2019 Fiscal Year Research-status Report

鼻腔・副鼻腔の音響的および構造的多様性とその音声学的寄与の探究

Research Project

Project/Area Number	19K12031
Research Institution	Konan University
Principal Investigator	北村達也甲南大学, 知能情報学部, 教授 (60293594)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	真栄城哲也筑波大学, 図書館情報メディア系, 准教授 (30361356) 竹本浩典千葉工業大学, 先進工学部, 教授 (40374102)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	鼻腔 / 副鼻腔 / 音声 / 音響計測 / FDTD法
Outline of Annual Research Achievements	今年度はまず高品質なX線CTデータの撮像に取り組んだ．東京慈恵会医科大学の協力を得て，CT装置（CANON Aquilion Prime）にて鼻音/m/発声時の口腔・鼻腔・副鼻腔領域の3次元画像を撮像した．データの空間分解能は，0.38×0.38×0.5 mm^3という高解像度なものである．実験協力者は健常者および鼻腔・副鼻腔領域に疾患を持つ患者であり，患者の一部は手術前後のデータを得ることができた．実験の手続きは審査を受け承認されたものであり，すべての実験協力者から書面で同意書を得た．得られたX線CTデータを対象にして，頭部の組織と空気の領域を分類する画素値の閾値と声門の取り扱いについて検討した．閾値の値と声門の条件を組み合わせてFDTD法による音響解析の結果と，当該の実験協力者の音声のスペクトルを比較し，妥当な閾値を決定した．その結果，/m/発声時の声門は閉鎖していると見なしてよいことを明らかにし，また閾値を決定することができた．この音響解析にて得られた閾値を用いて，3Dプリンタにより鼻腔・副鼻腔領域の模型を製作した（/m/発声時のため口腔部は閉鎖している）．そして，代表者らにより開発された手法にて，この模型の音響特性を計測した．この手法では，模型の鼻孔から計測用の音響信号を入力し，声門部にてその応答を計測する．音響機器および設定の調整を経て鼻腔・副鼻腔の音響特性を得た．この音響特性は，上記のFDTD法による音響解析の結果と近いことが確認され，音響計測および音響解析の妥当性を示すことができた．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 新型コロナウィルスの感染拡大の影響により，研究用のCTデータを撮影できなくなってしまい，予定していた人数，条件のデータが得られなくなってしまったため．
Strategy for Future Research Activity	研究用のCTデータを撮影できない状況は相当の期間続くと予想される．そのため実施される研究やその一般性は制限されるが，現在所有しているデータを詳細に分析していくことによって成果を挙げていく方針である．
Causes of Carryover	計画時に購入，使用する予定であった計測用マイクロフォンを安価なものに変更したことに加え，2020年3月に予定されていた学会，研究会，打合せが新型コロナウィルス感染拡大防止のため中止となり旅費を使用しなかったため．次年度も新型コロナウィルスに関する状況を考慮しつつ研究費を執行する予定である．