RU2552099C1 - Method for examining ear-drum state - Google Patents
Method for examining ear-drum state Download PDFInfo
- Publication number
- RU2552099C1 RU2552099C1 RU2014103516/14A RU2014103516A RU2552099C1 RU 2552099 C1 RU2552099 C1 RU 2552099C1 RU 2014103516/14 A RU2014103516/14 A RU 2014103516/14A RU 2014103516 A RU2014103516 A RU 2014103516A RU 2552099 C1 RU2552099 C1 RU 2552099C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- eardrum
- frequency
- polyharmonic
- condition
- frequencies
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам аудиометрических исследований.The invention relates to methods for audiometric studies.
Барабанная перепонка, являясь главным звеном слуховой системы, под воздействием колебаний звукопроводящего окружения подвергается незначительным упругим вибрациям, динамические характеристики которых позволяют оценить ее состояние.The eardrum, being the main link in the auditory system, undergoes slight elastic vibrations under the influence of vibrations of the sound-conducting environment, the dynamic characteristics of which make it possible to evaluate its condition.
Из существующего уровня техники известно устройство оценки состояния барабанной перепонки (патент на изобретение RU №2332164, опубл. 27.08.2008 г.), содержащее генератор звуковой частоты с головными телефонами и частотомер, отличающееся тем, что в головные телефоны встроены излучатель ультразвуковой частоты, ультразвуковой датчик и частотомер, а головки головных телефонов выполнены широкополосными динамическими. Недостатками этого устройства является низкая точность, обусловленная тем, что величина колебательной скорости барабанной перепонки на звуковой частоте мала, и, как следствие, уровень отраженного сигнала будет также мал, то есть даже при отсутствии патологии барабанной перепонки разница в частотах ультразвукового и звукового сигналов будет минимальна. Для повышения объективности оценки состояния барабанной перепонки с помощью названного устройства требуется усилить мощность звуковых колебаний. Однако при высоких уровнях звукового давления проявляется акустический рефлекс, степень натяжения барабанной перепонки усиливается, что приводит к снижению колебательной скорости и, соответственно, к снижению объективности оценки состояния барабанной перепонки.A device for assessing the condition of an eardrum (patent for invention RU No. 2332164, published on 08.27.2008) containing a sound frequency generator with head phones and a frequency meter, characterized in that an ultrasonic frequency, ultrasonic emitter is integrated into the head phones, is known from the prior art. a sensor and a frequency meter, and the heads of the headphones are made of dynamic broadband. The disadvantages of this device is the low accuracy due to the fact that the vibrational velocity of the eardrum at the sound frequency is small, and as a result, the level of the reflected signal will also be small, that is, even in the absence of pathology of the eardrum, the difference in the frequencies of the ultrasonic and sound signals will be minimal . To increase the objectivity of assessing the condition of the eardrum using the above-mentioned device, it is necessary to strengthen the power of sound vibrations. However, at high levels of sound pressure, an acoustic reflex is manifested, the degree of tension of the eardrum is enhanced, which leads to a decrease in vibrational velocity and, accordingly, to a decrease in the objectivity of assessing the condition of the eardrum.
Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности диагностики состояния барабанной перепонки с помощью сигналов звуковой частоты.The technical task of the invention is the ability to diagnose the condition of the eardrum with the help of sound frequency signals.
Решение технической задачи достигается тем, что для каждой частоты полигармонического звукового сигнала, подаваемого в слуховой анализатор человека через ушной вкладыш, герметично сочлененный с концом волновода, другой конец которого оборудован громкоговорителем, соединенным с генератором такого сигнала, определяют три частоты (fi), на которых реактивная компонента комплексного импеданса барабанной перепонки равна нулю, для каждой частоты рассчитывают значения коэффициента поглощения (αi) и резистанса (Ri), на основании которых рассчитывают оценку состояния барабанной перепонки исследуемого уха (K)The solution to the technical problem is achieved by the fact that for each frequency of the polyharmonic sound signal supplied to the human auditory analyzer through an earmold, hermetically articulated with the end of the waveguide, the other end of which is equipped with a loudspeaker connected to the generator of such a signal, three frequencies are determined (f i ), which the reactive component of the complex impedance of the tympanic membrane is zero, for each frequency calculated values of the absorption coefficient (α i), and Resistance (R i), based on which races ityvayut assessment of the tympanic membrane of the ear of the test (K)
K=0,01(|f1-430|+|f2-980|+|f3-2300|)+K = 0.01 (| f 1 -430 | + | f 2 -980 | + | f 3 -2300 |) +
+10(|α1-0,9|+|α2-0,2|+|α3-0,8|)+0,5(|R1-2|+|R2-20|+|R3-2,6|),+10 (| α 1 -0.9 | + | α 2 -0.2 | + | α 3 -0.8 |) +0.5 (| R 1 -2 | + | R 2 -20 | + | R 3 -2.6 |),
и при K>10 диагностируют патологию барабанной перепонки, требующую углубленного обследования.and at K> 10, an eardrum pathology is diagnosed, requiring in-depth examination.
Диапазон частот сигнала, используемого для диагностики, составляет, как правило, от 340 Гц до 3300 Гц.The frequency range of the signal used for diagnosis is, as a rule, from 340 Hz to 3300 Hz.
Полигармонический звуковой сигнал, используемый для диагностики, как правило, образован набором тональных сигналов с шагом по частоте 20 Гц, что обеспечивает точность диагностики состояния барабанной перепонки, удовлетворяющую требованиям отоларингологической практики.The polyharmonic sound signal used for diagnostics, as a rule, is formed by a set of tonal signals with a frequency step of 20 Hz, which ensures the accuracy of the diagnosis of the condition of the eardrum, which meets the requirements of otolaryngological practice.
Процедура диагностики состояния барабанной перепонки одного уха, как правило, составляет не более 15 секунд.The procedure for diagnosing the condition of the eardrum of one ear, as a rule, is no more than 15 seconds.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является упрощение и уменьшение времени диагностики состояния барабанной перепонки.The technical result provided by the given set of features is to simplify and reduce the time for diagnosing the condition of the eardrum.
По совокупности существенных признаков заявляемый способ существенно отличается от аналога, так как:In terms of the set of essential features, the claimed method differs significantly from the analogue, since:
1) отсутствует необходимость создавать избыточное давление в наружном слуховом проходе, чем устраняется выраженный помеховый фактор;1) there is no need to create excessive pressure in the external auditory canal, which eliminates the pronounced interference factor;
2) отсутствует необходимость излучать в наружный слуховой проход ультразвук и высокоинтенсивный звук, оказывающие неблагоприятное воздействие на слуховой анализатор;2) there is no need to radiate ultrasound and high-intensity sound into the external auditory canal, adversely affecting the auditory analyzer;
3) обеспечивает прямое измерение импеданса слуховой системы в звуковом диапазоне частот с любым шагом.3) provides a direct measurement of the impedance of the auditory system in the audio frequency range with any step.
Диагностика состояния барабанной перепонки с использованием заявляемого способа состоит в следующем.Diagnosis of the condition of the eardrum using the proposed method is as follows.
1) Пациента усаживают на стул (на табурет, в кресло и т.п.), в его ухо устанавливают ушной вкладыш, герметично сочлененный с концом волновода, другой конец которого оборудован громкоговорителем, соединенным с генератором полигармонических сигналов звуковой частоты, причем в двух точках боковой поверхности волновода установлены измерительные микрофоны так, чтобы:1) The patient is seated on a chair (on a stool, in a chair, etc.), an ear insert is installed in his ear, hermetically articulated with the end of the waveguide, the other end of which is equipped with a loudspeaker connected to a sound frequency polyharmonic signal generator, and at two points The side surface of the waveguide is equipped with measuring microphones so that:
расстояние от любого микрофона до конца волновода превышало 10 диаметров волновода;the distance from any microphone to the end of the waveguide exceeded 10 waveguide diameters;
расстояние между микрофонами L удовлетворяло соотношениюthe distance between the microphones L satisfied the ratio
0,025λmax<L<λmin/2,0,025λ max <L <λ min / 2,
где λmin, λmax - минимальная и максимальная длина звуковой волны, излучаемая громкоговорителем при диагностике состояния барабанной перепонки, м.where λ min , λ max - the minimum and maximum length of the sound wave emitted by the loudspeaker when diagnosing the condition of the eardrum, m
2) Через громкоговоритель в волновод подают полигармонический звуковой сигнал, образованный набором тональных сигналов, одновременно с через аналого-цифровой преобразователь передают в компьютер информацию с двух измерительных микрофонов.2) Through the loudspeaker, a polyharmonic sound signal formed by a set of tonal signals is supplied to the waveguide; simultaneously, information from two measuring microphones is transmitted to the computer through an analog-to-digital converter.
3) Обрабатывая зарегистрированную информацию, для каждой частоты полигармонического сигнала определяют:3) Processing the registered information, for each frequency of the polyharmonic signal, it is determined:
- уровни звукового давления в двух точках волновода (P1 и P2) и разность фаз сигналов, регистрируемых измерительными микрофонами на каждой частоте (φ);- sound pressure levels at two points of the waveguide (P 1 and P 2 ) and the phase difference of the signals recorded by the measuring microphones at each frequency (φ);
- модуль комплексного коэффициента отражения (r) звуковых колебаний для каждой частоты:- module of the complex reflection coefficient (r) of sound vibrations for each frequency:
где N=P1/P2 - соотношение уровней звукового давления в измерительных микрофонах на каждой частоте, k=2π/λ - волновое число (пространственная частота), L - расстояние между измерительными микрофонами;where N = P 1 / P 2 is the ratio of sound pressure levels in the measuring microphones at each frequency, k = 2π / λ is the wave number (spatial frequency), L is the distance between the measuring microphones;
- коэффициент поглощения- absorption coefficient
α=1-r2;α = 1-r 2 ;
- комплексный импеданс барабанной перепонки для каждой частоты- complex impedance of the eardrum for each frequency
Z=R+jY,Z = R + jY,
где R - резистанс (активная компонента импеданса), Y - реактанс (реактивная компонента импеданса):where R is the resistance (active component of the impedance), Y is the reactance (reactive component of the impedance):
где θ - угол отражения звуковых колебаний,where θ is the angle of reflection of sound vibrations,
θ=arctg[(2NsinkL·(NcoskL-cosφ))/(N2-1-2NcoskL(NcoskL-cosφ))].θ = arctg [(2NsinkL · (NcoskL-cosφ)) / (N 2 -1-2NcoskL (NcoskL-cosφ))].
4) Определяют частоты, на которых реактанс (Y) изменяет знак с учетом того, что из физиологических особенностей слухового анализатора при увеличении частоты звукового сигнала таких частот три:4) Determine the frequencies at which the reactance (Y) changes sign, taking into account that there are three of the physiological characteristics of the auditory analyzer with an increase in the frequency of the sound signal:
f1 - первая частота, на которой реактанс стал равен нулю при изменении знака с отрицательного на положительный, а при ее отсутствии - среднее арифметическое двух смежных частот звукового сигнала, на меньшей из которых знак реактанса отрицательный, а на большей - положительный;f 1 is the first frequency at which the reactance becomes zero when the sign changes from negative to positive, and in its absence, the arithmetic average of two adjacent frequencies of the sound signal, at the lower of which the reactance sign is negative, and at the greater - positive;
f2 - частота, на которой реактанс стал равен нулю при изменении знака с положительного на отрицательный, а при ее отсутствии - среднее арифметическое двух смежных частот звукового сигнала, на меньшей из которых знак реактанса положительный, а на большей - отрицательный;f 2 is the frequency at which the reactance becomes zero when the sign changes from positive to negative, and if it is absent, the arithmetic average of two adjacent frequencies of the sound signal, the smaller of which the reactance sign is positive, and the larger is negative;
f3 - вторая частота, на которой реактанс стал равен нулю при изменении знака с отрицательного на положительный, а при ее отсутствии - среднее арифметическое двух смежных частот звукового сигнала, на меньшей из которых знак реактанса отрицательный, а на большей - положительный.f 3 is the second frequency at which the reactance becomes zero when the sign changes from negative to positive, and in its absence, the arithmetic average of two adjacent frequencies of the sound signal, at the lower of which the reactance sign is negative, and at the larger - positive.
Невозможность определения хотя бы одной из частот f1…f3 свидетельствует о негерметичности сочленения ушного вкладыша с концом волновода или о несоответствии диаметра ушного вкладыша диаметру слухового прохода пациента. В этом случае необходимо повторить измерения, устранив выявленные нарушения условий их проведения.The impossibility of determining at least one of the frequencies f 1 ... f 3 indicates a leak in the articulation of the earmold with the end of the waveguide or the mismatch of the diameter of the earmold with the diameter of the ear canal of the patient. In this case, it is necessary to repeat the measurements, eliminating the revealed violations of the conditions for their implementation.
5) Для каждой частоты f1…f3 рассчитывают значения коэффициента поглощения (αi) и резистанса (Ri) и с учетом того, что в норме f1=430 Гц, f2=980 Гц, f3=2300 Гц, а соответствующие им значения α1=0,9, R1=2,0, α2=0,2, R2=20,0, α3=0,8, R3=2,6, рассчитывают оценку состояния барабанной перепонки исследуемого уха (K) как5) For each frequency f 1 ... f 3 calculate the values of the absorption coefficient (α i ) and resistance (R i ) and taking into account that normally f 1 = 430 Hz, f 2 = 980 Hz, f 3 = 2300 Hz, and the corresponding values of α 1 = 0.9, R 1 = 2.0, α 2 = 0.2, R 2 = 20.0, α 3 = 0.8, R 3 = 2.6, calculate the assessment of the state of the drum membranes of the studied ear (K) as
K=0,01(|f1-430|+|f2-980|+|f3-2300|)+K = 0.01 (| f 1 -430 | + | f 2 -980 | + | f 3 -2300 |) +
+10(|α1-0,9|+|α2-0,2|+|α3-0,8|)+0,5(|R1-2|+|R2-20|+|R3-2,6|),+10 (| α 1 -0.9 | + | α 2 -0.2 | + | α 3 -0.8 |) +0.5 (| R 1 -2 | + | R 2 -20 | + | R 3 -2.6 |),
Большему значению K соответствует худшее состояние барабанной перепонки, при K>10 диагностируют ее патологию, требующую углубленного обследования.A higher K value corresponds to the worst condition of the eardrum; at K> 10, its pathology is diagnosed, requiring in-depth examination.
Предложенный способ следует использовать в оториноларингологии для исследования состояния барабанной перепонки, что позволит оптимизировать лечение и реабилитацию пациентов. Способ может быть реализован предприятиями (организациями) медицинской промышленности при производстве и модернизации аудиометрической аппаратуры.The proposed method should be used in otorhinolaryngology to study the condition of the eardrum, which will optimize the treatment and rehabilitation of patients. The method can be implemented by enterprises (organizations) of the medical industry in the production and modernization of audiometric equipment.
Claims (4)
и при K>10 определяют состояние барабанной перепонки, требующее углубленного обследования.A method for studying the condition of the eardrum, characterized in that for each frequency of the polyharmonic sound signal supplied to the human auditory analyzer through an earmold sealed to the end of the waveguide, the other end of which is equipped with a loudspeaker connected to the generator of such a signal, three frequencies are determined (f i ), on which the reactive component of the complex impedance of the tympanic membrane is equal to zero, for each frequency the values of the absorption coefficient (α i ) and the resistance a (R i ), based on which the assessment of the condition of the eardrum of the studied ear (K) is calculated
and at K> 10 determine the condition of the eardrum, requiring in-depth examination.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014103516/14A RU2552099C1 (en) | 2014-02-03 | 2014-02-03 | Method for examining ear-drum state |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014103516/14A RU2552099C1 (en) | 2014-02-03 | 2014-02-03 | Method for examining ear-drum state |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2552099C1 true RU2552099C1 (en) | 2015-06-10 |
Family
ID=53294784
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014103516/14A RU2552099C1 (en) | 2014-02-03 | 2014-02-03 | Method for examining ear-drum state |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2552099C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2246254C1 (en) * | 2003-05-08 | 2005-02-20 | ГУ Научно-клинический центр оториноларингологии Минздрава России | Method for evaluating the volume and resistance in the structures of middle ear |
RU2264783C2 (en) * | 2003-09-04 | 2005-11-27 | Оренбургская государственная медицинская академия | Method for diagnosing pumping effect of auditory tube in the cases of imperforate middle otitis |
RU2332164C2 (en) * | 2005-11-22 | 2008-08-27 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Device of tympanum state evaluation |
RU2342072C1 (en) * | 2007-07-09 | 2008-12-27 | Александр Владимирович Староха | Diagnostics method of acoustical pipe diseases |
-
2014
- 2014-02-03 RU RU2014103516/14A patent/RU2552099C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2246254C1 (en) * | 2003-05-08 | 2005-02-20 | ГУ Научно-клинический центр оториноларингологии Минздрава России | Method for evaluating the volume and resistance in the structures of middle ear |
RU2264783C2 (en) * | 2003-09-04 | 2005-11-27 | Оренбургская государственная медицинская академия | Method for diagnosing pumping effect of auditory tube in the cases of imperforate middle otitis |
RU2332164C2 (en) * | 2005-11-22 | 2008-08-27 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Device of tympanum state evaluation |
RU2342072C1 (en) * | 2007-07-09 | 2008-12-27 | Александр Владимирович Староха | Diagnostics method of acoustical pipe diseases |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МАРЕЕВ Г.О. Применение лазерного автодинного измерителя наносмещений в диагностике заболеваний уха. Современные биоинженерные и ядерно-физические технологии в медицине. Саратов. 2012, с. 83-86. LUTHRA S. et al. The role of audiological diagnostics in children with cleft lip & palate (CLP). Int J Pediatr Otorhinolaryngol. 2009 Oct;73(10):1365-7 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Allen et al. | Evaluation of human middle ear function via an acoustic power assessment. | |
US20240000421A1 (en) | Apparatus and method for characterization of acute otitis media | |
US20040037428A1 (en) | Acoustically auditing supervisory audiometer | |
US8144884B2 (en) | Stand-alone microphone test system for a hearing device | |
Vander Werff et al. | Test-retest reliability of wideband reflectance measures in infants under screening and diagnostic test conditions | |
US20070219458A1 (en) | Method and system for determining hearing status | |
JP2000516501A (en) | Method and apparatus for measuring acoustic power flow in ear canal | |
Dragan et al. | A method for investigation of the acoustic reflex on the basis of impedance measurements | |
CN111513725B (en) | Method and system for analyzing middle ear acoustic immittance by using input electrical impedance parameters | |
NO973417D0 (en) | Apparatus and method for generating and measuring the shape of an ear acoustic reflectance curve | |
US9867572B2 (en) | Method and system for rapidly determining and displaying the depth of ear tip placement to improve the reliability of hearing tests | |
Bogomolov et al. | A new approach to the study of impedance characteristics of tympanic membrane | |
Nowak et al. | An experimental study on the role and function of the diaphragm in modern acoustic stethoscopes | |
Rosowski et al. | Acoustic immittance, absorbance, and reflectance in the human ear canal | |
Watrous et al. | Methods and results in characterizing electronic stethoscopes | |
RU2552099C1 (en) | Method for examining ear-drum state | |
Dragan et al. | Experimental study of displays in contralateral acoustic reflex auditory stimulation | |
RU139254U1 (en) | DEVICE FOR NON-INVASIVE RESEARCH OF THE DRUM DIPPER | |
Jaffer | Wideband acoustic immittance: Instrument, ethnicity, and gender specific normative data | |
Dragan et al. | Mathematical model of polyharmonic signal processing to study the state of the tympanic membrane | |
Ellaham et al. | A New iPad application for Hearing screening in children | |
RU2572750C1 (en) | Diagnostic technique for respiratory passage health | |
RU2572156C1 (en) | Instrument for measuring acoustic impedance of middle ear | |
JPS59500455A (en) | Device for diagnosing ear diseases | |
Asakura et al. | Evaluation of eustachian tube function using a portable device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160204 |