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喉頭がん，声帯ポリープなど発声障害の診断時に行われる音声検査（GRBAS尺度）は客観性に乏しい問題がある．声帯付近の病変が直接的に影響する声帯部の流速変動波形（声帯音源波）を推定できれば，病変を客観的に捉えることができる．本提案課題では，ヒトの発声器官を模した実体模型を製作し，声帯音源波の測定結果と音源逆解析結果を比較しながら音源逆解析手法を改良し，GRBAS尺度の補助的な役割を担う新たな発声障害診断技術を開発する．さらに，声帯の自励振動を含めた音声生成解析モデルを作成して，病変による声帯音源波形の変化の特性・変化のメカニズムを明確にし，診断に役立つ知見を得ることを目的としている．
令和２年度は，病変による声帯音源波形変化の特性およびメカニズムを把握するため，声帯部の自励振動を含めた気道から声道までの音声生成モデルの作成と，実体模型を用いた病変による声帯音源波形変化の再現を行った．
具体的には，声帯部分を有限要素法でモデル化し，モード解析を用いた２次元声帯振動モデルと１次元流体解析モデルを連成させた音声生成モデルを作成した．これまでの音声生成モデルとしては，Ishizakaらの2質点モデルなどがあるが，実際の声帯の形状・物性から2質点モデルのパラメータを決定することが困難な問題があった．本研究で提案した音声生成モデルは実態に即しながら，解析負荷が小さい解析モデルとなっている．実体模型の音声測定結果との比較により，提案モデルの妥当性を確認した．さらに，固有値解析やシューティング法を用いた非線形定常周期解の求解を行い，自励振動解の発生領域の把握や自励振動の発生メカニズムを解明した．そして，解析モデルと実体模型を用いて，いくつかの病変による声帯自励振動の変化のメカニズムを解明した．
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