Aparatul auditiv digital (abrevierea rusă - TsSA) este un dispozitiv compact de amplificare a sunetului pentru a ajuta persoanele cu deficiențe de auz.
La fel ca aparatele auditive analogice , DSA are un microfon pentru captarea sunetelor externe și codificarea lor în formă digitală, un microprocesor (care amplifică și procesează semnalul digital), un difuzor miniatural care transmite sunetul direct în canalul auditiv și o baterie (baterie). ). Toate componentele sunt închise într-o carcasă din plastic. [1] .
După forma carcasei, aparatele auditive sunt împărțite în:
În spatele urechii CSA este atașat în spatele urechii. Modelele intra-auriculare sunt situate direct la intrarea în canalul auditiv - de regulă, sunt realizate individual. DSA intracanal și implantabile sunt complet ascunse în interiorul canalului auditiv și nu sunt vizibile atunci când sunt purtate. [2]
În ciuda asemănărilor lor structurale, DSA și aparatele auditive analogice funcționează fundamental diferit (vezi mai jos).
Un aparat auditiv analog amplifică (mai tare) toate sunetele primite de microfon. De exemplu, vorbirea și zgomotul exterior vor fi amplificate împreună. Activitatea DSA este fundamental diferită în procesarea digitală a sunetului. Înainte de a difuza sunetul pe care utilizatorul îl va auzi de la difuzor, microprocesorul DSA procesează semnalul primit de microfon și digitizat în conformitate cu un algoritm matematic complex. Acest lucru permite, pe de o parte, amplificarea sunetelor unei anumite frecvențe - în conformitate cu setările individuale ale utilizatorului (datorită audiogramei personale ). Pe de altă parte, reglează automat funcționarea aparatului auditiv digital la diferite condiții externe (stradă zgomotoasă, cameră liniștită, sală de concert etc.).
Pentru un utilizator cu diferite grade de deficiență de auz, este dificil să percepe întreaga gamă de frecvență a sunetelor externe. DSA cu procesare digitală multicanal vă permite să „compuneți” semnalul de ieșire, „încadrând” în el întregul spectru de frecvență al semnalului de intrare. Acest lucru permite utilizatorului cu deficiențe de auz să perceapă întreaga gamă de sunete ambientale, în ciuda dificultăților personale de a percepe anumite frecvențe [3] . Mai mult, chiar și în această gamă „îngustă”, microprocesorul DSA este capabil să sublinieze sunetele dorite (de exemplu, vorbirea), slăbind pe cele nedorite - puternice, aspre etc.
Procesarea semnalului este efectuată de microprocesor în timp real - luând în considerare și preferințele individuale ale utilizatorului (de exemplu, amplificarea basului pentru o mai bună percepție a vorbirii în medii zgomotoase sau creșterea selectivă a frecvențelor înalte pentru persoanele cu sensibilitate slăbită din acest interval. ). Microprocesorul analizează automat imaginea fondului sonor extern, adaptând procesarea semnalului la condiții specifice (precum și atunci când se modifică, de exemplu, părăsind încăperea în stradă) [4] .
Conform studiilor [5] , DSA (în comparație cu aparatele auditive analogice ) au o serie de avantaje semnificative:
Aceste avantaje ale DSA sunt confirmate de o serie de studii [7] , [8] , [9] legate de analiza comparativă a aparatelor auditive digitale de a doua și prima generație și a aparatelor auditive analogice.
Istoria dezvoltării CSA poate fi împărțită condiționat în trei etape. Prima etapă este utilizarea pe scară largă a modelării computerizate pentru analiza sistemelor și algoritmilor de procesare a sunetului [10] . Lucrarea s-a desfășurat cu ajutorul calculatoarelor „mari” de atunci. Care, deși nu puteau pretinde că sunt aparate auditive cu drepturi depline (nu era suficientă viteză pentru a procesa sunetul în timp real - ca să nu mai vorbim de dimensiune). Cu toate acestea, cu ajutorul lor, a fost efectuat un studiu cu succes al diferitelor circuite hardware și algoritmi pentru procesarea semnalelor audio. De exemplu, pachetul software BLODI (un acronim pentru Block Compiled Diagrams) dezvoltat de Kelly, Lockbaum și Vysotsky în 1961 [11] a făcut posibilă modelarea oricărui sistem audio prezentat sub forma unei diagrame bloc. Cu ajutorul acestuia, a fost creat un telefon special pentru utilizatorii cu deficiențe de auz. Și deja în 1967, Harry Levitt a folosit BLODI pentru a simula un aparat auditiv pe un computer digital.
Aproape zece ani mai târziu, a fost făcut al doilea pas - crearea unui aparat auditiv „cvasi-digital”, în care componentele analogice și un modul digital programabil au fost combinate într-un singur corp compact. Într-un astfel de dispozitiv, controlerul digital nu numai că controla componentele analogice (amplificator, filtru și limitator de semnal), dar putea fi el însuși programat - la fel, prin conectarea unui computer extern (în condiții de laborator - cu un aparat auditiv medical).
Conceptul unui dispozitiv cvasi-digital s-a dovedit a fi foarte reușit din punct de vedere practic - datorită consumului redus de energie și dimensiunii compacte. La acea vreme, tehnologia amplificatoarelor analogice de putere redusă a fost dezvoltată foarte bine - spre deosebire de cipurile semiconductoare necesare unui dispozitiv digital „adevărat”. Combinația dintre performanța ridicată a componentelor analogice și capacitățile de procesare a semnalului ale modulului digital a condus la crearea unor produse de serie de succes.
Acest tip de aparat auditiv a fost dezvoltat de Etymonic Design. Puțin mai târziu, Mangold și Lane [12] au creat un aparat auditiv programabil cu mai multe canale. O abordare similară a fost folosită de Jake, Graupe și colab .[13] pentru a dezvolta un filtru adaptiv de suprimare a zgomotului pe un singur cristal. Acest cip relativ mic avea un consum redus de energie și se potrivește în corpul unui aparat auditiv convențional în spatele urechii sau în ureche.
A treia etapă de dezvoltare este apariția unor aparate auditive digitale „adevărate”. În DSA, toate etapele procesării sunetului sunt efectuate în formă binară. Pentru a face acest lucru, sunetul extern de la microfon este mai întâi convertit într-un cod binar, iar după procesare, se efectuează conversia inversă (într-o formă analogică a semnalului transmis de difuzorul urechii sub formă de sunet). Primele DSA „adevărate” au fost cele dezvoltate de Graup în 1970 [13] bazate pe microprocesorul 8080, care a înlocuit componentele analogice (amplificator, limitator și filtre). Capacitățile procesorului programabil au făcut ca mașina să se autoajusteze, deschizând calea pentru procesarea avansată a semnalului, reducerea zgomotului și altele asemenea. Deși procesorul 8080 era relativ lent și de dimensiuni mari.
Dezvoltarea ulterioară a DSA este asociată cu apariția microprocesoarelor cu procesarea paralelă a matricelor de date [10] . Ca urmare a unei reduceri semnificative a duratei calculelor, a devenit posibilă procesarea semnalului audio în timp real. Dimensiunea mică a microcipurilor (din 1987) a făcut posibilă crearea de aparate auditive compacte pe baza acestora, fără a depăși dimensiunile „predecesorilor” lor analogici. Cu toate acestea, pentru modelele DSA în canal, aceste procesoare încă nu erau suficient de compacte. În toate celelalte privințe, CSA „cu drepturi depline” din această perioadă este foarte asemănătoare cu modelele moderne.
Protezele auditive digitale sunt produse de diverși producători, inclusiv lideri recunoscuți pe piața de electronice. Printre aceștia se numără Siemens (Germania), Oticon (Danemarca), Bernafon (Elveția), GN ReSound (Danemarca), Widex (Danemarca), Unitron (Canada) și alții. Compania elvețiană Phonak este cunoscută pentru dispozitivele sale compacte în ureche, care sunt adaptate maxim la caracteristicile individuale ale utilizatorului și se caracterizează printr-un confort ridicat.
Tehnologia pentru producerea de aparate auditive digitale este în mod constant îmbunătățită. Companiile mari introduc în mod regulat inovații de design, așa că este foarte dificil să judeci liderii de piață fără ambiguități. Practic, tendințele moderne în dezvoltarea DSA vizează [14] :
Ca alternativă la modelele străine, pot fi luate în considerare protezele auditive digitale de la producătorii ruși: proteze auditive și echipamente LLC, Medservice, fabrica de aparate auditive Ritm, Sonata, Istok-Audio, Videx etc. Prețul aparatelor auditive produse pe plan intern este de obicei mai mic. decât analogii străini.
Produsele personale de amplificare a sunetului ( PSAP pe scurt ) sunt clasificate de FDA drept „Dispozitive personale de amplificare a sunetului”. Aceste dispozitive electronice compacte sunt concepute pentru persoanele fără pierderea auzului. Spre deosebire de aparatele auditive (pe care FDA le clasifică drept aparate auditive [3] ), utilizarea PSAP nu necesită prescripție medicală. Astfel de dispozitive sunt folosite de vânători, naturaliști (pentru observarea audio a animalelor, păsărilor), oameni obișnuiți (de exemplu, pentru a amplifica sunetul unui televizor într-o cameră liniștită) etc.
Diferitele modele PSAP variază considerabil în ceea ce privește prețul și funcționalitatea. Unele dispozitive pur și simplu amplifică sunetul. Altele conțin microfoane direcționale, egalizatoare pentru reglarea câștigului audio și filtrarea zgomotului. [15] Unii dintre cei mai cunoscuți producători de PSAP includ Soundhawk, Etymotic, Advanced Bionics și alții.
Recent, programele de calculator au câștigat o mare popularitate, permițându-vă să creați un aparat auditiv bazat pe un computer, tabletă sau smartphone [16] . Pentru a implementa acest lucru, dispozitivele mobile moderne au toate componentele necesare: hardware (se pot folosi un microfon convențional și căști) și un microprocesor de înaltă performanță care procesează digital sunetul conform unui algoritm dat [17]
Aplicația este configurată independent - în funcție de caracteristicile individuale ale auzului utilizatorului. Puterea de calcul a dispozitivelor mobile moderne este suficientă pentru a obține cea mai bună calitate a sunetului. Care, împreună cu setarea programului aplicației (de exemplu, alegerea unui profil pentru diverse medii sonore), oferă confort și confort ridicat în utilizare.
În comparație cu un aparat auditiv digital, aplicația mobilă are următoarele avantaje:
Ar trebui să se înțeleagă clar că aplicațiile pentru aparate auditive pentru smartphone-uri/tablete nu pot fi considerate un înlocuitor complet pentru un aparat auditiv digital. De la ultimul:
Funcția de aparat auditiv a aplicației poate include și o procedură de testare a auzului ( audiometrie in situ ). Cu toate acestea, rezultatele sale sunt folosite numai pentru a configura o muncă confortabilă cu aplicația. Procedura de testare a auzului nu este în niciun caz menită să înlocuiască audiometria medicală de către un specialist. Nu este o bază pentru un diagnostic.