JPH0271733A - Laryngeal disease diagnosing device - Google Patents

Laryngeal disease diagnosing device

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Publication number
JPH0271733A
JPH0271733A JP63222358A JP22235888A JPH0271733A JP H0271733 A JPH0271733 A JP H0271733A JP 63222358 A JP63222358 A JP 63222358A JP 22235888 A JP22235888 A JP 22235888A JP H0271733 A JPH0271733 A JP H0271733A
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JP
Japan
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voice
image processing
processing device
scanner
subject
Prior art date
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Pending
Application number
JP63222358A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Takeda
武田 也寿志
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Publication date
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Publication of JPH0271733A publication Critical patent/JPH0271733A/en
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  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to exactly determine whether the voice passage is normal or abnormal by successively performing tomography with the use of a scanner so as to detect the cross-sectional areas of the voice passage, and by calculating acoustic parameters of voices corrected by a voice collector. CONSTITUTION:A scanner 5 is operated so as to carry out a tomography, successively by n times at infinitesimal intervals DELTAx over the voice passage 17 of a body 11 to be tested. Then, thus obtained tomographic data are delivered to an image processing device 6 so as to reconstitute fault images and to calculate cross-sectional areas A1, A2, A3... of the voice passage at a high speed. In parallel with these steps, voices are collected by means of a voice collector 7, and then thus obtained voice signals are converted by a signal converter 8, and are then delivered to the image processing device 6 which therefore calculates acoustic parameters at a high speed. The position of the vocal bands as a sound source is obtained in accordance with thus calculated cross-sectional areas of the voice passage and voice signals. Then, the acoustic characteristic of thus obtained voice is compared with that of the normal voice of a normally healthy person so that the image processing device 6 determines whether the voice is normal or abnormal at a high speed. The result of the processing is stored in a memory device, and the image data are displayed on a display unit 10.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、喉頭症などの喉頭疾患を診断する喉頭疾患診
断装置に関し、特にCTスキャナを利用して声道断面積
を計測することにより声道の伝達函数を求め、声帯の正
常異常を正しく判定することができる喉頭疾患診断装置
に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a laryngeal disease diagnostic device for diagnosing laryngeal diseases such as laryngosis. The present invention relates to a laryngeal disease diagnostic device that can determine the transmission function of the vocal cords and correctly determine whether the vocal cords are normal or abnormal.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

喉頭疾患の一つに喉頭症がある。その喉頭症のうち、声
帯の部分に発生する声帯癌はある程度進行すると音声障
害を引き起こす。これに着目して、被検体より収集した
音声信号から音声障害の有無を抽出し、癌の診断に用い
ることが提案されている。このような研究は多くなされ
ており、音声の中から声帯に起因するいくつかの音響的
パラメータを抽出し、正常音声と障害音声゛とを判別で
きるとしている。上記の音響的パラメータとしては、(
1)音声のピッチ周波数の平均値 (2)ピッチ周波数のゆらぎ (3)声帯音源に含まれる雑音成分 (4)音声の周波数スペクトルの概略や変動などが扱わ
れる。ここで、一般に音声生成システムのモデルとして
は、第8図に示すようなシステムが考えらでいる。すな
わち1人体内の呼気が声帯1の振動により音声波となり
、声道2という一種の音響管を通って調音され、その後
口$3から放射されることにより音声として発せられる
Laryngopathy is one of the laryngeal diseases. Among laryngophores, vocal cord cancer that occurs in the vocal cords causes voice disorders when it progresses to a certain extent. Focusing on this, it has been proposed to extract the presence or absence of a voice disorder from voice signals collected from a subject and use it for diagnosis of cancer. Many such studies have been carried out, and it is said that by extracting several acoustic parameters originating from the vocal cords from speech, it is possible to distinguish between normal speech and impaired speech. The above acoustic parameters are (
1) The average value of the pitch frequency of the voice (2) The fluctuation of the pitch frequency (3) The noise component contained in the vocal cord sound source (4) The outline and fluctuation of the frequency spectrum of the voice are handled. Here, as a model of a speech generation system, a system as shown in FIG. 8 is generally considered. That is, exhaled air within a human body becomes a sound wave due to the vibration of the vocal cords 1, is articulated through a kind of acoustic tube called the vocal tract 2, and is then emitted as sound by being radiated from the mouth $3.

喉頭癌の早期発見のためには、他の癌と同様に集団検診
による方法が考えられるが、喉頭癌はその発生率が低い
ことから、機械を用いた多人数に対する短時間処理によ
る効率的な検診が必要である。このような検診を実現す
るには、被検体から発せられた音声を収集して信号処理
し、上記のような音響的パラメータを抽出しなければな
らない。
In order to detect laryngeal cancer early, mass screening can be considered as in the case of other cancers, but since the incidence of laryngeal cancer is low, it is possible to efficiently detect laryngeal cancer by using a machine to treat a large number of people in a short time. A medical examination is necessary. In order to implement such a medical examination, it is necessary to collect the sounds emitted by the subject, process the signals, and extract the acoustic parameters described above.

そのために、マイクロフォン等の音声収集器以外に、例
えばA/D変換器及びメモリ並びに演算器等から構成さ
れるディジタル信号処理装置が専用装置として必要とな
るものであった。さらに、多人数の音声データの短時間
処理のためには、汎用のコンピュータでは十分とは言え
ず、専用の高速のコンピュータが必要となるものであっ
た。
Therefore, in addition to a voice collector such as a microphone, a digital signal processing device consisting of, for example, an A/D converter, a memory, a computing unit, etc., is required as a dedicated device. Furthermore, general-purpose computers are not sufficient for processing audio data from a large number of people in a short period of time, and a dedicated high-speed computer is required.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、従来の喉頭癌の検診の考え方では、上記のよう
に専用装置としてディジタル信号処理装置が必要となっ
たり、専用の高速のコンピュータが必要となるので、費
用がかかり大きな負担となるものであった。また、上記
のディジタル信号処理装置においては、前記(1)〜(
4)の音響的パラメータを音声から抽出するのに、第8
図に示す口唇3から発せられる音声を例えばマイクロフ
ォンで収集することのみにより行って、音源である声帯
1の正常異常を判定しようとしており、第8図に示す音
声生成システムの伝達特性である声道2の音響的共鳴特
性はモデル化しているので、患者各人毎の特性を十分に
考慮することができず、音源としての声帯1の正常異常
の判定は不正確となるものであった。従って、喉頭癌の
診断情報として正確なものが得られず、診断が難しく、
診断効率も低下するものであった。
However, the conventional way of screening for laryngeal cancer requires a digital signal processing device as a dedicated device as mentioned above, and a dedicated high-speed computer, which is expensive and a big burden. Ta. Further, in the digital signal processing device described above, the above-mentioned (1) to (
In order to extract the acoustic parameters of 4) from the voice, the 8th
The sound emitted from the lips 3 shown in the figure is collected by, for example, a microphone to determine the normality or abnormality of the vocal cords 1, which is the sound source. Since the acoustic resonance characteristics of No. 2 are modeled, the characteristics of each patient cannot be fully taken into account, and the determination of whether the vocal cords 1 as a sound source are normal or abnormal is inaccurate. Therefore, accurate diagnostic information for laryngeal cancer cannot be obtained, making diagnosis difficult.
Diagnostic efficiency was also reduced.

そこで、本発明は、このような問題点を解決することが
できる喉頭疾患診断装置を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a laryngeal disease diagnostic device that can solve these problems.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するためには、本発明による喉頭疾患診
断装置は、被検体を配置する開口部の周囲にX線管とX
線検出器とが対向配置され上記両者を被検体の周りに回
転して咽喉部を微小間隔で連続的に断層撮影するスキャ
ナと、このスキャナで得られた撮影データから咽喉部の
断層像を再構成する画像処理装置と、被検体の発する音
声を収集する音声収集器と、この音声収集器で収集した
音声信号を上記画像処理装置で信号処理できるように変
換して該画像処理装置へ送出する信号変換装置と、上記
画像処理装置からの処理結果を格納する記憶装置と、上
記画像処理装置からの画像データを表示する表示装置と
から成ることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the laryngeal disease diagnostic apparatus according to the present invention includes an X-ray tube and an X-ray tube around the opening where the subject is placed.
A scanner, which is arranged to face a line detector and rotates both of the above around the subject to take continuous tomographic images of the throat at minute intervals, and a tomographic image of the throat is reconstructed from the imaging data obtained by this scanner. an image processing device, a voice collector that collects the sounds emitted by the subject, and a voice signal collected by the voice collector that converts the voice signals so that they can be processed by the image processing device and sends them to the image processing device. It is characterized by comprising a signal conversion device, a storage device that stores processing results from the image processing device, and a display device that displays image data from the image processing device.

(作用〕 このように構成された喉頭疾患診断装置は、スキャナに
より被検体の咽喉部を微小間隔で連続的に断層撮影し、
音声収集器により被検体の発する音声を収集すると共に
この収集した音声信号を信号変換装置により画像処理装
置で信号処理できるように変換し、画像処理装置により
上記スキャナで得られた撮影データから咽喉部の断層像
を再構成すると共に上記信号変換装置から送出された信
号を処理し、この処理結果を記憶装置へ格納すると共に
、その画像データを表示装置へ表示するように動作する
。これにより、被検体の声道断面積を計測し、声道の伝
達函数を求め、声帯の正常異常の判定を正しく行おうと
するものである。
(Operation) The laryngeal disease diagnostic device configured as described above uses a scanner to continuously take tomographic images of the throat of a subject at minute intervals.
A sound collector collects the sounds emitted by the subject, and a signal converter converts the collected sound signals so that they can be processed by an image processing device. It operates to reconstruct a tomographic image of , process the signals sent from the signal conversion device, store the processing results in the storage device, and display the image data on the display device. This measures the cross-sectional area of the vocal tract of the subject, determines the transfer function of the vocal tract, and accurately determines whether the vocal cords are normal or abnormal.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明による喉頭疾患診断装置の実施例を示す
ブロック図である。この喉頭疾患診断装置は、喉頭癌な
どの喉頭疾患をCTスキャナを利用して診断するもので
、第1図に示すように、スキャナ5と、画像処理装置6
と、音声収集器7と、信号変換装置8と、記憶装置9と
、表示装置10とから成る。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a laryngeal disease diagnostic apparatus according to the present invention. This laryngeal disease diagnostic device diagnoses laryngeal diseases such as laryngeal cancer using a CT scanner, and as shown in FIG.
, an audio collector 7 , a signal converter 8 , a storage device 9 , and a display device 10 .

上記スキャナ5は、被検体11の咽喉部を微小間隔で連
続的に断層撮影するもので、被検体11を配置する開口
部12の周囲にX線管13とX線検出器14とが対向配
置され、上記両者13゜14が被検体11の周りに回転
するようになっている。画像処理装置6は、上記スキャ
ナ5で得られた撮影データを入力して第2図に示すよう
に被検体11の口腔15から声帯16に至るまでの咽喉
部の断層像を再構成すると共に、後述の信号変換装置i
!8から送出される信号を入力して処理するもので、A
/D変換器及びメモリ並びに演算器等で構成されている
。音声収集器7は、被検体11の発する音声を収集する
もので1例えばマイクロフォンからなる。信号変換装置
8は、上記音声収集器7で収集した音声信号を上記画像
処理装置6で信号処理できるように変換して該画像処理
装置6へ送出するもので、例えば増幅器及びフィルタ並
びにA/D変換器等で構成されている。また、記憶装置
9は、上記画像処理装置6から出力される音響的パラメ
ータや判定結果等の処理結果を入力して格納するもので
、例えば磁気テープや磁気ディスク等からなる。さらに
、表示装置10は、上記画像処理装置6から出力される
画像データを入力して、第2図に示すように被検体11
の咽喉部の断層像及び音声の周波数スペクトル分析など
を表示するもので、例えばテレビモニタからなる。
The scanner 5 is used to continuously take tomographic images of the throat of the subject 11 at minute intervals, and an X-ray tube 13 and an X-ray detector 14 are arranged facing each other around an opening 12 in which the subject 11 is placed. 13 and 14 are rotated around the subject 11. The image processing device 6 inputs the imaging data obtained by the scanner 5 and reconstructs a tomographic image of the throat region of the subject 11 from the oral cavity 15 to the vocal cords 16 as shown in FIG. Signal conversion device i described below
! It inputs and processes the signal sent from A.
It consists of a /D converter, memory, arithmetic unit, etc. The voice collector 7 collects the voice emitted by the subject 11 and is composed of, for example, a microphone. The signal converter 8 converts the audio signal collected by the audio collector 7 so that it can be processed by the image processor 6, and sends it to the image processor 6, for example, an amplifier, a filter, and an A/D. It consists of converters, etc. The storage device 9 inputs and stores processing results such as acoustic parameters and determination results outputted from the image processing device 6, and is made of, for example, a magnetic tape or a magnetic disk. Furthermore, the display device 10 inputs the image data output from the image processing device 6 and displays the image of the subject 11 as shown in FIG.
It displays tomographic images of the throat and frequency spectrum analysis of voices, and consists of, for example, a television monitor.

そして、このような装置の全体で−っのXNjAc T
装置を構成している。
And in the whole of such a device - XNjAc T
configuring the device.

次に、このように構成された喉頭疾患診断装置の動作の
概略について説明する。まず、第1図に示すスキャナ5
を駆動して、第2図に示すように被検体11の口腔15
から声帯16に至るまでの咽喉部、すなわち声道17の
全体にわたってΔXの微小間隔が順次n回連続して断層
撮影する。次に、このようにして得られた声道17のΔ
X間隔のn個の撮影データは画像処理装置6へ入力し、
この画像処理装置6は、上記の撮影データがら第2図に
示すように被検体11の咽喉部の断層像を再構成すると
共に、n個の声道断面積AllA21・・・、Aoを高
速に計算する。これと併行して、音声収集器7により被
検体11から発せられた音声を収集すると共にこの収集
した音声信号を信号変換装置8で変換して、上記画像処
理装置6へ送出する。次に、画像処理装置6は、その内
部の演算器で前述の(1)〜(4)の音響的パラメータ
を高速に計算する。そして、上記のように計算した声道
断面積A 1+ A 2 H・・・+An と上記入力
した音声信号とから、音源としての声帯16の位置を求
める。
Next, an outline of the operation of the laryngeal disease diagnostic apparatus configured as described above will be explained. First, the scanner 5 shown in FIG.
The oral cavity 15 of the subject 11 is driven as shown in FIG.
Tomographic images are taken successively n times at minute intervals of ΔX over the entire throat region from the to the vocal cords 16, that is, the vocal tract 17. Next, Δ of the vocal tract 17 obtained in this way
The n pieces of photographic data at intervals of X are input to the image processing device 6,
This image processing device 6 reconstructs a tomographic image of the throat of the subject 11 as shown in FIG. calculate. In parallel with this, the voice emitted from the subject 11 is collected by the voice collector 7, and the collected voice signal is converted by the signal converter 8 and sent to the image processing device 6. Next, the image processing device 6 uses its internal arithmetic unit to calculate the acoustic parameters (1) to (4) described above at high speed. Then, the position of the vocal cord 16 as the sound source is determined from the vocal tract cross-sectional area A 1+ A 2 H...+An calculated as above and the input audio signal.

次に、このようにして求めた被検体11の音声の音響的
特徴は、予め記録されている健常者の正常音声の音響的
特徴とパターンマツチング等により比較され、上記被検
体11の音声の正常、異常の判定を画像処理装置6で高
速に行う。そして、この画像処理装置6で得られた音響
的パラメータや判定結果は記憶装置9へ格納されると共
に、被検体11の咽喉部の断層像及び音声の周波数スペ
クトル分析などは表示装置10の画面に表示される。
Next, the acoustic characteristics of the voice of the subject 11 obtained in this way are compared with the acoustic characteristics of the normal voice of a healthy person recorded in advance by pattern matching, etc. The image processing device 6 quickly determines whether the image is normal or abnormal. The acoustic parameters and judgment results obtained by the image processing device 6 are stored in the storage device 9, and the tomographic image of the throat of the subject 11 and the frequency spectrum analysis of the voice are displayed on the screen of the display device 10. Is displayed.

次に、上記の動作において、声道断面積A 1 。Next, in the above operation, the vocal tract cross-sectional area A1.

A2.・・・tAnを用いて音源としての声帯16を計
算することについて説明する。第2図に示すように微小
間隔ΔXで得られたn個の声道断面積Al。
A2. ...Calculating the vocal cords 16 as a sound source using tAn will be explained. As shown in FIG. 2, n vocal tract cross-sectional areas Al obtained at minute intervals ΔX.

Az、・・・HAnから、口腔15から声帯16に至る
までの声道17は、模式的に第3図に示すようにn個の
微小円筒の縦続接続によって近似される。
The vocal tract 17 from Az, .

声帯16の振動によって発生した音声波がこの声道17
内を伝わるとき、それは無損失の音響管内の平面波とし
て仮定できる。そこで、第3図に示す口唇18から第m
番目の区間と、第(m+1)番目の区間との間の音波の
伝播を、第4図のように拡大して考える。
The sound waves generated by the vibration of the vocal cords 16 are transmitted to the vocal tract 17.
When propagating inside the acoustic tube, it can be assumed as a plane wave in a lossless acoustic tube. Therefore, from the lip 18 shown in FIG.
The propagation of the sound wave between the th section and the (m+1)th section is expanded and considered as shown in FIG.

第4図において、微小間隔ΔXの中では声道断面積は一
定であると考えるので、第m区間の声道断面積をA、と
じ、第(m+1)区間のそれをA @ +tとする。上
記各区間の長さはそれぞれΔXであり、音波がΔx /
 2の長さを伝播するのに要する時間をΔtとする。そ
して、声帯16から口唇18へ向かう波を前進波とし、
その逆方向の波を後進波とし、第m区間と第(m+1)
区間の境界における時刻をtとする。いま、ある区間n
における前進波の体積流速度を関係fn(t)で表し、
後進波の体積流速度を関数bn(t)で表すと、第(m
+1)区間及び第m区間の音波の前進波は。
In FIG. 4, it is assumed that the vocal tract cross-sectional area is constant within the minute interval ΔX, so the vocal tract cross-sectional area of the m-th section is denoted as A, and that of the (m+1)-th section is denoted as A@+t. The length of each section above is ΔX, and the sound wave is Δx /
Let Δt be the time required to propagate the length of 2. Then, the wave traveling from the vocal cords 16 to the lips 18 is defined as a forward wave,
The wave in the opposite direction is called a backward wave, and the mth interval and (m+1)th interval
Let t be the time at the boundary of the section. Now, a certain section n
The volume flow velocity of the forward wave at is expressed by the relationship fn(t),
If the volume flow velocity of the backward wave is expressed by the function bn(t), then the (mth)
The forward waves of the sound waves in the +1) section and the m-th section are.

それぞれf net(を−Δt)+ fjt+Δt)で
表され、後進波は、それぞれ−b、÷□(t+Δ、)。
Each is expressed as f net (-Δt) + fjt+Δt), and the backward waves are respectively -b, ÷□(t+Δ,).

−b、(を−Δt)で表される。そして、第(m+1)
区間と第m区間との境界では、音波の対積流速度は互い
に等しく、音圧も等しいという連続の条件から次式が成
り立つ。
-b, (is expressed as -Δt). And the (m+1)th
At the boundary between the section and the m-th section, the following equation holds based on the continuity condition that the volumetric flow velocities of the sound waves are equal to each other and the sound pressures are also equal.

fm”t(t−Δt)+bIl+1(L+Δt)=f、
(t+Δt)+b、(を−Δt)  ・・・(1)ρC
/ Am”1(f m”i(t−Δt)  bs”t(
t+Δ1))=ρC/A11(f、(を−Δt)−bs
(t+Δ1))・・・(2) 第(2)式において、ρは空気密度であり、Cは音速で
ある。
fm”t(t-Δt)+bIl+1(L+Δt)=f,
(t+Δt)+b, (−Δt) ... (1) ρC
/ Am"1(f m"i(t-Δt) bs"t(
t+Δ1))=ρC/A11(f, (−Δt)−bs
(t+Δ1))...(2) In equation (2), ρ is the air density and C is the speed of sound.

次に、声帯16における境界条件は、第5図に示すよう
になる。第5図において、第n区間の声道断面積をAn
とし、その奥側の音響管の断面積をA n + 1とす
る。また、声帯16における前進波の体積流速度を関数
i g(t )で表すと、上記第(1)式及び第(2)
式と同様にして次式が成り立つ。
Next, the boundary conditions at the vocal cords 16 are as shown in FIG. In Figure 5, the vocal tract cross-sectional area of the nth section is An
Let the cross-sectional area of the acoustic tube on the back side be A n +1. Moreover, if the volume flow velocity of the forward wave in the vocal cords 16 is expressed by the function i g (t), then the above equations (1) and (2)
Similarly to the formula, the following formula holds true.

1t(t  −Δ t ) + b net(t  +
Δ t)=f、、(t+Δt)+bn(t−Δt)  
  ・(3)p C/ An+t(−b net(t+
Δ1))= p C/An(fn(t+Δt)−bn(
t−A1))・・・(4) さらに、口唇18からの音声波の放射特性は、第6図に
示すようになる。第6図において、第1区間の声道断面
積をA1とし、口唇18の外側に適当な音響管が接続さ
れているものと考え、その断面積をAoとする。このと
きも、上記第(1)式及び第(2)式と同様にして次式
が成り立つ。
1t(t−Δt)+bnet(t+
Δt)=f,,(t+Δt)+bn(t−Δt)
・(3)p C/ An+t(-b net(t+
Δ1))=p C/An(fn(t+Δt)−bn(
t-A1))...(4) Furthermore, the radiation characteristics of the sound waves from the lips 18 are as shown in FIG. In FIG. 6, the cross-sectional area of the vocal tract in the first section is designated as A1, and assuming that an appropriate acoustic tube is connected to the outside of the lips 18, its cross-sectional area is designated as Ao. At this time as well, the following equation holds true in the same manner as the above equations (1) and (2).

f x(t−Δt)+bt(t+Δt)=fo(t+Δ
t)・・・(5) ρC/A*(ft(t−Δし)   bl(t+Δ1)
)= p C/ Ao(f o(t+Δ1))・・・(
6) いま、各区間の音声波を、τ=2Δt=ΔX/Cの周期
でサンプリングすると、 のように表すことができる。なお、k=o、1゜2、・
・・である。この第(7)式を簡略化して、次のように
表すことにする。
f x(t-Δt)+bt(t+Δt)=fo(t+Δt)
t)...(5) ρC/A*(ft(t-Δ) bl(t+Δ1)
)= p C/Ao(f o(t+Δ1))...(
6) Now, if the audio waves in each section are sampled at a period of τ=2Δt=ΔX/C, it can be expressed as follows. In addition, k=o, 1゜2,・
It is... This equation (7) will be simplified and expressed as follows.

なお、k=o、1,2.・・・である。Note that k=o, 1, 2. ...is...

ここで、第4図に示す第m区間と第(m+1)区間の境
界における反射係数R1を、 さらに、f、(k)及びbn(k)をZ変換したものを
Here, the reflection coefficient R1 at the boundary between the mth section and the (m+1)th section shown in FIG. 4 is further calculated by Z-transforming f, (k), and bn(k).

f、(k)−”F、(Z)、 bn(k)−B、(Z)
・(13)で表し、fn(k  1)、bn(k  1
)、1ll(k−1)をZ変換したものをそれぞれ A a + A m ” 1 と定義する。そして、各区間の音声波を、τ=2Δt;
Δx / Cの周期でサンプリングすると、前記第(1
)〜(6)式は、第(7)〜(9)式を用いてそれぞれ
次の第(10)〜(12)式のようになる。
f, (k)-”F, (Z), bn(k)-B, (Z)
・Represented by (13), fn(k 1), bn(k 1
), 1ll(k-1) are Z-transformed, respectively, and defined as A a + A m '' 1.Then, the speech waves in each section are defined as τ=2Δt;
When sampling at a period of Δx/C, the above (1st
) to (6) become the following equations (10) to (12) using equations (7) to (9), respectively.

・・・(10) ・・・(11) で表すと、上記第(10)〜(12)式は、それぞれ次
の第(15)〜(17)式のようになる。
...(10) ...(11) The above equations (10) to (12) become the following equations (15) to (17), respectively.

・・・(15) ・・・(16) そして、上記第(15)〜(17)式をシグナルフロー
の形式で図示すると、第7図に示すようになる。
...(15) ...(16) When the above equations (15) to (17) are illustrated in the form of a signal flow, it becomes as shown in FIG.

ここで、第(15)式は図中の7bのブロックに対応し
、第(16)式は7aのブロックに対応し、第(17)
式は7cのブロックに対応する。この第7図より、サン
プリングされた音声波の出力波形Fo(Z)がわかれば
、反射係数R,,R,は第(9)式で求まるので、音源
としての声帯16からの音声波の入力波形xg(z)が
求まる。
Here, equation (15) corresponds to block 7b in the figure, equation (16) corresponds to block 7a, and equation (17) corresponds to block 7a.
The formula corresponds to block 7c. From FIG. 7, if the output waveform Fo(Z) of the sampled speech wave is known, the reflection coefficients R,,R, can be determined by equation (9), so the input of the speech wave from the vocal cords 16 as the sound source is The waveform xg(z) is found.

以上の動作により、スキャナ5で連続的に断層撮影して
得られた声道断面積AI、 A2.・・・gAr。
Through the above operations, the vocal tract cross-sectional area AI obtained by continuous tomography using the scanner 5, A2. ...gAr.

と、別に音声収集器7により収集された音声とにより、
音源としての声帯16からの音声波の入力波形rg(z
)が求まり、別に記録された正常な声帯音源と比較する
ことにより、当該被検体11の声帯16の正常、異常を
正しく判定することができる。
and the audio separately collected by the audio collector 7,
The input waveform rg(z
) is determined and compared with a separately recorded normal vocal cord sound source, it is possible to correctly determine whether the vocal cords 16 of the subject 11 are normal or abnormal.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は以上のように構成されたので、スキャナ5で連
続的に断層撮影して得られた声道断面積A!、Ax、・
・・、Anと、別に音声収集器7により収集された音声
とにより、音源としての声帯16からの音声波の入力波
形を求めることができる。
Since the present invention is configured as described above, the vocal tract cross-sectional area A obtained by continuous tomography using the scanner 5! ,Ax,・
. . , An and the sound separately collected by the sound collector 7, it is possible to obtain the input waveform of the sound wave from the vocal cords 16 as the sound source.

従って、第8図に示す音声生成システムの伝達特性であ
る声道(2)の音響的共鳴特性を、実際の被検体11の
各々について把握することができ、その声道の影響を除
去した声帯音源をR察することができる。このことから
、別に記録された正常な声帯音源と比較することにより
、当該被検体11の声帯16の正常、異常の判定を正し
く行うことができる。よって、例えば喉頭筒の診断情報
として正確なものが得られ、診断も容易となり、診断効
率を向上することができる。
Therefore, the acoustic resonance characteristics of the vocal tract (2), which is the transmission characteristic of the voice generation system shown in FIG. You can sense the source of the sound. From this, by comparing with a separately recorded normal vocal cord sound source, it is possible to correctly determine whether the vocal cords 16 of the subject 11 are normal or abnormal. Therefore, for example, accurate diagnostic information on the laryngeal tube can be obtained, diagnosis can be made easier, and diagnostic efficiency can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による喉頭疾患診断装置の実施例を示す
ブロック図、第2図はスキャナで連続的に断層撮影して
得られた咽喉部の断層像を示す説明図、第3図は微小円
筒の縦続接続によって近似された声道を模式的に示す説
明図、第4図は第3図における第m区間と第(m+1)
区間との間の音波の伝播の連続性を示す拡大説明図、第
5図は声帯における境界条件を示す説明図、第6図は口
唇からの音声波の放射特性を示す説明図、第7図は声道
の音響管モデルによる信号の流れを示すシグナルフロー
図、第8図は音声生成システムのモデルを示す説明図で
ある。 5・・・スキャナ、6・・・画像処理袋に、7・・・音
声収集器、8・・・信号変換装置、9・・・記憶装置、
10・・・表示装置、11・・・被検体、12・・・開
口部、13・・・X線管、14・・・X線検出器、15
・・・口腔、16・・・声帯、17・・・声道、18・
・・口唇。 1声道 帛3図 高4−凹 A虱 第52 高6区 A。
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the laryngeal disease diagnostic device according to the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram showing tomographic images of the throat obtained by continuous tomography using a scanner, and Fig. 3 is a microscopic diagram. An explanatory diagram schematically showing a vocal tract approximated by a cascade of cylinders, Figure 4 shows the m-th section and (m+1)th section in Figure 3.
An enlarged explanatory diagram showing the continuity of the propagation of sound waves between sections, Fig. 5 is an explanatory diagram showing the boundary conditions in the vocal cords, Fig. 6 is an explanatory diagram showing the radiation characteristics of sound waves from the lips, and Fig. 7 8 is a signal flow diagram showing the flow of signals according to the acoustic tube model of the vocal tract, and FIG. 8 is an explanatory diagram showing the model of the voice generation system. 5...Scanner, 6...Image processing bag, 7...Audio collector, 8...Signal converter, 9...Storage device,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Display device, 11... Subject, 12... Opening part, 13... X-ray tube, 14... X-ray detector, 15
... Oral cavity, 16... Vocal cords, 17... Vocal tract, 18.
··lip. 1 vocal chord 3 figure high 4-concave A 52nd high school 6th ward A.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、被検体を配置する開口部の周囲にX線管とX線検出
器とが対向配置され上記両者を被検体の周りに回転して
咽喉部を微小間隔で連続的に断層撮影するスキャナと、
このスキャナで得られた撮影データから咽喉部の断層像
を再構成する画像処理装置と、被検体の発する音声を収
集する音声収集器と、この音声収集器で収集した音声信
号を上記画像処理装置で信号処理できるように変換して
該画像処理装置へ送出する信号変換装置と、上記画像処
理装置からの処理結果を格納する記憶装置と、上記画像
処理装置からの画像データを表示する表示装置とから成
ることを特徴とする喉頭疾患診断装置。
1. A scanner in which an X-ray tube and an X-ray detector are arranged facing each other around an opening in which a subject is placed, and both are rotated around the subject to take continuous tomographic images of the throat at minute intervals. ,
An image processing device that reconstructs a tomographic image of the throat from imaging data obtained by the scanner, a voice collector that collects the sounds emitted by the subject, and an audio signal collected by the voice collector that is transmitted to the image processing device. a signal conversion device that converts the signal so that it can be processed by the image processing device and sends it to the image processing device; a storage device that stores the processing results from the image processing device; and a display device that displays the image data from the image processing device. A laryngeal disease diagnostic device comprising:
JP63222358A 1988-09-07 1988-09-07 Laryngeal disease diagnosing device Pending JPH0271733A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040039621A (en) * 2002-11-04 2004-05-12 최종민 Apparatus and method for a multi-channel integrated laryngeal diagnosis system

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