Аудіометр

Реферат: Аудіометр містить корпус, перший і другий головні телефони, кістковий низькочастотний та високочастотний вібратори, маскувальний внутрішньовушний телефон, кнопка відповіді пацієнта, магнітофони, масштабні перетворювачі(МП), одноканальні регульовані масштабні перетворювачі, комутатори, стереоаудіокодек, фільтри нижніх частот, кодокеровані МП, цифроаналогові перетворювачі, цифровий сигнальний процесор, двопортовий оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП), електрично-перепрограмувальні постійно запам'ятовуючі пристрої, перепрограмувальні постійно запам'ятовуючі пристрої, відеоконтролер та рідкокристалічний дисплей, пристрій клавіатури, принтер, пристрій індикації, модем, персональний комп'ютер, гучномовець, блок живлення, мікрокомп'ютер, стандартний інтегральний ОЗП, рідкокристалічний дисплей. Додатково введено інтерфейси USB, Ethernet, Bluetooth та Wi-Fi, підключені відповідно до тринадцятого, чотирнадцятого, п'ятнадцятого та шістнадцятого виходів мікрокомп'ютера. UA 73123 U (54) АУДІОМЕТР UA 73123 U UA 73123 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі медицини і може використовуватись як прилад для суб'єктивних досліджень органа слуху людини. Є відомим діагностичний аудіометр [1], який містить послідовно зв'язані звуковий генератор, перший формувач тестового сигналу, перший масштабний перетворювач (МП), перший комутатор та один або декілька телефонів, послідовно зв'язані одну або декілька кнопок пацієнта, блок узгодження та блок аналізу у вигляді блока пріоритетних переривань, таймери інтервалів тестового сигналу, реакції пацієнта та паузи між тестовими сигналами, оперативний (ОЗП) та постійний (ПЗП) запам'ятовуючі пристрої, принтер, блок індикації і клавіатури та центральний процесор, один або декілька кісткових вібраторів, послідовно зв'язані генератор широкосмугового шуму, кодокерований смуговий фільтр, другий комутатор, другий формувач тестового сигналу та другий МП. Обидва формувачі тестового сигналу для кожного із обстежуваних виконано у вигляді послідовно зв'язаних одноканального регульованого масштабного перетворювача (ОРМП) та електронного ключа, а також цифро-аналогового перетворювача (ЦАП), підключеного по виходу до входу керування підсиленням ОРМП, а по входу - до центрального процесора та входу електронного ключа. Однак цей прилад має обмежені функціональні можливості, обумовлені відсутністю проведення обстеження слуху методами мовної та високочастотної (ВЧ) аудіометрії, в умовах вільного звукового поля, а також із-за відсутності як прямого, так і зворотного зв'язку оператора з обстежуваним. Як найближчий аналог прийнято аудіометр [2], до складу якого входять корпус та підключені до нього перший і другий головні телефони, кістковий низькочастотний (НЧ) і ВЧ вібратори, маскувальний внутрішньовушний телефон, кнопка відповіді пацієнта, зв'язані між собою магнітофон та перший масштабний перетворювач (МП), перший мікрофон (МК) та другий МП, другий МК та третій МП, четвертий МП та перший одноканальний регульований масштабний перетворювач (ОРМП), п'ятий МП та другий ОРМП, перший, другий, третій і четвертий комутатори, стереоаудіокодек, послідовно зв'язані перший фільтр нижніх частот (ФНЧ), третій ОРМП, перший кодокерований МП та відповідно другий ФНЧ, четвертий ОРМП, другий кодокерований МП, перший цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП) та шостий МП, другий ЦАП та сьомий МП, зв'язані між собою цифровий сигнальний процесор (ЦСП), двопортовий оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП), перший електрично-перепрограмувальний постійний запам'ятовуючий пристрій (ЕППЗП), перший перепрограмувальний постійний запам'ятовуючий пристрій (ППЗП), послідовно зв'язані мікрокомп'ютер, відеоконтролер та рідинно-кристалічний дисплей, пристрій клавіатури, принтер, пристрій індикації, зовнішню клавіатуру, модем, другі ППЗП та ЕППЗП, стандартний інтегральний ОЗП, персональний комп'ютер (ПЕОМ), восьмий, дев'ятий, десятий, одинадцятий, дванадцятий МП, послідовно зв'язані тринадцятий МП та перший гучномовець і відповідно чотирнадцятий МП та другий гучномовець, блок живлення, при цьому виходи четвертого та п'ятого МП підключені відповідно до входів керування підсиленням першого та другого ОРМП, вихід першого МП підключений до першого входу першого та другого комутаторів, вихід другого МП підключений до третього входу першого комутатора та другого входу другого комутатора, вихід третього МП підключений до другого входу першого комутатора і третього входу другого комутатора,керуючі входи першого та другого комутаторів підключені відповідно до першого та другого виходів мікрокомп'ютера, а їх виходи до входу відповідно першого та другого ОРМП, які відповідно зв'язані з першим та другим входами стереоаудіокодека, перший та другий виходи якого підключені відповідно до першого та другого ФНЧ, входи четвертого та п'ятого МП підключено відповідно до першого та другого виходів пристрою клавіатури, що підключена до першого входу мікрокомп'ютера, перший та другий виходи ЦСП підключено відповідно до входів першого та другого ЦАП, третій вихід - до третього входу стереоаудіокодека, четвертий, п'ятий та шостий виходи відповідно до входу першого ЕППЗП, першого ППЗП та виходу двопортового ОЗП, що підключено до третього виходу мікрокомп'ютера, керуючі входи третього та четвертого ОРМП відповідно підключені до виходів шостого та сьомого МП, керуючі входи першого та другого кодокерованих МП підключено відповідно до четвертого та п'ятого виходів мікрокомп'ютера, а їх виходи зв'язані з входами відповідно третього та четвертого комутаторів, керуючі входи яких підключені до шостого та сьомого виходів мікрокомп'ютера, перші, другі, треті, четверті, п'яті, шості, сьомі виходи третього та четвертого комутаторів зв'язані відповідно з входами восьмого, дев'ятого, десятого, одинадцятого, дванадцятого, тринадцятого, чотирнадцятого МП, вихід восьмого МП підключено до входу першого головного телефону, вихід дев'ятого МП підключено до входу другого головного телефону, вихід десятого МП підключено до входу кісткового НЧ вібратора, вихід одинадцятого МП підключено до входу кісткового ВЧ вібратора, вихід дванадцятого МП підключено до входу маскувального 1 UA 73123 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 внутрішньовушного телефону, зовнішня клавіатура підключена до другого входу мікрокомп'ютера, принтер, пристрій індикації, відеоконтролер, модем та ПЕОМ підключені відповідно до восьмого, дев'ятого, десятого, одинадцятого та дванадцятого виходів мікрокомп'ютера, другий ЕППЗП, другий ППЗП та стандартний інтегральний ОЗП підключені відповідно до третього, четвертого та п'ятого входів мікрокомп'ютера, кнопка відповіді пацієнта зв'язана з шостим входом мікрокомп'ютера, рідинно-кристалічний дисплей виконано у вигляді символьного однорядкового або дворядкового. До недоліків найближчого аналогу належить те, що він має обмежені інтерфейсні можливості, тобто в його конструкції відсутні сучасні дротові та бездротові інтерфейси обміну даними, що не дає змогу проводити обмін діагностичною інформацією з віддаленими пристроями. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення аудіометра шляхом введення в нього інтерфейсів USB, Ethernet, Bluetooth та Wi-Fi, підключених відповідно до тринадцятого, чотирнадцятого, п'ятнадцятого та шістнадцятого виходів мікрокомп'ютера, що дозволить проводити обмін діагностичними даними з віддаленими пристроями, розширивши тим самим функціональні можливості приладу. Поставлена задача вирішується тим, що в аудіометрі, до складу якого входять корпус та підключені до нього перший і другий головні телефони, кістковий НЧ і ВЧ вібратори, маскувальний внутрішньовушний телефон, кнопка відповіді пацієнта, зв'язані між собою магнітофон та перший МП, перший МК та другий МП, другий МК та третій МП, четвертий МП та перший ОРМП, п'ятий МП та другий ОРМП, перший, другий, третій і четвертий комутатори, стереоаудіокодек, послідовно зв'язані перший ФНЧ, третій ОРМП, перший кодокерований МП та відповідно другий ФНЧ, четвертий ОРМП, другий кодокерований МП, перший ЦАП та шостий МП, другий ЦАП та сьомий МП, зв'язані між собою ЦСП, двопортовий ОЗП, перший ЕППЗП, перший ППЗП, послідовно зв'язані мікрокомп'ютер, відеоконтролер та рідинно-кристалічний дисплей, пристрій клавіатури, принтер, пристрій індикації, зовнішню клавіатуру, модем, другі ППЗП та ЕППЗП, стандартний інтегральний ОЗП, ПЕОМ, восьмий, дев'ятий, десятий, одинадцятий, дванадцятий МП, послідовно зв'язані тринадцятий МП та перший гучномовець і відповідно чотирнадцятий МП та другий гучномовець, блок живлення, при цьому виходи четвертого та п'ятого МП підключені відповідно до входів керування підсиленням першого та другого ОРМП, вихід першого МП підключений до першого входу першого та другого комутаторів, вихід другого МП підключений до третього входу першого комутатора та другого входу другого комутатора, вихід третього МП підключений до другого входу першого комутатора і третього входу другого комутатора, керуючі входи першого та другого комутаторів підключені відповідно до першого та другого виходів мікрокомп'ютера, а їх виходи до входу відповідно першого та другого ОРМП, які відповідно зв'язані з першим та другим входами стереоаудіокодека, перший та другий виходи якого підключені відповідно до першого та другого ФНЧ, входи четвертого та п'ятого МП підключено відповідно до першого та другого виходів пристрою клавіатури, що підключена до першого входу мікрокомп'ютера, перший та другий виходи ЦСП підключено відповідно до входів першого та другого ЦАП, третій вихід - до третього входу стереоаудіокодека, четвертий, п'ятий та шостий виходи відповідно до входу першого ЕППЗП, першого ППЗП та виходу двопортового ОЗП, що підключено до третього виходу мікрокомп'ютера, керуючі входи третього та четвертого ОРМП відповідно підключені до виходів шостого та сьомого МП, керуючі входи першого та другого кодокерованих МП підключено відповідно до четвертого та п'ятого виходів мікрокомп'ютера, а їх виходи зв'язані з входами відповідно третього та четвертого комутаторів, керуючі входи яких підключені до шостого та сьомого виходів мікрокомп'ютера, перші, другі, треті, четверті, п'яті, шості, сьомі виходи третього та четвертого комутаторів зв'язані відповідно з входами восьмого, дев'ятого, десятого, одинадцятого, дванадцятого, тринадцятого, чотирнадцятого МП, вихід восьмого МП підключено до входу першого головного телефону, вихід дев'ятого МП підключено до входу другого головного телефону, вихід десятого МП підключено до входу кісткового НЧ вібратора, вихід одинадцятого МП підключено до входу кісткового ВЧ вібратора, вихід дванадцятого МП підключено до входу маскувального внутрішньовушного телефону, зовнішня клавіатура підключена до другого входу мікрокомп'ютера, принтер, пристрій індикації, відеоконтролер, модем та ПЕОМ підключені відповідно до восьмого, дев'ятого, десятого, одинадцятого та дванадцятого виходів мікрокомп'ютера, другий ЕППЗП, другий ППЗП та стандартний інтегральний ОЗП підключені відповідно до третього, четвертого та п'ятого входів мікрокомп'ютера, кнопка відповіді пацієнта зв'язана з шостим входом мікрокомп'ютера, рідиннокристалічний дисплей виконано у вигляді символьного однорядкового або дворядкового, новим 2 UA 73123 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 є те, що в нього введено інтерфейси USB, Ethernet, Bluetooth та Wi-Fi, підключені відповідно до тринадцятого, чотирнадцятого, п'ятнадцятого та шістнадцятого виходів мікрокомп'ютера. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображено вдосконалену структурну схему аудіометра, на фіг. 2, фіг. 3 - приклади реалізації окремих ланок, а саме кодокерованого МП та стереоаудіокодека, на фіг. 4 - додаток до структурної схеми на фіг. 1, на фіг. 5 - структурна схема інтерфейсу USB, на фіг. 6 - структурна схема інтерфейсу Ethernet, на фіг. 7 - структурна схема підключення інтерфейсів Wi-Fi та Bluetooth до мікрокомп'ютера, що пояснюють принцип дії корисної моделі. До складу аудіометра входять корпус 1, кісткові НЧ вібратор 2, наприклад, типу В71 фірми Radioear та ВЧ вібратор 3, наприклад, типу ВКПВЧ-01 фірми "П'єзоприлад" (Ростов-на-Дону), кнопка відповіді пацієнта 4, головні телефони 5, 6, наприклад, типу TDH39 фірми Telephonies або типу HDA200 Sennheiser, маскувальний внутрішньовушний телефон 7, наприклад, типу CIR22, відеоконтролер 8, що реалізований на основі інтегральної мікросхеми, наприклад, типу SED 1335 фірми Seiko, рідинно-кристалічний дисплей 9, наприклад, типу DMF6104 фірми Optex Co. з числом елементів 256128, принтер 10, наприклад, типу EPL1002 фірми Datamega GmbH з шириною термопаперу 112 мм, який вбудовано в засіб, пристрій клавіатури 11, пристрій індикації 12, виконаний на основі світлодіодів різного кольору, мікрокомп'ютер 13, виконаний на основі мікропотужного інтегрального однокристального мікроконтролера, наприклад, типу MSP430 фірми Texas Instruments, інтерфейс Bluetooth 14, виконаний на основі закінченого модуля Bluetooth, наприклад, типу LMX9838 фірми National Semiconductor, інтерфейс Wi-Fi 15, виконаний на основі закінченого модуля Wi-Fi, наприклад, типу GS1011M фірми GainSpan, цифровий сигнальний процесор 16, наприклад, серії ADSP2100 фірми Analog Devices або TMS320 фірми Texas Instruments, стереоаудіокодек 17, виконаний на основі інтегральної схеми, наприклад, типу РСМ3001 фірми Burr-Brown, блок живлення 17, інтерфейси USB 19, виконаний на основі інтегральної схеми USB-UART мосту, наприклад, типу СР2102 фірми Silicon Laboratories, та Ethernet 20, виконаний на основі інтегральної схеми Ethernet-контролера, наприклад, типу CS8900A-IQ3 фірми Crystal Semiconductors, зовнішні по відношенню до мікрокомп'ютера 13 та зв'язані з ним стандартні інтегральні оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП) 21 та постійні перепрограмувальні запам'ятовуючі пристрої ППЗП 22, ЕППЗП 23, мікрофони 24, 25, 26, мікрофонні підсилювачі МП 27, 28 та ОРМП 29, попередні підсилювачі МП 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, вихідні підсилювачі МП 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, виконані на основі операційних підсилювачів (ОП), фільтри нижніх частот (ФНЧ) 45, 46, що реалізовані на ОП у вигляді RC-фільтрів другого порядку з частотою зрізу, наприклад, 20 кГц, ОРМП зі змінним коефіцієнтом перетворення 47, 48, 49, 50, 51, інтегральні ЦАП 52, 53, аналогові комутатори 54, 55, 56, 57, 58, що являють собою мікросхеми мультиплексора/демультиплексора на основі інтегральних серій типу CD4000, наприклад, фірми Varies, двопортовий ОЗП 59, кодокеровані МП 60, 61, периферійні компоненти мікрокомп'ютера 13 - ПЕОМ 62, модем 63, зовнішня клавіатура 64, магнітофон або CD-програвач 65, гучномовці 66, 67, 68, зовнішні по відношенню до ЦСП 16 та зв'язані з ним ППЗП 69 та ЕППЗП 70. При цьому мікрокомп'ютер 13 здійснює також виведення отриманих результатів обстеження на графічний принтер 10 або на екран рідинно-кристалічного дисплею 9, а також аналізує стан кнопки відповіді пацієнта 4 під час проведення аудіометричного обстеження. Можливості мікрокомп'ютера 13 можуть бути розширені шляхом застосування зовнішніх по відношенню до мікрокомп'ютера 13 та зв'язаних з ним ОЗП 21, ППЗП 22, ЕППЗП 23. Для розширення динамічного діапазону регулювання рівня інтенсивності стимулу у корисній моделі застосовуються два кодокеровані МП 60, 61 [2], кожен із яких складається із кодокерованого комутатора 71, наприклад, типу CD4052 фірми Varies, з набором резисторів, наприклад, R1  R4 , та МП на ОП 72 (фіг. 2). При надходженні поточного коду керування з боку мікрокомп'ютера 13 на вихід комутатора 71 підключається один із вхідних резисторів, наприклад, R1 , номінал якого визначає результат відношення опору резистора R5 зворотного зв'язку ОП 72 до опору вхідного резистора і, як наслідок, коефіцієнт масштабування K ОП   55 R5 R1 . Номінали вхідних резисторів R1  R 4 вибирають такими, щоб (підсилення) ланки комутація двох сусідніх резисторів викликала змінювання коефіцієнта перетворення ОП 72 на 5 дБ. Таким чином, кодокерований МП дає змогу із ступенем, наприклад, 5 дБ або стрибком, наприклад, через 20 дБ змінювати рівень інтенсивності стимулюючого сигналу та додатково до ОРМП розширити динамічний діапазон регулювання. Генерація сигналів різного спектрального складу, наприклад, тональних стимулів на фіксованих частотах аудіометричного ряду від 125 Гц до 18000 Гц, широкосмугового ("білого"), вузькосмугового, мовного шумів тощо для кожного із двох аудіометричних каналів (ФНЧ 45, 3 UA 73123 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ОРМП 47, кодокерований МП 60, комутатор 54 та ФНЧ 46, ОРМП 48, кодокерований МП 61, комутатор 55) корисної моделі, керування інтенсивністю зазначених вище стимулів через ЦАП 52, МП 30 та ЦАП 53, МП 31 здійснюється за допомогою стереоаудіокодека 17 та ЦСП 16 [2]. Як правило, функціонування ЦСП 16 здійснюється у режимі "веденого" по командам керування, що надходять з боку "ведучого" мікрокомп'ютера 13 через двопортовий ОЗП 59, наприклад, типу CMS3-67130. Найпростіший послідовний стереоаудіо кодек 10 (фіг. 3) містить в собі по два (стерео) дельта-сигма   АЦП 73, 74 та ЦАП 75, 76, а також перетворювач паралельного коду в послідовний і навпаки разом із схемою керування 77, які зв'язані одним із стандартних послідовних протоколів обміну із зовнішнім ЦСП 16. При цьому частота  - дискретизації при вимірюванні та відтворенні сигналів в кодеку перевищує в 64 рази частоту 44,1 кГц, яка застосовується в якості стандартної в цифровому звукозапису [2]. При проведенні аудіометричних обстежень на вихід приладу через комутатори 54, 55 та вихідні МП підключаються головні телефони 5, 6, кістковий НЧ вібратор 2 з маскувальним внутрішньовушним телефоном 7 та кістковий ВЧ вібратор 3. При обстеженні слуху в діапазоні частот від 8000 Гц до 18000 Гц як головні телефони 5, 6 можуть бути застосовані телефони, наприклад, типу HDA200 фірми Sennheiscr. Реалізація мовних процедур здійснюється за допомогою мовних тестів, записаних попередньо на магнітну стрічку або компакт-диск і які відтворюються магнітофоном або CD-програвачем 65, а також безпосередньо через зовнішній мікрофон 25. Зв'язок оператора з пацієнтом здійснюється через вмонтований в корпус 1 приладу мікрофон 24, а зворотній зв'язок обстежуваного з оператором - через мікрофон 26 (фіг. 4). З метою розширення функціональних можливостей у корисній моделі використано інтерфейс USB, який побудовано на основі стандартного USB-роз'єму 78, наприклад, типу USBA, та інтегральної мікросхеми USB-UART мосту 79, що підключається до тринадцятого виходу мікрокомп'ютера 13, наприклад до одного з його UART-інтерфейсів (фіг. 5), і дозволяє обмінюватись інформацією з зовнішніми пристроями, які містять USB-інтерфейс, наприклад, принтерами, ноутбуками і т. д. З метою розширення функціональних можливостей у корисній моделі використано інтерфейс Ethernet, який побудовано на основі роз'єму RJ-45 80, розподільчого трансформатору 81, наприклад, типу Е2023 фірми Pulse Engineering, інтегральної мікросхеми Ethernetконтролера 82, наприклад, типу CS8900A-IQ3 фірми Crystal Semiconductors, що підключається до чотирнадцятого виходу мікрокомп'ютера 13, наприклад, до портів вводу-виводу загального призначення через які мікрокомп'ютер здійснює налаштування Ethernet-контролера 82, ініціює протікання циклів читання-запису, та блоку індикації 83, який керується Ethernet-контролером 82 і складається, наприклад, з двох світлодіодів, що сигналізує про прийом-передачу даних, а також про наявність зв'язку із зовнішнім пристроєм, наприклад, роутером, концентратором і т. д. (фіг. 6). З метою розширення функціональних можливостей у корисній моделі для безпровідного зв'язку використано інтерфейс Bluetooth 14, побудований на основі закінченого модуля Bluetooth, наприклад, типу LMX9838 фірми National Semiconductor, що містить усі компоненти, необхідні для реалізації повноцінного Bluetooth-вузла: антену, кварцовий резонатор, 16розрядний RISC-процесор, радіочастотний прийомопередавач діапазону 2,4 ГГц, вбудований постійний запам'ятовуючий пристрій, який містить програмне забезпечення, що реалізує протоколи Bluetooth верхнього та нижнього рівнів, а також різноманітні профілі. Підключення Bluetooth-модуля здійснюється до п'ятнадцятого виходу мікрокомп'ютера 13, наприклад, до одного з його UART-інтерфейсів, через який до нього надходять діагностичні дані, що необхідно надіслати на віддалений пристрій (фіг. 7). З метою розширення функціональних можливостей у корисній моделі для безпровідного зв'язку використано інтерфейс Wi-Fi 15, побудований на основі закінченого модуля Wi-Fi, наприклад, типу GS1011M фірми GainSpan, що підключається до шістнадцятого виходу мікрокомп'ютера 13, наприклад до одного з його UART або SPI-інтерфейсів, через який до нього надходять діагностичні дані, що необхідно надіслати на віддалений пристрій (фіг. 7). Живлення аудіометра здійснюється за допомогою блока 18, який формує також сигнал Reset початкового скидання, наприклад, тривалістю 0,8 с. Принцип роботи корисної моделі полягає у реалізації методу тональної порогової, ВЧ та мовної аудіометрії, а також окремих надпорогових процедур (зокрема, тесту ІМПІ) для визначення порогів чутності обстежуваного при повітряному та кістковому звукопроведенні, мовної розбірливості та наявності у обстежуваного ФПНГ, з можливістю передачі діагностичних 4 UA 73123 U 5 10 15 даних на віддалені пристрої за допомогою сучасних дротових та бездротових інтерфейсів, таких як USB, Ethernet, Wi-Fi та Bluetooth. Розглянемо детально роботу корисної моделі при реалізації ним вищезгаданих методів та можливостей. В режимі тональної порогової аудіометрії при повітряному звукопроведенні, який встановлюється шляхом натиску на одну із клавіш пристрою клавіатури 11, що супроводжується включенням відповідних світлодіодів пристрою індикації 12, розміщених над клавішами, обидва аудіометричні канали корисної моделі (ЦСП 16, стереоаудіокодек 17, ФНЧ 45, ОРМП 47, КМП 60, комутатор 54 та ЦСП 16, стереоаудіокодек 17, ФНЧ 16, ОРМП 48, КМП 61, комутатор 55) функціонують ідентично. При цьому мікрокомп'ютер 12 шляхом видачі коду керування на комутатори 54, 55 підключає до виходу комутатора 54 через МП 38, наприклад, лівий головний телефон 5, а до виходу комутатора 55 через МП 39 - відповідно, наприклад, правий головний телефон 6. ЦСП 16 формує цифровий синусоїдальний сигнал і-ї частоти із аудіометричного ряду, наприклад, від 125 до 8000 Гц, який надходить у вигляді послідовних даних на стереоаудіокодек 17, де вони перетворюються у паралельний код та поступають на перший  ЦАП 75. Відтворений на його виході синусоїдальний сигнал фіксованої амплітуди після фільтрації ФНЧ 45 поступає на ОРМП 47, коефіцієнт перетворення якого в дБ має наступний вигляд: K Б  20  lge4U  34,74  U , 20 звідки K Б  1Б при U  28,78мВ . Знак "мінус" означає, що збільшення коефіцієнту підсилення на 1 дБ досягається шляхом зменшення напруги керування на виході МП 30 на 28,78 мВ. Якщо розрядність n застосованого ЦАП 52 складає, наприклад, 12 двійкових розрядів, то при динамічному діапазоні його вихідної напруги, наприклад, 5 В ступінь її квантування 25 30 35 40 45 50 55 qU  Umax  Umin 2n  1 дорівнює 1,22 мВ. Це означає, що зміна коефіцієнта перетворення K Б ОРМП 47 на 1 дБ забезпечується , шляхом змінювання коду керування U на m  28,78мВ / 122мВ  23 одиниці молодшого розряду (при випадку KМП30  1 ). Тим самим стає можливим встановлення необхідного для проведення окремих надпорогових процедур (наприклад, тесту ІМПІ) мінімального ступеню регулювання рівня інтенсивності тестового сигналу від 0,2 дБ та вище, що досягається змінюванням ЦСП 16 декількох одиниць молодшого розряду коду керування N . Отриманий на виході ОРМП 47 тональний сигнал заданої частоти та рівня інтенсивності поступає через КМП 60, комутатор 54, МП 38 на підключений до його виходу лівий головний телефон 5, де перетворюється з електричного сигналу в акустичний і надходить на ліве вухо обстежуваного. При цьому тональний стимул може бути безперервним, періодичним або його тривалість визначається оператором шляхом натиску на відповідну клавішу. Якщо обстежуваний сформований акустичний стимул не чує (про що він не подає про це сигнал натиском кнопки 4 відповіді пацієнта), то після паузи, наприклад, в 1-2 с ЦСП 16 через ЦАП 52 та МП 30 формує наступний сигнал керування перетворенням ОРМП 47, який збільшує інтенсивність сигналу на встановлене оператором значення і т.д. до того рівня, коли обстежуваний почує стимул (про що він подає сигнал натиском кнопки 4 відповіді) або до максимального рівня, наприклад 120 дБ. У цьому випадку особа, що проводить дослідження стану слуху, може обмежитися фіксацією даного рівня інтенсивності стимулу на обстежуваній частоті в якості порога чутності обстежуваного. Під час визначення порогу мікрокомп'ютер 13 виводить як поточні частоту і рівень інтенсивності, так і отримане значення порогу чутності через відеоконтролер 8 на екран дисплею 9 для його відображення, після чого надсилає через двопортовий ОЗП 59 на ЦСП 16 команду на формування тонального сигналу наступної частоти. Після цього описана вище процедура повторюється до визначення порогів чутності обстежуваного на кожній із аудіометричних частот. В результаті на екран дисплею 9 та, при необхідності, на принтер 10 корисної моделі виводиться аудіограма, тобто залежність порогів чутності (в дБ) від частоти тонального стимулу fСТИМ. . Після проведення дослідження, наприклад, лівого вуха аналогічним чином проводиться обстеження правого з тією лише різницею, що для формування тонального стимулу задіюються складові другого каналу (ЦСП 16, стереоаудіокодек 17, ФНЧ 46, ОРМП 48, КМП 61, комутатор 55, МП 39 та головний телефон 6). 5 UA 73123 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Визначення порогів може здійснюватися аудіометром не тільки під керуванням оператора, а й у автоматизованому режимі. При цьому частота та рівень чергового стимулу встановлюються мікрокомп'ютером 13 та ЦСП 16, виходячи із наявних в мікрокомп'ютері 13 даних про реакцію пацієнта на попередній стимул, згідно підпрограмі, що реалізує одну із відомих адаптивних процедур обстеження слуху, наприклад, метод параметричної оцінки за допомогою послідовного тестування [3]. Тривалість стимулу, наприклад, 1 с забезпечується ЦСП 16 шляхом змінювання кода управління ЦАП 75 стереоаудіокодека 17 та ЦАП 52. По його закінченні під час паузи тривалістю, наприклад, також 1 с ЦСП 16 здійснює або формування нового стимулу, який надходить у вигляді послідовних даних на стереоаудіокодек 17, або встановлює новий код керування інтенсивністю поточного стимулу. Після цього описана процедура повторюється. При дослідженні слуху в умовах вільного звукового поля обидва аудіометричні канали функціонують аналогічно описаному вище, за винятком того, що на вихід кожного із них підключається через МП 32 гучномовець 66 та через МП 43 гучномовець 67, які розміщуються в приміщенні, де проводиться обстеження. В режимі тональної порогової аудіометрії при кістковому проведенні звуків, який встановлюється також шляхом натиску на відповідну клавішу пристрою клавіатури 11, також функціонують обидва розглянуті канали. При цьому тональний стимул поступає з виходу першого із каналів через комутатор 54 через МП 40 на вхід кісткового НЧ вібратора 2 (або через МП 41 на кістковий ВЧ вібратор 3 при обстеженні слуху в області ВЧ), встановленого на мастоїді (соскоподібному відростку) вуха обстежуваного, де перетворюється у механічні вібрації з частотою стимулу. Оскільки при роботі кісткового вібратору частина енергії звуку випромінюється у повітря, що може призвести до прояву ефекту переслуховування тонального стимулу вухом, що краще чує, і, як наслідок, до недостовірних результатів обстеження, на вухо, що краще чує, через маскувальний внутрішньовушний телефон 7 під час обстеження при кістковому проведенні звуку подають маскувальний шум. Його формування здійснюється за допомогою другого із каналів корисної моделі. При цьому ЦСП 16 формує псевдовипадкову кодову послідовність (при генерації "білого" шуму), який надходить у вигляді послідовних даних на стереоаудіокодек 17, де вони перетворюються у паралельний формат та поступають на другий  ЦАП 76. Відтворений на його виході сигнал після фільтрації ФНЧ 46 з частотою зрізу, наприклад, 20 кГц поступає через ОРМП 48, КМП 61, комутатор 55, МП 42 на маскувальний внутрішньовушний телефон 7. Регулювання інтенсивності маскера здійснюється ОРМП 48 за допомогою вихідної напруги постійного струму МП 31, яка в свою чергу через ЦАП 53 визначається кодом керування з виходу ЦСП 16. При цьому на відміну від тонального стимулу маскувальний шум надходить на внутрішньовушний телефон 7, встановлений на протилежному обстежуваному вусі пацієнта, безперервно. Тим самим забезпечується можливість одночасного надходження на кожне із вух обстежуваного відповідно тестового стимулу та маскувального сигналу, що необхідно при визначенні порогів чутності при кістковому проведенні звуків. Рівень маскувального шуму встановлюється обслуговуючим персоналом за допомогою клавіатури пристрою 11 корисної моделі. Аналогічно описаному вище для режиму обстеження при повітряному звукопроведенні отримані дані у вигляді аудіограми відображаються на екрані дисплея 9 або реєструються на принтері 10. Реалізація окремих надпорогових процедур, наприклад, одного із найбільш поширених в аудіологічній практиці теста ІМПІ здійснюється наступним чином. Тест ІМПІ є однією із модифікацій визначення диференціального порогу чутності обстежуваних на окремих частотах аудіометричного ряду, при цьому на фоні постійного звучання вибраного тону інтенсивністю до 20 дБ над порогом 1 раз в 5 с багатократно (звичайно 20 разів) формується приріст інтенсивності на 1 дБ тривалістю 0,2-0,5 с. Людині з нормальним станом слуху важко виявляти такі прирости гучності, тоді як особи з пошкодженнями завитка вуха чують більшу їх частину. При ураженні рецептора завитки вуха (наявність ФПНГ) індекс складає від 70 % до 100 %. При цьому перед початком тесту у технічному рішенні передбачено можливість вибору та встановлення обслуговуючим персоналом за допомогою пристрою клавіатури 11 приросту інтенсивності стимулу із ряду 0,2-0,4-0,6-0,8-1-2-3-5 дБ [4]. Для реалізації у аудіометрі тесту ІМПІ використовуються також обидва розглянуті вище аудіометричні канали формування стимулюючого тону. Рівень інтенсивності стимулу в 20 дБ над порогом на вибраній частоті встановлюється для вибраного, наприклад, лівого вуха перед початком тесту за допомогою клавіатури пристрою 11 обслуговуючим персоналом після отримання аудіограми обстежуваного при повітряному звукопроведенні. При цьому 6 UA 73123 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 мікрокомп'ютер 13 через блок ОЗП 59 та ЦСП 16 встановлює безперервний тон заданої оператором частоти на першому каналі пристрою, підключає через вихід комутатора 54 через МП 38 на лівий головний телефон 5 обстежуваного, а ЦСП 16 формує на вході ЦАП 52 кодовий сигнал, що відповідає встановленому рівню інтенсивності тонального стимулу, після чого запускається виконання тесту в автоматизованому режимі. Через кожні 4,8 с на 0,2 с код керування ЦАП 52 змінюється на необхідну для встановленого рівня приросту інтенсивності кількість одиниць молодшого розряду (наприклад, для приросту на 0,2 дБ амплітуди вихідного сигналу ОРМП 47 на основі схеми SSM2018T при ступені квантування qU  1,22 мВ ЦАП 52 потрібно змінити 5 двійкових розрядів). Якщо обстежуваний чує прирости інтенсивності звукового стимулу, він сигналізує про це натиском кнопки 4 відповіді пацієнта, що фіксується мікрокомп'ютером 13. Сутність тесту полягає у під рахуванні кількості натискань обстежуваним кнопки 4 під час надходження 20 приростів тонального стимулу, обчислення результату в % відношенні та відображенні отриманого значення на екрані дисплея 9. Аналогічним чином проводиться виконання тесту для правого вуха обстежуваного, при цьому задіюється другий канал формування стимулюючого сигналу пристрою та правий головний телефон 6. Реалізація аудіометром методу мовної аудіометрії здійснюється шляхом підключення до його входу, а саме МП 33, зовнішнього джерела мовного сигналу, наприклад, магнітофона або програвача компакт-дисків (CD-плеєра) із попередньо записаними на них наборами мовних тестів, наприклад, у вигляді фонограм. Вони підготовлені із застосуванням спеціально розроблених артикуляційних таблиць односкладових та багатоскладових слів, таблиць числівників тощо. При цьому, наприклад, комутатор 56 під керуванням мікрокомп'ютера 13 підключає вихід вказаного МП 33 до входу АЦП 73 стереоаудіокодека 17, що дозволяє відтворений зовнішнім джерелом мовний сигнал вводити в ЦСП 16 та відтворювати його на вихід вибраного каналу, наприклад, на лівий або правий головний телефони 5, 6, змінюючи при цьому його інтенсивність за допомогою пристрою клавіатури 11. Окрім цього, аудіометр надає змогу особі, що проводить дослідження слуху, через зовнішній мікрофон 25, підключений до МП 28 корисної моделі, через комутатор 57, керований мікрокомп'ютером 13, на другий АЦП 74 стереоаудіокодека 17 самостійно з голосу аналогічно фонограмі транслювати тестові слова або числівники на вихід вибраного каналу (або обох каналів) на головні телефони 5,6 або на кісткові вібратори 2, 3 або на гучномовці 66, 67. Це дозволяє визначити пороги сприйняття мови, а також спроможності її розпізнавання обстежуваним при різних рівнях інтенсивності мовних сигналів. Одержані результати досліджень можуть бути передані на зовнішню ПЕОМ 62 або будьякий інший зовнішній пристрій (ноутбук, принтер і т. д.), що містить USB-інтерфейс, через нововведений в корисну модель інтерфейс USB 19, наприклад, в аудіологічну базу даних або через модем 63 чи нововведені, інтерфейси Bluetooth 14, Wi-Fi 15, Ethernet 20 на віддалений абонент або пристрої, що підтримують вищевказані технології передачі даних. При бажанні за допомогою зовнішньої клавіатури 64, підключеної до корисної моделі, можна вводити розгорнуті анкетні дані про кожного із обстежуваних. Таким чином, проведені удосконалення аудіометра забезпечують можливість проводити обмін діагностичними даними з віддаленими пристроями, що містять сучасні дротові та бездротові інтерфейси, що тим самим розширило функціональні можливості приладу. Джерела інформації: 1. Патент України № 62853, МПК А61В 5/12, опубл. 15.12.2003. 2. Патент України № 69369, МПК А61В 5/12, опубл. 15.08.2004 - найближчий аналог. 3. Гельфанд С.А. Слух: введение в психологическую и физиологическую акустику: Пер. с англ. - М.: Медицина, 1984.-352 с. 4. Тугоухость / Н.А. Преображенский, Б.М. Сагалович й др. /Под ред. Н.А. Преображенского. - М.: Медицина, 1978.-440 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Аудіометр, до складу якого входять корпус та підключені до нього перший і другий головні телефони, кістковий низькочастотний (НЧ) і ВЧ вібратори, маскувальний внутрішньовушний телефон, кнопка відповіді пацієнта, зв'язані між собою магнітофон та перший масштабний перетворювач (МП), перший мікрофон (МК) та другий МП, другий МК та третій МП, четвертий МП та перший одноканальний регульований масштабний перетворювач (ОРМП), п'ятий МП та другий ОРМП, перший, другий, третій і четвертий комутатори, стереоаудіокодек, послідовно 7 UA 73123 U 5 10 15 20 25 30 35 40 зв'язані перший фільтр нижніх частот (ФНЧ), третій ОРМП, перший кодокерований МП та відповідно другий ФНЧ, четвертий ОРМП, другий кодокерований МП, перший цифроаналоговий перетворювач (ЦАП) та шостий МП, другий ЦАП та сьомий МП, зв'язані між собою цифровий сигнальний процесор (ЦСП), двопортовий оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП), перший електрично-перепрограмувальний постійний запам'ятовуючий пристрій (ЕППЗП), перший перепрограмувальний постійний запам'ятовуючий пристрій (ППЗП), послідовно зв'язані мікрокомп'ютер, відеоконтролер та рідкокристалічний дисплей, пристрій клавіатури, принтер, пристрій індикації, зовнішня клавіатура, модем, другі ППЗП та ЕППЗП, стандартний інтегральний ОЗП, персональний комп'ютер (ПЕОМ), восьмий, дев'ятий, десятий, одинадцятий, дванадцятий МП, послідовно зв'язані тринадцятий МП та перший гучномовець і відповідно чотирнадцятий МП та другий гучномовець, блок живлення, при цьому виходи четвертого та п'ятого МП підключені відповідно до входів керування підсиленням першого та другого ОРМП, вихід першого МП підключений до першого входу першого та другого комутаторів, вихід другого МП підключений до третього входу першого комутатора та другого входу другого комутатора, вихід третього МП підключений до другого входу першого комутатора і третього входу другого комутатора, керуючі входи першого та другого комутаторів підключені відповідно до першого та другого виходів мікрокомп'ютера, а їх виходи до входу відповідно першого та другого ОРМП, які відповідно зв'язані з першим та другим входами стереоаудіокодека, перший та другий виходи якого підключені відповідно до першого та другого ФНЧ, входи четвертого та п'ятого МП підключено відповідно до першого та другого виходів пристрою клавіатури, що підключена до першого входу мікрокомп'ютера, перший та другий виходи ЦСП підключено відповідно до входів першого та другого ЦАП, третій вихід - до третього входу стереоаудіокодека, четвертий, п'ятий та шостий виходи відповідно до входу першого ЕППЗП, першого ППЗП та виходу двопортового ОЗП, що підключено до третього виходу мікрокомп'ютера, керуючі входи третього та четвертого ОРМП відповідно підключені до виходів шостого та сьомого МП, керуючі входи першого та другого кодокерованих МП підключено відповідно до четвертого та п'ятого виходів мікрокомп'ютера, а їх виходи зв'язані з входами відповідно третього та четвертого комутаторів, керуючі входи яких підключені до шостого та сьомого виходів мікрокомп'ютера, перші, другі, треті, четверті, п'яті, шості, сьомі виходи третього та четвертого комутаторів зв'язані відповідно з входами восьмого, дев'ятого, десятого, одинадцятого, дванадцятого, тринадцятого, чотирнадцятого МП, вихід восьмого МП підключено до входу першого головного телефону, вихід дев'ятого МП підключено до входу другого головного телефону, вихід десятого МП підключено до входу кісткового НЧ вібратора, вихід одинадцятого МП підключено до входу кісткового ВЧ вібратора, вихід дванадцятого МП підключено до входу маскувального внутрішньовушного телефону, зовнішня клавіатура підключена до другого входу мікрокомп'ютера, принтер, пристрій індикації, відеоконтролер, модем та ПЕОМ підключені відповідно до восьмого, дев'ятого, десятого, одинадцятого та дванадцятого виходів мікрокомп'ютера, другий ЕППЗП, другий ППЗП та стандартний інтегральний ОЗП підключені відповідно до третього, четвертого та п'ятого входів мікрокомп'ютера, кнопка відповіді пацієнта зв'язана з шостим входом мікрокомп'ютера, рідкокристалічний дисплей виконано у вигляді символьного однорядкового або дворядкового, який відрізняється тим, що в нього додатково введено інтерфейси USB, Ethernet, Bluetooth та Wi-Fi, підключені відповідно до тринадцятого, чотирнадцятого, п'ятнадцятого та шістнадцятого виходів мікрокомп'ютера. 8 UA 73123 U 9 UA 73123 U Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10