2021 Fiscal Year Research-status Report
Research for the musculoskeletal simulation based on biological data
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20K10047
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
重光 竜二 東北大学, 大学病院, 助教 (00508921)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 智哉 東北大学, 大学病院, 助教 (10845902)
田原 大輔 龍谷大学, 先端理工学部, 准教授 (20447907)
小川 徹 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (50372321)
佐々木 啓一 東北大学, 歯学研究科, 教授 (30178644)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 筋骨格解析 / 運動力学 / 顎関節症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、研究計画に基づいて患者別筋骨格解析を実施した。実際に、歯科治療を受けた個々の患者さんの顎の関節の動きを生体シミュレーション上で再現し、運動時の運動力学的挙動を推測するものである。プロセシング後の運動データを筋骨格解析ソフトウェア（AnyBody）にインプットし顎関節の形状を再現した拘束面を設定し、3次元座標データに基づいて顎骨コンポーネントの動作定義をし、ヒト下顎骨の左右側下顎頭の動きを再現する。以上により、患者個々の顎の動きを生体シミュレーション上で再現する。本年度は、昨年度までに構築した境界条件定義アルゴリズムに基づき、解析ケースを増やし、顎関節反力、筋活動量、筋力、等を計算した。これらの生体力学・運動学的パラメータは生体内での実測が難しいためにコンピューターでの計算が非常に有効である。
解析の結果から、特に顎関節症の患者では、患側・健常側における各種パラメータ間で左右差が認められており、臨床症状に対して生体が適応している可能性を裏付ける結果が認められている。また、運動を表現する主成分に分解し運動特性を把握する主成分分析の結果からは、患者毎の治療経過における運動特性の変化を時系列で追うことができた。この手法は、現状の顎運動計測による顎機能評価をシミュレーション技術と融合することにより、より効果的かつ詳細な顎機能評価へと繋がる可能性を秘めている。次年度以降も解析ケースを増やし、臨床データに基づく生体シミュレーションの開発へ向け研究計画を遂行する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウィルスの影響により、当初の予定に較べて被験者数が減少しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降は、本年度に実施した主成分分析およびクラスター解析の解析ケースを増加させる。新型コロナウィルスの影響により、被験者数が減少しているが、潜在的な患者が減少しているわけではないため、広く被験者を募り臨床データの取得に努める。
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| Causes of Carryover |
次年度のソフトウェア購入のため、一部繰り越しが生じたため。
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