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第8章 助听器的类型及其基本特征(2)

3.麦克风

耳背式助听器的麦克风也是助听器上近年来发展与变化较大的一个零部件,时间较早的普通型耳背式助听器的麦克风,其安放的位置是在助听器的底部,这种麦克风的位置安放拉开了与助听器受话器间的距离,降低了助听器啸叫的发生,对助听器设计精密性的要求不是很高,所以这类助听器的价格比较便宜,但由于这类助听器的麦克风位置不位于助听器的前面,在接收声音的方向性与灵敏性方面效果就要差一些,所以在20世纪90年代后期已很少再有厂家生产这类助听器。

耳背式助听器麦克风的发展表现在麦克风外部设计上的变化,首先是在麦克风的外部加装了一个金属或塑料的网罩,以防止尘埃进入助听器的麦克风。

在20世纪90年代以后,麦克风的发展是以麦克风的方向性为主要的发展特点,这种方向性的麦克风会大大地便于耳背式助听器使用者在嘈杂环境中更好地聆听,排除周围噪声对要听取声音的干扰,这类助听器特别适用于使用者在会谈与会议时,需要听取主要发言者的语声而同时要有效地排除周围不想听的声音信号。但是,这类方向性单麦克风助听器的不足在于使用者想要更清晰地听清讲话者的声音,就必须将助听器正对讲话的人。

在20世纪90年代的中后期,耳背式助听器的方向性麦克风向双进声孔方向发展,这种麦克风有两个声音入口,分别朝向前方和后方,麦克风内部的振动膜片分别感受两个方向的声音,将其作用之差转换成相应的电信号输出,在后部声音入口处设有一声学延迟滤波器,抑制来自人耳后面的声音信号的强度,并使来自前面有用的信号得以优化,这一点完全符合正常人耳的听觉效应。我们人耳的耳廓结构正好也是朝前收集声音,同时挡住(衰减)来自人耳后部的声音,这些声音通常是背景的噪声或无关的谈话声。

方向性麦克风的收听范围集中在人的正面及两侧,来自后面的声音则被削减,这可以使佩戴者更集中注意力与人交谈。此外,国外的一些助听器研究调查表明,带有方向性麦克风的耳背式助听器在声音的定位能力上,也大大优于传统的耳背式助听器。这对于单侧使用助听器的用户较为有利;而在我国以单侧选配助听器占大多数的情况下,这种方向性麦克风优势就更为明显了。

方向性麦克风的这种设计思路,主要用来针对降低助听器的环境噪音。当用户佩戴方向性麦克风助听器时,方向性麦克风主要收集来自正面的声音,同时按相应比例降低背景噪声的强度。然而不久人们就发现,方向性麦克风的效果在很大的程度上受麦克风老化等因素的影响,从而降低了其降噪的功能。这是因为助听器使用一时间以后,一些小部件松动、潮湿、耳道皮肤的分泌物或其他异物等都会影响麦克风性能,带有双麦克风的助听器在刚刚购买或维修之后,通常有良好的定向功能,但随着使用时间的增长,其定向功能将逐渐地减弱。有研究表明,如果两个麦克风匹配相差1dB,助听器使用者对言语可懂度将下降10%。然而近年随着数字技术的发展,动态麦克风匹配技术的出现,使真正的双麦克风时代来到了。

4.电池

中、大功率耳背式助听器通常使用A13电池,而特大功率的耳背机则多使用A675电池。

3.2.2耳背式助听器的声学特性

耳背式助听器与盒式助听器相比,其麦克风置于耳廓的上方,因此能减弱人体躯干对低频反射增强的现象,同时能降低助听器受摩擦带来的噪音。但其耳模和导声管的存在会造成外耳道共振峰的前移,且幅度较耳内式助听器大。耳背式助听器最高峰值增益频率点多数在1000Hz处,峰值声增益较大。此外,通过对耳模的调整可改变耳背式助听器的声学特性,使其具有更宽的频响,和耳道机相比可容纳更大的通气孔,使声学补偿更灵活。

3.2.3耳背式助听器的优点

1.与盒式机相比

与盒式机相比,耳背式助听器的优点包括:

①耳背式助听器没有导线,且体积较小,容易隐蔽在头发里,有一定的美观性。

②由于不与衣服产生摩擦,降低了噪音。

③人体躯干低频反射增强现象明显减弱。因此,技术参数与盒式机相等的耳背式助听器使用效果更佳。

2.与耳内机和耳道机相比

与耳内机和耳道机相比,耳背式助听器的优点包括:

①耳背式助听器功率较大,适合各种不同类型的听力损失。

②由于耳背式助听器体积较大,设计者可以较方便地安装一些复杂的线路及芯片以提高性能和增强功能,如在耳背式助听器中装上感应线圈,可使聋儿打电话或在特殊的电化教室内收到清晰的声音电感;可以安装方向性麦克风等。

③电池、旋钮等较大,容易操作。

④易修理,耐久性好,便于调节。

⑤小儿的耳道处于生长期,不适合使用耳内式助听器,而用耳背机只需更换耳模即可,较为方便。

⑥不需要定做,可大量生产,有利于降低成本。

3.2.4耳背式助听器的缺点

耳背式助听器的缺点包括:

①耳背式助听器的麦克风小孔位于耳廓上方,天热或运动后头上的汗易渗入此孔及助听器的其他部位内,引起助听器故障。

②耳背式助听器位于耳后,开关和音量控制调节不便。

③对于外观要求较高的人而言,这种助听器还是太大、太显眼。

④与盒式助听器相比,耳背式助听器的麦克风与受话器之间的距离更近,安装不当或增益大时容易引起受话器的声音溢出而再次进入麦克风,导致声音被二次放大,引起声反馈啸叫,所以较大功率的耳背式助听器必须定制耳模。

⑤容易产生堵耳效应。堵耳效应是指耳甲腔或外耳道入口被耳模闭塞后,患者感觉自己的发声似回声样或者听起来感觉沉闷而不自然。堵耳效应主要限于2000Hz以下的中低频声。其产生机理主要是患者发声时,由于佩戴了耳模,声音不能外泄而引起外耳道壁(软骨部)振动,产生的声波再次传入耳内,从而导致外耳道低频声压增强。堵耳效应常为低频听力正常者不愿佩戴助听器的主要原因之一。传统的解决方法是通过扩大耳模通气孔或使用开放性耳模,但容易引起声反馈及改变助听器频率响应范围。

3.2.5耳背式助听器的适配范围

目前常用的耳背式助听器功率范围一般在40~120dB,中小功率范围约在40~90dB,大功率范围约在40~105dB,特大功率范围约在40~120dB。从其功率范围大小和特点可知,耳背式助听器基本适合轻、中、重度各级听力损失的患者佩戴。结合它的优缺点,耳背式助听器一般适合以下人群:

①因其体积较大、操作方便、选配灵活等特点,耳背式助听器是老年听力障碍患者的首选。

②儿童耳道处于生长期,如果选配定制式助听器需经常更换外壳,会增加患者额外的经济负担,且频繁更换外壳容易对助听器造成损坏。儿童选配耳背式助听器之后,只需定期更换耳模和及时调整助听器数据即可。

③有中耳疾病的患者,尤其是中耳炎处于发作期耳内有分泌物的患者,如果选配定制式助听器,则分泌物对助听器损伤的几率增大,对助听器工作性能和整体寿命造成影响。中耳疾病的患者选配耳背式助听器,助听器受损的几率相对较低,对延长助听器寿命和获得最佳助听效果有益。

④有外耳畸形,或耳科手术后、中耳术后等患者,如无法佩戴定制式助听器,可以考虑选配耳背式助听器。

3.3耳内式助听器

3.3.1耳内式助听器的分类

耳内式(in‐the‐ear,ITE)助听器根据其在耳内的位置,分为位于整个耳甲腔内的耳甲腔式(ITE‐full shell)助听器,位于部分耳甲腔内的半耳甲腔式(ITE‐half shell)助听器和小耳甲腔式(ITE‐low profile)助听器三种类型。耳内式助听器属于目前使用最广泛的定制式助听器,这种助听器需要根据不同患者的耳道模型定做不同的外壳。也有部分耳甲腔式助听器为成品助听器,这种助听器的外形大小是固定的,佩戴者要另做一个配套的耳模,再将助听器嵌在耳模里一起佩戴在耳内。

3.3.2耳内式助听器与耳道式助听器的基本构造

耳内式与耳道式助听器的基本构造相似,都由外壳、麦克风、集成电路放大器、电位器、受话器等构成。

1-音量调控电位器

2-麦克风

3-放大器

4-微调电位器

5-外壳

6-受话器

1.外壳

耳内式与耳道式助听器都是根据患者耳道(耳内式还包括耳甲腔)形状的大小定制的一个外壳,壳内装入助听器机芯。外壳的材料要求肉色、无毒,不会导致过敏反应,性质稳定,不易受温度等影响,不易老化,表面光滑无杂质。

模拟线路的耳道式助听器外壳上还安装了音量调控器、音调调节档、最大声输出调节档等,有的可编程耳内或耳道式助听器上还装有程序转换按钮。此外,有的助听器外侧面还装有拉线,出声孔上还装有耵聍挡板等。

2.麦克风

由于耳内式和耳道式助听器的外形较大,因此可以安装双麦克风。而完全耳道式助听器则不能安装双麦克风。

3.集成电路放大器

由于电子元件的微型化和电子集成化程度的提高,助听器的集成电路放大器日趋精巧。特别是应用了数字方式处理信号,可以增加很多功能而无需增加额外元件,占用助听器的有限空间。这为制作更小巧、更优良的完全耳道式助听器提供了条件。

4.电池

耳内式助听器通常使用A13电池,耳道式助听器多使用A312电池,而完全耳道式助听器则多使用A10甚至A5电池。

3.3.3耳内式助听器的声学特性

1.外耳道共振峰频率的改变

成人外耳道的共振频率约为2000~4000Hz,理论上男性平均值为3359Hz,女性为3440Hz。

卜行宽等测量的成人外耳共振频率为(2583±323)Hz,在2500Hz外耳道共振频率峰值增益效应可达11~12dB。

患者佩戴耳内式助听器时,麦克风处声增益最高峰值的频率在5118~5638Hz处,说明耳内式助听器对耳道共振峰偏移的影响不大,基本维持了正常人外耳道共振峰值的频率位置,加之它们对高频的补偿能力较好。因此,佩戴此类助听器可提高患者的言语可懂度。

2.耳内式助听器的频响曲线

耳内式助听器的频响曲线最高峰值大约是2500~2700Hz,接近正常人外耳道的共振峰值。

高建林等认为,耳内式助听器的频响曲线的频率范围大约在200~7500Hz,频率范围较宽,几乎覆盖了人耳的语言区域,频响曲线上下波动较小,曲线比较圆滑,与人耳的听觉反应相类似,因此可以增强助听效果。

高建林的实验表明,耳内式助听器和耳道式助听器在1000Hz、2000Hz、4000Hz处的听力补偿在25~33dBHL,而在250~500Hz的听力补偿在20~24dBHL,前者的听力补偿能力大于后者。

3.麦克风位置处声增益

人的耳廓外侧面有许多卷部,形同一组凹面镜,它们可使外界传来的声音发生反射和折射,从而使外界传来的声音在麦克风位置处的声压增大。与耳背式助听器相比,耳内式助听器的麦克风位于耳内,其助听效果就是因为这一原理而增强的。耳内式与耳道式助听器所占耳甲和(或)外耳道的解剖位置不同,且不同款式的耳内式助听器的麦克风位置不同,因此其声增益也有所不同。高建林在实验中还发现,耳内式助听器麦克风处的声增益为5.94~6.46dBSPL,平均为6.29±1.09dBSPL;耳道式助听器为6.90~9.25dBSPL,平均为8.08±1.83dBSPL;完全耳道式助听器为8.80~9.30dBSPL,平均为9.01±1.73dBSPL。三者有显着差异。这说明完全耳道式助听器麦克风位置处的声增益最大,其次为耳道式助听器,再者为耳内式助听器。由于此数值是在助听器无输出状态下得出的,故麦克风位置处的声增益与耳廓的解剖、生理特性和助听器的款式有关,而与助听器的功率无关。

3.3.4耳内式助听器的优点

与耳道式和完全耳道式助听器相比,耳内式助听器的优点在于:

①适合听力损失的范围较宽,输出功率较大。

②可以方便地安装双麦克风、拾音线圈等附加元件。

③更换电池、调节音量等操作较耳道式助听器、完全耳道式助听器容易些。

3.3.5耳内式助听器的缺点

耳内式助听器的缺点包括:

①由于儿童的耳道未发育定形,需定期更换外壳,因此不适合使用。

②和耳背式助听器相比,其麦克风与受话器的位置较近,容易产生声反馈。

③对于老人及双手欠灵活者来说,更换电池、调节音量还是不太方便。

④虽然位于耳内,其外形还是偏大,很容易被看到。

⑤内部机芯容易受通过出声孔进入的耵聍的影响而损坏。

⑥耳甲腔式助听器充满整个耳甲腔,有些患者会因为过多皮肤受封闭而感到不舒服。

⑦和前面提到的耳背式助听器一样,容易产生堵耳效应。

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