耳声发射检测系统研究

耳声发射检测系统研究

李丽明[1]1997年在《瞬态诱发耳声发射(TEOAE)识别与分析新方法的应用基础研究》文中研究指明耳声发射是由内耳中外毛细胞产生,经听骨链、鼓膜传导,释放人外耳道的音频能量。它首次由英国人Kemp在1978年通过放人外耳道的耳机一话筒组合探头检测到。耳声发射的发现,对听觉系统的基础与临床研究都具有重要的意义。它的存在,为耳蜗存在主动活动机制找到了直接的证据,打破了耳蜗是机械—生物电换能器,只能被动地感受外界声刺激的传统观念,建立了耳蜗是双向换能器的学说,为人们研究听觉系统机理提供了新的方向与思路;同时,作为检测耳蜗功能的客观手段,大量的研究正在进行,以期探索耳声发射与各种听觉系统疾病的关系,建立新的诊断手段。 瞬态诱发耳声发射是对耳蜗瞬态响应的测试,在正常耳具有长期稳定性,检出率可达100%,对多种损伤因素较为敏感,且检测客观、无损、快速,因而是被最早研究且广泛应用的耳声发射。但是近些年来,对瞬态诱发耳声发射的研究与应用受到了一些冷落。这主要是由于现有分析手段的局限,阻碍了它的发展。 针对上述问题,本课题建立了瞬态诱发耳声发射检测系统,包括硬件系统的构成和软件系统的设计。针对现有方法的局限,建立了瞬态诱发耳声发射识别、分析的新方法,并对这些方法进行了初步应用。本文的创新点主要包括以下几方面: 1、针对现有识别方法不能区分耳声发射与刺激伪迹的局限,建立了根据两者不同的短时谱特性进行识别的新方法-短时谱识别,大大提高了TEOAE的正确识别率; 2、提出了TEOAE更适合在时—频域进行分析的观点,建立了TEOAE时-频分布图,首次直观地展现了耳声发射在正常耳与病耳的规律性及差异,并提供了研究TEOAE产生机理的新思路; 3、首次建立了定量分析TEOAE能量分布的方法-能量分布图,使研究TEOAE有了频率定量分析的手段; 4、针对B&K仿真耳材料为刚性、体积不可调的限制,建立了非刚性可调体积耦合腔作为人耳的仿真模型,可很好地模拟不同容积、不同直径的外

周靖杰, 曹宇, 叶大田[2]2003年在《FTA的应用-耳声发射检测系统的风险分析》文中提出在临床上 ,耳声发射是一种快速、无损、客观的听力检测方法 ,特别是可以反映出听外周系统以及内耳耳蜗的感音性能 ,因而在耳蜗功能检查和新生儿的听力筛查等方面有广泛的应用。国家药品监督管理局发布的《医疗器械 -风险管理 -第一部分风险分析的应用》标准已开始实施 ,在此标准中 ,将“故障树分析”(FTA)与“失效模式与效应分析” (FMEA)和“危害和可运行性研究” (HAZOP)同列为推荐的风险分析的方法资料。本文将故障树分析的方法运用于耳声发射检测系统的风险分析之中 ,通过剖析耳声发射系统的构造及其工作原理 ,分析可能存在的危害 ,并提出了降低风险的方法。最后 ,对医疗器械的安全设计进行了探讨

白璐[3]2015年在《耳声发射仿真测试系统的设计与实现》文中研究说明耳声发射现象及其临床应用是儿科研究的重要进展,此种检测手段可使用的人群范围较广,从新生儿的听力筛选、到急救情况下成人的监护,适用于各年龄段的人群。从2010年开始,国家制定法律,强制要求新生儿必须于48小时内进行耳声发射的听力检测。耳声发射检测已经成为国内外临床上广泛用于的检测听力的方法。但是,耳声发射检测仪器的校准始终是难题,只有针对耳声发射检测仪部分部件的校准工作,至今未见报道耳声发射检测仪整体功能的相关解决方案。本论文设计并实现的耳声发射仿真测试系统,针对目前对耳声发射检测仪无校准方案这一问题,能完成检测耳声发射检测仪的功能。本文的主要工作如下:(1)系统在硬件方面,采用TI公司的TMS320F2812作为核心芯片和系统的主控制器,将TLV320AIC23B这个高速高分辨率的音频处理芯片,配合AD620高性能放大器芯片,实现了系统的主要信号处理模块;系统采用锂电池供电,采用便携式仪器的省电供电方案,通过电池转换芯片为系统各部件提供不同的工作电压;系统还具有存储功能,也能与计算机通信,还可直接连接打印机对测试结果进行打印,直接提供检测结果。(2)系统在软件方面,模拟现实情况,预置了覆盖人耳耳声发射信号频率范围的周期性信号,用DSP实现系统所需的发射信号,对接收信号采用时域加窗避免耳声发射信号潜伏期,采用相干平均的方法降低底噪的影响提高接收信号的信噪比。系统采用成熟的信号处理技术对声音信号进行处理,能获得预期的结果。(3)在测试环境方便,首先是模拟人耳耳道的环境,根据IEC-60318标准制作了2CC仿真耳耦合腔,完全模拟声音的耳道内的传播环境,使系统的工作在仿真人耳道的环境中进行;另外,采用双层板结构的方式制作了消音箱,从外至内依次为不锈钢板、聚酯胺吸声棉、空气夹层,不锈钢板和聚氨酯吸声棉,使其达到在室内噪声为40dBSPL时,将消音箱内的噪声降低至35dBSPL左右的效果。通过以上,完成了耳声发射仿真测试系统的设计与制作,达到了预期的效果,实验结果表明本设计能够有效的检测和校准耳声发射检测仪。

丁兵[4]2000年在《耳声发射检测系统研究》文中进行了进一步梳理耳声发射现象及其临床应用是二十世纪九十年代生物医学和耳科研究的一项重要的进展,它揭示了耳除了具有感受声音的能力之外还具有主动发射声波的能力,它的存在与否是听觉外周系统是否完好的客观指标。耳声发射的检测将以其无创、客观、快速成为很有前途的耳科诊断手段。 本文针对人们已经了解到的耳声发射的特点设计了一种适合于听觉普查的耳声发射检测系统,它既适合于检测瞬态诱发耳声发射(TEOAE)又适合于检测畸变产物耳声发射(DPOAE)。采用了最新的数字信号处理芯片及各种高性能、低功耗的集成电路芯片,具有灵活、便携、先进、成本低廉的特点。 系统在硬件上采用高速数字信号处理单片机TMS320F206与通用单片机AT89C52组成主从结构作为系统的核心,以先进的直接数字合成芯片作为刺激信号产生单元,以高性能程控放大器和程控滤波器以及高速高分辨率A/D转换器作为构成系统的输入通道,采用点阵液晶显示器进行汉字菜单与图形显示,系统具有大容量存储和远传功能,并能与计算机直接通信,采用便携式仪器的省电供电方案。在软件上采用成熟的信号处理技术以及最新的小波分析技术进行耳声发射的信号处理,能获得满意的效果。

张志忠[5]2017年在《基于STM32和Android的综合听力检测系统的设计》文中提出耳声发射(otoacoustic Emission,OAE)和听觉脑干反应(auditory brainstem response,ABR)是临床常用的客观听力检测方法。OAE是由耳蜗中产生,通过听骨链和鼓膜传导释放在外耳道的音频信号。OAE提供了一种客观且无创的耳蜗检查方法,因此OAE被广泛应用于临床新生儿听力筛查、耳蜗病变诊断等。ABR是人听觉神经受到声刺激后,在额头及乳突之间测量得到的生物脑电信号。ABR可以反映人体听觉神经通路的健康状况,在临床常用于新生儿听力筛查、鉴别蜗后病变等。单一的OAE检测或ABR检测只能判断人听觉系统耳蜗或听觉神经功能,因此临床上需要结合两种方法做听力检测。OAE和ABR的检测方法都是通过声刺激人体听觉系统后采集诱发信号,信号测量方法存在共性。然而目前临床常用的OAE检测系统和ABR检测系统大部分由不同的仪器独立完成,且该类设备为国外厂商垄断,价格昂贵。另外传统听力检测设备都以电脑作为数据处理、数据呈现和人机交互平台,但电脑体积大不便携带,且功耗大、线缆多信号易受干扰。随着移动互联网发展和移动智能设备的出现,将传统医疗设备与之结合产生的移动医疗设备逐渐兴起。但目前国内市场尚无基于移动医疗设备设计原理的OAE和ABR综合检测仪器。基于以上原因本文设计了一款基于STM32单片机和安卓(Android)手机的、具备检测OAE和ABR功能的便携式听力检测系统。该系统主要包含一个以STM32单片机为核心的下位机,以及一台安卓智能手机作为上位机。系统通过安卓智能手机控制下位机产生刺激声,传感器采集数据后在下位机分析处理,并将检测结果通过无线蓝牙传输到手机,手机进行检测结果数据的呈现和存储等。本文详述听力检测系统的硬件设计、软件设计等。听力检测系统硬件设计以高集成度和低噪声为原则。系统硬件包括电源电路、STM32单片机电路、刺激声产生电路、OAE预处理电路、ABR预处理和驱动电路、ADC和信号隔离电路、阻抗测量和信号隔离电路、蓝牙模块电路等。系统软件包括STM32单片机固件程序和安卓应用程序。固件程序包含控制部分和信号处理部分,其中控制部分用于控制刺激声播放以及OAE和ABR信号采集、阻抗测量、信号传输等;信号处理部分用于OAE和ABR信号处理。安卓应用程序包含人机交互模块、蓝牙通信以及数据存储模块等。本文最后通过实验验证听力检测系统设计的可行性和有效性,分别进行了噪声测试、刺激声播放和阻抗测量测试、同步性测试、OAE测试以及ABR测试。通过实验结果证明设计的听力检测系统可以进行OAE和ABR检测。

彭诚, 李俊奎, 杭圣超[6]2014年在《基于Labview平台的耳声发射综合检测系统的研制》文中研究表明耳声发射(OAE)是一种产生于内耳耳蜗,经中耳传导释放到外耳道的能被检测到的微弱音频能量。OAE的发现证明了耳蜗不仅能被动接收声信号,也能主动释放音频能量,从而确立了耳蜗是一个双向换能器的学说。根据刺激声的有无,可将OAE分为自发耳声发射(SOAE)和诱发耳声发射(EOAE)两大类,而不同的刺激声也会诱发出不同的耳声发射。为了检测并分析多种耳声发射,本课题组开发了一个综合多功能的耳声发射检测系统。该系统使用NI公司的USB6211数据采集卡进行信号的A/D和D/A变换,运行于Labview平台,实现了对SOAE、SSOAE(同步SOAE)、TEOAE和DPOAE的检测,并能进行响应的对应OAE的信号分析。

杜明辉, 任军[7]1999年在《基于Windows环境的耳声发射检测系统的研制》文中指出介绍了在Windows环境下开发耳声发射信号检测系统的若干关键技术,包括:Windows虚拟设备驱动程序的编制,刺激的产生,信号的采集与处理.文中还给出了实验结果.

章星[8]2014年在《扫频耳声发射快速检测系统的设计与实现》文中研究指明耳声发射现象的发现是近年来耳科研究的一项重要进展,耳声发射是耳蜗主动产生的一种非常微弱的声能量,它可以客观无损地检测耳蜗功能状态,因此在耳科临床和听力筛选有着非常广泛的应用。目前,已经有很多款耳声发射检测设备问世,但都有着检测时间过长,效率不高,且只能检测出某些离散频率点的听力损失情况的缺点。本文针对畸变产物耳声发射(DPOAE)的提取,设计了一套扫频耳声发射检测系统,能够很好地解决上述问题。本文首先对耳声发射的概念及其特点进行了探讨,并引入扫频刺激声替换现有的纯音刺激声,使得耳声发射检测效率大为提升。系统主要分为扫频刺激声的产生、DPOAE信号放大、滤波和采集,USB数据传输,信号提取与分析四大模块,采用TI公司的DSP芯片TMS320VC5509A作为系统中央处理器。其次,介绍了双通道可控音量刺激声播放电路的设计,通过D/A变换和功率放大器将刺激声数据转换刺激声,为用于诱导人耳产生DPOAE信号,提出“三段式”扫频刺激声播放组合,经过线性变换,滤除刺激声。刺激声诱导产生DPOAE信号后,通过信号放大、滤波及其A/D采样电路,得到24位高精度信号。随后,采用USB数据接口,完成USB固件和上位机软件编程,实现扫频刺激声及其A/D采样信号的传输,即上位机将扫频刺激声数据传输到:DSP, DSP将A/D采集得到的数据传输到上位机,并将数据保存。最后介绍了线性变换和阈值截取算法滤除扫频刺激声与脉冲噪声,并通过短时傅里叶变换得到DPOAE信号的时频曲线,并完成对系统噪声优越性等性能测试。

李丽明, 林金森, 张正国[9]1997年在《耳声发射的研究进展——耳声发射检测系统》文中研究指明耳声发射(OAE)是一种产生于耳蜗经听骨链及鼓膜传导释放入外耳道的音频能量。它快速、无损、客观地反映了耳蜗外毛细胞的功能状态,在临床诊断和听力筛查方面具有广阔的前景。可靠地提取、识别、分析OAE信号是其应用于临床的前提。本文将对目前的OAE检测系统作一概述。

杨军[10]2002年在《一种全智能型耳声发射测试仪的研制》文中认为耳声发射现象的发现是听觉生理学和听力学近20年最重要的进展之一。对耳声发射的研究是对听觉生理及病理研究的一部分。由于耳声发射检测方法简便、迅速、无创,且适用人群广,在临床中具有极大的使用价值。但是目前耳声发射检测产品大都功能单一、灵活性差、价格昂贵,严重地制约了对耳声发射现象的研究和临床应用的推广。针对这些不足,我们在基于对传统及近几年国内外相关产品研究的基础之上,提出了一种新型的全智能控制耳声发射检测仪的设计。本文介绍的耳声发射检测系统硬件上主要包括声刺激器和采集板两大模块。其中刺激器设计部分是介绍的核心,是整套系统功能扩展及刺激灵活性得以实现的关键,本设计率先将通信中的直接频率合成技术引入到该产品的开发中来,该项技术的引入不但使硬件电路设计大为简化,而且增强了刺激控制的灵活性,使刺激模式也得以增加。随后,我们对采集电路的设计也作了较为详细的介绍。工作时,刺激和采集受同步脉冲控制。整个系统采用先进的USB接口,适应未来发展趋势,两大模块又可独立和听觉诱发电位、中耳分析仪结合使用。结构紧凑,功能强大,控制灵活,智能化程度高。最后,该文分别对耳声发射信号的常用分析方法进行了介绍,并重点介绍了用小波变换、改进的维格纳分布等方法分别对SOAE信号、TEOAE信号进行分析的情况,与传统的处理方法相比较,时频分析方法由于具有较好的时频分辨率,更适合于耳声发射信号的分析。

参考文献:

[1]. 瞬态诱发耳声发射(TEOAE)识别与分析新方法的应用基础研究[D]. 李丽明. 中国协和医科大学. 1997

[2]. FTA的应用-耳声发射检测系统的风险分析[J]. 周靖杰, 曹宇, 叶大田. 北京生物医学工程. 2003

[3]. 耳声发射仿真测试系统的设计与实现[D]. 白璐. 北京交通大学. 2015

[4]. 耳声发射检测系统研究[D]. 丁兵. 大连理工大学. 2000

[5]. 基于STM32和Android的综合听力检测系统的设计[D]. 张志忠. 南方医科大学. 2017

[6]. 基于Labview平台的耳声发射综合检测系统的研制[J]. 彭诚, 李俊奎, 杭圣超. 生命科学仪器. 2014

[7]. 基于Windows环境的耳声发射检测系统的研制[J]. 杜明辉, 任军. 华南理工大学学报(自然科学版). 1999

[8]. 扫频耳声发射快速检测系统的设计与实现[D]. 章星. 东北大学. 2014

[9]. 耳声发射的研究进展——耳声发射检测系统[J]. 李丽明, 林金森, 张正国. 国外医学.生物医学工程分册. 1997

[10]. 一种全智能型耳声发射测试仪的研制[D]. 杨军. 重庆大学. 2002

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