СПОСОБ КОНТРОЛЯ СЛУХА И АУДИОМЕТР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК A61B5/12 

Изобретение относится к автоматическому контролю функционального состояния органов слуха людей и может быть использовано при обследовании значительного числа лиц, например, при профилактических медицинских осмотрах работающих на производствах с высоким уровнем шума, а также к приборам для проведения такого рода контроля, называемым аудиометрами.

Известны способы аудиометрии и аудиометры для их осуществления, позволяющие проводить одновременное обследование нескольких испытуемых. Так, в патентной заявке ФРГ N 2300872, кл. А 61 В 5/12 описан аудиометр, в котором в течение заданного интервала времени (времени действия) генерируется тестовый звуковой сигнал с постоянными для заданного времени действия частотой и уровнем, который одновременно поступает на несколько головных телефонов. Если испытуемый воспринял подаваемый тестовый сигнал, то он нажимает кнопку. Нажатие кнопки регистрируется совместно с информацией о месте, в котором произошло нажатие кнопки и о параметрах тестового сигнала (частота, уровень). В несколько усовершенствованной модификации аудиометр описанного типа известен и из заявки ФРГ N 2704846, кл. А 61 В 5/12, опубликованной в 1978 г.

Недостатком способа аудиометрии, использованного в этих приборах, является то, что при проведении исследований выбор параметров каждого исследующего тестового звукового сигнала не зависит от реакции испытуемого на предыдущий сигнал, в связи с чем пациенты вынуждены подвергаться большому количеству ненужных испытаний, что приводит к их утомляемости, появлению ошибок и к увеличению общей продолжительности обследования.

Более совершенным является способ одновременного контроля слуха нескольких пациентов, использованный в аудиометре, описанном в патентной заявке Великобритании N 2157474, кл. А 61 В 5/12, опубликованной в 1986 г. , в соответствии с которым в зависимости от числа одновременно обследуемых пациентов формируют определенное число последовательностей из тестовых звуковых сигналов задаваемой продолжительности, амплитуды и частоты и анализируют отношение пациентов к воздействующим тестовым звуковым сигналам по наличию или отсутствию с их стороны соответствующей реакции. При этом параметры каждого последующего тестового звукового сигнала формируемой последовательности тестовых звуковых сигналов задаются по результатам анализа отношения соответствующего пациента к предыдущему сигналу. Как следствие, каждый из пациентов получает свою индивидуальную последовательность тестовых звуковых сигналов, что при рациональном индивидуальном учете результатов предыдущих испытаний приводит к существенному сокращению общего числа испытаний, снижению утомляемости пациентов и повышению достоверности обследования.

Недостаток этого способа заключается в том, что испытания всех пациентов подчинены в нем одному и тому же заранее заданному ритму, определяемому тем, что в нем строго и единообразно для всех пациентов задан интервал времени между подаваемыми тестовыми сигналами, а это, учитывая неодинаковость быстроты реакции, проявляемой как разными, так и одним и тем же пациентом, приводит к нерациональным затратам времени.

Сокращение продолжительности обследования достигается тем, что при осуществлении контроля слуха путем подачи акустических сигналов заданной продолжительности, амплитуды и частоты для анализа отношения пациента к предыдущему акустическому сигналу, в отличие от способа-прототипа, анализ отношения пациента к воздействующему акустическому сигналу и прекращение подачи последнего проводят непосредственно вслед за реакцией пациента, а при отсутствии реакции - по истечении заданного интервала времени, отсчитываемого от начала подачи стимула и превышающего его продолжительность.

Указанные отличительные признаки позволяют использовать для ускорения контроля слуха психомоторные особенности испытуемых.

Для лиц с достаточно высокой быстротой реакции на звуковые раздражители становится возможным сократить общую продолжительность аудиометрического контроля путем сокращения продолжительности отдельных испытаний.

Для лиц с недостаточно высокой быстротой реакции сокращение продолжительности аудиометрического контроля достигается путем предоставления испытуемому дополнительного времени для нажатия кнопки, благодаря чему становится возможным правильно учитывать испытания, время реакции на которые превышает продолжительность акустического сигнала. А это позволяет избежать итераций и сократить общее количество испытаний.

Указанные отличительные признаки заявляемого способа контроля слуха являются существенными, что подтверждается отсутствием сведений об их использовании в аналогичных технических решениях, известных из патентной и специальной технической и медицинской литературы. Для реализации заявляемого способа контроля слуха предложен аудиометр, усовершенствующий аналогичный прибор и реализующий описанный выше способ контроля слуха, выбранный в качестве прототипа.

Аудиометр, выбранный в качестве прототипа, предназначен для одновременного обследования нескольких пациентов. Он содержит последовательно связанные центральное процессорное устройство, звуковой генератор, формирователь тестового звукового сигнала, усилитель с коммутатором, телефоны, кнопки пациента и блок сопряжения, таймер интервалов тестового звукового сигнала, соединенный по входу с центральным процессорным устройством, блок анализа реакций пациента, соединенный входами с блоком сопряжения и выходом с центральным процессорным устройством, постоянное и оперативное запоминающие устройства, соединенные по выходам с центральным процессорным устройством. Блок анализа реакций пациента выполнен в виде мультиплексора, что обусловливает необходимую последовательность опроса его входов по команде задающего общий ритм таймера и связанные с этим непроизводительные затраты времени на обследование пациентов.

Отмеченный недостаток устранен и сокращение продолжительности обследования достигается тем, что в аудиометре, содержащем последовательно связанные центральное процессорное устройство, звуковой генератор, формирователь тестового звукового сигнала, усилитель с коммутатором, телефоны, кнопки пациента и блок сопряжения, таймер интервалов тестового звукового сигнала, соединенный по входу с центральным процессорным устройством, блок анализа реакций пациента, соединенный входами с блоком сопряжения и выходом с центральным процессорным устройством, постоянное и оперативное запоминающие устройства, соединенные по выходам с центральным процессорным устройством, в отличие от аудиометра-прототипа, количество таймеров интервалов тестового звукового сигнала соответствует количеству обследуемых и количеству введенных таймеров интервала реакции пациента и таймеров паузы между тестовыми звуковыми сигналами, связанных по входу с центральным процессорным устройством, а блок анализа реакций пациента выполнен в виде блока приоритетных прерываний, первая группа входов которого соединена с выходами блока сопряжения, а вторая - с выходами таймеров, при этом первый и второй выходы центрального процессорного устройства соединены соответственно со вторыми входами формирователя тестового звукового сигнала и усилителя с коммутатором.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого аудиометра; на фиг. 2-8 - соответственно примеры реализации основных блоков аудиометра: центрального процессорного устройства, звукового генератора, формирователя тестового звукового сигнала, усилителя с коммутатором, блока сопряжения, блока приоритетных прерываний и таймеров; на фиг. 9 - укрупненная структурная схема алгоритма работы центрального процессорного устройства.

Аудиометр содержит последовательно связанные центральное процессорное устройство (ЦПУ) 1, звуковой генератор 4, формирователь 5 тестового звукового сигнала, усилитель 6 с коммутатором, телефоны 7, причем блоки 5 и 6 связаны со в ходами ЦПУ 1. Количество комплектов телефонов 7 соответствует номинальному количеству обследуемых пациентов. По числу телефонов в аудиометре имеются кнопки 8 пациента, выходы которых связаны через блок 9 сопряжения с блоком 10 приоритетных прерываний. Последний содержит ряд входов, связанных с выходами таймеров 11, 12, 13 соответственно интервалов тестового звукового сигнала, реакции пациента и паузы между тестовыми звуковыми сигналами. Количество таймеров каждой из групп 11, 12, 13 соответствует количеству кнопок 8 пациента. Блок 10 приоритетных прерываний связан по выходу с ЦПУ 1, с которым связаны по входу таймеры 11, 12, 13. Аудиометр содержит также постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 2 и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 3 для хранения как управляющей программы и констант, так и результатов исследования. ПЗУ 2 и ОЗУ 3 функционально связаны с ЦПУ 1. Для выдачи информации о проведенных аудиометрических исследованиях в приборе имеется печатающее устройство 14. Для визуализации данных и ввода дополнительных данных и программ предусмотрен блок 15 клавиатуры и индикации.

ЦПУ 1 (фиг. 2), например, может содержать тактовый синхрогенератор 1.1, микропроцессор (МП) 1.2, связанный по входу с синхрогенератором 1.1, буферные усилители 1.3, 1.4 адреса и данных, связанные по входу соответственно с адресными и информационными выходами МП 1.2 и по выходу подключенные вместе с сигналами управления МП 1.2 к блокам ПЗУ 2, ОЗУ 3 и выходному регистру 1.5. Управление работой генератора 4, формирователя 5 и усилителя 6 с коммутатором, а также таймеров 11, 12, 13 осуществляется МП 1.2 через выходной регистр 1.5 посредством выдачи параллельного двоичного кода управления на соответствующий блок.

Звуковой генератор 4 (фиг. 3), реализованный, например, по схеме с мостом ВИна, может содержать коммутатор 4.1, RC-звенья (число которых определяется количеством генерируемых частот), связанные по выходам с коммутатором 4.1 и объединенные по входу, усилитель 4.2, связанный с выходом коммутатора 4.1 и входами RC-звеньев. Управление выбором частоты звукового сигнала генератора 4 осуществляется путем коммутации одного из RC-звеньев на вход усилителя 4.2 через коммутатор 4.1, управляемый кодом выбора частоты с выхода регистра 1.5 ЦПУ 1.

Формирователь 5 тестового звукового сигнала может, например (фиг. 4), содержать аттенюатор 5.1, выполненный в виде резисторного делителя напряжения с шагом в 5 дБ, коммутатор 5.2, подключенный информационными входами к выходам аттенюатора 5.1, а входами управления интенсивностью - к выходу регистра 1.5 ЦПУ 1, формирователь переднего и заднего фронтов (трапецеидальной формы огибающей) тестового звукового сигнала, выполненного на оптронах ОЭП1, ОЭП2, управляемых через элементы НЕ импульсом длительности интервала тестового звукового сигнала. Длительность фронтов нарастания и спада тестового звукового сигнала обеспечивается инерционностью оптронов.

Усилитель 6 с коммутатором (фиг. 5) содержит, например, последовательно связанные усилитель 6.1 и коммутатор 6.2, при этом последний подключает выход усилителя 6.1 к телефонам правого уха в зависимости от кода управления выбором телефона, поступающего с выхода регистра 1.5 ЦПУ 1.

Блок 9 сопряжения представляет собой, например, известную антидребезговую схему, реализованную на RS-триггерах (фиг. 6).

Блок 10 приоритетных прерываний, реализованный, например, в виде однокристальной БИС типа КР580ВН59, содержит (фиг. 7) буферный усилитель 10.1, блок 10.2 управления вводом-выводом, регистр 10.3 обслуживания, шифратор 10.4 приоритетов, регистр 10.5 запросов, регистр 10.6 масок прерываний. Блок 10 функционирует в режиме с фиксированным приоритетом, при этом более высокий приоритет имеют входы прерывания от таймеров 11. . . 13.

Блоки 11. . . 13 являются однотипными и могут быть также выполнены, например, в виде однокристальной БИС типа КР580ВИ53, содержащей (фиг. 8) буферный усилитель 11.1, блок 11.2 управления вводом-выводом, регистр 11.3 режима, счетчики 11.4. . . 11.6. Все таймеры функционируют в режиме идущего одновибратора, а запуск счетчиков 11.4. . . 11,6, работающих в реверсивном режиме, осуществляется кодом управления с выходного регистра 1.5 ЦПУ 1.

Описанный аудиометр работает следующим образом. По программе, хранимой в ПЗУ 2 и структура алгоритма которой приведена на фиг. 9, ЦПУ 1 управляет звуковым генератором 4 и формирователем 5, которые регулируют частоту и амплитуду тестового звукового сигнала, а также формируют передний и задний фронты звуковой посылки. Далее через усилитель 6 с коммутатором сигнал поступает к одному или нескольким телефонам 7.

Одновременно с началом подачи тестового звукового сигнала ЦПУ 1 производит запуск таймеров 11 и 12 соответственно интервалов тестового звукового сигнала и реакции пациента. Сигнал реакции испытуемых, формируемый кнопками 8 пациента поступает через блок 9 сопряжения на первую часть входов прерывания блока 10 приоритетных прерываний. На вторую часть входов прерываний блока 10 поступают сигналы с выходов таймеров 11. . . 13, формирующих интервалы тестового звукового сигнала, реакции пациента и паузы между тестовыми звуковыми сигналами. Длительности интервалов задаются ЦПУ 1.

При нажатии любой из кнопок 8 или по окончании любого из интервалов блок 10 вырабатывает сигнал запроса прерывания, поступающий на соответствующий вход запроса прерывания ЦПУ 1, после чего последний в соответствии с приведенной структурой алгоритма переходит на подпрограмму обработки соответствующего уровня прерывания. При поступлении нескольких запросов одновременно обработка прерываний проводится в соответствии с заданными приоритетами. При поступлении сигнала от любой из кнопок 8 пациента ЦПУ 1 запоминает в ОЗУ 3 номер нажатой кнопки и соответствующие значения амплитуды и частоты поданного тестового звукового сигнала, осуществляет сброс соответствующих таймеров 11 и 12 и запуск таймера 13.

При поступлении на блок 10 сигнала с выхода таймера 11 интервала тестового звукового сигнала происходит запуск соответствующего таймера 13 интервала паузы, при поступлении на вход блока 10 сигнала с выхода одного из таймера 12 интервала реакции пациента в ОЗУ 3 проводится запоминание номера ненажатой кнопки и соответствующих значений амплитуды и частоты тестового звукового сигнала, не вызвавшего реакции пациента, а при поступлении на вход блока 10 сигнала с выхода одного из таймеров 13 интервала паузы между тестовыми звуковыми сигналами проводится формирование следующего интервала тестового звукового сигнала и очередной запуск таймеров 11 и 12. При этом величины частоты и уровня очередной посылки устанавливаются ЦПУ 1, исходя из имеющихся в ОЗУ 3 данных о реакции пациента на предыдущую посылку по подпрограмме, основанной на одной из известных методик, например, методом параметрической оценки с помощью последовательного тестирования. На основании данных об амплитудах тестового звукового сигнала на одной и той же частоте ЦПУ 1 выполняет определение порога слышимости пациента на данной частоте, данные о котором регистрируются в ОЗУ 3. Полный объем сведений о порогах слышимости пациента на всех тестовых частотах выводится по окончании обследования в виде аудиограммы на устройство индикации блока 15 клавиатуры и индикации или печатающее устройство 14. Ввод исходных данных и режимов работы осуществляется с помощью клавишного пульта блока 15.

Поскольку благодаря изобретению стало возможным обеспечить учет нажатия кнопки и установить начало нового испытания в любой из моментов времени внутри интервала тестового звукового сигнала, в зависимости от быстроты реакции испытуемого стало возможным сократить продолжительность значительного количества испытаний, сопровождающихся нажатием кнопки пациента и, благодаря этому, сократить общую продолжительность обследования. Время обследования удалось сократить и путем предоставления пациентам более продолжительного интервала на проявление реакции на тестовый звуковой сигнал, что способствует сокращению количества ненужных итераций в случае обследования лиц с замедленной реакцией на звуковые раздражители. В соответствии с проведенными расчетами внедрение изобретения позволит сократить общую продолжительность аудиометрических обследований на 15-20% по сравнению со способом, выбранным в качестве прототипа. (56) Патент Великобритании N 2177474, кл. А 61 В 5/12, 1986.

Способ контроля слуха одного или нескольких пациентов включает формирование последовательностей по числу обследуемых пациентов из тестовых звуковых сигналов задаваемой продолжительности, амплитуды и частоты, воздействие получаемыми сигналами на слух пациентов и анализ отношения пациентов к воздействующему тестовому звуковому сигналу по наличию или отсутствию с их стороны соответствующей реакции. При этом определение параметров каждого последующего тестового звукового сигнала формируемой последовательности проводится по результатам анализа отношения соответствующего пациента к предыдущему сигналу. Благодаря тому, что анализ отношения пациента к воздействующему тестовому звуковому сигналу и прекращение его подачи проводят непосредственно вслед за реакцией пациента, а при отсутствии реакции пациента - по истечении заданного интервала времени t_a , отсчитываемого от начала подачи воздействующего тестового звукового сигнала и превышающего продолжительность его звучания t_c , сокращается общая продолжительность контроля. Аудиометр, содержащий последовательно связанные центральное процессорное устройство, звуковой генератор, формирователь тестового звукового сигнала, усилитель с коммутатором, телефоны, кнопки пациента и блок сопряжения, таймер интервалов тестового звукового сигнала, соединенный по входу с центральным процессорным устройством, блок анализа реакций пациента, соединенный входами с блоком сопряжения и выходом с центральным процессорным устройством, постоянное и оперативное запоминающие устройства, соединенные по выходам с центральным процессорным устройством, отличающийся тем, что количество таймеров интервалов тестового звукового сигнала соответствует количеству обследуемых и количеству введенных таймеров интервала реакции пациента и таймеров паузы между тестовыми звуковыми сигналами, связанных по входу с центральным процессорным устройством, а блок анализа реакций пациента выполнен в виде блока приоритетных прерываний, первая группа входов которого соединена с выходами блока сопряжения, а вторая - с выходами таймеров, при этом первый и второй выходы центрального процессорного устройства соединены соответственно со вторыми входами формирователя тестового звукового сигнала и усилителя с коммутатором. 9 ил.

1. Способ контроля слуха путем подачи акустических сигналов заданной продолжительности, амплитуды и частоты для анализа отношения пациента к предыдущему сигналу, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности обследования, анализ отношения пациента к воздействующему акустическому сигналу и прекращение подачи последнего проводят непосредственно вслед за реакцией пациента, а при отсутствии реакции - по истечении заданного интервала времени, отсчитываемого от начала подачи стимула и превышающего его продолжительность. 2. Аудиометр для контроля слуха, содержащий последовательно связанные центральное процессорное устройство, звуковой генератор, формирователь тестового звукового сигнала, усилитель с коммутатором, телефоны, кнопки пациента и блок сопряжения, таймер интервалов тестового звукового сигнала, соединенный входом с центральным процессорным устройством, блок анализа реакций пациента, соединенный входами с блоком сопряжения и выходом с центральным процессорным устройством, постоянное и оперативное запоминающие устройства, соединенные выходами с центральным процессорным устройством, отличающийся тем, что количество таймеров интервалов тестового звукового сигнала соответствует количеству обследуемых и количеству введенных таймеров интервала реакции пациента и таймеров паузы между тестовыми звуковыми сигналами, связанных входами с центральным процессорным устройством, а блок анализа реакций пациента выполнен в виде блока приоритетных прерываний, первая группа входов которого соединена с выходами блока сопряжения, а вторая - с выходами таймеров, при этом первый и второй выходы центрального процессорного устройства соединены соответственно с вторыми входами формирователя тестового звукового сигнала и усилителя с коммутатором.