか否か、
(b)嚥下時間がどの位か、閾値を超えるか、
(c)咽頭壁にかかる応力、およびせん断応力がどの位か、閾値を超えるか、
(d)(a)〜(c)に基づき、別にデータ取得した官能評価又は官能診断(美味しい、爽快感等)との相関性を考慮して、総合的に飲み易さ・食べ易さ、飲み難さ・食べ難さを評価又は診断する。
官能評価又は官能診断は、経口摂取品及びその物性と対応付けられて評価診断結果記録部83Bに保存されており、この経口摂取品の官能評価又は官能診断を読み出して例えば嚥下時間、せん断応力等との相関性を考慮する。
(a)嚥下・誤嚥・誤飲・窒息リスク(口蓋壁等に付着して剥れ難い、咽喉や食道18を塞ぐ、喉頭12に入る)が有るか否か、
(b)嚥下時間がどの位か、閾値を超えるか、
(c)咽頭壁にかかる応力、およびせん断応力がどの位か、閾値を超えるか、
(d)(a)〜(c)に基づき、別にデータ取得した官能評価又は官能診断(美味しい、爽快感等)との相関性を考慮して、総合的に飲み易さ・食べ易さ、飲み難さ・食べ難さを評価又は診断する。
(a)〜(c)と官能評価又は官能診断をそれぞれ数値化しておき、それぞれ重み係数を掛けて合計数で自動的に総合評価又は総合診断する。なお、(c)及び/又は(d)を省略しても良い。
次に、物性値を変化させてシミュレーションを行ない、シミュレーション結果を経口摂取品の開発に結びつける例を説明する。
図28に経口摂取品製造方法の処理フロー例を示す。経口摂取品製造工程の中に経口摂取品調製工程(S130)がある。最初をAA工程、最後をZZ工程とする。この経口摂取品調製工程(S130)は、図27における経口摂取品開発方法の製造条件決定工程(S120)において、物性決定工程(S090)で適正と決定された物性にする製造条件であると決定された製造条件を用いて経口摂取品を調製するものである。製造工程の中のいずれの工程でも良い。例えば菓子の製造では、原料配合工程や焼成工程等の工程で経口摂取品を調製することができる。2以上の工程を組み合わせて調製しても良い。このとき、この経口摂取品調製工程(S130)における製造条件が、製造条件決定工程(S120)において決定されたものである場合には、当該実施例に該当することとなる。製造条件決定工程(S120)で決定された結果は、例えば記憶部83の決定製造条件記録部83Dに記録される。これにより、食べ易い及び/又は飲み易い物性の開発経口摂取品を確実に製造することができる。
本実施例では本発明による嚥下シミュレータを食育に適用する例を説明する。
図29に本実施例における食育支援装置300Aの構成例を示す。実施例1のシミュレーション装置100A(図2参照)に比して、教示部85が追加され、物性決定部70が削除されている。教示部85は、表示部82で動画面に表示された擬似経口摂取品20の嚥下時の挙動を、評価診断結果記録部83Bに記録された経口摂取品の評価結果又は診断結果と関連させて解説する。本実施例では、教示内容は評価診断結果記録部83Bに記録された経口摂取品の評価結果又は診断結果に基づくもので、解説内容が予め作成され記録されている。解説内容は評価結果又は診断結果に基づいて教示部85で自動的に作成しても良いが、教育者が更にわかり易く編集・補充するのが好適である。また、本実施例では、物性決定部70が削除されているが、物性決定部70を有し、物性決定について解説しても良い。なお、教示部85は解説内容(教示内容)を記憶すると共に、運動解析部50で解析された各頭頸部器官の運動と擬似経口摂取品20の嚥下時の挙動の解析結果を表示部82の動画面に表示させ、解説内容を表示部82のスピーカ等に音声出力する。
本実施例では本発明による嚥下シミュレータを嚥下診断の支援に適用する例を説明する。
また、本発明は、以上の嚥下シミュレーション方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラムとしても、また、当該プログラムを記憶する記憶媒体としても実現可能である。プログラムは嚥下シミュレーション装置の制御部90に蓄積して使用してもよく、内蔵又は外付けの記憶装置に蓄積して使用してもよく、インターネットからダウンロードして使用しても良い。
10a 動的三次元頭頸部モデル
10b 舌モデル
10c 喉頭部モデル
11 舌
11a〜11e 舌の扇形部
11f オトガイ舌筋
11g 舌表面部
12 喉頭
12a 喉頭蓋
12c 喉頭部
13 気管
14 咽頭
14a 咽頭の璧
14b 咽頭の粘膜
15 口蓋
15a 硬口蓋
15b 軟口蓋
16 顎
16a オトガイ部
17 口腔
18 食道
18a 食道入口部
20 擬似経口摂取品
30 器官運動設定部
40 経口摂取品物性設定部
45 経口摂取品入力設定部
50 運動解析部
60 評価診断部
70 物性決定部
75 器官運動決定部
81 入力部
82 表示部
82A 擬似画面表示部
83 記憶部
83A 評価診断条件記憶部
83B 評価診断結果記録部
83C 経口摂取品試作結果記録部
83D 決定製造条件記録部
83E 決定器官運動条件記録部
84 製造条件決定部
85 教示部
90 制御部
100A,100B 嚥下シミュレーション装置
200A 経口摂取品開発支援装置
300A 食育支援装置
400A 嚥下シミュレーション装置
PC パーソナルコンピュータ
図21に食塊が非ニュートン流体の場合の三次元シミュレーションの解析結果を示す。図21(a1)〜(a3)はt=0.5sec(同一時刻)における舌11上の食塊の挙動であり、図21(b1)〜(b3)はt=0.7sec(同一時刻)における喉頭蓋12a周辺での食塊の挙動である。また、図21(a1),(b1)は濃度(水溶液中のとろみ調整食品の濃度)C=1%、図21(a2),(b2)は濃度C=2%、図21(a3),(b3)は濃度C=3%の食塊の挙動である。
誤嚥率などの測定ができるようになると、とろみ調整食品の評価又は診断を行うことが可能となる。とろみ調整食品のような非ニュートン流体のレオロジー特性を持つものについても三次元嚥下シミュレータによって解析することが可能である。ここでは、とろみ調整食品(トロメイク(株式会社明治の登録商標です)SP(明治社製))について濃度1.0、1.5、2.0、3.0、3.5%(重量%)の水溶液のレオロジー特性および表面張力を測定し、その物性値での解析を行った。
図22に固体と流体(水)の連成解析の例を示す。図22(a1)〜(a3)はt=0.4sec(同一時刻)における舌11上の食塊の挙動であり、図22(b1)〜(b3)はt=0.5sec(同一時刻)における喉頭蓋12a周辺での食塊の挙動である。また、図22(a1),(b1)は固体(8mm球)のみ、図22(a2),(b2)は固体(4mm球)のみ、図22(a3),(b3)は固体(4mm球)と水との連成時の挙動である。
二次元シミュレータと同様にシミュレータ内に固体と流体を投入し、連成解析することも可能である。ここでは8mm球、4mm球および4mm球−水の連成計算を行った。剛体球の密度は11,00kg/m3とし、喉壁面と剛体球の摩擦係数を0とした。
Claims (22)
- 頭頸部器官からなる動的三次元頭頸部モデルを形成する頭頸部モデリング部と;
前記動的三次元頭頸部モデルにおける各頭頸部器官の運動を設定する器官運動設定部と;
解析対象としての経口摂取品及びその物性を設定する経口摂取品物性設定部と;
前記経口摂取品をモデル化した擬似経口摂取品を口腔に入力する入力部と;
前記動的三次元頭頸部モデルにおける各前記頭頸部器官の運動と前記擬似経口摂取品の嚥下時の挙動を、粒子法を用いて三次元空間で解析する運動解析部と;
前記運動解析部で解析された各前記頭頸部器官の運動と前記擬似経口摂取品の前記嚥下時の挙動の解析結果を動画面に表示する表示部とを備える;
嚥下シミュレーション装置。 - 前記頭頸部モデリング部は、前記頭頸部器官をポリゴン又は粒子に設定し;
前記運動解析部は、前記擬似経口摂取品をポリゴン又は粒子として取り扱う;
請求項1に記載の嚥下シミュレーション装置。 - 前記頭頸部モデリング部は、舌を前奥方向にオトガイ舌筋の起始である下顎骨のオトガイ部を要とするn個(nは2以上の整数)の扇形部に分割する構造とし;
前記器官運動設定部は、各扇形部が半径方向に所定の位相差を持って連携して振動することにより前記擬似経口摂取品を奥方向に輸送するように進行波的波動運動を設定する;
請求項2に記載の嚥下シミュレーション装置。 - 前記頭頸部モデリング部は、前記各扇形部の振動により前記各扇形部の間に隙間ができないように前記各扇形部の表面部分が相互に重複し合う構造とし、さらに、左右両側が半径方向に延びて中央部分に窪みを有する舌表面部を前記各扇形部の表面部分に重複させ、静止状態の舌表面部の前記窪みの中で前記各扇形部が半径方向に振動する構造とし;
前記器官運動設定部は、嚥下時に各扇形部が円周方向奥側に所定の角度回転し、嚥下最終時には前記舌の最奥の扇形部で前記擬似経口摂取品を押し込むように設定する;
請求項3に記載の嚥下シミュレーション装置。 - 前記頭頸部モデリング部は、前記動的三次元頭頸部モデルを咽頭、喉頭部と食道に分割し、前記喉頭部を喉頭蓋と喉頭に分割し、嚥下開始前には前記食道の食道入口を閉塞し、嚥下時には前記食道入口が拡張し、咽頭が収縮する構造とし;
前記器官運動設定部は、嚥下時に、前記喉頭を下顎骨のオトガイ部方向に移動して前記食道入口を開放し、咽頭が収縮し、次いで前記喉頭蓋を奥側に所定の角度回転させることにより、喉頭入口を閉塞するように設定する;
請求項3又は請求項4に記載の嚥下シミュレーション装置。 - 前記経口摂取品物性設定部は、解析対象として異なる物性の液体、半固体又は固体の複数の擬似経口摂取品を設定し;
前記運動解析部は、前記複数の擬似経口摂取品について自由表面と前記複数の擬似経口摂取品間の境界を定め、前記複数の擬似経口摂取品の連動挙動の解析を行なう;
請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の嚥下シミュレーション装置。 - 前記動画面における前記擬似経口摂取品の前記嚥下時の挙動から、前記経口摂取品の食べ易さ及び/又は飲み易さを評価又は診断する評価診断部を備え;
前記動画面は、前記運動解析部で解析された各前記頭頸部器官の運動と前記擬似経口摂取品の嚥下時の挙動の解析結果を模擬的に表示するために嚥下シミュレーション装置により仮想空間に形成された仮想動画面であり;
前記評価診断部は、前記仮想動画面での擬似経口摂取品の挙動が予め定められた条件を満たすか否かで評価又は診断する;
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の嚥下シミュレーション装置。 - 前記擬似経口摂取品の前記嚥下時の挙動の解析結果から、前記経口摂取品の食べ易さ及び/又は飲み易さに係る評価結果又は診断結果を記録する評価診断結果記録部と;、
前記評価診断結果記録部に記録された評価又は診断結果に基づいて適正とされる経口摂取品の物性を決定する物性決定部とを備える;
請求項1又は請求項7に記載の嚥下シミュレーション装置。 - 頭頸部器官からなる動的三次元頭頸部モデルであって;
舌を前奥方向にオトガイ舌筋の起始である下顎骨のオトガイ部を要とするn個(nは2以上の整数)の扇形部に分割する構造とし;
各扇形部が半径方向に所定の位相差を持って連携して振動することにより前記擬似経口摂取品を奥方向に輸送する進行波的波動運動を行なうように設定されている;
動的三次元頭頸部モデル。 - 前記各扇形部の振動により前記各扇形部の間に隙間ができないように前記各扇形部の表面部分が相互に重複し合う構造とし、さらに、左右両側が半径方向に延びて中央部分に窪みを有する舌表面部を前記各扇形部の表面部分に重複させ、静止状態の舌表面部の前記窪みの中で前記各扇形部が円周方向に振動する構造とし:
嚥下時に各扇形部が円周方向奥側に所定の角度回転し、次いで前記舌の最奥の扇形部で前記擬似経口摂取品を押し込むように設定され;
咽頭、喉頭部と食道に分割され、喉頭部は喉頭蓋と喉頭に分割され、嚥下開始前に前記食道の食道入口を閉塞し、嚥下時には食道入口が拡張し、咽頭が収縮する構造とし;
嚥下時に、前記喉頭を下顎骨のオトガイ部方向に移動して食道入口を開放し、咽頭が収縮し、次いで前記喉頭蓋を奥側に所定の角度回転させることにより、食道入口を閉塞するように設定されている;
請求項9に記載の動的三次元頭頸部モデル。 - 頭頸部器官からなる動的三次元頭頸部モデルを形成する頭頸部モデリング工程と;
前記動的三次元頭頸部モデルにおける各頭頸部器官の運動を設定する器官運動設定工程と;
解析対象としての経口摂取品、及びその物性を設定する経口摂取品物性設定工程と;
前記経口摂取品をモデル化した擬似経口摂取品を前記口腔に入力する入力工程と;
前記動的三次元頭頸部モデルにおける各前記頭頸部器官の運動と前記擬似経口摂取品の嚥下時の挙動を、粒子法を用いて解析する運動解析工程と;
前記運動解析工程で三次元空間で解析された各前記頭頸部器官の運動と前記擬似経口摂取品の前記嚥下時の挙動の解析結果を動画面に表示する表示工程とを備える;
嚥下シミュレーション方法。 - 前記擬似経口摂取品の前記嚥下時の挙動の解析結果から、前記経口摂取品の食べ易さ及び/又は飲み易さに係る評価を行う評価工程と;
前記評価工程にて評価された評価結果に基づいて適正とされる経口摂取品の物性を決定する物性決定工程とを備える;
請求項11に記載の嚥下シミュレーション方法。 - 請求項11又は請求項12に記載の嚥下シミュレーション方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラム。
- 請求項8に記載の嚥下シミュレーション装置と;
前記物性決定部で適正と決定された物性を有するように製造条件を適宜に設定して試作を行なった結果を記録する経口摂取品試作結果記録部と;
前記経口摂取品試作結果記録部に記録された試作結果に基づき、前記経口摂取品の物性を前記物性決定部で適正と決定された物性にする製造条件を決定する製造条件決定部とを備える;
経口摂取品開発支援装置。 - 前記動画面における前記擬似経口摂取品の前記嚥下時の挙動から、前記経口摂取品の食べ易さ及び/又は飲み易さを評価又は診断する評価診断部を備え;
前記動画面は、前記運動解析部で解析された各前記頭頸部器官の運動と前記擬似経口摂取品の嚥下時の挙動の解析結果を模擬的に表示するために嚥下シミュレーション装置により仮想空間に形成された仮想動画面であり;
前記評価診断部は、前記仮想動画面での擬似経口摂取品の挙動が予め定められた条件を満たすか否かで評価又は診断する;
請求項14に記載の経口摂取品開発支援装置。 - 請求項12に記載の嚥下シミュレーション方法を備え;
前記経口摂取品物性設定工程において、前記経口摂取品の物性を変更して設定し、それ以降の物性決定工程までを繰り返し行ない;
又は、前記経口摂取品物性設定工程において、前記経口摂取品の物性を変更して設定し、それ以降の評価工程までを繰り返し行ない、その後に一括して物性決定工程を行ない;
さらに、前記物性決定工程で適正と決定された物性を有するように製造条件を適宜に設定して試作を行なう経口摂取品試作工程と;
前記経口摂取品試作工程の結果に基づき、前記経口摂取品の物性を前記物性決定工程で適正と決定された物性にする製造条件を決定する製造条件決定工程とを備える;
経口摂取品開発方法。 - 前記動画面は、前記運動解析工程で解析された各前記頭頸部器官の運動と前記擬似経口摂取品の嚥下時の挙動の解析結果を模擬的に表示するために嚥下シミュレーション装置により仮想空間に形成された仮想動画面であり;
前記表示工程は、前記解析結果を前記仮想動画面に模擬的に表示する仮想表示工程であり;
前記評価診断工程は、前記仮想表示工程で模擬的に表示された仮想動画面での擬似経口摂取品の挙動が予め定められた条件を満たすか否かで評価する;
請求項16に記載の経口摂取品開発方法。 - 請求項16又は請求項17に記載の経口摂取品開発方法の製造条件決定工程にて決定された製造条件を用いて前記経口摂取品を製造する;
経口摂取品製造方法。 - 請求項1又は請求項7に記載の嚥下シミュレーション装置と;
前記擬似経口摂取品の前記嚥下時の挙動の解析結果から、前記経口摂取品の食べ易さ、飲み易さの評価結果又は診断結果を記録する評価診断結果記録部と;
前記表示部で動画面に表示された前記擬似経口摂取品の嚥下時の挙動を、前記評価診断結果記録部に記録された経口摂取品の評価結果又は診断結果と関連させて解説する教示部とを備える;
食育支援装置。 - 請求項11に記載の嚥下シミュレーション方法と;
前記擬似経口摂取品の前記嚥下時の挙動の解析結果から、前記経口摂取品の食べ易さ及び/又は飲み易さに係る評価を行う評価工程と;
前記表示工程で動画面に表示された前記擬似経口摂取品の嚥下時の挙動を、前記評価工程で評価された経口摂取品の評価結果と関連させて解説する教示工程とを備える;
食育方法。 - 前記器官運動設定部で設定された器官運動パラメータについて、前記運動解析部で解析された前記解析結果から、前記被診断者の器官の挙動又は症状に合う器官運動パラメータを決定する器官運動決定部を備える;
請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の嚥下シミュレーション装置。 - 請求項21に記載の嚥下シミュレーション装置を備える;
診断支援装置。
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