CN110876609A - 频段能量集中率测量和视听反馈的嗓音治疗仪器及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种频段能量集中率测量和视听反馈的嗓音治疗仪器及方法，包括用于实时处理用户产生言语嗓音时的频段能量集中率数据的实时处理单元、用于实时测量言语嗓音的频段能量集中率数据的主控单元以及采用频段能量集中率实时视听反馈技术的实时频段能量集中率视听反馈单元，所述主控单元分别与所述实时处理单元和所述实时频段能量集中率视听反馈单元连接，所述实时处理单元包括单通道低通滤波器、电声门图仪和麦克风，所述主控单元包括康复模式和内容存储模块、频段能量集中率康复步骤和执行模块和实时频段能量集中率测量判别模块。本发明设计布局合理，提高嗓音测量的准确度，为患者提供个性化的康复方案，适宜推广。
Description
技术领域
本发明涉及康复设备技术领域，尤其涉及一种频段能量集中率测量和视听反馈的嗓音治疗仪器及方法。
背景技术
言语是人类信息交流的重要工具，嗓音是言语形成的基础和魅力所在。人类嗓音及言语的产生过程非常复杂。嗓音的功能是多位功能，任何单一的测量都只能估计其中一部分功能，其发展经历了从主观判断到客观分析再到主客观结合测量评价的过程。
因此，我们提出了频段能量集中率测量和视听反馈的嗓音治疗仪器及方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种频段能量集中率测量和视听反馈的嗓音治疗仪器及方法。
本发明提出的频段能量集中率测量和视听反馈的嗓音治疗仪器及方法，包括用于实时处理用户产生言语嗓音时的频段能量集中率数据的实时处理单元、用于实时测量言语嗓音的频段能量集中率数据的主控单元以及采用频段能量集中率实时视听反馈技术的实时频段能量集中率视听反馈单元，所述主控单元分别与所述实时处理单元和所述实时频段能量集中率视听反馈单元连接，所述实时处理单元包括单通道低通滤波器、电声门图仪和麦克风，所述主控单元包括康复模式和内容存储模块、频段能量集中率康复步骤和执行模块和实时频段能量集中率测量判别模块。
优选地，所述主控单元还用于判别是否存在神经性嗓音障碍、频段能量集中率障碍类型，以及设置康复模式、选择康复内容和执行康复步骤。
优选地，所述实时频段能量集中率视听反馈单元采用频段能量集中率实时视听反馈技术用于实时显示与反馈频段能量集中率康复结果与相关信息。
优选地，所述康复模式和内容存储模块，其用于存储康复过程中使用的频段能量集中率康复模式、频段能量集中率康复内容，及音调实时反馈训练、响度实时反馈训练、增加频段能量集中率训练内容、减少频段能量集中率训练内容。
优选地，康复模式和内容存储模块，其用于存储康复过程中使用的频段能量集中率康复模式、频段能量集中率康复内容，及音调实时反馈训练、响度实时反馈训练、增加频段能量集中率训练内容、减少频段能量集中率训练内容。
优选地，频段能量集中率康复步骤和执行模块，其与所述康复模式和内容存储模块以及实时视听反馈单元连接，用于设置频段能量集中率康复模式与实时运行所述频段能量集中率的康复内容。
优选地，实时频段能量集中率测量判别模块，其与所述实时处理单元以及频段能量集中率康复步骤和执行模块连接，用于实时判别用户产生言语嗓音时频段能量集中率的情况。
优选地，所述实时频段能量集中率测量判别模块，通过对言语嗓音信号采用实时言语多维建模技术进行频段能量集中率的实时检测、处理，用于言语嗓音神经源性损伤而造成的嗓音发声功能障碍的实时测量，频段能量集中率感知过程中语音自反馈实时测量，其性能为：频段能量集中率实时响应速率≤6.0ms。
本发明还提出了频段能量集中率测量和视听反馈的嗓音治疗仪器及方法，包括实时频段能量集中率测量单元，还包括以下步骤：
S1：所述实时频段能量集中率测量单元实时测量用户的频段能量集中率数据，测量时要求用户以尽可能响的状态发特定音符，并维持稳定数秒，将数据实时发送至所述主控单元中的实时频段能量集中率测量判别模块；
S2：所述实时频段能量集中率判别模块根据所述频段能量集中率数据与频段能量集中率目标值及相应范围进行判别，并将判别结果实时发送至所述频段能量集中率康复步骤和执行模块；
S3：所述频段能量集中率康复步骤和执行模块根据所述判别结果，设置频段能量集中率康复模式，从所述康复模式和内容存储模块读取并执行所述频段能量集中率康复模式、频段能量集中率康复内容，将康复执行结果传输至所述实时频段能量集中率视听反馈单元；
S4：所述实时频段能量集中率视听反馈单元实时显示所述频段能量集中率康复执行结果。
本发明中，所述频段能量集中率测量和视听反馈的嗓音治疗仪器及方法通过将实时反馈技术和视听结合技术相结合，形成实时视听反馈技术，对患者的康复过程与结果进实时动态监控，对康复效果进行及时评价，使患者能够有目标、按步骤、循序渐进地完成康复流程，从而提高嗓音测量的准确度，为患者提供个性化的康复方案。本发明设计布局合理，使得康复仪器的操作流程更加完善，具备更强的实用性，值得推广。
附图说明
图1为本发明提出的频段能量集中率测量和视听反馈的嗓音治疗仪器及方法的原理示意图；
图2为本发明提出的频段能量集中率测量和视听反馈的嗓音治疗仪器及方法的流程框图。
图中：1实时处理单元、2主控单元、3实时频段能量集中率视听反馈单元、21康复模式和内容存储模块、22频段能量集中率康复步骤和执行模块、23实时频段能量集中率测量判别模块。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例
参照图1-2，频段能量集中率测量和视听反馈的嗓音治疗仪器及方法，包括实时处理单元1、主控单元2和实时频段能量集中率视听反馈单元3，所述实时处理单元1用于实时处理用户产生言语嗓音时的频段能量集中率数据；
主控单元2，其与所述实时处理单元1连接，用于实时测量言语嗓音的频段能量集中率数据(即：嗓音基频的频段能量集中率)，判别是否存在神经性嗓音障碍(神经源性损伤而造成的频段能量集中率障碍)，判别频段能量集中率障碍类型，设置康复模式，选择康复内容和执行康复步骤；
所述实时频段能量集中率视听反馈单元3，其与所述主控单元2连接，采用频段能量集中率实时视听反馈技术用于实时显示与反馈频段能量集中率康复结果与相关信息。
本实施例中，所述实时处理单元1包括单通道低通滤波器、电声门图仪和麦克风，对于单通道低通滤波器，其性能为：
第一，增益：共四档25dB、30dB、35dB、40dB，每档误差：±1.0dB(100Hz-700Hz基频范围)；
第二，低通滤波：共三档5kHz、10kHz、20kHz。选择5kHz档：当输入信号频率5.5kHz时，最大衰减≥50dB；选择10kHz档：当输入信号频率为11Hz时，最大衰减≥50dB。选择20kHz档：输入信号频率为22kHz时，最大衰减≥50dB；
第三，静止噪声：当无信号输入时，静止噪声≤1mV。
所述主控单元2中包括：
康复模式和内容存储模块21，其用于存储康复过程中使用的频段能量集中率康复模式、频段能量集中率康复内容，及音调实时反馈训练、响度实时反馈训练、增加频段能量集中率训练内容(唤醒、诱导，升降调、自反馈)、减少频段能量集中率训练内容(唤醒、诱导，增加响度或音调、自反馈)；
频段能量集中率康复步骤和执行模块22，其与所述康复模式和内容存储模块21以及实时视听反馈单元3连接，用于设置频段能量集中率康复模式与实时运行所述频段能量集中率康复内容；
实时频段能量集中率测量判别模块23，其与所述实时处理单元1以及康复执行模块22连接，用于实时判别用户产生言语嗓音时频段能量集中率的情况，所述实时频段能量集中率测量判别模块23，通过对言语嗓音信号采用实时言语多维建模技术进行频段能量集中率的实时检测、处理，用于言语嗓音神经源性损伤而造成的嗓音发声功能障碍的实时测量，频段能量集中率感知过程中语音自反馈实时测量，其性能为：频段能量集中率实时响应速率：≤6.0ms。
频段能量集中率测量和视听反馈的嗓音治疗仪器的康复方法，包括实时频段能量集中率测量单元，还包括以下步骤：
步骤A1：所述实时频段能量集中率测量单元实时测量用户的频段能量集中率数据，测量时要求用户以尽可能响的状态发特定音符，并维持稳定数秒，将数据实时发送至所述主控单元2中的实时频段能量集中率测量判别模块23；
步骤A2：所述实时频段能量集中率判别模块23根据所述频段能量集中率数据与频段能量集中率目标值及相应范围进行判别，并将判别结果实时发送至所述频段能量集中率康复步骤和执行模块22；
步骤A3：所述频段能量集中率康复步骤和执行模块22根据所述判别结果，设置频段能量集中率康复模式，从所述康复模式和内容存储模块21读取并执行所述频段能量集中率康复模式、频段能量集中率康复内容，将康复执行结果传输至所述实时频段能量集中率视听反馈单元3；
步骤A4：所述实时频段能量集中率视听反馈单元3实时显示所述频段能量集中率康复执行结果。
本实施例中，在步骤A1中，所述产生言语嗓音时的频段能量集中率数据包括不同性别、各年龄段(2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17岁各段，18-70岁合为成人段，共17段)的频段能量集中率均值(％)、频段能量集中率标准差(％)、频段能量集中率限定值(％)。
频段能量集中率疗效监控，进一步包括：
步骤A5：重复执行所述步骤A1至步骤A4，直至用户产生言语嗓音时的频段能量集中率数据达到所述目标值及相应范围时终止。
频段能量集中率限定值，包括：
第一，频段能量集中率限定值用于确定频段能量集中率损伤程度(即：神经源性损伤程度)。
第二，频段能量集中率限定值为非连续百分数，以0％、5％、25％、50％、96％、100％为固定限定值，4％、24％、49％、95％为辅助限定值。
第三，频段能量集中率限定值0定义为没有损伤(0-4％)，1定义为频段能量集中率轻度损伤(5-24％)，2定义为频段能量集中率中度损伤(25-49％)，3定义为频段能量集中率轻度损伤(50-95％)，4定义为频段能量集中率完全损伤(96-100％)。
第四，8定义为(所获得的信息不足以定量问题的严重性)，9定义为不适用。
频段能量集中率测量数据与频段能量集中率损伤程度的转换，在所述步骤A1同时，进一步包括如下步骤：
步骤B1：所述实时频段能量集中率测量判别模块23根据用户频段能量集中率数据转换为频段能量集中率限定值，对频段能量集中率损伤程度进行定性判别；所述的判别方法，其特征在于判别算法：
第一，对于同性别的每个年龄段(男、女各15段)，用于判别频段能量集中率过高的嗓音障碍时的频段能量集中率损伤程度公式：频段能量集中率均值+频段能量集中率均值*频段能量集中率限定值；
第二，对于同性别的各个年龄段(男、女各15段)，用于判别频段能量集中率过低的嗓音障碍时的频段能量集中率损伤程度公式：频段能量集中率均值-频段能量集中率均值*频段能量集中率限定值；
第三，对于固定限定值5％与辅助限定值4％之间的数据、固定限定值25％与辅助限定值24％之间的数据、固定限定值50％与辅助限定值49％之间的数据、固定限定值96％与辅助限定值95％之间的数据按照规则衔接起来成为连续等级，即避免每组限定值有数据的重复或断层；衔接规则为以固定限定值0％、5％、25％、50％、96％、100％为基准，扩大辅助限定值4％、24％、49％、95％的数据至相应固定限定值5％、25％、50％、96％的数据，使固定限定值与辅助限定值衔接为连续等级。
步骤B2：所述实时频段能量集中率测量判别模块23将所述用户信息以及频段能量集中率障碍类型信息发送至所述康复执行模块22。
步骤B3：所述实时频段能量集中率测量判别模块23根据用户信息以及所述频段能量集中率数据与频段能量集中率限定值进行判别，并对判别结果进行问题描述。
频段能量集中率障碍类型，包括频段能量集中率过低的嗓音障碍(即：频段能量集中率<频段能量集中率均值下限值，确定频段能量集中率限定值为1的最大频段能量集中率)、频段能量集中率过高的嗓音障碍(即：频段能量集中率>频段能量集中率均值上限值，确定频段能量集中率限定值为1的最小频段能量集中率值)。
问题描述，包括对声带振动频率的描述、神经源性损伤而造成的嗓音障碍的描述、判定等级(高于或低于目标范围)的描述、频段能量集中率正常范围(目标范围)的描述、频段能量集中率损伤程度的描述以及进一步描述。
测试案例：
患者姓名：邱XX
性别：男
出生日期：2013年08月19日，5岁
障碍类型：脑瘫
测量得到以下图表：
其次查看能量集中率偏离的严重程度，根据发声功能精准评估结果进行ICF功能损伤程度转换为以下图表：
得到以下评估结果分析：
发声功能方面，该患者(5岁男性)在嗓音产生方面存在高频能量占比过高，发声功能异常的问题。
进一步描述：
患者存在频段能力集中率过高，发声功能异常，建议进行如下治疗：
1、实时反馈治疗，选择频段能量集中率实时声音-视觉反馈训练。
2、传统治疗，选择如发声放松训练、喉部按摩法、气泡发音法、半吞咽法等治疗方法。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.频段能量集中率测量和视听反馈的嗓音治疗仪器及方法，其特征在于，包括用于实时处理用户产生言语嗓音时的频段能量集中率数据的实时处理单元(1)、用于实时测量言语嗓音的频段能量集中率数据的主控单元(2)以及采用频段能量集中率实时视听反馈技术的实时频段能量集中率视听反馈单元(3)，所述主控单元(2)分别与所述实时处理单元(1)和所述实时频段能量集中率视听反馈单元(3)连接，所述实时处理单元(1)包括单通道低通滤波器、电声门图仪和麦克风，所述主控单元(2)包括康复模式和内容存储模块(21)、频段能量集中率康复步骤和执行模块(22)和实时频段能量集中率测量判别模块(23)。
2.根据权利要求1所述的频段能量集中率测量和视听反馈的嗓音治疗仪器及方法，其特征在于，所述主控单元(2)还用于判别是否存在神经性嗓音障碍、频段能量集中率障碍类型，以及设置康复模式、选择康复内容和执行康复步骤。
3.根据权利要求1所述的频段能量集中率测量和视听反馈的嗓音治疗仪器及方法，其特征在于，所述实时频段能量集中率视听反馈单元(3)采用频段能量集中率实时视听反馈技术用于实时显示与反馈频段能量集中率康复结果与相关信息。
4.根据权利要求1所述的频段能量集中率测量和视听反馈的嗓音治疗仪器及方法，其特征在于，所述康复模式和内容存储模块(21)，其用于存储康复过程中使用的频段能量集中率康复模式、频段能量集中率康复内容，及音调实时反馈训练、响度实时反馈训练、增加频段能量集中率训练内容、减少频段能量集中率训练内容。
5.根据权利要求1所述的频段能量集中率测量和视听反馈的嗓音治疗仪器及方法，其特征在于，所述频段能量集中率康复步骤和执行模块(22)，其与所述康复模式和内容存储模块(21)以及实时视听反馈单元(3)连接，用于设置频段能量集中率康复模式与实时运行所述频段能量集中率的康复内容。
6.根据权利要求1所述的频段能量集中率测量和视听反馈的嗓音治疗仪器及方法，其特征在于，所述实时频段能量集中率测量判别模块(23)，其与所述实时处理单元(1)以及频段能量集中率康复步骤和执行模块(22)连接，用于实时判别用户产生言语嗓音时频段能量集中率的情况。
7.根据权利要求6所述的频段能量集中率测量和视听反馈的嗓音治疗仪器，其特征在于，所述实时频段能量集中率测量判别模块(23)，通过对言语嗓音信号采用实时言语多维建模技术进行频段能量集中率的实时检测、处理，用于言语嗓音神经源性损伤而造成的嗓音发声功能障碍的实时测量，频段能量集中率感知过程中语音自反馈实时测量，其性能为：频段能量集中率实时响应速率≤6.0ms。
8.一种根据权利要求1所述的嗓音治疗仪器的康复方法，包括实时频段能量集中率测量单元，其特征在于，还包括以下步骤：
S1：所述实时频段能量集中率测量单元实时测量用户的频段能量集中率数据，测量时要求用户以尽可能响的状态发特定音符，并维持稳定数秒，将数据实时发送至所述主控单元(2)中的实时频段能量集中率测量判别模块(23)；
S2：所述实时频段能量集中率判别模块(23)根据所述频段能量集中率数据与频段能量集中率目标值及相应范围进行判别，并将判别结果实时发送至所述频段能量集中率康复步骤和执行模块(22)；
S3：所述频段能量集中率康复步骤和执行模块(22)根据所述判别结果，设置频段能量集中率康复模式，从所述康复模式和内容存储模块(21)读取并执行所述频段能量集中率康复模式、频段能量集中率康复内容，将康复执行结果传输至所述实时频段能量集中率视听反馈单元(3)；
S4：所述实时频段能量集中率视听反馈单元(3)实时显示所述频段能量集中率康复执行结果。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200313 |
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