小児の睡眠無呼吸時に変動する通気障害部位を検出可能にする気道流体解析モデルの構築

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K09860
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 山崎 要一 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 教授 (30200645)
• 研究分担者: 岩崎 智憲 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 准教授 (10264433)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 流体シミュレーション / 小児閉塞性睡眠時無呼吸症候群 / ＯＳＡＳ / 通気障害部位 / 小児

研究実績の概要

小児閉塞性無呼吸症候群 (OSAS)の罹患率は2％前後で、睡眠障害に伴う眠気、体調不良、学業不振、成長障害だけでなく、重症例では高血圧、呼吸不全、心不全を認める。また、ダウン症児ではOSAの罹患率が50％以上とも言われ、呼吸確保のために胡坐で寝る場合もある。この状況の改善には、通気障害部位に応じた治療選択が重要だが、上気道形態は複雑であり正確な原因部位の特定が難しいため、第一選択のアデノイド切除・口蓋扁桃摘出術の治癒率は60％程度と低い。
この問題の解決の糸口として、小児閉塞性無呼吸症候群 (OSAS)の原因部位の的確な検出が可能となる気道流体解析モデルの構築を図った結果、睡眠無呼吸時に変動する小児の上気道通気障害部位の検出が可能となった。
加えて小児に特徴的な原因である咽頭扁桃や口蓋扁桃の異常に対し、手術適応を判定する各肥大度の新しい評価方法を提示し、アメリカ睡眠医学会誌に掲載された。さらに、OSAの罹患率が高い口唇口蓋裂児では、鼻腔ならびに咽頭扁桃が特徴的原因部位になることをアメリカ矯正学雑誌に、また、鼻腔異常には上顎急速拡大が有効であることをOrthodontics and Craniofacial Research誌に掲載された。
本課題で、最適な治療方法を選択して飛躍的な治癒率改善につながる精度の高い障害部位特定診断モデルを開発し、小児医療への実用化に向けて大きな貢献ができた。

研究成果

• [雑誌論文] Factors related to mouth-breathing syndrome and the influence of an incompetent lip seal on facial soft tissue form in children (2021)
  • 著者名/発表者名: Emi Inada, Issei Saitoh, Yasutaka Kaihara, Youichi Yamasaki
  • 雑誌名: Pediatric Dental Journal 巻: 31 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1016/j.pdj.2020.04.002
• [雑誌論文] Primary site identification in children with obstructive sleep apnea by computational fluid dynamics analysis of the upper airway (2020)
  • 著者名/発表者名: Yanagisawa-Minami Ayaka、Sugiyama Takeshi、Iwasaki Tomonori、Yamasaki Youichi
  • 雑誌名: Journal of Clinical Sleep Medicine 巻: 16 ページ: 431-439
  • DOI: 10.5664/jcsm.8224
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relationship between pharyngeal airway depth and ventilation condition in mandibular setback surgery: A computational fluid dynamics study (2020)
  • 著者名/発表者名: Shirazawa Yoshito、Iwasaki Tomonori、Ooi Kazuhiro、Kobayashi Yutaka、Yanagisawa‐Minami Ayaka、 Oku Yoichiro、Yokura Anna、Ban Yuusuke、Suga Hokuto、Kawashiri Shuichi、Yamasaki Youichi
  • 雑誌名: Orthodontics & Craniofacial Research 巻: 23 ページ: 313-322
  • DOI: 10.1111/ocr.12371
  • 査読あり
• [雑誌論文] How does distraction osteogenesis maxillary expansion (DOME) reduce severity of obstructive sleep apnea? (2020)
  • 著者名/発表者名: Tomonori Iwasaki, Audrey Yoon, Christian Guilleminault, Youichi Yamasak, Stanley Yung-Chuan Liu
  • 雑誌名: Sleep Breath 巻: 24 ページ: 287-296
  • DOI: 10.1007/s11325-019-01948-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Developmental problems concerning children’s oral functions, based on a questionnaire administered to dentists and guardians (2020)
  • 著者名/発表者名: Fumiyo Tamura, Shigenari Kimoto, Youichi Yamasaki, Akira Taguchi, Naoyuki Tanuma, Shinya Nakajima, Koichi Negayama, Yasuaki Kakinoki, Hiroyuki Yamad, Hideo Sato and Masahito Sumitomo
  • 雑誌名: Pediatric Dental Journal 巻: 30 ページ: 167-174
  • DOI: 10.1016/j.pdj.2020.04.002
• [学会発表] アデノイドによる鼻咽腔通気障害の流体力学的研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 與倉杏奈，岩﨑智憲，奥 陽一郎，石丸紘子，佐藤秀夫，嘉ノ海龍三，山﨑要一
  • 学会等名: 第５８回日本小児歯科学会
• [学会発表] 側面頭部エックス線規格写真と流体解析から口蓋扁桃肥大による通気障害を評価する (2020)
  • 著者名/発表者名: 奥 陽一郎，岩﨑智憲，與倉杏奈，石丸紘子，佐藤秀夫，嘉ノ海龍三，山﨑要一
  • 学会等名: 第５８回日本小児歯科学会
• [産業財産権] 顎顔面部の流体構造連成解析を用いた気道通気状 態解析システム (2020)
  • 発明者名: 岩崎智憲, 山﨑要一
  • 権利者名: 岩崎智憲, 山﨑要一
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 第6579472号