Устройство для исследования перифери-чЕСКОгО СлуХОВОгО АппАРАТА Советский патент 1981 года по МПК A61B5/12 

1

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к диагностической технике, и может быть испольт зовано в отоларингологии при диагностике заболеваний внутреннего уха,Известно устройство для исс.ледования периферического слухового аппарата, которое содержит последовательно соединенные генератор звуковых частот, усилитель звуковых частот, преобразователь электрических сигналов в акустические,электроды, усилитель биопотенциалов и регистрирующий прибор. При работе с известным устройством с целью защиты как от внешних электромагнитных помех, так и от помех звукового стимулятора, объект исследования или пациента помещают в электроэкранированную камеру. Микрофонные потенциалы улитки отводят во время звуковой стимуляции уха при помощи электродов, один из которых активный, устанавливают, например, в задненижнем квадранте барабанной перепонки, а при ее перформации - на промонториуме или круглом окне, другой, пассивный, - на мочке уха. При симметричной схеме измерения второй активный электрод уста авливают на кожном покрове головы.

Подачу звуковых стимулов осуществляют чистыми различной частоты и интенсивности l.

Однако регистрация микрофонных потенциалов улитки вызывает значительные затруднения ввиду малых (до 0,1 мкВ) величин измеряемых сигналов, поэтому приходится снижать уровень собственных шумов усилите-

0 ля биопотенциалов до 0,5-1 мкВ в полосе звуковых частот - и тщательно экранировать громкоговоритель и помещение, где проводятся исследования.

Цель изобретения - повышение чув5ствительности и помехозащищенности при измерении микрофонных потенциалов улитки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для исследова0ния периферического слухового аппарата, содержащее последовательно соединенные генератор звуковых частот, усилитель звуковых частот, преобразователь электрических сигна5лов в акустические, электроды, усилитель биопотенциалов и регистрирующий прибор, введены последовательно соединенные регулируемый фазовращатель, генератор импульсов, смеси0тель и активный фильтр низких частот.

причем вход регулируемого фазовращателя соединен с выходом генератора звуковых частот, вход смесителя соединен с выходом усилителя биопотенциалов, а выход активного фильтра низких частот соединен с регистрирующим прибором.

На (|)иг.1 изображен структурная схема предлагаемого устройства для исследования периферического слухового аппарата; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема фазовращатепя и генератора импульсов.

Устройство содержит генератор 1 звуковых частот, усилитель 2 звуковых частот, преобразователь 3 электрических сигналов в акустические, электроды 4, усилитель 5 биопотёнциалов, смеситель 6, активный фильтр 7 низких частот, регистрирующий прибор 8, регулируемый фазовращатель 9 и синхронизируемый генератор 10 прямоугольных ш-шульсов.

Смеситель 6 выполняет роль фа ового дискриминатора и относится к управляемым преобразователям. Постоянная составляющая выходного сигнала такого преобразователя зависит от величины синусоидального входного сигнала и его фазового сдвига по отношению к управляющему сигналу, в ,частности при равенстве частот обоих, сигналов.

Это означает, что управляемый преобразователь обладает свойствами фазочувствительности и избирательности к частоте и обеспечивает подавление помех.

Кроме того, управляемый преобразователь обеспечивает значительно большую линейность функции преобразования, по-сравнению с неуправляемым, и, благодаря эффекту линеаризации, может быть использован при сколь угодно малых входных сигналах Перечисленные свойства управляемого преобразователя значительно повышают чувствительность и помехоустойчивость устройства по сравнению с ивестным устройством. Улучшение соотношения сигнал/шум при постоянной времени однозвенного активного фильтра, низких частот ,10-с и шумовой полосе 25 кГц составляет 60 дБ.

Фазовращатель 9 состоит из двух фазовращающих звеньев (первая пара транзисторов 11,12 и вторая пара тран1т1сторов 13 и 14 с соответствующими RC-цепочками (фиг.2). Истоковый повторитель и фазоинвертор на биполярном транзисторе надежно развязывают каскады между собой и обеспечивают стабильность фазы выходного сигнала. Фазовращатель имеет четыре перекрывающихся переключателем 15 диапазона рабочих частот. Переключатель 16 служит для переворота фазы, а спаренный десятиоборотный

потенциометр 17,18 - для ее плавного изменения.

Отсчет фазы производится по двадцатиоборотному лимбу. В генераторе 10 прямоугольных импульсов использован симметричный ограничитель на микросхеме 19, диодах 20-23 и стабилитроне 24. Оконечный каскад транзисторов 25-32 имеет раздельные каналы, собранные на транзисторах противоположной проводимости и возбуждаемые симметричным огра1 ичи.телем. Такая схема обеспечивает точную противофазность коммутационных импульсов и равенство времен задержки в каждом канале, чем достигается минимальное перекрытие состояний включено-выключено в схеме интегральных ключей управляемого преобразователя. Для получения одинаковых фронтов нарастания и спада коммутационных импульсов на выходе ка кдого канала поставлены повторители, работающие в классе В. Транзисторы 2528 работают в режиме насыщения. Для уменьшения времени рассасывания неосновных носителей токи транзисторов 27-32 ограничены, а в междукаскадные цепи введены делители насопротивлениях. С эмиттеров транзисторов 2932 снимаются опорные напряжения-с фазойым сдвигом 180°. Время нарастания и спада выходных импульсов опорного напряжения в импульсное составляет 0,2%.

Устройство работает следующим образом.Преобразователь 3 вырабатывает звуковой стимул в соответствии с частотой и интенсивностью сигнала, Зсщаваемого генератором 1 и проходящего через усилитель 2. Отводимый от электродов 4 микрофонный, потенциал внутреннего уха, отстоящий по фазе от сигнала звукового стимула, усиливается усилителем 5 биопотенциалов . и поступает на один из входов смесителя 6. Сигнал с выхода генератора 1 поступает также на регулируемый фазовращатель 9, с выхода которого передается на синхронизируемый генератор 10 прямоугольных импульсов. Прямоугольные импульсы с выхода генератора 10 поступают на. второй вход смесителя 6. Образуемый на выходе . активного фильтра 7 низких частот постоянный ток измеряется прибором 8.

При выполнении условия равенства фаз сигналов на входах смесителя б на выходе активного фильтра 7 низких частот получается максимальная величина постоянного тока, измеряемого прибором 8. Выполнение же указанного условия достигается посредством регулировки .сдвига фазы в фазовращателе 9 по максимальному отклонению стрелки прибора 8. При этом по оцифрованной в градусах шкале ручки регулировки фазовращателя 9 отсчитывается величина фазы микрофонного потенциала, а по прибору 8 его амплитуда.

Использование новых блоков - регулируемого фазовращателя, синхронизируемого генератора прямоугольных импульсов, смесителя и активного фильтра низких частот обеспечивает повышение чувствительности (до значения полной шкалы 100 нВ), помехозащищенности как от посторонних источников, так и от звукового стимулятора (в нормальных условиях поликлиники необходимость в экранировке помещения отпадает), а также динамический диапазон устройства. Измерение фазы может быть произведено с точностью ± 2 (по шкале фазовращателяО в звуковом диапазоне частот.

Применение данного устройства способствует стабильности измерений микрофонных потенциалов улитки животных и человека, существенно расширяет диапазон информативности и позволяет с большей достоверностью назначать глухим пациентам соответствующий вид лечения.

Формула изобретения

Устройство для исследования периферического слухового аппарата, содержащее последовательно соединенные генератор звуковых частот, усилитель звуковых частот, преобразователь электрических сигналов в акустические, электроды, усилитель биопотенциалов и регистрирунвдий прибор, отличающееся тем, что, с целью повьаиения чувствительности и помехозащищенности при измерении микрофонных потенциалов .улитки, в него введены последовательно соеди0ненные регулируеюлй фазовращатель, генератор импульсов, смеситель и активный фильтр низких частот, причем вход регулируемого фазовращателя соединен с выходом генератора

5 звуковых частот, вход смесителя соединен с выходом усилителя биопотенциалов, а выход активного фильтра низких частот соединен с регистрирующим прибором.

0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Плужников М.С. и др. Зависимость между интенсивностью звуково5го раздражения и ответной реакцией

Ушные,носовые и горловые

улитки.болезни, Киев, Паукова думка, 1973, № 5.