2022 Fiscal Year Annual Research Report
嚥下運動の"見える化”による嚥下障害の病態評価と治療への応用
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19K09848
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
兵頭 政光 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 教授 (00181123)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
畠山 豊 高知大学, 教育研究部医療学系連携医学部門, 教授 (00376956)
弘瀬 かほり 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 助教 (20527709)
長尾 明日香 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 助教 (30646021)
道脇 幸博 昭和大学, 歯学部, 兼任講師 (40157540)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 嚥下運動 / 可視化 / コンピュータシミュレーション / 立体形状モデル / CT画像 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
嚥下障害の病態評価のためには、嚥下時の嚥下器官の運動および嚥下した食塊の動きを把握することが必要である。われわれは、医用画像技術と解剖学的知見から生体数理モデルを製作し、コンピュータシミュレーションにより嚥下時の嚥下器官および食塊の運動を可視化する研究に取り組んだ。
本研究では嚥下運動を可視化するためのコンピュータシミュレーション（Swallow vision）を用いた。 Swallow visionは、①CT画像と嚥下造影検査のデータによる嚥下器官の3Dモデル作成、②食塊のモデリング、③粒子法を用いた嚥下器官モデルと食塊モデルの連性解析、の3つのステップからなる。その結果より、①嚥下中の嚥下器官の動きと水のような液体（ニュートン流体）の流れの可視化、②嚥下中の高分子液体や実際の食物（非ニュートン流体）の粘度の時間的な推移、③誤嚥した食塊の軌跡の追跡、④嚥下時の喉頭挙上量と誤嚥リスクの関係、⑤咽頭収縮筋の筋活動解析、などのデータを得ることができた。従来行われてきた嚥下内視鏡検査や嚥下造影検査、嚥下圧検査などの嚥下機能検査では把握することが難しかったこれらのデータから、嚥下障害の詳細なメカニズムを定量的かつ客観的に、捉えることが可能となった。嚥下障害診療への応用が期待できる。
一方で、本シミュレーションの課題は、声帯モデルの制作期間に時間を要することであり、そのために画像解析技術の向上や、計算手法の自動化などについて検討を進めている。
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