CN103239236B - 听力测试与听觉评估装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种听力测试与听觉评估装置，包括：全数字音频音调信号合成发生器，通过内置软件将逻辑算法和参数变为数字信号输入数字信号处理器DSP或经过PC中央处理器CPU处理来产生并输出多模态音频音调声信号；听力测试模块，包括一种或多种客观和/或主观听力测试子模块，共享同一全数字音频音调信号合成发生器所输入的信号转换为相应刺激或干预信号，对患者进行听力测试；综合听觉评估模块，对各种听力测试子模块输出的听力测试结果做综合听觉评估。本发明听力测试与听觉评估装置适用广泛，覆盖从婴幼儿到老人的听障群体，操作简单，效果显著，并且通过患者自己操作也可得到较准确的听力测试与听觉评估结果。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备领域，特别是涉及一种听力测试与听觉评估装置。
背景技术
听力测试，主要检查你的听力损失程度，是一个主观或客观数值，也就是在不同频率下发出刺激声音时你能听到最小声音的分贝数；还有气导骨导的数值可以判断你的耳聋性质，是神经性还是传导性还是混合性等，通过受检者对声刺激产生的反应来了解其听功能状态和听觉系统疾病的一种诊断方法。
听力检测包括客观听力检测（比如，声阻抗OAE检测、脑干诱发电位ABR检测、多频稳态诱发电位ASSR检测），和\或主观听力检测（比如，纯音听力测试）。这些原理不同、性能各异的听力检测设备相互独立、互不相连，采用自带外加单音调刺激声源。但采用这些由单音调声信号刺激而测得的听力水平是否能代表听觉神经对现实生活中各种复合声信号的感知水平，一直备受质疑。特别是对聋儿，听得见并不表示听得清听得懂，用某些儿童喜欢听的复合音调或言语比单音调枯燥的声音更能刺激其听觉神经（比如儿童天生对某些动物叫声、音乐、妈妈爸爸等言语词汇非常明感），从而更能准确反映其听觉感知水平，更有效地指导验配调试助听器，优化助听器的听力康复辅助功效。因此，非常必要将各种听力检测设备的听力检测结果进行综合评估，将检测所需的刺激声从单音调扩大到复合音调，甚至模拟动物叫声和人的言语。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种听力测试与听觉评估一体化综合装置，操作简单。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种听力测试与听觉评估装置，包括：
全数字音频音调信号合成发生器，利用数字音乐/电子合成乐器国际标准“电子乐器数字化接口MIDI”规格所产生的多个标准音色和打击乐器排列，通过内置软件将逻辑算法和参数变为数字信号输入数字信号处理器DSP或经过PC中央处理器CPU处理来产生并输出多模态音频音调声信号；
听力测试模块，包括一种或多种客观和/或主观听力测试子模块，共享同一所述全数字音频音调信号合成发生器所输入的信号转换为相应的单音调和/或复合音调和/或模拟动物叫声和/或模拟人言语声刺激信号，对患者进行听力测试，并将听力测试结果输出；
综合听觉评估模块，对输入的多种听力测试结果进行综合听觉评估，特别是言语听觉能力评估。
在本发明一个较佳实施例中，所述全数字音频音调信号合成发生器，采用非线性、非稳定、动态和可叠加声信号处理分析算法和逻辑算法，算法参数变量包括给定频率下的声音信号波形、时间、幅度、相位，分析方法采用时域和/或谱域。
在本发明一个较佳实施例中，所述听力测试模块包括但不限于纯音听力检测、骨导听力检测、声阻抗OAE测试、脑干诱发电位ABR测试、多频稳态诱发电位ASSR测试和言语测试中一个或多个客观和/或主观听力测试子模块。
在本发明一个较佳实施例中，所述一个或多个客观和/或主观听力检测子模块共享同一个所述全数字音频音调信号合成发生器所输入的信号转换为单音调和/或复合音调和/或模拟动物叫声和/或模拟人言语声信号，并可以任意调节频率和/或响度和/或音调和/或旋律和/或节奏，产生所需求的声刺激信号，进行客观和/或主观听力测试。
在本发明一个较佳实施例中，所述调节声音强度的方式包括但不限于静态手调和动态增加、声音强度恒定或渐强、动态变化速度、间歇或连续声。
在本发明一个较佳实施例中，所述听力测试结果的输出是但不限于纯音听力图及类似的听力测试图表，包括听力阈值和不舒适阈，纯音听力图保存为图片文档或音频音调信号，输出打印或无缝连接助听器验配模块。
在本发明一个较佳实施例中，所述纯音听力检测子模块还包括噪声掩蔽模块和噪音环境选择模块，提供选择助听器佩戴的使用环境模式，在模拟使用环境下进行听力测试。
在本发明一个较佳实施例中，所述听力测试与听觉评估装置还包括音频信号标定校准模块，对所述全数字音频音调信号合成发生器，在任意给定频率下做单个和/或多个声压级或声强实验标定校准。
在本发明一个较佳实施例中，所述听力测试与听觉评估装置还包括被测听者自己操作听力测试与听觉评估的交互动作模块，通过操作外置或内置的用户控制器，包括但不限于游戏手柄Joystick，被测听者可以自己调节频率、响度、声压级、噪声掩蔽、复合音调、模拟动物叫声、模拟人言语等输入变量，测试听力和评估听觉，然后由专业操作员确认。
本发明的有益效果是：本发明听力测试与听觉评估装置是一个便携式一体化综合系统，适用于从儿童到老人的客观和/或主观听力测试和听觉评估，操作简单，效果显著，并且通过患者自己操作也可得到较准确的听力测试与听觉评估结果。
附图说明
图1是本发明听力测试与听觉评估装置一较佳实施例的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：
一种听力测试与听觉评估装置，包括：
听力测试与听觉评估装置，包括：
全数字音频音调信号合成发生器，利用数字音乐/电子合成乐器国际标准“电子乐器数字化接口MIDI”规格所产生的多个标准音色和打击乐器排列，通过内置软件将逻辑算法和参数变为数字信号输入数字信号处理器DSP或经过PC中央处理器CPU处理来发声，并将信号输出；
听力测试模块，包括一种或多种客观和/或主观听力测试子模块，共享同一所述全数字音频音调信号合成发生器所输入的信号转换为相应的单音调和/或复合音调和/或模拟动物叫声和/或模拟人言语声刺激信号，对患者进行听力测试，并将听力测试结果输出；
综合听觉评估模块，对输入的多种听力测试结果进行综合听觉评估。
所述全数字音频音调信号合成发生器模块：
通过编写一系列软件，利用数字音乐/电子合成乐器国际标准“电子乐器数字化接口MIDI”规格所产生的128个标准音色和81个打击乐器排列，将逻辑算法和参数变为数字信号输入数字信号处理器DSP或经过PC中央处理器CPU处理来产生并输出多模态音频音调声信号。
采用非线性(nonlinear)、非稳定(nonstable)、动态(dynamic)、可叠加(additive)声信号处理分析算法和逻辑算法。算法参数变量包括给定频率下的声音信号波形、时间、幅度、相位等。分析方法既可以采用时域(time domain)也可以是谱域(spectra domain)。
一个典型实用例子是采用独立的音频处理芯片，减少对CPU资源的占有率，功能更强大，音质效果更好。
另一个典型实用例子是采用CODEC（数字模拟信号转换）芯片功能，负责音频信号的转换，也不占用CPU，可以保证声音播放的质量，节约成本。数字信号转换为模拟信号，经放大处理后输入扬声器，再变成声音播出。
所述音频信号标定校准模块：
通过内置或外置听力分析仪，对一体化机包括专门配置的扬声器耳机在内的整个音频软硬件系统，在给定频率下做声压级或声强实验标定校准。
声音标定校准模块可以在任何设定频率和声压级范围内，比如150Hz
–
8500Hz，0dB – 120dB，进行手动或自动声压级或声强实验标定校准。
扬声器耳机放置于模拟人耳的声腔内进行气导实验标定。
所述纯音听力测试模块：
听力测试所需的声音是断续或连续的单一音调的纯音信号，包括频率和响度两个变量。
听力测试在设定频率下调节声音强度方式包括：静态手调或动态增加、声音强度恒定或渐强、动态变化速度、间歇或连续声。动态增加声强扫描式测听还可以方便由患者自己操作，戴上耳机，按动按钮或鼠标，快捷准确记录听力阈值和听力不舒适阈。可以在任何设定频率和声压级范围内，比如150Hz – 8500Hz，0dB – 120dB，进行听力测试。
听力测试结果的输出是纯音听力图，包括听力阈值和不舒适阈。纯音听力图可以保存为图片文档（pdf）和音频信号，输出打印或无缝连接助听器验配模块。
在助听器佩戴使用环境下直接测试听力，可以避免传统静音间或隔音室环境测试的纯音听力不能准确反映噪音环境下听力的非线性关系；同时，听力测试助听器验配一体化机可以无缝地将测听结果直接输入验配模块，避免传统手工输入所带来的误差。
所述骨导听力测试模块：
通过外加声音刺激头皮或头骨而传导所测得的听力。这种听力测试通常作为气导听力测试的补充，尤其当气导障碍较大时。
所述声阻抗测试（OAE）模块：
声波在介质中传播时，既有阻挡和抵抗的一面即声阻抗；也有传导和接纳的一面即声导纳，声阻抗和声导纳的总和叫声导抗。人的中耳是一种阻抗匹配装置，它可将声能转化成机械能并放大，如果在声音的传导通路上有病变如中耳腔积液、听骨链病变或有新生物改变了阻抗匹配性能，妨碍了声音的有效传导，就会导致传导性耳聋。
根据中耳传导动态特征判断中耳疾病。通过外加声刺激，测试产生于耳蜗、经听骨链和鼓膜传导、释放到外耳道的音频能量或声导纳变化，特别对诊断感音性耳聋、中耳病变和面神经病变有效，结合纯音听力可以对传导听力损失和混合听力损失做定位、定性和定量诊断。
利用全数字音频音调信号合成发生器发出的音频信号，在给定频率下快速变化响度或声压或音调、旋律、节奏，耳机上的受话器发声振动鼓膜，精确控制多频率扫描鼓模声导纳测试，即在鼓膜两侧压力相等的情况下测试鼓膜平面的声纳和相位角来寻找共振频率的一种多频多成分声导纳测试方法。
耳机探头上的拾音压力传感器将测得的共振前后声压变化输入声压平衡计，平衡变化曲线反映声导纳变化。
内置声压平衡计，通过声纳和相位角数据分析与逻辑算法处理，自动生成反映声导纳变化的平衡变化曲线，从而判断中耳病变。
所述听觉脑干诱发电位测试（ABR）模块：
利用全数字音频音调信号合成发生器发出的音频音调信号，在给定频率下快速变化响度或声压或音调、旋律、节奏，发出低强度短音声（dB）刺激下听觉系统反应所诱发的电位（µV）变化，比较颅顶电极记录的电位波形（mS - µV）变化，判断听力受损，特别是神经性耳聋、听神经瘤的诊断。
诱发电位仪共享纯音听力测试模块及显示模块。
所述多频稳态诱发电位测试（ASSR）模块：
ASSR是由多个频率持续的或者稳态的声音刺激信号刺激大脑产生的反应。应用ASSR进行客观听阈评估及耳聋诊断。
利用全数字音频音调信号合成发生器发出的音频信号，发出的刺激声由两个正弦波合成。一个是高频调制波，另一个是低频载波。通过调节调制波的振幅、频率和相位去控制载波，让载波特征参数跟随调制波变化，再通过快速傅里叶（FFT）将时域信号转换成频谱信号。测量叠加次数和滤波范围，通过信号分析分析和逻辑算法实现。
高频调制声刺激下，诱发听觉神经系统电位（µV）变化，可在大脑皮层记录连续反应波。
低阻抗高灵敏度电极，内芯银外包多相合金MP35N复合电极材料
诱发电位仪共享纯音听力测试模块及显示模块。记录技术要求：滤波带通10-300Hz（6dB/oct），放大器增益1x106，CMMR100-120dB，16位A/D，极间电阻<5kΩ。
多种听力测试方法的综合听觉评估模块：
将纯音听力、骨导听力、声阻抗、听觉脑干反应、多频稳态诱发电位、言语测试结果存储在同一个文档内，有pdf图片文档、也有数字图像文档。
可以输出打印，也可在一体机显示器上显示，进行对比分析。
填写听力诊断书，有pdf图片文档共输出打印、也有数字文档保存。
所述听力测试与听觉评估装置还包括被测听者自己操作听力测试与听觉评估的交互动作模块，通过操作外置或内置的用户控制器，包括但不限于游戏手柄Joystick，被测听者可以自己调节频率、响度、声压级、噪声掩蔽、复合音调、模拟动物叫声、模拟人言语等输入变量，测试听力和评估听觉，然后由专业操作员确认。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种听力测试与听觉评估装置，其特征在于，包括：
全数字音频音调信号合成发生器，利用数字音乐/电子合成乐器国际标准“电子乐器数字化接口MIDI”规格所产生的多个标准音色和打击乐器排列，通过内置软件将参数变为数字信号输入数字信号处理器DSP或经过PC中央处理器CPU处理来产生并输出多模态音频音调声信号；
听力测试模块，包括一种或多种客观和/或主观听力测试子模块，共享同一所述全数字音频音调信号合成发生器所输入的信号转换为相应的单音调和/或复合音调和/或模拟动物叫声和/或模拟人言语声刺激信号，对患者进行客观和/或主观听力测试，并将听力测试结果输出；
综合听觉评估模块，对纯音听力、骨导听力、声阻抗、听觉脑干反应、多频稳态诱发电位和言语测试结果进行综合听觉评估；
所述听力测试模块包括但不限于纯音听力检测、骨导听力检测、声阻抗OAE测试、脑干诱发电位ABR测试、多频稳态诱发电位ASSR测试和言语测试中一个或多个客观和/或主观听力测试子模块；
纯音听力检测模块还包括噪声掩蔽模块和噪音环境选择模块，提供选择助听器佩戴的使用环境模式，在模拟使用环境下进行听力测试；
在纯音听力检测模块中，听力测试在设定频率下调节声音强度方式包括：静态手调和动态增加、声音强度恒定或渐强、动态变化速度、间歇或连续声；
一个或多个客观和/或主观听力测试子模块共享同一个所述全数字音频音调信号合成发生器所输入的信号转换为单音调和/或复合音调和/或模拟动物叫声和/或模拟人言语声信号，并可以任意调节频率和/或响度和/或音调和/或旋律和/或节奏，产生听力测试所需求的声刺激信号，进行客观和/或主观听力测试、综合听觉评估；
所述听力测试结果的输出是但不限于纯音听力图，纯音听力图包括听力阈值和不舒适阈，纯音听力图保存为图片文档或音频信号，输出打印或无缝连接助听器验配模块。
2.根据权利要求1所述的听力测试与听觉评估装置，其特征在于，所述全数字音频音调信号合成发生器，采用非线性、非稳定、动态和可叠加声信号处理分析算法和逻辑算法，算法参数变量包括但不限于给定频率下的声音信号波形、时间、幅度、相位，分析方法采用时域和/或频域。
3.根据权利要求1所述的听力测试与听觉评估装置，其特征在于，所述听力测试与听觉评估装置还包括音频信号标定校准模块，对所述全数字音频音调信号合成发生器，在任意给定频率下做单个和/或多个声压级或声强实验标定校准。
4.根据权利要求1所述的听力测试与听觉评估装置，其特征在于，所述听力测试与听觉评估装置还包括被测听者自己操作听力测试与听觉评估的交互动作模块，通过操作外置或内置的用户控制器，包括但不限于游戏手柄Joystick，被测听者可以自己调节变量包括但不限于频率、响度、声压级、噪声掩蔽、复合音调、模拟动物叫声、模拟人言语，测试听力和评估听觉，然后由专业操作员确认。
5.根据权利要求1所述的听力测试与听觉评估装置，其特征在于，声阻抗OAE测试模块使用一种多频多成分声导纳测试方法，利用全数字音频音调信号合成发生器发出的音频信号，在给定频率下快速变化响度或声压或音调、旋律、节奏，耳机上的受话器发声振动鼓膜，精确控制多频率扫描鼓膜声导纳测试，即在鼓膜两侧压力相等的情况下测试鼓膜平面的声纳和相位角来寻找共振频率；耳机探头上的拾音压力传感器将测得的共振前后声压变化输入声压平衡计，平衡变化曲线反映声导纳变化；内置声压平衡计，通过声纳和相位角数据分析与逻辑算法处理，自动生成反映声导纳变化的平衡变化曲线，从而判断中耳病变。
6.根据权利要求1所述的听力测试与听觉评估装置，其特征在于，脑干诱发电位ABR测试模块，利用全数字音频音调信号合成发生器发出的音频音调信号，在给定频率下快速变化响度或声压或音调、旋律、节奏，发出低强度短音声刺激下听觉系统反应所诱发的电位变化，比较颅顶电极记录的电位波形变化，判断听力受损。
7.根据权利要求1所述的听力测试与听觉评估装置，其特征在于，多频稳态诱发电位ASSR测试模块，利用全数字音频音调信号合成发生器发出的音频信号，发出的刺激声由两个正弦波合成，一个是高频调制波，另一个是低频载波；通过调节调制波的振幅、频率和相位去控制载波，让载波特征参数跟随调制波变化，再通过快速傅里叶变换（FFT）将时域信号转换成频谱信号；测量叠加次数和滤波范围，通过信号分析和逻辑算法实现；高频调制声刺激下，诱发听觉神经系统电位变化，在大脑皮层记录连续反应波。
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