一种复合神经动作电位调谐曲线校准及检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种复合神经动作电位调谐曲线校准及检测系统，其特征在于：它包括计算机、声卡、声学传感器、前置放大器、电极、高阻抗输入级、生物电放大器和耳塞；计算机内设置听觉测试平台，听觉测试平台包括测试执行系统和声卡驱动系统，测试执行系统包括有若干校准和检测模块，其中，系统校准调试模块用校准调试声卡和声学传感器的灵敏度；声学传感器位置校准模块用于对声学传感器在测试动物耳外耳道内的位置进行校准；电极位置校准模块用于对记录电极是否放置在测试动物耳圆窗膜上进行校准；复合神经动作电位阈值曲线检测模块用于测试复合神经动作电位的刺激强度阈值；复合神经动作电位调谐曲线检测模块进行复合神经动作电位调谐曲线检测。本发明专利技术可以广泛应用于听觉检测中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种听觉检测系统，特别是关于一种基于声卡的复合神经动作电位调谐曲线校准及检测系统。
技术介绍
复合神经动作电位(CAP)是耳蜗受到具有瞬态特性的声刺激，在经历一定潜伏期之后，数以千计单个听神经的放电之总和通过耳道内的圆窗膜上记录得到。各个神经纤维活动的同步性是圆窗膜是否能记录到CAP的ー个基本条件。为了能够有效地引起大量神经纤维的同步响应，声信号须有较好的瞬态特性，即具有较短的上升/下降时间。由于短声(Click)或者短纯音(Tone burst)具有较好的瞬态特性,常用于诱发CAP。Click的时域是一很窄的矩形脉冲，频谱很宽，频率特性很差，Tone burst是在ー个时窗里对纯音的截取，具有一定的频率特征，同时又是瞬态信号，常被用于听觉诱发电位的叠加记录，以了解听觉系统对该频率的听觉灵敏度，所以本专利技术采用刺激声Tone burst,以检测测试动物在特定频率下的CAP阈值曲线和CAP调谐曲线，CAP调谐曲线(CAP TC)及其Q值用于表征复合神经动作电位在特征频率下的频率选择特性。1976年Dal Ios和Cheatham首次使用复合神经动作电位以一个短纯音掩蔽另ー个短纯音的方法，成功记录了生理状态下客观评估测试动物耳蜗频率选择特性的复合神经动作电位调谐曲线。近年来，国内外有ー些复合神经动作电位相关的专利，例如2009年4月13日公开的专利申请号为US 20090259140A1，由Craig A. Buchman申请的专利名称为“用声音或机械刺激耳蜗并记录耳蜗内相应诱发电位的方法和仪器”由刺激器、电生理响应记录仪构成，刺激器包括产生声音信号的耳机、可在患者内耳产生振动信号的机械刺激器、听骨链直接驱动系统、骨锚助听器和骨导助听器，电生理响应记录仪包括可放置于耳蜗内的耳蜗内诊断仪，在实验结束可从耳蜗内取出而非耳蜗植入体，它可用于独立的诊断目的或与耳蜗内药物输送结合，以记录刺激诱发的耳蜗或听神经响应，例如总和电位、微音器电位和复合神经动作电位。上述专利中的耳蜗电图检测偏重于评估听カ障碍和选择相应疗法，虽然提及复合神经动作电位，但是并未涉及到复合神经动作电位调谐曲线的检测。另ー份2000年8月10日公开的申请号为US006640121B1，由Fred Telischi专利技术的专利名称为“耳蜗神经检测的耳探针”，由带有插入端和终端的集成单元组成，集成単元包括光纤激光多普勒血流仪探头用于测量血液流量和流速，以及耳蜗电图的记录电极，此专利偏重于耳探针的设计，与上ー专利技术专利类似，该专利技术虽然提及复合神经动作电位，但是没有涉及到复合神经动作电位调谐曲线的检测。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种能够实现对复合神经动作电位及其调谐曲线进行定量检测和分析，且具有声学传感器位置校准功能和电极位置校准功能的复合神经动作电位调谐曲线校准及检测系统。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案一种复合神经动作电位调谐曲线校准及检测系统，其特征在于它包括计算机、声卡、声学传感器、前置放大器、电极、高阻抗输入级、生物电放大器和耳塞，所述声学传感器包括微型扬声器和微型麦克风；所述计算机通过相应数据接ロ连接所述声卡，所述微型扬声器的输入端与所述声卡连接，所述微型扬声器的输出端通过声管插设在所述耳塞内，所述微型麦克风的输入端通过传输声管插设在所述耳塞内，所述微型麦克风的输出端通过所述前置放大器与所述声卡连接；所述电极包括放置在测试动物圆窗膜上的记录电极、夹设在测试动物同侧耳廓皮肤创ロ的參考电极和插设在测试动物背部皮肤上的地电极，所述记录电极、參考电极和地电极的输出端分别与所述高阻抗输入级的输入端连接，所述高阻抗输入级的输出端通过所述生物电放大器与所述声卡连接；所述计算机内设置听觉测试平台，所述听觉测试平台包括测试执行系统和声卡驱动系统，所述测试执行系统包括系统校准调试模块、声学传感器位置校准模块、电极位置校准模块、复合神经动作电位阈值曲线检测模块和复合神经动作电位调谐曲线检测模块;所述系统校准调试模块用于校准调试所述声卡和声学传感器的灵敏度；所述声学传感器位置校准模块用于在测试前对所述声学传感器在测试动物耳外耳道内的位置进行校准；所述电极位置校准模块用于测试前对所述记录电极是否放置在测试动物耳圆窗膜上进行校准；所述复合神经动作电位阈值曲线检测模块用于测试设定测试频率范围内，在各短纯音频率刺激下复合神经动作电位的刺激强度阈值，并绘制复合神经动作电位阈值曲线，判断测试动物的听觉强度敏度是否正常；所述复合神经动作电位调谐曲线检测模块在设定频率和强度的短纯音刺激下，按照设定抑制准则进行复合神经动作电位调谐曲线检测，并绘制抑制声强度变化与抑制声频率之间的关系曲线，判断测试动物的听觉频率敏度是否正常；所述声卡驱动系统用于驱动所述声卡，将所述测试执行系统发出的信号进行D/A转换，并将D/A转换后的电信号通过所述微型扬声器发送到测试动物耳中；同时接收由所述前置放大器和生物电放大器发回的信号分别进行A/D转换，并将A/D转换后的信号发送到所述测试执行系统的相应模块中。所述电极位置校准模块包括测试參数设置模块、测试信号生成模块、测试信号刺激模块、检测信号采集模块和检测信号分析模块；所述测试參数设置模块用于设置刺激声的參数，所述测试信号生成模块根据设定的刺激声參数生成相应刺激声，并将其发送到所述测试信号刺激模块，所述测试信号刺激模块发出刺激声，刺激声经所述声卡和微型扬声器发送到测试动物鼓膜附近，所述电极采集测试动物的圆窗膜上或圆窗膜附近的电压信号经所述高阻抗输入级和生物电放大器将电信号进行放大，所述生物电放大器将放大电信号经所述声卡传送至所述检测信号采集模块，所述检测信号采集模块将采集的信号发送到所述检测信号分析模块，所述检测信号分析模块根据采集的电压信号波形判断所述记录电极是否放置在测试动物的圆窗膜上，具体过程为根据检测到电压信号的时域波形对所述记录电极位置进行校准，当检测到的电压信号波形很好地跟随刺激声波形变化，认为检测到CM波形，记录电极位置合适，如果检测到的电压信号波形没有很好地跟随刺激声波形变化，则对记录电极的位置进行调整，直至合适。所述复合神经动作电位阈值曲线检测模块包括开始测试按钮、测试參数设置模块、短纯音信号生成模块、短纯音信号刺激模块、检测信号采集模块、检测信号分析模块和结果分析显示模块；所述测试參数设置模块用于设置测试频率的范围、短纯音刺激強度的范围和测试频率步长，所述开始测试按钮启动，所述测试參数设置模块发送各个參数至所述短纯音信号生成模块，所述短纯音信号生成模块生成短纯音并将其发送到所述短纯音信号刺激模块，所述短纯音信号刺激模块发送短纯音经所述声卡和微型扬声器发送到测试动物鼓膜附近，所述电极将测试动物圆窗膜上的电压信号经所述高阻抗输入级和生物电放大器进行信号放大，所述生物电放大器将放大后的信号经所述声卡发送到所述检测信号采集模块，所述检测信号采集模块将采集的信号发送到所述检测信号分析模块，所述检测信号分析模块根据测试结果提取每ー短纯音刺激频率下，刚好检测到复合神经动作电位的刺激声強度阈值，并将此刺激声強度阈值发送到所述结果分析显示模块，依此类推，当所有短纯音频率点全部测试完毕，绘制并显示复合神经动作电位阈值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合神经动作电位调谐曲线校准及检测系统，其特征在于：它包括计算机、声卡、声学传感器、前置放大器、电极、高阻抗输入级、生物电放大器和耳塞，所述声学传感器包括微型扬声器和微型麦克风；所述计算机通过相应数据接口连接所述声卡，所述微型扬声器的输入端与所述声卡连接，所述微型扬声器的输出端通过声管插设在所述耳塞内，所述微型麦克风的输入端通过传输声管插设在所述耳塞内，所述微型麦克风的输出端通过所述前置放大器与所述声卡连接；所述电极包括放置在测试动物圆窗膜上的记录电极、夹设在测试动物同侧耳廓皮肤创口的参考电极和插设在测试动物背部皮肤上的地电极，所述记录电极、参考电极和地电极的输出端分别与所述高阻抗输入级的输入端连接，所述高阻抗输入级的输出端通过所述生物电放大器与所述声卡连接；所述计算机内设置听觉测试平台，所述听觉测试平台包括测试执行系统和声卡驱动系统，所述测试执行系统包括系统校准调试模块、声学传感器位置校准模块、电极位置校准模块、复合神经动作电位阈值曲线检测模块和复合神经动作电位调谐曲线检测模块；所述系统校准调试模块用于校准调试所述声卡和声学传感器的灵敏度；所述声学传感器位置校准模块用于在测试前对所述声学传感器在测试动物耳外耳道内的位置进行校准；所述电极位置校准模块用于测试前对所述记录电极是否放置在测试动物耳圆窗膜上进行校准；所述复合神经动作电位阈值曲线检测模块用于测试设定测试频率范围内，在各短纯音频率刺激下复合神经动作电位的刺激强度阈值，并绘制复合神经动作电位阈值曲线，判断测试动物的听觉强度敏度是否正常；所述复合神经动作电位调谐曲线检测模块在设定频率和强度的短纯音刺激下，按照设定抑制准则进行复合神经动作电位调谐曲线检测，并绘制抑制声强度变化与抑制声频率之间的关系曲线，判断测试动物的听觉频率敏度是否正常；所述声卡驱动系统用于驱动所述声卡，将所述测试执行系统发出的信号进行D/A转换，并将D/A转换后的电信号通过所述微型扬声器发送到测试动物耳中；同时接收由所述前置放大器和生物电放大器发回的信号分别进行A/D转换，并将A/D转换后的信号发送到所述测试执行系统的相应模块中。...

【技术特征摘要】
1.一种复合神经动作电位调谐曲线校准及检测系统，其特征在于它包括计算机、声卡、声学传感器、前置放大器、电极、高阻抗输入级、生物电放大器和耳塞，所述声学传感器包括微型扬声器和微型麦克风；所述计算机通过相应数据接ロ连接所述声卡，所述微型扬声器的输入端与所述声卡连接，所述微型扬声器的输出端通过声管插设在所述耳塞内，所述微型麦克风的输入端通过传输声管插设在所述耳塞内，所述微型麦克风的输出端通过所述前置放大器与所述声卡连接；所述电极包括放置在测试动物圆窗膜上的记录电极、夹设在测试动物同侧耳廓皮肤创ロ的參考电极和插设在测试动物背部皮肤上的地电极，所述记录电极、參考电极和地电极的输出端分别与所述高阻抗输入级的输入端连接，所述高阻抗输入级的输出端通过所述生物电放大器与所述声卡连接； 所述计算机内设置听觉测试平台，所述听觉测试平台包括测试执行系统和声卡驱动系统，所述测试执行系统包括系统校准调试模块、声学传感器位置校准模块、电极位置校准模块、复合神经动作电位阈值曲线检测模块和复合神经动作电位调谐曲线检测模块；所述系统校准调试模块用于校准调试所述声卡和声学传感器的灵敏度；所述声学传感器位置校准模块用于在测试前对所述声学传感器在测试动物耳外耳道内的位置进行校准；所述电极位置校准模块用于测试前对所述记录电极是否放置在测试动物耳圆窗膜上进行校准；所述复合神经动作电位阈值曲线检测模块用于测试设定测试频率范围内，在各短纯音频率刺激下复合神经动作电位的刺激强度阈值，并绘制复合神经动作电位阈值曲线，判断测试动物的听觉强度敏度是否正常；所述复合神经动作电位调谐曲线检测模块在设定频率和強度的短纯音刺激下，按照设定抑制准则进行复合神经动作电位调谐曲线检测，并绘制抑制声強度变化与抑制声频率之间的关系曲线，判断测试动物的听觉频率敏度是否正常； 所述声卡驱动系统用于驱动所述声卡，将所述测试执行系统发出的信号进行D/A转换，并将D/A转换后的电信号通过所述微型扬声器发送到测试动物耳中；同时接收由所述前置放大器和生物电放大器发回的信号分别进行A/D转换，并将A/D转换后的信号发送到所述测试执行系统的相应模块中。2.如权利要求I所述的ー种复合神经动作电位调谐曲线校准及检测系统，其特征在干所述电极位置校准模块包括测试參数设置模块、测试信号生成模块、测试信号刺激模块、检测信号采集模块和检测信号分析模块；所述测试參数设置模块用于设置刺激声的參数，所述测试信号生成模块根据设定的刺激声參数生成相应刺激声，并将其发送到所述测试信号刺激模块，所述测试信号刺激模块发出刺激声，刺激声经所述声卡和微型扬声器发送到测试动物鼓膜附近，所述电极采集测试动物的圆窗膜上或圆窗膜附近的电压信号经所述高阻抗输入级和生物电放大器将电信号进行放大，所述生物电放大器将放大电信号经所述声卡传送至所述检测信号采集模块，所述检测信号采集模块将采集的信号发送到所述检测信号分析模块，所述检测信号分析模块根据采集的电压信号波形判断所述记录电极是否放置在测试动物的圆窗膜上，具体过程为根据检测到电压信号的时域波形对所述记录电极位置进行校准，当检测到的电压信号波形很好地跟随刺激声波形变化，认为检测到CM波形，记录电极位置合适，如果检测到的电压信号波形没有很好地跟随刺激声波形变化，则对记录电极的位置进行调整，直至合适。3.如权利要求I所述的ー种复合神经动作电位调谐曲线校准及检测系统，其特征在干所述复合神经动作电位阈值曲线检测模块包括开始测试按钮、测试參数设置模块、短纯音信号生成模块、短纯音信号刺激模块、检测信号采集模块、检测信号分析模块和结果分析显示模块；所述测试參数设置模块用于设置测试频率的范围、短纯音刺激強度的范围和测试频率步长，所述开始测试按钮启动，所述测试參数设置模块发送各个參数至所述短纯音信号生成模块，所述短纯音信号生成模块生成短纯音并将其发送到所述短纯音信号刺激模块，所述短纯音信号刺激模块发送短纯音经所述声卡和微型扬声器发送到测试动物鼓膜附近，所述电极将测试动物圆窗膜上的电压信号经所述高阻抗输入级和生物电放大器进行信号放大，所述生物电放大器将放大后的信号经所述声卡发送到所述检测信号采集模块，所述检测信号采集模块将采集的信号发送到所述检测信号分析模块，所述检测信号分析模块根据测试结果提取每ー短纯音刺激频率下，刚好检测到复合神经动作电位的刺激声强度阈值，并将此刺激声強度阈值发送到所述结果分析显示模块，依此类推，当所有短纯音频率点全部测试完毕，绘制并显示复合神经动作电位阈值曲线，完成设置测试频率范围内每ー短音刺激频率下的复合神经动作电位的刺激声强度阈值的测试；其中，某一短纯音刺激频率下的刺激声强度阈值的提取过程为不断増加或降低短纯音强度，得到在不同強度的短纯音刺激下的复合神经动作电位的幅度，寻找刚好检测到复合神经动作电位时所对应的刺激声强度值，此刺激声强度值为复合神经动作电位的刺激声强度阈值。4.如权利要求2所述的ー种复合神经动作电位调谐曲线校准及检测系统，其特征在干所述复合神经动作电位阈值曲线检测模块包括开始测试按钮、测试參数设置模块、短纯音信号生成模块、短纯音信号刺激模块、检测信号采集模块、检测信号分析模块和结果分析显示模块；所述测试參数设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫琴，黎婷婷，王瑶，刘帅，武远泉，先梦，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：