2021 Fiscal Year Research-status Report
リハビリテーション評価および治療に使用するための呼吸器シミュレーションモデリング
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21K11267
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| Research Institution | Saitama Prefectural University |
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Principal Investigator |
木戸 聡史 埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 准教授 (50513214)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 呼吸リハビリテーション / シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
呼吸リハビリテーションは、呼吸筋や四肢体幹に対する運動療法などにより、運動能力の向上、呼吸困難および生命予後の改善が得られることが明らかである。しかしながら多くの介入手法において、介入内容を最適にすることに困難さがある。これは、現状の運動療法研究が生体計測結果に基づくものが多いことが一因として考えられる。本研究では生体における研究の課題を飛躍的に解決できる可能性があるコンピュータシミュレーション技術を活用して、呼吸リハビリテーションに使用する呼吸器モデルを構築することを目的としている。
当該年度は健常成人における呼吸器3Dジオメトリ作成と胸郭構造の多様性解明を実施した。ジオメトリ作成においては健常成人17名の胸腹部CT撮影を行い、吸気および呼気の肺気量位におけるDICOMデータを取得した。得られたデータはスパイロメーターと同時に取得したため、肺気量位変化値が明らかなものである。これらの胸郭構造を3Dジオメトリとして作成した。また将来的に多様な対象者の胸郭構造をジオメトリへ合理的に適合させる上で、左右構造の差異を多面的に解明する必要があるが、肋骨毎における角度と構造の左右差の詳細を解析した。左右の比較では、前額面肋骨角度は第5～9肋骨と第12肋骨、矢状面肋骨角度は第8肋骨のみ、肋骨端距離では第4,6,7肋骨、において左側が有意に大きかった(ｐ＜ 0.05)。肋骨長は全ての肋骨で有意差な左右差はみられなかった。これらの知見は、呼吸動態のシミュレーションに用いる、構造モデル構築をするための基盤となるほか、呼吸リハビリテーションにおいて左右差を意識した評価や介入を行う重要性を再認識させるものである。
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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
骨格3Dジオメトリの作成と構造多様性の解析を行ったため概ね順調に実施できたと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、骨格以外の組織、特に呼吸筋を中心にジオメトリ構築を進める予定である。また、胸郭構造に加えて運動の多様性など、将来的なモデルフィッティングに必要な解析を推進する。
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| Causes of Carryover |
当該年度には解析のために予算計上していたワークステーションがあったが、既に所持していたパソコンにより解析が可能であったため、購入を見送った。次年度には解析においてさらに演算量が増加する予定であるため、演算に耐えうるワークステーションの購入が必要となる見込みである。
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Research Products
(3 results)
