提供容易近似地再现与咽下有关的实际现象的咽下模拟装置。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及其物性；输入部（81），向口腔输入将所述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（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；和显示部（82），将由运动解析部（50）解析出的各所述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。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。详细地讲，涉及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。
技术介绍
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，认识到了食品全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13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14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I)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 ，口力卜口二夕7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
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，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。本专利技术的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的咽下模拟装置及咽下模拟方法。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术的第一方式所涉及的咽下模拟装置100A例如图2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(quas1- 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；以及显示部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。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-Sem1-1mplicit: 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 (参照图11)，在存储部83中设置评价条件存储部83A (参照图11)，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，将解析结果与评价条件存储部83A的评价条件进行对照，由计算机内的评价部60 (参照图11)来进行评价，而这样的以模拟画面显示部82A的虚拟`动态画面来动态地显示的情况也被包含在“显示在动态画面上”中，设为模拟画面显示部82A被包含在显示部 82中。通过如本方式那样构成，能够提供一种咽下模拟装置，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。此外，本专利技术的第二方式所涉及的咽下模拟装置是在第一方式的基础上，例如图3 所示那样(咽下模拟装置的结构参照图2，以下同样)，器官特性设定部20将口腔壁12设定为刚体，将舌头15设定为弹性体，器官运动设定部30在舌头15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，通过在与舌头15的表面交叉的方向上运动，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连动，运动解析部50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，本专利技术的第三方式所涉及的模拟装置是在第二方式的基础上，例如图3所示，器官运动设定部20将软腭16及会厌17的运动作为旋转中心移动的旋转体的运动来设定。若这样构成，则能够与实际现象接近地再现软腭16及会厌17的运动。此外，本专利技术的第四方本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种咽下模拟装置，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；以及显示部，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。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.30 JP 2011-1467801.一种咽下模拟装置，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；以及显示部，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。2.如权利要求1所述的咽下模拟装置，其中，所述器官特性设定部将口腔壁设定为刚体，将舌头设定为弹性体；所述器官运动设定部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带有规定的相位差地向与所述舌头的表面交叉的方向移动，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连动；所述运动解析部将所述舌头及所述模拟食品作为粒子来处理。3.如权利要求2所述的咽下模拟装置，其中，所述器官运动设定部将软腭及会厌的运动设定为旋转中心移动的旋转体的旋转运动。4.如权利要求1至3中任一项所述的咽下模拟装置，其中，所述食品物性设定部设定不同物性的液体、半固体或固体的多个模拟食品来作为解析对象；所述运动解析部针对所述多个模拟食品，规定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。5.如权利要求1至4中任一项所述的咽下模拟装置，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；所述评价部通过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。6.如权利要求1至5中任一项所述的咽下模拟装置，其中，所述建模部形成二维的口腔模型；所述运动解析部进行二维空间内的所述模拟食品的行为的解析。7.如权利要求1至6中任一项所述的咽下模拟装置，其中，具备: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，记录与所述食品等的食用容易度及/或饮用容易度有关的评价结果；以及物性决定部，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。8.—种咽下模拟方法，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...
【专利技术属性】
技术研发人员：神谷哲，外山义雄，道肋幸博，
申请(专利权)人：株式会社明治，
类型：
国别省市：
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