测量临床测听参数的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了测定中耳导抗用于环境压力较宽频率范围临床测听研究的装置和方法，其基于MEMS麦克风技术，利用压力

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测量临床测听参数的装置和方法


[0001]本专利技术涉及一种以简单、非侵入、可靠且经济的方式测定中耳导抗用于临床测听研究的装置和方法。
[0002]本专利技术基于MEMS麦克风技术，利用压力
‑
压力探针同时测定声压波和相应的声速波。
[0003]本专利技术主要涉及耳阻抗测定法，也称为鼓室测压法，用于确定人类或具有听骨鼓室系统和外耳道的其它动物(例如狗或猫)中耳鼓膜状态的诊断应用。

技术介绍

[0004]典型的鼓室测压法允许对外耳和中耳的功能状态进行客观分析，以诊断主要病理。这种测定法包括发送通常大约226、678、800和1000Hz的单频声波，并评估在鼓膜水平测定的声体积阻抗随外耳道中人工产生的压力(通常在
‑
600至+400daPa的范围内)变化而变化的情况。
[0005]这种典型的鼓室测压法具有一些缺点。事实上，典型的鼓室测压法通过使用单频刺激的间接测量和侵入性方法进行，由于外部促使耳道内静压发生变化，特别是对婴儿和儿童来说，这尤其令人烦躁。
[0006]作为这种典型鼓室测压法的替代方案，还开发了一种采用p
‑
v微探针的宽频鼓室测压法，这种方法检测系统(包括耳道和鼓膜)的特定导纳与恒定静压下50Hz至8kHz的声波频率的关系。这种方法基于采用MEMS技术(微电子机械系统)的微探针p
‑
v(压力
‑
速度)，能够直接测定响应外部刺激时的压力值和速度值。
[0007]但是，这种技术的缺点是p
‑
v探针成本高，而且速度探针比较脆弱，容易破损。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是克服上述缺点，以可靠、非侵入且经济的方式对耳朵的功能状态进行临床测听研究。
[0009]据Kren Monrad等人在"Reproducing ear
‑
canal reflectance using two measurement techniques in adult ears",The Journal OfThe Acoustical Society OfAmerica,American Institute Of Physics For The Acoustical Society OfAmerica,New York,NY,US,vol.147,no.4,17April 2020(2020
‑
04
‑
17),2334
‑
2344页,XPO12246238,ISSN:0001
‑
4966,DOI:10.1121/10.0001094中的报道，通过使用两种不同的测量技术再现耳道反射测量，研究了与传统测量技术相关的耳道反射的测量不确定度。
[0010]本专利技术的具体主题是一种用于临床测听研究的测定耳道导纳的方法，所述方法包括程序的至少一次或多次迭代，其中每次迭代与阻抗探针和耳道之间的相应耦合配置(Q、Q1、Q2)相关联，其中所述程序包括以下步骤：
[0011]A.将具有已知空气体积V
探针
的校准密封阻抗探针通过其第一端部与耳道耦合，以便：
[0012]‑
阻抗探针内密封的空气体积V
探针
和耳道内的空气体积V
耳道
构成总空气体积V
总
，以及
[0013]‑
阻抗探针的纵轴基本上与耳道的纵轴重合；
[0014]B.通过阻抗探针的扬声器向耳道发送宽频激励声信号s(t)，所述扬声器位于阻抗探针与第一端部相对的第二端部；
[0015]C.通过包含在阻抗探针中并输出电信号r1(t)和r2(t)的麦克风阵列，在分别位于阻抗探针(1)的纵轴上、其间距离为Δx
12
的至少两个点x1和x2处，直接检测从耳道返回的声压p1(t)、p2(t)；和
[0016]D.获取并离散化来自所述麦克风阵列的输出电信号r1(t)和r2(t)，分别获得离散化信号r1(n)和r2(n)，其中n∈[1；N]，
[0017]E.通过下述方程式计算第一脉冲响应和第二脉冲响应
[0018][0019][0020]其中s
′
(t)是时间反转宽频声信号s(t)，FFT是快速傅里叶变换，IFFT是快速傅里叶逆变换；
[0021]F.计算沿阻抗探针纵轴在测量点x0处的空气粒子的声压p1(t)和p2(t)的脉冲响应和速度脉冲响应
[0022][0023][0024]所述测量点x0是点x1和x2之间的中心点；
[0025]G.如下所示，将压力和速度的脉冲响应分别乘以先验已知的校准常数α和β，将压力和速度的脉冲响应转换为压力和速度物理单位：
[0026][0027][0028]H.如下所示，通过快速傅里叶变换分别计算(270)压力和速度脉冲响应的频谱H.如下所示，通过快速傅里叶变换分别计算(270)压力和速度脉冲响应的频谱
[0029][0030]其中ω
m
是离散频率，其中m∈[1；N/2]；
[0031]I.计算导纳其是声压脉冲响应谱和声速脉冲响应谱的交叉谱
与声压脉冲响应谱的自谱之比：
[0032][0033]L.根据下式，通过先验已知的校准函数Γ(ω
m
)获得导纳的校准频谱
[0034][0035]所述步骤D至L由控制处理设备执行。
[0036]根据本专利技术的另一方面，所述校准常数α和p以及校准函数Γ(ω
m
)是先验已知的，任选由麦克风制造商提供。
[0037]根据本专利技术的另一个方面，所述激励声信号s(t)可以是扫频信号，任选是线性或对数正弦信号，在时间T
扫频
小于10秒、任选等于2秒、更任选等于1秒的时间内，从大于100Hz的最小频率F
最小
变化至小于5000Hz的最大频率F
最大
。
[0038]根据本专利技术的另一方面，所述距离Δx
12
可以等于12mm。
[0039]根据本专利技术的另一方面，所述步骤B可包括子步骤：
[0040]B.1通过信号发生器合成数字扫频信号s(n)，
[0041]B.2将数字扫频信号s(n)转换为宽频激励声信号s(t)，通过D/A转换器输入到扬声器。
[0042]根据本专利技术的另一方面，所述步骤D可通过与D/A转换器同步的A/D转换器执行。
[0043]根据本专利技术的另一方面，所述导纳的校准频谱可进一步被输入到显示器进行显示。
[0044]根据本专利技术的另一方面，所述阻抗探针和所述耳道可以耦合到第一耦合配置(Q1)中，所述激励声音信号s(t)可以是频率在小于1秒的时间内变化的快速扫频信号s
快
(t)，以获得第一校准导纳并且所述程序可以进一步包括附加步骤：
[0045]M.检查所述校准导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于临床测听研究的测定耳道(6)导纳的方法，所述方法包括程序的至少一次或多次迭代，其中每次迭代与阻抗探针(1)和耳道(6)之间的相应耦合配置(Q、Q1、Q2)相关联，其中所述程序包括以下步骤：A.将具有已知空气体积V
探针
的校准密封阻抗探针(1)通过其第一端部(3)与耳道(6)耦合，以便：
‑
阻抗探针(1)内密封的空气体积V
探针
和耳道(6)内的空气体积V
耳道
构成总空气体积V
总
，以及
‑
阻抗探针(1)的纵轴基本上与耳道(6)的纵轴重合；B.通过阻抗探针(1)的扬声器(4)向耳道(6)发送宽频激励声信号s(t)，所述扬声器(4)位于阻抗探针(1)与第一端部(3)相对的第二端部(5)；C.通过包含在阻抗探针(1)中并输出电信号r1(t)和r2(t)的麦克风阵列(8)，在分别位于阻抗探针(1)的纵轴上、其间距离为Δx
12
的至少两个点x1和x2处，直接检测(220)从耳道(6)返回的声压p1(t)、p2(t)；D.获取并离散化(230)来自所述麦克风阵列(8)的输出电信号r1(t)和r2(t)，分别获得离散化信号r1(n)和r2(n)，其中n∈[1；N]，E.通过下述方程式计算(240)第一脉冲响应和第二脉冲响应和第二脉冲响应和第二脉冲响应其中s
′
(t)是时间反转宽频声信号s(t)，FFT是快速傅里叶变换，IFFT是快速傅里叶逆变换；F.计算(250)沿阻抗探针(1)纵轴在测量点x0处的空气粒子的声压p1(t)和p2(t)的脉冲响应和速度脉冲响应和速度脉冲响应和速度脉冲响应所述测量点x0是点x1和x2之间的中心点；G.如下所示，将压力和速度的脉冲响应分别乘以先验已知的校准常数α和β，将压力和速度的脉冲响应转换(260)为压力和速度物理单位：转换(260)为压力和速度物理单位：H.如下所示，通过快速傅里叶变换分别计算(270)压力和速度脉冲响应的频谱H.如下所示，通过快速傅里叶变换分别计算(270)压力和速度脉冲响应的频谱H.如下所示，通过快速傅里叶变换分别计算(270)压力和速度脉冲响应的频谱
其中ω
m
是离散频率，其中m∈[1；N/2]；I.计算(280)导纳其是声压脉冲响应谱和声速脉冲响应谱的交叉谱与声压脉冲响应谱的自谱之比：L.根据下式，通过先验已知的校准函数Γ(ω
m
)获得导纳的校准频谱)获得导纳的校准频谱所述步骤D至L由控制处理设备(11)执行。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述校准常数α和β以及校准函数Γ(ω
m
)是先验已知的，任选由麦克风制造商提供。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述激励声信号s(t)是扫频信号，任选是线性或对数正弦信号，在时间T
扫频
小于10秒、任选等于2秒、更任选等于1秒的时间内，从大于100Hz的最小频率F
最小
变化至小于5000Hz的最大频率F
最大
。4.根据前述权利要求所述的方法，其中所述距离Δx
12
等于12mm。5.根据权利要求3所述的方法，其中步骤B包括子步骤：B.1通过信号发生器(12)合成(200)数字扫频信号s(n)，B.2将数字扫频信号s(n)转换(210)为宽频激励声信号s(t)，通过D/A转换器(13)输入到扬声器(4)。6.根据权利要求5所述的方法，其中步骤D通过与D/A转换器(13)同步的A/D转换器(15)执行。7.根据前述任一项权利要求中所述的方法，其中所述导纳的校准频...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：纽尔润尼克斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：