| Project/Area Number |
19K20672
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 計算バイオメカニクス / 消化器系バイオメカニクス / 計算力学 / 数値流体力学 / 嚥下 / 嚥下障害 / 嚥下流動 |
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| Outline of Research at the Start |
嚥下流動は多くの器官運動と食塊運動が複雑に絡み合った現象であり，従来の観察と経験による医学的なアプローチでは嚥下機能の定量的な評価に至っていない．本研究では，力学ベースの新しい方法論として，医用画像を基にした嚥下流動の計算力学モデルを構築し，嚥下過程の力学的・運動学的メカニズムを解明する．種類や量などの食塊の条件および，器官運動や姿勢などの嚥下条件の違いによる嚥下動態の変化を流体力学変数によって整理・検討することにより，器官運動と食塊運動の力学的な相互作用を定量的に記述し，正常な嚥下とは何かを力学に基づき定義する．その知見に基づき最終的に嚥下機能の定量評価のための新たな力学的指標を提案する．
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| Outline of Final Research Achievements |
We developed a computational fluid dynamics model of swallowing based on medical imaging. The model showed that the impaired pharyngeal motion causes insufficient pharyngeal pressure, which increases the pharyngeal bolus residue. In addition, the decreased pharyngeal contraction made swallowing of high-viscosity boluses more difficult, suggesting that pharyngeal pressure due to pharyngeal contraction is important for stable swallowing.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
嚥下機能が低下し，正常な嚥下が困難な状態を「嚥下障害」と呼ぶが，評価・診断指標は主観によるところが大きい．嚥下流動の詳細な様子を観察するのは困難であり，正常な嚥下においてさえどのような力学条件で達成されているのか十分明らかではない．
本研究では，嚥下流動のコンピュータシミュレーション（数値流体力学解析）により，正常な嚥下における力学条件に関する知見を得た．
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