坂本 智明

坂本, 智明

C-RECS （Creative Repository of Electro-Communications)

修 士 論 文 の 和 文 要 旨研究科・専攻 大学院 電気通信学研究科 知能機械工学専攻 博士前期課程氏 名 坂本 智明 学籍番号 0834028論 文 題 目内耳の振動挙動シミュレーションー難聴発生機序の解明および人工内耳の最適化一音の振動は,外耳道,中耳の鼓膜 。耳小骨を経て内耳の蝸牛に伝えられる.蝸牛内はリンパ液という液体で満たされている.蝸牛内には感覚細胞を有する基底板があり, リンパ液の振動により,基底板も振動し,基底板上には進行波と呼ばれる波が生じる.基底板上には,感覚細胞群が分布していて,感覚細胞が振動刺激を受けることによつて,音の機械的振動が電気信号に変換さる。蝸牛は周りを側頭骨と呼ばれる骨に囲まれているが,蝸牛窓と呼ばれる小孔があり,その小孔に張られている膜が, リンパ液の流動性と圧力を制御していると考えられている.進行波は基底板付近におけるリンパ液の圧力差によつて生じることから,蝸牛窓の可動性は基底板を振動させる上で重要な意味を持つ .これまで,蝸牛機能の解明のために様々な計淑Jが行われてきた。しかし,蝸牛内部の挙動は,側頭骨内部にあることから直接観察が難しい.このため,近年では数値解析モデルを用いた研究が多くなされている.本研究では,有限要素法によつて,実際形状に近いヒト内耳の二次元モデルを構築した.まず,正常耳の内耳モデルを作成し, ヒトにおける計測結果とモデルの挙動を比較してパラメータを決定した。また,臨床応用として,内耳モデルに内耳疾患を想定し,蝸牛窓が骨化することによる,聴力低下量を解析した.さらに,感覚細胞の機能が低下した場合に対して有効な人工内耳に着日し,人工内耳電極を挿入した内耳をモデル化した。そして,人工内耳と同側の耳に補聴器を付けることで,低周波数音域を残聴により補聴する場合における,人工内耳電極の最適形状を解析した.以上の解析結果より次に示す所見が得られた.(1)蝸牛窓が骨化などで固着した場合,すべての周波数において基底板振動は低下した.基底板の振幅は2kHzで最も低下し,正常時に比べ47dB振幅が低下した.実際の蝸牛では,蝸牛窓が完全に固定されることは無いため,聴力低下量はこれよりも少ないものと考えられる.(2)内耳に電極を挿入する場合は,電極の長さを短くし,容積を小さくする方が,500Hz以下における残存聴力を利用しやすい.また,各周波数域で,電極位置は基底板より離れて,鼓室階の下方に位置させた方が,より基底板の振動が妨げられないことを期待できる.さらに,蝸牛窓を傷つけずに蝸牛壁に小孔を開け,電極を挿入するといつた手術方法により,聴力の改善が図れる可能性がある.

内耳の振動挙動シミュレーション－難聴発生機序の解明および人工内耳の最適化－

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内耳の振動挙動シミュレーション－難聴発生機序の解明および人工内耳の最適化－

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