2019 Fiscal Year Research-status Report
セカンドインパクトを防ぐための症例ビデオに基づく脳震盪の発症リスク推定
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19K11558
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
張 月琳 上智大学, 理工学部, 助教 (20635685)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小山 貴之 日本大学, 文理学部, 教授 (80579110)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 動作解析 / 頭部有限要素モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
可逆性をもつ脳震盪は軽度の損傷として軽視されてきたが，繰り返す発症による重症化や慢性外傷性脳症(セカンドインパクト症候群)に至ることが知られるようになった．そのため衝突時の脳震盪の発症をいち早く客観的に判断することが極めて重要である．これまで，シミュレーションを用いて衝突時における頭蓋内の力学パラメータによって脳震盪の発症リスクを推定する手法を提案，複数の症例を解析することによって提案手法の有用性を示した．本研究では，この既存の手法を基に，神経線維を考慮した頭部有限要素モデルの開発および症例数を増やすことによって発症リスクの推定精度を高め，さらに3次元画像解析を用いた衝突時の動作解析の自動化によって手法の汎用性の向上を目的とする．
この目的を達成するために，1）神経線維を考慮した頭部有限要素モデルの構築および妥当性の検証，２）事故ビデオに基づく動作解析の自動化，３）脳震盪発症リスク曲線の高精度化，４）損傷部位の推定と症状の関係の検討，の４点を示す必要がある．
今年度は，１）神経線維を考慮した頭部有限要素モデルを構築し，２）事故ビデオに基づく動作解析の自動化システムを構築した．構築したシステムを用いて柔道およびアメリカンフットボールにおける脳震盪発症した症例ビデオの衝突動作が可能であることを示すことによって本システムの妥当性を検証した．来年度以降は構築した頭部モデルの妥当性の検証を行い，このモデルを用いてより多くの症例を解析し，脳震盪発症リスク曲線の高精度化および損傷部の推定を検討する．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画に従って，本年度は頭部有限要素モデルの構築および動作解析の自動化を中心に行ってきた．頭部有限要素モデルの妥当性の検証はまだできていないが，衝突ビデオを基にした動作解析の自動化システムを構築したため，おおむね順調に進展していると判断する．
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は，過去に行われた屍体実験の計測結果と比較することによって構築した頭部有限要素モデルの妥当性を検証し，構築した画像解析システムを用いてより多くの衝突ビデオを解析することによって，より精度の高い脳震盪発症リスク曲線を構築する．最終的に，衝撃による頭蓋内における評価指標の分布を算出し，推定した脳震盪を発症する部位を可視化すると同時に既知の症状と推定した損傷部位による症状と比較し，本システムの推定精度を検討する．
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| Causes of Carryover |
今年度末（２０２０年３月）に参加する予定の学会等が開催中止となったため，申請時に計上した学会の参加登録費や旅費が繰り越しとなった．
来年度は繰り越した予算と合わせて，システムの妥当性の検証や脳震盪発症部位を推定・可視化のために使用する予定である．また，論文の執筆を含め，学会にも積極的に参加し，研究成果を発信するためにも使用する予定である．
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