計算流体力学を用いて評価した急速上顎拡大後の鼻気道換気の改善

Improvement of nasal airway ventilation after rapid maxillary expansion evaluated with computational fluid dynamics.

抄録

はじめに:

上顎の急速拡大は鼻気道の換気を改善することが知られている。しかし、この改善を従来の方法で正確に評価することは困難である。この縦断的研究の目的は、計算流体力学を用いて急速上顎拡大の効果を推定することである。

INTRODUCTION: Rapid maxillary expansion is known to improve nasal airway ventilation. However, it is difficult to precisely evaluate this improvement with conventional methods. The purpose of this longitudinal study was to use computational fluid dynamics to estimate the effect of rapid maxillary expansion.

方法:

矯正治療の一環として急速上顎拡大を必要とした23名の被験者（男子9名、女子14名、平均年齢、急速上顎拡大前9.74±1.29歳、急速上顎拡大後10.87±1.18歳）に、急速上顎拡大前と急速上顎拡大後にコーンビームCT画像を撮影した。CTデータを用いて鼻腔の3次元形状を再構築した。鼻気流機能の2つの指標（圧力と速度）が、数値流体力学を用いてシミュレーションされた。

METHODS: Twenty-three subjects (9 boys, 14 girls; mean ages, 9.74 ± 1.29 years before rapid maxillary expansion and 10.87 ± 1.18 years after rapid maxillary expansion) who required rapid maxillary expansion as part of their orthodontic treatment had cone-beam computed tomography images taken before and after rapid maxillary expansion. The computed tomography data were used to reconstruct the 3-dimensional shape of the nasal cavity. Two measures of nasal airflow function (pressure and velocity) were simulated by using computational fluid dynamics.

結果:

上顎急速拡大後の圧力（80.55 Pa）は上顎急速拡大前（147.70 Pa）よりも有意に低く、上顎急速拡大後の速度（9.63 m/sec）は上顎急速拡大前（13.46 m/sec）よりも遅かった。

RESULTS: The pressure after rapid maxillary expansion (80.55 Pa) was significantly lower than before rapid maxillary expansion (147.70 Pa), and the velocity after rapid maxillary expansion (9.63 m/sec) was slower than before rapid maxillary expansion (13.46 m/sec).

結論:

上顎急速拡大による鼻気道換気の改善は、計算流体力学により検出された。

CONCLUSIONS: Improvement of nasal airway ventilation by rapid maxillary expansion was detected by computational fluid dynamics.