現(xiàn)在的助聽(tīng)器功能越來(lái)越強(qiáng)大，助聽(tīng)器技術(shù)的發(fā)展甚至可以和芯片、移動(dòng)電話(huà)技術(shù)相比較?？萍嫉陌l(fā)展使得過(guò)去全聾的孩子也有了聽(tīng)到聲音的希望。助聽(tīng)器中的全數(shù)字助聽(tīng)器以一種嶄新的方式來(lái)對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行處理，能夠改善音質(zhì)、降低噪音。麥克風(fēng)收集完聲音信號(hào)后，再通過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)化器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行放大，最后數(shù)字信號(hào)再通過(guò)受話(huà)器轉(zhuǎn)變成聲音輸出。

數(shù)字助聽(tīng)器原理

1、助聽(tīng)器的聲學(xué)途徑

對(duì)于佩帶助聽(tīng)器的人們來(lái)說(shuō)，聲音進(jìn)入耳道的途徑有三條：第一條途徑：聲音通過(guò)助聽(tīng)器或耳模的通氣孔或耳道縫隙直接進(jìn)入耳道，到達(dá)鼓膜。

選配的助聽(tīng)器開(kāi)放程度越高、聽(tīng)力損失程度越輕，這條途徑的就越占主導(dǎo)地位；第二條途徑：當(dāng)佩帶者自己發(fā)聲時(shí)，聲音通過(guò)顱骨的振動(dòng)傳人耳道，在鼓膜處產(chǎn)生一定的聲壓級(jí)，這種途徑只有在本人說(shuō)話(huà)時(shí)才能夠被感受到；第三條途徑：聲音進(jìn)入助聽(tīng)器的麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換為電能，經(jīng)過(guò)運(yùn)算后進(jìn)行放大，最后通過(guò)受話(huà)器轉(zhuǎn)換成聲能送到佩帶者的鼓膜處。

在佩帶者感受到聲音前，聲音通過(guò)這幾條路徑到達(dá)鼓膜的時(shí)間不同。當(dāng)佩帶者發(fā)聲時(shí)，聲音通過(guò)前兩條路徑很快到達(dá)鼓膜，從而先被佩帶者感受到，而聲音通過(guò)第三條路徑時(shí)要經(jīng)過(guò)助聽(tīng)器的運(yùn)算處理，會(huì)產(chǎn)生一定的延遲，當(dāng)這種延遲達(dá)到一定程度時(shí)，佩帶者會(huì)明顯感到音質(zhì)發(fā)生變化。

數(shù)字助聽(tīng)器要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的數(shù)字運(yùn)算，如信號(hào)的模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換、濾波、量化等，所以產(chǎn)生的延遲時(shí)間就長(zhǎng)。在過(guò)去的十年當(dāng)中，數(shù)字助聽(tīng)器引起的延遲時(shí)間越來(lái)越受到人們的重視，因?yàn)槠溥h(yuǎn)比模擬助聽(tīng)器的延遲時(shí)間要長(zhǎng)。

雖然數(shù)字助聽(tīng)器引起的延遲時(shí)間僅有幾毫秒，但言語(yǔ)信號(hào)的音質(zhì)仍然會(huì)受到影響。當(dāng)延遲時(shí)間達(dá)到10 ms時(shí)，直接進(jìn)入耳道的聲音和經(jīng)過(guò)放大后的聲音就會(huì)相互干擾，這就使頻譜出現(xiàn)了小的起伏變化，改變了音質(zhì)。但這也是有條改變了音質(zhì)。但這也是有條件的，只有當(dāng)兩種聲音處在相似的強(qiáng)度下，才會(huì)引起聲譜發(fā)生小變化。

也就是說(shuō)，如果放大后的聲音能量顯著大于直接的聲音能量的話(huà)，這種變化就不會(huì)發(fā)生了。延遲達(dá)到一定時(shí)間，佩帶者會(huì)有種“回聲感”，當(dāng)延遲時(shí)間達(dá)到一定程度(40ms以上)，就會(huì)發(fā)生聽(tīng)覺(jué)與視覺(jué)不同步的現(xiàn)象，即“對(duì)不上口型”。

助聽(tīng)器延遲效應(yīng)與聽(tīng)力損失的程度有很大關(guān)系：聽(tīng)力越差，患者得到的放大聲音就越多，直接進(jìn)入耳道的聲音就越少，延遲就越不容易注意到;而且，聽(tīng)力損失越重，助聽(tīng)器與耳道的密封性就越強(qiáng)(如通氣孔越小)，導(dǎo)致直接傳人耳道的聲音的更大衰減，從而使人不容易察覺(jué)到延遲的發(fā)生。數(shù)字助聽(tīng)器不可避免地會(huì)引發(fā)延遲，目前延遲是無(wú)法消除的，但關(guān)鍵是多久的延遲可以被大多數(shù)助聽(tīng)器佩帶者所接受。

2、數(shù)字助聽(tīng)器的延遲時(shí)間

聲學(xué)信號(hào)從進(jìn)入放大系統(tǒng)到輸出會(huì)產(chǎn)生的一定延遲時(shí)間，通常稱(chēng)為處理延遲時(shí)間( processing delay，PD)。延遲時(shí)間取決于系統(tǒng)的采樣率和算法，大體上說(shuō)，頻率分辨率越高，延遲時(shí)間越長(zhǎng)。

在過(guò)去的十年中，Stone等針對(duì)可接受的助聽(tīng)器延遲時(shí)間做了大量研究，其研究成果總結(jié)如下：延遲時(shí)間增加，干擾就會(huì)增加;20～30ms的延遲時(shí)間就可以讓輕度至中度聽(tīng)力損失的患者感覺(jué)到聲音“失真”;而對(duì)于正常人來(lái)說(shuō)，如果延遲時(shí)間超過(guò)30ms，其言語(yǔ)理解力就會(huì)受到影響。另外，一些助聽(tīng)器研究人員認(rèn)為延遲達(dá)到10 ms就會(huì)影響音質(zhì)。

近年來(lái)，開(kāi)放耳道助聽(tīng)器的受歡迎度與日俱增，重又引發(fā)了對(duì)助聽(tīng)器延遲時(shí)間的關(guān)注。從命名來(lái)看，“開(kāi)放”使耳模/耳塞與耳道的密封性大大降低，這與傳統(tǒng)的耳模或定制機(jī)有很大差別。因此，在開(kāi)放耳道助聽(tīng)器驗(yàn)配中，有更多的聲音直接傳人耳道，佩戴者很容易感受到這部分聲音。而且，往往選配開(kāi)放耳道助聽(tīng)器的人群都為輕度到中度聽(tīng)力損失，他們更能感受到助聽(tīng)器的延遲時(shí)間。

最近的一項(xiàng)研究表明，如果聽(tīng)力損失最先發(fā)生于2kHz和1 kHz，開(kāi)放耳道選配中的延遲時(shí)間分別不能超過(guò)5ms和6ms，否則會(huì)使音質(zhì)受損。但研究者同時(shí)也指出，其試驗(yàn)中所使用的模擬方法混有很多其他因素，實(shí)際情況下佩戴者可以忍受更長(zhǎng)的延遲時(shí)間。

3、助聽(tīng)器的信號(hào)處理

數(shù)字信號(hào)處理中，助聽(tīng)器的每個(gè)“特性”都會(huì)使線(xiàn)路總的群延遲(group delay，GD)時(shí)問(wèn)增加。助聽(tīng)器的通道數(shù)越多，數(shù)字噪聲抑制功能越先進(jìn)，反饋處理系統(tǒng)越復(fù)雜，其產(chǎn)生的延遲時(shí)間越長(zhǎng)。信號(hào)處理的種類(lèi)是另一個(gè)需要考慮的因素。

助聽(tīng)器制造商通常采用兩種不同的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和頻率分析：一種是通過(guò)濾波器把聲音信號(hào)按照頻率的不同分別進(jìn)行處理，另一種是使用快速傅立葉變換( fast fourier transformation，FFT)同時(shí)處理所有輸入信號(hào)。兩種方法都遵循聲學(xué)不確定性原理或測(cè)不準(zhǔn)原理，即頻域與時(shí)域都可以變化，但頻域與時(shí)域的乘積是不變的。

這表明系統(tǒng)的時(shí)域分辨能力與頻域分辨能力相互制約，這就是說(shuō)，如果頻域分辨率增加，時(shí)域分辨率就會(huì)降低，反之也如此。所以，通道越窄，群延遲時(shí)間越長(zhǎng)(不論是濾波法還是快速傅立葉變換法)。兩種方法的根本區(qū)別是：快速傅立葉變換的各個(gè)通道的帶寬是相同的，而濾波方法各個(gè)通道的帶寬可以是不同的。

濾波方法模擬了入耳耳蝸基底膜(“臨界帶寬”)的對(duì)數(shù)結(jié)構(gòu)，其低頻感受區(qū)基底膜的分辨率要高于高頻感受區(qū)基底膜。按照聲學(xué)不確定性原理，低頻所需的窄帶濾波器相對(duì)于高頻引發(fā)了更長(zhǎng)的延遲時(shí)間。

研究已經(jīng)證實(shí)，如果助聽(tīng)器的頻率依賴(lài)性延遲太久的話(huà)，當(dāng)原始語(yǔ)言信號(hào)中輔音出現(xiàn)在元音之后(即“元音十輔音”)時(shí)產(chǎn)生延遲后，聽(tīng)者在元音之前就感覺(jué)到輔音的存在，即“輔音十元音”，或者兩者同時(shí)出現(xiàn)。

而利用傅立葉變換的方法，信號(hào)包絡(luò)被統(tǒng)一分析，各等帶寬的頻譜進(jìn)行相同處理，因此，與濾波法不同，傅立葉變換引起的延遲時(shí)間在各個(gè)頻段內(nèi)是相同的，不會(huì)出現(xiàn)以上元音和輔音先后顛倒的情況。無(wú)論助聽(tīng)器生產(chǎn)廠(chǎng)家采用哪種方法進(jìn)行信號(hào)處理，助聽(tīng)器的延遲時(shí)間都會(huì)延長(zhǎng)，因?yàn)槁曇粜盘?hào)所經(jīng)過(guò)的處理器和算法都在增加。

數(shù)字助聽(tīng)器的特點(diǎn)

全數(shù)字助聽(tīng)器有這個(gè)或多個(gè)微小芯片整理器，能將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為0和1的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。這種格式的聲波比模擬聲波可以更快、更有效地開(kāi)展整理。數(shù)字運(yùn)算法能快速分析聲強(qiáng)和聲頻，并通過(guò)調(diào)節(jié)聲強(qiáng)和聲頻，使助聽(tīng)器切合不同的聽(tīng)力損失。

數(shù)字運(yùn)算法能夠繼續(xù)地顧問(wèn)噪聲，盡管演講的響聲的強(qiáng)度在毫秒之內(nèi)都可快速變化，但噪聲在這個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)刻內(nèi)保持穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)一段使用時(shí)刻后，數(shù)字技術(shù)能夠精確減小諸如車(chē)流聲及家用電器等連續(xù)性的噪聲。當(dāng)短促的響聲如說(shuō)話(huà)聲被助聽(tīng)器監(jiān)測(cè)到今后，阿拉伯?dāng)?shù)字技術(shù)能立即調(diào)整助聽(tīng)器，把響聲回答到放大的水平。

數(shù)字技術(shù)能連續(xù)地把聲音分成不同的頻道。例如，這個(gè)聽(tīng)力損失者聽(tīng)不清低音，但如果放大某些頻段的聲音，甚至是一點(diǎn)兒，就會(huì)讓他受不了。具有全數(shù)字壓縮路線(xiàn)的助聽(tīng)器能夠?qū)⒔邮盏捻懧暦謱?，探測(cè)并著重放大那些需求放大的響聲。

數(shù)字技術(shù)精密調(diào)節(jié)的性能還體如今寧?kù)o的環(huán)境中。助聽(tīng)器通過(guò)使用一種叫擴(kuò)展技術(shù)的聽(tīng)力技術(shù)，數(shù)字運(yùn)算法能夠把細(xì)微的環(huán)境響聲從家用電器的噪音中區(qū)別出來(lái)。阿拉伯?dāng)?shù)字運(yùn)算法還能夠減小或消除聲反映。聲反映是助聽(tīng)器消耗中的一大困難。 數(shù)字運(yùn)算法能夠在聲反映可以聽(tīng)到之前即開(kāi)展監(jiān)測(cè)，然后減小聲反映所屬頻段的響聲，老人助聽(tīng)器而不會(huì)對(duì)可覺(jué)察的響聲水平產(chǎn)生顯著影響。

數(shù)字助聽(tīng)器和模擬助聽(tīng)器的區(qū)別

1、從機(jī)芯上看，模擬助聽(tīng)器是由大量的電子元器件組成的，采用模擬路線(xiàn)，其核心是模擬信號(hào)的放大，當(dāng)然，信號(hào)也是使用模擬信號(hào)。而全數(shù)字助聽(tīng)器芯片采用微電腦芯片，相當(dāng)于一臺(tái)小型的計(jì)算機(jī)，采用邏輯電路，即輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)高精度計(jì)算后輸出，信號(hào)為數(shù)字信號(hào)。

2、在聽(tīng)力學(xué)的方面而言，傳統(tǒng)的模擬助聽(tīng)器采用線(xiàn)性放大，對(duì)所有聲音進(jìn)行相同程度的放大，使得相對(duì)較小的聲音不會(huì)被清楚地聽(tīng)到，過(guò)度的聲音非常不舒服，聲音質(zhì)量受到嚴(yán)重的影響，并且可能會(huì)進(jìn)一步損壞患者的聽(tīng)力。而全數(shù)字助聽(tīng)器采用的是非線(xiàn)性放大，不僅可以做到對(duì)大聲壓縮，小聲變大，使得經(jīng)處理過(guò)后的聲音聽(tīng)起來(lái)舒適清楚，還能夠更好的保護(hù)殘余聽(tīng)力。

3、從功能上講，全數(shù)字助聽(tīng)器還具備許多模擬式助聽(tīng)器所沒(méi)有具備的功能，全數(shù)字助聽(tīng)器處理速度極快，就像一個(gè)探測(cè)器，會(huì)自動(dòng)隨環(huán)境的變化而變化，它會(huì)自動(dòng)分析環(huán)境中的聲音，如果在嘈雜的環(huán)境中，它就會(huì)發(fā)揮自動(dòng)降噪功能，放大講話(huà)的聲音，而將噪音降低，從而提高語(yǔ)言的理解力。

4。數(shù)字助聽(tīng)器還具有體積小、外觀(guān)好、非常穩(wěn)定、抗干擾等優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)上面的比較而言，數(shù)字助聽(tīng)器不論是從性能上，還是效果上來(lái)講都比模擬助聽(tīng)器要好，現(xiàn)在大部分的聽(tīng)力患者都會(huì)更偏向于購(gòu)買(mǎi)數(shù)字助聽(tīng)器，數(shù)字助聽(tīng)器對(duì)患者的體驗(yàn)度更佳。

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