ТАКТИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЛУХИХ Российский патент 1998 года по МПК A61F11/04 

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской технике, и касается устройств для тактильного восприятия звуковой информации пациентами с дефектами слуха.

Тактильные устройства предназначены для передачи больным, имеющим большую степень потери слуха, звуковой информации через тактильные ощущения.

Известно много разновидностей тактильных устройств, отличающихся по принципу обработки и преобразования звуковых сигналов в электрические и механические воздействия, а также по количеству каналов [1, 2].

Известно устройство для тактильного восприятия звуковой информации пациентами с дефектами слуха [3], которое можно принять за ближайший аналог. Это устройство содержит акустический датчик в виде стандартного микрофона, усилитель, блок анализа частотных составляющих, а также электромеханические или оптические преобразователи, каждый из которых используется в определенной узкой полосе частот для создания давления, которое воздействует на определенную точку кожи.

Однако известное устройство не обеспечивает восприятия большей части составляющих звукового сигнала из-за очень высоких значений порога тактильной чувствительности к вибрации (ритмическим изменениям давления) частотой менее 15-40 Гц и более 700-1000 Гц.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка устройства, преобразующего любые частотные составляющие акустического спектра звукового сигнала в вибрационные стимулы с частотой вибрации, для которой пороги тактильного ощущения являются наименьшими (вибрационные стимулы с оптимальными для тактильного восприятия параметрами).

Поставленная задача решается таким образом, что в тактильном устройстве, содержащем микрофон, микрофонный усилитель, компрессор, усилитель мощности и электромеханические преобразователи, каждый из полосовых фильтров, входящих в блок анализа частотных составляющих, последовательно соединен с амплитудным детектором и модулятором, причем управляющие входы модуляторов соединены с генератором импульсов, которые преобразуются в вибрационные стимулы с оптимальными для тактильного восприятия параметрами.

Таким образом, разные частотные составляющие звукового сигнала воспринимаются различными участками кожи в виде вибрации той частоты, к которой кожа наиболее чувствительна. Эта частота вибрации задается генератором импульсов и соответствует, например, частоте 200 - 400 Гц.

На чертеже приведена блок-схема электронной части тактильного устройства.

Устройство содержит микрофон 1, микрофонный усилитель 2, компрессор 3, полосовые фильтры 4-11, амплитудные детекторы 12-19, модуляторы 20-27, генератор импульсов модуляции 28, усилители мощности 29-36, электромеханические преобразователи 37-44, блок питания 45.

Устройство работает следующим образом. Звуковой сигнал преобразуется микрофоном 1 в электрический сигнал, который затем усиливается микрофонным усилителем 2 и поступает на вход компрессора 3. Компрессор 3 сжимает динамический диапазон сигнала, после чего сигнал поступает на входы полосовых фильтров 4-11, которые выделяют из сигнала колебания, лежащие в заданных интервалах частот. Сигналы с выходов полосовых фильтров 4-11 детектируются (выпрямляются) амплитудными детекторами 12-19 и затем модулируются прямоугольными импульсами при помощи амплитудных импульсных модуляторов 20-27, на управляющие входы которых поступают импульсы модуляции от генератора 28. Сигналы с выходов модуляторов 20-27 поступают на усилители мощности 29-36, а затем на электромеханические преобразователи 37-44. Ко всем активным блокам устройства подсоединен блок питания 45.

Введение генератора 28, амплитудных детекторов 12-19 и модуляторов 20-27 обеспечивает тактильное восприятие пациентами с тугоухостью и глухотой всех основных составляющих звукового сигнала. Анализ доступной информации, выявленной патентно-информационными исследованиями, а также тот факт, что эта задача до сих пор не была решена, позволяет судить о соответствии решения необходимому для изобретения уровню техники. Новизна решения подтверждается также тем, что в России подобное устройство разработано впервые и пока не имеет аналогов.

Проведенная научно-исследовательская и опытно-конструкторская работа показала, что применение акустико-тактильного устройства позволяет достичь не менее успешных результатов в понимании глухими речи, чем при использовании многоканальных имплантируемых протезов улитки, не требуя при этом сложного хирургического вмешательства.

Основная область применения этой модели устройства - развитие у глухих детей способности говорить и понимать разговорную речь. Этот результат достигается путем постепенного формирования у детей пространственно-временных тактильных образов, эквивалентных слуховым образам слов и словосочетаний. При этом, как показали исследования, могут быть использованы традиционные методики развития разговорной речи глухих учащихся.

Устройство может применяться также в качестве дополнительного источника звуковой информации при одновременном использовании с протезом улитки или слуховым аппаратом.

Портативность устройства позволяет использовать его практически в любой ситуации в повседневной деятельности.

Литература
1. Tactile aids to lipreading: current status and future prospects /Bernstein Lunne E./ /ICCART'88: Int. Conf. Assoc. Adv. Rehabil. Technol., 5-30 June, 1988: Proc. -Ottava, 1988, -c.218-219.

2. Evaluations of tactile aids for the hearingimpaired /Veisenberger Janet M./ /ICAAT'88: Int. Conf. Assoc. Adv. Rehabil. Technol., Montreal, 25-30 June, 1988: Proc. .-Ottava, 1988, -c. 224-225.

3. Заявка на изобретение Франции N 2577739, A 61 F 11/04, 1986, публикация 86 08 22 N 34, ВНИИПИ 135-03-87.

Изобретение относится к медицине, а именно к устройствам тактильного восприятия звуковой информации для глухих. Технический результат - расширение диапазона преобразования частотных составляющих акустического спектра звукового сигнала в вибрационные стимулы с оптимальными для тактильного восприятия параметрами - достигается за счет того, что в устройство, содержащее микрофон, усилитель, компрессор, блок анализа частотных составляющих и электромеханические преобразователи, введены n-усилителей мощности, каждый из полосовых фильтров последовательно соединен через амплитудный детектор, модулятор и усилитель мощности с соответствующим электромеханическим преобразователем, причем управляющие входы модуляторов соединены с генератором импульсов. 1 ил.

Тактильное устройство для глухих, содержащее последовательно соединенные микрофон, усилитель и компрессор, выход которого соединен с входом блока анализа частотных составляющих, канал которого выполнен на полосовом фильтре, вход которого является входом блока анализа частотных составляющих, амплитудном детекторе и модуляторе, управляющий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, и электромеханические преобразователи, отличающееся тем, что в него дополнительно введены n-усилителей мощности (где n - число электромеханических преобразователей), а блок анализа частотных составляющих содержит n - 1 дополнительные каналы, выполненные аналогично первому, входы полосовых фильтров которых объединены с входом полосового фильтра первого канала, выход каждого полосового фильтра через амплитудный детектор соединен с информационным входом модулятора, выход модулятора каждого из n-каналов через соответствующий усилитель мощности соединен с входом электромеханического преобразователя, а его управляющий вход в каждом из n - 1 каналов соединен с выходом генератора импульсов.