專利名稱：一種耳塞式聲音輔助感知裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種人體功能障礙的輔助設(shè)備，尤其是一種通過電脈沖幫助聽力障礙者感知聲音的設(shè)備。
背景技術(shù)：
人類的聽覺是人體對外界聲波的一種感知，作為一個正常的聽覺系統(tǒng)，包括耳廓、耳道、鼓膜、耳蝸和大腦的聽覺刺激區(qū)域等。以上各器官出現(xiàn)問題，就會引起各種不同程度的聽力障礙?，F(xiàn)有的治療或者彌補聽力障礙的手段有一種是加大刺激，如助聽器就是放大聲音，加強(qiáng)對鼓膜的刺激，讓原本已經(jīng)對音量較輕的聲音不敏感的鼓膜可以感受到，這種手段不能改變鼓膜和聽力系統(tǒng)的惡化情況，只能是被動的彌補，久而久之會加劇損傷。另一種是聽力系統(tǒng)的恢復(fù)-人工耳蝸(Cochlear Implant),是一種電子裝置，
由體外言語處理器將聲音轉(zhuǎn)換為一定編碼形式的電信號，通過植入體內(nèi)的電極系統(tǒng)直接興奮聽神經(jīng)來恢復(fù)或重建聾人的聽覺功能。近年來，隨著電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、語音學(xué)、電生理學(xué)、材料學(xué)、耳顯微外科學(xué)的發(fā)展，人工耳蝸已經(jīng)從實驗研究進(jìn)入臨床應(yīng)用?，F(xiàn)在全世界已把人工耳蝸作為治療重度聾至全聾的常規(guī)方法。但是這種手段成本高、難度大，且人工耳蝸有使用壽命限制。最重要的問題在于:人類獲得正常的語言不僅需要正常的聽力，還需要聽覺語言中樞的正常發(fā)育，這就是為什么成人語前聾患者即使植入了人工耳蝸，他們可以聽到聲音，但是卻不能聽懂語言及講話。還有一種是電脈沖耳道刺激，通過對耳道皮膚的電刺激，進(jìn)行被動鍛煉，試圖提高相關(guān)器官的應(yīng)激能力。這種方式屬于理療范疇，效果并不顯著。除此以外，還有一類聽力障礙甚至就是大腦的聽覺區(qū)域的缺陷，和人工耳蝸所面臨的技術(shù)瓶頸相似，大腦的聽覺中樞的缺陷，導(dǎo)致聽覺失效。現(xiàn)有的手段就無法實現(xiàn)對其的治療和輔助。另一方面，公知的，評價聲音的指標(biāo)有振幅、頻率、延續(xù)時間和音色等，其中振幅轉(zhuǎn)化到聲音的音強(qiáng)，也就是我們評價聲音大小的分貝值；頻率體現(xiàn)為音高，尖銳或低沉。所以每個聲音都有其對應(yīng)的振幅和頻率，和脈沖電流的指標(biāo)是相同的。而現(xiàn)在的研究表明，人體大腦對外界的各種刺激一包括視覺、聽覺、觸覺，最終都是通過生物電的形式感受。并且，大腦的潛力相當(dāng)巨大，具有學(xué)習(xí)新的刺激關(guān)系的能力。

實用新型內(nèi)容基于背景技術(shù)所述的對聲音本質(zhì)的理解，以及人體大腦的學(xué)習(xí)能力的肯定，本實用新型的目的是發(fā)明一種全新的發(fā)出電脈沖的裝置，利用耳道觸覺感受聲音特性的耳塞式聲音輔助感知裝置。本實用新型采用的技術(shù)手段如下:一種耳塞式聲音輔助感知裝置，包含一個載體，載體上四周設(shè)有多個電子脈沖發(fā)生區(qū)，載體端面設(shè)有聲音接收裝置，聲音接收裝置電連接一個同頻同幅聲電放大電路，同頻同幅聲電放大電路電連接電子脈沖發(fā)生區(qū)。所述的載體是一個耳塞?？梢猿蓪υO(shè)置，對應(yīng)兩個耳朵使用。優(yōu)選的是:載體上設(shè)有平衡兩側(cè)氣壓的氣孔。為體現(xiàn)位置感，優(yōu)選的，載體上的電子脈沖發(fā)生區(qū)設(shè)有三個，等距離的連接布滿整個載體側(cè)面。對應(yīng)的，所述的聲音接收裝置設(shè)有三個。本實用新型強(qiáng)調(diào)聲音到電脈沖的轉(zhuǎn)化是頻率不變、振幅不變，所以，優(yōu)選的一個同頻同幅聲電放大電路的結(jié)構(gòu)是，每個聲音接收裝置依次連接兩級放大器，然后輸出連接一個電子脈沖發(fā)生區(qū)。本實用新型還有一個優(yōu)選是:還載體上設(shè)有發(fā)聲裝置，所述發(fā)聲裝置和一個發(fā)聲電路電連接。所述的發(fā)聲裝置插接在載體上，成為可拆裝的結(jié)構(gòu)。本實用新型是一種全新理念的聽力障礙輔助設(shè)備，利用了聲波和電波的指標(biāo)相同的特性，能夠?qū)⒈驹搨魅攵涞穆暡ò凑胀l率、同振幅的原則轉(zhuǎn)化成電脈沖，保留原有的聲波特性，這種電脈沖具有差異性和可感知性。產(chǎn)生的這種差異電脈沖可以用來刺激耳部皮膚，最終可以幫助人體建立一種觸覺和聲音的聯(lián)系關(guān)系，即為“觸覺聽聲音”提供可能。

圖1，本實用新型的結(jié)構(gòu)圖。圖2，本實用新型的同頻同幅聲電放大電路3的框圖。圖3，三種不同品質(zhì)的男聲“新年快樂”發(fā)音的聲波圖。
具體實施方式
如圖1的結(jié)構(gòu)，載體I是耳塞式樣，可以放入耳內(nèi)，典型的耳塞呈圓柱體形狀，具有外壁和朝耳外的端面，外壁可以和耳內(nèi)的皮膚接觸。載體I的端面，設(shè)有三個三角布置的聲音接收裝置2，簡單的如拾音器。三角布置是為了能夠體現(xiàn)接收到的聲音的立體感、位置感，即一個傳來的聲音，因為這三個聲音接收裝置2的位置不同，導(dǎo)致每個麥克風(fēng)接收到的聲音品質(zhì)有差別，通過對這個差別的識別，能知悉聲音從哪里傳來，即具備上下左右前后的立體性差別。同時，在載體I的端面，優(yōu)選的在中間位置，設(shè)有氣孔5，用于載體塞入耳內(nèi)以后的耳內(nèi)外氣壓平衡。每個聲音接收裝置2電連接一路同頻同幅聲電放大電路3，每路同頻同幅聲電放大電路3電連接一個電子脈沖發(fā)生區(qū)4，電子脈沖發(fā)生區(qū)4設(shè)置在載體的外壁上。本實施例中，對應(yīng)三個拾音器，設(shè)有三個電子脈沖發(fā)生區(qū)4，是片狀的電極，覆在耳塞的外壁，三個電極等距離的覆蓋，將整個外壁四周全覆蓋。同頻同幅聲電放大電路3的結(jié)構(gòu)框圖如圖2。一般的聲音——電流轉(zhuǎn)換電路是為了再次轉(zhuǎn)化成聲音或者電信號做準(zhǔn)備的，通常不考慮同頻率同振幅的“復(fù)制”，所有往往進(jìn)行削峰處理。本實用新型強(qiáng)調(diào)聲音和電流特性的共通性、一致性，所以這個聲波轉(zhuǎn)化成電流的電路是不削峰的放大電路。如圖，聲音接收裝置2依次連接兩級放大器31、32，再輸出到對應(yīng)的那個電子脈沖發(fā)生區(qū)4 (本實施例中即電極)成為一個電脈沖。當(dāng)然，放大器需要有電源33供給。這個電路的作用就是將各種具有差異性的聲波信號“原封不動”的轉(zhuǎn)換成具有差異性的電脈沖輸出。并且，放大器上設(shè)有調(diào)節(jié)放大倍率的調(diào)節(jié)電阻。[0023]由于一般的人耳能夠感受到的聲音是(Γ120分貝之間，而本實用新型的作用在于聲音感知，所以超出本來人耳感受范圍的聲音可以不處理。為此，本電路稱為放大電路，并設(shè)計放大器，是為將聲波信號放大到滿足下列條件:1、將O分貝轉(zhuǎn)換為外耳耳道能夠感覺到的最低電壓，2、將120分貝轉(zhuǎn)換為外耳耳道能夠承受的最大電壓，并將此電壓設(shè)定為電壓上限，從而達(dá)到能夠接受外界所有強(qiáng)度的聲音還能夠保護(hù)外耳耳道的作用。通過在放大器中設(shè)計的放大量調(diào)節(jié)電阻的調(diào)節(jié)，使該電壓放大倍數(shù)可由使用者根據(jù)個人生理、心理情況調(diào)節(jié)。放大器和放大量調(diào)節(jié)電阻的電路設(shè)計是現(xiàn)有的常用電路，不再贅述。當(dāng)然，強(qiáng)調(diào)的是該電路的放大倍數(shù)和頻率的關(guān)系是:在聲波范圍內(nèi)，放大倍數(shù)不隨頻率而改變。結(jié)合圖3，進(jìn)一步說明本實用新型的應(yīng)用原理。這是三個不同的男聲發(fā)漢語普通話“新年快樂”的聲波波形圖，可見，每個字都能體現(xiàn)一個不同振幅、頻率和時長的波形，并且波形因人而異，應(yīng)該說每個聲音都是不同的，沒有完全相同的聲波。而人腦最終是可以識別這些差異性，如我們知道是什么聲音、同樣內(nèi)容的聲音是誰發(fā)出的等等，甚至經(jīng)過特殊訓(xùn)練的人，可以識別極其細(xì)微的差異，如鋼琴調(diào)音師的辨別能力就超出常人。按照物理常識，如果將這些波形直接看作是一個電流波形，同樣成立，也具有振幅、頻率和時長三個特性，也具有差異性。本實用新型就是將這種有差異性的聲波直接轉(zhuǎn)化成同樣具有差異性、可識別性和不重復(fù)性的電流脈沖。本實施例中，耳塞式載體設(shè)置兩個，用于雙耳，結(jié)合每個載體上具有三個位置的拾音器，形成了立體的聲波接收體系，同一時刻，六個拾音器接收的聲波都將有差異，這六個聲波分別被轉(zhuǎn)換成六種不同的電流脈沖，通過六片電極輸出。本實用新型裝置發(fā)出的這種脈沖最終將會被人體感受到，由于具有差異性，并且按照現(xiàn)有技術(shù)對人腦的潛力的論證，通過系統(tǒng)訓(xùn)練，尤其是語言學(xué)訓(xùn)練，人腦能夠建立起一套全新的通過電脈沖引起的觸覺感受來識別聲音的感知系統(tǒng)。這樣，本實用新型的裝置，提供了無損的聲波還原方案，并采用了立體、全方位的電流輸出，為觸覺感知提供了刺激源。不同于人工耳蝸的直接對聽覺中樞的生物電刺激，而是另辟新路，以具有差異性的電脈沖輸出，供給大腦新的感知中樞，建立全新的具有語言關(guān)系的感知，徹底解決 了聽力障礙康復(fù)中的難點和技術(shù)瓶頸，是具有革命性的新實用新型。另外，本實用新型的又一個改進(jìn)，在于還可以依附于現(xiàn)有的耳機(jī)發(fā)音裝置上。耳機(jī)聽音樂是十分普遍的現(xiàn)象，研究已經(jīng)表明這是對聽力損傷比較嚴(yán)重的行為。如圖1，而本實用新型在載體上增加發(fā)聲裝置7、并配置對應(yīng)的發(fā)聲電路6(這屬于現(xiàn)有技術(shù)，耳機(jī)中常見)，即可發(fā)出聲音、電脈沖雙重輸出，可以給正常聽力的人使用。在適應(yīng)了脈沖刺激以后，正常人可以使用脈沖對聲波刺激進(jìn)行輔助，減少對音量的依賴，以保護(hù)聽力。在外語等語言學(xué)習(xí)中，可以和聽力障礙者類似，建立新的感知體系，能夠提高學(xué)習(xí)效果。
權(quán)利要求1.一種耳塞式聲音輔助感知裝置，其特征是:包含一個載體(1)，載體上四周設(shè)有多個電子脈沖發(fā)生區(qū)(4)，載體端面設(shè)有聲音接收裝置(2)，聲音接收裝置電連接一個同頻同幅聲電放大電路(3 )，同頻同幅聲電放大電路電連接電子脈沖發(fā)生區(qū)(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耳塞式聲音輔助感知裝置，其特征是:所述的載體是一個耳塞。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耳塞式聲音輔助感知裝置，其特征是:所述的載體(I)上設(shè)有平衡兩側(cè)氣壓的氣孔(5 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耳塞式聲音輔助感知裝置，其特征是:載體上的電子脈沖發(fā)生區(qū)設(shè)有三個，等距離的連接布滿整個載體側(cè)面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耳塞式聲音輔助感知裝置，其特征是:所述的聲音接收裝置設(shè)有三個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耳塞式聲音輔助感知裝置，其特征是:所述的同頻同幅聲電放大電路(3)的結(jié)構(gòu)是，每個聲音接收裝置依次連接兩級放大器(31、32)，然后輸出連接一個電子脈沖發(fā)生區(qū)(4)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耳塞式聲音輔助感知裝置，其特征是:所述的同頻同幅聲電放大電路(3)的放大器上連接有一個放大量調(diào)節(jié)電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耳塞式聲音輔助感知裝置，其特征是:載體上設(shè)有發(fā)聲裝置(7)，所述發(fā)聲裝置(7)和發(fā)聲電路(6)電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種耳塞式聲音輔助感知裝置，其特征是:所述的發(fā)聲裝置(7)插接在載體上。
專利摘要本實用新型揭示了一種耳塞式聲音輔助感知裝置，涉及聲音感知設(shè)備，包含一個載體，載體上四周設(shè)有多個電子脈沖發(fā)生區(qū)，載體端面設(shè)有聲音接收裝置，聲音接收裝置電連接一個同頻同幅聲電放大電路，同頻同幅聲電放大電路電連接電子脈沖發(fā)生區(qū)。本實用新型是一種全新理念的聽力障礙輔助設(shè)備，利用了聲波和電波的指標(biāo)相同的特性，將聲波轉(zhuǎn)換成頻率不變、振幅不變的電脈沖，保留和原有的聲波相同的差異性和可感知性。產(chǎn)生的這種差異電脈沖可以用來刺激耳部皮膚，最終可以幫助人體建立一種觸覺和聲音的聯(lián)系關(guān)系，實現(xiàn)觸覺聽聲音。
文檔編號A61F11/04GK203001232SQ20122072241
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者汪勇 申請人:汪勇