Слуховой анализатор включает в себя ухо, нервы и слуховые центры, расположенные в коре головного мозга
Человеческое ухо представляет собой орган слуха, в котором располагается периферический отдел слухового анализатора, содержащий механорецепторы, чувствительные к звукам, к силе тяжести и к перемещению в пространстве.Большинство структур уха предназначены для восприятия, усиления и преобразования звуковой энергии в электрические импульсы, которые, поступая в слуховые зоны мозга, вызывают слуховое ощущение.
Орган слуха человека (рис. 2) включает наружное, среднее и внутреннее ухо. Наружное ухо состоит из ушной раковины 1, улавливающей и направляющей звуковые волны в наружный слуховой проход 2. Слуховой проход довольно широкий, но примерно в середине он значительно суживается. Это обстоятельство следует иметь в виду при извлечении из уха инородного тела. Кожа слухового прохода покрыта тонкими волосками. В просвет прохода открываются протоки желез, вырабатывающие ушную серу. Волоски и ушная сера выполняют защитную функцию – предохраняют слуховой проход от проникновения в него пыли, насекомых, микроорганизмов.
За слуховым проходом, на границе его со средним ухом находится тонкая упругая барабанная перепонка 3. За ней располагается полость среднего уха 4. Внутри этой полости имеются три слуховые косточки – молоточек 6, наковальня 7 и стремечко 8. Полость среднего уха сообщается с полостью рта через евстахиеву (слуховую) трубу 5. Евстахиева труба служит для выравнивания давления в полости среднего уха с наружным. Если возникает разность давлений, то нарушается острота слуха, а если разность давлений окажется очень большой, то может произойти разрыв барабанной перепонки. Чтобы этого не произошло, необходимо открыть рот и сделать несколько глотательных движений.
Во внутреннем ухе располагается спиралевидной формы улитка 9. Внутри в одном из каналов улитки, заполненных жидкостью, расположенаосновная мембрана, на которой находится звуковоспринимающий аппарат – кортиев орган . Он состоит из 3 – 4 рядов рецепторных клеток, общее число которых достигает 24000.
Рис. 2. Орган слуха человека: а – наружное ухо; б – среднее ухо; в – внутреннее ухо; 1 – ушная раковина; 2 – наружный слуховой проход; 3 – барабанная перепонка; 4 – полость среднего уха; 5 – евстахиева труба; 6 – молоточек; 7 – наковальня; 8 – стремечко; 9 – улитка; 10 – вестибулярный аппарат; 11 – преддверие; 12 – полукружные каналы; 13 – слуховой нерв; 14 – нерв преддверия.
Звуковые волны, улавливаемые ушной раковиной, вызывают колебания барабанной перепонки и затем через систему слуховых косточек и возникающих в улитке колебаний жидкости передаются воспринимающим фоно-рецепторным клеткам кортиева органа , вызывая их раздражение. Слуховое раздражение, преобразованное в нервное возбуждение (нервный импульс), по слуховому нерву 13 попадает в кору головного мозга, где происходит высший анализ звуков – возникают слуховые ощущения.
Одна из основных характеристик слуха заключается в восприятии звуков определенного диапазона частот . Ухо человека способно слышать звуки с частотой колебаний от 16 до 20000 Гц.
Важной характеристикой слуха является острота слуха или чувствительность слуха . Чувствительность слуха можно оценивать абсолютным пороговым звуковым давлением (Па), вызывающим слуховое ощущение. Минимальное звуковое давление, которое воспринимается ухом человека, называется порогом слышимости . Величина порога слышимости зависит от частоты звука. На практике для удобства оценки восприятия звуков принято использовать относительную величину: уровень звукового давления, измеряемый в децибелах (дБ). Порог слышимости на частоте 1000 Гц, принятой в качестве стандартной частоты сравнения в акустике, примерно соответствует порогу чувствительности уха человека и равен 0 дБ.
При высоких уровнях звукового давления (120 – 130 дБ) возможно появление неприятного ощущения, а затем и боли в органах слуха. Наименьшая величина звукового давления, при которой возникают болевые ощущения, называется порогом болевого ощущения . В диапазоне слышимых частот этот порог больше порога слышимости в среднем на 80 – 100 дБ.
Существенной характеристикой слуха является способность дифференцировать звуки различной интенсивности по ощущению их громкости. Минимальная величина ощущаемого различия звуков по их интенсивности называется дифференциальным порогом восприятия силы звука. Для звуков средней части звукового спектра эта величина составляет около 0,7 – 1,0 дБ.
Поскольку слух является средством общения людей, особое значение в его оценке имеет способность восприятия речи или речевой слух. Особенно важно в оценке слуха сопоставление показателей речевого и тонального слуха, что дает представление о состоянии различных отделов слухового анализатора. Большое значение имеет функция пространственного слуха, заключающаяся в определении положения и перемещения источника звука.
Каждый человек, который имеет нарушения слуха, должен пройти детальное медицинское обследование. По его результатам врач может назначить слуховой аппарат. Сегодня существует довольно много разновидностей данных устройств, которые позволяют улучшить качество жизни.
Слуховые аппараты
Слуховой аппарат считается сложным устройством, которое позволяет компенсировать . Многие люди путают данные приборы с бюджетными усилителями звука. Однако последние лишь увеличивают громкость звуков, тогда как слуховые аппараты делают речь более четкой и внятной, очищая ее от посторонних шумов. Это очень важно для слабослышащих людей с разной степенью , и имеющих инвалидность.
Схема работы
Слуховые аппараты оснащены микрофоном, который улавливает звук. После чего сигнал попадает на усилитель. Данный элемент увеличивает громкость звуков и передает их на телефон. Именно там они трансформируются в звуковые вибрации.
Современные устройства оснащены также микропроцессором. Он отвечает за обработку полученной информации. Благодаря этому удается отделить речь от посторонних звуков. Помимо этого, данный элемент позволяет менять звуковые характеристики с учетом индивидуальных особенностей пациента.
Схема работы цифрового слухового аппарата
Виды, характеристики
Все слуховые аппараты можно разделить на две группы – аналоговые и цифровые. Первая группа устройств считается устаревшей. Они обладают простым принципом действия, который заключается в одинаковом увеличении громкости звуков на всех частотах. В условиях повышенного шума это вызывает сильный дискомфорт. Управлять уровнем громкости помогает лишь специальный регулятор.
Аналоговые устройства значительно уступают электронным. Слух обычно снижается неравномерно по разным частотам. Аналоговые приборы не могут подстраиваться под данную особенность.
Обладают несколькими бесспорными достоинствами. Они имеют компактные размеры и просты в применении. Такие приспособления можно настраивать с учетом индивидуальных особенностей. Качество звука, которое передается данными приборами, намного выше. Благодаря их применению можно сделать речь более разборчивой.
Помимо этого, данные устройства имеют возможность полной автоматизации. В данном случае человеку не требуется ничего регулировать – при необходимости это сделает сам аппарат.
Современные слуховые аппараты
В зависимости от способа настройки выделяют такие виды устройств:
- Непрограммируемый аппарат – его нужно настраивать вручную посредством специальных регуляторов.
- Программируемый прибор – посредством кабеля подключается к компьютеру. Настройка данного устройства проводится в цифровом виде, что позволяет учитывать особенности слуха.
По способу усиления существуют такие группы приспособлений:
- Линейные – увеличивают интенсивность звуков вне зависимости от громкости на одинаковую величину.
- Нелинейные – оснащены функцией автоматического регулирования усиления. Их работа зависит от уровня звукового сигнала.
В зависимости от метода звукопроведения существуют такие виды аппаратов:
- Устройство костной проводимости – используется при . В этом случае телефон сделан в форме костного вибратора. Он располагается за ухом и плотно прилегает к сосцевидному отростку. После чего усиленный сигнал трансформируется в вибрационный, а не звуковой.
- Прибор воздушной проводимости – применяется для коррекции различных видов слуховых нарушений. Звук с телефона поступает через ушной вкладыш, который помещают в слуховой проход.
В зависимости от локализации устройства существуют такие виды слуховых аппаратов:
- – отличается простотой применения и надежностью. Такие устройства можно размещать за ухом. С их помощью удается компенсировать любые нарушения слуха. Подобные аппараты подходят для всех в том числе и .
- – компактное мини приспособление, которое помещают в ушную раковину. Такие модели позволяют компенсировать довольно . Корпус устройства делают по индивидуальному слепку, который в точности повторяет строение уха. Благодаря этому удается добиться максимального комфорта.
- – находится внутри слухового прохода. Такие модели имеют самые маленькие размеры. Они не видны окружающим, поскольку находятся внутри слухового прохода. С помощью подобных приспособлений удается добиться отличного качества звука и прекрасной разборчивости речи.
Виды слуховых аппаратов
Чтобы , нужно учитывать немало критериев. По принципу действия такие устройства бывают цифровыми и аналоговыми. Первая категория позволяет получить более качественное звучание. Такие модели можно настраивать под индивидуальные потребности человека. Многие производители такой техники полностью отказались от изготовления аналоговых приборов.
При выборе обязательно нужно определиться с количеством приборов. Конечно, бинауральное применение устройств для двух ушей обладает целым рядом преимуществ. Так, оно помогает выявлять источник звука, обеспечивает хорошую разборчивость речь, справляется с эффектом тени головы.
Тем не менее, данный вид применения слуховых аппаратов показан не всем. Некоторые люди и вовсе сталкиваются с определенными сложностями или не испытывают в них особенной необходимости. Большое значение имеет и цена устройства – оно будет стоит значительно дороже.
Выбирая аппарат, обязательно нужно учитывать его мощность. Данный показатель должен иметь достаточный запас. Это поможет компенсировать снижение слуха, поскольку устройство обычно покупают сразу на несколько лет.
Немаловажное значение имеет число каналов. Под данным термином понимают диапазон частот, в котором можно регулировать усиление. Благодаря большому количеству каналов можно настроить аппарат в зависимости от конкретного нарушения слуха. Это позволяет добиться максимальной разборчивости речи.
Еще одним ключевым параметром считается система компрессии. Она заключается в неравномерном усилении звуков, которые имеют различную громкость. Благодаря этому аппарат можно настроить так, чтобы тихие звуки были слышны, тогда как громкие при этом не будут вызывать дискомфорта.
Еще одним важной особенностью является возможность подавления шума. Наличие данной системы делает применение аппарата более комфортным в условиях повышенного шума. Существуют устройства, которые могут подавлять шум и при этом усиливать речь.
При выборе непременно следует обращать внимание на наличие системы микрофонов. Данные элементы могут быть направленными или ненаправленными. Самым лучшим вариантом считается адаптивная направленность, которая меняется автоматически в зависимости от обстановки. Также очень удобно пользоваться аппаратами, которые позволяют самостоятельно управлять направленностью микрофона.
При устройства нужно отдавать предпочтение известным компаниям, которые имеют огромный опыт изготовления подобных устройств. Такие организации имеют богатый выбор аппаратов и аксессуаров к ним. Помимо этого, подобные компании предоставляют на свою продукцию гарантию и имеют отличную систему сервисных центров.
Если же выбрать прибор малоизвестного производителя, есть риск появления проблем с сервисным обслуживанием. Также могут возникнуть сложности с настройкой или приобретением аксессуаров.
Как подключить слуховой аппарат
Сверхмощные приборы
Одним из главных параметров, который необходимо учитывать при покупке слухового аппарата, является мощность. Она должна быть достаточной, чтобы усиливать звуки в настоящее время и впоследствии, ведь проблемы со слухом могут прогрессировать.
Сегодня в продаже есть приборы не только средней или малой мощности, но и сверхмощные, карманные или заушные устройства. Последняя категория применяется при . Обычно их используют при снижении слуха до 120 дБ.
Смотрите в нашем видео отзывы о разных видах слуховых аппаратов:
Правильно подобранные слуховые аппараты помогают компенсировать потери слуха и вернуться к полноценной жизни. Чтобы решить данную задачу, рекомендуется вовремя обратиться к врачу. После тщательной диагностики специалист выберет оптимальное устройство, которое компенсирует ухудшение слуха.
Общие положения об органе слуха и равновесия
Замечание 1
Орган слуха и равновесия представлен анатомически и функционально связанными органами, которые осуществляют восприятие звуковых и вестибулярных раздражений. Это периферический отдел анализатора слуха и равновесия. В состав данного анализатора входят проводящие слуховой и вестибулярный пути, корковые и подкорковые центры слуха и равновесия.
Орган слуха включает:
- наружное ухо, в состав которого входят ушная раковина, наружный слуховой проход и барабанная перепонка;
- среднее ухо, состоящее из барабанной полости и ее содержимого, сосцевидных ячеек и слуховой трубы;
- внутреннее ухо, или улитковый лабиринт.
Орган равновесия находится во внутреннем ухе и состоит из преддверия и полукружных каналов, образующих вестибулярный лабиринт.
Строение органа слуха и равновесия
В образовании наружного уха принимают участие:
- ушная раковина, образованная хрящевой тканью, покрытой кожей и имеющая форму воронки; основная функция – улавливание звуков;
- наружный слуховой проход, представленный узкой, слепо заканчивающейся трубкой длиной 20-25 мм. Состоит из хрящевой (1/3) и костной (2/3) тканей. Наружный слуховой проход содержит серные железы, проводит звук к барабанной перепонке.
- барабанная перепонка – перегородка между наружным слуховым проходом и барабанной полостью, состоит из соединительной ткани. Преобразует звуковые колебания в механические и передает их на слуховые косточки.
Среднее ухо находится внутри височной кости и включает:
- барабанную полость, выстланную слизистой оболочкой и содержащей 3 слуховые косточки и 2 мышцы. Молоточек, наковальня, стремечко – слуховые косточки – подвижно соединены между собой суставами, осуществляют механическую передачу колебательных движений и их усиление по направлению от барабанной перепонки к перилимфе, заполняющей лабиринт.
- слуховую трубу, соединяющую барабанную полость с носоглоткой, уравновешивающую атмосферное давление в полости среднего уха на барабанную перепонку;
- сосцевидные ячейки, которые представлены совокупностью полостей в сосцевидном отростке височной кости; поддерживают атмосферное давление в полости среднего уха.
Внутреннее ухо представлено сложной системой каналов, заполненных специальной жидкостью. Совокупность этих каналов называется лабиринтом. Внутри костного лабиринта расположен перепончатый лабиринт, между ними находится перилимфа. Перепончатый лабиринт содержит эндолимфу.
Костный лабиринт включает:
- улитку (относится к органу слуха); состоит из основания и купола, вокруг внутреннего костного стержня костный канал совершает 2,5 оборота;
- преддверие (относится к органу равновесия) содержит овальное и круглое отверстия;
- костные полукружные каналы (относятся к органу равновесия).
В перепончатом лабиринте выделяют следующие части:
- перепончатая улитка, или улитковый проток располагается в костной улитке; содержит Кортиев орган – рецептор слуха, образованный 25 тыс. волосковыми клетками, над которыми находится покровная мембрана;
- мешочек и маточка содержат рецепторы – пятна, отолитовые аппараты, реагирующие на вертикальные ускорения; расположены внутри преддверия;
- полукружные протоки находятся внутри костных полукружных каналов, рецепторы – гребешки, реагирующие на угловые ускорения.
Механизм восприятия звуков
Замечание 2
В восприятии звуков принимают участие волосковые клетки кортиева органа. Стремечко в овальном окне движется, что ведет к колебаниям перилимфы в улитке и изменяет положение эндолимфы в улитковом протоке.
Волосковые клетки воспринимают колебания эндолимфы: низкие звуки воспринимают клетки, расположенные у вершины улитки, высокие – клетки, расположенные у основания улитки.
В кортиевом органе звуковые раздражения трансформируются в нервные импульсы, передающиеся по волокнам преддверно-улиткового нерва в центры слуха.
Подкорковые центры слуха находятся в среднем и промежуточном мозге:
- нижние холмики среднего мозга обрабатывают ответные реакции на внезапные слуховые раздражения;
- медиальные коленчатые тела доставляют импульсы к корковым центрам слуха;
- зрительный бугор промежуточного мозга дает бессознательную оценку информации, поступающей от органа слуха.
Корковый центр слуха расположен в верхней височной извилине.
Механизм восприятия вестибулярных раздражений
Изменения положения тела ведет к смещению эндолимфы.
- При возникновении смещения эндолимфы в вертикальном положении раздражение воспринимают волосковые клетки отолитового аппарата мешочка и маточки.
- При угловых ускорениях эндолимфа смещается внутри перепончатых полукружных протоков и раздражение воспринимается волосковыми клетками гребешков.
Энергия колебаний эндолимфы преобразуется в нервный импульс, передающийся по волокнам преддверно-улиткового нерва в вестибулярные центры.
К подкорковым вестибулярным центрам относятся
- мозжечок, при передвижениях тела в пространстве обеспечивает автоматическое перераспределение мышечного тонуса (поддержание равновесия);
- базальные ядра таламуса.
Корковый вестибулярный центр представлен средней и нижней височными извилинами.
В зависимости от функций слуховых аппаратов существует несколько вариантов их классификации:
По месту ношения слуховые аппараты разделяются на четыре вида:
- заушные
- внутриушные
- карманные
- очковые
Заушный СА помещается за ушной раковиной. К нему с помощью звукопроводящей трубочки присоединен ушной вкладыш, который вставляется в слуховой проход. Он проводит звук в ухо и обеспечивает фиксацию аппарата. Заушный СА обеспечивает большее усиление и предоставляет дополнительные технические возможности по сравнению с внутриушным СА.
Внутриушной СА полностью размещается в слуховом проходе. Все электронные комплектующие находятся в корпусе аппарата, который изготавливается индивидуально, в соответствии с анатомическим строением уха владельца. Основное достоинство аппарата заключается в его малозаметности и в том, что отверстие приема звука располагается внутри ушной раковины, то есть, там, где это предусмотрено природой.
Внутриканальный СА располагается глубоко в слуховом проходе. Самый маленький аппарат CIC (с английского – "полностью внутри канала") размещается у барабанной перепонки и снаружи практически не виден.
Карманный СА состоит из прямоугольного корпуса, в котором расположены микрофон, усилитель и источник питания. Телефон карманного аппарата при помощи шнура соединяется с корпусом и помещается в ухо вместе с вкладышем. Карманный СА, в отличие от других конструкций, может иметь максимальную мощность, так как микрофон и телефон находятся на значительном расстоянии, что предотвращает возникновение акустической обратной связи.
По способу звукопроведения СА разделяются на два вида:
- костной проводимости.
- воздушной проводимости.
СА костной проводимости применяется для протезирования только кондуктивных потерь слуха. Его телефон выполнен в виде костного вибратора, который помещается за ухом и плотно прилегает к сосцевидному отростку. Усиленный звуковой сигнал в таком аппарате преобразуется в вибрационный.
СА воздушной проводимости используется для протезирования всех видов потерь слуха. Звук с телефона передается через ушной вкладыш, который помещается в слуховом проходе.
По способу обработки сигнала слуховые аппараты делятся на два типа:
- аналоговые
- цифровые
Аналоговый СА состоит из трех основных частей: микрофона, электронного усилителя и телефона. Микрофон воспринимает механические звуковые колебания и преобразует их в аналоговые электрические сигналы, направляемые в усилитель. Там они усиливаются и передаются на телефон, превращающий электрические сигналы вновь в звуковые колебания.
Цифровой СА дополнительно преобразует аналоговые сигналы в цифровые, после чего обрабатывает их с помощью компьютерной технологии.
Аналоговый сигнал переводится в двоичный код, как это происходит при записи на компакт-диск. В новейших моделях СА уже появились цифровые микрофоны, исключающие эту операцию. Цифровой процессор обрабатывает сигналы, то есть усиливает и изменяет их характеристики в зависимости от индивидуальной потери слуха. После этого цифровой сигнал вновь превращается в аналоговый и посылается на телефон.
Цифровые технологии, бурно развивающиеся в последнее время, позволили достигнуть невиданных ранее возможностей электроакустической коррекции слуха. Крошечный микрочип обладает быстродействием самых современных компьютерных процессоров, что позволяет реализовать очень сложные и высокоэффективные алгоритмы обработки звука. Фактически цифровой СА можно назвать "разумной слуховой системой" и даже "слуховым компьютером".
Он "умеет" отличать речь от шума, выделяя и усиливая ее при одновременном подавлении шумового сигнала, что значительно облегчает понимание речи в сложной акустической обстановке. Его частотный диапазон разделен на несколько каналов, в каждом из которых проводится независимая настройка параметров. Цифровой аппарат имеет комфортное звучание, приближенное к естественному, благодаря практически полному отсутствию искажений и собственных шумов.
Наконец, он устойчив к воздействию электромагнитных полей, что позволяет в условиях активной современной жизни без помех пользоваться мобильным телефоном и компьютером.
По способу настройки слуховые аппараты также делятся на два типа:
Непрограммируемый СА настраивается вручную, а громкость звучания по мере необходимости изменяет сам владелец посредством регулятора.
Параметры программируемого СА настраиваются при помощи компьютера, что обеспечивает более точное соответствие индивидуальным особенностям слуха пользователя.
Аппарат может сохранять и изменять запрограммированную настройку. Большинство программируемых СА имеют две и более программы с разными настройками: для прослушивания речи в шумной обстановке и музыки, программу комфортного звучания и пр.
Существует еще одна вспомогательная классификация слуховых аппаратов: по способу усиления они делятся на линейные и нелинейные.
Линейный СА усиливает входные сигналы независимо от их громкости на одну и ту же величину, зафиксированную при помощи регулятора усиления. В линейных аппаратах с выходным уровнем звукового давления, превышающим 130 дБ, предусматривается его ограничение (пик-клиппирование), которое вводится в действие при ощущении пациентом дискомфорта, вызванного громкими звуками.
Коэффициент усиления нелинейных СА, имеющих функцию автоматической регулировки усиления (АРУ) зависит от интенсивности входного сигнала. До тех пор, пока уровень входного сигнала не достигнет определенной величины, называемой порогом срабатывания АРУ, коэффициент усиления остается постоянным, как у линейного аппарата. При превышении входным сигналом порога срабатывания АРУ, который устанавливается слухопротезистом в соответствии с индивидуальной потерей слуха, коэффициент усиления аппарата снижается, что очень важно для протезирования сенсоневральной тугоухости с ФУНГом.
Технические характеристики слуховых аппаратов.
Цифровые алгоритмы подавления обратной связи. Обратной связью в слухопротезировании называется тот самый неприятный "свист" слухового аппарата, который возникает иногда при ношении слухового аппарата и очень мешает как самому пациенту, так и окружающим людям. Чаще всего это происходит при неправильно изготовленной отопластике или настройке аппарата, но иногда - вследствие чрезмерной подвижности нижней челюсти, особенностей строения слухового прохода, т.е. по независящим от человека причинам. Цифровые слуховые аппараты имеют специальные алгоритмы для выявления обратной связи еще до того момента, когда пациент или окружающие могут услышать "свист". При настройке такого аппарата специалист включает режим тестирования, и аппарат сам находит и запоминает ту частоту звука, которая вызывает обратную связь. В дальнейшем, при появлении малейших признаков обратной связи, аппарат самостоятельно отфильтровывает ту частоту, на которой происходит обратная связь. Современные алгоритмы подавления обратной связи адаптивные. Это значит что вышеописаные фильтры автоматически применяются только в тех случаях, когда они действительно нужны. В случаях, когда обратной связи более не наблюдается, фильтр, после повторной проверки, автоматически снимается.
Направленные микрофонные системы. Современный слуховой аппарат обладает направленной микрофонной системой, состоящей из 2-х или даже 3-х микрофонов. Направленная система позволяет выделять собеседника из шума или из числа других собеседников одним поворотом головы. Все дело в том, что такие системы более чувствительны к звукам, поступающим с фронтального направления (спереди). Звуки с других направлений звучат для пациента более приглушенно. Кроме того, это более физиологично для человека, т.к. нормальная ушная раковина, вследствие своей анатомической формы, обладает небольшой направленностью. Поворачивая голову в сторону собеседника, человек еще и концентрирует на нем свое внимание, что также является нормальным физиологическим рефлексом. Современные микрофонные системы обладают адаптивной направленностью. Система автоматически вычисляет направление основного источника шума и настраивает чувствительность микрофонной системы таким образом, чтобы восприятие шума было минимальным, а речи - максимальным.
Система Распознавания Речи. Работа Системы Распознавания Речи основана на различиях в структуре звуков речи и шума. Большинство источников шума представляют собой звуковой сигнал определенной частоты (например, шум холодильника, вентилятора - низкочастотный), не меняющий громкость с течением времени. Во время разговора же громкость речи постоянно изменяется: гласные звуки громче согласных, человек делает короткие паузы между словами и отдельными слогами и т. д. Таким образом, по колебаниям громкости (амплитуды звука) с течением времени можно отличить речь от шума. Это и делает процессор слухового аппарата.
Все аппараты, имеющие Систему Распознавания Речи, многоканальные, то есть весь спектр воспринимаемых ими звуков разделяется на несколько частотных диапазонов - каналов. Канал – это тот частотный диапазон, в котором СА производит свою независимую (независимую от другого канала) обработку звука (шумоподавление, выделение речи и т.д.). В каждом из каналов находится "датчик" - устройство, отличающее речь от шума по вышеупомянутым признакам.
Звук является объектом слухового ощущения. Он оценивается человеком субъективно. Все субъективные характеристики слухового ощущения связаны с объективными (физическими) характеристиками звуковой волны.
Воспринимаемые звуки человек различает их по тембру, высоте, громкости.
Тембр – « окраска» звука и определяется его гармоническим спектром. Различные акустические спектры соответствуют разному тембру, даже в том случае, когда основной тон у них одинаков. Тембр – это качественная характеристика звука.
Высотатона – субъективная оценка звукового сигнала, зависящая от частоты звука и его интенсивности. Чем больше частота, главным образом, основного тона, тем больше высота воспринимаемого звука. Чем больше интенсивность, тем ниже высота воспринимаемого звука.
Громкость – также субъективная оценка, характеризующая уровень интенсивности.
Громкость главным образом зависит от интенсивности звука. Однако восприятие интенсивности зависит от частоты звука. Звук большей интенсивности одной частоты может восприниматься как менее громкий, чем звук меньшей интенсивности другой частоты.
Опыт показывает, что для каждой частоты в области слышимых звуков
(16 – 20 . 10 3 Гц) имеется так называемый порог слышимости. Это минимальная интенсивность, при которой ухо еще реагирует на звук. Кроме того, для каждой частоты имеется так называемый порог болевых ощущений, т.е. то значение интенсивности звука, которое вызывает боль в ушах. Совокупности точек, отвечающих порогу слышимости, и точек, соответствующих порогу болевых ощущений, образуют на диаграмме (L,ν) две кривые (рис.1), которые пунктиром экстраполированы до пересечения.
Кривая порога слышимости (а), кривая порога боли (б).
Область, ограниченная этими кривыми, называется областью слышимости. Из приведенной диаграммы, в частности, видно, что менее интенсивный звук, соответствующий точке А, будет восприниматься более громким, чем звук более интенсивный, соответствующий точке В, так как точка А более удалена от порога слышимости, чем точка В.
4. Закон Вебера-Фехнера .
Громкость может быть оценена количественно путем сравнения слуховых ощущений от двух источников.
В основе создания шкалы уровней громкости лежит психофизический закон Вебера-Фехнера. Если увеличивать раздражение в геометрической прогрессии (т.е. в одинаковое число раз), то ощущение этого раздражения возрастает в арифметической прогрессии (т.е. на одинаковое значение).
Применительно к звуку это формулируется так: если интенсивность звука принимает ряд последовательных значений, например, а I 0 , а 2 I 0,
а 3 I 0 ,….(а - некоторый коэффициент, а > 1) и т.д., то им соответствуют ощущения громкости звука Е 0 , 2 Е 0 , 3 Е 0 ….. Математически это означает, что уровень громкости звука пропорционален десятичному логарифму интенсивности звука. Если действуют два звуковых раздражителя с интенсивностями I и I 0, причем I 0 – порог слышимости, то согласно закону Вебера-Фехнера уровень громкости Е и интенсивность I 0 связаны следующим образом:
Е= k lg (I / I 0),
где k – коэффициент пропорциональности.
Если бы коэффициент k был постоянным, то следовало бы, что логарифмическая шкала интенсивностей звука соответствует шкале уровней громкостей. В этом случае уровень громкости звука так же, как и интенсивность, выражалась бы в белах или децибелах. Однако сильная зависимость k от частоты и интенсивности звука не позволяет измерение громкости свести к простому использованию формулы: Е= k lg(I / I 0).
Условно считают, что на частоте 1 кГц шкалы уровней громкости и интенсивности звука полностью совпадают, т.е. k = 1 и Е Б = lg (I / I 0). Чтобы различить шкалы громкости и интенсивности звука, децибелы шкалы уровней громкости называют фонами (фон).
Е ф = 10 k lg(I / I 0)
Громкость на других частотах можно измерить, сравнивая исследуемый звук
со звуком частотой 1 кГц.
Кривые равной громкости. Зависимость громкости от частоты колебаний в системе звуковых измерений определяется на основании экспериментальных данных при помощи графиков (рис. 2), которые называются кривыми равной громкости. Эти кривые характеризуют зависимость уровня интенсивности L от частоты ν звука при постоянном уровне громкости. Кривые равной громкости называют изофонамим.
Нижняя изофона соответствует порогу слышимости (Е = 0 фон). Верхняя кривая показывает верхний предел чувствительности уха, когда слуховое ощущение переходит в ощущение боли (Е = 120 фон).
Каждая кривая соответствует одинаковой громкости, но разной интенсивности, которые при определенных частотах вызывают ощущение этой громкости.
Звуковые измерения . Для субъективной оценки слуха применяется метод пороговой аудиометрии.
Аудиометрия – метод измерения пороговой интенсивности восприятия звука для разных частот. На специальном приборе (аудиометре) определяется порог слухового ощущения на разных частотах:
L п = 10 lg (I п /I 0),
где I п – пороговая интенсивность звука, которая приводит к возникновению слухового ощущения у испытуемого. Получают кривые – аудиограммы, которые отражают зависимость порога восприятия от частоты тона, т.е. это спектральная характеристика уха на пороге слышимости.
Сравнивая аудиограмму пациента (рис. 3, 2) с нормальной кривой порога слухового ощущения (рис. 3, 1), определяют разность уровней интенсивности ∆L=L 1 –L 2 . L 1 – уровень интенсивности на пороге слышимости нормального уха. L 2 - уровень интенсивности на пороге слышимости исследуемого уха. Кривая для ∆L (рис3, 3) называется потерей слуха.
Аудиограмма в зависимости от характера заболевания имеет вид, отличный от аудиограммы здорового уха.
Шумомеры – приборы для измерения уровня громкости. Шумомер снабжен микрофоном, который превращает акустический сигнал в электрический. Уровень громкости регистрируется стрелочным или цифровым измерительным прибором.
