側頭骨中の音波伝搬シミュレーション -超音波補聴器の最適化設計のために-

• 研究課題/領域番号: 20791218
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 耳鼻咽喉科学
• 研究機関: 神戸市立工業高等専門学校
• 研究代表者: 長谷 芳樹 神戸市立工業高等専門学校, 電子工学科, 講師 (60448769)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2010年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2009年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2008年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 骨導超音波補聴器 / 超音波伝搬シミュレーション / 3次元音響人体モデル / 超音波 / シミュレーション / ディジタル人体弾性モデル

研究概要

現在,最重度難聴者のための骨導超音波補聴器の開発が進められている。本研究課題では補聴器の最適化設計を目指して,微細構造を持つ固体中の超音波伝搬のシミュレーションをおこない,実測値との良い一致を確認した。また,世界で初めて構築した人体全体を包含する3次元音響モデルは,医工学・臨床分野などへの応用が期待される。さらに,読唇を併用した場合の骨導超音波補聴器の明瞭度などについての検討をおこなうなど,実用化に向けたデータを収集した。

研究成果

• [雑誌論文] Propagation of two longitudinal waves in a cancellous bone with the closed pore boundary (2011)
  • 著者名/発表者名: Katsunori Mizuno, Yoshiki Nagatani, Keisuke Yamashita, Mami Matsukawa
  • 雑誌名: JASA Express Letters accepted
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of boundary condition on the two wave propagation in cancellous bone (2011)
  • 著者名/発表者名: Katsunori Mizuno, Keisuke Yamashita, Yoshiki Nagatani, Mami Matsukawa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics Vol.50 in press
  • NAID: 210000070968
  • 査読あり
• [雑誌論文] Duration-dependent growth of N1m for speech-modulated bone-conducted ultrasound (2011)
  • 著者名/発表者名: Tadao Okayasu, Tadashi Nishimura, Akinori Yamashita, Seiji Nakagawa, Yoshiki Nagatani, Shuichi Yanai, Yuka Uratani, Hiroshi Hosoi
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 495 ページ: 72-76
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectroscopic visualization of sound-induced liquid vibrations using a supramolecular nanofibre (2010)
  • 著者名/発表者名: Akihiko Tsuda, Yuka Nagamine, Reiko Watanabe, Yoshiki Nagatani, Noriyuki Ishii, Takuzo Aida
  • 雑誌名: Nature Chemistry 2 ページ: 977-983
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wavelet Transform Analysis of Ultrasonic Wave Propagation in Cancellous Bone (2010)
  • 著者名/発表者名: Sho HASEGAWA, Yoshiki NAGATANI, Katsunori MIZUNO, Mami MATSUKAWA
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics Vol.49
  • NAID: 210000068942
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of visual information in speech signals by bone-conducted ultrasound (2010)
  • 著者名/発表者名: Akinori YAMASHITA, Tadashi NISHIMURA, Yoshiki NAGATANI, Takefumi SAKAGUCHI, Tadao OKAYASU, Shuichi YANAI, Hiroshi HOSOI
  • 雑誌名: NeuroReport Vol.21(2) ページ: 119-122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wavelet Transform Analysis of Ultrasonic Wave Propagation in Cancellous Bone (2010)
  • 著者名/発表者名: Sho HASEGAWA, Yoshiki NAGATANI, Katsunori MIZUNO, Mami MATSUKAWA
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 49
  • NAID: 210000068942
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectroscopic visualization of sound-induced liquid vibrations using a supramolecular nanofibre (2010)
  • 著者名/発表者名: Akihiko Tsuda, Yuka Nagamine, Reiko Watanabe, Yoshiki Nagatani, Noriyuki Ishii, Takuzo Aida
  • 雑誌名: Nature Chemistry 巻: 2 ページ: 977-983
  • 査読あり
• [雑誌論文] 超音波による定量的な骨評価に向けて -海綿骨中の縦波超音波伝搬挙動の解明- (2010)
  • 著者名/発表者名: 松川真美, 水野勝紀, 長谷芳樹, 細川篤
  • 雑誌名: 電気情報通信学会 Fundamentals Review 巻: 3 ページ: 47-52
  • NAID: 130004554622
• [雑誌論文] The effect of visual information in speech signals by bone-conducted ultrasound (2010)
  • 著者名/発表者名: Akinori YAMASHITA, Tadashi NISHIMURA, Yoshiki NAGATANI, Takefumi SAKAGUCHI, Tadao OKAYASU, Shuichi YANAI, Hiroshi HOSOI
  • 雑誌名: NeuroReport 21(2) ページ: 119-122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Propagation of Fast and Slow Waves in Cancellous Bone : Comparative Study of Simulation and Experiment (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki NAGATANI, Katsunori MIZUNO, Takashi SAEKI, Mami MATSUKAWA, Takefumi SAKAGUCHI, Hiroshi HOSOI
  • 雑誌名: Acoustical Science and Technology Vol.30, No.4 ページ: 257-264
  • NAID: 10025992679
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison between Bone-Conducted Ultrasound and Audible Sound in Speech Recognition (2009)
  • 著者名/発表者名: Akinori Yamashita, Tadashi Nishimura, Yoshiki Nagatani, Tadao Okayasu, Toshizo Koizumi, Takefumi Sakaguchi, Hiroshi Hosoi
  • 雑誌名: Acta Oto-Laryngologica Vol.129, No.s562 ページ: 34-39
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison between Bone-Conducted Ultrasound and Audible Sound in Speech Recognition (2009)
  • 著者名/発表者名: Akinori Yamashita, Tadashi Nishimura, Yoshiki Nagatani, Tadao Okayasu, Toshizo Koizumi, Takefumi Sakaguchi, Hiroshi Hosoi
  • 雑誌名: Acta Oto-Laryngologica 129
  • 査読あり
• [雑誌論文] 親密度別単語了解度試験用音声データセット(FW03)単音節音声のラウドネス校正 (2008)
  • 著者名/発表者名: 長谷芳樹・橘亮輔・阪口剛史・細井裕司
  • 雑誌名: 日本音響学会誌 第64巻11号 ページ: 647-649
  • NAID: 110006975796
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical and Experimental Study on the Wave Attenuation in Bone-FDTD Simulation of Ultrasound Propagation in Cancellous Bone- (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki NAGATANI, Katsunori MIZUNO, Takashi SAEKI, Mami MATSUKAWA, Takefumi SAKAGUCHI, Hiroshi HOSOI
  • 雑誌名: Ultrasonics 48 ページ: 607-612
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical and Experimental Study on the Wave Attenuation in Bone-FDTD Simulation of Ultrasound Propagation in Cancellous Bone- (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki NAGATANI
  • 雑誌名: Ultrasonics 48 48 ページ: 607-612
  • 査読あり
• [雑誌論文] 親密度別単語了解度試験用音声データセット(FW03)単音節音声のラウドネス校正 (2008)
  • 著者名/発表者名: 長谷芳樹
  • 雑誌名: 日本音響学会誌 64 ページ: 647-649
  • NAID: 110006975796
  • 査読あり
• [学会発表] 海綿骨における高速波の特徴的な屈折について ～ 高速波と低速波の伝搬イメージング ～ (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下圭祐・水野勝紀・長谷芳樹・松川真美
  • 学会等名: 超音波研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-02-21
• [学会発表] 海綿骨における高速波の特徴的な屈折について～高速波と低速波の伝搬イメージング～ (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下圭祐・水野勝紀・長谷芳樹・松川真美
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告(超音波)(US2011-02 pp.33-37)
• [学会発表] Computational Investigation of Generation Mechanism of Fast Wave in Cancellous Bone (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki NAGATANI, Sho HASEGAWA
  • 学会等名: The 31st Symposium on Ultrasonic Electronics
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] Ultrasonics wave propagation in cancellous part of swine metacarpal bone (2010)
  • 著者名/発表者名: Katsunori Mizuno, Keisuke Yamashita, Yoshiki Nagatani, Mami Matsukawa
  • 学会等名: The 31st Symposium on Ultrasonic Electronics
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] 骨導超音波語音の母音刺激長に対するミスマッチフィールド (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡安唯・西村忠己・山下哲範・中川誠司・古田悠加・柳井修一・長谷芳樹・細井裕司
  • 学会等名: 第55回 日本聴覚医学会学術講演会
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2010-11-12
• [学会発表] 海綿骨中の超音波伝搬シミュレーション技術 (2010)
  • 著者名/発表者名: 長谷芳樹
  • 学会等名: 日本超音波医学会 第83回学術集会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-05-29
• [学会発表] Temporal-integration mechanism of bone-conducted ultrasonic speech sound (2010)
  • 著者名/発表者名: Tadao Okayasu, Tadashi Nishimura, Akinori Yamashita, Yanai Shuichi, Seiji Nakagawa, Yuka Uratani, Yoshiki Nagatani, Hiroshi Hosoi
  • 学会等名: The Association for Research in Otolaryngology, Abstracts Vol.33
  • 発表場所: カリフォルニア(アメリカ)
  • 年月日: 2010-02-06
• [学会発表] Speech Recognition for Bone-Conducted Ultrasound (2010)
  • 著者名/発表者名: 山下哲範, 西村忠己, 長谷芳樹, 阪口剛史, 岡安唯, 細井裕司
  • 学会等名: The Association for Research in Otolaryngology, Abstracts Vol.33
  • 発表場所: カリフォルニア(アメリカ)
  • 年月日: 2010-02-06
• [学会発表] Computational Investigation of Generation Mechanism of Fast Wave in Cancellous Bone (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki NAGATANI, Sho HASEGAWA
  • 学会等名: Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics(Vol.31 pp.559-560)
• [学会発表] 海綿骨中の超音波伝搬シミュレーション技術 (2010)
  • 著者名/発表者名: 長谷芳樹
  • 学会等名: Jpn.J.Med.Ultrasonics(Vol.37 Supplement p.S181)(invited)
• [学会発表] Ultrasonics wave propagation in cancellous part of swine metacarpal bone (2010)
  • 著者名/発表者名: Katsunori Mizuno, Keisuke Yamashita, Yoshiki Nagatani, Mami Matsukawa
  • 学会等名: Proceedings of Symposium on Ultrasonics Electronics(Vol.31 pp.273-274)
• [学会発表] 骨導超音波語音の母音刺激長に対するミスマッチフィールド (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡安唯・西村忠己・山下哲範・中川誠司・吉田悠加・柳井修一・長谷芳樹・細井裕司
  • 学会等名: Audiology Japan(Vol.53 No.5 pp.77-78)
• [学会発表] Speech Recognition for Bone-Conducted Ultrasound (2010)
  • 著者名/発表者名: Akinori Yamashita, Tadashi Nishimura, Yoshiki Nagatani, Takefumi Sakaguchi, Tadao Okayasu, Hiroshi Hosoi
  • 学会等名: The Association for Research in Otolaryngology, Abstracts(Vol.33 p.322)
• [学会発表] Temporal-integration mechanism of bone-conducted ultrasonic speech sound (2010)
  • 著者名/発表者名: Tadao Okayasu, Tadashi Nishimura, Akinori Yamashita, Yanai Shuichi, Seiji Nakagawa, Yuka Uratani, Yoshiki Nagatani, Hiroshi Hosoi
  • 学会等名: The Association for Research in Otolaryngology, Abstracts(Vol.33 p.277)
• [学会発表] The effect of three dimensional trabecular frame structure on the fast wave velocity in bovine cancellous bone (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Somiya, Katsunori Mizuno, Tomohiro Kubo, Mami Matsukawa, Takahiko Otani, Yoshiki Nagatani
  • 学会等名: Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics, Vol.30
  • 発表場所: 同志社大学(京都府)
  • 年月日: 2009-11-20
• [学会発表] Wavelet transform analysis of ultrasonic wave propagation in cancellous bone (2009)
  • 著者名/発表者名: Sho Hasegawa, Yoshiki Nagatani, Mizuno Katsunori, Mami Matsukawa
  • 学会等名: Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics, Vol.30
  • 発表場所: 同志社大学(京都府)
  • 年月日: 2009-11-20
• [学会発表] 骨導超音波語音の母音の長さに対する脳磁界反応 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡安唯・西村忠己・山下哲範・柳井修一・中川誠司・吉田悠加・長谷芳樹・細井裕司
  • 学会等名: 第54回日本聴覚医学会学術講演会
  • 発表場所: 新横浜プリンスホテル(神奈川県)
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] 骨導超音波の母音弁別能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山下哲範・西村忠己・長谷芳樹・岡安唯・阪口剛史・柳井修一・細井裕司
  • 学会等名: 第54回日本聴覚医学会学術講演会
  • 発表場所: 新横浜プリンスホテル(神奈川県)
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] Effects of Structural Anisotropy on the Two-wave Phenomena in Cancellous Bone-Numerical and Experimental Study- (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki NAGATANI, Mami MATSUKAWA, Katsunori MIZUNO
  • 学会等名: IEEE 2009 International Ultrasonics Symposium
  • 発表場所: ローマ(イタリア)
  • 年月日: 2009-09-21
• [学会発表] 海綿骨中の超音波伝搬における骨梁配向方向の影響 ～シミュレーションによる検討～ (2009)
  • 著者名/発表者名: 長谷芳樹・佐伯崇・松川真美
  • 学会等名: 第29回日本骨形態計測学会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪府)
  • 年月日: 2009-05-30
• [学会発表] "ディジタル人体弾性モデル"を用いた体内音波伝搬シミュレーションの試み (2009)
  • 著者名/発表者名: 長谷芳樹
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 千葉県つくば市
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] Effects of Structural Anisotropy on the Two-wave Phenomena in Cancellous Bone-Numerical and Experimental Study- (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki NAGATANI, Mami MATSUKAWA, Katsunori MIZUNO
  • 学会等名: Abstract Book of IEEE International Ultrasonic Symposium 2009(457-458)
• [学会発表] 海綿骨中の超音波伝搬における骨梁配向方向の影響～シミュレーションによる検討～ (2009)
  • 著者名/発表者名: 長谷芳樹・佐伯崇・松川真美
  • 学会等名: 日本骨形態計測学会雑誌(第19巻 第1号 S94)
• [学会発表] ディジタル人体弾性モデルを用いた体内音波伝搬シミュレーションの試み (2009)
  • 著者名/発表者名: 長谷芳樹・細川篤・阪口剛史・松川真美・渡辺好章
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会(講演予稿集)(p.470)
• [学会発表] The effect of three dimensional trabecular frame structure on the fast wave velocity in bovine cancellous bone (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Somiya, Katsunori Mizuno, Tomohiro Kubo, Mami Matsukawa, Takahiko Otani, Yoshiki Nagatani
  • 学会等名: Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics(Vol.30 pp.583-584)
• [学会発表] 骨導超音波の母音弁別能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山下哲範・西村忠己・長谷芳樹・岡安唯・阪口剛史・柳井修一・細井裕司
  • 学会等名: Audiology Japan(Vol.52 No.5 pp.409-410)
• [学会発表] 骨導超音波語音の母音の長さに対する脳磁界反応 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡安唯・西村忠己・山下哲範・柳井修一・中川誠司・吉田悠加・長谷芳樹・細井裕司
  • 学会等名: Audiology Japan(Vol.52 No.5 pp.379-380)
• [学会発表] 人体の3次元ディジタル弾性モデルの構築〜体内の音波伝搬シミュレーション〜 (2008)
  • 著者名/発表者名: 長谷芳樹
  • 学会等名: 日本音響学会関西支部第11回若手研究者交流研究発表会
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2008-12-17
• [学会発表] Introduction of "Digital Elastic Model of Human Body" for 3-D FDTD Simulation -Elastic Wave Propagation in Human Body- (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki NAGATANI
  • 学会等名: Symposium on Ultrasonic Electronics
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2008-11-13
• [学会発表] Effects of elastic properties on the wave propagation in cancellous bones-a simulation study- (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki NAGATANI
  • 学会等名: Acoustics'08
  • 発表場所: フランスパリ
  • 年月日: 2008-07-03
• [学会発表] Evaluation of acoustic environments using deteriorated speech sound (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki NAGATANI
  • 学会等名: Acoustics'08
  • 発表場所: フランスパリ
  • 年月日: 2008-07-01
• [学会発表] 人体の3次元ディジタル弾性モデルの構築～体内の音波伝搬シミュレーション～ (2008)
  • 著者名/発表者名: 長谷芳樹・松川真美
  • 学会等名: 日本音響学会関西支部第11回若手研究者交流研究発表会 発表資料集(p.2)
• [学会発表] Introduction of "Digital Elastic Model of Human Body" for 3-DFDTD Simulation-Elastic Wave Propagation in Human Body- (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki NAGATANI, Atsushi HOSOKAWA, Takefumi SAKAGUCHI, Mami MATSUKAWA, Yoshiaki WATANABE
  • 学会等名: Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics(Vol.29 pp.471-472)
• [学会発表] Effects of elastic properties on the wave propagation in cancellous bones-a simulation study- (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki NAGATANI, Takashi SAEKI, Mami MATSUKAWA, Takefumi SAKAGUCHI, Hiroshi HOSOI
  • 学会等名: Acoustics'08-Abstract(pp.3512-3513)
• [学会発表] Evaluation of acoustic environments using deteriorated speech sound (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Nagatani, Takefumi Sakaguchi, Hiroshi Hosoi
  • 学会等名: Acoustics'08-Proceedings(pp.1249-1253)
• [学会発表] An evaluation method of acoustic environments using distorted speech sounds (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki NAGATANI, Takefumi SAKAGUCHI, Akinori YAMASHITA, Hiroshi HOSOI
  • 学会等名: The 12th JAPAN-KOREA Joint Meeting of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery-Abstract(p.227)
• [学会発表] Propagation of ultrasonic longitudinal wave in the cancellous bone covered by the subchondral bone of bovine femur (2008)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Koizumi, Kazufumi Yamamoto, Yoshiki Nagatani, Hiroki Soumiya, Takashi Saeki, Yuichiro Yaoi, Mami Matsukawa
  • 学会等名: Proceedings of IEEE Ultrasonic Symposium 2008(pp.146-149)
• [学会発表] The effect of soft tissue on the ultrasonic wave propagation in cancellous bone (2008)
  • 著者名/発表者名: Takashi SAEKI, Tomohiro KUBO, Mami MATSUKAWA, Yoshiki NAGATANI
  • 学会等名: Proceedings of Symposium on Ultrasonics Electronics(Vol.29 pp.467-468)
• [学会発表] 視覚情報が骨導超音波の語音聴力に与える影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山下哲範、西村忠己、長谷芳樹、阪口剛史、岡安唯、柳井修一、細井裕司
  • 学会等名: Audiology Japan(Vol.51 No.5 pp.157-158)
• [学会発表] 海綿骨中の縦波超音波伝搬～軟組織の影響～ (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐伯崇・長谷芳樹・松川真美
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告(超音波)(US2008-23 pp.5-9)
• [学会発表] Effects of bone marrow on the ultrasonic propagation in the cancellous bone-Comparative study on experiment and simulation (2008)
  • 著者名/発表者名: Takashi Saeki, Masahiro Emura, Katsunori Mizuno, Mami Matsukawa, Yoshiki Nagatani
  • 学会等名: Acoustics'08-Abstract(No.2380)
• [学会発表] The fast wave propagation in bovine cancellous bone-experiments and simulation, (2008)
  • 著者名/発表者名: Mami MATSUKAWA, Katsunori Mizuno, Yoshiki Nagatani
  • 学会等名: Acoustics'08-Proceedings(pp.3587-3592)
• [図書] Bone Quantitative Ultrasound (2011)
  • 著者名/発表者名: Pascal Laugier, Guillaume Haiat (Eds.), et al.
  • 総ページ数: 468
  • 出版者: Springer
• [備考] 研究代表者WEBサイト
  • URL: http://ultrasonics.jp/nagatani/
• [備考] 研究代表者WEBサイト
  • URL: http://ultrasonics.jp/nagatani/
• [備考] 研究代表者WEBサイト
  • URL: http://www.kobe-kosen.ac.jp/~nagatani/