CN117598697A - 一种基于个人设备的听力检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于听力检测领域，公开了一种基于个人设备的听力检测方法，包括所述方法应用于个人设备，个人设备包括计算机、声卡、骨导振子和气导设备，计算机与声卡连接，骨导振子和气导设备分别与声卡连接，包括：S1，通过计算机生成纯音信号以及窄带噪声信号；S2，对骨导振子和气导设备的输出级进行校准；S3，通过计算机中包含的自动纯音检测模块获取受试者的气骨导纯音阈值；S4，通过自动纯音检测模块生成听力图以及存储气骨导纯音阈值文件；S5，通过计算机中包含的自动掩蔽测试模块获取受试者的在掩蔽噪声下的气骨导阈值。本发明实现了原本需由听力师操作的纯音测试，使得没有经过专业训练的受试者也可进行听阈测试。
Description
技术领域
本发明涉及听力检测领域，尤其涉及一种基于个人设备的听力检测方法。
背景技术
声音主要通过两种途径传入内耳，即气传导与骨传导。气传导中，声音依次经过外耳、中耳和内耳，最终刺激基底膜并在神经元上产生听觉。骨传导则是将声音转化为不同频率的固体振动，通过人的颅骨、骨迷路等结构传递声波。纯音测听是目前能准确反映听敏度的主观行为测试方法之一，能够为听力损失定量定性提供依据。作为听力学检查中的“金标准”，其检测内容包括气导听阈测试和骨导听阈测试。
纯音测听通常由听力师在隔音室内使用连接了已校准的气导或是骨导设备的听力计进行手动听阈测量。其中，实施纯音检测的听力师需要进行相应的培训，学习相应的测听流程；所使用的听力计是配备了专门设计的硬件或是标准换能器的专业听力计。这对于仅需对自身听阈进行简单筛查及日常监测的听者来说极为不便，甚至花费不菲。
目前，大部分的纯音检测程序仅考虑了气导阈值的测量，较少程序考虑骨导阈值的检测，甚至不考虑。然而，骨导阈值作为诊断听力学的另一重要组成部分，其与气导阈值的结合，提供了区分感音神经性和传导性听力损失所需的信息。此外，不同于气传导，骨传导中较低的双耳隔离度意味着测试时更需要对非测试耳进行掩蔽操作。目前尚无针对掩蔽噪声下气骨导真实阈值测量的方法。
发明内容
本发明的目的在于公开一种基于个人设备的听力检测方法，解决现有技术中存在的问题。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种基于个人设备的听力检测方法，所述方法应用于个人设备，个人设备包括计算机、声卡、骨导振子和气导设备，计算机与声卡连接，骨导振子和气导设备分别与声卡连接，所述方法包括：
S1，通过计算机生成纯音信号以及窄带噪声信号；
S2，对骨导振子和气导设备的输出级进行校准，使得骨导振子和气导设备在所需频率内被调整到恒定的响度水平；
S3，通过计算机中包含的自动纯音检测模块获取受试者的气骨导纯音阈值；
S4，通过自动纯音检测模块生成听力图以及存储气骨导纯音阈值文件；
S5，通过计算机中包含的自动掩蔽测试模块获取受试者的在掩蔽噪声下的气骨导阈值。
S6，结合不同模块的测听结果给出听者相应听损情况、类型的初步判别，为受试者了解自身听阈情况以及助听器的快速验配与品牌选择提供依据。
可选的，S1包括：
利用MATLAB软件生成250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz、6000Hz共6个频点的纯音信号，并以此6个频点为中心，生成具有三分之一、十二分之五以及二分之一倍频程带宽的窄带噪声信号。
纯音信号由单个频点的正弦信号生成。
可选的，窄带噪声信号的生成过程包括：
通过下列公式计算分别以上述6个频点的为中心的不同带宽噪声信号的通带截止频率flp以及fhp：
其中，fc为中心频率，n为倍频程；
利用MATLAB软件生成高斯白噪声；
将此高斯白噪声以及计算得到的通带截止频率输入到2阶巴特沃兹带通滤波器中，生成三分之一、十二分之五、二分之一倍频程的窄带噪声。
可选的，在S2之前，还包括：
将人工乳突与骨导振子连接，人工乳突用于校准骨导振子的输出力级；
将人工头与气导设备连接，人工头用于校准气导设备的输出声压级。
可选的，对于骨导振子，250Hz、500Hz、1000Hz以及2000Hz的纯音起始振动力级校准为95dB FL，4000Hz与6000Hz的纯音的起始振动力级校准为80dB FL；
对于气导设备，各频率下的纯音以及窄带噪声的起始声压级均校准为60dB SPL。
其中，骨导振子的振动力级大小采用单位dB FL衡量，而气导设备的声压级大小则采用单位dB SPL衡量，两者的计算公式如下：
此处，x1为声音信号的声压级，x2为声音信号的振动力级；p、F分别为需要测定的声压以及振动力,p0＝2×10-5pa，F0＝1×10-6N，p0、F0分别为参考声压以及参考力级。
可选的，自动纯音检测模块包括第一设置单元、纯音测试单元和第一显示单元；
第一设置单元用于受试者设置用于纯音检测的第一参数；
纯音测试单元用于采用升降法获取受试者在不同的频率的纯音信号下的气骨纯音导阈值；
第一显示单元用于显示第一参数、当前测试频率、当前频率播放次数、当前响度可听性和操作按钮。
可选的，第一参数包括播放纯音信号的耳机型号、测试耳、测试信号时长以及纯音信号的频率。
可选的，自动掩蔽测试模块包括第二设置单元、掩蔽测试单元和第二显示单元；
第二设置单元用于受试者设置用于掩蔽测试的第二参数以及导入气骨导纯音阈值文件；
掩蔽测试单元用于采用平台法获取受试者在掩蔽信号和不同频率的纯音信号下的气骨导阈值；
第二显示单元用于显示第二参数和操作按钮。
可选的，第二参数包括播放掩蔽信号和纯音信号的耳机型号、测试耳、纯音信号的频率、掩蔽信号的类型。
可选的，操作按钮包括开始测试按钮、听见按钮、听不清楚按钮和听不见按钮。
有益效果：
1、本发明实现了原本需由听力师操作的纯音测听，使得即便是没有经过专业训练的受试者也可进行纯音测试，进而初步了解自身的听力损失情况、类型。同时，该程序不依赖于专业听力计平台，受试者利用个人设备便可完成相应的测听流程。
2、本发明区别于大部分的纯音检测程序，不仅考虑了气导阈值的测量，还考虑了骨导阈值的测量。两种听力阈值的结合，为受试者听力受损情况的定量与定性提供了所需信息。
3、本发明考虑了掩蔽情况下受试者气骨阈值的测量，同时，依据不同的掩蔽需求提供了多种可用掩蔽信号。
4、本发明具有独立的自动掩蔽阈值测试模块，可直接利用现有阈值结果进行掩蔽噪声下的气骨听阈测试，有助于助听器的快速验配。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种基于个人设备的听力检测方法的一种示意图。
图2为本发明的个人设备的一种示意图。
图3为升降法检测流程的一种示意图。
图4为本发明的自动纯音检测模块的GUI界面的一种示意图。
图5为本发明的自动纯音检测模块的测试流程的一种示意图。
图6为本发明的自动掩蔽测试模块的测试流程的一种示意图。
图7为本发明的自动掩蔽测试模块的GUI界面的一种示意图。
图8为本发明的自动纯音检测模块某次测试结果的一种示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示的一种实施例，本发明提供了一种基于个人设备的听力检测方法，所述方法应用于个人设备，个人设备包括计算机、声卡、骨导振子和气导设备，计算机与声卡连接，骨导振子和气导设备分别与声卡连接，所述方法包括：
S1，通过计算机生成纯音信号以及窄带噪声信号；
S2，对骨导振子和气导设备的输出级进行校准，使得骨导振子和气导设备在所需频率内被调整到恒定的响度水平；
S3，通过计算机中包含的自动纯音检测模块获取受试者的气骨导纯音阈值；
S4，通过自动纯音检测模块生成听力图以及存储气骨导纯音阈值文件；
S5，通过计算机中包含的自动掩蔽测试模块获取受试者的在掩蔽噪声下的气骨导阈值。
S6，结合不同模块的测听结果给出听者相应听损情况、类型的初步判别，为受试者了解自身听阈情况以及助听器的快速验配与品牌选择提供依据。
本发明主要聚焦于繁琐且机械的测听流程，为非专业人员提供一种便捷的自动纯音测听程序，使听者利用个人设备(包括笔记本电脑、平板、手机)居家便可实现纯音测听。
本发明聚焦于气导骨导的纯音阈值检测，并依照现有手动掩蔽测听标准，给出带掩蔽方案的气骨导真实阈值自动测听方案。
本发明提供了一种基于个人设备的听力检测方法，该个人设备包含自动纯音检测模块以及个性化自动掩蔽测试模块。
自动纯音检测模块可在无需专业人员到场的情况下，帮助听者完成简单的气骨导阈值听力检测，并获取相对应的听力图。
个性化自动掩蔽测试模块则可依据现有听阈结果，进一步检测听者掩蔽噪声下的气骨导阈值，即真实的气骨导阈值。
该自动纯音检测程序不仅可以满足听者日常对自身听力阈值检测的需求，而且将听力师从繁琐的测听流程中解放出来，更专注于对测听结果的解释；同时，个性化自动掩蔽测试模块为进一步检测真实气骨导阈值提供了方案与系统，且其独立于纯音检测模块，仅依赖所存储的阈值文件便可检测听者掩蔽噪声下的听阈，对助听器的快速验配具有参考意义。
可选的，所述声卡为外置声卡。
可选的，S1包括：
利用MATLAB软件生成250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz、6000Hz共6个频点的纯音信号，并以此6个频点为中心，生成具有三分之一、十二分之五以及二分之一倍频程带宽的窄带噪声信号。
纯音信号由单个频点的正弦信号生成。
可选的，窄带噪声信号的生成过程包括：
通过下列公式计算分别以上述6个频点的为中心的不同带宽噪声信号的通带截止频率flp以及fhp：
其中，fc为中心频率，n为倍频程；
利用MATLAB软件生成高斯白噪声；
将此高斯白噪声以及计算得到的通带截止频率输入到2阶巴特沃兹带通滤波器中，生成三分之一、十二分之五、二分之一倍频程的窄带噪声。
可选的，在S2之前，还包括：
将人工乳突与骨导振子连接，人工乳突用于校准骨导振子的输出力级；
将人工头与气导设备连接，人工头用于校准气导设备的输出声压级。
具体校准过程如下：首先，正确连接包含个人设备、PULSE分析仪、人工头以及人工乳突在内的校准系统；其次，按照所使用的人工头以及人工乳突型号在分析仪软件中设置相应的声压灵敏度以及力灵敏度；最后，通过调整个人设备中所生成声音信号的权重，使得由人工头以及人工乳突检测到的信号符合测试所需的起始响度，进而校准好骨导振子和气导设备。
可选的，对于骨导振子，250Hz、500Hz、1000Hz以及2000Hz的纯音起始振动力级校准为95dB FL，4000Hz与6000Hz的纯音的起始振动力级校准为80dB FL；
对于气导设备，各频率下的纯音以及窄带噪声的起始声压级均校准为60dB SPL。
其中，骨导振子的振动力级大小采用单位dB FL衡量，而气导设备的声压级大小则采用单位dB SPL衡量，两者的计算公式如下：
此处，x1为声音信号的声压级，x2为声音信号的振动力级；p、F分别为需要测定的声压以及振动力,p0＝2×10-5pa，F0＝1×10-6N，p0、F0分别为参考声压以及参考力级。
可选的，自动纯音检测模块包括第一设置单元、纯音测试单元和第一显示单元；
第一设置单元用于受试者设置用于纯音检测的第一参数；
纯音测试单元用于采用升降法获取受试者在不同的频率的纯音信号下的气骨纯音导阈值；
第一显示单元用于显示第一参数、当前测试频率、当前频率播放次数、当前响度可听性和操作按钮。
图4与图5分别给出了自动纯音检测模块的GUI界面以及测试具体流程。受试者需根据测试需求，在测试界面左侧中选定测试的耳机型号、测试耳、测试信号时长以及相应的频率，并可以在测试界面右侧获取已测试频率的阈值结果。
自动纯音检测模块采用升降法(如图3所示)确定各频率下的气导纯音阈值和骨导纯音阈值。具体地说，受试者点击“开始测试”按钮后，当前频率下的纯音将依据所选择的测听设备以及步骤2中所述起始振动力级或起始声压级进行播放。随后，测试信号的响度根据受试者的反应以及特定的步长进行变换。
升降法中，相邻的峰和谷记为一个测量流程，包括上升过程与下降过程。步长的初始设置为32dB，且在同一个测量流程内保持不变，但在进入下一个测量流程后减半。听力阈值的判定会在受试者完成六个测量流程后启动，并取最后两次上升过程的峰值和下降过程的谷值的平均值为听力阈值。测试过程中，要求受试者尽可能保持专注，否则将被要求重新测试当前频率。
可选的，第一参数包括播放纯音信号的耳机型号、测试耳、测试信号时长以及纯音信号的频率。
耳机型号包括骨导振子或气导设备。
测试耳包括左耳或右耳。
可选的，纯音测试完成后，气骨导纯音阈值(即气导纯音阈值和骨导纯音阈值)的结果会以听力图形式以及自动掩蔽阈值模块可读取的文件形式存储。图8中给出了某位受试者利用个人设备完成气导纯音阈值测量后所获取的听力图。
所述的听力图，其形式依照临床听力图设计，左右耳的阈值结果呈现在同一张图中。对应单侧耳的听力图，坐标横轴为以对数坐标表示的不同频率，纵轴为倒序显示的听力阈值结果。
可选的，自动掩蔽测试模块包括第二设置单元、掩蔽测试单元和第二显示单元；
第二设置单元用于受试者设置用于掩蔽测试的第二参数以及导入气骨导纯音阈值文件；
掩蔽测试单元用于采用平台法获取受试者在掩蔽信号和不同频率的纯音信号下的气骨导阈值；
第二显示单元用于显示第二参数和操作按钮。
图6和图7分别给出了个自动掩蔽测试模块的测试的具体流程以及GUI界面。如图7所示，测试开始前需确定测试的耳机型号、测试耳、频率、信号时长以及掩蔽信号的类型。
其中，可选择的掩蔽信号的类型包括三分之一、十二分之五、二分之一倍频程的窄带噪声以及高斯白噪声。
气骨导阈值文件也可根据实际测试需求，选择由自动纯音掩蔽模块生成的阈值文件或是由其他听力设备生成的阈值文件。
平台法的主要步骤(以骨导为例)为：
获取受试者在未加掩蔽噪声时的气骨导听力阈值，即读取阈值文件数据；
对非测试耳发送相当于该耳气导听阈的有效掩蔽级的掩蔽噪声，并在这一声级重复向测试耳发送相当于该耳听阈的测试音级。以5dB的步长逐次增加噪声级，直至纯音信号被掩蔽，或直至噪声级超过测试音级40dB。
若噪声级在测试音级以上40dB时仍能听到测试音，则认为该测试音级就是掩蔽噪声下的听阈级。如果测试音被掩蔽,则增加其音级直至再次听到。
将噪声级增加5dB。若受试者听不到纯音，则加大纯音级直至再次听到。重复这一步骤,直至掩蔽噪声从某一噪声级连续增加15dB，受试者仍能听到纯音。记录此时纯音级为当前测试频率在掩蔽噪声下的听力阈值。
可选的，第二参数包括播放掩蔽信号和纯音信号的耳机型号、测试耳、纯音信号的频率、掩蔽信号的类型。
可选的，操作按钮包括开始测试按钮、听见按钮、听不清楚按钮和听不见按钮。
有益效果：
1、本发明实现了原本需由听力师操作的纯音测听，使得即便是没有经过专业训练的受试者也可进行纯音测试，进而初步了解自身的听力损失情况、类型。同时，该程序不依赖于专业听力计平台，受试者利用个人设备便可完成相应的测听流程。
2、本发明区别于大部分的纯音检测程序，不仅考虑了气导阈值的测量，还考虑了骨导阈值的测量。两种听力阈值的结合，为受试者听力受损情况的定量与定性提供了所需信息。
3、本发明考虑了掩蔽情况下受试者气骨阈值的测量，同时，依据不同的掩蔽需求提供了多种可用掩蔽信号。
4、本发明具有独立的自动掩蔽阈值测试模块，可直接利用现有阈值结果进行掩蔽噪声下的气骨听阈测试，有助于助听器的快速验配。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种基于个人设备的听力检测方法，所述方法应用于个人设备，个人设备包括计算机、声卡、骨导振子和气导设备，计算机与声卡连接，骨导振子和气导设备分别与声卡连接，其特征在于，所述方法包括：
S1，通过计算机生成纯音信号以及窄带噪声信号；
S2，对骨导振子和气导设备的输出级进行校准，使得骨导振子和气导设备在所需频率内被调整到恒定的响度水平；
S3，通过计算机中包含的自动纯音检测模块获取受试者的气骨导纯音阈值；
S4，通过自动纯音检测模块生成听力图以及存储气骨导纯音阈值文件；
S5，通过计算机中包含的自动掩蔽测试模块获取受试者的在掩蔽噪声下的气骨导阈值。
2.根据权利要求1所述的一种基于个人设备的听力检测方法，其特征在于，S1包括：
利用MATLAB软件生成250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz、6000Hz共6个频点的纯音信号，并以此6个频点为中心，生成具有三分之一、十二分之五以及二分之一倍频程带宽的窄带噪声信号。
3.根据权利要求2所述的一种基于个人设备的听力检测方法，其特征在于，窄带噪声信号的生成过程包括：
通过下列公式计算分别以上述6个频点的为中心的不同带宽噪声信号的通带截止频率flp以及fhp：
其中，fc为中心频率，n为倍频程；
利用MATLAB软件生成高斯白噪声；
将此高斯白噪声以及计算得到的通带截止频率输入到2阶巴特沃兹带通滤波器中，生成三分之一、十二分之五、二分之一倍频程的窄带噪声。
4.根据权利要求2所述的一种基于个人设备的听力检测方法，其特征在于，在S2之前，还包括：
将人工乳突与骨导振子连接，人工乳突用于校准骨导振子的输出力级；
将人工头与气导设备连接，人工头用于校准气导设备的输出声压级。
5.根据权利要求4所述的一种基于个人设备的听力检测方法，其特征在于，对于骨导振子，250Hz、500Hz、1000Hz以及2000Hz的纯音起始振动力级校准为95dB FL，4000Hz与6000Hz的纯音的起始振动力级校准为80dB FL；
对于气导设备，各频率下的纯音以及窄带噪声的起始声压级均校准为60dB SPL；
其中，骨导振子的振动力级大小采用单位dB FL衡量，而气导设备的声压级大小则采用单位dB SPL衡量，两者的计算公式如下：
此处，x1为声音信号的声压级，x2为声音信号的振动力级；p、F分别为需要测定的声压以及振动力,p0＝2×10-5pa，F0＝1×10-6N，p0、F0分别为参考声压以及参考力级。
6.根据权利要求5所述的一种基于个人设备的听力检测方法，其特征在于，自动纯音检测模块包括第一设置单元、纯音测试单元和第一显示单元；
第一设置单元用于受试者设置用于纯音检测的第一参数；
纯音测试单元用于采用升降法获取受试者在不同的频率的纯音信号下的气骨纯音导阈值；
第一显示单元用于显示第一参数、当前测试频率、当前频率播放次数、当前响度可听性和操作按钮。
7.根据权利要求6所述的一种基于个人设备的听力检测方法，其特征在于，第一参数包括播放纯音信号的耳机型号、测试耳、测试信号时长以及纯音信号的频率。
8.根据权利要求6所述的一种基于个人设备的听力检测方法，其特征在于，自动掩蔽测试模块包括第二设置单元、掩蔽测试单元和第二显示单元；
第二设置单元用于受试者设置用于掩蔽测试的第二参数以及导入气骨导纯音阈值文件；
掩蔽测试单元用于采用平台法获取受试者在掩蔽信号和不同频率的纯音信号下的气骨导阈值；
第二显示单元用于显示第二参数和操作按钮。
9.根据权利要求8所述的一种基于个人设备的听力检测方法，其特征在于，第二参数包括播放掩蔽信号和纯音信号的耳机型号、测试耳、纯音信号的频率、掩蔽信号的类型。
10.根据权利要求6或9所述的一种基于个人设备的听力检测方法，其特征在于，操作按钮包括开始测试按钮、听见按钮、听不清楚按钮和听不见按钮。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311329170.XA CN117598697A (zh) | 2023-10-13 | 2023-10-13 | 一种基于个人设备的听力检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311329170.XA CN117598697A (zh) | 2023-10-13 | 2023-10-13 | 一种基于个人设备的听力检测方法 |
Publications (1)
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| CN117598697A true CN117598697A (zh) | 2024-02-27 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311329170.XA Pending CN117598697A (zh) | 2023-10-13 | 2023-10-13 | 一种基于个人设备的听力检测方法 |
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2023
- 2023-10-13 CN CN202311329170.XA patent/CN117598697A/zh active Pending
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