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。

研究実績の概要

本研究は鼻咽腔領域の気流変化と上気道流体シミュレーションを用いた気流解析を用いて、顎矯正手術が鼻咽腔領域の気道に及ぼす生体作用を解明することを目的として研究を2020年から開始した。研究対象者は新潟大学医歯学総合病院口腔再建外科において、顎矯正手術を予定している顎変形症患者としていたが、研究期間中に新型コロナウイルスの感染拡大による影響で、当初の予定では研究継続が困難となり、本研究の対象者は32名と予定よりも少なくなってしまった。さらにデータ採得時の体動等が認めた者はデータが解析できなかったため、最終的には8名の患者データで解析を行った。対象は全例上下顎骨形成術を施行した患者であり、その内訳は男性4名、女性4名、手術時の平均年齢は21±6歳であった。側面頭部X線規格写真分析において手術に伴い、上顎骨はA点において水平方向で0±1.1mm、垂直方向で0.4±1.8mm上方、PNSでは0.8±1.5mm後方（最大2.1mm前方移動）、2.3±2.0mm上方（最大3.6mm上方移動）と5mm以内の顎骨移動量であった。下顎骨に関してはB点において7.3±2.2mm後方（最大10mm後方移動）、0.6±3.5mm下方（最大5.8mm下方）であった。上気道流体シミュレーションで術前後の気道領域における最大陰圧の変化は‐6.7±13.0Paであり、術前後で大きな変化が認められなかった。今回の研究結果から上顎に関しては5mm以内、下顎においては10mm以内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判明した。研究開始当初に予定していた画像解析ソフトが研究危難中に使用困難な状態となってしまったため、現在、別の画像解析ソフトを用いてCT画像を用いて気道形態の分析および鼻腔通期度との関連性についての解析中であり、その結果をしかるべき学会で発表予定である。