Computational fluid dynamics study on the nasal respiratory function before/after maxillo-mandibular orthognathic surgery

• Project/Area Number: 24593082
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Orthodontic/Pediatric dentistry
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: SHIMAZAKI Kazuo 東京医科歯科大学, 歯学部附属病院, 助教 (10420259)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): ONO Takashi 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (30221857)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): OSHIMA Marie 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (40242127) ; OMURA Susumu 横浜市立大学, 市民総合医療センター, 准教授 (50145687) ; IWAI Toshinori 横浜市立大学, 大学病院, 助教 (00468191)
• Research Collaborator: YAJIMA Yasuharu ; KITA Soma
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2013: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2012: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: 外科的矯正治療 / 上顎移動術 / 上下顎移動術 / 呼吸機能 / 上顎骨移動術

Outline of Final Research Achievements

The subjects consist of 10 patients with mandibular prognathism who underwent maxillo-mandibular orthognathic surgery with the maxillary upward movement. The three-dimensional (3-D) model of the nasal cavity was reconstructed from the pre- and post-operative CT images (pre-operation: 0.90±0.88 months, post-operation: 11.5±1.27 months). The software used to build the 3-D models and perform the fluid analysis of the nasal respiration was Mimics 17.0 (Materialise) and Fluent 14.0 (Ansys). The inlet velocity was calculated from the flow rate (2.00×10-4 m3/s) and the area of inlet. Using the provided calculation results, we compared the pressure drop of the nasal cavity before and after surgery. By simulating nasal respiration and comparing models, changes in configuration of the nasal cavity with bone trimming in the inferior edge of the pyriform aperture decreased the pressure drop. Furthermore, pressure drop in one third from nostril was greater than other parts of the nasal cavity.

Research Products

• [Journal Article] The effects of cognitive behavioral therapy on experimental orthodontic pain (2015)
  • Author(s): Alisa Sawada, Nobuo Usui, Kazuo Shimazaki, Masato Taira, Takashi Ono
  • Journal Title: Orthodontic Waves Volume: 74-1 Issue: 1 Pages: 10-14
  • DOI: 10.1016/j.odw.2014.12.001
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 顎顔面非対称に対して上下顎同時骨延長術を適応したMarfan症候群の一例 (2015)
  • Author(s): 君塚幸子、福山英治、米満郁男、島崎一夫、大村進、濱田良樹、藤内祝
  • Journal Title: 日本顎変形症学会雑誌 Volume: 25-1 Issue: 1 Pages: 49-55
  • DOI: 10.5927/jjjd.25.49
  • NAID: 130005066068
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Computational fluid dynamics study on the nasal respiratory function before/after maxillo-mandibular orthognathic surgery (2015)
  • Author(s): 喜田 壮馬、島﨑 一夫、矢島 康治、大村 進、小野 卓史、大島 まり
  • Journal Title: SEISAN KENKYU Volume: 67 Issue: 1 Pages: 55-58
  • DOI: 10.11188/seisankenkyu.67.55
  • NAID: 130004796926
  • ISSN: 0037-105X, 1881-2058
  • Open Access
• [Journal Article] Severe unilateral scissor bite and bimaxillary protrusion treated by horseshoe Le Fort I osteotomy combined with mid-alveolar osteotomy. (2014)
  • Author(s): Shimazaki K, Otsubo K, Yonemitsu I, Kimizuka S, Omura S, Ono T.
  • Journal Title: Angle Orthod Volume: 84 Issue: 2 Pages: 374-379
  • DOI: 10.2319/050513-344.1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gastric emptying rate in subjects with malocclusion examined by [(13) C] breath test. (2013)
  • Author(s): Koike S, Sujino T, Ohmori H, Shimazaki K, Fukuyama E, Kanai T, Hibi T, Ono T.
  • Journal Title: Journal of Oral Rehabilitation Volume: 40 Issue: 8 Pages: 574-581
  • DOI: 10.1111/joor.12073
  • Peer Reviewed
• [Presentation] The anatomic study of the ridge on condylar process of mandible (2015)
  • Author(s): "SAKAGUCHI-KUMA Tomomi, FUJISHIRO Hitomi, SHIMAZAKI Kazuo,
  • Organizer: International Congress of Clinical Anatomy
  • Place of Presentation: Rouen, France
  • Year and Date: 2015-06-24 – 2015-06-27
• [Presentation] 片側下顎頭過形成を伴う顕著な顔面非対称に対して外科的矯正治療を行った2症例 (2015)
  • Author(s): 中久木康一、臼見莉沙、隈陽一郎、島崎一夫、福山英治、友松伸允、園田至、黒原一人、小野卓史、原田清
  • Organizer: 第25回日本顎変形症学会総会
  • Place of Presentation: 神田
  • Year and Date: 2015-06-04 – 2015-06-05
• [Presentation] Computational fluid dynamics study on the nasal respiratory function before/after maxillo-mandibular orthognathic surgery (2015)
  • Author(s): Soma Kita, Kazuo Shimazaki, Yasuharu Yajima, Toshinori Iwai, Susumu Omura, Marie Oshima, Takashi Ono
  • Organizer: The 37th Annual Scientific Conference on Dental Research
  • Place of Presentation: Ho Chi Minh City・Vietnam
  • Year and Date: 2015-04-13 – 2015-04-14
• [Presentation] Micro-CT analysis of inhibited demineralization around brackets with fluoride-releasing adhesives (2015)
  • Author(s): Sarina Koike-Hamba, Hidenori Hamba, Kazuo Shimazaki, Junji Tagami, Takashi Ono
  • Organizer: The 93rd General Session & Exihibition of the IADR
  • Place of Presentation: Boston
  • Year and Date: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [Presentation] Clinical survey of facial deformity patients in Yokohama City University Medical Center (2014)
  • Author(s): Koji Honda, Koichi Fujita, Naoki Shibutani, Ikuo Yonemitsu, Kazuo Shimazaki, Shogo Murata, Hikaru Takasu, Yosuke Yamashita, Toshinori Iwai, Takashi Ono, Susumu Omura, Iwai Tohnai
  • Organizer: 第47回韓国矯正歯科学会
  • Place of Presentation: 韓国
  • Year and Date: 2014-11-01
• [Presentation] 骨格性上顎前突症例患者に上顎骨後上方移動術を併用した外科的矯正治療例 (2014)
  • Author(s): 島崎一夫、米満 郁男, 本田 康二, 渋谷 直樹, 藤田 紘一, 大村 進, 小野 卓史
  • Organizer: 第73回日本矯正歯科学会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
  • Year and Date: 2014-10-20 – 2014-10-22
• [Presentation] 上顎骨後上方移動による顔貌の改善と安定性の検討 (2014)
  • Author(s): 松村 智成, 島崎 一夫, 米満 郁男, 本田 康二, 渋谷 直樹, 藤田 紘一, 大村 進, 小野 卓史
  • Organizer: 第73回日本矯正歯科学会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
  • Year and Date: 2014-10-20 – 2014-10-22
• [Presentation] 上下顎移動術前後における鼻呼吸機能の流体解析 (2014)
  • Author(s): 喜田 壮馬、島崎 一夫, 矢島 康治, 大島 まり, 大村 進, 小野 卓史
  • Organizer: 第73回日本矯正歯科学会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ
  • Year and Date: 2014-10-20 – 2014-10-22
• [Presentation] Positional relarionship between articular disc and condylar process (2014)
  • Author(s): Tomomi Sakaguchi, Hitomi Fujishiro,Nao Hayashi,Kumiko Yamaguchi, Kazuo Shimazaki, Takashi Ono, Keiichi Akita
  • Organizer: American Association of Clinical Anatomists 31st Annual Meeting
  • Place of Presentation: Florida・USA
  • Year and Date: 2014-07-08 – 2014-07-12
• [Presentation] 上顎骨の著しい垂直的劣成長に対して上下顎同時骨延長を施行した1例 (2014)
  • Author(s): 本田康二, 藤田紘一, 渋谷直樹, 米満郁男, 島崎一夫, 村田彰吾, 高須曜, 山下陽介, 岩井俊憲, 小野卓史, 大村進, 藤内祝
  • Organizer: 第24回日本顎変形症学会総会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2014-06-10 – 2014-06-11
• [Presentation] 下顎前歯の低位を伴う骨格性III級開咬症例の手術計画 (2014)
  • Author(s): 渋谷直樹, 藤田紘一, 本田康二, 米満郁男, 島崎一夫, 村田彰吾, 高須曜, 山下陽介, 岩井俊憲, 小野卓史, 大村進, 藤内祝
  • Organizer: 第24回日本顎変形症学会総会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2014-06-10 – 2014-06-11
• [Presentation] 重度の顔面非対称症例に対する手術設定の工夫 (2014)
  • Author(s): 藤田紘一, 渋谷直樹, 本田康二, 山下陽介, 高須曜, 村田彰吾, 米満郁男, 島崎一夫, 岩井俊憲, 小野卓史, 大村進, 藤内祝
  • Organizer: 第24回日本顎変形症学会総会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2014-06-10 – 2014-06-11
• [Presentation] 著しい咬合崩壊に対する包括的治療により長期の安定が得られた成人唇顎口蓋裂の1例 (2014)
  • Author(s): 小海暁, 福山英治, 大村進, 君塚幸子, 島崎一夫, 米満郁男, 藤田紘一, 藤内祝, 小野卓史
  • Organizer: 第38回日本口蓋裂学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2014-05-29 – 2014-05-30
• [Presentation] 上顎劣成長を呈する片側性唇顎口蓋裂患者の幼児期における上下顎骨の形態的特徴 (2014)
  • Author(s): 今村俊博, 小野理恵子, JUTIPORN Privatananupunt, 平沼麻耶, 窪野真理子, 服部育子, 島崎一夫, 森田圭一, 小野卓史
  • Organizer: 第38回日本口蓋裂学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2014-05-29 – 2014-05-30
• [Presentation] 片側性唇顎口蓋裂患児の乳幼児セファログラム分析 (2014)
  • Author(s): 齋藤絵里, 島崎一夫, 森田圭一, 小野卓史
  • Organizer: 第38回日本口蓋裂学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2014-05-29 – 2014-05-30
• [Presentation] 両側口唇口蓋裂の最終評価法 (2014)
  • Author(s): 鳥飼勝行, 木島毅, 長岡亮介, 三沢尚弘, 長西裕樹, 平川崇, 石渡靖夫, 府川俊彦, 舩木純三, 島崎一夫, 大村暹
  • Organizer: 第38回日本口蓋裂学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2014-05-29 – 2014-05-30
• [Presentation] 唇顎口蓋裂治療の長期結果の1評価法―片側唇顎口蓋裂に対する粘膜移植粘膜弁法の長期結果 (2014)
  • Author(s): 木島毅, 鳥飼勝行, 長岡亮介, 長西裕樹, 船木誠子, 舩木純三, 平川祟, 石渡靖夫, 府川俊彦, 田口元康, 島崎一夫, 大村進
  • Organizer: 第38回日本口蓋裂学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2014-05-29 – 2014-05-30
• [Presentation] Anatomical study about the condylar process and the lateral pterygoid muscle (2014)
  • Author(s): Tomomi Sakaguchi, Hitomi Fujishiro, Kazuo Shimazaki, Takashi Ono, Keiichi Akita
  • Organizer: The 36th Annual Scientific Conference on Dental Research
  • Place of Presentation: Ho Chi Minh City・Vietnam
  • Year and Date: 2014-04-01
• [Presentation] 下顎側方偏位を伴う顎変形症患者における顎関節症状と下顎頭形態との関連性 (2013)
  • Author(s): 山田恭平、大森浩子、桐本博章、島﨑一夫、小野卓史
  • Organizer: 第72回日本矯正歯科学会大会
  • Place of Presentation: 長野県松本市
• [Presentation] 上下顎歯列弓幅径の拡大に伴う舌骨位および咽頭気道形態の変化 (2013)
  • Author(s): 桐井絢子、島﨑一夫、酒井敬一、大森浩子、小野卓史
  • Organizer: 第72回日本矯正歯科学会大会
  • Place of Presentation: 長野県松本市
• [Presentation] 両側顎関節頭吸収を伴う骨格性II級患者に対する上顎骨単独移動メカニクス (2013)
  • Author(s): 藤田紘一, 大村 進, 横関 雅彦, 渋谷 直樹, 本田 康二, 米満 郁男, 島崎 一夫, 藤内 祝, 小野 卓史
  • Organizer: 第72回日本矯正歯科学会大会
  • Place of Presentation: 長野県松本市
• [Presentation] 悪性高熱症の素因を有する顎変形症患者の1例 (2013)
  • Author(s): 君塚幸子, 大村 進, 藤田 紘一, 渋谷 直樹, 本田 康二, 米満 郁男, 島崎 一夫, 岩井 俊憲, 小野 卓史, 藤内 祝
  • Organizer: 第23回日本顎変形症学会総会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] 片側下顎骨の過形成に起因した顔面非対称患者に3Dシミュレーションを用いて外科的矯正治療を施行した1症例 (2013)
  • Author(s): 米満郁男, 島崎 一夫, 君塚 幸子, 小澤 知倫, 藤田 紘一, 渋谷 直樹, 大村 進, 藤内 祝, 小野 卓史
  • Organizer: 第23回日本顎変形症学会総会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] SLM techniqueを用いた上下顎同時移動術における吸収性プレート(Lacto Sorb(R))の有用性の検討：2. 術後安定性 (2013)
  • Author(s): 渋谷直樹, 藤田 紘一, 本田 康二, 米満 郁男, 島崎 一夫, 君塚 幸子, 村田 彰吾, 高須 曜, 岩井 俊憲, 小野 卓史, 大村 進, 藤内 祝
  • Organizer: 第23回日本顎変形症学会総会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] SLM techniqueを用いた上下顎同時移動術における吸収性プレート(Lacto Sorb(R))の有用性の検討：1. 術後合併症 (2013)
  • Author(s): 本田康二, 藤田紘一, 渋谷直樹, 米満郁男, 島崎一夫, 君塚幸子, 村田彰吾, 高須曜, 岩井俊憲, 小野卓史, 大村進, 藤内祝
  • Organizer: 第23回日本顎変形症学会総会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] 上顎前方歯槽部骨切り術の適応症に関する検討 (2013)
  • Author(s): ポスター 小海暁、酒井敬一、周東聡美、柴田真衣、上杉俊輔、桐井絢子、米満郁男、島崎一夫、小野卓史
  • Organizer: 第23回日本顎変形症学会総会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] 顎変形症患者に合併した精神疾患の臨床的検討 (2013)
  • Author(s): ポスター 藤田紘一, 渋谷 直樹, 本田 康二, 米満 郁男, 島崎 一夫, 君塚 幸子, 村田 彰吾, 高須 曜, 岩井 俊憲, 小野 卓史, 大村 進, 藤内 祝
  • Organizer: 第23回日本顎変形症学会総会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] 下顎枝矢状分割術による下顎後方移動に伴う上気道変化の流体力学的解析 (2013)
  • Author(s): 矢島康治, 岩井 俊憲, 本田 康二, 君塚 幸子, 村田 彰吾, 藤田 紘一, 渋谷 直樹, 島崎 一夫, 大村 進, 藤内 祝
  • Organizer: 第23回日本顎変形症学会総会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] オトガイの三次元的移動量を設定するための骨切りデザインの工夫 (2013)
  • Author(s): 君塚幸子, 大村 進, 藤田 紘一, 渋谷 直樹, 本田 康二, 米満 郁男, 島崎 一夫, 岩井 俊憲, 小野 卓史, 藤内 祝
  • Organizer: 第23回日本顎変形症学会総会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] 術中計測のない正確な上下顎移動術SLM techniqueの実際 (2013)
  • Author(s): 大村進, 君塚 幸子, 藤田 紘一, 渋谷 直樹, 本田 康二, 米満 郁男, 島崎 一夫, 岩井 俊憲, 小野 卓史, 藤内 祝
  • Organizer: 第23回日本顎変形症学会総会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] 上顎前方牽引装置を使用した片側性唇顎口蓋裂(UCLP)患児2名の軟組織変化 3dMDfaceSystem活用の可能性 (2013)
  • Author(s): 渋谷直樹, 藤田 紘一, 本田 康二, 米満 郁男, 島崎 一夫, 村田 彰吾, 高須 曜, 岩井 俊憲, 長西 裕樹, 大村 進, 小野 卓史, 藤内 祝, 鳥飼 勝行
  • Organizer: 第37回日本口蓋裂学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 佐賀
• [Presentation] 口唇顎口蓋1期形成術を行った片側性唇顎口蓋裂患児の4歳時歯列模型評価 (2013)
  • Author(s): 本田康二, 藤田 紘一, 渋谷 直樹, 長西 裕樹, 米満 郁男, 島崎 一夫, 君塚 幸子, 村田 彰吾, 高須 曜, 岩井 俊憲, 大村 進, 小野 卓史, 藤内 祝, 鳥飼 勝行
  • Organizer: 第37回日本口蓋裂学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 佐賀
• [Presentation] 口唇裂および口蓋裂患者に対する上顎前方牽引装置の治療効果 (2013)
  • Author(s): 窪野真理子, 小野 理恵子, 金島 貴子, 内藤 聡美, 島崎 一夫, 小野 卓史
  • Organizer: 第37回日本口蓋裂学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 佐賀
• [Presentation] 最少回数の手術で若年期に外科治療をほぼ終了した片側唇顎口蓋裂の1例 (2013)
  • Author(s): 長岡亮介, 鳥飼 勝行, 三沢 尚弘, 木島 毅, 長西 裕樹, 大村 進, 福山 英治, 島崎 一夫
  • Organizer: 第37回日本口蓋裂学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 佐賀
• [Presentation] 頭蓋骨有茎弁を用いた下顎枝の再建 Pruzansky grade III鰓弓症候群の2例 (2013)
  • Author(s): 木島毅, 鳥飼 勝行, 長岡 亮介, 三沢 尚弘, 錦織 なぎ, 奥村 仁, 長西 裕樹, 大村 進, 府川 俊彦, 島崎 一夫, 平野 吉子
  • Organizer: 第37回日本口蓋裂学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 佐賀
• [Presentation] 矯正歯科治療による疼痛における認知行動療法の効果の検討 (2013)
  • Author(s): 澤田亜理沙、島崎一夫、大森浩子、倉林亨、泰羅雅登、小野卓史
  • Organizer: 第78回口腔病学会学術大会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 上下顎骨移動術に伴う鼻翼基底部の拡大に関する検討：当科の防止術式 (2012)
  • Author(s): 大村進、渋谷直樹、藤田紘一、米満郁男、島崎一夫、君塚幸子、小澤知倫、渡貫圭、岩井俊憲、小野卓史、藤内祝
  • Organizer: 第22回日本顎変形症学会総会
  • Place of Presentation: 福岡
• [Presentation] 上下顎骨移動術に伴う鼻翼基底部形態変化に対する3dMDfaceSystemを用いた経時的三次元評価の試み (2012)
  • Author(s): 渋谷直樹、藤田紘一、米満郁男、島崎一夫、君塚幸子、小澤知倫、渡貫圭、岩井俊憲、小野卓史、大村進、藤内祝
  • Organizer: 第22回日本顎変形症学会総会
  • Place of Presentation: 福岡
• [Presentation] 馬蹄形骨切り併用Le Fort I型骨切り術に伴う咽頭部気道形態の変化 (2012)
  • Author(s): 藤田紘一、渋谷直樹、米満郁男、島崎一夫、君塚幸子、小澤知倫、渡貫圭、岩井俊憲、小野卓史、大村進、藤内祝
  • Organizer: 第22回日本顎変形症学会総会
  • Place of Presentation: 福岡
• [Presentation] 馬蹄形骨切り術に伴うmidpalatal segmentとdento-alveolar segmentの移動パタン (2012)
  • Author(s): 藤田紘一、渋谷直樹、米満郁男、島崎一夫、君塚幸子、小澤知倫、渡貫圭、岩井俊憲、小野卓史、大村進、藤内祝
  • Organizer: 第22回日本顎変形症学会総会
  • Place of Presentation: 福岡
• [Presentation] LeFortI型骨切り上顎後上方移動と下顎のautorotationにより顔貌改善を図った骨格性II級２症例 (2012)
  • Author(s): 米満郁男、島崎一夫、藤田紘一、渋谷直樹、大村進、藤内祝、小野卓史
  • Organizer: 第71回日本矯正歯科学会
  • Place of Presentation: 盛岡
• [Presentation] Introduction of the SLM technique -a way to accurately reproduce two-jaw model surgery in the operating room (2012)
  • Author(s): HS Yoon, S Omura, K Fujita, N Shibutani, I Yonemitsu, K Shimazaki, S Kimizuka, S Murata, K Watanuki, T Ono
  • Organizer: 第45回韓国矯正学会
  • Place of Presentation: 韓国・ソウル