本发明专利技术涉及一种频率跟随响应信号测试系统，其特征在于：它包括计算机、D/A采集卡、多通道A/D采集卡、微型扬声器、微型麦克风、前置放大器、体表光盘电极、高阻抗输入级、生物电放大器和耳塞；计算机内设置耳道声压监测模块和频率跟随响应信号提取检测模块；耳道声压监测模块用于采集并记录耳道内的声压信号，并对采集的声压信号进行离线分析处理，即将采集的声压信号与预先设定的判断准则进行比较，剔除不符合耳道正常声压的信号段，频率跟随响应信号测试平台用于采集FFR信号，并对采集的FFR信号进行离线分析处理，即对耳道正常声压的信号段所对应的FFR信号进行预筛选和处理，完成受试者FFR信号的提取和显示。本发明专利技术可以广泛应用于对FFR信号的检测中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种听觉及电生理测试系统，特别是关于一种频率跟随响应信号测试系统。
技术介绍
频率跟随响应(Frequency Following Response, FFR)是在头皮上记录脑干对声音信号的稳态响应，它的基本记录方法与临床常用的由瞬态声音诱发产生的脑干听觉诱发电位(auditory brainstem response, ABR)的记录方法相同,潜伏期略大于脑干听觉诱发电位。它是脑干神经兀对声音中周期性成分锁相响应的集中表现，与脑对声音音调高度和音调强度属性的感知都有密切联系。FFR的研究和应用可以大致分为两方面,一是脑对复杂声音的编码,二是脑对声音音调信息的编码和感知。复杂声音是指含谐波结构、动态幅度调制、以及快速的时频波动的具有人类环境特征的声音，比如语音、音乐等都含有大量的复杂声音成分。瞬态与稳态的声音都可能是复杂声音的构成成分。比如对于辅元音构成的音节，辅音的部分通常是瞬态成分，而元音部分则为周期性的稳态成分，其它包含周期性成分的复杂声音还包括音乐中的和弦等。由复杂声音诱发的ABR (有文献中称为complex ABR,简写为cABR)是研究脑对复杂声音编码的重要手段，对应于复杂声音中的瞬态和稳态两种成分，cABR也是由瞬态和稳态持续性响应组成，其中的稳态持续性响应即为频率跟随响应，伴随着cABR的研究，频率跟随响应被应用于脑对辅元音音节编码机理的研究，以及特殊语言障碍、阅读障碍以及自闭症谱系障碍等疾病的研究中。对音调编码和感知的研究是FFR相关研究的另一条重要主线，人们对FFR的研究从以单个纯音为刺激声，发展到以两个纯音的复合声音诱发，从而观察到了 FFR中的畸变产物，再到以合成元音诱发，包括频率成分不随时间变化的元音和音调随时间变化的元音等。2004年，Krishnan用汉语音节“yi”的四个声调的声音做刺激声诱发产生FFR，并用自相关图方法从FFR信号中提取基频信息，得到的基频与刺激声基频信息非常一致，说明FFR 信号携带了音调时变语音的音调信息，反映了脑干对音调信息的编码功能。在对不同听力人群的音调感知听力表现及其FFR信号的比较中，一系列研究从几个角度证明了 FFR信号中含有的信息能够反映这些人群在音调感知能力方面的差异。 Krishnan和Gandour在2009年的综述文章对此进行了很好的总结。Krishnan等比较了汉语音节“yi”的四个声调在母语为汉语和英语的受试者中引起的FFR响应，发现从母语为汉语的受试者的FFR中提取的音调强度指标及FFR信号对刺激声的音调高度跟随准确程度均好于母语为英语的人群，证明了 FFR反映了在对语言特异的音调特征的感知中，母语为汉语人群相对于非汉语母语人群的优势。Wong等的研究指出在母语为非有调语言的人群中，音乐家比非音乐家的频率跟随响应对汉语声调的音调高度跟随更准确，证明了 FFR 反映了听力训练经历对音调感知能力的影响，不仅如此，Song等的研究还发现在对母语为英语的成人进行使用汉语声调的短期训练之后，他们的频率跟随响应对汉语声调音调高度的跟随变得更加准确。在语言训练之后，FFR信号的这一改变一方面说明了听觉脑干的可塑性，另一方面，也说明FFR信号能够敏锐地反映出脑干对声音信号的编码特征，同时使得人们可以更加期待FFR信号与人的音调感知能力之间可能具有的良好相关性。除了对不同人群进行对比，Krishnan在研究对音调显著性的FFR和行为学指标表征中，观察了受试者群体在不同声音条件下，对音调显著性的感知与FFR之间的关系。研究用迭代纹波噪声 (iterated ripplesnoise)方法合成了一系列具有不同周期规则程度，即会引起不同的音调显著性感知的声音。实验用受试者对声音基频的频率分辨阈值间接地对这些声音感知的音调显著性进行了度量，得到在对实验数据使用有权重的相关分析进行比较时，从FFR信号中提取的音调显著性指标与其行为学度量之间具有相关性。已有研究指出FFR信号携带了脑干对声音音调编码的信息。FFR信号含有足够的信息以反映不同人群之间由于听力经历引起的音调感知能力的差异或者受试者群体在不同的声音条件下对音调显著性信息的不同表征，同时FFR信号具有足够的敏锐度以反映短期听力训练形成的脑干对声音信息处理的变化。这些现象说明FFR信号在电子耳蜗佩戴者音调感知能力的评估中可能具有潜在的应用价值，有可能提供一种有别于行为学测试的、 含有丰富的神经活动信息的音调感知能力的客观评估方法。目前广泛使用心理声学的行为学测试进行音调感知能力的评估，以此为基础的评估方法存在一系列不足。首先，心理声学实验通常需要受试者有意识的配合完成听觉相关的任务，实验结果易受众多主观因素的影响，使得可靠性下降；其次，准确的心理声学测量需要对受试者在同一(类)任务中的表现进行多次测量，实验过程较为复杂，在临床人群中开展难度较大；再次，心理声学实验方法变化繁多，各研究使用的心理声学实验方法难以统一，在涉及语言材料的实验中，所用的语料库也不尽相同，这对不同研究方法之间的比较造成了一定的困难；最后，心理声学实验方法只能对方法使用的效果进行评估，不能提供与感知神经活动直接相关的信息，它对方法开发起到的指导作用十分有限。因此，通过FFR信号的测试来评价音调高度感知能力也具有重要的意义。已有国内外技术中，尚无关于通过FFR测试音调感知能力的系统。目前，国内销售中与FFR或ABR等相关的仪器有Neuroscan、Biosemi和TDT。BioSemi主要是硬件系统,不配备数据采集及自动进行信号筛选和处理的软件支持系统，对于心理学或者医学的用户来说后期数据处理比较困难，因此不适合用于FFR信号的自动采集；TDT主要用于采集click 诱发的ABR，国内很多医院使用，另外也多用于心理声学的实验，但是用于FFR信号采集的并不多见。已有的研究中，Aiken等用TDT作为刺激系统，用Neuroscan采集头皮FFR响应， 并未见用TDT采集FFR信号。此外，TDT本身不配备刺激软件和自动采集软件，尚不属于能进行完整的FFR信号测试的系统。Neuoscan是中国用户最多的品牌，目前已经有将近70个实验室在使用，涉及到心理学、医学、脑机接口、信号处理、运动心理学等领域。但是，其采集信号时的刺激伪迹及对FFR信号的筛选都需要人为手动去除，而且价格昂贵。针对目前的现状，迫切需要研制一种完善、高效的能够自动对原始信号进行筛选的FFR检测系统。
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不仅能够简便、高效地完整获得高信噪比的频率跟随响应信号，而且同时具有耳道声压信号监测功能的能够对FFR信号进行自动筛选的频率跟随响应信号测试系统。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案一种频率跟随响应信号测试系统，其特征在于它包括计算机、D/A采集卡、多通道A/D采集卡、声学传感器、前置放大器、体表光盘电极、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D/A采集卡和多通道A/D采集卡，所述微型扬声器的输入端与所述D/A采集卡的输出端连接,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本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种频率跟随响应信号测试系统，其特征在于：它包括计算机、D/A采集卡、多通道A/D采集卡、声学传感器、前置放大器、体表光盘电极、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D/A采集卡和多通道A/D采集卡，所述微型扬声器的输入端与所述D/A采集卡的输出端连接，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多通道A/D采集卡的输入端连接；所述体表光盘电极包括设置在受试者头部的记录电极、设置在与耳塞同侧的受试者耳朵耳垂乳突处的参考电极和设置在受试者眉心处的地电极，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多通道A/D采集卡的输入端连接；所述计算机内设置频率跟随响应信号测试平台，所述频率跟随响应信号测试平台包括测试参数设置模块、测试信号生成模块、测试信号刺激模块、耳道声压监测模块和频率跟随响应信号提取检测模块；所述测试参数设置模块用于设置刺激声的频率和强度，所述测试信号生成模块根据设置的刺激声参数生成相应的数字刺激信号，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送数字刺激信号到所述D/A采集卡，所述D/A采集卡将数字刺激信号转换成模拟电压刺激信号，并将模拟电压刺激信号发送到所述微型扬声器，所述微型扬声器将模拟电压刺激信号转换为声刺激信号，并将声刺激信号通过所述耳塞发送到人耳中，所述耳道声压监测模块和频率跟随响应信号提取检测模块同时对信号进行采集，所述耳道声压监测模块用于采集并记录耳道内的声压信号，并对采集的声压信号进行离线分析处理，即将采集的声压信号与预先设定的判断准则进行比较，剔除不符合耳道正常声压的信号段，所述频率跟随响应信号提取检测模块用于采集FFR信号，并对采集的FFR信号进行离线分析处理，即对耳道正常声压的信号段所对应的FFR信号进行预筛选和处理，完成受试者FFR信号的提取和显示。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：宫琴，王瑶，孙文生，徐钦，李晓林，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。