JP5443927B2 - 咀嚼力判定用カラースケールの作成方法 - Google Patents

Description

本発明は、咀嚼力判定用カラースケールの作成方法に関する。

従来、咀嚼力を直接判定するための様々な方法が開発され、報告されている。咀嚼力を直接判定するための方法は、摂取可能な食品を被験者に質問して評価する主観的な方法と、実際に咀嚼された試料の状態を客観的に評価する方法に大別される。これらのうち、被験者の主観的な判断を必要としない後者のほうが咀嚼力をより定量的に評価できるが、一方で作業が煩雑であり、また特殊な機器を必要とするなど、歯科診断の場や日常において手軽に行える方法ではない。

これらの問題を解決するため、本出願人らは咀嚼の進行に伴い色が変わる色変わりチューインガムを開発し、キシリトールガム咀嚼力判定用（商品名）として実際に販売を行っている。この色変わりチューインガムは、咀嚼の進行に伴いガムの色が緑からピンクに変化するもので、咀嚼後の色を評価することで咀嚼力を手軽に判定することができる。チューインガムは材質的にも安定した性質を示し、また均一な製品を大量に生産することができる。さらに、日常的に経口摂取されており、均一なテクスチャーを有する食物であるなど、測定用試料として多くの利点を備えている。

また、本出願人らは、この色変わりチューインガムによって咀嚼力を測定する試みをも行っている。たとえば、非特許文献１及び非特許文献２では、色変わりチューインガムによる咀嚼力評価法と従来の篩分法との間で結果に関連性があることを報告しており、さらに、この色変わりチューインガムは咀嚼の進行に従い変色の程度が進むことを報告している。さらに、より簡便に咀嚼力の評価を行うため、非特許文献３では実験用カラースケールを作成し、色変わりチューインガムの色変わりをカラースケールと比色して咀嚼力を比較する方法の検者間信頼性を開示している。すなわち咀嚼後のガムを見て、非特許文献３で作成したカラースケールを用いて複数人がスコアをとったとき、スコアを取る人にかかわらず、結果が同じスコアになるということである。これはガムの色の評価をこのカラースケールで再現性高く評価できることを示したものである。
しかし、非特許文献３において使用しているカラースケールは、咀嚼したガムの色調から視覚的に作成したものであり、定量的に色変化を研究して作成したものではない。また、無作為に抽出された歯科医師による咀嚼結果をもとに作成している。そのため、より客観的かつ定量的な判定ができるカラースケールを作成するためには、平均的な咀嚼力を有する者が咀嚼する際の、咀嚼開始直後からの咀嚼進行中におけるガムの色変化に関する詳細な検討が求められている。

Hayakawa et al: "A Simple Method for Evaluating Masticatory Performance Using a Color-Changeable Chewing Gum" The International Journal of Prosthodonitics 11(2): pp173-176, 1998 平野ら：「新しい発色法を用いた色変わりチューインガムによる咀嚼能力の測定に関する研究」 日本補綴歯科学会雑誌 ４６巻 ｐｐ１０３−１０９、２００２年 藤波ら：「カラースケールを用いた色変わりガムによる咀嚼能力評価法の信頼性」 日本咀嚼学会雑誌１８巻２号 ｐｐ１７３-１７４、２００８年

本研究は、色変わりチューインガムによる咀嚼力の評価に際して、より客観的かつ定量的な判定基準として使用可能なカラースケールを作成することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明は、複数の健常有歯顎者にキシリトールガム咀嚼力判定用を一定回数咀嚼させる第１の工程と、咀嚼後のガムが呈する色が特定の色空間において示す座標値と咀嚼前後においてガムが呈する色の該色空間における色差との関係を表す回帰式を求める第２の工程と、該色差と咀嚼回数との関係を表す回帰式を求める第３の工程と、第２及び第３の工程で求めた回帰式から、咀嚼後のガムが呈する色に対する平均的な咀嚼回数を決定する第４の工程とからなることを特徴とする、キシリトールガム咀嚼力判定用を用いて、咀嚼後のガムが呈する色から健常有歯顎者における咀嚼回数を判定するためのカラースケールの作成方法に関する。

本発明の方法により、従来の方法と比較してより客観的にかつ定量的に咀嚼力を判定するためのカラースケールを作成することができる。

本発明の一実施例における、ΔＥとＬ＊ａ＊ｂ＊との関係を表すグラフ。 本発明の一実施例における、ΔＥと咀嚼回数との関係を表すグラフ。

本実施例において作成したカラースケールの作成方法を以下に例示的に記載する。なお、本発明は被験者やその人数、咀嚼回数、測色方法等について、以下の構成に限定されるものではない。
本発明において、咀嚼力とは、食物を破砕混合し唾液と混和する能力を意味する。本発明において咀嚼力は、一定回数チューインガムを咀嚼した際にチューインガムが破砕混合され唾液と混和された程度について、健常有歯顎者が同じ程度にまでチューインガムを破砕混合し唾液と混和するために必要な咀嚼回数を求め、その咀嚼回数同士を比較することによって表すことができる。

１．咀嚼進行に伴うガムの色変わり特性
健常有歯顎者における咀嚼の回数による色変わり特性を調べるため、キシリトールガム咀嚼力判定用を所定回数咀嚼し、咀嚼回数ごとに咀嚼後のガムが呈する色及び咀嚼前後のガムの色差を調べた。
被験者は、顎口腔系に異常を認めず、第三大臼歯以外に欠損がない健常有歯顎者６１名（男性３８名、女性２３名、平均年齢２９．２歳）である。被験者ごとに、キシリトールガム咀嚼力判定用を与え、「ガムをしっかりかんでください」と指示し、規定の咀嚼回数に到達するまでガムを咀嚼させた。咀嚼回数は、２０、４０、６０、８０、１２０、１６０回とし、各被験者はそれぞれの回数につき１回ずつ、合計６回の試行を行った。口腔のいずれの側で咀嚼するかについては指示を与えなかった。各試行は、食後水以外の飲食はしないで２時間以上経過したのち行った。

使用したチューインガムは、実際に販売されているものと同一であり、略板ガムタイプ（３６×２０×５ｍｍ、３．０ｇ）で、ガムベース、クエン酸、キシリトール、赤色、黄色および青色の色素などが主な成分として含有されているものである。ガムはクエン酸によりｐＨが低い状態となっており、赤色色素には酸性領域では発色しない合成着色料が用いられているため、咀嚼前には黄色と青色の色素により黄緑色を呈している。咀嚼の進行に伴いガムが唾液と混和されると、ガムベースから黄色、青色の色素が溶出する。同時にクエン酸の唾液への溶出によりガム内部のｐＨが上昇し、赤色の色素が赤色を発現する結果、ガムは黄緑色から赤色へと変化する。なお、咀嚼によって変色するという条件を満たす限り、上記以外のガム成分や着色料の成分に限定はなく、いかなる色変わりチューインガムをも使用することができる。本実施例に用いたキシリトールガム咀嚼力判定用の配合を表１に示す。

咀嚼後、直ちにガムを回収し、ポリエチレンフィルムを介して２枚のガラス板を用いて厚さ１．５ｍｍに圧接した後、ガラス板を取り除き、ポリエチレンフィルム上から、色彩色差計（ＣＲ−１３、コニカミノルタセンシング株式会社製）を用いて測色を行った。測色は圧接したガムの中央部、及び中央部から上下左右にそれぞれ約３ｍｍ離れた点、の計５ヶ所において行い、５点の平均値を解析に用いた。ガムの測色にはＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系を用いた。
ここで、ＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系とは、ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）により１９７６年に定めた均等色空間のひとつであり、日本でもＪＩＳにおいて採用されている。この表色系は、物体の色を数値化して表すのに最もよく使用されており、Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊の３つの座標によって表された点の距離により、視覚により知覚された色の違いをより再現性高く表示することができる色空間である。本実施例では、後に目視で咀嚼力を判定できるカラースケールを作成するためＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系を用いたが、測定値から咀嚼回数を一対一対応で回帰できる限り、いかなる色空間を使用してもよい。

２．測定結果１：ΔＥとＬ＊、ａ＊、ｂ＊との関係
上記測定したそれぞれの被験者における咀嚼前のチューインガムと咀嚼後のチューインガムが呈する色のそれぞれのＬ＊、ａ＊、ｂ＊の値を求め、更に咀嚼前後のチューインガムにおける色差ΔＥを計算した。
ここで、色差ΔＥは色の変化量を表す値であり、特定の色空間における、変化前の色が示す座標と変化後の色が示す座標との距離で表される。本実施例で使用したＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系においては、咀嚼後のＬ＊、ａ＊、ｂ＊の平均値をそれぞれＬ_ｘ、ａ_ｘ、ｂ_ｘとし、コントロールとして咀嚼前のガムに同様の測定を行ったときの平均値をＬ_０、ａ_０、ｂ_０とすると、ΔＥは、式：ΔＥ＝｛（Ｌ_ｘ−Ｌ_０ ）^２＋（ａ_ｘ−ａ_０）^２＋（ｂ_ｘ−ｂ_０）^２ ｝^１/２ によって求めることができる。なお、他の表色系を用い本発明における方法によってカラースケールを作成するためには、例えばその表色系における測定変数をＸ、Ｙ、Ｚとしたとき、咀嚼回数を回帰できる関数ｆ_{(Ｘ，Ｙ，Ｚ)}が存在すればよい。本実施例ではこのｆ_{(Ｘ，Ｙ，Ｚ)}がΔＥの関数になっている。
図１に、求めた色差ΔＥとＬ＊、ａ＊、ｂ＊の値の関係を示す。図１より、ΔＥとＬ＊、ａ＊、ｂ＊の値とは強い相関を示すことがわかる。
図１の結果は、咀嚼の進行に伴いガムの色が色空間上の特定のある直線に沿って変化することを示唆している。つまり、咀嚼前後におけるガムの色の色差ΔＥを求めることで、上記直線上をその色差ΔＥ分だけ移動することにより、その色差ΔＥに対応する色空間上の位置（本実施例においてはＬ＊、ａ＊、ｂ＊の値）をも求めることができると考えられる。

３．測定結果２：ΔＥと咀嚼回数との関係
図２に、求めたΔＥと咀嚼回数との関係を示す。図２より、ΔＥと咀嚼回数とは強い正の相関を示すことがわかる。この結果より、咀嚼回数と色差ΔＥとの回帰式を求めることによって、咀嚼回数に対する平均的な色差ΔＥを決定できることがわかる。
本実施例では、ΔＥと咀嚼回数は図２に示す二次曲線に回帰することができた。この結果は、求めた二次回帰曲線によって、咀嚼して変色したガムについて、その変色の量に必要な平均的な咀嚼回数を求めることができることを示している。

４．カラースケールの作成
上記２．の結果より、咀嚼後のチューインガムが呈する色の値Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊は咀嚼前後のチューインガムが呈する色の色差ΔＥと一対一に対応する関係であるということがわかる。また、３．の結果より、ΔＥと咀嚼回数とも一対一に対応する関係によって表されることがわかる。
つまり、２．の結果よりΔＥとＬ＊、ａ＊、ｂ＊との関係を表す回帰式を求め、また、３．の結果よりそれぞれの咀嚼回数とΔＥとの関係を表す回帰式を求めることで、これらの回帰式に基づいて、健常有歯顎者における咀嚼回数に対する咀嚼後のガムが呈する色の代表的なＬ＊、ａ＊、ｂ＊の値を求めることができる。表２に、このようにして求めた、咀嚼回数とそれに対応するΔＥの値、Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊の値を示す。この結果をもとに、健常有歯顎者における咀嚼回数と咀嚼後にガムが呈する色との関係を表すカラースケールを作成した。

５．カラースケールを用いての咀嚼力の判定
一定回数キシリトールガム咀嚼力判定用を咀嚼した後、カラースケールを用いて自己の行った咀嚼が健常有歯顎者の咀嚼何回分に該当するかを判定することができる。カラースケールから求めた健常有歯顎者における咀嚼回数と実際に咀嚼した回数を比較することで、咀嚼力を、健常有歯顎者の咀嚼力に対する自己の咀嚼力の比率として、定量的に評価することができる。

Claims (7)

1. 複数の健常有歯顎者に咀嚼に応じて色が変化するガムを一定回数咀嚼させる第１の工程と、
   表色系において、咀嚼後のガムが呈する色が示す座標値と咀嚼前後におけるガムの色差との関係を表す回帰式を求める第２の工程と、
   該色差と咀嚼回数との関係を表す回帰式を求める第３の工程と、
   第２及び第３の工程で求めた回帰式から、咀嚼後のガムが呈する色に対する平均的な咀嚼回数を決定する第４の工程とからなることを特徴とする、
   咀嚼に応じて色が変化するガムを用いて、咀嚼後のガムが呈する色から健常有歯顎者における咀嚼回数を判定するためのカラースケールの作成方法。
2. 咀嚼に応じて色が変化するガムがキシリトールガム咀嚼力判定用（商品名）であることを特徴とする、請求項１に記載のカラースケールの作成方法。
3. 用いられる表色系がＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系であることを特徴とする、請求項１または２に記載のカラースケールの作成方法。
4. 請求項１乃至３に記載の方法を用いて作成されるカラースケール。
5. 健常有歯顎者における咀嚼回数について、
   咀嚼に応じて色が変化するガムの咀嚼後に呈する色が示す表色系における座標値と咀嚼回数との相関を求める第１の工程と、その後に咀嚼前後のガムの色差から被験者の咀嚼回数に対応する健常有歯顎者における咀嚼回数を判定する第２の工程と、被験者の咀嚼回数と比較する第３の工程を有することを特徴とする、被験者の咀嚼力の判定方法。
6. 健常有歯顎者における咀嚼回数について、
   キシリトールガム咀嚼力判定用の咀嚼後のＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系における（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）の値が（７４、−１５、３３）の場合に咀嚼回数を０回、（７２、−１０、２９）の場合に咀嚼回数を１０回、（７０、−５、２６）の場合に咀嚼回数を２０回、（６８、−２、２３）の場合に咀嚼回数を３０回、（６７、２、２０）の場合に咀嚼回数を４０回、（６５、５、１８）の場合に咀嚼回数を５０回、（６４、８、１６）の場合に咀嚼回数を６０回、（６３、１０、１３）の場合に咀嚼回数を７０回、（６２、１３、１２）の場合に咀嚼回数を８０回、（６１、１５、１０）の場合に咀嚼回数を９０回、（６０、１８、８）の場合に咀嚼回数を１００回、（５９、２０、６）の場合に咀嚼回数を１１０回、（５８、２２、５）の場合に咀嚼回数を１２０回、（５７、２４、３）の場合に咀嚼回数を１３０回、（５６、２６、１）の場合に咀嚼回数を１４０回、（５５、２８、０）の場合に咀嚼回数を１５０回、（５５、３０、−１）の場合に咀嚼回数を１６０回、と判定することによる、
   請求項５に記載の被験者の咀嚼力の判定方法。
7. 前記第２の工程が、前記第１の工程で求めた相関をもとにカラースケールを作成し、これを使用して健常有歯顎者における咀嚼回数を判定することを特徴とする、請求項５または６に記載の被験者の咀嚼力の判定方法。

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