Розширення функціональних можливостей та удосконалення засобів аудіометрії і акустичної імпедансометрії

Показано ефективність роботи синтезованого вузла та встановлено наявність на його виході затримки появи приросту на ~ 20 мс і збільшення його тривалості від 10 мс до 30 мс із-за інерційності ланок СВП, що враховується у вигляді поправки ЧВП імпедансметра при вимірюванні часових параметрів АРВМ.

П'ятий розділ присвячено розгляду проблем метрологічного забезпечення аудіометрів і акустичних вушних імпедансметрів та шляхів їх вирішення.

Проведено аналіз стану метрологічного забезпечення і стандартизації в області конвенціональної (до 8 кГц) та ВЧ (8 - 16 кГц) аудіометрії. Встановлено, що із врахуванням впровадженої в Україні системи державної повірки аудіометричних засобів для діапазону частот 125 - 8000 Гц завдання їх метрологічного забезпечення

вирішені у повному обсязі, що означає наявність в обігу повірених приладів “штучне вухо” 4152, 4153 і “штучний мастоїд” 4930 ф.„B&K, нормованих КЕПРЗТ і КЕПРЗС (КЕПРПВ), контрольних рівнів вузькосмугового маскувального шуму та відповідних зразкових і робочих повірочних апаратурних засобів та нормативно-технічної документації, а також єдиної методики повірки аудіометрів в даному діапазоні частот (в тому числі і для скринінг-аудіометра АА4).

Встановлено також, що в діапазоні ВЧ вищеназвані завдання наразі вирішені лише для умов повітряного звукопроведення, при цьому стандартами IEC 60318-2 та ISO 389-5 рекомендовано необхідне повірочне обладнання і КЕПРЗТ для двох типів телефонів (KOSS HV/1A та SENNHEISER HDA200). Для ВЧ аудіометрів з каналом кісткового проведення звуків за винятком основних технічних вимог до обладнання (IEC 60645-4) відсутні КЕПРЗС (КЕПРПВ), промислово освоєні і рекомендовані IEC та ISO кісткові ВЧ вібратори, а також засоби і методика їх повірки.

Враховуючи відсутність на момент розроблення ВЧ аудіометра АВА1 стандартів IEC 60318-2 та ISO 389-5, високу вартість рекомендованих випромінювачів HV/1A і HDA200, а також те, що ISO 389-5 не обмежує застосування інших типів телефонів, сформульовано вимоги та створено у співпраці із ТОВ „Резонанс ЛТД” (м. Кіровоград) аудіометричний ВЧ телефон ТАВ-01. Оскільки його конструкція відповідає вимогам ГОСТ 27072-86, для нього в конвенціональному діапазоні застосовано універсальні КЕПРЗТ згідно вказаного стандарту та ISO 389-1. Запропоновано схему установки на основі ТАВ-01 та визначено за її допомогою шляхом біологічного калібрування на групі із 11 отологічно здорових молодих людей віком 18 років на частотах 8; 10; 12,5; 14; 16 і 18 кГц його еквівалентні порогові РЗТ (ЕПРЗТ) (табл. 1). При цьому ЕПРЗТ реєструвались по показам прецизійного вимірювача шуму, підключеного до приладу 4153, на акустичну камеру якого через адаптер типу 1 згідно IEC 60318-2 закріплювався телефон ТАВ-01 установки. Отримані ЕПРЗТ покладено в основу розробленої методики повірки ВЧ аудіометра АВА1.

Таблиця 1

Еквівалентні порогові рівні звукового тиску ВЧ телефону ТАВ-01

Примітка. *Частота 18 кГц стандартом IEC 60645-4 для ВЧ аудіометрів не передбачена.

Сформульовано вимоги та створено у співпраці із НКТБ „Пъезоприбор” (м.Ростов-на-Дону, Росія) кістковий ВЧ вібратор ВКПВЧ-01, виконаний у вигляді складеного чутливого елемента із 12 п'єзокерамічних дисків, зв'язаних механічно послідовно та електрично паралельно, при цьому його робоча поверхня відповідає вимогам IEC 60373 (коло площею 1,750,25 см²). Враховуючи обмеженість по частоті (до 10 кГц) приладу 4930 запропоновано схему установки для вимірювання прискорення вібрацій, створюваних вібратором ВКПВЧ-01, основу якої складає мініатюрний п'єзоакселерометр типу KD91 ф. “RFT” (рис. 23). Метрологічно обґрунтовано застосування в даній схемі її складових та встановлено, що рівні прискорення вібрацій, створювані на частоті 8 кГц ВЧ вібратором ВКПВЧ-01 на робочих поверхнях як приладу 4930, так і п'єзоакселерометра KD91 при рівні прослуховування 50 дБ практично співпадають (КЕПРПВ відповідно мінус 20,5 дБ та мінус 22 дБ відносно 1 мс^-2). Це дозволило розглядати створений вібратор ВКПВЧ-01 в якості джерела коливальної швидкості і, як наслідок, спростити процедуру калібрування і визначення метрологічних характеристик тракту кісткового ВЧ звукопроведення, відмовившись від застосування надто дорогого приладу 4930.

Визначено за допомогою установки (рис. 22) шляхом біологічного калібрування на вказаній вище групі (із 10 людей) в діапазоні 8 - 18 кГц еквівалентні порогові рівні прискорення вібрацій (ЕПРПВ), які реєструвались по показам мілівольтметра В3-38Б, підключеного через підсилювач-формувач заряду 2626 ф. „B&K” та п'єзоакселерометр KD91 до робочої поверхні ВЧ вібратора ВКПВЧ-01, і практично (в межах середнього квадратичного відхилення) співпали з даними слухових порогів, отриманими проф. Сагаловичем Б.М. (лабораторія патофізіології та акустики Московського НДІ вуха, горла і носа) за допомогою кісткового ВЧ п'єзотелефону (табл. 2).

Таблиця 2

Еквівалентні порогові рівні прискорення вібрацій кісткового п'єзотелефону

Проаналізовано розбіжності на частоті 8 кГц в значеннях отриманих КЕПРПВ і слухових порогів ЕПРПВ та даних згідно табл. 2 і встановлено, що однією із причин цього є наявність процедури маскування не обстежуваного вуха при визначенні порогів по даним ISO 7566 та її відсутність при одержанні ЕПРПВ і даних табл. 2 (маскування підвищує поріг на 4 дБ). Встановлено також, що в отриманих результатах послідуючих після затвердження ISO 7566 досліджень по визначенню на частоті 8 кГц КЕПРЗС значення порогу на 7,5 дБ нижче встановленого ISO 7566 при відсутності маскувальної процедури, що свідчить про необхідність уточнення порогу змінної сили в нормі для частоти 8 кГц при розробленні стандарту на контрольні еквівалентні порогові рівні в діапазоні 8 - 16 кГц.

Розроблено та експериментально апробовано методику визначення метрологічних характеристик каналу кісткового ВЧ звукопроведення аудіометра АВА1 на робочих частотах 8; 12,5; 16 і 18 кГц, яка ґрунтується на застосуванні запропонованої схеми (рис. 23). При цьому максимальний рівень прослуховування стимулу на вказаних частотах склав не менше 70 дБ.

Проведено аналіз стану метрологічного забезпечення і стандартизації в області акустичної імпедансометрії та встановлено, що для проведення повірочних робіт з акустичними вушними імпедансметрами наразі в Україні наявні всі необхідні для цього технічні засоби (прилад 4152, прецизійні вимірювачі шуму) і за умов застосування міжнародних стандартів IEC та ISO відповідна нормативна база (ISO 389, IEC 60126, IEC 61027, IEC 60318-2). Однак відсутність в державних метрологічних службах єдиної методики повірки аналізаторів середнього вуха, а також брак досвіду проведення ними такого роду робіт не дозволяє говорити про вирішення проблем метрологічного забезпечення імпедансметрів в повному обсязі.

На основі зазначених вище стандартів розроблено і експериментально апробовано на створених зразках акустичного вушного імпедансметра АУІ1 та макеті вимірювального блоку портативного тимпанометра ТИМП1 методику визначення їх метрологічних характеристик, яку запропоновано покласти в основу єдиної методики повірки імпедансметрів метрологічними підрозділами Держспоживстандарту.

Показано, що для повірки трактів іпсі- та контралатерального стимулів, а також визначення параметрів зондуючого тону імпедансометричних засобів доцільно застосування приладу „штучне вухо” 4152, до складу якого входять дві акустичні камери з об'ємами 2 см³ і 6 см³. При цьому схема повірки вказаних складових імпедансметрів співпадає зі схемою повірки традиційного аудіометричного каналу з тією лише різницею, що параметри іпсілатерального і зондуючого сигналів визначаються в акустичній камері типу DB0138 об'ємом 2 см³ на приладі 4152. Показано, що для повірки імпедансометричного каналу аналізаторів середнього вуха застосовуються калібрувальні камери фіксованого об'єму із ряду 0,2 - 0,5 - 1,0 - 2,0 - 3,0 - 4,0 - 5,0 см³ шляхом почергового підключення в кожну із них акустичного зонда засобу.

Запропоновано процедуру вимірювання об'єму калібрувальних камер аналізаторів середнього вуха здійснювати за допомогою мікробюретки об'ємом 5 см⁵ по отриманій різниці рідини в ній до та після наповнення зазначеною рідиною вимірюваної камери. Розглянуто схему повірки пневмосистеми імпедансметра, основу якої складає високочутливий манометр або градуйований давач відносного тиску повітря з максимальною похибкою вимірювання 3 даПа або 2%.

Зазначене вище метрологічне забезпечення є основою для проведення подальших робіт по створенню і удосконаленню в Україні системи метрологічного забезпечення в області ВЧ аудіометрії і акустичної імпедансометрії.

В шостому розділі наведено результати експериментальних досліджень та впровадження розроблених зразків імпедансометричних засобів АУІ1 941345.003 та ТИМП1 941345.004 з розширеними функціональними можливостями. Підтверджено адекватність теоретичних положень та отриманих результатів.

Розглянуті методи, принципи і структури побудови каналів вимірювання та відтворення імпедансометричних засобів, отримані результати синтезу і моделювання окремих їх вузлів було покладено в основу створених дослідних зразків №1 - №3 стаціонарного автоматизованого акустичного вушного імпедансметра АУІ1 та макету вимірювального блоку портативного тимпанометра ТИМП1. При розробці даних засобів було вирішено ряд конструкторських задач (використання сучасної елементної бази, в тому числі вузлів відображення і реєстрації, компактність і уніфікація пристроїв), схемотехнічних проблем (взаємодія мікропроцесорів ЧВП, відеоконтролера рідинно-кристалічного дисплею та термопринтера, передача результатів обстеження на зовнішню ПЕОМ), а також задач математичного і програмного забезпечення засобів (виконання процедур керування пневмосистемою, каналом стимулу та вимірювальним трактом, синтез зображень отриманих тимпанограм і кривих АРВМ та їх відображення). Створене обладнання представляє собою складні електронно-акустичні засоби з елементами точної механіки, сучасним дизайном і програмним забезпеченням високого рівня.

Оскільки дослідні зразки імпедансметра АУІ1 містять окрім ланок реалізації вимірювальних процедур ряд інших важливих блоків та вузлів (рис. 24), необхідних для функціонування приладу, детально розглянуто роботу всіх його складових.

Це дозволило сформувати уявлення про аналізатор середнього вуха як вимірювальний засіб в цілому та зрозуміти взаємодію всіх його структурних компонентів при реалізації приладом різних процедур обстеження.

Проведено аналіз параметрів і характеристик малогабаритних та інтегральних давачів відносного тиску повітря для кодокерованої пневмосистеми імпедансметра АУІ1 та обґрунтовано вибір по критеріям точності і вартості вітчизняного давача тензометричного типу ТДД500, який забезпечує перетворення відносного тиску повітря в напругу постійного струму в діапазоні ± 500 даПа з чутливістю не менше 0,15 мВ/даПа та нелінійністю функції перетворення не більше 1,5%. Підтверджено ефективність і працездатність синтезованої та застосованої в аналізаторі АУІ1 перспективної структури (типу 117) конструкції мікрокомпресора з електромеханічним перетворювачем електродинамічного типу, який забезпечує в об'ємі 0,5 см³ плавне змінювання відтворюваного відносного тиску повітря від +500 до мінус 480 даПа, що не перевищує межі максимально допустимих значень +600 - мінус 800 даПа згідно вимог IEC 61027. При цьому нелінійність функції відтворення в робочому діапазоні +200 - мінус 300 даПа імпедансметра не перевищила 3%, що є прийнятним.

Показано узгодженість отриманих результатів експериментальних досліджень динамічних процесів у кодокерованій пневмосистемі аналізатора АУІ1 (при швидкості змінювання відносного тиску 100 даПа/с) з результатами моделювання її Simulink-моделі, що дозволяє стверджувати про коректність параметрів та адекватність синтезованої моделі об'єкту. При цьому відхилення швидкості від її номінального значення в робочому діапазоні не перевищило допустимого значення 10 даПа/с (згідно вимог IEC 61027) і склало даПа/с, а довжина та діаметр трубки-капіляра звукопроводу зразків акустичного зонда оголовної гарнітури засобу відповідають параметрам моделі.

Обґрунтовано вибір типу акустико-електричного та електроакустичних перетворювачів (відповідно мікрофону і телефонів зондуючого та стимулюючого сигналів) імпедансометричних засобів та визначено в діапазоні частот до 8 кГц АЧХ перетворювачів шляхом дослідження макетів оголовної гарнітури і акустичного зонда по методикам ГОСТ 6343-74 на акустичному комплекті 22С ф. “RFT” з використанням приладу 4152. Показано відповідність отриманих значень інтенсивності та коефіцієнту гармонік вимогам стандарту IEC 61027.

Підтверджено ефективність роботи синтезованого імпедансометричного каналу приладу АУІ1, показано узгодженість отриманих результатів випробувань вказаного каналу з результатами моделювання його Simulink-моделі, що свідчить про коректність параметрів визначеної для нього математичної моделі градуювальної характеристики. Це витікає із отриманих значень основної похибки вимірювання еквівалентного об'єму кожного із 3-х дослідних зразків імпедансметра АУІ1, яка не перевищує допустимих границь (0,1 см³ або 5%), в тому числі при одночасному надходженні окрім зондуючого тону надпорогових контра- або іпсілатеральних стимулів частотою 500 Гц з максимальними рівнями інтенсивності 105 дБ HL та 100 дБ SPL відповідно (режим реєстрації АРВМ).

На основі розроблених методик і запропонованих повірочних схем визначено метрологічні характеристики дослідних зразків імпедансметра АУІ1 та макета вимірювального блоку тимпанометра ТИМП1 (табл. 3) і показано відповідність одержаних результатів вимогам стандарту IEC 61027 для аналізаторів середнього вуха відповідно типу 2 (діагностичний) та типу 3 (скринінговий). При цьому функціональні можливості імпедансметра АУІ1 як засобу типу 2 розширено за рахунок реалізації в ньому окрім режимів ручної і автоматичної тимпанометрії, скринінгової і порогової рефлексометрії при іпсі- та контралатеральній стимуляції також процедур декей-тесту і визначення часових параметрів АРВМ (латентності) в ручному та автоматичному режимах. Функціональні можливості портативного тимпанометра ТИМП1 як засобу типу 3 розширено за рахунок реалізації в ньому окрім методів тимпанометрії і скринінг- рефлексометрії також процедур порогової рефлексометрії та скринінг-аудіометрії при іпсілатеральній стимуляції. Проведено державні приймальні і медичні випробування створених дослідних зразків №1 - №3 імпедансметра АУІ1 та одержано дозвіл МОЗ України на його використання в медичній практиці і серійне виробництво з внесенням приладу АУІ1 до Держреєстру виробів медичної техніки (реєстраційне свідоцтво № 543/97 від 31.12.97р.).

Таблиця 3

В сьомому розділі представлено результати експериментальних досліджень та впровадження створених зразків автоматизованих аудіометричних засобів АВА1 941345.002 та АА4 941345.001 з розширеними функціональними можливостями.

Методи та принципи побудови трактів відтворення аудіометрів, які розглядалися вище, запропоновані структури та отримані еквівалентні порогові рівні прослуховування для обох типів звукопроведення в розширеному діапазоні частот склали основу створених дослідних зразків №1 - №3 автоматизованих діагностичного ВЧ аудіометра АВА1 та скринінг-аудіометра групового користування АА4.

При розробці зазначених засобів було вирішено ряд складних задач по створенню і дослідженню зразків електроакустичного та електромеханічного ВП (відповідно ВЧ телефону ТАВ-01 і ВЧ вібратора ВКПВЧ-01), значну увагу приділено питанню уніфікації як елементів конструкції, так і електронних складових (термопринтер, блоки цифрового перетворення і керування та живлення), а також задач розроблення і налагодження необхідного математичного та програмного забезпечення аудіометрів (реалізація алгоритму обстеження на основі запропонованого різновиду методу тональної порогової аудіометрії, процедура синтезу аудіограми у вигляді таблиці та її реєстрація на термопринтері, автоматична підтримка встановленої робочої частоти генератора стимулу за рахунок зворотного зв'язку по частоті, програмна реалізація процедури калібрування та повірки засобів).

Враховуючи складність створених зразків ВЧ аудіометра АВА1 у порівнянні із скринінговим засобом АА4, детально розглянуто склад та призначення блоків та вузлів АВА1, описано принцип дії ВЧ аудіометра, в тому числі при обстеженнях слуху в діапазоні 8 - 18 кГц при повітряному та кістковому звукопроведеннях.

Наведено результати дослідження розробленого та створеного макета широкосмугового ВЧ телефону як в конвенціональному (до 8 кГц), так і в діапазоні ВЧ (8 - 18 кГц). На основі отриманих АЧХ ВЧ телефону встановлено, що він забезпечує в діапазоні частот 250 - 8000 Гц такі РЗТ, які дозволяють одержати необхідні для аудіометрів типу 3 максимальні рівні прослуховування 80 - 90 дБ із врахуванням КЕПРЗТ згідно ISO 389-1 та ГОСТ 27072-86 при коефіцієнті гармонік не більше 1,3 %. Показано також, що отримані на робочих частотах 8; 10; 12,5; 14; 16 та 18 кГц РЗТ забезпечують необхідні максимальні рівні прослуховування (відповідно 90, 90, 80, 70, 60 та 50 дБ) згідно вимог IEC 60645-4 із врахуванням визначених шляхом біологічного калібрування ЕПРЗТ ВЧ телефона ТАВ-01, наведених в розд. 5; при цьому коефіцієнт гармонік стимулів не перевищив 1,5 %.

Проведено дослідження розробленого та створеного макета кісткового ВЧ вібратора п'єзокерамічного типу, складений чутливий елемент якого виконано на основі п'єзокераміки ЦТС-19. Встановлено частоти резонансів ВЧ вібратора 8,6; 11,57; 15,8 та 17,4 кГц, на яких спостерігається максимальна інтенсивність випромінювання і які близькі до розрахункових та визначалися вимогами щодо робочих частот ВЧ аудіометрів згідно ІЕС 60645-4. При цьому коефіцієнт гармонік вихідного сигналу ВЧ вібратора не перевищив 1,4 %, а вага чутливого елемента макета склала 57 г.

На основі розроблених методик і запропонованих повірочних схем визначено метрологічні характеристики дослідних зразків ВЧ аудіометра АВА (табл. 4) та показано відповідність отриманих результатів окремим вимогам IEC 60645-1, ГОСТ 27072-86 для аудіометрів типу 3 (діагностичний) і вимогам IEC 60645-4 для ВЧ аудіометрів. Отримане перевищення основної похибки встановлення частоти при кістковому ВЧ звукопроведенні нормованого IEC 60645-4 значення 1% обумовлено використанням в кістковому ВЧ вібраторі ВКПВЧ-01 в якості робочих його резонансних частот як випромінювача п'єзокерамічного типу, на яких забезпечується максимальна інтенсивність прискорення вібрацій. Одержані відхилення можуть бути зменшені до границь, встановлених вказаним нормованим значенням, шляхом більш точного виготовлення як окремих складових, так і конструкції п'єзокерамічного стовпа ВЧ вібратора в цілому, на користь чого свідчать, зокрема, наведені в табл. 2 робочі частоти ВЧ вібратора приладу № 2 з мінімальним перевищенням на 0,3 % основної похибки встановлення частоти.

У відповідності із методикою та вимогами ГОСТ 27072 визначено метрологічні характеристики дослідних зразків скринінг-аудіометра АА4 (табл. 4) та засвідчено, що створений засіб відповідає вимогам вказаного стандарту для аудіометричних засобів типу 4 (скринінговий) як обладнання групового користування, яке забезпечує одночасне обстеження від 1-го до 4-х пацієнтів.

З метою розширення функцій діагностування і реалізації ВЧ аудіометром АВА1 процедур надпорогової та мовної аудіометрії на основі запропонованої структури модифікованого аудіометричного тракту (рис. 3) розроблено і створено дослідні зразки виробу (рис. 28) та проведено їх експериментальні дослідження. Показано відповідність засобу у повному обсязі вимогам IEC 60645-1, ГОСТ 27072-86 для аудіометрів типу 3 (діагностичний) і вимогам IEC 60645-4 для ВЧ аудіометрів.

Таблиця 4

Метрологічні характеристики дослідних зразків ВЧ аудіометра АВА1 та скринінг-аудіометра АА4

** - стандарт IEC 60645-4 передбачає діапазон частот лише 8 - 16 кГц, тому нормоване значення для 16 кГц поширено і на частоту 18 кГц.

Застосування в приладі АВА1 кісткового ВЧ вібратора ВКПВЧ-01 дозволило досягти в розробці нових функціональних можливостей, не притаманних відомим моделям ВЧ аудіометрів закордонного виробництва, а саме: реалізувати в аудіометрі канал кісткового ВЧ звукопроведення на частотах від 8000 до 18000 Гц з максимальним рівнем прослуховування не менше 70 дБ. Це суттєво розширює функції діагностування порушень слуху на ранній стадії у обстежуваних в широкому діапазоні їх вікового цензу. При цьому ВЧ аудіометр АВА1 як засіб типу 3 реалізує також методи тональної порогової аудіометрії при повітряному та кістковому звукопроведенні в діапазоні частот 250 - 8000 Гц, мовної аудіометрії (мікрофон оператора та зовнішнє джерело мови), надпорогові тести ІМПІ та Люшера з приростами інтенсивності 0,2 - 0,4 - 0,6 - 0,8 - 1,0 - 2,0 - 3,0 - 5,0 дБ, а також метод ВЧ аудіометрії при повітряному звукопроведенні в діапазоні 8 - 18 кГц. В якості маскувального застосовуються широкосмуговий та вузькосмуговий шуми.

Функціональні можливості автоматизованого скринінг-аудіометра групового користування АА4 як засобу типу 4 розширено за рахунок того, що при реалізації в ньому методу тональної порогової аудіометрії при повітряному звукопроведенні в діапазоні 500 - 8000 Гц отримані результати обстеження виводяться (окрім аудіограми) у вигляді попереднього висновку про стан слуху кожного із пацієнтів із врахуванням їх віку та статі згідно даних ISO 7029 по трьохрівневій формі “норма - не норма - невизначеність”. Це підвищує точність діагностування та дозволяє медперсоналу без виводу аудіограми на друк отримати узагальнену інформацію про стан слуху кожного із обстежуваних. Підвищено також пропускну можливість обстежень приладами АВА1 та АА4 в автоматизованому режимі роботи за рахунок реалізації ними запропонованого різновиду методу тональної порогової аудіометрії.

Проведено державні приймальні і медичні випробування створених дослідних зразків №1 - №3 ВЧ аудіометра АВА1 та одержано дозвіл МОЗ України на його використання в медичній практиці і серійне виробництво з внесенням приладу АВА1 до Держреєстру виробів медичної техніки (реєстраційне свідоцтво № 522/97 від 31.12.97р.).

У додатках А, Б наведено акти державних приймальних і протоколи медичних випробувань автоматизованих діагностичного ВЧ аудіометра АВА1 та акустичного вушного імпедансметра АУІ1, витяги з протоколів засідання президії Комітету з нової медичної техніки МОЗ України, реєстраційні посвідчення на зазначені вище засоби, свідоцтво про метрологічну атестацію автоматизованого скринінг-аудіометра групового користування АА4 та акт випробувань макета вимірювального блоку портативного тимпанометра ТИМП1.

ВИСНОВКИ

1. Розвинуто теорію та узагальнено методи і принципи побудови засобів аудіометрії та акустичної імпедансометрії, що дозволило на основі отриманих аналітичних виразів рівнянь вимірювання і відтворення визначити шляхи підвищення їх точності, а також розширити функціональні можливості за рахунок реалізації методу ВЧ аудіометрії не лише при повітряному, а і кістковому проведенні звуків, врахування віку та статі обстежуваних при формуванні висновку про стан їх слуху, автоматизації процедури дослідження, реалізації додаткових режимів обстеження та подальшої інтеграції методів аудіометрії і акустичної імпедансометрії в одному засобі.

2. Розроблено та експериментально апробовано новий ефективний різновид методу тональної порогової аудіометрії, який враховує психомоторні особливості пацієнтів при діагностуванні порушень слухової функції автоматизованими аудіометричними засобами і, як наслідок, дозволяє суттєво підвищити пропускну можливість масових профілактичних медичних обстежень слуху.

3. Показано шляхи створення і синтезовано нові структури аудіометричних та імпедансометричних засобів з розширеними функціональними можливостями, що досягається за рахунок введення до їх складу каналу кісткового ВЧ звукопроведення, додаткових функціональних перетворювачів, застосування сучасної елементної бази (прецизійних кодокерованих масштабних перетворювачів, стерео аудіо кодеків та DSP-процесорів) та розроблення необхідного програмного забезпечення.

4. Визначено параметри математичної моделі градуювальної характеристики імпедансометричного каналу аналізатора середнього вуха та показано, що похибка вимірювання акустичного іммітансу імпедансометричного засобу повністю визначається похибкою адекватності вибраної моделі і не залежить від похибок квантування та округлення.

5. Подальшого розвитку отримало структурно-функціональне моделювання основних складових аналізаторів середнього вуха - кодокерованої пневмосистеми з перспективними схемами мікрокомпресорів різного типу та імпедансометричного каналу, що надало змогу на основі синтезованих SimuLink-моделей вказаних складових провести моделювання динамічних процесів, які протікають в них при найбільш несприятливому сполученні значень їх параметрів і вхідних сигналів та, як наслідок, визначити оптимальні параметри їх ланок в залежності від точності і швидкодії засобу.

6. Розроблено, удосконалено і експериментально апробовано метрологічне методичне та апаратурне забезпечення ВЧ аудіометрів та аналізаторів середнього вуха з розширеними функціональними можливостями, яке є основою для проведення подальших робіт по створенню і вдосконаленню в Україні системи метрологічного забезпечення в області ВЧ аудіометрії та акустичної імпедансометрії.

7. Створено комплекс удосконалених автоматизованих аудіометричних та імпедансометричних засобів з розширеними функціональними можливостями, які реалізують розроблені різновид методу і структури та надають змогу вирішити проблему раннього діагностування і профілактики порушень слуху у дорослих та дітей країни.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Лисенко О.М. Сучасні методи та засоби дослідження слуху людини: Монографія. - К.: Видавництво “КВІЦ”, 2002. - 176 с.

2. Лисенко О.М., Іващенко А.П. Сучасні засоби вимірювальної техніки для дослідження слуху: класифікація, функціональні можливості та тенденції розвитку // Український метрологічний журнал. - 2002.- № 3. - С. 52 - 57.

3. Лисенко О.М., Туру А.Г., Мироненко М.П. Морфологічний аналіз та синтез структури пневмосистеми акустичного вушного імпедансметру // Наукові вісті НТУУ „КПІ”. - 2001. - № 3. - С. 104 - 109.

4. Лысенко А.Н., Иващенко А.П. Методика определения метрологических характеристик канала костного звукопроведения аудиометра АВА1 в расширенном диапазоне частот // Український метрологічний журнал. - 2001. - № 2. - С. 19 - 25.

5. Лисенко О.М., Мироненко П.С., Лазарєв Ю.Ф. Моделювання кодокерованої пневмосистеми акустичного вушного імпедансметра // Електроніка і зв'язок. - 2002. - № 16. - С. 49 - 52.

6. Лисенко О.М., Лебедєв Д.Ю., Панасюк О.В. Дослідження спектрального вимірювального перетворювача імпедансометричного каналу аналізатора середнього вуха АУІ1 // Вісник НТУУ “КПІ”, серія Приладобудування. - 2003. - № 26. - С. 105 - 117.

7. Лазарєв Ю.Ф., Лисенко О.М. Дослідження кодокерованої пневмосистеми аналізатора середнього вуха АУІ1 // Наукові вісті НТУУ „КПІ”.- 2005.-№ 2.-С.110-114.

8. Лысенко А.Н. Автоматизированные скрининговый и высокочастотный аудиометры // Сучасні проблеми оториноларінгології: Збірник наук. праць - К. - 1993. - С. 98 - 101.

9. Лысенко А.Н. Структура измерительного тракта и уравнение измерения автоматизированного тонального аудиометра // Вестник Киевского политехнического института, серия Приборостроение.- 1995. - Вып. 24. - С. 85 - 95.

10. Лысенко А.Н. Новый высокочастотный аудиометр с каналами воздушного и костного звукопроведения // Журн. ушных, носовых и горловых болезней.- 1996. - № 6. - С. 70 - 73.

11. Лысенко А.Н. Диагностический высокочастотный аудиометр АВА1 // Український метрологічний журнал. - 1999.- № 3. - С. 52 - 57.

12. Лысенко А.Н. Метод измерения, структура построения и основные функциональные возможности акустического ушного импедансметра АУИ1 // Український журнал медичної техніки і технології . - 1999. - № 1. - С.36 - 46.

13. Лисенко О.М. Проблеми метрологічного забезпечення акустичних вушних імпедансметрів // Акустичний вісник. - 1999.- Том 2. - № 4. - С. 62 - 69.

14. Лисенко О.М. Аналіз методу, структури та рівняння відтворення скринінг-аудіометра групового користування АА4 // Вимірювальна техніка та метрологія.- 1999.- № 54.- С. 51 - 59.

15. Лисенко О.М. Метрологічне забезпечення аудіометричних засобів в розширеному діапазоні частот // Наукові вісті НТУУ „КПІ”.- 1999.- № 3.-С. 75 - 81.

16. Лисенко О.М. Визначення порогів чутності людини при повітряному звукопроведенні за допомогою аудіометричного телефону і приладу “штучне вухо” // Український журнал медичної техніки і технології . - 1999. - № 4. - С.27-30.

17. Лисенко О.М. Аналіз стану та проблеми розвитку ринку аудіометрів і акустичних вушних імпедансметрів в Україні // Вісник Держ. унів. “Львівська політехніка”, сер. “Радіоелектроніка та телекомунікації”. - 2000.- № 387.- С.460 - 464.

18. Лисенко О.М. Реалізація основних надпорогових процедур в сучасних аудіометричних засобах // Вісник НТУУ “КПІ”, серія Приладобудування. - 2003. - № 25. - С. 147 - 154.

19. Лисенко О.М. Визначення метрологічних характеристик дослідних зразків автоматизованого акустичного вушного імпедансметра АУІ1 // Наукові вісті НТУУ „КПІ”. - 2004. - № 1. - С. 79 - 85.

20. Лисенко О.М. Аналіз похибки вимірювання еквівалентного об'єму системи середнього вуха людини імпедансометричним засобом АУІ1 // Вісник НТУУ “КПІ”, серія Приладобудування. - 2004. - № 27. - С. 129 - 136.

21. Пат. 3897 України, МКИ А 61 В 5/12. Спосіб контролю слуху і аудіометр для його здійснення / Т.В.Шидловська, В.О.Бригідер, О.М.Лисенко. - №4850151/14; Заявл. 14.05.90; Опубл. 27.12.94, Бюл. № 6-1.

22. Пат. 2008800 РФ, МКИ А 61 В 5/12. Способ контроля слуха и аудиометр для его осуществления / Т.В.Шидловськая, В.О.Бригидер, А.Н.Лысенко. - №4850151/14; Заявл. 14.05.90; Опубл. 15.03.94, Бюл. № 5.

23. Пат. 52523А України, МПК7 А 61 В 5/12. Портативний ручний імпедансний аудіометр / О.М.Лисенко. - № 2002087069; Заявл. 29.08.02; Опубл. 16.12.02; Бюл. ДДІВ № 12.

24. Пат. 62853 України, МПК7 А 61 В 5/12. Діагностичний аудіометр / О.М.Лисенко. - № 2003087893; Заявл. 21.08.03; Опубл. 15.12.03; Бюл. ДДІВ № 12.

25. Пат. 69369А України, МПК7 А 61 В 5/12. Аудіометр / О.М.Лисенко. - №20031213248; Заявл. 31.12.03; Опубл. 16.08.04; Бюл. ДДІВ № 8.

26. Пат. 69368А України, МПК7 А 61 В 5/12. Імпедансний аудіометр / О.М.Лисенко. - № 20031213247; Заявл. 31.12.03; Опубл. 16.08.04; Бюл. ДДІВ № 8.

27. Лысенко А.Н. Выбор метода и структуры измерительной цепи акустического ушного импедансметра // Труды YIII съезда оториноларинголов Украины: Част. 4. - Київ. - 1995. - С.237 - 238.

28. Lysenko O. The analysis of a condition and problems of development of the market of audiometers and middle-ear analyzers // Modern Problems of Telecom., Comput.Science and Eng.Train.: International Conference TCSET`2000. - Lviv-Slavsko (Ukraine). - 2000. - P.173 - 174.

29. Лысенко А.Н. Современные методы и средства для исследования слуха человека // Перспективи розвитку приладобудування: Праці наук.-метод.семінару міжн. конф. СЛАВПРОМ-2001. - Львів. Славсько. - 2001. - С.60 - 61.

30. Лебедєв Д.Ю., Лисенко О.М., Мелешко В.В. Дослідження спектрального вимірювального перетворювача аналізатора середнього вуха АУІ1 // Приладобудування 2002: підсумки і перспективи: Тези доповідей науково-технічної конференції. - Київ. - 2002. - С. 28.

31. Лисенко О.М. Реалізація основних надпорогових процедур в сучасних аудіометричних засобах // Приладобудування 2003: стан і перспективи: Тези доповідей Другої науково-технічної конференції. - Київ. - 2003. - С. 132 - 133.

32. Гончарук Ю.П., Лысенко А.Н. Применение микромощных микроконтроллеров серии MSP430 фирмы Texas Instruments в портативных аудиометрах // Приладобудування 2003: стан і перспективи: Тези доповідей Другої науково-технічної конференції. - Київ. - 2003. - С. 146.

33. Лисенко О.М. Аналіз похибки вимірювання еквівалентного об'єму системи середнього вуха людини в імпедансометричному засобі АУІ1 // Приладобудування 2004: стан і перспективи: Тези доповідей Третьої науково-технічної конференції. - Київ. - 2004. - С. 180 - 181.

Лисенко О.М. Розширення функціональних можливостей та удосконалення засобів аудіометрії і акустичної імпедансометрії. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.11.17 - біологічні та медичні прилади і системи. - Національний технічний університет України „Київський політехнічний інститут”, Київ, 2005.

Дисертацію присвячено питанням розробки і удосконалення методу та засобів аудіометрії і акустичної імпедансометрії з розширеними функціональними можливостями. Розвинуто теорію і узагальнено методи та принципи побудови аудіометрів і акустичних вушних імпедансметрів. Розроблено і експериментально апробовано новий різновид методу тональної порогової аудіометрії, який враховує психомоторні особливості пацієнтів та дозволяє підвищити пропускну можливість обстежень. Показано шляхи створення, розроблено принципи і структури аудіометричних та імпедансометричних засобів з розширеними функціональними можливостями. На основі синтезованих SimuLink-моделей кодокерованої пневмосистеми з мікрокомпресорами різного типу та імпедансометричного каналу проведено моделювання динамічних процесів, що протікають в них, при найбільш несприятливому сполученні значень їх параметрів та вхідних сигналів. Створено комплекс автоматизованих засобів аудіометрії (скринінг-аудіометр групового користування, діагностичний ВЧ аудіометр) та акустичної імпедансометрії (імпедансметр типу 2, портативний тимпанометр) з розширеними функціональними можливостями, розроблено, удосконалено та експериментально апробовано їх метрологічне забезпечення.

Ключові слова: слух, діагностика, аудіометр, імпедансметр, метрологія.

Лысенко А.Н. Расширение функциональных возможностей и усовершенствование средств аудиометрии и акустической импедансометрии - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.11.17 - биологические и медицинские приборы и системы. - Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический институт”, Киев, 2005.

Диссертация посвящена решению важной научно-прикладной проблемы - разработке и усовершенствованию методов и средств аудиометрии и акустической импедансометрии с целью расширения их функциональных возможностей.

Предложено с целью повышения точности диагностирования формировать средствами скрининг-аудиометрии на основе полученных аудиограмм предварительное заключение о состоянии слуха каждого из обследуемых по трехуровневой форме “норма - не норма - неопределенность” путем сравнения полученных порогов слышимости с расчетными для каждого из обследуемых с учетом их возраста и пола в соответствии с данными ISO 7029 аудиограмм в норме.

Разработана и экспериментально апробирована новая разновидность метода тональной пороговой аудиометрии, которая учитывает психомоторные особенности пациентов при диагностике нарушений слуховой функции автоматизированными аудиометрическими средствами. В соответствии с предложенным после формирования акустического стимула заданной интенсивности и частоты анализ отношения обследуемого к действию стимула и прекращение его формирования проводится непосредственно после реакции пациента, а при ее отсутствии - по истечении заданного интервала времени, отсчитываемого от начала формирования стимула и превышающего его длительность. Для лиц с высокой быстротой реакции на звуковые раздражители становится возможным сократить общую продолжительность обследования путем сокращения продолжительности отдельных испытаний, а для лиц с медленной реакцией - за счет предоставления им дополнительного времени для реакции, что позволяет избежать итераций и сократить общее количество испытаний. Как следствие, это позволяет существенно повысить пропускную способность массовых профилактических медицинских обследований слуха.

Lysenko O.M. The extension of functional capabilities and improvement of means of an audiometry and acoustic impedancemetry. - Manuscript.

The thesis for the Doctor of Technical Science degree in speciality 05.11.17 - biological and medical instruments and systems. - Тhe National Technical University of Ukraine “Kyiv Politechnic Institute”, Kyiv, 2005.

The thesis is dedicated to problems of the development both improvement of a method and means of an audiometry and acoustic impedancemetry with anlarged functional capabilities. The theory is evolved, the methods and principles of construction of audiometers and middle ear analyzers are summarized. The kind of a method of a tone threshold audiometry is designed and experimentally approve, which one allows for psychomotor features of the patients and permits to increase carrying capacity of examinations. The pathes of creation are showed and the structures of audiometric and impedancemetric means with enlarged functional capabilities are designed. On the basis of the synthesized SimuLink-models of the codecontroled pneumatic system with the microcompressors of a different type and of impedancemetric channel the simulation of dynamic processes is conducted, that occur in them, at the most unfavorable confluence of values of their parameters and input signals. The complex of the automated means of an audiometry (screening-audiometer of group use and diagnostic HF audiometer) and acoustic impedancemetry (impedancemeter type 2 and portable tympanometer) with enlarged functional capabilities is create, their metrology maintenance is developed, improved and experimentally approved.

Key words: hearing, diagnostic, audiometer, impedancemeter, metrology.

Размещено на Allbest.ru