JP2004522507A - 耳鳴りで苦しむ人のための聴覚信号発生装置のプログラム方法及びそれに用いる発生装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、耳鳴りを軽減ないし取り除くための聴覚信号発生装置に関する。
本発明は、以下の操作段階を有することに特徴を有する：
ａ）絶対聴覚閾値を測定する段階；
ｂ）知覚した耳鳴りの周波数を測定する段階；
ｃ）得られた測定値を基礎に、適切な手段を用いて前記聴覚信号を届けることができる前記信号発生装置をプログラムするため、患者の特別な場合に適合する聴覚信号の特性を計算する段階。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、耳鳴り（tinnitus）で苦しむ患者が聞き取れる様に意図した聴覚信号（auditory signals）を発生させるための装置をプログラムする方法に関する。本発明は、また、その様な方法を実行するための装置に関し、発生するその信号の特徴は、耳鳴りで苦しむ個人の耳鳴りの消滅及または軽減を促進するために、この個人の聴覚学的特性（audiological characteristics）に特に適合されている。
【背景技術】
【０００２】
耳鳴りとは、周囲の如何なる音響信号（acoustic signal）にも該当しない耳または頭の中の騒音の知覚を意味する。これらの騒音の性質及びそれらが現れる強さは、場合によって異なる。一般に、耳鳴りが原因の不快さは、患者にとっては無視できない。それは患者を衰弱させ、重大な心因性疾患、特に情緒や睡眠の障害に到ることもある。さらに、耳鳴りで苦しむ大抵の人は、多かれ少なかれ深刻な難聴（聞き取り損失） （hearing loss）をも有している。
【０００３】
一般的には、耳鳴りで苦しむ人は、異なるタイプの治療を施されるが、その実際の効果は必ずしも決定的なものではない。薬理学（Pharmacology）は、最も一般的な治療法を提示するが、処方される薬物はどれも、立証された如何なる有益な効果もなく、また、中には耳鳴りが原因の不快さを悪化させる程度に悪影響を与えるものさえある。
【０００４】
知覚のマスキングにより直接且つ直ちに、また、生理学的習慣性のプロセスによって、徐々に耳鳴りが聞こえないようにするため、音信号を患者の耳に届けるシステムである耳鳴り−マスキング装置もある。
【０００５】
耳鳴りマスカーは、現在いくつかの問題点を提起している：
−これらシステムの信号発生可能性は非常に制限されている。実際、ほとんどの場合、それらのシステムでは、非常にシンプルなスペクトル特性を有するシングルタイプの信号を作り出すことが可能となってはおらず、このことが各患者の固有のケースに適合する可能性をかなり制限している。
−さらに、現在のマスカーは、一般に補聴器の形で示される。このタイプの装置は、補聴器を着ける必要があるほどの難聴を持たず、且つ障害（ハンディキャップ）で苦しんでいるという印象を与えたくないと考える多くの耳鳴り患者、特に若い患者を遠ざけている。
−最後に、これらのマスカーが、それぞれの耳鳴り患者の固有のケースに充分適合できないことにより、マスカーが効果的でなく、且つ、障害による苦しさがいっそうひどくなる場合もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、本発明は、聴覚信号を発生させるための装置をプログラムするための方法を提供することにより、前記の欠点を克服することを目的とし、その信号の物理的特性が耳鳴り患者の固有のケースに適合し、長期間それを聞くことにより最終的には、または一時的に、それが聞こえなくなるようになり、また、少なくとも、耳鳴り及びそれに関連する不快さが軽減される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的で、耳鳴りを軽減ないし取り除くために、本発明の主題である聴覚信号発生装置をプログラムするための方法は、以下の操作段階で行なわれることに特徴を有する：
ａ）絶対聴覚閾値を測定する段階、
ｂ）適切な手段を用いて、前記聴覚信号を届けることができる前記信号発生装置をプログラムするため、得られた測定値を基礎に、スペクトルエンベロープ（spectral envelope）とも呼ばれる、患者の固有のケースに適合する聴覚信号の特性を計算する段階。
【０００８】
本発明はまた、前記方法を実行することが出来る聴覚信号発生装置に関し、前記装置は、矯正信号（corrective signal）を届けることが出来る適切な手段を有し、前記手段は、直接使用する目的またはサポート内に保存する目的のため、ホワイトノイズのスペクトルを有するスペクトルエンベロープの増幅及び逆フーリエ変換（inverse Fourier transform）のための装置を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、特に、耳鳴りで苦しんでいる各々の患者の難聴（聞き取り損失）に信号を個別に適合させることが可能になる。信号の有益な構成要素（患者の難聴領域に位置するそれら）は、難聴の範囲外になる構成要素に関して増幅され、刺激レベルは、患者の聞き取りに正確に適合はしていない信号を発生する装置を用いた刺激レベルより低くなることができる。この特性は、アダプター−イコライザー信号に関してより大きな聞き取り快適性を与える。実際、信号レベルが低くなればなるほど、個人は日常の活動において困惑することがより少なくなる。さらに、ウォークマン（商標）または家庭のオーディオシステムにより患者が聴くことができる如何なるサポート上にも信号を保存することができる可能性により柔軟性が提供され、この柔軟性により、一般により制限的なアプローチに慣れているこれらの患者にかなりの使用快適性を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の他の特徴および利点は、如何なる限定的特徴をも有さない本発明の一実施例を示す添付図面を参照した以下の記載から明らかになる。図面中、
−図１は、本発明の聴覚信号発生装置をプログラムするための方法の異なるステージを示し、
−図２は、本発明のアダプター−イコライザー信号のスペクトルエンベロープの計算された形を概略的に示し、
−図３は、アダプター−イコライザー信号が原因で起こるニューロン（神経単位）の反応の、聴覚系のいくつかのレベルでの表示であり、
−図４は、ホワイトノイズが原因で起こるニューロンの反応の、聴覚系のいくつかのレベルでの表示であり、
−図５は、中央ニューロン（central neuron）の音の原理機構（tonotopic organization）を示す模式図であり、（ａ）は健聴者についてのもの、（ｂ）は難聴で耳鳴りがある患者のもの、及び（ｃ）はアダプター−イコライザー信号を聞いた後の同じ患者のものである。
【００１１】
本発明の方法を実行するための望ましい方法によれば、音−信号発生装置をプログラムする前記方法は、４つの主要で明確な操作段階、特に主要ステージａと知覚した耳鳴りの周波数の測定に該当するステージｂの間の中間ステージを有し（図１）、第１のステージ及び中間ステージを実行するためには、第１と第２の手段が用いられるが、それらは同一であってもよい。特に、これら第１と第２の手段は、純音発生装置、対数減衰器、ヘッドホン前置増幅器及びヘッドホンを有していても良い。
【００１２】
第１の操作段階（ステージａと比較）は、絶対聴覚閾値の測定から構成される。これらの閾値は、患者が知覚することができる音の最も低いもの（強さ）として定義され、異なる周波数の純音を用いて測定され、その強さは、患者の反応によって変化することができ、患者は、（押しボタンまたはその他のタイプの）応答装置により、患者がこれらの音を聞くことができたかどうかを答える役割を有する。これを行なうには、所定の周波数および強さの断続音が、第１の手段により患者の耳の一方に送られ、その後で患者はその音を聞いたか否かを答える。送られた音は、例えば、３つの連続的トーンバースト（tonal bursts）で作られていても良く、各バーストは、４００ミリセカンドの継続時間を有し、有利に高められた２０ミリセカンドの余弦傾斜を含み、３つのバーストは、２００ミリセカンドの間隔で分離される。選択された周波数は、例えば２０００Ｈｚで且つ６０デシベル（ｄＢ）のレベルでもよい。
【００１３】
患者が音を聞き取ることができた場合には、信号のレベルは、デシベルで一定の量ｘ（例えば、１０ｄＢ）減少される。一方、この同じ音が聞き取れなかった場合には、デシベルで量ｙ（例えば２０ｄＢ）増加される。音はそれから再び提示され、手続が繰り返され、量ｘおよびｙは、徐々に減少される。
【００１４】
前記手続を停止させる基準は、最小のレベルに到達すること、または推定された閾値の周辺での十分且つ予め決められた数の反転を実行すること、または予め決められた最小値に到達することのいずれかから構成される。
【００１５】
一つの所定周波数でのこの絶対聴覚閾値が推定されると、次の周波数で閾値の測定が始まる。この次の試験周波数は、前記装置と同一の装置により決定され、以下の規則による二分法の手順（dichotomic procedure）に従う：
−習慣性または疲労による影響を避けるため、擬似乱数順で、５００〜１６，０００Ｈｚ（即ち、５００，１０００，２０００，４０００，８０００及び１６，０００Ｈｚ）の間の全てのオクターブ周波数が試験される。
−もし、これらの測定の終わりに、閾値に関連した増加（即ち、試験された異なる周波数の一つまたはそれ以外で測定された閾値間で１０ｄＢ以上の相違）が観察されなければ、中間の周波数（半オクターブ）で、最初は約４０００Ｈｚ、その後より高い周波数で、および、より低い周波数で、閾値測定が行なわれる。
−閾値における関連増加が所定の周波数で患者により観察されると、閾値測定は、この周波数の周辺でより正確に行なわれ、半オクターブのオクターブ間隔、より高い周波数およびより低い周波数を試験することにより始め、その後、この周波数ステップは縮小（低減）されて、測定手続は、中間周波数で再開する。
−手続を停止するための基準は、最小周波数ステップ値に到達することから構成されるか、または、他の基準により、十分高いレベルの精度が達成されることを実証することが可能となる。絶対聴覚閾値は、前記操作段階により、両耳で連続的に測定される。
【００１６】
第２の操作段階（ステージＢと比較）は、知覚された耳鳴りの周波数を測定することから構成される。この耳鳴りのレベル測定は、二分法によるフレーミング手順（dichotomous framing procedure）により行なわれるか、または調節手続に従う。一番目の場合、与えられた周波数の断続音は、第２の手段により少なくとも患者の耳の一つへ送られる。例えば、この音は、３つの１秒パルスから成り、各々は１秒の無音により且つ２０００Ｈｚの周波数で分離される。患者の役割は、応答箱タイプのインターフェイスにより、この音が耳鳴りより高いピッチの音かまたは低いピッチの音か、または同じ音質かを答えることである。患者は、また、決定する前に同じ音を再度聞く可能性を有する。
【００１７】
もし送られた音が耳鳴りより高いピッチの音であれば、試験音の周波数は一定の因子で割られる。他方、この音が耳鳴りより低いピッチの音であれば、試験音の周波数は同じ因子で掛けられる。それから、その手続が繰り返され、その因子は、この因子の値が予め定めた最小値に達するまで、または、患者が試験音が耳鳴りと同じ音質であることを示すまで、患者の応答が逆転する度に減じられる（また、患者が連続して２回以上同じ応答をする度に、増加される）。
【００１８】
本発明の方法による有利な特徴及び前記方法を実行する発生装置の効果によると、第３の手段により、各周波数で第１のステージで作られた閾値の測定結果を基礎に、試験音を調節することが出来るようになり、その結果、このレベルは絶対閾値より大きい５〜１０ｄＢ間に維持され、かくして、いつでも、ほとんど耳鳴りと同じ知覚の強さで維持されることができる。この調節は、耳鳴りの音質レベル測定をかなり容易にするという長所を有する。実際、強さは、耳鳴りの特徴付けにとって決定的な因子であり、後者の影響を無くすることにより、耳鳴りのレベルに相当する周波数を配置することが容易である。
【００１９】
耳鳴りの周波数の最初の推定がなされた後、他の連続する測定が、測定の十分な再生基準に到達するまで行なわれる。その様な基準は、例えば、推定された耳鳴りの音質レベルの周辺の、得られた又は予め定義された最小範囲と等しいかまたはそれ未満の範囲を有する９５％信頼区間から構成される。
【００２０】
片方の耳で耳鳴りを知覚するという患者においては、上記の操作段階にしたがった耳鳴りのレベルの測定は、この耳に（同側性符合）（ipsilateral matching）、その後、反対の耳に（対測性符合）（contralateral matching）提示される前記断続音で連続的に行なわれる。頭骸内空間に集中する耳鳴りを知覚するという患者においては、符合する音は、同じ段階で、両耳に同時に存在する。両耳に存在する耳鳴りを知覚するという患者においては、各耳の耳鳴りの符合（matching）は、試験音を同じ耳（同側性符合）中に提示することによって行なわれる。
【００２１】
耳鳴り音質レベル測定のこのステージの終わりでは、このレベルは、絶対聴覚閾値が増加する周波数領域へと分類されるか、または、それとほぼ等しいことが実証される。
【００２２】
第３の操作段階（ステージＣと比較）は、得られた測定値を基礎に、患者の固有のケースに適合するアダプター−イコラーザー信号の特性を決定することから構成される。
【００２３】
このように、先行するステージで測定されたデータで出発して、依然信号の特徴として参照されるスペクトルエンベロープは、第１ステージで測定された難聴（聴き取り損失）を補填するために、アルゴリズムを用いて計算される。このエンベロープは、図表では、第１のステージで測定された音質アルゴリズムの（強度が増すことを示す縦座標目盛上での）負の部分に相当し、このエンベロープの大きさは、絶対聴覚閾値が最も高い地域でより大きい。
【００２４】
音質聴力図（オージオグラム）から出発するアダプター−イコライザー信号のこのエンベロープ計算用のアルゴリズムの式は以下の通りである：
Ａｉを、これらの閾値が試験された異なる周波数Ｆｉでの絶対聴覚閾値（デシベル）とし、Ａｊを、Ｎがスペクトルウィンドウ中の点の数である整数［１；Ｎ］のグループに属するｊを有する（測定されたＡｉ'ｓから補完法（interpolation）により推定された）周波数Ｆｊでの絶対聴覚閾値とし、また、Ｆｊ＝Ｊ*（Ｆｅ／Ｎ）とし、Ｆｅはサンプリング周波数である。スペクトルウィンドウの各点ｊでのアダプター−イコライザー信号のスペクトルエンベロープは、次に、以下の数式を用いて計算される：
Ｅｊ ＝ Ｂ ＋ Ｍｊ − Ｑｒ（Ａｊ）
上記式中、Ｂはアダプター−イコライザー信号の最小レベルを表し；Ｍｊ＝Ｎ−Ａｊにおいて、Ｎは音の聴力測定で得られた最小閾値の平均であり；またＱｒ（Ａｊ）は、蝸牛加圧（cochlear compression）及び信号により聴覚系中に導入される刺激の量の周波数選択度の低減の効果を考慮に入れるために導入される矯正因子である。図２は、このようにして絶対聴覚閾値から計算されるアダプター−イコライザーのスペクトルエンベロープを模式的に表す。
【００２５】
このようにして、本発明の方法の有利な特徴によれば、前記聴覚信号の特徴は、難聴が原因で引き起こされる聴覚系の活動中のスペクトル差異（spectral contrast）を除去するため、出来る限り正確に患者の難聴を補填する。換言すれば、この信号は、周波数の全領域にわたるニューロンの活動における不連続性を消滅させるためのものである。図３は、難聴が存在する時の、聴覚システムのいくつかのレベルでの、その様なアダプター−イコラーザー信号により引き起こされるニューロンの反応を示す。図４は、現在市販されている耳鳴りマスキング装置で使用されるホワイトノイズにより引き起こされるニューロンの反応の同様の図表を示す。即ち、本発明により計算され且つプログラムされ且つ各患者の特殊な場合に適合されるアダプター−イコライザー信号では、これはおよそ平坦且つ一定であり、これに対し、ホワイトノイズタイプの信号では、ニューロンの活動はいつも耳鳴りの周波数のレベルでピークを示し、これは中枢神経系により音として解釈される。
【００２６】
（より一般的に、その特性が個人の難聴に適合しない信号を届ける装置同様）これらの装置に関する本発明の特徴は、信号の特性が、患者の難聴の正確な形の、以前の測定を基礎として決定されるということである。
【００２７】
更に、十分長い期間聴覚系に従う、患者の聞き取りに特別に適合した信号だけが、聴覚系の中で、難聴の外観を呈する大脳可塑性機構（cerebral plasticity mechanisms）の反転（逆転）に至り、且つ、耳鳴りの発生および残存と関連する。このようにして、図５ａ〜５ｃは、それぞれ健聴者の（図５ａ）、難聴を有する耳鳴りの患者の（図５ｂ）及び十分な時間アダプター−イコライザー信号を聞いた後の耳鳴りを有する同じ患者の（図５ｃ）中枢神経の音の原理機構（tonotopic organization）を示す。これらの図中、符号１は、音の原理（所定の位置で、低減された周波数バンドが該当）で組織されたニューロンを示す。図５ｂでは、難聴の境界４に相当するニューロンは、隣の周波数に相当する。即ち、周波数領域２（この領域は耳鳴りの周波数に相当する）は、中央レベルに代表が多すぎることが分かる。図５ｃに示される様に、アダプター−イコライザー信号５は、それから難聴により低減されるか、または組成メカニズムを反転させる（中央の音の原理機構の正常化。符号３）。
【００２８】
本発明の方法の第４の操作段階及び、付随的に、前記方法（ステージＤと比較）の実行を可能にする発生装置の特徴は、聴覚信号の発生または、この信号、または結果として起こる回復目的のため、保存サポート上にその特性を固定することから構成される。実際、一旦アダプター−イコライザー信号が計算されると、この信号は、使用者の選択に従って、例えばコンパクトディスク、ミニディスク、カセット、ハードディスク、またはフレキシブルディスクから選択された、直接使用する目的（例えば電気音響変換により）で、またはデジタルタイプまたはアナログタイプサポート内で保存する目的で、（ホワイトノイズを有するスペクトルエンベロープの増幅、それから逆フーリエ変換により、）その一時的な形で直接発生されることができ、この使用または保存は適切な手段により得られる。
【００２９】
信号の特性はまた、装置（例えば、補聴器または耳にフィットする聴覚信号用装置、または耳内装置）により信号の回復に関与する様に意図された、これらの手段（例えば数字フィルターの変換関数の係数特徴を含むプログラム可能なメモリー、前記係数は特にＺ変換により計算されることができる）に含まれる電子装置をプログラムするのに使用することも出来る。
【００３０】
本発明の有利な特徴によれば、本発明の方法は、患者との相互作用により、矯正信号とも呼ばれるアダプター−イコライザー信号の強さを調節することから構成される最終操作段階（ステージＥと比較）を有する。後者は、耳鳴りを完全にマスクしてはならず、その有効性を最適化するために十分強くなければならない。
【００３１】
耳鳴りのマスカビリティーの最小レベルは、それによって残留抑制現象を避けるため信号のレベルが徐々に増加する上昇手続を用いることによって自動的に捜し求められる。一旦マスキング閾値が得られると、信号レベルは、それより下の５〜１０ｄＢ間に有利に調節される。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
もちろん、本発明は先に述べた例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載の要件を満たすものであれば、上記の態様及び実施例に限定されるものではなく、それらの全変形を包含する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の聴覚信号発生装置をプログラムするための方法の異なるステージを示すブロック図である。
【図２】本発明のアダプター−イコライザー信号のスペクトルエンベロープの計算された形を概略的に示す模式図である。
【図３】アダプター−イコライザー信号が原因で起こるニューロンの反応を、聴覚システムのいくつかのレベルでを表示した模式図である。
【図４】ホワイトノイズが原因で起こるニューロンの反応を、聴覚システムのいくつかのレベルを表示した模式図である。
【図５ａ】中枢神経の音の原理機構を示す説明図であり、（ａ）健聴者のものである。
【図５ｂ】中枢神経の音の原理機構を示す説明図であり、（ｂ）は難聴で耳鳴りのある患者のものである。
【図５ｃ】中枢神経の音の原理機構を示す説明図であり、（ｃ）はアダプター−イコライザー信号を聞いた後の同じ患者のものである。
【符号の説明】
【００３４】
１ 音の原理で組織されたニューロン
２ 周波数領域
３ 中央の音の原理機構の正常化
４ 難聴の境界
５ アダプター−イコライザー信号

Claims (14)

1. 耳鳴りを軽減ないし除去するための聴覚信号発生装置をプログラムするための方法であって、この方法は、以下の操作段階が実行されることに特徴を有する：
   ａ）絶対聴覚閾値の測定、
   ｂ）得られた測定値を基礎に、患者の固有のケースに適合した聴覚信号の特性を計算すること。
2. メインステージａとｂとの間に知覚された耳鳴りの周波数の測定に相当する中間ステージを更に有する、請求項１に記載の方法。
3. 絶対聴覚閾値の前記測定を実行するため、第１の手段は患者の右または左の耳の中に所定の強さと周波数の断続音を送り、その強さと周波数が、前記患者により応答装置を用いて与えられる応答に従って変化し、前記患者は、自分が前記断続音を聞いたか否かを示す役割を有する、請求項１または２のいずれか１項に記載の方法。
4. 知覚された耳鳴りの周波数の前記測定を実行するため、第２の手段は患者の右および／または左の耳の中に所定の周波数の断続音を送り、その周波数が、前記患者により応答装置を用いて与えられる応答に従って変化し、前記患者は、前記断続音が高いピッチか、低いピッチかまたは耳鳴りと同じ音質（音色）であるかを示す役割を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記聴覚信号の特性の計算が、アルゴリズムを用いて実行される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 最終操作段階が実行され、該操作段階は、その有効性を最適化するため、矯正信号の強さを調節することから構成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記聴覚信号の特性を計算するための前記アルゴリズムが：
   Ｅｊ＝Ｂ ＋ Ｍｊ − Ｑｒ（Ａｊ）
   であり、上記式中、Ｂは前記聴覚信号の最小レベルであり；Ｍｊ＝Ｎ−Ａｊにおいて、Ｎは得られた最小閾値の平均であり、Ａｊは絶対聴覚閾値であり、Ｑｒ（Ａｊ）は矯正因子である、請求項５に記載の方法。
8. 前記聴覚信号の特性が、難聴（聞き取り損失）を出来る限り正確に補填するようなものである、請求項１〜7のいずれか１項に記載の方法。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法の実行を可能にする発生装置であって、前記発生装置は、前記矯正信号を届けることができる第１の適切な手段を有し、前記手段は、直接使用する目的で、またはサポート内で保存する目的で、ホワイトノイズのスペクトルを有するスペクトルエンベロープの増幅用及び逆フーリエ変換用の装置を有することを特徴とする発生装置。
10. 発生装置が矯正信号を届けることを可能にする前記第１の適切な手段が、前記信号の特性を用いてプログラム可能な電子装置を有する、請求項９に記載の発生装置。
11. 前記保存サポートがデジタルまたはアナログタイプである、請求項９に記載の発生装置。
12. 前記電子装置が、数字フィルターの変換関数に固有の係数特性を含むプログラム可能なメモリーであり、前記係数は特にＺ変換により計算される、請求項１０に記載の発生装置。
13. 前記プログラム可能なメモリーが、補聴器または耳の周りに組込まれた装置、または耳内装置中に一体化されている、請求項１２に記載の発生装置。
14. 第３の手段により、各周波数で、絶対聴覚閾値の前記測定の結果を基礎に、前記断続音のレベルを調節することが可能となり、その結果、前記レベルが、知覚された耳鳴りと同じ強さである、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の発生装置。

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