JPS58331B2 - オ−ジオメ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内耳機能測定のためのオージオメータに関す
るものである。

さらに詳しくは、内耳堝牛で鋭い周波数分析が可能なこ
とが発見されたことに鑑み、この内耳の機能である周波
数弁別機能を検査し、終局的には、耳鳴りの診断に役立
てるためのオージオメータに関するものである。

例えば、騒音難聴という聴器障害の場所は内耳有毛細胞
を中心にした部位である。

したがって、難聴も耳鳴りも、この部位の障害に起因す
るので、まず内耳の働きについて説明する。

音はエネルギーの１つで、音を伝える媒質の疎密を繰り
返しながら、エネルギーのなくなるまで進む波である。

空気という媒質を伝わる気導音の場合は、耳介で集音さ
れて、外耳道→鼓膜→耳小骨（ツキ骨・キヌタ骨・アブ
ミ骨）を経て、内耳堝牛内の内耳液に振動を伝える。

もちろん、空気と液体では伝音の性質（インピーダンス
）が違うので、鼓膜・耳小骨と云った中耳の働きで、音
が無駄なく内耳液の振動になるようアダプターの働き（
インピーダンス整合）をする。

さて、内耳液に達した音は、内耳禍牛にある基底板とい
う膜を振動させる。

その際基底板の振動を通して、音の構成音が大まかに分
析（フェリー変換）され、構成音に対応した基底板上の
位置にある有毛細胞を刺激する。

刺激で興奮する有毛細胞は極性があって一方向の振動に
相当した情報を、有毛細胞につながる神経線維に送り、
神経線維はインパルスという電位変化の形で、末梢から
中枢に向けて、内耳→第８神経→脳幹→皮質聴覚野とい
う経路で運び、大脳で統括的に知覚される仕組みになっ
ている。

このような経路は聴覚求心路といわれる伝導路で、もち
ろん、この他に、逆に皮質→脳幹、脳幹→内耳というフ
ィードバックして微調整に与える遠心路もあり、きこえ
の仕組みの精密さを構成している。

したがって、今までの知識では音の高い低いの弁別（ピ
ッチ感覚）は、大まかに周波数分析をする内耳の働きで
はなくて、神経線維間の相互作用の期待できる脳幹聴覚
路の働きに依るものとされてきた訳である。

音の持っているピッチ感という高低感は、周波数が大き
ければ高く感じ、小さければ低く感じる性質があり、聴
覚の周波数分析の働きによる。

この周波数弁別能力は「きこえ」の基本的能力で、この
機能が中枢聴覚路（主に脳幹部）に帰するという考え方
が、戦後３０年近く支配的であったのは、１９６１年ノ
ーベル医学賞に輝いたＢｅｋｅｓｙの偉功と、それにあ
やかった国際的生理学者の支持によるものだった。

この周波数分析能中枢説が瓦解したのは、猫を用いた末
梢神経での特徴周波数曲線の記録（Ｋｉ−ａｎｇ ｅｔ
ａｌｏ、１９６５，１９６７）によって、内耳堝牛で鋭
い周波数分析が可能なことが発見されたからである。

その後、１９７０年代の後半には、ひとについての「き
こえ」の応答からも、内耳における周波数分析能力を観
察できるようになってきた。

音の高低に関する分析（ピッチ分析機能）が、内耳末梢
部でも相当程度完成されるということが判ってくれば、
当然、ピッチ分析機能を映し出す周波数域値曲線（ｆｒ
ｅｑｕｅｎｃｙ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｃｕｒｖｅｓ ：
ＦＴＣｓ）、または周波数共振曲線（ｆｒｅ−ｑｕｅｎ
ｃｙ ｔｕｎｉｎｇ ｃｕｒｖｅｓ；ＦＴＣｓ）の測り
方をつくり出すのが、早道であることになる。

「きこえ」の研究方法は、大別すると、音刺激に対する
生体の直接的応答を記録する方法（電気生理学的方法、
聴性反射など）と共に、間接的に生体に起きた応答を打
ち消すよう音を聞かせて、その事から逆に例が起きたか
を推測するマスキング現象を用いる方法がある。

前者の場合は、測定条件の吟味や結果の判読に十分な知
識が備わっていれば、手堅い研究法として評価できるが
、ピッチ分析というような過渡的現象では、不確実性が
たがいので予備的知識が備わっているわけではないから
、後者のマスキング現象を利用する方が、ひとの場合は
遥かに便利である。

「心理学的」という言葉は、それに主観的応答判断によ
ったという意味である。

心理学的周波数共振曲線に関する基礎的研究は、歴史的
には、比較的新しく、Ｈｏｕｔｇａｓｔ（１９７２゜１
９７３．１９７４）、５ｈａｎｎｏｎ （１９７６）、
Ｗｅｂｅｒ （１９７８）、Ｖｏｇｔｅｎ （１９７８
）、Ｚｗｉｃｋｅｒｅｔ ａｌ、（１９７８）らの努力
の賜ではあるが、いずれの方法も、検査に不馴れな対象
では正確な測定結果をえがたい恨みが残されていた。

本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、測定法の実
用化に際しては、測定目的を完全に温存する一方、だれ
にでも出来る方法に改めることが大切である。

本発明者が採った方法は、まず、検査音が聞きやすく、
聞えたか聞えないかの応答がしやすい方法として、検査
音がいつもマスカーより一定時間（例えば０．４秒）遅
れで呈示されるような重ね合せ音を用い、検査音の周波
数は、たとえば１ＫＨｚ、２ＫＨｚとかに固定して、過
渡音らしく２５ミリ秒はどの短い聴取時間としてきかせ
、検査音の聞きとりを妨害する音（マスカーという）は
、検査音周波数に隣接する純音周波数を任意に選んで周
波数を変えないで、マスカーの強さを変えながら、検査
音が丁度きこえなくなったときのマスカーのレベルを、
マスカーの周波数別に記録し、各検査音周波数および各
レベルにおける周波数共振曲線とした。

このような方法によって、測定値のばらつきを２ｄＢと
いう弁別域ぎりぎりの最小限に抑え込むことに成功した
ものである。

開発された重ね合せ音による周波数共振曲線の測り方は
、いつも検査音の強さを一定にして置いて、マスカーの
周波数および強さを変えて、丁度検査音が聞えなくなる
ときのマスカーの強さを求める方法で、検査音の周波数
、強さのレベルがいつも一定なときのマスキング曲線と
いう意味で、１ｓｏ−Ｌｔ曲線と呼ばれる。

これに対して、いつもマスカーの強さを一定に保ち、検
査音の強さを変えながら検査音が丁度きこえ出す強さを
記録するようなマスキング曲線を、ｉｓｏ−Ｌｍ曲線と
呼んでおり、本出願人はｉｓｏ−Ｌｍについて既に提案
した（特願昭５３−１２１８５８号：特公昭５６−２１
４２０号）。

共振曲線を測る条件によって、マスキングの仕方を選べ
るので便利であるし、相互にマスカーと検査音間の強さ
関係を求めれば、マスキングの起り方を比較することが
できる。

以下、本発明によるオージオメータの具体的一実施例を
図面について説明する。

第１図において、１は、各種の制御時間を設定するため
のパルスを発生するクロックパルス発生器である。

２は、検査音用の、純音発振器で、前記クロックパルス
発生器１からのパルスを計数して、１回の掃引毎に、発
振周波数を変化させる。

具体的には、本例では、１回の掃引が１０分から２０分
であるから１０分毎に順次５００．１０００゜２０００
．４０００Ｈｚと検査音の周波数を変化させる。

３はディジタル制御発振器で、前記クロックパルス発生
器１からのパルスを計数し、一定間隔（本例では４０秒
）毎に電圧を制御し、マスカーの発振周波数を段階的に
変化させる。

このディジタル制御発振器３で発生するマスカーは、純
音であっても、また、白色雑音であってもよい。

変化の程度は検査音の周波数により異なるもので、具体
的には第２図のようになる。

４は、検査音の持続時間ｔ２を設定するための持続時間
設定回路、５はマスカーの持続時間ｔ３を設定するため
の持続時間設定回路、６はマスカーの検査音からの遅れ
時間ｔ１を設定するための遅延時間設定回路で、いずれ
もワンショットマルチバイブレークからなる。

そして、前記りランクパルス発生器１が例えば周期ｔ０
＝１秒のパルスを発生すると、前記遅延時間設定回路６
は、クロックパルス発生器１からのクロックパルスでト
リガーされ、自己の時定数により例えば４００ｍ５後に
反転し元へ戻る。

前記持続時間設定回路４は、遅延時間設定回路６が反転
し元へ戻ったときの信号でトリガーされ、自己の時定数
により例えば２５ｍ５後に反転し元へ戻る。

前記持続時間設定回路５はクロックパルス発生器１から
のクロックパルスでトリガーされ、自己の時定数により
例えば５００ｍ５後に反転し元へ戻る。

なお、これらの回路４，５，６は、時定数を変化すれば
時間ｔ１．ｔ２．ｔ３は任意に設定できる。

７゜８は、それぞれ前記持続時間設定回路４，５の持続
時間ｔ２．ｔ３の間ゲートを開きこの所定の時間ｔ２．
ｔ３の検査音とマスカーを通過せしめるための電子スイ
ッチ回路、９は検査音のアンプ、１０はマスカーのアン
プ、１１，１２は、レベルメータである。

１３は、検査音のレベル減衰器で、手動により所定のレ
ベルに設定する。

１４は、マスカーのレベル減衰器で、手動によってもレ
ベル設定できるとともに、記録部１５からの出力で自動
的に上下を繰返す。

具体的には「きこえる」という信号のときは、１秒間に
２ｄＢの割合でレベルを下降し、「きこえない」という
信号のときは、同様の割合で上昇し、これらの動作を交
互に繰返す。

１５は記録部で、記録紙を一定速で送り出すとともに応
答釦１６からの信号で、記録ペンを左と右へ交互に作動
させる。

１７は検査音とマスカーを混合するミクサ、１８は出力
アンプ、１９はイヤホンである。

つぎに本発明の作用を説叩する。

クロックパルス発生器１から周期ｔ０が１秒のパルス信
号に基づいて、まず、遅延時間設定回路６と持続時間設
定回路５がトリガーされる。

このうち持続時間設定回路５の出力で電子スイッチ回路
８のゲートが開いて第３図すのようなマスカーがアンプ
１０へ送られる。

つぎに遅延時間設定回路６のトリガー後４００ｍ５経過
すると、この遅延時間設定回路６が反転し元へ戻るので
、その信号で持続時間設定回路４がトリガーされ、その
設定時間の２５ｍ５だけ電子スイッチ回路７のゲートを
開き第３図ａのような検査音がアンプ９へ送られる。

前記持続時間設定回路５の設定時間の５００ｍ５がすぎ
ると、マスカーがなくなる。

そして、１秒経過したつぎのクロックパルスで同様の動
作を繰返す。

前記検査音はアンプ９で増幅され、減衰器１３で所定の
レベルに半固定的に設定され、ミクサ１７に送られる。

つぎに、持続時間が５００ｍ５のマスカーは、検査音の
周波数に対応して段階的に変化せしめられる。

例えば第２図に示すように検査音が５００Ｈｚのときは
、マスカーは最初の４０秒が２５０Ｈ０、つぎの４０秒
が３１０Ｈ０、・・・と段階的に変化する。

検査音が１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ・・・と変化する
とマスカーも第２図のように変化する。

この出力は、アンプ１０で増幅され、減衰器１４を経て
ミクサ１７に送られて、第３図Ｃのように混合され、さ
らに所定の出力に増幅されてイヤホン１９で検査者に送
られる。

検査者に送り込まれた第３図Ｃの重ね合せ音のうちマス
カーは、減衰器１４で出力レベルが１秒間に２ｄＢの割
合で増減する。

そこで検査者は、マスカーの中から検査音を聞きとった
ときは、応答釦１６を押す。

すると、減衰器１４が作動して、マスカーのレベルを上
げてゆく。

検査音がマスカーに妨害されて聞えなくなったとき再び
応答釦１６を押すと、今度はマスカーのレベルが下降す
る。

以後同様の動作を繰返す。第２図においてイは、検査音
が５００Ｈｚで、マスカーが２５０Ｈｚから７５０Ｈｚ
まで段階的に変化せしめたときの特性曲線、同様に口は
、検査音が１０００Ｈｚで、マスカーが５０’ＯＨｚか
ら１５００Ｈｚまでのとき、ハは検査音が２０００Ｈｚ
で、マスカーが１０．００Ｈｚから３０００Ｈｚまでの
ときは、検査音が４０００Ｈｚで、マスカーが２０００
Ｈｚから６０００Ｈｚまでのときの特性曲線である。

以上のような検査結果から医学的に理解されることをつ
ぎに詳細に説明する。

第２図のような１ｓｏ−Ｌｔ曲線を検討するために、す
でに提案した前記特願昭５３−１２１８５８号による如
く、重ね合せ音のマスカーの部分を、周波数が連続的に
、検査音周波数の上下１オクターブの範囲位の帯域で、
低い周波数から高い方へ変化（上行ＦＭ音と仮称）する
場合と、高周波数から低い方へ変化（下行ＦＭ音と仮称
）する場合で置き換えて、ｉｓｏ−Ｌｍ曲線を求め、マ
スカーの強さとマスキングされた検査音の強さ間の入出
力関係を、今回開発された第２図に示す１ｓｏ−Ｌｔ曲
線の場合も含めて、周波数間の連帯関係を検べてみた。

結果は第４図および表１にて示した。

第４図は心理学的共振曲線の場合の、マスカーと検査音
間の入出力関係を模式図的に示しである。

各曲線の型はつぎのような規準で分けである。

すなわち、 Ａ マスカーの強さはマスキングされる検査音よりも大
きくて、マスカー間のレベル差が共振部のレベルより、
いつも５ｄＢ以内の範囲にあるもの。

Ｂ マスカー間のレベル差が、共振部のレベルよりも、
マスカーのレベルが５０ｄＢ以上ではＡ型なのに、５０
ｄＢ以下では５ｄＢ以上大きくなっているもの。

Ｃマスカー間のレベル基が、マスカーのレベルによって
、Ｂ型と逆の関係にあるもの。

Ｄ Ｂｍ曲線に似ているが、マスカー間のレベル差が
共振部のレベルより、いつも１０ｄＢ以上大きくなって
いるもの。

ＥＣ型曲線に似ているが、マスカー間のレベル差は、Ｄ
型と同じ内容のもの。

の５つの型に大別される。

第４図にみられるように、マスキング現象では、マスカ
ーが弱い音のときと強い音のときで、検査音の強さは直
線的に増加しない。

つまり非線形性であり、これが最も重要なことである。

また、マスカーと検査音とのレベル差をみると、マスカ
ーが検査音よりも大きいことが目立ち、マスカー間のレ
ベル差５ｄＢ以内の場合には、両者間に禍牛管内連帯の
強い関係のあることを意味している。

このレベル差に着目したのが後述する耳鳴り検査である
。

つぎに表１の説明に移る。

表１には第４図でみられたＡ、Ｂ、Ｃ，・・・・・・が
共振曲線の測り方によって、マスカーと検査音の周波数
で、実際にどんな関係になっているかを示しである。

表の中で持続音とあるのは、今回開発した方法（マスカ
ー周波数を固定して持続的に呈示する重ね合せ音を用い
る法）である。

表１をみていると、（１）Ａ型は、信号音周波数に近接
した周波数域に限定したマスカー周波数で構成され、（
２）ＢおよびＤ型は、検査音周波数より低いマスカー周
波数域に限定され、周波数の差が太きいとＤ型になり、
（３）ＣおよびＥ型は、検査音より高いマスカー周波数
域に限定され、周波数の差が太きいとＥ型になっている
。

また、測定法によって、（４）Ａ型の周波数域および２
ＫＨｚでの各型のマスカー周波数域は変らないが、（５
）ＢおよびＣ型では、信号音が５００．１０００Ｈｚの
場合、とくに下行ＦＭ音で、マスカー周波数が変り易い
などの特徴がみられる。

前述のように内耳の機能として、蝸牛基底板に達した音
は、基底板振動のメカニズムとして構成音周波数に大ま
かながら分解され、基底板上の有毛細胞に相当した周波
数の興奮を与えることについて述べた。

この過程での周波数分析にくらべて第８神経（聴神経）
にみられる周波数分解能は遥かに鋭く、有毛細胞と蝸牛
内末梢神経線維間の空間で、尖鋭化の仕組みが働いてい
るだろうということが、検討されだしたのは、１９７０
年代に入ってからの出来事である。

いろいろな仕組みが提案された。

これらの仕組みを一括して、「蝸牛管内連帯」という言
葉で表現することとする。

この連帯性の強いＡ、Ｂ、Ｃ型の周波数帯域は、臨界帯
域という概念で扱われてきたものだが、表１から明らか
なように、それは変動する性質のもので、伝統的考え方
のような動かない先天的に具え付いたものではない。

そして更に、動く具体的周波数域が何か、どのような条
件で動くのかという筋道が分ってきたということは、心
理学的周波数共振曲線測定によってえられた発見の１つ
と言える。

一方、共振曲線は、第２図にみられるように、マスキン
グされる検査音のレベルを大きくすると、尖鋭度が悪く
なる。

検査音を小さい音にすれば、基底板上の振動を限局した
範囲に留めることができるから、内耳蝸牛の機能を、ス
ポットで捉えることも可能になる。

騒音難聴のように蝸牛に限局した聴器障害を診る上では
、勝れた武器になることが期待できる。

以上のように、心理学的周波数共振曲線からえられ、ま
たは期待できる病勢探索への可能性は少なくない。

その試みの１つとして、耳鳴りの検査法の開発に着手し
た。

外界に目立った音源もないのに、音がきこえるという異
常聴覚現象を、耳鳴りと呼んでいる。

この耳鳴りは、強大音に短時間暴露されても、聴覚疲労
の後遺症として自覚されるもので、騒音による聴器障害
の尖兵および部分症状としても重要な位置を占めている
。

それだけに、早期に耳鳴りを記録できれば聴器障害の予
防の具ともなるだろうし、性状を正確に記述できれば、
労災補償の公平適正化にも役立つだろうし、医療の実際
へも貢献できる。

これほどメリットがあり渇望されながら今日まで未開拓
な領域として残されてきたのは、臨床研究の怠慢と、前
述した間違った聴覚膜の支配化に甘んじていたためと思
う。

上述のように幸い、心理的方法で、周波数共振曲線の測
定法の開発に成功したので、「きこえ」のピッチ分析機
能が、耳鳴りでどう変化しているのかを検べてみたとこ
ろ、耳鳴り患者の検索を続けている中に、特異な耳鳴り
像を抑むことができた。

以下例をあげて、耳鳴り所見について報告したい。

耳鳴り音は、オージオメータの検査音のように純音その
ものではないが、ピッチ感をもった愁訴が少なくない。

たとえば、カーノ（１ＫＨｚ周辺）、キーン（２ＫＨｚ
周辺）、チー（４ＫＨｚ周辺）、ジー（６ＫＨｚ周辺）
、サーまたはシー（８ＫＨｚ周辺）というように、どの
周波数について共振曲線をとれば無駄が少ないかを示唆
してくれる場合が少なくない。

それゆえ、耳鳴りがあるかないかを診る定性的診断では
、患者の愁訴に合せて、その周辺の１つまたは２つの周
波数について、共振曲線を測ればよいように思う。

例をあげて耳鳴りの所見について説明する。

この症例での耳鳴りのピッチは４ＫＨｚ周辺にあつたの
で、４ＫＨ２について共振曲線をしらべると、第５図の
点線で示したような曲線で、健常耳の実線で示した共振
曲線とくらべると、点区域の分だけマスカーが弱くても
検査音がきこえなくなるという結果になった。

この点区域こそ耳鳴りそのものによるマスキング効果と
いえるもので、耳鳴りの周波数特性を示すものである。

「耳鳴り」が記録されたことがわかる。

第５図では単に耳鳴りが記録されているだけでなく、表
１で説明した、マスカーと検査音間の周波数関係にまで
数行してみると、第５図の下の方に表１に倣って４ＫＨ
ｚにおけるＡＢＣ・・・・・・を付記しであるが、耳鳴
り周波数は、蝸牛管内連帯性の強いＡ、Ｂ、Ｃ帯域と、
きこえの検査上障害の疑われた後迷路（脳幹障害）に関
係の深いＥ帯域に跨っていることが分る。

すなわち、聴覚路における障害部位までも、耳鳴りの記
録曲線から推測できることがわかる。

以上のように、本発明によるオージオメータは、医学的
に極めて有益なものである。

なお、前記実施例では、マスカーを第３図すに示すよう
に断続音としこれを用いて検査をしたが、第３図ｅに示
すように連続音とし、第３図ｄに示す検査音を重ね合せ
、第３図ｆに示すような重ね合せ音を用いることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるオージオメータの一実施例を示
すブロック図、第２図は、本発明のオージオメータによ
る１ｓｏ−Ｌｔ曲線図、第３図は検査音、マスカーおよ
び重ね合せ音の波形図、第４図は、検査音とマスカーと
のレベル関係を示す特性図、第５図は、症例の４ＫＨｚ
における心理学的周波数共振曲線図である。 １・・・・・・クロックパルス発生器、２・・・・・・
純音発振器、３・・・・・・ディジタル制御発振器、４
，５・・・・・・持続時間設定回路、６・・・・・・遅
延時間設定回路、７゜８・・・・・・電子スイッチ回路
、９，１０・・・・・・アンプ、１１．１２・・・・・
・レベルメータ、１３．１４・・・・・・減衰器、１５
・・・・・・記録部、１６・・・・・・応答釦、１７・
・・・・・ミクサ、１８・・・・・・アンプ、１９・・
・・・・イヤホン。 （７） （８）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 検査音用純音発振器と、この純音発振器に接続され
   短かな持続時間の繰返し音の検査音を形成する電子スイ
   ッチと、検査音周波数に隣接する周波数を段階的に変化
   せしめたマスカー用発振器と、このマスカー用発振器に
   接続され所定の持続時間を有する繰返し音のマスカーを
   形成する電子スイッチと、検査音のマスカーからの遅延
   時間を設定する遅延時間設定回路と、前記検査音とマス
   カーとの重ね合せ音を形成するミクサと、このミクサに
   接続されたイヤホンと、前記重ね合せ音生の検査音をき
   きながらきこえに応答する応答釦と、この応答釦の出力
   により、マスカーのレベルを上方と下方に交互に変化せ
   しめる減衰器とを具備してなることを特徴とするオージ
   オメータ。 ２ マスカーの段階的変化は、検査音に近いときは小さ
   く、遠いときは大きくなるように、ディジタル制御発振
   器で設定してなる特許請求の範囲第１項記載のオージオ
   メータ。 ３ 重ね合せ音は、マスカーが５００ｍ５、検査音が２
   ５ｍ５であって、この検査音をマスカーより４００ｍ５
   遅延して重ね合せたものを１秒周期の繰返しとした特許
   請求の範囲第１項または第２項記載のオージオメータ。