CN101636111B - 用于个体听力的客观测量的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于确定个体的听力的系统，包括：用于生成测试激励信号的发生器、助听器(2)和第一同步装置，该助听器具有数字信号处理器，该数字信号处理器用于处理所述测试激励信号并将其转换以输出声学激励信号。所述系统进一步包括电生理学仪器(1)，所述电生理学仪器(1)具有第二同步装置和用于根据所述个体建立对所述声学信号的诱发反应的装置(7)。所述第一同步装置和所述第二同步装置交换同步信号以便同步对所述声学激励信号的所述诱发反应。本发明还提供一种助听器和用于实现个体听力的电生理学测量的方法。

Description

用于个体听力的客观测量的系统和方法

技术领域

本发明一般地涉及评估人类听力的领域。本发明更特别地涉及通过提供声学激励并结合电生理学阈值测量技术而确定个体听力的系统和方法。本发明进一步更具体地涉及通过应用由助听器提供的声学激励而确定个体听力的系统和方法。

背景技术

新近的听力筛查程序通常建议未通过初级听力筛查测试的新生儿在他们满3个月前接受完备的听力评估。然而，由于孩子不能产生行为听力评估通常要求的适当的肌肉运动响应，因此听力的客观评定势在必行。这种客观评定可以由电生理学装置提供并且根据之后在生活中收集的行为阈值而表现得非常出色。一种这样的电生理学测试被称作听性脑干反应(ABR)。ABR主要由标记为I-V的五个波组成，这五个波表示由听觉神经和脑干生成的诱发同步活动。通过具有短上升时间的短持续听觉激励来诱发ABR，该短持续听觉激励例如为听觉短声(click)或猝发音。为了获得可以被解释的波形，诱发反应通常紧随声学激励开始而记录15-25ms，在数千次试验的基础上求均值并且滤波以消除不期望的神经肌肉活动或环境电活动。ABR由电极记录，该电极被有策略地置于前额和耳后骨上或在前额和耳后骨附近，产生电势差(即偶极子)。对ABR波V的时延(latency)、振幅和形态的评价将帮助听觉病矫治专家确定个体的听力或阈值。ABR阈值与听觉激励的最低水平关联，该最低水平能够诱发可见的或可检测的波V。

另一个频繁使用的电生理学测试是听觉稳态反应(ASSR)。ASSR依赖于在频率或振幅上调制纯音调，并且将这种调制后的音调以各种强度呈现到患者的耳朵。ASSR包括统计学平均，该统计学平均确定音调调制是否还表现在连续的脑照相活动中。与ABR不同，ASSR不要求对声学激励的开始进行锁定时间求平均，这是由于调制以及因此调制的发生是稳态的。在不同水平上的调制的统计学呈现将帮助听觉病矫治专家确定个体的听力或听觉阈值。ASSR阈值与听觉激励的最低水平关联，所述最低水平能够诱发所述听觉激励在所测量的神经中枢活动内导致的调制。

EP-B1-1089659示出了用于确定在人类测试对象中对声学激励的听性脑干反应(ABR)的方法。

EP-B1-1133898教导了在原位装配的助听器，其中通过置于耳中并作为音频信号源的助听器测量出听力敏度图。

原位测听术已经在文献中被记载为用于降低可变性，另外相关联地在评价阶段中使用一个换能器将听力测定设备耦合到孩子的外耳并且在放大阶段中使用另一个换能器将助听器耦合到孩子的外耳。这样做使得在计算孩子的助听器的输出特性期间，与所测量的听力损耗相比，难以评定每个变换器的耦合和/或装管和/或通风性质。因此对听力损耗的评价和助听器的输出特性的后续计算使用相同的耦合系统和同样的换能器具有显著的优点，例如由原位技术规定。

目前，市场上具有几种ABR和ASSR设备。这些设备均使用头戴式受话器或插入式耳机换能器将声学信号传递到个体的耳朵里并且收集和操控由听觉神经和脑干生成的电活动。

虽然这些工具有效地确定了孩子和成年人的独立的阈值，但它们在一定程度上在两个重要途径上受制于其在普通介入实践或治疗实践中的应用：一个限制是确定辅助阈值，另一个限制是考虑在评价中使用的换能器的影响和对具有听觉损伤的个体的介入的治疗阶段之间的不一致性。

辅助阈值为听觉病矫治专家揭示了重要信息，因为其揭示了孩子通过他/她的助听器的辅助能够检测到的最柔和的声音。通过这种信息，听觉病矫治专家能够确定很小的孩子是否完全适配适当的听觉装置，该听觉装置的目的在于听到讲话中最柔和的元素，这将允许孩子发展可接受水平的语言能力。虽然可以使用传统行为方法从较大的孩子获得辅助阈值，但不能从非常小的孩子那里获得这种信息。虽然可以使用电生理学技术如ABR和ASSR测量辅助阈值，但这些技术将承担在自由场中传递声学激励。在测试婴儿和初学走路的孩子时，自由场测量具有固有的限制，例如在整个测量过程中确保头和躯干的固定定位；这在儿科患者中是非常难实现的任务。一利客观的电生理学方法论将是非常有效的，该方法论帮助评定这种能力下的辅助阈值，而不受到自由场测量的限制。

当应用电生理学方法测量婴儿或很小的孩子的听觉阈值时，他们优选为处于睡眠状态；否则由于神经肌肉活动以及声学诱发的电势试探的干扰，信号可能增大。这样，测量将不能反应预期的诱发声学反应。此外，当电生理学阈值测量在自由场中实施时，存在大约10dB-20dB的非受控变化。

本发明的一个目的是提供一种系统，该系统对在测量辅助阀值时待测试的个体的移动不太敏感，而当前的自由场技术则比较敏感。

另一个目的是降低电生理学阈值测量中的可变性。

这些和其他目的由本发明实现。

发明内容

根据本发明，在第一个方面中，通过用于确定个体的听力的系统来实现上述目标，该系统包括：用于生成测试激励信号的发生器，助听器，所述助听器具有数字信号处理器，该数字信号处理器用于处理和转换所述测试激励信号以输出声学激励信号，第一同步装置，电生理学仪器，所述电生理学仪器具有第二同步装置和用于根据所述个体建立对所述声学激励信号的电生理学诱发反应的装置，其中所述第一同步装置和所述第二同步装置适于交换同步信号以便同步对所述声学激励信号的所述诱发反应。

电生理学仪器是用于确定对声学信号的诱发反应的仪器，如ABR或ASSR。用于生成测试激励信号的装置可以包括测试波样本的各种特性的查找表，所述特性涉及强度、调制、频率、持续时间和包迹特性如上升/下降时间。可以从查找表中选择这些特性以构造激励，该激励当前被推荐用于各种电生理学测量协议，例如但不限于用于ABR的短声、猝发音、短音和短促音，以及用于ASSR的频率和振幅调制音。这样，信号发生器将具有生成特定电生理学测量协议所要求的任意声学激励的潜能。

助听器可以基于任意类型的标准助听器，例如耳后助听器、耳内助听器或完全在耳道中的助听器进行根据本发明的修改。

在本发明的实施例中，提供一种系统，其中所述助听器适于以所述同步信号和所述声学激励信号之间的实质上恒定的时间延迟运行。

在另一个实施例中描述一种系统，其中所述发生器、所述数字信号处理器和所述转换装置的组合被校准以获得良好定义的声学激励信号。

在再一个实施例中提供一种系统，该系统进一步包括装配系统。提供可以控制听觉病矫治测试的装配系统是有利的，因为装配系统可以用于助听器参数的稍后调节。

装配系统可以包括第一同步装置，并且装配系统可以进一步包括用于生成测试激励信号的发生器。

在本发明的一个实施例中提供一种系统，其中助听器进一步包括第一同步装置和用于生成测试激励信号的发生器。

在另一个实施例中，所述系统适于显示出小于50微秒的时间延迟。

在第二个方面，本发明提供一种助听器，该助听器包括用于生成测试激励信号的发生器、数字信号处理器和第一同步装置，所述数字信号处理器适于处理和转换所述测试激励信号以输出声学激励信号，所述第一同步装置用于提供关于声学激励信号的输出的定时信息。

在第三方面，本发明提供一种用于确定个体听力的系统，其中所述系统包括电生理学仪器和助听器，该电生理学仪器包括用于生成测试激励信号的装置和用于根据所述个体建立诱发反应的电生理学反应装置，该助听器包括能够接收所述测试信号的经校准的声学输入、用于将所述测试信号处理成经处理的信号的数字信号处理器以及用于将所述经处理的信号转换成声学激励信号的装置，其中所述诱发反应是响应于所述声学激励信号而生成的，并且其中所述助听器能够以所述声学输入信号和所述声学激励信号之间的恒定时间延迟运行。所述系统的一个优点是仅通过微小修改即可使用现已存在的电生理学仪器。

在第四方面，本发明提供一种用于实现个体的听力的电生理学测量的方法，该方法包括以下步骤：通过助听器发射声学激励信号，并且测量由声学激励信号在个体中导致的电生理学诱发反应。发射步骤可以进一步包括以下步骤：响应于触发器脉冲在助听器中生成测试激励信号，并且将该测试激励信号转换成声学激励信号，其中触发器脉冲和声学激励信号之间的时间延迟实质上恒定。

附图说明

本发明的其他方面和优点将通过以下详细说明并结合附图而变得清楚，所述附图通过示例的方式说明了本发明的原理。在附图中：

图1示出用于确定个体的听力的系统；

图2示出与电生理学仪器相互作用的助听器；

图3示出与电生理学仪器和装配系统相互作用的助听器；

图4示出根据本发明的实施例的助听器；以及

图5示出用于根据本发明的系统的电生理学仪器。

具体实施方式

图1示出了用于确定个体3的听力的系统。所述系统包括电生理学仪器1、助听器2和多个电极7，所述电生理学仪器1例如为适于执行ABR或ASSR的仪器，所述助听器2通过缆线14连接到电生理学仪器1，所述多个电极7置于个体3的头上以确定他或她的听力。电极7连接到ABR仪器并且用于采样由对激励信号的声学反应诱发的电势波动，从而可以通过使用ABR或ASSR仪器1确定电生理学响应。助听器2发射个体3可以记录的声学激励信号8。在根据现有技术的装备中，ABR或ASSR仪器1通常连接到一组头戴式受话器，该头戴式受话器生成传给待测试的人的听觉信号。然而，根据本发明，听觉激励信号由助听器2发射。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，助听器202与电生理学仪器201(例如ABR或ASSR仪器201)相互作用。助听器202从ABR仪器201接收触发器脉冲209并且助听器反过来生成同步信号210，该同步信号210用于确保电生理学响应可以以恒定的时间延迟测量。在图3中，显示了根据本发明的另一个实施例。在该附图中，装配系统311连接到助听器302。在这种装备中，装配系统控制助听器302从而将其设置为线性增强模式。装配系统311启动测试程序，例如通过将触发器脉冲309发送到助听器302，助听器302生成听觉激励信号308并且将同步信号310发送到ABR或ASSR设备301。

图4示出了可以用于图2和图3所示的装备中的助听器的实施例。所述助听器包括适于从ABR设备或装配系统接收触发器脉冲409的数字信号处理器DSP 412。响应于触发器脉冲409，DSP 412经由同步装置418发射第一同步信号410到ABR设备。在另一个实施例中，第一同步装置418被集成到DSP 412中。DSP 412从发生器413检索测试信号415，例如通过从查找表413中读取波形样本。在特定的实施例中，发生器被集成到DSP 412中。测试信号415被DSP 412处理并且经由数/模(D/A)转换器416通过输出换能器417(例如扩音器)被发射作为声学激励信号408。

图5示出了ABR 501，该ABR 501包括诱发反应装置519，该诱发反应装置用于根据正在测试的个体建立诱发反应。诱发反应装置519连接到第二同步装置518，从而当第二同步装置518接收到同步信号510时，诱发反应装置519知道何时开始测量诱发反应。图4的助听器中的第一同步装置418和图5的ABR中的第二同步装置518被配置为交换同步信号，从而响应于从助听器发射的声学激励信号408而关联来自正在测试的个体的诱发反应。重要的是从同步信号被ABR接收起直至从助听器发射出声学激励信号之间的时间延迟大致恒定或至少是已知的，以获得对听觉响应的可靠评定。诱发响应在数千个样本上被平均并且被滤波以消除不期望的神经肌肉活动或环境电活动，因此重要的是全部诱发响应以相同的起点被采样，从而与起点相关的不确定性被最小化。

在一个实施例中，助听器适于以同步信号和声学激励信号之间的时间延迟运行，该时间延迟小于50微秒。低于该限制的任何变化均可以被接受。然而，在改进的基于DSP的助听器中，DSP执行多个任务，例如用于听觉不足补偿的基本处理、评定声学反馈路径、评定当前声音环境的传导模式和控制压缩机构，所有这些任务消耗大量的处理时间。基于编程构造，除基本任务以外的这些任务可能涉及适应性处理。涉及适应性处理的任务可能产生变化的处理器延迟。因此，在改进的适应性助听器中，同步是必不可少的事情。

根据本发明的实施例，处理器适于产生适合于测试的恒定延迟模式，其中适应性处理被停止，同时将以恒定时间延迟处理从ABR设备产生的信号。可替换地，如果已知一些当前的处理引起DSP中变化的时间延迟，则可以在同步中考虑这些已知的变化，例如通过ABR设备来考虑，以便以大致相同的时间对诱发响应进行采样。另一种方法可以是使DSP控制声学激励信号在恒定的时间周期后发射，不管它是否花费不同的时间来处理激励信号。在另一个实施例中，助听器将同步信号发送到ABR设备从而使其可以在相同的起点开始采样诱发响应。

对于用于将声学激励呈现给耳朵的任意类型的仪器，需要校准以确保当将设备置于听力测定零点处时，可以在标准耦合器中测量预定水平的声音压力水平。声音压力水平的量对应于文献中记载的在一组年轻的听力正常的成年人中特定激励引发感知所需要的量。从这点来讲，校准还必须确保仪器的强度表盘的增量应该遵循适当的标准耦合器中测量的声音压力水平的同等增量。必须遍历各种频率对每种类型的激励进行校准以及由此得到声音压力水平和仪器的听力测定零点之间的关系。此外，必须为每种换能器执行校准，设备允许该换能器在听力评估期间耦合到个体的耳朵。

为孩子进行测试要求对这种校准进行修改从而揭示有关听力测定(阈值)的信息。这种修改是由于孩子的外耳在其生命的头5年里是不成熟的，因此孩子以自己的方式转换声音到耳鼓，这种方式与在成年人中测量的方式不同。因此，需要不同的声音压力水平量来在小孩子中引起感知并且因此在校准期间产生的声音压力水平和仪器的听力测定零点之间的关系在测试小孩子时没有任何作用。除非校准被修改，否则从测试设备获得的阈值数值至少在一些测试频率上将不反映小孩子的听觉状态。这在ABR和ASSR中是特别重要的，因为这些阈值量度技术通常实施于不满6个月的孩子。

虽然可以为孩子校准听觉测试设备，但小孩子的外耳在第一个5年期间的成熟过程过于迅速并且因此不能使用单一的校准量度进行捕捉。然而，存在两种方式重建声音压力水平和测试设备的听力测定零点之间的相应关系。首先，可以应用校正来考虑孩子的外耳性质的影响以提供在ABR和ASSR测量期间收集的阈值数值的平均值。这些校正(例如用于插入式电话机和助听器的RECD)在文献中被广泛说明并且通过使用探针麦克风系统从孩子的外耳进行个体测量的方式或通过文献中报道的适龄评定的方式被普遍获得。重建声音压力水平和听力测定零点之间的相应关系的第二种方式是允许在测试前进行真耳校准。使用直接集成在助听器内或来自具有探针麦克风能力的独立设备的探针麦克风被置于孩子的耳鼓处，助听器能够生成在评价期间使用的激励并且确定ABR或ASSR设备的强度表盘和在孩子的耳鼓处测量的声音压力水平之间的相应关系。设备的听力测定零点被重置以产生文献中记载的耳鼓声音压力水平的准确量，从而在一组听觉正常的个体中引发对激励的感知。

在配置可以被使用之前，现场或者提前通过测量由助听器发射的听力测定信号来校准助听器。然后可以实施测试，例如以频率在500Hz-4000Hz的间隔中变化且响度在0dB-120dB的间隔中变化的一系列听力测定信号来实施测试，从而在正常的ABR或ASSR测试中测量待测试的人的听觉阈值水平。

结合助听器的ABR或ASSR设备的校准可以根据标准711IEC实施。对于在助听器中集成探针麦克风的进一步的详细参考可以见US6,658,122。

Claims (15)

1.一种用于确定个体的听力的系统，包括：

用于生成测试激励信号的发生器；

助听器，所述助听器具有用于处理所述测试激励信号的数字信号处理器和用于转换所述测试激励信号的转换装置，以输出声学激励信号，所述助听器包括用于发射同步信号的第一同步装置；以及

电生理学仪器，所述电生理学仪器具有第二同步装置和用于根据所述个体建立对所述声学激励信号的电生理学诱发反应的装置；

其中所述助听器适于以所述同步信号和所述声学激励信号之间的实质上恒定的时间延迟运行，并且其中所述第一同步装置和所述第二同步装置适于交换同步信号以便同步对所述声学激励信号的所述诱发反应，由此响应于从所述助听器发射的所述声学激励信号而关联来自所述个体的诱发反应。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述助听器的类型是从包括耳后、耳内和完全在耳道中的组中选择的。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述发生器、所述数字信号处理器和所述转换装置的组合被校准以获得良好定义的声学激励信号。

4.根据权利要求2所述的系统，其中所述发生器、所述数字信号处理器和所述转换装置的组合被校准以获得良好定义的声学激励信号。

5.根据前述任一权利要求所述的系统，其进一步包括连接到所述助听器的装配系统。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述第一同步装置被集成到所述装配系统中。

7.根据权利要求5所述的系统，其中所述发生器被集成到所述装配系统中。

8.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的系统，其中所述第一同步装置和所述发生器被集成到所述助听器中。

9.根据权利要求5所述的系统，其中所述第一同步装置和所述发生器被集成到所述助听器中。

10.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述时间延迟小于50微秒。

11.一种助听器，包括：

用于生成测试激励信号的发生器，

数字信号处理器，所述数字信号处理器适于处理和转换所述测试激励信号以输出声学激励信号，以及

第一同步装置，所述第一同步装置用于提供关于所述声学激励信号的输出的定时信息，

其中所述数字信号处理器适于根据个体的听觉病矫治装配感知来处理所述测试激励信号，以便测试所述个体的辅助听觉阈值。

12.根据权利要求11所述的助听器，其中所述助听器的类型是从包括耳后、耳内和完全在耳道中的组中选择的。

13.一种用于确定个体的听力的系统，所述系统包括：

电生理学仪器，所述仪器具有用于生成测试激励信号的装置和用于根据所述个体建立诱发反应的电生理学反应装置，

助听器，所述助听器具有适于接收所述测试激励信号的经校准的输入，以及用于将所述测试激励信号处理和转换为声学激励信号的数字信号处理器，所述声学激励信号适于诱发个体的电生理学反应，

其中所述助听器适于以同步信号和所述声学激励信号之间的实质上恒定的时间延迟运行，并且其中第一同步装置和第二同步装置适于交换同步信号以便同步对所述声学激励信号的所述诱发反应，由此响应于从所述助听器发射的所述声学激励信号而关联来自所述个体的诱发反应。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述助听器的类型是从包括耳后、耳内和完全在耳道中的组中选择的。

15.一种用于实现个体的听力的电生理学测量的方法，该方法包括以下步骤：通过助听器发射声学激励信号，并且测量由所述声学激励信号在所述个体中诱发的电生理学反应，其中所述发射步骤进一步包括以下步骤：响应于触发器脉冲在所述助听器中生成测试激励信号，并且将所述测试激励信号转换为声学激励信号，其中所述触发器脉冲和所述声学激励信号之间的时间延迟实质上恒定，其中所述助听器适于以同步信号和所述声学激励信号之间的实质上恒定的时间延迟运行，并且其中第一同步装置和第二同步装置适于交换同步信号以便同步对所述声学激励信号的所述诱发反应，由此响应于从所述助听器发射的所述声学激励信号而关联来自所述个体的诱发反应。

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