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Tamura, Kaoru

田村, 馨

Japanese

探究学習のためのアンケート調査の設計

Katsuyama, Yoshiaki

勝山, 吉章

ナチズムとフレーベル主義幼稚園 : 絵本・児童書にみられる反ユダヤ主義を中心に

Isse, Yoko

Kido, Yasuhito

Dansako, Masahiko

一瀬, 陽子

木戸, 康人

團迫, 雅彦

英語の句動詞における回避現象の考察 : 日本人英語学習者への調査結果をもとに

Ishimatsu, Tsutomu

石松, 勉

被告（女性）が原告の妻と性的行為を行ったことが原告に対する不法行為に当たるとして不貞慰謝料の請求が認められた事例 : 横浜地小田原支判令和4年4月26日判例時報2569号44頁

福岡大学博士（医学）2024doctoral thesi

田尻, 崇人

タジリ, タカト

English

Long-term Outcome after Surgery for Middle Cluneal Nerve Entrapment Neuropathy

鈴木, 脩司

スズキ, シュウジ

氏 名 
すずき しゅうじ 
鈴木 脩司 
学 位 の 種 類 博士（医学） 
報 告 番 号 乙第 2054 号 
学位授与の日付 令和 6 年 10 月 3 日 
学位授与の要件 学位規則第 4 条第 2 項該当（論文博士） 
学 位 論 文 題 目 
Simulation of Changes in Tensile Strain by Airbag Impact 
on Eyes After Trabeculectomy by Using Finite Element 
Analysis 
(線維柱帯切除術術後眼に対するエアバッグ外傷の有限要素法
によるシミュレーション解析) 
論 文 審 査 委 員 （主 査） 福岡大学 教授 安部 洋 
 （副 査） 福岡大学 教授 堀 輝 
  福岡大学 講師 青木 光希子 
     
 
 
 
内 容 の 要 旨 
 
 
【目的】 
 エアバッグは、1980 年代に導入され、交通事故による死亡率と罹患率を大幅に減
少させてきたが、高速の展開速度により損傷を与える可能性がある。エアバッグによ
る眼の傷害は、角膜障害や眼球破裂、網膜剥離などさまざま報告されている。 
一方、緑内障の治療は眼圧を下げることによって視神経障害の進行を遅らせるこ
とを目標として行われる。最近では眼圧降下作用のある点眼薬の開発や MIGS と呼ば
れる低侵襲緑内障手術の普及により、緑内障の手術治療の頻度と重要性はやや下がっ
てきているが、薬物や MIGS によって十分な効果が得られない症例には線維柱帯切除
術を主とする濾過手術が我が国では広く行われている。 
手術術後眼が外力に対して、強膜弁をはじめとする眼球各組織がどのような動態
を示すかに関しては、動物実験モデルでの再現が困難であることなどもあって、今ま
で内外にわたって報告がなされてこなかった。 
今回我々は線維柱帯切除術術後眼へのエアバッグ衝突による眼外傷を有限要素法コン
ピュータシミュレーションによって解析した。 
 
【対象と方法】 
眼球の有限要素モデル化には FEA プログラム PAM-GENERIS™（日本 ESI）を使用した。 
眼球モデルは角膜と強膜は shell 要素、水晶体は solid 要素，硝子体は眼圧 20mmHg を有
する solid 要素とした。眼軸長は正視眼にあたる 23.85 ㎜とした。 
線維柱帯切除術は，輪部基底側が一辺 3.9mm、両側が一辺 3.7mm、後極側が一辺 5.6mm
の台形状の強膜弁とした。この部分は深部側の強膜の厚さの半分を除き、強膜弁を設定
した。  
強膜弁の接合部強度として 100％、50％および 30％とした。 
エアバッグは衝突速度 20、30、40、50 および 60m/秒でそれぞれ正面視および 30 度眼
球下転(強膜弁正面に衝突)の条件で，眼球に衝突させた。 
眼球破裂は、応力が 9.4Mpa のとき、角膜 18.0％、強膜 6.8％の歪み閾値を超えるとき
に発生するとした。 
エアバッグ衝突後の角膜、強膜を含む眼球組織 の歪みはスローモーションの形で表示
し、Virtual Performance Solver (VPS) (Nihon ESI)を用いて眼の形状変化と歪み閾値
を計算し、カラーマッピングにより評価した。 
 
【結果】 
エアバッグが 20 m/s または 30 m/s で衝撃を受けた場合、角膜と強膜の歪みは閾
値に達せず眼球破裂は観察されなかった。 
速度が大きくなるほど，また強膜弁の接着が弱くなるほど強膜弁が破断しやすくなった。 
エアバックが高速度の 60ｍ/sで角膜正面から衝突した場合，まず角膜が大きくゆがみ，
その衝撃が強膜弁を含めた角膜輪部損傷に及び、角膜輪部を含めた角膜裂傷の拡大が示さ
れた。 
また強膜弁正面から高速でエアバッグが衝突した場合- (60 m/s) -では，衝突から 0.2ms
後には強膜破裂の閾値を超え，強膜弁の後断端を横断し眼球前方・後方に衝撃が広がった 。
その結果として、強膜弁部位を含んだ後方側に大きな裂傷が生じ、眼球破裂を引き起こす
ことが示された。 
 
【結論】 
 高速度でのエアバッグ衝突(40 m/s 以上)により、角膜や強膜に重大な損傷が発生する
ことが今回の研究から示された。 
強膜弁の破裂と角膜裂傷の拡大による眼の損傷の進行過程には、衝突部位によって異
なる二つの機序があることが明らかになった。強膜弁の形状や接着強度が損傷の程度に
影響を与えることも示唆された。 
本研究の結果は、線維柱帯切除術後の眼の損傷に関する重要な知見を提供し、低身長
などのリスクのある自動車搭乗者には保護眼鏡の着用などの予防策が重要であることが
示唆された。 
 
 
 
 
審査の結果の要旨 
 
 
本論文は線維柱帯切除術後眼に対するエアバッグ外傷について，有限要素法(FEA)による
シミュレーションで眼球の変形や眼表面破断の可能性について解析を行った。 
 
1. 斬新さ 
手術術後眼が外力に対して、強膜弁をはじめとする眼球各組織がどのような動態
を示すかに関しては、動物実験モデルでの再現が困難であることなどもあって、
今まで内外にわたって報告がなされてこなかった。本件に関して有限要素法を用
いて解析したことが斬新である。 
 
2. 重要性 
本研究の結果は、線維柱帯切除術後の眼の損傷に関する重要な知見を提供し、低身
長などのリスクのある自動車搭乗者には保護眼鏡の着用などの予防策が重要である
ことが示唆され，臨床的だけでなく社会的にも重要な結果をもたらす研究であると
いえる。 
 
3. 研究方法の正確性 
本研究はこれまで，本学眼科学講座の研究グループが継続して使用してきた FEA プロ
グラム PAM-GENERIS™（日本 ESI）を用いて行われ，詳細なデータがコンピューターに
よって得られたものである。実際のエアバッグの展開速度の範囲を設定し，線維柱帯
切除術後眼を再現するために，眼球モデルに加えられた条件化も実臨床に即したもの
であり，研究方法は正確であると考えられる。 
 
4. 表現の明確さ 
エアバッグ衝突後の角膜、強膜を含む眼球組織の歪みはスローモーションの形で実
際には動画で出力されたものを，カラーマッピングでわかりやすく表示されおり，
Virtual Performance Solver (VPS) (Nihon ESI)による眼球形状変化と歪み閾値と
の関連が明確に示された。英文は native speaker による校正を施された自然な表現
であり，Clinical Ophthalmology 誌に掲載されており，表現の明確さは十分にある
と考えられる。 
 
5. 主な質疑応答 
Q：緑内障について、リスクファクターや生物学的遺伝性などについてはどうか。 
A：緑内障は視神経障害が慢性的に進む疾患であり，リスクファクターとしては高齢
や近視等があげられます。病因は多因子性のもので，遺伝性の家系は一部で報告され，
その存在は可能性があると思われますが，遺伝性だけで発症を説明することはできな
いというのが現状のコンセンサスです。 
 
Ｑ：今回の結果に関して，緑内障手術（線維柱帯切除術）の治療ガイドライン上の立
ち位置についてはどうか。 
Ａ：緑内障のガイドラインでは，薬物治療で不十分な場合は，手術治療が選択され，
その中心的な術式が線維柱帯切除術とされています。近年ではＭＩＧＳと呼ばれる低
侵襲緑内障手術が増えてきていて，線維柱帯切除術の必要性はやや低下していますが，
大きな眼圧下降を得られる本術式の重要性は依然としてあると考えられます。また線
維柱帯切除術を施行された患者は多数おり，交通事故に遭遇することも可能性が高い
ことから，線維柱帯切除術後眼のエアバッグ外傷について検討することは診療ガイド
ラインとの関連がとても多いといえます。 
 
Ｑ：有限要素法について教えてください。 
Ａ：衝突状態の解析法として，広く用いられている方法が有限要素法です。これは組
織を細かい要素の集合体にして，それぞれの要素の微細な変形の総和として組織の形
状の変形が示される，というのが有限要素法の最も本質的な特徴です。コンピュータ
ーテクノロジーの進歩によって，有限要素法も発展してきましたが，要素を細かくす
ればするほど精密になり，結果も正確になるものの，逆に計算時間が長くなるので，
その点で限界があり，その兼ね合いで解析条件を今回は規定して行ったものです。 
 
Ｑ：今回の研究で使用した眼球モデルはどのように規定したのか。人種差等個体差は
あるのか。 
Ａ：眼科領域では標準的な眼のモデルとして，Gullstrand の模型眼というのがありま
す。1911 年に眼科領域で唯一のノーベル医学生理学賞を受賞したスウェーデンの眼
科学者である Gullstrand が提唱したもので，この模型眼のデータを基盤に，死体角
膜強膜組織の物性実験の報告などをあわせて，内尾が 1999 年に有限要素法を用いた
眼球モデルの最初の研究を報告しており，いくつかの修正を加えたものを今回も用い
ました。眼球の細部に関しては例えば，ぶどう膜組織の色素量などに人種差はありま
すが，物理学的構造的には人種差はないとされています。個体差としては近視であれ
ば長眼軸 遠視であれば短眼軸でというように差がありますが、今回は正視眼でシミ
ュレーションを行い解析しました。 
 
Ｑ：エアバッグ外傷の頻度はどうか。 
Ａ：頻度ははっきりとはわかりませんが，いずれにしても高速度の衝突事故の際にエ
アバッグは作動するもので，それが眼外傷を生じる頻度は非常に低いと考えられます。
ただこれまでの論文報告などを見ると，角膜，前房，隅角，水晶体，硝子体そして網
膜に至るまで，眼球のあらゆる部位の外傷が報告されていて，その臨床像は非常に多
彩であるといえます。 
 
Ｑ：エアバッグ側の改良の提案等はあるか。 
Ａ：エアバッグ展開速度を低くすれば眼外傷のリスクは低くなりますが、命を守るた
めには高速度の展開が必要になると思われるので，例えば衝突速度に応じて，展開速
度が変化するメカニズムなどが眼外傷を減らす意味ではありうると思われます。また
運転者あるいは助手席同乗者の身長に応じて座席を自動的に上下する装置があれば，
エアバッグが眼球に衝突することは少なくなり，胴体部分の保護というエアバッグ本
来の目的に適したことが可能になると考えられます。そしてゴーグルなどの眼球保護
が方法としては簡単で行いやすい対策であると思われます。 
 
Ｑ：接着強度を 30，50，100％でシミレーションしてあり、接着強度が弱いほどよく
ないという結果だが、これは手術の手技や術後管理等で変えて、例えば早期の段階で
強度を高くすることで改良することはできるのでしょうか。 
Ａ:線維柱帯切除術は眼内から房水を外に漏出させて眼圧を下げるための手術なので、
強膜弁が接着しない方が眼圧はしっかりと下がり，治療効果は高まります。接着強度
が強くなると房水漏出は減ってしまい，眼圧下降は不十分になり、緑内障手術として
はむしろ不成功になってしまいます。したがって，緑内障手術の成功という観点から
すると，接着強度が弱いほど優れていることになります。これが線維柱帯切除術とエ
アバッグなどの眼外傷との関連からするとジレンマになります。今回のシミュレーシ
ョン結果をもとに考えると、接着強度を上げても房水流量が減らない何らかの方法が
今後必要なのではないかと思われます。シャント手術はその目的に合う部分もあると
推測されます。 
 
Ｑ：今回のシミュレーションでは要素として結膜を含めていないとのことでしたが、
眼瞼も含まれていないかと思われます。今後、これらの要素も含めることで結果にさ
らに何か影響がありますでしょうか。また将来的なシミュレーションではこれらの要
素を組み込む予定はありますでしょうか。 
Ａ：鈍的外傷において結膜や眼瞼は眼球破裂を起こさないよう保護に働くので実際そ
れを組み込んだ方が正確なシミュレーションになるとは思われます。しかし結膜の生
理学的特性が明らかにされておらず，物性値もわからないので，現状の眼球モデルに
は含まれておりません。今後は結膜や眼瞼などの要素も組み込んだシミュレーション
も検討したいと考えています。 
 
Ｑ：今回エアバッグによる衝撃っていう部分だけにフォーカスしているかと思われま
すが、緑内障術後の患者さんが受ける一般的な外傷に関しての解析もありますでしょ
うか。 
Ａ：例えば，不規則な形状の物体によるものは，そもそもこのモデルが自動車の衝突
強度をシミュレーションするためのものであることから，応用が難しいと思われます。
ただ既報では，親指をぶつけるという状況の数理解析法によるシミュレーションもあ
り，今後の検討課題としたいと思います。 
 
本論文は線維柱帯切除術後眼に対するエアバッグ外傷の有限要素法によるシミュレーシ
ョン解析を行い、一定の速度以上の衝突で眼球破裂をきたす可能性を示した。また、衝
突方向によって眼球破裂の 2 つのメカニズムが示され、眼球保護の必要性が示された。
申請者は多くの質問に的確に回答しており，本論文は学位論文に値し、学位申請者につ
いても学位授与に値すると評価された。 
 


Simulation of Changes in Tensile Strain by Airbag Impact on Eyes After Trabeculectomy by Using Finite Element Analysis

Fujiki, Kumiko

藤木, 久美子

子連れで働くことを選択した母親のワーク・ライフ・インテグレーション

Maruyama, Taichi

A Unique Case of Bulbar-Onset Juvenile Myasthenia Gravis, without Ocular Symptoms or Limb Muscles Weakness

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山田美妙「兜菊」の文体 : 体言止めの実態

無償取引規定の取引概念

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