2014 Fiscal Year Research-status Report
医療への応用をめざしたヒト鼓膜振動実測値による中耳振動特性の解明
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25420186
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
有井 士郎 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80222751)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 賢作 日本医科大学, 医学部, 教授 (60252847)
片岡 英幸 鳥取大学, 医学部, 教授 (00224436)
北野 博也 鳥取大学, 医学部, 教授 (20153108)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 機械力学・制御 / 生物・生体工学 / シミュレーション工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，１．鼓膜張筋と耳小骨筋の機械的性質を考慮した鼓膜と耳小骨の振動モデルの構築とこれを用いた音圧加振時の鼓膜および耳小骨振動応答のシミュレーション，２．実験により得られた鼓膜等の振動応答の計測結果との比較による振動モデルの検証と耳小骨振動特性の推定，３．得られたモデルを用いた鼓膜から脳への伝音特性の解明とこれを用いた耳小骨離断や可動性低下などの難聴治療法の改善方法の検討である．
本年度は，昨年度に引き続き主に上記の１，２を実施した．振動モデル構築のための音圧加振時のヒトの鼓膜等の振動応答計測は，２名の被験者に協力をいただいて実施した．昨年度までに実施した振動応答計測結果と合わせて，鼓膜等の音圧加振時の振動応答は明確に説明できるようになった．耳小骨の振動モデル構築のため，被験者の耳小骨のCT画像より正確な三次元形状を再現し，これを3Dプリンタで再現した．再現したモデルを三次元計測により計算機に取り込み，各耳小骨の正確な形状を再現し，さらに筋腱等をモデル化してシミュレーションモデルを作成した．音圧加振時のシミュレーション結果と実験結果との比較により，耳小骨の振動応答がこのモデルで表現できることが確認できたが，同時に，筋や腱の機械的性質が応答に及ぼす影響も明らかとなった．
今後は，筋や腱の機械的性質に着目し，音圧加振時の計測結果との比較により鼓膜および耳小骨振動モデルの信頼性をさらに向上させ，耳小骨の振動特性の推定と鼓膜から脳への伝音特性を明確にする．さらに，耳小骨離断や可動性低下などの難聴治療法の改善方法の検討の検討も進める．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度までの研究で，鼓膜と耳小骨の振動モデルの構築，および，実験で得られた振動応答計測結果との比較による振動モデルの精度検証を実施する計画であった．
被験者の耳小骨のCT画像より求めた三次元形状に基づいて作成した振動モデルを用いて計算した音圧加振時のシミュレーション結果と実験結果の比較により，作成した振動モデルで耳小骨の振動応答が十分に表現できることが確認できた．来年度は，今年度のシミュレーション結果より明らかとなった筋や腱の機械的性質の応答に及ぼす影響をさらに明確にすることで，鼓膜および耳小骨の伝音特性を明らかにできると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２７年度は，引き続き鼓膜等の振動応答の計測を実施し，鼓膜張筋と耳小骨筋の機械的性質を明確にして振動モデルの信頼性を向上させる．得られた振動モデルを用いて鼓膜への音圧入力が蝸牛に伝達されるメカニズムを明らかにし，伝達効率と周波数特性を解析するとともに，中耳疾患が伝達効率と周波数特性に及ぼす影響を検討し治療法への適応を目指す．
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| Causes of Carryover |
耳小骨三次元モデル製作および実験機器の製作費用が予定していた額を下回ったこと，および，予定していた被験者の実験が都合により次年度に繰越たことによる．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
振動モデルの信頼性向上のため耳小骨三次元モデルの作成を追加すること，および繰越となった実験を実施する予定である．
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