WO2020026465A1 - 中耳伝音特性評価システム、中耳伝音特性評価方法、および計測プローブ - Google Patents

中耳伝音特性評価システム、中耳伝音特性評価方法、および計測プローブ Download PDF

Info

Publication number
WO2020026465A1
WO2020026465A1 PCT/JP2018/042525 JP2018042525W WO2020026465A1 WO 2020026465 A1 WO2020026465 A1 WO 2020026465A1 JP 2018042525 W JP2018042525 W JP 2018042525W WO 2020026465 A1 WO2020026465 A1 WO 2020026465A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
probe
actuator
mobility
value
ossicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2018/042525
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
小池 卓二
優花 入江
晶 神崎
世傑 徐
武展 肥後
林 正晃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daiichi Medical
Leadence Corp
Keio University
University of Electro Communications NUC
Mechano Transformer Corp
Original Assignee
Daiichi Medical
Leadence Corp
Keio University
University of Electro Communications NUC
Mechano Transformer Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daiichi Medical, Leadence Corp, Keio University, University of Electro Communications NUC, Mechano Transformer Corp filed Critical Daiichi Medical
Priority to CN201880003138.3A priority Critical patent/CN110972461B/zh
Priority to EP18842628.2A priority patent/EP3831292B1/en
Priority to CN202211447417.3A priority patent/CN115919297B/zh
Priority to US16/260,603 priority patent/US11471074B2/en
Publication of WO2020026465A1 publication Critical patent/WO2020026465A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/12Audiometering
    • A61B5/121Audiometering evaluating hearing capacity
    • A61B5/125Audiometering evaluating hearing capacity objective methods
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0048Detecting, measuring or recording by applying mechanical forces or stimuli
    • A61B5/0051Detecting, measuring or recording by applying mechanical forces or stimuli by applying vibrations
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Measuring devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor or mobility of a limb
    • A61B5/1104Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor or mobility of a limb induced by stimuli or drugs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6814Head
    • A61B5/6815Ear
    • A61B5/6817Ear canal
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6846Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
    • A61B5/6867Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive specially adapted to be attached or implanted in a specific body part
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0219Inertial sensors, e.g. accelerometers, gyroscopes, tilt switches

Definitions

  • the present invention relates to a middle ear sound transmission characteristic evaluation system, a middle ear sound transmission characteristic evaluation method, and a measurement probe that evaluate the middle ear sound transmission characteristics by measuring ossicle mobility and cochlear microphone potential measurement.
  • the eardrum vibrates due to the sound that has entered the ear canal, and the vibration of the eardrum is transmitted to the cochlea through the three ossicles in the tympanic cavity, namely, the tibia, the incus, and the stirrup.
  • the cochlea is configured to generate a signal corresponding to the pitch of the sound, and transmit the signal to the brain through the cochlear nerve to be sensed as a sound.
  • the vibration of the eardrum can be transmitted properly.
  • any one or more of the ossicles cannot maintain normal mobility due to, for example, a disease or aging, the vibration of the tympanic membrane cannot be transmitted properly. Hearing loss occurs.
  • middle ear surgery is performed to restore the mobility of the ossicles to a normal state.
  • identification of the fixation site and determination of the degree of fixation necessary for determining a surgical procedure are performed by a method in which an operator operates a probe to push and move the ossicle (see Patent Document 1). .
  • the present invention provides a middle ear sound conduction characteristic evaluation system and a middle ear sound conduction characteristic evaluation method capable of easily specifying a defective portion and selecting a treatment, and proposing an optimal operation content.
  • the probe according to the present invention and the middle ear sound transmission characteristic evaluation system output an actuator that vibrates the probe and a voltage corresponding to a reaction force applied to the actuator when the tip of the probe contacts the ossicle.
  • a measuring probe including a force sensor for detecting the potential of a cochlear microphone placed at or near the cochlea window and vibrating the ossicle with a probe; and At least one of a sensor voltage value output by the force sensor, a potential value detected from the electrode, and a database storing the contents of the operation, and a sensor voltage value measured before the operation and a measured potential value Based on the size of the operation, refer to the sensor voltage value, potential value, and operation contents stored in the database to propose the optimal operation contents. And it includes a part, a.
  • the database accumulates the symptoms assumed in the ossicles and the mobility analysis value calculated by numerical simulation as the mobility value at that time, and the operation content suggestion unit detects the sensor measured before the operation. Based on the magnitude of the voltage value, an optimal operation content may be suggested by referring to the assumed symptoms and the mobility analysis value accumulated in the database.
  • the database further accumulates the sensor voltage value output by the force sensor during and after the surgical operation, and the potential value detected from the electrode. Based on at least the magnitude of the sensor voltage value and the potential value measured in the above, referring to the sensor voltage value, the potential value, and the content of the surgery accumulated in the database, the optimal surgical content May suggest.
  • a mobility evaluation unit that classifies the mobility of the ossicle into any of a plurality of levels of mobility evaluation levels, and amplifies the detected potential value of the cochlear microphone.
  • An amplifier a vibration transmission efficiency evaluation unit that classifies the vibration transmission efficiency of the ossicles into one of a plurality of stages of vibration transmission efficiency evaluation levels based on the amplified potential value, and a mobility evaluation level classified by the mobility evaluation unit.
  • an output unit that outputs the value of the vibration transmission efficiency evaluation level classified by the value of the vibration transmission efficiency evaluation unit, and the database stores the value of the mobility evaluation level and the value of the vibration transmission efficiency evaluation level. You may.
  • the mobility evaluation unit obtains the magnitude of a specific frequency component of the voltage output from the force sensor, and classifies the mobility of the ossicle into any of a plurality of mobility evaluation levels based on the magnitude. May be.
  • the actuator may cause the probe to vibrate at a frequency of 5 Hz or more, and the mobility evaluation unit may set the specific frequency component to a frequency component of 5 Hz or more.
  • the vibration transmission efficiency evaluation unit obtains the magnitude of a specific frequency component of the voltage output from the amplifier, and determines the vibration transmission efficiency of the ossicle based on the magnitude at any one of a plurality of vibration transmission efficiency evaluation levels. May be classified.
  • the middle ear sound transmission identification and evaluation method includes: a vibration step of causing the tip of the probe vibrated by the actuator to contact the ossicle to vibrate the ossicle; A voltage measurement step of outputting a voltage corresponding to a reaction force applied to the actuator when the ossicle is brought into contact with the ossicle, and an electrode placed near the cochlea window or the cochlea window, and the ossicle is vibrated by the excitation step A cochlear microphone potential detecting step of detecting the potential value of the cochlear microphone, a sensor voltage value output by the voltage measuring step before the surgical treatment, a potential value detected by the cochlear microphone potential detecting step, and the contents of the operation in a database.
  • the data accumulation step to accumulate, the sensor voltage value measured before the operation, and the measured potential value Based on at least one value, stored sensor voltage value in the database, the potential value, and with reference to the contents of the operation, the surgical contents proposed step of proposing an optimal operation content may be provided.
  • the measurement probe provides a probe, a fulcrum metal fitting supporting the probe, an actuator for vibrating the probe, and a countermeasure applied to the actuator when the tip of the probe contacts the ossicle.
  • a force sensor that outputs a voltage corresponding to the force
  • the actuator gives a vibration of a constant amplitude around a fulcrum near the center of gravity of the probe
  • the force sensor includes a piezoelectric sensor and a charge amplifier
  • the piezoelectric sensor The actuator converts the reaction force of the force applied from the probe to the ossicles into a charge signal
  • the charge amplifier converts the charge signal into a voltage and outputs the voltage.
  • the actuator may vibrate the probe at a frequency of 5 Hz or more.
  • a rigidity / inertial force applying member may be provided for applying to the measurement probe rigidity capable of keeping the relative position between the fulcrum and the actuator constant and inertial force capable of resisting vibration of the actuator.
  • the probe is detachably supported by a fixed fulcrum and a force sensor at two points near the center of gravity and at the base end, and the probe is formed with a depression near the center of gravity.
  • a support may be provided that supports the probe while being fitted and that is attracted by the probe and the magnetizing force.
  • an elastic body may be provided which is in elastic contact with the probe, and the probe may be urged by the magnet by the elastic body.
  • the inner surface of the depression may be spherical, and the magnet may be spherical.
  • the probe is detachably supported by a fixed fulcrum and a force sensor at two points near the center of gravity and at the base end, and the inner surface of the depression has a triangular shape in a longitudinal sectional view along the direction in which the probe extends. None, the magnet may have a triangular shape in a longitudinal sectional view.
  • the fulcrum bracket is formed so as to cover the probe from both sides in the left-right direction, and extends at right angles to the probe in a top view, and has a rotating shaft that supports the probe rotatably in the vertical direction.
  • the rotating shaft may be provided so as to penetrate the probe and the fulcrum fitting.
  • a metal frame having an accommodation recess for accommodating the fulcrum fitting may be provided while supporting the probe, and the metal frame may have a built-in fixing magnet for fixing the fulcrum fitting.
  • the probe has a cover having an opening formed so that the tip of the probe protrudes outward, and a cylindrical metal cap coaxial with the opening is detachably attached to the opening. Is also good.
  • an actuator case may be provided to cover the actuator, and the inside of the actuator case may have a watertight structure.
  • the middle ear sound transmission characteristic evaluation system and the middle ear sound transmission characteristic evaluation method of the present invention it is possible to quantitatively evaluate the vibration transmission efficiency of the ossicles during the operation of middle ear surgery using a probe, Middle ear surgery can be performed while quantitatively determining the degree of hearing recovery.
  • the database stores the sensor voltage value output by the force sensor before the treatment, the potential value detected from the electrode, and the contents of the operation. Then, the surgery content suggesting unit, based on at least one of the sensor voltage value measured before the operation and the measured potential value, the sensor voltage value stored in the database, the potential value, And the contents of the operation, and propose the most appropriate operation contents. For this reason, it is possible to easily identify a defective portion and select a treatment by utilizing the experience in the past operation, and to propose the most suitable operation content.
  • FIG. 1 is a system diagram showing a configuration of a middle ear sound transmission characteristic evaluation system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of the middle ear sound transmission characteristic evaluation system illustrated in FIG. 1. It is a conceptual diagram showing the concept of the internal structure in the 1st structural example of the measurement probe of the present invention. It is an exploded perspective view in the 2nd example of a structure of a measurement probe of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of the measurement probe shown in FIG. (A) It is a top view of the measurement probe shown in FIG. (B) It is a side view of the measurement probe shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the measurement probe shown in FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a probe and a fulcrum fitting according to the first embodiment of the present invention.
  • 11A is a perspective view of a modification of the fulcrum fitting shown in FIG. 10 with a probe removed
  • FIG. 11B is a cross-sectional view of a modification with the probe attached.
  • It is a system diagram showing the composition of the middle ear sound transmission characteristic evaluation system concerning a 2nd embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a model of an analysis simulation. It is an exploded perspective view in the 3rd example of a structure of a measurement probe of the present invention.
  • FIG. 16 is a perspective view of the measurement probe shown in FIG. 15.
  • A It is a top view of the measurement probe shown in FIG.
  • B It is a side view of the measurement probe shown in FIG.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the measurement probe shown in FIG.
  • FIG. 19 is an enlarged perspective view showing a configuration of a part around a fulcrum fitting shown in FIG. 18.
  • FIG. 16 is a perspective view of the measurement probe shown in FIG. 15.
  • A It is a top view of the measurement probe shown in FIG.
  • B It is a side view of the measurement probe shown in FIG.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the measurement probe shown in FIG.
  • FIG. 19 is an enlarged perspective view showing a configuration of a part around a fulcrum fitting shown in FIG
  • FIG. 19 is a cross-sectional view around the distal end shown in FIG. 18.
  • FIG. 19 is a sectional view around the actuator case shown in FIG. 18. It is a flowchart which shows the process which the middle ear sound transmission characteristic evaluation system which concerns on 2nd Embodiment of this invention performs.
  • FIG. 1 is a system diagram showing an example of the configuration of the middle ear sound transmission characteristic evaluation system 1.
  • the middle ear sound transmission characteristic evaluation system 1 includes a measurement probe 100, an information processing device 300, a display device 400 (400a, 400b), an amplifier 500, an electrode 600, and a database 700.
  • FIG. 1 shows only one information processing device 300, a plurality of information processing devices 300 may exist.
  • two display devices 400 that is, the display devices 400a and 400b are shown, but one display device or three or more display devices may be present.
  • the display devices are collectively referred to as the display device 400 unless it is particularly necessary to distinguish them.
  • the display device 400 and the audio output unit 340 of the information processing device 300 described later output the evaluation results of the mobility and vibration transmission efficiency of the ossicle 900 (display, audio). Output unit 800).
  • the measurement probe 100 brought the probe 103 into contact with the ossicle 900 as a vibrating device that vibrates the probe 103, the actuator 116 (FIG. 3) that vibrates the probe 103, and the ossicle 900. And a force sensor (piezoelectric sensor 117, charge amplifier 112) (FIG. 3) that sometimes outputs a voltage corresponding to the reaction force applied to the actuator 116.
  • the information processing device 300 is connected to the measurement probe 100, the display device 400, the amplifier 500, the database 700, or the like by wire or wirelessly, and performs information processing upon receiving an information processing request from these peripheral devices and peripheral devices. It is.
  • the information processing device 300 may be a general-purpose computer device or a computer device dedicated to the middle ear sound transmission characteristic evaluation system 1.
  • the display device 400 may be any device as long as it is connected to the information processing device 300 and displays display information output from the information processing device 300 on a screen.
  • the display device 400 evaluates the mobility of the ear ossicle 900 evaluated by the information processing device 300 (the value of the classified mobility evaluation level) and the evaluation result of the vibration transmission efficiency of the ossicle 900 (classified vibration transmission efficiency). Evaluation level).
  • the amplifier 500 may be any amplifier device such as a differential amplifier that amplifies the cochlear microphone potential measured by the electrode 600.
  • the electrode 600 may be any electrode that can be installed at or near the cochlea window and that can measure the cochlear microphone potential (CM).
  • CM cochlear microphone potential
  • the database 700 evaluates the evaluation result (value of the mobility evaluation level) of the ossicle 900 evaluated by the information processing device 300 and the evaluation result of the vibration transmission efficiency of the ossicle 900 (value of the vibration transmission efficiency evaluation level). Store as data.
  • the database 700 accumulates evaluation data before, during, and after the surgery.
  • the middle ear sound transmission characteristic evaluation system 1 configured as described above vibrates the probe 103 of the measurement probe 100 and applies a reaction force applied to the measurement probe 100 when the probe 103 comes into contact with the ossicle 900 to be measured. Is input to the information processing apparatus 300.
  • the information processing device 300 evaluates the mobility of the ossicle 900 based on the input voltage. More specifically, the information processing device 300 classifies the mobility of the ossicle 900 into any one of a plurality of mobility evaluation levels based on the voltage output from the measurement probe 100. Then, the information processing device 300 causes the display device 400b to display the classified value of the mobility evaluation level.
  • “3” is displayed on the display device 400b as the value of the mobility evaluation level.
  • the mobility evaluation level has five levels, for example, from “1” to “5”, and “5” indicates the evaluation result that the mobility is the best, “4”, “3”, “2”, “1” It can be shown that the smaller the value is, the lower the mobility is. In this case, “1” indicates the evaluation result that the mobility is the worst (completely fixed).
  • the mobility evaluation result of the ossicle 900 is indicated by the value of the mobility evaluation level, so that the operator can quantitatively confirm the mobility of the ossicle 900 before and during the operation. It is possible to efficiently determine the surgical procedure and the like.
  • a graph showing the evaluation result of the mobility of the ossicles 900 together with the value of the mobility evaluation level is displayed on the screen, and the voice is notified to the operator as needed, so that the result can be obtained even during the operation.
  • the mobility of the ossicle 900 can be easily diagnosed.
  • the middle ear sound transmission characteristic evaluation system 1 configured as described above has the artificial probe in which the measurement probe 100 is inserted in place of the eardrum, the ossicle 900 or the ossicle 900 in a state where the electrode 600 is installed in the cochlea window 901. Vibration is given by making contact with the ossicles or the like, and the potential of the cochlear microphone generated on the electrode 600 when the vibration is given is measured. The potential is amplified by the amplifier 500 and input to the information processing device 300. The information processing device 300 classifies the vibration transmission efficiency of the ossicle 900 into one of a plurality of levels of vibration transmission efficiency evaluation levels based on the input potential. Then, the information processing device 300 causes the display device 400a to display the value of the classified vibration transmission efficiency evaluation level.
  • “2” is displayed on the display device 400a as the value of the vibration transmission efficiency evaluation level.
  • the vibration transmission efficiency evaluation level has five levels, for example, from “1” to “5”, and “5” indicates the evaluation result that the vibration transmission efficiency is the best, “4”, “3”, “2”, “5” It can be shown that the smaller the value “1”, the worse the vibration transmission efficiency is. In this case, “1” indicates the evaluation result that the vibration transmission efficiency is the worst.
  • the evaluation result of the vibration transmission efficiency of the ossicle 900 is represented by a numerical value representing the vibration transmission efficiency evaluation level, so that the sound transmission characteristics of the middle ear can be quantitatively evaluated during the operation.
  • the surgeon can determine that the hearing has recovered by ending the operation by confirming that the value of the vibration transmission efficiency evaluation level has become a predetermined value or more (for example, “4” or more) during the operation. it can. This reduces the risk of reoperation.
  • the middle ear sound transmission characteristic evaluation system 1 configured as described above evaluates the evaluation result evaluated by the information processing device 300, that is, the evaluation result of the mobility of the ossicle 900 (the value of the mobility evaluation level) and the ossicle.
  • the evaluation result (the value of the vibration transmission efficiency evaluation level) of the vibration transmission efficiency 900 is stored in the database 700 as evaluation data.
  • the database 700 accumulates evaluation data of many patients.
  • the surgeon can collect useful information from the database 700 that can be used as a judgment material in determining an optimal operation method and the like. Become.
  • the database 700 can be constructed.
  • the doctor can receive support for diagnosis and treatment by referring to the database 700 before, during, and after the operation.
  • AI Artificial Intelligence
  • the middle ear sound transmission characteristic evaluation system 1 configured as described above, as the number of trials increases, the evaluation result of the mobility of the ossicles 900 increases in the database 700 as a numerical value, that is, a value of the mobility evaluation level. Therefore, by performing statistical processing based on a large amount of data accumulated in the database 700, the value of the mobility evaluation level can be standardized as an evaluation index of the mobility of the ossicle 900. .
  • the evaluation result of the vibration transmission efficiency of the ossicle 900 becomes a numerical value, that is, the value of the vibration transmission efficiency evaluation level in the database 700. Since a large amount of data is accumulated in the ossicle 900, the value of the vibration transmission efficiency evaluation level is standardized as an evaluation index of the vibration transmission efficiency of the ossicle 900 by performing statistical processing based on the large amount of data accumulated in the database 700. Becomes possible.
  • middle ear sound transmission characteristic evaluation system 1 configured as described above, evaluation data before, during, and after surgery can be accumulated in the database 700 together with data on surgical procedures. As the number of clinical trials increases, a large amount of preoperative, intraoperative, and postoperative evaluation data and data related to surgical procedures are accumulated in the database 700. Therefore, a large amount of data accumulated in the database 700 is used for a machine learning system. It is possible to learn the optimal operative procedure judgment. If the learning by the machine learning system reaches a practical level, a middle ear surgery support system that presents an optimal surgical procedure based on the learning result before or during the middle ear surgery can be realized. .
  • the machine learning system used for learning the optimal operative procedure judgment uses a general-purpose machine learning API (Application Programming ⁇ ⁇ ⁇ Interface) even if it is a dedicated machine learning system for the middle ear sound transmission characteristic evaluation system 1. It may be a machine learning system.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the information processing device 300.
  • the information processing device 300 includes a communication unit 310, an I / O unit 320, a control unit 330, an audio output unit 340, and a storage unit 350.
  • the communication unit 310 has a function of communicating with peripheral devices and other information processing devices (for example, transmitting and receiving various messages) under the control of the control unit 330 via a network. Specifically, the communication unit 310 transmits a message transmitted from each unit to another device, receives a message from another device, and transmits the received message under the control of the control unit 330 via a network. Communicate to other parts.
  • the communication may be either wired or wireless, and any communication protocol may be used as long as mutual communication can be performed. Further, the communication may be subjected to an encryption process to ensure security.
  • the “message” here includes texts, images (photos, illustrations), sounds, moving images, and the like, and information attached thereto (information on texts, images, sounds, dates and positions attached to the moving images, etc.).
  • the I / O unit 320 has a function of connecting to another device, another device, or medium by wireless or wired communication under the control of the control unit 330.
  • the I / O unit 320 specifically includes WiFi (Wireless Fidelity), HDMI (registered trademark) (High-Definition Multimedia Interface), USB (Universal Serial Bus), power supply connector, I2C (Inter-Integrated Circuit), and the like. Refers to a connection device.
  • the control unit 330 is a processor having a function of controlling each unit.
  • the control unit 330 includes a mobility evaluation unit 331 and a vibration transmission efficiency evaluation unit 332.
  • the control unit 330 operates each unit according to the program and data stored in the storage unit 350.
  • the mobility evaluation unit 331 performs an FFT analysis based on the voltage output from the measurement probe 100 to obtain a specific frequency component value.
  • FFT analysis refers to analysis by fast Fourier transform (FastFFourier Transform), and can be obtained by analyzing component values for each frequency.
  • the mobility evaluation unit 331 includes an AD converter, and the AD converter converts the voltage output from the measurement probe 100 into voltage information of a digital signal, and performs FFT analysis on the voltage information.
  • the AD converter an AD conversion circuit built in the information processing device 300 may be used, or an external AD converter may be used.
  • the measurement probe 100 is used as a handpiece that is held and measured by a surgeon's hand during an operation, and it is necessary to consider the influence of camera shake at that time.
  • the specific frequency component value is set to 5 Hz or more.
  • the excitation frequency of the vibration applied to the ossicle 900 by the measurement probe 100 is set to 20 Hz which is the lower limit of the audible range.
  • the mobility evaluation unit 331 obtains, as the specific frequency component value, a component value of the voltage information equal to the excitation frequency of the vibration applied to the probe 103 by the actuator 116 (the input frequency to the actuator 116). Specifically, for example, when the excitation frequency of the actuator 116 is set to 20 Hz, the mobility evaluation unit 331 obtains the value of the 20 Hz frequency component of each waveform in the voltage information as the specific frequency component value.
  • raising the frequency up to the audible range may cause a cochlear disorder, but the effect of camera shake can be reduced without raising the frequency up to the audible range.
  • measurement since the influence of camera shake can be excluded from the voltage output by the measurement probe 100 by the FFT analysis by the mobility evaluation unit 331, measurement can be performed while the operator holds the measurement probe 100 in his hand. It can be measured easily.
  • the mobility of the calibrator imitating the stapes 122 and the ligament 121 supporting the same as shown in FIG. explain.
  • the 20 Hz component of the result of the FFT analysis increases.
  • the mobility of the ossicle 900 is quantified by the increase amount.
  • the frequency components seen below 5 Hz are due to camera shake, they can be clearly distinguished from the 20 Hz components, so that even in hand-held measurement using the measurement probe 100, the movable ossicle 900 is hardly affected by the camera shake. Sex evaluation is possible.
  • the mobility evaluation unit 331 evaluates the mobility (compliance) of the ossicle 900 based on a specific frequency component value. Specifically, the mobility evaluation unit 331 determines the magnitude of the compliance in the frequency component of 20 Hz equal to the excitation frequency of vibration such as rotational vibration applied to the ossicle 900 by the measurement probe 100 (equal to the input frequency to the actuator 116). Based on the result, the degree of fixation of the ossicle 900 is evaluated. Specifically, in this example, the mobility evaluation unit 331 determines the mobility of the ossicle 900 at five levels of mobility evaluation levels (“1” to “5”) based on the magnitude of compliance at the frequency component of 20 Hz. )).
  • the mobility (compliance) C of the ossicle 900 is represented by D [unit: m], which is the displacement applied to the ossicle 900 by the actuator 116, and P: Using [unit: N], it can be obtained by the following equation (1).
  • the vibration transmission efficiency evaluation unit 332 performs an FFT analysis based on the voltage output from the amplifier 500 when the measurement probe 100 is vibrating the ossicle 900 to obtain a cochlear microphone potential of a specific frequency component.
  • the vibration transmission efficiency of the ossicle 900 is evaluated based on the magnitude of the cochlear microphone potential.
  • the vibration transmission efficiency evaluation unit 332 determines the potential of the ossicle 900 based on the magnitude of the cochlear microphone electric potential of the frequency component equal to the frequency of the vibration input from the measurement probe 100 to the ossicle 900.
  • the vibration transmission efficiency is classified into one of five levels of vibration transmission efficiency evaluation ("1" to "5").
  • the frequency of the vibration input from the measurement probe 100 to the ossicle 900 is a frequency included in a normal audible range, for example, 125 Hz to 8000 Hz.
  • the control unit 330 displays the evaluation results (the value of the mobility evaluation level and the value of the vibration transmission efficiency evaluation level) obtained by the mobility evaluation unit 331 and the vibration transmission efficiency evaluation unit 332 in the database 700 via the I / O unit 320. Output to the device 400.
  • the audio output unit 340 has a function of outputting audio under the control of the control unit 330.
  • the voice output unit 340 can output the evaluation results (the value of the mobility evaluation level and the value of the vibration transmission efficiency evaluation level) by the mobility evaluation unit 331 and the vibration transmission efficiency evaluation unit 332 by voice.
  • the audio output unit 340 may be a speaker built in the information processing device 300 or may be an external audio output device.
  • the storage unit 350 has a function of storing various programs, data, and parameters necessary for the operation of the information processing device 300 under the control of the control unit 330.
  • the storage unit 350 specifically, for example, a main storage device including a ROM and a RAM, an auxiliary storage device including a nonvolatile memory, an HDD (Hard Disc Drive), an SSD (Solid State Drive), and a flash memory And other various recording media.
  • the storage unit 350 may store, for example, as voltage information of a digital signal obtained by converting a voltage output from the measurement probe 100 into a digital signal via an AD converter (not shown) under the control of the control unit 330.
  • the measurement probe 100 includes a probe 103 and an attachment 120.
  • the attachment 120 includes an actuator 116, a piezoelectric sensor 117, a strain gauge 118, and a probe fixing magnet 119.
  • FIG. 3 shows a state where the probe 103 is attached to the attachment 120.
  • FIG. 3 shows a modeled stapes 122 and a ligament 121 constituting the ossicle 900 for the purpose of explanation.
  • the probe 103 may be an otologic probe. By using the probe 103 actually used in otologic surgery or the like, the surgeon can measure the reaction force of the ossicle 900 without a sense of incongruity.
  • the actuator 116 specifically, a piezoelectric actuator with a displacement magnifying mechanism for driving the probe 103 may be used.
  • the piezoelectric sensor 117 may use a piezoelectric piezoelectric ceramic or the like.
  • the probe 103 is detachably supported by a fixed fulcrum and the piezoelectric sensor 117 at two points near the center of gravity and at the base end 103c, and a probe fixing magnet 119 is used for the supporting portion.
  • a probe fixing magnet 119 is used for the supporting portion.
  • the measurement probe 100 specifically applies, for example, the side of the distal end portion 103b of the probe 103 to the ossicle 900 to cause the actuator 116 to vibrate a vibration such as a rotational vibration having a constant amplitude around a fulcrum near the center of gravity by the actuator 103.
  • the piezoelectric sensor 117 measures the force applied by the actuator 116 (that is, the reaction force from the probe 103), and outputs a voltage.
  • the measurement probe 100 Is measured by the piezoelectric sensor 117 to output a voltage.
  • the displacement applied by the actuator 116 of the measurement probe 100 is set to 40 ⁇ m or less.
  • the same level as that of the surgical procedure is amplified using a charge amplifier or the like (not shown), and a voltage proportional to the measured reaction force is output.
  • the displacement of the actuator 116 is measured by a strain gauge 118.
  • the measurement probe 100 includes a first upper cover 101, a second upper cover B102, a probe 103, a locking knob 104, a code bush 105, a lower cover A106, and a leaf spring 107.
  • the attachment 120 includes the fulcrum fitting 109, the actuator 116, and the piezoelectric sensor 117.
  • the probe 103 is formed in an elongated rod shape. Specifically, the probe 103 may be an otologic probe or the like. The probe 103 is supported on these components by being mounted on a fulcrum fitting 109 as a fixed fulcrum and a piezoelectric sensor 117 attached to the actuator 116. And attached. As a result, the probe 103, which is an otologic probe usually used during surgery, is placed on the fulcrum fitting 109 and the piezoelectric sensor 117 attached to the actuator 116 (that is, the probe 103 is attached to the attachment). Only, it can be easily attached, can measure quantitative ossicular reaction force, and can provide a user-friendly measurement probe. In addition, since the distal end portion 103b of the probe 103 directly touches the ossicle 900, such simple attachment facilitates replacement of the probe 103 and improves hygiene.
  • the probe 103 may be formed with a depression 103a near the center of gravity.
  • the fulcrum fitting 109 is configured to include a magnet 136 (support portion) formed in a spherical shape, and a base 135 that fits and supports the magnet 136.
  • An SR-shaped recess 103a into which the magnet 136 is fitted is formed near the center of gravity of the probe 103.
  • the probe 103 since the probe 103 is supported by the spherical magnet 136 that makes partial contact (point contact) with the inner surface of the recess 103a, the probe 103 moves flexibly in the rotational direction when the probe 103 is subjected to rotational vibration by the actuator 116. be able to. Further, the detachment of the probe 103 from the measurement probe 100 and the attachment to the measurement probe 100 can be facilitated. Further, since the probe 103 can be fixed to the fulcrum fitting 109 by the magnetic force of the magnet 136, the probe 103 can be prevented from falling off from the measurement probe 100.
  • the depression 103 serves as a mark for positioning the handle of the operator, and when the operator holds the probe 103 by hand, it is visually checked. Since the position near the center of gravity of the probe 103 can be easily specified without confirmation, a convenient probe can be provided.
  • the measurement probe 100 may include an elastic body that elastically contacts the probe 103.
  • the elastic body may be of any type as long as the elastic body comes into contact with the probe 103 and provides an elastic resistance.
  • the leaf spring 107 elastically contacts the probe 103 to apply an elastic resistance.
  • the leaf springs 107a and 107b are screwed to the first upper cover 101 by tapping screws 108a and 108b, and the first upper cover 101 is set on the second upper cover B102. In this case, it is attached so as to be in contact with the probe 103.
  • the probe 103 is urged by the magnet 136.
  • the inertia term of the probe 103 can be canceled and the ossicular reaction force can be accurately measured.
  • the leaf spring 107 can be replaced, so that an easy-to-use measurement probe can be provided.
  • the fulcrum fitting 109 may be fixed to the lower cover A 106 by a fulcrum fitting fixing pin 111 as a fixed fulcrum of the probe 103 as shown in FIG.
  • the fulcrum fitting 109 may include a magnet 136 formed in a spherical shape, and a base 135 that is fitted and supported in a recess 103a near the center of gravity of the probe 103.
  • the magnet 136 is attracted by the probe and the magnetizing force.
  • the support portion formed in a spherical shape may be formed of a nonmagnetic material, and a magnet may be provided separately from the support portion. In this case, the support may be held between the probe and the magnet by the magnetizing force of the magnet by sandwiching the support between the probe and the magnet.
  • the piezoelectric sensor 117 is disposed so as to be sandwiched between the probe 103 and the actuator 116, and measures a reaction force applied to the actuator 116 by the probe 103 that rotates and vibrates. The measured reaction force is transmitted to the charge amplifier 112, and the charge amplifier 112 converts the reaction force into a voltage and outputs the voltage. Specifically, the piezoelectric sensor 117 generates a charge signal when a reaction force of the force applied to the probe 103 by the actuator 116 is applied through the probe 103. At this time, the charge amplifier 112 converts the generated charge signal into a voltage and outputs the voltage. Specifically, the piezoelectric sensor 117 may use a piezoelectric sensor (piezoelectric piezoelectric ceramics), a laminated piezoelectric sensor, or the like.
  • the piezoelectric sensor 117 may support the probe 103 with a surface or a line instead of a point support.
  • An example in which the piezoelectric sensor 117 supports the probe 103 in contact with a line will be described with reference to FIG.
  • the piezoelectric sensor 117 includes a lateral shake prevention mechanism 131, a magnet 132, a sensor body 133, and a sensor holding unit 134.
  • the lateral movement preventing mechanism 131 is a member for preventing the lateral movement of the probe 103.
  • the lateral shake prevention mechanism 131 is, for example, a substantially disk-shaped member, and a probe receiver having a raised height on both concave sides is formed substantially at the center of the upper part thereof (in other words, on the center side).
  • the semi-cylindrical protrusions may be formed on both sides with protrusions for preventing left and right blur, which are higher than the protrusions on the center side.
  • the core of the probe 103 is automatically aligned with the magnet 132 by the inclined surfaces of the protruding portions formed on both sides while being supported by a detachable and restraining force by the magnetic force of the magnet 132.
  • the lateral movement of the probe 103 can be prevented.
  • Any material may be used as the material of the lateral shake prevention mechanism 131 as long as it is lightweight and has a certain rigidity. For example, stainless steel or the like may be used.
  • the magnet 132 is a member for magnetically attracting the probe 103 to the concave probe receiver of the lateral shake prevention mechanism 131 to stably support it.
  • any material may be used as long as the probe 103 can be detachably restrained by magnetic attraction.
  • a neodymium magnet may be used.
  • the sensor body 133 is the sensor body of the piezoelectric sensor 117.
  • the sensor body 133 has a piezoelectric element having a piezoelectric effect, and converts a force applied by the probe 103 into a charge signal and outputs the charge signal.
  • the sensor holding unit 134 is a member that holds (adheses) the sensor body 133. Further, the sensor holding unit 134 may be provided with one or more round grooves (in the example of FIG. 9, four round grooves) to hold the signal lines (codes) from the sensor main body 133.
  • the piezoelectric sensor 117 may be configured such that a non-conductive member is interposed between the lateral shake prevention mechanism 131 and the magnet 132 and the sensor main body 133, for example. With such a configuration, an insulating region can be provided between the sensor main body 133 of the piezoelectric sensor 117 and the probe 103 via the anti-sway mechanism 131, and the periphery of the ossicle 900 is electrically very sensitive. Therefore, the probe 103 of the measurement probe 100 can be more safely brought into contact with the ossicle 900.
  • the actuator 116 is stored in the actuator holder 114, and is attached by being screwed to the actuator holder 114 with a standard screw 115.
  • a piezoelectric actuator with a displacement magnifying mechanism or the like may be used as the actuator 116.
  • the charge amplifier 112 is screwed and attached to the actuator holder 114 with a tapping screw 108c, and the actuator holder 114 is screwed and attached to the lower cover A106 with tapping screws 108d, 108e and 108f.
  • the charge amplifier 112 is connected to cords 113 and 123.
  • the cords 113 and 123 are connected to an external device (the information processing device 300 and the like) through the cord bush 105.
  • the cord bush 105 may be attached to the lower cover A106 using fixing means such as a hexagon nut fixing rib. With such a configuration, the attachment of the cord bush 105 is facilitated.
  • the charge amplifier 112 may be configured to be separated into an OP amplifier unit for performing analog operation and amplification and a power supply unit for supplying power to the actuator, and accordingly, the codes 113 and 123 are connected to the OP amplifier unit.
  • a line for connecting and outputting an analog signal (signal line) and a line for connecting to the power supply unit and supplying power to the actuator 116 (power line) may be formed separately.
  • the OP amplifier section needs to be provided in the vicinity of the piezoelectric sensor 117 in order to pick up noise, but the other part (power supply section) is provided outside the measurement probe 100.
  • the measurement probe 100 can be made more compact. Further, with such a configuration, it is also possible to reduce the influence of induced noise on a signal output by dividing the signal line and the power supply line.
  • the measurement probe 100 has the first upper cover 101 and the second upper cover B102 attached thereto, the second upper cover B102 and the lower cover A106 attached thereto, and the locking knob 104 is fastened by an E-ring 110 using an E-ring. Used attached.
  • a part of the first upper cover 101 and a part of the second upper cover B102 form a hinge mechanism, and the first upper cover 101 and the second upper cover B102 are connected to each other by the hinge mechanism.
  • the first upper cover 101 can be opened and closed with respect to the second upper cover B102. With such a configuration, the leaf springs 107a and 107b screwed by the tapping screws 108a and 108b can be replaced, and a user-friendly measurement probe can be provided.
  • the measurement probe 100 has a vibrating device that is an elongated rod-shaped probe 103.
  • the probe 103 is supported by a fixed fulcrum and a force sensor at two points near its center of gravity and at a base end 103c.
  • the actuator 116 gives a vibration such as a rotational vibration having a constant amplitude around a fulcrum near the center of gravity of the probe 103
  • the force sensor includes a piezoelectric sensor 117 and a charge amplifier 112. Is applied by the probe 103 to generate a charge signal, and the charge amplifier 112 converts the generated charge signal into a voltage and outputs the voltage.
  • the measurement probe 100 has a second upper cover so that an operator can easily grasp and hold the second upper cover B102 and the lower cover A106 of the measurement probe 100 by hand.
  • the cover B102 and the lower cover A106 have a shape following the shape of a human hand. With such a configuration, the measurement probe 100 can be made into a handpiece, and the easy-to-use measurement probe 100 can be provided.
  • FIG. 5 shows a state in which the locking knobs 104 are attached to both sides of the second upper cover B102 for the sake of explanation, the locking knobs 104 are moved to either the left or right side so that only one side can be locked. May be provided. Further, when the locking knob 104 is provided only on one side, an opening / closing knob for opening and closing the first upper cover 101 up and down with one touch with respect to the second upper and lower covers 102 may be provided on the other side. Good.
  • the measurement probe 100 has a second upper cover B102 and a lower cover A106 so that the operator can easily grasp the measurement probe 100 when holding it by hand. It has a shape that follows the shape of a human hand. With such a configuration, the measurement probe 100 can be made into a handpiece, and the easy-to-use measurement probe 100 can be provided. In addition, it is assumed that the measurement probe 100 is used in the form of a handpiece. As an example, the dimensions (unit: mm) of each part are described in FIG. Any size may be used as long as it can be easily grasped by a human hand as a handpiece.
  • the lower cover A106 provides rigidity and inertial force to the measurement probe 100 for providing rigidity capable of keeping the relative position between the fulcrum fitting 109 (fulcrum) and the actuator 116 and inertial force capable of resisting vibration of the actuator 116 to the measurement probe 100. It may function as an application member.
  • rigidity capable of keeping the relative position between the fulcrum fitting 109 and the actuator 116 constant and inertia force capable of resisting the vibration of the actuator 116, the reaction of the vibration of the actuator 116 acts. Vibration of the lower cover A106 and the second upper cover B102 and vibration of the measurement probe 100 can be suppressed, and the detection accuracy of the piezoelectric sensor 117 can be improved.
  • a method of causing the lower cover A106 to function as a rigidity / inertial force imparting member a method of forming the lower cover A106 from a material having higher rigidity and specific gravity than the second upper cover B102 can be cited.
  • a metal rigidity / inertial force imparting member for example, may be attached to the bottom of the lower cover A106, and the frame of the attachment 120 may be made of a metal rigidity / inertial force imparting member. It may be an inertial force imparting member.
  • the relative position between the fulcrum fitting 109 and the actuator 116 is kept constant, and the inertial force against the vibration of the actuator 116 is applied to the measurement probe 100, so that the piezoelectric sensor 117 Detection accuracy can be improved.
  • the lower cover A106 may function as a center-of-gravity positioning member that positions the center of gravity of the measurement probe 100 closer to the tip 103b of the probe 103 than a fulcrum near the center of gravity of the probe 103. Since the center of gravity of the measurement probe 100 is positioned closer to the tip 103b of the probe 103 than the fulcrum near the center of gravity of the probe 103, the lower cover A106 and the second upper cover B102 due to the reaction of the vibration of the actuator 116 act. Can be suppressed, and the detection accuracy of the piezoelectric sensor 117 can be improved.
  • the lower cover A106 As a method of causing the lower cover A106 to function as a center-of-gravity positioning member, the lower cover A106 is formed of a material having a higher specific gravity than the second upper cover B102, and the center of gravity of the lower cover A106 is searched for from a fulcrum near the center of gravity of the probe 103.
  • a method of selecting the thickness and the like of the lower cover A106 so as to be located on the tip portion 103b side of the needle 103 can be cited.
  • a metal center-of-gravity positioning member for example, may be attached to the bottom of the lower cover A106, and the frame of the attachment 120 may be a metal center-of-gravity positioning member.
  • the vibration of the lower cover A106 and the second upper cover B102 is reduced by positioning the center of gravity of the measurement probe 100 on the tip 103b side of the probe 103 with respect to a fulcrum near the center of gravity of the probe 103.
  • the detection accuracy of the piezoelectric sensor 117 can be improved.
  • leaf springs 107a and 107b are in contact with the probe 103 from above. Further, the probe 103 is supported and attached by two points of a fulcrum metal fitting 109 and a piezoelectric sensor 117 located near the center of gravity of the probe 103 so as to be supported at two points near the center of gravity and the base end 103c. ing. With such a configuration, the actuator 116 can give the probe 103 a vibration such as a rotational vibration having a constant amplitude around the fulcrum near the center of gravity via the piezoelectric sensor 117.
  • the middle ear sound transmission characteristic evaluation system 1 of the present embodiment includes an excitation step S10, an evaluation item determination step S11, a voltage measurement step S12, a mobility evaluation step S13, a cochlear microphone potential detection step S14, an amplification step S15, and a vibration transmission efficiency.
  • a series of processing including an evaluation step S16 and an output step S17 is executed.
  • Excitation step S10 is a processing step in which the tip 103b of the probe 103 vibrated by the actuator 116 is brought into contact with the ossicle 900 to vibrate the ossicle 900.
  • the excitation step S10 is continued until the end of the voltage measurement step S12 and the cochlear microphone potential detection step S14.
  • Evaluation item determination step S11 is a processing step of determining whether to evaluate mobility or vibration transmission efficiency. Here, when it is determined that “evaluate the mobility”, the processes after the voltage measurement step S12 are executed.
  • the voltage measuring step S12 is a processing step of measuring and outputting a voltage corresponding to a reaction force applied to the actuator 116 from the probe 103 when the ossicle 900 is vibrated in the excitation step S10.
  • the mobility evaluation step S13 is a processing step of classifying the mobility of the ossicle 900 into any one of a plurality of mobility evaluation levels based on the voltage measured in the voltage measurement step S12.
  • the output step S17 is a processing step of outputting the value of the mobility evaluation level and the value of the vibration transmission efficiency evaluation level. In this case, in the output step S17, a process of outputting the value of the mobility evaluation level classified in the mobility evaluation step S13 is executed.
  • the cochlear microphone potential detection step S14 is a processing step in which the electrode 600 is placed near the cochlear window or near the cochlear window, and the cochlear microphone potential is detected when the ossicle 900 is vibrated in the excitation step S10.
  • the amplification step S15 is a processing step for amplifying the cochlear microphone potential detected in the cochlear microphone potential detection step S14.
  • the vibration transmission efficiency evaluation step S16 is a processing step of classifying the vibration transmission efficiency of the ossicle 900 into any one of a plurality of vibration transmission efficiency evaluation levels based on the cochlear microphone potential amplified in the amplification step S15.
  • the mobility and vibration transmission efficiency of the ossicle 900 can be quantitatively evaluated during the middle ear operation using the probe 103, and thus the degree of hearing recovery Middle ear surgery can be performed while determining quantitatively.
  • the mobility evaluation level and the vibration transmission efficiency evaluation level each have five stages of “1” to “5”, but may be four or less, or six or more. It may be. Further, the number of steps of the mobility evaluation level and the number of steps of the vibration transmission efficiency evaluation level do not need to be the same.
  • the FFT analysis is described as an example of the frequency analysis performed in the mobility evaluation unit 331 and the vibration transmission efficiency evaluation unit 332.
  • a specific frequency component value can be obtained. May be obtained.
  • Other frequency analysis includes wavelet transform.
  • the magnet 136 is formed in a spherical shape, and the magnet 136 is configured to be in point contact with the inner surface of the recess 103a.
  • the shape of the magnet 136 is not limited to the spherical shape, and the magnet 136 may be in partial contact with the inner surface of the recess 103a. Any shape may be used as long as it can be formed.
  • a conical magnet 136 such as a cone or a pyramid may be employed.
  • the form of contact of the magnet 136 with the inner surface of the recess 103a is not limited to point contact, but may be line contact or surface contact.
  • FIG. 11 is a perspective view of a modification of the fulcrum fitting 109 with (a) the probe 103 removed, and (b) a cross-sectional view with the probe 103 attached.
  • the magnet 136B is housed in a concave portion 137 provided on the bottom surface of the base 135B of the fulcrum fitting 109B.
  • the depression 103a of the probe 103 has a triangular shape in a longitudinal sectional view along the direction in which the probe 103 extends.
  • a support protrusion 138 having a triangular shape in a longitudinal sectional view along the direction in which the probe 103 extends is formed on the bottom surface on which the probe 103 is mounted.
  • the support protrusion 138 is in line contact with the depression 103a.
  • a sliding surface 139 made of Teflon resin is formed on the side of the inner surface of the base 135B of the fulcrum fitting 109B, which is in contact with the probe 103.
  • the probe 103 vibrates while being in contact with the sliding surface 139, so that the operation of the probe 103 can be made smooth and accurate measurement can be performed.
  • FIG. 12 is a system diagram showing an example of the configuration of the middle ear sound conduction identification and evaluation system 2
  • FIG. 13 is a block diagram showing a functional configuration of the middle ear sound transmission identification and evaluation system 2.
  • the middle ear sound conduction identification and evaluation system 2 further has a function of accumulating measured data and proposing the most appropriate operation content based on the accumulated data to the above-described middle ear sound conduction identification and evaluation system 1.
  • the measurement probe 100B of the present embodiment has improved rigidity, cleanliness, and waterproofness compared to the measurement probe 100 described above.
  • the middle ear sound transmission characteristic evaluation system 2 includes a control device 200 that controls the measurement probe 100.
  • the control device 200 includes a power supply, a converter, and a driver.
  • the potential value of the cochlear microphone connected to the amplifier 500 and amplified by the amplifier is transmitted to the information processing device 300B via the control device 200.
  • the database 700B of the present embodiment stores the sensor voltage value output by the force sensor, the potential value detected from the electrode 600, and the contents of the treatment before, during, and after the surgical operation.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a model of the analysis simulation.
  • a numerical simulation using a finite element method analysis is performed, and an analysis value obtained by the analysis is stored in the database 700B.
  • FEM analysis finite element method analysis
  • the structure of the middle ear shown on the left side of FIG. 14 is reproduced by a 3D model, and this is divided into finite and minute volume elements. Then, when an external force is applied to a part of the 3D model, the equation of motion that holds for each volume element is solved. Thereby, the displacement amount of each volume element is analyzed, and the behavior of the entire 3D model can be evaluated.
  • control unit 330B in the information processing device 300B of the present embodiment includes an operation content proposal unit 333 that proposes the optimal operation content to the operator.
  • the operation content suggestion unit 333 stores the sensor stored in the database 700B based on at least one of the sensor voltage value measured before, during, and after the treatment and the measured potential value. With reference to the voltage value, the potential value, and the contents of the operation, the optimum operation contents are proposed.
  • the operation content means a place where a treatment is performed on a patient's middle ear in an operation or the content of the treatment.
  • the operation content proposal unit 333 may use only the voltage value or the potential value measured before the treatment. By using the value after the treatment, the degree of recovery can be confirmed and the validity of the treatment method in the operation can be evaluated.
  • an operation content proposal model is generated in the database 700B.
  • the surgery content proposal model describes, as past results, the mobility estimated from the sensor voltage value measured before the treatment and the details of the surgery actually performed at that time.
  • the surgery content proposal model describes, as past results, the mobility estimated from the sensor voltage values measured during and after the treatment, and the details of the surgery actually performed at that time. Is also good.
  • the evaluation may be performed simply by the magnitude of the absolute value of the sensor voltage value, or by comparing the shapes of the voltage waveforms. May be evaluated.
  • the surgery content proposal model describes, as past results, the vibration transmission efficiency estimated from the potential difference of the detected cochlear microphone detected before the treatment, and the details of the operation actually performed at that time. Have been.
  • the surgery content proposal model includes, as past results, the oscillating voltage efficiency estimated from the potential value of the cochlear microphone detected during and after the treatment, and the content of the operation actually performed at that time. May be described.
  • the evaluation may be performed simply by the magnitude of the absolute value of the potential value of the cochlear microphone, or the shape of the voltage waveform may be compared. May be evaluated.
  • the operation content suggestion unit 333 proposes the optimal operation content by referring to the assumed symptoms and the mobility analysis values accumulated in the database 700B based on the sensor voltage values measured before the operation. . That is, by describing the mobility analysis obtained by numerical simulation in the surgical content proposal model, for example, the mobility of the ossicle estimated from the sensor voltage value measured in the state before the treatment becomes movable. When it is similar to the gender analysis value, it can be determined that the symptom of the ossicle assumed in the numerical simulation is close to the symptom of the patient. In this way, even when there is little past surgery, it is possible to make certain appropriate selections as appropriate surgery contents.
  • the similarity may be simply evaluated based on the magnitude of the absolute value, or may be evaluated by comparing the shapes of the voltage waveforms. Good.
  • the same components as those in the second structural example are denoted by the same reference numerals, and only different components will be described.
  • the direction in which the probe 103 extends is referred to as the front-back direction for convenience.
  • a direction orthogonal to the front-rear direction is referred to as a left-right direction.
  • FIG. 15 is an exploded perspective view of a third structural example of the measurement probe 100B.
  • FIG. 16 is a perspective view of the measurement probe 100B.
  • FIG. 17A is a plan view of the measurement probe 100B.
  • FIG. 17B is a side view of the measurement probe 100B.
  • FIG. 18 is a longitudinal sectional view of the measurement probe 100B.
  • FIG. 19 is an enlarged perspective view around the fulcrum fitting.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view around the tip.
  • FIG. 21 is a sectional view around the actuator case.
  • the appearance of the measurement probe 100B according to the third structure example is similar to the measurement probe 100 according to the second structure example.
  • the measurement probe 100B includes a metal frame 180 having a first accommodation recess 181 in which the fulcrum metal fitting 109C is accommodated while supporting the probe 103.
  • the metal frame 180 has a shape along the lower cover A106 in a side view, and extends in the front-rear direction.
  • the metal frame 180 is housed inside the lower cover A106 and is fixed to the lower cover A106 by fixing screws 125.
  • the metal frame 180 has three receiving recesses.
  • a first housing recess 181 that is recessed downward is formed on the upper surface in front of the metal frame 180.
  • the fulcrum fitting 109C is accommodated in the first accommodation recess 181.
  • the first housing recess 181 has a rectangular shape having a size equivalent to that of the fulcrum fitting 109C in a top view.
  • a second housing recess 182 that is depressed upward is formed on the front lower surface of the metal frame 180.
  • the fixing magnet 235 for fixing the fulcrum fitting 109C is accommodated in the second accommodation recess 182. That is, the fixing magnet 235 is built in the metal frame 180.
  • the fixing magnet 235 has a columnar shape.
  • the second accommodation recess 182 has a circular shape having a size equivalent to that of the fixing magnet 235 when viewed from below.
  • a third housing recess 183 that is recessed downward is formed.
  • the actuator 116, the piezoelectric sensor 117, and the actuator case 140 are housed in the third housing recess 183.
  • the actuator case 140 is fixed to the metal frame 180 by fixing screws 125. Further, the front of the second upper cover B102 is fixed to the metal frame 180 with the fixing screw 125.
  • the fulcrum fitting 109C of the measurement probe 100B is formed so as to cover the probe 103 from both sides in the left-right direction.
  • the fulcrum fitting 109C has a rotating shaft 150 that extends perpendicular to the probe 103 in a top view and supports the probe 103 so as to be rotatable vertically.
  • the rotating shaft 150 is fixed to the fulcrum fitting 109C by welding while the probe 103 is rotatably supported. That is, the rotating shaft 150 is disposed so as to penetrate the probe 103 and the fulcrum fitting 109C. The rotating shaft 150 is inserted into the insertion hole 103d of the probe 103 (see FIG. 20) with a gap.
  • the measurement probe 100B includes a cover including a first upper cover 101, a second upper cover B102, and a lower cover A106, each of which is formed of a synthetic resin material.
  • the cover has an opening 160 formed by the first upper cover 101 and the lower cover A106.
  • the opening 160 is formed such that the tip 103b of the probe 103 projects outward.
  • the measurement probe 100B has a metal cap 170.
  • the metal cap 170 has a cylindrical shape coaxial with the opening 160 of the cover, and is detachably attached to the opening 160.
  • the metal cap 170 has a double cylinder structure in which two cylinders are coaxially arranged. That is, the metal cap 170 includes an outer cylinder 171 arranged radially outside and an inner cylinder 172 arranged inside the outer cylinder 171. The front open ends of the outer cylinder 171 and the inner cylinder 172 are connected to each other.
  • a female screw part 171a is formed on the inner peripheral surface of the outer cylinder 171.
  • an outer peripheral concave portion 171 b that is depressed inward in the radial direction is formed.
  • the opening 160 formed by the first upper cover 101 and the lower cover A106 has a cylindrical shape, and has an external thread 160a formed on the outer peripheral surface. The diameter of the opening 160 is smaller than that of a portion located behind the opening 160.
  • the metal cap 170 is attached to the cover by attaching the female screw portion 171a of the outer cylinder 171 to the male screw portion 160a of the opening 160.
  • the entire cover is covered with a sterilization sheet, and the end of the sterilization sheet (not shown) is tied with a tape wound around the outer peripheral concave portion 171b of the outer cylinder 171 to fix the sterilization sheet to the cover.
  • the entire measurement probe 100B can be kept clean.
  • the outer peripheral surface of the outer cylinder 171 in the metal cap 170 and the portion of the cover located behind the opening 160 are flush with each other in the radial direction.
  • the inner cylinder 172 of the metal cap 170 is inserted inside the opening 160.
  • the probe 103 is inserted inside the inner cylinder 172.
  • the measurement probe 100B includes an actuator case 140 that covers the actuator 116.
  • the inside of the actuator case 140 has a watertight structure.
  • the actuator case 140 includes a case body 141 that opens vertically, a waterproof sheet 142 that covers the upper part of the case body 141, and a sheet fixing frame 143 that fixes the waterproof sheet 142 to the case body 141.
  • the case body 141 is formed in a two-stage rectangular tube shape.
  • the case body 141 includes an upper cylinder located on the upper side and a lower cylinder located on the lower side.
  • the upper cylinder and the lower cylinder are formed integrally and are arranged coaxially with each other.
  • the case body 141 has a rectangular shape that is longer in the front-rear direction than in the left-right direction when viewed from above.
  • the upper cylinder 141A of the case body 141 is smaller in the front-rear direction than the lower cylinder 141B.
  • the upper cylinder 141A is disposed at the center in the front-rear direction on the upper surface of the lower cylinder 141B.
  • the metal frame 180 is placed on the case body 141 with the actuator 116 and the piezoelectric sensor 117 housed in the third housing recess 183 of the metal frame 180.
  • An O-ring 190 for waterproofing is arranged between the metal frame 180 and the case main body 141.
  • the waterproof sheet 142 is formed in a cylindrical shape with a top, and has a lower end protruding outward in the radial direction. At the top of the waterproof sheet 142, a communication hole 142A is formed.
  • the waterproof sheet 142 covers the entire upper cylinder 141A of the case body 141, and has a lower end portion in contact with the upper surface of the lower cylinder 141B.
  • a seat fixing frame 143 is disposed on a portion of the upper surface of the lower cylinder 141B that is located outside the upper cylinder 141A when viewed from above.
  • the seat fixing frame 143 has a rectangular shape when viewed from above.
  • the lower end of the waterproof sheet 142 is fixed by being sandwiched between the sheet fixing frame 143 and the upper surface of the lower cylinder 141B of the case body 141.
  • the sheet fixing frame 143 is fixed to the upper surface of the lower cylinder 141B with an adhesive.
  • a probe holder 147 is disposed above the piezoelectric sensor 117.
  • the probe holding fitting 147 is arranged in the communication hole 142A of the waterproof sheet 142, and is in contact with the space above the waterproof sheet 142.
  • the probe holder 147 is fixed to the lower surface of the top of the waterproof sheet 142 with an adhesive. As described above, since the O-ring and the adhesive are arranged at the boundary between each component constituting the actuator case 140 and another component, the inside of the actuator case 140 has a watertight structure, and the measurement probe 100B is waterproof.
  • the middle ear sound transmission characteristic evaluation system 2 of the present embodiment includes an excitation step S10, an evaluation item determination step S11, a voltage measurement step S12, a mobility evaluation step S13, a cochlear microphone potential detection step S14, an amplification step S15, and a vibration transmission efficiency.
  • a series of processing including an evaluation step S16, an output step S17, a data confirmation step S18, a data accumulation step S19, and a surgery content proposal step S20 is executed. Note that steps S10 to S17 are the same as those described above, and thus description thereof will be omitted.
  • the operation content proposal unit 333 confirms whether data necessary for proposing the operation content is available.
  • the data necessary for suggesting the operation content refers to the sensor voltage value and the potential value of the cochlear microphone.
  • the surgery content suggestion unit 333 may use only one of the sensor voltage value and the potential value of the cochlear microphone, or may use both of them when suggesting the optimal surgery content.
  • the process proceeds to the data accumulation step S19, and it is determined that the necessary data is not complete (S18). NG), and returns to the evaluation item determination step S11.
  • a data accumulation step S19 the sensor voltage value, the potential value of the cochlear microphone, and the content of the operation, which are confirmed in the data confirmation step S18, are accumulated in the database 700B.
  • the data output in the output step S17 can be stored in the database 700B.
  • the sensor voltage value measured during and after the treatment and the potential value of the cochlear microphone may be accumulated. Further, in the data accumulation step S19, the mobility analysis value calculated by the numerical simulation and the contents of the symptoms assumed in the analysis may be accumulated. In this case, mobility analysis values calculated by separately performing FEM (finite element method) analysis can be used.
  • FEM finite element method
  • the sensor voltage value and the potential value stored in the database 700B are stored based on at least one of the sensor voltage value measured before the treatment and the measured potential value.
  • the optimum operation contents are proposed. This makes it possible to select a place and a method for performing treatment on the middle ear of the patient using the most similar data from the stored data.
  • the sensor voltage value measured during and after the treatment and the potential value of the cochlear microphone may be referred to. This makes it possible to immediately evaluate the middle ear sound transmission characteristics that change over the course of the operation, and determine whether the treatment location is correct for the patient's middle ear and whether the treatment is correct. You can check it on the spot.
  • the mobility and vibration transmission efficiency of the ossicle 900 can be quantitatively evaluated during the middle ear operation using the probe 103, and thus the degree of hearing recovery Middle ear surgery can be performed while determining quantitatively. Furthermore, based on the information accumulated in the database 700B, the operation content proposal unit 333 proposes a place to be treated and a method thereof, so that even if the surgeon's experience value is not so large, Appropriate surgery can be performed using the contents and analysis values of the surgery accumulated in the past.
  • the database 700B includes the sensor voltage value output by the force sensor before the treatment, the potential value detected from the electrode 600, and The contents of the operation are accumulated. Then, based on at least one of the sensor voltage value measured before the operation and the measured potential value, the operation content proposal unit 333 stores the sensor voltage value and the potential value stored in the database 700B. By referring to the values and the contents of the operation, the optimum operation contents are proposed. For this reason, it is possible to easily identify a defective portion and select a treatment by utilizing the experience in the past operation, and to propose the most suitable operation content.
  • the database 700B includes an assumed symptom and a mobility analysis value as a value of mobility at the time of the symptom, and the operation content proposal unit 333 uses the information to determine an optimal operation content. suggest. Therefore, even in the case where the accumulation of the actual values is small, it is possible to propose the optimal operation content using the mobility analysis value obtained by the numerical simulation.
  • the database 700B accumulates the sensor voltage values measured during and after the treatment and the potential values detected by the cochlear microphone, and the operation content proposal unit 333 uses the information to optimize the operation. Propose the content. Therefore, the operation can be performed while confirming the state of the mobility and the vibration transmission efficiency during and after the operation, so that a more reliable operation method can be selected.
  • the fulcrum metal fitting 109C is formed so as to cover the probe 103 from both sides in the left-right direction, and includes a rotating shaft 150 that supports the probe 103 rotatably in the vertical direction. I have.
  • the rotating shaft 150 is arranged to penetrate the probe 103 and the fulcrum metal fitting 109C. Therefore, the probe 103 is always connected to the fulcrum fitting 109C by the rotation shaft 150, and when the probe 103 vibrates, it is possible to reliably suppress the probe 103 from coming off the fulcrum fitting 109C. Can be.
  • the measurement probe 100B includes a metal frame 180 having an accommodation recess for accommodating the fulcrum metal fitting 109C while supporting the probe 103. For this reason, the mass and rigidity of the entire measurement probe 100B can be increased, and the vibration of the measurement probe 100B due to the vibration of the actuator 116 can be suppressed from being generated as noise.
  • the metal frame 180 has a built-in fixing magnet 235 for fixing the fulcrum fitting 109C. For this reason, the metal frame 180 can be held by the fulcrum fitting 109C by the magnetizing force of the fixing magnet 235, while the fulcrum fitting 109C is made detachable from the metal frame 180. Accordingly, the displacement of the probe 103 can be suppressed while ensuring the ease of replacement of the probe 103, and the convenience of the measurement probe 100B can be improved.
  • the tip of the probe 103 is provided with a cover having an opening 160 formed so as to protrude outward, and a metal cap 170 is detachably attached to the opening 160 of the cover. Therefore, for example, when the measurement probe 100B is covered with a sterilization sheet, only the metal cap 170 is heated and disinfected, and then the sterilization sheet covering the upper cover and the lower cover A106 is opened using the metal cap 170. It can be fixed to the part 160. Thus, even when it is difficult to heat and disinfect the entire measurement probe 100B made of electronic components, it can be used in a clean state.
  • the measurement probe 100B includes an actuator case 140 that covers the actuator 116, and the inside of the actuator case 140 has a watertight structure. For this reason, even in the case where blood or body fluid of the patient enters the inside of the measurement probe 100B through the probe 103 in the operation, the electronic components arranged inside the actuator case 140 are disturbed. That can be avoided.
  • the present embodiment shows a configuration in which the operation content proposal unit 333 proposes the optimal operation content based on at least one of the measured sensor voltage value and the potential value of the cochlear microphone.
  • the operation content proposal unit 333 proposes the optimal operation content based on at least one of the measured sensor voltage value and the potential value of the cochlear microphone.
  • it is not limited to such an embodiment. That is, as an index indicating the magnitude of the measured sensor voltage value, the value of the mobility evaluation level classified by the mobility evaluation unit 331 may be used, or as an index indicating the magnitude of the potential value of the cochlear microphone, The value of the vibration transmission efficiency evaluation level classified by the vibration transmission efficiency evaluation unit 332 may be used.
  • the present invention is not limited to such a mode.
  • the subsequent steps may be performed using the potential value detected from the cochlear microphone without performing the amplification step S15.
  • a probe probe 103
  • An actuator actuator 116 for vibrating the probe
  • a force sensor pieoelectric sensor 117, charge amplifier 112 that outputs a voltage corresponding to a reaction force applied to the actuator when the tip portion (tip portion 103b) of the probe contacts the ossicle (ossicle 900).
  • a measurement probe including: A mobility evaluation unit (mobility evaluation unit 331) that classifies the mobility of the ossicles into any of a plurality of levels of mobility evaluation levels based on the voltage output from the force sensor; An electrode (electrode 600) installed at or near the cochlea window for detecting a cochlear microphone potential when the probe is vibrating the ossicle; An amplifier (amplifier 500) for amplifying the detected cochlear microphone potential; A vibration transmission efficiency evaluation unit (vibration transmission efficiency evaluation unit 332) that classifies the vibration transmission efficiency of the ossicles into one of a plurality of stages of vibration transmission efficiency evaluation levels based on the amplified cochlear microphone potential; An output unit that outputs the value of the mobility evaluation level classified by the mobility evaluation unit and the value of the vibration transmission efficiency evaluation level classified by the vibration transmission efficiency evaluation unit (output unit 800, audio output unit 340, Display device 400); (Earth ear sound transmission characteristic evaluation system 1).
  • the middle ear sound transmission characteristic evaluation system further including: a database (database 700) that stores the value of the mobility evaluation level and the value of the vibration transmission efficiency evaluation level as evaluation data.
  • the mobility evaluation unit obtains the magnitude of a specific frequency component of the voltage output from the force sensor, and determines the mobility of the ossicle based on the magnitude at a plurality of levels of mobility evaluation levels.
  • the middle ear sound transmission characteristic evaluation system according to any one of (1) to (3), wherein the system is classified into any of (1) to (3).
  • the vibration transmission efficiency evaluation unit obtains the magnitude of a specific frequency component of the voltage output from the amplifier, and based on the magnitude, determines the vibration transmission efficiency of the ossicles in a plurality of stages.
  • the middle ear sound transmission characteristic evaluation system according to any one of (1) to (4), wherein the system is classified into any of the evaluation levels.
  • the probe is detachably supported by a fixed fulcrum and the force sensor at two points near the center of gravity and at the base end (base end 103c).
  • the actuator gives a vibration of a constant amplitude around a fulcrum near the center of gravity of the probe
  • the force sensor includes a piezoelectric sensor (piezoelectric sensor 117) and a charge amplifier (charge amplifier 112).
  • the piezoelectric sensor generates a charge signal by applying a force applied to the probe by the actuator by the probe.
  • the charge amplifier converts the generated charge signal into a voltage and outputs the voltage.
  • the middle ear sound transmission characteristic evaluation system according to (4), wherein the mobility evaluation unit performs frequency analysis based on a voltage output from the measurement probe to obtain a magnitude of the specific frequency component.
  • the probe has a dent (dent 103a) formed near its center of gravity,
  • the measurement probe is The middle ear sound transmission characteristic evaluation system according to (6) or (7), further including an elastic body (leaf spring 107) elastically in contact with the probe.
  • the actuator vibrates the probe at a frequency of 5 Hz or more;
  • the middle ear sound transmission characteristic evaluation system according to any one of (6) to (8), wherein the specific frequency component is a frequency component of 5 Hz or more.
  • the measurement probe is a stiffness / inertial force applying member for applying to the measurement probe rigidity capable of keeping the relative position between the fulcrum and the actuator constant and inertial force capable of withstanding vibration of the actuator.
  • the middle ear sound transmission characteristic evaluation system according to any one of (6) to (9), including the lower cover A106).
  • a vibration step S10 of bringing the tip of the probe vibrated by the actuator into contact with the ossicles to vibrate the ossicles
  • a voltage measurement step S12 of outputting a voltage corresponding to a reaction force applied to the actuator when the tip of the probe contacts the ossicle.
  • a mobility evaluation step (mobility evaluation step S13) of classifying the mobility of the ossicles into any one of a plurality of mobility evaluation levels based on the voltage;
  • a cochlear microphone potential detecting step (cochlear microphone potential detecting step S14) in which an electrode is placed at or near the cochlear window, and a cochlear microphone potential is detected when the ossicle is vibrated in the excitation step.
  • An amplification step (amplification step S15) of amplifying the detected cochlear microphone potential;
  • a middle ear sound transmission characteristic evaluation method having:

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

本発明の中耳伝音特性評価システムは、探針と、探針を振動させるアクチュエータ、および探針の先端部を耳小骨に接触させたときにアクチュエータにかかる反力に応じた電圧を出力する力センサを含む計測プローブと、蝸牛窓または蝸牛窓近傍に設置し、探針により耳小骨に振動を与えているときの蝸牛マイクロホンの電位値を検出するための電極と、手術による処置前において力センサが出力したセンサ電圧値、電極から検出された電位値、および手術の内容を蓄積するデータベースと、手術前において計測されたセンサ電圧値、および計測された電位値のうちの少なくともいずれか一方の大きさに基づいて、データベースに蓄積されたセンサ電圧値、電位値、および手術の内容を参照して、最適な手術内容を提案する手術内容提案部と、を備えている。

Description

中耳伝音特性評価システム、中耳伝音特性評価方法、および計測プローブ
 本発明は、耳小骨可動性計測及び蝸牛マイクロホン電位計測により中耳の伝音特性を評価する中耳伝音特性評価システムおよび中耳伝音特性評価方法、および計測プローブに関する。
 人の耳は、外耳道に入った音によって鼓膜が振動し、この鼓膜の振動を鼓室内にある3つの耳小骨すなわち、つち骨、きぬた骨及びあぶみ骨を順次介して蝸牛に伝達することにより、当該蝸牛において音の高低に応じた信号を生成し、その信号を、蝸牛神経を通して脳に伝えることにより音として感知するように構成されている。
 正常耳においては、耳小骨が正常な可動性を維持しているため、鼓膜の振動を適正に伝達させることができる。ところが、例えば疾病や加齢の影響により、当該耳小骨のいずれか1つ又は複数が正常な可動性を保持できなくなると、鼓膜の振動を適正に伝達させることができなくなるため、伝音障害による聴力低下が生じる。
 そこで、聴力を回復させるために、耳小骨の可動性を正常な状態に復元する中耳手術が行われる。この種の中耳手術において、術式決定に必要な固着部位の特定及び固着の程度の判断は、術者が探針を操作して耳小骨を押し動かす方法により行われる(特許文献1参照)。また、外科手術による聴力の回復の程度を評価する方法として、探針を用いた触診により耳小骨の可動性の回復の程度を評価することや、手術後の聴力測定により、実際の伝音特性の回復の程度を評価することが行われていた。
特開2006-136419号公報
 しかしながら、耳小骨の手術においては、不具合のある箇所の特定、およびどういった処置を行うべきかの判断が難しく、手術を行う医師の経験に依存する部分が大きい。このため、例えば経験の少ない医師等では、不具合のある箇所の特定、および処置内容の決定が困難であり、最適な手術内容を選択することに改善の余地があった。
 そこで、本発明は、不具合のある箇所の特定、および処置の選択を容易にし、最適な手術内容を提案することができる中耳伝音特性評価システムおよび中耳伝音特性評価方法を提供する。
 本発明に係る探針と、中耳伝音特性評価システムは、探針を振動させるアクチュエータ、および探針の先端部を耳小骨に接触させたときにアクチュエータにかかる反力に応じた電圧を出力する力センサを含む計測プローブと、蝸牛窓または蝸牛窓近傍に設置し、探針により耳小骨に振動を与えているときの蝸牛マイクロホンの電位値を検出するための電極と、手術による処置前において力センサが出力したセンサ電圧値、電極から検出された電位値、および手術の内容を蓄積するデータベースと、手術前において計測されたセンサ電圧値、および計測された電位値のうちの少なくともいずれか一方の大きさに基づいて、データベースに蓄積されたセンサ電圧値、電位値、および手術の内容を参照して、最適な手術内容を提案する手術内容提案部と、を備えている。
 また、データベースは、耳小骨に想定される症状と、その時の可動性の値として数値シミュレーションにより算出された可動性解析値と、を蓄積し、手術内容提案部は、手術前において計測されたセンサ電圧値の大きさに基づいて、データベースに蓄積された想定される症状、および可動性解析値を参照して、最適な手術内容を提案してもよい。
 また、データベースは、手術による処置中、および処置後において力センサが出力したセンサ電圧値、電極から検出された電位値を更に蓄積し、手術内容提案部は、処置前、処置中、および処置後において計測されたセンサ電圧値、および電位値のうちの少なくともいずれかの大きさに基づいて、データベースに蓄積されたセンサ電圧値、電位値、および手術の内容を参照して、最適な手術内容を提案してもよい。
 また、力センサから出力されたセンサ電圧値に基づいて、耳小骨の可動性を複数段階の可動性評価レベルのいずれかに分類する可動性評価部と、検出した蝸牛マイクロホンの電位値を増幅する増幅器と、増幅した電位値に基づき、耳小骨の振動伝達効率を複数段階の振動伝達効率評価レベルのいずれかに分類する振動伝達効率評価部と、可動性評価部により分類された可動性評価レベルの値および振動伝達効率評価部により分類された振動伝達効率評価レベルの値を出力する出力部と、を備え、データベースは、可動性評価レベルの値、および振動伝達効率評価レベルの値を蓄積してもよい。
 また、可動性評価部は、力センサから出力された電圧の特定の周波数成分の大きさを求め、当該大きさに基づいて耳小骨の可動性を複数段階の可動性評価レベルのいずれかに分類してもよい。
 また、アクチュエータは、5Hz以上の周波数で探針を振動させ、可動性評価部は、特定の周波数成分を5Hz以上の周波数成分としてもよい。
 また、振動伝達効率評価部は、増幅器から出力された電圧の特定の周波数成分の大きさを求め、当該大きさに基づいて耳小骨の振動伝達効率を複数段階の振動伝達効率評価レベルのいずれかに分類してもよい。
 また、本発明に係る中耳伝音特定評価方法は、アクチュエータにより振動させた探針の先端部を耳小骨に接触させることにより耳小骨に振動を与える加振ステップと、探針の先端部を耳小骨に接触させたときのアクチュエータにかかる反力に応じた電圧を出力する電圧測定ステップと、蝸牛窓または蝸牛窓近傍に電極を設置し、加振ステップにより耳小骨に振動を与えているときの蝸牛マイクロホンの電位値を検出する蝸牛マイクロホン電位検出ステップと、手術による処置前において電圧測定ステップにより出力したセンサ電圧値、蝸牛マイクロホン電位検出ステップにより検出された電位値、および手術の内容をデータベースに蓄積するデータ蓄積ステップと、手術前において計測されたセンサ電圧値、および計測された電位値のうちの少なくともいずれか一方の値に基づいて、データベースに蓄積されたセンサ電圧値、電位値、および手術の内容を参照して、最適な手術内容を提案する手術内容提案ステップと、を備えてもよい。
 また、本発明に係る計測プローブは、探針と、探針を支持する支点用金具と、探針を振動させるアクチュエータと、探針の先端部を耳小骨に接触させたときにアクチュエータにかかる反力に応じた電圧を出力する力センサと、を含み、アクチュエータは、探針の重心付近の支点を中心として一定振幅の振動を与え、力センサは、圧電センサおよびチャージアンプを含み、圧電センサは、アクチュエータが探針から耳小骨に与えている力の反力を電荷信号に変換し、チャージアンプは、電荷信号を電圧に変換して出力する。
 また、アクチュエータは、5Hz以上の周波数で探針を振動させてもよい。
 また、支点とアクチュエータとの相対位置を一定に保ち得る剛性およびアクチュエータの振動に抗し得る慣性力とを計測プローブに付与する剛性・慣性力付与部材を備えてもよい。
 また、探針は、その重心付近と基端部の2点において、固定支点と力センサにより取り外し可能に支持され、探針は、その重心付近に窪みが形成され、支点用金具は、窪みに嵌まりながら探針を支持し、かつ探針と着磁力により吸着される支持部を備えてもよい。
 また、探針に弾性的に接する弾性体を備え、弾性体により、探針がマグネットに付勢されてもよい。
 また、窪みの内面は、球面上をなし、マグネットは球体状をなしてもよい。
 また、探針は、その重心付近と基端部の2点において、固定支点と力センサにより取り外し可能に支持され、窪みの内面は、前記探針が延びる方向に沿う縦断面視で三角形状をなし、マグネットは、縦断面視で三角形状をなしてもよい。
 また、支点用金具は、探針を左右方向の両側から覆うように形成されるとともに、上面視で探針と直交して延び、かつ探針を上下方向に回動自在に支持する回転軸を備え、回転軸は、探針および支点用金具を貫くように配置されてもよい。
 また、探針を支持した状態で、支点用金具が収容される収容凹部を備えた金属フレームを備え、金属フレームには、支点用金具を固定する固定用マグネットが内蔵されてもよい。
 また、探針の先端部が、外側に向けて突き出すように形成された開口部を有するカバーを備え、開口部には、開口部と同軸をなす筒状の金属キャップが着脱自在に取り付けられてもよい。
 また、アクチュエータを覆うアクチュエータケースを備え、アクチュエータケースの内側は、水密構造となってもよい。
 本発明の中耳伝音特性評価システム及び中耳伝音特性評価方法によれば、探針を用いた中耳手術の術中に耳小骨の振動伝達効率を定量的に評価することができるので、聴力回復の程度を定量的に判断しつつ中耳手術を行うことができる。
 また、データベースには、処置前において力センサが出力したセンサ電圧値、電極から検出された電位値、および前記手術の内容が蓄積されている。そして、手術内容提案部が、手術前において計測されたセンサ電圧値、および計測された前記電位値のうちの少なくともいずれか一方の値に基づいて、データベースに蓄積されたセンサ電圧値、電位値、および手術の内容を参照して、最適な手術内容を提案する。このため、過去の手術における経験を活用して、不具合のある箇所の特定、および処置の選択を容易にし、最適な手術内容を提案することができる。
本発明の第1実施形態に係る中耳伝音特性評価システムの構成を示すシステム図である。 図1に示す中耳伝音特性評価システムの機能構成を示すブロック図である。 本発明の計測プローブの第1構造例における内部構造の概念を示す概念図である。 本発明の計測プローブの第2構造例における分解斜視図である。 図4に示す計測プローブの斜視図である。 (a)図4に示す計測プローブの平面図である。(b)図4に示す計測プローブの側面図である。 図4に示す計測プローブの断面図である。 本発明の第1実施形態に係る中耳伝音特性評価システムが実行する処理を示すフローチャートである。 本発明の第1実施形態に係る力センサの斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る探針及び支点用金具の断面図である。 図10に示す支点用金具の変形例における(a)探針を外した状態の斜視図、(b)探針を取り付けた状態の断面図である。 本発明の第2実施形態に係る中耳伝音特性評価システムの構成を示すシステム図である。 本発明の第2実施形態に係る中耳伝音特性評価システムの機能構成を示すブロック図である。 解析シミュレーションのモデルを説明する図である。 本発明の計測プローブの第3構造例における分解斜視図である。 図15に示す計測プローブの斜視図である。 (a)図16に示す計測プローブの平面図である。(b)図16に示す計測プローブの側面図である。 図17(b)に示す計測プローブの断面図である。 図18に示す支点用金具周辺の一部の構成を示す拡大斜視図である。 図18に示す先端部周辺の断面図である。 図18に示すアクチュエータケース周辺の断面図である。 本発明の第2実施形態に係る中耳伝音特性評価システムが実行する処理を示すフローチャートである。
(第1実施形態)
 以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。
 (中耳伝音特性評価システム1の構成)
 図1は、中耳伝音特性評価システム1の構成の一例を示すシステム図である。
 図1に示すように、中耳伝音特性評価システム1は、計測プローブ100、情報処理装置300、表示装置400(400a、400b)、増幅器500、電極600及びデータベース700を備えて構成される。なお、図1において、情報処理装置300を1台のみ示しているが、情報処理装置300は複数台存在してもよい。また、図1において、表示装置400を、表示装置400a、400bの2台示しているが、1台でもよくまた、3台以上存在してもよい。なお、以下においては、特に区別の必要がない場合に、表示装置を総称して、表示装置400と記載する。また、中耳伝音特性評価システム1において、表示装置400と後述する情報処理装置300の音声出力部340とを、耳小骨900の可動性の及び振動伝達効率の評価結果を出力(表示、音声出力等)するものとして総称して出力部800と記載する。
 計測プローブ100は、耳小骨900に接触し、振動を与える加振装置としての探針103と、探針103を振動させるアクチュエータ116(図3)と、探針103を耳小骨900に接触させたときにアクチュエータ116にかかる反力に応じた電圧を出力する力センサ(圧電センサ117、チャージアンプ112)(図3)とを備えて構成される。
 情報処理装置300は、計測プローブ100、表示装置400、増幅器500、データベース700、等と有線または無線により接続され、これらの周辺装置および周辺機器からの情報処理要求を受けて情報処理を行うコンピュータ機器である。情報処理装置300は、汎用のコンピュータ機器であっても、中耳伝音特性評価システム1専用のコンピュータ機器であってもよい。
 表示装置400は、情報処理装置300に接続され、情報処理装置300から出力された表示情報を画面表示させるディスプレイ装置であれば、どのような装置でもよい。表示装置400は、情報処理装置300が評価した耳小骨900の可動性の評価結果(分類された可動性評価レベルの値)及び耳小骨900の振動伝達効率の評価結果(分類された振動伝達効率評価レベルの値)を表示する。
 増幅器500は、電極600が計測した蝸牛マイクロホン電位を増幅する差動増幅器等のアンプ機器であればよい。
 電極600は、蝸牛窓または蝸牛窓近傍に設置でき、蝸牛マイクロホン電位(CM)を計測できる電極であればよい。
 データベース700は、情報処理装置300が評価した耳小骨900の可動性の評価結果(可動性評価レベルの値)及び耳小骨900の振動伝達効率の評価結果(振動伝達効率評価レベルの値)を評価データとして蓄積する。データベース700は、手術による処置前、処置中及び処置後の評価データを蓄積する。
 上記のように構成された中耳伝音特性評価システム1は、計測プローブ100の探針103を振動させ、計測対象である耳小骨900に接触させたときに計測プローブ100にかかる反力を電圧として情報処理装置300に入力する。情報処理装置300は、入力された当該電圧に基づき、耳小骨900の可動性を評価する。より詳細には、情報処理装置300は、計測プローブ100から出力された電圧に基づいて、耳小骨900の可動性を複数段階の可動性評価レベルのいずれかに分類する。そして、情報処理装置300は、分類した可動性評価レベルの値を表示装置400bに表示させる。
 図1の例では、可動性評価レベルの値として「3」が表示装置400bに表示されている。可動性評価レベルが例えば「1」から「5」の5段階あり、「5」は可動性が最良という評価結果を示すものとすると、「4」、「3」、「2」、「1」と値が小さくなるほどより可動性が悪いという評価結果を示すことができる。この場合、「1」は、可動性が最悪(完全固着)という評価結果を示す。このように耳小骨900の可動性の評価結果を、可動性評価レベルの値で示すことにより、術者が術前および術中に、耳小骨900の可動性の程度を定量的に確認することができ、術式の決定等を効率良く行うことができる。また、このような構成によれば、耳小骨900の可動性の評価結果を、可動性評価レベルの値と共にグラフを画面表示し、必要に応じて音声により術者に通知することにより、術中でも容易に耳小骨900の可動性を診断することができる。
 また、上記のように構成された中耳伝音特性評価システム1は、蝸牛窓901に電極600を設置した状態で、計測プローブ100を鼓膜、耳小骨900または耳小骨900の替わりに挿入した人工耳小骨等に接触させて振動を与え、当該振動を与えたときに電極600に生じる蝸牛マイクロホン電位を計測し、当該電位を増幅器500で増幅して情報処理装置300に入力する。情報処理装置300は、入力された当該電位に基づいて、耳小骨900の振動伝達効率を複数段階の振動伝達効率評価レベルのいずれかに分類する。そして、情報処理装置300は、分類した振動伝達効率評価レベルの値を表示装置400aに表示させる。
 図1の例では、振動伝達効率評価レベルの値として「2」が表示装置400aに表示されている。振動伝達効率評価レベルが例えば「1」から「5」の5段階あり、「5」は振動伝達効率が最良という評価結果を示すものとすると、「4」、「3」、「2」、「1」と値が小さくなるほどより振動伝達効率が悪いという評価結果を示すことができる。この場合、「1」は、振動伝達効率が最悪という評価結果を示す。このように耳小骨900の振動伝達効率の評価結果を、振動伝達効率評価レベルを表す数値で示すことにより、術中に中耳の伝音特性を定量的に評価することができる。したがって、術者は、術中に振動伝達効率評価レベルの値が所定値以上(例えば「4」以上)になったことを確認することで、聴力が回復したと判断して手術を終了することができる。これにより、再手術のリスクが軽減される。
 また、上記のように構成された中耳伝音特性評価システム1は、情報処理装置300が評価した評価結果すなわち、耳小骨900の可動性の評価結果(可動性評価レベルの値)及び耳小骨900の振動伝達効率の評価結果(振動伝達効率評価レベルの値)を、評価データとしてデータベース700に蓄積する。治験数が増えるにつれて、データベース700には、多くの患者の評価データが蓄積されていく。このように、多くの患者の評価データがデータベース700に蓄積されることにより、術者は、最適術式等を決める上での判断材料となりうる有益な情報をデータベース700から収集することが可能となる。特に、手術中における耳小骨900の可動性及び振動伝達効率の評価データ(術中評価データ)を得ることが可能になったことで、術中評価データ及び術前・術中・術後の評価データからなるデータベース700を構築することが可能となる。医師は、術前・術中・術後にデータベース700を参照することで、診断・治療に関する支援を受けることが可能となる。また、データベース700をビッグデータ化し、そのデータ参照システムにAI(Artificial Intelligence)技術を取り入れたユーザインタフェースを採用することにより、医師は、診断・治療に関するより適切且つ高度な支援を受けることが可能となる。
 また、上記のように構成された中耳伝音特性評価システム1によれば、治験数が増えるにつれて、耳小骨900の可動性の評価結果が数値すなわち可動性評価レベルの値としてデータベース700に大量に蓄積されていくので、データベース700に蓄積された大量のデータに基づいて統計処理を行うことで、可動性評価レベルの値を耳小骨900の可動性の評価指標として標準化することが可能となる。
 また、上記のように構成された中耳伝音特性評価システム1によれば、治験数が増えるにつれて、耳小骨900の振動伝達効率の評価結果が数値すなわち振動伝達効率評価レベルの値としてデータベース700に大量に蓄積されていくので、データベース700に蓄積された大量のデータに基づいて統計処理を行うことで、振動伝達効率評価レベルの値を耳小骨900の振動伝達効率の評価指標として標準化することが可能となる。
 また、上記のように構成された中耳伝音特性評価システム1によれば、術前・術中・術後の評価データを、術式に関するデータと共にデータベース700に蓄積していくことができる。治験数が増えるにつれて、術前・術中・術後の評価データ及び術式に関するデータがデータベース700に大量に蓄積されていくので、データベース700に蓄積された大量のデータを用いて、機械学習システムに最適術式判断を学習させることができる。当該機械学習システムによる学習が実用可能なレベルに達したならば、中耳手術の術前又は術中に、学習結果に基づいて最適な術式を提示する中耳手術支援システムの実現が可能となる。なお、最適術式判断の学習に使用する機械学習システムは、中耳伝音特性評価システム1のための専用の機械学習システムであっても、汎用の機械学習API(Application Programming Interface)を用いた機械学習システムであってもよい。
(情報処理装置300の構成)
 以下、情報処理装置300の構成について詳細に説明する。
 図2は、情報処理装置300の構成の一例を示すブロック図である。図2に示すように、情報処理装置300は、通信部310と、I/O部320と、制御部330と、音声出力部340及び記憶部350を備えて構成される。
 通信部310は、ネットワークを介して、制御部330の制御に従い、周辺装置および他の情報処理装置と通信(各種メッセージの送受信等)を実行する機能を有する。具体的には、通信部310は、ネットワークを介して、制御部330の制御に従い、各部から伝達されたメッセージを他の装置へ送信し、他の装置からメッセージを受信し、当該受信したメッセージを他の部に伝達する。当該通信は有線、無線のいずれでもよく、また、互いの通信が実行できるのであれば、どのような通信プロトコルを用いてもよい。さらに、当該通信は、セキュリティを確保するために、暗号化処理を施してもよい。ここでいう「メッセージ」には、テキスト、画像(写真、イラスト)、音声、動画等およびこれらに付帯する情報(テキスト、画像、音声、動画に付帯する日付および位置等に関する情報)が含まれる。
 I/O部320は、制御部330の制御に従い、他の機器、他の装置または媒体と、無線または有線による接続する機能を有する。I/O部320は、具体的には、WiFi(Wireless Fidelity)、HDMI(登録商標)(High-Definition Multimedia Interface)、USB(Universal Serial Bus)、電源コネクタ、I2C(Inter-Integrated Circuit)等の接続装置をいう。
 制御部330は、各部を制御する機能を有するプロセッサである。制御部330は、可動性評価部331及び振動伝達効率評価部332を備えて構成される。制御部330は、記憶部350に記憶されているプログラム及びデータに従って各部を動作させる。
 可動性評価部331は、計測プローブ100から出力された電圧に基づき、FFT解析をして、特定の周波数成分値を求める。「FFT解析」とは、高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform)による解析をいい、周波数ごとの成分値を解析して求めることができる。可動性評価部331は、具体的には、ADコンバータを含み、計測プローブ100から出力された電圧を、当該ADコンバータがデジタル信号の電圧情報に変換し、当該電圧情報をFFT解析する。ADコンバータとして、情報処理装置300に内蔵されたAD変換回路を用いてもよいし、外付けのAD変換器を用いてもよい。
 この実施形態では、計測プローブ100は、術中に術者が手で保持して計測するハンドピースとして用いることを想定しており、そのとき、手振れによる影響を考慮する必要がある。計測プローブ100から出力された電圧に及ぼす手振れの影響を低減するために、一例として、当該特定の周波数成分値を5Hz以上とする。また、さらに好ましくは、可聴域を考慮して、計測プローブ100が耳小骨900に与える振動の加振周波数を可聴域の下限である20Hzとする。このとき、可動性評価部331は、アクチュエータ116が探針103に与える振動の加振周波数(アクチュエータ116への入力周波数)と等しい電圧情報の成分値を、当該特定の周波数成分値として求める。具体的には、例えば、可動性評価部331において、アクチュエータ116の加振周波数を20Hzとした場合、電圧情報における各波形の20Hzの周波数成分の値を、当該特定の周波数成分値として求る。これにより、可聴域まで周波数をあげると蝸牛障害等を引き起こす可能性があるが、可聴域まで周波数をあげることなく手振れの影響を低減することができる。換言すれば、可動性評価部331によるFFT解析によって、計測プローブ100が出力する電圧から手振れの影響を除外できるため、計測プローブ100を術者が手で保持した状態で計測可能であり、術中に簡便に計測できる。
 ここで、可動性評価部331におけるFFT解析に関して、図3に示すようにアブミ骨122とそれを支える靱帯121を模した校正器の可動性を、計測プローブ100によって計測した場合の結果を用いて説明する。当該校正器を計測プローブ100によって計測した結果、当該校正器の可動性が低下する(ばね定数が大きくなる)と、FFT解析の結果の20Hz成分が増加する。当該増加量により、耳小骨900の可動性を定量化する。5Hz以下に見られる周波数成分は手振れによるものであるが、20Hz成分とは明確に区別可能であるため、計測プローブ100を用いて手持ち計測でも、手振れによる影響をほとんど受けずに耳小骨900の可動性の評価が可能である。
 可動性評価部331は、特定の周波数成分値に基づき、耳小骨900の可動性(コンプライアンス)を評価する。具体的には、可動性評価部331は、計測プローブ100が耳小骨900に与える回転振動等の振動の加振周波数と等しい(アクチュエータ116への入力周波数と等しい)20Hzの周波数成分におけるコンプライアンスの大きさに基づき、耳小骨900の固着度合を評価する。具体的には、この例では、可動性評価部331は、20Hzの周波数成分におけるコンプライアンスの大きさに基づいて、耳小骨900の可動性を5段階の可動性評価レベル(「1」~「5」)のいずれかに分類する。
 なお、耳小骨900の可動性(コンプライアンス)Cは、アクチュエータ116が耳小骨900に与える変位をD[単位:m]と、アクチュエータ116が耳小骨900に当該変位を与えた際の反力をP[単位:N]とを用いて、次の式(1)により求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 振動伝達効率評価部332は、計測プローブ100が耳小骨900を振動させているときに増幅器500から出力された電圧に基づき、FFT解析をして、特定の周波数成分の蝸牛マイクロホン電位を求め、当該蝸牛マイクロホン電位の大きさに基づいて、耳小骨900の振動伝達効率を評価する。具体的には、この例では、振動伝達効率評価部332は、計測プローブ100から耳小骨900に入力される振動の周波数と等しい周波数成分の蝸牛マイクロホン電位の大きさに基づいて、耳小骨900の振動伝達効率を5段階の振動伝達効率評価レベル(「1」~「5」)のいずれかに分類する。なお、計測プローブ100から耳小骨900に入力される振動の周波数は、通常の可聴域に含まれる周波数であり、例えば125Hz~8000Hzである。
 制御部330は、可動性評価部331及び振動伝達効率評価部332による評価結果(可動性評価レベルの値、振動伝達効率評価レベルの値)を、I/O部320を介してデータベース700及び表示装置400に出力する。
 音声出力部340は、制御部330の制御に従い、音声を出力する機能を有する。音声出力部340は、可動性評価部331及び振動伝達効率評価部332による評価結果(可動性評価レベルの値、振動伝達効率評価レベルの値)を音声出力可能である。音声出力部340は、情報処理装置300に内蔵されたスピーカであってもよいし、外付けの音声出力デバイスであってもよい。
 記憶部350は、制御部330の制御に従い、情報処理装置300が動作するうえで必要とする各種プログラム、データおよびパラメータを記憶する機能を有する。記憶部350、具体的には、例えば、ROM、RAMで構成される主記憶装置、不揮発性メモリ等で構成される補助記憶装置、HDD(Hard Disc Drive)、SSD(Solid State Drive)、フラッシュメモリ等各種の記録媒体によって構成される。記憶部350は、例えば、制御部330の制御に従い、計測プローブ100から出力された電圧を、ADコンバータ(不図示)を介してデジタル信号に変換したデジタル信号の電圧情報として記憶してもよい。
(計測プローブ100の構成)
(第1構造例)
 第1構造例に係る計測プローブ100は、図3に示すように、探針103およびアタッチメント120を含んで構成される。また、アタッチメント120は、アクチュエータ116、圧電センサ117、ひずみゲージ118、探針固定用磁石119を含んで構成される。図3は、探針103をアタッチメント120に取り付けた状態を示す。図3には、説明のため、耳小骨900を構成するアブミ骨122及び靱帯121がモデル化して記載されている。
 探針103は、具体的には、耳科用探針を用いてもよい。実際に耳科手術等で使用している探針103を用いることで、術者が違和感なく耳小骨900の反力を計測することができる。アクチュエータ116は、具体的には、探針103を駆動するための変位拡大機構付き圧電アクチュエータ等を用いればいい。圧電センサ117は、具体的には、ピエゾ式圧電セラミックス等を用いればよい。
 探針103は、その重心付近と基端部103cの2点において、それぞれ固定支点と圧電センサ117により取り外し可能に支持されており、当該支持部分には、探針固定用磁石119を用いる。このように、探針103をアタッチメント120に取り付ける構成とすることにより、探針103の脱着が容易となり、例えば探針103のみ交換したり滅菌処理を施したりすることができるため、衛生面を向上させることができる。
 計測プローブ100は、具体的には、例えば、探針103の先端部103bの側部を耳小骨900に当てアクチュエータ116により重心付近の支点を中心として一定振幅の回転振動等の振動を探針103に与え、圧電センサ117により、アクチュエータ116が与えている力(すなわち探針103からの反力)を測定し、電圧を出力する。このような構成とすることで、アクチュエータ116による探針103の動きが、術者が通常計測時に行う動きと類似しているため、違和感なく耳小骨900の反力を計測することができる。
 計測プローブ100は、より具体的には、アクチュエータ116により、探針103を20Hzで振動させ、探針103の先端部103bを耳小骨900を構成するアブミ骨122に接触させたときに、アクチュエータ116にかかる反力を圧電センサ117で測定して、電圧を出力する。ここで、当該出力した電圧は、耳小骨900へ与える変位は蝸牛の保護の観点からすると可能な限り微小であったほうがよいため、計測プローブ100のアクチュエータ116が与える変位を40μm以下とし、実際の手術手技と同程度にし、チャージアンプ等(不図示)を用いて増幅して、当該測定した反力に比例した電圧を出力する。なお、アクチュエータ116の変位は、ひずみゲージ118により計測する。
(第2構造例)
 第2構造例に係る計測プローブ100は、図4に示すように、第1上カバー101、第2上カバーB102、探針103、ロック用ツマミ104、コードブッシュ105、下カバーA106、板バネ107(107a、107b)、タッピングネジ108(108a、108b、108c、108d、108e、108f、108g、108h)、支点用金具109、Eリング110、アクチュエータ116、チャージアンプ112、コード113、123、アクチュエータ用ホルダ114、標準ネジ115(115a、115b、115c)、圧電センサ117、支点用金具固定ピン111、を備えて構成される。第2構造例に係る計測プローブ100において、アタッチメント120は、支点用金具109、アクチュエータ116、圧電センサ117を含んで構成される。
 探針103は、細長い棒状で形成されている。探針103は、具体的には、耳科用探針等を用いればよく、固定支点として支点用金具109と、アクチュエータ116に取り付けられる圧電センサ117とに載置することでこれらの部品に支持され取り付けられる。これにより、通常術中に用いられる耳科用探針である探針103を、支点用金具109と、アクチュエータ116に取り付けられる圧電センサ117とに載置する(すなわち、探針103をアタッチメントに取り付ける)だけでよく、簡易に取り付けられて、定量的な耳小骨反力を計測することができ、使い勝手のよい計測プローブを提供することができる。また、探針103の先端部103bは直接、耳小骨900に触れるため、このように簡易な取り付けであれば、探針103の交換もしやすく衛生面の向上を図ることもできる。
 また、探針103には、図10に示すように、重心付近に窪み103aが形成されてもよい。図10の例では、支点用金具109は、球状に形成したマグネット136(支持部)と、マグネット136を嵌め込んで支持する土台135とを備えて構成される。そして、探針103の重心付近に、マグネット136が嵌め込まれるSR形状の窪み103aが形成されている。このような構成とすることで、支点用金具109に対して座りよく探針103を設置できる。また、探針103は、窪み103aの内面に部分接触(点接触)する球状のマグネット136によって支持されるため、探針103がアクチュエータ116により回転振動を与えられた際に回転方向に柔軟に動くことができる。また、探針103の計測プローブ100からの取り外し及び計測プローブ100への取り付けを容易とすることができる。また、マグネット136の磁力で探針103を支点用金具109に固定することができるため、探針103の計測プローブ100からの脱落を防止することができる。また、探針103を計測プローブ100から取り外して使用する際にも、窪み103が術者の持ち手の位置決めのためのしるしになり、術者が手で探針103を持つ際に、目視で確認しなくとも簡単に探針103の重心の付近の位置を特定できるため、使い勝手のよい探針を提供することができる。
 計測プローブ100は、探針103に弾性的に接する弾性体を備えてもよい。当該弾性体は、探針103に接して弾性抵抗力を付与するものであればどのようなものでもよい。この実施形態では、板バネ107を使用した場合について説明する。板バネ107は、探針103に弾性的に接して、弾性抵抗力を付与する。具体的には、板バネ107a、107bは、図4に示すように、タッピングネジ108a、108bによって第1上カバー101にネジ留めされており、第1上カバー101を第2上カバーB102にセットした際に、探針103に接するように取り付けられている。これにより、探針103がマグネット136に付勢されている。このような構成とすることで、探針103の慣性項を打ち消すことができ、精度よく耳小骨反力を計測することができる。また、このような構成とすることにより、板バネ107は交換可能となるため、使い勝手のよい計測プローブを提供することができる。
 支点用金具109は、探針103の固定支点として、図4に示すように、支点用金具固定ピン111により下カバーA106にピン留めされて取り付けられていてもよい。
 また、支点用金具109は、図10に示すように、球状に形成したマグネット136と、探針103の重心付近の窪み103aに嵌め込んで支持する土台135を含んで構成してもよい。ここで、マグネット136は、探針と着磁力により吸着されている。なお、このような態様に限られず、球状に形成した支持部を非磁性材料により形成し、支持部とは別にマグネットを設けてもよい。この場合には、支持部を、探針とマグネットにより挟み込むことで、支持部が、マグネットの着磁力により探針と吸着されてもよい。
 圧電センサ117は、探針103とアクチュエータ116に挟み込まれるように配置され、回転振動する探針103によってアクチュエータ116にかかる反力を測定する。測定した反力はチャージアンプ112に伝達され、チャージアンプ112が当該反力を電圧に変換して出力する。圧電センサ117は、具体的には、アクチュエータ116が探針103に与えている力の反力が探針103を介して加えられることで電荷信号を発生させる。このとき、チャージアンプ112は、当該発生した電荷信号を電圧に変換して出力する。圧電センサ117は、具体的には、圧電センサ(ピエゾ式圧電セラミックス)、積層圧電センサ等を用いればよい。
 また、圧電センサ117は、探針103を点支持ではなく、面又は線で支持してもよい。圧電センサ117が探針103を線で接触して支持する例について図9を用いて説明する。図9に示すように、圧電センサ117は、横ぶれ防止機構部131、マグネット132、センサ本体部133及びセンサ保持部134を備えて構成される。
 横ぶれ防止機構部131は、探針103の横ぶれを防止するための部材である。横ぶれ防止機構部131は、例えば、略円板状の部材であり、その上部には、略中央に、凹状の両サイドの高さを高くした探針受けを形成(言い換えれば、中央サイドに半円柱状の突起部分を、両サイドに中央サイドの突起部分より高さを高くした左右ブレ防止の突起部分を形成)してもよい。このような構成により、マグネット132の磁力によって、取り外し可能かつ拘束力をもって支持しつつ、両サイドに形成された突起部分の傾斜面により、探針103の芯を自動的にマグネット132に対して揃え、探針103の横ぶれを防止することができる。横ぶれ防止機構部131の材質は、軽量で一定の剛性があればどのような材質でもよく、例えばステンレス等を用いることが考えられる。
 マグネット132は、探針103を横ぶれ防止機構部131の凹状の探針受けに磁力で吸着し、安定に支持させるための部材である。マグネット132の材質は、探針103を、磁気的吸引力により取り外し可能に拘束し得るものであれば、どのような材質でもよく、例えば、ネオジム磁石等を用いることが考えられる。
 センサ本体部133は、圧電センサ117のセンサ本体である。センサ本体部133は、圧電効果を有する圧電素子を有し、探針103により加えられる力を電荷信号に変換して出力する。
 センサ保持部134は、センサ本体部133を保持(接着)する部材である。また、センサ保持部134は、1以上の丸溝(図9の例では、4か所ある丸溝)を設けて、センサ本体部133からの信号線(コード)を保持してもよい。
 また、圧電センサ117は、一例として、横ぶれ防止機構部131及びマグネット132とセンサ本体部133の間に非導電性の部材を挟んで構成してもよい。このような構成により、圧電センサ117のセンサ本体部133と横ぶれ防止機構部131を介した探針103との間に絶縁領域を設けることができ、耳小骨900周辺は電気的に非常にセンシティブであるため、より安全に、計測プローブ100の探針103を用いて耳小骨900に接触させることができる。
 アクチュエータ116は、図4に示すように、アクチュエータ用ホルダ114に格納されて、標準ネジ115によりアクチュエータ用ホルダ114にネジ留めされることで取り付けられている。アクチュエータ116は、具体的には、変位拡大機構付き圧電アクチュエータ等を用いればよい。
 チャージアンプ112は、アクチュエータ用ホルダ114にタッピングネジ108cによりネジ留めされて取り付けられており、アクチュエータ用ホルダ114はタッピングネジ108d、108e、108fにより下カバーA106にネジ留めされて取り付けられている。
 チャージアンプ112は、コード113、123が接続されており、コード113、123は、コードブッシュ105を通って外部の装置(情報処理装置300等)と接続する。なお、コードブッシュ105は、例えば六角ナット固定リブ等の固定手段を用いて、下カバーA106に取り付けてもよい。この様な構成とすることで、コードブッシュ105の取り付けが容易となる。また、チャージアンプ112は、アナログ演算及び増幅するOPアンプ部とアクチュエータに電源を供給するための電源供給部に分離して構成してもよく、それに伴い、コード113、123は、OPアンプ部に接続しアナログ信号を出力するための線(信号線)と電源供給部に接続しアクチュエータ116に電源を供給するための線(電源線)を分離して形成してもよい。このような構成により、OPアンプ部は、ノイズを拾ってしまう関係上、圧電センサ117の近傍に設ける必要があるが、それ以外の部分(電源供給部)については計測プローブ100の外に設けることで、計測プローブ100のハンドピース化において、よりコンパクトにすることができる。また、この様な構成により、信号線と電源線を分けたことで出力した信号に対する誘導ノイズの影響を低減することもできる。
 第2構造例に係る計測プローブ100は、第1上カバー101と第2上カバーB102を取り付け、第2上カバーB102と下カバーA106を取り付け、ロック用ツマミ104をEリング110によりEリング留めによって取り付けられて使用される。なお、第1上カバー101の一部と第2上カバーB102の一部はヒンジ機構を形成しており、当該ヒンジ機構により第1上カバー101と第2上カバーB102とが互いに連結された状態で回動することで、第2上カバーB102に対し第1上カバー101を開閉することが可能となっている。このような構成にすることによりタッピングネジ108a、108bによりネジ留めされている板バネ107a、107bが交換可能となり、使い勝手のよい計測プローブを提供することができる。
 計測プローブ100は、図4に示すように、加振装置は細長い棒状の探針103であり、探針103はその重心付近と基端部103cの2点において、固定支点と力センサにより支持され、アクチュエータ116は、探針103の重心付近の支点を中心として一定振幅の回転振動等の振動を与え、力センサは、圧電センサ117およびチャージアンプ112を含み、圧電センサ117はアクチュエータが探針103に与えている力を探針103により加えられることで電荷信号を発生させ、チャージアンプ112は、当該発生した電荷信号を電圧に変換して出力する。このような構成とすることで、耳小骨900の反力を計測することを可能とし、耳小骨固着耳の処置前後の可動性の改善度を評価することができ、術後成績の向上および再手術のリスクを低減することができる。
 第2構造例に係る計測プローブ100は、図5に示すように、術者が計測プローブ100の第2上カバーB102と下カバーA106を手に掴んで保持する際に握りやすいよう、第2上カバーB102および下カバーA106は、人間の手の握る形にそった形状を構成している。このような構成とすることにより、計測プローブ100をハンドピース化し、使い勝手のよい計測プローブ100を提供することができる。
 なお、図5において、説明のためロック用ツマミ104を第2上カバーB102の両側に取り付けた状態を示しているが、片側のみでロックすることができるよう、ロック用ツマミ104を左右のいずれかに設けてもよい。さらに、片側のみにロック用ツマミ104を設けた際、もう片方の側には、第2上下カバー102に対して第1上カバー101をワンタッチで上下に開閉するための開閉用ツマミを設けてもよい。
 図6(a)、図6(b)に示すように、計測プローブ100は、術者が計測プローブ100を手に掴んで保持する際に握りやすいよう、第2上カバーB102および下カバーA106が、人間の手の握る形にそった形状をなしている。このような構成とすることにより、計測プローブ100をハンドピース化し、使い勝手のよい計測プローブ100を提供することができる。また、計測プローブ100は、ハンドピース化して用いることを想定しており、その一例として、図6(b)に各部の寸法(単位はmm)を記載しているが、当該寸法の限りでなく、ハンドピースとして人間の手に握り易い寸法であればどのような寸法でもよい。
 また、下カバーA106は、支点用金具109(支点)とアクチュエータ116との相対位置を一定に保ち得る剛性及びアクチュエータ116の振動に抗し得る慣性力とを計測プローブ100に付与する剛性・慣性力付与部材として機能してもよい。支点用金具109とアクチュエータ116との相対位置を一定に保ち得る剛性及びアクチュエータ116の振動に抗し得る慣性力とを計測プローブ100に付与することにより、アクチュエータ116の振動の反動が作用することによる下カバーA106及び第2上カバーB102の振動及び計測プローブ100の振れを抑制し、圧電センサ117による検出精度を向上させることができる。
 下カバーA106を剛性・慣性力付与部材として機能させる方法として、下カバーA106を第2上カバーB102よりも剛性及び比重の大きい素材で形成する方法を挙げることができる。また、下カバーA106を剛性・慣性力付与部材として機能させる代わりに、下カバーA106の底部に例えば金属製の剛性・慣性力付与部材を取り付けてもよく、アタッチメント120のフレームを金属製の剛性・慣性力付与部材としてもよい。いずれの構成であっても、支点用金具109とアクチュエータ116との相対位置が一定に保たれ、且つアクチュエータ116の振動に抗し得る慣性力が計測プローブ100に付与されることにより圧電センサ117による検出精度を向上させることができる。
 また、下カバーA106は、計測プローブ100の重心を探針103の重心付近の支点よりも探針103の先端部103b側に位置づける重心位置付け部材として機能してもよい。計測プローブ100の重心が探針103の重心付近の支点よりも探針103の先端部103b側に位置づけられることにより、アクチュエータ116の振動の反動が作用することによる下カバーA106及び第2上カバーB102の振動を抑制し、圧電センサ117による検出精度を向上させることができる。
 下カバーA106を重心位置付け部材として機能させる方法として、下カバーA106を第2上カバーB102よりも比重の大きい素材で形成するとともに、下カバーA106の重心が探針103の重心付近の支点よりも探針103の先端部103b側に位置するように下カバーA106の厚みなどを選定する方法を挙げることができる。また、下カバーA106を重心位置付け部材として機能させる代わりに、下カバーA106の底部に例えば金属製の重心位置付け部材を取り付けてもよく、アタッチメント120のフレームを金属製の重心位置付け部材としてもよい。いずれの構成であっても、計測プローブ100の重心が探針103の重心付近の支点よりも探針103の先端部103b側に位置づけられることにより、下カバーA106及び第2上カバーB102の振動を抑制し、圧電センサ117による検出精度を向上させることができる。
 図7に示すように、探針103には板バネ107a、107bが上方から接している。また、探針103は、その重心付近と基端部103cの2点において支持されるよう、探針103の重心付近に位置する支点用金具109と圧電センサ117の2点によって支持されて取り付けられている。このような構成により、アクチュエータ116は、探針103に、その重心付近の支点を中心とした一定振幅の回転振動等の振動を、圧電センサ117を介して与えることができる。
(中耳伝音特性評価システム1が実行する処理)
 図8のフローチャートを参照して、本実施形態の中耳伝音特性評価システム1が実行する処理の一例について説明する。
 本実施形態の中耳伝音特性評価システム1は、加振ステップS10、評価項目判断ステップS11、電圧測定ステップS12、可動性評価ステップS13、蝸牛マイクロホン電位検出ステップS14、増幅ステップS15、振動伝達効率評価ステップS16、及び出力ステップS17からなる一連の処理を実行する。
 加振ステップS10は、アクチュエータ116により振動させた探針103の先端部103bを耳小骨900に接触させることにより耳小骨900に振動を与える処理ステップである。加振ステップS10は、電圧測定ステップS12及び蝸牛マイクロホン電位検出ステップS14の終了時まで継続される。
 評価項目判断ステップS11は、可動性を評価するか又は振動伝達効率を評価するかを判断する処理ステップである。ここで、「可動性を評価する」と判断された場合には、電圧測定ステップS12以降の処理が実行される。
 電圧測定ステップS12は、加振ステップS10により耳小骨900に振動を与えているときに探針103からアクチュエータ116にかかる反力に応じた電圧を測定し出力する処理ステップである。
 可動性評価ステップS13は、電圧測定ステップS12により測定された電圧に基づいて、耳小骨900の可動性を複数段階の可動性評価レベルのいずれかに分類する処理ステップである。
 出力ステップS17は、可動性評価レベルの値及び振動伝達効率評価レベルの値を出力する処理ステップである。この場合、出力ステップS17では、可動性評価ステップS13により分類された可動性評価レベルの値を出力する処理が実行される。
 一方、評価項目判断ステップS11において、「振動伝達効率を評価する」と判断された場合には、蝸牛マイクロホン電位検出ステップS14以降の処理が実行される。
 蝸牛マイクロホン電位検出ステップS14は、蝸牛窓または蝸牛窓近傍に電極600を設置し、加振ステップS10により耳小骨900に振動を与えているときの蝸牛マイクロホン電位を検出する処理ステップである。
 増幅ステップS15は、蝸牛マイクロホン電位検出ステップS14により検出された蝸牛マイクロホン電位を増幅する処理ステップである。
 振動伝達効率評価ステップS16は、増幅ステップS15により増幅した蝸牛マイクロホン電位に基づき、耳小骨900の振動伝達効率を複数段階の振動伝達効率評価レベルのいずれかに分類する処理ステップである。
 出力ステップS17では、振動伝達効率評価ステップS16により分類された振動伝達効率評価レベルの値を出力する処理が実行される。
 以上の一連の処理が実行されることにより、探針103を用いた中耳手術の術中に、耳小骨900の可動性及び振動伝達効率を定量的に評価することができるので、聴力回復の程度を定量的に判断しつつ中耳手術を行うことができる。
 なお、上記実施形態は本発明の原理とその効果を説明するための例示にすぎず、本発明を限定するものではない。当該技術を熟知する者は、本発明の趣旨と範囲を離反しないことを前提として、上記実施形態に追加または変更を加えることが可能である。すなわち、当業者が本発明の趣旨および技術思想を超えないことを前提に実施したあらゆる等価の追加または変更は、本発明の特許請求の範囲によってカバーされる。
 例えば、上記実施形態では、可動性評価レベル及び振動伝達効率評価レベルがそれぞれ「1」から「5」の5段階ある場合を例示して説明したが、それぞれ4段階以下としてもよく、6段階以上としてもよい。また、可動性評価レベルの段階数と振動伝達効率評価レベルの段階数は同じである必要はない。
 また、上記実施形態では、可動性評価部331及び振動伝達効率評価部332において実施される周波数解析の例としてFFT解析を挙げたが、その他の周波数解析を実施することにより、特定の周波数成分値を求めるようにしてもよい。その他の周波数解析にはウェーブレット変換が含まれる。
 また、上記実施形態では、マグネット136を球状に形成し、マグネット136が窪み103aの内面に点接触する構成としたが、マグネット136の形状は、球状に限定されず、窪み103aの内面に部分接触し得る形状であればどのような形状であってもよい。例えば、円錐状、角錐状など錐状のマグネット136を採用することも可能である。また、窪み103aの内面に対するマグネット136の接触形態は、点接触に限らず、線接触又は面接触であってもよい。
 ここで、支点用金具109の変形例について図11を用いて説明する。図11は支点用金具109の変形例における(a)探針103を外した状態の斜視図、(b)探針103を取り付けた状態の断面図である。
 この支点用金具109Bでは、マグネット136Bが、支点用金具109Bの土台135Bの底面に設けられた凹部137に内蔵されている。
 また、探針103の窪み103aは、探針103が延びる方向に沿う縦断面視で三角形状をなしている。
 支点用金具109の土台135Bの内面のうち、探針103が載置される底面には、探針103が延びる方向に沿う縦断面視で三角形状をなす支持突部138が形成されている。支持突部138が窪み103aと線接触している。
 またこの変形例では、支点用金具109Bの土台135Bの内面のうち、探針103が接する側面に、テフロン樹脂により形成された摺動面139が形成されている。
 このように、探針103が摺動面139と接しながら振動することで、探針103の動作を滑らかにして、精度よく計測を行うことができる。
(第2実施形態)
 以下、本発明の第2実施形態について、図面を参照しながら説明する。
 なお、以下の説明において、第1実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。また、第1実施形態と同一の作用および効果についても、その説明を省略する。
 (中耳伝音特性評価システム2の構成)
 図12は、中耳伝音特定評価システム2の構成の一例を示すシステム図であり、図13は中耳伝音特定評価システム2の機能構成を示すブロック図である。
 中耳伝音特定評価システム2は、前述した中耳伝音特定評価システム1に対して、測定されたデータを蓄積し、蓄積したデータに基づいて、最適な手術内容を提案する機能が更に付与されている。また、本実施形態の計測プローブ100Bは、前述した計測プローブ100に対して、剛性、清潔性、防水性が向上されている。これらの点について、以下に説明する。
 図12および図13に示すように、本実施形態に係る中耳伝音特性評価システム2には、計測プローブ100を制御する制御装置200を備えている。制御装置200は、電源、コンバータ、ドライバを備えている。また増幅器500と接続され、増幅器で増幅された蝸牛マイクロホンの電位値は、制御装置200を介して情報処理装置300Bに伝達される。
 また、本実施形態のデータベース700Bは、手術による処置前、処置中、および処置後において力センサが出力したセンサ電圧値、電極600から検出された電位値、および処置の内容を蓄積する。
 また、データベース700Bは、耳小骨に想定される症状と、その時の可動性の値として数値シミュレーションにより算出された可動性解析値と、を蓄積する。ここで、数値シミュレーションの内容について図14を用いて説明する。図14は、解析シミュレーションのモデルを説明する図である。
 図14に示すように、本実施形態の中耳伝音特性評価システムでは、有限要素法解析(FEM解析)を用いた数値シミュレーションを行い、解析により得られた解析値をデータベース700Bに蓄積する。
 有限要素法解析では、図14の左側に示す中耳の構造を3Dモデルで再現し、これを有限で微小な体積要素に分割する。そして、3Dモデルの一部に外力を加えた際に、それぞれの体積要素において成立する運動方程式を解く。これにより、それぞれの体積要素の変位量が解析され、3Dモデル全体の挙動を評価することができる。
 そして、耳小骨を構成する3つの骨のうち、硬化や固着が発生する症状を想定し、それぞれの症状における可動性を解析する。可動性は、前述した式(1)を用いても評価することができる。これにより、想定された各症状に対応する可動性解析値を算出することができる。
 また、本実施形態の情報処理装置300Bにおける制御部330Bは、手術者に最適な手術内容を提案する手術内容提案部333を備えている。
 手術内容提案部333は、処置前、処置中、および処置後において計測されたセンサ電圧値、および計測された電位値のうちの少なくともいずれか一方の値に基づいて、データベース700Bに蓄積されたセンサ電圧値、電位値、および手術の内容を参照して、最適な手術内容を提案する。ここで、手術内容とは、手術において患者の中耳に対して処置を行う場所や、処置の内容を意味する。
 なお、手術内容提案部333は、処置前に計測された電圧値又は電位値だけを用いてもよい。処置後の値を用いることで、回復の程度を確認して、当該手術における処置方法の妥当性を評価することができる。
 すなわち、データベース700Bには、手術内容提案モデルが生成されている。
 例えば手術内容提案モデルには、過去の実績として、処置前において計測されたセンサ電圧値から推定される可動性と、その時に実際に行われた手術の内容と、が記載されている。
 このため、これから手術を行う際に、患者の現状の耳小骨の可動性を、計測したセンサ電圧値から推定し、類似する症状において実際に行われた手術の内容を確認することで、患者の中耳に対して処置を行う場所や処置の内容を判断することができる。
 また、手術内容提案モデルには、過去の実績として、処置中および処理後において計測されたセンサ電圧値から推定される可動性と、その時に実際に行われた手術の内容と、を記載してもよい。
 ここで、蓄積されたデータと、新たに測定したデータの類似性の評価方法としては、単純にセンサ電圧値の絶対値の大きさで評価してもよいし、電圧波形の形状を比較して評価してもよい。
 また、手術内容提案モデルには、過去の実績として、処置前において検出された検出された蝸牛マイクロホンの電位差から推定される振動伝達効率と、その時に実際に行われた手術の内容と、が記載されている。
 このため、これから手術を行う際に、患者の現状の振動伝達効率を、検出した蝸牛マイクロホンの電位値から推定し、類似する症状において実際に行われた手術の内容を確認することで、患者の中耳に対して処置を行う場所や処置の内容を判断することができる。
 また、手術内容提案モデルには、過去の実績として、処置中および処置後において検出された蝸牛マイクロホンの電位値から推定される振動電圧効率と、その時に実際に行われた手術の内容と、を記載してもよい。
 ここで、蓄積されたデータと、新たに測定したデータの類似性の評価方法としては、単純に蝸牛マイクロホンの電位値の絶対値の大きさで評価してもよいし、電圧波形の形状を比較して評価してもよい。
 また、手術内容提案部333は、手術前において計測されたセンサ電圧値に基づいて、データベース700Bに蓄積された想定される症状、および可動性解析値を参照して、最適な手術内容を提案する。
 すなわち、手術内容提案モデルに、数値シミュレーションにより得られた可動性解析を記載してゆくことで、例えば、処置前の状態で測定されたセンサ電圧値から推定される耳小骨の可動性が、可動性解析値と類似する場合には、数値シミュレーションで想定された耳小骨の症状と、患者の症状が近いと判断することができる。
 このようにして、過去の手術の実績が少ない場合であっても、適切な手術の内容として、一定の妥当性のある選択を行うことができる。
 ここで、蓄積されたデータと、新たに測定したデータの類似性の評価方法としては、単純に絶対値の大きさで評価してもよいし、電圧波形の形状を比較して評価してもよい。
 次に、図15から図21を参照して、本発明の計測プローブ100Bの第3構造例について説明する。なお、以下の説明では、第2構造例と同一の構成については同一の符号を付し、異なる構成についてのみ説明する。
 また、以下の説明において、便宜上、探針103が延びる方向を前後方向という。そして、上カバー側から探針103を見た平面視(上面視)で、前後方向と直交する方向を左右方向という。
 ここで、図15は、計測プローブ100Bの第3構造例における分解斜視図である。図16は、計測プローブ100Bの斜視図である。図17(a)は、計測プローブ100Bの平面図である。
 図17(b)は、計測プローブ100Bの側面図である。図18は、計測プローブ100Bの縦断面図である。図19は、支点用金具周辺の拡大斜視図である。
 図20は、先端部周辺の断面図である。図21はアクチュエータケース周辺の断面図である。
 図15から図17に示すように、第3構造例に係る計測プローブ100Bの外観は、第2構造例に係る計測プローブ100と類似している。
 図15に示すように、計測プローブ100Bは、探針103を支持した状態で、支点用金具109Cが収容される第1収容凹部181を備えた金属フレーム180を備えている。
 金属フレーム180は側面視で下カバーA106に沿う形状を呈し、前後方向に延びている。金属フレーム180は下カバーA106の内部に収容されて固定ねじ125により下カバーA106に固定されている。
 図18に示すように、金属フレーム180には、3つの収容凹部が形成されている。金属フレーム180の前方の上面には、下方に向けて窪む第1収容凹部181が形成されている。
 第1収容凹部181に、支点用金具109Cが収容されている。第1収容凹部181は、上面視で支点用金具109Cと同等の大きさをなす矩形状を呈している。
 また、金属フレーム180の前方の下面には、上方に向けて窪む第2収容凹部182が形成されている。
 第2収容凹部182には、支点用金具109Cを固定する固定用マグネット235が収容されている。すなわち、金属フレーム180には、固定用マグネット235が内蔵されている。
 固定用マグネット235は円柱状を呈している。第2収容凹部182は、下面視で固定用マグネット235と同等の大きさをなす円形状を呈している。
 また、金属フレーム180の後方の上面には、下方に向けて窪む第3収容凹部183が形成されている。
 第3収容凹部183には、アクチュエータ116、圧電センサ117、およびアクチュエータケース140が収容されている。
 アクチュエータケース140は、固定ねじ125により金属フレーム180に固定されている。また、第2上カバーB102の前方が、金属フレーム180と固定ねじ125により固定されている。
 計測プローブ100Bの支点用金具109Cは、探針103を左右方向の両側から覆うように形成されている。
 また、支点用金具109Cは、上面視で探針103と直交して延び、かつ探針103を上下方向に回動自在に支持する回転軸150を備えている。
 図19に示すように、回転軸150は、探針103を回転自在に支持した状態で、支点用金具109Cに溶接により固定されている。すなわち、回転軸150は、探針103および支点用金具109Cを貫くように配置されている。
 探針103の挿入孔103d(図20参照)に、回転軸150が隙間をあけて挿入されている。
 図18に示すように、計測プローブ100Bは、それぞれが合成樹脂材料により形成された第1上カバー101、第2上カバーB102、および下カバーA106から構成されるカバーを備えている。
 カバーは、第1上カバー101と下カバーA106とにより形成される開口部160を有している。
 図20に示すように、開口部160は、探針103の先端部103bが、外側に向けて突き出すように形成されている。
 そして、計測プローブ100Bは金属キャップ170を備えている。金属キャップ170は、カバーの開口部160と同軸をなす筒状をなし、開口部160に着脱自在に取り付けられている。
 図20に示すように、金属キャップ170は、二つの筒体が同軸に配置された二重筒構造になっている。すなわち、金属キャップ170は、径方向の外側に配置された外筒171と、外筒171の内側に配置された内筒172と、を備えている。
 外筒171および内筒172それぞれにおける前方側の開口端部同士が、互いに連結されている。
 外筒171の内周面には、雌ねじ部171aが形成されている。外筒171の外周面には、径方向の内側に向けて窪む外周凹部171bが形成されている。
 第1上カバー101と下カバーA106とにより形成される開口部160は筒状をなし、外周面に雄ねじ部160aが形成されている。開口部160は、開口部160の後方に位置する部分よりも縮径されている。
 そして、金属キャップ170は、外筒171の雌ねじ部171aが、開口部160の雄ねじ部160aに装着されることで、カバーに取り付けられる。
 この際、例えばカバー全体を滅菌シートで被覆し、滅菌シート(図示せず)の端部を、外筒171の外周凹部171bに巻き付けたテープ等により縛ることで、滅菌シートをカバーに固定することができる。ここで、金属キャップ170を個別に加熱処理をしておくことで、計測プローブ100B全体を清潔に保つことができる。
 金属キャップ170における外筒171の外周面と、カバーのうち、開口部160の後方に位置する部分と、が径方向に面一となっている。
 開口部160の内側に、金属キャップ170の内筒172が挿入されている。内筒172の内側に、探針103が挿通されている。
 また、図21に示すように、計測プローブ100Bは、アクチュエータ116を覆うアクチュエータケース140を備えている。アクチュエータケース140の内側は、水密構造となっている。
 アクチュエータケース140は、上下方向に開口するケース本体141と、ケース本体141の上方を被覆する防水シート142と、防水シート142をケース本体141に固定するシート固定枠143と、を備えている。
 ケース本体141は、2段の角筒状に形成されている。ケース本体141は、上側に位置する上筒と、下側に位置する下筒と、を備えている。上筒および下筒は一体に形成され、互いに同軸に配置されている。
 ケース本体141は、上面視で左右方向よりも前後方向に長い長方形状を呈している。ケース本体141の上筒141Aは、下筒141Bよりも前後方向に小さくなっている。上筒141Aは、下筒141Bの上面のうち、前後方向の中央部に配置されている。
 ここで、アクチュエータケース140の内部構造について説明する。
 金属フレーム180の第3収容凹部183にアクチュエータ116および圧電センサ117を収容した状態で、金属フレーム180がケース本体141に載置されている。金属フレーム180とケース本体141との間には、防水用のOリング190が配置されている。
 防水シート142は、有頂筒状に形成されるとともに、下端部が径方向の外側に向けて突出している。防水シート142の頂部には、連通孔142Aが形成されている。
 防水シート142は、ケース本体141の上筒141A全体を被覆するとともに、下端部が下筒141Bの上面に接している。
 下筒141Bの上面のうち、上面視で上筒141Aの外側に位置する部分には、シート固定枠143が配置されている。
 シート固定枠143は上面視で矩形状を呈している。防水シート142の下端部は、シート固定枠143と、ケース本体141の下筒141Bの上面と、に挟まれることで固定されている。シート固定枠143は、接着剤により下筒141Bの上面に固着されている。
 本実施形態では、圧電センサ117の上部に、探針保持金具147が配置されている。探針保持金具147は、防水シート142の連通孔142Aに配置され、防水シート142の上側の空間と接触している。
 探針保持金具147は、防水シート142の頂部の下面に、接着剤により固着されている。このように、アクチュエータケース140を構成するそれぞれの部品と他の部品との境目に、Oリングや接着剤が配置されていることで、アクチュエータケース140の内側が水密構造となっており、計測プローブ100Bが防水性を備えている。
(中耳伝音特性評価システム2が実行する処理)
 次に、図22のフローチャートを参照して、本実施形態の中耳伝音特性評価システム2が実行する処理の一例について説明する。
 本実施形態の中耳伝音特性評価システム2は、加振ステップS10、評価項目判断ステップS11、電圧測定ステップS12、可動性評価ステップS13、蝸牛マイクロホン電位検出ステップS14、増幅ステップS15、振動伝達効率評価ステップS16、出力ステップS17、データ確認ステップS18、データ蓄積ステップS19、および手術内容提案ステップS20からなる一連の処理を実行する。
 なお、S10からS17については、前述した内容と重複するため、その説明を省略する。
 データ確認ステップS18では、手術内容提案部333が、手術内容を提案するために必要なデータが揃っているかどうかを確認する。ここで、手術内容を提案するために必要なデータとは、センサ電圧値および蝸牛マイクロホンの電位値を指す。
 手術内容提案部333は、最適な手術内容の提案にあたって、センサ電圧値又は蝸牛マイクロホンの電位値のいずれかのみを用いてもよいし、両方を用いてもよい。
 そして、手術内容提案部333が行う手術内容の提案に必要なデータが揃っていると判断すると(S18のOK)、データ蓄積ステップS19に進み、必要なデータが揃っていないと判断すると(S18のNG)、評価項目判断ステップS11に戻る。
 次に、データ蓄積ステップS19では、データ確認ステップS18で確認した、センサ電圧値、蝸牛マイクロホンの電位値、および手術の内容を、データベース700Bに蓄積する。
 ここで、各データは、出力ステップS17により出力されたデータを、データベース700Bに蓄積することができる。
 また、データ蓄積ステップS19では、処置中、および処置後において計測されたセンサ電圧値、および蝸牛マイクロホンの電位値を蓄積してもよい。
 更にデータ蓄積ステップS19では、数値シミュレーションにより算出された可動性解析値と、当該解析において想定される症状の内容と、を蓄積してもよい。この場合には、別途FEM(有限要素法)解析を別途実施して算出された可動性解析値を用いることができる。
 次に、手術内容提案ステップS20では、処置前において計測されたセンサ電圧値、および計測された電位値のうちの少なくともいずれか一方の値に基づいて、データベース700Bに蓄積されたセンサ電圧値、電位値、および手術の内容を参照して、最適な手術内容を提案する。
 これにより、蓄積されたデータの中から、最も類似するデータを用いて、患者の中耳に対して処置を行う場所や方法を選択することができる。
 また、データ蓄積ステップでは、処置中、および処置後において計測されたセンサ電圧値、および蝸牛マイクロホンの電位値を参照してもよい。
 これにより、手術の経過とともに変化してゆく中耳伝音特性を即座に評価して、患者の中耳に対して処置を行っている場所が正しいかどうかや、処置の内容が正しいかどうかをその場で確認することができる。
 以上の一連の処理が実行されることにより、探針103を用いた中耳手術の術中に、耳小骨900の可動性及び振動伝達効率を定量的に評価することができるので、聴力回復の程度を定量的に判断しつつ中耳手術を行うことができる。
 更に、データベース700Bに蓄積される情報に基づいて、手術内容提案部333が処置を行うべき場所やその方法を提案するので、仮に術者の経験値がそれほど多くないような場合であっても、過去に蓄積された手術の内容や解析値を用いて、適切な手術を行うことができる。
 以上説明したように、本実施形態に係る中耳伝音特性評価システム2によれば、データベース700Bには、処置前において力センサが出力したセンサ電圧値、電極600から検出された電位値、および前記手術の内容が蓄積されている。
 そして、手術内容提案部333が、手術前において計測されたセンサ電圧値、および計測された前記電位値のうちの少なくともいずれか一方の値に基づいて、データベース700Bに蓄積されたセンサ電圧値、電位値、および手術の内容を参照して、最適な手術内容を提案する。このため、過去の手術における経験を活用して、不具合のある箇所の特定、および処置の選択を容易にし、最適な手術内容を提案することができる。
 また、データベース700Bが、想定される症状と、その症状の際の可動性の値としての可動性解析値と、を備え、手術内容提案部333が、これらの情報も用いて最適な手術内容を提案する。このため仮に実績値の蓄積が少ないような場合であっても、数値シミュレーションにより得られた可動性解析値を用いて、最適な手術内容を提案することができる。
 また、データベース700Bが、処置中、および処置後において計測されたセンサ電圧値、および蝸牛マイクロホンで検出された電位値を蓄積し、手術内容提案部333が、こられの情報も用いて最適な手術内容を提案する。このため、手術の途中や手術後における可動性や振動伝達効率の状態を確認しながら手術を行うことが可能により、より一層確実な手術方法を選択することができる。
 また、計測プローブ100Bにおいて、支点用金具109Cが、探針103を左右方向の両側から覆うように形成されるとともに、探針103を、上下方向に回動自在に支持する回転軸150を備えている。そして、回転軸150が、探針103および支点用金具109Cを貫くように配置されている。このため、探針103が常に回転軸150により支点用金具109Cと接続されている状態となり、探針103が振動する際に、支点用金具109Cから探針103が外れることを確実に抑制することができる。
 また、計測プローブ100Bが、探針103を支持した状態で、支点用金具109Cが収容される収容凹部を備えた金属フレーム180を備えている。
 このため、計測プローブ100B全体の質量や剛性を高めることが可能になり、アクチュエータ116の振動により、計測プローブ100Bが振動してノイズとなる振動を発生するのと抑えることができる。
 また、金属フレーム180に、支点用金具109Cを固定する固定用マグネット235が内蔵されている。このため、支点用金具109Cを金属フレーム180から着脱自在としながらも、固定用マグネット235の着磁力により、金属フレーム180を支点用金具109Cに保持することができる。これにより、探針103の交換の容易性を確保しながら、探針103の位置ずれを抑えることができ、計測プローブ100Bの利便性を向上することができる。
 また、探針103の先端部が、外側に向けて突き出すように形成された開口部160を有するカバーを備え、カバーの開口部160には、金属キャップ170が着脱自在に取り付けられている。
 このため、例えば滅菌シートで計測プローブ100Bを被覆するような場合において、金属キャップ170のみに加熱消毒を行った後に、上カバーおよび下カバーA106を覆う滅菌シートを、この金属キャップ170を用いて開口部160に固定することができる。
 これにより電子部品により構成された計測プローブ100B全体の加熱消毒が難しい場合であっても、清潔な状態で使用することができる。
 また、計測プローブ100Bが、アクチュエータ116を覆うアクチュエータケース140を備え、アクチュエータケース140の内側が、水密構造となっている。このため、手術において患者の血液や体液が探針103をつたって計測プローブ100Bの内側に進入してくるような場合であっても、アクチュエータケース140の内側に配置された電子部品に支障をきたすことを回避することができる。
 なお、上記実施形態は本発明の原理とその効果を説明するための例示にすぎず、本発明を限定するものではない。当該技術を熟知する者は、本発明の趣旨と範囲を離反しないことを前提として、上記実施形態に追加または変更を加えることが可能である。すなわち、当業者が本発明の趣旨および技術思想を超えないことを前提に実施したあらゆる等価の追加または変更は、本発明の特許請求の範囲によってカバーされる。
 例えば、本実施形態では、手術内容提案部333が、計測されたセンサ電圧値、および蝸牛マイクロホンの電位値のうちの少なくともいずれか一方の値に基づいて、最適な手術内容を提案する構成を示したが、このような態様に限られない。
 すなわち、計測されたセンサ電圧値の大きさを示す指標として、可動性評価部331が分類した可動性評価レベルの値を用いてもよいし、蝸牛マイクロホンの電位値の大きさを示す指標として、振動伝達効率評価部332が分類した振動伝達効率評価レベルの値を用いてもよい。
 また、本実施形態では、増幅ステップS15において、電極600が検出した蝸牛マイクロホンの電位が増幅される構成を示したが、このような態様に限られない。増幅ステップS15を行うことなく、蝸牛マイクロホンから検出された電位値をそのまま用いて、後の各ステップを行ってもよい。
 また、本実施形態で説明した各ステップの順番は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、任意に変更することができる。すなわち、各ステップのうちの複数のステップを同時並行して行ってもよい。
(付記)
 本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
(1): 探針(探針103)と、
 前記探針を振動させるアクチュエータ(アクチュエータ116)と、
 前記探針の先端部(先端部103b)を耳小骨(耳小骨900)に接触させたときに前記アクチュエータにかかる反力に応じた電圧を出力する力センサ(圧電センサ117、チャージアンプ112)と、
 を含む計測プローブ(計測プローブ100)と、
 前記力センサから出力された電圧に基づいて、前記耳小骨の可動性を複数段階の可動性評価レベルのいずれかに分類する可動性評価部(可動性評価部331)と、
 蝸牛窓または蝸牛窓近傍に設置し、前記探針により前記耳小骨に振動を与えているときの蝸牛マイクロホン電位を検出するための電極(電極600)と、
 検出した前記蝸牛マイクロホン電位を増幅する増幅器(増幅器500)と、
 増幅した前記蝸牛マイクロホン電位に基づき、前記耳小骨の振動伝達効率を複数段階の振動伝達効率評価レベルのいずれかに分類する振動伝達効率評価部(振動伝達効率評価部332)と、
 前記可動性評価部により分類された前記可動性評価レベルの値及び前記振動伝達効率評価部により分類された前記振動伝達効率評価レベルの値を出力する出力部(出力部800、音声出力部340、表示装置400)と、
 を備える中耳伝音特性評価システム(中耳伝音特性評価システム1)。
(2): 前記可動性評価レベルの値及び前記振動伝達効率評価レベルの値を評価データとして蓄積するデータベース(データベース700)を更に備える、(1)に記載の中耳伝音特性評価システム。
(3): 前記データベースには、手術による処置前、処置中及び処置後における前記評価データが蓄積される、(2)に記載の中耳伝音特性評価システム。
(4): 前記可動性評価部は、前記力センサから出力された電圧の特定の周波数成分の大きさを求め、当該大きさに基づいて前記耳小骨の可動性を複数段階の可動性評価レベルのいずれかに分類する、(1)乃至(3)のいずれか1に記載の中耳伝音特性評価システム。
(5): 前記振動伝達効率評価部は、前記増幅器から出力された電圧の特定の周波数成分の大きさを求め、当該大きさに基づいて前記耳小骨の振動伝達効率を複数段階の振動伝達効率評価レベルのいずれかに分類する、(1)乃至(4)のいずれか1に記載の中耳伝音特性評価システム。
(6): 前記探針は、その重心付近と基端部(基端部103c)の2点において、固定支点と前記力センサにより取り外し可能に支持され、
 前記アクチュエータは、前記探針の重心付近の支点を中心として一定振幅の振動を与え、
 前記力センサは、圧電センサ(圧電センサ117)およびチャージアンプ(チャージアンプ112)を含み、前記圧電センサは前記アクチュエータが前記探針に与えている力を前記探針により加えられることで電荷信号を発生させ、前記チャージアンプは、前記発生した電荷信号を電圧に変換して出力し、
 前記可動性評価部は、前記計測プローブから出力された電圧に基づき、周波数解析をして、前記特定の周波数成分の大きさを求める、(4)に記載の中耳伝音特性評価システム。
(7): 前記探針は、その重心付近に窪み(窪み103a)が形成され、
 前記支点は、前記窪みに嵌めて支持するためのマグネット(マグネット136)を備え、前記マグネットは、前記窪みの内面に部分接触する、(6)に記載の中耳伝音特性評価システム。
(8): 前記計測プローブは、
 前記探針に弾性的に接する弾性体(板バネ107)を備える、(6)または(7)に記載の中耳伝音特性評価システム。
(9): 前記アクチュエータは、5Hz以上の周波数で前記探針を振動させ、
 前記特定の周波数成分は、5Hz以上の周波数成分である、(6)乃至(8)のいずれか1に記載の中耳伝音特性評価システム。
(10): 前記計測プローブは、前記支点と前記アクチュエータとの相対位置を一定に保ち得る剛性及び前記アクチュエータの振動に抗し得る慣性力とを前記計測プローブに付与する剛性・慣性力付与部材(下カバーA106)を備える(6)乃至(9)のいずれか1に記載の中耳伝音特性評価システム。
(11): アクチュエータにより振動させた探針の先端部を耳小骨に接触させることにより前記耳小骨に振動を与える加振ステップ(加振ステップS10)と、
 前記探針の先端部を耳小骨に接触させたときの前記アクチュエータにかかる反力に応じた電圧を出力する電圧測定ステップ(電圧測定ステップS12)と、
 前記電圧に基づいて、前記耳小骨の可動性を複数段階の可動性評価レベルのいずれかに分類する可動性評価ステップ(可動性評価ステップS13)と、
 蝸牛窓または蝸牛窓近傍に電極を設置し、前記加振ステップにより前記耳小骨に振動を与えているときの蝸牛マイクロホン電位を検出する蝸牛マイクロホン電位検出ステップ(蝸牛マイクロホン電位検出ステップS14)と、
 検出された前記蝸牛マイクロホン電位を増幅する増幅ステップ(増幅ステップS15)と、
 増幅した前記蝸牛マイクロホン電位に基づき、前記耳小骨の振動伝達効率を複数段階の振動伝達効率評価レベルのいずれかに分類する振動伝達効率評価ステップ(振動伝達効率評価ステップS16)と、
 前記可動性評価ステップにより分類された可動性評価レベルの値及び前記振動伝達効率評価ステップにより分類された前記振動伝達効率評価レベルの値を出力する出力ステップ(出力ステップS17)と、
 を有する中耳伝音特性評価方法。
1 中耳伝音特性評価システム
100 計測プローブ
103 探針
103a 窪み
103b 先端部
103c 基端部
A106 下カバー(剛性・慣性力付与部材)
107 板バネ(弾性体)
109 支点用金具(支点)
112 チャージアンプ(力センサ)
116 アクチュエータ
117 圧電センサ
136 マグネット
331 可動性評価部
332 振動伝達効率評価部
333 手術内容提案部
340 音声出力部(出力部)
400 表示装置(出力部)
500 増幅器
600 電極
700 データベース
800 出力部
900 耳小骨
S10 加振ステップ
S12 電圧測定ステップ
S13 可動性評価ステップ
S14 蝸牛マイクロホン電位検出ステップ
S15 増幅ステップ
S16 振動伝達効率評価ステップ
S17 出力ステップ
S18 データ確認ステップ
S19 データ蓄積ステップ
S20 手術内容提案ステップ

Claims (19)

  1.  探針と、
     前記探針を振動させるアクチュエータ、および前記探針の先端部を耳小骨に接触させたときに前記アクチュエータにかかる反力に応じた電圧を出力する力センサを含む計測プローブと、
     蝸牛窓または蝸牛窓近傍に設置し、前記探針により前記耳小骨に振動を与えているときの蝸牛マイクロホンの電位値を検出するための電極と、
     手術による処置前において前記力センサが出力したセンサ電圧値、前記電極から検出された前記電位値、および前記手術の内容を蓄積するデータベースと、
     手術前において計測されたセンサ電圧値、および計測された前記電位値のうちの少なくともいずれか一方の大きさに基づいて、前記データベースに蓄積された前記センサ電圧値、前記電位値、および前記手術の内容を参照して、最適な手術内容を提案する手術内容提案部と、を備えている、中耳伝音特性評価システム。
  2.  前記データベースは、前記耳小骨に想定される症状と、その時の可動性の値として数値シミュレーションにより算出された可動性解析値と、を蓄積し、
     前記手術内容提案部は、手術前において計測されたセンサ電圧値の大きさに基づいて、前記データベースに蓄積された前記想定される症状、および前記可動性解析値を参照して、最適な手術内容を提案する、請求項1に記載の中耳伝音特性評価システム。
  3.  前記データベースは、前記手術による処置中、および処置後において前記力センサが出力したセンサ電圧値、前記電極から検出された電位値を更に蓄積し、
     前記手術内容提案部は、前記処置前、処置中、および処置後において計測された前記センサ電圧値、および前記電位値のうちの少なくともいずれかの大きさに基づいて、前記データベースに蓄積された前記センサ電圧値、前記電位値、および前記手術の内容を参照して、最適な手術内容を提案する、請求項1に記載の中耳伝音特性評価システム。
  4.  前記力センサから出力された前記センサ電圧値に基づいて、前記耳小骨の可動性を複数段階の可動性評価レベルのいずれかに分類する可動性評価部と、
     検出した前記蝸牛マイクロホンの前記電位値を増幅する増幅器と、
     増幅した前記電位値に基づき、前記耳小骨の振動伝達効率を複数段階の振動伝達効率評価レベルのいずれかに分類する振動伝達効率評価部と、
     前記可動性評価部により分類された前記可動性評価レベルの値および前記振動伝達効率評価部により分類された前記振動伝達効率評価レベルの値を出力する出力部と、を備え、
     前記データベースは、前記可動性評価レベルの値、および前記振動伝達効率評価レベルの値を蓄積する、請求項1に記載の中耳伝音特性評価システム。
  5.  前記可動性評価部は、前記力センサから出力された電圧の特定の周波数成分の大きさを求め、当該大きさに基づいて前記耳小骨の可動性を複数段階の可動性評価レベルのいずれかに分類する、請求項4に記載の中耳伝音特性評価システム。
  6.  前記アクチュエータは、5Hz以上の周波数で前記探針を振動させ、
     前記可動性評価部は、前記特定の周波数成分を5Hz以上の周波数成分とする、請求項5に記載の中耳伝音特性評価システム。
  7.  前記振動伝達効率評価部は、前記増幅器から出力された電圧の特定の周波数成分の大きさを求め、当該大きさに基づいて前記耳小骨の振動伝達効率を複数段階の振動伝達効率評価レベルのいずれかに分類する、請求項4に記載の中耳伝音特性評価システム。
  8.  アクチュエータにより振動させた探針の先端部を耳小骨に接触させることにより前記耳小骨に振動を与える加振ステップと、
     前記探針の先端部を耳小骨に接触させたときの前記アクチュエータにかかる反力に応じた電圧を出力する電圧測定ステップと、
     蝸牛窓または蝸牛窓近傍に電極を設置し、前記加振ステップにより前記耳小骨に振動を与えているときの蝸牛マイクロホンの電位値を検出する蝸牛マイクロホン電位検出ステップと、
     手術による処置前において電圧測定ステップにより出力したセンサ電圧値、前記蝸牛マイクロホン電位検出ステップにより検出された前記電位値、および前記手術の内容をデータベースに蓄積するデータ蓄積ステップと、
     手術前において計測されたセンサ電圧値、および計測された前記電位値のうちの少なくともいずれか一方の値に基づいて、前記データベースに蓄積された前記センサ電圧値、前記電位値、および前記手術の内容を参照して、最適な手術内容を提案する手術内容提案ステップと、を備えている、中耳伝音特性評価方法。
  9.  探針と、
     前記探針を支持する支点用金具と、
     前記探針を振動させるアクチュエータと、
     前記探針の先端部を耳小骨に接触させたときに前記アクチュエータにかかる反力に応じた電圧を出力する力センサと、を含み、
     前記アクチュエータは、前記探針の重心付近の支点を中心として一定振幅の振動を与え、
     前記力センサは、圧電センサおよびチャージアンプを含み、
     前記圧電センサは、前記アクチュエータが前記探針から前記耳小骨に与えている力の反力を電荷信号に変換し、
     前記チャージアンプは、前記電荷信号を電圧に変換して出力する、計測プローブ。
  10.  前記アクチュエータは、5Hz以上の周波数で前記探針を振動させる、請求項9に記載の計測プローブ。
  11.  前記支点と前記アクチュエータとの相対位置を一定に保ち得る剛性および前記アクチュエータの振動に抗し得る慣性力とを前記計測プローブに付与する剛性・慣性力付与部材を備える請求項9に記載の計測プローブ。
  12.  前記探針は、その重心付近と基端部の2点において、固定支点と前記力センサにより取り外し可能に支持され、
     前記探針は、その重心付近に窪みが形成され、
     前記支点用金具は、前記窪みに嵌まりながら前記探針を支持し、かつ前記探針と着磁力により吸着される支持部を備えている請求項9に記載の計測プローブ。
  13.  前記探針に弾性的に接する弾性体を備え、前記弾性体により、前記探針が前記マグネットに付勢されている、請求項12に記載の計測プローブ。
  14.  前記窪みの内面は、球面上をなし、
     前記マグネットは球体状をなしている、請求項12に記載の計測プローブ。
  15.  前記探針は、その重心付近と基端部の2点において、固定支点と前記力センサにより取り外し可能に支持され、
     前記窪みの内面は、前記探針が延びる方向に沿う縦断面視で三角形状をなし、
     前記支点用金具のうち、前記窪みと接する部分は、前記縦断面視で三角形状をなしている、請求項12に記載の計測プローブ。
  16.  前記支点用金具は、前記探針を左右方向の両側から覆うように形成されるとともに、
     上面視で前記探針と直交して延び、かつ前記探針を上下方向に回動自在に支持する回転軸を備え、
     前記回転軸は、前記探針および前記支点用金具を貫くように配置されている、請求項9に記載の計測プローブ。
  17.  前記探針を支持した状態で、前記支点用金具が収容される収容凹部を備えた金属フレームを備え、
     前記金属フレームには、前記支点用金具を固定する固定用マグネットが内蔵されている、請求項16に記載の計測プローブ。
  18.  前記探針の先端部が、外側に向けて突き出すように形成された開口部を有するカバーを備え、
     前記開口部には、前記開口部と同軸をなす筒状の金属キャップが着脱自在に取り付けられている、請求項16に記載の計測プローブ。
  19.  前記アクチュエータを覆うアクチュエータケースを備え、
     前記アクチュエータケースの内側は、水密構造となっている、請求項16に記載の計測プローブ。
PCT/JP2018/042525 2018-07-30 2018-11-16 中耳伝音特性評価システム、中耳伝音特性評価方法、および計測プローブ Ceased WO2020026465A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201880003138.3A CN110972461B (zh) 2018-07-30 2018-11-16 中耳传音特性评价系统、及计测探头
EP18842628.2A EP3831292B1 (en) 2018-07-30 2018-11-16 Middle ear sound conduction characteristic evaluation system and measurement probe
CN202211447417.3A CN115919297B (zh) 2018-07-30 2018-11-16 计测探头
US16/260,603 US11471074B2 (en) 2018-07-30 2019-01-29 Middle ear sound transmission characteristics evaluation system, middle ear sound transmission characteristics evaluation method, and measuring probe

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018142976 2018-07-30
JP2018-142976 2018-07-30

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/260,603 Continuation US11471074B2 (en) 2018-07-30 2019-01-29 Middle ear sound transmission characteristics evaluation system, middle ear sound transmission characteristics evaluation method, and measuring probe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020026465A1 true WO2020026465A1 (ja) 2020-02-06

Family

ID=68314187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/042525 Ceased WO2020026465A1 (ja) 2018-07-30 2018-11-16 中耳伝音特性評価システム、中耳伝音特性評価方法、および計測プローブ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11471074B2 (ja)
EP (1) EP3831292B1 (ja)
JP (1) JP6596141B1 (ja)
CN (2) CN110972461B (ja)
WO (1) WO2020026465A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11602821B2 (en) * 2020-01-17 2023-03-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Wafer polishing head, system thereof, and method using the same
US20230164500A1 (en) * 2020-03-24 2023-05-25 Cochlear Limited Intraoperative vibrational feedback assessment
DE102020214281A1 (de) 2020-11-13 2022-05-19 Continental Reifen Deutschland Gmbh Fahrzeugluftreifen mit Umfangsrille
US12593966B2 (en) * 2021-10-20 2026-04-07 Olympus Corporation Endoluminal transhepatic access procedure
CN115300180B (zh) * 2022-08-24 2025-05-27 深圳市世格赛思医疗科技有限公司 听小骨假体传音特性估测方法、系统、设备及介质
CN121240824A (zh) * 2023-05-26 2025-12-30 墨尔本大学 基于耳蜗电图的分类

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003290153A (ja) * 2002-04-04 2003-10-14 Rion Co Ltd 耳小骨可動性検出装置
JP2006136419A (ja) 2004-11-10 2006-06-01 Univ Of Electro-Communications 可動性検出装置及び方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19618945C2 (de) * 1996-05-10 2003-02-27 Phonak Ag Staefa Fixierbares Positioniersystem für die feste, spielfreie Anbindung an den menschlichen Schädel
US6299584B1 (en) * 1997-04-03 2001-10-09 Etymotic Research, Inc. Hand-held hearing screener apparatus and removable probe tip therefore
DE10041725B4 (de) * 2000-08-25 2004-04-29 Phonak Ag Gerät zur elektromechanischen Stimulation und Prüfung des Gehörs
US6997864B2 (en) * 2003-11-03 2006-02-14 Otologics, Llc Method for obtaining diagnostic information relating to a patient having an implanted transducer
US7137946B2 (en) * 2003-12-11 2006-11-21 Otologics Llc Electrophysiological measurement method and system for positioning an implantable, hearing instrument transducer
AU2007313412A1 (en) * 2006-10-13 2008-04-24 The University Of North Carolina At Chapel Hill Apparatus and methods for acoustically or mechanically stimulating a cochlea and intracochlear recording of mechanically or acoustically evoked auditory potentials in the cochlea
JP4901533B2 (ja) * 2007-03-01 2012-03-21 株式会社ナノコントロール 力センサ、荷重検出装置及び形状測定装置
US20130303941A1 (en) 2010-12-13 2013-11-14 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Method and Apparatus for Evaluating Dynamic Middle Ear Muscle Activity
FR2990753A1 (fr) * 2012-05-21 2013-11-22 Inst Polytechnique Grenoble Dispositif de mesure de vibrations
DE102012022795A1 (de) * 2012-11-21 2014-05-22 Universität Heidelberg Sonde und Verfahren zur Messung von OAE mittels aktiver Schalldämpfung
CA2911559C (en) * 2013-05-13 2018-08-21 Ear and Skull Base Center, P.C. Systems and methods for delivering bone conduction stimuli to and for measuring gravitation receptor functions of the inner ear
WO2015077786A1 (en) * 2013-11-25 2015-05-28 Massachusetts Eye & Ear Infirmary Piezoelectric sensors for hearing aids
US20170202487A1 (en) * 2014-05-02 2017-07-20 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Diagnostic tool for measuring ossicular chain compliance
EP3258955A1 (en) * 2015-02-20 2017-12-27 Institut Pasteur Prevention and/or treatment of hearing loss or impairment
US20170360364A1 (en) * 2016-06-21 2017-12-21 John Michael Heasman Cochlea health monitoring
EP3437551B1 (en) * 2017-08-03 2019-07-31 Natus Medical Incorporated Wideband acoustic immittance measurement apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003290153A (ja) * 2002-04-04 2003-10-14 Rion Co Ltd 耳小骨可動性検出装置
JP2006136419A (ja) 2004-11-10 2006-06-01 Univ Of Electro-Communications 可動性検出装置及び方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EBINE SHUN, KANZAKI AKIRA, KOIKE TAKUJI: "Development and performance evaluation of apparatus for measuring ossicular mobility using ear pick", THE PROCEEDINGS OF THE 30TH BIOENGINEERING CONFERENCE ANNUAL MEETING OF BED/JSME; 2017/12/14 --2017/12/15, vol. 30th, 13 December 2017 (2017-12-13), pages 340, XP009526427, DOI: 10.1299/jsmebio.2018.30.2H05 *
See also references of EP3831292A4
TAKUJI KOIKE, AKIRA KANZAKI,: "Development of apparatus for measuring ossicular mobility using ear pick", OTOLOGY JAPAN, vol. 27, no. 4, 25 October 2017 (2017-10-25), XP009526426, ISSN: 0917-2025 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115919297B (zh) 2025-08-05
CN110972461B (zh) 2023-02-03
EP3831292A1 (en) 2021-06-09
JP2020022717A (ja) 2020-02-13
JP6596141B1 (ja) 2019-10-23
CN115919297A (zh) 2023-04-07
EP3831292B1 (en) 2024-07-24
US11471074B2 (en) 2022-10-18
US20200029865A1 (en) 2020-01-30
EP3831292A4 (en) 2022-05-18
CN110972461A (zh) 2020-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6596141B1 (ja) 中耳伝音特性評価システム、中耳伝音特性評価方法、および計測プローブ
US10085677B2 (en) System and method for performing a hearing screening
Avan et al. Middle ear influence on otoacoustic emissions. I: Noninvasive investigation of the human transmission apparatus and comparison with model results
AU776528B2 (en) At least partially implantable hearing system for rehabilitation of a hearing disorder
US12108213B2 (en) Self-check protocol for use by ear-wearable electronic devices
CN109729485A (zh) 用于调整助听器装置的方法、设备及计算机程序
JP6791881B2 (ja) 振動感受性評価のためのデバイス、システムおよび方法
US11944453B2 (en) Clinical fitting assistance using software analysis of stimuli
US6997864B2 (en) Method for obtaining diagnostic information relating to a patient having an implanted transducer
KR101910282B1 (ko) 골전도 보청기를 이용한 건강관리 장치
Jayawardena et al. Portable audiometric screening platforms used in low-resource settings: a review
US20060247488A1 (en) Implantable hearing aid actuator positioning
US9158891B2 (en) Medical device diagnostics using a portable device
JP6231086B2 (ja) 心臓信号の監視用の監視システム
JP7036309B2 (ja) 可動性評価システム
Wils et al. Bone conduction stimulation efficiency at coupling locations closer to the cochlea
Weiss et al. An objective method to determine the electrically evoked stapedius reflex threshold during cochlea implantation
CN115335016B (zh) 术中振动反馈评估
WO2018143255A1 (ja) 可動性評価システムおよび可動性評価方法
US20250142271A1 (en) Hearing instrument configured to implement a behavioral diagnostic
Chatarkar Karna Rakshak: Hearing Analysis with Digital Audiometry
US20210401329A1 (en) Methods and devices for evaluating hearing sensitivity of infants
WO2024231606A1 (en) An ear probe for ear examination
POPA et al. THE DESIGN AND IMPLEMENTATION OF AN INTELLIGENT AUDIOMETER.
Fryauf-Bertschy Pediatric cochlear implantation: An update

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18842628

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018842628

Country of ref document: EP

Effective date: 20210301