2020 Fiscal Year Annual Research Report
A new model construction of deglutition using high resolution 3DCT images
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18K09706
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| Research Institution | Iwate Medical University |
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Principal Investigator |
佐原 資謹 岩手医科大学, 歯学部, 教授 (40206008)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
道脇 幸博 昭和大学, 歯学部, 兼任講師 (40157540)
千葉 俊美 岩手医科大学, 歯学部, 教授 (40254784)
橋本 卓弥 東京理科大学, 工学部機械工学科, 講師 (60548163)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 4次元CT画像 / 嚥下生体モデル / 嚥下筋駆動型モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
医用画像を2次元画像から３次元画像にupdateし、生体器官モデルを作成: 高解像度の320ADCTの画像を基に、領域分割法により、嚥下に関わる諸器官、下顎骨や舌骨などの骨組織と舌や咽頭などの軟組織ならびに食塊を抽出し、４次元の動画とすることで、嚥下運動の可視化を行った。
(2)嚥下シュミレーションモデルの構築：① 筋駆動によって器官の運動を起こす筋駆動型シミュレーションモデルの作成に取り組んだ。その際、舌骨と甲状軟骨ならびに輪状軟骨の変位（運動軌跡）に着目し、食塊や器官の運動から筋活動を推測する逆解析モデルを作成した。② 筋駆動によって器官の運動を起こす別の筋駆動型シミュレーションモデルとして、咽頭収縮筋の筋線維の走行（方向）に着目し、器官の運動変位から筋活動を推測する粒子モデルを作成した。
(3)統合型嚥下シュミレーションモデルの構築:嚥下運動は極めて短時間（約２秒）で終了するため、喉頭蓋の軌跡をCT上で追跡することはかなり困難である。そこで、統合型嚥下シュミレーションモデルの構築にあたり、CTの形態画像からの舌骨や甲状軟骨の位置情報および咽頭圧と筋活動の空間的変化を同時に取り込み、時間軸を揃えることで嚥下のタイミングを推測し、形態画像のデータと咽頭圧や筋電図などの機能データの統合をはかった。今後、嚥下の各過程、例えば１）舌の送り込み運動、２）軟口蓋の閉鎖、３）咽頭壁運動、４）食道入口部開放のモデル化/モジュール化と、各モジュールの統合を行なう必要がある。
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[Presentation] Muscle-driven swallowing simulation to elucidate the neuromuscular system functioning underlying human swallowing.2020
Author(s)
Y. Michiwak, T. Kikuchi, T. Kamiya, Y. Toyama, M. Takai, M. Inoue, N. Yahiro, M. Urabe, T. Hashimoto, T. Ijiri, Y. Sahara, S. Koshizuka
Organizer
日本神経科学学会
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