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67-S語表単音節語音に対する雑音負荷の試み
- 1. 67-S語表単音節語音に対する雑音負荷の 試み 東京大学医学部附属病院耳鼻咽喉科 狩野章太郎 赤松裕介 鴨頭輝 堤内亮博 樫尾明憲 柿木章伸 山岨達也
- 2. 背景 • 補聴器や人工内耳や新しい人工聴覚機器（人工中耳 やハイブリッド型人工内耳）の適応を考える際に、静 寂下という仮想的な環境ではなく、環境音や騒音が混 在する環境での語音聴取能で考える必要がある。 • 両耳を使うことは信号と雑音の分離に有効であるが、 音場の設定、検査室の防音特性などについて統一さ れた規格で普及したものがない。 • まずは、普及しているオージオメータ―とヘッドホンを 使って、単耳での簡便な雑音下聴取の設定を試みた。
- 4. 方法 対象 左図のオージオグラムに示す聴力をもつ64耳の感 音難聴を対象とし、4000Hzの閾値が ① 45dBHL未満を軽度群(Group 1) １６耳（１５－７８歳、平均５４歳） ② 45dBHL以上70dBHL未満を中等度群(Group 2) ２８耳（２７－８４歳、平均５８歳） ③ 70dBHL以上を高度群(Group 3) ２０耳（５－７９歳、平均４８歳） と分類した。 対照群は、4kHzの純音閾値が40dB以下、最高語 音明瞭度が90％以上の成人８名（２７－３５歳）とし た。
- 6. 結果 静寂下での67-Sの正答率は、 Group 1は対照群と変わらず良 好であった。 スピーチノイズをミックスして S/N=10dBあるいはS/N=5dBとす ると、対照群とGroup 1との間に 明らかな正答率の差が認めら れた。 さらに雑音を大きくしてS/N=0dB になると対照群においても正答 率のばらつきが大きくなり、 Group 1と同程度に弁別困難に なる例も見られた。
- 8. 考察１ • 松平ら(1998)は検査語音に雑音をミックスして、健常聴力者を対象に、67-S語表の 数字および単音節語表に対する3種類の広帯域雑音(ホワイトノイズ,スピーチノイズ, ウェイトノイズ)のマスキング効果を比較している。 • スピーチノイズは、子音の情報を多く含む中・高音域のエネルギーが相対的に大き いため、単音節に対するマスキング効率が良好であり、検査語音間や被験者間の マスキング効果のバラツキが小さかった。 文献：松平登志正,竹内義夫 67-S語表に対する広帯域雑音のマスキング効果 Audiology Japan 41, 277～282, 1998
- 9. 考察２ • 今回の結果では、高音部に軽度の感音難聴を持つGroup 1は、静寂下での語音明瞭 度は、健聴者と同程度の成績であったが、S/N=5dB, 10dBになるようにスピーチノイズ を加えると、健聴者と比べて明らかに単音節の弁別能が悪化することを示せた。 • 軽度あるいは中等度の感音難聴者が訴える日常生活での語音聴取の困難さを簡便 に検出することにおいて、今回導入した方法は有用である。 • 今回の測定の対象は、感音難聴の病態や年齢を考慮していないため、今後はこれら の要素について細分して検討する必要がある。 • 単耳での雑音下聴取が不良でも、両耳聴によって信号の弁別が改善する症例が存在 することが予想され、音場での雑音下聴取の評価と比較することで、病態の鑑別、人 工聴覚器の適応の検討に貢献する。 Spatial release from masking Freyman 1999: 成人 Target: nonsense sentence Masker: noise
- 11. 静寂下での語音聴取能の測定や、同一方向からの雑音負荷の場合の報告は 従来からある。 目的 本研究では、日常の生活環境のように雑音が様々な方向から負 荷されると、特に日本語の子音の聴取がどの程度困難になるかに ついての基礎的な知見を得るのが目的である。 Spatial release from masking Freyman 1999: 成人 Target: nonsense sentence Masker: noise
- 12. 方法 対象：両耳の聴力正常な5名の成人被験者（３１歳～４０歳） 信号 人工内耳装用者用の語音聴取評価検査CI-2004の子音検査を 使用した 前後に母音の/a/を配したVCVの形式 １４子音がランダムに４回ずつ、計５６回呈示される 被験者は１４子音から選択して自ら回答用紙に記載して回答 信号 雑音 あ ぱ 半母音 w j あわ あや 通鼻音 m n あま あな 破裂音 p t k b g d あぱ あた あか あば あが あだ 摩擦音 s h あさ あは 破擦音 dz あざ 弾音 r あら 雑音 CI-2004に付属の加重不規則雑音を雑音負荷として使用した。
- 13. 無響室内で、着席した健聴者の正面、被験者から見て左４０度あるい は左８０度に配置したスピーカを使用した 信号音は各スピーカごと、被験者ごとに測定した閾値上30dBで呈示し、 雑音の音圧は３－４種類に設定した SN比=＋５，－５，－１５，－２０dB 信号 雑音 あ ぱ ８０度 ８０度 ４０度 ４０度 L80-F F-L80 L40-F F-L40 正面 F-F
- 14. 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 健聴者 S/N = 5dB 結果 正答率（％）
- 15. 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 弾音の「ら」●は、小さな雑音の場合は、信号が正面の方が 聴きやすい ＝Spatial Release from Maskingがみられる 健聴者 S/N = -5dB正答率（％）
- 16. 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 摩擦音「さ」○はどの配置でも聴きやすい ＝Spatial Release from Maskingが小さい 破擦音「ざ」●、半母音「わ」●「や」▲、破裂音「だ」 ▲ 、弾音「ら」 ● は信号が側方に寄った方が聴きやすい ＝Spatial Release from Maskingが大きい 健聴者 S/N = -15dB正答率（％）
- 17. 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 破擦音「ざ」●、摩擦音「さ」○は大きな雑音下でも残りやすい 摩擦音「さ」 ○と摩擦音「は」□の正答率は大きく異なる 健聴者 S/N = -20dB正答率（％）
- 18. 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 S/N = 5dB S/N = -5dB S/N = -15dB S/N = -20dB
- 19. 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 L80_F L40_F F_L40 F_L80 破擦音「ざ」 ● 、半母音「わ」 ● 「や」▲、破裂音「だ」 ▲ 、弾音「ら」 ●は 信号が側方に寄った方が聴きやすい（上段↑） ＝側方からのマスキングがかかりやすい（下段↓） S/N (dB) S/N (dB) S/N (dB) S/N (dB)
- 20. 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 両側補聴器でS/N = 15dB 健聴者のS/N = -15dB と比較した 半母音「わ」●、弾音「ら」●は 健聴者とは逆に 信号が側方に寄った方が聴きにくい Spatial Release from Maskingは存在するが健聴者とは 逆のパターンがある 感音難聴では、信号の検出に、両耳間時間差の情報が 利用しにくい可能性 感音難聴の症例１ ● ● ● ● ● ● 両側補聴器でS/N = 15dB 健聴者のS/N = -15dBと比較した
- 21. -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 125 250 500 1,000 2,000 4,000 8,000 感音難聴の症例２ 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 両側補聴器でS/N = 20dB 健聴者でS/N = -15dB と比較した 半母音「わ」●、信号が側方に寄った方が聴 きにくいが症例１より差は小さい 子音の種類により、両耳間時間差の検出が 異なる可能性 感音難聴があるとSRMの被験者間のばらつ きも大きい ● ● ●● 両側補聴器でS/N = 20dB 健聴者のS/N = -15dBと比較した
- 22. 考察とまとめ • 日常の生活環境のように雑音が様々な方向から負荷されると、特に日本語の子音の 聴取が健聴者でどの程度困難になるかについて調べた • 信号音源と雑音音源の位置を入れ替えると、S/N比と正答率の関係が変化した。 Spatial Release from Maskingは子音の種類によって異なっていた。 • 破裂音、半母音、弾音は後続母音のフォルマントの移動パタンが利用できるが、これ らの子音ではSRMが比較的大きかった。 • 摩擦音は雑音に近いため、その周波数分布によってマスクされやすさが大きく異なる。 SRMもおこりにくい。 • 感音難聴に補聴器を使うケースでは、破裂音、半母音、弾音ではSRMが観察される が、補聴された閾値が左右対称であっても健聴者とはSRMが異なる • 感音難聴があるとSRMの被験者間のばらつきも大きい
- 23. -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 125 250 500 1,000 2,000 4,000 8,000 高音部の感音難聴の症例２ 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 両側補聴器でS/N = 20dB 健聴者でS/N = -15dB を比較した 半母音「わ」●、弾音「ら」●は 健聴者とは逆に 信号が側方に寄った方が聴きにくい Spatial Release from Maskingは存在するが健聴者とは逆のパターンがある 感音難聴では、両耳間時間差の検出が難しい可能性 ○ ○ ○ ● ● ●
- 24. 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 健聴者はS/N = -15dB 両側補聴器にS/N = 15dB 摩擦音「さ」はど の配置でも聴き やすい ＝SMRが小さい 破擦音「ざ」、半 母音「わ」「や」、 破裂音「だ」、弾 音「ら」は信号が 側方に寄った方 が聴きやすい ＝SMRが大きい ○ ○ ○ ● ● ● 半母音「わ」●、弾音「ら」○は 信号が側方に寄った方が聴きにくい SMRは存在するが健聴者とは逆のパターンがある 両耳間時間差の検出が難しい可能性 高音部の感音難聴の症例
- 25. 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 者はS/N = -15dB 両側補聴器にS/N = 15dB 摩擦音「さ」はど の配置でも聴き やすい ＝SMRが小さい 破擦音「ざ」、半 母音「わ」「や」、 破裂音「だ」、弾 音「ら」は信号が 側方に寄った方 が聴きやすい ＝SMRが大きい ○ ○ ○ ● ● ● 半母音「わ」●、弾音「ら」○は 信号が側方に寄った方が聴きにくい SMRは存在するが健聴者とは逆のパターンがある 両耳間時間差の検出が難しい可能性 高音部の感音難聴の症例
- 26. 考察 健聴者では、語音がマスカーから空間的に分離されると同じ方向の場合に比べて12dB ほど聴取閾値が改善する。Spatial release from masking (SRM) Freyman 1999, Arbogast 2005, Hawley 1999, 2004, Drullman 2000, Litovsky 2005 →今回の計測でも確認された。 健聴者においてはSRMの効果はマスキングの種類によって異なる。Information masker ではSRM=5-40dBであるのに対してenergetic maskingではSRMは10dB以下である。Kidd 1998 →今回の雑音によるマスキングはenergetic maskingであり、SRMは全体的に小さかった。 破裂音、半母音、弾音は後続母音のフォルマントの移動パタンが利用できるが、これら の子音ではSRMが比較的大きかった。 →両耳聴による音脈文擬(Auditory segregation）が使いやすい。 摩擦音は雑音に近いため、その周波数分布によってマスクされやすさが大きく異なる。 SRMもおこりにくい。
- 28. 弾音 通鼻音 破擦音 破裂音 半母音 摩擦音 S/N = 5dB S/N = -5dB S/N = -15dB S/N = -20dB 弾音の「ら」は、小 さな雑音の場合は、 信号が正面の方が 聴きやすい ＝SMRが大きい 摩擦音「さ」はど の配置でも聴き やすい ＝SMRが小さい 破擦音「ざ」、半 母音「わ」「や」、 破裂音「だ」、弾 音「ら」は信号が 側方に寄った方 が聴きやすい ＝SMRが大きい 破擦音「ざ」、摩 擦音「さ」は大き な雑音下でも残 りやすい 摩擦音「さ」と摩 擦音「は」の正答 率は大きく異な る 結果１
- 29. 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=+5dB SP6 雑音SP2 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=-15dB SP6 雑音SP2 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=-20dB SP6 雑音SP2 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=+5dB SP6 雑音SP4 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=-15dB SP6 雑音SP4 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=-20dB SP6 雑音SP4 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=+5dB SP6 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=-5dB SP6 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 #N/A SP6静寂下閾値 S/N=-15dB SP6 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP4静寂下閾値 S/N=+5dB SP4 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP4静寂下閾値 S/N=-15dB SP4 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP4静寂下閾値 S/N=-20dB SP4 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP2静寂下閾値 S/N=+5dB SP2 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP2静寂下閾値 S/N=-15dB SP2 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP2静寂下閾値 S/N=-20dB SP2 雑音SP6 L80-F F-L80 L40-F F-L40 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=+5dB SP6 雑音SP6 回答 検査音 両耳の聴力正常 な４名の成人被 験者（３４歳～４０ 歳） まず構音様式で 子音の聴取結果 を分類した 通鼻音→弾音な ども見られるが 傾向が分かりに くい S/Nが小さくなる
- 30. 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=+5dB SP6 雑音SP2 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=-15dB SP6 雑音SP2 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=-20dB SP6 雑音SP2 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=+5dB SP6 雑音SP4 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=-15dB SP6 雑音SP4 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP6静寂下閾値 S/N=-20dB SP6 雑音SP4 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP4静寂下閾値 S/N=+5dB SP4 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP4静寂下閾値 S/N=-15dB SP4 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP4静寂下閾値 S/N=-20dB SP4 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP2静寂下閾値 S/N=+5dB SP2 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP2静寂下閾値 S/N=-15dB SP2 雑音SP6 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 SP2静寂下閾値 S/N=-20dB SP2 雑音SP6 L80-F F-L80 L40-F F-L40 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 摩擦音 半母音 破裂音 破擦音 通鼻音 弾音 被験者間では構音様式別の回答パタン は大きく異なる
- 31. ら まなざぱたかばだがわやさは はさやわがだばかたぱざなまら SP2 L80 Noise:SP6 Red : S/N= 5dB Blue : S/N=-15dB Green: S/N=-20dB ら まなざぱたかばだがわやさは はさやわがだばかたぱざなまら SP4 L40 Noise:SP6 Red : S/N= 5dB Blue : S/N=-15dB Green: S/N=-20dB ら まなざぱたかばだがわやさは はさやわがだばかたぱざなまら SP6 0 Noise:SP6 Red : S/N= 5dB Blue : S/N= -5dB Green: S/N=-15dB ら まなざぱたかばだがわやさは はさやわがだばかたぱざなまら SP6 0 Noise:SP2 Red : S/N= 5dB Blue : S/N=-15dB Green: S/N=-20dB ら まなざぱたかばだがわやさは はさやわがだばかたぱざなまら SP6 0 Noise:SP4 Red : S/N= 5dB Blue : S/N=-15dB Green: S/N=-20dB 信号音源と雑音音源の位置を入れ替えると異聴 のパターンが変わり、また一方を固定して他方の 角度を変えるだけでも異聴のパターンは変化した 空間的配置の影響の大きさは子音の種類によっ て異なっていた 耳介と頭部の形態の効果を受ける周波数帯と日 本語の子音弁別に必要な周波数帯は重なるため、 負荷される雑音音源と信号音源の相対的な位置 関係によって子音聴取の正答率のパターンが複 雑に変化する 回答 検査音