蝸牛外刺激型人工内耳の試作研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02559003
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 伊福部 達 北海道大学, 応用電気研究所, 教授 (70002102)
• 研究分担者: 庄司 寿一 北海道立特殊教育センタ, 聴覚言語障害研究室, 室長 ; 泉 隆 北海道大学, 応用電気研究所, 助手 (80193374) ; 松島 純一 北海道大学, 医学部, 講師 (60173829) ; 高橋 誠 北海道大学, 応用電気研究所, 助教授 (10154858) ; 犬山 征夫 北海道大学, 医学部, 教授 (70051480)
• キーワード: 人工内耳 / 聴覚障害 / 音声信号処理 / 刺激電極 / 人工感覚

研究概要

人工内耳は、重度聴覚障害者の残存する未梢聴神経を電気で刺激し、音に関する情報を中枢に伝達させる聴覚補綴手段である。本論文は、幼児や小児にも適用でき、内耳への侵襲を極力少なくすることを目的としたシングルチャンネル蝸牛外刺激型人工内耳システムを試作し評価したものである。その主な成果は次の3点に要約される。
1.蝸牛管の正円窓膜に電極を接触させて電流を内耳に送るという方法を採用し、膜を傷つけないための高分子被覆電極を開発した。動物実験の結果から、この電極の電気的特性は安全で生体適合性も高いことを確かめると共に、この電極で聴神経を十分発火させ得ることを示した。
2.外耳道内で信号を体内に電磁波伝送する超小型の電子回路を開発しその伝送効率の安定性やコイル間の位置ずれの影響等に関する電気的特性を明らかにした。また、動物実験から本方式の有効性と体内での信号伝送の長期間安定性を確認した。
3.モルモットの蝸牛を時系列信号で電気刺激し聴神経の応答を調べ聴神経の時間分解能が非常に高いことを確認した。さらに、電気刺激による検査の結果から、ヒトの場合でも時系列刺激の識別能が十分高いことを見い出し、音声スペクトルを時系列刺激に変換する新しい符号化方式を提案し、これに必要な信号処理をディジタル・レグナル・プロセッサを用いて実現した。
以上、本試験研究では新しい発想に基づく人工内耳を開発し、重度聴覚障害者支援システムとしての有効性を明確にした。

研究成果

• [文献書誌] T.Ifukube,Y.Hirata,J.Matsushima: "A new model of auditory prosthesis using a digital signal processor" Journal of microcomputer applications. 13. 219-227 (1990)
• [文献書誌] Y.Hirata,T.Ifukube,J.Matsushima,K.Tochinai: "Evaluation of a stimulation electrode couered with polyuinyl alcohol gel for extracochlea prosthesis" IECE trans.74. 2960-2964 (1991)
• [文献書誌] T.Ifukube,Y.Hirata,T.Izumi,J.Matsushima: "Design of a DSP-based extracochlea prosthesis" Proceedings of IEEE EMBS. 13. 1905-1906 (1991)
• [文献書誌] 伊福部 達: "聴覚障害補償へのディジタル技術の応用" 日本音響学会誌. 47. 760-765 (1991)
• [文献書誌] 平田 恵啓,伊福部 達 坂尻 正次,松島 純一: "蝸牛外電気刺激型人工内耳のための信号伝送方式とその評価" 日本聴覚医学会誌. (1992)
• [文献書誌] 平田 恵啓,伊福部 達 坂尻 正次,松島 純一: "蝸牛の電気刺激によって生じる感覚について" 日本聴覚医学会誌. (1992)
• [文献書誌] 伊福部 達: "センサの辞典-聴覚情報のインテリジェント処理-" 朝倉書店, 6 (1991)
• [文献書誌] 伊福部 達: "ブリタニカ百科辞典-生体工学-" ブリタニカ, 10 (1992)