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2019 年度 実施状況報告書

光スキャナーによる湾曲した外耳道の完全3Dマップの作成

研究課題

研究課題/領域番号 18K12114
研究機関埼玉医科大学

研究代表者

若山 俊隆  埼玉医科大学, 保健医療学部, 教授 (90438862)

研究分担者 白石 直子 (丸山)  埼玉医科大学, 保健医療学部, 助教 (00736259)
加藤 綾子  埼玉医科大学, 保健医療学部, 講師 (30318159)
水谷 康弘  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (40374152)
東口 武史  宇都宮大学, 工学部, 教授 (80336289)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード外耳道計測 / 光スキャナ
研究実績の概要

本年度は、昨年度研究開発した直径3 mmの細径光スキャナを用いて計測された外耳道および耳介の形状計測データを3DCADデータにして、3D音響解析ソフトウエアに取り込んで周波数解析などを行った.3D解析データから音響インテンシティーの増大が局所的に起こっていることが観察された.
さらに3D形状を3DCADデータ上で編集することで外耳道を生体組織から金属材料に変えたり、耳介部分に金属製のホーンを導入した。これらの場合において、音響インテンシティーの変化を3Dで周波数解析した。ホーンは集音効果を高め、外耳道のラッパ構造は8 KHzにおいて局所的な音響インテンシティーの増大を見い出した。しかしながら、その倍率は数倍にとどまっており、電子式の補聴器のような数百倍もの音響増強には至らなかった。本研究が目標にした電池レス補聴器には至らなかったが耳介および外耳道構造による音響増強効果を3Dマッピングすることが可能となった。これはオーダーメード補聴器の音質の向上にも発展が考えれらえると共に、ヘッドホンなどの音響解析にも有用になることが示された。
昨年度より進めている新たな形状計測法に関しては、ビームの投影制御技術に大きな進展が認められた。電気電子システムや光学系の構築が完了し、ビーム形状にも様々な変化が得られるようになってきた。現在は、これらのビームの性質を知るために基礎実験を続けている。次年度も基礎実験を引き続き行いながら、形状計測用の新たな3Dスキャナーに繋がるように研究を進めていく予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

COVID-19の影響で2020年1月から3月までの研究に若干遅れが出たが、申請書の予定とほぼ同じ状況であり、概ね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

現在保有されている光スキャナー技術は計測の高速性に課題が山積している。この技術的課題を突破するために新たな方式を考案し基礎実験を進めている。令和2年度は引き続きこの新しい技術を研究していく。

次年度使用額が生じた理由

すでに使用しているが、上記に反映されていないため、次年度使用額が生じている。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 外耳道および耳介の3次元マッピング2019

    • 著者名/発表者名
      高橋優太、石山貴之、庄司美咲、川崎太夢、東口武史、若山俊隆
    • 雑誌名

      生体医工学

      巻: 57 ページ: 181-189

    • DOI

      https://doi.org/10.11239/jsmbe.57.181

    • 査読あり
  • [学会発表] 内面形状計測技術の スペックル低減と細 径化,そして,医療 機器開発へ2020

    • 著者名/発表者名
      若山俊隆
    • 学会等名
      2020年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 広帯域レーザ光源によるスペックルを低減した内面形状計測2019

    • 著者名/発表者名
      若山俊隆
    • 学会等名
      第63回光波センシング技術研究会講演会

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公開日: 2021-01-27  

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