MOCKUP · SPReAD 1000 企画(外観イメージ) #93 · AI for Science/医療テーマ
#93

「嗄声」の正体を、声帯振動の時空間表現(ラリンゴバイブログラム)でAIが解く

🔬 voxvibro.research / vocal-fold-dynamics
VoxVibro — 声帯振動の時空間解析
研究プロトタイプ ・ 喉頭ハイスピード内視鏡+音響を解析(ダミーデータ)
解析発声 2,640件
解析した発声
2,640
左右非対称の検出
AUC.90
撮影フレームレート
8,000fps
同定した振動表現型
5
▲ 時空間表現から
ラリンゴバイブログラム(声帯振動の時空間表現)
上=声門面積波形(声帯の開大)/下=左右声帯エッジの変位。右声帯の振幅低下と振動開始の遅延(位相差)が見える。
AIの読み:右声帯は左に対し振幅62%・振動開始が18ms遅延 規則性は保たれ器質性病変は示唆されない——一側性声帯麻痺パターン(較正確率0.86) 声門面積 左右エッジ 右声帯の振動開始が18ms遅延 発声開始 100ms 200ms 300ms 386ms
左声帯エッジ 右声帯エッジ 声門面積波形 振動開始の左右差
発声障害を分ける振動の時空間特徴(モデルの寄与度)
正常/病的を分離する特徴の重要度。声帯の「左右差」を捉える指標が上位を占める。
1振動開始の左右遅延(onset asymmetry).88
2振幅比(右/左).81
3粘膜波動の左右差.64
4周期ゆらぎ(cycle-to-cycle, Jitter).52
5閉鎖率(closed quotient)の偏り.44
↑ 研究コード名「VoxVibro」。喉頭ハイスピード内視鏡と音響を時空間表現し、
声帯振動の左右非対称から器質・麻痺・神経筋性の発声障害を解く完成イメージ。
嗄声を「声の印象」で評価する現状を超え、喉頭ハイスピード内視鏡+音響から声帯振動を時空間表現(ラリンゴバイブログラム)し、左右非対称から器質・麻痺・神経筋性の発声障害をAIで解く——完成したらこう見える、の外観イメージ。
上限 500万円(直接経費) 学生応募可(医学生=当事者) e-Rad 応募 第2回・2026年6月上旬予定 分野:音声科学 × 高速イメージング
🔬 問い・学術的背景

声帯は発声中、毎秒100〜250回振動する。通常の喉頭内視鏡(約30fps)やストロボスコピーは「平均的な1周期」を疑似的に再構成しているにすぎず、左右非対称・粘膜波動・振動開始の遅延という本質は人の目とフレームレートの壁に阻まれている。嗄声(dysphonia)は声帯麻痺・ポリープ・痙攣性発声障害・早期喉頭癌・神経筋疾患まで原因が幅広いのに、初期評価はいまも"声の印象"と数フレームの観察に依存している。

🎯 仮説・新規性

喉頭ハイスピード内視鏡(HSV, 2,000〜20,000fps)の声門面積波形と左右声帯のエッジ変位を「ラリンゴバイブログラム(正規化した時空間表現)」に落とせば、左右の位相差・振幅比・周期ゆらぎが疾患群を分ける、と仮説する。深層学習による声門の自動セグメンテーションは検者非依存の精度に達しつつあり(U-LSTM等)、振動の時空間表現を疾患横断で解くのは萌芽段階。

🤖 AI活用の必然性

毎秒数千枚・1発声で数万フレームを、声門輪郭の追跡という主観作業で人手処理するのは非現実的。微細な左右非対称や振動開始の遅延は人の知覚を超える。時系列ディープラーニングでしか定量できない=AIの必然。単なる「声の印象」では振動の左右差は見えない。

💰 500万円の使途
  • ① 既存HSV動画の二次利用・公開データの統合
  • ② 声門セグメンテーション+時空間表現モデルの開発計算(GPU)
  • ③ 音響同時記録の前処理・同期
  • ④ 外部施設データでの汎化検証・IRB/データ管理
  • ⑤ 結果公開(プレプリント・可視化Web)
📈 期待成果・社会実装(出口)

嗄声のレッドフラグ(喉頭癌・声帯麻痺)の拾い上げ、発声障害の病型鑑別の標準化、音声治療の客観的な効果判定。出口は耳鼻科・音声外来の評価支援と、神経筋疾患の音声スクリーニング。Hiro自身が医学生=喉頭診察を学ぶ当事者で、臨床の見え方とデータの両面に接地できる。

※ 正直な関門:確定診断・処方は医師(医師法)。HSVは専門機器で実施施設が限られ侵襲もある。音声は環境ノイズに弱い。確定診断ラベルが少なく希少病型でデータ不足。音響バイオマーカーの疾患特異性は未確立で過大評価は禁物。前向き・多施設での検証が要る。第2回の正式日程・公募要領は確定次第の確認が必要。
完成イメージ(ダミーデータ・実在データや企業名は不使用)・分野=耳鼻咽喉/音声科学 × 高速イメージング / 企画ログ → spread-plans.md #93