Respiratory Simulation Modeling for Rehabilitation

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K11267
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
• Research Institution: Saitama Prefectural University
• Principal Investigator: Kido Satoshi 埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 准教授 (50513214)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 呼吸筋 / シミュレーション / Chest wall motion

Outline of Final Research Achievements

In this study, we used computer simulation technology to present a modeling method that realizes thoracic cage displacement due to the output of respiratory muscles. The thoracic cage was displaced by applying load to the origin of the sternocleidomastoid muscle during expiration, and the validity of the thoracic cage displacement model was confirmed by comparing the displacement obtained from actual CT images during inspiration. We presented issues with the proposed thoracic cage displacement model and stated that this method can be applied to multiple respiratory muscles.

Free Research Field

リハビリテーション工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

呼吸器疾患患者数は世界的に増大しており、これに伴い呼吸リハビリテーションの必要性も拡大している。呼吸リハビリテーションでは呼吸flow、胸郭運動および呼吸筋活動の動態評価が必要であるが、関連する研究はほとんどがヒトおよび動物における生体計測結果によるものに限られている。本研究により実施された胸郭モデリングの成果は、今後、患者評価および支援に活用できる新手法を確立する基盤となると考えられる。