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2017 Fiscal Year Research-status Report

中耳・内耳疾患を診断できる計測装置SFIの開発

Research Project

Project/Area Number 16K11194
Research InstitutionTohoku Bunka Gakuen University

Principal Investigator

和田 仁  東北文化学園大学, 健康社会システム研究科, 教授 (30111264)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 濱西 伸治  仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (00374968)
村越 道生  鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (70570901)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords診断装置 / 中耳・内耳
Outline of Annual Research Achievements

中耳病変の診断には,プローブ音を220 Hz又は226 Hzに固定した,tympanometer (TYM)と呼ばれる診断装置が広く使用されている.3歳児で罹患率の高い,滲出性中耳炎の診断には特に有効である.しかし,他の中耳病変の診断では,TYMは必ずしも有効とはいいがたい.そこで,本研究ではプローブ音を0.1 kHzから6.0 kHzまで連続的に変化させ,TYMより遥かに多くの情報を得ることができる,中耳病変のみならず内耳病変も診断できる中耳・内耳病変診断装置Sweep Frequency Impedance Meter (SFI)の開発を試みる.

1. SFIの組み立ておよび正常耳での計測:外耳道内静圧制御部については,ローラーチューブポンプ及び圧力センサーを導入し,高速(200 daPa/sec)に外耳道内静圧を制御することが可能となった.外耳道に刺激音を入力し,反射音を収録する音響部については,イヤホンにEtymotic Research社のER-2,マイクロホンに同社のER-10Bを導入し,ハードウェアには専用の計測制御デジタルシグナルプロセッサー(DSP)を用意し,これにMatlab/Simulinkで記述した計測制御プログラムを組み込むことで,0.1~6 kHzの周波数掃引音の入出力が可能となった.

2. 正常耳の数値シミュレーション:科学技術計算用ソフトウェア(COMSOL)を用い,新生児特有の外耳道の可動性を組み込んだFEM modelを作製し,本課題で提案する0.1~6 kHzの周波数域でのSFI結果をシミュレーションした.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

1. SFIの組み立ておよび正常耳での計測
外耳道内静圧制御部について,仕様をみたすハードウェアの構成に時間を要したものの今年度中ごろまでに目途がついた.その後音響部の開発に取り組み,これまで0.1~6 kHzの周波数掃引音の入出力が可能となっている.しかし,当初計画で想定していたとおり2 kHzを越える高周波数域において,実測値と理論値の間にずれが生じており,この校正に時間を要している.

2. 正常耳の数値シミュレーション
SFIでの計測結果と数値シミュレーション結果を十分に比較検討できていない.

Strategy for Future Research Activity

1.SFIの組み立ておよび正常耳,中耳・内耳疾患耳での計測
来年度はじめは高周波数域における校正方法の検討に注力する.また,これと並行して大人において計測を試みることで計測時の問題点等について検討・解決を進める.新生児への適用についても,耳鼻科医師および言語聴覚士とすでに検討を開始しており,年度内に実施できるよう連携していく計画である.

2. 正常耳,中耳・内耳疾患耳の数値シミュレーション
科学技術計算用ソフトウェア(COMSOL)を用い,正常耳でのSFI計測結果を正確にシミュレーションできるようにする.それと同時にFEM modelに中耳および内耳の疾患のファクターを組込み,数値シミュレーションを行い,その結果を SFI計測結果と比較・検討する.この作業を行うことで,SFIによる診断の精度を高める.

Causes of Carryover

(理由)
消耗品費として計上していたシミュレーションソフト(COMSOL)の年間ライセンス料について,当初は本課題の採択後に更新時の値上げが予想されていたが,昨年度と同様の価格であったため,計上額よりも使用額が少なくなった.また,旅費を計上していたが,他の研究費を利用したため使用しなかった.
(使用計画)
次年度の年間ライセンスの更新費用として使用する予定である.また,本課題の打ち合わせのために,旅費として使用する.

  • Research Products

    (28 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 3 results) Book (1 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] クインズランド大学/タウンズビル病院(オーストラリア)

    • Country Name
      AUSTRALIA
    • Counterpart Institution
      クインズランド大学/タウンズビル病院
  • [Int'l Joint Research] スタンフォード大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      スタンフォード大学
  • [Journal Article] Sweep frequency impedance measures in young infants: developmental characteristics from birth to 6 months2017

    • Author(s)
      Venkatesh Aithal, Joseph Kei, Carlie Driscoll, Michio Murakoshi and Hiroshi Wada
    • Journal Title

      International Journal of Audiology

      Volume: 56 Pages: 154~163

    • DOI

      10.1080/14992027.2016.1244867

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Discovery of (2-aminophenyl) methanol as a new molecular chaperone that rescues the localization of P123S mutant pendrin stably expressed in HEK293 cells2017

    • Author(s)
      Wataru Nabeyama, Kenji Ishihara, Hyun Seung Ban, Hiroshi Wada, Hiroyuki Nakamura
    • Journal Title

      Bioorganic & Medical Chemistry

      Volume: 25 Pages: 2601~2608

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Analysis by finite element method of dynamic characteristics of the external ear canal in neonates2017

    • Author(s)
      Michio MURAKOSHI, Shohei TAKEDA and Hiroshi WADA
    • Journal Title

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      Volume: 12 Pages: -

    • DOI

      10.1299/jbse.16-00596

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Analysis by sweep frequency impedance (SFI) meter of 226-Hz and 1,000-Hz tympanometries in neonates2017

    • Author(s)
      Michio Murakoshi, Kyosuke Sano, Nattikan Kanka, Naoto Yoshida, Shinji Hamanishi, Hiromichi Kiyokawa, Risako Kakuta, Sreedevi Aithale, Venkatesh Aithale, Joseph Kei, Carlie Driscoll, Andrew Swanston, Sachiko Matsutani, Toshimitsu Kobayashi and Hiroshi Wada
    • Journal Title

      Procedia IUTAM

      Volume: 24 Pages: 5~14

    • DOI

      10.1016/j.piutam.2017.08.038

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 聴覚のメカニクスに学ぶ -内耳組織から膜タンパク質まで-(Learn from the mechanics of hearing -From the inner ear tissue to the membrane protein-)2017

    • Author(s)
      村越道生
    • Journal Title

      応用物理学会有機分子・バイオエレクトロニクス分科会研究会会誌

      Volume: 28 Pages: 4~8

  • [Journal Article] 三列に並ぶ外有毛細胞の役割とその分子構造(The role of the outer hair cells stacked in three rows and its molecular structure)2017

    • Author(s)
      村越道生
    • Journal Title

      日本音響学会誌

      Volume: 73 Pages: 662~669

  • [Presentation] 剣道打撃時の骨導に及ぼす頭部軟組織の影響2018

    • Author(s)
      菊地航平,濱西伸治
    • Organizer
      日本機械学会 東北学生会 第48 回学生員卒業研究発表講演会,福島県郡山市,2018年3月7日
  • [Presentation] Difference in the dynamic behavior of the hearing apparatus between neonates and adults: the effects on tympanometry2017

    • Author(s)
      Murakoshi M, Hamanishi S, Wada H
    • Organizer
      The XXVI Congress of the International Society of Biomechanics (ISB2017) incorporating the 9th Asian-Pacific Conference on Biomechanics (AP Biomech 2017), July 23-27, 2017, Brisbane, Australia
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamic characteristics of neonatal ear up to 6 kHz using a finite element modeling approach2017

    • Author(s)
      Hamanishi S, Murakoshi M, Wada H
    • Organizer
      The XXVI Congress of the International Society of Biomechanics (ISB2017) incorporating the 9th Asian-Pacific Conference on Biomechanics (AP Biomech 2017), July 23-27, 2017, Brisbane, Australia
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Decipherment of the membrane structure of the inner ear motor protein prestin by force spectroscopy2017

    • Author(s)
      Murakoshi M, Wada H
    • Organizer
      The 5th Switzerland-Japan Workshop on Biomechanics (SJB2017), September 14-17, 2017, Zermatt, Switzerland
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Dynamic characteristic changing of the external ear canal wall with an increase in neonatal chronological age2017

    • Author(s)
      Nattikan K, Murakoshi M, Hamanishi S, Wada H
    • Organizer
      The 5th Switzerland-Japan Workshop on Biomechanics (SJB2017), September 14-17, 2017, Zermatt, Switzerland
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CHO細胞を用いたHisタグ標識プレスチン発現システムの構築(Construction of an expression system of the His-tagged prestin using Chinese hamster ovary cells)2017

    • Author(s)
      勝田廉弥,村越道生,松崎健一郎,和田仁
    • Organizer
      日本機械学会第29回バイオエンジニアリング講演会,名古屋,2017年1月19-20日
  • [Presentation] 外傷刺激による内耳外有毛細胞傷害が引き起こすコルチ器の動的挙動解析(Numerical analysis of the changes in the dynamic behavior of the organ of Corti caused by the cochlear outer hair cell injury due to traumatic stimuli)2017

    • Author(s)
      並河伶弥,松崎健一郎,村越道生
    • Organizer
      日本機械学会九州学生会第48回卒業研究発表講演会,那覇,2017年3月3日
  • [Presentation] 聴覚のメカニクスに学ぶ -内耳組織から膜タンパク質まで-2017

    • Author(s)
      村越道生
    • Organizer
      応用物理学会有機分子・バイオエレクトロニクス分科会研究会「有機分子・バイオエレクトロニクスの最新動向と応用展開」,2017年6月6日,北九州
    • Invited
  • [Presentation] 内耳タンパク質モータープレスチンを安定発現する哺乳動物細胞株の構築(Construction of a mammalian cell line stably expressing the inner-ear motor protein prestin)2017

    • Author(s)
      村越道生,和田仁
    • Organizer
      第62回日本聴覚医学会総会・学術講演会,福岡,2017年10月18-20日
  • [Presentation] Avi タグ標識プレスチン発現 CHO 細胞の構築とフローサイトメトリーによる高発現株の選択(Establishment of CHO cells expressing Avi-tagged prestin and selection of high expressing lines by flow cytometry)2017

    • Author(s)
      松野光太郎,松崎健一郎,村越道生
    • Organizer
      日本機械学会第28回バイオフロンティア講演会,徳島,2017年10月27-29日
  • [Presentation] サリチル酸誘導体による感音難聴を引き起こすペンド変異の局在回復(Restoration of localization pendrin mutants causing sensorineural hearing loss by salicylate derivatives)2017

    • Author(s)
      茶縁泰樹,松崎健一郎,村越道生
    • Organizer
      日本機械学会第28回バイオフロンティア講演会,徳島,2017年10月27-29日
  • [Presentation] 聴覚のメカニズムとその計測・制御(Hearing mechanism and its measurement and control)2017

    • Author(s)
      村越道生
    • Organizer
      SICE九州フォーラム2017,鹿児島,2017年11月24日
    • Invited
  • [Presentation] アフィニティタグ標識された遺伝子組換え内耳モータータンパク質のCHO発現システムの構築(Development of CHO expression systems of recombinant inner-ear motor proteins having different affinity tags)2017

    • Author(s)
      村越道生,和田仁
    • Organizer
      日本機械学会第30回バイオエンジニアリング講演会,京都,2017年12月14-15日
  • [Presentation] 出後から6か月までの新生児外耳道壁の動的特性変化(Changes of dynamic characteristics in the neonatal external ear canal wall from birth to 6 months)2017

    • Author(s)
      カンカー・ナッティカーン,村越道生,濱西伸治,和田仁
    • Organizer
      日本機械学会第30回バイオエンジニアリング講演会,京都,2017年12月14-15日
  • [Presentation] Impact-induced bone conduction simulation to determine the cause of hearing loss in kendo players2017

    • Author(s)
      Hamanishi S, Namkeun K, Mo S
    • Organizer
      2017 International Budo Conference, Sept. 6-7, 2017, Osaka, Japan
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Improvement of skills in interactive teaching through objective and quantitative evaluation by students and teachers2017

    • Author(s)
      Wako K, Sekido M, Hamanishi S, Okumura M, Takeda J, Ishi H, Miyazaki Y, Hongo S, Sakuraba H, Yamada H, Yairi S, Yagyu H, Matsubara M, Suzuki K, Tanaka Y, Oshima M
    • Organizer
      11th International Symposium on Advances in Technology Education (ISATE2017), Sept. 19-21, 2017, Singapore
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 聴覚検査の実際  改訂4版 第I部 聴覚検査の予備知識 3. 音の基礎知識2017

    • Author(s)
      和田仁
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      南山堂
    • ISBN
      978-4-525-37044-2
  • [Remarks] 東北文化学園大学科学技術学部知能情報システム学科和田研究室

    • URL

      http://web.tbgu.ac.jp/ait/wada/index.html

  • [Remarks] 鹿児島大学工学部機械工学科村越研究室

    • URL

      http://www.mech.kagoshima-u.ac.jp/~michio/

  • [Remarks] 仙台高等専門学校 名取キャンパス 教員業績公開(濱西伸治)

    • URL

      https://www.sendai-nct.ac.jp/wp-content/themes/omc/files/college/113_03_02.pdf

URL: 

Published: 2018-12-17   Modified: 2022-02-21  

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