СЛУХОВОЙ АППАРАТ ЗАУШНОГО ТИПА С ДВУМЯ ВНЕШНИМИ ТЕЛЕФОНАМИ

СЛУХОВОЙ АППАРАТ ЗАУШНОГО ТИПА С ДВУМЯ ВНЕШНИМИ ТЕЛЕФОНАМИ
Настоящая полезная модель относится к конструкции электронных слуховых аппаратов, предназначенных для звукоусиления по воздушному звукопроведению, в частности, к слуховым аппаратам заушного типа, навешиваемым на ушную раковину.
Известен слуховой аппарат заушного типа, содержащий разме щенные в корпусе микрофон, телефон, электронный усилитель, органы управления, настройки и электропитания, содержащий также звукопровод в форме рожка, предназначенный одновременно для навешивания аппарата на ушную раковину, трубчатый звукопровод и ушной вкладыш, помещаемый в ушном канале пациента ij .
Такой аппарат.наряду с рядом достоинств (малые габариты,высокие электроакустические параметры, хорошая маскируемость за ухом) обладает следующими недостатками:
1.Не обеспечивает подачу звука на оба уха, что показано 70-80 % пациентов.
2.Микрофон и телефон находятся в корпусе аппарата на малом расстоянии друг от друга, в следствие чего между ними существует некоторая акустическая связь, приводящая к акустическому самовозбуждению аппарата (свисту).
3.Отсутствует акустическая корректировка частотной характе ристики под аудиаграмму пациента.
В качестве телефона в таких слуховых аппаратах применен миниатюрный электромагнитный преобразователь прямоугольного типа с балансной магнитной системой jfej . Телефон имее очень малые габариты (9x5, 6x4,2мм), малый вес, но развивает достаточно высокое звуковое давление (до 125 дБ).
МКИ: Н04Р 25/02
Однако, он также имеет ряд конструктивных недостатков, снижающих К.П.Д. звукоотдачи. Так, отверстие для вывода звука площадью  0,7 мм расположено в малой боковой стенке корпуса телефона (что диктуется конструкцией слухового аппарата) , а ось, проходящая через центр отверстия, расположена параллельно мембране, генерирующей плоскую звуковую волну. Поскольку звуковая волна рапространяется перпендикулярно упомянутой оси и падает на большуюбтенку корпуса телефона, расположенную параллельно мемб ране, то часть её энергии поглощается стенкой, а часть отражается и рассеивается во внутреннем объеме телефона. Таким образом, в упомянутое отверстие выходит рассеянная звуковая волна, вследствие чего К.П.Д. телефона резко снижается. Кроме того отверстие не имеет каких-либо конструктивных конфигураций, направляющих в него звуковую энергию.
Известен слуховой аппарат заушного типа, отличающийся тем , что для корректировки частотной характеристики аппарата в рожок введена система трубчатых звукопроводов различных диаметров Јз. Недостатком является необходимость выпуска широкой номенклатуры рожков, рассчитанных на различные частотные характеристики, и высокая трудоемкость их изготовления.
Известен слуховой аппарат заушного типа 4J , аналогичный первому, отличиющийся тем, что в отверстии корпуса имеется большое число электрических контактов, с помощью которых подключают внешние приборы (например, внешний телефон для другого уха). Однако, такой аппарат также не лишен акустических недостатков, свойственных выше рассмотренным аппаратам (в частности наличие свиста) , поскольку в корпусе аппарата по-прежнему размещен один из телефонов.
Наиболее близким к предлагаемому слуховому аппарату является слуховой аппарат заушного типа, отличающийся тем, что телефон вынесен из корпуса аппарата наружу и подключен к усилителю про водником б . В качестве телефона применен электромагаитный преобразэватель с концентрической магнитной системой 6J , применяемый в карманных слуховых аппаратах. Применена также акустичес
кая корректировка частотной характеристики аппарата путем замены трубчатых акустических фильтров, вставляемых в выходное отверс тие (ниппель) телефона.
Недостатками аппарата являются:
1.Крупногабаратдосхъ телефона (диаметр - 21 мм, высота 10 мм), что практически исключает возможность его применения для детей малого возраста (1-3 года).
2.Плохая мавнжрввна (коммутируемость) телефона у детей и взрослых пациентов.
3.Невозможность осуществления заданной точной акустической корректировки частотной характеристики, поскольку применяемые в таком аппарате ушные вкладыши имеют различную конструкцию (включая ушные слепки) и различные размеры, а частота зависит как от размеров трубчатого фильтра, так и от размеров и особенностей ушного вкладыша.
Заявляемая полезная модель слухового аппарата заушного типа с двумя внешними телефонами направлена на решение следующих задач:
I. Уменьшение габаритов и веса систем аппарата, состоящих из телефонов и ушных вкладышей, для обеспечения возможности размещения их в ушных каналах пациентов, особенно детей малого возраста (1-3 года) , с целью повышения прочности крепления телефонов и повышения их комуфдируемости.
2.Увеличение К.П.Д. телефонов и , соответственно, увеличение звукового давления, подаваемого пациентам, поскольку для большинства из них (особенно для детей) требуется подача звуко вого давления более 125 дБ.
3.Снижение трудоемкости и повышение точности корректировки частотной характеристики на заданных частотах для каждого уха пациента.
4.Обеспечение возможности изменения формы рожка аппарата с целью повышения удобства и прочности его крепления на ушной ра ковине пациента (особенно для детей малого возраста).
Јля решения первых двух задач предлагается слуховой аппарат заушного типа с двумя внешними-телефонами, содержащий микрофон, электронный усилитель, органы управления, настройки и электропитания, размещенные в корпусе, рожок для крепления аппарата на ушной раковине, а также вынесенные из корпуса и подключенные к электронному усилителю телефоны, имеющие выходные ниппели с вставленными в них трубками, корректирующими частотные характеристики телефонов, и надетыми на них ушными вкладышами, отличиающийся тем, что в качестве внешних телефонов применены миниатюрные электро магнитные преобразователи с балансной магнитной системой, в ко торых вывод звуковой энергии выполнен в виде воронкообразного отверстия, расположенного в центре прямоугольной стенки его корпуса, параллельной мембране, упомянутое отверстие окружает тонко стенный ниппель, внутренний диаметр которого значительно больше диаметра отверстия, а на ниппель надет ушной вкладыш, имеющий внутреннюю полость, например, сферической формы и образующий в совокупности с внутренней горловиной ниппеля акустический резонатор Гельмгольца. внутреннего диаметра и такой объемом резонатора Гельмгольца
I- Ccil/ Т ЈЭГ У4ЈУ
ЈЗГ 4ЈУ
обеспечивает заданную частоту корректировки частотной характеристики аппарата, где:
4 - заданная частота корректировки;
Ј - скорость звука в воздухе;
d - внутренний диаметр трубки;
Ј - длина трубки;
/- объем полости резонатора Гельмгольца.
Для реализации четвертой задачи при одновременном выполнении первых трех предлагается рожок слухового аппарата выполнить /в гибкой отежженой металлической трубки (например,медной), окруженной снаружи эластичной пластмассовой оболочкой, например, из поливинилхлорида медицинского назначения.
Конструкция предлагаемого слухового аппарата и его вариантов приведена на фиг.1,2,3.
На фигЛ показан слуховой аппарат в целом. Для подчеркивания сущности полезной модели разрез одного из телефонов совместно с ушным вкладышем показан в увеличенном масштабе.
На фиг.2 показан разрез одного из телефонов совместно с ушным вкладышем и с вставленной в ниппель телефона трубкой, предназначенной для корректировки частотной характеристики аппарата точно на заданной частоте.
На фиг.З показана конструкция рожка аппарата, изменяемого по кривизне в зависимости от антропологических особенностей пациента. длины, что их соотношение с в соответствии с формулой
Предложенный слуховой аппарат (фиг.1) состоит из корпуса I, в котором размещен микрофон, электронный усилитель, органы управления, настройки и электропитания аппарата (на фиг. не показаны), рожка 2, кривизну которого можно изменять в зависимости от размеров и формы ушной раковины пациента, внешних миниатюрных телефонов 3 прямоугольного типа с балансной электромагнитной системой 4, мембраной 5, отверстием 6 для вывода звуковой энергии, ниппелем телефона 7 и надетым на него ушным вкладышем 8, образующим совместно с ниппелем резонатор Гельмгольца. Телефоны соединены с электронным усилителем аппарата проводниками 9.
В телефонах предлагаемого аппарата вывод звуковой энергии выполнен в виде воронкообразного отверстия 6, расположенного в центре прямоугольной стенки корпуса, параллельной мембране, на которую, как указывалось выше, падает основная доля звуковой энергии, генерируемой мембраной в виде плоской звуковой волны.
В следствие криволинейной формы отверстия б подмембранное пространство имеет переменный объем, уменьшающийся от оси отверстия 6 к краям мембраны 5. Это приводит к тому, что объемная плотность звуковой энергии под мембраной неравномерна, в результате чего возникает градиент звукового давления, направленный от периферии к оси отверстия. Поэтому звуковая энергия из подмембранного объема как бы втекает в отверстие 6, что способствует существенному повышению к.п.д телефона и выходящего из него звукового давления.
Для дальнейшего повышения звукового давления используется резонанс звука в резонаторе Гельмгольца. Последний образован горловиной ниппеля 7 и внутренней полостью ушного вкладыша 8, например, сферической формы. Резонанс звука приводит к существенному возрастанию амплитуды звуковой волны, а следовательно, звукового давления.
Уменьшение габаритов и веса системы телефон - ушной вкладыш достигнуто тем, что электромагнитный телефон прямоугольного типа, применяемый в аналогах исключительно внутри корпуса аппарата, преобразован в миниатюрный внешний телефон, причем уменьшению габаритов и веса системы способствует тесная конструктивно-функциональная связь между телефоном и ушным вкладышем, где одна и та де деталь (ниппель) одновременно играет две функции: элемент вывода звуковой энергии из телефона и горловина резонатора Гельмгольца.
Увеличение к.п.д. телефона и звукового давления достигнуто тем, что обеспечены оптимальные условия для вывода звуковой энергии из телефона -и обеспечен резонанс звуковой волны в ушном вкладыше.
Частотная характеристика слуховых аппаратов на низких частотах (от 200 Гц до резонансной частоты мембраны телефона, равной 1000 Гц) регулируется обычно электронным методом (изменением характеристики усилителя). Выше 1000 Гц часто применяются акустические методы. Однако, как указывалось выше, корректировка характеристики на заданной частоте известными акустическими методами трудоемка и зачастую не точна.
В предлагаемом слуховом аппарате система телефон - регулировочная трубка - ушной вкладыш позволяет точно рассчитать и выбрать регулировочную трубку на заданную частоту.
Из фиг.2 видно, что внутренний канал 10 (диаметром ci и длиной (, ) регулировочной трубки II, вставленной в ниппель 7
телефона 3, является горловиной резонатора Гельмгольца, полость которого объемом V образована ушным вкладышем 8.
Резонансная частота резонатора Гельмгольца с высокой точ костью рассчитывается по формуле  :
е .rr.cd.rw
J ,/2Г.ЈЈ:1/Ж
/ ЛТ V €V  AT jtV
где: Ј - скорость звука в воздухе;
Ј- площадб сечения горловины резонатора;
Ј- длина трубки;
V- объем полости резонатора;
0(,- внутренний диаметр трубки.
Таким образом, задаваясь, например, длиной регулировочной трубки -f для конкретногр ушного вкладыша объемом V , можно с высокой точностью определить диаметр d- на заданную частоту.
На практике наружный диаметр ушных вкладышей имеет 5 типоразмеров - 8,9,10,11,12 мм. При характерной толщине стенки 0,5мм внутренний диаметр составляет 7,8,9,10,11 мм. Общая длина ушных вкладышей обычно составляет соответственно 12,13,14,15,16 мм, а длина горловины - 5мм. Зададимся длиной регулировочной трубки 5мм и определим по выше приведенной формуле внутренний диаметр регулировочной трубки d. для всех типоразмеров ушных вкладышей на корректируемые частоты 1600 Гц и 2500 Гц, являющиеся доми нантными для слуха человека.
Результаты расчета приведены в таблице I.
Из таблицы I видно,что диапазон внутренних диаметров трубки лежит в пределах 1,4 - 4,2 мм, вполне реализуемых на практике для упомянутого телефона (размером 9x5,6x4,2мм) и конкретных ушных вкладышей.
Также видно,что внутренний диаметр ниппеля 7 должен быть порядка 4,5 мм, т.е. значительно превышать диаметр отверстия 6 для выхода звука из телефона, обычно равного примерно I мм.
Для расширения диапазона корректировки частотной характеристики можно также варьировать в пределах длины ушного вкла дыша длину регулировочной трубки Ј .
Решение последней задачи, поставленной перед полезной моделью, поясняет рис.3. В корпусе аппарата I закреплен рожок, состоящий из металлической трубки 12 и э/астичного пластмассового покрытия 13, выполненного, например, из поливинилхлорида. Трубка выполнена из отожженного металла, хорошо сохраняющего форму после изгиба, например, из меди. Внутри трубки проходят проводники 9, соединяющие один из внешних телефонов с усилителем аппарата. Рожок может быть изогнут в любом направлении в
зависимости от размеров и строения ушной раковины, чем достигается удобное и прочное крепление аппарата на любом ухе.
Слуховой аппарат работает следующим образом; Подбирают ушные вкладыши по размеру ушных каналов и рассчитывают для них размеры корректирующих трубок, обеспечивающих частотную характеристику аппарата согласно аудиаграмме на каждое ухо. Корректирующие трубки вставляют в ниппели телефонов и надевают на них ушные вкладыши. С помощью органов настройки аппарата устанавливают звуковое давление в телефонах, пропорциональное потерям слуха в каждом ухе. Аппарат навешивают на ухо с меньшей потерей слуха и подгибают рожок до удобного и прочного крепления аппарата. В это ухо вставляют телефон с меньшей звуковой энергией, подсоединяемый к усилителю коротким проводником. Телефон с большей звуковой энергией, подсоединяемый к усилителю длинным проводником, вставляют в ухо с большей потерей слуха. При этом соединительный проводник размещают на затылочной части головы под волосами.
При таком размещении аппарата телефон с большей звуковой энергией значительно удален от микрофона, расположенного в корпусе аппарата, и экранирован головой, что резко снижает вероятность возникновения акустической обратной связи (свиста). Затем включают электропитание аппарата. Принятый микрофоном звук преобразуется в электрический сигнал усиливается электронным усилителем и подается в заданном соотношении по мощности на телефоны. В телефонах происходит преобразование электрического сигнала в звуковой. Звук с минимальными потерями выходит из телефонов, усиливается за счет резонанса в ушных вкладышах и из них по внутриушным каналам поступает на барабанные перепонки ушей.
c$#Z#%2
Подача сбалансированного и откорректированного по частоте
звука одновременно на оба уха повышает примерно на 6 децибелл суммарное звуковое давление, воздействующее на слух пациента, а бинауральное восприятие звука существенно повышает разборчивость воспринимаемой звуковой информации.
Изготовлен экспериментальный образец заявляемого слухового аппарата и проведены его предварительные испытания.
ЛИТЕРАТУРА
1.Аппараты слуховые электронные Электроника У-2, Электроника У-03. Технические условия ПМО.089.323 ТУ. Гос.per. 150/006665 от 23.11.87.
2.Патент СССР № I042209A, кл.НОЧР 13/00, 1983.
3.Патент США № 4.677.675, кл.НОЧР 25/02, 1987.
4.Патент Швейцарии К 668154, кл.НОЧР 25/02, 1986.
5.Эфрусси М.М. Слуховые аппараты и аудиометры. М., Энергия, 1975, 42с - прототип.
6.Патент СССР & 574868, кл.НОЧР 9/10, 1977.
7.Физический энциклопедический словарь. М., Советская энциклопедия, 1984, 631с.