انواع بیماری های داخل گوشی

به نظر می رسد این یک راه حل کامل و بی نقضی است اما همچون راه حل های سمعک چیست دیگر می تواند فقط بهره حداکثر قابل دسترسی را تا محدودی افزایش دهد. برای دستیابی به یک حذف خوب بهره و فاز مسیر غیرعمدی باید با دقت خوبی شناخته شود و تغییرات در این مشخصه ها باید قابل دستیابی باشد دو راه وجود دارد که به این مهم  دستیابیم. 
در روش اول، یک سیگنال آزمایشی (test signal) تزریق می شود یا با یا بدون شکستن زنجیره تقویت اگر این کار هنگامی که شخ کم شنوا سمعک را اتفاده انجام شود سپس در حالی که اندازه گیری انجام می شود شخص یا سیگنال آزمایشی رامی شنود. ( و نه هیچ چند دیگر) و یا سیگنال آزمایشی به عنوان نویز پوششی سطح پایین که در موازایی صدای تقویت شده قرار دارد ظاهر می شود. شدت نمی تواند خیلی پایین باشد یا در غیر این صورت اندازه گیری خیلی دقیق نمی تواند باشد به طور شگفت آوری  بیماری های گوش داخلی این راه حل در ظاهر پیچیده در سمعک های تجاری برای نقص های شدید و عمیق در چندین سال در دسترس قرار گرفته است. مدار اجازه می دهد بهره قبل از شروع  فیدبک تقریبا dB10 افزایش یابد. سمعک از یک نویز مداوم تقریبا 12 دسی بل زیر سطح شدت گفتار به عنوان سیگنال آزمایشی (test signal) استفاده می کند . مشکل بزرگ آن این است که اگر استفاده کننده از سمعک DR خیلی بزرگی داشته باشد سیگنال آزمایشی شنیده می شود یا حتی آزار دهنده می شود. کمتر احتمال دارد که این در افراد  استفاده کننده از سمعک که کم شنوایی شدید عمیق دارند مشکل باشد چون این قبیل افراد معمولا یک DR خیلی محدودی دارند، بنابراین کمتر احتمال دارد که آنها سیگنال آزمایشی را بشنوند. 

سمعک چیست و مدارات آن

شاید این سوال برای شما پیش بیاید که سمعک چیست و مدارات آن چطور است. این بخش چندین مدار پیشرفته در سمعک ها را توصیف می کند. مدارها شامل چندین میکروفن هستند که در بزرگترین جزئیات ملاحظه شده اند. چون آنها بیشترین استفاده ثابت شده را دارند، و ظاهرا بزرگترین پتانسیل برای فراهم کردن بیشترین استفاده را ارائه می دهند. تا چند سال آینده این مدارات خوش بختانه به طور افزاینده در سمعک های تجاری مرسوم قرار می گیرند. 

1-7- بیماری های گوش داخلی و استفاده از سمعک های مجهز به میکروفن های دایرکشنال و آرایش های چند میکروفنه 
تنها دو راه ثابت شده در افزایش وضوح بالاوجود دارد.یک راه قراردادن میکروفن سمعک  ( یا چندین میکروفن محوری) نزدیک به منبع است. این افزایش سطح از صدای روبرو در مقایسه با صدای منعکس شده و نویز محیطی،  در بخش 3.5 توضیح داده شده است متاسفانه نزدیک تر به منبع قرار دادن یا قرار دادن یک میکروفن نزدیک به منبع همیشه عملی نیست. 
راه حل دیگر اثبات شده استفاده از بعضی از انواع میکروفن دایرکشنال است. میکروفن های دایرکشنال می توانند تنها از یک  میکروفن با دو دریچه ورودی یا بوسیله ادغام خروجی های الکتریکی دو میکروفن برای تنظیم سمعک یا بیشتر ساخته شده باشد، یک میکروفن یا گروهی از میکروفن ها با بیش از یک دریچه ورودی اغلب به عنوانbeamforming array  یا  microphone array  نامیده می شود. 
آرایش های میکروفنی می تواند  به 2 نوع عریض طبقه بندی شود: آنها یی که ویژگی های دایر کشنالی دارند که از لحظه ای تا لحظه ی دیگر تغییر نمی کند آرایش های ثات (fixed array) و آنهایی که با محیط طوری تطبیق پیدا می کنند که تا حد امکان نویز دریافتی از زوایای خاصی، کاهش یابد آرایش های تطبیقی (adaptivearray)  ( این ها در بخش بعد از این پوشش داده شده است). 

نوسان در سمعک و نوسانات آن

نوسان فیدبک می تواند با استفاده از چندین وسایل الکترونیکی دیگر با احتمال کمتری ایجاد شود یک نکنیک ساده این است که بهره را تنها برای فرکانس ها و شدت های ورودی که نوسان محتمل است کاهش دهیم . تکنیک دوم تغییر فاز پاسخ سمعک است تا اینکه جابجایی فاز که برای نوسان احتیاج بود در هر فرکانسی که بهره کافی برای ایجاد فیدبک وجود دارد اتفاق نیافتد. تکنیک سوم شامل افزودن یک فاز فیدبک درونی کنترل شده ای است که دارای بهره و فاز پاسخ لازم برای کنسل کردن نشت تصادفی حول قالب یا بدنه است .آخرین روش شامل ایجاد فرکانس خروجی متفاوت با فرکانس ورودی است: تکنیک اول و سوم تاکنون در کاربرد سمعک برای افراد کم شنوا های پیشرفته در دسترس هستند. 
برای افراد با کم شنوایی شدید یا عمیق در فرکانس های بالا، روش قابل شنیدن کردن مولفه های فرکانس بالای گفتار این است که این مولفه ها به فرکانس های پایین تر انتقال داده شوند.  در حالی که این چنین انتقال فرکانس می تواند توانایی شنیدن را تضمین کند، لزوماً  وضوح بهتری را تضمین نمی کند، زیرا مولفه های گفتار که به فرکانس پایین تر انتقال داده شده اند، ممکن است با درک مولفه های گفتار اصلی در این محدوده فرکانس پایین تر تداخل پیدا کنند. با وجود این پیشرفت هایی در وضوح گفتار گزارش شده است. 
 بیشتر شکل های پیچیده ی تقویت، که هنوز تجاری مرسوم نیستند شامل افزودن گفتار در مسیرهایی که از یک صدای گفتار به دیگری تغییر می کند، است. این روش ها شامل اغراق ( افزایش زیاد) قله ها و فضاهای بین دو موج در اسپکترام صدای گفتار، طولانی کردن و کوتاه کردن دپرش صداهای خاص، و افزایش میزان تقویت در زمان وقوع یک همخوان است. با اعتبار شواهدی که قبلا بدست آمده بهره حال هیچ کدام از این روش ها افزایش خیلی زیادی در وضوح گفتار در مقایسه با تقویت سمعک ضد آب مرسوم تولید  نخواهد کرد.

سمعک داخل گوشی و مدارات پردازش سیگنال پیشرفته

به جز استفاده از سمعک و میکروفن متحرک که نزدیک منبع قرار گرفته، آرایش های دایرکشنال چند میکروفنه (شامل میکروفن های دایرکشنال) راه بسیار موثری برای افزایش وضوح  در محیط نویزی هستند. تا چند وقت اخیر، میکروفن های دایرکشنال استفاده شده در نحوه استفاده از سمعک ها آرایش ها ثابت شده بود, بعنی اینکه آنها الگوی جهتی یکسان ( که با پاسخ متقابل نشان داده شده) در همه موقعیت ها داشتند.  این آرایش های ثابت از پردازش کاهنده  استفاده کرده اند که سیگنال ها از دو میکروفن، یا صداهای وارده به دو ورودی یک میکروفن، تفریق می شود تا سیگنال متفاوتی ساخته شود یک پیشرفت اخیر که تجاری و مرسوم شده است آرایش های ثابت افزایشی است که خروجی های چندین میکروفن که بر روی قفسه سینه قرار گرفته اند، به هم اضافه می شوند پیشرفت مهم ابداع آرایش های تبلیغاتی است این آرایش ها ویژگی های دایرکشنالی دارند که با توجه به محل نویز زمینه نسبت به شخص استفاده کننده از سمعک تغییر می کند.

 آرایش های تطبیقی  به طور خودکارمسیر ادغام سیگنال های انتخاب شده به وسیله 2 یا چندین میکروفن را تغییر می دهد تا اینکه بهترین حساسیت را برای صوات که از جهت منابع نویز غالب نزدیک، می آیند ،داشته باشد. چند میکروفنه ها که سیگنال ورودی را فراهم می کنند می توانند در یک طرف سر یا هر دو طرف سر نصب شده باشند. مثل آرایش های ثابت آرایش های تطبیقی در موقعیت هایی که سطح پایین ای از انعکاس صدا وجود دارد، موثرتر کار می کنند.

 مدارات تک میکروفنه برای کاهش نویز خیلی کم موثرند. این مداران از قبیل

 Spectral subtraction , wiener filtering به طور موثری بهره را در هر فرکانس که نسبت سیگنال به نویر (SNR) نسبتا ضعیف است کاهش می دهد. این دو مدار مشترکاً به ارزیابی های جدایی از اسپکترام سیگنال و اسپکترام نویز احتیاج دارند. آنها در اینکه چطور از این ارزیابی ها استفاده می کنند تفاوت دارند، اما بعضی انواع wiener filtering تاثیرات آکوسنیکی یکسان  با بعضی انواع spectral subtraction دارند. اگر چه آنها می توانند راحتی صدا و SNR کلی را افزایش دهند، این مدارات نیتوانند SNR را در هرباند  فرکانسی باریکی افزایش دهند. در نتیجه، هیچ یک پیشرفت مهمی در وضوح گفتار    کم شنوایی انجام نمی دهند، مگر برای نویزهای زمینه ای غیرمعمول.

انواع سمعک داخل گوشی هوشمند

به طور متوسط، SNR لازم برای یک سطح مفهوم بودن گفتار افزایش می یابد چون میزان افت حسی – عصبی افزایش می یابد. میانگین SNR مرتبط با افت ملایم حدود dB 4 و در افت شدید حدود dB 10 تخمین زده شده است. اگر نویز در دامنه خود به میزان زیادی نوسان کند، شبیه آنچه برای یک گوینده رقابتی اتفاق می افتد،افت SNR سمعک یونیترون در مقایسه با فرد نرمال مشخص تر خواهد بود.
وضعیت در افت های انتقالی خیلی ساده تر است، به نظر می رسد برای ایجاد یک تضعیف ساده صوت؟ 
اندازه گیری های آکوستیکی : 
اندازه گیری های فیزیکی پایه : 
کمیت های آکوستیکی فرکانس، دوره، طول موج، انکسار، فشار، سطح فشار صوتی(SPL )، شکل موج و طیف موج باید قبل از سایر بخش ها ی این کتاب  درک شوند.
فرکانس: مدت زمانی است در واحد ثانیه که طول می کشد تا یک موج صوتی به طور تناوبی از فشار مثبت به فشار منفی حرکت کند و به مقدار اولیه برگردد. فرکانس در واحد دور بر ثانیه سمعک و یا معمولا hertz  و یا kilohertz محاسبه می شود.
دوره: زمانی که طول می کشد تا یک موج صوتی یک سیکل را طی کند. در واحد ثانیه (s) یا میلی ثانیه (ms) محاسبه می شود. همچنین از نسبت یک بر فرکانس نیز به دست می آید.
طول موج: فاصله ای که یک موج صوتی در طول یک دوره موج طی می کند. برحسب متر (m) محاسبه می شود و نیز از تقسیم سرعت صوت (سرعت صوت در هوا  m/s  345) بر فرکانس صوت به دست می آید. اصوات فرکانس پایین طول موج بزرگ (چندین متر) دارند و فرکانس های بالا طول موج کوچک (چند سانتی متر) دارند. 
انکسار: مسیری که یک موج صوتی توسط یک مانع تغییر می یابد. وقتی صوت به یک مانع مثل سر برخورد می کند، اندازه طول موج در مقایسه با اندازه مانع آنچه را اتفاق می افتد تعیین می کند. اگر مانع بزرگتر از طول موج باشد یک سایه ی صوتی در سمتی از مانع  که دورتر از منبع صوت است ایجاد می شود. (صوت تضعیف می شود )، این قبیل موانع باعث می شوند فشار صوتی در سمت نزدیکتر به منبع افزایش یابد. اصوات با طول موج بیشتر قیمت سمعک از مانع بدون تضعیف به آرامی اطراف مانع منتقل می شود. 

 

سمعک نامرئی هوشمند وایرلس

همچنین ممکن است بخواهیم ویژگی های سمعک را به روش استانداردی که نیاز نباشد سمعک روی گوش قرار گیرد، ارزیابی کنیم. عملی نیست که هر وقت می خواهیم سمعک را چک کنیم بخواهیم  فرد به ما کمک کند. و نیز پاسخ اندازه گیری شده از یک فرد به فرد دیگر متفاوت خواهد شد (این اختلاف مربوط به تفاوتهای آناتومی کانال گوش و روشی است که سمعک به گوش متصل شده و به همین دلیل است که توصیه می شود که عملکرد سمعک در کانال گوش هر فرد با آسیب شنوایی به طور فردی اندازه گیری شود).

انواع سمعک ها می توانند به یک شیوه ی استاندارد توسط قرار دادن آنها در یک کوپلر ارزیابی شوند. کوپلر ها حفره های کوچکی هستند که سمعک به یک انتهای حفره متصل می شود و انتهای دیگر شامل یک میکروفون است که به یک صدا سنج (Sound Level Meter) وصل می شود. رایج ترین حفره هایی که در کوپلر ها استفاده می شود دارای حجم 2cm³ است به همین علت کوپلر 2cc نامیده می شود. کوپلرها و متعلقات  پیچیده ترشان، ear simulator(شبه گوش)ها به طور کامل تر در بخش 4.1.1 توضیح داده می شود.

 انواع سمعک ها :

سمعک اساسا یک بلندگوی کوچک است اجزای مهم آن عبارتند از :

• یک میکروفون برای تبدیل صوت به الکتریسیته.
• یک تقویت کننده برای افزایش قدرت سیگنال الکتریکی. در این فرایند تعادل صوت سمعک نامرئی نیز تغییر می یابد. معمولا تاکید بیشتری بر high frequency و صداهای خفیف نسبت به low frequency و اصوات شدید دارد.
• یک بلندگوی کوچک که receiver گفته می شود، برای تغییر الکتریسیته به صوت.
• یک وسیله ی اتصال تقویت کننده ی صوت به کانال گوش و
• یک باتری برای فراهم کردن توان (قدرت) مورد نیاز برای تقویت کننده.

میکروفون ها و receiver ها (به طور مشترک) به عنوان مبدل یا ترانسفورماتور شناخته می شوند، چون یک صورت از انرژی را به صورت دیگر تبدیل می کنند.

استفاده از سمعک در افراد کم شنوا

تکنولوژی میکروفون در 1971 با توسعه ی میکروفون الکترت / FET (در بخش 2-2 توضیح داده خواهد شد) پیشرفت بیشتری پیدا کرد. این مسئله حتی باعث پاسخ های بهتر و سایز کوچکتر شد. در طی دوران ترانزیستور، حجم رسیورها از 1800mm3 به 39mm3 (knowle model FS)  و حجم میکروفون از 5000mm3 به 23mm3 (knowle model TM) کاهش یافت. Egolf خاطر نشان می کند بسیاری از کاهش حجم های رسیور قبل از 1970 روی داد، بنابراین شاید در آینده کاهش زیادی در اندازه رسیورها رخ ندهد.
در ابتدای 1980، سمعک های ITE، آنقدر کوچک شده بودند که بسیاری از قسمت ها درون بخش داخل کانال سمعک قرار گیرند، بنابراین سمعک ITC ساخته شد. با پیشرفت بیشتر در علم شیمی باتری، بازده تقویت کننده و اندازه ی ترانسفورماتور، در اوایل 1990 کل سمعک داخل کانال گوش قرار داده شد. CIC وارد شد و بالاخره سمعک مخفی شد! این نحوه ی جای گیری سمعک مزایای آکوستیکی هم داشت، مثل جمع آوری مفید صوت و به کارگیری ویژگی های استحفاظی لاله ی گوش هنگام استفاده از قیمت سمعک بود، همچنین نویز باد کاهش یافت.
بعضی از پیشرفت های دوران ترانزیستوری عبارتند از:

•   باتری های روی – هوا این امکان را فراهم کرد تا با نصف حجم قبل همان ظرفیت الکتریکی را داشته باشد.
•  بهبود عملکرد فیلتر، که سبب شکل دهی پاسخ انعطاف پذیرتر و پردازش صوت در چند کانال شد
•   پتانسیومترهای خیلی کوچک که به کلینیسین ها اجازه داد تا مشخصات تقویتی مناسبی برای سمعک های خیلی کوچک تنظیم کنند.
• سمعک های انتقال بی سیم، که حاوی یک رسیور بی سیم است که با فرستنده ای وفق داده می شود که توسط شخصی در مسافت دور از فرد استفاده می شود.
•  آمپلی فایرهای کلاس D مصرف باتری لازم برای سطح خروجی معین با حداقل اعوجاج را کاهش دادند.(با باتری کمتر خروجی معین را می دادند)
• شناخت خصوصیات آکوستیکی قالب ها و earsellها امکان دستیابی به پاسخ فرکانسی – بهره مناسب تر را فراهم ساخت و مشکلات انسداد و فیدبک را کاهش داد اما حل نکرد.
• استفاده از دو میکروفون در داخل سمعک، به طوری که کاربر می توانست بر حسب نیاز عملکرد دایرکشنال یا غیردایرکشنال را انتخاب کند.)

پیشرفت مهم تری در 1986 که توانست در دوران بعدی مستدل واقع شود، کاربرد مدارهای کنترل دیجیتال و حافظه های دیجیتال در سمعک ها بود. این مدارها جایگزین پتانسیومترها شدند و چون جای کمتری داخل سمعک ویدکس اشغال می کرد در بسیاری از کنترل ها در سمعک از آنها استفاده شد. این مدارها درمانگران را قادر ساخت تا مشخصات تقویت سمعک ها را با دقت و انعطاف پذیری بیشتری تنظیم کنند. با تولید مدارهای کنترل دیجیتال کاربران توانستند مشخصات سمعک ها را به طریق مناسب و معمولاَ با یک کنترل از راه دور تغییر دهند. سمعک های چند حافظه ای، ITC و CIC ساخته شد.
 

کم شنوایی و انواع آن و استفاده از سمعک

رابطه ی بین spl ورودی و خروجی یک فرکانس خاص اغلب در نمودار (I/O) ورودی – خروجی نشان داده می شود. شکل 1-4 دیاگرام I-O را برای سمعک نشان می دهد که در تمام ورودی های بالای 85dBspl به صورت خطی عمل می کند. بخش های خطی  دیاگرام I-O خط راست با زاویه ی 450 هستند. چون هر افزایش در سطح ورودی منجر به افزایش مقدار یکسانی در خروجی می شود.

عملکرد یک تقویت کننده ی خطی متاثر از تعداد سیگنال هایی که در زمان یکسان تقویت می شوند، نیست. اگر  سیگنال A، وقتی به عنوان تنها سیگنال ورودی ارائه می شود 30dB تقویت شود، پس حتی اگر همراه چندین سیگنال به طور همزمان  ارائه شود باز هم 30dB تقویت می شود. 
بهره ی تقویت کننده های الکتریکی اغلب وابسته به فرکانس است و بهره سمعک همیشه این گونه است. برای توضیح کامل تر بهره ی تقویت کننده ی خطی لازم است بهره را در هر فرکانسی که در محدوده ی فرکانسی قیمت سمعک مورد نظر است توضیح دهیم این مسئله به پاسخ فرکانسی – بهره وسیله اشاره می کند و معمولا به صورت گرافیکی نمایش داده می شود. در شکل 1-5 خط ممتد نمونه ای از بهره – پاسخ فرکانسی یک سمعک داخل گوشی را نشان می دهد این نمودار گاهی فقط منحنی بهره گفته می شود.

گاهی اوقات گفته می شود بهره سمعک 30dB است. چنین اظهاری مبهم و به همین دلیل کم ارزش است. ممکن است به بهره در فرکانس هایی اشاره کند که بهره در آن ها بیشترین مقدار است. بهره در سراسر فرکانس های خاصی میانگین گیری می شود یا بهره در فرکانس مبدا. اصطلاح بهره – پاسخ فرکانسی نیز به پاسخ فرکانسی مختصر می شود. این نیز مبهم است، اما معمولا آنچه مهم است طریقی است که بهره با فرکانس تغییر می کند، صرفنظر از اینکه بهره در هر فرکانس چه مقداری دارد. برای مثال خط منقطع در شکل 5-1 نشان می دهیم پاسخ فرکانسی یکسان با منحنی ممتد داریم، چون هر دو منحنی شکل مشابهی دارند، حتی با وجود اینکه در هر فرکانس بهره متفاوتی دارند. می توان دو منحنی نشان داده شده در شکل 5–1 را از یک  سمعک اینترتون فقط با تفاوت در volume control بدست آورد. برای اینکه یک پاسخ فرکانسی – بهره اطلاعات مفیدی به ما بدهد، آگاهی از شرایط اندازه گیری مهم است، خصوصا وضعیت volume control باید بیان شود.

انواع سمعک هوشمند نامرئی و کاربردهای آن

سمعک ها بخشی از مشکلات مربوط به کم شنوایی را رفع می کنند. در کم شنوایی حسی عصبی چندین مشکل وجود دارد که باید حل شود. برخی صدا ها غیر قابل شنیدن اند و برخی دیگر قابل شنیدن اند چون بخشی از طیف صوتی شان شنیده می شود، اما ممکن است به درستی تشخیص داده نشوند، چون بقیه ی قسمت های طیف صوتی شان (مثلاً بخش high frequency) بطور غیر قابل شنیدن باقی می ماند. در فردی با افت حسی-عصبی، محدوده پویایی(DR) یا همان فاصله بین ضعیف ترین صداهای قابل شنیدن (PTA) و بیشترین شدت صوت قابل تحمل(LDL) نسبت به یک فرد سالم، کم تر است. برای جبران این مسئله سمعک باید صداهای ضعیف را نسبت به صداهای بلند بیشتر تقویت کند. بعلاوه، افت حسی-عصبی توانایی فرد در کشف و تجزیه یک فرکانس، در حضور سایر فرکانس ها را کاهش می دهد. و نیز توانایی فرد در شنیدن سیگنالی که سریع ادامه می یابد یا سیگنال متفاوتی که بلافاصله به دنبال آن می آید کاهش یافته است، این کاهش تفکیک فرکانسی و تفکیک زمانی ماسک گفتار توسط نویز را نسبت به یک فرد نرمال محتمل تر می کند.

کمبود شنوایی به این معنی است که شخص مبتلا به افت حسی- عصبی برای ارتباط موثر نیاز به نسبت سیگنال به نویز بزرگتری نسبت به فرد نرمال دارد، حتی وقتی صدا توسط سمعک تقویت می شود. در مقابل، در ضایعه ی انتقالی وقتی صدا از گوش میانی عبور می کند شدت آن کاهش می یابد.

برای درک اینکه انواع سمعک ها چه طور کار می کنند باید مشخصات فیزیکی سیگنال ها را درک کنید. این مشخصات شامل: تعداد نوسانات (فرکانس )، زمان صرف شده برای تکرار یک نوسان (دوره )، مسافتی که یک دوره موج در آن تکرار می شود ( طول موج)، مسیری که صوت اطراف مانع منحرف می شود (انکسار)، قدرت یک موج صوتی (فشار یا سطح فشار صوتی )، تجزیه یک صوت پیچیده به اجزای تون خالص در فرکانس های مختلف (طیف)، یا به چند باند فرکانسی (اکتاو، 3/1 اکتاو و یا باندهای بحرانی) و میزان ارتعاش هوا وقتی در معرض یک موج صوتی قرار می گیرد (سرعت و امپدانس).

تقویت کننده های داخل سمعک به 2 نوع خطی و غیر خطی طبقه بندی می شوند. تقویت کننده ی خطی اصوات یک فرکانس مشخص را با مقادیر مشابهی تقویت می کند و مهم نیست که سطح سیگنال چقدر باشد یا چه اصوات دیگری همزمان ارائه شوند. میزان تقویت به صورت نموداری از بهره در برابر فرکانس نشان داده می شود (بهره – پاسخ فرکانسی ) یا به صورت نمودار سطح خروجی در برابر سطح ورودی (منحنی I-O). بیشترین شدت تولید شده توسط سمعک زیمنس به عنوان سطح  فشار صوتی اشباع (SSPL) شناخته می شود. صدایی که از سمعک فوناک خارج می شود هم در کانال گوش بیمار قابل اندازه گیری است و هم در یک کوپلر کوچک یا شبه گوش ear stimulator)) که حجمی شبیه گوش واقعی دارد.