WO2023249186A1 - 다차원 청력도 제공 방법 및 장치 - Google Patents

다차원 청력도 제공 방법 및 장치 Download PDF

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WO2023249186A1
WO2023249186A1 PCT/KR2022/095152 KR2022095152W WO2023249186A1 WO 2023249186 A1 WO2023249186 A1 WO 2023249186A1 KR 2022095152 W KR2022095152 W KR 2022095152W WO 2023249186 A1 WO2023249186 A1 WO 2023249186A1
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hearing
audiogram
plate
plates
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곽상엽
곽은이
두우진
이대희
장성신
김송화
김성환
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사운드백신 주식회사
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/12—Audiometering
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H10/00—ICT specially adapted for the handling or processing of patient-related medical or healthcare data
    • G16H10/60—ICT specially adapted for the handling or processing of patient-related medical or healthcare data for patient-specific data, e.g. for electronic patient records
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/30—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for calculating health indices; for individual health risk assessment

Definitions

  • the sound transmission process is a process in which mechanical energy is converted into electrical energy.
  • Sound that enters through the external auditory canal vibrates the eardrum and opens ion channels in the hair cells located in the basilar membrane of the cochlea, generating an action potential.
  • the generated action potential moves along the auditory nerve pathway and integrates auditory information in the temporal lobe auditory cortex to transmit sound.
  • the harmonic template of the temporal lobe auditory cortex is an auditory neuron (AN) organization that has selectivity for overtone structures.
  • the harmonic plate is a mechanism that extracts biological sound and integrates auditory information in the brain and analyzes music and complex speech sounds.
  • a representative method of representing human auditory ability to detect sound, that is, hearing, is the pure tone audiogram proposed by ISO 8253.
  • the ISO 8253-based pure tone audiogram defines and expresses human hearing on a two-dimensional plane based on the frequency (X) axis and intensity (Y) axis. This two-dimensional display of pure tone audiogram has limitations in providing accurate hearing information at the AN level.
  • the anomaly level of firing pattern within/between AN groups in the overtone plate of the temporal lobe auditory cortex is difficult to display on a two-dimensional pure tone audiogram.
  • the degree of dissonance of speech patterns within (and between) a specific harmonic plate is an important factor in determining the volume of sensorineural tinnitus and the pitch strength of vowels and musical tones. It is difficult to additionally display new hearing indicators such as speech pattern disharmony in the ISO 8253-based pure tone audiogram, which has already standardized the X and Y axes as frequency and intensity indicators, respectively.
  • the present invention seeks to propose a method and device for providing a multidimensional audiogram that can easily determine not only hearing for pure tones, but also hearing for complex sounds that recognize vowels of speech sounds and musical sounds. .
  • a processor In order to achieve the above-described object, according to one embodiment of the present invention, a processor; And a memory connected to the processor, wherein the memory outputs a pure-tone audiogram regarding the hearing threshold for the subject measured in N frequency bands (where N is a natural number of 15 or more) on the first face of the polyhedron. And, the N frequency bands are rearranged into a frequency set containing a plurality of element frequencies having an integer ratio relationship to define a plurality of overtone plates, and the hearing threshold of the plurality of element frequencies in each of the plurality of overtone plates is determined.
  • a multidimensional audiogram providing device stores program instructions executed by the processor to calculate overtone hearing ability and output the calculated overtone hearing ability on the third side of the polyhedron.
  • the frequency set may include a fundamental frequency f0 and kf0 corresponding to an integer multiple of the fundamental frequency (where k is a natural number of 2 or more).
  • a computer program stored in a computer-readable recording medium that performs the above method is provided.
  • the present invention by providing a multi-dimensional audiogram, not only 'hearing against pure tone' provided by ISO 8253, but also 'hearing against complex tone' that recognizes vowels and musical sounds of speech sounds. ' can be easily identified, and has the advantage of being able to quickly and accurately estimate the severity level of sensorineural tinnitus.
  • Figure 2 is a diagram illustrating N frequency bands.
  • Figure 6 is a detailed view showing the second face of a polyhedron according to this embodiment.
  • Figure 8 is a diagram showing an example of projecting comparison indicator curves according to this embodiment.
  • Figure 11 is a flowchart showing the process of displaying overtone plate hearing and overtone plate instability according to this embodiment.
  • Figure 1 is a diagram showing the configuration of a multidimensional audiogram providing device according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the memory 102 stores program instructions for classifying pathology images based on graph-based image segmentation and semi-supervised learning.
  • the number of N frequency bands may be 62, and FIG. 2 is a diagram illustrating the N frequency bands by way of example.
  • Hearing thresholds for N frequency bands are pure tone audiograms, which are output on the first face of the polyhedron according to this embodiment.
  • 3 and 4 are diagrams illustrating polyhedra for providing multidimensional audiograms according to this embodiment.
  • the first surface is defined with the X-axis being the frequency band (Hz) and the Y-axis being the intensity (dBHL).
  • a polyhedron is provided to display not only the hearing ability for pure tones at various frequencies, but also the hearing ability for complex tones in each frequency band.
  • the device divides N frequency bands into a plurality of element frequencies having an integer ratio relationship.
  • a plurality of harmonic plates are defined by rearranging the set of frequencies, the standard deviation of the hearing threshold of the plurality of element frequencies in each of the plurality of harmonic plates is calculated to calculate the degree of overtone plate instability, and the calculated overtone plate instability is calculated.
  • the degree is printed on the second side.
  • Figure 5 is a diagram showing the result of rearranging N frequency bands according to this embodiment into a set of frequencies with an integer ratio relationship.
  • the N frequencies are rearranged into an integer ratio frequency set ⁇ f0, 2f0, 3f0, 4f0 ⁇ of 1:2:3:4, and the overtone plates with fundamental frequencies of 1,000 Hz or more are 01 (Fz) to 19. (Fz) index is assigned, and the overtone plate below 1,000 Hz is assigned an index of -01 (Fz) to -19 (Fz).
  • the hearing threshold of each of the four element frequencies f0, 2f0, 3f0, and 4f0 in the 1:2:3:4 integer ratio relationship frequency set ⁇ f0, 2f0, 3f0, 4f0 ⁇ is t1
  • the standard deviation of t1, t2, t3, and t4 is defined as 'overtone plate instability' or 'speech pattern dissonance'.
  • the device calculates the degree of overtone plate instability by calculating the standard deviation of the hearing threshold of elemental frequencies for each overtone plate, and outputs the overtone plate instability of each overtone plate on the second page.
  • Figure 6 is a detailed view showing the second face of a polyhedron according to this embodiment.
  • the horizontal axis of the second surface is defined as the fundamental frequency (harmonic plate index) of each of the plurality of overtone plates, and the vertical axis is defined as the magnitude of the degree of instability of each of the plurality of overtone plates.
  • the horizontal axis shows the fundamental frequency of each of the 38 overtone plates
  • the vertical axis shows the magnitude of overtone instability, which is defined as the standard deviation of the hearing threshold of the elemental frequency in each overtone plate.
  • t1, t2, t3, and t4 the value obtained by dividing (t1+t2+t3+t4) by 4, that is, the average hearing threshold, is defined as 'overtone plate hearing' or 'overtone plate hearing capacity'.
  • the device calculates the overtone plate hearing ability by calculating the average of the hearing thresholds of elemental frequencies for each overtone plate, and outputs the overtone plate hearing ability of each overtone plate on the third side.
  • Figure 7 is a detailed view showing the third side of a polyhedron according to this embodiment.
  • the third face of the polyhedron has the horizontal axis defined by the harmonic plate hearing power (dBHL) of each of the plurality of overtone plates, and the vertical axis defined by the standard deviation size of the overtone plate hearing power.
  • dBHL harmonic plate hearing power
  • the vertical axis can be defined as the utterance time distance within (between) the harmonic plate AN group as phase space.
  • the magnitude of the harmonic plate instability and the magnitude of the harmonic plate hearing are defined as dBzHL, which corresponds to the representative value (standard deviation) of the hearing threshold at a plurality of elemental frequencies.
  • dBHL indicates the size of the existing hearing threshold
  • dBzHL the size of a representative value such as the standard deviation of the hearing threshold in several frequency bands
  • the second and third faces of the polyhedron are defined to include not only the outermost face but also a face at a predetermined depth in the interior space.
  • the average of the overtone plate instability in each of the different overtone plates is calculated, and the average of the calculated overtone plate instability is applied to the third side. Displayed on the vertical axis.
  • the horizontal axis of the third side is defined by the overtone plate hearing power rather than the overtone plate index, there may be overtone plates with the same overtone plate hearing power among a plurality of overtone plates.
  • the audiogram for the complex sound can be displayed in various ways by calculating the average degree of overtone plate instability of overtone plates with the same overtone plate hearing and displaying it on the vertical axis of the third side.
  • FIG. 8A is a diagram showing a Gaussian curve output on the second side
  • FIG. 8B is a diagram showing a sinusoid, Gaussian curve, and Rayleigh curve output on the third side.
  • a sinusoid or an arch curve is used as the first type of comparison indicator curve.
  • A is the amplitude
  • phase is the phase
  • y is the hearing threshold
  • Active trajectory of Gaussian curve is defined by Equation 3 below, and the corresponding curve is projected onto the surface of the polyhedron or the internal space of the polyhedron.
  • k is a coefficient that determines the peak or plateau of the Gaussian curve, is the standard deviation of the hearing threshold in a particular auditory unit.
  • Figure 11 is a flowchart showing the process of displaying overtone plate hearing and overtone plate instability according to this embodiment.
  • each overtone discrimination ⁇ (fn) and ⁇ (fz) is calculated (step 1104).
  • the device outputs ⁇ (fn) of each overtone plate on the vertical axis of the second face of the polyhedron, and outputs ⁇ (fz) on the horizontal axis of the third face of the polyhedron.
  • step 1106 it is determined whether there is an overtone plate with the same ⁇ (fz) among a plurality of overtone plates (step 1106), and ⁇
  • the average of ⁇ (fn) in different overtone plates having the same (fz) is calculated (step 1108), and the calculated average is output on the vertical axis of the third side.

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Abstract

본 발명은 다차원 청력도 제공 방법 및 장치를 개시한다. 본 발명에 따르면, 프로세서; 및 상기 프로세서 연결되는 메모리를 포함하되, 상기 메모리는, N개의 주파수 대역에서 측정된 피검자에 대한 청력역치에 관한 순음청력도를 다면체의 제1 면에 출력하고, 상기 N개의 주파수 대역을 정수비 관계를 갖는 복수의 원소주파수를 포함하는 주파수 집합으로 재배열하여 복수의 배음판을 정의하고, 상기 복수의 배음판 각각에서의 복수의 원소주파수의 청력역치의 표준편차를 계산하여 배음판불안정도를 산출하고, 상기 산출된 배음판불안정도를 상기 다면체의 제2 면에 출력하고, 상기 복수의 배음판 각각에서의 복수의 원소주파수의 청력역치의 평균을 계산하여 배음판청력을 산출하고, 상기 산출된 배음판청력을 상기 다면체의 제3 면에 출력하도록, 상기 프로세서에 의해 실행되는 프로그램 명령어들을 저장하는 다차원 청력도 제공 장치가 제공된다.

Description

다차원 청력도 제공 방법 및 장치
본 발명은 다차원 청력도 제공 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중추신경계 청각뉴런 수준에서 인간의 청력을 정의하고, 정의된 청력을 3차원 또는 다차원 공간에 표상하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
소리의 전달과정은 기계적 에너지가 전기적 에너지로 변환되는 과정이다.
외이도를 통해 들어온 소리는 고막을 진동시키고, 달팽이관 기저막에 위치한 유모세포의 이온채널을 열어 활동전위를 생성한다. 생성된 활동전위는 청각신경경로를 따라 이동하여 측두엽 청각피질에서 청각정보를 통합해 소리를 전달한다.
측두엽 청각피질의 배음판(harmonic template)은 배음 구조에 선택성을 갖는 청각뉴런(Auditory Neuron: AN) 조직이다. 배음판은 뇌에서 생물학적 음향 추출 및 청각 정보를 통합하는 기전으로 음악과 복잡한 말소리를 분석한다.
소리를 감지하는 인간의 청각능력 즉 청력을 표상하는 대표적인 방법으로 ISO 8253이 제안하는 순음청력도(pure tone audiogram)가 있다.
ISO 8253 기반 순음청력도는, 주파수(frequency, X)축과 강도(intensity, Y)축을 기준으로 인간의 청력을 이차원 면 위에서 정의하고 표현한다. 이렇게 이차원적으로 표시된 순음청력도는 AN 수준에서의 정확한 청력 정보를 제공하는 데 한계가 있다.
그러한 일례로, 측두엽 청각피질의 배음판 AN 그룹 내(간) 발화패턴부조화도(anomaly level of firing pattern)는 이차원 순음청력도에 표시하기 어렵다.
특정 배음판 내(간) 발화패턴부조화도는 감각신경성이명(sensorineural tinnitus)의 음량, 모음(vowel)과 악음(musical tone)의 음고강도(pitch strength) 등을 결정짓는 중요한 요소이다. 이미 X축과 Y축을 각각 주파수와 강도 지표로 획일화한 ISO 8253 기반 순음청력도에는 발화패턴부조화도 등과 같은 새로운 청력지표를 추가적으로 표시하기 어렵다.
상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 순음에 대한 청력뿐만 아니라, 언어음의 모음과 악음을 인지하는 복합음에 대한 청력까지도 쉽게 파악할 수 있는 다차원 청력도 제공 방법 및 장치를 제안하고자 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서; 및 상기 프로세서 연결되는 메모리를 포함하되, 상기 메모리는, N개(여기서, N은 15 이상의 자연수임)의 주파수 대역에서 측정된 피검자에 대한 청력역치에 관한 순음청력도를 다면체의 제1 면에 출력하고, 상기 N개의 주파수 대역을 정수비 관계를 갖는 복수의 원소주파수를 포함하는 주파수 집합으로 재배열하여 복수의 배음판을 정의하고, 상기 복수의 배음판 각각에서의 복수의 원소주파수의 청력역치의 표준편차를 계산하여 배음판불안정도를 산출하고, 상기 산출된 배음판불안정도를 상기 다면체의 제2 면에 출력하고, 상기 복수의 배음판 각각에서의 복수의 원소주파수의 청력역치의 평균을 계산하여 배음판청력을 산출하고, 상기 산출된 배음판청력을 상기 다면체의 제3 면에 출력하도록, 상기 프로세서에 의해 실행되는 프로그램 명령어들을 저장하는 다차원 청력도 제공 장치가 제공된다.
상기 주파수 집합은 기본주파수 f0와 상기 기본주파수의 정수배에 해당하는 kf0(여기서, k는 2 이상의 자연수임)를 포함할 수 있다.
상기 제1 면은 X축이 주파수 대역(Hz), Y축이 강도(dBHL)로 정의되고, 상기 제2 면은 상기 제1 면의 Z축 면으로 정의되고, 가로축이 상기 복수의 배음판 각각의 기본주파수, 세로축이 상기 복수의 배음판 각각의 배음판불안정도의 크기로 정의되고, 상기 제3 면은 가로축이 상기 복수의 배음판 각각의 배음판청력(dBHL), 세로축이 상기 배음판청력에서의 배음판불안정도의 크기로 정의될 수 있다.
상기 배음판불안정도의 크기는 복수의 원소주파수에서의 청력역치의 대표값에 상응하는 dBzHL로 정의될 수 있다.
상기 프로그램 명령어들은, 상기 제2 면 또는 상기 제3 면에 수동청각계 또는 능동청각계에서의 배음판불안정도 또는 만성 이명 강도를 표상하기 위해 하나 이상의 비교지표곡선을 출력할 수 있다.
상기 비교지표곡선은, 직교류(DC/AC) 수동청각계 또는 약한 교류 능동청각계에서의 배음판불안정도를 표상하기 위한 사인곡선; 강한 교류(AC) 능동청각계에서의 배음판불안정도를 표상하기 위한 가우스곡선; 및 강한 교류(AC) 능동청각계에서의 만성 이명 강도를 표상하기 위한 레일리곡선을 포함할 수 있다.
상기 프로그램 명령어들은, 상기 비교지표곡선의 정점이 상기 제2 면의 세로축에 미리 설정된 범위의 dBzHL 구간에 위치하도록 상기 비교지표곡선을 출력하고, 상기 비교지표곡선의 정점이 상기 제3 면의 가로축에 미리 설정된 범위의 dBHL 구간에 위치하도록 상기 비교지표곡선을 출력할 수 있다.
상기 미리 설정된 범위의 dBzHL 구간 및 미리 설정된 범위의 dBHL 구간은 복수의 만성 이명 피검자로부터 수집된 청력역치에 의해 결정될 수 있다.
상기 프로그램 명령어들은, 배음판청력이 동일한 서로 다른 배음판이 존재하는 경우, 상기 서로 다른 배음판 각각에서의 배음판불안정도의 평균을 계산하고, 상기 계산된 배음판불안정도의 평균을 상기 제3 면의 세로축에 표시할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 프로세서; 및 상기 프로세서 연결되는 메모리를 포함하되, 상기 메모리는, N개(여기서, N은 15 이상의 자연수임)의 주파수 대역에서 측정된 피검자에 대한 청력역치에 관한 순음청력도를 다면체의 제1 면에 출력하고, 상기 N개의 주파수 대역을 정수비 관계를 갖는 복수의 원소주파수를 포함하는 주파수 집합으로 재배열하여 복수의 배음판을 정의하고, 상기 복수의 배음판 각각에서의 복수의 원소주파수의 청력역치의 표준편차 또는 평균을 계산하고, 상기 계산된 표준편차 또는 평균을 상기 제1 면과 인접한 다면체의 하나 이상의 면 또는 내부 공간에 출력하도록, 상기 프로세서에 의해 실행되는 프로그램 명령어들을 저장하는 다차원 청력도 제공 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 프로세서 및 메모리를 포함하는 장치에서 다차원 청력도를 검사하는 방법으로서, N개(여기서, N은 15 이상의 자연수임)의 주파수 대역에서 측정된 피검자에 대한 청력역치에 관한 순음청력도를 다면체의 제1 면에 출력하는 단계; 상기 N개의 주파수 대역을 정수비 관계를 갖는 복수의 원소주파수를 포함하는 주파수 집합으로 재배열하여 복수의 배음판을 정의하고, 상기 복수의 배음판 각각에서의 복수의 원소주파수의 청력역치의 표준편차를 계산하여 배음판불안정도를 산출하는 단계; 상기 산출된 배음판불안정도를 상기 다면체의 제2 면에 출력하는 단계; 상기 복수의 배음판 각각에서의 복수의 원소주파수의 청력역치의 평균을 계산하여 배음판청력을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 배음판청력을 상기 다면체의 제3 면에 출력하는 단계를 포함하는 다차원 청력도 제공 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기한 방법을 수행하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
본 발명에 따르면, 다차원 청력도 제공을 통해 ISO 8253이 제공하는 '순음에 대한 청력(hearing against pure tone)'만이 아니라 언어음의 모음과 악음을 인지하는 '복합음에 대한 청력(hearing against complex tone)'까지도 쉽게 파악할 수 있으며, 감각신경성이명의 심화도(severity level)를 신속하고 정확하게 추정할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다차원 청력도 제공 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 N개의 주파수 대역을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 4는 본 실시예에 따른 다차원 청력도 제공을 위한 다면체를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 N개의 주파수 대역을 정수비 관계를 갖는 주파수 집합으로 재배열한 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 다면체의 제2 면을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 다면체의 제3 면을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 8은 본 실시예에 따른 비교지표곡선들을 투사한 예를 도시한 도면이다.
도 9는 비교지표곡선의 정점이 제2 면의 세로축에 15~25 dBzHL의 구간에 위치시킨 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 비교지표곡선의 정점이 제3 면의 가로축에 40~90 dBHL의 구간에 위치시킨 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 실시예에 따른 배음판청력 및 배음판불안정도를 표시하는 과정을 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다차원 청력도 제공 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 장치는 프로세서(100) 및 메모리(102)를 포함할 수 있다.
프로세서(100)는 컴퓨터 프로그램을 실행할 수 있는 CPU(central processing unit)나 그 밖에 가상 머신 등을 포함할 수 있다.
메모리(102)는 고정식 하드 드라이브나 착탈식 저장 장치와 같은 불휘발성 저장 장치를 포함할 수 있다. 착탈식 저장 장치는 콤팩트 플래시 유닛, USB 메모리 스틱 등을 포함할 수 있다. 메모리(102)는 각종 랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리도 포함할 수 있다.
메모리(102)에는 그래프 기반 이미지 분할 및 준지도학습 기반으로 병리 이미지를 분류하기 위한 프로그램 명령어들이 저장된다.
본 실시예에 따른 프로그램 명령어들은, N개(여기서, N은 15 이상의 자연수임)의 주파수 대역에서 측정된 피검자에 대한 청력역치에 관한 순음청력도를 다면체의 제1 면에 출력한다.
본 실시예에 따르면, 주요 가청주파수인 250Hz에서 12,000Hz까지의 1/3 옥타브 이상의 고해상도로 복수의 주파수 대역에 대한 청력역치를 측정한다.
바람직하게, N개의 주파수 대역은 62개일 수 있고, 도 2는 N개의 주파수 대역을 예시적으로 나타낸 도면이다.
N개의 주파수 대역에 대한 청력역치는 순음청력도로서, 본 실시예에 따른 다면체의 제1 면에 출력된다.
도 3 내지 도 4는 본 실시예에 따른 다차원 청력도 제공을 위한 다면체를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 제1 면은 X축이 주파수 대역(Hz), Y축이 강도(dBHL)로 정의된다.
제1 면은 X축이 주파수, Y축이 강도로 정의되는 순음청력도를 표시하며, 도 4는 제1 면에 기본주파수(fundamental frequency)가 1,000 Hz인 순음(pure tone)에 대한 청력역치를 표시한 것이다.
본 실시예에서는 다면체를 제공하여 여러 주파수에서의 순음들에 대한 청력뿐만 아니라, 각 주파수 대역에서의 복합음(complex tone)에 대한 청력을 표시한다.
배음판 AN 그룹 내(간) 발화패턴부조화도(배음판불안정도)와 같은 정보를 다각적으로 제공하기 위해, 본 실시예에 따른 장치는 N개의 주파수 대역을 정수비 관계를 갖는 복수의 원소주파수를 포함하는 주파수 집합으로 재배열하여 복수의 배음판을 정의하고, 상기 복수의 배음판 각각에서의 복수의 원소주파수의 청력역치의 표준편차를 계산하여 배음판불안정도를 산출하고, 산출된 배음판불안정도를 제2 면에 출력한다.
도 5는 본 실시예에 따른 N개의 주파수 대역을 정수비 관계를 갖는 주파수 집합으로 재배열한 결과를 나타낸 도면이다.
도 5에서는, N개의 주파수를 1:2:3:4의 정수비 관계 주파수집합 {f0, 2f0, 3f0, 4f0}으로 재배열하고, 기본주파수가 1,000 Hz 이상인 배음판은 01(Fz) 내지 19(Fz) 인덱스를 부여하고, 1,000 Hz 이하인 배음판은 -01(Fz) 내지 -19(Fz) 인덱스를 부여한다.
본 실시예에 따르면, 각 배음판에서 1:2:3:4 정수비 관계 주파수집합 {f0, 2f0, 3f0, 4f0}에서 4개 원소주파수 f0, 2f0, 3f0, 4f0 각각의 청력역치를 t1, t2, t3, t4라 할 때, t1, t2, t3, t4의 표준편차를 '배음판불안정도' 또는 '발화패턴부조화도'로 정의한다.
본 실시예에 따른 배음판불안정도는 σ(fn)로 표시한다 (σ = 시그마).
본 실시예에 따른 장치는 각 배음판별로 원소주파수들의 청력역치의 표준편차를 계산하여 배음판불안정도를 산출하고, 각 배음판의 배음판불안정도를 제2 면에 출력한다.
도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 다면체의 제2 면은 제1 면의 Z축 면으로 정의된다.
도 6은 본 실시예에 따른 다면체의 제2 면을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 제2 면의 가로축이 복수의 배음판 각각의 기본주파수(배음판 인덱스), 세로축이 복수의 배음판 각각의 배음판불안정도의 크기로 정의된다.
62개의 주파수 대역이 존재하는 경우, 가로축은 38개의 각 배음판 기본주파수가 표시되며, 세로축은 각 배음판에서의 원소주파수의 청력역치의 표준편차로 정의되는 배음판불안정도의 크기로 표시된다.
또한, 본 실시예에 따르면, 각 배음판에서 1:2:3:4 정수비 관계 주파수집합 {f0, 2f0, 3f0, 4f0}에서 4개 원소주파수 f0, 2f0, 3f0, 4f0 각각의 청력역치를 t1, t2, t3, t4라 할 때, (t1+t2+t3+t4)를 4로 나눈 값, 즉 청력역치의 평균을 '배음판청력' 또는 '배음판청각용량'으로 정의한다.
본 실시예에 따른 장치는 각 배음판별로 원소주파수들의 청력역치의 평균을 계산하여 배음판청력을 산출하고, 각 배음판의 배음판청력을 제3 면에 출력한다.
도 7은 본 실시예에 따른 다면체의 제3 면을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 다면체의 제3 면은 가로축이 상기 복수의 배음판 각각의 배음판청력(dBHL), 세로축이 상기 배음판청력의 표준편차 크기로 정의된다.
제3 면에서 세로축은 위상공간으로서의 배음판 AN그룹 내(간) 발화시간거리로서 정의될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 배음판청력을 'μ(fz)'로 정의하고(μ = 뮤), 최소 -10 dBHL부터 최대 120 dBHL의 μ(fz)값을 다면체 표면 가로축 좌표에 표시할 수 있다.
여기서, 배음판불안정도의 크기 및 상기 배음판청력의 크기는 복수의 원소주파수에서의 청력역치의 대표값(표준편차)에 상응하는 dBzHL로 정의된다.
본 실시예에 따르면, 기존의 청력역치의 크기를 나타내는 dBHL과 구별되고, 여러 주파수 대역에서의 청력역치의 표준편차와 같은 대표값의 크기를 dBzHL로 정의하여 순음뿐만 아니라, 복합음에 대한 청력도를 표상한다.
본 실시예에 따르면, 다면체의 제2 면 및 제3 면은 최외곽 면뿐만 아니라, 내부 공간 소정 깊이의 면까지 포함하는 것으로 정의한다.
본 실시예에 따르면, 배음판청력이 동일한 서로 다른 배음판이 존재하는 경우, 서로 다른 배음판 각각에서의 배음판불안정도의 평균을 계산하고, 계산된 배음판불안정도의 평균을 상기 제3 면의 세로축에 표시한다.
본 실시예에 따른 제3 면의 가로축은 배음판 인덱스가 아닌 배음판청력으로 정의되므로, 복수의 배음판 중 배음판청력이 동일한 배음판들이 존재할 수 있다.
이러한 경우, 배음판청력이 동일한 배음판들의 배음판불안정도의 평균을 계산하여 제3 면의 세로축에 표시함으로써 복합음에 대한 청력도를 다각적으로 표시할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 다면체의 제2 면 및 제3 면에 최소 한 개 이상 그리고 세 개 이상의 비교지표곡선을 제시함으로써 피검자 청력도에 대한 해석력과 이해도를 높일 수 있다.
도 8은 본 실시예에 따른 비교지표곡선들을 투사한 예를 도시한 도면이다.
도 8a는 제2 면에 출력되는 가우스곡선, 도 8b는 제3 면에 출력되는 사인곡선, 가우스곡선 및 레일리곡선을 도시한 도면이다.
본 실시예에 따르면, 비교지표곡선의 첫 번째 유형으로 사인곡선 또는 아치곡선이 사용된다.
이는 직교류 수동청각계 내지 약한 교류 능동청각계에서의 배음판 AN 그룹 내(간) 발화패턴부조화도의 추계학적 궤적을 표상한다.
사인곡선 또는 아치곡선의 수동 궤적
Figure PCTKR2022095152-appb-img-000001
는 아래의 수학식 1 또는 2로 정의되며, 해당 곡선은 다차원 청력도 제공을 위한 다면체의 표면 또는 다면체 내부 공간에 투사된다.
Figure PCTKR2022095152-appb-img-000002
여기서, A는 진폭,
Figure PCTKR2022095152-appb-img-000003
는 위상이고, y는 청력역치이다.
Figure PCTKR2022095152-appb-img-000004
본 실시예에 따르면, 비교지표곡선의 두 번째 유형으로 가우스곡선이 사용된다.
이는 강한 교류 능동청각계에서의 배음판 AN 그룹 내(간) 발화패턴부조화도의 추계학적 궤적을 나타낸다.
직교류계 수동청각계란 영장류 포함 척추동물(인간 제외) 청각신경계의 전기생리적 특성과 구조를 뜻하며, 약한 교류 능동청각계란 가청주파수 대역 내 일부 또는 광범위한 주파수 영역에서 크고 작은 비가역적(irreversible) 청력손실이 이미 진행된 인간 청각신경계의 전기생리적 특성과 구조를 뜻한다. 강한 교류 능동청각계란 정상 청력 인간 또는 가청주파수 대역 내 일부 또는 광범위한 주파수 영역에서 크고 작은 가역적(reversible) 청력손실이 진행 중인 인간 청각신경계의 전기생리적 특성과 구조를 뜻한다.
가우스곡선의 능동 궤적
Figure PCTKR2022095152-appb-img-000005
는 아래의 수학식 3으로 정의되며, 해당 곡선은 다면체의 표면 또는 다면체 내부 공간에 투사된다.
Figure PCTKR2022095152-appb-img-000006
여기서, k는 가우스곡선의 정점 또는 안정기를 결정하는 계수이고,
Figure PCTKR2022095152-appb-img-000007
는 특정 청각 유닛에서 청력역치의 표준편차이다.
비교지표곡선의 세 번째 유형인 레일리곡선은 강한 교류 능동청각계에서의 만성 이명(chronic tinnitus) 강도의 추계학적 궤적을 표상한다.
레일리곡선의 능동 궤적
Figure PCTKR2022095152-appb-img-000008
는 아래의 수학식 4 내지 5로 정의되며, 해당 곡선은 다면체의 표면 또는 다면체 내부 공간에 투사된다.
Figure PCTKR2022095152-appb-img-000009
Figure PCTKR2022095152-appb-img-000010
본 실시예에 따르면, 비교지표곡선(사인곡선, 가우스곡선, 레일리곡선 등)의 정점을 제2 면 또는 제3 면에 미리 설정된 구간 내에 출력한다.
도 9는 비교지표곡선의 정점이 제2 면의 세로축 15~25 dBzHL의 구간에 위치한 상태를 나타낸 도면이고, 도 10은 비교지표곡선의 정점이 제3 면의 가로축 40~90 dBHL의 구간에 위치한 상태를 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 10에서 비교지표곡선의 정점이 위치하는 구간은 만성 이명을 평가하기 위한 지표로서, 복수의 만성 이명 환자들에 대한 평균치를 고려하여 결정된다. 즉, 특정 피검자의 비교지표곡선이 상기한 구간 내에 위치하는 경우, 만성 이명 상태인 것으로 진단할 수 있다.
도 11은 본 실시예에 따른 배음판청력 및 배음판불안정도를 표시하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 장치는 N개의 주파수 대역 및 이들의 청력역치를 입력 받고(단계 1100), N개의 주파수 대역을 정수배 관계로 재배열하여 배음판(Fz)을 정의한다(단계 1102).
다음으로, 각 배음판별 σ(fn) 및 μ(fz)를 산출한다(단계 1104).
본 실시예에 따른 장치는 각 배음판의 σ(fn)을 다면체 제2 면의 세로축에, μ(fz)를 다면체 제3 면의 가로축에 출력한다.
또한, 제3 면의 세로축에 각 μ(fz)에서의 σ(fn) 크기를 나타냄에 있어, 복수의 배음판 중 μ(fz)가 동일한 배음판이 존재하는지 여부를 판단하고(단계 1106), μ(fz)가 동일한 서로 다른 배음판에서의 σ(fn) 평균을 산출하고(단계 1108), 산출된 평균을 제3 면의 세로축에 출력한다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 프로세서; 및
    상기 프로세서 연결되는 메모리를 포함하되,
    상기 메모리는,
    N개(여기서, N은 15 이상의 자연수임)의 주파수 대역에서 측정된 피검자에 대한 청력역치에 관한 순음청력도를 다면체의 제1 면에 출력하고,
    상기 N개의 주파수 대역을 정수비 관계를 갖는 복수의 원소주파수를 포함하는 주파수 집합으로 재배열하여 복수의 배음판을 정의하고,
    상기 복수의 배음판 각각에서의 복수의 원소주파수의 청력역치의 표준편차를 계산하여 배음판불안정도를 산출하고,
    상기 산출된 배음판불안정도를 상기 다면체의 제2 면에 출력하고,
    상기 복수의 배음판 각각에서의 복수의 원소주파수의 청력역치의 평균을 계산하여 배음판청력을 산출하고,
    상기 산출된 배음판청력을 상기 다면체의 제3 면에 출력하도록,
    상기 프로세서에 의해 실행되는 프로그램 명령어들을 저장하는 다차원 청력도 제공 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 집합은 기본주파수 f0와 상기 기본주파수의 정수배에 해당하는 kf0(여기서, k는 2 이상의 자연수임)를 포함하는 다차원 청력도 제공 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 면은 X축이 주파수 대역(Hz), Y축이 강도(dBHL)로 정의되고,
    상기 제2 면은 상기 제1 면의 Z축 면으로 정의되고, 가로축이 상기 복수의 배음판 각각의 기본주파수, 세로축이 상기 복수의 배음판 각각의 배음판불안정도의 크기로 정의되고,
    상기 제3 면은 가로축이 상기 복수의 배음판 각각의 배음판청력(dBHL), 세로축이 상기 배음판청력에서의 배음판불안정도의 크기로 정의되는 다차원 청력도 제공 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 배음판불안정도의 크기는 복수의 원소주파수에서의 청력역치의 대표값에 상응하는 dBzHL로 정의되는 다차원 청력도 제공 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로그램 명령어들은,
    상기 제2 면 또는 상기 제3 면에 수동청각계 또는 능동청각계에서의 배음판불안정도 또는 만성 이명 강도를 표상하기 위해 하나 이상의 비교지표곡선을 출력하는 다차원 청력도 제공 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 비교지표곡선은,
    직교류(DC/AC) 수동청각계 또는 약한 교류 능동청각계에서의 배음판불안정도를 표상하기 위한 사인곡선;
    강한 교류(AC) 능동청각계에서의 배음판불안정도를 표상하기 위한 가우스곡선; 및
    강한 교류(AC) 능동청각계에서의 만성 이명 강도를 표상하기 위한 레일리곡선을 포함하는 다차원 청력도 제공 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 프로그램 명령어들은,
    상기 비교지표곡선의 정점이 상기 제2 면의 세로축에 미리 설정된 범위의 dBzHL 구간에 위치하도록 상기 비교지표곡선을 출력하고,
    상기 비교지표곡선의 정점이 상기 제3 면의 가로축에 미리 설정된 범위의 dBHL 구간에 위치하도록 상기 비교지표곡선을 출력하는 다차원 청력도 제공 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 미리 설정된 범위의 dBzHL 구간 및 미리 설정된 범위의 dBHL 구간은 복수의 만성 이명 피검자로부터 수집된 청력역치에 의해 결정되는 다차원 청력도 제공 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 프로그램 명령어들은,
    배음판청력이 동일한 서로 다른 배음판이 존재하는 경우, 상기 서로 다른 배음판 각각에서의 배음판불안정도의 평균을 계산하고,
    상기 계산된 배음판불안정도의 평균을 상기 제3 면의 세로축에 표시하는 다차원 청력도 제공 장치.
  10. 프로세서; 및
    상기 프로세서 연결되는 메모리를 포함하되,
    상기 메모리는,
    N개(여기서, N은 15 이상의 자연수임)의 주파수 대역에서 측정된 피검자에 대한 청력역치에 관한 순음청력도를 다면체의 제1 면에 출력하고,
    상기 N개의 주파수 대역을 정수비 관계를 갖는 복수의 원소주파수를 포함하는 주파수 집합으로 재배열하여 복수의 배음판을 정의하고,
    상기 복수의 배음판 각각에서의 복수의 원소주파수의 청력역치의 표준편차 또는 평균을 계산하고,
    상기 계산된 표준편차 또는 평균을 상기 제1 면과 인접한 다면체의 하나 이상의 면 또는 내부 공간에 출력하도록,
    상기 프로세서에 의해 실행되는 프로그램 명령어들을 저장하는 다차원 청력도 제공 장치.
  11. 프로세서 및 메모리를 포함하는 장치에서 다차원 청력도를 검사하는 방법으로서,
    N개(여기서, N은 15 이상의 자연수임)의 주파수 대역에서 측정된 피검자에 대한 청력역치에 관한 순음청력도를 다면체의 제1 면에 출력하는 단계;
    상기 N개의 주파수 대역을 정수비 관계를 갖는 복수의 원소주파수를 포함하는 주파수 집합으로 재배열하여 복수의 배음판을 정의하고, 상기 복수의 배음판 각각에서의 복수의 원소주파수의 청력역치의 표준편차를 계산하여 배음판불안정도를 산출하는 단계;
    상기 산출된 배음판불안정도를 상기 다면체의 제2 면에 출력하는 단계;
    상기 복수의 배음판 각각에서의 복수의 원소주파수의 청력역치의 평균을 계산하여 배음판청력을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 배음판청력을 상기 다면체의 제3 면에 출력하는 단계를 포함하는 다차원 청력도 제공 방법.
  12. 제11항에 따른 방법을 수행하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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