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  3. プロジェクト1:漏斗胸手術における、術後形態の予測システムの開発

漏斗胸手術における、術後形態の予測システムの開発

漏斗胸の形態予測 1

漏斗胸は胸のかたちの先天的な変形で、
数百人につき1人の割合で見られる、比較的頻度の高い病気です。
肋骨(いわゆる「あばら骨」)および肋軟骨が凹んでいることが、漏斗胸の原因です。

漏斗胸の形態予測 2

漏斗胸に対しては、金属製の矯正バーを用いて
凹んだ部分を内側から外側に押し上げる手術が行われます。

漏斗胸の形態予測 3

手術の原理です。U字型の金属バーを胸腔に挿入した後にこれを反転させると、
凹んだ部分が内側から押されて形が修正されます。

漏斗胸の形態予測 4

このような手術を行うことで、凹んでいる胸の形が修正されます。
患者さんによって胸の形ならびに凹みの程度・部位は異なります。
良好な手術結果を得るためには、
個々の患者さんの特徴を考慮に入れて綿密な手術計画を立てる必要があります。

漏斗胸の形態予測 5

このためにまず、胸郭の力学モデルを作成します。
骨や筋肉を「棒」や「バネ」で模擬した上で、これらを組み合わせます。

漏斗胸の形態予測 6

おのおのの患者さんのCTデータに基づいて、モデルのかたちを調整します。

漏斗胸の形態予測 7

力学計算を行うことで、手術を行った後にどのような形態になるのかを予測することができます。

漏斗胸の形態予測 8

また、胸郭の変形に伴って発生する応力の分布について評価を行えば、どの部分において術後の違和感が強くでるのかを予測することができます。
本研究は学会において高く評価され、平成21年度の日本形成外科学会学会賞が与えられました。

本プロジェクトの成果発表(主要なもののみ抜粋)
Nagasao T, Miyamoto J, Jiang Hua, Ichihara K, Tamaki T, Taguchi T, Yozu R, Nakajima T.
Stress distribution on the thorax after the Nuss procedure for pectus excavatum results in different patterns between adult and child patients.J Thoracic Cardiovascular Surgery. 2007; 34: 1502-1507.

Nagasao T, Miyamoto J, Kokaji K, Yozu R, Jiang H, Jin H, Tamaki T.
Double-Bar Application Decreases Postoperative Pain after Nuss Procedure. J Thoracic Cardiovascular Surgery 2010; 140; 39-44.

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慶應義塾大学 形成外科 医学-工学 研究グループ

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