JP4166765B2 - 補聴器装用時の外耳道内音圧推定方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばオーダメイドの耳あな形補聴器など、ベントを有する補聴器を装用した時の外耳道内音圧の推定方法に関する。

オーダメイドの耳あな形補聴器には、他の型式の補聴器と同様に、装用時のこもり感を軽減するためと、外耳道内の換気を可能にするため、外耳道内と外界をバイパスするベントが設けられている。
ベントを設けることにより生じる音響特性への効果としては、ベントが低域周波数の音声を外耳道から逃がす効果（第１ベント効果）と、ベントが外耳道内に補聴器の増幅を行わずに音を到達させる効果（第２ベント効果）がある。

しかし、ベントを設けることで、ベントの音響質量と残存外耳道空間容積と鼓膜のコンプライアンスで共鳴が発生し、その結果第１ベント効果、第２ベント効果に含まれる共振周波数で外耳道内の音響利得が増加してしまうという現象が知られている。共鳴は音響抵抗が大きいほど減衰され、音響抵抗値の大小関係は、実耳＞Zwislockiカプラ＞２ｃｃカプラである。
そこで、実耳のベント効果を厳密に予測するのは困難であるため、従来から補聴器装用状態におけるベント効果には、ベントの孔径毎に一律の値が適用され、共振は考慮されていない。

しかし、ベント効果としてベントの孔径毎に適用される一律の値は、実際とは異なり、また共振が原因で音質に問題が発生する場合もある。
そこで、補聴器フィッティングのレベルを向上させるためにも、ベント効果（第１ベント効果と第２ベント効果）の予測値をより正確に求めることが要望されている。

本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ベントを有する補聴器が奏する音響特性効果を把握するために必要な外耳道内音圧を推定することができる補聴器装用時の外耳道内音圧推定方法を提供しようとするものである。

上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、ベントを有する補聴器を装用した時の外耳道内音圧を推定する方法であって、ベントを有する補聴器装着時の２つの等価回路とベントを有しない補聴器装着時の１つの等価回路に各定数を設定する回路定数設定工程と、前記３つの等価回路からベント経由で外耳道から逃げる音圧Ｖｄとベント経由で外耳道内に到達する音圧Ｐｖを夫々算出するベント効果算出工程と、ベントを塞いだ状態の補聴器の出力音圧Ｐｍに外耳道から逃げる音圧Ｖｄを減算して減衰外耳道内音圧Ｐｍbを算出する減衰外耳道内音圧算出工程と、この減衰外耳道内音圧Ｐｍbとベント経由で外耳道内に到達する音圧Ｐｖを加算して実際の外耳道内音圧Ｐｆを算出する外耳道内音圧算出工程からなるものである。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の補聴器装用時の外耳道内音圧推定方法において、前記等価回路の定数は、補聴器のメモリ又は調整プログラムから呼び出すようにした。

以上説明したように請求項１に係る発明によれば、ベントを有する補聴器を装用した際の補聴器の出力音圧を正確に推定することが可能になり、より好ましい補聴器フィッティングを行うことができる。

請求項２に係る発明によれば、等価回路の定数を補聴器のメモリ又は調整プログラムから呼び出すことにより、等価回路の定数を速やかに設定することができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は耳あな形補聴器の装用状態の概略説明図、図２は本発明に係る補聴器装用時の外耳道内音圧推定方法による作業手順を示すフローチャート、図３はベントを有する補聴器装用状態の音響回路の等価回路図、図４はベントを有さない補聴器装用状態の音響回路の等価回路図、図５は第２ベント効果を求めるための音響回路の等価回路図である。

ベント１を有するオーダメイドの耳あな形補聴器２を装用した場合には、図１に示すような状態になる。そして、外耳道３に耳あな形補聴器２を装着した状態で、イヤホン４に入力された音響信号により補聴器２の先端２ａと鼓膜５で形成される空間６の音圧は、イヤホン４から鼓膜５までに存在する種々の要素から決定される。

これらの要素としては、イヤホン４、イヤホン４と補聴器音口２ｂまでをつなぐチューブ７、ベント１の孔１ａの大きさ、ベント１の長さ、外耳道３に耳あな形補聴器２を装着した状態での補聴器２の先端２ａと鼓膜５で形成される空間６の容積、鼓膜５の音響インピーダンスなどが挙げられる。８はマイクロホン、９は耳介である。

本発明に係る補聴器装用時の外耳道内音圧推定方法を用いた作業は、図２に示すような手順に従って進められる。この作業は、パーソナルコンピュータを用いて行われる。
先ず、ステップＳＰ１において、図３乃至図５に示す音響回路の等価回路１０，１１，１２の各定数を、耳あな形補聴器２のメモリ（ＲＯＭ）又は調整プログラムから呼び出す。

次いで、ステップＳＰ２において、ベントを有する補聴器を装着した状態の音響回路の等価回路１０、ベントを有さない補聴器を装着した状態の音響回路の等価回路１１及び第２ベント効果を求めるための音響回路の等価回路１２に、ステップＳＰ１で呼び出した各定数を設定する（回路定数設定工程）。

ここで、ベントを有する補聴器を装着した状態の音響回路の等価回路１０は、図３に示すように、注文時の機種、装用者のオージオグラムや装用者の耳形などに基づく、イヤホン４の等価回路の定数（Ｒ１，Ｒ２，Ｃ１，Ｃ２，Ｌ１，Ｌ２）、イヤホン４と補聴器音口２ｂまでをつなぐチューブ７の等価回路の定数（直径ｒ１，長さｌ１）、ベント１の等価回路の定数（直径ｒ２，長さｌ２）、補聴器２の先端２ａと鼓膜５で形成される外耳道空間６の容積の等価回路の定数（直径ｒ３，長さｌ３）、平均的な鼓膜５の等価回路の定数（Ｒ３，Ｒ４，Ｌ４，Ｌ５，Ｃ３，Ｃ４）が設定されて構成される。

また、ベントを有さない補聴器を装着した状態の音響回路の等価回路１１は、図４に示すように、イヤホン４の等価回路の定数（Ｒ１，Ｒ２，Ｃ１，Ｃ２，Ｌ１，Ｌ２）、イヤホン４と補聴器音口２ｂまでをつなぐチューブ７の等価回路の定数（直径ｒ１，長さｌ１）、外耳道空間６の容積の等価回路の定数（直径ｒ３，長さｌ３）、平均的な鼓膜５の等価回路の定数（Ｒ３，Ｒ４，Ｌ４，Ｌ５，Ｃ３，Ｃ４）が設定されて構成される。

更に、第２ベント効果を求めるための音響回路の等価回路１２は、図５に示すように、ＡＣ電源をイヤホン４の入力端から外界側ベント端１ｂに変更した以外は、図３に示す等価回路１０と同じ定数が設定されて構成される。

ここで、イヤホン４の等価回路の各定数（Ｒ１，Ｒ２，Ｃ１，Ｃ２，Ｌ１，Ｌ２）について説明すると、Ｒ１はイヤホン４の音響抵抗でイヤホン機械振動系の抵抗を音響抵抗に換算したもの、Ｒ２は音口の音響抵抗、Ｃ１はイヤホン４の音響コンプライアンスでイヤホン機械振動系のスティフネスを音響スティフネスに換算したものの逆数（機械系から音響系への換算は、機械系の値を振動板の有効面積の二乗で割って求める）、Ｃ２振動板の前室の音響コンプライアンス、Ｌ１はイヤホン振動部の音響質量でイヤホン振動部の実効質量を音響質量に換算したもの、Ｌ２は音口の音響質量である。

次いで、ステップＳＰ３において、外耳道３からベント１を通って外界に逃げる音圧Ｖｄを求める。ある音圧に相当する交流電圧（例えば、１Ｖ）をイヤホン４の等価回路の入力端に入力した場合の、図３に示す等価回路１０の出力ＲＥＡＬout1と、図４に示す等価回路１１の出力ＲＥＡＬout2を夫々計算し、その差（ＲＥＡＬout2−ＲＥＡＬout1）を求める。両者の差（ＲＥＡＬout2−ＲＥＡＬout1）から、外耳道３からベント１を通って外界に逃げる音圧Ｖｄ（＝ＲＥＡＬout2−ＲＥＡＬout1）を求めることができる（第１ベント効果算出工程）。

更に、ステップＳＰ４において、ベント１を通って外耳道３内に到達する音圧Ｐｖを求める。図５に示す等価回路１２で、ＲＥＡＬout3は、外界側ベント端１ｂの音圧Ｐｏを、例えば交流電圧１Ｖに相当する音圧とした場合に、音圧Ｐｏがベント１を通って外耳道３内に到達するまでの減衰量を表す。

従って、外界側ベント端１ｂの音圧Ｐｏに減衰量ＲＥＡＬout3を加算することにより、ベント１を通って外耳道３内に到達する音圧Ｐｖ（＝Ｐｏ＋ＲＥＡＬout3）、即ち第２ベント効果を求めることができる（第２ベント効果算出工程）。

次いで、ステップＳＰ５において、予め測定して求めておいたベント１を塞いだ状態の補聴器の出力音圧Ｐｍに、ステップＳＰ３で求めた外耳道３からベント１を通って外界に逃げる音圧Ｖｄを減算して減衰外耳道内音圧Ｐｍb（＝Ｐｍ−Ｖｄ）を算出する（減衰外耳道内音圧算出工程）。

次いで、ステップＳＰ６において、ベント１を通って外耳道３内に到達する音圧Ｐｖに、外耳道３からベント１を通って外界に逃げる音圧Ｖｄだけ減衰した減衰外耳道内音圧Ｐｍbを加算して実際の外耳道内音圧Ｐｆを算出する（外耳道内音圧算出工程）。

ここで、ステップＳＰ５とステップＳＰ６において、位相情報を考慮して減算・加算をすることもできる。位相情報を考慮する場合には、各音圧Ｐｖ，Ｐｍb，Ｐｆは、音圧レベル（ｄＢＳＰＬ）から音圧（Ｐａ：パスカル）に変換し、Ｐｖ0，Ｐｍb0，Ｐｆ0として計算する。例えば、ステップＳＰ６の場合には、Ｐｖ0をＰｖ0^＊sinθとＰｖ0^＊cosθに、Ｐｍb0をＰｍb0^＊sinηとＰｍb0^＊cosηに分解する。ここで、θ、ηは入力音圧Ｐｏの位相を基準としたそれぞれの音圧の位相である。

Ｐｆ0^＊sinζ＝Ｐｖ0^＊sinθ＋Ｐｍb0^＊sinηと、Ｐｆ0^＊cosζ＝Ｐｖ0^＊cosθ＋Ｐｍb0^＊cosη、から｜Ｐｆ0｜＝（（Ｐｆ0^＊sinζ）^２＋（Ｐｆ0^＊cosζ）^２）^１／２となる。Ｐｆ0は音圧（Ｐａ）であるので、音圧レベル（ｄＢＳＰＬ）に変換することにより、ベント効果（第１ベント効果と第２ベント効果）に共振も考慮した外耳道内音圧Ｐｆを求めることができる。

本発明によれば、ベントを有する補聴器を装用した際の外耳道内音圧を正確に推定することが可能になり、より好ましい補聴器フィッティングを行うことができるので、補聴器の普及が促進され、補聴器の需要増大に寄与する。

耳あな形補聴器の装用状態の概略説明図 本発明に係る補聴器装用時の外耳道内音圧推定方法による作業手順を示すフローチャート ベントを有する補聴器装用状態の音響回路の等価回路図 ベントを有さない補聴器装用状態の音響回路の等価回路図 第２ベント効果を求めるための音響回路の等価回路図

符号の説明

１…ベント、１ａ…孔、１ｂ…外界側ベント端、２…耳あな形補聴器、２ａ…先端、２ｂ…補聴器音口、３…外耳道、４…イヤホン、５…鼓膜、６…空間、８…マイクロホン、９…耳介。

Claims (2)

1. ベントを有する補聴器を装用した時の外耳道内音圧を推定する方法であって、ベントを有する補聴器装着時の２つの等価回路とベントを有しない補聴器装着時の１つの等価回路に各定数を設定する回路定数設定工程と、前記３つの等価回路からベント経由で外耳道から逃げる音圧とベント経由で外耳道内に到達する音圧を夫々算出するベント効果算出工程と、ベントを塞いだ状態の補聴器の出力音圧に前記外耳道から逃げる音圧を減算して減衰外耳道内音圧を算出する減衰外耳道内音圧算出工程と、この減衰外耳道内音圧と前記ベント経由で外耳道内に到達する音圧を加算して実際の外耳道内音圧を算出する外耳道内音圧算出工程からなることを特徴とする補聴器装用時の外耳道内音圧推定方法。
2. 前記等価回路の定数は、補聴器のメモリ又は調整プログラムから呼び出す請求項１記載の補聴器装用時の外耳道内音圧推定方法。