1-G-1-3 医療支援システム / 一般口演セッション： 医療支援システム(1)
産業医科大学産業保健学部保健情報科学講座1) 井上耳鼻咽喉科2)
抄録：
Division of Health Information Science, School of Health Sciences, University of Occupational and Environmental Health, Japan. (yoshi@med.uoeh-u.ac.jp)1) Inoue ENT clinic, Fukuoka, Japan. (hinoue@rr.iij4u.or.jp)2)
Abstract: Benign paroxysmal positional vertigo (BPPV) is thougt to be caused by canaliths moving freely in the endolymph of a semicircular canal. There were reported two types of BPPV according to which semicircular canal was concerned; Posterior Canal BPPV (PC-BPPV) and Horizontal (Lateral) Canal BPPV (HC-BPPV). In the previous report, we made 3DCG model of vestibular system and completed the dynamic simulation of the movement of canaliths in the posterior semicircular canal to visualize the behavior of canaliths focusing on PC-BPPV. We tried to apply the same method to HC-BPPV and report the results in this paper: the 3DCG dynamic simulation of (1) emergence process of HC-BPPV, (2) possible emergence of HC-BPPV after PC-BPPV treatment (e.g. Epley manenuver), (3) treatment of HC-BPPV (Lempert maneuver), and (4) vertigo on turning over in bed.
Keywords: HC-BPPV, PC-BPPV, 3DCG
良性発作性頭位めまい症（BPPV: Benign Paroxysmal Positional Vertigo）は，耳石器より剥離した耳石片が三半規管内に迷入し，頭位変化によって半規管内を移動することが原因となって起こると言われているが1)，その内の約8割が耳石片が後半規管（PC: Posterior Canal）に迷入して起こるPC-BPPVで，残りの約2割が外側半規管（HC: Horizontal (Lateral) Canal）に迷入して起こるHC-BPPVとの報告がある2)。我々は前者のPC-BPPVにおける，発症過程，およびその治療法の１つであるEpley法施行時の後半規管内における耳石片のふるまい等を，3次元コンピュータ・グラフィックスを用いたシミュレーションにより視覚的に把握する試みを行い，その成果を報告した3)。また，この時作成したシミュレーション画像をビデオ録画したものをPC-BPPVの治療時の患者への説明の補助としても実際に活用している。今回，同様の試みを新たに外側半規管由来のHC-BPPVに対して行ったのでその結果を報告する。
人の内耳の解剖形態計測データに基づき，3DCGモデリングソフトを用いて三半規管と卵形嚢の3Dモデルを作成し，作成した三半規管モデルの内部に遊離した耳石片を模した立体を置き，さらに重力の影響等を考慮した下で三半規管を３次元空間内で回転させ，遊離耳石片の動きの動力学的シミュレーションを行った。シミュレーション結果は一定時間間隔でレンダリングし最終的に動画像ファイルとして出力した。前回同様，今回も計算時間が膨大になることを避けるために耳石片を小片の集まった塊とせずに，１個の球状の物体に置き換えてシミュレーションを行った。
モデリングからレンダリングまで全て，discreet社製3DCGソフト3ds max 4.2を用い，動力学的シミュレーション用プラグインソフトとしてhavok社のreactor 1.2用いた。ソフトの動作環境は，CPUがPentium IV 1.7GHz-M，メインメモリが512MB，グラフィックアクセラレータがATI Technologies社Mobility Radeon 7500，ビデオメモリが32MBの，Windows XP Professionalの動作するコンピュータを用いた。
HC-BPPV発症のシミュレーションでは耳石器より剥離した耳石片は，前回報告の後半規管同様，外側半規管にも容易に迷入することが示されたが，後半規管由来のPC-BPPVの場合と異なり，日常生活の中での頭位変化で迷入した耳石片の排出も比較的容易に起こり，このことからHC-BPPVでは発病期間が比較的短く早期に自然治癒する場合が多いことの理由が裏付けられた。
また，PC-BPPVの治療のためEpley法を施した後に，逆にHC-BPPVを発症する例が報告されているが，このシミュレーションにおいてもEpley法により後半規管より卵形嚢に排出された耳石片が卵形嚢に留まらず，外側半規管に迷入しHC-BPPVを引き起こす可能性が高いことも示された。
HC-BPPVの治療法としていくつかの方法が考案されているが，その中の１つLempert法4)についてシミュレーションを行った。Lempertの指示した手順で患者の頭の向きを変えることにより，耳石片が容易に外側半規管より排出されることが示された。図１にLempert法のシミュレーション結果を示す。耳石片を模した小球が，手順どおり頭を傾けることで外側半規管内より卵形嚢に排出される様子が示されている。
HC-BPPVでは仰臥位の状態から左右に寝返りをうつと向地性の眼振を伴うめまいを引き起こすことが多いとの報告がある5)。HC-BPPV患者が寝返りをうつ時のシミュレーションを行った結果，寝返りにより向地性の眼振を引き起こすリンパの流れを誘発する向きに耳石片が外側半規管内を移動する様子を観察することができた。
3DCGによる動力学的シミュレーションにより，HC-BPPVの発症のメカニズム，Lempert法による治療の有効性，寝返り時のめまいの発現起序等を視覚的に確認することが出来た。また，今回作成したシミュレーション動画像は，治療前の患者への説明にも活用出来るもので，頭内の器官の分かりにくい３次元的な動きを，3DCGの動画像として見せることで患者の理解も深まり，患者の不安も軽減できるものと期待される。
今回のシミュレーションでは，前回と同様，コンピュータの計算時間を考慮し，耳石片の形状を１つの球に置き換えて簡略化したが，この近似モデルでは重力によって半規管内を下に移動する際のリンパ内の動きや，内壁との相互作用等を正確にシミュレーションする事は出来ない。今後，形状をより実際の物に近づけ，さらに現実に近いシミュレーションをする必要がある。これによりBPPVの病態に対するさらに幅広い理解を得られるとともに，今までの治療法では治癒しない症例への対処法を探る可能性も拡がるものと思われる。
[1] Epley,J.M., The canalith repositioning procedure: For treatment of benign paroxysmal positional vertigo, Otolaryngology-Head Neck Surgery, 107, 399-404.
[2] 井上裕章, 良性発作性頭位めまい症の診断と治療, 福耳会ニュース, 113, 12-20, 2001.
[3] 吉岡真, 井上裕章, 良性発作性頭位めまい症(BPPV)治療支援のための3DCGの応用, 第21回医療情報学連合大会論文集, 308-309, 2001.
[4] Lempert,T., K.Tiel-Wilck, A positional maneuver for treatment of horizontal-canal benign positional vertigo, Laryngoscope, 106, 476-478, 1996.
[5] 井上裕章, 平野哲雄, horizontal canal BPPV症例の検討, 耳鼻, 45, 522-525, 1999.
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| 図1 Lempert法による迷入耳石片排出の3DCGシミュレーション（右耳患側の場合） |