JPWO2013085038A1 - 口腔センサ - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来よりも詳細に舌動作の分析を行え得る口腔センサを提案することを目的とする。
2 センサ本体
3 配線体
7,51 センサ素子
9 弾性体
11a,11b 被覆膜
21a 第1センサ部
21b 第2センサ部
21c 第3センサ部
62a 第1センサ本体(センサ本体)
62b 第2センサ本体(センサ本体)
図1において、1は本発明による口腔センサを示し、この口腔センサ1は、被験者の口蓋PLの所定位置に貼付され、咀嚼又は嚥下時に舌動作により口蓋PLに対し加わる3軸方向の各外力成分を測定し得るようになされている。ここで、3軸方向に加わる外力成分とは、被験者の口腔内において口蓋PLの口蓋縫線(Raphe palati:口蓋PLの正中線(生体中央を縦に通る線)上にある隆線)C1と平行な口腔前後方向xに加わる前後せん断応力と、口腔内においてこの口腔前後方向xと直交し、かつ口蓋縫線C1に対し左右に延びる口腔左右方向yに加わる左右せん断応力と、口腔内においてこれら口腔前後方向x及び口腔左右方向yと直交する口腔上下方向zに加わる上下圧力とを示す。
次に、センサ本体2の詳細構成について以下説明する。図4に示すように、センサ本体2は、センサ素子7が弾性体9内に埋設されており、さらにこの弾性体9を被覆膜11aで覆った構成を有する。ここで、弾性体9は、本体側フレキシブル基板6のセンサ設置面側だけでなく、このセンサ設置面の裏面全体も覆うように形成されており、本体側フレキシブル基板6のセンサ設置面側に配置される舌対向面9a、すなわち舌TGと対向する面が平坦に形成されている。これにより舌対向面9aに形成される接触面たる被覆膜11aも、舌対向面9aに沿って平坦に形成され、被験者EXAの舌TGが当該被覆膜11aに接触した際に、被験者に対し舌TGに余分な凹凸感を感じさせることなく、センサ本体2が口蓋PLにあることによる違和感を低減させ、自然な咀嚼や嚥下を行わせ得るようになされている。
次に、上述したセンサ素子7と、当該センサ素子7を備えた口腔センサ1の製造方法について以下説明する。なお、センサ素子7の第1センサ部21a、第2センサ部21b及び第3センサ部21cの製造方法は、ほぼ同じであることから、ここでは第1センサ部21aに着目して説明する。図6A及び図6Bに示すように、先ず初めに、表面からSi上層30、SiO2層31及びSi下層32の順に積層されたSOI(Silicon On Insulator)基板39を用意する。なお、このSOI基板39をHF(フッ化水素)溶液中で洗浄し、SOI基板39の表面に形成されている自然酸化膜を除去する。
次に、口蓋PLに取り付けたセンサ本体2に対し、舌TGや食品FDから外力が与えられたとき、センサ素子7の第1センサ部21a、第2センサ部21b及び第3センサ部21cがどのように3軸方向の外力成分を測定するかについて、以下説明する。ここで、舌TGや食品FDが接触することなく、外力が全く与えられていないときには、図12に示すように、センサ本体2の弾性体9が変位しない。
次に、上述した「(3)センサ素子及び口腔センサの製造方法」にて製造した口腔センサ1を用意し、図15A及び図15Bに示すように、被験者EXAの口腔MT内に口腔センサ1を取り付け、粘度1[mPa・s]の粘性が殆どない通常の水(以下、これを通常水と呼ぶ)と、とろみ調整食品(株式会社明治,商品名「トロメイクSP」)を通常水に入れ所定の粘性を与えた粘度800[mPa・s]の水(以下、これを粘性増加水と呼ぶ)とを被験者EXAに嚥下させた。そして、このとき口腔センサ1により得られる測定結果をそれぞれ調べた。
以上の構成において、口腔センサ1では、口腔前後方向xの前後せん断応力と、口腔左右方向yの左右せん断応力と、口腔上下方向zの上下圧力の3軸方向の各外力成分を測定可能なセンサ素子7を、弾性変形可能な弾性体9内に埋設し、さらにこの弾性体9をパリレンからなる被覆膜11aにて被覆するようにした。
(7−1)温度センサ部を備えたセンサ素子
なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能であり、例えば、上述した実施の形態においては、前後せん断応力を測定する第1センサ部21aと、左右せん断応力を測定する第2センサ部21bと、上下圧力を測定する第3センサ部21cとを備えたセンサ素子7を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、前後せん断応力を測定する第1センサ部21aと、左右せん断応力を測定する第2センサ部21bと、上下圧力を測定する第3センサ部21cとに加えて、温度変化に応じてピエゾ抵抗層が変位することにより生じる抵抗値変化を測定する温度センサ部を備えたセンサ素子を適用してもよい。
また、上述した実施の形態においては、図20に示すように、口蓋(硬口蓋)PLの正中線を通る口蓋縫線C1と、第二小臼歯Ta5,Tb5を結んだ口腔左右方向yに延びる仮想線C2とが交差する位置Ch2に、センサ本体2を貼付するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば口蓋縫線C1と、第一小臼歯Ta4,Tb4を結んだ口腔左右方向yに延びる仮想線C3とが交差する位置Ch1や、口蓋縫線C1と、第二大臼歯Ta7,Tb7を結んだ口腔左右方向yに延びる仮想線C4とが交差する位置Ch3等その他種々の口蓋縫線C1上の所定位置にセンサ本体2を貼付してもよい。また、センサ本体2は、口蓋縫線C1上だけでなく、仮想線C4上で口蓋縫線C1から外れた例えば第二大臼歯Ta7,Tb7近傍の位置Ch4,Ch5や、仮想線C2,C3上の種々の位置、或いは口腔MT内の粘膜でない上側中切歯Ta1,Tb1、第二小臼歯Ta5,Tb5等にセンサ本体2を貼付してもよく、口腔MT内において舌TGが接触可能な位置であれば、種々の位置に設けるようにしてもよい。
上述した実施の形態においては、センサ本体2を1つだけ備えた口腔センサ1について説明したが、本発明はこれに限らず、2つや3つなど複数のセンサ本体を備えた口腔センサとしてもよい。例えば、図1との対応部分に同一符号を付して示す図22は、2つのセンサ本体を備えた口腔センサ61を示し、第1センサ本体62a及び第2センサ本体62bが口腔前後方向xに沿って一列に配置された構成を有する。
Claims (7)
- 被験者の口腔内に取り付けられ、前記口腔内にて舌から与えられる外力を測定するセンサ本体を備え、
前記センサ本体は、
前記舌から与えられる外力により弾性変形可能な弾性体と、
前記弾性体内に埋設され、該弾性体の変位状態を基に、互いに直交する3軸方向の外力成分を測定するセンサ素子と、
生体適合性材料からなり、前記弾性体を被覆する被覆膜と
を備えることを特徴とする口腔センサ。 - 前記センサ本体は、前記センサ素子を前記被験者の口腔内に前記弾性体を介在させて取り付ける構成を有する
ことを特徴とする請求項1記載の口腔センサ。 - 前記センサ本体から引き出され、前記センサ素子で得られた測定結果を計測機器に送出する配線体を備え、
前記配線体も前記生体適合性材料からなる前記被覆膜で被覆されている
ことを特徴とする請求項1又は2記載の口腔センサ。 - 前記センサ本体は、一方の前記被覆膜を貼付面として前記口腔内の口蓋に貼付し、他方の前記被覆膜を前記舌と接触する接触面として前記舌と対向するように前記口腔内に配置し、
前記口腔内にて前記舌から与えられる外力により、前記センサ本体の前記貼付面と前記弾性体が変位する
ことを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか1項記載の口腔センサ。 - 前記センサ素子は、第1方向に変形可能な第1センサ部と、前記第1方向と直交する第2方向に変形可能な第2センサ部と、前記第1方向及び前記第2方向と直交する第3方向に変形可能な第3センサ部とを備え、
前記第1センサ部、前記第2センサ部及び前記第3センサ部は、変位状態を抵抗値の変化として検知するピエゾ抵抗層をそれぞれ備え、前記舌が動作することにより前記ピエゾ抵抗層に生じる各抵抗値変化を出力信号として前記配線体を介して出力する
ことを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか1項記載の口腔センサ。 - 前記第1センサ部、前記第2センサ部及び前記第3センサ部は、互いに隣接するように三角形の頂点の位置関係を持って配置された構成を有し、前記口腔内の所定位置に集約して配置される
ことを特徴とする請求項5記載の口腔センサ。 - 前記センサ素子は、
前記弾性体が変位しても非変形である一方、温度変化に応じて抵抗値が変位する温度センサ部を備え、前記温度センサ部は温度変化により生じる抵抗値変化を出力信号として送出する
ことを特徴とする請求項5又は6記載の口腔センサ。
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