難聴者自立支援のための埋め込み型骨導補聴器の開発

文献情報

文献番号
201122023A
報告書区分
総括
研究課題名
難聴者自立支援のための埋め込み型骨導補聴器の開発
課題番号
H21-感覚・一般-001
研究年度
平成23(2011)年度
研究代表者(所属機関)
羽藤 直人(愛媛大学 大学院医学系研究科)
研究分担者(所属機関)
  • 小池 卓二(電気通信大学 電気通信学部)
  • 神崎 晶(慶應義塾大学 医学部)
  • 立入 哉(愛媛大学 教育学部)
研究区分
厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 障害者対策総合研究
研究開始年度
平成21(2009)年度
研究終了予定年度
平成23(2011)年度
研究費
12,071,000円
研究者交替、所属機関変更
-

研究報告書(概要版)

研究目的
1983年、世界に先駆け本邦で開発されたリオン社の「圧電素子で耳小骨を駆動する」人工中耳は、対象の限定性や圧電素子の性能の低さから広く普及するには至らず、2005年に製造中止となった。これに対しスウェーデンで開発された埋め込み型骨導補聴器(BAHA®)は欧米で普及が進み、骨導による聞こえの語音明瞭度が良好なことが分かってきた。これに後れを取らず、先進性の高いメイド・イン・ジャパンの埋め込み型骨導人工中耳(GMM-BAHA)を開発することが本研究の目的である。新型人工中耳の鍵は、圧電素子の約1000倍の駆動力を有する超磁歪素子にある。超磁歪素子は近年日本のメーカーが量産化に成功した磁力で高速に伸縮する合金で、骨振動に十分なパワーと広い周波数応答性を有する。本研究で作製したプロトタイプの性能は優秀で、混合難聴だけでなく感音難聴、老人性難聴にも適応があるなど応用範囲は極めて広いことが分かった。本デバイスは聴覚障害による障害者への就労支援や雇用対策の画期的ツールと成り得ると考える。これらの特徴は全て革新的であり、既に国内および国際特許の申請を行った。
研究方法
システムは体外ユニットで集音プロセッシング後、コイルで音情報を体内ユニットに送信し、磁力で超磁歪振動子を駆動させる。体外ユニット(マイク、プロセッサ、コイル)はパナソニックヘルスケア社と共同で開発を行った。超磁歪素子の埋め込み振動子を中心とした体内ユニットは、数種類作成し側頭骨モデル、ヒトご遺体、モルモットでそれぞれ振動特性の検証を行った。
結果と考察
これまでの実験結果では、振動子は高周波域で高い出力を持ち、特に一点固定で良好な直線性を有していることが示された。また不十分であった低音域は、受信用マグネットの振動を利用するハイブリッドタイプで補うことができた。モルモットの研究では明らかな有害事象なくABRで良好な聴覚反応が得られた。また臨床試験でも従来の埋め込み型骨導補聴器と比較し良好な聴覚特性が得られた。このように高音域で十分な利得を持つ超磁歪素子の特性からは、従来の気導補聴器では十分な聴覚補聴が困難な、高度感音難聴患者にも適応拡大できると考えている。今後さらなる改良を加え、臨床応用へ向けた最終段階の試作機を今後完成していく予定である。
結論
体内および体外ユニットの開発研究の結果、試作した補聴装置は十分な出カ特性を有し、高度難聴者にも補聴効果が期待できることが明らかとなった。聴覚障害は社会参加を阻む重大かつ高頻度な障害であるが、その補聴具や補聴医療には技術的な問題が多い。本邦で補聴が必要な難聴者1250万人の内、補聴器を使用しているのは150万人のみである。理由は、現行の補聴器には外耳道の閉塞感、ハウリング、高音域の補聴不良等の問題があるためである。聴覚障害による身体障害者27万6千人に限れば、その7割が補聴具を使用しているにも関わらず、就労者は5万9千人のみである。特に、通常の気導型補聴器の装用が困難な、外耳道閉鎖や耳漏を伴う中耳炎難聴者にとっては、今回開発する埋め込み型骨導人工中耳が就労支援の画期的ツールと成り得る。さらに、本邦にて700万人と推定される老人性難聴者の内、高度難聴者の多くは従来の気導補聴器では十分な音圧利得が得られず、社会復帰を阻んでいた。新開発する補聴システムは高度難聴にも適応可能なハイパワーな骨導型であるため、高度感音難聴者の雇用の促進に寄与できると考える。なお、あらゆる難聴者に良好なコミュニケーションを提供する本補聴システムの開発は、障害者福祉や雇用対策のみならず耳科医療においてもインパクトは大きい。デバイスの価格は安く抑える予定であり、今後予想される高齢化社会において、難聴者の自立を導き社会及び経済活動への参加を促す革新的デバイスとなると考える。また、本機器開発は日本オリジナルな医療機器の創出、新規産業育成の一助ともなり得る。

公開日・更新日

公開日
2015-05-20
更新日
-

文献情報

文献番号
201122023B
報告書区分
総合
研究課題名
難聴者自立支援のための埋め込み型骨導補聴器の開発
課題番号
H21-感覚・一般-001
研究年度
平成23(2011)年度
研究代表者(所属機関)
羽藤 直人(愛媛大学 大学院医学系研究科)
研究分担者(所属機関)
  • 小池 卓二(電気通信大学 電気通信学部)
  • 神崎 晶(慶應義塾大学 医学部)
  • 立入 哉(愛媛大学 教育学部 )
研究区分
厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 障害者対策総合研究
研究開始年度
平成21(2009)年度
研究終了予定年度
平成23(2011)年度
研究者交替、所属機関変更
-

研究報告書(概要版)

研究目的
通常の気導補聴器の装用が困難な、先天性外耳道閉鎖症や難治性中耳炎患者は、その聴覚障害によりQOLを著しく損なっている。そこでBAHAに代表される骨導による補聴器が開発されているが、骨導端子が皮膚に露出するために感染が生じやすく、出力が不十分である点等課題も多い。そこで体内ユニットは完全に側頭骨皮下に埋め込み、さらに最新の超磁歪素子を用いて駆動力を強化することにより、この欠点を克服した新しい装置の開発を目指した。これにより骨導による良質な聞こえが提供でき、難聴者のQOLを高めることができる。なおBAHAの対象者以外に、本邦で700万人と推定される老人性難聴者にも適応拡大が可能である。
研究方法
開発研究は、体内と体外ユニットに分けて行なった。体内ユニットに関しては、1)超磁歪素子のPCシミュレーションによる設計と解析、2)振動子の作製と性能評価、3)体内ユニットの試作、4)樹脂製側頭骨モデルを用いた音響および振動解析、5)屍体側頭骨を用いた音響および振動解析、6)モルモットを用いた安全性および聴覚試験を行った。体外ユニットは基本設計の後、パナソニックヘルスケア社に依頼して作製した。両ユニット間の経皮伝送システムの検証も行なった。
結果と考察
体内および体外ユニットの開発研究の結果、試作した補聴装置は十分な出カ特性を有し、高度難聴者にも補聴効果が期待できることが明らかとなった。特に老人性難聴者で障害が高度な高音域で良好な音響特性を示した。また、経皮伝送にはAM波が効率的であること、マイクロホンや超磁歪式振動子の入出力特性は線形であること、振動子は側頭骨に垂直な一点方式が優れていること、皮膚の被覆にて良好な出力特性が得られることを明らかにした。現在、モルモットを用いた安全性および聴覚試験が進行中である。外部ユニットは最先端テクノロジーを応用したスマートな機器が既に完成している。臨床試験に向けては企業との連携と製品化が課題となるが、現在複数の企業と今後の共同開発に向けた検討が進行中である。
結論
開発中の埋め込み型骨導補聴器は、高度難聴者への新補聴デバイスとして十分なポテンシャルを有しており、気導補聴器装用が困難な伝音難聴者に加え、老人性難聴者にも適応があり、彼らの社会参画に大きく寄与しうる。

公開日・更新日

公開日
2015-05-20
更新日
-

行政効果報告

文献番号
201122023C

成果

専門的・学術的観点からの成果
超磁歪素子の骨導振動での補聴特性が解明され、骨導補聴の課題であった出力不足と高周波での減衰が超磁歪素子を用いることで解決できたことは重要な知見である。
臨床的観点からの成果
開発中の埋め込み型骨導補聴器は、高度難聴者への新補聴デバイスとして十分なポテンシャルを有しており、気導補聴器装用が困難な伝音難聴者に加え、老人性難聴者にも適応があり、彼らの社会参画に大きく寄与しうる。
ガイドライン等の開発
なし
その他行政的観点からの成果
医療行政施策:気導補聴器装用が困難な高度難聴者への新補聴デバイスの提供
福祉行政施策:高齢化社会における老人性難聴者の自立および社会参画
経済行政施策:革新的医療機器の創出にともなう新規産業育成
その他のインパクト
毎日新聞に取り上げられた。

発表件数

原著論文(和文)
2件
原著論文(英文等)
0件
その他論文(和文)
0件
その他論文(英文等)
0件
学会発表(国内学会)
8件
学会発表(国際学会等)
3件
その他成果(特許の出願)
1件
その他成果(特許の取得)
0件
その他成果(施策への反映)
0件
その他成果(普及・啓発活動)
0件

特許

特許の名称
埋め込み型骨導補聴器
詳細情報
分類:
特許番号: PCT/JP2009/066709
発明者名: 小池卓二,羽藤直人,山本顕生
国内外の別: 国内外

主な原著論文20編(論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る)

論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限ります。

原著論文1
小池卓二、羽藤直人、神崎晶
超磁歪素子を用いた埋め込み型骨導補聴器の開発
Otol Jpn , 22 (5) , 918-922  (2012)

公開日・更新日

公開日
2015-05-20
更新日
2017-05-23

収支報告書

文献番号
201122023Z