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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Construction of upper airway model using computational fluid dynamics in children with obstructive sleep apnea

Research Project

Project/Area Number 18K09860
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

山崎 要一  鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 教授 (30200645)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岩崎 智憲  鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 准教授 (10264433)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords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
Outline of Annual Research Achievements

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。

  • Research Products

    (8 results)

All 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Factors related to mouth-breathing syndrome and the influence of an incompetent lip seal on facial soft tissue form in children2021

    • Author(s)
      Emi Inada, Issei Saitoh, Yasutaka Kaihara, Youichi Yamasaki
    • Journal Title

      Pediatric Dental Journal

      Volume: 31 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1016/j.pdj.2020.04.002

  • [Journal Article] Primary site identification in children with obstructive sleep apnea by computational fluid dynamics analysis of the upper airway2020

    • Author(s)
      Yanagisawa-Minami Ayaka、Sugiyama Takeshi、Iwasaki Tomonori、Yamasaki Youichi
    • Journal Title

      Journal of Clinical Sleep Medicine

      Volume: 16 Pages: 431-439

    • DOI

      10.5664/jcsm.8224

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relationship between pharyngeal airway depth and ventilation condition in mandibular setback surgery: A computational fluid dynamics study2020

    • Author(s)
      Shirazawa Yoshito、Iwasaki Tomonori、Ooi Kazuhiro、Kobayashi Yutaka、Yanagisawa‐Minami Ayaka、 Oku Yoichiro、Yokura Anna、Ban Yuusuke、Suga Hokuto、Kawashiri Shuichi、Yamasaki Youichi
    • Journal Title

      Orthodontics & Craniofacial Research

      Volume: 23 Pages: 313-322

    • DOI

      10.1111/ocr.12371

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] How does distraction osteogenesis maxillary expansion (DOME) reduce severity of obstructive sleep apnea?2020

    • Author(s)
      Tomonori Iwasaki, Audrey Yoon, Christian Guilleminault, Youichi Yamasak, Stanley Yung-Chuan Liu
    • Journal Title

      Sleep Breath

      Volume: 24 Pages: 287-296

    • DOI

      10.1007/s11325-019-01948-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Developmental problems concerning children’s oral functions, based on a questionnaire administered to dentists and guardians2020

    • Author(s)
      Fumiyo Tamura, Shigenari Kimoto, Youichi Yamasaki, Akira Taguchi, Naoyuki Tanuma, Shinya Nakajima, Koichi Negayama, Yasuaki Kakinoki, Hiroyuki Yamad, Hideo Sato and Masahito Sumitomo
    • Journal Title

      Pediatric Dental Journal

      Volume: 30 Pages: 167-174

    • DOI

      10.1016/j.pdj.2020.04.002

  • [Presentation] アデノイドによる鼻咽腔通気障害の流体力学的研究2020

    • Author(s)
      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
    • Organizer
      第58回日本小児歯科学会
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      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
    • Organizer
      第58回日本小児歯科学会
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 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

    • Inventor(s)
      岩崎智憲, 山﨑要一
    • Industrial Property Rights Holder
      岩崎智憲, 山﨑要一
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      第6579472号

URL: 

Published: 2021-12-27  

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