способ улучшения слуха у больных с высокочастотной тугоухостью

Формула изобретения

Способ улучшения слуха, применяемый в слухопротезировании больных с тугоухостью на частотах свыше 1000 Гц, заключающийся в сдвиге частот речевого спектра в низкочастотную область сохранного слуха путем его цифровой обработки по принципу деления частоты, отличающийся тем, что все частоты речевого спектра уменьшаются в 1,25 раза, без предварительного разделения звукового сигнала на частотные полосы, искажения структуры и октавности спектра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине и медицинской сурдологии, в частности к способам улучшения разборчивости восприятия речи у больных, страдающих тяжелой степенью тугоухости на частотах свыше 1000 Гц, и может быть использовано при создании устройств слухового протезирования.

Известен способ улучшения слуха у больных с высокой степенью высокочастотной тугоухости, заключающийся в сдвиге спектральных составляющих высокочастотного участка речевого диапазона на одну и ту же величину по принципу гетеродинирования с последующим наложением преобразованного таким образом сигнала на исходный ( Пат. 1340105 Великобритания. Aids for deaf persons / M. Velmans. Описание способа дано в книге: Лисовский В.А., Елисеев В.А. Слуховые приборы и аппараты.- M.: Радио и связь, 1991, с. 177-178 ).

Недостатками этого способа являются недостаточная эффективность, обусловленная искажением структуры спектра звукового сигнала в результате наложения преобразованного сигнала на исходный, а также непропорциональностью сдвига более высоких и более низких частот (нарушением октавности сигнала), что вызывает необходимость длительной тренировки при восприятии речи и невозможность восприятия музыки.

В качестве прототипа предлагается способ улучшения слуха, заключающийся в перемещении спектра двух частотных полос: 1500-2400 Гц и 4800-6000 Гц, лежащих в пределах частотного диапазона речи, в низкочастотную область остаточного слуха по принципу деления частоты на коэффициенты 3 и 6 соответственно. В результате диапазон 1500-2400 Гц преобразуется в диапазон 500-800 Гц, а диапазон 4800-6000 Гц - в 800-1000 Гц. Преобразованные участки спектра накладываются на часть непреобразованного сигнала в диапазоне 500-1000 Гц. При этом звуки естественного спектра сохраняются только на участке частот от 80 до 500 Гц, а весь частотный спектр речи укладывается в диапазон от 80 до 1000 Гц. (Пат. 0054450 ЕПВ. Perfectionnements aux dispositifs de prothese auditive/J. -C.Lafon. Описание способа дано в книге: Лисовский В.А., Елисеев В.А. Слуховые приборы и аппараты.-М.: Радио и связь, 1991, с. 177-178 ).

Недостатками прототипа являются его малая эффективность (улучшение разборчивости восприятия речи от 5 до 15%), обусловленная искажением структуры спектра в результате наложения двух высокочастотных полос на низкочастотный участок непреобразованного сигнала, что вызывает необходимость длительной тренировки при восприятии речи и не позволяет воспринимать музыку.

Целью предлагаемого изобретения является улучшение слуха и в частности разборчивости восприятия речи у больных с тугоухостью на частотах свыше 1000 Гц.

Поставленная цель достигается путем сдвига всех частот речевого спектра в низкочастотную область сохранного слуха путем его цифровой обработки по принципу деления частоты, то есть уменьшения всех частот спектра примерно в 1,25 раза без предварительного деления сигнала на частотные полосы, искажения его структуры и октавности.

Предлагаемый способ реализован в эксперименте с помощью персонального IBM компьютера.

Для выполнения этой задачи необходимо выполнить следующие действия:

1. Входной (исходный) сигнал дискретизируется с частотой f_s.

2. Сигнал разбивается на равные временные сегменты, каждый из которых состоит из N=2ⁿ отсчетов.

3. Для каждого сегмента вычисляется дискретное преобразование Фурье.

4. Полученные значения спектра масштабируются с нужным нам коэффициентом деления по частоте.

5. Множество полученных значений спектра являются дискретным преобразованием Фурье на N частотах.

6. Вычисляем обратное преобразование Фурье и получаем М временных отсчетов преобразованного сигнала, образующих непрерывный спектр. При этом длительности входного и преобразованного сигнала равны, а каждая частота спектра уменьшается на заданный коэффициент.

На основе заявляемого способа улучшения слуха произведено исследование разборчивости восприятия речи у 10 человек при наличии резкого спада слуховой чувствительности (40 - 45 дБ на октаву) на частотах свыше 1000, 500 и 250 Гц. Разборчивость восприятия речи, при наличии остаточного слуха в полосе от 100 до 1000 Гц, возросла с 85 до 96%, т.е. на 11% (фиг. 1); при наличии остаточного слуха в диапазоне от 100 до 500 Гц - с 56 до 94%, т.е. на 38% (фиг.2); при остаточном слухе в диапазоне от 100 до 250 Гц - с 39 до 83%, т. е. на 44% (фиг. 3).

Указанные результаты получены при коэффициентах деления частоты от 1,16 до 1,33, т.е. при уменьшении всех частот спектра звука в среднем в 1,25 раза, без предварительной тренировки.

Таким образом, изобретение позволяет значительно улучшить разборчивость восприятия речи при слухопротезировании больных с высокочастотной тугоухостью, обеспечивает неискаженное восприятие музыки и другой полезной звуковой информации, благодаря максимально щадящему способу преобразования звука.

Практически предложенный способ улучшения слуха может быть использован при создании новых типов слуховых аппаратов.