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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

研究課題

研究課題/領域番号 21K11267
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59010:リハビリテーション科学関連
研究機関埼玉県立大学

研究代表者

木戸 聡史  埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 准教授 (50513214)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード呼吸筋 / シミュレーション / Chest wall motion / 呼吸リハビリテーション / 呼吸器 / リハビリテーション
研究開始時の研究の概要

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。

研究成果の概要

本研究ではコンピュータシミュレーション技術を活用して、呼吸筋の出力による胸郭変位を実現するモデル化手法を提示した。呼気時胸郭形状の胸鎖乳突筋起始部へ荷重を行うことで胸郭を変位させ、実際の吸気時CT画像から求めた変位と比較することによって、胸郭変位モデルの妥当性を確認した。提案した胸郭変位モデルの課題を提示し、複数の呼吸筋へ本手法を適応できることを述べた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(3件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 学会発表 (6件)

  • [学会発表] 特発性肺線維症患者の肺容積評価は持久力や日常生活動作に関連するか - シングルケーススタディー2023

    • 著者名/発表者名
      善田督史、木戸聡史、柚口菜津子、赤間美波
    • 学会等名
      第28回千葉県理学療法学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 健常若年成人男性における肋骨構造および角度の非対称性2022

    • 著者名/発表者名
      木戸 聡史, 柚口 菜津子, 赤間 美波, 善田 督史, 熊谷 雄基, 小栢 進也, 兪 文偉
    • 学会等名
      第8回呼吸理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 健常若年男性における胸腹部計測による肋骨角度・肋骨形状の予測2022

    • 著者名/発表者名
      柚口 菜津子, 赤間 美波, 善田 督史, 熊谷 雄基, 小栢 進也, 兪 文偉, 木戸 聡史
    • 学会等名
      第32回日本呼吸ケア・リハビリテーション学会g買う術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 胸郭動力学解析に使用する3D骨格モデリング2021

    • 著者名/発表者名
      木戸 聡史, 柚口 菜津子, 熊谷 雄基, 兪 文偉
    • 学会等名
      日本呼吸ケア・リハビリテーション学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 健常男性の肋骨角度から胸郭運動を予測するための要素の抽出2021

    • 著者名/発表者名
      柚口 菜津子, 兪 文偉, 赤間 美波, 熊谷 雄基, 丸岡 弘, 木戸 聡史
    • 学会等名
      日本呼吸ケア・リハビリテーション学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 呼吸運動パターン分類による慢性閉塞性肺疾患早期発見のための予備的研究2021

    • 著者名/発表者名
      海津 樹, 川村 和也, 佐々木 勇哉, 熊谷 雄基, 柚口 菜津子, 木戸 聡史
    • 学会等名
      第7回日本呼吸理学療法学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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