JP2016515838A - 聴力検査及び聴覚評価用の装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は、聴力検査及び聴覚評価用の装置に関する。本発明に係る聴力検査及び聴覚評価用の装置は、全デジタルオーディオ・トーン信号合成発生器と、聴力検査モジュールと、総合聴覚評価モジュールとを含む。前記全デジタルオーディオ・トーン信号合成発生器は、内蔵ソフトウェアを介して論理式アルゴリズム及びパラメータをデジタル信号に変換し、前記デジタル信号をDSP(デジタル信号プロセッサ)に入力するか、或いは、PCのCPU(中央プロセッサ)の処理によって発生されたマルチモーダルオーディオ・トーン信号を出力する。前記聴力検査モジュールは、客観的及び主観的の少なくとも一方の1又は複数の聴力検査サブモジュールを含み、同一の前記全デジタルオーディオ・トーン信号合成発生器から入力されて対応する刺激信号又は干渉信号に変換された信号を共有し、患者に対して聴力検査を行う。前記総合聴覚評価モジュールは、様々な聴力検査サブモジュールから出力された聴力検査の結果に対して総合的な聴覚評価を行う。本発明に係る聴力検査及び聴覚評価用の装置は、乳幼児から老人までの幅広い聴覚障害者に適用可能であり、操作が簡単で、顕著な効果が得られ、患者自身の操作によっても比較的正確な聴力検査及び聴覚評価の結果が得られる。【選択図】図1

Description

本発明は、医療機器の分野に関し、特に聴力検査及び聴覚評価用の装置に関する。
聴力検査は、主に難聴の程度の検査であり、主観的又は客観的な数値(即ち、異なる周波数おいて刺激的な音声を出すときに被測定者が聞こえる最少レベルのデシベル)を示す。また、聴力検査は、気導数値及び骨導数値によって、聴覚障害の性質が神経性か伝導性か混合性かを判定することができるなど、被験者の音響刺激に対する反応を介してその聴覚機能状態及び聴覚系の疾患を診断する方法である。
聴力検査は、客観的な聴力検査(例えば、耳音響放射(OAE)検査、聴性脳幹反応(ABR)検査、及び、聴性定常反応(ASSR)検査)、及び/又は、主観的な聴力検査(例えば、純音聴力検査)を含む。これらの原理や機能が異なる聴力検査装置は、互いに独立し、連結しておらず、各装置に対してモノトーンの音響刺激源が外付けされている。
しかし、これらのモノトーンの音響信号の刺激を用いて測定した聴力レベルが、現実生活における様々な複合音響信号に対する聴覚神経の感知レベルに代替できるか否かは、いまだ疑問視されている。
特に、聴覚障害児にとって、聞こえるということは、はっきり聞き取れること又は聞いて理解することと相違があり、子供が好む複合トーン又は好む言語を使用するほうが、モノトーンのつまらない音声より彼らの聴覚神経に刺激を与えやすく(例えば、子供は先天的に動物の鳴き声、音楽、パパママ等の音声に非常に敏感である。)、それにより、彼らの聴覚感知レベルをより正確に反映することができ、補聴器フィッティング・デバッギングをより効果的に指導し、聴力回復に向けての補聴器による補助効果が最適化する。したがって、様々な聴力検査装置による聴力検査の結果を総合的に評価する必要があり、検査に必要な刺激音をモノトーンから複合トーンに、ひいては動物の鳴き声及び人間の言葉までシミュレーションする必要がある。
本発明が主に解決しようとする技術的課題は、聴力検査と聴覚評価とを一体化した、操作しやすい総合装置を提供することである。
上記の技術課題を解決するために、本発明に係る聴力検査及び聴覚評価用の装置は、デジタル音楽/電子合成楽器の国際標準となる「電子楽器に搭載するデジタル化端子 MIDI(Musical Instrument Digital Interface)」規格によって発生した複数の標準音色の配列及びパーカッションの配列を用いて、内蔵ソフトウェアを介して論理式アルゴリズム及びパラメータをデジタル信号に変換し、前記デジタル信号をDSP(デジタル信号プロセッサ)に入力するか、或いは、PCのCPU(中央プロセッサ)の処理によって発生されたマルチモーダルオーディオ・トーン信号を出力する全デジタルオーディオ・トーン信号合成発生器と、客観的及び主観的の少なくとも一方の1又は複数の聴力検査サブモジュールを含み、同一の前記全デジタルオーディオ・トーン信号合成発生器から入力されて対応するモノトーン、複合トーン、動物の鳴き声のシミュレーション及び人間の言葉のシミュレーションの少なくともいずれかに変換された刺激信号を共有し、患者に対して客観的及び主観的の少なくとも一方の聴力検査を行い、前記聴力検査の結果を出力する聴力検
査モジュールと、入力された複数の前記聴力検査の結果に対して総合的な聴覚評価を行う総合聴覚評価モジュールと、を備えている。
本発明のより好適な実施例において、前記全デジタルオーディオ・トーン信号合成発生器は、非線形、非安定、動的及び重ね合わせ可能な音響信号の処理分析アルゴリズムと論理式アルゴリズムとを用い、アルゴリズムパラメータの変数は、所定の周波数における音声信号の波形、時間、振幅及び位相を含み、分析方法は、タイムドメイン方式及びスペクトラルドメイン方式の少なくとも一方である。
本発明のより好適な実施例において、前記聴力検査モジュールは、純音聴力検査、骨導聴力検査、耳音響放射(OAE)検査、聴性脳幹反応(ABR)検査、聴性定常反応検査(ASSR)及び言語検査、のうちの1つ又は複数の前記聴力検査サブモジュールを含む。
本発明のより好適な実施例において、前記聴力検査サブモジュールは、前記全デジタルオーディオ・トーン信号合成発生器から入力されてモノトーン、複合トーン、動物の鳴き声のシミュレーション及び人間の音声のシミュレーションの少なくともいずれかに変換された音響信号を共有し、周波数、ラウドネス、トーン、メロディ及びリズムの少なくともいずれかが任意に調節可能であり、聴力検査に必要な音響刺激信号を発生させ、客観的及び/又は主観的な聴力検査を行う。
本発明のより好適な実施例において、前記ラウドネスを調節する方法は、静的な手動調節及び動的な増加、音声の強さの定常又は漸進的増加、動的な速度変化、並びに、断続的又は連続的な音を含む。
本発明のより好適な実施例において、前記聴力検査の結果の出力は、純音聴力図又は聴力検査チャートに類似するものと、聴力閾値及び不快閾値とを含み、前記純音聴力図は、イメージファイル又はオーディオ・トーン信号として保存され、出力、印刷又は補聴器のフィッティングモジュールにシームレス接続される。
本発明のより好適な実施例において、純音聴力検査に係る前記聴力検査サブモジュールは、ノイズマスキングモジュール及びノイズ環境選択モジュールを含み、補聴器の装用を選択する使用環境モードを提供し、シミュレーションの使用環境において聴力検査を行う。
本発明のより好適な実施例において、前記聴力検査及び聴覚評価用の装置は、前記全デジタルオーディオ・トーン信号合成発生器に対し、任意の所定の周波数において、単一及び/又は複数の音圧レベル又は音の大きさの実験の標定・校正を行うオーディオ信号標定・校正モジュールをさらに備えている。
本発明のより好適な実施例において、前記聴力検査及び聴覚評価用の装置は、聴力被測定者によるセルフ操作式の聴力検査及び聴覚評価のインタラクションモジュールをさらに備え、前記インタラクションモジュールは、外付け又は内蔵されたジョイスティック(Joystick)を含み、聴力被測定者が自ら、ユーザ制御装置を操作することによって、周波数、ラウドネス、音圧レベル、ノイズマスキング、複合トーン、動物の鳴き声のシミュレーション及び人間の音声のシミュレーションを含む入力変数を調節して聴力検査及び聴覚評価を行い、専門のオペレータによってその結果を確認できるように構成されている。
本発明に係る聴力検査及び聴覚評価用の装置は、ポータブル一体化総合システムであり、児童から老人までの客観的及び/又は主観的な聴力検査及び聴覚評価に適用可能であり、操作が簡単で、顕著な効果が得られ、患者自身の操作によっても比較的正確な聴力検査及び聴覚評価の結果が得られる。
本発明に係る聴力検査及び聴覚評価用の装置の比較的好適な実施例の構成を示すブロック図である。
以下、本発明の利点及び特徴が当業者に理解しやすく、本発明の保護範囲に関する定義がより明確に判断できるように、図面を参照しながら、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。
図1に示すように、本発明に係る実施例は、聴力検査及び聴覚評価用の装置を含む。当該聴力検査及び聴覚評価用の装置は、デジタル音楽/電子合成楽器の国際標準となる「電子楽器に搭載するデジタル化端子 MIDI(Musical Instrument Digital Interface)」規格によって発生した複数の標準音色の配列及びパーカッションの配列を用いて、内蔵ソフトウェアを介して論理式アルゴリズム及びパラメータをデジタル信号に変換し、当該デジタル信号をDSP(デジタル信号プロセッサ)に入力するか、或いは、PCのCPU(中央プロセッサ)の処理によって発生されたマルチモーダルオーディオ・トーン信号を出力する全デジタルオーディオ・トーン信号合成発生器モジュールと、客観的及び主観的の少なくとも一方の1又は複数の聴力検査サブモジュールを含み、同一の前記全デジタルオーディオ・トーン信号合成発生器から入力されて対応するモノトーン、複合トーン、動物の鳴き声のシミュレーション及び人間の言葉のシミュレーションの少なくともいずれかに変換された刺激信号を共有し、患者に対して客観的及び主観的の少なくとも一方の聴力検査を行い、前記聴力検査の結果を出力する聴力検査モジュールと、入力された複数の聴力検査の結果に対して総合的な聴覚評価を行う総合聴覚評価モジュールとを含む。
前記全デジタルオーディオ・トーン信号合成発生器モジュールは、一連のソフトウェアを編集することにより、デジタル音楽/電子合成楽器の国際標準となる「電子楽器に搭載するデジタル化端子 MIDI(Musical Instrument Digital Interface)」規格によって発生した128個の標準音色及び81個のパーカッションの配列を用いて、論理式アルゴリズム及びパラメータをデジタル信号に変換し、前記デジタル信号をDSP(デジタル信号プロセッサ)に入力するか、或いは、PCのCPU(中央プロセッサ)の処理によって発生されたマルチモーダルオーディオ・トーン信号を出力する。
前記全デジタルオーディオ・トーン信号合成発生器モジュールは、非線形(nonlinear)、非安定的(nonstable)、動的(ダイナミック)、重ね合わせ可能な(additive)音響信号の処理分析アルゴリズムと論理式アルゴリズムを用いる。アルゴリズムパラメータの変数は、所定の周波数における音声信号の波形、時間、振幅及び位相を含む。分析方法は、タイムドメイン(time domain)方式、スペクトラルドメイン(spectra domain)方式等を採用してよい。
一つの典型的な実用例として、独立したオーディオ処理チップを採用し、CPUリソースの占有率を低減させる。これによって、機能がより優れ、良好な音質効果が得られる。
もう一つの典型的な実用例として、CODEC(デジタル/アナログ信号変換)チップ機能を搭載して、オーディオ信号の変換を行う。これによって、CPUを占用することなく、オーディオ再生の品質を確保することができ、コスト削減にもつながる。デジタル信
号をアナログ信号に変換し、増幅処理後にスピーカに入力し、音声に変換して放送する。
前記オーディオ信号標定・校正モジュールは、内蔵又は外付けの聴力分析装置を介して、スピーカヘッドホンを含むオーディオ装置(ハード・ソフトを含むシステム全体の一体化装置)に対し、任意の所定の周波数において、音圧レベル又は音の大きさの実験の標定・校正を行う。
音声の標定・校正モジュールは、任意の所定の周波数及び音圧レベルの範囲内(例えば150Hz-8500Hz、0dB-120dB)で、手動又は自動で、音圧レベル又は音の大きさの実験標定・校正を行う。
スピーカヘッドホンを、人の耳をシミュレーションした音声空洞内に配置され、気導実験標定を行う。
純音聴力検査に係る前記聴力検査サブモジュールについて:
聴力検査を行うために必要な音声は、断続的又は連続的なモノトーンの純音信号であり、周波数とラウドネスとの2つの変数を含む。
所定の周波数で、聴力検査においてラウドネス(音の強さ・大きさ)を調節する方法は、静的な手動調節及び動的な増加、音声の強さの定常又は漸進的増加、動的な速度変化、並びに、断続的又は連続的な音を含む。さらに、音の大きさを動的に増加させ、スキャン方法で試聴する。これによって、患者自身による操作が容易になり、ヘッドホンを装用し、プッシュボタン又はマウスを操作するだけで、聴力閾値及び聴力不快閾値を迅速且つ正確に記録することができる。聴力検査は、任意の所定の周波数及び音圧レベル(例えば、150Hz-8500Hz、0dB-120dB)で行われる。
聴力検査の結果の出力は、純音聴力図と、聴力閾値及び不快閾値とを含む。純音聴力図を、イメージファイル(pdf)又はオーディオ信号として保存して、出力、印刷又は補聴器のフィッティングモジュールにシームレス接続する。
従来の静音室又は防音室という環境において、補聴器を装用・使用して聴力を直接的に検査する場合、検査された純音聴力は、騒音環境における聴力を正確に反映できない非線形特性を回避することができる。同時に、聴力検査補聴器のフィッティング複合機によって、検査結果をシームレスに且つ直接にフィッティングモジュールに入力することができる。これによって、従来の手入力による誤差を回避することができる。
骨導聴力検査に係る前記聴力検査サブモジュールについて:
外部からの音声が頭皮又は頭蓋骨を刺激することによって、測定された聴力を伝導する。このような聴力検査は、通常の気導聴力検査の補足的なもので、特に、気導の障害が大きい場合に行われる。
前記耳音響放射(OAE)検査に係る前記聴力検査サブモジュールについて:
音波が媒質において伝播する際に、遮断及び抵抗する一面(即ち、音響インピーダンス)もあり、伝導及び受容する一面(即ち、音響アドミタンス)もある。音響インピーダンス及び音響アドミッタンスの総称は、音響イミタンスである。人の中耳は、インピーダンス整合装置であり、音響エネルギーを機械エネルギーに変換して拡大することができる。音声の伝導通路において、中耳腔胸水、耳小骨連鎖の病変又は新生物によるインピーダン
ス整合特性の変化のような病変が起きた場合、音声の有効な伝導度が妨害され、伝導性聴覚障害を招く。
中耳の伝導における動的特徴に基づいて、中耳の疾患を判定する。外部音声の刺激を介して蝸牛において発生し、耳小骨連鎖及び鼓膜によって伝導され、外耳道まで伝送された、オーディオエネルギー又は音響アドミタンスの変化を測定する。特に、感音難聴、中耳病変及び顔面神経病変の診断に効果を奏し、純音聴力と合わせることによって、伝音難聴及び混合性難聴に対して、定位的、定性的及び定量的な診断を行うことができる。
全デジタルオーディオ・トーン信号合成発生器によって発生されたオーディオ信号は、所定の周波数においてラウドネス、音圧、トーン、メロディ又はリズムが迅速に変化し、ヘッドホンにおけるレシーバが発音して鼓膜を振動させる。マルチ周波数スキャン式音響のアドミタンス検査を正確に制御(即ち、鼓膜両側の圧力が等しい場合に鼓膜平面のソナー及び位相角を検査)し、共振周波数におけるマルチ周波数、多成分の音響アドミタンスを検査する方法を見出した。
ヘッドホンのプローブにおける収音用圧力センサによって、測定した共振前後の音圧変化が音圧バランス計に入力される。バランスの変化曲線は、音響アドミタンスの変化を反映する。
内蔵された音圧バランス計は、ソナー及び位相角データの解析及び論理式アルゴリズムの処理を介して、音響アドミタンスの変化を反映するバランスの変化曲線を自動的に生成し、それによって中耳病変を判断する。
聴性脳幹反応(ABR)検査に係る前記聴力検査サブモジュールについて:
全デジタルオーディオ・トーン信号合成発生器によって発生されたオーディオ・トーン信号は、所定の周波数においてラウドネス又は音圧又はトーン、メロディ、リズムが迅速に変化し、聴覚システムが低強度の短音(dB)の刺激を受け、反応する。これによって、電位(μV)変化が誘発される。頭頂部電極が記録した電位波形(mS−μV)の変化と比較して、聴覚損傷を判断し、特に神経性難聴及び聴神経腫瘍を判断する。
誘発電位計は、純音聴力検査に係る前記聴力検査サブモジュール及び表示モジュールを共有する。
聴性定常反応(ASSR)検査に係る前記聴力検査サブモジュールについて:
ASSRは、複数の周波数の継続的又は定常的な音声刺激信号によって、脳を刺激して生じる反応である。ASSRを応用して、聴覚閾値の客観的評価及び聴覚障害の診断を行う。
全デジタルオーディオ・トーン信号合成発生器によって発生されたオーディオ信号及び刺激音は、2つの正弦波を合成したものである。一つは、高周波変調波であり、もう一つは、低周波搬送波である。変調波の振幅・周波数・位相を調節することによって、搬送波を制御すると、搬送波の特徴パラメータは変調波によって変化し、高速フーリエ変換(FFT)を介してタイムドメインの信号が周波数スペクトル信号に変換される。重ね回数と濾波範囲を測定し、信号分析及び論理式アルゴリズムを介して実現する。
高周波変調音の刺激を受け、聴覚神経系電位(μV)の変化が誘発され、大脳皮質において連続反応波を記録することができる。
低インピーダンス・高感度の電極は、銀のインナーコアの外部が多相合金(MP35N)の複合電極材料に包まれている。
誘発電位計は、純音聴力検査に係る前記聴力検査サブモジュール及び表示モジュールを共有する。
記録の技術的要件について:
濾波帯域通過は10−300Hz(6dB/oct)、増幅器利得は1x106、CMMR100−120dB、16位のA/Dであり、極間の抵抗は<5kΩである。
複数の聴力検査方法を有する総合聴覚評価モジュールについて:
純音聴力、骨導聴力、耳音響放射、聴性脳幹反応、聴性定常反応、言語検査結果を同一のファイルに保存し、当該ファイルは、pdfイメージファイルもあり、デジタルイメージファイルもある。
出力して印刷してもよく、複合機のディスプレイに表示してもよい。保存されたデータの比較及び分析を行う。
聴力診断書が書き込まれた、出力印刷用のpdfイメージファイルもあり、保存用デジタルファイルもある。
本発明に係る聴力検査及び聴覚評価用の装置は、聴力被測定者によるセルフ操作式の聴力検査及び聴覚評価のインタラクションモジュールをさらに含む。前記インタラクションモジュールは、外付け又は内蔵されたジョイスティック(Joystick)を含む。聴力被測定者が自ら、ユーザ制御装置を操作することによって、周波数、ラウドネス、音圧レベル、ノイズマスキング、複合トーン、動物の鳴き声のシミュレーション、人間の音声のシミュレーション等の入力変数を調節して聴力検査及び聴覚評価を行い、専門のオペレータによってその結果を確認できるように構成されている。
上記の説明は、本発明の実施例に過ぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。本願明細書及び図面の内容を利用し、同様の効果を奏する構造やフローに変更したり、他の関連する技術分野に直接的又は間接的に適用したりすることは、本発明の保護範囲に含まれるべきである。

Claims (9)

  1. 聴力検査及び聴覚評価用の装置であって、
    デジタル音楽/電子合成楽器の国際標準となる「電子楽器に搭載するデジタル化端子 MIDI(Musical Instrument Digital Interface)」規格によって発生した複数の標準音色の配列及びパーカッションの配列を用いて、内蔵ソフトウェアを介して論理式アルゴリズム及びパラメータをデジタル信号に変換し、前記デジタル信号をDSP(デジタル信号プロセッサ)に入力するか、或いは、PCのCPU(中央プロセッサ)の処理によって発生されたマルチモーダルオーディオ・トーン信号を出力する全デジタルオーディオ・トーン信号合成発生器と、
    客観的及び主観的の少なくとも一方の1又は複数の聴力検査サブモジュールを含み、同一の前記全デジタルオーディオ・トーン信号合成発生器から入力されて対応するモノトーン、複合トーン、動物の鳴き声のシミュレーション及び人間の言葉のシミュレーションの少なくともいずれかに変換された刺激信号を共有し、患者に対して客観的及び主観的の少なくとも一方の聴力検査を行い、前記聴力検査の結果を出力する聴力検査モジュールと、
    入力された複数の前記聴力検査の結果に対して総合的な聴覚評価を行う総合聴覚評価モジュールと、を備えたことを特徴とする聴力検査及び聴覚評価用の装置。
  2. 前記全デジタルオーディオ・トーン信号合成発生器は、非線形、非安定的、動的及び重ね合わせ可能な音響信号の処理分析アルゴリズムと論理式アルゴリズムとを用い、アルゴリズムパラメータの変数は、所定の周波数における音声信号の波形、時間、振幅及び位相を含み、分析方法は、タイムドメイン方式及びスペクトラルドメイン方式の少なくとも一方であることを特徴とする請求項1に記載の聴力検査及び聴覚評価用の装置。
  3. 前記聴力検査モジュールは、純音聴力検査、骨導聴力検査、耳音響放射(OAE)検査、聴性脳幹反応(ABR)検査、聴性定常反応(ASSR)検査及び言語検査、のうちの1又は複数の前記聴力検査サブモジュールを含むことを特徴とする請求項1に記載の聴力検査及び聴覚評価用の装置。
  4. 前記聴力検査サブモジュールは、前記全デジタルオーディオ・トーン信号合成発生器から入力されてモノトーン、複合トーン、動物の鳴き声のシミュレーション及び人間の言葉のシミュレーションの少なくともいずれかに変換された音響信号を共有し、周波数、ラウドネス、トーン、メロディ及びリズムの少なくともいずれかが任意に調節可能であり、聴力検査に必要な音響刺激信号を発生させ、客観的及び主観的の少なくとも一方の聴力検査と総合聴覚評価とを行い、言語に対する聴覚能力評価を行うことを特徴とする請求項3に記載の聴力検査及び聴覚評価用の装置。
  5. 前記ラウドネスを調節する方法は、静的な手動調節及び動的な増加、音声の強さの定常又は漸進的増加、動的な速度変化、並びに、断続的又は連続的な音を含むことを特徴とする請求項4に記載の聴力検査及び聴覚評価用の装置。
  6. 前記聴力検査の結果の出力は、純音聴力図又は聴力検査チャートに類似するものと、聴力閾値及び不快閾値とを含み、前記純音聴力図は、イメージファイル又はオーディオ信号として保存され、出力、印刷又は補聴器のフィッティングモジュールにシームレス接続されることを特徴とする請求項4に記載の聴力検査及び聴覚評価用の装置。
  7. 純音聴力検査に係る前記聴力検査サブモジュールは、ノイズマスキングモジュール及びノイズ環境選択モジュールを含み、補聴器の装用を選択する使用環境モードを提供し、シミュレーションの使用環境において聴力検査を行うことを特徴とする請求項4に記載の聴力検査及び聴覚評価用の装置。
  8. 前記全デジタルオーディオ・トーン信号合成発生器に対し、任意の所定の周波数において、単一及び複数の少なくとも一方の音圧レベル又は音の大きさの実験の標定・校正を行うオーディオ信号標定・校正モジュールをさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の聴力検査及び聴覚評価用の装置。
  9. 聴力被測定者によるセルフ操作式の聴力検査及び聴覚評価のインタラクションモジュールをさらに備え、
    前記インタラクションモジュールは、外付け又は内蔵されたジョイスティック(Joystick)を含み、聴力被測定者が自ら、ユーザ制御装置を操作することによって、周波数、ラウドネス、音圧レベル、ノイズマスキング、複合トーン、動物の鳴き声のシミュレーション及び人間の音声のシミュレーションを含む入力変数を調節して聴力検査及び聴覚評価を行い、専門のオペレータによってその結果を確認できるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の聴力検査及び聴覚評価用の装置。
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