Устройство для развития слуха и речи у тугоухих и глухих
Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для развития слуха и речи у тугоухих и глухих содержит выполнено двухканальным с обеспечением преобразования и передачи бинауральных электроакустических сигналов. Устройство содержит микрофон сурдопедагога и блок управления и коммутации каналов, каждый из которых содержит микрофон ученика, программируемый микромодуль, блок частотных фильтров с элементами регулировки, усилитель с регулятором уровня выходного сигнала и микротелефон. Блоки частотных фильтров выполнены на электровакуумных усилительных радиолампах с обеспечением формирования в выходном электроакустическом сигнале четных частотных гармоник, вносимых электровакуумными усилительными лампами и способствующих улучшению восприятия учеником спектра выходного акустического бинаурального сигнала. Программируемые микромодули выполнены съемными с USB-разъемами для обеспечения предварительной записи индивидуальной цифровой аудиопрограммы с внешнего компьютера. Обеспечивается повышение эффективности взаимодействия сурдопедагога с учениками, сокращение времени на реабилитацию инвалидов, страдающих потерей слуха, а также повышение степени восприятия спектра выходного электроакустического сигнала за счет приближения к естественному звучанию путем внесения в выходной сигнал четных гармоник. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области медицины и медицинской техники, а именно - к сурдологии, и может использоваться для слухоречевой реабилитации у тугоухих и глухих в специфических частотных речевых диапазонах при занятиях с сурдопедагогом детей инвалидов, страдающих потерей слуха.
Особенностью изобретения является внесение четных гармоник в электроакустический сигнал, что способствует улучшению восприятия звуковых сигналов.
Известно устройство для реализации способа слухоречевой реабилитации (патент РФ №2525366, МПК 061F 11/00, опубл. 10.08.2014), содержащее микрофон, электронную плату и наушники, выполненную с возможностью формирования базы данных для хранения обучающих изображений и аудиофайлов, вывода обучающих изображений на дисплей, и снабжена разъемом для подключения к компьютеру.
Известен также слуховой аппарат (патент US 4791672 МПК H04R 25/02, опублик. 13.12.1088), содержащий микрофон с предварительным усилителем, программируемый цифровой процессор для обработки цифровых выборок, связанных с ним аналоговых сигналов в режиме реального времени, фильтры для устранения шумов, цифроаналоговый преобразователь и выходной усилитель звуковых сигналов, подключенный к телефону.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является известный слуховой аппарат для тугоухих и глухих с остатками нейросенсорной чувствительности (патент РФ №2159099, МПК A61F 11/04; H04R 25/00, опубл. 20.11.2000), состоящий из микрофона, предварительного усилителя, аналого-цифрового преобразователя, спецпроцессора, цифроаналогового преобразователя, выходного усилителя и микротелефона, соединенных последовательно, причем в предварительном усилителе введены цепи отрицательной обратной связи, выполненные с возможностью приведения характеристики усилителя к виду, характерному для биологической характеристики слухового анализатора здорового человека по передаточной функции, времени реакции и времени восстановления, спецпроцессор выполнен с возможностью трансформации сигнала по диапазону воспринимаемых частот, порогам слышимости и дискомфорта на всех частотах звукового диапазона по остаточным возможностям слухового анализатора.
Недостатками известных устройств являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью эффективного взаимодействия сурдопедагога с учениками в реальном режиме времени, невозможностью оперативной индивидуальной настройки устройства для каждого ученика посредством введения индивидуальной аудиограммы, а также пониженной степенью восприятия спектра выходного электроакустического сигнала, формируемого в этих устройствах.
Технический результат, заключающийся в повышении эффективности взаимодействия сурдопедагога с учениками, сокращении времени на реабилитацию инвалидов, страдающих потерей слуха, а также в повышении степени восприятия спектра выходного электроакустического сигнала за счет приближения к естественному звучанию путем внесения в выходной сигнал четных гармоник, достигается в устройстве для развития слуха и речи у тугоухих и глухих, содержащем микрофоны, программируемые микромодули, усилители, элементы регулировки уровней сигналов и микротелефоны, тем, что оно выполнено двухканальным с обеспечением преобразования и передачи бинауральных электроакустических сигналов и содержит микрофон сурдопедагога, блок управления и коммутации указанных каналов, каждый из которых содержит микрофон ученика, программируемый микромодуль, блок частотных фильтров с элементами регулировки, усилитель с регулятором уровня выходного сигнала, и микротелефон, при этом микрофон сурдопедагога подключен к одному из входов упомянутого блока управления и коммутации, другие входы которого соединены с выходами программируемых микромодулей, входы которых соединены с микрофонами ученика, а выходы блока управления и коммутации подключены ко входам блоков частотных фильтров, выходы которых соединены со входами соответствующих усилителей, выходы которых подключены к микротелефонам каналов преобразования и передачи бинауральных электроакустических сигналов, причем блоки частотных фильтров выполнены на электровакуумных усилительных радиолампах с обеспечением формирования в выходном электроакустическом сигнале четных частотных гармоник, вносимых электровакуумными усилительными лампами и способствующих улучшению восприятия учеником спектра выходного акустического бинаурального сигнала.
Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что устройство содержит тактильный вибратор и дополнительный усилитель с регулятором уровня вибрации, подключенный к дополнительному выходу блока управления и коммутации, при этом выход дополнительного усилителя соединен с тактильным вибратором, что обеспечивает дополнительные возможности по улучшению восприятию учеником передаваемых сигналов.
При этом микротелефоны каналов преобразования и передачи бинауральных сигналов закреплены на гибком дугообразном держателе, являющемся оголовьем ученика, с обеспечением передачи бинауральных акустических сигналов в левое и правое ухо ученика.
Улучшение контроля при настройке устройства достигается тем, что оно содержит визуальные индикаторы уровней сигналов, подключенные к выходам усилителей каналов преобразования бинауральных электроакустических сигналов
Указанный технический результат достигается также тем, что программируемые микромодули выполнены съемными с USB-разъемами для обеспечения предварительной записи индивидуальной цифровой аудиограммы с внешнего компьютера.
Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что устройство содержит тактильный вибратор и дополнительный усилитель с регулятором уровня вибрации, подключенный к дополнительному выходу блока управления и коммутации, при этом выход дополнительного усилителя соединен с тактильным вибратором, что обеспечивает дополнительные возможности по улучшению восприятию учеником передаваемых сигналов.
При этом микротелефоны каналов преобразования и передачи бинауральных сигналов закреплены на гибком дугообразном держателе, являющемся оголовьем ученика, с обеспечением передачи бинауральных акустических сигналов в левое и правое ухо ученика.
Улучшение контроля при настройке устройства достигается тем, что оно содержит визуальные индикаторы уровней сигналов, подключенные к выходам усилителей каналов преобразования бинауральных электроакустических сигналов
Кроме того, устройство содержит аудио разъёмы для подключения к внешним аудиоустройствам, при этом указанные аудио разъёмы соединены с дополнительными входами блока управления и коммутации, что обеспечивает дополнительные возможности при прослушивании звуковых записей с носителей на внешних устройствах.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, на фиг. 2 приведена схема блока частотных фильтров; на фиг. 3 схематически изображен съемный программируемый микромодуль с USB-разъемом.
Устройство (фиг. 1) выполнено двухканальным, каждый из каналов содержит микрофоны 1 ученика, программируемый микромодуль 2, блок 3 частотных фильтров с элементами регулировки 4, усилитель 5 с регулятором 6 уровня выходного сигнала, и микротелефон 7.
Устройство также содержит микрофон 8 сурдопедагога, блок 9 управления и коммутации каналов каналов преобразования и передачи бинауральных электроакустических сигналов, тактильный вибратор 10, дополнительный усилитель 11 с регулятором 12 уровня вибрации, аудиоразъемы 13 для подключения к внешним аудиоустройствам и визуальные индикаторы 14 уровней сигналов, подключенные к выходам усилителей 5 каналов преобразования бинауральных электроакустических сигналов.
При этом микрофон 8 сурдопедагога подключен к одному из входов блока 9 управления и коммутации, другие входы которого соединены с выходами программируемых микромодулей 2, входы которых соединены с микрофонами ученика 1, а выходы блока 9 управления и коммутации подключены ко входам блоков 3 частотных фильтров, выходы которых соединены через регуляторы 6 уровня сигнала со входами усилителей 5, выходы которых подключены к микротелефонам 7.
Дополнительный выход блока 9 управления и коммутации подключен через регулятор 12 уровня вибрации ко входу усилителя 11, выход которого соединен с тактильным вибратором. 10.
Аудиоразъемы 13 соединены с дополнительными входами блока 9 управления и коммутации.
Микротелефоны 7 каналов преобразования и передачи бинауральных сигналов закреплены на гибком дугообразном держателе 15, являющемся оголовьем ученика.
Блоки 3 частотных фильтров (фиг. 2) выполнены на электровакуумных усилительных радиолампах 16. В каждом усилительном каскаде имеются - ячейки 17, выполненные на R-, L-., C - элементах и обеспечивающие настройку частотных фильтров на определенный частотный поддиапазон с помощью элементов регулировки 4.
Программируемые микромодули 2 (фиг. 1, фиг. 3) выполнены съемными с USB-разъемами для обеспечения предварительной записи индивидуальной цифровой аудиограммы с внешнего компьютера (ПК).
Устройство работает следующим образом.
Предварительно левый и правый программируемые микромодули 2 (фиг. 3) подключаются к внешнему ПК через USB-разъем для программирования каждого микромодуля с учетом индивидуальных особенностей ученика и по рекомендациям протезиста, подбиравшего модель слухового аппарата ученику.
Это улучшает эффект от обучения, поскольку в программируемых микромодулях 2 используются процессоры той же фирмы, что и в слуховых аппаратах ученика при их повседневном ношении.
Микромодули 2 программируются на несколько групп учеников и у каждого ученика имеются по два микромодуля, настроенные индивидуально для левого и правого уха в соответствии с остатками нейросенсорной чувствительности, диапазону воспринимаемых частот, порогам восприятия и порогам дискомфорта на всех участках звукового диапазона.
Вместе с тем, блоки фильтров 3 предварительно настраиваются с помощью элементов регулировки 4, что позволяет обеспечить формирование спектра электроакустических сигналов для наиболее благоприятного восприятия с учетом индивидуальных особенностей каждого ученика.
При этом блоки фильтров 3, выполненные на электровакуумных усилительных радиолампах, обеспечивают формирование в выходном электроакустическом сигнале четных частотных гармоник, способствующих улучшению восприятия учеником спектра выходного акустического бинаурального сигнала.
Использование в блоках 3 электровакуумных усилительных радиоламп обусловлено тем, что для человеческого уха является приятным «теплый» звук ламповых усилителей. Полупроводниковые уступают им в благозвучности и вносят диссонирующие тоны на нечетных гармониках (3-я, 5-я, 7-я, 15-я и т.п.) и поэтому воспринимаются как неблагозвучные или дисгармоничные.
Именно «благозвучность» ламп с успехом используется и ценится музыкантами, поскольку генерируемые радиолампами четные гармоники, гармонично сочетаются с основным звуком.
Сурдопедагог через микрофон 8 имеет возможность звуковой связи с учеником, посредством передачи ему отдельных слов и речевых конструкций, передаваемых на микротелефоны 7 ученика, закрепленных на гибком дугообразном держателе 15, являющемся оголовьем.
При этом сурдопедагог с помощью соответствующих элементов коммутации (не показаны), расположенных в блоке 9 управления по разработанной методике может воздействовать одновременно на два уха ученика, либо выборочно на левое или правое ухо в зависимости от состояния нейросенсорной чувствительности.
Ученик воспроизводит рекомендуемые звуковые сигналы (речь или слова педагога), пользуясь микрофонами 1, которые закреплены на гарнитуре ученика (не показана). Наличие двух микрофонов 1 позволяет получить бинауральные (стереофонические) сигналы, которые поступают через программируемые микромодули 2 и блок 9 управления и коммутации в каналы преобразования и передачи бинауральных электроакустических сигналов, каждый из которых содержит блок фильтров 3 с элементами регулировки 4.
После чего бинауральные сигналы поступают на усилители 5, с которых электроакустические сигналы поступают на слухопротезные ресиверы или головные телефоны 7, с регулировкой уровня сигналов элементами 6 регулировки и и обеспечением контроля по визуальным индикаторам 14.
Одновременно электроакустический сигнал поступает с блока 9 управления через дополнительный усилитель 11 с регулятором 12 уровня вибрации на тактильный вибратор 10, что обеспечивает дополнительные возможности по улучшению восприятию учеником передаваемых сигналов.
Наличие в устройстве аудиоразъемов 13 для подключения к внешним аудиоустройствам позволяет также воспринимать и передавать ученику электроакустический сигналы с внешнего источника, что обеспечивает возможность дистанционного обучения по заданной сурдопедагогом программе.
В результате формирования и передачи ученику совокупности акустических и тактильных сигналов от различных источников, коррекции сигналов в соответствии с индивидуальными аудиограммами на оба уха создаются дополнительные ощущения при восприятии информации при занятиях с сурдопедагогом и облегчается процесс развития слуха и речи с более комфортным восприятием акустических сигналов и повышением разборчивости речи. Это способствует формированию экспрессивной речи, редукации и уменьшению сроков привыкания к различным моделям слуховых аппаратов и слуховых имплантатов.
Устройство реализовано на доступных средствах электронной техники и находится в производстве.
Устройство внедрено в ряде специальных учреждений для детей и инвалидов (приложения 1 и 2) с достижением положительных результатов при слухоречевой реабилитации
1. Устройство для развития слуха и речи у тугоухих и глухих, содержащее микрофоны, программируемые микромодули, усилители, элементы регулировки уровней сигналов и микротелефоны, отличающееся тем, что оно выполнено двухканальным с обеспечением преобразования и передачи бинауральных электроакустических сигналов и содержит микрофон сурдопедагога, блок управления и коммутации указанных каналов, каждый из которых содержит микрофон ученика, программируемый микромодуль, блок частотных фильтров с элементами регулировки, усилитель с регулятором уровня выходного сигнала, и микротелефон, при этом микрофон сурдопедагога подключен к одному из входов упомянутого блока управления и коммутации, другие входы которого соединены с выходами программируемых микромодулей, входы которых соединены с микрофонами ученика, а выходы блока управления и коммутации подключены к входам блоков частотных фильтров, выходы которых соединены со входами соответствующих усилителей, выходы которых подключены к микротелефонам каналов преобразования и передачи бинауральных электроакустических сигналов, блоки частотных фильтров выполнены на электровакуумных усилительных радиолампах с обеспечением формирования в выходном электроакустическом сигнале четных частотных гармоник, вносимых электровакуумными усилительными лампами и способствующих улучшению восприятия учеником спектра выходного акустического бинаурального сигнала, программируемые микромодули выполнены съемными с USB-разъемами для обеспечения предварительной записи индивидуальной цифровой аудиопрограммы с внешнего компьютера.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит тактильный вибратор и дополнительный усилитель с регулятором уровня вибрации, подключенный к дополнительному выходу блока управления и коммутации, при этом выход дополнительного усилителя соединен с тактильным вибратором.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что микротелефоны каналов преобразования и передачи бинауральных сигналов закреплены на гибком дугообразном держателе, являющемся оголовьем ученика, с обеспечением передачи бинауральных акустических сигналов в левое и правое ухо ученика.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит визуальные индикаторы уровней сигналов, подключенные к выходам усилителей каналов преобразования бинауральных электроакустических сигналов.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит аудиоразъемы для подключения к внешним аудиоустройствам, при этом указанные аудиоразъемы соединены с дополнительными входами блока управления и коммутации.
