מכון אכו

gallery/logo

                                         התקוה 16/68 קומה 17 באר שבע 

 072-2355343, 054-2105898  machon.eco@gmail.com

Клиника Эхо

gallery/icon
gallery/icon

Каталог

Главная

Цифровые слуховые аппараты

   

ПОЛНОСТЬЮ ЦИФРОВЫЕ СЛУХОВЫЕ АППАРАТЫ 

 

   Прошло около 15 лет с тех пор, как на российском рынке появились первые цифровые слуховые аппараты. Количество продаваемых дигитальных слуховых аппаратов постоянно растет, как везде в мире, так и в России, благодаря их возможностям, которые постоянно совершенствуются и расширяются. В начале несколько слов о том какое место занимают цифровые слуховые аппараты в общей классификации. Существуют аналоговые, аналоговые программируемые и полностью цифровые слуховые аппараты.

  Аналоговые аппараты отличаются тем, что в них применяются только аналоговые интегральные схемы. Усиление всех звуков происходит в равной степени. Аналоговые аппараты настраиваются без компьютера, с помощью часовой отвертки.

  Аналоговые программируемые слуховые аппараты содержат цифровые микросхемы, но только для обеспечения настройки характеристик аналогового усилителя акустического сигнала. Эти слуховые аппараты настраиваются с помощью компьютера, который обменивается информацией с цифровой программной частью слуховые аппараты. Такие аналоговые программируемые аппараты более совершенны, чем традиционные аналоговые. Так они имеют гибкие настройки, что вместе с весьма продвинутым программным обеспечением позволяет получить совершенно не достижимые для традиционных слуховых аппаратов характеристики, особенно, если этот программируемый слуховой аппарат еще и многоканальный. Ведь наличие у слухового аппарата более одного канала (канал компрессии) значительно повышает разборчивость речи, особенно на расстоянии и в шумной обстановке.

  И наконец, полностью цифровые слуховые аппараты имеют не только цифровую программную часть, но и цифровой усилитель, который производит цифровую обработку сигнала. Эта специальная обработка, например, может "очищать"разговорную речь от шумов, достигать более комфортного уровня громкости, а при наличии двух микрофонов делать восприятие звука направленным.

 

   КАК РАБОТАЕТ ЦИФРОВОЙ слуховой аппарат?

    Быстрое развитие компьютерных технологий явилось мощным стимулом для развития цифровой техники и, в частности, цифровой акустической техники. Различные электрические сигналы, и среди них важнейшие для нас - аудио и видео,преобразуются в цифровой сигнал и после этого обрабатываются так, как в компьютере. В современном цифровом слуховом аппарате аналоговый электрический сигнал на выходе микрофонного усилителя измеряется примерно 200 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 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 в виде звука направлен в ухо пациента. Это время обычно составляет миллисекунды (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.Вместе с тем временная задержка оказывает огромное влияние на разборчивость речи.

 

   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, а громкие звуки становятся комфортно громкими. Применение различных алгоритмов шумопонижения практически снимает вопрос о слышимости собственных шумов микрофона и усилителя. В аналоговых аппаратах заметный шум микрофона или усилителя может даже стать причиной отказа пациента от использования аппарата. 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 характеристик.

 

  ЦИФРОВЫЕ ПРОТИВ АНАЛОГОВЫХ.

  Популярность цифровых слуховых аппаратов 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 очевидна тенденция к полной замене аналоговых слуховых аппаратов на полностью цифровые. Однако многие практикующие специалисты не столь категоричны и готовы признать лишь, хотя и большую, но все-таки долю всех слуховых аппаратов оправданно заменяемую цифровыми аппаратами. 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. В действительности, аналоговые слуховые аппараты сохраняют свое присутствие на рынках разных стран. Более того аналоговые слуховые аппараты продолжают совершенствоваться. Несмотря на сдаваемые позиции, характеристики аналоговых слуховых аппаратов также улучшаются. 

 

  ПОЛНОСТЬЮ ЦИФРОВЫЕ С/А ФИРМЫ SIEMENS (ГЕРМАНИЯ)

   Мы продемонстрируем развитие цифровых программируемых слуховых аппаратов на примере фирмы Siemens. 

   НЕМНОГО ТЕОРИИ ИЛИ КАКИМ ДОЛЖЕН БЫТЬ ИДЕАЛЬНЫЙ СЛУХОВОЙ АППАРАТ.

Не претендуя на научную строгость мы приведем здесь достаточно наглядную, 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 неслышны. Ухо как бы теряет способность прислушиваться. 

2. Резко снижается частотная избирательность. Происходит снижениеспектрального контраста речевого сигнала во внутреннем ухе. Ухудшается разборчивость речи, особенно в шумной обстановке. 

3. Снижается быстрота реакции внутреннего уха на изменение уровнязвука со временем. Падает временной контраст речевого сигнала вовнутреннем 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 компенсациинарушенного 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 компенсацииснижения 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 слуховых аппаратов от поколения к поколению и происходит их приближение к идеальному слуховому аппарату, способному реально улучшить разборчивость и облегчить восприятие речи при сенсо-невральной тугоухости. 

   ПЕРВЫЙ ЦИФРОВОЙ СЛУХОВОЙ АППАРАТ ФИРМЫ SIEMENS- PRISMA

Полностью цифровой слуховой аппарат первого поколения фирмы Siemens ("Prisma") вышел в 1998 году в виде полного семейства слуховых аппаратов: заушинный, мощный заушинный и все вариации внутриушных моделей от CIC- ITC-ITE.

 

  НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

   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 слуховой аппарат фирмы Siemens Prisma установил новый стандарт для слухопротезирования и явился образцом надежности и технологического совершенства.

 

   ЦИФРОВОЙ СЛУХОВОЙ АППАРАТ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ-SIGNIA

   В 2000г. Siemens выпустил полностью цифровой слуховой аппарат второго поколения Signia, также в виде полного семейства слуховых аппаратов: заушинный, мощный заушинный и все вариации внутриушных моделей от CIC- ITC-ITE. 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 слухового аппарата из уха, уменьшая дискомфорт пациента и снижая заметность слухового аппарата 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. 

 

   ТРИМЕРНЫЕ ЦИФРОВЫЕ СЛУХОВЫЕ АППАРАТЫ

   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.

 

   Каковы же преимущества этих "тримерных аппаратов"? 

  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 2-3 регулировок. Двухканальная компрессия (Phoenix 104, 204, 304), значительно повышающая разборчивость речи, особенно в шумной обстановке.Подавление собственных шумов микрофона. Собственные шумы слуховых аппаратов становятся не слышны даже в абсолютной тишине. Ограниченное потребление тока, даже при высокой мощности. 

 

   Отметим также, что эти "простые" заменяют ряд аналоговых традиционных моделей, которые снимаются с производства. 

   Мы весьма кратко рассмотрели развитие цифровых слуховых аппаратов на примере фирмы Siemens, что на наш взгляд, является точным отражением общего мирового процесса. Безусловно основная роль при выборе и настройке аппарата принадлежит специалисту, но и сам пациент принимает активное участие в этом выборе. Мы надеемся, что наши заметки помогут потенциальным пользователям лучше ориентироваться при выборе слухового аппарата.