顎変形症患者における鼻咽腔領域における気道形態変化のシミュレーションモデルの考案

• 研究課題/領域番号: 20K10134
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分57060:外科系歯学関連
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 長谷部 大地 新潟大学, 医歯学総合病院, 助教 (30571905)
• 研究分担者: 齋藤 大輔 新潟大学, 医歯学系, 助教 (50826261) ; 小林 正治 新潟大学, 医歯学系, 教授 (80195792)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
• キーワード: 顎変形症 / 上気道 / 鼻咽腔領域 / 気道 / シミュレーション / 顎矯正手術 / 気道形態

研究開始時の研究の概要

顎矯正手術を予定している顎変形症患者を対象とし、治療のために撮影する術前後の画像データを用いて術後の顎骨形態ならび気道形態の変化を評価する。さらに、CT画像データをもとに熱流体解析ソフトを使って鼻咽腔領域の気流解析を行うとともに、同時期に測定した鼻腔通気度ならびにスパイログラムの結果から、顎矯正手術によっておこる鼻咽腔領域の変化を総合的に評価して、同領域におこる生体作用機序を解明するとともに、その結果より気道形態変化の予測シミュレーションモデルの考案につなげたいと考えている。

研究成果の概要

本研究の結果、手術により上顎骨の移動量はA点において0.2±1.4mm前方、0.2±1.3mm上方、PNSで0.5±1.5mm後方、1.5±2.3mm上方であった。下顎骨の移動量はB点において6.0±4.1mm後方、0.7±2.5mm下方、Pogにおいては5.7±5.1mm後方、0.7±2.5mm下方であった。術前後の鼻咽腔領域の容積ならびに表面積は術後に有意に減少していた。一方で、上気道流体シミュレーションにおける咽腔領域における術前後の最大陰圧の変化量には術前後で有意差はなかった。また、気流と顎骨移動量、容積、表面積の変化量において有意な相関関係を認めるものはなかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究結果では顎矯正手術により顎骨形態や鼻咽腔領域の気道形態は大きく変化しているにも関わらず、同領域の気流状態には著名な変化が起こっていなかった。このことから上顎に関しては5mm以内、下顎においては10mm程度の顎骨移動であれば気道領域への影響はほとんど出ないことが推測された。
今回、患者への負担が少ない鼻腔通気度測定やスパロメトリー検査を用いて、術後の顎変形症患者における鼻咽腔領域の気流状態に関連するものを検索してみたが、鼻咽腔領域の気流と関連性のある項目を見つけることはできなかった。生命機能の維持に関わる気道には複雑な生体反応が起こっていると考えられるため、今後、さらなる検証が必要である。