(57)【要約】【課題】発話時の吃音者の状態を検出して知らせることで、効率的な発話訓練を可能にする発話訓練装置を提供する。【解決手段】話者の発話関連筋の筋電位を検出するための電極２と、検出した筋電位から所定の電気信号を生成する信号処理部３１と、生成した電気信号に基づいて、発話関連筋の過度の緊張状態を検出する筋過緊張検出部３２と、発話関連筋の過度の緊張を検出した場合に、話者に警告を発するための筋過緊張警告部３３とを備える。【選択図】図１
2011237676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
話者の発話関連筋の筋電位を検出するための電極と、
前記筋電位から所定の電気信号を生成する信号処理部と、
前記電気信号に基づいて、前記発話関連筋の過度の緊張を検出する筋過緊張検出部と、
前記筋過緊張検出部が前記発話関連筋の過度の緊張を検出した場合に、話者に警告を発するための筋過緊張警告部と
を有することを特徴とする発話訓練装置。
【請求項２】
前記筋過緊張検出部は、
前記電気信号の電位が所定の閾値を超えたか否かを判定することで、前記発話関連筋の過度の緊張を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の発話訓練装置。
【請求項３】
前記閾値を設定するための入力部を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の発話訓練装置。
【請求項４】
前記電極は、
口筋または／および舌骨筋の筋電位を検出するための表面電極である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発話訓練装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吃音者の発話を流暢な発話に誘導する発話訓練装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吃音とは、緊張のあまり言葉が発し難くなる疾病である。語頭音を反復したり、引き延ばしたりするのが特徴である。この吃音症状を改善するため、特許文献１には、吃音者の発する音声を一定時間遅延させて聞かせる発話リード装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１５６６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の装置には、装置を使用している最中は発話がリードされて流暢に発話できても、装置の使用をやめると再び吃音症状が現れるという問題がある。そのため、最終的に吃音を完治するためには、装置使用中の流暢な発話から、吃音者自身が直感的に正常な発話を会得するのを待つしかないのが現状であった。
【０００５】
本発明はこのような問題を鑑みてなされたものであり、発話時の吃音者の状態を検出して知らせることで、効率的な発話訓練を可能にする発話訓練装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る発話訓練装置は、話者の発話関連筋の筋電位を検出するための電極と、
前記筋電位から所定の電気信号を生成する信号処理部と、
前記電気信号に基づいて、前記発話関連筋の過度の緊張を検出する筋過緊張検出部と、
前記筋過緊張検出部が前記発話関連筋の過度の緊張を検出した場合に、話者に警告を発するための筋過緊張警告部と
を有することを特徴とする。
【０００７】
また、前記筋過緊張検出部は、
前記電気信号の電位が所定の閾値を超えたか否かを判定することで、前記発話関連筋の過度の緊張を検出してもよい。
【０００８】
また、前記発話訓練装置は、さらに、
前記閾値を設定するための入力部を有していてもよい。
【０００９】
また、前記電極は、
口筋または／および舌骨筋の筋電位を検出するための表面電極であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、吃音者に、口筋（例えば、口輪筋）や舌骨筋（例えば、顎二腹筋、顎舌骨筋、オトガイ舌骨筋、胸骨舌骨筋）等、発話の際に使用される筋肉（以下、発話関連筋という）に生じる過度の緊張を検出して知らせることで、効率的な発話訓練を可能にする発話訓練装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】発明を実施するための形態に係る発話訓練装置のブロック図である。
【図２】信号処理部で生成した筋電位信号の一例を示した図である。
【図３】訓練前後で発話関連筋の筋電位信号等を比較した図である。
【図４】訓練前後でオトガイ舌骨筋の筋電図パワーの最大値を比較した図である。
【図５】吃音者が「東京都庁」と発話した際の、音声波形とオトガイ舌骨筋の筋電図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施の形態）
本発明を実施するための形態にかかる発話訓練装置１は、発話関連筋に生じる過度の緊張（以下、筋過緊張という）を検出して、吃音者に知らせる装置である。吃音者は、発話訓練装置１を用い、筋過緊張が発生しないように訓練を続けることで、発話関連筋の緊張を意図的に緩める発話（以下、柔発話という）を会得し、最終的に装置の補助がなくても流暢な発話ができるようになる。以下、発話訓練装置１について図面を参照しながら説明する。まず、図１を参照して発話訓練装置１の構成について説明する。
【００１３】
発話訓練装置１は、筋電位を検出するための１対の表面電極２と、筋過緊張を検出する筋電解析部３と、話者に警告音等を発するイヤホーン４と、発話訓練装置１の設定を適宜変更するための入力部５から構成される。
【００１４】
表面電極２は、筋肉が緊張した際に発する微弱な電位を皮膚表面上から検出するためのものである。この表面電極２は、２つの電極（電極２ａ、電極２ｂ）から構成され、発話関連筋の近くの皮膚表面に貼付される。
【００１５】
筋電解析部３は、表面電極２（電極２ａ、電極２ｂ）が検出した筋電位を測定して解析することで、筋過緊張を検出する。この筋電解析部３は、筋電位に信号処理を施して所定の電気信号を生成する信号処理部３１と、生成した電気信号を解析して筋過緊張を検出する筋過緊張検出部３２と、筋過緊張を検出した場合に吃音者に警告を発するための筋過緊張警告部３３から構成される。
【００１６】
信号処理部３１は、検出した筋電位に、不要な周波数成分を取り除く等の処理を施して、所定の電気信号を生成する。具体的には、以下の処理を実行して所定の電気信号を生成する（以下、これらの処理により生成した電気信号を「筋電位信号」と呼ぶ）。
（１）測定した筋電位を６０ｄＢ増幅する。
（２）増幅して生成した信号を自乗する。
（３）自乗して生成した信号を２０Ｈｚの低域ろ過フィルタに通す。
信号処理部３１は、これらの処理により生成した筋電位信号を筋過緊張検出部３２に送信する。
【００１７】
筋過緊張検出部３２は、信号処理部３１より受信した筋電位信号を解析して、筋過緊張を検出する。具体的には、筋電位信号が所定の閾値を超えた場合に筋過緊張が発生したものと判断する。閾値は、後述の入力部５より設定される。筋過緊張検出部３２は、筋過緊張を検出すると、筋過緊張警告部３３に信号を出力するよう命令を発する。
【００１８】
一例として、図２に、信号処理部３１で生成した筋電位信号を示す。図２の縦軸は電圧の自乗（以下、筋電図パワーと呼ぶ）、横軸は時間である。筋過緊張検出部３２は、この筋電位信号が閾値（図２では０．５（Ｖ２））を超えた場合に筋過緊張を検出したものと判断する。この場合、筋過緊張検出部３２は、筋電位信号が閾値を超えている間（両矢印で図示した間）、信号を出力するよう筋過緊張警告部３３に命令を発する。
【００１９】
筋過緊張警告部３３は、吃音者に警告を発するため、筋過緊張検出部３２からの命令を受けてイヤホーン４に信号を出力する。
【００２０】
イヤホーン４は、筋過緊張警告部３３からの信号を受け、内蔵のスピーカーから警告音を発する。
【００２１】
入力部５は、吃音症状に合わせた発話訓練を実施するために、吃音者等が筋過緊張検出部３２に閾値を設定するためものである。入力部５は、例えば、数字ボタンやダイヤル等の入力装置である。
【００２２】
次に、発話訓練装置１の動作について実施例を交えながら説明する。
【００２３】
まず、吃音者に発話させる言葉を決定する。発話させる言葉は、吃音者が苦手とする言葉を選ぶとよい。本実施例の被験者は舌の発話運動に問題のある吃音者であったので、破裂音を含む言葉「東京都庁」などを選んだ。
【００２４】
発話させる言葉を決定したら、発話関連筋付近の皮膚表面に２つの電極（電極２ａ、２ｂ）を貼付する。本実施例では、オトガイ舌骨筋付近の皮膚表面に電極を貼付した。
【００２５】
電極の貼付が済んだら、吃音者にイヤホーン４を装着させる。そして、発話訓練装置１に電源を投入し、吃音者に選択した言葉を発話させる。
【００２６】
吃音者が発話している間、表面電極２は、逐次、オトガイ舌骨筋の筋電位を検出する。信号処理部３１は、オトガイ舌骨筋の筋電位を筋電位信号に変換し、筋過緊張検出部３２に送信する。筋過緊張検出部３２は、筋電位信号の値が所定の閾値を超えた場合、筋過緊張を検出したものとして筋過緊張警告部３３に命令を発する。なお、本実施例では、吃音症状の改善具合をみて、閾値を適宜変更した。筋過緊張警告部３３は、筋過緊張検出部３２からの命令を受け、イヤホーン４に信号を出力する。イヤホーン４は吃音者に対し警告音を発する。吃音者は警告音が出ないように、発話を繰り返す。
【００２７】
このようにして発話訓練を続けた結果、吃音者は柔発話を会得した。以下、発話訓練装置１による発話訓練の効果を、図を参照しながら説明する。
【００２８】
図３は、吃音者に「東京都庁」など１３単語を発話させた際の、発話訓練前後の音声波形、筋電位信号、筋電図パワーを示したものである。図３中、（ａ１）は発話訓練前の音声波形、（ｂ１）は発話訓練前の口輪筋の筋電位信号、（ｃ１）は発話訓練前のオトガイ舌骨筋の筋電位信号、（ｄ１）は発話訓練前の口輪筋の筋電図、（ｅ１）は発話訓練前のオトガイ舌骨筋の筋電図である。
【００２９】
訓練を続けた結果、当初、図３（ａ１）〜（ｅ１）に示す波形が、それぞれ図３（ａ２）〜（ｅ２）に示す波形に変化した。図３中、（ａ２）は発話訓練後の音声波形、（ｂ２）は発話訓練後の口輪筋の筋電位信号、（ｃ２）は発話訓練後のオトガイ舌骨筋の筋電位信号、（ｄ２）は発話訓練前の口輪筋肉の筋電図、（ｅ２）は発話訓練前のオトガイ舌骨筋の筋電図である。
【００３０】
なお、図３（ｂ１）、（ｂ２）の口輪筋の筋電位信号と（ｄ１）、（ｄ２）の口輪筋の筋電図は、発話訓練の効果を確認するため、オトガイ舌骨筋と同時にモニタしたものである。
【００３１】
訓練後では、オトガイ舌骨筋の緊張が低下するとともに、それ以外の発話関連筋（図３では口輪筋）まで緊張が低下していることがわかる。つまり、吃音者は、オトガイ舌骨筋の緊張を緩める訓練を続けた結果、発話関連筋を意図的に緩めた発話（柔発話）を会得した。柔発話を会得することで、吃音者の吃音症状は有意に減り、発話速度も上昇した。
【００３２】
また、図４に、吃音者が訓練前、訓練後に「東京都庁」など１３単語を発話した際のオトガイ舌骨筋の筋電図パワーの最大値、および非吃音者が同じ単語群を発話した際の、オトガイ舌骨筋の筋電図パワーの最大値を棒グラフで示す。図４（ａ）が吃音者の訓練後の発話、（ｂ）が吃音者の訓練前の発話、（ｃ）が非吃音者の発話である。
【００３３】
（ａ）の吃音者の訓練後の発話の筋電図パワーの最大値と、（ｂ）吃音者の訓練前の発話の筋電図パワーの最大値を比較すると、訓練を続けた結果、筋電図パワーの最大値は小さくなっていることがわかる。また、（ａ）の吃音者の訓練後の発話の筋電図パワーの最大値は、（ｃ）の非吃音者の発話の筋電図パワーの最大値よりも小さくなっていることから、吃音者はオトガイ舌骨筋の過度の緊張（筋過緊張）が取り除かれたことがわかる。
【００３４】
また、吃音者が発話する時、発話関連筋の筋電図に周期的な振幅増減（以下、周期的振動という）が見られることが知られている。図５（ａ）は、吃音者が発話訓練前に「東京都庁」と発話した際の音声波形であり、図５（ｂ）は、吃音者が発話訓練前に「東京都庁」と発話した際のオトガイ舌骨筋の筋電図である。また、図５（ｃ）は、吃音者が発話訓練後に「東京都庁」と発話した際の音声波形であり、図５（ｄ）は、吃音者が発話訓練後に「東京都庁」と発話した際のオトガイ舌骨筋の筋電図である。
【００３５】
発話訓練前の（ｂ）の筋電図では周期的振動が見られるが、発話訓練後の（ｃ）では周期的振動が見られなくなっていることが分かる。このように、吃音者の発話訓練前に確認された周期的振動が発話訓練後では確認できなくなったことからも、吃音者が発話訓練装置１を用いて発話訓練を行うことで、発話時における発話関連筋の筋過緊張が取り除かれ、流暢な発話を会得したことがわかる。
【００３６】
本実施の形態では、筋電位を検出するための電極が表面電極２である例について説明したが、電極は発話関連筋、例えば、口筋（大頬骨筋、小頬骨筋、笑筋、上唇挙筋、上唇鼻翼挙筋、口輪筋、口角挙筋、口角下制筋、頬筋、下唇下制筋、オトガイ筋）、舌筋（茎突舌筋、舌骨舌筋、オトガイ舌筋）、口蓋筋（口蓋帆挙筋、口蓋帆張筋、口蓋舌筋、口蓋垂筋、口蓋咽頭筋）、咽頭筋（茎突咽頭筋、口蓋咽頭筋、上咽頭収縮筋、中咽頭収縮筋、下咽頭収縮筋、咽頭舌筋）、咀嚼筋（咬筋、側頭筋、外側翼突筋、内側翼突筋）、広頚筋、舌骨筋（顎二腹筋、茎突舌骨筋、顎舌骨筋、オトガイ舌骨筋、胸骨舌骨筋、肩甲舌骨筋、胸骨甲状筋、甲状舌骨筋）の筋束に直接針を差し込む針電極であってもよい。
【００３７】
また、電極は複数対設けられていてもよい。この場合、複数の発話関連筋（例えば、口輪筋とオトガイ舌骨筋）の筋電位を一度に検出できるようにして、いずれかの値が所定の閾値を超えた場合に警告を発するようにしてもよい。
【００３８】
また、複数の筋の筋電図パワーの総和が所定の閾値を超えた場合に警告を発するようにしてもよい。例えば、口輪筋とオトガイ舌骨筋とが同時には活動しないような単語を対象として発話訓練を行った場合、吃音者によっては同時に活動してしまう（同時に両方の筋電図パワーが上昇してしまう）という異常状態の検出が可能になる。
【００３９】
信号処理部３１は、オペアンプ等が用いられた電気回路で構成されていてもよいし、信号処理に特化したプロセッサであるシグナルプロセッサで構成されていてもよい。また、筋電位の増幅率や低域ろ過フィルタの値等は適宜設定できるように構成されていてもよい。
【００４０】
筋過緊張検出部３２は、シグナルプロセッサで構成されていてもいし、トランジスタ、ダイオード、または、コンパレータ等が組み合わされた電気回路で構成されていてもよい。
【００４１】
筋過緊張検出部３２は、吃音者の筋過緊張の度合いによって、筋過緊張警告部３３に対する命令を変化するように構成されていてもよい。例えば、筋電図信号の振り幅に応じて筋過緊張警告部３３に対する命令を変化させる。また、筋過緊張警告部３３も、筋過緊張検出部３２からの命令によって、警告音を変化するように構成されていてもよい。例えば、筋電図信号の振り幅が大きい場合は大きな警告音を発し、小さい場合は小さな警告音を発する。
【００４２】
吃音者に筋過緊張を通知するための手段はイヤホーン４に限られない。赤色の光を点滅する点灯装置であってもよいし、筋電位信号を直接表示するモニタであってもよい。また、筋電解析部３に直接設けられたスピーカーであってもよい。
【００４３】
本実施の形態では、筋電位信号の値がある一定の筋肉電位パワーを超えた場合に警告を発したが、図５に示したような周期的振動が観測された場合に警告を発すようにしてもよい。例えば、筋電位または筋電位信号の値が一定時間内に、一定回数、ある閾値を超えた場合に、筋過緊張を検出したものとして警告を発する。
【符号の説明】
【００４４】
１    発話訓練装置
２    表面電極
３    筋電解析部
４    イヤホーン
５    入力部
３１  信号処理部
３２  筋過緊張検出部
３３  筋過緊張警告部
【図１】
2011237676.tif 000003
【図２】
2011237676.tif 000004
【図３】
2011237676.tif 000005
【図４】
2011237676.tif 000006
【図５】
2011237676.tif 000007