2021 Fiscal Year Annual Research Report
実形状数値計算による嚥下過程の力学メカニズム解明と新しい嚥下機能の評価法の提案
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19K20672
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
石田 駿一 神戸大学, 工学研究科, 助教 (80824169)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 計算バイオメカニクス / 数値流体力学 / 嚥下 / 嚥下障害 / 消化器系バイオメカニクス / 計算力学 / 嚥下流動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，前年度に構築したモデルをもとに，喉頭蓋の翻転遅れに起因する嚥下障害モデルの構築および解析を行った．
嚥下時には，喉頭蓋と呼ばれる蓋が翻転し気道を塞ぐことで，食塊が気道へと侵入するのを防いでいる．喉頭蓋の翻転のタイミングがずれると食塊が気道へと入り込む誤嚥が生じることが知られているが，詳細なメカニズムや誤嚥経路等は不明であった．
本研究では，正常嚥下モデルから仮想的に喉頭蓋の翻転のタイミングを遅らせた嚥下障害モデルを構築し，どのように誤嚥が生じているのかの詳細を解析した．翻転の遅延時間と食塊物性をパラメータとしたパラメトリック計算を実施し，遅延時間が大きくなるほど，低粘度食塊において誤嚥が生じやすくなることを示した．これは，過去に報告されている医用画像に基づく実験観察の結果と定性的に一致している．さらに，誤嚥経路の詳細な解析を行った．咽頭圧低下による嚥下障害においては，咽頭に残留した食塊が嚥下動作後に気道へと落下する経路であったのに対し，喉頭蓋の翻転遅延による嚥下障害においては，食塊は喉頭蓋の裏側を伝って気道へと侵入する経路であることを明らかにした．誤嚥の詳細な経路は従来の医用画像観察のみで明らかにすることは困難であり，これらは嚥下障害メカニズム解明のための重要な知見である．これらの成果をまとめた論文を現在執筆中である（Yachiku et al., in preparation)．
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