專利名稱：一種聽覺系統(tǒng)傳輸通路的聽力指標(biāo)綜合檢測(cè)平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是聽覺系統(tǒng)傳輸通路的聽力指標(biāo)綜合檢測(cè)平臺(tái)，特別涉及一種可同時(shí)對(duì) 聽覺傳輸通路的聽覺外周和聽覺中樞所對(duì)應(yīng)的耳聲發(fā)射OAE信號(hào)和聽覺誘發(fā)電位AEP信 號(hào)的同步、客觀、無(wú)損、精確地采集及分析的綜合檢測(cè)平臺(tái)，屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聽覺系統(tǒng)傳輸通路(auditory propagation pathway),是指與聽覺產(chǎn)生相關(guān)的一系列 解剖結(jié)構(gòu)。聽覺系統(tǒng)傳輸通路在中樞神經(jīng)系統(tǒng)(腦)之外的部分稱為聽覺外周，在中樞 神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的部分稱為聽覺中樞或中樞聽覺系統(tǒng)。聽覺系統(tǒng)的外周器官由外耳、中耳和 內(nèi)耳組成。外耳和中耳分別起集聲和傳聲作用，而內(nèi)耳則起感聲作用，感受聲音信號(hào)， 并形成神經(jīng)沖動(dòng)，傳到聽中樞，引起聽覺。聽覺系統(tǒng)通路上的任何一個(gè)部位的病變，都 將導(dǎo)致整個(gè)聽覺傳輸通路的不完整。耳聲發(fā)射(Otoacoustic Emissions, OAE)是一種產(chǎn) 生于內(nèi)耳耳蝸，經(jīng)聽骨鏈及鼓膜傳導(dǎo)釋放入外耳道的音頻能量。即如果給人耳輸入一個(gè) 短時(shí)的剌激聲音，在去除了外耳道中由剌激聲本身所引起的耳道回聲后，所記錄到的由 內(nèi)耳主動(dòng)產(chǎn)生的微弱聲信號(hào)的現(xiàn)象。OAE首先于1978年由英國(guó)人D.T.Kemp在健康人 的外耳道中記錄到的。耳聲發(fā)射的發(fā)現(xiàn)，證實(shí)了耳蝸?zhàn)鳛槁犛X末稍感受器，不僅能被動(dòng) 地將外界聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成生物電信號(hào)傳入中樞引起聽覺，同時(shí)存在著主動(dòng)的釋能過程，從 而確立了耳蝸是一雙向換能器的學(xué)說(shuō)，使人們對(duì)耳蝸功能的認(rèn)識(shí)發(fā)生了根本性變化。由
于它的存在與否成為評(píng)價(jià)聽覺外周系統(tǒng)功能是否完好無(wú)損的客觀指標(biāo)，因此為聽生理研 究提供了全新的概念和研究方向，它的發(fā)現(xiàn)是現(xiàn)代聽生理學(xué)的重要突破之一。生理學(xué)上 認(rèn)為，外毛細(xì)胞在高級(jí)神經(jīng)中樞控制下對(duì)基底膜振動(dòng)的放大作用是耳聲發(fā)射產(chǎn)生的生理 基礎(chǔ)。根據(jù)外界剌激聲的有無(wú)，耳聲發(fā)射可分為自發(fā)耳聲發(fā)射(Spontaneous Otoacoustic Emissions, SOAE)和誘發(fā)耳聲發(fā)射(Evoked Otoacoustic Emissions, EOAE)兩大類。 EO AE根據(jù)誘發(fā)它們的剌激聲的不同，又可分為瞬態(tài)誘發(fā)耳聲發(fā)射(Transient-Evoked Otoacoustic Emissions, TEOAE)、 畸變產(chǎn)物耳聲發(fā)射(Distortion-Product Otoacoustic Emissions, DPOAE)禾口束ll激頻率耳聲發(fā)身寸(Stimulus-Frequency Otoacoustic Emissions, SFOAE)三類。其中，誘發(fā)TEOAE的剌激聲一般為短時(shí)瞬變聲，它可以是矩形方波、單 周期正弦波、半周期正弦波或是短純音。通常所使用的剌激聲是脈寬為80iis的矩形方 波，也稱Click聲。TEOAE信號(hào)具有良好的重復(fù)性，在同一個(gè)體中有很好的穩(wěn)定性，但 不同個(gè)體間TEOAE信號(hào)的強(qiáng)度與波形差異較大。目前TEOAE在臨床中用于對(duì)耳蝸功能 的診斷和耳蝸病癥的定位。 當(dāng)外界聲波傳入人耳后，內(nèi)耳將聲波的機(jī)械運(yùn)動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為生物電能，這種電 能以脈沖形式沿聽神經(jīng)纖維向高級(jí)中樞傳導(dǎo)，最后傳至大腦皮質(zhì)產(chǎn)生音感。在傳遞過 程中從內(nèi)耳到大腦皮質(zhì)各個(gè)層面都有神經(jīng)中樞電活動(dòng)。由聲波激發(fā)的從內(nèi)耳至大腦皮 質(zhì)的神經(jīng)電活動(dòng)，稱為聽覺誘發(fā)電位(Auditory Evoked Potential, AEP)。 在頭頂記錄的 AEP電位的記錄電極置于頭頂體表，參考電極置于耳垂或乳突。按照潛伏期可分為剌激后10ms之內(nèi)的誘發(fā)電位成分為早成分或腦干聽覺誘發(fā)響應(yīng)(電位)(auditory brainstem response, ABR)、束ll激后(10 50)ms為中成分(auditory middle latency response AMLR)， 剌激后50ms以后為晚成分(auditory late response ALR)。 腦干聽覺誘發(fā)電位最早由Caton 于1875年發(fā)現(xiàn)，他在動(dòng)物大腦皮層上觀察到不斷波動(dòng)的電位，把它稱為"微弱的腦電 波"，其幅度僅為微伏(P V)級(jí)。1970年，Jeweet等人首次由頭顱記錄到聽覺腦干誘發(fā)電 位(Auditory Brainstem Response, ABR)。 由于聽覺誘發(fā)電位不僅與特定的剌激相關(guān)，而 且與聽覺回路相關(guān)，因此它能攜帶很多有關(guān)聽覺中樞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的信息，被認(rèn)為 是觀察聽覺中樞系統(tǒng)功能的重要窗口 。臨床上是通過量取ABR各波的振幅和潛伏期(即 從剌激開始到達(dá)波峰的時(shí)間)來(lái)判斷聽覺系統(tǒng)病變的有無(wú)和病變的部位。在ABR中，波 I、 III和V在人體中檢出率高，易于標(biāo)定，由于ABR基本不受主觀狀態(tài)的影響，是目前 受到較多關(guān)注并應(yīng)用于臨床診斷中的一種AEP。在ABR各波中，波I是由聽神經(jīng)纖維發(fā) 生的，出現(xiàn)率為100%，正常潛伏期約在1 2ms。 I波潛伏期延長(zhǎng)或消失通常提示內(nèi)耳 的病變。波III是來(lái)自橋腦的活動(dòng)，出現(xiàn)率為100%，正常潛伏期約在3 4ms，振幅一 般高于波I，如果波I正常，波III潛伏期延長(zhǎng)或消失，I-V和III-V間期延長(zhǎng)，則可初步確 定病變部位在蝸后。波V來(lái)源于下丘腦，出現(xiàn)率為100%，正常潛伏期約在5 6.5ms。 波V的幅度常是最高的一個(gè)峰，而且后面繼以一明顯的顱頂負(fù)波。波V潛伏期延長(zhǎng)或消 失，臨床上最多見于聽神經(jīng)瘤，其它蝸后病變也能導(dǎo)致波V的特性改變。
聽覺系統(tǒng)病變可分為傳音性聾、感音神經(jīng)性聾及混合聾。目前聽覺系統(tǒng)的常規(guī) 檢測(cè)方法包括純音測(cè)聽PT、聲阻抗、OAE、 ABR等檢測(cè)方法。但其中每種方法都有一 定的局限性，而且大多數(shù)方法只能檢測(cè)聽覺系統(tǒng)通路中的一部分。如PT是從總體上主 觀地判斷聽力損失程度的方法，無(wú)法對(duì)于嬰幼兒及不配合人群進(jìn)行檢測(cè)。聲阻抗用于檢 測(cè)中耳功能、咽鼓管功能和聲反射，不對(duì)耳蝸、蝸后神經(jīng)及聽覺中樞的病變進(jìn)行檢測(cè)。 OAE僅用于對(duì)聽覺外周系統(tǒng)功能進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于蝸后部位還不能檢測(cè)。ABR可測(cè)定從蝸 神經(jīng)到下丘核的聽覺徑路功能，但不能反映聽覺外周系統(tǒng)功能。因此，急需一種能同時(shí) 提取整個(gè)聽覺系統(tǒng)通路綜合信息的檢測(cè)平臺(tái)。通過檢測(cè)各個(gè)平面的聽覺誘發(fā)電位，可估 計(jì)從內(nèi)耳一直到大腦皮質(zhì)各層面聽覺系統(tǒng)的功能狀態(tài)，為臨床診斷提供信息。 國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的檢索中，其他申請(qǐng)都為僅僅用于單獨(dú)檢測(cè)OAE或者AEP的采 集分析儀器。本發(fā)明是國(guó)際上首次能同時(shí)對(duì)聽覺外周和聽覺中樞信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的平臺(tái)。
本綜合檢測(cè)平臺(tái)將在同一剌激聲作用下，同時(shí)進(jìn)行對(duì)聽覺外周、聽神經(jīng)及聽覺 中樞信號(hào)的采集和分析，通過同時(shí)檢測(cè)各通路信號(hào)來(lái)反映整個(gè)聽覺系統(tǒng)的功能狀況。其 中，OAE信號(hào)用于檢測(cè)耳蝸聽覺外周系統(tǒng)(外毛細(xì)胞)的功能狀態(tài)。AEP信號(hào)用于反映聽 神經(jīng)及聽覺中樞系統(tǒng)通路的功能狀況，對(duì)診斷聽神經(jīng)病變和神經(jīng)傳導(dǎo)障礙特別有意義。 該測(cè)試平臺(tái)將充分利用OAE和AEP在聽力檢查中的互補(bǔ)性，綜合、客觀、無(wú)損、定量、 早期的地獲得聽覺系統(tǒng)傳輸通路上各點(diǎn)的功能狀況及聽覺系統(tǒng)病變的檢測(cè)診斷信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)目前國(guó)際上現(xiàn)有的聽覺系統(tǒng)常規(guī)檢測(cè)方法的不足，設(shè)計(jì)一 種能夠在同一剌激聲作用下，同時(shí)采集聽覺外周OAE信號(hào)、聽覺中樞AEP信號(hào)的硬件裝 置，并通過軟件算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，獲得聽覺系統(tǒng)通路狀況及綜合、客觀、無(wú)損、定量、早期的聽覺系統(tǒng)病變的診斷信息。
本發(fā)明的特征為 含有與計(jì)算機(jī)輸入端和輸出端相連的A/D和D/A采集卡，由體表光盤電極、 探針、第一生物電前置放大器依次串聯(lián)而成的腦干聽覺誘發(fā)電位AEP采集的傳輸通路， 由微型收音器、第二前置放大器依次串聯(lián)而成的耳聲發(fā)射OAE信號(hào)采集的傳輸通路，以 及由D/A采集卡、微型揚(yáng)聲器依次串聯(lián)而成的剌激聲產(chǎn)生電路，其中
所述微型揚(yáng)聲器被安置在外耳道中，用于產(chǎn)生形成所述OAE信號(hào)和AEP響應(yīng)的 剌激聲； 所述體表光盤電極包括置于中央點(diǎn)Cz點(diǎn)處的記錄電極、置于同側(cè)耳垂處的參 考電極，以及接于額極中點(diǎn)Fpz點(diǎn)處的地線；所述第一生物電前置放大器的AEP信號(hào)傳 出后與所述A/D采集卡的輸入端相連，第一生物電前置放大器由獨(dú)自電源模塊供電，第 一生物電前置放大器用于對(duì)輸入信號(hào)的放大和濾波，增益至少為200k ;
所述微型收音器是一個(gè)微型麥克MIC，該微型MIC被安置在所述耳道內(nèi)貼近所 述微型揚(yáng)聲器處；所述第二前置放大器的信號(hào)傳出后與所述A/D采集卡的另一輸入端相 連，第二前置放大器由單獨(dú)電源模塊供電，第二前置放大器用于對(duì)輸入信號(hào)的放大及濾 波，增益為10 ; 所述的一種聽覺系統(tǒng)傳輸通路的聽力指標(biāo)綜合檢測(cè)平臺(tái)其特征在于所述的剌激 聲包括短聲、短純音、任意自定義剌激波形中的任何一種； 所述的一種聽覺系統(tǒng)傳輸通路的聽力指標(biāo)綜合檢測(cè)平臺(tái)其特征在于所述剌激聲 的數(shù)字信號(hào)形成由設(shè)置在計(jì)算機(jī)中的包含不同剌激聲的聲音文件輸出；
所述的一種聽覺系統(tǒng)傳輸通路的聽力指標(biāo)綜合檢測(cè)平臺(tái)其特征在于同一剌激聲 作用下，AEP信號(hào)和OAE信號(hào)被同時(shí)剌激和分析。


圖1為本發(fā)明的聽覺系統(tǒng)傳輸通路的聽力指標(biāo)綜合檢測(cè)平臺(tái)硬件結(jié)構(gòu)。
圖2為本發(fā)明中用于采集AEP信號(hào)的體表電極安放位置示意圖。
圖3為本發(fā)明中由微型揚(yáng)聲器和微型收音器組成的微型傳感器探頭外觀。
圖4為本發(fā)明中用于采集OAE信號(hào)的微型傳感器探頭安放位置示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在同一剌激聲作用下，同時(shí)采集聽覺外周OAE 信號(hào)、聽覺中樞AEP信號(hào)的硬件裝置，并通過軟件算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，獲得聽覺系統(tǒng) 通路狀況及綜合、客觀、無(wú)損、定量、早期的聽覺系統(tǒng)病變的診斷信息。各部分連接關(guān) 系如圖l所示。 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施方式
進(jìn)一步描述。 如圖1 :聽覺系統(tǒng)傳輸通路綜合指標(biāo)檢測(cè)平臺(tái)硬件包括以下部分與計(jì)算機(jī)輸 入端和輸出端相連的A/D和D/A采集卡；由體表光盤電極、探針、第一生物電前置放大 器CP511依次串聯(lián)而成的腦干聽覺誘發(fā)電位AEP采集的傳輸通路；由微型收音器、第二 前置放大器依次串聯(lián)而成的耳聲發(fā)射OAE信號(hào)采集的傳輸通路；以及由D/A采集卡、微型揚(yáng)聲器依次串聯(lián)而成的剌激聲產(chǎn)生電路。信號(hào)采集及處理系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)的軟件平臺(tái)上 進(jìn)行。 如圖2 :用于記錄AEP信號(hào)的體表光盤電極安置位置為記錄電極置于中央點(diǎn) (Cz)點(diǎn)，參考電極在同側(cè)耳垂處，地線接于額極中點(diǎn)(Fpz)。 由所述體表光盤電極收集的聽覺誘發(fā)電位AEP信號(hào)輸出至第一生物電前置放大 器進(jìn)行放大、濾波處理，所述第一生物電前置放大器可以提供高達(dá)200k的高增益、低噪 聲、高精度且濾波通帶范圍可調(diào)，可以達(dá)到AEP微弱信號(hào)的采集要求。
如圖3:微型傳感器探頭包含微型揚(yáng)聲器及微型收音器。測(cè)試中置于耳道中的 位置如圖4所示。微型收音器對(duì)耳道中的耳聲發(fā)射OAE信號(hào)、剌激偽跡及噪聲進(jìn)行采 集，輸出至第二前置放大器。 第二前置放大器的增益為10，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理后輸出至A/D采集卡的一輸 入端。 利用本測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行聽覺系統(tǒng)傳輸通路的測(cè)試過程中，計(jì)算機(jī)通過高精度D/A 采集卡進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)化后驅(qū)動(dòng)置于耳道中的微型傳感器探頭中的微型揚(yáng)聲器播放剌激聲， 剌激聲參數(shù)根據(jù)測(cè)試要求可調(diào)，可產(chǎn)生短聲、短純音或其他自定義的剌激聲信號(hào)。反映 聽覺外周系統(tǒng)功能的OAE信號(hào)及反映聽覺中樞的AEP信號(hào)分別被采集和放大、濾波處理 后，通過高精度A/D采集卡進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后在軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的數(shù)字信號(hào)處理， 提取有效的診斷信息。 本測(cè)試平臺(tái)根據(jù)采集到的聽覺外周和聽覺中樞的信號(hào)，獲得聽覺系統(tǒng)傳輸通路 不同部位的功能狀況，并提供綜合、客觀、無(wú)損、定量、早期的檢測(cè)診斷信息。
權(quán)利要求
一種聽覺系統(tǒng)傳輸通路的聽力指標(biāo)綜合檢測(cè)平臺(tái)；其特征在于，含有與計(jì)算機(jī)數(shù)字信號(hào)的輸入和輸出端相連的A/D采集卡，由體表光盤電極、高阻抗輸入探針、第一生物電前置放大器依次串聯(lián)而成的聽覺誘發(fā)電位AEP的傳輸通路，由微型收音器、第二前置放大器依次串聯(lián)而成的耳聲發(fā)射OAE信號(hào)采集的傳輸通路，以及由D/A采集卡、微型揚(yáng)聲器依次串聯(lián)而成的刺激聲產(chǎn)生電路；其中所述微型揚(yáng)聲器被安置在外耳道中，用于產(chǎn)生形成所述OAE信號(hào)和AEP響應(yīng)的刺激聲，所述體表光盤電極包括置于中央點(diǎn)(Cz)處的記錄電極、置于同側(cè)耳垂處的參考電極，以及接于額極中點(diǎn)(Fpz)處的地線；所述第一生物電前置放大器的AEP信號(hào)傳出后與所述A/D采集卡的輸入端相連，第一生物電前置放大器由獨(dú)自電源模塊供電，第一生物電前置放大器用于對(duì)輸入信號(hào)的放大和濾波，增益至少為200k；所述微型收音器是一個(gè)微型麥克MIC，該微型MIC被安置在所述耳道內(nèi)貼近所述微型揚(yáng)聲器處；所述第二前置放大器的信號(hào)傳出后與所述A/D采集卡的另一輸入端相連，第二前置放大器由單獨(dú)電源模塊供電，第二前置放大器用于對(duì)輸入信號(hào)的放大及濾波，增益為10。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聽覺系統(tǒng)傳輸通路的聽力指標(biāo)綜合檢測(cè)平臺(tái)，其特征在 于，所述的剌激聲包括短聲、短純音、任意自定義剌激波形中的任何一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聽覺系統(tǒng)傳輸通路的聽力指標(biāo)綜合檢測(cè)平臺(tái)，其特征在 于，所述剌激聲的數(shù)字信號(hào)形成由設(shè)置在計(jì)算機(jī)中的包含不同剌激聲的聲音文件輸出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聽覺系統(tǒng)傳輸通路的聽力指標(biāo)綜合檢測(cè)平臺(tái)，其特征在 于，同一剌激聲作用下，AEP信號(hào)和OAE信號(hào)被同時(shí)采集和分析。
全文摘要
一種聽覺系統(tǒng)傳輸通路的聽力指標(biāo)綜合檢測(cè)平臺(tái)屬于聽覺醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于含有計(jì)算機(jī)輸入端和所述計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)輸出端相連的A/D采集卡，由體表光盤電極、探針、第一生物電前置放大器依次串聯(lián)而成的腦干聽覺誘發(fā)電位AEP信號(hào)采集的傳輸通路，由微型收音器、第二前置放大器依次串聯(lián)而成的耳聲發(fā)射OAE信號(hào)采集的傳輸通路，以及由D/A采集卡、微型揚(yáng)聲器依次串聯(lián)而成的刺激聲產(chǎn)生電路。本發(fā)明具有能同時(shí)綜合檢測(cè)兩個(gè)所述聽力指標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)A61B5/12GK101690664SQ20091023542
公開日2010年4月7日 申請(qǐng)日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者孫文生, 宮琴, 朱仁駿, 胡艷茹, 陳曦 申請(qǐng)人:清華大學(xué)