一种个性化耳鸣检测治疗仪的研发

为破解耳鸣临床治疗设备便携性差、检测与治疗分体、个性化精准治疗方案缺乏以及高频耳鸣无疗效等技术瓶颈，该文研究团队基于STM32单片机，采用面向对象的程序设计，通过设计顶层函数、中层函数和底层函数，开拓了具有耳侧选择、耳鸣检测、耳鸣治疗、处方数据存储、设备校准等功能的耳鸣临床检测治疗设备；研发了多种综合切迹和掩蔽的个性化声治疗方案；首创了集耳鸣个性化精准检测和针对性康复治疗于一体的便携式耳鸣检测治疗仪。目前出组的4位耳鸣受试患者显著降低的耳鸣致残量表(tinnitus handicap inventory, THI)得分、耳鸣响度以及失匹配负波(mismatch negative wave, MMN)信号表明：该团队研发的集个性化精准检测和针对性康复治疗功能于一体的便携式设备具有临床有效性，为耳鸣定量客观诊疗标准和处方的建立奠定了应用基础。     

瞬态诱发耳声发射的功率谱定量指标应用于临床诊断

将瞬态诱发耳声发射(TEOAE)的频域定量指标应用于听力障碍诊断.建立自回归模型,对TEOAE进行功率谱估计,分析了听力正常和听力受损耳TEOAE主导频率的数目、位置和反应幅值.TEOAE包含了3个主导频率.第1主导频率处的反应幅值最大, 听力障碍耳反应幅值则明显降低;第2、 第3主导频率的位置向更高频率偏移.TEOAE的自回归功率谱可以作为一种临床定量指标对听力障碍进行诊断,该方法的有效性高于分频段相关率指标.     

频率跟随响应对音调跟随准确性的反映

频率跟随响应(FFR)能够反映受试者的音调感知能力。为了研究FFR对具有相同听力特征人群的个体间音调感知能力差异的表征,该文测试了母语为汉语普通话的听力正常受试者对频率为成年男性语音基频典型值的纯音的FFR响应,分别采用短时自相关及谱图方法从时域及频域2个角度对FFR信号音调跟随准确性特征参数进行了提取。通过与受试者频率分辨阈值的心理声学测试结果的相关分析,得出短时自相关及谱图方法与行为学频率分辨阈值之间具有显著相关性的结论。结果表明:使用FFR能对同一听力特征群体中个体之间音调感知能力的差异进行表征;另外,基于短时自相关的FFR音调跟随准确性特征比谱图方法更适合用于提取个体的音调感知能力差异。     

Small-Space Microphone Array Fractional Delay Algorithm Based on FIR Filter for Cochlear Implant

Directional speech enhancement of signals from microphone arrays is an effective way to improve speech recognition for cochlear implant users.The strict implant size limitation results in a short distance between microphones.The fractional delay problem due to the short distance between microphones is solved by a maximal flat (Maxflat) finite impulse response (FIR) filter,using the Maxflat error criteria at a low frequency containing most of the speech information and energy.The fractional Maxflat FIR filter approximates the ideal digital fractional filter at the magnitude response,phase response,and phase delay characteristics,and is also very low order.The results demonstrate that the Maxflat FIR filter accurately and effectively solves the fractional digital delay and is very suitable for real-time speech processing in practical cochlear implant products.     

抑制多方向语音噪声的人工耳蜗语音增强算法

在复杂声音场景,尤其是多人对话交谈的情况中,人工耳蜗佩戴者的言语可懂度会显著下降。该文提出了一种基于近距离双麦克风的语音增强算法,通过提取采集信号的延迟参数,并根据该参数设置掩蔽矩阵,进而区分不同方位的声源,抑制竞争性语音噪声。同时还以数字信号处理器(digital signal processor, DSP)为核心,搭建调试平台,对算法进行了工程实现。实际测试表明,算法提升了前端信号的信噪比,鲁棒性强,并且算法单帧运行时间短,可以和常用的人工耳蜗言语编码策略相融合,满足人工耳蜗的实时计算需求。     

瞬态诱发耳声发射信号近似熵的分析及应用

为研究有无对侧刺激声 (CAS)作用下 ,瞬态诱发耳声发射 (TEOAE)信号的变化特征 ,根据耳蜗的非线性特性 ,提出了将近似熵的分析方法引入到耳声发射信号的研究中 ,并将近似熵的分析方法从时间序列复杂性的度量中引入到频率序列复杂性的度量中。结果表明 :无 CAS作用下 ,TEOAE频域信号的近似熵在各频带处 ,蜗性病变耳的近似熵明显低于正常耳的近似熵 ,蜗后病变耳的近似熵与正常耳的近似熵无明显差别。在 CAS作用下 ,听力正常耳的近似熵下降 ,而感音神经性耳聋的近似熵上升 ,且近似熵上升的频带与耳蜗或蜗后神经患病处频带相关 .根据研究结果 ,提出了利用有无对侧刺激声作用下耳声发射信号近似熵的变化来诊断感音神经性耳聋的方法     

DPOAE信号时域分解算法的窗宽选择

研究畸变产物耳声发射(DPOAE)产生源机制常用分解方法,针对实验分解方法干扰多、实验量大的特点,该文提出基于小波分解的互相关和基于DPOAE时域能量分布的窗宽选择算法进行时域分解.通过强化不同成分分界点,加窗提取相位特征不同的信号成分.结果与实验方法进行对比,表明算法实现了DPOAE的准确分解,其效果与实验加最佳抑制声时结果相似,同时避免了干扰、减少了实验量.该方法为DPOAE产生源机制的研究提供了更方便、准确的研究工具.     

用Gammatone滤波器组仿真人耳基底膜的特性

为了更好地理解人耳蜗的工作机制,提出了一种利用Gammatone滤波器组对基底膜进行仿真的方法.根据Gammatone滤波器组与人耳基底膜两者在冲激响应、幅频特性等方面的相似性,采用一组中心频率呈对数均匀分布的Gammatone滤波器组来模拟基底膜.采用多种信号作为输入,对该方法进行仿真测试.仿真结果表明:在纯音、混合音和语音等输入情况下,该方法能仿真人耳基底膜的动态响应过程、频率选择特性和频谱分析特性等重要特征,对于语音压缩、语音识别和人工耳蜗等听觉应用领域有参考价值.     

采用小波变换对自发耳声发射信号的检测研究

自发耳声发射信号的检测方法通常采用周期图法 ,为了推动自发耳声发射在临床生理和病理上的应用 ,需要有较高频率分辨率和准确率的稳健算法推向临床。论文在研究自发耳声发射信号的检测方法时 ,通过对连续小波变换的两种快速算法的比较 ,发现调频 Z变换方法比 Mellin变换方法在提高自发耳声发射信号的频率分辨率方面具有更大的优越性 ,提高了自发耳声发射信号谱峰识别的准确性和简易性。调频 Z变换方法对推动自发耳声发射在临床生理和病理上的应用有更大的潜力。     

用瞬态诱发耳声发射信号识别听神经病

听神经病是一种特殊的感音神经性耳聋,目前对其病变部位和发病机理的认识仍有争议,诊断方法也较为复杂。该文探讨利用瞬态诱发耳声发射(TEOAE)信号识别听神经病的可行性。采用前馈神经网络,以TEOAE信号的自回归模型功率谱为特征,对正常耳和听神经病耳的TEOAE信号进行分类识别,总正确率可达88.67%,说明了利用TEOAE信号对听神经病进行识别的可行性。该方法对听神经病的识别具有一定意义,若应用于新生儿听力筛查中,将有助于降低新生儿听神经病的漏检率。