| 講演名 | 2011-10-29 低周波用耳栓型マイクロホンの開発とその応用 山下 真登, 荒井 翔, 降旗 建治, |
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| 抄録(和) | 外耳道内に放射されている生体信号は,バイタルサインモニタとして有効であり,体温計,血圧計,脈拍計,鼓膜変位による頭蓋内圧測定,耳音響放射による聴覚異常検査などが実用化されている.聴覚系は,解剖学的に頭蓋内圧(脳脊髄液圧)の影響を受けていることから,頭蓋内圧の非侵襲的測定法として有効であると考えられる.この仮説を検証するために,本論文では,最初に外耳道内の密閉空間内の音圧を検出するための低周波用耳栓型マイクロホンを開発した.直流成分から抽出するために,低周波用エレクトレットコンデンサマイクロホン(Primo EM-162S5A)と増幅器を接続する結合コンデンサを除き,マイクロホン出力を直接AD変換器に接続しても十分信号対雑音比が確保できることを確認した.耳栓は被験者毎に交換でき,しかもより気密状態が得られるものを試作した.次に,開発した耳栓型マイクロホンから外耳道内脈波を測定し,それを呼吸器系と血液循環器系の脈動に分離できることを検証した.さらに,頸動脈脈波から外耳道内脈波までの伝搬特性を明らかにするために,同じ低周波用コンデンサマイクロホンを聴診器(3M Littmann Classic II S.E.)に組み込み,被験者の姿勢変化に着目して測定を行い,両音圧の伝達関数を求めた.この結果から,両者の伝達関数推定には系同定法に基づくOutput-Error (OE)モデルが入力としての頸動脈脈波から出力としての外耳道内脈波を50%前後の精度で推定できること,脳波のα波またはθ波に当てはまる周波数帯に共振周波数を特つこと,及び姿勢変化に伴って1.5Hz付近にノッチ特性が現れることなどが分かった. |
| 抄録(英) | This paper investigated whether intracranial pressure (ICP) can be assessed by measuring infrasonic emissions from the tympanic membrane for human. It is thought that ICP can be assessed on the basis of infrasonic emissions because tympanic membrane displacement is a result of the transmission of ICP waves via the cochlear duct to the inner ear and then via the oval window to the auditory ossicles of the middle ear. For human, the relationship between the waveform of infrasonic emissions from the tympanic membrane (an earplug type low-frequency microphone system developed) and the wave form of the carotid artery (a stethoscope with low-frequency microphone developed) can be quantitatively characterized using a newly developed technique in systems analysis, the time-varying transfer function. This technique considers the sound pressure of the carotid artery as an input composed of multiple frequencies represented in the output infrasonic emissions from the tympanic membrane according to the transfer function imposed by the intracranial system on the input signal. The transfer function obtained from 8 normal subjects can change with time and with postural change. The results suggest that (a) the transfer function calculated from the output-error model (oe443) of the system identification toolbox (MathWorks MATLAB) is best fits (about 50%), and (b) a pulsation absorption mechanism appears as a notch filter under postural change. Therefore, it can be said that a noninvasive intracranial pressure measurement using infrasonic emissions from the tympanic membrane and the carotid artery is effective. |
| キーワード(和) | 耳栓型マイクロホン / 外耳道内脈波 / 頸動脈脈波 / 伝達関数 / 線形モデル |
| キーワード(英) | Earplug Type Microphone / Pulse Wave in the Ear Canal / Carotid Pulse Wave / Transfer Function / Linear Predictive Model |
| 資料番号 | EA2011-80 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | EA |
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| 開催期間 | 2011/10/21(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
| 委員長氏名（英） | |
| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Engineering Acoustics (EA) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 低周波用耳栓型マイクロホンの開発とその応用 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Development of an Earplug Type Low-frequency Microphone and its Application |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 耳栓型マイクロホン / Earplug Type Microphone |
| キーワード(2)（和/英） | 外耳道内脈波 / Pulse Wave in the Ear Canal |
| キーワード(3)（和/英） | 頸動脈脈波 / Carotid Pulse Wave |
| キーワード(4)（和/英） | 伝達関数 / Transfer Function |
| キーワード(5)（和/英） | 線形モデル / Linear Predictive Model |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 山下 真登 / Masato YAMASHITA |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 信州大学工学部電気電子工学科 Faculty of Engineering, SHINSHU UNIVERSITY |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 荒井 翔 / Sho ARAI |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 信州大学工学部電気電子工学科 Faculty of Engineering, SHINSHU UNIVERSITY |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 降旗 建治 / Kenji FURIHATA |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 信州大学工学部電気電子工学科 Faculty of Engineering, SHINSHU UNIVERSITY |
| 発表年月日 | 2011-10-29 |
| 資料番号 | EA2011-80 |
| 巻番号（vol） | vol.111 |
| 号番号（no） | 270 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |