咽鼓管开放功能测试仪的原理与应用

　　1　概述

　　咽鼓管开放功能测试仪是一种用于测试咽鼓管开放程度的仪器。当咽鼓管开放程度较低或不开放时,可以通过训练使咽鼓管开放。一般来讲咽鼓管的开放难以直接观察,目前使用的方法主要有两种,即声阻抗法和传声测量法。而后者更科学便捷,更易于被受试者接受。咽鼓管开放功能测试仪就是使用传声测量法而设计的仪器,它实现了开放功能测试和训练开放两大功能,使受试者在作吞咽、打哈欠、下颌部摆动、捏鼻鼓气等动作时,让咽鼓管开放最佳,从而达到保护中耳的目的。

　　2　结构与功能

　　2.1　结构

　　咽鼓管开放功能测试仪的外部结构由主机和四色绘图仪组成。主机的正面板设有液晶显示屏、扬声器、功能键、监听、声源输出、信号输入、测试连接插座等, 5个功能键分别为液晶屏背光、声源、复位、打印、测试。液晶屏采用汉显模块,以便显示开放图形和相关数据及说明。主机的左侧设有与四色绘图仪连接的通讯电缆插座,右侧设有电源开关和电源输入插座。主机结构示意图见图1。

　　2.2　功能

　　仪器的5个功能键分别控制5个功能,即背光键按下时可增加显示屏的亮度,使液晶显示屏在环境光线较暗时,显示更清晰;声源键是为在测试前避免产生噪声而设置的,因为咽鼓管具有较强的衰减作用,所以声源的分贝数和频率都较高,可达108dBSPL。在测试没准备好之前,声源会产生较高的噪声,而在声源插入鼻孔之后再给声,就无噪声污染;打印键是为存档打印而设置的,按一下即可打印各种测试结果。打印机采用四色绘图仪,能以不同的颜色来打印图形、文字、参数;复位键是为下一次测试而设置的,按一下测试重新开始;测试键就是开始测试,否则处于待机状态。

　　3　工作原理

　　仪器的工作原理可简述为:从鼻孔给定一连续声音,如果咽鼓管是开放的,则该声源可以从咽部通过咽鼓管到达中耳腔,再从中耳腔传到外耳道,被放置在外耳道上的传感器所接收,然后再通过A/D转换、数据处理、分级量化,最终显示在液晶屏上。

　　3.1　硬件原理

　　系统的硬件采用单片机89C51作为核心控制器件,分为声源部分和控制部分。声源部分主要由信号发生器、功率放大器、鼻给声器组成。由于人们的吞咽、口腔活动、颌部运动等都会产生生理噪声,而这些生理噪声主要分布在5kHz以下的中低频范围内,尤其集中在0.1~2kHz的范围,大于5kHz的生理噪声已非常微弱,超过7kHz的生理噪声,声压级不大于30dB,可以此作为阈值,因此为了避免生理噪声引起的干扰,造成假阳性,声源的频率选择使用大于7kHz的纯音,而低于7kHz的声音经过8阶滤波器滤除,这样就不会产生干扰误测;主控部分主要由耳接收器、信号放大器、滤波器、检波器、A/D转换器、单片机控制器、数据存储器以及液晶显示单元、语音提示单元、打印并口驱动、监听耳机等组成。硬件原理框图见图2。其工作原理为:当给定的纯音信号经功率放大后,产生108dB的声压级,送至鼻给声器发声,该声音经过咽鼓管、中耳腔传到外耳道接收器上。外耳道接收器是一个声/电转换器,它将声信号转换为电信号,经二级放大后,滤除7kHz以下的干扰波,再通过检波拾取有用信号,经12位A/D转换把数据取入单片机控制器,作进一步的数据处理,然后再显示在液晶屏上。如果需要打印时,单片机通过并口驱动器,把结果输出给四色绘图仪进行打印。