Цифровые слуховые аппараты - К сведению - статьи о слухе - - Статьи - Articles - מכשירי שמיעה
    
Вопросы Скидки и купоны Каталог слуховых аппаратов

Адрес Клиники Эхо
ул. Атиква 16, к.68, 17 этаж, Беер Шева
тел: 072-2355343 054-2105898 Клиника Эхо - услышать мир по-новому!!!!!

Статьи - Articles

Цифровые слуховые аппараты


 ПОЛНОСТЬЮ ЦИФРОВЫЕ СЛУХОВЫЕ АППАРАТЫ

Уже около 5 лет прошло с тех пор, как на российском рынке появились первые цифровые с/а. Количество продаваемых цифровых с/а постоянно растет, как везде в мире, так и в России, благодаря их замечательным свойствам, которые постоянно совершенствуются и расширяются. В начале несколько слов о том какое место занимают цифровые с/а в общей классификации. Существуют аналоговые или традиционные, аналоговые программируемые и полностью цифровые с/а.

Аналоговые или традиционные с/а отличаются тем, что в них применяются только аналоговые и не применяются цифровые интегральные схемы ( так называемые микросхемы или чипы) и они настраиваются без компьютера, а с помощью часовой отвертки.

Аналоговые программируемые с/а уже содержат цифровые микросхемы, но лишь в части, обеспечивающей программное изменение характеристик полностью аналогового усилителя акустического сигнала. Эти с/а настраиваются с помощью компьютера, который обменивается информацией с цифровой программной частью с/а. Такие аналоговые программируемые с/а, как правило, значительно более совершенны, чем традиционные. Так они имеют очень гибкие настройки, что вместе с весьма продвинутым программным обеспечением настраивающего компьютера, позволяет получить совершенно не достижимые для традиционных с/а характеристики, особенно, если этот аналоговый программируемый с/а еще и многоканальный. Ведь наличие у с/а более одного канала (речь идет о каналах компрессии) значительно повышает разборчивость речи, особенно на расстоянии и в шумной обстановке.

Наконец, полностью цифровые с/а имеют не только цифровую программную часть, но и цифровой усилитель, позволяющий производить специальную цифровую обработку сигнала. Эта специальная обработка, например, может "очищать" речевой сигнал от шумов, делать его комфортной громкости, при наличии нескольких микрофонов делать восприятие звука остронаправленным и.т.д.

КАК РАБОТАЕТ ЦИФРОВОЙ С/А?

Бурное развитие компьютеров и информатики явилось мощным стимулом для развития цифровой техники и, в частности, цифровой акустической и видео техники.
Различные электрические сигналы, и среди них важнейшие для нас- аудио и видео, в рамках цифровой технологии, преобразуются в последовательность чисел и после этого обрабатываются так, как это происходит в компьютере.
В цифровом с/а аналоговый электрический сигнал на выходе микрофонного усилителя измеряется примерно 20 тысяч раз в секунду и с помощью АЦП (аналого-цифровой преобразователь) превращается в числа, непрерывно поступающие в память цифровой интегральной схемы, которая производит с этими числами необходимые математические преобразования.
Так, например, усиление сигнала при цифровой обработке, представляет простое умножение вышеупомянутых чисел.
После компьютерной обработки (в реальности это сложнейшие математические алгоритмы, патентуемые и охраняемые от копирования) видео и аудио сигналы вновь превращаются в изображение и звук.
Необходимо отметить, что все математические операции в цифровом представлении должны быть произведены за очень короткое время (так называемое время задержки), по истечении которого сигнал должен быть обратно преобразован в аналоговый и уже в виде звука направлен в ухо пациента.
Это время обычно составляет единицы миллисекунд (2-5 мс), что значительно меньше времени распознавания звуковых образов человеческим мозгом. Такая задержка практически не заметна, даже, если слушать одним ухом напрямую, а другим ухом через цифровой усилитель.
Хорошей иллюстрацией превосходного качества цифрового звука являются проигрыватели компакт-дисков (CD) и также хорошо известные сейчас многим кинотеатры, оборудованные звуковыми системами Долби- Диджитал. В этих системах сигнал считывается с носителя в виде двоичного кода ( цифровая запись звука) и преобразуется в аналоговый сигнал, который в мощных акустических системах (динамиках) преобразуется в звук, причем также используется многоканальность.

ЧТО ОТЛИЧАЕТ "ЦИФРОВОЙ ЗВУК"?

Очень низкие искажения или почти полное их отсутствие, что
воспринимается слушателем как чистое, ясное, отчетливое звучание.
Если это речь, то она очень разборчива.

Применение компрессии для снижения динамических
искажений. Воспринимается слушателем как абсолютная
комфортность, мягкость и приятность звучания при различной
громкости звука. Т. е. система компрессии обеспечивает то, что тихие
звуки становятся слышимыми без напряжения, т.е. приятно
слышимыми, а громкие звуки становятся комфортно громкими.

Применение различных алгоритмов шумопонижения практически
снимает вопрос о слышимости собственных шумов микрофона и
усилителя. В аналоговых с/а заметный шум микрофона или усилителя
может даже стать причиной отказа пациента от использования с/а.

Важнейшим преимуществом применения цифровой обработки звука
является огромный потенциал развития, т.е. применение
существующих алгоритмов из других областей и развитие новых все
более и более совершенных.

Наконец, для цифровых интегральных схем характерны высокая
надежность и стабильность электрических характеристик.

ЦИФРОВЫЕ ПРОТИВ АНАЛОГОВЫХ

Популярность цифровых с/а ("цифровиков") постоянно растет, что объясняется, с одной стороны, их прекрасным звучанием и черезвычайно быстрым совершенствованием, а с другой стороны, снижением цен на них. В настоящее время становится очевидной тенденция к полной замене аналоговых с/а на полностью цифровые. Однако многие практикующие специалисты не столь категоричны и готовы признать лишь, хотя и большую, но все-таки долю всех с/а оправданно заменяемую цифровыми с/а. Многие пользователи слуховых аппаратов убеждены, что цифровой- это современно, это модно и, наоборот, аналоговый- это то, что было хорошо вчера. Но мода модой, а разумный консерватизм никогда не был лишним в оценке и использовании технических новшеств. Ведь мы часто охотно, а иногда и с удовольствием используем стиль "ретро" и более того, часто платим большие деньги за антиквариат. Также надо иметь в виду, что от гениальной идеи до ее не менее гениального воплощения должно пройти определенное время испытаний и совершенствования. Действительно, аналоговые с/а сохраняют и еще долго будут сохранять свое весьма значительное присутствие на рынках разных стран. Более того аналоговые с/а продолжают совершенствоваться. Несмотря на сдаваемые позиции, характеристики аналоговых с/а также постоянно улучшаются.

ПОЛНОСТЬЮ ЦИФРОВЫЕ С/А ФИРМЫ SIEMENS (ГЕРМАНИЯ)

Мы продемонстрируем развитие цифровых программируемых слуховых аппаратов на примере одного из признанных мировых технологических лидеров-фирмы Siemens.

НЕМНОГО ТЕОРИИ ИЛИ КАКИМ ДОЛЖЕН БЫТЬ ИДЕАЛЬНЫЙ СЛУХОВОЙ АППАРАТ

Не претендуя на научную строгость мы приведем здесь достаточно наглядную, на наш взгляд, модель широко распространенной сенсо-невральной тугоухости (70% всех видов тугоухости) и продемонстрируем возможности цифровых технологий в борьбе с этим видом тугоухости. Данный вид тугоухости вызван нарушением функции внутреннего уха и связан с повреждением наружных волосковых клеток. Что при этом происходит со слухом?

1. Нарушается восприятие громкости. Тихие звуки становятся не
слышны. Ухо как бы теряет способность прислушиваться.
2. Резко снижается частотная избирательность. Происходит снижение
спектрального контраста речевого сигнала во внутреннем ухе.
Ухудшается разборчивость речи, особенно в шумной обстановке.
3. Снижается быстрота реакции внутреннего уха на изменение уровня
звука со временем. Падает временной контраст речевого сигнала во
внутреннем ухе. Это также ухудшает разборчивость речи.

Слуховой аппарат не может вылечить больное внутреннее ухо и восстановить погибшие волосковые клетки, но он может так изменить звук, поступающий в ухо, что все вышеприведенные потери "качества сигнала" , происходящие во внутреннем ухе, будут скомпенсированы еще на входе, т.е. в слуховом аппарате.

КАКИЕ СИСТЕМЫ ДОЛЖЕН ИМЕТЬ ИДЕАЛЬНЫЙ СЛУХОВОЙ АППАРАТ ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ СЕНСО-НЕВРАЛЬНОЙ ТУГОУХОСТИ?

1. Многоканальная компрессия полного диапазона для компенсации
нарушенного восприятия громкости. (Prisma- 4 канала компрессии;
Signia - 4 канала компрессии; Triano- 16 каналов компрессии)
2. Система шумоподавления с расопзнаванием речи и
многомикрофонная система направленного слуха для компенсации
снижения спектрального контраста речевого сигнала.
(Prisma- 4 канала шумопонижения+ двойной микрофон; Signia- 8 каналов
шумопонижения+ двойной микрофон; Triano- 16 каналов
шумопонижения+ тройной микрофон)
3. Система компенсации снижения временного контраста. (Имеется в Signia )

В скобках показано, как нарастает сложность цифровых с/а от поколения к поколению и происходит их приближение к идеальному с/а, способному реально восстановить разборчивость и облегчить восприятие речи при сенсо-невральной тугоухости.

ПЕРВЫЙ ЦИФРОВОЙ С/А ФИРМЫ SIEMENS- PRISMA

Полностью цифровой с/а первого поколения фирмы Siemens ("Prisma") вышел в 1998 году в виде полного семейства слуховых аппаратов: заушина, мощная заушина и все вариации внутриушных моделей от конхи до сверхминиатюрного канального.

НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЦИФРОВИКОВ

Prisma продемонстрировала ряд замечательных свойств, которые могут быть достигнуты только в рамках цифровых технологий. Вот эти замечательные свойства:

Многоканальность У Призмы- 4 канала компрессии. Усиление звука в каждом из каналов устанавливается независимо, и в соответствии с уровнем сигнала в данном канале. Это приводит к значительно большему усилению высокочастотных согласных на фоне шумов и громких гласных, что значительно повышает разборчивость, особенно в шумной обстановке.

Шумоподавление с использованием алгоритма распознавания речи. Сигнал в каждой частотной полосе анализируется на наличие признаков речи. Усиление в частотных полосах (у Prisma 4 частотные полосы совпадают 4 каналами компрессии, а вообще частотных полос может быть больше, чем частотных каналов компрессии), где речь отсутствует, плавно снижается. Таким образом речь как бы "очищается" от шумов и воспиятие речи улучшается. Особенно облегчается прослушивание в присутствии стационарных шумов: шум в автомобиле, самолете и.т.д.

Подавление собственных шумов микрофона. Очень важное свойство для пользователей с сохранным низкочастотным слухом, т.к. в тишине хорошо слышимый шум микрофона становится сильным раздражителем. Как только уровень сигнала в какой-то частотной полосе приближается к заданному порогу (близко к уровню собственных шумов микрофона), усиление в этой полосе плавно снижается, делая шум не слышимым.

Связь каналов. Также улучшает разборчивость, снижая маскировку высокочастотных согласных сильными низкочастотными гласными. Для достижения лучших характеристик необходимо внести согласованность при изменении усиления в соседних частотных каналах, т.е. если во втором канале происходит уменьшение усиления, то и в первом канале должно быть также произведено соответствующее уменьшение. Такая связанность каналов приводит к улучшению соотношения сигнал-шум.

Направленная многомикрофонная система. У Prisma много означает 2. Подобно антенной решетке, увеличение числа синхронно принимающих элементов (в данном случае микрофонов) приводит к узко-направленному приему. Восприятие звука с сильной зависимостью от направления имеет особенно высокое предпочтение пользователей, т.к . значительно облегчает восприятие речи в присутствии нескольких источников шума (вечеринка). Такая система значительно лучше усиливает звуки, идущие в направлении лица пациента и снижает усиление звуков, приходящих с других направлений ( хорошо слышу того, на кого смотрю, хуже или совсем не слышу тех, кто по сторонам или сзади).

Практически ни одна из приведенных систем не может быть реализована в рамках аналоговой технологии, во всяком случае не в таком объеме и не при таком энергопотреблении. Первый полностью цифровой с/а фирмы Siemens Prisma установил новый стандарт для слухопротезирования и явился образцом надежности и технологического совершенства.

ЦИФРОВИК ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ-SIGNIA

В 2000г. Siemens выпустил полностью цифровой с/а второго поколения Signia, также полное семейство от мощной заушины до сверхминиатюрного канального с/а.
Для наглядности мы сравним заушные варианты Signia и Prisma.
Signia несколько мощнее усиленного варианта Prisma Р. Она имеет усовершенствованные алгоритмы- аналоги Prisma, а также новые свойства и возможности.
Как и Prisma, Signia имеет 4 канала компрессии (но 8 частотных полос), систему подавления собственных шумов микрофона, направленную систему двух микрофонов, а также связь каналов. Однако, даже эти общие системы значительно усовершенствованы.
В отличие от Prisma, Signia имеет не 4, а 8 частотных полос, используемых для формирования частотной характеристики и подавления шумов с распознаванием речи (8-полосная система значительно более эффективна).
К новым системам относится подавление свиста (обратной связи). Она подавляет характерный свист, возникающий при жевании, ношении шляпы, а также при вынимании с/а из уха, уменьшая дискомфорт пациента и снижая заметность с/а для окружающих.
Также новым является алгоритм усиления временного контраста речи, способствующий увеличению разборчивости речи.
Signia имеет также более совершенную настройку в виде нового программного обеспечения и алгоритма ConTrast, который позволяет добиваться оптимальной разборчивости речи, наглядно управляя 4-мя различными алгоритмами одновременно.
По совокупности свойств Signia находится на качественно новом уровне в сравнении с Prisma и позволяет успешно протезировать значительно больший диапазон различных случаев тугоухости.
В Signia реализован также современный подход к настройке: слуховой аппарат становится все сложнее, а настройка, за счет мощного программного обеспечения- все проще.

 
ПРОСТЫЕ ЦИФРОВИКИ

Помимо концептуальных моделей, таких как Triano или Signia, которые являются наиболее дорогими, все чаще появляются относительно дешевые полностью цифровые модели с более простым набором алгоритмов обработки сигнала.
К таким относятся недавно вышедшие серии Phoenix 104, 204, 304 и Phoenix 103, 203, 303 ( причем Phoenix 304 и Phoenix 303- супермощные цифровые с/а). Phoenix в переводе на русский означает чудо. Действительно идеи, заложенные в это семейство и высокое качество их воплощения обеспечили этой серии большой успех в ряде стран Европы.

Отличительная особенность этих моделей в том, что, будучи полностью цифровыми, они настраиваются не с помощью компьютера, а с помощью обычной отвертки, т.е. так, как это происходит в традиционных с/а.

Каковы же преимущества этих "простых цифровиков"?

Технологическое совершенство, высокая надежность, стабильность электрических характеристик, характерные для цифровых технологий вообще.
Чистое, мягкое, неискаженное звучание, даже при очень высокой мощности на выходе.
Высокая гибкость настройки за счет специальных алгоритмов при наличии всего 3-4 регулировок.
Двухканальная компрессия (Phoenix 104, 204, 304), значительно повышающая разборчивость речи, особенно в шумной обстановке.
Подавление собственных шумов микрофона. Собственные шумы с/а становятся не слышны даже в абсолютной тишине.
Ограниченное потребление тока, даже при высокой мощности.

Отметим также, что эти "простые цифровики" заменяют ряд аналоговых традиционных моделей фирмы Siemens, которые снимаются с производства.
Мы весьма кратко рассмотрели развитие цифровых с/а на примере одного из признанных во всем мире технологических лидеров фирмы Siemens, что на наш взгляд, является точным отражением общего мирового процесса. Безусловно основная роль при выборе и настройке с/а принадлежит специалисту -сурдологу, но и сам пациент принимает активное участие в этом выборе. Мы надеемся, что наши заметки помогут потенциальным пользователям лучше ориентироваться при выборе слухового аппарата.


Связь
Вопросы
Скидки
Каталог
Махон Эхо