骨传导技术漫谈

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随着社会的不断老龄化以及人们对耳聋问题的日益关注,助听器的发展逐渐受到人们的重视。我国约四千万听力言语残疾人中大多数都需要佩戴助听器。

在正常情况下,声波可以通过两条路径传入内耳:空气传导和骨传导。空气传导是我们所熟知的声波经耳廓由外耳道传递到中外耳和中耳也可以传递到内耳,也不会因为在空气中的扩散而影响到他人。

骨传导技术漫谈

早在几百年前,人们对骨传导技术已经有了许多现实的应用,例如著名音乐家贝多芬晚年失聪后,便是通过口悬木棒,放于钢琴上,利用骨传导的方式进行音乐创作。骨导理论早在20世纪上半叶已经成熟,但真正开始被人们关注是在近二三十年。

骨导助听技术主要应用在医疗领域。各种形式的骨导助听器是除气导助听器、人工耳蜗外的另一重要听力改善方法。

骨导助听器通过拾取外界声波放大后转换成振动,振动激励头骨直接传递到耳蜗产生听觉,因此对于外耳和中耳有病变的传导性听力损失具有很好的听力改善效果。

按照骨导助听器的植入方式分,骨导助听器有非植入,半植入和植入三种类型。非植入式骨导助听器出现在20世纪初期,一般通过特制的头带或者眼镜框将骨振器固定在特定位置。这种助听器不穿透皮肤,所以不存在手术风险,感染可能性低。为了提升振动传递效率,头带必须提供至少2N的静压力,较大的静压力不仅压迫皮肤造成不适,也可能会造成皮肤缺血坏死。此外,皮肤的作用容易造成2kHz以上的高频成分损失,影响语音质量。上世纪70年代,得益于钛片能够与骨质紧密融合的研究发现,半植入骨导助听器应运而生,这种助听器通过一个桥基连接头皮外的言语处理器和与头骨融合的钛植入体,言语处理器产生的振动通过桥基传递给钛植入体激励头骨振动。半植入骨导助听器不压迫皮肤,减少了高频损失,但是存在皮肤感染、增生的风险。随着骨导助听技术的发展,1980年,出现了经皮植入式骨导助听器。植入式骨导助听技术在皮下植入与颅骨骨质融合的磁片,在皮外通过磁性线圈连接言语处理器,振动传递效率高。此外,相比于半植入式助听器,由于没有穿皮的桥基存在,术后并发症减少。以上三种骨导助听都是激励颅骨振动,也是目前主流的骨导助听形式

目前,利用骨传导原理设计制作的骨传导听觉装置主要有电磁式和压电式两种。电磁式骨传导听觉装置已有较成熟的产品,工作性能较好,但其功率越大,越难以微型化,且易因电磁辐射对使用者身体造成伤害。压电式骨传导听觉装置用压电振子作为发声元件,而压电振子具有在电信号激励下产生机械振动的特性,利用压电振子的这一特性产生发声能量,在佩戴过程中不受电磁辐射影响,并且其有体积小、响应速度快和消耗功率低等优点故这种骨传导听觉装置近年来受到了广泛关注。

目前,人们对骨传导技术的利用主要体现在骨传导助听器、骨传导麦克风、骨导耳机等几类产品上:

1.骨传导助听器

失聪是人类常见的疾病,从发病部位来看,失聪通常可以分为三类,一是传导性失聪,二是神经性失聪,三是混合类失聪。所谓传导性失聪,就是指患者耳朵中的声音通道受阻,外界声音无法正常的传入,使其不能感知声音;而神经性失聪则是由于患者听觉神经出现了问题,或是大脑中听觉中枢坏死,使患者无法识别声音;混合类失聪则指两者存在。对于传导性失聪,我们可以借助听器打通或重新开辟一条通道,使外界声音能正常传导至听觉中枢,使患者重新听到声音。骨导助听器相当于为患者重新开辟了一条通道,使声音通过振动直接传入人脑,在通过听觉神经,使失聪患者重新感知外界声音。如今市面上的骨导助听器通常分为外挂式和植入式两种。

2.骨传导麦克风

骨传导麦克风是利用人讲话时引起的头颈部骨骼的轻微振动来把声音信号收集起来转为电信号。由于它不同于传统麦克风的通过空气传导采集声音,所以可以在很嘈杂的环境里也可以把声音高清晰的传出来。在许多场合战士不能用嘴直接对着麦克风讲话,比如带着防毒面具时,而且有的场合也不适宜在嘴边挂着个麦克风。此时只能利用骨传导麦克。

3.骨传导耳机

同骨传导麦克风一样,骨传导耳机也是通过颅骨的振动 将声音传入内耳。因为是与骨骼直接接触,所以在堵住双耳的情况下也可以照常清晰的听到声音,也可以在非常嘈杂的环境下分辨来自骨传导耳机的声音。

文章来源于21dB微信公众号

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