2018 Fiscal Year Annual Research Report
Computer-Aided Medication for Exhalation Through Nose Treatment
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16K06098
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| Research Institution | Gifu National College of Technology |
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Principal Investigator |
山本 高久 岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (10345960)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 数値流体力学解析 / バイオ流体力学 / 医療画像処理 / 経鼻呼出療法 / 好酸球性副鼻腔炎 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
経鼻呼出療法はエアロゾル化したステロイド薬剤を口から一旦吸入し，その後，経鼻呼出することにより，鼻腔深部に薬剤を送達させる。難病指定を受ける好酸球性副鼻腔炎に有効であることが確認されている一方で，人為的な呼出により薬剤を輸送するため，治療効果発現に個人差が現れやすい。事実，臨床研究において治療効果発現が隠微な症例でも呼出条件を変えたところ効果が顕著になったとの報告がなされている。 そこで本研究では工学的な見地から呼出条件と薬剤の輸送特性との相関を明らかにし，患者個々の最適な呼出条件を探索することを目的とした。 最終年度は，前年度実施した鼻腔内非定常エアロゾル輸送解析をより詳細に実施し，呼出条件（ストークス数）と沈着特性との関係を明らかにした。乱流解析にはShear Stress Transportモデル/LESモデルを，二相流解析にはオイラー・ラグランジェ法を適用し，好酸球性副鼻腔炎患１症例ならびに鼻疾患を有さない２症例，計３症例について解析を実施した。その結果，いずれの症例においても呼出流のストークス数約10,000（エアロゾル粒径3μmとしたときの流量で表すと10L/minに相当）の条件にて，好酸球性副鼻腔炎の病巣である篩骨洞でのエアロゾルの沈着が顕著になり，また，ストークス数が100,000に近づくと篩骨洞での沈着が減少するとともに鼻咽頭での沈着が増加することが明らかになった。本結果より呼出条件には最適な領域があり，エアロゾル粒径3μmの薬剤を使用する際には呼出流量を10-30L/minにすることにより篩骨洞へのエアロゾル沈着を促進できるものと考えられる。
本研究成果は経鼻呼出療法におけるComputer-Aided Medication（本研究にて確立した解析方法，評価方法を用いた患者個々の最適な呼出治療条件の探索）の臨床現場への展開を可能とするものと考えられる。
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