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3D音響式平衡感覚代行システムによる難治性慢性めまい治療の新戦略の確立

研究課題

研究課題/領域番号 23K20412
補助金の研究課題番号 20H04548 (2020-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2020-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分90130:医用システム関連
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

和田森 直  長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (60303179)

研究分担者 堀井 新  新潟大学, 医歯学系, 教授 (30294060)
大島 伸介  新潟大学, 医歯学系, 助教 (70632438)
野々村 頼子  東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (60807022)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード感覚代行 / めまい / 持続性知覚性姿勢誘発めまい / PPPD / 慣性測定 / 足底圧
研究開始時の研究の概要

原因が不明のため治療されず放置されてきた「めまい症」は、2018年に持続性知覚性姿勢誘発めまい(PPPD)に包括され、治療への道が開けることとなった。
PPPDの有効な治療の一つの前庭リハビリテーションの目的は、前庭代償の促進と体性感覚入力や別の感覚による脳の可塑性を利用した平衡維持の増進である。この本来伝達すべき感覚情報(平衡情報)の代わりに別の感覚で置き換えることは感覚代行と呼ばれる。
そこで、体の傾きの方向と程度を方位角、角速度や加速度センサで検出し、立体音響として出力する3D音響式平衡感覚代行装置を開発し、傾いた体を正中に戻す3D音響式平衡感覚代行訓練の有効性を確認する。

研究実績の概要

めまいの最大の国際学会であるBarany学会において、前庭症状が慢性に経過する機能性疾患は持続性知覚性姿勢誘発めまい(Persistent Postural Perceptual Dizziness, PPPD)と定義された。有効な治療が複数存在するPPPDは我が国の「めまい症」に包括されることから、「めまい症」の治療への道が開けた。
平衡機能の評価には、前庭器や視覚器に温度や回転など刺激の有無で分類される体平衡機能検査と眼振検査がある。治療効果をより的確に評価するためには、方向転換や階段昇降などの日常生活での歩行や体動時の平衡情報を取得する必要がある。現在、立位静止姿勢における静的体平衡を測定する目的で重心動揺計がすでに臨床で用いられているが、二等辺三角形平板の頂点における垂直荷重から平板の作用中心点を求めるため、厳密には立位姿勢での作用中心点を検出しているとは言い難い上に、「動的状態」、歩行や体動時の平衡情報の取得は困難であった。より厳密な作用中心点を求める方法として、足底圧分布から足底圧中心を求める手法がある。
抵抗性ピエゾ素子を用いた足底圧分布測定装置を試作し、簡易な重心軌跡測定器を用いて試作装置の性能を評価した。重心動揺計の日本工業規格は規定重心位置からのずれ±1mm以内とされるが、試作装置は±6mmであった。力電圧校正回路の帰還抵抗を可変抵抗に置き換え、各抵抗性ピエゾ素子の個体差を小さくすることにより精度の向上を図る。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

想定していた抵抗性ピエゾ素子が廃番となり、回路などの再設計を行ったため

今後の研究の推進方策

3D音響式平衡感覚代行装置を用いた感覚代行訓練および装置の改良
3D音響式平衡感覚代行装置は、1)体の傾きの方向と程度を取得する検出系と、2)その平衡情報を中枢神経へ3D音響刺激として代行伝達する伝達系、3)平衡情報を伝達信号に変換および各系を制御する制御系の3つから構成される。
3D音響式平衡感覚代行装置から体の傾きの方向と程度が3D音響刺激として入力され、傾いた体を正中に戻す3D音響式平衡感覚代行訓練を続けている。被験者からの意見を踏まえて、体の傾きの方向と程度を視覚的に表示、記録できるスマートフォンアプリも含め、3D音響式平衡感覚代行装置に改良を施す。
足底圧分布測定装置の性能評価
重心動揺検査、ラバー負荷検査に用いられる重心動揺計は、二等辺三角形平板の頂点における垂直荷重から平板の作用中心点を求めるため、厳密には立位姿勢での作用中心点を検出しているとは言い難い。より厳密な作用中心点を求める方法として、足底圧分布から足底圧中心を推定する足底圧分布測定装置を試作した。健常者を対象とした重心動揺検査、ラバー負荷検査を実施し、試作装置と重心動揺計との作用中心点を比較することで臨床応用の可能性を示す。加えて、取得した歩行や運動時の動的体平衡情報の解析機能をスマートフォンアプリに実装する。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 18件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Effects of sound source localization of masking sound on perception level of simulated tinnitus2022

    • 著者名/発表者名
      Kubota Yamato、Takahashi Kuniyuki、Nonomura Yoriko、Yamagishi Tatsuya、Ohshima Shinsuke、Izumi Shuji、Morita Yuka、Aizawa Naotaka、Horii Arata
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 1452-1452

    • DOI

      10.1038/s41598-022-05535-x

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 特集 “めまい”を訴える患者の診かた 6. 持続する浮遊感を訴える患者の診かた2022

    • 著者名/発表者名
      堀井 新
    • 雑誌名

      ENTONI

      巻: 267 ページ: 33-40

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 前庭情報の中枢処理機構と空間識障害2022

    • 著者名/発表者名
      武田憲昭、佐藤 豪、宇野敦彦、松田和徳、堀井 新、西池季隆
    • 雑誌名

      耳鼻臨床(補冊)

      巻: 158 ページ: 62-71

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 空間識障害とめまい・嘔吐・自律神経症状2022

    • 著者名/発表者名
      武田憲昭、佐藤 豪、宇野敦彦、松田和徳、堀井 新、西池季隆
    • 雑誌名

      耳鼻臨床(補冊)

      巻: 158 ページ: 72-81

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Head Roll-Tilt Subjective Visual Vertical Test in the Diagnosis of Persistent Postural-Perceptual Dizziness2021

    • 著者名/発表者名
      Yagi Chihiro、Morita Yuka、Kitazawa Meiko、Nonomura Yoriko、Yamagishi Tatsuya、Ohshima Shinsuke、Izumi Shuji、Takahashi Kuniyuki、Wada Yoshiro、Kitahara Tadashi、Horii Arata
    • 雑誌名

      Otology & Neurotology

      巻: 42 号: 10 ページ: e1618-e1624

    • DOI

      10.1097/mao.0000000000003340

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optimal Diagnostic Criteria and a Staging System for Otogenic Skull Base Osteomyelitis2021

    • 著者名/発表者名
      Kuniyuki Takahashi; , Yuka Morita , Manabu Ogi , Yoriko Nonomura , Meiko Kitazawa , Chihiro Yagi , Tatsuya Yamagishi , Shinsuke Ohshima , Shuji Izumi , Arata Horii
    • 雑誌名

      Journal of Neurological Surgery Part B: Skull Base

      巻: EFirst ページ: 1-1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 点鼻用血管収縮薬による頭痛改善で鼻粘膜接触点頭痛を疑い手術が奏功した症例2021

    • 著者名/発表者名
      川浪 孝介, 相澤 直孝, 甲斐 竜太, 小木 学, 野々村 頼子, 高橋 邦行, 堀井 新
    • 雑誌名

      日本耳鼻咽喉科頭頸部外科学会会報

      巻: 124 ページ: 1609-1613

    • NAID

      130008139495

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Subtypes of persistent postural-perceptual dizziness.2021

    • 著者名/発表者名
      Yagi C, Morita Y, Kitazawa M, Yamagishi T, Ohshima S, Izumi S, Takahashi K, Horii A Subtypes of persistent postural-perceptual dizziness
    • 雑誌名

      Front Neurol

      巻: 12 ページ: 652366-652366

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Test batteries and the diagnostic algorithm for chronic vestibular syndromes.2021

    • 著者名/発表者名
      Kitazawa M, Morita Y, Yagi C, Takahashi K, Ohshima S, Yamagishi T, Izumi S, Koizuka I, Horii A
    • 雑誌名

      Front Neurol

      巻: 12 ページ: 768718-768718

    • DOI

      10.3389/fneur.2021.768718

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 特集:最新知識からめまいを診る 3. 症例から見るめまい診療 6) めまい症2021

    • 著者名/発表者名
      堀井 新
    • 雑誌名

      JOHNS

      巻: 37 ページ: 37-40

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 新しいめまいの分類 「持続性知覚性姿勢誘発めまい」ってどんなめまい?2021

    • 著者名/発表者名
      堀井 新
    • 雑誌名

      エキスパートナース

      巻: 37 ページ: 112-116

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 特集:頭痛・めまい・しびれ・疼痛 慢性化のメカニズムと治療 慢性めまいにおける大脳皮質変化2021

    • 著者名/発表者名
      八木千裕、堀井 新
    • 雑誌名

      臨床雑誌「内科」

      巻: 127 ページ: 1265-1268

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 専門医スキルアップ講座 めまい疾患の新しい診断基準と診断の進め方2021

    • 著者名/発表者名
      堀井 新
    • 雑誌名

      日耳鼻

      巻: 124 ページ: 1313-1314

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 特集 内科医が知っておくべき境界領域疾患 トピックス VII. 内科医が知っておくべき耳鼻咽喉科疾患(めまい編:BPPV, PPPD, 突発性難聴、メニエール病など)2021

    • 著者名/発表者名
      堀井 新
    • 雑誌名

      日本内科学会雑誌

      巻: 110 ページ: 2567-2573

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multicenter Study of Congenital Middle Ear Anomalies. Report on 246 Ears2021

    • 著者名/発表者名
      Ito Tsukasa、Furukawa Takatoshi、Ohshima Shinsuke、Takahashi Kuniyuki、Takata Yusuke、Furukawa Masayuki、Hiraumi Harukazu、Yamauchi Daisuke、Yuasa Yu、Goto Shinichi、Sasaki Akira、Koizumi Koh、Otsuki Koshi、Imaizumi Mitsuyoshi
    • 雑誌名

      The Laryngoscope

      巻: 131 号: 7 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1002/lary.29482

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Subtypes of persistent postural-perceptual dizziness.2021

    • 著者名/発表者名
      Yagi C, Morita Y, Kitazawa M, Yamagishi T, Ohshima S, Izumi S, Takahashi K, Horii A
    • 雑誌名

      Front Neurol

      巻: 12 ページ: 652366-652366

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Is Vestibular Meniere's Disease Associated With Endolymphatic Hydrops?2020

    • 著者名/発表者名
      Morita Yuka、Takahashi Kuniyuki、Ohshima Shinsuke、Yagi Chihiro、Kitazawa Meiko、Yamagishi Tatsuya、Izumi Shuji、Horii Arata
    • 雑誌名

      Frontiers in Surgery

      巻: 7 ページ: 1-7

    • DOI

      10.3389/fsurg.2020.601692

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Is vestibular Meniere’s disease associated with endolymphatic hydrops?2020

    • 著者名/発表者名
      Morita Y, Takahashi K, Ohshima S, Yagi C, Kitazawa M, Izumi S, Horii A
    • 雑誌名

      Front Surg

      巻: 7 ページ: 601692-601692

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Disability in protracted benign paroxysmal positional vertigo at one month from symptom onset - a questionnaire survey2020

    • 著者名/発表者名
      Kabaya K, Kondo M, Naganuma H, Nakamura Y, Mihara T, Umibe A, Sato T, Imai T, Suzuki K, Ishii M, Takei Y, Fushikj H, Kiyomizu K, Goto F, Fukui A, Sakamoto N, Horii A, Nakayama M, Iwasaki S
    • 雑誌名

      J Otol Rhinol.

      巻: 9 ページ: 6-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] めまいに対する感覚代行装置の開発2023

    • 著者名/発表者名
      和田森 直
    • 学会等名
      第82回 日本めまい平衡医学会 総会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 大島伸介,和田森直,八木千裕,山岸達矢,泉 修司,森田由香,堀井 新2023

    • 著者名/発表者名
      聴覚伝導路を用いた感覚代行装置の開発―PPPD治療への応用を目指して―(続報)
    • 学会等名
      第82回 日本めまい平衡医学会 総会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] A fundamental study of a wearable foot plantar pressure measurement system for diagnosing vestibular disorders2022

    • 著者名/発表者名
      和田森 直
    • 学会等名
      第61回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 櫛型凹凸を活用した表面波送受信とその液面レベルセンサへの応用2022

    • 著者名/発表者名
      瀧 雅伸,和田眞治,寺町陸仁,和田森直,井原郁夫,市沢寿人,坂井 亮
    • 学会等名
      日本非破壊検査協会2022年度秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 慢性めまいの鑑別診断:PPPDを中心として2022

    • 著者名/発表者名
      堀井 新
    • 学会等名
      第226回日耳鼻北海道地方部会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 持続性知覚性姿勢誘発めまい(PPPD)の最新知見2022

    • 著者名/発表者名
      堀井 新
    • 学会等名
      第226回日耳鼻北海道地方部会(札幌市)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 聴覚伝導路を用いた感覚代行装置の開発 -PPPD治療への応用を目指して(第2報)-」2022

    • 著者名/発表者名
      大島伸介
    • 学会等名
      第81回 日本めまい平衡医学会(奈良市)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 微小物体内の温度プロファイリングのための超音波サーモメトリの開発2022

    • 著者名/発表者名
      吉田龍立, 和田眞治, 和田森直, 井原郁夫,
    • 学会等名
      日本非破壊検査協会第29回超音波による非破壊シンポジウ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] SP05 Niigata PPPD Questionnaire as a screening tool of Persistent Postural- Perceptual Dizziness (PPPD)2022

    • 著者名/発表者名
      Horii A
    • 学会等名
      EASO 2022 in Tokyo
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Assessment of postural sway for diagnosing vestibular disorders using a wearable IMU2021

    • 著者名/発表者名
      Naoki WADAMORI, Shinsuke Ohshima, Yoriko Nonomura, Arata Horii
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 超音波導波棒を用いた液面レベルセンサの開発2021

    • 著者名/発表者名
      大和将真, 和田眞治, 和田森直, 井原郁夫 他
    • 学会等名
      日本非破壊検査協会2021年度秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 立体音響を用いた平衡感覚代行装置 の開発2021

    • 著者名/発表者名
      和田森直
    • 学会等名
      第 4 回にいがた医工連携研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 聴覚伝導路を用いた感覚代行装置の開発 -PPPD治療への応用を目指して-2021

    • 著者名/発表者名
      大島伸介、八木千裕、山岸達矢、泉 修司、森田由香、高橋邦行、堀井 新
    • 学会等名
      第80回 日本めまい平衡医学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lecture 17 Persistent Postural- Perceptual Dizziness (PPPD): Diagnostic criteria and recent advances.2021

    • 著者名/発表者名
      Horii A
    • 学会等名
      Vertigo Academy International: Virtual Global Summit-2: Update on vestibular science
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超音波散乱波を用いた内部温度計測に関する基礎的検討2021

    • 著者名/発表者名
      塩野 翔太, 和田森 直, 井原 郁夫
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部 第58期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Triple-Wavelength Photoacoustic gas detection for a smart endoscopy2020

    • 著者名/発表者名
      和田森 直
    • 学会等名
      第59回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 中耳奇形- Teunissen&Cremers分類による術後聴力成績の検討2020

    • 著者名/発表者名
      大島伸介、野々村頼子、山岸達矢、泉 修司、森田由香、高橋邦行、堀井 新
    • 学会等名
      日本耳科学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Persistent postural- perceptual dizziness2020

    • 著者名/発表者名
      Arata Horii
    • 学会等名
      Vertigo Academy International: Virtual Global Summit: Update on vestibular system
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 浮動性めまいをどうみるか2020

    • 著者名/発表者名
      堀井 新
    • 学会等名
      第79回日本めまい平衡医学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] めまい、平衡障害 今日の治療指針2021年版2021

    • 著者名/発表者名
      堀井 新
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      医学書院
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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