CN106921925A - 一种助听器声音采集分析系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种助听器声音采集分析系统，包括助听器、植入人体颅骨外皮肤下的磁性植入体、声音采集设备和处理及分析系统，助听器通过声音采集设备与磁性植入体连接，助听器内设电磁骨导振子，助听器的下侧设有磁性垫片，电磁骨导振子通过传导金属片与助听器外磁性垫片连接，所述声音采集设备包括壳体、壳体内置有声音传感器，声音传感器与处理及分析系统通信连接，壳体的上端设有与磁性垫片磁性连接的上磁力端，其下端设有与磁性植入体磁性连接的下磁力端。本申请由声音采集设备采集自助听器经磁性垫片传递出声音并转换成声音电信号，从而实时测量骨传导助听器的输出情况，并输出至处理及分析系统进行实时处理和分析，从而评估传入患者头骨的声音信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种声音采集及分析系统，特别是一种助听器声音采集分析系统。
背景技术
骨锚助听器是一种基于骨传导理论的助听器，包括植入人体的植入体和体外的语音处理器。骨锚助听器使用人的颅骨作为声音传输入内耳的通路，对于传导性耳聋的患者，骨锚助听器绕过患者的外耳和中耳，通过金属植入体把声音直接传输到患者的正常的耳蜗；对于单侧耳聋的患者，骨锚助听器把声音通过颅骨从患者失聪的一层传到正常的一侧。大多数的骨锚助听器都要求把一个钛杆或者板通过手术植入头骨，并有一个小接头露出患者皮肤，骨锚助听器的语音处理器安装在这个接头上，并通过接头把声音振动传到植入体，植入体振动颅骨和内耳，从而刺激内耳神经，实现患者复听。骨锚助听器设备也可以通过使用微型FM接收机或蓝牙设备的方式连接到FM系统或智能设备上。
骨传导磁性助听器通过磁吸附力把体外语音处理器固定在患者头部，磁吸附力是由体外语音处理器的磁性垫片和植入在患者头皮下、头骨上的植入体内的磁性元件产生的。由体外语音处理器的电磁振子产生的声音信号通过患者头皮传递至装有植入体的头骨部分，然后通过头骨传入患者耳蜗。
现有技术中的骨传导助听器，有时很难判断如何调整它们的设置或位置可以使患者得到性能更好的服务；患者的主观反馈有时有助于这个优化过程的操作，但是有时也会导致模糊或者误区。故本领域缺少一种可以在患者使用骨传导助听器时测量助听器输出效果的设备或系统，也因此需要设计一种能够检测和确认患者实际听到的声音或者助听器实际产生声音特性的磁性助听器和/或测试系统。
当前业内检测骨传导助听器性能的仪器是Bruel&Kjaer公司的人工乳突骨产品。该产品通过机械原理模拟声音从体外通过人头部乳突骨后传入耳蜗的过程。Bruel&Kjaer作为声学领域世界顶尖仪器提供商，保证该产品的精确度和稳定性，并为该产品提供定期的维护和校正，但是该产品体积大，重量重(3.4kg)，不便于移动和调整位置。而且该产品的配套附件少，测试平台(触电)面积小。它更适用于测量骨锚助听器这种使用挂钩固定的语音处理器的输出，而不太适用于磁性助听器这种接触面积大的语音处理器，而且使用该仪器需要把骨传导助听器的体外语音处理器平放在人工乳突骨上。但是患者在实际使用时往往是把语音处理器垂直的挂在或者吸在自己头部的乳突骨上，故这种配置方式的差异可能导致实验结果与真实结果的不同。
其它测试设备则为一些听力企业自主研发的设备或从气导助听器测试设备改进得到的设备，企业自主研发的设备受企业自身研究经验和能力的限制，往往达不到骨传导助听器专业公司和企业的要求，而气导助听器和骨传导助听器在使用目的、工作原理和工作环境上的复杂差别导致没有明确方法把设备从测量气导助听器转变为测量骨导助听器。
发明内容
本发明的目的就是为了解决背景技术中的问题，提供一种助听器声音采集分析系统。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种助听器声音采集分析系统，包括助听器、植入人体颅骨外皮肤下的磁性植入体、声音采集设备和处理及分析系统，助听器通过声音采集设备与磁性植入体连接，助听器内设电磁骨导振子，助听器的下侧设有磁性垫片，电磁骨导振子通过传导金属片与助听器外磁性垫片连接，所述声音采集设备包括壳体、壳体内置有声音传感器，声音传感器与处理及分析系统通信连接，壳体的上端设有与磁性垫片磁性连接的上磁力端，其下端设有与磁性植入体磁性连接的下磁力端，壳体内声音传感器的径向周侧设有边缘密封环。
对于本发明的一种优化，所述磁性垫片的下端设有与上磁力端磁性连接的第一磁性单元，所述磁性植入体的上端设有与下磁力端磁性连接的第二磁性单元。
对于本发明的一种优化，所述壳体包括上壳体、下壳体，上壳体包括顶盖、磁铁支架，磁铁支架嵌入连接于顶盖内，所述下壳体包括底盖，底盖内设有容纳槽，容纳槽内底部设有一体结构的固定磁铁支架，磁铁支架上端、固定磁铁支架上端分别设有若干磁铁安装凹槽，各磁铁安装凹槽内设置有磁性单元；所述边缘密封环嵌入连接于容纳槽内磁铁支架与固定磁铁支架之间周侧，且边缘密封环与容纳槽、之间顶盖通过粘合剂或硅胶粘接，所述声音传感器固定连接于磁铁支架于固定磁铁支架之间。
对于本发明的一种优化，所述固定磁铁支架的上端设有中央支柱，所述声音传感器连接于中央支柱上，所述磁性支架的下端面设置成声音积聚曲面，且所述声音积聚曲面的凹面朝向声音传感器一侧。
对于本发明的一种优化，所述处理及分析系统包括放大器、A/D转换器、数据处理及分析模块，由声音传感器感应到的声音电信号经A/D转换器模数转换后输入至数据处理及分析模块。
对于本发明的一种优化，声音传感器与数据采集卡之间连接有放大器，由声音传感器感应到的声音电信号经放大器放大后输入A/D转换器，然后经A/D转换器模数转换后输入至数据处理及分析模块。
对于本发明的一种优化，所述处理及分析系统还包括D/A转换器，所述助听器上设置有编程接口，数据处理及分析模块输出的信号经D/A转换器数模转换后通过编程接口输入至助听器。
对于本发明的一种优化，声音传感器通过无线通信方式与数据处理及分析系统连接。
对于本发明的一种优化，数据处理及分析模块输出的信号经D/A转换器数模转换后通过无线通信方式输送至助听器。
对于本发明的一种优化，无线通信方式包括蓝牙通信方式。
本发明与背景技术相比，具有结构合理，制作方便，通过在磁性垫片与磁性植入体之间设置声音采集设备，由声音采集设备采集自助听器经磁性垫片传递出声音并转换成声音电信号，从而实时测量骨传导助听器的输出情况，并输出至处理及分析系统进行实时处理和分析，从而评估传入患者头骨的声音信号；处理及分析系统与助听器上编程接口通信连接，从而可根据处理及分析系统的分析结果，生成理想参数对助听器进行编程或再编程；壳体内声音传感器的径向周侧设有边缘密封环，其目的在于1)防止外部湿气、油、水、化学物质或其它危险物质损坏声音采集设备内部；2)避免电磁骨导振子在传递声音时在壳体装配间隙产生共振，影响声音传感器的声音信号收集。磁性支架的下端面设置成声音积聚曲面，其目的在于由电磁骨导振子在传递过来的声音由该弧形曲面积聚反射至声音传感器，从而提高声音传感器的声音信号采集灵敏度，更好地让声音传感器采集声音信号。壳体的上磁力端、下磁力端设置的目的在于使声音采集设备与磁性植入体、声音采集设备与助听器的磁性垫片通过磁力耦合连接，其连接方式操作方式简单、快捷、方便；上壳体、下壳体及其内部器件的设置其目的在于使声音采集设备的小型化、一体化、集成化，以及便于声音采集设备批量化加工生产。
附图说明
图1是助听器声音采集分析系统的结构及原理示意图。
图2是声音采集设备的结构示意图。
图3是声音采集设备的主剖视结构示意图。
图4是声音采集设备的分解结构示意图。
图5是声音采集设备的装配结构示意图。
图6是磁铁支架的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：参照图1-6。一种助听器声音采集分析系统，包括助听器10、植入人体颅骨70外皮肤80下的磁性植入体20、声音采集设备30和处理及分析系统40，助听器10通过声音采集设备30与磁性植入体20连接，助听器10内设电磁骨导振子25，助听器10的下侧设有磁性垫片50，电磁骨导振子25与助听器10外磁性垫片50连接，所述声音采集设备30包括壳体33、声音传感器257，壳体33内置有声音传感器257，且所述声音传感器257可以是椭圆形、长方形、正方形或其它形状，其厚度为0.2毫米至0.8毫米，声音传感器257与处理及分析系统40通信连接，壳体33的上端设有与磁性垫片磁性连接的上磁力端31，其下端设有与磁性植入体20磁性连接的下磁力端32，壳体33内声音传感器257的径向周侧设有边缘密封环237。
助听器10的电磁骨导振子产生的声音在通过声音采集设备传入颅骨70的过程中被声音采集设备30的声音传感器257记录；当声音采集设备30耦合在助听器10和磁性植入体20之间时，它向处理及分析系统传输声音电信号，磁性植入体20为植入安装在患者颅骨70上的真实植入体，也可以是安装在测试仪器上的测试植入体，测试植入体可以在测试条件校准的情况下测试助听器10的性能。
声音采集装置30也可以直接纳入助听器10，实现一个集测试，评估或试验一体的助听器10，助听器10和/或声音采集装置30可以包括加速度计或其他装置，以便检测和存储助听器10的姿势、位置和位置的变化。
所述磁性垫片50的下端设有与上磁力端31磁性连接的第一磁性单元50a，所述磁性植入体20的上端设有与下磁力端32磁性连接的第二磁性单元20a。所述壳体33包括上壳体31、下壳体32，上壳体31包括顶盖250、磁铁支架233，磁铁支架233嵌入连接于顶盖250内，所述下壳体33包括底盖203，底盖203内设有容纳槽204，容纳槽204内底部设有与容纳槽204一体结构的固定磁铁支架205，磁铁支架233上端、固定磁铁支架205上端分别设有若干磁铁安装凹槽207，各磁铁安装凹槽207内设置有磁性单元208；其整体构成的壳体的上下端构成上磁力端31和下磁力端32；另外也可以实际需求设置不同数量、变化来组合和配置的磁性单元与第一磁性单元50a、第二磁性单元20a磁性连接。
所述边缘密封环237嵌入连接于容纳槽204内磁铁支架233与固定磁铁支架205之间周侧，且边缘密封环237与容纳槽204、之间顶盖250通过粘合剂或硅胶215粘接，所述声音传感器257固定连接于磁铁支架233于固定磁铁支架205之间。
边缘密封环237为使用柔软、可压缩、有弹性的材料制成，如硅胶、橡胶、人造橡胶或其它类似物。当然也可以不采用边缘密封环237时而改用任何合适的机械密封方式，例如粘合剂，硅胶，螺丝，螺栓，或其他类似物。所述固定磁铁支架205的上端设有中央支柱209，所述声音传感器257连接于中央支柱209上，所述磁性支架233的下端面设置成声音积聚曲面239，且所述声音积聚曲面239的凹面朝向声音传感器257一侧。
实施例2：参照图1。所述处理及分析系统40包括A/D转换器320、数据处理及分析模块310，由声音传感器257感应到的声音电信号经A/D转换器320模数转换后输入至数据处理及分析模块310。声音传感器257与数据采集卡320之间连接有放大器330，根据传感器257发出的信号强度，系统350可能可以根据需要增加放大器330，放大器330也可以集成进声音采集设备30内，由声音传感器257感应到的声音电信号经放大器330放大后输入A/D转换器320，然后经A/D转换器320模数转换后输入至数据处理及分析模块310。
所述处理及分析系统40还包括D/A转换器340，所述助听器10上设置有编程接口125，数据处理及分析模块310输出的信号经D/A转换器数模转换后通过编程接口125输入至助听器10。声音传感器257通过无线通信方式与数据处理及分析系统40连接。数据处理及分析模块310输出的信号经D/A转换器340数模转换后通过无线通信模块输送至助听器10。
无线通信模块包括Wi-Fi、蓝牙或蜂窝装置，即在无线模式下，声音采集设备可以配置带有无线模块，例如蓝牙收发机。其中个所述数据处理及分析模块310为一个或多个智能终端，如智能手机、笔记本、台式机、上网本等，比如把一台智能终端连接在处理及分析系统350，显示助听器10的至少一种输出、响应、校准和调整情况，从而使患者或听力师可以使用智能终端监测助听器10的性能。
当声音采集设备30采集到的声音数据被储存在数据处理及分析模块310上的存储媒介之后，数据处理及分析模块310可以分析这些声音信号数据得到很多形式的处理结果，例如信号的频率，幅度和相位等等。数据处理及分析模块310可以使用常用的FFT方法或其它数字信号处理算法分析得到的数据。分析信号的频谱和其它参数能够帮助判断助听器10是否充分地耦合在患者的颅骨70上，助听器10产生的声音强度是否足以让患者听到，是否需要使用滤波器消除不需要的声音噪声等等。声音采集设备30和声音处理与分析系统350还可以用于发现助听器10，磁性植入体20，和/或患者的很多其它问题。
数据处理及分析模块310可以根据采集到的声音信号的处理结果，产生声音控制或校准信号，并使助听器10的电磁骨导振子25按照该声音控制或校准信号的模式产生声音振动信号，声音控制或校准信号可以由数据处理及分析模块310产生；数据处理及分析模块310可以根据采集到的声音数据计算助听器10的频率响应和/或电磁骨导振子25的传输方程。根据得到的助听器10的频率响应和/或电磁骨导振子25的传输方程，数据处理及分析模块310或其它设备可以重新编程助听器10，调整或更改部分或全部响应。
上述实施例中，所述助听器10，声音采集设备30，处理及分析系统350等均包括输入输出模块或接口，从而完成各部分之间以及它们内部控制器之间的数据传输。助听器10、声音采集设备30、处理及分析系统350均包括一个或多个通信总线或其它通信形式，用来在各个分系统或模块之间传输信息。
在适用的情况下，本发明可以使用硬件、软件或硬件与软件的组合来实现。此外，在适用时，各种硬件组件和/或软件组件，可能会组合成复合组件，包括软件，硬件和/或两者都有。在适用时，本发明的各种硬件组件和/或软件组件可分为子组件，包括软件、硬件，或两者都有。此外，在适用的情况下，软件组件可以为硬件组件实现，反之亦然。软件，如计算机程序代码和/或数据，可以存储在一个或多个计算机可读介质。本申请所确定的软件可以使用一个或多个通用或特定用途的计算机和/或计算机系统，网络和/或其他方式实现。
需要理解到的是：本实施例虽然对本发明作了比较详细的说明，但是这些说明，只是对本发明的简单说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神内的发明创造，均落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种助听器声音采集分析系统，其特征在于包括助听器(10)、植入人体颅骨外皮肤下的磁性植入体(20)、声音采集设备(30)和处理及分析系统(40)，助听器(10)通过声音采集设备(30)与磁性植入体(20)连接，助听器(10)内设电磁骨导振子(25)，助听器(10)的下侧设有磁性垫片(50)，电磁骨导振子(25)与助听器(10)外磁性垫片(50)连接，所述声音采集设备(30)包括壳体(33)、声音传感器(257)，壳体(33)内置有声音传感器(257)，声音传感器(257)与处理及分析系统(40)通信连接，壳体(33)的上端设有与磁性垫片磁性连接的上磁力端(31)，其下端设有与磁性植入体(20)磁性连接的下磁力端(32)，壳体(33)内声音传感器(257)的径向周侧设有边缘密封环(237)。
2.根据权利要求1所述的助听器声音采集分析系统，其特征是：所述磁性垫片(50)的下端设有与上磁力端(31)磁性连接的第一磁性单元(50a)，所述磁性植入体(20)的上端设有与下磁力端(32)磁性连接的第二磁性单元(20a)。
3.根据权利要求1所述的助听器声音采集分析系统，其特征是：所述壳体(33)包括上壳体(31)、下壳体(32)，上壳体(31)包括顶盖(250)、磁铁支架(233)，磁铁支架(233)嵌入连接于顶盖(250)内，所述下壳体(32)包括底盖(203)，底盖(203)内设有容纳槽(204)，容纳槽(204)内底部设有与容纳槽(204)一体结构的固定磁铁支架(205)，磁铁支架(233)上端、固定磁铁支架(205)上端分别设有若干磁铁安装凹槽(207)，各磁铁安装凹槽(207)内设置有磁性单元(208)；所述边缘密封环(237)嵌入连接于容纳槽(204)内磁铁支架(233)与固定磁铁支架(205)之间周侧，且边缘密封环(237)与容纳槽(204)、之间顶盖(250)通过粘合剂或硅胶(215)粘接，所述声音传感器(257)固定连接于磁铁支架(233)于固定磁铁支架(205)之间。
4.根据权利要求3所述的助听器声音采集分析系统，其特征是：所述固定磁铁支架(205)的上端设有中央支柱(209)，所述声音传感器(257)连接于中央支柱(209)上，所述磁性支架(233)的下端面设置成声音积聚曲面(239)，且所述声音积聚曲面(239)的凹面朝向声音传感器(257)一侧。
5.根据权利要求1所述的助听器声音采集分析系统，其特征是：所述处理及分析系统(40)包括A/D转换器(320)、数据处理及分析模块(310)，由声音传感器(257)感应到的声音电信号经A/D转换器(320)模数转换后输入至数据处理及分析模块(310)。
6.根据权利要求5所述的助听器声音采集分析系统，其特征是：声音传感器(257)与数据采集卡(320)之间连接有放大器(330)，由声音传感器(257)感应到的声音电信号经放大器(330)放大后输入A/D转换器(320)，然后经A/D转换器(320)模数转换后输入至数据处理及分析模块(310)。
7.根据权利要求6所述的助听器声音采集分析系统，其特征是：所述处理及分析系统(40)还包括D/A转换器(340)，所述助听器(10)上设置有编程接口(125)，数据处理及分析模块(310)输出的信号经D/A转换器数模转换后通过编程接口(125)输入至助听器(10)。
8.根据权利要求1所述的助听器声音采集分析系统，其特征是：声音传感器(257)通过无线通信方式与数据处理及分析系统(40)连接。
9.根据权利要求7所述的助听器声音采集分析系统，其特征是：数据处理及分析模块(310)输出的信号经D/A转换器(340)数模转换后通过无线通信模块输送至助听器(10)。
10.根据权利要求9所述的助听器声音采集分析系统，其特征是：无线通信模块包括Wi-Fi、蓝牙或蜂窝装置。
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