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機械学習理論を応用した進行性下顎頭吸収の発症リスク評価システムの開発

Research Project

Project/Area Number 21K17008
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 57040:Regenerative dentistry and dental engineering-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

佐世 暁  名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (50849445)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords進行性下顎頭吸収 / PCR / 有限要素解析 / 機械学習 / 吸収性下顎頭吸収
Outline of Research at the Start

進行性下顎頭吸収(PCR:Progressive Condylar Resorption)は、下顎頭の著明な吸収像を特徴とする病態をさし、下顎後退症発症への関与や下顎骨前方移動の後戻りの主たる原因として注目されている。顎矯正手術後の下顎頭にかかる負荷の量と負荷に対する骨の許容力が関与していると考えられており、これを事前に防ぐためには術前の力学的なシミュレーションが必要不可欠であるが、既存のシステムは十分に機能しているとはいえない。本研究は術後想定3次元モデルで有限要素法を用いて力学的に解析し、機械学習理論を応用しPCRのリスク評価システムを構築することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

顎変形症の治療においてCTやMR画像をもとにした3次元シミュレーションの臨床応用が進んでいる。そのデータを新たに直面する症例の診断に利用することは臨床的有用性が高いが、現在のところ診断および治療方針の決定や特定の疾患予防策の立案に有用なフィードバックに帰結するには至っていない。本研究は術後想定3次元モデルで有限要素法を用いて力学的に解析し、機械学習理論を応用しPCRのリスク評価システムを構築することを目的とする。
本年度は、昨年に引き続きモデルの構築および解析を行った。CTデータから実際の本解析用モデルの構築は当初の予定よりも時間がかかっている。構築したモデルを本解析にかけた際に実行エラーが生じ、解析が進まず構築したモデルの修正にさらに時間を要してしまっている。本解析では生体等価性試験で採用された荷重を筋の付着部位や術後に咬合接触がある代表点に荷重し必要な咀嚼筋の作用をシミュレートした荷重条件の設定を想定していたが、より単純化したモデルで解析する必要があると考えられた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本解析に時間を要している。条件の設定等を過去の報告を検討しすすめる。

Strategy for Future Research Activity

構築したモデルを用いて本解析を実施し、顎骨内応力分布の傾向について検討する。解析結果から形態的あるいは力学的特徴を算出し、それを構築システムのパラメータとして使用できないか検討する。

Report

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

    (12 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Comparison study of the Le Fort I osteotomy using 2- and 4-plate fixation2023

    • Author(s)
      Masahito Fujio, Akira Sayo, Kota Ogisu, Qi Chang, Makoto Tsuboi, Hideharu Hibi
    • Journal Title

      Nagoya Journal of Medical Science

      Volume: 85 Issue: 1 Pages: 70-78

    • DOI

      10.18999/nagjms.85.1.70

    • ISSN
      0027-7622
    • URL

      https://nagoya.repo.nii.ac.jp/records/2004915

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 骨片固定プレートの生体力学的解析2023

    • Author(s)
      佐世 暁,藤尾正人,坪井亮仁,酒井 陽,若杉将史,奥村 大,日比英晴
    • Organizer
      第33回日本顎変形症学会総会・学術大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Neurotrophi-3が骨延長術後の治癒過程に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      若杉将史, 藤尾正人, 佐世 暁, 坪井亮仁, 日比英晴
    • Organizer
      第44回日本口腔インプラント学会中部支部学術大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 異なるプレートを用いたLe Fort I 型骨切り術の生体力学的解析2022

    • Author(s)
      佐世 暁, 藤尾正人, 坪井亮仁, 酒井 陽, 若杉将史, 奥村 大, 日比英晴
    • Organizer
      日本口腔外科学会若手口腔外科医交流会キックオフミーティング
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 創外固定法が奏効した下顎骨骨折の1例2022

    • Author(s)
      井村美孔, 佐藤康太郎, 江幡 凌, 神道紀依, 佐世 暁, 岡部一登, 日比英晴
    • Organizer
      第47回日本口腔外科学会中部支部学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 当科における10年間の顎矯正手術の検討2022

    • Author(s)
      藤尾正人, 佐世 暁, 坪井亮仁, 若杉将史, 日比英晴
    • Organizer
      第32回日本顎変形症学会総会・学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 異なるプレートを用いたLe Fort I型骨切り術の有限要素解析2022

    • Author(s)
      佐世 暁, 藤尾正人, 坪井亮仁, 酒井陽, 若杉将史, 奥村 大, 日比英晴
    • Organizer
      第32回日本顎変形症学会総会・学術大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 当科における過去10年間の顎矯正手術後のプレート撤去についての検討2022

    • Author(s)
      若杉将史, 藤尾正人, 佐世 暁, 坪井亮仁, 日比英晴
    • Organizer
      第32回日本顎変形症学会総会・学術大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 骨補填材が適用された症例のインプラント周囲炎に関する実態調査2022

    • Author(s)
      岡部一登,小原豪,佐世 暁,日比英晴
    • Organizer
      第26回日本顎顔面インプラント学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 異なるプレートを用いたLe Fort I型骨切り術後の生体力学的解析2021

    • Author(s)
      佐世 暁,藤尾正人,坪井亮仁,酒井 陽,奥村 大,日比英晴
    • Organizer
      第31回日本顎変形症学会総会・学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Comparison of biomechanical analysis after Le Fort I osteotomy with two square-shaped and four L-shaped titanium plates using 3D-FEA2021

    • Author(s)
      Sayo A, Fujio M, Tsuboi M, Sakai K, Okumura D, Hibi H
    • Organizer
      The 60th Congress of Korean Association of Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgeons
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 有限要素解析を用いたLe Fort I型骨切り術後の固定法2021

    • Author(s)
      佐世 暁,藤尾正人,坪井亮仁,酒井 陽,奥村 大,日比英晴
    • Organizer
      第66回日本口腔外科学会総会・学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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