再建中耳を対象としたトポロジー最適化法による伝音難聴治療の方針決定システムの構築

伝音難聴治療に対して行われる耳小骨再建術では，破壊された耳小骨連鎖を人工的に再建する必要がある．本検討では，従来の術者の経験による再建耳小骨形状の決定に替わり，現状の中耳の状態から最適な形状を形成可能な検索アルゴリズムを検討するとともに，探索された最適形状によって聴力回復が可能であることを実験的に検証する．今年度は，最適な再建形状を提案できる探索アルゴリズムを構築するため，遺伝的アルゴリズムによる最適化，およびベーシスベクトル法による最適化の2種を検討し，両者において効率的な最適化が可能であることを検証した．一方，最適化によって決定された人口耳小骨形状が，実際の中耳内で所望の伝音特性を発揮することを実験的に検証可能な実験系プラットフォームを構築する必要があるため，これについても検証を行った．その結果，実寸大モデルは非常に微小であるため，背景振動の影響を受けやすいが，ノイズ成分の影響を除去するために時間伸長したTSP信号を用いて伝音特性を計測することによって，ノイズの影響を除去した伝音特性を計測可能であることを確認した．

伝音難聴治療に対して行われる耳小骨再建術では，破壊された耳小骨連鎖を人工的に再建する必要がある．本検討では，従来の術者の経験による再建耳小骨形状の決定に替わり，現状の中耳の状態から最適な形状を形成可能な検索アルゴリズムを検討するとともに，探索された最適形状によって聴力回復が可能であることを実験的に検証する．今年度は，最適な再建形状を提案できる探索アルゴリズムを構築するため，遺伝的アルゴリズムによる最適化，およびベーシスベクトル法による最適化の2種を検討し，両者において効率的な最適化が可能であることを検証した．一方，最適化によって決定された人口耳小骨形状が，実際の中耳内で所望の伝音特性を発揮することを実験的に検証可能な実験系プラットフォームを構築する必要があるため，これについても検証を行った．その結果，実寸大モデルは非常に微小であるため，背景振動の影響を受けやすいが，ノイズ成分の影響を除去するために時間伸長したTSP信号を用いて伝音特性を計測することによって，ノイズの影響を除去した伝音特性を計測可能であることを確認した．