研究者業績

中川 誠司

Nakagawa Seiji  (Seiji NAKAGAWA)

基本情報

所属
千葉大学 フロンティア医工学センター 教授
(兼任)大学院 工学研究院 教授
(兼任)大学院 融合理工学府 基幹工学専攻 医工学コース 教授,コース長
(兼任)工学部 総合工学科 医工学コース 教授,コース長
(兼任)医学部附属病院 教授
国立研究開発法人 産業技術総合研究所 客員研究員
東京大学 大学院医学系研究科 客員研究員
Univ. of Washington Visiting Scholar
国立研究開発法人 量子科学技術研究開発機構 客員研究員
学位
博士(工学)(1999年3月 東京大学)

連絡先
s.nakagawa99.alumni.u-tokyo.ac.jp
J-GLOBAL ID
200901063867675418
researchmap会員ID
5000005804

外部リンク

非侵襲的手法による神経生理計測(特に脳機能計測),心理計測,物理計測,さらにはコンピュータ・シミュレーションを駆使して,聴覚を中心とした知覚メカニズムや認知メカニズムの解明を進めています.また,知覚・認知メカニズム研究で得られた成果を利用することで,骨伝導補聴器や骨伝導スマートホンを初めとした福祉機器・医用機器の開発や,室内の視聴覚環境の最適化,騒音の快音化といった応用研究にも取り組んでいます.


論文

 312
  • Irwansyah, Sho Otsuka, Seiji Nakagawa
    Acoustical Science and Technology 2024年  
  • Irwansyah, Sho Otsuka, Seiji Nakagawa
    MethodsX 11 102394-102394 2023年12月  
    Bone conduction hearing aids (BCHAs) offer an alternative solution for individuals with outer or middle ear issues who cannot benefit from traditional air conduction hearing aids. However, the phenomenon of "crosstalk," where sound intended for one ear is mistakenly transmitted to the other ear through bone conduction, presents a challenge. This unintended transmission may limit the benefits of binaural hearing that can be achieved using two BCHAs, such as accurately detecting a sound source's direction. In this article, we present a method to suppress "crosstalk" within the human head using an adaptive algorithm to control two audiometric bone transducers. •Our method involves positioning an error sensor at a location considered close to the cochlea, such as the ear canal or the mastoid, and utilizing an adaptive algorithm to estimate the crosstalk compensation filter. This filter generates an anti-signal, which is then transmitted to one of the two transducers, effectively cancelling the crosstalk.•To verify whether the crosstalk cancellation reaches the cochlea in the inner ear, we provide a procedure for measuring hearing thresholds with and without crosstalk cancellation. This acts as a subjective measure of the efficacy of our crosstalk cancellation method. By leveraging an adaptive algorithm, this approach provides personalized cancellation and has the potential to enhance the performance of binaural BCHAs.
  • IRWANSYAH, Sho OTSUKA, Seiji NAKAGAWA
    INTER-NOISE and NOISE-CON Congress and Conference Proceedings 268(4) 4866-4873 2023年11月30日  
    This study aimed to address the issue of "crosstalk" in bone conduction hearing aids, where sound meant for one ear is mistakenly perceived by the other ear via bone conduction. We explored a potential solution by canceling the crosstalk sound at the cochlea. To achieve this, an accelerometer was placed on the mastoid to monitor the crosstalk sound produced by an audiometric bone transducer on the opposite side of the head, while a second transducer on the same side as the accelerometer was used to cancel it out. The filtered-x least mean square (FxLMS) algorithm was used to optimize the crosstalk compensation (CTC) filter for cancellation at the mastoid. Then, the subjects manually adjusted the filter coefficients through a lateralization task to achieve crosstalk cancellation at the cochlea. This task involved modifying phase and level differences between pure-tone sounds from the two transducers, making the sound seem to originate from the leftmost or rightmost side of the head. Our results indicated successful cancellation of crosstalk sound at the cochlea, as subjects' hearing thresholds under noise masking were lower with crosstalk cancellation.
  • Irwansyah Irwansyah, Sho Otsuka, Seiji Nakagawa
    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 44 68 2023年11月13日  
  • Hajime Yano, Tetsuya Takiguchi, Seiji Nakagawa
    NeuroReport 35(1) 1-8 2023年10月30日  
    The impressions of heating, ventilation, and air conditioning (HVAC) sounds are important for the comfort people experience in their living spaces. Revealing neural substrates of the impressions induced by HVAC sounds can help to develop neurophysiological indices of the comfort of HVAC sounds. There have been numerous studies on the brain activities associated with the pleasantness of sounds, but few on the brain activities associated with the thermal impressions of HVAC sounds. Seven time-varying HVAC sounds were synthesized as stimuli using amplitude modulation. Six participants took part in subjective evaluation tests and MEG measurements. Subjective coolness of the HVAC sounds was measured using the paired comparison method. Magnetoencephalographic (MEG) measurements were carried out while participants listened to and compared the time-varying HVAC sounds. Time-frequency analysis and cluster-based analysis were performed on the MEG data. The subjective evaluation tests showed that the subjective coolness of the amplitude-modulated HVAC sounds was affected by the modulation frequency, and that there was individual difference in subjective coolness. A cluster-based analysis of the MEG data revealed that the brain activities of two participants significantly differed when they listened to cooler or less cool HVAC sounds. The frontal low-theta (4–5 Hz) and the temporal alpha (8–13 Hz) activities were observed. The frontal low-theta and the temporal alpha activities may be associated with the coolness of HVAC sound. This result suggests that the comfort level of HVAC sound can be evaluated and individually designed using neurophysiological measurements.

MISC

 985
  • 伊藤一仁, 中川誠司
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2010 ROMBUNNO.1-R-6 2010年3月1日  
  • 西川裕美, 石光俊介, 保手浜拓也, 添田喜治, 中川誠司
    日本機械学会中国四国支部総会・講演会講演論文集 48th 165-166-166 2010年2月24日  
  • 小谷賢太郎, 玉利雄祐, 朝尾隆文, 堀井健, 中川誠司
    関西大学先端科学技術シンポジウム講演集 14th 135-136-136 2010年1月25日  
  • 中川 誠司
    電子情報通信学会技術研究報告. EA, 応用音響 109(389) 41-48 2010年1月18日  
    難聴が重篤になると従来型の補聴器の使用は困難になる.一方,骨伝導で呈示された周波数20,000Hz以上の高周波(骨導超音波)であれば,聴覚健常者はもとより重度難聴者にも知覚される場合があるが,その知覚メカニズムはほとんど未解明であった.我々は脳磁界計測(magnetoencephalography: MEG)によって骨導超音波が重度感音性難聴者にも音として知覚されること,骨導超音波を振幅変調することで音声伝達が可能であることを客観的に証明した.その上で,聴覚心理計測,神経生理計測,音響物理計測等を駆使した骨導超音波知覚メカニズムの解明と,骨導超音波知覚を応用した新型補聴器(骨導超音波補聴器)の開発に取り組んでいる.
  • 中川 誠司
    電子情報通信学会技術研究報告. EA, 応用音響 109(389) 41-48 2010年1月18日  
    難聴が重篤になると従来型の補聴器の使用は困難になる.一方,骨伝導で呈示された周波数20,000Hz以上の高周波(骨導超音波)であれば,聴覚健常者はもとより重度難聴者にも知覚される場合があるが,その知覚メカニズムはほとんど未解明であった.我々は脳磁界計測(magnetoencephalography: MEG)によって骨導超音波が重度感音性難聴者にも音として知覚されること,骨導超音波を振幅変調することで音声伝達が可能であることを客観的に証明した.その上で,聴覚心理計測,神経生理計測,音響物理計測等を駆使した骨導超音波知覚メカニズムの解明と,骨導超音波知覚を応用した新型補聴器(骨導超音波補聴器)の開発に取り組んでいる.
  • 梶山 誠司, 中川 五男, 古賀 知道, 岡田 泰典, 日高 昌三
    日本ペインクリニック学会誌 17(2) 157-159 2010年  
    腰痛の原因が胸髄腫瘍であった1症例を報告する.62歳の女性で,腰痛と右鼠径部痛で治療を受けていたが,痛みは軽減しなかった.その後,右下肢の感覚障害が出現した.当科の初診時に明らかな間歇跛行はなく,両側のアキレス腱反射は軽度亢進していた.右下肢の運動障害があり,脱力が進行性であった.MRIでTh10の高さの脊髄内にガドリニウムで造影される結節状病変があった.手術で摘出した胸髄腫瘍の病理所見は肉芽腫であった.神経学的異常が進行性の腰痛では,脊髄腫瘍などの器質疾患の有無を判断するために,MRI等の画像診断を積極的に行うべきである.
  • Seiji Nakagawa
    17TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON BIOMAGNETISM ADVANCES IN BIOMAGNETISM - BIOMAG2010 28 274-277 2010年  
    Bone-conducted ultrasound (BCU) is perceived even by the profoundly sensorineural deaf. We have been developing a novel hearing-aid using BCU perception, which transmits a 30-kHz bone-conducted carrier that is amplitude-modulated by speech. The fundamental capabilities of the BCU hearing-aid (BCUHA) were objectively assessed by magnetoencephalography. Frequency- and temporal-resolution were assessed by measuring mismatch fields (MMFs). As well, the capability to discriminate two-channel BCUs presented to the left and right mastoids was verified by the laterality of auditory evoked magnetic field N1m. In the frequency-discrimination tests, amplitude-modulated BCU (AM-BCU) and air-conducted sound (AC) showed almost the same MMF-magnitudes when frequency/modulation-frequency of the standard-stimuli were 1.0 kHz, even though MMF-magnitudes for BCU were smaller than those of AC at 0.125 kHz. In the temporal-discrimination tests, MMFs for changes of stimulus-duration were measured. MMF-magnitudes for AM-BCUs reached more than 80% of those for air-conducted sounds (ACs). In addition, in the laterality-discrimination tests, N1m evoked by contralateral stimuli were larger in amplitude and shorter in latency than those evoked by ipsilateral stimuli for both AM-BCUs and ACs. This result agrees with earlier reports of AC auditions, and suggests that two-BCU channels presented to the left and right mastoid were separately localized. These findings objectively indicate that the BCUHA has practical frequency- and temporal resolution, and give a rationale for the development of a multi-channel (at least two) BCUHA.
  • 中川 誠司
    電子情報通信学会技術研究報告(超音波) 109(388) 59-66 2010年1月  
    難聴が重篤になると従来型の補聴器の使用は困難になる。一方、骨伝導で呈示された周波数20,000Hz以上の高周波(骨導超音波)であれば、聴覚健常者はもとより重度難聴者にも知覚される場合があるが、その知覚メカニズムはほとんど未解明であった。我々は脳磁界計測(magentoencephalography:MEG)によって骨導超音波が重度感音性難聴者にも音として知覚されること、骨導超音波を振幅変調することで音声伝達が可能であることを客観的に証明した。その上で、聴覚心理計測、神経生理計測、音響物理計測等を駆使した骨導超音波知覚メカニズムの解明と、骨導超音波知覚を応用した新型補聴器(骨導超音波補聴器)の開発に取り組んでいる。(著者抄録)
  • 中川 誠司
    Japanese Journal of Applied Physics 49(7) 07HF31-07HF31-7 2010年  
  • 石光俊介, 西川裕美, 保手浜拓也, 添田喜治, 中川誠司
    日本機械学会環境工学総合シンポジウム講演論文集 20th 73-75-75 2010年  
  • 江村伯夫, 中川誠司
    音楽音響研究会資料 29(3) 1-4-4 2010年  
  • 西川 裕美, 石光 俊介, 保手浜 拓也, 添田 喜治, 中川 誠司
    中国四国支部総会・講演会 講演論文集 2010 165-166 2010年  
  • 石光 俊介, 西川 裕美, 保手浜 拓也, 添田 喜治, 中川 誠司
    環境工学総合シンポジウム講演論文集 2010 73-75 2010年  
    In recent years, the silence of hybrid cars is regarded as questionable from a viewpoint of pedestrian protection. This situation tends to obligate to add the car sound. In this study, we focused on half order spectrum and then subjective preference (subjective annoyance) of acceleration car sound for subjects who infrequently drive a car and who frequently drive it was evaluated. In addition, a sinusoidal model was adopt for acceleration car sound synthesis and the auditory impressions of car acceleration sound was examined using the psychological method and brain magnetic fields.
  • 藤坂 洋一, 坂口 敦, 渡辺 好章, 中川 誠司
    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 31 319-320 2010年  
  • 伊藤 一仁, 中川 誠司
    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 31 561-562 2010年  
  • 伊藤 一仁, 中川 誠司
    生体医工学 : 日本エム・イー学会誌 = Transactions of the Japanese Society for Medical and Biological Engineering : BME 47(6) 588-594 2009年12月10日  
    To clarify mechanisms of the bone-conducted ultrasonic (BCU) perception, tympanic membrane (TM) vibrations under BCU stimuli were measured in a human subject using a laser Doppler vibrometer (LDV). We presented a signal processing algorithm to increase the SNRs (signal-to-noise ratios) of measured LDV signals by removing only optical noise components from the wave signals. Further, we analyzed the TM vibrations using the presented method to investigate the contribution of nonlinear distortion in the BCU perception, i. e. the possibility of generating the audible subharmonics. As a result, we did not find any audible signals corresponding to the subjective pitch of BCU in the TM vibrations. This suggests that there is no evidence for nonlinear distortion in the outer and middle ear.
  • Masashi Nakayama, Shunsuke Ishimitsu, Seiji Nakagawa
    38th International Congress and Exposition on Noise Control Engineering 2009, INTER-NOISE 2009 1 345-349 2009年12月1日  
    Engineers working in the engine rooms of ships are unable to communicate using normal speech. The engine room becomes a noise environment of engine and generators. To extract a normal speech produced in such noisy environments, we investigated construction of the body-conducted speech recognition system. Body-conducted speech is classified into solid propagated sound on skin or bone; thus it is not influenced by noise in the air. Body-conducted speech produces a low quality signal, because it does not include high frequency components of 2 kHz and greater. For this reason, many researchers have proposed signal retrieval methods, but conventional methods require both normal speech and body-conducted speech. In this paper, we propose the signal retrieval technique that does not require normal speech. First, the method converts the emphasized signal into body-conducted speech as a differential acceleration signal. Second, conventional noise reduction is applied to the emphasized signal to produce the retrieval signal. Our previous research investigated body-conducted speech under calm. The experiment confirmed the effectiveness of the new body-conducted speech retrieval technique, extracting in 98 dB SPL (-20 dB SNR). We conclude that the signal improves in sound quality on frequencies of 2 kHz and greater.
  • Shunsuke Ishimitsu, Manabu Yamamoto, Kenji Takami, Seiji Nakagawa
    38th International Congress and Exposition on Noise Control Engineering 2009, INTER-NOISE 2009 3 1582-1589 2009年12月1日  
    The production concept of car engine sounds has evolved from one of noise reduction to one of sound design. Auditory impressions have been examined from a psychological point of view. However, it is difficult to gain a full understanding of the issue using this approach alone. Thus, we investigated the relationships between subjective preference and brain magnetic fields for accelerating car interior noise. The acceleration noise was measured with an in-line 4-cylinder engine and harmonic complex tones that simulate acceleration noise used as the stimuli. Subjective evaluations were examined using the paired-comparison method. At the same time, the magnetoencephalography (MEG) alpha-waves range (8-13 Hz) measurements were made and analyzed using the ACF (autocorrelation function). The results indicate that the effective duration of the ACF of the MEGs of between 8 and 13 Hz lengthens after the presentation of a preferred sound.
  • 石光 俊介, 高見 健治, 山本 学, 中川 誠司, 添田 喜治
    電子情報通信学会技術研究報告. EA, 応用音響 109(286) 79-84 2009年11月12日  
    本研究では,自動車エンジン音に対する聴感印象の客観的評価のための基礎検討として,脳磁界計測による自動車加速時のエンジンの音質評価を試みた.まず,加速音に対する心理的好ましさとアルファ活動との関係を調べた.加速音に対する好ましさを一対比較法により測定し,それらの加速音を提示している間の大脳活動を全頭型脳磁計を用いて計測した.アルファ波帯域の脳磁界の自己相関パラメータと心理尺度の比較を行った結果,好ましくない音を提示した場合に比べて,好ましい音を提示した場合に後頭部付近でのアルファ波の自己相関関数の有効継続時間が長くなる傾向が確認された.さらに,加速音に対する聴覚誘発脳磁界反応とSD法による聴感評価との比較を行った.その結果,周波数の時間変化の違いによる聴感印象の差が,聴覚誘発脳磁界のN1m振幅値に反映されている可能性が示唆された.
  • 山際 武志, 守田 誠司, 大塚 洋幸, 中川 儀英, 山本 五十年, 猪口 貞樹
    日本外傷学会雑誌 = Journal of the Japanese Association for the Surgery of Trauma 23(4) 342-346 2009年10月20日  
  • 阿部隆之, 山崎慶太, 中川誠司, 岩木直
    日本磁気学会学術講演概要集 33rd 191 2009年9月12日  
  • 伊藤一仁, 中川誠司
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2009 ROMBUNNO.2-6-18 2009年9月8日  
  • 中川誠司
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2009 ROMBUNNO.2-P-6 2009年9月8日  
  • 籠宮隆之, 中川誠司
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2009 ROMBUNNO.1-3-1 2009年9月8日  
  • 中川誠司, 大久保裕子, 保手浜拓也
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2009 ROMBUNNO.2-P-5 2009年9月8日  
  • 保手浜拓也, 保手浜拓也, 中川誠司
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2009 ROMBUNNO.2-P-4 2009年9月8日  
  • 岡安 唯, 西村 忠己, 山下 哲範, 柳井 修一, 中川 誠司, 吉田 悠加, 長谷 芳樹, 細井 裕司
    Audiology Japan 52(5) 379-380 2009年9月  
  • 梶山 誠司, 中川 五男, 日高 昌三
    麻酔 = The Japanese journal of anesthesiology : 日本麻酔科学会準機関誌 58(8) 966-970 2009年8月  
  • 保手浜拓也, 中川誠司
    超音波Techno 21(4) 102-106-106 2009年8月1日  
  • 保手浜 拓也, 中川 誠司
    超音波techno 21(4) 102-106 2009年7月  
  • 伊藤 一仁, 中川 誠司
    聴覚研究会資料 39(4) 289-294 2009年6月25日  
  • 伊藤 一仁, 中川 誠司
    電子情報通信学会技術研究報告. EA, 応用音響 109(100) 73-78 2009年6月18日  
    骨導超音波刺激下での鼓膜の振動特性を、レーザドップラ振動計を用いた光学的な手法により計測した。まず,計測時に生じる光学系ノイズを効果的に除去し、観測信号のSN比を向上させる手法を提案した。また、骨導超音波知覚の要因を探るため、提案した手法を用いて骨導における非線形歪みの関与、特に可聴な低調波音の発生の可能性について調査した。その結果、鼓膜振動の中に骨導超音波のピッチ感に相当するような可聴な信号を確認することは出来ず、少なくとも非線形なosseotympanic経路の関与は無いことが示唆された。
  • 籠宮隆之, 中川誠司
    人間工学 45 184-185-185 2009年6月10日  
  • Issei Sato, Kenichi Kurihara, Shu Tanaka, Hiroshi Nakagawa, Seiji Miyashita
    2009年5月22日  
    This paper presents studies on a deterministic annealing algorithm based on<br /> quantum annealing for variational Bayes (QAVB) inference, which can be seen as<br /> an extension of the simulated annealing for variational Bayes (SAVB) inference.<br /> QAVB is as easy as SAVB to implement. Experiments revealed QAVB finds a better<br /> local optimum than SAVB in terms of the variational free energy in latent<br /> Dirichlet allocation (LDA).
  • 保手浜拓也, 保手浜拓也, 中川誠司
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2009 ROMBUNNO.2-Q-21 2009年3月10日  
  • 荒井貴行, 荒井貴行, 石光俊介, 阪本浩二, 中川誠司, 添田喜治, 好美敏和
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2009 ROMBUNNO.2-P-32 2009年3月10日  
  • 籠宮隆之, 中川誠司
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2009 ROMBUNNO.2-Q-23 2009年3月10日  
  • 伊藤一仁, 中川誠司
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2009 ROMBUNNO.2-Q-22 2009年3月10日  
  • 高見健治, 石光俊介, 中川誠司, 添田喜治
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2009 ROMBUNNO.2-P-31 2009年3月10日  
  • 中川誠司, 籠宮隆之, 藤崎恵美子, 大久保裕子
    日本音響学会研究発表会講演論文集(CD−ROM) 2009 ROMBUNNO.2-Q-24 2009年3月10日  
  • 高見健治, 石光俊介, 中川誠司, 添田喜治
    日本機械学会中国四国支部総会・講演会講演論文集 47th 431-432-432 2009年2月26日  
  • 荒井貴行, 荒井貴行, 石光俊介, 阪本浩二, 中川誠司, 好美敏和, 浅見敏彦
    日本機械学会中国四国支部総会・講演会講演論文集 47th 409-410-410 2009年2月26日  
  • 藤坂 洋一, 坂口 敦, 渡辺 好章, 中川 誠司
    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 30 65-66 2009年  
  • 荒井 貴行, 石光 俊介, 阪本 浩二, 中川 誠司, 好美 敏和, 浅見 敏彦
    中国四国支部総会・講演会 講演論文集 2009 409-410 2009年  
  • 高見 健治, 石光 俊介, 中川 誠司, 添田 喜治
    中国四国支部総会・講演会 講演論文集 2009 431-432 2009年  
  • 伊藤 一仁, 中川 誠司
    超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集 30 593-594 2009年  
  • 山際 武志, 守田 誠司, 大塚 洋幸, 中村 直哉, 中川 儀英, 山本 五十年, 猪口 貞樹
    日本救急医学会雑誌 20(5) 265-269 2009年  
    Segmental arterial mediolysis(SAM)は腹部内臓動脈瘤の成因の一つとして近年確立された概念である。急性腹症や出血性ショックで発症することが多く,腹部内臓動脈に数珠状の動脈瘤が多発し,冠動脈や頭蓋内に動脈瘤を合併することも報告されている。病理組織学的に確定診断された報告(会議録は除く)は自験例を含み本邦23例と比較的稀な疾患である。症例は83歳の男性。心窩部痛にて他院入院中に,突然の意識障害とショック症状を呈し当院救命救急センターにドクターヘリ搬送となった。搬送中に心肺停止(心静止)となったが急速輸液及び心肺蘇生により 4 分後に心拍再開し当院に到着した。来院時の循環動態は安定していたため,腹部造影CT検査を施行したところ腹腔内に多量の液体貯留を認め,緊急血管造影を行った。下腸間膜動脈造影にて脾彎曲部に造影剤の血管外漏出所見を認め,脾動脈には数珠状の不整な拡張を認めた。以上からSAMを強く疑ったが,腸管虚血を考慮して緊急開腹手術へ移行した。術中所見では中結腸動脈左枝に出血を伴う動脈瘤の形成を認め,動脈瘤切除を施行した。病理組織学的検査にて,動脈瘤壁に島状の中膜残存所見を認めSAMと確定診断した。術後経過は良好で,第33病日に転院となった。術後 2 年に施行した腹部CT検査で未治療の脾動脈・下腸間膜動脈の数珠状変化はほぼ消失しており,現在まで破裂することなく 2 年 4 か月が経過している。原因不明の腹部内臓動脈瘤に対してはSAMを鑑別疾患の一つとして念頭に置く必要があると考えられた。
  • 添田喜治, 下倉良太, 中川誠司
    日本生体磁気学会誌特別号 22(1) 132-133 2009年  
  • NAKAGAWA Seiji
    International Journal of the JSRM 4(2) 37-46 2009年  
    Rock containing a compliant, fluid-filled fracture can be viewed as one case of heterogeneous poroelastic media. When this fracture is subjected to seismic waves, a strong contrast in the elastic stiffness between the fracture itself and the background can result in enhanced grain-scale local fluid flow. Because this flow—relaxing the pressure building up within the fracture—can increase the dynamic compliance of the fracture and change energy dissipation (attenuation), the scattering of seismic waves can be enhanced. Previously, for a flat, infinite fracture, we derived poroelastic seismic boundary conditions that describe the relationship between a finite jump in the stress and displacement across a fracture, expressed as a function of the stress and displacement at the boundaries. In this paper, we extend these boundary conditions to examine frequency-dependent seismic wave scattering by heterogeneous fractures. Fluid-filled fractures with a range of mechanical and hydraulic properties are examined. From parametric studies, we found that the hydraulic permeability of a fracture fully saturated with water has little impact on seismic wave scattering. In contrast, the seismic response of a partially water-saturated fracture and a heterogeneous fracture filled with compliant liquid (e.g., supercritical CO2) depended on the fracture permeability.

書籍等出版物

 8

担当経験のある科目(授業)

 28

共同研究・競争的資金等の研究課題

 26