蝸牛内コルチ器における変形挙動解析用プログラムの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13557142
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 和田 仁 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30111264)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小池 卓二 東北大学, 大学院・工学研究科, 講師 (10282097) ; 川瀬 哲明 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (50169728)
• Keywords: 聴覚 / 蝸牛 / コルチ器 / 有限要素法 / 流体構造相関問題

Research Abstract

Post mortem時の基低板振動の大幅な減少、電気刺激に対する単離外有毛細胞の伸縮挙動、および正常耳で計測される耳音響放射などから、我々の鋭敏な聴覚にはactive mechanismが存在することが明らかとなってきた.そして、その部位は、機械一電気変換を行なっている.複雑な構造を有するコルチ器である可能性が高い.しかし、コルチ器は蝸牛の中に存在し、またactive mechanismは生きている時にのみ働き、死後には存在しないため、それを計測により明らかにすることは困難を伴う.そのため、未だactive mechanismは明確になっていない.
そこで本研究では、有限要素法(Finite Element Method : FEM)を用い、初めに、コルチ器の変形挙動解析用プログラムを独自に作製した.そして、中心軸で2分割した蝸牛(hemicochlea)を用い、力を加えたときの各部位における変形挙動計測結果を解析結果と比較することにより、コルチ器各部位の物性値を決定した.次に、前述のプログラムを発展させ、コルチ器が周囲に存在するリンパ液の圧力により駆動されることを考慮し、コルチ器とリンパ液の連成解析用プログラムを開発した.そして、純音を入力した際のコルチ器の振動挙動と周囲リンパ液の圧力分布を解析した.その結果、これまで実験により報告されている、音刺激に対する蝸牛内リンパ液の圧力分布と同様の傾向が示された.従って、今後は、本研究において構築されたプログラムを用い、実験による計測が不可能である部位の振動挙動解析を行なう.そして、解析結果を基に、蝸牛内のactive mechanismの解明を目指す.