СЛУХОВОЙ АППАРАТ КОСТНОЙ ПРОВОДИМОСТИ

Область техники
Полезная модель относится к устройствам, дающим пациентам с дефектами слуха возможность замены прямого слухового восприятия другим видом восприятия и может быть использовано для слухопротезирования.
Уровень техники
Известен слуховой аппарат костной проводимости, содержащий оправу очков, амортизированные вибраторы и установленные в дужке оправы микрофон, усилитель с элементами управления и источник питания, вибраторы расположены в носовых опорах (см. SU 628916 A1).
Для использования известного решения необходимо наличие оправы очков с носовыми опорами, что ограничивает область применения известного решения.
Также передача звука через носовую кость не является естественным путем, и может вызывать раздражения и болезненные ощущения.
Известно устройство для передачи вибраций низкой амплитуды, по меньшей мере, одному зубу в голове человека, имеющему улитку, для облегчения слуха через путь костной проводимости зубов, содержащее экстраоральный передатчик, сконфигурированный для обнаружения звуков окружающей среды, а также для генерации и беспроводной передачи аудиосигналов, соответствующих обнаруженным окружающим звукам; полосу, окружающую, по меньшей мере, один зуб, прикрепленную, адгезивом, узел приемника, разъемно соединяемый с полосой и сконфигурированный для приема аудиосигналов от передатчика, причем узел приемника включает в себя преобразователь, имеющий исполнительный элемент, и сконфигурированный для преобразования аудиосигналов в вибрации, которые передаются в улитку посредством проводимости зубной кости (см. US 8,908,891 В2).
Использование зубов в качестве костного проводника вызывает неудобство при использовании и далеко не всегда приемлемо, что ограничивает область его применения.
Известны костные наушники, содержащие акустический преобразователь, расположенный снаружи, рядом с ушным каналом человека, передающий звук на сосцевидную структуру кости (см., например, US 5323468 A, US 7822215 В2).
Известные решения требуют наличия оголовья, обеспечивающего необходимую степень прижима акустического преобразователя к костному участку. Оголовье не удобно при ношении и неприемлемо в ряде случаев, например, при наличии головного убора, что ограничивает область применения известного решения.
Кроме того, необходимость прижима датчиков к голове пользователя приводит к утомлению соответствующих участков головы и, как следствие к необходимости делать перерывы и снимать оголовье. На время таких перерывов пользователь теряет способность нормального восприятия звуков.
Наиболее близким по технической сущности - прототипом является слуховой аппарат, содержащий преобразователь акустических колебаний в электрические, усилитель электрических колебаний, преобразователь электрических колебаний в акустические, корпус, источник питания, корпус имеет форму стакана, поперечный размер которого не больше костного отдела наружного слухового прохода, на дне которого расположен преобразователь акустических колебаний в электрические, причем внутри корпуса расположена капсула, с возможностью перемещения вдоль него, связанная с ним через упругий элемент, в которой размещены источник питания, усилитель электрических колебаний, преобразователь электрических колебаний в акустические, жестко связанный с контактирующим элементом, имеющим форму, обратную форме барабанной перепонки или, в случае ее отсутствия, форму, обратную сохранившимся элементам звукопроводящей цепи среднего уха. (см. RU 94037140 А1).
Известное устройство позволяет усиливать воздействие сигналов звукового диапазона на элементы звукопроводящей цепи среднего уха.
Недостатком известного решения является наличие положительной обратной связи из-за близости расположения микрофона и звукового излучателя в пределах одного миниатюрного корпуса, что приводит к явлению самовозбуждения, исключающему качественное звуковосприятие.
Другой недостаток связан с необходимостью минимизации устройства, ограничивающего габариты размерами слухового прохода, в том числе батареи, что влечет сокращение периода работы между заменами батареи или ее зарядки, требующей извлечения устройства. При этом миниатюрность размеров устройства затрудняет непосредственно замену батареи.
Еще одним недостатком является отсутствие возможности пользоваться органами управления из-за невозможности их наличия на столь миниатюрном корпусе.
Раскрытие сущности
Техническим результатом является исключение паразитной положительной обратной связи, а также удлинение межзарядного периода за счет обеспечение возможности использования энергоемкой батареи.
Указанный результат достигается тем, что слуховой аппарат костной проводимости, содержащий микрофон, усилитель, источник питания и установленный в ушном вкладыше вибратор, микрофон, усилитель и источник питания расположены внутри внешнего корпуса, выполненного с возможность ношения за ухом и соединенного с вибратором посредством провода, уложенного в изогнутую трубку из эластичного материала, прикрепленную к рожковой части внешнего корпуса, вибратор выполнен с использованием электромагнитной катушки и ориентирован продольно внутри тела ушного вкладыша, выполненного из акрила по форме слухового канала пользователя.
Кроме того: - внешний корпус снабжен органами управления;
- размер сечения эластичной трубки соответствует размеру сечения окончания рожковой части внешнего корпуса;
- внешний корпус выполнен каплевидной изогнутой формы и в его широкой части размещен батарейный отсек с крышкой, шарнирно соединенной с корпусом на торцевой его части.
Краткое описание чертежей
Слуховой аппарат костной проводимости поясняется с помощью чертежей, где на Фиг. 1 показана конструкция устройства, состоящего из двух частей внешнего корпуса и ушного вкладыша, на Фиг. 2 - слуховой аппарат костной проводимости с установленным вкладышем в слуховом канале, на Фиг. 3 - пример структурной схемы слухового аппарата.
На чертеже сделаны следующие обозначения:
1 - внешний корпус - заушник, 2 - ушной вкладыш, 3 - вибратор, 4 - соединительный провод, 5 - крышка батарейного отсека, 6 - батарейный отсек с источником питания, 7 - ушная раковина, 8 органы управления, 9 - рожок внешнего корпуса, 10 - трубка из эластичного материала, 11 - микрофон, 12 - аналого-цифровой преобразователь, 13 - процессор, 14 - цифроаналоговый преобразователь, 15 - источник питания - батарея.
Слуховой аппарат костной проводимости (Фиг. 1) содержит установленные внутри внешнего корпуса - заушника микрофон, усилитель и источник питания, а также установленный в ушном вкладыше акустический преобразователь - электромагнитный вибратор, который выполнен с использованием электромагнитной катушки и ориентирован продольно внутри тела ушного вкладыша. Ушной вкладыш (Фиг. 2) выполнен из акрила по форме слухового канала конкретного пользователя на основе предварительно изготовленного слепка внутренней поверхности его слухового канала.
Внешний корпус имеет широкую часть с батарейным отсеком и рожковую часть. Выход усилителя соединен с посредством соединительного провода, уложенного через рожковую часть в эластичную трубку с вибратором ушного вкладыша. При этом размер сечения эластичной трубки соответствует размеру сечения рожковой части внешнего корпуса.
На торцевой части внешнего корпуса установлена крышка батарейного отсека, шарнирно закрепленная на корпусе, и выведены органы управления устройством, в том числе выключатель и регулятор усиления. Крупные габариты внешнего корпуса позволяют разместить на нем необходимые регулировки и обеспечивают возможность удобного доступа к органам управления.
Ушной вкладыш имеет седловидное расширение к наружному краю, ограничивающее положение ушного вкладыша в слуховом канале, и цилиндрическое тело, которое изготавливают в соответствии с особенностями формы слухового канала конкретного пользователя. Седловидность расширения ушного вкладыша способствует скрытности ношения ушного вкладыша.
Осуществление полезной модели
Слуховой аппарат костной проводимости используется следующим образом.
Внешний корпус и ушной вкладыш устанавливают за ухом пользователя и в слуховой канал, соответственно, при этом внешний корпус охватывает ушную раковину и удерживается на ней. Цилиндрическое тело ушного вкладыша устанавливают в слуховой канал (Фиг. 2), при этом вибратор ушного вкладыша располагается в слуховом канале в непосредственной близости от височной и сосцевидной костей черепа пользователя. Цилиндрическое тело ушного вкладыша изготавливают для конкретного пользователя, по предварительно изготовленному слепок его слухового канала, поэтому установленный в слуховой канал ушной вкладыш не причиняет неудобств при длительном ношении.
После установки устройство готово к работе.
На включенном устройстве звуковые колебания окружающей среды, преобразуются микрофоном в электрические сигналы, усиливаются в усилителе и преобразуются вибратором в механические колебания звукового спектра, которые далее распространяясь через костные участки, попадают в область среднего уха пользователя. Благодаря наличию нервных окончаний обеспечивается возможность восприятия звука.
Микрофон и усилитель располагаются во внешнем корпусе, который не имеет жесткой связи с ушным вкладышем, в котором расположен вибратор, благодаря чему волны звуковой частоты, генерируемые вибратором, не достигают и не воздействуют на внешний корпус и поэтому не воспринимаются микрофоном, исключая возникновение паразитной обратной связи.
Устранение причин возникновения паразитной обратной связи дает возможность также снизить требования к режекции частоты, на которой может возникнуть самовозбуждение, вплоть до исключения режекторного фильтра из тракта усиления.
Отсутствие необходимости подавления сигнала на какой-то частоте звукового диапазона также повышает качество восприятия и разборчивость звуков.
В качестве вибратора использован электромагнитный преобразователь, обеспечивающий лучшее приближение амплитудно-частотной характеристики к частотным особенностям слухового анализатора пользователя по сравнению пьезоэлектрическим преобразователем, в котором частотная характеристика с выраженным высокочастотным всплеском влечет дискомфорт звукового восприятия либо необходимость существенной коррекции частотной характеристики, что в свою очередь приводит к снижению соотношения сигнал/шум и ухудшению качества звукового восприятия.
Частотная характеристика электромагнитного вибратора имеет спадающий к высоким частотам вид, что соответствует подавляющему большинству слуховых анализаторов человека, в силу чего не требуется существенной корректировки амплитудно-частотной характеристики усилителя.
Соединительный провод между внешним корпусом и ушным вкладышам уложен в трубку из гибкого эластичного материала, диаметр которой соответствует размеру сечения окончания рожка внешнего корпуса. Наличие указанной трубки облегчает установку и ношение слухового аппарата за счет эффекта памяти формы изгиба эластичной трубки. Наличие изогнутой трубки, соединенной с внешним корпусом и зафиксированной другим концом у слухового канала способствует дополнительной фиксации внешнего корпуса на своем месте при движении пользователя.
Кроме того, наличие достаточно толстой в диаметре трубки по сравнению с необходимым сечением проложенного в ней соединительного провода позволяет разместить внутри нее пластичный проволочный каркас для более эффективного запоминания формы изгиба, а также обеспечивает исключение резких перепадов сечений формы на участке между внешним корпусом и ушным вкладышем, что, в свою очередь позволяет избежать травмирующего воздействия перепадов сечения слухового аппарата при его ношении.
Батарея располагается внутри внешнего корпуса, в наиболее широкой его части, благодаря чему в устройстве могут быть использованы энергоемкие батареи больших типоразмеров, что, в свою очередь обеспечивает длительный срок использования слухового аппарата в период между сменами батарей. Удлинение межзарядного периода позволяет эффективней использовать ресурсы и материалы.
Исполнение откидной, закрепленной на шарнире крышки, на торцевой части внешнего корпуса облегчает процесс замены батареи, которая может быть осуществлена без применения инструмента. Для замены батареи достаточно зацепившись за соответствующий выступ крышки откинуть ее, извлечь использованную батарею, установить новую и закрыть крышку.
Несмотря на то, что внешний корпус пространственно разнесен с ушным вкладышем, эти два элемента располагаются в непосредственной близости друг от друга, что требует минимальной длины соединительных проводов между выходом усилителя внешнего корпуса и вибратором ушного вкладыша. Короткий соединительный провод не влечет заметных потерь и не создает условий для паразитных электромагнитных наводок от окружающих электроприборов. Если бы внешний корпус находился не за ухом, а, например, на поясе, то длинный соединительный провод способствовал бы наличию через него паразитных наводок и потерь сигнала на нем.
Слуховой аппарат костной проводимости не требует при его использовании наличия оправы или оголовья, что повышает удобство использования слуховым аппаратом и позволяет расширить область его применения в случаях, когда оправа или оголовье не применимы, например, при наличии головного убора.
Усилитель обеспечивает необходимое усиление сигнала с выхода микрофона, необходимое для работы вибратора. В цифровом исполнении слухового аппарата костной проводимости (Фиг. 3) усилитель реализован в виде последовательного соединения аналого-цифрового преобразователя, процессора и цифроаналогового преобразователя. Процессор обеспечивает, в том числе, частотно зависимую обработку сигнала, согласуя амплитудно-частотную характеристику устройства с частотными особенностями слухового анализатора пользователя.
Слуховой аппарат костной проводимости может быть выполнен с использованием стандартных материалов, в том числе пластика, акрила и стандартных электронных компонентов, в том числе с использованием микропроцессора.
Таким образом, конструкция слухового аппарата костной проводимости исключает возникновение паразитной положительной обратной связи, а также позволяет удлинить межзарядный период использования благодаря возможности использования энергоемкой габаритной батареи.