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音響・機械工学と医学のコラボレーション

夢ナビライブ2015東京会場にて収録

1分動画1

末梢聴覚器の振動シミュレーション

1分動画2

補聴器について

1分動画3

「音を聞く」仕組みを構造から

30分動画

講義を視聴する(30分)

高校1年生 とても分かりやすく、工学と医学の融合で、未来の医療技術がさらに発展しそうだ、と興味をもった。
高校2年生 医学と機械に興味を持てました。また来年も講義を受けたいです。
高校3年生 音響工学という学問を医学にまで発展させ、世の中の役に立たせているということに驚き、興味を持ちました。
高校2年生 耳やその周りの道具についてもっと知りたくなりました。同じ大きさの音が違う大きさに聞えたりするのが不思議で興味を持ちました。
高校1年生 普通だと思っていたものを1つ1つ深くまで追求して理解し、応用していくことにより興味をもちました。
高校1年生 耳の構造をとても細かくしれて興味がわきました!私は音楽が好きで、でも将来は医学に携わりたいと思っているので、私にぴったりな講義でした!
高校2年生 伝わるしくみをわかりやすく教えていただきありがとうございました。
高校1年生 難しかったけど、医りょうには工業学を借りることも必要なんだと知れておもしろかったです。
高校1年生 生体工学という分野を知らなかったので調べてみようと思いました。本日はありがとうございます!
高校1年生 人間の耳には多くのものがあって振動し合って小さな音も聞こえることがわかりました。音楽を聞くと伸びる細胞の動きがとても面白かったです。
高校2年生 補聴器って意外と欠点があるんだなと知りました。またモデルで計則するのもなるほどと思いました。
高校1年生 中学の時に習った内容を思い出しながら聞かせていただきました。医療でも使われていることを知ることができて、面白かったです。
高校2年生 工学系の技術は医療系の役に立っているのだと講義をきいて改めて実感した。いままでよりも工学系に進みたいと思うようになりました。
高校2年生 物理的には、同じ大きさなのに周波によって、聞こえる大きさが違うのがおもしろかったです。
高校2年生 ありがとうございました。
高校2年生 音響・機械工学と医学のコラボレーションの講義を聞いてとても興味がでてきました。
高校2年生 工学と医学を融合すると、素晴らしいものが作れると分かりました。
高校2年生 音響・機械工学が医学に役立つという事を初めて知りました。少し難しい所もありましたが楽しかったです。
高校2年生 先生の講義の内容は耳に関することを詳しく、丁寧に説明するという内容でした。難しかったが、とても興味が湧く講義でした。
高校2年生 耳の構造や、音が耳に入ったときの細胞内の動きなどを知れてよかったです。
高校2年生 工学と医学は関係が深いのだと分かりました。
高校1年生 500Hzと4000Hzの音の大きさは変わらないことを聞いておどろいた。埋めこみ式ほちょうきはいいと思った。
高校2年生 現代の医学は、外国にもひろまるほどすごいものだとしりました。
高校1年生 例えがわかりやすくわかりやすかったです。楽しく聞くことができました。
高校1年生 音が聞こえるまで様々な事が起きていることがよく分かった。
高校2年生 音のしくみについての話がおもしろかった。
高校1年生 たとえがわかりやすかったです。興味がわきました!
高校1年生 耳の仕組みなど面白かった。
高校2年生 おもしろかった。
高校2年生 耳についての関心がでてきた。
高校2年生 耳について、よく分かりました。ありがとうございました。
高校2年生 講義ありがとうございました。耳のしくみや音の出方などくわしくてとてもよかったです。
高校2年生 ありがとうございました。耳のことがよくわかりました。
高校2年生 難聴者の数に対する、補聴器の普及率の低さにおどろきました。
高校1年生 音圧がとても小さいことに驚きました。鼓膜は90mに対して1cmの振動だということにそんなに小さいんだ!と思いました。今日の話を聞いて、耳を大切にしようと思いました。
高校2年生 医学と機械がどのように関係しているのか、講義を通して知ることができてとてもおもしろかったです。
高校2年生 音と物理の関係がよくわかりました。先生が開発している新しい補聴器のしくみをもっと知りたいと思いました。
高校2年生 人の耳についてよく学ぶことができわかりやすかったです。
高校2年生 生活にも役に立ちそうですね。
高校2年生 人間の身には、ものすごく小さなものが入っているとわかりました。機械工学で医学が進んでいくこと、すごいと思いました。
高校2年生 説明がわかりやすく、難しく感じずに聞けてよかったです。
高校2年生 とてもわかりやすい説明でよかったです。
高校2年生 頭蓋骨を振動させて耳を聞こえるようにする考えがすごいと思った。
高校2年生 耳は人体の中でも大切ですよね。
高校2年生 振動数のことを細かく知ってるわけではなく、面白いことを学ぶことができた。耳を大事にとなきゃ、と思った。
高校1年生 音と医学がどのように関連していたかわかった。
高校2年生 すばらしい講義ありがとうございました。
高校2年生 音が聞こえてから聴覚器官がどのような働きをして次の行程へ音の情報を伝達していくかを1つ1つ詳しく教えてくれた。
高校1年生 とてもよい講義でした。
高校2年生 耳は音を感じていることで普段に役立ってる。イヤホンで大きな音を出すことによって、小さな音を聞くことがしづらいことが分かった。
高校2年生 どのようにして音をとらえているのかということを今まではばくぜんと鼓膜が振動しているとしか考えていなかったので勉強になりました。
高校1年生 音についてよくわかった。また、耳のしくみについてよくわかった。
その他 お話の内容が素晴らしくて、聞いていて本当に頭に残りました。もう少し聞きたいという欲も生まれました。
その他 コラボレーションは全て凄いと思った。
その他 とても分かりやすく興味がわきました。
その他 耳に音が伝わるしくみがよく理解できました。
高校1年生 話が難しくて理解できなかった。

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関心ワード
  • 耳鼻咽喉科 、
  • 振動 、
  • 補聴器 、
  • シミュレーション 、
  • 聴覚 、
  • 音 、
  • 耳 、
  • 工学 、
  • 医学

講義No.g007329

工学技術で耳の聞こえの仕組みを解明し、耳鼻咽喉科領域に貢献

診断・治療を助ける工学技術

 「医工連携」という言葉もあるように、これまで医学・工学分野ではさまざまな分野で協力し合い、研究開発を行ってきました。耳鼻咽喉科の領域でも研究は進んでおり、例えば耳の聞こえに関しては、コンピュータを用いて聴覚器官の機能を解析し、病気の見きわめや治療アドバイスなどに役立てています。

耳の内部をバーチャルに再現

 人が音を聞くときには、外耳道を通ってきた振動が鼓膜を揺らし、それが鼓膜の奥の耳小骨に伝わり、さらにその奥の蝸牛(かぎゅう)へと到達します。こうした器官のほとんどが頭がい骨の中にあり、また、鼓膜の振動はナノレベルと非常に小さいため、従来、聞こえのメカニズムを解明するのは困難でした。
 そこで工学分野では、鼓膜や耳小骨、蝸牛といった各器官の重さや硬さなどを計測し、コンピュータ上にバーチャルな聴覚器官を再現しました。これを用いることで、各器官の大きさ・重さの違いが聞こえに及ぼす影響や、器官のいずれかに硬化などの異常がある場合の聞こえ方、また、病気別に現れる特徴の違い、さらには最善の手術法・治療法まで、条件に合わせたシミュレーションができるようになり、明確なデータを医師に示すことも可能になりました。

骨の振動で音を聞く新技術

 聞こえの技術について言えば、近年、新たな人工聴覚システムとして研究が進んでいるのが「骨導補聴器」です。これは、小さな振動子を耳の後ろの皮膚の下に埋め込み、電磁力を利用して外から振動子に信号を送り、骨を振動させて補聴するという仕組みです。このため、外耳道閉鎖症、あるいはけがなどで耳介や鼓膜を失った人でも補聴できます。また、高齢になると高音が聞こえづらくなり、その結果、言葉の子音が聞こえにくくなりますが、骨導補聴器は通常のものと比べ、高音域まで明瞭に聞こえるため、日常会話はもちろん、音楽も豊かな音響で楽しめます。現在は試作段階ですが、近い将来、実用化されれば多くの人に役立つ技術となることが期待されています。

この学問が向いているかも 生体工学、医用工学

電気通信大学
情報理工学域 II類(融合系) 計測・制御システムプログラム 教授
小池 卓二 先生

メッセージ

 工学で医療に貢献したいという学生は増えていますが、中には数学が苦手という人もいます。生体工学の分野でも、数学や物理はもちろん必要です。高校でしっかり学んでおいてください。耳鼻咽喉科の領域は、日本ではまだ比較的工学が入り込んでいないため、非常に研究の余地があります。大学では、与えられた課題を「やらされている」という気持ちでこなすのではなく、「このテーマについては教授より自分のほうが詳しい!」というくらいの意欲をもち、自主的に研究に取り組んでほしいと思います。

先生の学問へのきっかけ

 子どもの頃から機械や乗り物が大好きで、高校時代は部活のかたわら、バイクにもはまっていました。通っていた高校は非常に自由な校風で、勉強に関しても自分の興味のある授業を選択し、必要な単位を取るという、今の大学のようなカリキュラムでした。おかげで自主性や独立心が身につきました。
 大学では、好きなことを学ぼうと、機械系の分野に進みましたが、そこで医療と工学が一緒になった生体工学という学問を知りました。当時はまだ珍しく、面白そうだなと思ったのがきっかけで、生体工学の中でも「耳」に関する研究を選んだのです。

大学アイコン
小池 卓二 先生がいらっしゃる
電気通信大学に関心を持ったら

 電気通信大学は、東京にある理工系国立大学で、「工学」と「理学」のうち、特に情報分野および理工分野を核とした教育研究を行っています。先端科学技術を支える全分野、例えば、情報、通信、電子、知能機械、ロボティクス、光科学、物理、量子、化学、物質、生命などの分野を網羅しています。社会で活躍する人材の育成をめざし、ものづくりに意欲を燃やす学生の期待に応える教育環境を提供します。