(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面スキャンビデオキモグラフィーと喉頭ストロボスコピー機能があるビデオ喉頭内視鏡システムにおいて、
声帯を観察する喉頭鏡；
声帯を照らすための光源；
前記喉頭鏡および前記光源を通じて観察された映像を二つに分離させるビームスプリッターを具備し、平面スキャンキモグラフィー映像およびストロボスコピー映像を獲得するビデオカメラ；
前記ビデオカメラから伝送される二つのビデオ信号をデジタル映像信号に変換するデュアルイメージキャプチャー部、デジタル映像信号を保存する保存部、前記保存部の映像信号を分析するようにしてモニターに前記平面スキャンキモグラフィー映像およびストロボスコピー映像に対する分析結果を同時にディスプレイする制御部、および前記保存部の映像信号を分析する分析ソフトウェアを含むコンピュータ；および
前記平面スキャンキモグラフィー映像および前記ストロボスコピー映像を同時にディスプレイし、前記分析結果をディスプレイするモニターを含む、ビデオ喉頭内視鏡システム。
【請求項２】
前記ビデオカメラは
ローリングシャッターを具備して声帯粘膜をスキャンすることによって平面スキャンキモグラフィーを獲得する第１カメラモジュール；および
ストロボスコピー映像を獲得する第２カメラモジュールを含むことを特徴とする、請求項１に記載のビデオ喉頭内視鏡システム。
【請求項３】
前記第１カメラモジュールおよび前記第２カメラモジュールは
シャッタースピードを１／１０００秒以上にすることを特徴とする、請求項２に記載のビデオ喉頭内視鏡システム。
【請求項４】
前記第２カメラモジュールは
前記喉頭鏡と前記光源から得られる映像によって提供される光学的信号をアナログ映像信号で取得し、前記アナログ映像信号をデジタル映像信号に変換し、シャッタータイムおよびサンプリング速度を調節することを特徴とする、請求項２に記載のビデオ喉頭内視鏡システム。
【請求項５】
前記光源はキセノン（Ｘｅｎｏｎ）連続光源であることを特徴とする、請求項１に記載のビデオ喉頭内視鏡システム。
【請求項６】
平面スキャンビデオキモグラフィーと喉頭ストロボスコピー機能があるビデオ喉頭内視鏡システムで遂行される喉頭運動状態の分析方法において、
（ａ）デュアルイメージキャプチャー部は、喉頭鏡、光源、およびビデオカメラを利用して声帯の動きを撮影したキモグラフィー映像および声門の動きを撮影したストロボスコピー映像を保存部に保存する段階；
（ｂ）制御部は保存部の所定個数の映像フレームをフレーム別に構成してモニターにディスプレイし、使用者が観察を所望するフレームをマウスやキーボードで選択できるようにメニュー画面を構成してディスプレイする段階；および
（ｃ）分析ソフトウェアは前記キモグラフィー映像およびストロボスコピー映像を分析して観察された声帯および声門に対する正規化された指標を同時にディスプレイする段階を含む、喉頭運動状態の分析方法。
【請求項７】
前記（ａ）段階で、
発声しない状態での声帯および声門の全部位の映像を保存し、「い」または「え」を発声させた声帯振動部の全部位の動きおよび声門の運動状態の映像を保存することを特徴とする、請求項６に記載の喉頭運動状態の分析方法。
【請求項８】
前記（ｃ）段階で、
正規化された指標として声門の縦軸の長さに対する平均声帯幅、声帯開放期間と全体期間の比率である声門開放率、両側の声帯の開放程度の差である非対称指数、基本周波数、振動強度、振動の規則性、粘膜波動、振動の対称性、外側境界の姿、内側境界の姿、周期の異常、または声帯粘膜の振動消失を含むことを特徴とする、請求項６に記載の喉頭運動状態の分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は平面スキャンビデオキモグラフィーと喉頭ストロボスコピー機能があるビデオ喉頭内視鏡システムに関するもので、より詳細には、一つの喉頭鏡で観察できる映像を二つの映像に分離して平面スキャンキモグラフィー映像および喉頭ストロボスコピー映像を同時に獲得できる平面スキャンビデオキモグラフィーと喉頭ストロボスコピー機能があるビデオ喉頭内視鏡システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人の喉頭は言語を通しての意思伝達のための発声器官であって、発声時息を吐き出す呼吸の空気の流れに従って喉頭内声帯（ｖｏｃａｌ  ｃｏｒｄｓ）が秒当たり約１００回〜３５０回振動する。ところで、声が変わる病気の状態では声帯粘膜の運動が不規則的で非対称的となるか、または振動が減少し、ひどい場合は振動がなくなってしまう場合もある。
【０００３】
発声時に下気道に吸入された空気は、声門下部で閉まっている声帯によって圧力が増加し、その圧力が声帯の抵抗よりも大きくなると声帯の下椽（ｉｎｆｅｒｉｏｒ  ｍａｒｇｉｎ）から上縁（ｓｕｐｅｒｉｏｒ  ｍａｒｇｉｎ）に向かう空気の流れが形成されて声帯が開かれることになる。この空気の流れによって声帯粘膜に粘膜波が発生し、粘膜波の速度や強度などの特性が声の質を決定する。すなわち、声帯は数十〜数百Ｈｚで対称的に早く振動しながら声門下部で生成された声門下圧（ｓｕｂ−ｇｌｏｔｔａｌ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を音声エネルギーに変換させる役割をする。しかし、声帯結節や声帯麻痺などがある場合、粘膜波の対称性が低下し、効果的なエネルギー転換を不可能にして嗄声（かすれ声）を招く。
【０００４】
したがって、声の異常を診察する時、声帯粘膜の運動状態、すなわち声帯振動を把握することは必ず必要である。このために現在使われている方法の一つは、ストロボスコープ（ｓｔｒｏｂｏｓｃｏｐｅ）を利用することである。このようなストロボスコープを利用して、声帯の秒当たり１００〜３５０回の速い動きを遅い動作で観察できるビデオストロボスコピー（ｖｉｄｅｏｓｔｒｏｂｏｓｃｏｐｙ）を利用する方法が主に使用されている。しかし、ビデオストロボスコピーで観察できる映像は、実際の正確な一サイクル（周期）の声帯の振動を見せてくれるのではないという根本的な問題点がある。また、声帯運動の各サイクル間の変移が大きいか、発声時の声帯間の間隔が大きくかつ周期的な繰返し性が欠如した、すなわち非周期性発声障害の患者においては有意味な解釈が不可能であり、全体的な声帯粘膜の動きを定性的に記述するしかない。また、一部や全部または特定部位の細かい声帯粘膜の動きを個別的に識別することはできないなどの解決しなければならない問題点を有している。また、ストロボスコピー映像は、多分に主観的に観察するしかないため、正確な解釈のためには熟練した経験者の判断が必要である。
【０００５】
この時、ストロボスコープでは必須的に光源が必要となるが、ストロボ光源は高速に動く物体に連続的ではなく断続的に光を照らす。ＣＣＤカメラは光源がオンとなっている間だけ映像を獲得してモニター上に写し、このとき、ストロボ光源が断続する速度を調節すれば低速度に動く物体の映像を得ることができる。しかし、従来のストロボスコープは断続的に発光するストロボ光源を作り出すための光源装置が大きな体積および重量を有するように構成され、多くの電力を消耗し、装備が高価であるという問題点がある。また、従来のストロボスコープはストロボ光源がカメラのサンプリング速度と同期化されない時、映像が暗くなって対象物を鮮明に観察できない場合が発生する問題点があった。
【０００６】
このような短所を克服するためのさらに他の声帯振動検査方法として、ラインスキャンビデオキモグラフィー（ｌｉｎｅ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｖｉｄｅｏｋｙｍｏｇｒａｐｈｙ）技術が１９９６年シュベックなど（Ｓｖｅｃ  ＪＧ、Ｓｃｈｕｔｔｅ  ＨＫ）により開発された。この方法は、検査中に検査者が任意に選択した声帯の一部分、すなわち一つのラインに対して秒当たり約８０００フレームの連続したラインの動きに対する映像を得てモニターに表わす方法である。すなわち、図１に図示した通り、スリット（ｓｌｉｔ）のある声帯の一部分に対して高速撮影をすることでその部分の動きのみを撮影することである。しかし、この方法の短所は声帯全体の観察ではなく、一つのラインの一部分に対する評価であるという点である。すなわち、被検者が一回発声をする時、ただ一つのラインに対するキモグラム（Ｋｙｍｏｇｒａｍ）しか得ることができず、これを得る間、全体領域の動きを観察することができないため、患者の動きなどによる歪みを正しく判断できる基準がないなどの問題点があった。
【０００７】
その他、超高速撮影方法（ｕｌｔｒａ−ｈｉｇｈ  ｓｐｅｅｄ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｉｍａｇｅ）を利用して撮影された映像を再調整して多重ラインビデオキモグラフィー（ｍｕｌｔｉ−ｌｉｎｅ  ｖｉｄｅｏｋｙｍｏｇｒａｐｈｙ）を利用する方法もあるが、声帯全体の観察ではないという点はラインスキャンビデオキモグラフィーと同じであり、特別に考案された高価のＣＣＤカメラなどの付加的な装備が必要であるため、使用に制限が多いのが実情である。
【０００８】
ラインスキャンビデオキモグラフィーと超高速撮影方法の問題点を解消するために、喉頭フォトキモグラフィーの原理を利用して声帯全域の振動状態をリアルタイムで検査できる平面スキャンビデオキモグラフィー（２Ｄ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｖｉｄｅｏｋｙｍｏｇｒａｐｈｙ；２Ｄ  ＶＫＧ）が開発された。２Ｄ  ＶＫＧは、患者の動きなどによる歪みを避けることができ、保存された映像をコンピュータのソフトウェア上で主観的な指標を抽出し、使用者の干渉を最小化して定量化できるようにし、同時に両方の声帯全域の振動の様子を比較、観察して粘膜の運動状態を分析することが可能である。しかし、２Ｄ  ＶＫＧの場合、すべての声帯の動きを表現するために、声帯がダイヤモンドの形態で歪んで見えるため、喉頭ストロボスコピーのように実際の声帯の動きを見せることができないという短所がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、ストレート型または屈曲型喉頭内視鏡で断続光源ではない連続光源を利用するものの、ビームスプリッターを利用して一つの喉頭鏡で観察できる映像を二つの映像に分離し、分離された映像を二つのカメラモジュールにそれぞれ投射させて同時に二つの方法で声帯を撮影できる平面スキャンキモグラフィー機能と喉頭ストロボスコピー機能を同時に提供するビデオ喉頭内視鏡システムを提供することにある。
【００１０】
本発明の目的は、声帯の一部分ではなく声帯全域の振動状態をリアルタイムで抽出し、声帯全域の粘膜の運動状態を分析できる平面スキャン（２Ｄ  ｓｃａｎｎｉｎｇ）キモグラフィー（ｖｉｄｅｏｋｙｍｏｇｒａｐｈｙ）機能および断続的に発光するストロボ光源ではないビームスプリッターを通過した連続光源を利用した喉頭ストロボスコピーイメージを同時に獲得できる機能を有するビデオ喉頭内視鏡システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するための本発明の第１側面は、平面スキャンビデオキモグラフィーと喉頭ストロボスコピー機能があるビデオ喉頭内視鏡システムであって、声帯を観察する喉頭鏡、声帯を照らすための光源、前記光源を二つに分離させるビームスプリッターを具備し、平面スキャンキモグラフィー映像およびストロボスコピー映像を獲得するビデオカメラ、前記ビデオカメラから伝送される二種類のビデオ信号をデジタル映像信号に変換するデュアルイメージキャプチャー部、デジタル映像信号を保存する保存部、前記保存部の映像信号を分析するようにしてモニターに前記平面スキャンキモグラフィー映像およびストロボスコピー映像に対する分析結果を同時にディスプレイする制御部、および前記保存部の映像信号を分析する分析ソフトウェアを含むコンピュータ、および前記平面スキャンキモグラフィー映像および前記ストロボスコピー映像を同時にディスプレイし、前記分析結果をディスプレイするモニターを含む。
【００１２】
好ましくは、前記ビデオカメラはローリングシャッターを具備して声帯粘膜をスキャンすることによって平面スキャンキモグラフィーを獲得する第１カメラモジュールおよびストロボスコピー映像を獲得する第２カメラモジュールを含むことができる。
【００１３】
好ましくは、前記第１カメラモジュールおよび前記第２カメラモジュールはシャッタースピードを１／１０００秒以上にすることができる。
【００１４】
好ましくは、前記第２カメラモジュールは前記光源から得られる光によって該当提供される光学的信号をアナログ映像信号で取得し、前記アナログ映像信号をデジタル映像信号に変換し、シャッタータイムおよびサンプリング速度を調節することができる。
【００１５】
好ましくは、前記光源はキセノン（Ｘｅｎｏｎ）連続光源であり得る。
【００１６】
前記目的を達成するための本発明の第２側面は、平面スキャンビデオキモグラフィーと喉頭ストロボスコピー機能があるビデオ喉頭内視鏡システムで遂行される喉頭運動状態の分析方法であって、（ａ）喉頭鏡、光源、およびビデオカメラを利用して声帯の動きを撮影したキモグラフィー映像および声門の動きを撮影したストロボスコピー映像をデュアルイメージキャプチャー部を通じて保存部に保存する段階、（ｂ）制御部は保存部の所定個数の映像フレームをフレーム別に構成してモニターにディスプレイし、使用者が観察を所望するフレームをマウスやキーボードで選択できるようにメニュー画面を構成してディスプレイする段階、および（ｃ）分析ソフトウェアは前記キモグラフィー映像およびストロボスコピー映像を分析して観察された声帯および声門に対する正規化された指標を同時にディスプレイする段階を含む。
【００１７】
好ましくは、前記（ａ）段階で、発声しない状態で声帯および声門の全部位を撮影した後、「い」または「え」を発声させて声帯振動部の全部位の動きおよび声門の運動状態を撮影することができる。
【００１８】
好ましくは、前記（ｃ）段階で、正規化された指標として、声門の縦軸の長さに対する平均声帯幅、声帯開放期間と全体期間の比率である声門開放率、両側の声帯の開放程度の差である非対称指数、基本周波数、振動強度、振動の規則性、粘膜波動、振動の対称性、外側境界の姿、内側境界の姿、周期の異常、または声帯粘膜の振動消失を含むことができる。
【発明の効果】
【００１９】
前記した通り、本発明によれば、リアルタイムで声帯の全域での平面スキャンキモグラフィー映像とストロボスコピー映像を比較することができるため、喉頭運動に対する診断と今後の予後追跡が容易である効果がある。
【００２０】
また、平面スキャンキモグラフィー映像およびストロボスコピー映像を保存して、検査者がビデオを通じて映像を注意深く繰返し観察することができるため、より正確で有意義なパラメーターである基本周波数、粘膜波動、振動の対称性、振動強度、振動の規則性、位相差、声帯粘膜の振動消失（ａｂｓｅｎｃｅ  ｏｆ  ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｖｏｃａｌ  ｆｏｌｄ）、周辺環境による干渉（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｆ  ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｓ  ｗｉｔｈ  ｔｈｅ  ｖｏｃａｌ  ｆｏｌｄｓ）、閉鎖持続期（ｄｕｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｇｌｏｔｔａｌ  ｃｌｏｓｕｒｅ）、左右非対称（ｌｅｆｔ−ｒｉｇｈｔ  ａｓｙｍｍｅｔｒｙ）、粘膜波動（ｐｒｅｓｅｎｃｅ  ｏｆ  ｍｕｃｏｓａｌ  ｗａｖｅｓ）、周期多様性（ｔｙｐｅ  ｏｆ  ｃｙｃｌｅ−ｔｏ−ｃｙｃｌｅ  ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ）、左右非対称（ｌｅｆｔ−ｒｉｇｈｔ  ａｓｙｍｍｅｔｒｙ）、外側および内側境界の姿（ｓｈａｐｅｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｌａｔｅｒａｌ  ａｎｄ  ｍｅｄｉａｌ  ｐｅａｋｓ）、周期の異常（ｃｙｃｌｅ  ａｂｅｒｒａｔｉｏｎｓ）などの指標の客観的な分析が可能であり、検査結果を保存できる効果を有している。さらに、本発明に係る正規化された指標は声帯の振動状態を可視化し定量化するのに有用であり、喉頭機能の客観的な診断が可能な効果がある。
【００２１】
また、従来のストロボスコープに比べて構成が簡単であり、体積および重量が小さくなって経済的に有利な効果があり、一度の撮影で平面スキャンキモグラフィーイメージと喉頭ストロボスコピーイメージを同時に獲得して観察できるため、前記にて提示したパラメーターに対する正確な分析が可能であり、したがって、医学的または産業的により多くの分野で、多数によって使われ得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来技術によるラインスキャンビデオキモグラフィー（ｌｉｎｅ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｖｉｄｅｏｋｙｍｏｇｒａｐｈｙ）の原理を説明するための概略図。
【図２】従来技術によるラインスキャンビデオキモグラフィーシステムによって撮影された映像画面。
【図３】本発明の好ましい実施例に係る平面スキャンビデオキモグラフィーと喉頭ストロボスコピー機能があるビデオ喉頭内視鏡システムの概略的なブロック図。
【図４】本発明で使われる平面スキャンキモグラフィーの原理を説明するための概略図であって、図４は声帯全体、すなわち平面スキャンの原理である。
【図５】本発明で使われる平面スキャンキモグラフィーの原理を説明するための概略図であって、図５は平面スキャンした声帯全体の映像である。
【図６】本発明の好ましい実施例に係る平面スキャンビデオキモグラフィーと喉頭ストロボスコピー機能があるビデオ喉頭内視鏡システムによる喉頭運動状態の分析方法を説明するためのフローチャート。
【図７】正常な人の喉頭内視鏡映像画面。
【図８】本発明で獲得される平面スキャンキモグラフィー映像画面。
【図９】本発明で獲得される平面スキャンキモグラフィー映像画面。
【図１０】本発明で獲得される平面スキャンキモグラフィー映像画面。
【図１１】従来技術によるラインスキャンキモグラフィーと本発明による平面スキャンキモグラフィーの比較映像。
【図１２】本発明に係る平面スキャンビデオキモグラフィーと喉頭ストロボスコピー機能があるビデオ喉頭内視鏡システムによって撮影された映像画面。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付された図面を参照して本発明に係る好ましい実施例を詳細に説明する。しかし、以下の実施例は、この技術分野で通常の知識を有した者に本発明が十分に理解されるように提供されるものであって、多様な他の形態に変形され得、本発明の範囲は後述される実施例に限定されるものではない。
【００２４】
図３は本発明の好ましい実施例に係る平面スキャンビデオキモグラフィーと喉頭ストロボスコピー機能があるビデオ喉頭内視鏡システムの概略的なブロック図である。本発明の好ましい実施例に係る喉頭運動状態の分析のための平面スキャンビデオキモグラフィーと喉頭ストロボスコピー機能があるビデオ喉頭内視鏡システムは、喉頭鏡１０、光源２０、ビデオカメラ３０、コンピュータ４０および、モニター（図示されず）を含む。ここで、ビデオカメラ３０は、ビームスプリッター３２、第１カメラモジュール３４、および第２カメラモジュール３６を含み、コンピュータ４０はデュアルイメージキャプチャー部４２、保存部４４、制御部４６、および分析ソフトウェア４８を含む。
【００２５】
図３の構成において、喉頭鏡１０は声帯を観察できる器具であって、ビデオカメラ３０と連結されて声帯および声門を含む喉頭の映像を撮影できるようにする。喉頭鏡１０には、ストレート型または屈曲型がすべて可能である。一実施例において、喉頭鏡１０は以下で説明されるビデオカメラ３０と一体型で具現され得る。
【００２６】
ビデオカメラ３０は喉頭鏡１０から観察された映像を録画および保存するための装置である。より具体的には、ビデオカメラ３０はビームスプリッター３２を具備して喉頭鏡１０から撮影された映像を二つに分離させ、二つに分離された映像のそれぞれを第１カメラモジュール３４および第２カメラモジュール３６に投射させて平面スキャンキモグラフィーおよびストロボスコピーを抽出する。
【００２７】
第１カメラモジュール３４は従来技術によるラインスキャンキモグラフィー方式ではなく、平面スキャンキモグラフィーを抽出するものである。第１カメラモジュール３４については、以下、図４〜図５を参照して、より詳細に説明する。
【００２８】
第２カメラモジュール３６は、高速で周期運動する喉頭の声門の映像を処理して観察することによってストロボスコピー映像を獲得する。より具体的には、第２カメラモジュール３６は、喉頭鏡１０と光源２０から得られる映像によって該当提供される光学的信号をアナログ映像信号で取得し、アナログ映像信号をデジタル映像信号に変換し、シャッタータイムおよびサンプリング速度を調節する。すなわち、第２カメラモジュール３６を通じて高速度で繰り返される対象物の周期運動を適当な低速度でサンプリングすることによって、繰り返されている動きの一周期の成分を完全に抽出することができる。
【００２９】
例えば、第２カメラモジュール３６はＣＣＤカメラで具現され得、Ｆｕｌｌ  ＨＤ級画像のカメラ内デジタル信号処理（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓ、ＤＳＰ）を通じて第２カメラモジュール３６の機能が具現され得る。
【００３０】
一実施例において、第２カメラモジュール３６は、調整されたシャッター時間およびサンプリング速度にしたがって声門運動を映像化し、アナログ映像をデジタル化する。より具体的には、第２カメラモジュール３６のシャッタータイムは小さいほどよく、シャッタータイムが大きいと一つの映像は静止映像ではなく連続した映像で獲得され、観察者が対象物の周期運動する状態を鮮明に観察することができなくなる。
【００３１】
一実施例において、第２カメラモジュール３６は光源２０の明るさによってシャッタータイムを調節することができ、サンプリング速度を調節して、高速で運動するため肉眼では観察できない喉頭声門の運動を低速で運動する映像または静止した映像のように見せることができる。すなわち、喉頭が正確に開閉されるかを観察することができる。例えば、喉頭の声門が発声時に秒当たり１００〜２５０回程度開閉する場合に、第２カメラモジュール３６のシャッタータイムは喉頭の声門運動分析時に少なくとも０．３５周期以下（より好ましくは、０．１周期以下）に該当する時間間隔を有するように調節され得、モニター５０に出力される声門運動を正確に観察できるようにサンプリング速度が調節され得る。また、映像化された声門運動はモニター５０を通じて順次的な静止映像が連続的に出力される過程が繰り返され得る。
【００３２】
第２カメラモジュール３６は従来技術による断続光源を利用したストロボスコープ方式ではなく、連続的な光源２０を使って対象物を鮮明に観察することができるため、性能的な側面でより優秀なストロボスコープ映像を抽出する。
【００３３】
コンピュータ４０は汎用のパーソナルコンピュータであって、デュアルイメージキャプチャー部４２、保存部４４、制御部４６および、分析ソフトウェア４８を含む。デュアルイメージキャプチャー部４２はイメージキャプチャーボード（ｉｍａｇｅ  ｃａｐｔｕｒｅ  ｂｏａｒｄ）の形態であり、ビデオカメラ３０から伝送されるビデオ信号をコンピュータ４０が処理できるデジタル映像信号に変換する役割をし、各種映像の編集などが容易な汎用映像信号処理ボードを使うことができる。通常、スロット形態でコンピュータ４０の本体基板の拡張バスに挿入して使用できる補助基板の形態を利用することができる。
【００３４】
コンピュータ４０の制御部４６はデュアルイメージキャプチャー部４２から伝送された、例えば連続した秒当たり２５〜３０フレームのデジタル映像信号を保存部４４に保存した後、喉頭運動状態の分析のために分析ソフトウェア４８を制御する。すなわち、制御部４６は保存部４４に移された映像信号を分析してモニター（図示されず）に平面スキャンキモグラフィー映像およびストロボスコピー映像に対する分析結果、すなわち、声帯の振動状態および声門の運動状態を可視化して声帯および声門に対する定量化された臨床指標をディスプレイする。
【００３５】
図４〜図５は本発明で使われる平面スキャンキモグラフィーの原理を説明するための図面である。図４に図示されたように、平面スキャンキモグラフィーのためにビデオカメラ３０の第１カメラモジュール３４を静止状態にしておき、移動スリットの隙間を通じて声帯粘膜をスキャンすることによって声帯全体すなわち、平面的なスキャンができるようになる。具体的には、図５に図示されたように、細いスリットシャッターが声帯映像の平面で移動し、フィルムはその間露出されている。このような手続きによって得られた映像は、喉頭の全体イメージに対して異なる時間段階でキャプチャーしたいくつかのイメージ行を順次的に一つの全体イメージにして見せてくれるため、全体喉頭の力動的なイメージを表わす。
【００３６】
このために、ビデオカメラ３０の第１カメラモジュール３４は高感度および高解像度の方式であり、ローリングシャッター（ｒｏｌｌｉｎｇ  ｓｈｕｔｔｅｒ）を具備する。好ましくは、第１カメラモジュール３４はローリングシャッター方式のＣＭＯＳカメラモジュールを利用することができ、映像の解像度を高めるためにシャッタースピードは１／１０００秒以上高速に設定することが好ましい。この場合、画面が非常に暗くなり得るため、画面を明るくするために、光源２０として高感度および高輝度光源を使うことができる。好ましくは、声帯を照らす光源２０として非常に明るいキセノン（Ｘｅｎｏｎ）光源を使う。また、本発明での光源２０は既存のストロボスコピー方式で使われていた断続光源（ストロボ光源）ではなく、前記の非常に明るいキセノン連続光源を利用することができる。
【００３７】
このような喉頭鏡１０、光源２０および第１カメラモジュール３４に該当するローリングシャッターカメラを利用して、正常な人または声帯機能に異常のある患者を対象に安らかな状態で特定音（「い」または「え」）を発声させながら声帯を撮影する。このようにして、所定フォーマット、例えばＡＶＩ方式で録画した映像で連続した所定個数、例えば秒当たり２５〜３０フレームの映像を録画し、これを再生して出力する。
【００３８】
次に、前述した構成を有する平面スキャンビデオキモグラフィーと喉頭ストロボスコピー機能があるビデオ喉頭内視鏡システムで本発明の好ましい実施例に係る喉頭運動状態の分析方法について、添付した図面を参照して詳細に説明する。
【００３９】
図６は本発明の好ましい実施例に係る平面スキャンビデオキモグラフィーと喉頭ストロボスコピー機能があるビデオ喉頭内視鏡システムによる喉頭運動状態の分析方法を説明するためのフローチャートである。図６を参照すれば、まず喉頭鏡１０、光源２０および、ビデオカメラ３０を利用して声帯の動きを撮影したキモグラフィー映像および声門の動きを撮影したストロボスコピー映像をデュアルイメージキャプチャー部４２を通じてコンピュータ４０の保存部４４に保存する（段階Ｓ２１０）。
【００４０】
喉頭運動状態の分析のために、例えば、発声しない状態で声帯の全部位を撮影した後、「い」または「え」を発声させて声帯振動部の全部位の動きを撮影して平面スキャンキモグラムに変換させることができ、声門の運動状態を観察してストロボスコピー映像を獲得することができる。
【００４１】
次に、コンピュータ４０の制御部４６は、保存部４４の所定個数のフレームをフレーム別に静止画面で構成してモニターにディスプレイし、使用者が観察を所望するフレームをマウスやキーボードで選択できるようにメニュー画面を構成してディスプレイする（段階Ｓ２２０）。
【００４２】
次に、コンピュータ４０の分析ソフトウェア４８は、キモグラフィー映像およびストロボスコピー映像を分析して観察された声帯および声門に対する正規化された各種指標、例えば声門の縦軸の長さに対する平均声帯幅、声帯開放期間と全体期間の比率である声門開放率、両側の声帯の開放程度の差である非対称指数、基本周波数、振動強度、振動の規則性、粘膜波動、振動の対称性、外側境界の姿、内側境界の姿、周期の異常、声帯粘膜の振動消失などを正規化してディスプレイする（段階Ｓ２３０）。これを利用してより客観的かつ正確な状態評価が可能である。
【００４３】
以下、図７〜図１１を参照して、本発明の平面スキャンビデオキモグラフィーと喉頭ストロボスコピー機能があるビデオ喉頭内視鏡システムによって獲得された平面スキャンキモグラフィー映像について、従来技術と比較して説明する。
【００４４】
図７は正常な人の喉頭内視鏡映像画面を示し、図８〜図１０は本発明の平面スキャンビデオキモグラフィーと喉頭ストロボスコピー機能があるビデオ喉頭内視鏡システムによって撮影された平面スキャンキモグラフィー映像画面を示す。図８〜図１０は正常な成人の男の発声時の平面スキャンキモグラム映像画面であって、デジタル形式で保存されたビデオ映像の連続した２５〜３０フレームをデュアルイメージキャプチャー部４２を利用してコンピュータ４０の保存部４４に移した後、モニター（図示されず）にディスプレイした。
【００４５】
具体的には、図８は正常な男の低音発声時の平面スキャンキモグラム映像画面、図９は正常な男の高音発声時の平面スキャンキモグラム映像画面、図１０は正常な男の裏声（ｆａｌｓｅｔｔｏ  ｖｏｉｃｅ）発声時の平面スキャンキモグラム映像画面である。
【００４６】
図１１は従来技術によるラインスキャンビデオキモグラフィー（ａ）と本発明による平面スキャンビデオキモグラフィー（ｂ）の比較映像である。
【００４７】
図１１の（ａ）は声帯の一部分に対する動きを撮影するラインスキャンキモグラフィーである。従来技術による映像である（ａ）の短所は、声帯全体の観察ではなく一つのラインの一部分に対する評価であるという点である。すなわち、被検者が一回発声をする時、ただ一つのラインに対するキモグラム（ｋｙｍｏｇｒａｍ）しか得ることができず、これを得る間、全体領域の動きを観察することができないため、患者の動きなどによる歪みを正しく判断できる基準がないという問題点がある。図１１の（ｂ）は声帯の全体の部分に対する動きを撮影する本発明による平面スキャンキモグラフィー映像である。（ｂ）映像によれば、（ａ）映像の短所を補完して声帯全体の動きをリアルタイムで観察できるため、患者の動きなどによる歪みを最小化することができる。
【００４８】
図１２は本発明に係る平面スキャンビデオキモグラフィーと喉頭ストロボスコピー機能があるビデオ喉頭内視鏡システムによって撮影された映像画面を示す。
【００４９】
図１２を参照すれば、本発明に係る平面スキャンビデオキモグラフィーと喉頭ストロボスコピー機能があるビデオ喉頭内視鏡システムを利用すれば、平面スキャンキモグラフィー映像およびストロボスコピー映像を同時に獲得することができる。
【００５０】
図１２の（ａ）を参照すれば、本発明を通じて獲得され得る映像の概念を図示したものであって、本発明の平面スキャンビデオキモグラフィーと喉頭ストロボスコピー機能があるビデオ喉頭内視鏡システムを利用すれば、平面スキャンキモグラフィー映像およびストロボスコピー映像が同時に獲得され、左側にはストロボスコピー映像、右側には平面スキャンキモグラフィー映像が配置されるようにして、観察者が二つの映像を同時に見ることができるように、図１２の（ａ）のようにディスプレイされる。一実施例において、平面スキャンキモグラフィー映像およびストロボスコピー映像の配置は観察者の設定によって変更され得る。
【００５１】
図１２の（ｂ）を参照すれば、本発明を通じて獲得され得る映像の例示であって、左側にある映像はストロボスコピー映像であり、右側にある映像は平面スキャンキモグラフィー映像である。本発明によって、二つの映像を同時に獲得し、同時にディスプレイすることができるため、喉頭の状態をより客観的かつ正確に判断することができる。
【００５２】
すなわち、従来は、ストロボスコピー映像のみ撮影して獲得するかまたは平面スキャンキモグラフィー映像のみ撮影して獲得することができたが、本発明は光源２０、およびビームスプリッター３２、第１カメラモジュール３４および第２カメラモジュール３６を含むビデオカメラ３０を利用して、ストロボスコピー映像および平面スキャンキモグラフィー映像を同時に獲得してディスプレイすることができる。
【００５３】
前述した本発明に係る平面スキャンビデオキモグラフィーと喉頭ストロボスコピー機能があるビデオ喉頭内視鏡システムに対する好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲と発明の詳細な説明および添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも本発明に属する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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