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Respiratory Simulation Modeling for Rehabilitation

Research Project

Project/Area Number 21K11267
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research InstitutionSaitama Prefectural University

Principal Investigator

Kido Satoshi  埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 准教授 (50513214)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords呼吸筋 / シミュレーション / Chest wall motion / 呼吸リハビリテーション / 呼吸器 / リハビリテーション
Outline of Research at the Start

呼吸リハビリテーションは、呼吸筋や四肢体幹に対する運動療法などにより、運動能力の向上、呼吸困難および生命予後の改善が得られることが明らかである。しかしながら多くの介入手法において、介入内容を最適にすることに困難さがある。これは、現状の運動療法研究が生体計測結果に基づくものが多いことが一因として考えられる。本研究では生体における研究の課題を飛躍的に解決できる可能性があるコンピュータシミュレーション技術を活用して、呼吸リハビリテーションに使用する呼吸器モデルを構築することを目的としている。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we used computer simulation technology to present a modeling method that realizes thoracic cage displacement due to the output of respiratory muscles. The thoracic cage was displaced by applying load to the origin of the sternocleidomastoid muscle during expiration, and the validity of the thoracic cage displacement model was confirmed by comparing the displacement obtained from actual CT images during inspiration. We presented issues with the proposed thoracic cage displacement model and stated that this method can be applied to multiple respiratory muscles.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

呼吸器疾患患者数は世界的に増大しており、これに伴い呼吸リハビリテーションの必要性も拡大している。呼吸リハビリテーションでは呼吸flow、胸郭運動および呼吸筋活動の動態評価が必要であるが、関連する研究はほとんどがヒトおよび動物における生体計測結果によるものに限られている。本研究により実施された胸郭モデリングの成果は、今後、患者評価および支援に活用できる新手法を確立する基盤となると考えられる。

Report

(3 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2023 2022 2021

All Presentation (6 results)

  • [Presentation] 特発性肺線維症患者の肺容積評価は持久力や日常生活動作に関連するか - シングルケーススタディー2023

    • Author(s)
      善田督史、木戸聡史、柚口菜津子、赤間美波
    • Organizer
      第28回千葉県理学療法学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 健常若年成人男性における肋骨構造および角度の非対称性2022

    • Author(s)
      木戸 聡史, 柚口 菜津子, 赤間 美波, 善田 督史, 熊谷 雄基, 小栢 進也, 兪 文偉
    • Organizer
      第8回呼吸理学療法学会学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 健常若年男性における胸腹部計測による肋骨角度・肋骨形状の予測2022

    • Author(s)
      柚口 菜津子, 赤間 美波, 善田 督史, 熊谷 雄基, 小栢 進也, 兪 文偉, 木戸 聡史
    • Organizer
      第32回日本呼吸ケア・リハビリテーション学会g買う術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 胸郭動力学解析に使用する3D骨格モデリング2021

    • Author(s)
      木戸 聡史, 柚口 菜津子, 熊谷 雄基, 兪 文偉
    • Organizer
      日本呼吸ケア・リハビリテーション学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 健常男性の肋骨角度から胸郭運動を予測するための要素の抽出2021

    • Author(s)
      柚口 菜津子, 兪 文偉, 赤間 美波, 熊谷 雄基, 丸岡 弘, 木戸 聡史
    • Organizer
      日本呼吸ケア・リハビリテーション学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 呼吸運動パターン分類による慢性閉塞性肺疾患早期発見のための予備的研究2021

    • Author(s)
      海津 樹, 川村 和也, 佐々木 勇哉, 熊谷 雄基, 柚口 菜津子, 木戸 聡史
    • Organizer
      第7回日本呼吸理学療法学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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