PL180060B1

PL180060B1 - Apparatus for measuring microphonic potentials of inner ear cochlea

Info

Publication number: PL180060B1
Application number: PL31488296A
Authority: PL
Inventors: Wojciech Michalski; Lucyna Pospiech; Wojciech Dziewiszek; Marek Bochnia
Original assignee: Akademia Medyczna Im Piastow S; Akademia Medyczna Im Piastow U
Priority date: 1996-06-18
Filing date: 1996-06-18
Publication date: 2000-12-29
Also published as: PL314882A1

Abstract

Urządzenie do pomiaru potencjałów mikrofonicznych ślimaka ucha wewnętrznego, zwłaszcza zwierząt doświadczalnych, wyposażonych w generator o regulowanej częstotliwości w zakresie 100-10000 Hz 1 regulowanej amplitudzie, zawierające wzmacniacz i urządzenia indykacji oraz rejestracji wyniku, znamienne tym, żejednowyjście generatora (1) połączonejest z przetwomikieim (2) napięcia na falę akustyczną, wyposażonym w elastyczny przewód (3) o końcówce dostosowanej do wprowadzenia do ucha zewnętrznego (5), natomiast drugiewyjście generatora (1) połączonejest poprzez fazowy przesuwnik (4) z wejściem fazoczułego detektora (6), do drugiego wejścia którego przyłączone jest wyjście platynowej elektrody (8), dostosowanej do zamontowania na ślimaku (7) ucha wewnętrznego, zaś wyjście fazoczułego detektora (6) połączone jest poprzez całkujący wzmacniacz (10) z urządzeniami pomiaru (11) i rejestracji (12).Device for measuring microphone potentials the inner ear cochlea, especially test animals, equipped with a generator with adjustable frequency in the range of 100-10000 Hz 1 adjustable amplitude, containing an amplifier and devices for the indication and recording of the result, characteristic in that one output of generator (1) is connected to Przetwomikieim (2) voltage to the acoustic wave, equipped into a flexible cable (3) with a tailored tip for insertion into the outer ear (5), while the second output of the generator (1) is connected through a phase shifter (4) with a phase-sensitive input detector (6), to the second input of which the output of the platinum electrode (8) is connected, adapted to be mounted on the ear cochlea (7) internal, and the output of the phase-sensitive detector (6) is connected via the integrating amplifier (10) with measuring (11) and recording devices (12).

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do pomiaru potencjałów mikrofonicznych ślimaka ucha wewnętrznego, znajdujące zastosowanie w diagnozowaniu i ocenie słuchu zwierząt doświadczalnych.The subject of the invention is a device for measuring the microphone potentials of the inner ear cochlea, applicable in the diagnosis and evaluation of the hearing of experimental animals.

Poziom potencjałów mikrofonicznych ślimaka ucha wewnętrznego, stymulowanych odpowiednio dobranym sygnałem akustycznym, zawiera istotną informację o stanie słuchu zwierząt. Jakiekolwiek pogorszenie słuchu wywołane drganiami mechanicznymi, niektórymi lekami lub działaniem innych czynników zewnętrznych na struktury kostne ucha środkowego objawia się obniżeniem wartości potencjałów słuchowych. Wielkość obniżenia tego poziomu stanowi podstawę do oceny stopnia utraty słuchu.The level of the microphone potentials of the inner ear cochlea, stimulated with an appropriately selected acoustic signal, contains important information about the condition of the animals' hearing. Any deterioration of hearing caused by mechanical vibrations, certain drugs or the action of other external factors on the bone structures of the middle ear is manifested by a reduction in the value of the auditory potentials. The amount of reduction in this level is the basis for assessing the degree of hearing loss.

Ze stosowania znane jest stanowisko badawcze składające się ze znanego audiometru, wytwarzającego stymulację akustyczną, wzmacniacza biologicznego i oscyloskopu. Badania prowadzi się w specjalnej komorze, stanowiącej ekran akustyczno-elektromagnetyczny. Pomiary prowadzone na tym stanowisku charakteryzują się znacznymi błędami z powodu dużego udziału szumów własnych elektronicznej aparatury odbiorczej oraz wpływu zakłóceń zewnętrznych na przebiegi potencjałów mikrofonicznych, pomimo ekranowej komory. Uniemożliwia to uzyskanie powtarzalnych, precyzyjnych i porównywalnych wyników pomiarów.A test stand consisting of a well-known audiometer that produces acoustic stimulation, a biological amplifier and an oscilloscope is known for use. The tests are carried out in a special chamber, which is an acoustic-electromagnetic screen. The measurements carried out at this stand are characterized by significant errors due to the high proportion of self-noise of electronic receiving equipment and the influence of external disturbances on the waveforms of the microphone potentials, despite the screen chamber. This makes it impossible to obtain repeatable, precise and comparable measurement results.

Z polskiego opisu patentowego nr 154 402 znany jest audiometr, opisany w części dotyczącej znanego stanu techniki, stosowany do badań medycznych, zawiera generator drgań elektrycznych o częstotliwości regulowanej w zakresie 125-8000 Hz, generator szumu białego, regulator poziomu dźwięku, przetwornik elektroakustyczny, układ sterowania i rejestrator krzywej audiometrycznej. Natomiast audiometr będący przedmiotem patentu nr 154402 ma przetwornik elektroakustyczny, do wyjść którego przyłączone sądwa cyfrowo-analogowe przetworniki, których wyjścia połączone są z magistralą danych mikrokomputera. Wyjście pierwszego przetwornika jest połączone z wejściem napięcia wzorcowego drugiego przetwornika, którego wyjście jest połączone poprzez analogowy przełącznik i wzmacniacze z audiometrycznymi słuchawkami.Polish patent description No. 154 402 describes an audiometer, described in the part concerning the known art, used for medical research, it contains an electric vibration generator with a frequency adjustable in the range of 125-8000 Hz, a white noise generator, a sound level controller, an electroacoustic transducer, control and audiometric curve recorder. On the other hand, the audiometer, which is the subject of patent No. 154402, has an electro-acoustic transducer, to the outputs of which two digital-to-analog transducers are connected, the outputs of which are connected to the microcomputer's data bus. The output of the first transducer is connected to the reference voltage input of the second transducer, the output of which is connected via an analog switch and amplifiers to the audiometric headphones.

Wynalazek dotyczy urządzenia do pomiaru potencjałów mikrofonicznych ślimaka ucha wewnętrznego, zwłaszcza zwierząt doświadczalnych, wyposażonego w generator o regulowanej częstotliwości w zakresie 100-10000 Hz i regulowanej amplitudzie, zawierającego wzmacniacz i urządzenia indykacji oraz rejestracji wyniku.The invention relates to a device for measuring the microphone potentials of the inner ear cochlea, in particular for experimental animals, equipped with a generator with an adjustable frequency in the range of 100-10000 Hz and an adjustable amplitude, comprising an amplifier and devices for the indication and recording of the result.

Istota wynalazku polega na tym, że jedno wyjście generatora połączonejest z przetwornikiem napięcia na falę akustyczną, wyposażonym w elastyczny przewód o końcówce dostosowanej do wprowadzenia do ucha zewnętrznego, natomiast drugie wyjście generatora połączonejestThe essence of the invention consists in the fact that one output of the generator is connected with a voltage-to-acoustic wave converter, equipped with a flexible cable with a tip adapted to be inserted into the outer ear, while the other output of the generator is connected

180 060 poprzez przesuwnik fazowy z wejściem detektora fazoczułego. Do drugiego wejścia fazoczułego detektora przyłączone jest wyjście elektrody platynowej, dostosowanej do zamontowania na ślimaku ucha wewnętrznego. Wyjście detektora fazoczułego połączone jest poprzez wzmacniacz całkujący z urządzeniami pomiarowymi, korzystnie z miernikiem wskazówkowym i rejestratorem komputerowym, wyposażonym w drukarkę.180 060 via a phase shifter with input of a phase-sensitive detector. The output of the platinum electrode, adapted to be mounted on the cochlea of the inner ear, is connected to the second input of the phase-sensitive detector. The output of the phase-sensitive detector is connected via an integrating amplifier with measuring devices, preferably with a pointer meter and a computer recorder equipped with a printer.

Urządzenie umożliwia pomiary tylko tych potencjałów mikrofonicznych, które zostały celowo wymuszone przez dobraną falę akustyczną, doprowadzoną bezpośrednio do organu dźwiękoczułego jakim jest ślimak, co zapewnia bezpośrednie pobudzenie błony bębenkowej sygnałem pozbawionym zakłóceń. Potencjały wzbudzane przez szumy własne aparatury elektronicznej oraz sygnały zewnętrzne nie są rejestrowane. Takie oddzielenie sygnału pomiarowego od sygnałów zakłócających stało się możliwe dzięki zastosowaniu detekcji fazoczułej. Regulacja częstotliwości i amplitudy generatora pozwala na dobór wartości parametrów fali akustycznej według określonego programu badawczego, co pozwala na dokładne i powtarzalne informacje o wpływie różnych szkodliwych czynników na słuch badanego zwierzęcia.The device enables the measurement of only those microphone potentials that were intentionally forced by the selected acoustic wave, delivered directly to the sound-sensitive organ which is the cochlea, which ensures direct stimulation of the eardrum with a signal free of disturbances. Potentials induced by self-noise of electronic equipment and external signals are not registered. Such a separation of the measuring signal from the interfering signals became possible thanks to the use of phase-sensitive detection. Adjusting the frequency and amplitude of the generator allows the selection of acoustic wave parameters according to a specific research program, which allows for accurate and repeatable information about the impact of various harmful factors on the hearing of the tested animal.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym jest pokazany schemat blokowy urządzenia.The subject of the invention is presented in an embodiment in the drawing, in which the block diagram of the device is shown.

Przykładowe rozwiązanie przeznaczone jest do pomiaru potencjałów mikrofonicznych ślimaka ucha wewnętrznego świnki morskiej przed i po podaniu jej określonego środka farmaceutycznego albo przed i po podaniu jej uogólnionej wibracji albo stymulacji laserowej.An exemplary solution is designed to measure the microphone potentials of a guinea pig's inner ear cochlea before and after its administration of a specific pharmaceutical agent or before and after its administration of generalized vibration or laser stimulation.

Urządzenie ma generator 1 napięcia sinusoidalnego o nastawianej częstotliwości na wartości 260-500-1000-2000-4000-8000 Hz, z możliwością regulacji precyzyjnej. Na każdej pozycji nastawionej częstotliwości amplituda sygnału generatora 1 może być regulowana w sposób ciągły, tak że emitowana fala akustyczna uzyskuje poziom w zakresie 50-100 dB. Jedno sygnałowe wyjście generatora 1 połączone jest z przetwornikiem napięcia na falę akustyczną, którym jest minisłuchawka 2, wyposażona w elastyczny przewód 3 w postaci rurki z polichlorku winylu, wymiarowo dostosowany do ucha zewnętrznego 5 świnki morskiej. Drugie wyjście generatora 1 połączone jest z przesuwnikiem fazowym 4, połączonym z wejściem detektora fazoczułego 6. Do ślimaka 7 ucha wewnętrznego przylega końcówka platynowej elektrody 8 wykonanej z drutu o średnicy 0,2 mm. Elektroda 8 połączona jest ekranowanym przewodem 9 z drugim wejściem detektora fazoczułego 6. Wyjście detektora 6 połączone jest poprzez całkujący wzmacniacz 10 ze wskazówkowym miernikiem 11 wyskalowanym w μν, o zakresie 1000 μν i dokładności podziałki 0,05 μν. Wyjście całkującego wzmacniacza 10 połączone jest także z wejściem komputerowego rejestratora 12, wyposażonego w drukarkę 13.The device has a sinusoidal voltage generator 1 with an adjustable frequency of 260-500-1000-2000-4000-8000 Hz, with the possibility of fine adjustment. At each set frequency position, the amplitude of the generator 1 signal can be adjusted continuously so that the emitted acoustic wave obtains a level in the range of 50-100 dB. One signal output of the generator 1 is connected to a voltage to acoustic wave converter, which is a mini-earpiece 2, equipped with a flexible cable 3 in the form of a polyvinyl chloride tube, dimensionally adapted to the outer ear 5 of a guinea pig. The second output of the generator 1 is connected to the phase shifter 4 connected to the input of the phase-sensitive detector 6. The tip of a platinum electrode 8 made of a 0.2 mm diameter wire adheres to the cochlea 7 of the inner ear. The electrode 8 is connected by a shielded wire 9 to the second input of the phase-sensitive detector 6. The output of the detector 6 is connected via an integrating amplifier 10 to a pointer meter 11 graduated in μν, with a range of 1000 μν and a graduation accuracy of 0.05 μν. The output of the integrating amplifier 10 is also connected to the input of a computer recorder 12 equipped with a printer 13.

Za pomocą wzorcowego mikrofonu ustala się zależność ciśnienia akusty_czneg_o b_ezp_ośrednio na końcu przewodu 3 od wartości napięcia elektrycznego na wyjś_ci_u g_enerat_ora 1 obciążonego minisłuchawką2, dla wybranych częstotliwości pomiarowych, co umożliwi_{a us}t_alenie w sposób jednoznaczny określonego poziomu natężenia dźwięku w decyb_el_ach, tuż p_rzy błonie bębenkowej i ucha zewnętrznego 5, dla każdej częstotliwości. Wzbudzan_e pot_encj_ały _mikrofoniczne w ślimaku 7 ucha wewnętrznego badanej świnki morskiej odbierane są _za p_omocą platynowej elektrody 8 i poddawane detekcji fazoczułej w detektorze 6. Sygnał_em od_ni_esi_eni_ajest sygnał podawany bezpośrednio z generatora 1, współfazowy ze wzbudzają_cą f_alą _ak_ustyczną. Wzmocniony i uśredniony sygnał wskazywany jest na mierniku 11 oraz rej_est_rowany _wkomputerowym rejestratorze 12 z możliwością wydruku w drukar_ce 13.The acoustic pressure dependence is established by means of a reference microphone_cumulativeg_about b_ezp_abouton average at the end of the wire 3 from the value of the electric voltage to the output_cand_at g_energyvol_ora 1 loaded with the mini-earpiece2, for selected measurement frequencies, which will enable_{and us}vol_andunambiguously determined sound intensity level in decibels_el_ach, right p_nouny eardrum and outer ear 5, for each frequency. Aroused_e sweat_encj_andthey_mandcrotonics in the cochlea 7 of the inner ear of the test guinea pig are picked up_behind p_helpą of the platinum electrode 8 and phase-sensitive detection in detector 6. Signal_em from_nand_esand_eno_andis the signal fed directly from generator 1, in phase with the excite_cą f_andla_andk_attangent. The amplified and averaged signal is indicated on the meter 11 and reg_esvol_ditchny_incomputer recorder 12 with the possibility of printing to a printer_ce 13.

180 060180 060

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Mintage 60 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claim

A device for measuring the microphone potentials of the inner ear cochlea, in particular for experimental animals, equipped with a generator with an adjustable frequency in the range of 100-10000 Hz and an adjustable amplitude, containing an amplifier and devices for indicating and recording the result, characterized in that one generator output (1) is connected to with transformer (2) of voltage to acoustic wave, equipped with a flexible cable (3) with a tip adapted to be inserted into the outer ear (5), while the second output of the generator (1) is connected via a phase shifter (4) with the input of the phase-sensitive detector (6) , to the second input, the output of the platinum electrode (8), adapted to be mounted on the cochlea (7) of the inner ear, is connected to the second input, and the output of the phase-sensitive detector (6) is connected via the integrating amplifier (10) with the measuring (11) and recording devices (12).

* * *