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JP7770670B2 - Operating method and program for auditory characteristics measurement system, and auditory characteristics measurement system - Google Patents
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JP7770670B2 - Operating method and program for auditory characteristics measurement system, and auditory characteristics measurement system - Google Patents

Operating method and program for auditory characteristics measurement system, and auditory characteristics measurement system

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JP7770670B2 JP2021153412A JP2021153412A JP7770670B2 JP 7770670 B2 JP7770670 B2 JP 7770670B2 JP 2021153412 A JP2021153412 A JP 2021153412A JP 2021153412 A JP2021153412 A JP 2021153412A JP 7770670 B2 JP7770670 B2 JP 7770670B2
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Description

本発明は、聴覚特性計測方法、プログラム、及び聴覚特性計測システムに関し、特に被験者の外耳道に向けて刺激音を出力して聴覚特性を計測する技術に関する。 The present invention relates to an auditory characteristics measurement method, program, and auditory characteristics measurement system, and in particular to a technology for measuring auditory characteristics by outputting a stimulus sound toward the ear canal of a subject.

特許文献1には、聴覚障害の確定診断のための聴性脳幹反応(Auditory Brainstem Response;ABR)の検査に用いられる聴覚閾値を推定する聴覚閾値推定装置が開示されている。この検査は、被験者に対して音刺激を与えて聴覚神経系を興奮させ、その音刺激から10m秒の間に発生する脳幹部での6~7個の電位を、頭皮上に載置された導出電極経由で取得し、記録することによって行われる。 Patent Document 1 discloses an auditory threshold estimation device that estimates the auditory threshold used in the Auditory Brainstem Response (ABR) test to confirm the diagnosis of hearing impairment. This test is performed by providing the subject with a sound stimulus to excite the auditory nervous system, and then acquiring and recording six to seven electrical potentials that occur in the brainstem within 10 milliseconds of the sound stimulus via lead electrodes placed on the scalp.

特開2014-188040号公報JP 2014-188040 A

本発明は、被験者の聴覚特性の計測に要する時間の短縮化を図ることのできる聴覚特性計測方法、プログラム、及び聴覚特性計測システムを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide an auditory characteristics measurement method, program, and auditory characteristics measurement system that can shorten the time required to measure a subject's auditory characteristics.

上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る聴覚特性計測方法は、出力ステップと、受音ステップと、解析ステップと、を含む。前記出力ステップでは、被験者の外耳道に向けて、ランダム雑音である刺激音を出力する。前記受音ステップでは、前記出力ステップにて出力した前記刺激音が前記外耳道にて反射することで生じる反射音を受音する。前記解析ステップでは、前記受音ステップにて受音した前記反射音を周波数解析する。 To achieve the above object, one embodiment of the present invention provides a hearing characteristic measurement method that includes an output step, a sound receiving step, and an analysis step. In the output step, a stimulus sound that is random noise is output toward the ear canal of the subject. In the sound receiving step, a reflected sound that occurs when the stimulus sound output in the output step is reflected in the ear canal is received. In the analysis step, the reflected sound received in the sound receiving step is frequency analyzed.

また、上記目的を達成するために、本発明の一形態に係るプログラムは、1以上のプロセッサに、上記の聴覚特性計測方法を実行させる。 Furthermore, to achieve the above-mentioned object, a program according to one embodiment of the present invention causes one or more processors to execute the above-mentioned auditory characteristic measurement method.

また、上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る聴覚特性計測システムは、出力部と、受音部と、解析部と、を備える。前記出力部は、被験者の外耳道に向けて、ランダム雑音である刺激音を出力する。前記受音部は、前記出力部にて出力した前記刺激音が前記外耳道にて反射することで生じる反射音を受音する。前記解析部は、前記受音部にて受音した前記反射音を周波数解析する。 In order to achieve the above object, an auditory characteristic measurement system according to one embodiment of the present invention comprises an output unit, a sound receiving unit, and an analysis unit. The output unit outputs a stimulus sound, which is random noise, toward the ear canal of the subject. The sound receiving unit receives a reflected sound generated when the stimulus sound output by the output unit is reflected in the ear canal. The analysis unit performs frequency analysis of the reflected sound received by the sound receiving unit.

本発明により、被験者の聴覚特性の計測に要する時間の短縮化を図ることのできる聴覚特性計測方法、プログラム、及び聴覚特性計測システムが提供される。 The present invention provides an auditory characteristics measurement method, program, and auditory characteristics measurement system that can shorten the time required to measure a subject's auditory characteristics.

図1は、実施の形態に係る聴覚特性計測システムの構成を示す概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an auditory characteristic measurement system according to an embodiment. 図2は、M系列音を示す概要図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an M-sequence tone. 図3は、人の耳の構造を示す概要図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the structure of the human ear. 図4Aは、キャリブレーション用のキャビティの構成を示す概要図である。FIG. 4A is a schematic diagram showing the configuration of a cavity for calibration. 図4Bは、被験者の外耳道を模したキャビティであって、中耳が共振していない状態を示す概要図である。FIG. 4B is a schematic diagram showing a cavity simulating the ear canal of a subject in a state where the middle ear is not resonating. 図4Cは、被験者の外耳道を模したキャビティであって、中耳が共振している状態を示す概要図である。FIG. 4C is a schematic diagram showing a cavity simulating the ear canal of a subject, in which the middle ear is resonating. 図5は、成人の聴覚特性としてのSPL(Sound Pressure Level)カーブを表した図である。FIG. 5 is a diagram showing an SPL (Sound Pressure Level) curve as an adult's hearing characteristic. 図6Aは、正常な聴覚を有する成人の聴覚特性としてのSPLカーブを表した図である。FIG. 6A is a diagram showing an SPL curve as the hearing characteristic of an adult with normal hearing. 図6Bは、正常な聴覚を有する新生児の聴覚特性としてのSPLカーブを表した図である。FIG. 6B is a diagram showing an SPL curve as the hearing characteristic of a newborn baby with normal hearing. 図7は、新生児の外耳道の固有の特徴を説明するための説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the unique characteristics of the external auditory canal of a newborn baby. 図8は、SPLカーブの理論値を説明するための説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the theoretical values of the SPL curve. 図9は、キャリブレーションに用いるキャビティでのSPLカーブの理論値を表した図である。FIG. 9 is a diagram showing theoretical values of the SPL curve in the cavity used for calibration. 図10は、実施の形態に係る聴覚特性計測システムの動作例を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing an example of the operation of the hearing characteristic measuring system according to the embodiment. 図11は、実施の形態に係る聴覚特性計測システムでの計測結果と、比較例の聴覚特性計測システムでの計測結果との比較図である。FIG. 11 is a comparison diagram between the measurement results of the auditory characteristic measuring system according to the embodiment and the measurement results of the auditory characteristic measuring system of the comparative example. 図12Aは、正常な聴覚を有する成人を被験者とした場合における、実施の形態に係る聴覚特性計測システムの計測結果を示す図である。FIG. 12A is a diagram showing the measurement results of the auditory characteristic measuring system according to the embodiment when an adult with normal hearing is used as a test subject. 図12Bは、正常な聴覚を有する成人を被験者とした場合における、比較例の聴覚特性計測システムの計測結果を示す図である。FIG. 12B is a diagram showing the measurement results of the hearing characteristic measurement system of the comparative example when the test subject was an adult with normal hearing. 図13は、刺激音としてのM系列音の出力時間と、被験者の聴覚特性の計測結果との相関図である。FIG. 13 is a correlation diagram between the output time of the M-sequence sound as the stimulus sound and the measurement results of the auditory characteristics of the subject. 図14は、ティンパノメトリーの計測結果を示すティンパノグラムの説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of a tympanogram showing the measurement results of tympanometry. 図15Aは、正常な聴覚を有する被験者に対する比較例の聴覚特性計測システムの計測結果を示す図である。FIG. 15A is a diagram showing the measurement results of the comparative example auditory characteristic measurement system for a subject with normal hearing. 図15Bは、耳小骨の離断を生じた被験者に対する比較例の聴覚特性計測システムの計測結果を示す図である。FIG. 15B is a diagram showing the measurement results of the comparative example auditory characteristic measurement system on a subject with ossicular disruption. 図15Cは、耳小骨の固着を生じた被験者に対する比較例の聴覚特性計測システムの計測結果を示す図である。FIG. 15C is a diagram showing the measurement results of the comparative example auditory characteristic measuring system on a subject with ossicular fixation. 図16は、可動性マップの説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram of a mobility map. 図17は、耳小骨の離断を生じた成人を被験者とした場合における、実施の形態に係る聴覚特性計測システムの計測結果をSPLカーブで表した図である。FIG. 17 is a diagram showing, in the form of an SPL curve, the measurement results of the auditory characteristic measuring system according to the embodiment, in the case where the subject was an adult with ossicular disruption. 図18は、耳小骨の離断を生じた成人を被験者とした場合における、実施の形態に係る聴覚特性計測システムの計測結果を可動性マップで表した図である。FIG. 18 is a diagram showing, in the form of a mobility map, the measurement results of the auditory characteristic measuring system according to the embodiment in the case where the subject is an adult who has suffered ossicular disruption. 図19Aは、耳小骨の固着を生じた成人を被験者とした場合における、実施の形態に係る聴覚特性計測システムの計測結果をSPLカーブで表した図である。FIG. 19A is a diagram showing, as an SPL curve, the measurement results of the auditory characteristic measuring system according to the embodiment, when the subject was an adult with ossicular fixation. 図19Bは、耳小骨の固着を生じた成人を被験者とした場合における、比較例の聴覚特性計測システムの計測結果をSPLカーブで表した図である。FIG. 19B is a diagram showing, as an SPL curve, the measurement results of the hearing characteristic measurement system of the comparative example when the subject was an adult with ossicular fixation. 図20は、両側の耳に難聴を有する新生児を被験者とした場合における、比較例の聴覚特性計測システムの計測結果をSPLカーブで表した図である。FIG. 20 is a diagram showing, in the form of an SPL curve, the measurement results of the comparative hearing characteristic measurement system when the subject was a newborn baby with hearing loss in both ears.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示す。以下の実施の形態で示される数値、形状、手法、構成要素、構成要素の接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する場合がある。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Note that each embodiment described below represents a specific example of the present invention. The numerical values, shapes, methods, components, component connection configurations, steps, and step order shown in the following embodiments are merely examples and are not intended to limit the present invention. Furthermore, in each figure, substantially identical components are designated by the same reference numerals, and duplicate explanations may be omitted or simplified.

[構成]
実施の形態に係る聴覚特性計測システム100(聴覚特性計測方法)は、被験者(つまり、人)の耳6にある外耳道611(図3参照)に向けて刺激音Sd1を出力することにより、非侵襲的に被験者の聴覚特性を計測するシステム(方法)である。聴覚特性計測システム100は、図1に示すように、出力部11と、受音部12と、解析部13と、を備えている。言い換えれば、聴覚特性計測方法は、出力ステップS1と、受音ステップS2と、解析ステップS3と、を含む(図10参照)。図1は、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100の構成を示す概要図である。図3は、人の耳6の構造を示す概要図である。図10は、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100の動作例を示すフローチャートである。
[composition]
The auditory characteristic measurement system 100 (auditory characteristic measurement method) according to the embodiment is a system (method) for non-invasively measuring the auditory characteristic of a subject (i.e., a human) by outputting a stimulus sound Sd1 toward the ear canal 611 (see FIG. 3 ) in the ear 6 of the subject. As shown in FIG. 1 , the auditory characteristic measurement system 100 includes an output unit 11, a sound receiving unit 12, and an analysis unit 13. In other words, the auditory characteristic measurement method includes an output step S1, a sound receiving step S2, and an analysis step S3 (see FIG. 10 ). FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment. FIG. 3 is a schematic diagram showing the structure of the human ear 6. FIG. 10 is a flowchart showing an example of the operation of the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment.

出力部11は、被験者の外耳道611に向けて、ランダム雑音である刺激音Sd1を出力する。言い換えれば、出力ステップS1では、被験者の外耳道611に向けて、ランダム雑音である刺激音Sd1を出力する。実施の形態では、出力部11は、コンピュータ装置1と、AD/DAコンバータ2と、計測装置3と、計測装置3に取り付けられたプローブ31が有するイヤホン4と、で構成されている。 The output unit 11 outputs a stimulus sound Sd1, which is random noise, toward the subject's ear canal 611. In other words, in the output step S1, the stimulus sound Sd1, which is random noise, is output toward the subject's ear canal 611. In this embodiment, the output unit 11 is composed of a computer device 1, an AD/DA converter 2, a measurement device 3, and an earphone 4 attached to a probe 31 attached to the measurement device 3.

コンピュータ装置1は、一例として、ラップトップ型のパーソナルコンピュータである。もちろん、コンピュータ装置1は、ラップトップ型のパーソナルコンピュータに限らず、デスクトップ型のパーソナルコンピュータであってもよいし、スマートフォン又はタブレット端末等の情報端末であってもよい。 As an example, computer device 1 is a laptop personal computer. Of course, computer device 1 is not limited to a laptop personal computer, and may also be a desktop personal computer, or an information terminal such as a smartphone or tablet terminal.

出力部11では、刺激音Sd1を含む音声ファイル(例えば、WAVファイル)の再生処理をコンピュータ装置1にて実行する。これにより、刺激音Sd1のディジタル音声データがAD/DAコンバータ2にてアナログ音声データに変換され、変換されたアナログ音声データが計測装置3へと送信される。そして、計測装置3は、受信したアナログ音声データに基づいて、プローブ31が有するイヤホン4から刺激音Sd1を出力する。 In the output unit 11, the computer device 1 executes a playback process for an audio file (e.g., a WAV file) containing the stimulation sound Sd1. As a result, the digital audio data of the stimulation sound Sd1 is converted to analog audio data by the AD/DA converter 2, and the converted analog audio data is transmitted to the measurement device 3. The measurement device 3 then outputs the stimulation sound Sd1 from the earphone 4 of the probe 31 based on the received analog audio data.

刺激音Sd1は、プローブ31の先端が挿入されたキャビティ7の内部へと出力される。このキャビティ7は、後述するように被験者の外耳道611を模したモデルである。ここでは、キャビティ7にプローブ31の先端を挿入しているが、実際には、被験者の耳6の外耳道611にプローブ31の先端を挿入することになる。 The stimulation sound Sd1 is output into the cavity 7 into which the tip of the probe 31 is inserted. This cavity 7 is a model that mimics the ear canal 611 of the subject, as described below. Here, the tip of the probe 31 is inserted into the cavity 7, but in reality, the tip of the probe 31 would be inserted into the ear canal 611 of the subject's ear 6.

上述のように、刺激音Sd1は、ランダム雑音である。ここでいう「ランダム雑音」は、計測対象の周波数帯域を含みかつ時間経過に伴う音圧の変化が不規則な音をいう。つまり、刺激音Sd1は、音圧が周期的に変化する周波数掃引音とは異なる。ここで「周波数掃引音」とは、音圧が正弦波状に周期的に変化する音であって、その周波数が時間経過に伴って連続的に変化する音である。 As described above, the stimulus sound Sd1 is random noise. "Random noise" here refers to sound that includes the frequency band to be measured and whose sound pressure changes irregularly over time. In other words, the stimulus sound Sd1 is different from a frequency sweep sound, whose sound pressure changes periodically. "Frequency sweep sound" here refers to sound whose sound pressure changes periodically in a sinusoidal manner, and whose frequency changes continuously over time.

実施の形態では、刺激音Sd1は、図2に示すようにM系列音である。図2は、M系列音を示す概要図である。ここで、M系列とは、“0”と“1”の2値のみからなる疑似乱数系列のうちで最大の周期を有する系列である。すなわち、M系列は、周期性を有する一方、1周期内においては乱数としての性質を有する。M系列音においては、“0”は出力部11が出力する刺激音Sd1の音圧の最小値に相当し、“1”は出力部11が出力する刺激音Sd1の音圧の最大値に相当する。M系列音は、単一の周波数成分ではなく、多数の周波数成分を含む。言い換えれば、M系列音は、計測対象の周波数帯域にわたって周波数スペクトルが一定である疑似ランダム雑音である。ここでいう「一定」は、完全に一定であることを含む他、殆ど一定であることを含み得る。つまり、M系列音においては、周波数スペクトルが基準値に対して数%の範囲で変動することが許容される。このように、M系列音は、ホワイトノイズに近い特性を有している。また、M系列音は、理論上サンプリング周波数の半分までの全ての周波数成分を含んだ音である。 In this embodiment, the stimulus sound Sd1 is an M-sequence sound, as shown in Figure 2. Figure 2 is a schematic diagram illustrating an M-sequence sound. Here, an M-sequence is a pseudo-random number sequence consisting only of the two values "0" and "1" and having the longest period. In other words, while an M-sequence has periodicity, it also possesses the properties of random numbers within one period. In an M-sequence sound, "0" corresponds to the minimum value of the sound pressure of the stimulus sound Sd1 output by the output unit 11, and "1" corresponds to the maximum value of the sound pressure of the stimulus sound Sd1 output by the output unit 11. An M-sequence sound does not contain a single frequency component, but contains multiple frequency components. In other words, an M-sequence sound is pseudo-random noise whose frequency spectrum is constant across the frequency band being measured. Here, "constant" can mean completely constant or almost constant. In other words, an M-sequence sound is allowed to have a frequency spectrum that varies within a range of several percent from a reference value. In this way, an M-sequence sound has characteristics similar to white noise. Additionally, M-sequence sound is a sound that theoretically contains all frequency components up to half the sampling frequency.

実施の形態では、刺激音Sd1としてのM系列音の周波数帯域は、0~48000Hzである。つまり、実施の形態では、刺激音Sd1には、0~400Hzの範囲の周波数成分が含まれている。また、実施の形態では、刺激音Sd1には、2kHz以上の周波数成分が含まれている。また、実施の形態では、刺激音Sd1としてのM系列音は、被験者の外耳道611(ここでは、キャビティ7)に向けて音圧レベルが約60dBSPLで出力されるように調整されている。なお、刺激音Sd1の周波数帯域及び音圧レベルの数値は一例であって、これらの数値に限定されない。 In the embodiment, the frequency band of the M-sequence sound as the stimulation sound Sd1 is 0 to 48,000 Hz. That is, in the embodiment, the stimulation sound Sd1 includes frequency components in the range of 0 to 400 Hz. Also, in the embodiment, the stimulation sound Sd1 includes frequency components of 2 kHz or higher. Also, in the embodiment, the M-sequence sound as the stimulation sound Sd1 is adjusted so that the sound pressure level is output toward the subject's ear canal 611 (here, cavity 7) at a sound pressure level of approximately 60 dBSPL. Note that the numerical values of the frequency band and sound pressure level of the stimulation sound Sd1 are merely examples and are not limited to these numerical values.

受音部12は、出力部11にて出力した刺激音Sd1が外耳道611にて反射することで生じる反射音Sd2を受音する。言い換えれば、受音ステップS2では、出力ステップS1にて出力した刺激音Sd1が外耳道611にて反射することで生じる反射音Sd2を受音する。実施の形態では、受音部12は、コンピュータ装置1と、AD/DAコンバータ2と、計測装置3と、計測装置3に取り付けられたプローブ31が有するマイクロホン5と、で構成されている。受音部12では、イヤホン4から出力された刺激音Sd1が被験者の外耳道611(ここでは、キャビティ7)にて反射することで生じる反射音Sd2を、マイクロホン5にて受音する。計測装置3は、マイクロホン5にて受音した反射音Sd2から反射音Sd2のアナログ音声データを生成する。生成されたアナログ音声データは、AD/DAコンバータ2へ送信され、AD/DAコンバータ2にてディジタル音声データに変換される。そして、コンピュータ装置1は、AD/DAコンバータ2から送信されたディジタル音声データを受信する。 The sound receiving unit 12 receives the reflected sound Sd2 generated when the stimulus sound Sd1 output by the output unit 11 is reflected in the ear canal 611. In other words, in the sound receiving step S2, the reflected sound Sd2 generated when the stimulus sound Sd1 output in the output step S1 is reflected in the ear canal 611 is received. In the embodiment, the sound receiving unit 12 is composed of a computer device 1, an AD/DA converter 2, a measuring device 3, and a microphone 5 provided on a probe 31 attached to the measuring device 3. In the sound receiving unit 12, the reflected sound Sd2 generated when the stimulus sound Sd1 output from the earphone 4 is reflected in the subject's ear canal 611 (here, the cavity 7) is received by the microphone 5. The measuring device 3 generates analog audio data of the reflected sound Sd2 from the reflected sound Sd2 received by the microphone 5. The generated analog audio data is sent to the AD/DA converter 2, where it is converted into digital audio data. The computer device 1 then receives the digital audio data sent from the AD/DA converter 2.

解析部13は、受音部12にて受音した反射音Sd2を周波数解析する。言い換えれば、解析ステップS3では、受音ステップS2にて受音した反射音Sd2を周波数解析する。実施の形態では、解析部13は、コンピュータ装置1の一機能として実現される。解析部13は、コンピュータ装置1にてMATLAB(登録商標)を用いて、反射音Sd2のディジタル音声データに対してFFT(Fast Fourier Transform)解析を実行することにより、反射音Sd2を周波数解析する。これにより、解析部13は、被験者の聴覚特性としてのSPL(Sound Pressure Level)カーブを得る。 The analysis unit 13 performs frequency analysis on the reflected sound Sd2 received by the sound receiving unit 12. In other words, in analysis step S3, the reflected sound Sd2 received in sound receiving step S2 is frequency analyzed. In the embodiment, the analysis unit 13 is realized as a function of the computer device 1. The analysis unit 13 performs frequency analysis on the reflected sound Sd2 by performing FFT (Fast Fourier Transform) analysis on the digital audio data of the reflected sound Sd2 using MATLAB (registered trademark) on the computer device 1. In this way, the analysis unit 13 obtains an SPL (Sound Pressure Level) curve representing the auditory characteristics of the subject.

[計測原理]
まず、人の聴覚系について図3を用いて説明する。図3は、既に述べたように、人の耳6の構造を示す概要図である。図3に示すように、人の耳6は、大きく分けて外耳61と、中耳62と、内耳63と、に分類される。人の耳6においては、外耳61にある外耳道611に入力された音は、外耳61と中耳62との境目にある鼓膜612を振動させる。そして、鼓膜612の振動は、中耳62にある3つの耳小骨621(ツチ骨、キヌタ骨、アブミ骨)を介した後に、内耳63に伝わる。この中耳62における音伝達機能が正常に働かない場合に、伝音難聴という種類の難聴と診断される。
[Measurement principle]
First, the human auditory system will be described using Figure 3. As already mentioned, Figure 3 is a schematic diagram showing the structure of the human ear 6. As shown in Figure 3, the human ear 6 is broadly divided into an outer ear 61, a middle ear 62, and an inner ear 63. In the human ear 6, sound input into the ear canal 611 in the outer ear 61 vibrates the eardrum 612 located at the boundary between the outer ear 61 and the middle ear 62. The vibrations of the eardrum 612 are then transmitted to the inner ear 63 after passing through three ossicles 621 (malleus, incus, and stapes) in the middle ear 62. When the sound transmission function in the middle ear 62 does not function normally, a type of hearing loss known as conductive hearing loss is diagnosed.

このような中耳62における疾患、つまり聴覚疾患の早期発見及び早期治療が望まれており、特に新生児における聴覚疾患の早期発見及び早期治療は、今後の知識形成と言語能力の発達に大きく寄与し得る。そこで、新生児を含めた被験者の聴覚特性を計測することにより、上記のような聴覚疾患の早期発見に役立てることができる。 Early detection and treatment of such middle ear 62 disorders, i.e., hearing disorders, is desirable, and early detection and treatment of hearing disorders, particularly in newborns, can greatly contribute to the future formation of knowledge and the development of language ability. Therefore, measuring the hearing characteristics of subjects, including newborns, can be useful for the early detection of hearing disorders such as those mentioned above.

以下、被験者(つまり、人)の聴覚特性の計測原理について図4A~図4Cを用いて説明する。図4Aは、後述するキャリブレーション用のキャビティ7の構成を示す概要図である。図4Bは、被験者の外耳道611を模したキャビティ7であって、中耳62が共振していない状態を示す概要図である。図4Cは、被験者の外耳道611を模したキャビティ7であって、中耳62が共振している状態を示す概要図である。 The measurement principle of the auditory characteristics of a subject (i.e., a person) will be explained below using Figures 4A to 4C. Figure 4A is a schematic diagram showing the configuration of a calibration cavity 7, which will be described later. Figure 4B is a schematic diagram showing a cavity 7 simulating the subject's ear canal 611 in a state where the middle ear 62 is not resonating. Figure 4C is a schematic diagram showing a cavity 7 simulating the subject's ear canal 611 in a state where the middle ear 62 is resonating.

図4Aに示すキャビティ7は、一端が開口し、他端が閉塞された音響管である。このキャビティ7において、一端からキャビティ7の内部に向けて刺激音Sd1を出力した場合、音圧は以下の式(1)により表される。 The cavity 7 shown in Figure 4A is an acoustic tube with one open end and the other closed end. When a stimulus sound Sd1 is output from one end of this cavity 7 toward the interior of the cavity 7, the sound pressure is expressed by the following equation (1).

式(1)において、“P”は音圧、“V”は刺激音Sd1が出力されていない状態におけるキャビティ7内の空気の体積(図4A~図4C参照)、“ΔV”は刺激音Sd1が出力されることによるキャビティ7内の空気の体積の変化量(図4A~図4C参照)、“K”は空気の体積弾性率を表している。以下、後述する式(2)、(3)においても同様である。このように、音圧は、キャビティ7内の空気の体積の変化量と比例している。 In equation (1), "P" represents sound pressure, "V" represents the volume of air in cavity 7 when stimulation sound Sd1 is not being output (see Figures 4A to 4C), "ΔV" represents the change in the volume of air in cavity 7 due to the output of stimulation sound Sd1 (see Figures 4A to 4C), and "K" represents the bulk modulus of air. The same applies to equations (2) and (3) described below. In this way, sound pressure is proportional to the change in the volume of air in cavity 7.

次に、図4B及び図4Cに示すキャビティ7は、いずれも両端が開口した音響管であって、被験者の外耳道611を模したモデルである。なお、これらのキャビティ7の他端には、鼓膜612が存在しており、音圧を受けることで鼓膜612が振動する、と仮定する。図4Bに示すキャビティ7は、刺激音Sd1の周波数が中耳62の固有振動数f1(図5参照)に達していない状態を表している。図4Cに示すキャビティ7は、刺激音Sd1の周波数が中耳62の固有振動数f1に達して共振した状態、つまり鼓膜612の振動の位相が逆転した状態を表している。 Next, the cavities 7 shown in Figures 4B and 4C are both acoustic tubes open at both ends, and are models that mimic the subject's ear canal 611. It is assumed that the eardrum 612 is located at the other end of these cavities 7, and that the eardrum 612 vibrates when subjected to sound pressure. The cavity 7 shown in Figure 4B represents a state in which the frequency of the stimulus sound Sd1 has not reached the natural frequency f1 of the middle ear 62 (see Figure 5). The cavity 7 shown in Figure 4C represents a state in which the frequency of the stimulus sound Sd1 has reached the natural frequency f1 of the middle ear 62 and resonated, i.e., a state in which the phase of the vibration of the eardrum 612 has been reversed.

図4Bに示すキャビティ7において、一端からキャビティ7の内部に向けて刺激音Sd1を出力した場合、反射音Sd2の音圧は以下の式(2)により表される。また、図4Cに示すキャビティ7において、一端からキャビティ7の内部に向けて刺激音Sd1を出力した場合、反射音Sd2の音圧は以下の式(3)により表される。式(2)、(3)において、“ΔVTM”はキャビティ7の内部から外部へと押し出される、又はキャビティ7の外部から内部へと押し出される空気の体積の変化量を表している(図4B及び図4C参照)。つまり、“ΔVTM”は鼓膜612の振動により生じる空気の体積の変化量を表している。 When a stimulation sound Sd1 is output from one end toward the inside of the cavity 7 shown in Figure 4B, the sound pressure of the reflected sound Sd2 is expressed by the following equation (2). Furthermore, when a stimulation sound Sd1 is output from one end toward the inside of the cavity 7 shown in Figure 4C, the sound pressure of the reflected sound Sd2 is expressed by the following equation (3). In equations (2) and (3), "ΔVTM" represents the change in volume of air pushed from the inside of the cavity 7 to the outside, or pushed from the outside of the cavity 7 to the inside (see Figures 4B and 4C). In other words, "ΔVTM" represents the change in volume of air caused by vibration of the eardrum 612.

図4Bに示すキャビティ7では、他端にある鼓膜612の振動によりキャビティ7の内部から外部へと空気が押し出されるため、キャビティ7内での空気の体積の変化量が小さくなり、音圧が小さくなる。一方、図4Cに示すキャビティ7では、他端にある鼓膜612の振動の位相が逆転することで、キャビティ7の外部から内部へと空気が押し出されるため、キャビティ7内での空気の体積の変化量が大きくなり、音圧が大きくなる。 In the cavity 7 shown in Figure 4B, the vibration of the eardrum 612 at the other end pushes air from the inside to the outside of the cavity 7, reducing the change in air volume within the cavity 7 and decreasing the sound pressure. On the other hand, in the cavity 7 shown in Figure 4C, the vibration of the eardrum 612 at the other end reverses phase, pushing air from the outside to the inside of the cavity 7, increasing the change in air volume within the cavity 7 and increasing the sound pressure.

ここで、成人の耳6の外耳道611に向けて刺激音Sd1を出力することで計測された成人の聴覚特性の一例を図5に示す。図5は、成人の聴覚特性としてのSPLカーブを表した図である。図5において、左側の縦軸は反射音Sd2の音圧レベル、右側の縦軸は外耳道611内の空気の体積の変化量、横軸は刺激音Sd1(反射音Sd2)の周波数を表している。SPLカーブは、一例として、刺激音Sd1に対する外耳道611での反射音Sd2の音圧を計測し、計測した音圧を音圧レベルに変換して刺激音Sd1の周波数ごとにプロットすることで得られる。図5において、実線は反射音Sd2の音圧レベルを、破線は鼓膜612の振動により生じる空気の体積の変化量を表している。この体積の変化量は、上記の聴覚特性の計測原理を用いて、反射音Sd2の音圧レベルから算出される。 Figure 5 shows an example of an adult's hearing characteristics measured by outputting a stimulus sound Sd1 toward the ear canal 611 of the adult's ear 6. Figure 5 illustrates an SPL curve representing the hearing characteristics of an adult. In Figure 5, the left vertical axis represents the sound pressure level of the reflected sound Sd2, the right vertical axis represents the change in air volume in the ear canal 611, and the horizontal axis represents the frequency of the stimulus sound Sd1 (reflected sound Sd2). As an example, the SPL curve is obtained by measuring the sound pressure of the reflected sound Sd2 in the ear canal 611 relative to the stimulus sound Sd1, converting the measured sound pressure to a sound pressure level, and plotting the result for each frequency of the stimulus sound Sd1. In Figure 5, the solid line represents the sound pressure level of the reflected sound Sd2, and the dashed line represents the change in air volume caused by vibration of the eardrum 612. This change in volume is calculated from the sound pressure level of the reflected sound Sd2 using the above-described principle of measuring hearing characteristics.

図5において、体積の変化量が最大値となる周波数は、中耳62の固有振動数f1である。そして、反射音Sd2の音圧レベルは、この中耳62の固有振動数f1を境にして極小値から極大値へと変化している。つまり、反射音Sd2の音圧レベルが極小値から極大値へと変化する周波数の範囲の中央値(つまり、変曲点)が、概ね中耳62の固有振動数f1となっている。また、図5において、反射音Sd2の音圧レベルの極小値から極大値への変化量ΔSPLは、鼓膜612の可動性を示している。反射音Sd2の音圧レベルの変化量ΔSPLと、鼓膜612の振動により生じる空気の体積の変化量とは、比例関係にあるためである。そして、中耳62の固有振動数f1と、反射音Sd2の音圧レベルの変化量ΔSPLとは、人の聴覚特性を特徴づけるパラメータである。 In Figure 5, the frequency at which the volume change is greatest is the natural frequency f1 of the middle ear 62. The sound pressure level of the reflected sound Sd2 changes from a minimum to a maximum value, with the natural frequency f1 of the middle ear 62 as the boundary. In other words, the median (i.e., the inflection point) of the frequency range where the sound pressure level of the reflected sound Sd2 changes from a minimum to a maximum value is approximately the natural frequency f1 of the middle ear 62. Also in Figure 5, the change ΔSPL in the sound pressure level of the reflected sound Sd2 from a minimum to a maximum value indicates the mobility of the eardrum 612. This is because the change ΔSPL in the sound pressure level of the reflected sound Sd2 and the change in air volume caused by the vibration of the eardrum 612 are proportional to each other. The natural frequency f1 of the middle ear 62 and the change ΔSPL in the sound pressure level of the reflected sound Sd2 are parameters that characterize human hearing characteristics.

ここで、正常な聴覚を有する被験者の聴覚特性の計測結果の一例を図6A及び図6Bに示す。図6Aは、正常な聴覚を有する成人の聴覚特性としてのSPLカーブを表した図である。図6Bは、正常な聴覚を有する新生児の聴覚特性としてのSPLカーブを表した図である。図6A及び図6Bの各々において、縦軸は反射音Sd2の音圧レベル、横軸は刺激音Sd1(反射音Sd2)の周波数を表している。図6Aに示すように、正常な聴覚を有する成人では、刺激音Sd1の周波数が約1kHzの辺りで反射音Sd2の音圧レベルが極小値から極大値へと変化している。つまり、正常な聴覚を有する成人では、中耳62の固有振動数f1が約1kHzである。 Here, examples of measurement results of the hearing characteristics of a subject with normal hearing are shown in Figures 6A and 6B. Figure 6A is a diagram showing an SPL curve representing the hearing characteristics of an adult with normal hearing. Figure 6B is a diagram showing an SPL curve representing the hearing characteristics of a newborn baby with normal hearing. In each of Figures 6A and 6B, the vertical axis represents the sound pressure level of reflected sound Sd2, and the horizontal axis represents the frequency of stimulus sound Sd1 (reflected sound Sd2). As shown in Figure 6A, in an adult with normal hearing, the sound pressure level of reflected sound Sd2 changes from a minimum to a maximum value when the frequency of stimulus sound Sd1 is around 1 kHz. In other words, in an adult with normal hearing, the natural frequency f1 of the middle ear 62 is approximately 1 kHz.

一方、図6Bに示すように、正常な聴覚を有する新生児では、刺激音Sd1の周波数が約1kHzの辺りで反射音Sd2の音圧レベルが極小値から極大値へと変化すると共に、刺激音Sd1の周波数が約260Hzの辺りでも反射音Sd2の音圧レベルが極小値から極大値へと変化している(同図の“f2”参照)。前者の変化は、正常な聴覚を有する成人と同様であり、中耳62の固有振動数f1が約1kHzであることを表している。一方、後者の変化は、耳6において何らかの共振が生じていることを表しており、正常な聴覚を有する成人には見られない新生児に固有の特徴である。この共振は、図7に示すように、鼓膜612ではなく、外耳道611を覆う軟組織613が振動することに起因して生じている、と推測される。図7は、新生児の外耳道の固有の特徴を説明するための説明図である。図7において、破線は軟組織613が振動していることを表している。すなわち、新生児の外耳道611を覆う軟組織613は、成人の外耳道611を覆う軟組織613よりも柔らかいために、この軟組織613が刺激音Sd1により振動することで上記の共振が生じる、と推測される。 On the other hand, as shown in Figure 6B, in a newborn with normal hearing, the sound pressure level of the reflected sound Sd2 changes from a minimum to a maximum when the frequency of the stimulus sound Sd1 is approximately 1 kHz, and also changes from a minimum to a maximum when the frequency of the stimulus sound Sd1 is approximately 260 Hz (see "f2" in the figure). The former change is similar to that in an adult with normal hearing and indicates that the natural frequency f1 of the middle ear 62 is approximately 1 kHz. On the other hand, the latter change indicates some kind of resonance occurring in the ear 6, a characteristic unique to newborns that is not observed in adults with normal hearing. As shown in Figure 7, this resonance is presumably caused by vibration of the soft tissue 613 covering the ear canal 611, rather than the eardrum 612. Figure 7 is an explanatory diagram illustrating the unique characteristics of the ear canal of a newborn. In Figure 7, the dashed line indicates vibration of the soft tissue 613. In other words, the soft tissue 613 that covers the ear canal 611 of a newborn baby is softer than the soft tissue 613 that covers the ear canal 611 of an adult, and it is presumed that the above-mentioned resonance occurs when this soft tissue 613 vibrates due to the stimulus sound Sd1.

上述の正常な聴覚を有する成人及び新生児の聴覚特性を基準として、被験者の聴覚特性を計測すれば、被験者の聴覚に異常があるか否かを判定することが可能になると考えられる。例えば、被験者の鼓膜612が固まるような病状が現れている場合、中耳62の固有振動数f1が基準値よりも高くなったり、鼓膜612が動きづらくなることで反射音Sd2の音圧レベルの変化量ΔSPLが基準値よりも小さくなったりする。また、例えば、鼓膜612に穴が開いていたり、耳小骨621が折れている場合、中耳62の固有振動数f1が基準値よりも低くなったり、反射音Sd2の音圧レベルの変化量ΔSPLが基準値よりも大きくなったりする。このように、被験者の聴覚特性のうち、特に中耳62の固有振動数f1と、反射音Sd2の音圧レベルの変化量ΔSPLと、に基づいて、被験者の聴覚に異常があるか否かを判定することが可能であると考えられる。 By measuring the hearing characteristics of a subject based on the hearing characteristics of adults and newborns with normal hearing, it is believed possible to determine whether or not the subject has an abnormality in their hearing. For example, if the subject has a medical condition that causes the eardrum 612 to harden, the natural frequency f1 of the middle ear 62 will be higher than the reference value, or the eardrum 612 will have difficulty moving, causing the change in sound pressure level ΔSPL of the reflected sound Sd2 to be smaller than the reference value. Furthermore, for example, if the eardrum 612 has a hole or the ossicles 621 are broken, the natural frequency f1 of the middle ear 62 will be lower than the reference value, or the change in sound pressure level ΔSPL of the reflected sound Sd2 will be larger than the reference value. In this way, it is believed possible to determine whether or not the subject has an abnormality in their hearing based on the hearing characteristics of the subject, particularly the natural frequency f1 of the middle ear 62 and the change in sound pressure level ΔSPL of the reflected sound Sd2.

[動作]
以下、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100の動作(聴覚特性計測方法)の一例について説明する。
[Operation]
An example of the operation of the auditory characteristic measurement system 100 (auditory characteristic measurement method) according to the embodiment will be described below.

まず、被験者の聴覚特性を計測する前に、被験者の外耳道611を模したキャビティ7を用いたキャリブレーションを実行する。具体的には、このキャビティ7を用いて実施の形態に係る聴覚特性計測方法(後述する処理S1~S3)を実行することにより、SPLカーブの実測値を取得する。そして、SPLカーブの実測値が、このキャビティ7を用いた場合のSPLカーブの理論値と一致するように、SPLカーブの実測値を補正する。つまり、SPLカーブの実測値と、SPLカーブの理論値とが一致するような補正関数を導出する。なお、SPLカーブの実測値と理論値との差は、主にイヤホン4の周波数特性に起因して生じる、と考えられる。キャリブレーションにて導出された補正関数は、被験者の外耳道611に対して実施の形態に係る聴覚特性計測方法を実行した際に得られるSPLカーブの実測値に適用される。 First, before measuring the auditory characteristics of the subject, calibration is performed using a cavity 7 that mimics the subject's ear canal 611. Specifically, the auditory characteristics measurement method according to the embodiment (steps S1 to S3, described below) is performed using this cavity 7 to obtain measured values of the SPL curve. The measured values of the SPL curve are then corrected so that they match the theoretical values of the SPL curve when this cavity 7 is used. In other words, a correction function is derived that matches the measured values of the SPL curve with the theoretical values of the SPL curve. Note that the difference between the measured values and the theoretical values of the SPL curve is thought to arise mainly from the frequency characteristics of the earphones 4. The correction function derived during calibration is applied to the measured values of the SPL curve obtained when the auditory characteristics measurement method according to the embodiment is performed on the subject's ear canal 611.

ここで、キャリブレーションに用いるキャビティ7は、被験者が成人である場合と、新生児である場合とで互いに異なる。具体的には、成人の外耳道611を模したキャビティ7は、キャビティ7の長さ(つまり、キャビティ7の内部において刺激音Sd1の出力面から他端の壁の端面までの距離)が35mm、キャビティ7の直径が8.5mmとなるように設計されている。また、新生児の外耳道611を模したキャビティ7は、キャビティ7の長さが15mm、キャビティ7の直径が4mmとなるように設計されている。さらに、新生児の外耳道611を模したキャビティ7は、成人の外耳道611を模したキャビティ7と比較して、壁(つまり、外耳道611を覆う軟組織613)が柔らかくなる(つまり、ヤング率が小さくなる)ように設計されている。 The cavity 7 used for calibration differs depending on whether the subject is an adult or a newborn. Specifically, the cavity 7 simulating the ear canal 611 of an adult is designed to have a length of 35 mm (i.e., the distance from the output surface of the stimulus sound Sd1 to the end surface of the wall at the other end inside the cavity 7) and a diameter of 8.5 mm. The cavity 7 simulating the ear canal 611 of a newborn is designed to have a length of 15 mm and a diameter of 4 mm. Furthermore, the cavity 7 simulating the ear canal 611 of a newborn is designed so that the wall (i.e., the soft tissue 613 covering the ear canal 611) is softer (i.e., the Young's modulus is smaller) than the cavity 7 simulating the ear canal 611 of an adult.

ここで、SPLカーブの理論値の導出方法について図8を用いて説明する。図8は、SPLカーブの理論値の導出方法を説明するための説明図である。図8に示すキャビティ7は、図4Aに示すキャビティ7と同様に、一端が開口し、他端が閉塞された音響管である。このキャビティ7の一端には、プローブ31の先端が挿入されている。そして、イヤホン4からプローブ31の先端を介して刺激音Sd1が出力され、反射音Sd2がプローブ31の先端を介してマイクロホン5にて受音される。なお、図8では、プローブ31、イヤホン4、マイクロホン5、及びキャビティ7を図1とは異なる表現により表している。 Here, a method for deriving the theoretical values of an SPL curve will be explained using Figure 8. Figure 8 is an explanatory diagram for explaining a method for deriving the theoretical values of an SPL curve. The cavity 7 shown in Figure 8 is an acoustic tube with one open end and the other closed end, similar to the cavity 7 shown in Figure 4A. The tip of a probe 31 is inserted into one end of this cavity 7. A stimulus sound Sd1 is output from the earphone 4 via the tip of the probe 31, and a reflected sound Sd2 is received by the microphone 5 via the tip of the probe 31. Note that in Figure 8, the probe 31, earphone 4, microphone 5, and cavity 7 are represented differently than in Figure 1.

図8に示すキャビティ7において、反射音Sd2の音圧の理論値は、平面波の波動方程式に基づいて、以下の式(4)により表される。また、反射音Sd2の音圧レベルの理論値は、以下の式(5)により表される。式(4)、(5)において、“Ptheo”は反射音Sd2の音圧の理論値、“ΔV”は刺激音Sd1が出力されることによるキャビティ7内の空気の体積の変化量、“ω”は角周波数、“ρa”は空気の密度、“ua”は音速を表している。また、式(4)、(5)において、“γ”は波数、“l”はキャビティ7の長さ(図8参照)、“S”はキャビティ7の断面積(図8参照)、“SPLtheo”は反射音Sd2の音圧レベルの理論値、“Pref”反射音Sd2の音圧の基準値を表している。ここでは、基準値は、人の最小可聴音圧(20μPa)である。 For the cavity 7 shown in Figure 8, the theoretical value of the sound pressure of the reflected sound Sd2 is expressed by the following equation (4) based on the wave equation for a plane wave. The theoretical value of the sound pressure level of the reflected sound Sd2 is expressed by the following equation (5). In equations (4) and (5), "Ptheo" represents the theoretical value of the sound pressure of the reflected sound Sd2, "ΔV" represents the change in air volume in the cavity 7 due to the output of the stimulus sound Sd1, "ω" represents the angular frequency, "ρa" represents the air density, and "ua" represents the speed of sound. In equations (4) and (5), "γ" represents the wave number, "l" represents the length of the cavity 7 (see Figure 8), "S" represents the cross-sectional area of the cavity 7 (see Figure 8), "SPLtheo" represents the theoretical value of the sound pressure level of the reflected sound Sd2, and "Pref" represents the reference value of the sound pressure of the reflected sound Sd2. Here, the reference value is the minimum audible sound pressure for humans (20 μPa).

図9は、キャリブレーションに用いるキャビティ7でのSPLカーブの理論値を表した図である。図9において、縦軸は反射音Sd2の音圧レベル、横軸は刺激音Sd1(反射音Sd2)の周波数を表している。図9に示すように、刺激音Sd1の周波数が6000Hzとなる手前において、反射音Sd2の音圧レベルが急激に変化している。この変化は、キャビティ7の共鳴を表しており、キャビティ7の長さによって共振周波数が決定される。 Figure 9 shows the theoretical values of the SPL curve for cavity 7 used for calibration. In Figure 9, the vertical axis represents the sound pressure level of reflected sound Sd2, and the horizontal axis represents the frequency of stimulus sound Sd1 (reflected sound Sd2). As shown in Figure 9, the sound pressure level of reflected sound Sd2 changes suddenly just before the frequency of stimulus sound Sd1 reaches 6000 Hz. This change represents resonance of cavity 7, and the resonant frequency is determined by the length of cavity 7.

既に述べたように、キャリブレーションにおいては、上記のキャビティ7を用いた場合のSPLカーブの実測値が、図9に示すようなSPLカーブの理論値と一致するようにSPLカーブの実測値を補正する。ただし、キャビティ7の共振周波数付近においては、SPLカーブの実測値と理論値との間に大きな乖離が生じるため、ここでは、キャビティ7の共振周波数までのSPLカーブの実測値に対して補正を行い、キャビティ7の共振周波数以降のSPLカーブの実測値に対しては補正を行っていない。 As already mentioned, during calibration, the measured values of the SPL curve when using the above-mentioned cavity 7 are corrected so that they match the theoretical values of the SPL curve as shown in Figure 9. However, since there is a large discrepancy between the measured values of the SPL curve and the theoretical values near the resonant frequency of the cavity 7, correction is made here to the measured values of the SPL curve up to the resonant frequency of the cavity 7, but not to the measured values of the SPL curve above the resonant frequency of the cavity 7.

次に、実際に被験者の聴覚特性を計測する方法について図10を用いて説明する。図10は、既に述べたように、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100の動作例を示すフローチャートである。以下に説明する方法は、上記のキャリブレーションの実行後に実行される。まず、被験者の外耳道611にプローブ31の先端を挿入する。この状態で、出力部11は、被験者の外耳道611に向けて刺激音Sd1を出力する(S1)。処理S1は、出力ステップS1に相当する。実施の形態では、出力部11は、数秒間(ここでは、2秒間)、刺激音Sd1を出力する。 Next, a method for actually measuring the auditory characteristics of a subject will be described using Figure 10. As already mentioned, Figure 10 is a flowchart showing an example of the operation of the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment. The method described below is performed after the above-mentioned calibration has been performed. First, the tip of the probe 31 is inserted into the ear canal 611 of the subject. In this state, the output unit 11 outputs the stimulation sound Sd1 toward the ear canal 611 of the subject (S1). Process S1 corresponds to output step S1. In this embodiment, the output unit 11 outputs the stimulation sound Sd1 for several seconds (here, 2 seconds).

出力部11が刺激音Sd1を出力した後に、受音部12は、出力部11にて出力した刺激音Sd1が外耳道611にて反射することで生じる反射音Sd2を受音する(S2)。処理S2は、受音ステップS2に相当する。ここで、出力部11による刺激音Sd1の出力と、受音部12による反射音Sd2の受音とは、殆ど同時に行われる。 After the output unit 11 outputs the stimulation sound Sd1, the sound receiving unit 12 receives the reflected sound Sd2 generated when the stimulation sound Sd1 output by the output unit 11 is reflected in the ear canal 611 (S2). Process S2 corresponds to the sound receiving step S2. Here, the output of the stimulation sound Sd1 by the output unit 11 and the reception of the reflected sound Sd2 by the sound receiving unit 12 are performed almost simultaneously.

その後、解析部13は、受音部12にて受音した反射音Sd2を周波数解析することで、SPLカーブを得る(S3)。処理S3は、解析ステップS3に相当する。 Then, the analysis unit 13 performs frequency analysis on the reflected sound Sd2 received by the sound receiving unit 12 to obtain an SPL curve (S3). Process S3 corresponds to analysis step S3.

[利点]
以下、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100(聴覚特性計測方法)の利点について、比較例の聴覚特性計測システム(聴覚特性計測方法)との比較を交えて説明する。比較例の聴覚特性計測方法は、刺激音Sd1がM系列音ではなく、周波数掃引音である点で、実施の形態に係る聴覚特性計測方法と相違する。また、比較例の聴覚特性計測方法は、解析部13にてFFTを行うことでSPLカーブを得るのではなく、反射音Sd2の音圧を計測し、計測した音圧を音圧レベルに変換して刺激音Sd1の周波数ごとにプロットすることでSPLカーブを得る点で、実施の形態に係る聴覚特性計測方法と相違する。
[advantage]
The advantages of the auditory characteristic measurement system 100 (auditory characteristic measurement method) according to the embodiment will be described below, along with a comparison with an auditory characteristic measurement system (auditory characteristic measurement method) of a comparative example. The auditory characteristic measurement method of the comparative example differs from the auditory characteristic measurement method according to the embodiment in that the stimulus sound Sd1 is a frequency sweep sound rather than an M-sequence sound. The auditory characteristic measurement method of the comparative example also differs from the auditory characteristic measurement method according to the embodiment in that, instead of obtaining an SPL curve by performing FFT in the analysis unit 13, the comparative example measures the sound pressure of the reflected sound Sd2, converts the measured sound pressure to a sound pressure level, and plots the SPL curve for each frequency of the stimulus sound Sd1.

図11は、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100での計測結果と、比較例の聴覚特性計測システムでの計測結果との比較図である。図11において、縦軸は反射音Sd2の音圧レベル、横軸は刺激音Sd1(反射音Sd2)の周波数を表している。また、図11において、実線は実施の形態での計測結果、一点鎖線は比較例での計測結果、破線はSPLカーブの理論値を表している。ここでは、計測対象として、新生児の外耳道611を模したキャビティ7を採用している。また、ここでは、刺激音Sd1の周波数が0~8000Hzの範囲について聴覚特性を計測している。 Figure 11 is a comparison diagram of the measurement results obtained using the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment and the measurement results obtained using an auditory characteristic measurement system according to a comparative example. In Figure 11, the vertical axis represents the sound pressure level of the reflected sound Sd2, and the horizontal axis represents the frequency of the stimulus sound Sd1 (reflected sound Sd2). Also in Figure 11, the solid line represents the measurement results obtained using the embodiment, the dashed-dotted line represents the measurement results obtained using the comparative example, and the dashed line represents the theoretical value of the SPL curve. Here, a cavity 7 simulating the external auditory canal 611 of a newborn baby is used as the measurement object. Also, here, the auditory characteristics are measured for stimulus sound Sd1 with a frequency range of 0 to 8000 Hz.

図11に示すように、刺激音Sd1の周波数が0~8000Hzの範囲において、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100の計測結果と、比較例の聴覚特性計測システムの計測結果とは、殆ど同じである。 As shown in Figure 11, when the frequency of the stimulation sound Sd1 is in the range of 0 to 8000 Hz, the measurement results of the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment and the comparative example are almost identical.

次に、正常な聴覚を有する成人を被験者とした場合における、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100での計測結果と、比較例の聴覚特性計測システムでの計測結果と、を比較する。図12Aは、正常な聴覚を有する成人を被験者とした場合における、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100の計測結果を示す図である。図12Bは、正常な聴覚を有する成人を被験者とした場合における、比較例の聴覚特性計測システムの計測結果を示す図である。図12A及び図12Bの各々において、縦軸は反射音Sd2の音圧レベルの変化量ΔSPL、横軸は刺激音Sd1(反射音Sd2)の周波数を表している。また、図12A及び図12Bの各々において、複数の細い実線の各々は計測結果、太い実線は複数の計測結果の平均値を表している。 Next, the measurement results of the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment and the comparative example auditory characteristic measurement system when the subject was an adult with normal hearing are compared. FIG. 12A shows the measurement results of the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment when the subject was an adult with normal hearing. FIG. 12B shows the measurement results of the auditory characteristic measurement system according to the comparative example when the subject was an adult with normal hearing. In each of FIGS. 12A and 12B, the vertical axis represents the change ΔSPL in the sound pressure level of the reflected sound Sd2, and the horizontal axis represents the frequency of the stimulus sound Sd1 (reflected sound Sd2). In each of FIGS. 12A and 12B, each of the multiple thin solid lines represents a measurement result, and the thick solid line represents the average value of the multiple measurement results.

図12A及び図12Bに示すように、刺激音Sd1の周波数が0~2000Hzの範囲において、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100の計測結果と、比較例の聴覚特性計測システムの計測結果とは、殆ど同じである。具体的には、いずれにおいても中耳62の固有振動数f1が殆ど同じであり、かつ、反射音Sd2の音圧レベルの変化量ΔSPLも殆ど同じである。 As shown in Figures 12A and 12B, when the frequency of the stimulation sound Sd1 is in the range of 0 to 2000 Hz, the measurement results of the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment and the comparative example are almost identical. Specifically, the natural frequency f1 of the middle ear 62 is almost the same in both cases, and the change in sound pressure level ΔSPL of the reflected sound Sd2 is also almost the same.

このように、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100は、刺激音Sd1として周波数掃引音を用いた比較例の聴覚特性計測システムと同等、又は後述するように同等以上の精度で、被験者の聴覚特性を計測することが可能である。 In this way, the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment can measure the auditory characteristics of a subject with accuracy equivalent to, or, as described below, equivalent to or greater than, that of the comparative auditory characteristic measurement system that uses a frequency sweep sound as the stimulus sound Sd1.

そして、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100では、比較例の聴覚特性計測システムと比較して、被験者の聴覚特性の計測に要する時間の短縮化を図ることができる、という利点がある。具体的には、比較例の聴覚特性計測システムでは、例えば被験者の0~数kHzの周波数帯域の聴覚特性を計測しようとした場合、刺激音Sd1を数十秒間出力し続けなければならない。一方、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100では、例えば被験者の0~数kHzの周波数帯域の聴覚特性を計測しようとした場合、刺激音Sd1を数秒間だけ出力し続ければよい。 Furthermore, the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment has the advantage of being able to shorten the time required to measure the auditory characteristics of a subject compared to the auditory characteristic measurement system of the comparative example. Specifically, with the auditory characteristic measurement system of the comparative example, when attempting to measure the auditory characteristics of a subject in a frequency band of 0 to several kHz, for example, the stimulus sound Sd1 must be output continuously for several tens of seconds. On the other hand, with the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment, when attempting to measure the auditory characteristics of a subject in a frequency band of 0 to several kHz, for example, it is sufficient to continue outputting the stimulus sound Sd1 for only a few seconds.

ここで、計測中に被験者が寝返りをうつ等して動いた場合、被験者の動きに起因するノイズが計測結果に含まれることになり、聴覚特性の計測精度の劣化を招き得る。そして、計測時間が長ければ長い程、計測中に被験者が動く可能性が高くなることから、聴覚特性の計測精度も劣化しやすい。ここで、被験者が成人であれば、多少計測時間が長くても動かないように我慢することも可能であるが、被験者が小児であれば、計測時間が長くなると我慢できずに動く可能性が高い。特に、被験者が新生児又は乳児であれば、我慢するという概念をそもそも持ち合わせていないため、当然、計測時間が長くなると動く可能性が非常に高い。 If the subject moves, for example, by turning over in bed during measurement, noise caused by the subject's movement will be included in the measurement results, which could lead to a deterioration in the accuracy of the hearing characteristic measurement. Furthermore, the longer the measurement time, the higher the possibility that the subject will move during measurement, which makes the accuracy of the hearing characteristic measurement more likely to deteriorate. If the subject is an adult, they may be able to refrain from moving even if the measurement time is somewhat long, but if the subject is a child, they are likely to be unable to refrain and move as the measurement time becomes longer. In particular, if the subject is a newborn or infant, they do not have the concept of restraint in the first place, so naturally, they are very likely to move as the measurement time becomes longer.

この点に関して、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100では、比較例の聴覚特性計測システムと比較して、計測時間を非常に短くすることができる。このため、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100では、計測中に被験者が動く可能性が低く、結果として聴覚特性の計測精度の向上が期待できる。 In this regard, the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment can significantly shorten the measurement time compared to the auditory characteristic measurement system of the comparative example. Therefore, with the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment, the subject is less likely to move during measurement, and as a result, improved accuracy in measuring auditory characteristics can be expected.

なお、比較例の聴覚特性計測システムにおいて、刺激音Sd1の周波数を掃引する速度を大きくすることで計測時間の短縮化を図ることが考えられる。しかしながら、刺激音Sd1の周波数を掃引する速度を大きくすればする程、計測される中耳62の固有振動数f1がずれてしまい、結果として聴覚特性の計測精度が劣化してしまう。したがって、刺激音Sd1として周波数掃引音を採用する限り、計測時間の短縮化を図ることは困難である。また、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100では、刺激音Sd1としてランダム雑音を採用しており、刺激音Sd1の周波数を掃引する必要がないことから、計測される中耳62の固有振動数f1のずれも生じにくいと考えられ、結果として聴覚特性の計測精度の向上が期待できる。 In the comparative example auditory characteristic measurement system, it is possible to shorten the measurement time by increasing the frequency sweep speed of the stimulus sound Sd1. However, the faster the frequency sweep speed of the stimulus sound Sd1, the more the natural frequency f1 of the middle ear 62 being measured deviates, resulting in a deterioration in the accuracy of the auditory characteristic measurement. Therefore, as long as a frequency sweep sound is used as the stimulus sound Sd1, it is difficult to shorten the measurement time. Furthermore, the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment uses random noise as the stimulus sound Sd1, and there is no need to sweep the frequency of the stimulus sound Sd1. This means that the natural frequency f1 of the middle ear 62 being measured is less likely to deviate, and as a result, improved accuracy in the auditory characteristic measurement can be expected.

さらに、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100では、刺激音Sd1としてM系列音を採用しており、M系列音は、周波数掃引音と比較してS/N比が高い傾向がある。このため、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100では、聴覚特性の計測結果に含まれるノイズ成分が、比較例の聴覚特性計測システムによる聴覚特性の計測結果に含まれるノイズ成分よりも小さくなり、結果として聴覚特性の計測精度が高い、という利点もある。 Furthermore, the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment uses an M-sequence sound as the stimulus sound Sd1, which tends to have a higher S/N ratio than a frequency sweep sound. Therefore, with the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment, the noise components included in the auditory characteristic measurement results are smaller than the noise components included in the auditory characteristic measurement results obtained by the auditory characteristic measurement system of the comparative example, which has the advantage of resulting in higher accuracy in the auditory characteristic measurement.

[具体例]
以下、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100(聴覚特性計測方法)を用いることによる利点の具体例について、従来の聴覚特性計測方法、及び比較例の聴覚特性計測システム(聴覚特性計測方法)との比較を交えて説明する。ここでいう従来の聴覚特性計測方法は、ティンパノメトリー(Tympanometry)である。ティンパノメトリーは、被験者の外耳道611にプローブを挿入し、外耳道611に向けて所定の周波数(例えば、226Hz)の音を出力し、かつ、外耳道611内の圧力を変化させながら音響アドミッタンスを計測する計測方法である。図14は、ティンパノメトリーの計測結果を示すティンパノグラムの説明図である。図14において、縦軸は音響アドミッタンス、横軸は外耳道611内の圧力を表している。
[Specific examples]
Specific examples of advantages of using the auditory characteristic measurement system 100 (auditory characteristic measurement method) according to the embodiment will be described below, along with comparisons with a conventional auditory characteristic measurement method and a comparative auditory characteristic measurement system (auditory characteristic measurement method). The conventional auditory characteristic measurement method referred to here is tympanometry. Tympanometry is a measurement method in which a probe is inserted into a subject's ear canal 611, a sound of a predetermined frequency (e.g., 226 Hz) is output toward the ear canal 611, and acoustic admittance is measured while changing the pressure within the ear canal 611. FIG. 14 is an explanatory diagram of a tympanogram showing the results of tympanometry measurement. In FIG. 14, the vertical axis represents acoustic admittance, and the horizontal axis represents pressure within the ear canal 611.

図14において、実線はA型のティンパノグラムの一例を表している。A型のティンパノグラムは、被験者の聴覚が正常な場合に表れ得る。また、図14において、点線はAd型のティンパノグラムの一例を表している。Ad型のティンパノグラムは、被験者の耳小骨621の離断等が生じている場合に表れ得る。また、図14において、破線はAs型のティンパノグラムの一例を表している。As型のティンパノグラムは、被験者の耳小骨621の固着等が生じている場合に表れ得る。 In Figure 14, the solid line represents an example of a type A tympanogram. A type A tympanogram may appear when the subject's hearing is normal. Also in Figure 14, the dotted line represents an example of an Ad type tympanogram. An Ad type tympanogram may appear when the subject's ossicles 621 are disrupted, etc. Also in Figure 14, the dashed line represents an example of an As type tympanogram. An As type tympanogram may appear when the subject's ossicles 621 are fixed, etc.

ここで、ティンパノメトリーによる聴覚特性の計測は、被験者によっては計測できない場合もあり、そもそも被験者が新生児の場合には原理的に計測できない、という課題を有している。そして、従来では、ティンパノメトリーによる聴覚特性の計測を行えない場合には、CT(Computed Tomography)により中耳62の状態を検査し、CTでも中耳62の状態を検査できない場合は、実際に被験者の耳を手術することで中耳62の状態を直接確認しなければならなかった。 However, measuring hearing characteristics using tympanometry may not be possible for some subjects, and in principle, it is not possible to measure hearing characteristics if the subject is a newborn. Conventionally, when hearing characteristics could not be measured using tympanometry, the condition of the middle ear 62 had to be examined using CT (Computed Tomography), and when the condition of the middle ear 62 could not be examined using CT either, it was necessary to actually perform surgery on the subject's ear to directly confirm the condition of the middle ear 62.

これに対して、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100(聴覚特性計測方法)、及び比較例の聴覚特性計測システム(聴覚特性計測方法)では、ティンパノメトリーでは中耳62の状態を確認することが難しかった被験者に対しても、中耳62の状態をCTによる検査及び耳の手術を行わなくても確認することが可能である。 In contrast, the auditory characteristic measurement system 100 (auditory characteristic measurement method) according to the embodiment and the auditory characteristic measurement system (auditory characteristic measurement method) of the comparative example make it possible to check the condition of the middle ear 62 of subjects for whom it would be difficult to check the condition of the middle ear 62 using tympanometry, without the need for CT examination or ear surgery.

まず、比較例の聴覚特性計測方法を用いて中耳62の状態を確認する方法について説明する。図15Aは、正常な聴覚を有する被験者に対する比較例の聴覚特性計測システムの計測結果を示す図である。図15Bは、耳小骨621の離断を生じた被験者に対する比較例の聴覚特性計測システムの計測結果を示す図である。図15Cは、耳小骨621の固着を生じた被験者に対する比較例の聴覚特性計測システムの計測結果を示す図である。 First, we will explain how to check the condition of the middle ear 62 using the comparative auditory characteristic measurement method. Figure 15A shows the measurement results of the comparative auditory characteristic measurement system on a subject with normal hearing. Figure 15B shows the measurement results of the comparative auditory characteristic measurement system on a subject with ossicles 621 disruption. Figure 15C shows the measurement results of the comparative auditory characteristic measurement system on a subject with ossicles 621 fixation.

図15A~図15Cは、いずれも縦軸が反射音Sd2の音圧レベル、横軸が刺激音Sd1(反射音Sd2)の周波数を示すSPLカーブを表した図である。図15Aにおいて、実線は外耳道611内の圧力が0[daPa]の場合、点線は外耳道611内の圧力が-50[daPa]の場合、破線は外耳道611内の圧力が100[daPa]の場合、一点鎖線は外耳道611内の圧力が200[daPa]の場合の計測結果を表している。また、図15Bにおいて、実線は外耳道611内の圧力が-40[daPa]の場合、点線は外耳道611内の圧力が-100[daPa]の場合、破線は外耳道611内の圧力が-200[daPa]の場合の計測結果を表している。また、図15Cにおいて、実線は外耳道611内の圧力が-20[daPa]の場合、点線は外耳道611内の圧力が-200[daPa]の場合、破線は外耳道611内の圧力が200[daPa]の場合の計測結果を表している。 15A to 15C are diagrams showing SPL curves in which the vertical axis represents the sound pressure level of reflected sound Sd2 and the horizontal axis represents the frequency of stimulus sound Sd1 (reflected sound Sd2). In FIG. 15A, the solid line represents the measurement results when the pressure in the ear canal 611 is 0 daPa, the dotted line represents the measurement results when the pressure in the ear canal 611 is -50 daPa, the dashed line represents the measurement results when the pressure in the ear canal 611 is 100 daPa, and the dashed line represents the measurement results when the pressure in the ear canal 611 is 200 daPa. In FIG. 15B, the solid line represents the measurement results when the pressure in the ear canal 611 is -40 daPa, the dotted line represents the measurement results when the pressure in the ear canal 611 is -100 daPa, and the dashed line represents the measurement results when the pressure in the ear canal 611 is -200 daPa. In addition, in Figure 15C, the solid line represents the measurement results when the pressure in the ear canal 611 is -20 [daPa], the dotted line represents the measurement results when the pressure in the ear canal 611 is -200 [daPa], and the dashed line represents the measurement results when the pressure in the ear canal 611 is 200 [daPa].

例えば、図15A~図15Cの各々の実線で示すように、被験者の中耳62(ここでは、耳小骨621)の状態に応じて、互いに異なるSPLカーブ、言い換えれば聴覚特性が計測されることがわかる。 For example, as shown by the solid lines in Figures 15A to 15C, different SPL curves, in other words, hearing characteristics, are measured depending on the condition of the subject's middle ear 62 (here, the ossicles 621).

ここで、既に述べたように、被験者の聴覚特性のうち、特に中耳62の固有振動数(共振周波数)f1と、反射音Sd2の音圧レベルの変化量ΔSPLとは、被験者の聴覚に異常があるか否かを示す指標、より具体的には耳小骨621の可動性を示す指標となり得る。以下、中耳62の固有振動数(共振周波数)f1と、反射音Sd2の音圧レベルの変化量ΔSPLと、に基づいて、耳小骨621の可動性を視覚的に表した可動性マップについて図16を用いて説明する。 As already mentioned, the subject's hearing characteristics, particularly the natural frequency (resonance frequency) f1 of the middle ear 62 and the change in sound pressure level ΔSPL of the reflected sound Sd2, can serve as indicators of whether or not there is an abnormality in the subject's hearing, and more specifically, can serve as indicators of the mobility of the ossicles 621. Below, we will use Figure 16 to explain a mobility map that visually represents the mobility of the ossicles 621 based on the natural frequency (resonance frequency) f1 of the middle ear 62 and the change in sound pressure level ΔSPL of the reflected sound Sd2.

図16は、可動性マップの説明図である。図16に示すように、可動性マップにおいては、縦軸が共振周波数(つまり、中耳62の固有振動数)、横軸がΔSPLを表している。また、図16は、多数の成人を被験者とした可動性マップを表している。図16において、実線で囲まれた枠は、中耳62が正常な複数の被験者の計測結果が収まる分布を表しており、破線で囲まれた枠は、耳小骨621の離断を生じている複数の被験者の計測結果が収まる分布を表しており、点線で囲まれた枠は、耳小骨621の固着を生じている複数の被験者の計測結果が収まる分布を表している。 Figure 16 is an explanatory diagram of a mobility map. As shown in Figure 16, in the mobility map, the vertical axis represents the resonant frequency (i.e., the natural frequency of the middle ear 62), and the horizontal axis represents ΔSPL. Figure 16 also shows a mobility map for a large number of adult subjects. In Figure 16, the frame surrounded by a solid line represents the distribution of measurement results for multiple subjects with normal middle ears 62, the frame surrounded by a dashed line represents the distribution of measurement results for multiple subjects with disconnected ossicles 621, and the frame surrounded by a dotted line represents the distribution of measurement results for multiple subjects with fixed ossicles 621.

この可動性マップを用いることで、被験者の中耳62の状態を確認することが可能である。例えば、図16において、ある被験者の右耳に対する比較例の聴覚特性計測システムの計測結果を「〇」で、左耳に対する比較例の聴覚特性計測システムの計測結果を「×」で示す。この「〇」は実線で囲まれた枠内に存在するため、この被験者の右耳の中耳62は正常であると推定される。一方、この「×」は破線で囲まれた枠内に存在するため、この被験者の左耳の中耳62には異常がある、具体的には耳小骨621の離断が生じていると推定される。 This mobility map can be used to confirm the condition of the subject's middle ear 62. For example, in Figure 16, the measurement results of the comparative auditory characteristic measurement system for a certain subject's right ear are indicated by an "o" and the measurement results of the comparative auditory characteristic measurement system for the left ear are indicated by an "x". Because this "o" is within the frame surrounded by a solid line, it is estimated that the middle ear 62 of the subject's right ear is normal. On the other hand, because this "x" is within the frame surrounded by a dashed line, it is estimated that there is an abnormality in the middle ear 62 of the subject's left ear; specifically, that the ossicles 621 have been detached.

そして、既に述べたように、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100(聴覚特性計測方法)は、比較例の聴覚特性計測システム(聴覚特性計測方法)と同等又はそれ以上の精度で被験者の聴覚特性を計測することが可能である。したがって、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100は、比較例の聴覚特性計測システムと同等又はそれ以上の精度で、被験者の中耳62の状態を確認することができる。 As already mentioned, the auditory characteristic measurement system 100 (auditory characteristic measurement method) according to the embodiment is capable of measuring the auditory characteristics of a subject with accuracy equal to or greater than that of the auditory characteristic measurement system (auditory characteristic measurement method) of the comparative example. Therefore, the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment can confirm the state of the subject's middle ear 62 with accuracy equal to or greater than that of the auditory characteristic measurement system of the comparative example.

図17は、耳小骨621の離断を生じた成人を被験者とした場合における、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100の計測結果をSPLカーブで表した図である。そして、図18は、同じ被験者、つまり耳小骨621の離断を生じた成人を被験者とした場合における、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100の計測結果を可動性マップで表した図である。この被験者は、50代の女性であって、耳小骨奇形による離断を患っている。図17においては、縦軸が反射音Sd2の音圧レベルの変化量ΔSPL、横軸が刺激音Sd1(反射音Sd2)の周波数を表している。 Figure 17 is a diagram showing, as an SPL curve, the measurement results of the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment when the subject was an adult with ossicular disruption 621. Figure 18 is a diagram showing, as a mobility map, the measurement results of the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment when the subject was the same adult with ossicular disruption 621. The subject was a woman in her 50s who suffered from ossicular disruption due to ossicular malformation. In Figure 17, the vertical axis represents the change ΔSPL in sound pressure level of the reflected sound Sd2, and the horizontal axis represents the frequency of the stimulus sound Sd1 (reflected sound Sd2).

図17に示すように、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100では、比較例の聴覚特性計測システムと同様に、ティンパノメトリーでは計測できなかった被験者についても、聴覚特性としてのSPLカーブを計測することが可能である。また、図18において、この被験者の左耳に対する実施の形態に係る聴覚特性計測システム100の計測結果を「×」で示しているが、この「×」は破線で囲まれた枠内に存在するため、この被験者の左耳に耳小骨621の離断が生じていると推定できていることがわかる。 As shown in Figure 17, the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment, like the auditory characteristic measurement system of the comparative example, is capable of measuring SPL curves as auditory characteristics for subjects whose hearing could not be measured by tympanometry. Furthermore, in Figure 18, the measurement results for the subject's left ear by the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment are indicated by an "x." Because this "x" is within the dashed line frame, it can be seen that it has been estimated that the auditory ossicles 621 in the subject's left ear have been disrupted.

図19Aは、耳小骨621の固着を生じた成人を被験者とした場合における、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100の計測結果をSPLカーブで表した図である。一方、図19Bは、同じ被験者、つまり耳小骨621の固着を生じた成人を被験者とした場合における、比較例の聴覚特性計測システムの計測結果をSPLカーブで表した図である。この被験者は、40代の女性であって、耳硬化症を患っている。図19A及び図19Bのいずれにおいても、縦軸が反射音Sd2の音圧レベルの変化量ΔSPL、横軸が刺激音Sd1(反射音Sd2)の周波数を表している。 Figure 19A is a diagram showing, as an SPL curve, the measurement results of the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment when the subject was an adult with fixation of the ossicles 621. Meanwhile, Figure 19B is a diagram showing, as an SPL curve, the measurement results of the auditory characteristic measurement system of a comparative example when the subject was the same adult with fixation of the ossicles 621. The subject was a woman in her 40s who suffered from otosclerosis. In both Figures 19A and 19B, the vertical axis represents the change ΔSPL in the sound pressure level of the reflected sound Sd2, and the horizontal axis represents the frequency of the stimulus sound Sd1 (reflected sound Sd2).

図19A及び図19Bに示すように、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100により計測されたSPLカーブ、及び比較例の聴覚特性計測システムにより計測されたSPLカーブは、いずれも同様の特性を示している。つまり、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100は、比較例の聴覚特性計測システムと同様に、被験者の中耳62の状態を確認することが可能である。言い換えれば、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100(聴覚特性計測方法)においては、解析部13(解析ステップS3)による周波数解析の結果には、被験者の中耳62における耳小骨621の異常の有無を示す指標が含まれている、と言える。 As shown in Figures 19A and 19B, the SPL curves measured by the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment and the SPL curves measured by the auditory characteristic measurement system of the comparative example both show similar characteristics. In other words, the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment, like the auditory characteristic measurement system of the comparative example, is capable of confirming the condition of the subject's middle ear 62. In other words, in the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment (auditory characteristic measurement method), the results of the frequency analysis by the analysis unit 13 (analysis step S3) include an indicator that indicates the presence or absence of an abnormality in the ossicles 621 in the subject's middle ear 62.

一方、比較例の聴覚特性計測システムにより計測されたSPLカーブでは、ノイズ成分が含まれることによる歪みが散見されるのに対して、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100により計測されたSPLカーブでは、ノイズ成分は殆ど含まれていない。つまり、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100は、比較例の聴覚特性計測システムと比較して、被験者の中耳62の状態を更に精度よく確認することができると考えられる。 On the other hand, the SPL curve measured by the comparative hearing characteristic measurement system shows occasional distortion due to the inclusion of noise components, whereas the SPL curve measured by the hearing characteristic measurement system 100 according to the embodiment contains almost no noise components. In other words, it is believed that the hearing characteristic measurement system 100 according to the embodiment can more accurately determine the condition of the subject's middle ear 62 than the comparative hearing characteristic measurement system.

なお、図16及び図18に示す可動性マップは、比較例の聴覚特性計測システムでの計測結果に基づいて作成されており、中耳62が正常な被験者の結果と、耳小骨621の固着を生じている被験者の結果との一部が重複しており、また、中耳62が正常な被験者の結果と、耳小骨621の離断を生じている被験者の結果との一部が重複している。これらの重複は、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100での計測結果に基づいて可動性マップを作成すれば、聴覚特性の計測精度の向上に伴い、解消されることが期待できる。 The mobility maps shown in Figures 16 and 18 were created based on the measurement results of an auditory characteristic measurement system of a comparative example, and there is some overlap between the results of the subject with a normal middle ear 62 and the results of the subject with fixed ossicles 621, and there is also some overlap between the results of the subject with a normal middle ear 62 and the results of the subject with disconnected ossicles 621. If a mobility map is created based on the measurement results of the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment, it is expected that these overlaps will be eliminated as the measurement accuracy of auditory characteristics improves.

ここで、比較例の聴覚特性計測システム(聴覚特性計測方法)を用いて、新生児を被験者として聴覚特性を計測した一例について説明する。図20は、両側の耳に難聴を有する新生児を被験者とした場合における、比較例の聴覚特性計測システムの計測結果をSPLカーブで表した図である。図20においては、縦軸が反射音Sd2の音圧レベルの変化量ΔSPL、横軸が刺激音Sd1(反射音Sd2)の周波数を表している。 Here, we will explain an example of measuring the hearing characteristics of a newborn baby using a comparative hearing characteristics measurement system (auditory characteristics measurement method). Figure 20 is a diagram showing the measurement results of the comparative hearing characteristics measurement system in the form of an SPL curve for a newborn baby with hearing loss in both ears. In Figure 20, the vertical axis represents the change ΔSPL in the sound pressure level of reflected sound Sd2, and the horizontal axis represents the frequency of stimulus sound Sd1 (reflected sound Sd2).

図20に示すように、比較例の聴覚特性計測システムでは、ティンパノメトリーでは原理的に計測できなかった新生児についても、聴覚特性としてのSPLカーブを計測することが可能である。なお、図20に示すSPLカーブは、正常な中耳62を有する新生児に対する計測で得られるSPLカーブと同等であるため、この新生児は、外耳道611における中耳62以外の箇所にて何らかの異常が発生していると考えられる。 As shown in Figure 20, the comparative auditory characteristics measurement system is capable of measuring the SPL curve as the auditory characteristics of newborns, which in principle could not be measured using tympanometry. Note that the SPL curve shown in Figure 20 is equivalent to the SPL curve obtained by measuring a newborn with a normal middle ear 62, so it is thought that this newborn has some kind of abnormality somewhere in the external auditory canal 611 other than the middle ear 62.

そして、上述のように、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100(聴覚特性計測方法)では、比較例の聴覚特性計測システム(聴覚特性計測方法)と同様のSPLカーブを計測可能である。したがって、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100を用いて新生児を被験者として聴覚特性を計測した場合も、比較例の聴覚特性計測システムと同様のSPLカーブを計測することが可能であると考えられる。さらに、実施の形態に係る聴覚特性計測システム100では、比較例の聴覚特性計測システムと比較して短時間で計測可能であることから、比較例の聴覚特性計測システムよりも新生児の聴覚特性の計測精度の向上が期待できる。 As described above, the auditory characteristic measurement system 100 (auditory characteristic measurement method) according to the embodiment is capable of measuring an SPL curve similar to that of the auditory characteristic measurement system (auditory characteristic measurement method) of the comparative example. Therefore, even when measuring the auditory characteristics of a newborn baby as a subject using the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment, it is believed that it will be possible to measure an SPL curve similar to that of the auditory characteristic measurement system of the comparative example. Furthermore, since the auditory characteristic measurement system 100 according to the embodiment can perform measurements in a shorter time than the auditory characteristic measurement system of the comparative example, it is expected that the measurement accuracy of the auditory characteristics of newborns will be improved compared to the auditory characteristic measurement system of the comparative example.

(その他の実施の形態)
以上、本発明の聴覚特性計測方法、プログラム、及び聴覚特性計測システムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、実施の形態における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本発明の範囲内に含まれる。
(Other embodiments)
Although the auditory characteristics measurement method, program, and auditory characteristics measurement system of the present invention have been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. As long as they do not deviate from the gist of the present invention, various modifications that a person skilled in the art can conceive of to the present embodiments, and other forms constructed by combining some of the components of the embodiments, are also included within the scope of the present invention.

例えば、実施の形態では、刺激音Sd1としてM系列音を採用しているが、これに限らない。例えば、刺激音Sd1は、M系列以外の疑似乱数系列に基づく音であってもよい。また、刺激音Sd1は、例えばホワイトノイズ等の雑音であってもよい。つまり、刺激音Sd1は、計測対象の周波数帯域を含みかつ時間経過に伴う音圧の変化が不規則であればよく、さらに言えば、計測対象の周波数帯域にわたって周波数スペクトルが一定であればよい。 For example, in the embodiment, an M-sequence sound is used as the stimulation sound Sd1, but this is not limiting. For example, the stimulation sound Sd1 may be a sound based on a pseudo-random number sequence other than an M-sequence. Furthermore, the stimulation sound Sd1 may be noise such as white noise. In other words, the stimulation sound Sd1 needs only to include the frequency band to be measured and to exhibit irregular changes in sound pressure over time, or more specifically, to have a constant frequency spectrum across the frequency band to be measured.

なお、刺激音Sd1としてインパルスを採用した場合、被験者の聴覚特性の計測結果として良好な結果が得られなかった。これは、刺激音Sd1を与える対象が生体であるために、刺激音Sd1が減衰しやすいことが原因であると考えられる。つまり、刺激音Sd1は、ある程度十分な時間継続して被験者の外耳道611に対して出力される音であるのが好ましい。 When an impulse was used as the stimulation sound Sd1, good results were not obtained as measurements of the subject's hearing characteristics. This is thought to be because the stimulation sound Sd1 is applied to a living organism, and therefore the stimulation sound Sd1 is prone to attenuation. In other words, it is preferable that the stimulation sound Sd1 be a sound that is output to the subject's ear canal 611 for a certain, sufficient period of time.

また、実施の形態では、出力部11及び受音部12は、それぞれ複数の機器により構成されているが、これに限らない。例えば、出力部11及び受音部12は、それぞれ単一の機器により構成されていてもよい。 Furthermore, in the embodiment, the output unit 11 and the sound receiving unit 12 are each composed of multiple devices, but this is not limited to this. For example, the output unit 11 and the sound receiving unit 12 may each be composed of a single device.

また、実施の形態では、刺激音Sd1の周波数帯域が0~48000Hzであって数kHzオーダーであるが、数十kHzオーダーであってもよい。また、刺激音Sd1の周波数帯域は、被験者に応じて適宜変更されてもよい。例えば、被験者が成人である場合、刺激音Sd1には、0~数百Hzの周波数成分は含まれていなくてもよい。 In addition, in the embodiment, the frequency band of the stimulation sound Sd1 is 0 to 48,000 Hz, which is on the order of several kHz, but it may also be on the order of several tens of kHz. Furthermore, the frequency band of the stimulation sound Sd1 may be changed as appropriate depending on the subject. For example, if the subject is an adult, the stimulation sound Sd1 may not include frequency components from 0 to several hundred Hz.

また、実施の形態では、出力部11は、被験者の聴覚特性を計測するに当たって刺激音Sd1を数秒間出力しているが、これに限らない。例えば、刺激音Sd1の出力時間は、数百ミリ秒であってもよい。具体的には、刺激音Sd1の出力時間は、200ミリ秒であってもよい。 Furthermore, in the embodiment, the output unit 11 outputs the stimulation sound Sd1 for several seconds when measuring the auditory characteristics of the subject, but this is not limited to this. For example, the output time of the stimulation sound Sd1 may be several hundred milliseconds. Specifically, the output time of the stimulation sound Sd1 may be 200 milliseconds.

以下、刺激音Sd1の出力時間の検討結果について図13を用いて説明する。図13は、刺激音Sd1としてのM系列音の出力時間と、被験者の聴覚特性の計測結果との相関図である。図13に示す計測結果は、被験者の外耳道611の代わりに、成人の外耳道611を模したキャビティ7(キャビティ7の長さが35mm、キャビティ7の直径が8.5mm)を用いた計測結果を表している。図13において、縦軸は反射音Sd2の音圧レベル、横軸は刺激音Sd1(反射音Sd2)の周波数を表している。また、図13において、実線は刺激音Sd1の出力時間が300ミリ秒の場合の計測結果、破線は刺激音Sd1の出力時間が200ミリ秒の場合の計測結果、一点鎖線は刺激音Sd1の出力時間が100ミリ秒の場合の計測結果を表している。 The results of the study on the output time of the stimulus sound Sd1 will be explained below using Figure 13. Figure 13 is a correlation diagram between the output time of the M-sequence sound as the stimulus sound Sd1 and the measurement results of the subject's hearing characteristics. The measurement results shown in Figure 13 represent measurement results using a cavity 7 (cavity 7 length: 35 mm, cavity 7 diameter: 8.5 mm) that simulates the ear canal 611 of an adult instead of the subject's ear canal 611. In Figure 13, the vertical axis represents the sound pressure level of the reflected sound Sd2, and the horizontal axis represents the frequency of the stimulus sound Sd1 (reflected sound Sd2). Also in Figure 13, the solid line represents the measurement results when the output time of the stimulus sound Sd1 is 300 milliseconds, the dashed line represents the measurement results when the output time of the stimulus sound Sd1 is 200 milliseconds, and the dashed line represents the measurement results when the output time of the stimulus sound Sd1 is 100 milliseconds.

図13に示すように、刺激音Sd1の出力時間が300ミリ秒の場合と200ミリ秒の場合とでは、計測結果は殆ど同じであり、かつ、刺激音Sd1の出力時間が2秒の場合の計測結果とも殆ど同じである。一方、刺激音Sd1の出力時間が100ミリ秒の場合、出力時間が200ミリ秒又は300ミリ秒の場合と比較して反射音Sd2の音圧レベルが約20dB程度減少し、かつ、計測結果にも乱れが生じている。したがって、刺激音Sd1の出力時間は、200ミリ秒以上であることが好ましいと考えられる。 As shown in Figure 13, the measurement results are almost the same when the output time of the stimulation sound Sd1 is 300 milliseconds and 200 milliseconds, and are also almost the same as the measurement results when the output time of the stimulation sound Sd1 is 2 seconds. On the other hand, when the output time of the stimulation sound Sd1 is 100 milliseconds, the sound pressure level of the reflected sound Sd2 is reduced by about 20 dB compared to when the output time is 200 milliseconds or 300 milliseconds, and the measurement results are also distorted. Therefore, it is considered preferable that the output time of the stimulation sound Sd1 be 200 milliseconds or longer.

また、例えば、実施の形態では、聴覚特性計測システム100は、複数の装置によって実現されたが、単一の装置として実現されてもよい。例えば、聴覚特性計測システム100は、サーバ装置に相当する単一の装置として実現されてもよい。聴覚特性計測システム100が複数の装置によって実現される場合、聴覚特性計測システム100が備える構成要素は、複数の装置にどのように振り分けられてもよい。例えば、実施の形態でコンピュータ装置1等が備える構成要素は、サーバ装置に備えられてもよい。つまり、本発明は、クラウドコンピューティングによって実現されてもよいし、エッジコンピューティングによって実現されてもよい。 Furthermore, for example, although in the embodiments the auditory characteristic measurement system 100 is realized by multiple devices, it may also be realized as a single device. For example, the auditory characteristic measurement system 100 may be realized as a single device equivalent to a server device. When the auditory characteristic measurement system 100 is realized by multiple devices, the components of the auditory characteristic measurement system 100 may be distributed in any manner among the multiple devices. For example, the components included in the computer device 1, etc. in the embodiments may be included in the server device. In other words, the present invention may be realized by cloud computing or edge computing.

また、実施の形態において、各構成要素は、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPU又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。 Furthermore, in the embodiments, each component may be realized by executing a software program appropriate for that component. Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU or processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or semiconductor memory.

また、各構成要素は、ハードウェアによって実現されてもよい。例えば、各構成要素は、回路(又は集積回路)でもよい。これらの回路は、全体として1つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。 Furthermore, each component may be realized by hardware. For example, each component may be a circuit (or integrated circuit). These circuits may form a single circuit as a whole, or each may be a separate circuit. Furthermore, each of these circuits may be a general-purpose circuit or a dedicated circuit.

また、本発明の全般的又は具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なCD-ROMなどの記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 In addition, the general or specific aspects of the present invention may be realized as a system, device, method, integrated circuit, computer program, or computer-readable recording medium such as a CD-ROM. They may also be realized as any combination of a system, device, method, integrated circuit, computer program, and recording medium.

例えば、本発明は、コンピュータ(1以上のプロセッサ)に聴覚特性計測方法を実行させるためのプログラムとして実現されてもよいし、このようなプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体として実現されてもよい。 For example, the present invention may be realized as a program for causing a computer (one or more processors) to execute an auditory characteristic measurement method, or as a computer-readable non-transitory recording medium on which such a program is recorded.

(まとめ)
以上のように、実施の形態に係る聴覚特性計測方法は、出力ステップS1と、受音ステップS2と、解析ステップS3と、を含む。出力ステップS1では、被験者の外耳道611に向けて、ランダム雑音である刺激音Sd1を出力する。受音ステップS2では、出力ステップS1にて出力した刺激音Sd1が外耳道611にて反射することで生じる反射音Sd2を受音する。解析ステップS3では、受音ステップS2にて受音した反射音Sd2を周波数解析する。
(summary)
As described above, the auditory characteristic measurement method according to the embodiment includes an output step S1, a sound receiving step S2, and an analysis step S3. In the output step S1, a stimulation sound Sd1, which is random noise, is output toward the ear canal 611 of the subject. In the sound receiving step S2, a reflected sound Sd2 generated when the stimulation sound Sd1 output in the output step S1 is reflected in the ear canal 611 is received. In the analysis step S3, the reflected sound Sd2 received in the sound receiving step S2 is subjected to frequency analysis.

このような聴覚特性計測方法によれば、刺激音Sd1として周波数掃引音を用いる場合と比較して、被験者の聴覚特性の計測に要する時間の短縮化を図ることができる、という利点がある。 This hearing characteristic measurement method has the advantage of shortening the time required to measure the subject's hearing characteristics compared to when a frequency sweep sound is used as the stimulus sound Sd1.

また、例えば、聴覚特性計測方法では、刺激音Sd1には、0~400Hzの範囲の周波数成分が含まれる。 Also, for example, in the auditory characteristics measurement method, the stimulation sound Sd1 includes frequency components in the range of 0 to 400 Hz.

このような聴覚特性計測方法によれば、新生児の聴覚に固有の特徴を捉えやすくなり、新生児の聴覚特性を計測しやすくなる、という利点がある。 This method of measuring hearing characteristics has the advantage of making it easier to capture the unique characteristics of a newborn's hearing and measure the hearing characteristics of newborns.

また、例えば、聴覚特性計測方法では、刺激音Sd1には、2kHz以上の周波数成分が含まれる。 Also, for example, in the auditory characteristics measurement method, the stimulation sound Sd1 includes frequency components of 2 kHz or higher.

このような聴覚特性計測方法によれば、刺激音Sd1に2kHz未満の周波数成分のみが含まれている場合と比較して、更に多様な聴覚特性を計測可能となることが期待できる。すなわち、刺激音Sd1の比較的高い周波数帯域(例えば、2kHz以上の周波数帯域)での周波数特性は、中耳62の疾患の種類に応じて異なることが実験的に知られている。そこで、刺激音Sd1に2kHz以上の周波数成分を含めることにより、計測結果を中耳62の疾患の種類の判定に役立てることが期待できる。 This hearing characteristic measurement method is expected to enable measurement of a wider variety of hearing characteristics compared to when the stimulation sound Sd1 contains only frequency components below 2 kHz. In other words, it is experimentally known that the frequency characteristics of the stimulation sound Sd1 in the relatively high frequency band (e.g., frequency bands above 2 kHz) differ depending on the type of disease of the middle ear 62. Therefore, by including frequency components above 2 kHz in the stimulation sound Sd1, it is expected that the measurement results will be useful in determining the type of disease of the middle ear 62.

また、例えば、聴覚特性計測方法では、刺激音Sd1は、M系列音である。 Also, for example, in the auditory characteristic measurement method, the stimulus sound Sd1 is an M-sequence sound.

このような聴覚特性計測方法によれば、刺激音Sd1として周波数掃引音を用いる場合と比較して、被験者の聴覚特性の計測に要する時間の短縮化を図ることができる、という利点がある。 This hearing characteristic measurement method has the advantage of shortening the time required to measure the subject's hearing characteristics compared to when a frequency sweep sound is used as the stimulus sound Sd1.

また、例えば、聴覚特性計測方法では、解析ステップS3による周波数解析の結果には、被験者の中耳62における耳小骨621の異常の有無を示す指標が含まれる。 Furthermore, for example, in the hearing characteristic measurement method, the results of the frequency analysis in analysis step S3 include an indicator indicating the presence or absence of an abnormality in the ossicles 621 in the subject's middle ear 62.

このような聴覚特性計測方法によれば、耳小骨621に異常があるか否かを検出するのに役立てることができる、という利点がある。 This hearing characteristic measurement method has the advantage of being useful in detecting whether or not there is an abnormality in the ossicles 621.

また、例えば、プログラムは、1以上のプロセッサに、上記の聴覚特性計測方法を実行させる。 Also, for example, the program causes one or more processors to execute the above-mentioned auditory characteristic measurement method.

このようなプログラムによれば、刺激音Sd1として周波数掃引音を用いる場合と比較して、被験者の聴覚特性の計測に要する時間の短縮化を図ることができる、という利点がある。 This type of program has the advantage of shortening the time required to measure the subject's hearing characteristics compared to when a frequency sweep sound is used as the stimulus sound Sd1.

また、例えば、聴覚特性計測システム100は、出力部11と、受音部12と、解析部13と、を備える。出力部11は、被験者の外耳道611に向けて、ランダム雑音である刺激音Sd1を出力する。受音部12は、出力部11にて出力した刺激音Sd1が外耳道611にて反射することで生じる反射音Sd2を受音する。解析部13は、受音部12にて受音した反射音Sd2を周波数解析する。 Furthermore, for example, the hearing characteristic measurement system 100 includes an output unit 11, a sound receiving unit 12, and an analysis unit 13. The output unit 11 outputs a stimulus sound Sd1, which is random noise, toward the subject's ear canal 611. The sound receiving unit 12 receives a reflected sound Sd2 that is generated when the stimulus sound Sd1 output by the output unit 11 is reflected in the ear canal 611. The analysis unit 13 performs frequency analysis on the reflected sound Sd2 received by the sound receiving unit 12.

このような聴覚特性計測システム100によれば、刺激音Sd1として周波数掃引音を用いる場合と比較して、被験者の聴覚特性の計測に要する時間の短縮化を図ることができる、という利点がある。 This type of auditory characteristic measurement system 100 has the advantage of being able to shorten the time required to measure the auditory characteristics of the subject, compared to when a frequency sweep sound is used as the stimulus sound Sd1.

本発明は、被験者の外耳道611に向けて刺激音Sd1を出力して聴覚特性を計測する聴覚特性計測方法として、例えば、成人又は新生児を含む小児の聴覚特性を計測する方法として、利用できる。 The present invention can be used as an auditory characteristics measurement method that outputs a stimulus sound Sd1 toward the subject's ear canal 611 to measure the auditory characteristics, for example, as a method for measuring the auditory characteristics of adults or children, including newborns.

100 聴覚特性計測システム
11 出力部
12 受音部
13 解析部
Sd1 刺激音
Sd2 反射音
1 コンピュータ装置
2 AD/DAコンバータ
3 計測装置
31 プローブ
4 イヤホン
5 マイクロホン
6 耳
61 外耳
611 外耳道
612 鼓膜
613 軟組織
62 中耳
621 耳小骨
63 内耳
7 キャビティ
f1 固有振動数
S1 出力ステップ
S2 受音ステップ
S3 解析ステップ
100 Hearing characteristic measurement system 11 Output unit 12 Sound receiving unit 13 Analysis unit Sd1 Stimulus sound Sd2 Reflected sound 1 Computer device 2 AD/DA converter 3 Measurement device 31 Probe 4 Earphone 5 Microphone 6 Ear 61 Outer ear 611 Ear canal 612 Tympanic membrane 613 Soft tissue 62 Middle ear 621 Ossicles 63 Inner ear 7 Cavity f1 Natural frequency S1 Output step S2 Sound receiving step S3 Analysis step

Claims (7)

出力部と、受音部と、解析部と、を備える聴覚特性計測システムの作動方法であって、
前記出力部が、被験者の外耳道に向けて、ランダム雑音である刺激音を出力する出力ステップと、
前記受音部が、前記出力ステップにて出力した前記刺激音が前記外耳道にて反射することで生じる反射音を受音する受音ステップと、
前記解析部が、前記受音ステップにて受音した前記反射音を周波数解析することによりSPL(Sound Pressure Level)カーブを取得し、前記SPLカーブから前記被験者の聴覚特性を特徴づけるパラメータを抽出する解析ステップと、を含む、
聴覚特性計測システムの作動方法
A method for operating an auditory characteristic measurement system including an output unit, a sound receiving unit, and an analysis unit, comprising:
an output step in which the output unit outputs a stimulus sound, which is random noise, to the ear canal of the subject;
a sound receiving step in which the sound receiving unit receives a reflected sound generated when the stimulation sound output in the output step is reflected in the ear canal;
an analyzing step in which the analyzing unit acquires an SPL (Sound Pressure Level) curve by frequency analyzing the reflected sound received in the sound receiving step, and extracts parameters characterizing the auditory characteristics of the subject from the SPL curve ,
A method for operating an auditory characteristics measurement system .
前記刺激音には、0~400Hzの範囲の周波数成分が含まれる、
請求項1に記載の聴覚特性計測システムの作動方法
The stimulation sound includes frequency components in the range of 0 to 400 Hz.
A method for operating the hearing characteristic measuring system according to claim 1.
前記刺激音には、2kHz以上の周波数成分が含まれる、
請求項1又は2に記載の聴覚特性計測システムの作動方法
The stimulation sound includes a frequency component of 2 kHz or more.
A method for operating the hearing characteristic measuring system according to claim 1 or 2.
前記刺激音は、M系列音である、
請求項1~3のいずれか1項に記載の聴覚特性計測システムの作動方法
The stimulus sound is an M-sequence sound.
A method for operating the hearing characteristic measuring system according to any one of claims 1 to 3.
前記解析ステップによる周波数解析の結果には、前記被験者の中耳における耳小骨の異常の有無を示す指標が含まれる、
請求項1~4のいずれか1項に記載の聴覚特性計測システムの作動方法
a result of the frequency analysis performed by the analyzing step including an index indicating the presence or absence of an abnormality in the ossicles in the middle ear of the subject;
A method for operating the hearing characteristic measuring system according to any one of claims 1 to 4.
1以上のプロセッサに、
請求項1~5のいずれか1項に記載の聴覚特性計測システムの作動方法を実行させる、
プログラム。
one or more processors,
Executing the method for operating the hearing characteristic measuring system according to any one of claims 1 to 5,
program.
被験者の外耳道に向けて、ランダム雑音である刺激音を出力する出力部と、
前記出力部にて出力した前記刺激音が前記外耳道にて反射することで生じる反射音を受音する受音部と、
前記受音部にて受音した前記反射音を周波数解析することによりSPLカーブを取得し、前記SPLカーブから前記被験者の聴覚特性を特徴づけるパラメータを抽出する解析部と、を備える、
聴覚特性計測システム。
an output unit that outputs a stimulus sound, which is random noise, toward the ear canal of the subject;
a sound receiving unit that receives a reflected sound generated when the stimulating sound output by the output unit is reflected in the ear canal;
an analysis unit that acquires an SPL curve by frequency analyzing the reflected sound received by the sound receiving unit, and extracts parameters that characterize the auditory characteristics of the subject from the SPL curve ;
Hearing characteristics measurement system.
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