2.2. Основні характеристики та класифікація слухових апаратів
Основним призначенням слухових апаратів (СА) є підвищення акустичної потужності, що йде від джерела звуку і впливає на орган слуху. Класична структурна схема сучасного СА. Він складається із мікрофона, електронного підсилювача, телефона повітряної або кісткової звукопровідності та джерела електричного живлення у вигляді батареї або акамулятора.
Мікрофон, електричний підсилювач і телефон утворюють електроакустичний тракт СА (така структура притаманна більшості моделей слухових апаратів, але є СА призначені для особливих випадків втрати слуху, вони відрізняються тим, що замість електронного підсилювача в них використовується перетворювача частот). Мікрофон служить для перетворення звукових коливань, що діють у місці розташування СА, в електричний сигнал. За допомогою електричного підсилювача здійснюється збільшення потужності цього сигналу. Підсилений сигнал підводиться до зажимів телефона. У випадку використання телефона повітряної звукопровідності електричний сигнал в ньому знов перетворюється в звукові коливання. При роботі СА з телефоном кісткового звукопідсилення, що деколи називається кістковим вібратором, електричний сигнал, що підводиться до нього, перетворюється в механічні коливання звукової частоти – вібрації, що через кістки черепа передаються в область середнього і внутрішнього вуха та визивають слухові відчуття.
Слухові апарати класифікуються за різними характеристиками. За одною з них слухові апарати поділяються на СА для повітряної звукопровідності (звичайні класичні слухові апарати) та слухові апарати для кісткової звукопровідності. На відміну від слухових апаратів для повітряної звукопровідності, на виході яких діють акустичні коливання, на виході слухові апарати для кісткової звукопровідності діють механічні вібрації, тому є різниця в параметрах, що характеризують роботу цих двох різновидів слухових апаратів. Якщо для перших основні параметри виражені в основному в акустичних термінах, до для других – в термінах механічних вібрацій. Приведемо основні з них.
Аналогом акустичного підсилення є акустомеханічна чутливість, що визначається як відношення змінної сили, що розвивається кістковим вібратором на певній частоті, до звукового тиску сигналу, що діє на акустичному вході слухового апарату. Акустичне підсилення визначається в дБ, тому для зручності порівняння введений рівень акустико-механічної чутливості, що також виражається в дБ.
В ряді випадків використовується інший аналог акустичного підсилення – коефіцієнт акустико-механічного перетворення. Він представляє собою виражену в дБ різницю між рівнем прискорення вібрацій на певній частоті, яке розвиває кістковий вібратор та вхідним УЗД акустичного сигналу. Рівень прискорення вібрацій виміряється в дБ відносно вибраної величини.
Рис. 2.1. Внутрівушний слуховий апарат
Основну номенклатуру типів СА становлять завушні слухові апарати, слухові апарати в окулярній оправі ("слухові окуляри"), кишенькові слухові апарати та слухові апарати що поміщаються у вушній раковині ("внутрівушний слуховий апарат"). Крім них існують також слухові апарати, призначені не для постійного носіння, а для користування в стаціонарних умовах – вдома, в спеціальних класах і кабінетах для сурдологічних занять і т. п., так звані тренажери слуху. [2] Якщо раніше використовувались всі вище описані види слухових апаратів, то з розвитком технічного прогресу останнім часом найбільший розвиток отримали два типи СА, що найзручніші у використанні (характеризуються косметичністю, малими габаритами та масою), і їх виробництво не становить якихось технологічних труднощів – це завушні слухові апарати та внутрівушні слухові апарати. Вони відрізняються тільки зовні та ціною. Різниця ж їх функціональних характеристик та у площині розвитку технологій СА відсутня.
Рис. 2.2. Завушний СА
Завушний СА представляє собою конструкцію дугообразної форми, що розміщується за вушною раковиною. СА утримується на ній за допомогою дужки з пластмаси, що виходить з корпусу апарата і огибає верхню частину вушної раковини. Ця дужка служить одночасно і твердим звуководом, один кінець якого з’єднаний з вихідним акустичним отвором телефона СА, а на інший кінець надягають гнучку трубку з органічного матеріалу, що закінчується м’якою або твердою вушною вкладкою. Телефон в даному випадку є вмонтованим і розміщується всередині корпуса завушного СА. З ціллю найбільшого комуфлювального ефекту колір пластмаси, з якої виготовляють корпус СА, роблять близьким або до тілесного або до кольору волосся.
СА мають специфічну властивість, що проявляється в їх схильності до появи паразитних коливань внаслідок акустичного або віброакустичного зворотнього зв’язку між акустичним входом і виходом СА.
Ці коливання з’являються у вигляді тонів звичайно середніх частот, що відчуваються вухом як свист. Механізм дії акустичного зворотнього зв’язку заключається в наступному: при включеному електроакустичному тракту випадкове акустичне або електричне коливання, що майже завжди має місце, підсилюється ним. Частина цього коливання, випромінена телефоном, попадає в мікрофон тракта, підсилюється ним повторно, знов перевипромінюється телефоном – проходить лавиноподібний процес зростання коливання зазвичай напротязі не більше 0,5-1,5 с. до тих пір, поки в тракті не встановиться стаціонарний режим самозбудження.
Одним зі способів зменшення акустичного (віброакустичного) зворотнього зв’язку є або практично повне виключення можливих шляхів попадання звуків з телефона в мікрофон, або максимальне послаблення проникаючого до мікрофона „зворотнього” звукового коливання. Практично цього досягають, по-перше, за рахунок того, що кріплення мікрофона і телефона до корпусу СА роблять за допомогою нетвердих резинових амортизаторів (камер), що погашують вібрацію, а, по-друге, шляхом ізоляції акустичного вихода СА від входу в слуховий прохід шляхом закупорення останнього вушною вкладкою.
Окрім цих мір послаблення або позбавлення вказаної паразитної генерації можливе за рахунок спеціальних технічних рішень в електронних схемах СА.
На поверхні корпусу завушного СА розміщуються оперативні органи управління: вимикач живлення, регулятор гучності, переключатель роду робіт та ін. Деякі (неоперативні) регулювання вводяться так, що ними можна користуватись лише з допомогою викрутки.
По різному розміщуються одне відносно одного деталі СА всередині корпуса. Місце знаходження телефона зазвичай знаходиться в його верхній частині, з якою механічно з допомогою різьбового з’єднання, з’єднується твердий звуковід. Мікрофон і відповідно отвір в корпусі СА, через який входять звуки, називаються акустичним входом і розміщуються найчастіше також у верхній частині корпусу. Але у деяких моделях мікрофон знаходиться в нижній частині СА: за рахунок максимальної віддалі між телефоном і мікрофоном в цьому випадку вдається полегшити вирішення віброакустичної проблеми, як наслідок підвищити стійкість роботи СА. Електронний підсилювач СА якправило займає середню частину корпусу, а джерело живлення – нижню.
В ряді моделей завушних СА крім обов’язкового акустичного входу є також електричний вхід, тобто електроконтактний пристрій, за допомогою якого СА може безпосередньо підключатись до радіоприймача, телевізора, магнітофона з ціллю їх прослуховування, оминаючи акустичний канал. В такому випадку підвищується якість звукопідсилення, так як немає впливу зайвих акустичних шумів, можливих в оточенні людини з СА.
Електронні підсилювачі багатьох моделей сучасних завушних слухових апаратів виконуються на основі інтегральних підсилювальних мікросхем.
Стандартизовані вушні вкладки мають декілька типо-розмірів – це зроблено спеціально для того, щоб вони підходили під індевідуальні розміри слухового проходу. В завушних слухових апаратів також використовуються вкладки, що виготовляються по індивідуальному зліпку слухового проходу.
Підзарядка акумуляторів, що використовуються в завушних слухових апаратів, відбувається за допомогою зарядних пристроїв, що вмикаються в електричну мережу. Завушні слухові апарати використовуються тільки для повітряної звукопровідності.
Основні технічні показники слухових апаратів. Зараз різними підприємствами виготовляється велика кількість моделей і модифікацій слухових апаратів чотирьох основних типів. Це різноманіття моделей характеризується доволі великою потребою забезпечуваних знань електроакустичних та експлуатаційного параметрів і широкими можливостями їх регулювання для здійснення підгонки їх під індивідуальні особливості втрати слуху, а також необхідної перенастройки в залежності від конкретної акустичної ситуації.
Слухові апарати для повітряної звукопровідності всіх типів, за винятком внутрівушних, по набору функціональних можливостей, свому призначенню та технічним характеристикам з певною долею умовностей можуть бути поділені на чотири основні групи: 1) прості; 2) помірно важкі; 3) функціонально наповнені (потужні); 4) надпотужні.
Моделі внутрівушних, що є у теперішній час, можуть бути віднесені до 1-ї або 2-ї групи. [2] Тепер зруйновані будь-які різниці в характеристиках такого типу внутрівушних слухових апаратів порівняно з іншими. Вони можути бути виконані в любій з цих 4-х груп.
Така класифікація слухових апаратів зроблена по принципу об’єднання в групи моделей, що мають декілька найбільш загальних ознак. Необхідно пам’ятати, що конструктивні особливості слухових апаратів різних типів (завушних, кишенькових) накладують певні обмеження як на величини параметрів, так і на число функцій що реалізуються. Звідси природньо, що моделі, віднесені до одної і тої ж групи, але що представляють слухові апарати різних типів, можуть мати помітні відмінності: наприклад, кишенькові моделі через їх більший об’єм допускають більшу насиченість органами управління в порівнянні з усіма іншими, дозволяють реалізувати дуже високе звукопідсилення. В той же час завушні слухові апарати та слухові окуляри допускають реалізацію меншої кількості функцій і не таке велике підсилення.
Моделі першої групи мають порівняно невелике акустичне підсилення та вихідні УЗД, їх функціональні можливості є дуже обмеженими – настільки, що може бути відсутніс режим роботи від телефонної котушки; вони обладнані мінімумом регуляторів: зазвичай це регулятор гучності та вимикач живлення, в деяких моделях ще і ступінчатий послаблювач нижніх частот або обмежувач вихідного УЗД. Ці апарати прості по конструкції і легкі у використанні, що важливо для людей, що вперше починають носити слухові апарати. Для них характерні менші розміри та маса, мале струмоспоживання (и за рахунок цього висока економічність), підвищена експлуатаційна надійність. Контингент слабочуючих, яким рекомендують моделі даної групи, характеризується незначними або помірними втратами слуху. Підбір таких моделей не викликає яких-небудь труднощів.
Моделі другої групи володіють в середньому більш високим значенням акустичного підсилення і вихідних УЗД, в різних варіантах вони забезпечують певну кількість функціональних можливостей – ручне (у ряді випадків і автоматичне) регулювання підсилення, режим роботи від мікрофона або від телефонної котушки, або одночасно від телефона і від котушки, обмеження пікових рівнів вихідного сигналу тощо. Набор функцій і технічні показники моделей цієї групи такі, що відповідають потребам досить широкої категорії слабочуючих, якій притаманні не дуже сильні втрати слуху і яка досить успішно слухопротезується завдяки наявності порівняно гнучких регулювальних можливостей слухового апарату.
Моделі третьої групи відрізняються універсальністю: незважаючи на те, що вони оснащені максимальною кількістю різноманітних органів управління, вони дозволяють забезпечити зміну в широких межах акустичного підсилення і вихідних УЗД (включно з дуже високими значеннями), таких параметрів як коефіцієнт компресії і поріг спрацювання; в деяких моделях, крім того, є електричний вхід, передбачуються регулятори співвідношення між мікрофонним сигналом та сигналом від телефонної котушки, рівня на одному з акустичних виходів по відношенню до другого (при псевдобінуарному режимі роботи кишенькового слухового апарату) та ін. Часто зміна параметрів здійснюється не ступінчато, а плавно. Все це дозволяє найбільш ретельно провести настройку характеристик слухових апаратів під конкретний випадок втрати слуху, дає широкі можливості по додатковим коректуванням параметрів в ході виробувань, дослідного носіння та подальшої експлуатації слухового апарату.
Моделі четвертої групи виділяються перш за все надвисоким акустичним підсиленням та вихідними УЗД. Кількість функцій і регулювальних елементів в цих моделях менша, ніж в моделях третьої групи, але достатній для того, щоб полегшити умови підбору слухових апаратів людям з найважчими формами втрати слуху. Звичайо в них передбачуються мікрофонний і телефонний режими, регулювання гучності, ЧХ (частотна характеристика), вихідних УЗД, рідко – АРУ. Слід відмітити, що існує ряд моделей третьої та четвертої груп, між якими важка провести чітку класифікаційну границю, оскільки, маючи досить широкі можливості управління багатьма параметрами, по велечині акустичного підсилення і вихідних УЗД вони відрізняються не більше ніж на 5-10 дБ. Функціональне наповнення, великі підсилювальні можливості моделей третьої та четвертої груп, якправило супроводжуються збільшенням струмоспоживання (і, відповідно, меншою економічністю) і вищою вартістю, ніж моделі першої та другої груп.Аналогічно цьому серед слухових апаратів першої та другої груп попадаються моделі з розширеними функціональними можливостями, наприклад з білш тонкими регулюваннями ЧХ, з направленим прийманням звуків, з ширшим частотним діапазоном, з АРУ і т. п.
Таким чином, як і практично кожна класифікаційна схема, дане розділення не є абсолютно жорстким, кордони між групами в певній степені „розмиті”.
Практично кожним виробнико слухових апаратів змінюються їх різні модифікації в границях кожної з чотирьох розглянутих груп, що викликано необхідністю задоволення потреб слабочуючих з досить різною картиною індивідуальних особливостей втрати слуху, а також різноманітними клієнтськими запитами. Наприклад, на основі єдиного конструктивного рішення корпусу випускаються моделі: з послаблювачем низькочастотних шумів, з направленим мікрофоном, з АРУ (автоматичне ручне управління) або без нього, в різноманітних варіантах режимів роботи – „мікрофон, телефонна котушка” або „мікрофон, мікрофон і телефонна котушка” і т. д. При реалізації ЧХ різних видів в різних моделях використовуються плавні, дво-, три-, і чотириступінчаті її регулятори; аналогічні регулятори використовуються для зміни вихідних УЗД.
Корекція ЧХ здійснюється як незалежно по нижнім і верхнім частотам, так і об’єднаним способом, коли, наприклад, при послабленні нижніх частот одночасно підвищується підсилення верхніх. Також різноманітними способами, плавно або ступінчато, в різних модифікаціях регулюються параметри АРУ. Прицьому потрібно сказати про відмінності в характері взаємовпливу оперативного регулятора гучності (акустичного підсилення) і неоперативних регуляторів, що проявляються в певній зміні одних параметрів АРУ при регулюванні інших. Так в одних моделях, наприклад, при зменшенні гучності за рахунок обертання її регулятора, зберігається незмінним рівень наповнення, але прицьому одночасно підвищується поріг спрацювання АРУ (амплітудна характеристика переміщається вправо), зменшуючи коефіцієнт компресії; в інших ж моделях така зміна положення регулятора гучності приводить до зменшення рівня наповнення (амплітудна характеристика опускається), але при цьому залишається незмінним ні поріг спрацювання АРУ, ні коефіцієнт компресії. Нарешті, є слухові апарати, в яких передбачений спеціальний перемикач, що дозволяє обрати або один, або другий із цих варіантів взаємозалежних регулювань; існують також моделі, в яких можливий вибір не лише любого з двох описаних варіантів, але також і змішаного способу взаєморегулювань, при якому при регулюванні гучності змінюється і поріг спрацювання і рівень насичення.
Розглянем види ЧХ (частотних характеристик) різних моделей. Найчастіше реалізуються п’ять основних видів ЧХ, що позволяють забезпечити звукопідсилення для компенсації найхарактерніших форм втрати слуху:
- ЧХ з приблизно рівним підсиленням на частотах від 500-1000 до 3000-4500 Гц і порівняно плавним зменшенням його в сторону нижніх частот ("нормальна" ЧХ);
- ЧХ з постійним плавним підйомом (6-15 дБ/окт) посилення в сторону верхніх частот;
- ЧХ, що відповідає вибірковому посиленню переважно в середньо- та високочастотній області; середньочастотні варіанти такої ЧХ підкреслюють діапазон частот приблизно від 500-1000 до 3000-4000 Гц, високочастотні – від 1000 до 6000-7000 Гц;
- ЧХ з вириженим підйомом посилення на нижніх і середніх частотах і з пониженим підсиленням на верхніх;
- широкодіапазонна ЧХ, що характеризується підсиленням від 100-200 до 6000-7000 Гц і більше.
Різні проміжні варіанти ЧХ виходять шляхом використання регуляторів ЧХ.
< Назад: 2.1 Показання до слухопротезування з допомогою звукопідсилюючих пристроїв | 2.3 Бінауральне і монуруальне протезування: Далі >