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機械学習理論を応用した進行性下顎頭吸収の発症リスク評価システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K17008
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分57040:口腔再生医学および歯科医用工学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

佐世 暁  名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (50849445)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード進行性下顎頭吸収 / PCR / 有限要素解析 / 機械学習 / 吸収性下顎頭吸収
研究開始時の研究の概要

進行性下顎頭吸収(PCR:Progressive Condylar Resorption)は、下顎頭の著明な吸収像を特徴とする病態をさし、下顎後退症発症への関与や下顎骨前方移動の後戻りの主たる原因として注目されている。顎矯正手術後の下顎頭にかかる負荷の量と負荷に対する骨の許容力が関与していると考えられており、これを事前に防ぐためには術前の力学的なシミュレーションが必要不可欠であるが、既存のシステムは十分に機能しているとはいえない。本研究は術後想定3次元モデルで有限要素法を用いて力学的に解析し、機械学習理論を応用しPCRのリスク評価システムを構築することを目的とする。

研究実績の概要

顎変形症の治療においてCTやMR画像をもとにした3次元シミュレーションの臨床応用が進んでいる。そのデータを新たに直面する症例の診断に利用することは臨床的有用性が高いが、現在のところ診断および治療方針の決定や特定の疾患予防策の立案に有用なフィードバックに帰結するには至っていない。本研究は術後想定3次元モデルで有限要素法を用いて力学的に解析し、機械学習理論を応用しPCRのリスク評価システムを構築することを目的とする。
本年度は、昨年に引き続きモデルの構築および解析を行った。CTデータから実際の本解析用モデルの構築は当初の予定よりも時間がかかっている。構築したモデルを本解析にかけた際に実行エラーが生じ、解析が進まず構築したモデルの修正にさらに時間を要してしまっている。本解析では生体等価性試験で採用された荷重を筋の付着部位や術後に咬合接触がある代表点に荷重し必要な咀嚼筋の作用をシミュレートした荷重条件の設定を想定していたが、より単純化したモデルで解析する必要があると考えられた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本解析に時間を要している。条件の設定等を過去の報告を検討しすすめる。

今後の研究の推進方策

構築したモデルを用いて本解析を実施し、顎骨内応力分布の傾向について検討する。解析結果から形態的あるいは力学的特徴を算出し、それを構築システムのパラメータとして使用できないか検討する。

報告書

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

    (12件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Comparison study of the Le Fort I osteotomy using 2- and 4-plate fixation2023

    • 著者名/発表者名
      Masahito Fujio, Akira Sayo, Kota Ogisu, Qi Chang, Makoto Tsuboi, Hideharu Hibi
    • 雑誌名

      Nagoya Journal of Medical Science

      巻: 85 号: 1 ページ: 70-78

    • DOI

      10.18999/nagjms.85.1.70

    • ISSN
      0027-7622
    • URL

      https://nagoya.repo.nii.ac.jp/records/2004915

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 骨片固定プレートの生体力学的解析2023

    • 著者名/発表者名
      佐世 暁,藤尾正人,坪井亮仁,酒井 陽,若杉将史,奥村 大,日比英晴
    • 学会等名
      第33回日本顎変形症学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Neurotrophi-3が骨延長術後の治癒過程に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      若杉将史, 藤尾正人, 佐世 暁, 坪井亮仁, 日比英晴
    • 学会等名
      第44回日本口腔インプラント学会中部支部学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 異なるプレートを用いたLe Fort I 型骨切り術の生体力学的解析2022

    • 著者名/発表者名
      佐世 暁, 藤尾正人, 坪井亮仁, 酒井 陽, 若杉将史, 奥村 大, 日比英晴
    • 学会等名
      日本口腔外科学会若手口腔外科医交流会キックオフミーティング
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 創外固定法が奏効した下顎骨骨折の1例2022

    • 著者名/発表者名
      井村美孔, 佐藤康太郎, 江幡 凌, 神道紀依, 佐世 暁, 岡部一登, 日比英晴
    • 学会等名
      第47回日本口腔外科学会中部支部学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 当科における10年間の顎矯正手術の検討2022

    • 著者名/発表者名
      藤尾正人, 佐世 暁, 坪井亮仁, 若杉将史, 日比英晴
    • 学会等名
      第32回日本顎変形症学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 異なるプレートを用いたLe Fort I型骨切り術の有限要素解析2022

    • 著者名/発表者名
      佐世 暁, 藤尾正人, 坪井亮仁, 酒井陽, 若杉将史, 奥村 大, 日比英晴
    • 学会等名
      第32回日本顎変形症学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 当科における過去10年間の顎矯正手術後のプレート撤去についての検討2022

    • 著者名/発表者名
      若杉将史, 藤尾正人, 佐世 暁, 坪井亮仁, 日比英晴
    • 学会等名
      第32回日本顎変形症学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨補填材が適用された症例のインプラント周囲炎に関する実態調査2022

    • 著者名/発表者名
      岡部一登,小原豪,佐世 暁,日比英晴
    • 学会等名
      第26回日本顎顔面インプラント学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 異なるプレートを用いたLe Fort I型骨切り術後の生体力学的解析2021

    • 著者名/発表者名
      佐世 暁,藤尾正人,坪井亮仁,酒井 陽,奥村 大,日比英晴
    • 学会等名
      第31回日本顎変形症学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Comparison of biomechanical analysis after Le Fort I osteotomy with two square-shaped and four L-shaped titanium plates using 3D-FEA2021

    • 著者名/発表者名
      Sayo A, Fujio M, Tsuboi M, Sakai K, Okumura D, Hibi H
    • 学会等名
      The 60th Congress of Korean Association of Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgeons
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 有限要素解析を用いたLe Fort I型骨切り術後の固定法2021

    • 著者名/発表者名
      佐世 暁,藤尾正人,坪井亮仁,酒井 陽,奥村 大,日比英晴
    • 学会等名
      第66回日本口腔外科学会総会・学術大会
    • 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: 2024-12-25  

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