運動中の歯ぎしりをモニターする装着型マウスガードデバイスの開発

Development of a Wearable Mouth Guard Device for Monitoring Teeth Clenching during Exercise.

抄録

運動中の歯ぎしりは、スポーツのパフォーマンスや健康にとって重要である。近年、運動の妨げにならないマウスガード型ウェアラブルデバイスが研究されている。本研究では、上顎第一大臼歯の両側に力センサーを装着し、歯ぎしりをモニタリングするウェアラブルMGデバイスを開発した。MGセンサーの出力は70Nまで直線的に増加し、4回の簡単な咬合テストでは筋電図（EMG）の出力と一致する傾向を示し、歯ぎしりのタイミングを測定するのに十分な時間分解能を有していた。顎を動かすと、MGセンサーの出力はセンサーの位置に依存した。歯ぎしりテストによるMGセンサーの出力は、ビデオモーション解析の結果と一致した。EMGはノイズが大きいため、使用は比較的困難であった。最後に、運動負荷試験によりMGセンサーの有用性を確認した。本研究により、開発したウェアラブルMGデバイスは、食いしばりのタイミングや時間、運動中の食いしばりの程度をモニタリングするのに有用であり、歯ぎしりとスポーツパフォーマンスの関係の説明に貢献できることが示された。

Teeth clenching during exercise is important for sports performance and health. Recently, several mouth guard (MG)-type wearable devices for exercise were studied because they do not disrupt the exercise. In this study, we developed a wearable MG device with force sensors on both sides of the maxillary first molars to monitor teeth clenching. The force sensor output increased linearly up to 70 N. In four simple occlusion tests, the trends exhibited by the outputs of the MG sensor were consistent with those of an electromyogram (EMG), and the MG device featured sufficient temporal resolution to measure the timing of teeth clenching. When the jaw moved, the MG sensor outputs depended on the sensor position. The MG sensor output from the teeth-grinding test agreed with the video-motion analysis results. It was comparatively difficult to use the EMG because it contained a significant noise level. Finally, the usefulness of the MG sensor was confirmed through an exercise tolerance test. This study indicated that the developed wearable MG device is useful for monitoring clenching timing and duration, and the degree of clenching during exercise, which can contribute to explaining the relationship between teeth clenching and sports performance.