第 4 章 吸啜時における舌が乳首に与える力のリアルタイム計測と力分布の推定
4.2 舌が人工乳首に与える力の計測
本計測における被験児 8 名の性別,出生体重,在胎週数,日齢,栄養摂取方法を表 4.1に示す。被験児A~被験児Dにおいては,規定量のミルクの全量を経口のみで摂取 できている乳児(以下,経口哺乳が確立した乳児という)であり,被験児E~被験児H においては,規定量のミルクの全量を経口摂取できないため経管を併用している乳児
(以下,経口哺乳が確立していない乳児という)である。被験児の親に対し,研究の目 的および方法を説明し,実験に関する同意書へ署名の後,計測を行った。
本計測では,平らな樹脂板に力センサを2個縦列に配置したsensor1を用いる。
表4.1 被験児の情報
性別 出生体重[g] 在胎週数[週] 日齢[日] 栄養摂取方法
被験児A 女児 3086 40 21 経口哺乳
被験児B 男児 3474 41 78 経口哺乳
被験児C 男児 2330 32 49 経口哺乳
被験児D 男児 1460 31 62 経口哺乳
被験児E 男児 1590 34 44 経管栄養・経口哺乳
被験児F 女児 2005 35 22 経管栄養・経口哺乳
被験児G 女児 1368 31 62 経管栄養・経口哺乳
被験児H 男児 1985 35 5 経管栄養・経口哺乳
被験児Aから被験児Dにおける力の時系列波形を図4.1 に示す。すべての計測にお いて,力センサ ch.1,ch.2 の両方から信号の波形が観測された。また,波形の立ち上 がりに着目すると,力センサch.2に次いで力センサch.1の順に力がかけられているこ とがわかる。2 s 間における波形の周期および正の頂点の平均値(以下,最大値という)
を表4.2に示す。最大値に着目すると,力センサch.1の方がch.2より大きく,吸啜は 1 s 間に2回程度の周期で行われていた。図4.2に乳首先端部に配置した力センサch.1 の出力をx軸に,乳首根元部に配置した力センサch.2の出力をy軸にとってデータを プロットしたリサジュー図形を示す。舌の隆起部が移動すると,2つのセンサから出力 された単振動波形に位相差が生じるので,舌の蠕動様運動を確認することができると考 えられる。なお,負の値が計測されている箇所があるが,これは乳児の吸引圧によりセ ンサの伝達ブロックと人工乳首が離れ,空間が生じたためと考えられる。楕円様の閉曲 線の軌跡が描かれていることから,2つの波形について位相差が確認できた。これは経 口哺乳が確立した被験児Aから被験児Dの4名ともに表れた結果である。
(a) 被験児A (b) 被験児B
(c) 被験児C (d) 被験児D
図4.1 被験児Aから被験児Dにおける力の時系列波形
表4.2 被験児Aから被験児Dにおける力波形の最大値および吸啜周期
最大値[N]
吸啜周期[s]
ch.1 ch.2
被験児A 2.76 ± 0.18 1.78 ± 0.20 0.45 ± 0.03 被験児B 2.21 ± 0.26 1.54 ± 0.16 0.51 ± 0.01 被験児C 1.83 ± 0.07 1.13 ± 0.08 0.47 ± 0.01 被験児D 2.50 ± 0.10 1.25 ± 0.05 0.43 ± 0.03
(mean ± S.D.)
(a) 被験児A (b) 被験児B
(c) 被験児C (d) 被験児D
図4.2 被験児Aから被験児Dにおける力のリサジュー図形
経口哺乳が確立していない被験児Eから被験児Hにおける力の時系列波形を図4.3 に示す。波形の立ち上がりに着目すると,力センサch.1に次いで力センサch.2の順で 力が加わり始めることがわかる。また,2 s 間における波形の周期および最大値を表4.3 に示す。それぞれの波形に対するリサジュー図形を図4.4に示す。リサジュー図形が直 線状の軌跡を描いていることから,2つの力センサから得られた波形は経口哺乳が確立 した被験児Aから被験児Dと比較して,位相差が小さいことが確認できた。力センサ
ch.1,ch.2共に周期的信号波形が観測された点,最大値において力センサch.1の方が
ch.2より大きい点,および吸啜周期が1 s 間に2回程度である点に関しては,経口哺 乳が確立した被験児Aから被験児Dと同様の結果となった。一方,力を与え始める順,
2つの力センサの位相差においては,被験児Aから被験児Dと異なる結果となった。
(a) 被験児E (b) 被験児F
(c) 被験児G (d) 被験児H
図4.3 被験児Eから被験児Hにおける力の時系列波形
表4.3 被験児Eから被験児Hにおける力波形の最大値および吸啜周期
最大値[N]
吸啜周期[s]
ch.1 ch.2
被験児E 2.29 ± 0.08 0.52 ± 0.03 0.48 ± 0.03 被験児F 1.46 ± 0.06 0.38 ± 0.03 0.43 ± 0.04 被験児G 2.17 ± 0.05 0.94 ± 0.03 0.37 ± 0.01 被験児H 2.08 ± 0.09 1.10 ± 0.12 0.51 ± 0.03
(mean ± S.D.)
(a) 被験児E (b) 被験児F
(c) 被験児G (d) 被験児H
図4.4 被験児Eから被験児Hにおける力のリサジュー図形