顎関節システムの患者個体別計算バイオメカニクスと顎関節症診断への応用

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680830
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 田中 正夫 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (40163571)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 栄二 広島大学, 歯学部, 助教授 (40273693) ; 東藤 正浩 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (10314402)
• Keywords: バイオメカニクス / 計算生体力学 / 個体別モデル / 顎関節

Research Abstract

本年度は,次の項目について検討した.
1.個体別モデリングシステム:限られた枚数のMRI断層撮影像から抽出した,顎関節を構成する関節要素の個体別形状に,これまでにモデル化された類似形状顎関節の有限要素モデルを重ね合わせたものから,個体別の関節要素形状を再構築し,かつ有限要素分割の適合性を適応的に改善するモデリングシステムを構成した.これにより,臨床的に得られるMRI像より,患者別計算生体力学モデル構築の方法を得た.
2.関節内軟組織の応力状態:関節円板の一時的な前方への変位を伴う開口運動時には,正常な顎関節では,関節円板の内外側に,特に前方内側に高応力域が見られた.これに対して,円板前方転位顎関節では,元来関節円板が位置すべきところの結合組織が,相対的に高い応力を示し,この部位において観察される結合組織の硝子化は,このような力学的機能分担の変化に対応するものである可能性が示唆された
3.関節円板の前方変位と軟組織の力学特性:計算生体力学シミュレーションの結果,正常な顎関節においては,開口運動に伴う関節円板の前方への変位は,関節円板の力学特性に依存することがわかった.また,関節円板が前方に転位した顎関節症患者では,開口運動に伴う関節円板の前方への変位は,パーマネントに転位した円板の後方に位置する結合組織の力学特性に依存した.開口運動による関節円板の前方変位を,MRI観察と計算生体力学解析の両者から考察することで,関節円板あるいは円板後方結合組織の力学特性を推察する可能性を示した.

Research Products

• [Publications] M.TANAKA: "Stress analysis of anterior disc displaced temporomandibular joint with individual finite element modeling"Computer methods in biomechanics and biomedical engineering. (印刷中). (2002)
• [Publications] E.TANAKA: "Stress analysis in the TMJ during jaw opening by use of a three-dimensional finite element model based on magnetic resonance images"International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 30-5. 421-430 (2001)