Japan Advanced Institute of Science and Technology Author(s) 齋藤, 浩人; 赤木, 正人
Citation
Research report (School of Information Science, Japan Advanced Institute of Science and
Technology), IS-RR-98-0011P: 1-39 Issue Date 1998-03-26
Type Technical Report Text version publisher
URL http://hdl.handle.net/10119/8382 Rights
Description リサーチレポート（北陸先端科学技術大学院大学情報 科学研究科）
口 腔 疾 患 に 伴 う 構 音 障 害 の 音 響 的 特 徴 に 関 す る 研 究 齋 藤 浩 人 、 赤 木 正 人 1998年3月26日 IS-RR-98-0011P 北 陸 先 端 科 学 技 術 大 学 院 大 学 情 報 科 学 研 究 科 音 情 報 処 理 学 講 座 〒923-1292石 川 県 能 美 郡 辰 口 町 旭 台1-1 [email protected],[email protected] copyright(c)HirotoSaito,MasatoAkagi,1998 1SSNO918-7553
常 音 の診 断 は医 療 従 事 者 の聴 覚 印 象 に頼 って い る の が現 状 で あ り、 歪 音 の 音 響評 価 は客 観 的 、 定 量 的 評価 に欠 け る こ とが 多 い。構 音 障 害 の客 観 的評 価 を試 み た 報 告 と して は 、構 音 運 動 を観 察 した もの と して は 、 エ レ ク トロパ ラ トグ ラフ ィ ー 、超 音 波 診 断 装 置 、顎 運 動 解 析 装 置 、MRI 撮 像 な どが あ り、 音 響 分 析 に よ る もの と して はサ ウ ン ドス ペ ク トログ ラ フ、パ ワー ス ペ ク トラ ム な ど によ る もの な どが あ る。 しか し 口腔 疾 患 に よ る構 音 障 害 の音 響 的特 徴 と構 音 動態 との 関 連 の検 討及 び音 響 的 な 物 理 量 と聴 覚 的 な特 徴 との関 連 に関 す る検 討 は十 分 に行 なわ れ て いな い。 特 に舌 ・口底悪 性 腫 瘍 切 除後 には 舌 ・口底 の欠 損 と運 動 障 害 によ る構 音 障害 を 生 じ リハ ビ リテ ー シ ョ ンの 一貫 と して 舌 接触 補 助 床(PalatalAugmentationProsthesis(以 下PAP))お よ び 訓 練 によ っ て機 能 の 改 善 を図 る が 、本 装 置 に よ る構 音 動態 お よ び音 響 的 な変 化 に つ い て検 討 した 報 告 は ほ とん ど見 られ な い 。 そ こで 、本 研 究 で は 舌 ・口底 切 除1症 例 につ いて 、術 後 経 過 お よ び 、PAP適 用 前後 の構 音 動 態 お よ び音 響 特 性 に つ い てパ ラ トグ ラフ ィー、 発 語 明 瞭度 、音 響 分 析 、核 磁 気 共 鳴画 像(MRI) によ る音 響 管 モ デ ル を用 い検 討 を行 な った 。 そ の結 果 、母 音 で は術 後 か ら現 在 に至 る経 時 的 な 明 瞭度 の変 化 やPAP装 着 に よ る 明 瞭 度 の 改善 はわ ず か で あ っ たが 音 響 分 析 で は フ ォル マ ン トが健 常 人 に近 い位 置 へ 移 動 す る こ とが確 認 され た。 特 に[i]ではパ ラ トグ ラム 所 見 上 で 舌 の 口蓋 前方 方 向へ の接 触 領 域 が増 加 し、 音 響 的 に も改 善 が み られ た。 子 音 で は主 と して 歯 音 ・歯 茎 音 のPAP装 着 によ る改 善 が著 し く、パ ラ トグ ラム所 見 で もPAP 装着 に よ って 舌 の 口蓋 へ の接 触 の増 加 が み られ 、 明 瞭度 の著 しい上 昇 が み られ た。 音 響 特 性 に も著 しい変 化 が み られ 、 第 一 強 調 部 の上 昇 及 び音 圧 の増 加 が 確 認 され た。 特 に 、子 音[∫]では 舌 に よ る狭 め の形 成 が 健 常 人 に近 づ き、明 瞭 度 が 、PAP装 着 に よ り、20%か ら90%に 改 善 され る とい う効 果 が 確 認 され た。 音 響 分 析 にお いてPAP装 着 に よ り歯 音 ・歯 茎 音 の第 一 強 調 部 が 上昇 し音 圧 増 加 も見 られ た。 この改 善 は健 常 人 に近 い方 向へ の変 化 で あ り、PAPの 有 用 性 が 示 され た。 ま た、[i】発 音 時 に核 磁 共 鳴 画 像(MRI)撮 影 を行 な い 、声 道 音 響 管 モ デ ル を作 製 した 音 響 デ ー 2
タ と実 音 声 とを 比較 した と ころPAP装 着 時 に は発 音 時 の狭 め の増 加 は音 響 的 な変 化 を引 き 起 こ し、声 道 の狭 め の重 要 性 を示 した。 以 上 よ り、PAP装 着 に よ る 舌接 触 部 位 の増 加 は 発 語 明 瞭 度 と音 響特 性 の改 善 に有 効 で あ る こ とが示 され 、発 音 に お ける狭 め の位 置 の重 要 性 が 示 唆 され た 。す な わ ち 、PAP装 着 によ る適 切 な 舌接 触 部 位 の増 加 は 、発 語 明 瞭度 の改 善 に貢 献 し、 特 に音 響特 性 改善 に有 効 で あ り、 自然 性 を もっ た音 声 発 声 に とっ て重 要 で あ る とい う こ とが 明 らか とな った 。 今 後 、 これ ら フォ ル マ ン ト位 置 の定 量 化 、切 除 部 位 や再 建材 料 に よ る違 い と い った 他 症 例 と の 比較 検 討 を行 う。そ れ らは 、 口腔 疾 患 に よ る異 常 音 の客 観 的 な診 断 が 可能 とな り、 ど の診 療 機 関 にお い て も適切 な 治 療 を助 け る 手 だて とな るで あろ う。
Abstract
Speechcharacteristicsutteredbyapatientaftertongueandmouthfloorresectionareinvestigated
usingpalatography,speechintelligibilitytestandacousticanalysis.Analyzingvowel[i],thecontactarea
increasesandtheformantfrequenciesmovetonormalspeechpositionswithPalatalAugmentation
Prosthesis(PAP).Intheutterancesof[f],sincethevocaltractcanbeconstrictedwithPAP,speech
intelligibilityimproves,thelowestformantcharacterizing[f]shiftstothehigherfrequency,andthe
powerlevelofthehigherfrequencyincreases.Additionally,vocaltractshapesaremeasuredusinga
magneticresonanceimaging(MRI)andformantfrequenciesareestimatedfromthemeasuredvocaltract
shapesusingavocaltractmodel,toinvestigaterelationsbetweenestimatedandanalyzedformant
frequencies.Thefindingsleadtothefollowingconclusions:(1)Thepositionofthevocaltractconstriction
isimportanttoutternaturalspeechwithhighintelligibility.(2)WithPAPproducesawideconstrictionof
thevocaltractwasproducedandhighspeechintelligibilityscoreforthepatientwasobtained.
3第1章
序 論
1.1研 究 の 背 景 1.2研 究 の 目 的第2章
研 究方法
2.1症 例 2.2観 察 方 法 2.3聴 覚 的 評 価 2.3.1単 音 節 発 語 明 瞭 度 2.3.2構 音 検 査(音 節 復 唱 検 査) 2.4構 音 動 態 の 観 察 2.4.1エ レ ク ト ロ パ ラ ト グ ラ フ ィ ー 2.4.2MRI撮 像 法 2.5音 響 分 析 2.5.1サ ウ ン ドス ペ ク ト ロ グ ラ ム 2.5.2FFTパ ワ ー ス ペ ク ト ラ ム 2.5.3不 偏 推 定 法 に よ る ケ プ ス ト ラ ム 平 滑 化 対 数 ス ペ ク トル 2.6音 響 管 モ デ ル の 構 築 2.6.1音 響 管 モ デ ル に つ い て 2.6.2声 道 伝 達 関 数 の 近 似第3章
観察結果
3.1単 音 節 発 語 明 瞭 度 3.1.1構 音 点 別 発 語 明 瞭 度 3.1.2母 音(Confusionmatrix) 3.1.3子 音(Confusionmatrix) 3.2エ レ ク ト ロ パ ラ トグ ラ フ ィ ー に よ る 構 音 動 態 観 察 結 果 3.2.1被 検 音 3.2.2母 音 3.2.3子 音 43.3音 響 分 析 結 果 3.3.1被 検 音 3.3.2母 音 3.3.3子 音 3.4音 響 管 モ デ ル 構 築 結 果 3.4.1健 常 人 に お け る 比 較([i]発 音 時) 3.4.2症 例 に お け るPAP装 着 前 後 の 比 較([i]発 音 時)
第4章
全体考 察
4.1観 察 結 果 の ま と め 4.2考 察 4.3結 論 4.4今 後 の 課 題謝辞
参考文献
5口腔領 域 疾 患 あ る いは そ の 術後 後 遺 症 に よ って 、 しば しば言 語 障 害 が 生 ず るが 、そ れ らの異 常 音 の診 断 は 医 療 従 事 者 の聴 覚 印 象 に頼 って い る の が現 状 で あ り、 歪 音 の音 響 評 価 は客 観 性 、 定 量 的 評 価 に欠 け る こ とが 多 い。 構 音 障 害 の客 観 的評 価 を試 み た報 告 と して は 、構 音 運 動 を観 察 した もの と して 、 エ レ ク トロパ ラ トグ ラ フ ィ ー1、超 音 波 診 断装 置2、 顎 運 動 解 析 装 置34、 MRI撮 像 法56に よ る ものが あ り、音 響 分 析 に よ る もの と して はサ ウ ン ドス ペ ク トログ ラ フ78、パ ワー ス ペ ク トラム9な どに よ る もの な どが あ る。しか し 口腔 疾患 に よ る構 音 障害 の音 響 的 特 徴 と 構音 動態 との 関連 の検 討 及 び音 響 的 な物 理 量 と聴 覚 的 な特 徴 との 関連 に 関す る検 討 は 十 分 に行 な わ れ て い な い 。そ こで 歪音 を客 観 的 に分 析 しそ の特 徴 と動態 の 関連 につ い て検 討 を行 う。 そ の結 果 、 口蓋 裂 、腫 瘍 、 変 形症 な どの 口腔 疾 患 に よ る異 常音 の客 観 的 な 診 断 が 可 能 とな り、 どの 診 療 機 関 で も適 切 な 治 療 を行 え る よ うに な る ので 顎 口腔 機 能 障 害 の リハ ビ リテ ー シ ョン の お け る臨 床 的 意 義 は 大 き い。 さ らに、21世 紀 にお いて は コ ン ピ ュー タネ ッ トワー クが 発 達 し 医療 機 関 の情 報 が 相 互 に交 換 され る時 代 が 到来 す る もの と予 測 され る ので 臨 床 お よ び研 究 にお いて も迅 速 な デ ー タ の交 換 に役 立 つ とい う点 で も極 めて 社 会 的 意 義 が 深 い と考 え る 。
1.2研
究 の 目 的
近年 、再 建 外 科 の進 歩 に伴 っ て悪 性 腫 瘍 術 後 の機 能 障 害 は減 少 して い る 。 しか し、 な お 術後 に言語 障害 を伴 い リハ ビ リテ ー シ ョ ンの対 象 とな る症 例 が 少 な くな い 。 特 に舌 ・口底 切 除後 には 舌 ・口底 の欠 損 と運 動 の障 害 によ る構 音 障 害 が 生 じ、 日常 の コ ミュ ニ ケー シ ョン に支 障 を きた す こ とが多 い 。側 方 原 発 症 例 で は 舌 の 部 分 切 除 程 度 で あれ ば単 純縫 縮 で も軽 度 の発 音 障 害 が 生 ず るだ けで あ る が 、 半側 切 除 で は、 中等 度 の 障 害 が 発 現 す る。 さ ら に切 除 範 囲が 亜 全 摘 に な る と 日常 生 活 に支 障 を生ず る ほ どの重 度 の発 音 障 害 を 引 き起 こす 。術 後 に 発 音 障 害 が 発 現 し た 場 合 は 舌 接 触 補 助 床(PalatalAugmentationProsthesis)(以 下 PAPlo)に よ っ て機 能 の改 善 を 図 る。舌 接 触 補 助 床 の 適用 と有 効 性 は切 除 範 囲 と再 建 の有 無 によ るが 、 と くに改 善 が著 しい の は単 純 縫 縮 例 で は舌 半側 切 除 ま で 、 中 間層 植 皮 例 で は舌 亜 全 摘 ま 6で で あ り、前 腕 皮 弁 再 建 例 で は亜 全 摘 例 まで で あ る。 しか し、発 語 明瞭 度 検 査 で著 しい 改 善 が 見 られ な い場 合 で も他 覚 的 に音 の響 きが 明 瞭 にな った り、患 者 が発 音 しや す くな っ た と 自覚 的 に満 足 す る こ とが 多 い の で舌 ・口底 切 除 例 の多 くが 舌接 触 補 助 床 の適 用 とい え る。 しか し、舌 ・口底 切 除後 症 例 にお け る手 術 後 の構 音 動態 お よ び音 響 的特 徴 につ い て 十 分 に解 明 され て い る とは言 え な い 。ま た 、PAP装 着 によ る変化 にっ い て も客 観 的 に検 討 され て いな い の が現 状 で あ る。 そ こでPAPの 舌 ・口底 切 除 症 例 の発 音 障 害 に及 ぼす 影 響 を究 明 す る こ と を 目的 と して本 報 告 で は 舌 ・口底 切 除後PAPが 適 用 され た1症 例 に対 し装着 前後 の構 音 動態 と 音 響特 性111213につ いて パ ラ トグ ラム 、 音 響 分 析 、MRI撮 像 法 、聴 取 実 験 の結 果 か ら検 討 を 行 った 。 7
第2章
研 究 方 法
2.1症 例 症例 は37歳 男性 で 発音 障 害 を主訴 と して1991年5月 昭 和 大 学歯 学 部 第 一 口腔 外科 受 診 。6 ヶ月 前 に他 院 にて 舌腫 瘍(T3NOMO)と の診 断 の も と舌 亜 全 摘 、 右 全 頚 部 郭 清 術 、 左 上 頚 部 郭 清 術 、 下顎 区域 切 除 、肩 甲 骨 皮 弁 に よ る即 時 再 建 術 が 施 行 され て いた 。(図1、 図2) 舌 は 、ボ リ ュ ーム が 不 足 し、前方 突 出お よ び舌 尖 の 口角 へ の 接触 、開 口時 の 上 顎 前 歯 、口蓋 へ の接触 は 不 可能 で あ り、 舌 前 方 か ら中央 部 の著 しい運 動 障 害 が見 られ た 。 舌 根 部 にお け る 開 口 時 の 軟 口蓋 へ の 接触 は 問 題 な か った 。 本 症 例 に対 し発 音 お よ び 嚥 下 時 の パ ラ トグ ラム を用 いてPAPの 調 整14を行 い 適 用 した 。(図3) 手 術 部 位 ロ唇 ロ唇 粘膜 硬 ロ 軸 頬 、 緊 ・ 鐙 頬 粘 膜 ノぴ へ エ耀
ゆ塾
切 除部位 疑 ザ ー 軟 ロ蓋 す 咬筋 [図1切 除 部位 と病 変 部 位]顯 灘饗轡 爾 磁
轟 欝 ザ難
欝
蓼 ・ 雛 妻 き 藤 '響 [図2症 例 口腔 内写 真] 8d■
灘 調整は薄い レジンロ蓋床の上 に調整剤 として のブラックコンパ ウン ドを添加 して いき、舌音 発音時 に口蓋 に舌が出来 るだ け正 常 に近 い状態で接触 出来 き、かっ嚥下障害 も改善す る形態 を パ ラ トグ ラム採取 を行 な いなが ら決定 した。 盤 嚥下は水のみテス トを行 な い、水 を飲 み終 えるまで の時間はPAPな しでは顔 を上 向きに し て約2.5秒 。装着後 は前 をむ いて うなず き嚥下 で約2.2秒 と正常範囲内で あった。
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灘 鱗 響 霧 砺 境 曽翔' '漁' ρ 冨6雛 簸 離 '漁 。 欄 ミ 誌譜 濫 ,鍵灘
㌣
難
脇 ・'華 軽 輸』
[図3PAP(舌 接 触 補 助 床)装 着 時] 92.2観
察 方 法
1)聴 覚 的評 価 ・単 音 節 発 語 明瞭 度 検 査 ・構 音 検 査(音 節 復 唱 検 査) 2)構 音 動 態 の観 察 ・視 診(ス テ ン レス板) ・エ レク トロパ ラ トグ ラ フィ ー ・MRI撮 像 法 3)音 響 分析 ・フ ォル マ ン ト解 析 ・FFTパ ワ ース ペ ク トラム ・不偏 推 定 法 によ るケ プ ス トラム平 滑 化 対 数 ス ペ ク トル 次 節 以後 、 各方 法 につ いて 詳細 に説 明す る 。 2.3聴 覚 的 評 価 2.3.1単 音 節 発 語 明 瞭 度 検 査 降矢 の方 法15に 準 じた100音 節 の もの を いい 、客 観 性 が あ り、 また 、 数 値 化 出来 る た め に 、 構 音 障 害 の程 度 を評 価 す る の に有 効 な 方 法 で あ るが 、録 音 や 聞 き取 りに時 間 が か か り、 また 、 文脈 の手 が か りが な い た め 、重 度 の症 例 で は 書 き取 りが難 しい こ と、1音1音 の 明 瞭 性 つ い て は評 価 出来 る が 、患 者 の話 し こ とば全 体 にっ いて は評 価 で き な い とい う短 所 が あ る。 方 法 は ラ ンダ ム に配 列 した 日本 語100音 節(図4)を2秒 間 隔 で発 音 させ 、DATに 録 音 し 後 日録 音 テ ープ を言 語 治療 士 を含 ま な い健 常 者 に聴 取 させ 、最 も近 い 日本 語 音 節 を仮 名表 記 、 そ の結 果 か ら正 し く聴 取 され た音 節数 を平 均 回答 率 と して 表す 。 録 音環 境 マ イ ク:SONY550ΩELECTRETCONDENSERMICROPHONE-MP DAT:DIGITALAUDIOTAPE-CORDERTCD-DIO(SONY) 遮 音 室:リ オ ン、AT-30 聴 取 採 取 時 期:術 後8ヶ 月後 、1年11ヶ 月 、3年4ヶ 月 、5年2ヶ 月後 、6年5ヶ 月後 被 験 者:患 者 に接 した こ との な い健 聴 者10名 10n eへ ぞ ㌔a急.彊 蟹 門 春 [図4使 用 した発語 明瞭度検査表の例] 2.3.2構 音 検 査(音 節 復 唱 検 査) 熟練 した治療者が音声 を耳で聴 いた り、構音動作 を直接観察 して判定す る方法で ある。構音 検査 として単音節 レベル、単語 レベル、文章 レベル、会話 レベル の構音能 力を復唱 、音読 によ って系統的 に検査す る。 また、構音時の動作を直接観察す る と同時 にステ ンレス板 を用 いて呼 気流 を検 出 し、 これ らの結果 を記録す る。 魂:
蓋多
紮
難
11L
2.4構 音 動 態 の 観 察16 2.4.1Electropalatography(EPG)検 査17 (a)方 法 Electropalatographyと は舌 と 口蓋 の接 触 を検 出す る もの で 、 リオ ン社 製 モ デ ルDP-20エ レ ク トロパ ラ トグ ラ フを用 い て行 な っ た。 通 常 の人 工 口蓋(図5)に 加 え て今 回 は 舌 とPAPの 接 触 の 動態 を検 索 す る た め にPAPの 表 面 に電 極 を配 置 した特 殊 な 人 工 口蓋 を作 製 した 。(図6) 口腔 内 に人 工 口蓋 を 装 着 して 、 日常 行 な っ て い る構 音 運 動 が再 現 で き るよ う に十 分 慣 れ させ た 後 、検 査 を行 な った 。
叢 翻
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一矯麟 繍 ご [図5通 常 の 人 工 口蓋]醸
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[図6PAPの 表 面 に電 極 を設 置 したPAP型 人 工 口蓋] 12一 2.4.2MRI(magneticresonanceimaging)撮 像 法 口 腔 器 官 の 形 態 情 報 を 把 握 す る た め に 非 侵 襲 性 で あ る 核 磁 器 共 鳴 画 像(MRI)を 利 用 し 、声 道 情 報 を 抽 出 し た 。 (a)計 測 方 法 昭 和 大 学 病 院 放 射 線 科 に て 撮 影 、 シ ー メ ン スMPR処 理 を 行 な っ た 。 使 用 機 器 シ ー メ ン ス 社:ビ ジ ョ ンVersion31B シ ー ケ ン ス 名:Fisp3D TR5msec TE2msec :FA15度 、FOV25cm 撮 像 領 域:7.9cm×25cm(32分 割 隙 間 な し) 分 解 能:128×256pixels (lpixe1=1.95mmxO.98mm) 撮 像 時 間:21msec 加 算 回 数:1回 13
一
一
2.5音
響 分 析
2.5.1サ ウ ン ド ス ペ ク ト ロ グ ラ ムSoundspectrogram
非 定 常 な 音 響 信 号 の 特 性 を 見 や す く 表 現 す る た め に 、 横 軸 を 時 間 軸 、 縦 軸 を 周 波 数 軸 と し て 、 短 時 間 周 波 数 分 析 さ れ た 結 果 の ス ペ ク トル 成 分 の 強 度 を 濃 淡 で 表 現 し た も の で あ る 。
遮 音 室 に てDATに 録 音 し た も の をDAT-Linkを 使 用 し 計 算 機 に 、20kHzに てdownsampling
を 行 い 、 ス ペ ク ト ラ ム ム ー ブ メ ン ト を 算 出 し サ ウ ン ドス ペ ク ト ロ グ ラ ム を 作 成 し た 。(図7) 出 力 時 の 設 定 は 次 の 通 り 。 Samplingfrequency:20.OkHz FramePeriod:2.Omsec FFTLength:1024 勝 徽 猫 ㌘ 麺、1韓 鱗轟 懲轟 馳懸 趣瀬 卿.?糖 鳥 4E 鴎 轡 恐 勢 聾 4 蕊 凝 葱 豪 臆峯 臣 諺 輝
一
二
憲 譜 ♪ } ﹃ ㌍ 難 曽 '層 瓦. 孚舵睡塾
、齢 野鞭 ゆ 叡1 憩謙 藪嘉 群轟 趣懸 ㈱ 戯 警 馴麗 肇獅 縫 貼 [図7[a]発 音 時 ス ペ ク トログ ラム] 14 ・一一陶囎一 醐 ■闘 ■■ ■■圏 ■■圏■■■■■■■ ■ ■■■■ 醗一 2.5.2FFTパ ワ ー ス ペ ク ト ラ ムFastfouriertransformpowerspectrum 離 散 的 フ ー リ エ 変 換 の 高 速 計 算 法 の こ と で あ り 、 以 下 の 設 定 に て 行 っ た 。 Samplingfrequency:20.OkHz FFTLength:256 Windowtype:Hamming 2.5.3不 偏 推 定 法 に よ る ケ プ ス ト ラ ム 平 滑 化 対 数 ス ペ ク ト ル1819 maximumlikelihoodspectrumestimation(以 下 不 偏 推 定 法) 音 声波 形 の ス ペ クル 包 絡 を 、全 極 形 有 理 ス ペ ク トル と仮 定 して 、N個 の波 形標 本 値x=(x1,x2, …,xN)の 対 数 尤度L(xlω)を 最 大 にす る よ うな 、 パ ラ メ ータ ω(σ2,a1,a2,…,ap)を 求 め る こ と によ っ て 、 ス ペ ク トル包 絡 を推 定 す る方 法 。 従 来 の改 良 ケ プ ス トラム 法 は対 数 ス ペ ク トル を線 形 平 滑化 す る こ とに よ り、微 細 構 造 の ピー ク周 辺 を通 るス ペ ク トル 包 絡 を得 る方 法 で あ るが 、 問題 点 と して対 数 ス ペ ク トル に対 す る平滑 化 の意 味が 明 確 で な い、 推 定 値 に大 きな バ イ ア スが かか る と い った こ とが 挙 げ られ る。 不 偏推 定 法 で は対 数 スペ ク トル の 推 定 値 にバ イ ア スが 生 じ な い よ うに非 線 形 平 滑 化 を行 う こと に よ り、 改 良 ケ プ ス トラム 法 よ り得 られ る推 定 値 よ りも、 微 細 構 造 を表 現 す る スペ ク トル 包 絡 を得 る ことが で き る 。以 下 の設 定 にて 行 っ た 。 Samplingfrequency FramePeriod FrameLength FFTLength Windowtype Cepstrumorder :20.OkHz :2.Omsec :25.6msec :512 :Hamming :40 15
管 の伝 達 特 性 が 変 り、 同時 に種 々 の音 源 が 与 え られ る こ とに よ って 種 々 の 形 の ス ペ ク トル や 時
間構 造 を も った 言 語 音 が 作 られ る 。
声 道 の 面積 をMRI撮 像 法 によ り計測 し、音 響 管 モ デ ル に あて は め 、ス ペ ク トル 形 状 の 違 いが
声 道 の どの 部 分 に起 因す るか の検 討 を行 っ た。(図10)以 下 に示 す 図 はMRI撮 像 法 にて も と めた 健 常 人[i]発音 時 と症 例 のPAP装 着 、 非装 着 時 の[i]発音 時 の側 方 断 面 図 で あ る。
囲←
←圏
健 常 人([i]発
音 時)
ノ 岬ノ 蝋ヤ、 1 ノ 曳 ぐPAP非
装 着 時
PAP装
着 時
[図10音 響管 モ デ ル の し くみ] 162.6.1声 道 伝 達 関 数 の 近 似202122 声 道 を断 面積 が 声 門 か ら口唇 まで の 各場 所 に従 って 連 続 的 に変化 す る音 響 管 とみ な し以 下 の よ うに表 す 。
㈲=n〔AIC;幻
×㈲
一〔
会 鍛
〕(a)
た だ し 、 上 記 の 式(a)は 入 力 を 声 門 で の 音 圧P蹴 と 体 積 速 度 σ加、 出 力 を 口 唇 で の 音 圧P。Utと 体 積 速 度UoUtと し 、 各 パ ラ メ ー タ を 次 式 よ り 表 す 。 マ ト リ ッ ク ス の 要 素A;,B;,C,,D,(r-1,2,…n)は 第1セ ク シ ョ ン の 断 面 積area(i)[c㎡],セ ク シ ョ ン 長 △1[cm]を 用 い て 以 下(b)∼(e)の よ う に 表 す 。 な お 、 空 気 密 度 ρ[1.14×10弓g/c㎡],音 速c [35000cm/s]で あ り 、 γ 声 道 の 抵 抗 、 σ マ ス コ ン プ ラ イ ア ン ス か ら 計 算 さ れ る 複 素 変 数 で あ る 。 A;ニc・sh((rAl/c)(b) Bi--pc area(の γsinh(副/c) c-一 …(t)sinh((rel/c) (c) 1ρ cγ Di-c・sh(σ 四/c)(e) そ し て 声 道 伝 達 関 数H(ω)を 1H( ω)_ A-CZ 乙(f) と す る 。 た だ し 、ZLは 口 唇 で の 放 射 イ ン ピ ー ダ ン ス で あ る 。 (d) 17第3章
観 察 結 果
3.1単
音 節 発 語 明 瞭 度
図11は 術 後 経 過 とPAP装 着 前 後 にお け る単 音 節 発語 明 瞭度 の変 化 を示 す 。 術 後8ヶ 月後 の 明瞭 度 は40.2%で 、そ の後PAPの 調 整 を重 ね 、1年11ヶ 月 で は52.4%、 術 後5年2ヶ 月 でPAP非 装 着 で47.4%がPAPを 装 着 す る こ と によ り9.7%上 昇 、術 後6年5ケ 月 時 に は52.1%がPAP装 着 時 に は59.5%へ と明 瞭 度 が 上 昇 傾 向 を見 せ た 。経 時 的 に明 瞭 度 が 上 昇 を見 せ た の は術 後 の 口腔 機 能 の改 善 とPAP装 着 によ る舌機 能 の リハ ビ リ効 果 、 舌 機 能 訓 練 によ る効 果 が挙 げ られ る 。 術後経過と発語明瞭度_▲_PAPな し.4_PAPあ り 60 55亟
纒50 11 +fln 課45 40 40.2 52.4 52.9 43.8 57.1 47.4 59.5 52.1 01234567 術後経過年数 [図11術 後経過 と発語明瞭度]3.1.1構
音 点 別 発 語 明 瞭 度
図12,表1は 術 後8ヶ 月 、5年2ヶ 月 、6年5ヶ 月時 の構 音 点 別 発 語 明 瞭 度 の分 布 図で あ り、 歯 音 ・歯 茎 音 、硬 口蓋 音 で は 術後 経 過 、PAP装 着 と もに 明瞭 度 の 上 昇 が 見 られ た 。 また 、 図 13は 構 音 点 別 発 語 明 瞭 度 の 術 後6年5ヶ 月 時 のPAP装 着 前 後 の 比 較 の 分 布 図 で あ る 。 舌 と 口 蓋 の接 触 に よ って 音 が 産 生 され る、 歯 音 ・歯 茎 音 は23.7%か ら40.2%と 改 善 し、硬 口蓋音 は 77.1%か ら81.4%へ と改 善 が 得 られ た 。 他 の 音 で は改 善 が 少 な い結 果 で あ った 。 18一 (訳 ) 遡 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 × ▲ ■ ◆ O ▲ 入
曝
▲ ﹂ O ◆ 匿 口 唇 音 着 着 装 装 非 非 P P A A P P ■ ▲ 歯 音 ・ 歯 茎 音 硬 口 蓋 音 軟 口 蓋 音 ●PAP非 装 着 術 後8ヶ 月 5年2ヶ 月 ×PAP装 着 6年5ヶ 月OPAP装 着 [図12構 音 点別 発 語 明瞭 度]声
門
音
5年2ヶ 月 6年5ケ 月母
音
構 音 点 別 発 語 明 瞭 度(PAPな し) 術 後8ケ 月1年11ケ 月3年4ケ 月5年2ケ 月6年5ケ 月 口唇 音 歯 音 ・歯 茎 音 硬 口蓋 音 軟 口蓋 音 声門音 母音 71.5 9.8 62.9 1・ 100 88 ・1: 14.9 54.3 57.5 100 100 78.5 14.9 68.6 50 100 100 67.7 25.6 85.7 ・ 100 96 構 音 点 別 発 語 明 瞭 度(PAPあ り) 術 後8ケ 月1年11ケ 月3年4ケ 月5年2ケ 月6年5ケ 月 口唇 音 歯 音 ・歯 茎 音 硬 口蓋 音 軟 口蓋 音 声門音 母音 84.6 34.9 77.1 52.5 :・ 92 85.4 30.7 74.3 71.3 100 88 81.5 32.6 80 57.5 100 96 74.6 51.6 94.3 43.8 100 92 [表1構 音 点別 発 語 明瞭 度(%)] 19囲PAP非
装 着
口PAP装
着
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0灘
鑛
轍
醤
轟
器
魑
灘
難
騒
聾
難
聾
灘
麗
、灘覇
難
覇
轟
軽
口
唇
音
歯
支
土
音
歯
音
軟
口
芸
皿
音
硬
口
蓋
音
声
門
音
[図13構 音 点 別 発 語 明瞭 度(術 後6年5ヶ 月)] 20 一 一 亀凋 ■一■■■ 剛 ■廟 ■■■■ ■ ■■■ ■ ■■■ ■ ■ ■陰3.1.2母 音(Confusionmatrix) 子 音 後 続 の音 で あ り、声 道 の形 状 に大 き く左右 す る母 音 に つ い て考 察 を行 っ た。 マ トリ ック ス(図14)に あ らわ され て い る通 り後 続 母 音 にお け る舌 前方 で発 音 す る 、[i]の明 瞭度 は59%と 悪 く、PAP装 着 に よ り、84%と 上昇 が 得 られ て いた 。 一 方、後 方 で発 音 を行 う、[e]は[i]と 比較 し高 い明 瞭 度 を得 て い る。
PAP非
装 着
聴取音
(%)
被
検
音
a 0 e田
■ -占 a 100 0 e w 闘 -占 ソ ノ タ 9 ・ ・ ioo 90 10 90 30 io 70PAP装
着
聴取音
(%)
被
検
音
a 0 e w ■ ¶ 占 a 100 0 e w . ¶ 占 ソ ノ タ ? ・ 100 90 10 80 20 20 80 [図14Confusionmatrix(母 音)] 21た 。[s]は[h]に 異 聴 す る 傾 向 が み ら れ[∫]は[dに 異 聴 す る 傾 向 が あ っ た が 、20%か ら80%へ と 改 善 、[9]は 明 瞭 度 も 高 く 、 わ ず か に[∫]へ の 異 聴 傾 向 が あ る の み で あ っ た 。[h]に お い て は 明 瞭 度 も 高 く 、 異 聴 傾 向 も わ ず か で あ っ た 。 こ れ ら の こ と よ り 以 下 の 節 で は 摩 擦 音 の[s],[∫],[g],[h]に っ い て の 構 音 動 態 お よ び 音 響 特 性 の 関 連 に つ い て 検 討 を 行 う 。 袈着/非装着 聴取音 tdnY巧S熔dz∫ 可d5gjh母 音 モ の他? 被 t7/2093/60/80 検 d13/87/67 音 24/208/68/80 3/83/8713/13 14/36/4/610/1456/3418/6 3/3/107/350/8023/313/3 /360/853//3/328/510/3 40/60/70/30 49/2453/75/3dz 43/10/518/520/8020f 79/483/18/50/33/ ぜ /366/5010/510//1313/283/5 98/1085/888/3 7/317/io67/733/77/71 3/397/97h 98/9612/2 母音/2 [図15Confusionmatrix(術 後6年5ヶ 月)] 22
一
匿
3.2エ
レ ク ト ロ パ ラ トグ ラ フ ィ ー に よ る 構 音 動 態 観 察 結 果
3.2.1被 検 音 被 検 音 は5母 音 、 子 音(摩 擦 音[s][∫][d[h])を用 い検 討 を行 っ た。 颪 営 竜野 甑 熾 一一. 3.2.2母 音 術後6年5ヶ 月時のパ ラ トグ ラム所見 にお いて、母音[i]発音 時のPAP非 装着時の最大接触 は再建側 の左側 臼歯部のみ しか舌の接触が見 られなか った。 しか し、装着後 には後方部接触領 域が前方部および切除側 までひ ろが り、健 常人によ り近 い接触 が観察 された。一方、[e]発音時 のPAP非 装着時では接触が見 られず、装着後 には後方部接触 領域が あ らわれ、健常 人に近 い 接触が観察 された。(図16)非 装 着 侍[i]
漕
亀 墾 懸 薯 ー 鞠㌦ 氏 ノ 淳 襲 蓼 駕.ノ[e]
構矯
・
欝
、
ク
、
ジ
接触 点
[図16パ ラ トグ ラム 所 見(母 音)] 23 ︾ 翫て お り、PAP非 装 着 時 には 舌 の 口蓋 へ の接 触 は な く装 着 時 にお いて は 口蓋後 方 部 にわ ず か にみ られ るの み で あ った 。[∫a]発音 時 で はPAP非 装 着 時 は舌 接 触 が わ ず か で あ った が 、 装 着 後 に は 健 常 人 よ り後 方 で あ る切 除 側 大 臼歯 部 相 当部 に舌 に よ る狭 め が 形 成 され て いた 。[￠]に お い て はPAP非 装 着 時 の接 触 は 口腔 内左 側 後 方 にわず か に み られ る だ けで あ った が 装 着 時 にお いて [∫a]同様 、切 除 側 大 臼歯 部 相 当部 に舌 に よ る狭 め を形成 して る 。 声 門音 の[ha]で は健 常 人 同様 特 に接 触 は観 察 され て な か っ た 。 この よ うに実 際 の正 しい接 触 パ ター ン とは異 な る もの の 、舌 に よ るせ ば め を形 成 し、発 音 を 行 って い た 。 24
一
●接触点
非 装 着 時
〆 ㌦
[sa]鋼
劃
黙 、き'叢'嵐 燐 ・ γ梅 ・ 蕊;讐 悼 ・[1a]
〆 ∼
冠
藩
ll叢
・ ㍉』 鮮≧1
・'鱈'岬 ・ 鈷' 脳 ・汎 曳 島 篭 ケ ㌦ 嘆 ♂ 、 嘱 鯵1
1
装着時
醜 . 亀 ξ ・ 臓 販 "臨
魯 、 評 、 、 卜 戦 凱 嶺 、ボ ㌧ 曳 柳[噸a】
[ha]
・ 蟻 、} 舞 ' ℃ ㌦ 瀟 鐸 ぜ ' 難 ⋮、!
〆
響
/響 ㌦慧
羅
臓
[図17 1 "属 )1 ㌧悔 峨 凱" ,、1 ,≧1 ∼ 臨 ♪ 噂'町' パ ラ トグ ラム 所 見(術 後6年5ヶ 月)] 25 匙 ∼ も 曳 点 ' 触 窯 糖 ノ ., } 。、評 ぐ一
3.3音
響 分 析 結 果
3.3.1被 検 音 被検 音 は5母 音 、子 音(摩 擦 音[s][∫]回[h])を 用 い検 討 を行 った 。 3.3.2母 音 子 音 の後 続 母 音 で あ り、 音 発 生 の基 本 とな る母 音 につ いて の音 響 分 析 は以 下 の通 りで あ っ た。 以 下 に示 す の は 母 音 のPAP非 装 着 、 装 着 にお け る不 偏 推 定 法 を用 いた ス ペ ク トル とソ ナ グ ラ フ(図18、19)で あ り、図20∼23は 各3回 ず つ発 話 した もので あ る。[a](図20),[o](図 21),[e](図22),[u](図23)で は3回 と も安 定 した発 話 を示 して い る。図18に 示 す 通 り、[i]では第2フ ォル マ ン トがPAP非 装 着 時 に は分 化 し、PAP装 着 す る こ と によ り1本 化 し、 ピー ク もは っ き り と し、 健 常 人 に近 づ いて い た。 これ は どの時 期 に も見 られ 、
経 時 的 に は第1フ ォル マ ン トの下 降 、 第2、3フ ォル マ ン トの上 昇 が 見 られ た。 た だ し、健 常
人 と比較 す る と第1フ ォル マ ン トは高 く、第2、3フ ォル マ ン トは低 い値 を示 して い る。 明 瞭
度 の 変化 は 少 な い の でPAP装 着 、非 装 着 で 質 的 な 変化 が あ る もの と思 わ れ る 。
0方 、 図19は[i]発 話 時 にお け るPAP装 着 、 非 装 着 で3回 発話 した もの で あ り、PAP非 装 着
で いず れ も第 ニ フ ォル マ ン トが違 っ た値 を示 し、発 音 の 不 安 定 さが見 受 け られ た 。 。また 装 着 後 には 第 一 フ ォル マ ン トの 低 下 、第 ニ フ ォル マ ン トの上 昇 が 見 られ 、 ピー ク も は っ き り と し、 健 常 人 に近 づ いて いた 。 明 瞭 度 の変 化 は 少 な い のでPAP装 着 、 非 装 着 で 質 的 な 変 化 が あ る も の と思 わ れ る。 [e](図22)で はPAP装 着 に よ りわ ず か に第3フ ォル マ ン トの下 降 が 見 られ た が 、 明瞭 度 の変 化 は見 られ な か っ た。経 時 的 に はわ ず か に第1フ ォル マ ン トが 下 降 、第2フ ォ ル マ ン トが 上 昇 し、正 常 な値 に近 づ く傾 向が 見 られ た 。 母音[a],[o],[e],[u]で は装 着 前 後 とも高 い明 瞭 度 と健 常 人 に近 い音 響 特 性 が 得 られて た が舌 前 方 で発 音 す る[i]の明 瞭度 に つ い て は 明 瞭度 の変 化 は わ ず か で も装着 前後 に お い て音 響 的 に大 き く 改 善 が得 られ て いた 。 26
一 周 波 数 (kHz) V 5 4 3 Z 1
]
i
[
、'鐸{馨 琴1
晒 恥 ・ 泌看漁 瀞 弼脚伸 和一 … d 謎'献ddo
幽
明 瞭 度80%
術 後5.2年(PAP-)
馨
幽
70%
6.4年(PAP-)
幽
80%
6.4年(PAP+)
[図18[i]不 偏 推 定 法 とス ペ ク トロ グ ラム に よ る所 見] 周 波 数 (kHz) ∪ 5 4 3 Z 1 o明瞭度
術後
[e]
愚'強 。競 墜
謬難i欝1鍵
dd・d 血山皿山山坦 山山山山山山 血 90%90%90% 5.2年(PAP-)6.4年(PAP-)6.4年(PAP+) [図19[e]不 偏 推 定 法 とス ペ ク トログ ラム によ る所 見] 27 一一一一欄 燭 ■■■圏■ ■■■■ ■■■■圏 ■■■ ■■ ■■■ 膨PAP非 装 着 飼 6B
[a]
ε uど 彫 き 巳 (匡 号 量 6 蓋 PAP装 着 為1 60 蓑i ・ 鋤o i6 葦PAP非
装 着
●01Cod
ロ ニロ 触響1撃I ド ロ ゆ I60 ロ ヨロ :aコ のり りねコ 能瞥I co SS SO i4S LIU 乏:: 1is saois 55 50 i藍15ii;:
3B 25 28 脚 弱 40 鱈 30 蔦 鱒 一` 三 ﹂◎ き Ωロゆ aeユ めwooら ゆsoda
響[ (︻ 9 ら 3 さ直 IDOSOO1000 ユ aroo hewnclRtrl Oe2
PAP装
着
2aI i奪 a 柵 畑ii
}
." lissmI酬2001,00。+aiSpOlロ5031㎝師叩r轍1曽 ∼㎜●甲r嘩[糊 欄5000 [図20不 偏推定法 による結果[a]] Ce] PAP非 装 着PAP装 着 kttel iO60 1005001蜘zro。300。400。5000: 響[ 0 SS SOl::
d35 3B R ' 鱒 り wを ロ きロリ く 眈瞥 ねSa ロリi000き ゆり る 5ロロ 歴! bヨ ね ユ りり り ロ 繋 〕 SS SO:iii
30 60 55 50 45 40 35 謁 酒 簿 (` ︾︾ 諺 陰 ロSW り ま 3 り 眈憎 60 mぬ リ ユ きの ゆロ り撃
loosaoiOOO:000aOOO十aoosOOOloosaoloos:aoo3aoa十 〇〇〇sOOO h叩i飾 岬 雌} [図21不 偏推定法 による結果[o]] [u] PAP非 装 着 ,PAP装 着 Bu12uI 60 '60 SS ぷ i+o ss 30 25 20saoo ロの p0aao3Wロ りsaa 融響[ 55 50 45 40 " 30 お ∼● (匡 O = ● 3 G 9 SS SO 諜 1弱 is to 1凶SWl伽 ︻ ︻ O ζ ● き Ω (藍 ︾ ︾己 毒 9 靴 撃 ・㎝1
+000soon :1 101501●00∼ 麟3㎝0十roa50091口 細10じ0∼ 四〇3WO4口05卿0 セ剛 艦潤 庁剛 雌1 [図22不 偏 推 定 法 によ る結 果[e]] ロSW z ロ る り 響1 60 SS 50 竃45,1;:
30 25 zo ロ5ロ ユロロ り りSODS awl lu7 繋[ 1口 瓢iOOO2000300040050001凹5鳴looomoo鋤10005謝 脚 雌1帥 雌1 [図23不 偏 推 定 法 に よ る結 果[u]] 28]i
[
PAP非
装 着
ai 舶 四 覧 印 謹 も訥 熱 30 ゐ η ロ ーー ロ めリ ユ コ ゆ り 卿評i 50 弱 " 拶 ℃ 訥 臨 鋤 蔦 加PAP装
着
顕1 co ssSS SOSO i1SlS {1B{10 3S3S 3B n3B!S ヨロ m 卿 A3} ca69 ロ ニロ ゆ ゆり き りS 脚 az} ロSロ ぬ ぬロ ヨロリ ロ 8 卿禦1 弱 i 憩 縛 三 到 端 39 器 39 聞 50 夢 三 脚 き 嘱 " 蔦 20 is5口1口0:roa3000柵05⑳Oim5001卯120DO糊 十roo5口0 卿 簡 圏gal [図24不 偏 推 定 法 に よ る結 果[i]] 3.3.3子 音 不 偏 推 定 法 にて 分 析 した 結 果 で は 、[s](図25)に お いて は第 一 強 調 部 が 約700Hz前 後 と 健 常 人 と比 較 す る と5500Hz程 低 く、PAPを 装 着 す る こと に よ り、第 一 強 調 部 の上 昇 が み ら れ たが 、 健 常 人 と比 較 す る とまだ 低 い値 を示 して い た。 た だ し、 周 波 数 成 分 が 最 も濃 い部 分 は PAP装 着 、非 装 着 にか か わ らず7000Hz付 近 で あ り、結 果 的 に明 瞭 度 がPAP装 着 に よ り70% か ら90%に 上 昇 と高 い値 を示 して い る とお もわ れ る。経 時 的 に は5000Hz付 近 の音 圧 の上 昇 が見 られ る よ うに な って きた 。 [∫](図26)に お いて は舌 のボ リュー ム お よ び 可動 性 の低 下 に よ る狭 め の 形 成 が 不 十 分 な た め 、 第 一強 調 部 の低 下 が み られ た がPAPを 装 着す る こ とに よ り第 一 強 調 部 の 上 昇 が 得 られ るよ う にな っ た。 ま た 、音 圧 も上 昇 、明 瞭 度 もPAP装 着 に よ り20%か ら90%へ と著 し い上 昇 を示 し た 。経 時 的 に は5500Hz付 近 の音 圧 が 上 昇 し正 常 な[∫]の音 響 特 性 に近 づ いて いた 。 団(図27)に お いて は舌 の後 方 で 音 が 産 生 され る た め前 者 の音 に く らべ 、 可動 性 が あ り、明 29E
藍 ︾ 穿 弗 ・ 脅 菖 ぎ 藩 ・ ぎ 漣 之 ・ ぞ 距 ン 離 ∼ 竃 、 爵 謬 譜 麓 露 薫 、 辞 書 ・ ・ 〆 ・ .ヤ 撃 、 蓬 、 駕 高 ρ 霞 馬 迂 周波数 (kHz)1 0 9 6 7 5 5 4 5 Z l O子 音[s]([sa])の
変 化
⊂/
明瞭度
術後
dBdBdB 山一 」勘川」ユ皿山劃」 」一 山 80%70%90% 5.2年(PAP-)6.4年(PAP-)6.4年(PAP+) [図25[s]不 偏 推 定 法 とス ペ ク トロ グ ラム に よ る所 見] 30尉塾
彰 . ' 弾 ノ .、 影 襲 影騨 周 波 数 (kHz) 10 9 S 7 6 5 d z l u
明瞭度
術後
子 音[∫]([∫a])の
変 化
唄灘
屡
籍
糠
欝
ー
∼
ー
ー
)
詔犠
煙識
還
騨園
臓 1 1 周 波 数 (kHz) 0 1 9 8 7 6 5 4 昌 Z l O10%20%90% 5.2年(PAP-)6.4年(PAP-)6.4年(PAP+) [図26[∫]不 偏 推 定 法 とス ペ ク トロ グ ラム に よ る所 見]
[T]([ga])の
変 化
い =… 、遭 劉僻`難 聯 織 藍灘 蹴 欝㍗義難騨
繹轡 響 響
叢蠕 灘:
、
鑛
盤
箋 毒叢
叢
叢 蓋;論;華
ヂ 鐘
磯覇
難:餐
慶 舖
騨
,磁 祉 蝋 鄭 ,仲 ノ 属 " 嚇 猟 " " 碑 ^< ぺ 麟 欄 R 輯 螺 ご ベ ベ 榊 飛 " 記 Ψ 、 甜 轟 ∼ 噂 認 レ 町 糊 息 齢 ♂ 蕪 {萌瞭度80%90%90%
術 後5.2年(PAP-)6.4年(PAP-)6.4年(PAP+) [図27[d不 偏 推 定 法 とス ペ ク トログ ラム に よ る所 見] 31 一一 一一 噸噛蝋醐 ■凹■■圏■ ■圏闇■ ■■圏■ ■■■■圏■■陰子 音[h]([ha])の
変 化
10 や ,、ζ、与藻晶噺墾謎9 '織醐 醸 簸鞭 螺 ヂノへ ぜゆ ガ ヂメハ ヂご ご もぜシ も 呂 謙 ,蕪 ア1'磁 の 一 凱= _ ‡吊"γ 。 甘 聾 、 、、、' ア ぞ"'%c ド おホちぺぴ 瓦5㌧'・ 脚 鱒 、,、・≒麟鵬 夢 、'`,・い も いゆいヤペ げゑ へやヤ や 島 、_撞 ザ醗 謡 ㌧ 帖幅 ご'≧'㌧ 、無 、5蠣講 、 巌 即 、{起 、継 野薄 ・ ハくもゐホヤヒ ゐ な らヨ ノごくノく ゴ ちく dこ てミ ゆが コ .b>;ni5DXc'sc. ヴ ゆへa., こ6・ 燃 品 響'伽 撃 蕊 灘 四 写脚 甘' τご、こ㍗ 灘 ト甘' 、 こ z ,.ニ.. ..<...a .... 、、'弗脇融 欝、 ・ -i+ 1 謹漁 蛙撫 達w》堀耳 麟o ,lll明 瞭 度100%
術 後5.2年(PAP-)
[図28 きやへゆ ぷし いぬ み ゲむ り ち 磁 難 藝 ・ 盛'こ 二講 麹 ♪、、、、、T・xx、 、、、韓 苗 キも サ ひれキ な もよ S5 し げ め も ゆヘ へ 繋 雛_'黙 ・懸 、轡鋤 '触 黛灘'、.灘,繋 '嘩,・蕪 鎌 嚢.槽 響壕饗 羅
、
謹
㌧曾棚 鈷Σ肱結;層 櫨 轄 ま ん ド もヤ ヤヰ キ '・・ _、'蝿 讐 懇 鞘 繋 繋 灘 ・ 齢 、 霊 轄'躍^鍵 ゴキゴち い ぜ こな ち'ご榊曙騨 ・ 織 、、 悪 葦.''"蟻,無^笛 ウ ザ ぬ や ち を ㍉蝋 靴 欝 灘 .難 職 饗 騰欝盤毒灘
蒜議
・'轟 蝉蕪 ム ミげゆ げ しが ホソい にキ '・・畷 避 罷 ■ll置1■ ■ 璽1田 匿置1100%100%
6.4年(PAP-)6.4年(PAP+)
[g]不 偏 推 定 法 とス ペ ク トログ ラム に よ る所 見] 323.4音 響 管 モ デ ル 構 築 結 果
3.4.1健 常 人 に お け る 比 較([i]発 音 時) 測 定 した 断面 積 よ り、 計算 式 に あ て は め実 音 声 で の ス ペ ク トル グ ラム との 比 較 を行 い音 響 管 モ デ ル の誤 差 を も とめ た 。 上段 が実 音 声 の不 偏 推 定 法 によ るス ペ ク トル で あ り、 中段 は声 道 断 面積 、下 段 は 計算 式 に あ て は め 、計 算 した ス ペ ク トル で あ る。(図29)結 果 、 健 常 人[i]にお いてF2,F3の 誤 差 は5%以 内 で あ っ た。 音 声 デー タ:(健 常 人) 被 験 者 SamplingFrequency被検音
:男 性(34歳) 48kHz :5母 音 [i]PowerSpectrum eoliひ
▽
zs ioo500JoaozOOO 0 1 胃 ? 唯 。 U悶 需 =ゆoo4000500060001℃oo8000 {旧qロσnGy〔Hz⊃ VocalTract望
ゼ
翫1
コ
246810121416 ㎜1{Gm⊃ PowerSpectrum(音 響 管 モ デ ル に よ る) 010002DOO 30004000500080007く}008000 irequency(Hz)音 響 管 モ デ ル に よ るス ペ ク トロ グ ラム
(健常 例)
[図29音 響 管 モ デ ル によ るス ペ ク トラム(健 常 例)] 33 騨3.4.2症 例 に お け るPAP装 着 前 後 の 比 較([i]発 音 時) MRI撮 像 法 に よ りも とめ た症 例 にお け る声 道 断 面積 か ら、も とめ た ス ペ ク トル を以 下 に表 す 。 (図30)上 段 はMRIよ りも とめ た 口唇 か ら声 道 まで の 断 面積 、 下段 は も とめ た フ ォル マ ン ト で ある 。症 例 に お い て 、PAP装 着 時 のF2,F3の 誤 差 は10%以 内 で あ る一 方 、非 装 着 時 に はF3 で の誤 差 が大 き くあ らわ れ た 。 これ はPAP装 着 時 は 実 音 声 の フ ォル マ ン トが3回 発 話 の うち の す べ て 一 定 で あ った の に対 し、PAP非 装着 時 には発 声 時 の 動 き が 一定 で な い こと によ る もの と思 わ れ る。 8 ノ ミ /¥ Lip も 61'、 、 、 5 NE・1PAP(+),PAP←)ノ
量4
11 ∫ しP! '1＼! 悶 3 も '!、 、1/ , 》ノ 、 、r! 、 、'!!z 、 、 、 、!11 ヒ へ にく ノ へ Normal＼ 一一_/ O O2468 vocal(cm) VocalTract ! !、、 ti 。1)こ'・ 、 、 、 、 1012 glσH5 !' ＼ ノ' 14 18 30 zo 10 m v 蓬 。 一10 .1 PowerSpectrum PAP(+)ミ 滝1・ ヘ ノ151 し 皇 ノ1 、 」' ..ntr へi ' ＼ 一ノ'R Normal、惣
、
、 、 、 一!ノ PAP(一) DO IOOO2000300040005000 irequercy(Hz) ハ riS 、!、 ! 、 、,! 600070008000 [図30音 響 管 モ デ ル に よ るス ペ ク トラム(症 例)] 34一
第4章
全 体 考 察
4.1観
察 結 果 の ま と め
第3章 にお け る観 察 結 果 を ま とめ る と以 下 の よ うに な る 。 術 後 の経 時 的 変 化 で はPAP非 装 着 、 装 着 時 と も に手術 直後 か ら6年5か 月 時 に か け て音 の 改 善 が 見 られ て い た。 ま た 、PAP装 着 に よ る効 果 に つ い て は以 下 の通 りで あ っ た 。 1)母 音 に対す るPAPの 効果 術後 の経時 的変化お よびPAP装 着 による明瞭度の改善 はわず かであったが音 響分析か らフ ォルマ ン トが健 常人に近 い位置へ移動 してお り質的な改善が確認 され た。特 に[i]では5母 音 中 明瞭度 が最 も改 善 し、音響 的に も質 的な改善が見 られた。 2)歯 音 ・歯 茎音 に対 す るPAP装 着 の効 果 子 音 の 中 で も特 に歯 音 、歯 茎音 にお い て 明瞭 度 の著 しい上 昇 が み られ た 。 パ ラ トグ ラム 所 見 よ りPAP装 着 によ って 舌 の 口蓋 へ の 接触 が増 加 し、 音 響 分 析 か ら第 一・強 調 部 の上 昇 及 び 音 圧 の増 加 が 確 認 され 、異 聴 傾 向 が 改 善 され る とい う結 果 が で た 。特 に、子 音[∫]に対 して は 、PAP 非装 着 時 、 舌 接 触 が わ ず か で あ りか っ 明 瞭度 は20%で あ っ たが 、装 着 後 に は、舌 に よ る狭 めが 形成 され か っ 明瞭 度 が 、90%に 改 善 され る とい う効 果 が確 認 され た。 3)[i]発 音 時 のMRI撮 像 に よ り得 られ た モ デ ル化 か らの音 響 デ ー タ と実 音 声 か ら得 られ た 音 響 デ ー タ との比 較 を行 っ た と ころPAP装 着 時 には モ デ ル化 か ら得 られ た デー タ は音 響 分 析 によ って得 られ た デ ー タ と類 似 の傾 向 を示 した。 しか し、 非 装着 時 に は モ デ ル化 か ら得 られ た デ ー タ とは 一致 しな か っ た 。 35一
4.2考 察 本 報告 で は 舌 ・口底 切 除後1症 例 に対 しPAPを 適 用 し、術 後 の経 過 的変 化 お よ び 本 装 置 装 着 前 後 の構 音 動態 と音 響 特 性 につ い てパ ラ トグ ラム 、MRI撮 像 法 、音 響 分 析 、聴 取 実 験 の 結 果 か ら検 討 を行 った 。 そ の結 果 、術 後 の経 時 的 変化 はPAP非 装着 、装 着 時 とも に手 術 直 後 か ら6年5か 月時 にか けて 徐 々 にみ られ 、 音 の 改 善 が 見 られ る こ とを示 した。 これ らの改 善 の要 因 と して は術 後 の 口 腔 機 能 の賦 活 とPAP装 着 に よ る舌 の 筋感 覚 の フィー ドバ ック に よ る機 能 の リハ ビ リ効 果 、 舌 機 能 訓 練 に よ る効 果 が 挙 げ られ た。 舌 機 能 の 改善 経 過 を 明 らか にす る た め に は聴 覚 的 お よ び音 響分 析 に よ る評 価 の みで は不 十 分 で あ り、 構 音 動態 と音 響 的変 化 との 関連 に つ い て検 討す る必 要 が示 され た。 ま た 、6年5ヶ 月時 にお け るPAP装 着 前後 の変 化 を、パ ラ トグ ラ フィ ー 、発語 明 瞭度 、音 響 分 析 にて 検 討 を行 っ た。 また 、母 音[i]にっ い て のMRI撮 像 法 に よ り、音 響管 モ デ ル の構 築 を試 み6年5ヶ 月 の結 果 よ り、 音 響 特 性 との 関連 が高 い こ とが 確 認 さ れ た 。 今 回 適応 さ れ たPAPの 作 製 基 準 と して は形 態 機 能 の 残存 して い る舌(健 側 ・左 側)の 盛 り 上 げ によ り、 健 常 人 とは 違 う狭 め を切 除側 に形 成 す る こ と と した 。 本 症 例 にお け る発 音 障 害 は 舌 前方 の機 能 障害 に よ り、 前 方 で発 音 し高母 音 で あ る[i]が音 響 的 に 障害 され て いた 。 また 、子 音 の 中で も持 続 性 の強 く、前 方 で 発 音 す る摩 擦 音[∫]の障 害 が 最 も 強 く、 この こ とは舌 が 口蓋 に対 し、 狭 め を形 成 出来 な い こ とが 原 因で あ った 。 これ ら を改 善 す る た め に上 記 基 準 に し た が っ てPAPを 作 製 し検 討 を行 っ た と こ ろ 、 前 節 1),2)に 示 す よ うにEPG所 見 で は[i]、[∫]構音 時 に健 側 の接 触 が 増 加 して お り、健 常 人 とは 異 な る狭 め の形 成 が 観 察 さ れ た。 しか し、 明瞭 度 、 音 響 分 析結 果 の著 しい改 善 が得 られ た 。 これ ら の こ とよ り本 法 に よ るPAPの 作 製 は構 音 機 能 の 改 善 に有 効 で あ る こ とが 、確 認 され た 。 今 回 、 明 瞭度 の著 しい 改善 が見 られ な くて も音 響 的 な 改 善 が見 られ る音 が あ った 。 この こ と は聴 覚 的 評価 と して今 回 用 いた 単音 節発 語 明瞭 度 検 査 は 日本 語音 韻 へ の あて は め に よ り音 歪 み の程 度 を表 現 す る も ので は な い 。 そ こで 、今 後 、聴 覚 的 な 歪 み 度 と音 響 分 析 結 果 を比 較検 討す る必 要 で あ ろ う。 健 常 人 にお け る従 来 の方 法 にて 音 響 管 モ デ ル を作 製 し、MRIデ ー タ よ り声道 の 特 性 につ い て 検 討 を行 っ た が 、前 節3)に 示 す よ う に、 口腔 の著 しい形 態 異 常 を伴 う症 例 にお いて は 限 界 が あ る こ とが 示 唆 され 、MRI撮 像 条 件 につ いて も よ り工夫 が必 要 で あ る ことが 示 され た 。 36
一 4.3結 論 今 回 の 舌 ・口底 切 除 症 例1例 で の検 討 の結 果 、PAP装 着 によ る適切 な 舌接 触 部位 の 増 加 は 、 発 語 明 瞭 度 の 改 善 に貢 献 し、 特 に音 響特 性 改 善 に有 効 で あ る とい う こ とが 明 らか とな った 。 この ことは 、 狭 め の位 置 が 、 高 い明 瞭度 お よ び歪 み の少 な い音 の産 生 に と って 重 要 で あ る と い うこ と を示 唆 して い る と い え よ う。
4.4今
後 の 課 題
今 後 、 発 語 明 瞭 度 にお け る歪 み 音 の評価 方 法 の検 討 、音 響 管 モ デ ル の使 用 方 法 、 これ らの結 果 の各 音(母 音 、摩 擦 音)に お け る定 量化 、他 の音 にお け る特 徴 抽 出 と定 量 化 、 手 術 部 位 、再 建 材 料 、 な どをふ ま え た他 症 例 との比 較検 討 を行 っ て いか な けれ ばな らな い。 37 一'一一 一噺■噛醐■■■■ ■■■■■隔剛 ■ ■闘 ■■■■■■■匿の学生 の皆様 に感謝 いた します。本研 究 について御指導 を して下 さった道健一教授 、鈴木規子 助教授 をは じめ とす る昭和大学第一 口腔外科学教室 の先生方 、ATR人 間情報通信研究 所 和久 本雅彦先 生、党建武先 生に感謝 いた します。MRI撮 像に御協 力いただきま した昭和大学放射線 部 高橋俊行技 師、特殊 な人工 口蓋 の作製 に御協力 いただきま した リオ ン株 式会社 の方 々に感 謝致 します 。 また、本研 究 にあたって資料 を提供 して いただき ました癌研 究会付属病 院 川端 一嘉先生 にこころよ り感謝 いた します。最後 に、1年 間 の研 究生活 を支えて下 さった全て の皆 様 に厚 く感謝 いた します。 38
