JP2023061512A - 聞こえチェックシステム - Google Patents

Abstract

【課題】聞こえを適切かつ簡易に測定する技術の提供。【解決手段】聞こえチェッカー１００は、大規模聴力データの特徴空間における、測定された各周波数の聴力閾値を要素とする観測値ベクトルと、各年代での各周波数の聴力閾値の平均値を要素とする各クラスベクトルとの間のマハラノビス距離ｄを、図４中（Ｂ）に示す数式により算出し、マハラノビス距離ｄが最も小さい年代を被験者の聞こえ年齢として判定する。係数ベクトルａには各年代での各周波数の聴力閾値の標準偏差を要素とするベクトルσが代入されるため、ばらつきの多い周波数の重みを相対的に小さくすることができ、結果として聞こえ年齢を適切に判定することができる。この判定は大規模聴力データに基づいているため、医学的な誤解を招くことなく被験者が聞こえ年齢を確認できる。また、測定の過程で被験者に要求する操作が容易であるため、誰でも確実に操作でき抵抗感なく気軽に測定を受けられる。【選択図】図４

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り 〔発行者名〕 一般社団法人日本聴覚医学会 〔刊行物名〕 第６６回日本聴覚医学会総会・学術講演会予稿集（ＡＵＤＩＯＬＯＧＹ Ｊａｐａｎ，Ｖｏｌ．６４ Ｎｏ．５） 〔発行年月日〕 令和３年９月１５日

本発明は、被験者の聞こえの状況を測定して聞こえ年齢を推定するシステムに関する。

従来、聴力検査のための医療機器としてオージオメータが存在するが、聴力検査は医療行為であるため、医者又はその指示の下でなければオージオメータで聴力検査を行うことはできない。これに対し、近年は、聞こえの状況を利用者自身の操作により確認できるアプリケーションが多く存在する。例えば、モスキート音を使って聞こえ年齢をチェックするウェブアプリケーション（例えば、非特許文献１を参照。）や、低音から高音までの聴力を測定するスマートフォンやタブレット等の携帯端末用のアプリケーション（例えば、非特許文献２を参照。）が知られている。

ＲｅＳｏｕｎｄウェブサイト，「耳年齢チェック－あなたの耳年齢はいくつ？」，GN Hearing A/S，https://www.resound.com/ja-jp/hearing-loss/jp-miminenrei，令和３年９月１０日検索 ＡｐｐＳｔｏｒｅプレビューサイト，「聴力検査＆耳年齢テスト」，Apple Inc.，https://apps.apple.com/jp/app/聴力検査-耳年齢テスト/id1067630100，令和３年９月１０日検索

前者の先行技術は、年齢に応じて高音が聞こえなくなるという現象を利用して聞こえ年令を推定するため、例えば高音は聞こえるが聴力が全体的に低下しているような若者の聞こえ年齢を正しく推定することは不可能である。一方、後者の先行技術は、測定する際の環境や音圧レベルが適切に管理されないため、これらの状況に測定結果が大きく左右されることとなり、測定結果の信頼性に欠ける。したがって、いずれの先行技術も、その実行結果により医学的な誤解を招く虞がある。また、これらの先行技術は、利用者が自身の聴力の低下を意識した結果として用いられるというよりは、ゲーム感覚で試されるケースが大半といえる。

聴力の低下は、認知症の発症等に関わりＱＯＬの低下に繋がると言われているが、多くの人は年に１回程度しか聴力検査を受ける機会がないのが現状である。そこで、自身の聞こえの状況に興味を持ってもらえるよう、病院や医院の待合室、体育館、公共施設等のような人々の集まる場所に、聞こえの状況を医学的な誤解を招くことなく簡易に測定できるものを配置し、既に社会に浸透している血圧計と同様に気軽に使用してもらうことで、人々の聞こえに対する意識を啓発していくことが望まれる。

そこで、本発明は、聞こえを適切かつ簡易に測定する技術の提供を課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明は以下の聞こえチェックシステム（聞こえチェッカー）を採用する。なお、以下の括弧書中の文言はあくまで例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。

すなわち、本発明の聞こえチェックシステムは、音信号を指定の音圧レベルに増幅して出力する信号出力部と、音を提示するヘッドホンと、ヘッドホンからの提示音に対してなされる被験者の応答を受け付ける操作部と、応答に応じて音圧レベルの指定を変更し、変更後の提示音に対してなされる応答を踏まえて音信号の周波数についての聴力閾値を決定する態様で、複数の周波数についての聴力閾値を測定する制御部と、所定の大規模聴力データの特徴空間における、測定された各周波数の聴力閾値を要素とするベクトルと、大規模聴力データに基づく各年代での各周波数の聴力閾値に関する統計値を要素とする各ベクトルとの間の距離を算出し、距離に基づいて被験者の聞こえ年齢を判定する分析部とを備えている。

上述したように、近年は聞こえの状況を利用者自身の操作により確認できるアプリケーションが多く存在するものの、それぞれに課題を有しており、これらの実行結果によって医学的な誤解を招く虞がある。これに対し、上述した態様の聞こえチェックシステムによれば、測定された各周波数の聴力閾値と大規模聴力データに基づく各年代での各周波数の聴力閾値に関する統計値とに基づいて被験者の聞こえ年齢を判定するため、医学的な誤解を招くことなく聞こえ年齢を確認することができる。

好ましくは、上述した態様の聞こえチェックシステムにおいて、分析部は、大規模聴力データに基づく各年代での各周波数の聴力閾値の平均値及び標準偏差を踏まえて距離を算出する。

この態様の聞こえチェックシステムによれば、ベクトル間の距離を算出する上で各年代での各周波数の聴力閾値の標準偏差が考慮されるため、ばらつきの多い周波数の重みを相対的に小さくして距離を算出することができ、結果としてより適切な聞こえ年齢を判定することができる。

好ましくは、上述した態様の聞こえチェックシステムにおいて、分析部は、距離が最も小さい年代を被験者の聞こえ年齢として判定する。

この態様の聞こえチェックシステムによれば、距離が最も小さい年代を被験者の聞こえ年齢とみなすため、聞こえ年齢の判定を効率よく行うことができる。

より好ましくは、上述したいずれかの態様の聞こえチェックシステムにおいて、環境音を捉えるマイクロホンと、ヘッドホンの内部に到達する環境音のスペクトルを踏まえて環境音と提示音の音圧レベルの差を算出する環境音計測部とをさらに備え、制御部は、差が所定範囲内となる場合に聴力閾値の測定を一時停止又は中断する。

この態様の聞こえチェックシステムによれば、環境音をモニタして、提示音の音圧レベルが閾値を上回るか否か、すなわち提示音が十分に大きいか否か（環境音が無視できる大きさであるか否か）に基づいて聴力閾値の測定が制御されるため、環境音が測定に影響のないレベルであれば遮音されていない環境であっても測定を行うことができる。

さらに好ましくは、上述したいずれかの態様の聞こえチェックシステムにおいて、操作部は、「はい（聞こえる）」又は「いいえ（聞こえない）」の二者択一の操作により応答を受け付ける。

この態様の聞こえチェックシステムによれば、二者択一の操作により被験者の応答を受け付けるため、高齢者やコンピュータの操作が苦手な被験者であっても簡単に操作を行うことができ、抵抗感なく気軽に測定を受けてもらうことができる。また、そのような簡易な測定を通じて、自身の聞こえの低下に対して意識させることができ、聞こえに何かを感じる場合に早期の通院や検査等に繋げることができ、結果として、ＱＯＬの維持や向上に資することができる。

以上のように、本発明によれば、聞こえを適切かつ簡易に測定することができる。

第１実施形態の聞こえチェッカー１００の構成を示すブロック図である。 聞こえチェッカー１００において実行される処理の手順例を示すフローチャートである。 男女別及び年代別の気導純音聴力閾値の平均値を示すグラフである。 マハラノビス距離に基づいて聞こえ年齢を推定する方法を説明する図である。 測定に伴って表示部２０に表示される画面の一例を示す連続図である。 測定終了時にプリントアウトされる測定結果の一例を示す図である。 第２実施形態の聞こえチェッカー２００の構成を示すブロック図である。 測定における提示音と背景音との関係を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は好ましい例示であり、本発明はこの例示に限定されるものではない。

〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態の聞こえチェッカー１００の構成を示すブロック図である。聞こえチェッカー１００は、音を提示して被験者の聞こえを測定し聞こえ年齢を推定するシステムである。聞こえチェッカー１００は、システムの処理に必要なソフトウェアがセットアップされたコンピュータ及び周辺機器から構成され、例えば、制御部１０、表示部２０、操作部３０、信号出力部４０、ヘッドホン５０、記憶部６０、分析部７０、出力部８０等を備えている。

制御部１０は、測定の進行に必要な画面を生成するとともに、測定の進行及びこれに伴い実行される処理を制御する。表示部２０は、例えばディスプレイであり、被験者に対する指示や測定結果を画面に表示する。操作部３０は、例えばタッチパネル、キーボード、マウス等の入力デバイスであり、被験者による操作（情報の入力、提示音に対する応答）を受け付けて、その内容を制御部１０に送信する。また、制御部１０は、測定する周波数の信号（以下、「音信号」と称する。）を発生させる。

信号出力部４０は、不図示のＤ／Ａコンバータ及びアンプを用いて、制御部１０により指定される音圧レベルの音信号を出力する。具体的には、信号出力部４０は、制御部１０が発生させた音信号をＤ／Ａ変換し、指定の音圧レベルに増幅して出力する。ヘッドホン５０は、コンピュータに有線又は無線で接続されたヘッドホンであり、信号出力部４０から出力される音信号に応じた音を被験者の耳に提示する。本実施形態においては、ヘッドホン５０に耳覆い型ヘッドホンを採用しており、信号出力部４０は、ヘッドホン５０のイヤーカップ（耳覆い部）の内部で提示音が指定通りの音圧レベルとなるよう、予め音響校正がなされている。なお、ヘッドホン５０は、耳覆い型ヘッドホンに代えて耳載せ型ヘッドホンを採用してもよい。また、信号出力部４０（Ｄ／Ａコンバータ及びアンプ）は、ヘッドホン５０の外部に備えてもよいし、ヘッドホン５０に内蔵されていてもよい。

記憶部６０は、例えばＲＡＭやＨＤＤであり、操作部３０を介して入力される情報や測定された聴力閾値等を記憶する他、聞こえ年齢の推定に用いられる統計データを記憶する。分析部７０は、測定される複数の周波数についての聴力閾値と既知の統計データ（大規模聴力データ）とに基づいて、被験者の聞こえ年齢を推定する。なお、既知の統計データの具体的な内容及び聞こえ年齢の具体的な推定方法については、別の図面を参照しながら詳しく後述する。出力部８０は、例えばプリンタであり、測定結果をプリントアウトする。

聞こえチェッカー１００を構成するコンピュータは、ＣＰＵやＲＡＭ、ＨＤＤ、各種Ｉ／Ｆ、ディスプレイ等を備えた汎用コンピュータ（例えば、タブレット端末、ノートＰＣ、デスクトップＰＣ、スマートフォン等）でもよいし、聞こえチェッカー１００専用に設計され作成された機器であってもよい。いずれの場合においても、ソフトウェアがコンピュータにセットアップされることにより、コンピュータの内部に上記の制御部１０、分析部７０が実装されるとともに、記憶部６０に既知の統計データが記憶され、コンピュータのＣＰＵがこれらの機能部１０，７０の処理を実行可能となる。また、コンピュータにタブレット端末を採用した場合には、タブレット端末のタッチパネルが表示部２０及び操作部３０を兼ねることとなる。

聞こえチェッカー１００はスクリーニングを目的とした簡易な測定を行うものであり、医療機器には該当しないため、設置場所や使用条件に関する制約を受けない。したがって、様々な場所に設置して、人々に手軽に測定を受けてもらうことができ、聞こえに対する意識を啓発する上での一翼を担うことができる。

なお、制御部１０が音信号を発生させ、これを信号出力部４０が変換して増幅するのに代えて、指定周波数かつ指定音圧レベルの音信号を出力可能な機器を別途コンピュータに接続して制御部１０から制御することにより、この機器に音信号の発生及び出力を実行させてもよい。また、出力部８０として、ネットワークを介して接続された記憶媒体に測定結果のデータを蓄積してもよいし、指定されたメールアドレス宛に測定結果を送信してもよい。

図２は、聞こえチェッカー１００において各機能部により実行される処理の手順例を示すフローチャートである。なお、処理の実行中には終始、測定の各過程に対応する内容の画面が制御部１０により生成されて表示部２０に表示されるが、各ステップにはこの点に関する記載を省略する。また、表示される画面の内容については、別の図面を参照しながら詳しく後述する。以下、手順例に沿って説明する。

ステップＳ１０：被験者情報受付処理が実行される。この処理では、被験者が操作部３０を介して入力する性別、年齢、測定する側の耳に関する情報を制御部１０が受け付け、記憶部６０に記憶させる。被験者は情報を入力し終えると、画面の指示に従ってヘッドホン５０を装着する。

ステップＳ２０：制御部１０が、予め設定された順序に沿って測定周波数を１つ選択する。測定は、例えば、４つの周波数（５００Ｈｚ，１０００Ｈｚ，４０００Ｈｚ，８０００Ｈｚ）を測定対象とし、１０００Ｈｚ→４０００Ｈｚ→８０００Ｈｚ→５００Ｈｚの順に実行することが予め設定されている。この場合、ステップＳ２０の初回実行時には、測定周波数として「１０００Ｈｚ」が選択される。

ステップＳ２２：制御部１０が、被験者の実年齢に応じて測定開始時のレベルを設定する。制御部１０は、先ず、実年齢が該当する年代を確認する。ここでいう「年代」とは、本発明の発明者である和佐野浩一郎の研究グループが構築した１万人を超える聴力の加齢性変化に関する大規模なデータベース（以下、「大規模聴力データ」と略称する。）に関して、男女別及び年代別の聴力閾値の平均値を示す際に、聴力検査の対象とされた１０～９９歳を１３のグループに分類した年齢グループのことである。

図３は、和佐野浩一郎らが著した論文「Patterns of hearing changes in women and men from denarians to nonagenarians」（The Lancet Regional Health - Western Pacific，Volume.9，2021年3月24日）にて開示された、男女別及び年代別の気導純音聴力閾値の平均値を示すグラフを、発明の理解を容易とするために凡例を一部変更しグループ番号を付して表したものである。このうち、（Ａ）は男性の年代別平均値を示しており、（Ｂ）は女性の年代別平均値を示している。凡例に示されるように、年齢は１０歳又は５歳毎に区切られ、Ｇ１（１０～１９歳：１０代）、Ｇ２（２０～２９歳：２０代）、Ｇ３（３０～３９歳：３０代）、Ｇ４（４０～４９歳：４０代）、Ｇ５（５０～５４歳：５０代前半）、Ｇ６（５５～５９歳：５０代後半）、Ｇ７（６０～６４歳：６０代前半）、Ｇ８（６５～６９歳：６０代後半）、Ｇ９（７０～７４歳：７０代前半）、Ｇ１０（７５～７９歳：７０代後半）、Ｇ１１（８０～８４歳：８０代前半）、Ｇ１２（８５～８９歳：８０代後半）、Ｇ１３（９０～９９歳：９０代）の１３の年齢グループ（＝年代）に分類されている。

本実施形態においては、図３に示された大規模聴力データに基づく男女別及び年代別の聴力閾値の平均値が、各周波数の測定を行う際の開始時のレベルの設定（ステップＳ２２）に用いられ、聴力閾値の平均値及び標準偏差が、後述する聞こえ年齢の推定（ステップＳ４０～４２）に用いられる。

上述した図２中のステップＳ２２において、制御部１０は、実年齢が該当する年代より２つ上の年代の聴力閾値の平均値を測定開始時のレベルとする。例えば、被験者が「７８歳男性」であれば、年代Ｇ１０（７０代後半）に該当するため、２つ上の年代Ｇ１２（８０代後半）の平均値を開始時のレベルとし、測定周波数が「１０００Ｈｚ」の場合には、図３中（Ａ）に示される年代Ｇ１２の１０００Ｈｚの平均値（約３５ｄＢＨＬ）から測定を開始する。なお、年代Ｇ１２及びＧ１３には２つ上の年代が存在しないため、被験者がこれらの年代に該当する場合には、年代Ｇ１３の平均値を開始時のレベルとする。或いは、制御部１０は、実年齢が該当する年代の聴力閾値の平均値より２０ｄＢ大きいレベル（平均値＋２０ｄＢ）を開始時のレベルとする。例えば、被験者が「７８歳男性」で測定周波数が「１０００Ｈｚ」であれば、該当する年代Ｇ１０（７０代後半）の１０００Ｈｚの平均値（約２０ｄＢＨＬ）に２０ｄＢを加えて、４０ｄＢＨＬから測定を開始する。測定開始時のレベルをこのように設定することにより、十分に聞こえるであろうレベルから測定を開始することができる。

ステップＳ２４：制御部１０が測定周波数の音信号を発生させ、信号出力部４０がこの音信号を制御部１０により設定された開始時のレベルに増幅して出力する。これにより、ヘッドホン５０から音が提示される。このとき、表示部２０には提示音が聞こえたか否かを問う（［はい］又は［いいえ］のいずれかを選択させる）画面が表示され、被験者は操作部３０を介して聞こえたか否かを応答する。被験者による応答は、操作部３０から制御部１０に送られる。

ステップＳ２６～Ｓ３０：制御部１０が、操作部３０を介して得られる被験者の応答に応じて提示音の音圧レベルの設定を変更し、信号出力部４０がこの設定変更に応じた増幅を行う。具体的には、提示音が聞こえる旨の応答が得られた場合には（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、制御部１０は提示音の音圧レベルを下げる（ステップＳ２８）。一方、提示音が聞こえない旨の応答が得られた場合には（ステップＳ２６：Ｎｏ）、制御部１０は提示音の音圧レベルを上げる（ステップＳ３０）。

なお、音圧レベルの変化幅は可変である。例えば、聴力閾値の平均値に基づいて周波数毎に予め定めた所定の閾値より提示音が小さい場合には、変化幅を小さくし（例えば、２ｄＢ）、提示音が所定の閾値より大きい場合には、変化幅を大きくする（例えば、５ｄＢ）。図３に示されるように、周波数によっては複数の年代の聴力閾値が小さい値に密集しているが、上記のような変化幅とすることにより、小さい閾値の分解能を上げて、より精度の高い測定を行うことができる。または、音圧レベルの変化幅を一定（例えば、５ｄＢ）としてもよい。或いは、各年代の聴力閾値の平均値を変更先の値とし、２０代の平均値で聞こえなければ３０代の平均値に変更し、３０代の平均値で聞こえなければ４０代の平均値に変更する、という態様により音圧レベルを変更してもよい。

ステップＳ３２，Ｓ３４：制御部１０は、異なる応答の連続（聞こえる旨の応答に続いて聞こえない旨の応答が得られるケース、又は、聞こえない旨の応答に続いて聞こえる旨の応答が得られるケース）が２回発生した場合には（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）、その時点で聞こえる応答が得られた音圧レベルを測定周波数についての聴力閾値として決定し（ステップＳ３４）、記憶部６０に記憶させる。これに対し、異なる応答の連続が２回発生していない場合には（ステップＳ３２：Ｎｏ）、制御部１０はステップＳ２４に戻る。これにより、ステップＳ２８又はステップＳ３０で変更された音圧レベルの音が提示され、ステップＳ２６～Ｓ３２の手順が再び実行される。

ステップＳ３６：制御部１０は、未測定の周波数が残っているか否かを確認し、未測定の周波数が残っている場合には（ステップＳ３６：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０に戻る。これにより、次の測定周波数に対してステップＳ２０～Ｓ３４の手順が実行される。これに対し、未測定の周波数が残っていない場合、すなわち全ての周波数を測定し終えた場合には（ステップＳ３６：Ｎｏ）、制御部１０は、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０，Ｓ４２：分析部７０は、上述した大規模聴力データの特徴空間における、各年代での各周波数の聴力閾値の平均値を要素とする各クラスベクトルと、測定された（記憶部６０に記憶された）各周波数の聴力閾値を要素とする観測値ベクトルと間のマハラノビス距離を算出し（ステップＳ４０）、マハラノビス距離が最小となる年代を被験者の聞こえ年齢として判定する（ステップＳ４２）。

図４は、マハラノビス距離に基づいて聞こえ年齢を推定する方法を説明する図である。

図４中（Ａ）：上述した大規模聴力データの特徴空間における観測値ベクトルｒとある年代に対応するクラスベクトルｒ_ｒｅｆとを表している。観測値ベクトルｒは、測定された各周波数の聴力閾値を係数とするベクトルであり、測定周波数の個数Ｎに対応するＮ個（上述した例の場合には、４つの周波数を測定するため４個）の聴力閾値を要素として有している。クラスベクトルｒ_ｒｅｆは、上述した大規模聴力データから求められるある１つの年代での各周波数の聴力閾値のクラス（群）から算出され、測定周波数の個数Ｎに対応するその年代でのＮ個の聴力閾値の平均値を要素として有している。すなわち、観測値ベクトルｒ及びクラスベクトルｒ_ｒｅｆは、それぞれがＮ個の要素を持ち、それぞれがＮ個の周波数に関するＮ次元の特徴空間内のある１点を表している。

上述した図２中のステップＳ４０では、Ｎ次元（上述した例の場合には、４次元）の特徴空間における、観測値ベクトルｒが表す点と、各クラスベクトルｒ_ｒｅｆ（図３に示された１３の年代に対応する１３の各クラスベクトル）が表す点との間のマハラノビス距離ｄが算出される。マハラノビス距離ｄは、特徴空間における両ベクトルの類似度を示しており、マハラノビス距離ｄが小さいほど類似度が高い。言い換えると、マハラノビス距離ｄは類似度の高さに反比例する。

図４中（Ｂ）：マハラノビス距離ｄを算出する数式を表している。上述した図３中のステップＳ４０において、マハラノビス距離ｄは以下の数式で算出される。

上記の数式において、係数ベクトルａは、ある年代での各周波数の聴力閾値の標準偏差を要素とするベクトルσに調整用の正の定数ｂを乗じたものであり（ａ＝ｂ×σ）、その年代での各周波数の聴力閾値のばらつきを含んでいる。なお、係数ベクトルａの全ての要素が「１」の場合、距離ｄはユークリッド距離になる。

より具体的には、観測値ベクトルｒと１つのクラスベクトルｒ_ｒｅｆとの間で、両ベクトルの要素間の差、すなわち周波数毎の聴力閾値の差の２乗値が係数を踏まえて算出され、算出されたＮ個の２乗値の総和の平方根から、１つの年代についてのマハラノビス距離ｄが求められる。このようにして、特徴空間における観測値ベクトルｒと各年代に対応する各クラスベクトルｒ_ｒｅｆ（１３の各クラスベクトル）との間のマハラノビス距離ｄが算出された上で、マハラノビス距離ｄが最も小さい年代が被験者の聞こえ年齢として判定される。

聞こえ年齢は、係数ベクトルａを適切に調整することで適切に判定される。本実施形態においては、大規模聴力データから求められる各年代での各周波数の聴力閾値の標準偏差を要素とするベクトルσを係数ベクトルａに代入して用いるため、マハラノビス距離ｄを算出する際に、ばらつきの多い周波数の重みを相対的に小さくすることができる。また、検証に基づいて適切な定数ｂを決定することにより、係数ベクトルａをより適切に調整することができ、結果としてより適切な聞こえ年齢を判定することが可能となる。

なお、ある周波数における距離（聴力閾値の差に基づく値）が非常に大きい場合には、異常を検知したもの、或いは、判定できないものとして扱い、聞こえ年齢の推定を行わないよう処理を制御してもよい。

ところで、聞こえ年齢は、上記以外の方法により推定することも考えられる。例えば、周波数が高くなるほど年齢による聴力レベルに差が出ていることを利用して、低い周波数と高い周波数の各聴力閾値との２点間の傾き、例えば、５００Ｈｚの聴力閾値と８０００Ｈｚの聴力閾値との間の傾きを各年代の聴力閾値の平均値の傾きと比較することにより、聞こえ年齢を推定してもよい。或いは、いくつかの周波数で各年代の聴力閾値の平均値であるレベルの音を提示し、被験者から応答が得られた中で最も悪い年代を聞こえ年齢として推定してもよい。

上述した図２中のステップＳ４２において、上記の方法により被験者の聞こえ年齢が判定されると、次にステップＳ５０が実行される。

ステップＳ５０：測定結果出力処理が実行される。この処理では、測定された複数の周波数についての聴力閾値及びこれらに基づいて判定された聞こえ年齢が、測定結果として表示部２０に表示されるとともに、出力部８０に出力される。

以上で、１人の被験者に対して実行される処理が終了する。なお、図２に示した手順例は、あくまで一例として挙げたものであり、これに限定されず状況に応じて適宜変更が可能である。

図５は、測定に伴って表示部２０に表示される画面の一例を示す連続図である。この例においては、測定が１０ステップで構成されており、表示部２０に表示される指示に従って被験者が操作部３０を操作することで、測定が進行していく。また、この測定においては、図２で例示したように４つの周波数（１０００Ｈｚ→４０００Ｈｚ→８０００Ｈｚ→５００Ｈｚ）についての聞き取りテストを行うものとする。以下、測定の流れに沿って説明する。

図５中（Ａ）：測定の初期画面が表示される。ここでは、画面の指示に従い、被験者が椅子に腰掛けて［スタート］ボタンを押下（タッチ、クリック等）する。

図５中（Ｂ）：ステップ１の画面が表示される。ステップ１では、被験者が自身の性別に対応するボタンを押下する。ここでは例として、被験者が［女性］ボタンを押下したものとする。

図５中（Ｃ）：ステップ２の画面が表示される。ステップ２では、被験者が数字ボタンを押下して自身の年齢を入力し、最後に［決定］ボタンを押下する。ここでは例として、被験者が［５６］と入力したものとする。

図５中（Ｄ）：ステップ３の画面が表示される。ステップ３では、被験者が聞き取りやすいと感じる耳に対応するボタンを押下する。ここでは例として、被験者が［右耳］ボタンを押下したものとする。

図５中（Ｅ）：ステップ４の画面が表示される。ステップ４では、画面に表示されるヘッドホンの装着方法に従って被験者がヘッドホン５０を装着し、［次へ進む］ボタンを押下する。

図５中（Ｆ）：ステップ５の初期画面が表示される。ステップ５では、周波数Ａ（１０００Ｈｚ）の聞き取りテストが実施される。被験者が［スタート］ボタンを押下すると、聞き取りテストが開始する。

図５中（Ｇ）：周波数Ａの聞き取りテスト開始後の画面が表示される。聞き取りテストが開始すると、上記のステップ３（図５中（Ｄ））で聞き取りやすいとされた耳（図示の例では右耳）に向けてヘッドホン５０から音が提示される。このとき、被験者が、提示音が聞こえる場合には［はい］ボタンを押下し、聞こえない場合には［いいえ］ボタンを押下すると、被験者の応答に応じて提示音の音圧レベルが変化する。このようにして、音の提示及びこれに対する被験者の応答を繰り返していき、［はい］に続き［いいえ］が押下されるケース、又は、［いいえ］に続き［はい］が押下されるケースが２回連続で発生した場合に、それらのケースで［はい］が押下された際のレベルが周波数Ａについての聴力閾値と決定される。

図５中（Ｈ）：ステップ６の初期画面が表示される。ステップ６では、周波数Ｂ（４０００Ｈｚ）の聞き取りテストが実施される。被験者が［スタート］ボタンを押下すると、聞き取りテストが開始し、上記と同様の流れに沿って測定がなされる。また、図示を省略しているが、ステップ７では周波数Ｃ（８０００Ｈｚ）、ステップ８では周波数Ｄ（５００Ｈｚ）の聞き取りテストが、それぞれ上述した周波数Ａの聞き取りテストと同様の流れに沿って実施される。

図５中（Ｉ）：ステップ８（周波数Ｄの聞き取りテスト）を終えると、ステップ９の画面が表示される。ステップ９では、ステップ５～８で測定された周波数Ａ～Ｄについての聴力閾値と上述した大規模聴力データとに基づいて推定された被験者の聞こえ年齢が画面に表示される。図示の例では、被験者の実年齢（５６歳）が５０代後半であるのに対して聞こえ年齢は７０代後半である、との測定結果が表示されている。また、ステップ９の画面表示と概ね同期して、測定結果がプリントアウトされる。

図５中（Ｊ）：ステップ１０の画面が表示される。ステップ１０では、測定の終了に伴う指示とともに、測定結果に応じたアドバイスが表示される。図示の例においては、実年齢より聴力が低下していることが疑われる旨、また、加齢以外の要因も考えられるため耳鼻科の受診を薦める旨の表示がなされている。

図６は、測定終了時にプリントアウトされる測定結果の一例を示す図である。
図６に示されるように、プリントアウトされる測定結果には、被験者の実年齢及び聞こえ年齢に加え、測定日時や各周波数についての聴力閾値、グラフの見方が分かり易く記載されており、上記のステップ９の画面に表示された測定結果よりも詳しい内容で構成されている。被験者はプリントアウトされた測定結果を持ち帰り、後でじっくりと確認することができる。

なお、上記の例においては、画面に表示される測定結果とプリントアウトされる測定結果とで内容の構成が異なっているが、両者を同じ内容で構成してもよい。

図７は、第２実施形態の聞こえチェッカー２００の構成を示すブロック図である。第１実施形態の聞こえチェッカー１００と共通する構成については、説明を適宜省略する。

図７に示されるように、聞こえチェッカー２００は、周囲の音（以下、「環境音」と称する。）を捉えるマイクロホン９０と、マイクロホン９０が捉える環境音に関する演算を行う環境音計測部９２とをさらに備えている点で、上述した第１実施形態の聞こえチェッカー１００と異なっている。環境音計測部９２は、ソフトウェアがコンピュータにセットアップされることによりコンピュータの内部に実装される。

上述したように、聞こえチェッカー１００は医療機器ではないため、必ずしも周囲が静かな環境で使用されるとは限らない。測定時における環境音の大きさによっては、聴力が実際よりも低く測定される虞がある。そこで、第２実施形態の聞こえチェッカー２００においては、マイクロホン９０及び環境音計測部９２が環境音をモニタし、聴力閾値の測定時に環境音が大きい場合には、制御部１０が通常とは異なる制御を行ってその旨のアラートを表示部２０に表示する。

具体的には、環境音計測部９２が、外部からヘッドホン５０のイヤーカップの内部に到達する環境音のスペクトルＸ（ｆ）を算出する。ここで、「ｆ」は周波数を表す。ヘッドホン５０の環境音の遮音性能、すなわち挿入損失Ｈ（ｆ）を予め測定しておく。環境音に対応する周波数スペクトルをＳ（ｆ）としたとき、イヤーカップの内部に到達する環境音のスペクトルＸ（ｆ）は、以下の数式で算出される。

環境音計測部９２は、上記のＸ（ｆ）を踏まえて、イヤーカップの内部に到達する環境音と提示音の音圧レベルの差を算出する。そして、音圧レベルの差が所定音圧（例えば、１０ｄＢ）を上回る場合には、制御部１０は、図２に示した流れに沿って聴力閾値を測定し、聞こえ年齢の推定を行う。これに対し、音圧レベルの差が所定音圧以下である場合には、制御部１０は、測定を行わない（開始しない）、測定を一時停止又は中断する、測定をやり直す、或いは測定を無効とするよう処理を制御して、その旨のアラートを表示部２０に表示する。

図８は、測定における提示音と環境音との関係を示す図である。なお、図８のグラフは、イヤーカップの内部における提示音及び環境音の音圧レベルの差についての理解を促進するために、あくまで一例として示したものであり、マイクロホン９０が配置される場所等に応じてグラフの形状は異なるものとなりうる。

図８に示されるように、環境音は低い周波数から高い周波数に広がっており、低い周波数の方が高い周波数より音圧レベルが大きいのが一般的である。遮音されていない環境で聴力閾値の測定がなされる場合には、このような環境音の影響を考慮する必要がある。そこで、本実施形態においては、上記の所定音圧を例えば「１０ｄＢ」とし、ヘッドホン内で提示音が環境音より大きく提示され、かつ、提示音と環境音の音圧レベルの差が１０ｄＢを上回れば、提示音は環境音と比べて十分に大きい（環境音が無視できる大きさである）と判定されて、測定が通常通りに実施される。一方、ヘッドホン内での提示音と環境音のレベルの差が１０ｄＢ以下であれば、提示音は環境音と比べて十分に大きいとは言えない（環境音が無視できない大きさである）と判定されて、通常とは異なる制御がなされ、例えば、測定の一時停止や中断等がなされることとなる。

また、より厳密には、低い周波数の音がそれより少し高い周波数の音をマスクする性質（聴覚マスキング）を考慮する必要がある。そこで、環境音計測部９２が上記のＸ（ｆ）を算出した後に、聴覚マスキングを考慮して、周波数ｆをＢａｒｋ尺度に変換してＢａｒｋバンドに対応したＸ（ｂａｒｋ）を算出し、隣接バンド、特に低い周波数が高い周波数をマスクする影響を考慮した上で、上記の測定を行ってもよい。これにより、精度のより高い測定を行うことができ、結果として聞こえ年齢をより適切に判定することができる。

以上に説明したように、上述した各実施形態の聞こえチェッカー１００，２００によれば、以下の効果が得られる。

（１）聞こえチェッカー１００，２００によれば、測定された被験者の各周波数の聴力閾値と大規模聴力データに基づく各年代での各周波数の聴力閾値に関する統計値とに基づいて被験者の聞こえ年齢を推定するため、被験者が医学的な誤解を招くことなく聞こえ年齢を確認することができる。

（２）聞こえチェッカー１００，２００によれば、測定の過程で被験者に要求する操作が容易であるため、どのような年代の被験者であっても確実に操作を行うことができ、抵抗感なく気軽に測定を受けてもらうことができる。また、そのような測定を通じて、自身の聞こえや耳に興味を持ってもらうことにより、聞こえに何かを感じる場合に、早期の通院や検査、さらには補聴器の適切な早期利用に繋げることができる。

（３）聞こえチェッカー１００，２００によれば、大規模聴力データの特徴空間における観測値ベクトルｒとクラスベクトルｒ_ｒｅｆとの間のマハラノビス距離ｄを算出する際に、各年代での各周波数の聴力閾値の標準偏差を要素とするベクトルσを係数ベクトルａに代入して用いるため、ばらつきの多い周波数の重みを相対的に小さくすることができ、結果としてより適切な聞こえ年齢を判定することができる。

（４）聞こえチェッカー２００によれば、環境音をモニタし、外部からヘッドホン５０のイヤーカップの内部に到達する環境音のスペクトルを踏まえてイヤーカップの内部に到達する環境音と提示音の音圧レベルの差を算出して、音圧レベルの差が所定音圧を上回るか否か（提示音が十分に大きいか否か）を判定し、判定結果に応じて測定を制御するため、提示音が十分に大きい場合には、遮音された環境でなくても測定を行うことができる。

本発明は、上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施することが可能である。

上述した実施形態においては、測定の簡易性を優先し、測定時間の短さと測定の精度とのバランスを考慮して４つの周波数（５００Ｈｚ，１０００Ｈｚ，４０００Ｈｚ，８０００Ｈｚ）についての聴力閾値を測定しているが、測定する周波数の個数はこれに限定されない。

上述した実施形態においては、提示音が聞こえたか否かを［はい］又は［いいえ］の二者択一の操作により被験者に応答させているが、これに代えて、提示音のレベルに対応するスライドバーを画面に表示し、被験者に提示音が聞こえる境界位置までスライダーなどを上下あるいは左右にスライドさせて、その境界位置に対応するレベルを聴力閾値として決定してもよい。或いは、タブレット端末、ノートＰＣ等に外付けされる、又は専用に設計され作成された機器が備えるスライダーやエンコーダ等の部品を、被験者に提示音が聞こえる境界位置まで操作させて、その境界位置に対応するレベルを聴力閾値として決定してもよい。

その他、聞こえチェッカー１００，２００に関する説明の過程で挙げた構成や数値等はあくまで例示であり、本発明の実施に際して適宜に変形が可能であることは言うまでもない。

１０ 制御部
２０ 表示部
３０ 操作部
４０ 信号出力部
５０ ヘッドホン
６０ 記憶部
７０ 分析部
８０ 出力部
１００ 聞こえチェッカー

Claims (5)

1. 音信号を指定の音圧レベルに増幅して出力する信号出力部と、
   音を提示するヘッドホンと、
   前記ヘッドホンからの提示音に対してなされる被験者の応答を受け付ける操作部と、
   前記応答に応じて前記音圧レベルの指定を変更し、変更後の前記提示音に対してなされる前記応答を踏まえて前記音信号の周波数についての聴力閾値を決定する態様で、複数の周波数の聴力閾値を測定する制御部と、
   所定の大規模聴力データの特徴空間における、測定された各周波数の聴力閾値を要素とするベクトルと、前記大規模聴力データに基づく各年代での各周波数の聴力閾値に関する統計値を要素とする各ベクトルとの間の距離を算出し、前記距離に基づいて被験者の聞こえ年齢を判定する分析部と
   を備えた聞こえチェックシステム。
2. 請求項１に記載の聞こえチェックシステムにおいて、
   前記分析部は、
   前記大規模聴力データに基づく各年代での各周波数の聴力閾値の平均値及び標準偏差を踏まえて前記距離を算出することを特徴とする聞こえチェックシステム。
3. 請求項１又は２に記載の聞こえチェックシステムにおいて、
   前記分析部は、
   前記距離が最も小さい年代を被験者の聞こえ年齢として判定することを特徴とする聞こえチェックシステム。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の聞こえチェックシステムにおいて、
   環境音を捉えるマイクロホンと、
   前記ヘッドホンの内部に到達する前記環境音のスペクトルを踏まえて前記環境音と前記提示音の音圧レベルの差を算出する環境音計測部と
   をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記差が所定範囲内となる場合に聴力閾値の測定を一時停止又は中断することを特徴とする聞こえチェックシステム。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の聞こえチェックシステムにおいて、
   前記操作部は、
   はい又はいいえの二者択一の操作により前記応答を受け付けることを特徴とする聞こえチェックシステム。

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