ヒト生体での耳小骨振動実測値に基づく骨導聴覚伝達経路の解明

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K04021
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 有井 士郎 鳥取大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (80222751)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 片岡 英幸 鳥取大学, 医学部, 教授 (00224436) ; 長谷川 賢作 日本医科大学, 医学部, 教授 (60252847)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 機械力学・制御 / 生物・生体工学 / シミュレーション工学

Outline of Annual Research Achievements

本研究の主な目的は以下の３項目である．（１）気導音に対する耳小骨振動の解析結果を基に，骨導音に対するヒト生体での耳小骨，耳小骨周辺の側頭骨さらに蝸牛骨包の振動計測を実施し，骨導刺激による頭骨や軟組織の振動がどのように内耳を刺激しているのかを明らかにする．（２）気導加振の解析で用いた耳小骨振動モデルを骨導加振に対応できるように拡張してシミュレーションを行い，振動計測では得られない骨導刺激の蝸牛への伝達力を明らかにする．（３）生体での計測結果とあわせて骨導刺激の伝達経路を明らかにする．
本年度は，主に上記（２）を実施した．骨導加振に対する耳小骨および耳小骨周辺の側頭骨の振動解析は，鼓膜の音圧加振入力が蝸牛に伝達される特性を明らかにするために作成した鼓膜および耳小骨の振動モデルに頭骨モデルを追加し，骨導加振に対する耳小骨および耳小骨周辺の側頭骨の振動をシミュレーションにより解析した．この結果，骨導による加振力が耳小骨を振動させていることが明らかとなり，耳小骨を介して蝸牛に伝達される加振力を求めることができた．上記（１）のヒト生体での振動計測は，本年度より鳥取大学医学部倫理委員会の審査方法が大きく変更され，より厳密な審査に対応するための準備に時間を要した．次年度に申請を行い予定通り振動計測を実施する．
今後は，上記（２）で得られたシミュレーション結果を，上記（１）の実測結果と比較検討し，計算モデルの精度を随時向上させるとともに，数値計算結果から得られた知見をもとにヒト生体での計測箇所の検討も行い，より有効な骨導補聴器開発への指針を得られるよう骨導刺激の伝達経路を明らかにする予定である．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の主な目的は，（１）骨導音に対するヒト生体での耳小骨，耳小骨周辺の側頭骨さらに蝸牛骨包の振動計測，（２）耳小骨振動モデルを用いたシミュレーションによる骨導刺激の蝸牛への伝達力推定，（３）骨導刺激の蝸牛への伝達経路解析，である．この中で，（２）は現時点で十分な成果が得られており，次年度に成果を公表する予定である．（１）は倫理審査方法の変更で準備に時間を要したが，次年度実施にむけて進めている．

Strategy for Future Research Activity

初年度の実施状況に基づき，引き続き耳小骨振動モデルを用いたシミュレーションを実施するとともに，骨導音に対するヒト生体での耳小骨，耳小骨周辺の側頭骨さらに蝸牛骨包の振動計測を実施する．シミュレーション結果を実測結果と比較検討し，計算モデルの精度を随時向上させるとともに，数値計算結果から得られた知見をもとにヒト生体での計測箇所の検討を行い，ヒト生体での実験の効率化を図るとともに実測個所を拡大し，骨導刺激の伝達経路を明らかにする予定である．

Causes of Carryover

本年度より鳥取大学医学部倫理委員会の審査方法が大きく変更され，計画段階では必要なかった審査に関わる経費が１件につき50万円程度必要となった．ヒト生体での実験は，３種類の実験を計画しており多額の審査経費が必要となった．このため，当初計画していたオージオメータの購入を中止して審査経費に充てることとした．次年度に倫理審査経費として使用する．また，シミュレーションに必要なソフトの購入費の支出が年度ごとの契約となったため，次年度使用額が生じた．