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2017 年度 実施状況報告書

中耳・内耳疾患を診断できる計測装置SFIの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K11194
研究機関東北文化学園大学

研究代表者

和田 仁  東北文化学園大学, 健康社会システム研究科, 教授 (30111264)

研究分担者 濱西 伸治  仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (00374968)
村越 道生  鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (70570901)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード診断装置 / 中耳・内耳
研究実績の概要

中耳病変の診断には,プローブ音を220 Hz又は226 Hzに固定した,tympanometer (TYM)と呼ばれる診断装置が広く使用されている.3歳児で罹患率の高い,滲出性中耳炎の診断には特に有効である.しかし,他の中耳病変の診断では,TYMは必ずしも有効とはいいがたい.そこで,本研究ではプローブ音を0.1 kHzから6.0 kHzまで連続的に変化させ,TYMより遥かに多くの情報を得ることができる,中耳病変のみならず内耳病変も診断できる中耳・内耳病変診断装置Sweep Frequency Impedance Meter (SFI)の開発を試みる.

1. SFIの組み立ておよび正常耳での計測:外耳道内静圧制御部については,ローラーチューブポンプ及び圧力センサーを導入し,高速(200 daPa/sec)に外耳道内静圧を制御することが可能となった.外耳道に刺激音を入力し,反射音を収録する音響部については,イヤホンにEtymotic Research社のER-2,マイクロホンに同社のER-10Bを導入し,ハードウェアには専用の計測制御デジタルシグナルプロセッサー(DSP)を用意し,これにMatlab/Simulinkで記述した計測制御プログラムを組み込むことで,0.1~6 kHzの周波数掃引音の入出力が可能となった.

2. 正常耳の数値シミュレーション:科学技術計算用ソフトウェア(COMSOL)を用い,新生児特有の外耳道の可動性を組み込んだFEM modelを作製し,本課題で提案する0.1~6 kHzの周波数域でのSFI結果をシミュレーションした.

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

1. SFIの組み立ておよび正常耳での計測
外耳道内静圧制御部について,仕様をみたすハードウェアの構成に時間を要したものの今年度中ごろまでに目途がついた.その後音響部の開発に取り組み,これまで0.1~6 kHzの周波数掃引音の入出力が可能となっている.しかし,当初計画で想定していたとおり2 kHzを越える高周波数域において,実測値と理論値の間にずれが生じており,この校正に時間を要している.

2. 正常耳の数値シミュレーション
SFIでの計測結果と数値シミュレーション結果を十分に比較検討できていない.

今後の研究の推進方策

1.SFIの組み立ておよび正常耳,中耳・内耳疾患耳での計測
来年度はじめは高周波数域における校正方法の検討に注力する.また,これと並行して大人において計測を試みることで計測時の問題点等について検討・解決を進める.新生児への適用についても,耳鼻科医師および言語聴覚士とすでに検討を開始しており,年度内に実施できるよう連携していく計画である.

2. 正常耳,中耳・内耳疾患耳の数値シミュレーション
科学技術計算用ソフトウェア(COMSOL)を用い,正常耳でのSFI計測結果を正確にシミュレーションできるようにする.それと同時にFEM modelに中耳および内耳の疾患のファクターを組込み,数値シミュレーションを行い,その結果を SFI計測結果と比較・検討する.この作業を行うことで,SFIによる診断の精度を高める.

次年度使用額が生じた理由

(理由)
消耗品費として計上していたシミュレーションソフト(COMSOL)の年間ライセンス料について,当初は本課題の採択後に更新時の値上げが予想されていたが,昨年度と同様の価格であったため,計上額よりも使用額が少なくなった.また,旅費を計上していたが,他の研究費を利用したため使用しなかった.
(使用計画)
次年度の年間ライセンスの更新費用として使用する予定である.また,本課題の打ち合わせのために,旅費として使用する.

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] クインズランド大学/タウンズビル病院(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      クインズランド大学/タウンズビル病院
  • [国際共同研究] スタンフォード大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      スタンフォード大学
  • [雑誌論文] Sweep frequency impedance measures in young infants: developmental characteristics from birth to 6 months2017

    • 著者名/発表者名
      Venkatesh Aithal, Joseph Kei, Carlie Driscoll, Michio Murakoshi and Hiroshi Wada
    • 雑誌名

      International Journal of Audiology

      巻: 56 ページ: 154~163

    • DOI

      10.1080/14992027.2016.1244867

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Discovery of (2-aminophenyl) methanol as a new molecular chaperone that rescues the localization of P123S mutant pendrin stably expressed in HEK293 cells2017

    • 著者名/発表者名
      Wataru Nabeyama, Kenji Ishihara, Hyun Seung Ban, Hiroshi Wada, Hiroyuki Nakamura
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medical Chemistry

      巻: 25 ページ: 2601~2608

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis by finite element method of dynamic characteristics of the external ear canal in neonates2017

    • 著者名/発表者名
      Michio MURAKOSHI, Shohei TAKEDA and Hiroshi WADA
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 12 ページ: -

    • DOI

      10.1299/jbse.16-00596

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis by sweep frequency impedance (SFI) meter of 226-Hz and 1,000-Hz tympanometries in neonates2017

    • 著者名/発表者名
      Michio Murakoshi, Kyosuke Sano, Nattikan Kanka, Naoto Yoshida, Shinji Hamanishi, Hiromichi Kiyokawa, Risako Kakuta, Sreedevi Aithale, Venkatesh Aithale, Joseph Kei, Carlie Driscoll, Andrew Swanston, Sachiko Matsutani, Toshimitsu Kobayashi and Hiroshi Wada
    • 雑誌名

      Procedia IUTAM

      巻: 24 ページ: 5~14

    • DOI

      10.1016/j.piutam.2017.08.038

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 聴覚のメカニクスに学ぶ -内耳組織から膜タンパク質まで-(Learn from the mechanics of hearing -From the inner ear tissue to the membrane protein-)2017

    • 著者名/発表者名
      村越道生
    • 雑誌名

      応用物理学会有機分子・バイオエレクトロニクス分科会研究会会誌

      巻: 28 ページ: 4~8

  • [雑誌論文] 三列に並ぶ外有毛細胞の役割とその分子構造(The role of the outer hair cells stacked in three rows and its molecular structure)2017

    • 著者名/発表者名
      村越道生
    • 雑誌名

      日本音響学会誌

      巻: 73 ページ: 662~669

  • [学会発表] 剣道打撃時の骨導に及ぼす頭部軟組織の影響2018

    • 著者名/発表者名
      菊地航平,濱西伸治
    • 学会等名
      日本機械学会 東北学生会 第48 回学生員卒業研究発表講演会,福島県郡山市,2018年3月7日
  • [学会発表] Difference in the dynamic behavior of the hearing apparatus between neonates and adults: the effects on tympanometry2017

    • 著者名/発表者名
      Murakoshi M, Hamanishi S, Wada H
    • 学会等名
      The XXVI Congress of the International Society of Biomechanics (ISB2017) incorporating the 9th Asian-Pacific Conference on Biomechanics (AP Biomech 2017), July 23-27, 2017, Brisbane, Australia
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic characteristics of neonatal ear up to 6 kHz using a finite element modeling approach2017

    • 著者名/発表者名
      Hamanishi S, Murakoshi M, Wada H
    • 学会等名
      The XXVI Congress of the International Society of Biomechanics (ISB2017) incorporating the 9th Asian-Pacific Conference on Biomechanics (AP Biomech 2017), July 23-27, 2017, Brisbane, Australia
    • 国際学会
  • [学会発表] Decipherment of the membrane structure of the inner ear motor protein prestin by force spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Murakoshi M, Wada H
    • 学会等名
      The 5th Switzerland-Japan Workshop on Biomechanics (SJB2017), September 14-17, 2017, Zermatt, Switzerland
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamic characteristic changing of the external ear canal wall with an increase in neonatal chronological age2017

    • 著者名/発表者名
      Nattikan K, Murakoshi M, Hamanishi S, Wada H
    • 学会等名
      The 5th Switzerland-Japan Workshop on Biomechanics (SJB2017), September 14-17, 2017, Zermatt, Switzerland
    • 国際学会
  • [学会発表] CHO細胞を用いたHisタグ標識プレスチン発現システムの構築(Construction of an expression system of the His-tagged prestin using Chinese hamster ovary cells)2017

    • 著者名/発表者名
      勝田廉弥,村越道生,松崎健一郎,和田仁
    • 学会等名
      日本機械学会第29回バイオエンジニアリング講演会,名古屋,2017年1月19-20日
  • [学会発表] 外傷刺激による内耳外有毛細胞傷害が引き起こすコルチ器の動的挙動解析(Numerical analysis of the changes in the dynamic behavior of the organ of Corti caused by the cochlear outer hair cell injury due to traumatic stimuli)2017

    • 著者名/発表者名
      並河伶弥,松崎健一郎,村越道生
    • 学会等名
      日本機械学会九州学生会第48回卒業研究発表講演会,那覇,2017年3月3日
  • [学会発表] 聴覚のメカニクスに学ぶ -内耳組織から膜タンパク質まで-2017

    • 著者名/発表者名
      村越道生
    • 学会等名
      応用物理学会有機分子・バイオエレクトロニクス分科会研究会「有機分子・バイオエレクトロニクスの最新動向と応用展開」,2017年6月6日,北九州
    • 招待講演
  • [学会発表] 内耳タンパク質モータープレスチンを安定発現する哺乳動物細胞株の構築(Construction of a mammalian cell line stably expressing the inner-ear motor protein prestin)2017

    • 著者名/発表者名
      村越道生,和田仁
    • 学会等名
      第62回日本聴覚医学会総会・学術講演会,福岡,2017年10月18-20日
  • [学会発表] Avi タグ標識プレスチン発現 CHO 細胞の構築とフローサイトメトリーによる高発現株の選択(Establishment of CHO cells expressing Avi-tagged prestin and selection of high expressing lines by flow cytometry)2017

    • 著者名/発表者名
      松野光太郎,松崎健一郎,村越道生
    • 学会等名
      日本機械学会第28回バイオフロンティア講演会,徳島,2017年10月27-29日
  • [学会発表] サリチル酸誘導体による感音難聴を引き起こすペンド変異の局在回復(Restoration of localization pendrin mutants causing sensorineural hearing loss by salicylate derivatives)2017

    • 著者名/発表者名
      茶縁泰樹,松崎健一郎,村越道生
    • 学会等名
      日本機械学会第28回バイオフロンティア講演会,徳島,2017年10月27-29日
  • [学会発表] 聴覚のメカニズムとその計測・制御(Hearing mechanism and its measurement and control)2017

    • 著者名/発表者名
      村越道生
    • 学会等名
      SICE九州フォーラム2017,鹿児島,2017年11月24日
    • 招待講演
  • [学会発表] アフィニティタグ標識された遺伝子組換え内耳モータータンパク質のCHO発現システムの構築(Development of CHO expression systems of recombinant inner-ear motor proteins having different affinity tags)2017

    • 著者名/発表者名
      村越道生,和田仁
    • 学会等名
      日本機械学会第30回バイオエンジニアリング講演会,京都,2017年12月14-15日
  • [学会発表] 出後から6か月までの新生児外耳道壁の動的特性変化(Changes of dynamic characteristics in the neonatal external ear canal wall from birth to 6 months)2017

    • 著者名/発表者名
      カンカー・ナッティカーン,村越道生,濱西伸治,和田仁
    • 学会等名
      日本機械学会第30回バイオエンジニアリング講演会,京都,2017年12月14-15日
  • [学会発表] Impact-induced bone conduction simulation to determine the cause of hearing loss in kendo players2017

    • 著者名/発表者名
      Hamanishi S, Namkeun K, Mo S
    • 学会等名
      2017 International Budo Conference, Sept. 6-7, 2017, Osaka, Japan
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of skills in interactive teaching through objective and quantitative evaluation by students and teachers2017

    • 著者名/発表者名
      Wako K, Sekido M, Hamanishi S, Okumura M, Takeda J, Ishi H, Miyazaki Y, Hongo S, Sakuraba H, Yamada H, Yairi S, Yagyu H, Matsubara M, Suzuki K, Tanaka Y, Oshima M
    • 学会等名
      11th International Symposium on Advances in Technology Education (ISATE2017), Sept. 19-21, 2017, Singapore
    • 国際学会
  • [図書] 聴覚検査の実際  改訂4版 第I部 聴覚検査の予備知識 3. 音の基礎知識2017

    • 著者名/発表者名
      和田仁
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      南山堂
    • ISBN
      978-4-525-37044-2
  • [備考] 東北文化学園大学科学技術学部知能情報システム学科和田研究室

    • URL

      http://web.tbgu.ac.jp/ait/wada/index.html

  • [備考] 鹿児島大学工学部機械工学科村越研究室

    • URL

      http://www.mech.kagoshima-u.ac.jp/~michio/

  • [備考] 仙台高等専門学校 名取キャンパス 教員業績公開(濱西伸治)

    • URL

      https://www.sendai-nct.ac.jp/wp-content/themes/omc/files/college/113_03_02.pdf

URL: 

公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-02-21  

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