フィードバックANCシステムによるMIR騒音の低減について～線形予測フィルタを用いたANCシステムの安定性向上に関する検討

摘要

MRI装置は人休の内部を撮像するための医療機器であり，その利便性と安全性から多くの医療機関で用いられている．一方，滋賀医科大学附属病院では，このMRI装置により疾患部位をリアルタイムで撮像しながら手術を行うことができるシステムが導入されている．しかし，MRI装置は撮像時に非常に大きな騒音（MR騒音）を発するため，手術中のスタッフ間の会話を妨げるという点が問題となっている．そこで我々は，MRI装置が発するMR騒音をアクティブノイズコントロール（ANC）システムを用いて低減を行い，MR騒音環境下において音声対話の円滑化の実現に向けた検討を行っている．しかし，ANCシステムの制御方式として用いているフィードバックANCシステムでは，システムの入力に話し声や背景雑音等の制御不可能な広帯域騒音が外乱として重畳することにより，システムの不安定性を導くという問題がある．そこで本稿では，線形予測フィルタを用いて外乱を抑圧するフィードバックANCシステムを提案し，実システムにより有効性の検証を行った．%MRI (Magnetic Resonance Imaging) device is medical equipment which has been used to obtain the cross-sectional image of the human body. MR device is introduced at Shiga University of Medical Science in order to conduct microwave coaguration therapy by using near-real-time MR images. MR device generates a serious noise (about 100 dB SPL). Hence, operators and other medical staff (e. g. nurses and anesthesists) are exposed to the large MR noise for many hours and cannot communicate with each other. This is an elevated risk of the operation. We therefore attempt to implement an active noise control (ANC) system in order to reduce MR noise and permit communication under the MR noise environment. The wideband disturbance (e. g. voice and background noise) makes the conventional feedback ANC system unstable or divergent because it corrupts the input signal to the control filter. In this paper, we propose a robust feedback ANC system using a linear prediction filter which suppresses the disturbance. Some experimental results obtained using a digital signal processor (DSP) demonstrate that, the proposed feedback ANC system is superior to the conventional feedback ANC system in terms of stability while maintaining the same noise reduction ability.