2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K12596
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
和田森 直 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60303179)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光音響分光法 / 骨導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
20kHz以上の超高周波音であっても、骨導で提示された音声(骨伝導超音波)を知覚でき、可聴信号で振幅変調した超音波振動を耳周辺軟骨に加える超音波ヘッドホンなどが開発されており、聴覚健常者はもとより、重度感音性難聴者にも知覚される場合があることが報告されている。報告者は、微量化学分析法として知られている光音響分光法(PAS; Photoacoustic spectroscopy)を応用して、非侵襲生体計測に関する研究を続けている。PA効果は、試料に強度変調した単色光を照射すると、光吸収に伴い試料内部で変調周波数に同期した発熱が起こり、その周期的な発熱が熱波や弾性波として、空気中に音波を発生させる現象である。これまでに、上層に光吸収の弱い、下層に光吸収の強いシリコーンゴムから構成される二層生体等価ファントムを用いて、上層の厚さを変更させて周波数振幅特性を測定した結果、下層からのPA 信号が上層の厚さに依存して変化することを確認し、深さ約5.0 mmからPA信号を検出可能であることを示した。
このPA効果を利用して耳周辺軟骨を加振する骨伝導音声情報提示装置を開発し、その性能評価を開始した。まず、天然ゴムを用いて、PA信号の発生および試作器による検出を確認した。つぎに、最大入力振幅3.0Vppにて8.4mWの光出力を低下させながら、PA信号を測定し、入力振幅に比例したPA信号強度を確認した。
さらに、従来は、機器のあて方や場所によって振動の伝わり方が異なり、固定するのが難しいという問題点があった。そこで、PA効果により発生したPA信号と光変調に用いられた音声信号との関係性に基づいて、音響エコーキャンセラなどに用いられている適応信号処理により物理的伝達特性を推定し、比較的明瞭に音声が知覚できるように、様々な状況に応じた適切な音量や周波数特性に補正する処理を実装した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初、使用を予定していた半導体レーザが製造中止となるとの報告を受け、光源装置周辺の再設計をすることとなったため
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| Strategy for Future Research Activity |
光音響効果を応用した骨伝導音声情報提示装置の評価
日本工業規格では、純音オージオメータにおける骨伝導受話器をメカニカルカプラにより校正する方法について規定がなされている。次の規定に基づいてPA効果を応用した骨伝導音声情報提示装置の評価を行う。
(1) 125-4000Hzの音圧レベル (2) 4000Hzを超える周波数の音圧レベル (3) 全高調波ひずみ(4) 周波数変化率 (5) 持続時間 (6) 周波数応答 (7) マスキングの遮断周波数 (8) マスキング-36dBレベル (9) 125-4000Hzのマスキングレベル (10) 250-4000Hzの振動の力のレベル(11) 4000Hzを超える周波数の振動の力のレベル (12) レベルの変化率 (13) 聴力レベル調整器の直線性 (14) 上昇及び下降時間
これらの検討から、適応信号処理を加えたPA効果を応用した骨伝導音声情報提示装の有効性を確認し、臨床研究への可能性を示す
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| Causes of Carryover |
予算額と執行額とに若干の差が生じたため
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
少額であり、翌年度は計画通りに実施する
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