Каждая волосковая клетка имеет 50-70 небольших ресничек, называемых стереоцилиями, и одну большую ресничку - киноцилию. Киноцилия всегда расположена с одной стороны клетки, а стереоцилии постепенно становятся короче по направлению к другой стороне клетки. Мельчайшие нитевидные сцепки, почти невидимые даже в электронный микроскоп, связывают верхушку каждой стереоцилии с соседней, более длинной стереоцилией и в итоге - с киноцилией. Благодаря этим сцепкам при отклонении стереоцилии и киноцилии в сторону киноцилии нитевидные сцепки тянут стереоцилии одну за другой, оттягивая их наружу от тела клетки.

Это открывает несколько сотен заполненных жидкостью каналов в мембране нервной клетки вокруг оснований стереоцилии. В результате создается возможность проведения через мембрану большого количества положительных ионов, которые текут в клетку из окружающей эндолимфатической жидкости, вызывая деполяризацию мембраны рецептора. Наоборот, отклонение пучка стереоцилии в противоположном направлении (от киноцилии) уменьшает натяжение сцепок; это закрывает ионные каналы, что ведет к гиперполяризации рецептора.

В условиях покоя по нервным волокнам , идущим от волосковых клеток, постоянно проводятся импульсы с частотой примерно 100 имп/сек. Когда стереоцилии отклоняются в направлении киноцилии, поток импульсов усиливается до нескольких сотен в секунду; наоборот, отклонение ресничек в направлении от киноцилии уменьшает поток импульсов, часто выключая его полностью. Следовательно, когда ориентация головы в пространстве изменяется и вес статоко-ний отклоняет реснички, соответствующие сигналы передаются к головному мозгу для регуляции равновесия.

В каждой макуле каждая из волосковых клеток ориентирована в определенном направлении, поэтому одни из этих клеток стимулируются при наклоне головы вперед, другие - при отклонении головы назад, третьи - при отклонении в одну сторону и т.д. Следовательно, для каждой ориентации головы в гравитационном поле в нервных волокнах, идущих от макулы, возникает разный «рисунок» возбуждения. Именно этот «рисунок» информирует мозг об ориентации головы в пространстве.

Полукружные каналы . Три полукружных канала в каждом вестибулярном аппарате, известные как передний, задний и латеральный (горизонтальный) полукружные каналы, расположены под прямым углом друг к другу так, что представляют все три плоскости пространства. Когда голова наклонена вперед приблизительно на 30°, латеральные полукружные каналы лежат примерно горизонтально по отношению к поверхности Земли, передние каналы - в вертикальных плоскостях, которые проецируются вперед и на 45° наружу, тогда как задние каналы расположены в вертикальных плоскостях, направленных назад и на 45° наружу.

Каждый полукружный канал имеет расширение на одном из его концов, которое называют ампулой; и каналы, и ампула наполнены жидкостью, называемой эндолимфой. Ток этой жидкости через один из каналов и его ампулу возбуждает сенсорный орган ампулы следующим образом. На рисунке виден небольшой гребешок, имеющийся в каждой ампуле, который называют ампулярным гребешком. Сверху этот гребешок покрыт рыхлой студенистой тканевой массой, называемой куполом (купулой).

Когда голова человека начинает поворачиваться в любом направлении, жидкость в одном или более полукружных каналов по инерции остается неподвижной, тогда как сами полукружные каналы поворачиваются вместе с головой. При этом жидкость течет от протока и через ампулу, сгибая купол в одну сторону. Вращение головы в противоположном направлении вызывает отклонение купола в другую сторону.

Внутрь купола погружены сотни ресничек волосковых клеток, расположенных на ампулярном гребешке. Киноцилии всех волосковых клеток в куполе ориентированы в одном направлении, и отклонение купола в этом направлении вызывает деполяризацию волосковых клеток, а отклонение его в противоположном направлении гиперполяризует клетки. От волосковых клеток соответствующие сигналы посылаются по вестибулярному нерву, информируя центральную нервную систему об изменении вращения головы и скорости изменения в каждой из трех плоскостей пространства.

Вернуться в оглавление раздела " "

Внутреннее ухо содержит рецепторный аппарат двух анализаторов: вестибулярного (пред­дверие и полукружные каналы) и слухового, к которому относится улитка с кортиевым органом.

Костная полость внутреннего уха, содержащая большое число камер и проходов между ними, называется лабиринтом . Он состоит из двух частей: костного лабиринта и перепончатого лабиринта. Костный лабиринт – это ряд полостей, расположенных в плотной части кости; в нем различают три составляющие: полукружные каналы – один из источников нервных импульсов, отражающих положение тела в пространстве; преддверие; и улитку – орган .

Перепончатый лабиринт заключен внутри костного лабиринта. Он наполнен жидкостью, эндолимфой, и окружен другой жидкостью – перилимфой, которая отделяет его от костного лабиринта. Перепончатый лабиринт, как и костный, состоит из трех основных частей. Первая соответствует по конфигурации трем полукружным каналам. Вторая делит костное преддверие на два отдела: маточку и мешочек. Удлиненная третья часть образует среднюю (улиточную) лестницу (спиральный канал), повторяющую изгибы улитки.

Полукружные каналы . Их всего шесть – по три в каждом ухе. Они имеют дугообразную форму и начинаются и кончаются в маточке. Три полукружных канала каждого уха расположены под прямыми углами друг к другу, один горизонтально, а два вертикально. Каждый канал имеет на одном конце расширение – ампулу. Шесть каналов расположены таким образом, что для каждого существует противолежащий ему канал в той же плоскости, но в другом ухе, однако их ампулы расположены на взаимнопротивоположных концах.

Улитка и кортиев орган . Название улитки определяется ее спирально извитой формой. Это костный канал, образующий два с половиной витка спирали и заполненный жидкостью. Завитки идут вокруг горизонтально лежащего стержня - веретена, вокруг которого наподобие винта закручена костная спиральная пластинка, пронизанная тонкими канальцами, где проходят волокна улитковой ча­сти преддверно-улиткового нерва - VIII пары черепно-мозговых нервов. Внутри, на одной стенке спирального канала по всей его длине расположен костный выступ. Две плоские мембраны идут от этого выступа к противоположной стенке так, что улитка по всей длине делится на три параллельных канала. Два наружных называются лестницей преддверия и барабанной лестницей, они сообщаются между собой у верхушки улитки. Центральный, т.н. спиральный, канал улитки, оканчивается слепо, а начало его сообщается с мешочком. Спиральный канал заполнен эндолимфой, лестница преддверия и барабанная лестница – перилимфой. Перилимфа имеет высокую концентрацию ионов натрия, тогда как эндолимфа – высокую концентрацию ионов калия. Важнейшей функцией эндолимфы, которая заряжена положительно по отношению к перилимфе, является создание на разделяющей их мембране электрического потенциала, обеспечивающего энергией процесс усиления входящих звуковых сигналов.

Лестница преддверия начинается в сферической полости – преддверии, лежащем в основании улитки. Один конец лестницы через овальное окно (окно преддверия) соприкасается с внутренней стенкой заполненной воздухом полости среднего уха. Барабанная лестница сообщается со средним ухом с помощью круглого окна (окна улитки). Жидкость

не может проходить через эти окна, так как овальное окно закрыто основанием стремени, а круглое – тонкой мембраной, отделяющей его от среднего уха. Спиральный канал улитки отделяется от барабанной лестницы т.н. основной (базилярной) мембраной, которая напоминает струнный инструмент в миниатюре. Она содержит ряд параллельных волокон различной длины и толщины, натянутых поперек спирального канала, причем волокна у основания спирального канала короткие и тонкие. Они постепенно удлиняются и утолщаются к концу улитки, как струны арфы. Мембрана покрыта рядами чувствительных, снабженных волосками клеток, составляющих т.н. кортиев орган, который выполняет высокоспециализированную функцию – превращает колебания основной мембраны в нервные импульсы. Волосковые клетки связаны с окончаниями нервных волокон, по выходе из кортиева органа образующих слуховой нерв (улитковую ветвь преддверно-улиткового нерва).

Перепончатый улитковый лабиринт, или проток, име­ет вид слепого преддверного выпячивания, находящегося в костной улитке и слепо заканчивающегося на ее верхушке. Он заполнен эндолимфой и представляет собой соедини­тельно-тканный мешок длиной около35 мм. Улитковый проток разделяет костный спиральный канал на три части, занимая среднюю из них - средняя лестница (scala media), или улитковый ход, или улиточный канал. Верх­няя часть - это лестница преддверия (scala vestibuli), или вестибулярная лестница, нижняя - барабанная, или тим­панальная, лестница (scala tympani). В них находится пери-лимфа. В области купола улитки обе лестницы сообщают­ся между собой через отверстие улитки (геликотрему). Ба­рабанная лестница простирается до основания улитки, где она заканчивается у круглого окна улитки, закрытого вто­ричной барабанной перепонкой. Лестница преддверия со­общается с перилимфатическим пространством преддверия. Следует отметить, что перилимфа по своему составу напо­минает плазму крови и цереброспинальную жидкость; в ней преобладает содержание натрия. Эндолимфа отличает­ся от перилимфы более высокой (в 100 раз) концентраци­ей ионов калия и более низкой (в 10 раз) концентрацией ионов натрия; по своему химическому составу она напоми­нает внутриклеточную жидкость. По отношению к пери-лимфе она заряжена положительно.

Улитковый проток на поперечном разрезе имеет тре­угольную форму. Верхняя - преддверная стенка улитко­вого протока, обращенная к лестнице преддверия, обра­зована тонкой преддверной (рейсснеровой) мембраной (membrana vestibularis), которая изнутри покрыта одно­слойным плоским эпителием, а снаружи - эндотелием. Между ними расположена тонкофибриллярная соедини­тельная ткань. Наружная стенка срастается с надкостни­цей наружной стенки костной улитки и представлена спиральной связкой, которая имеется во всех завитках улитки. На связке расположена сосудистая полоска (stria vascularis), богатая капиллярами и покрытая кубическими клетками, которые продуцируют эндолимфу. Нижняя - барабанная стенка, обращенная к барабанной лестнице, устроена наиболее сложно. Она представлена базилярной мембраной, или пластинкой (lamina basilaris), на которой располагается спиральный, или кортиев орган, осуществ­ляющий звуков. Плотная и упругая базиляр-ная пластинка, или основная мембрана, одним концом прикрепляется к спиральной костной пластинке, противо­положным - к спиральной связке. Мембрана образована тонкими слабо натянутыми радиальными коллагеновыми волокнами (около 24 тыс.), длина которых возрастает от основания улитки к ее вершине - вблизи овального окна ширина базилярной мембраны составляет0,04 мм, а за­тем по направлению к вершине улитки, постепенно рас­ширяясь, она достигает в конце0,5 мм(т.е. базилярная мембрана расширяется там, где улитка сужается). Волок­на состоят из тонких анастомозирующих между собой фибрилл. Слабое натяжение волокон базилярной мембра­ны создает условия для их колебательных движений.

Собственно орган слуха - кортиев орган - находится в костной улитке. Кортиев орган - рецепторная часть , расположенная внутри перепончатого лабиринта. В процессе эволюции возникает на основе структур боковых органов. Воспринимает колебания волокон, расположенных в канале внутреннего уха, и передаёт в слуховую зону коры , где и формируются звуковые сигналы. В Кортиевом органе начинается первичное формирование анализа звуковых сигналов.

Расположение. Кортиев орган располагается в спирально завитом костном канале внутреннего уха - улитковом ходе, заполненном эндолимфой и перилимфой. Верхняя стенка хода прилегает к т. н. лестнице преддверия и называется рейснеровой перепонкой; нижняя стенка, граничащая с т. н. барабанной лестницей, образована основной перепонкой, прикрепляющейся к спиральной костной пластинке. Корти­ев орган представлен опорными, или поддерживающими, клетками, и рецепторными клетками, или фонорецепторами. Выделяют два типа опорных и два типа рецепторных клеток - наружные и внутренние.

Наружные опорные клетки лежат дальше от края спиральной костной пластинки, а внутренние - ближе к нему. Оба вида опорных клеток сходятся под острым углом друг к другу и образуют канал треугольной фор­мы - внутренний (кортиев) туннель, заполненный эндо-лимфой, который проходит спирально вдоль всего корти-ева органа. В туннеле расположены безмиелиновые не­рвные волокна, идущие от нейронов спирального ганглия.

Фонорецепторы лежат на опорных клетках. Они представляют собой вторично-чувствующие (механорецепторы), трансформирующие механические ко­лебания в электрические потенциалы. Фонорецепторы (на основании их отношения к кортиеву туннелю) подразде­ляются на внутренние (колбообразной формы) и наруж­ные (цилиндрической формы), которые отделены друг от друга кортиевыми дугами. Внутренние волосковые клетки располагаются в один ряд; их общее число по всей длине перепончатого канала достигает 3500. Наружные волос­ковые клетки располагаются в 3-4 ряда; их общее число достигает 12000-20000. Каждая волосковая клетка имеет удлиненную форму; один ее полюс приближен к основ­ной мембране, второй находится в полости перепончатого канала улитки. На конце этого полюса есть волоски, или стереоцилии (до 100 в клетке). Волоски рецепторных клеток омываются эндолимфой и контактируют с покров­ной, или текториальной, мембраной (membrana tectoria), которая по всему ходу перепончатого канала расположе­на над волосковыми клетками. Эта мембрана имеет желе­образную консистенцию, один край которой прикрепляет­ся к костной спиральной пластинке, а другой свободно оканчивается в полости улиткового протока чуть дальше наружных рецепторных клеток.

Все фонорецепторы, независимо от локализации, синаптически связаны с 32000 дендритов биполярных чувствительных клеток, находящихся в спиральном нервном улитки. Эти первые слухового пути, которых образуют улитковую (кохлеарную) часть VIII пары черепно-мозговых нервов; они передают сигналы на кохлеарные ядра . При этом сигналы от каждой внутренней волосковои клетки передаются на биполярные клетки одновременно по не­скольким волокнам (вероятно, это повышает надежность передачи информации), в то время как сигналы от нескольких наружных волосковых клеток конвергируют на одном волокне. Поэтому около 95% волокон слухо­вого нерва несет информацию в от внутренних волосковых клеток (хотя их количество не превышает 3500), а 5% волокон передают информацию от наружных волосковых клеток, число которых дос­тигает 12000-20000. Эти данные подчеркивают огром­ную физиологическую значимость внутренних волоско­вых клеток в рецепции звуков.

К волосковым клеткам подходят и эфферентные во­локна - аксоны нейронов верхней оливы. Волокна, приходящие к внутренним волосковым клеткам, оканчива­ются не на самих этих клетках, а на афферентных волок­нах. Предполагается, что они оказывают тормозное воз­действие на передачу слухового сигнала, способствуя обострению частотного разрешения. Волокна, приходящие к наружным волосковым клеткам, воздействуют на них непосредственно и за счет изменения их длины, меняют их фоночувствительность. Таким образом, с помощью эф­ферентных оливо-кохлеарных волокон (волокон пучка Расмуссена) высшие акустические центры регулируют чувствительность фонорецепторов и поток афферентных импульсов от них к мозговым центрам.

Проведение звуковых колебаний в улитке . Восприя­тие звука осуществляется с участием фонорецепторов. Их под влиянием звуковой волны приводит к генерации рецепторного потенциала, который вызывает возбуждение дендритов биполярного спирально­го ганглия. Но каким образом осуществляется кодирова­ние частоты и силы звука? Это один из наиболее слож­ных вопросов физиологии слухового анализатора.

Современное представление о коди­ровании частоты и силы звука сводится к следующему. Звуковая волна, воздействуя на систему слуховых косто­чек среднего уха, приводит в колебательное движение мембрану овального окна преддверия, которая, прогиба­ясь, вызывает волнообразные перемещения перилимфы верхнего и нижнего каналов, которые постепенно затуха­ют по направлению к вершине улитки. Поскольку все жидкости несжимаемы, колебания эти были бы не­возможны, если бы не мембрана круглого окна, которая выпячивается при надавливании основания стремечка на овальное окно и принимает исходное положение при прекращении давления. Колебания перилимфы передают­ся на вестибулярную мембрану, а также на полость сред­него канала, приводя в движение эндолимфу и базиляр-ную мембрану (вестибулярная мембрана очень тонкая, поэтому жидкость в верхнем и среднем каналах колеб­лется так, как будто оба канала едины). При действии на ухо звуков низкой частоты (до 1000 Гц) происходит сме­щение базилярной мембраны на всем ее протяжении от основания до верхушки улитки. При увеличении частоты звукового сигнала происходит перемещение укороченного по длине колеблющегося столба жидкости ближе к овальному окну, к наиболее жесткому и упругому участ­ку базилярной мембраны. Деформируясь, базилярная мембрана смещает волоски волосковых клеток относи­тельно текториальной мембраны. В результате такого смещения возникает электрический разряд волосковых клеток. Существует прямая зависимость между амплиту­дой смещения основной мембраны и количеством вовле­каемых в процесс возбуждения нейронов слуховой коры.

Изобретение относится к медицине, а именно к физиотерапии. Способ включает стимулирование области волосковых сенсорных клеток с использованием звуковой стимуляции. Для этого выделяют полосу частот, соответствующую поврежденной области волосковых сенсорных клеток, имеющей высокий слуховой порог. Эту полосу определяют в качестве заданной полосы частот. Осуществляют подачу звукового сигнала для стимуляции поврежденной области волосковых сенсорных клеток. При этом используют интерфейс модели улитки с изображением области волосковых сенсорных клеток, разделенных в соответствии с разрешающей способностью 1/k октавы. Проводят выработку звукового сигнала полосы частот, соответствующей выбранному изображению области волосковых сенсорных клеток, в том случае, когда пользователь выбирает по меньшей мере одно изображение области волосковых сенсорных клеток. Слуховой порог определяют с использованием ответной информации в соответствии с выданным звуковым сигналом. При этом звуковой сигнал соответствует по меньшей мере одному сигналу, выбранному из группы, в которую входят амплитудно-модулированный тональный сигнал, частотно-модулированный тональный сигнал, импульсный тональный сигнал и амплитудно-модулированный узкополосной шум или комбинация тональных сигналов. Способ повышает точность диагностики слуха за счет повышения разрешающей способности звуковых сигналов, может быть использован при лечении тугоухости. 11 з.п. ф-лы, 15 ил.

Рисунки к патенту РФ 2525223

Предпосылки к созданию изобретения

Настоящее изобретение в общем имеет отношение к способу и устройству для стимулирования волосковой сенсорной клетки с использованием звукового сигнала. Более конкретно, настоящее изобретение имеет отношение к способу и устройству для точной диагностики слуха пациента и для улучшения слуха (остроты слуха) по результатам диагностики.

Каждый орган, который передает звук в мозг, называют органом слуха.

Орган слуха подразделяется на наружное ухо, среднее ухо и внутреннее ухо. Поступающий снаружи через наружное ухо звук создает вибрации барабанной перепонки, которые поступают к улитке внутреннего уха через среднее ухо.

Слуховые волосковые сенсорные клетки расположены на базальной мембране улитки. Число волосковых сенсорных клеток, расположенных на базальной мембране, составляет около 12,000.

Базальная мембрана имеет длину ориентировочно от 2.5 до 3 см. Волосковые сенсорные клетки, расположенные на начальной части базальной мембраны, обладают чувствительностью к звукам высоких частот, а волосковые сенсорные клетки, расположенные на конце базальной мембраны, обладают чувствительностью к звукам низких частот. Это называют частотной специфичностью (избирательностью) волосковых сенсорных клеток. Обычно разрешающая способность частотной специфичности, соответствующая идеальной интенсивности стимуляции, равна ориентировочно 0.2 мм (0.5 полутона) на базальной мембране.

В последнее время в связи с распространением использования портативных звуковых устройств и воздействием на человека различных шумов многие люди стали страдать нейросенсорной тугоухостью.

Нейросенсорная тугоухость представляет собой явление дегенерации слуха, вызванное повреждением волосковых сенсорных клеток, которое возникает в результате старения, воздействия шума, неблагоприятной реакции на лекарство, по генетическим причинам и т.п.

Нейросенсорную тугоухость подразделяют на слабую тугоухость, умеренную тугоухость, сильную тугоухость и глубокую тугоухость. Обычно трудно нормально разговаривать с человеком, имеющим умеренную тугоухость, сильную тугоухость и глубокую тугоухость.

Полагают, что в настоящее время около десяти процентов всего населения земли имеют слабую тугоухость, при которой человек чувствует снижение своего слуха. Кроме того, полагают, что около 260,000,000 человек или больше имеют умеренную тугоухость, сильную тугоухость или глубокую тугоухость только в развитых странах.

Однако способа лечения тугоухости не существует; имеются только слуховые аппараты, такие как слуховые аппараты для тугоухих.

Слуховой аппарат усиливает внешний звук, чтобы его можно было услышать, так что слуховой аппарат не может предотвращать дегенерацию (снижение) слуха. Существует специфическая проблема, связанная с тем, что слух пользователя слухового аппарата снижается сильнее за счет усиленного звука.

Таким образом требуется способ лечения тугоухости без использования слухового аппарата.

С другой стороны, способ проверки чистого слуха (способ проверки слышимости чистых тонов) как способ диагностирования тугоухости широко используют как международный стандартный способ проверки слуха, причем в указанном способе проверки чистого слуха используют частотную специфичность волосковых сенсорных клеток.

Обычно при проверке чистого слуха разделяют равномерно базальную мембрану на шесть частей с интервалом разрешающей способности одна октава и определяют частотную специфичность волосковых сенсорных клеток, расположенных на каждой из указанных шести частей, при воздействии шести частотных сигналов (например, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц).

В том случае, когда имеется нормальная частотная специфичность, так как волосковая сенсорная клетка не повреждена, реакция, соответствующая частотной специфичности волосковой сенсорной клетки, может возникать в ответ на интенсивность стимуляции, имеющую малое звуковое давление.

Например, в том случае, когда частотная специфичность волосковой сенсорной клетки, соответствующая 1000 Гц, является нормальной, электрическая реакция в этой волосковой сенсорной клетке возникает на частоте 1000 Гц при уровне звукового давления (SPL) -1.4 dB.

При обычной диагностике слуха обследуемого человека опытный оператор создает звуковые сигналы, соответствующие частям базальной мембраны, разделенным промежутком в одну октаву, с использованием сложного проверочного устройства. Если обследуемый человек слышит звуковые сигналы, соответствующие каждой из частей, то он соответственно нажимает кнопку. В этом случае трудно провести точную диагностику слуха, так как разрешающая способность является низкой. Кроме того, такая диагностика слуха является неудобной.

Сущность изобретения

В связи с изложенным задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков известного уровня техники.

В соответствии с настоящим изобретением предлагаются способ и устройство для стимулирования волосковой сенсорной клетки с использованием звукового сигнала, позволяющие произвести лечение тугоухости.

В соответствии с настоящим изобретением предлагаются также способ и устройство для стимулирования волосковой сенсорной клетки с использованием звукового сигнала, позволяющие произвести более точное диагностирование слуха пользователя.

В соответствии с настоящим изобретением предлагаются также способ и устройство для стимулирования волосковой сенсорной клетки с использованием звукового сигнала, позволяющие произвести точное диагностирование слуха пользователя в удаленном месте и позволяющие обеспечить лечение тугоухости.

Способ стимулирования волосковой сенсорной клетки в соответствии с настоящим изобретением включает в себя следующие операции: (а) выделение полосы частот, соответствующей поврежденной области волосковой сенсорной клетки, в соответствии с заданным алгоритмом; (b) определение полосы частот, соответствующей поврежденной области волосковой сенсорной клетки, как заданной полосы частот и (с) выработка звукового сигнала, имеющего заданную интенсивность в заданной полосе частот, чтобы стимулировать поврежденную область волосковой сенсорной клетки.

Способ стимулирования волосковой сенсорной клетки в соответствии с другим примерным вариантом настоящего изобретения предусматривает использование интерфейса модели улитки, имеющего изображения области волосковой сенсорной клетки, разделенные в соответствии с разрешающей способностью 1/k октавы, где k является положительным целым числом больше 2; выработку звукового сигнала полосы частот, соответствующей по меньшей мере одной полосе (полосе частот), выбранной из группы, имеющей изображения области волосковой сенсорной клетки; и обнаружение поврежденной области волосковой сенсорной клетки за счет ответа пользователя в соответствии с выданным (полученным пользователем) звуковым сигналом.

Способ обеспечения стимулирования волосковой сенсорной клетки при помощи устройства, соединенного электрически с клиентом через сеть связи, в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения включает в себя следующие операции: (а) передача клиенту приложения для диагностики слуха, причем указанное приложение содержит интерфейс модели улитки, имеющий изображения области волосковой сенсорной клетки, разделенные в соответствии с разрешающей способностью 1/k октавы; (b) получение ответной информации пользователя (клиента) в соответствии со звуковым сигналом полосы частот, соответствующей по меньшей мере одному из изображений области волосковой сенсорной клетки; (с) определение полосы частот, соответствующей поврежденной области волосковой сенсорной клетки, как заданной полосы частот с использованием ответной информации и (d) передача клиенту звукового сигнала заданной полосы частот, имеющего заданную интенсивность.

Предлагается также считываемое компьютером средство программирования, осуществляющее указанные здесь выше способы.

Устройство стимулирования волосковой сенсорной клетки с использованием звуковой стимуляции в соответствии с настоящим изобретением содержит секцию диагностирования слуха (остроты слуха), выполненную с возможностью измерения слухового порога в области волосковой сенсорной клетки за счет использования ответной информации пользователя в соответствии со специфическим звуковым сигналом; секцию обнаружения области стимуляции, выполненную с возможностью определения полосы частот, соответствующей поврежденной области волосковой сенсорной клетки, как заданной полосы частот, с использованием измеренного слухового порога и секцию стимуляции лечения, выполненную с возможностью выработки звукового сигнала, имеющего заданную интенсивность в найденной заданной полосе частот.

Как уже описано здесь выше, за счет использования способа и устройства для стимулирования волосковой сенсорной клетки в соответствии с настоящим изобретением пользователь может легко и точно производить диагностику слуха с использованием интерфейса модели улитки.

За счет использования способа и устройства для стимулирования волосковой сенсорной клетки в соответствии с настоящим изобретением пользователь может визуально проверять звуковой сигнал стимуляции и улучшать состояние слуха.

Способ и устройство для стимулирования волосковой сенсорной клетки в соответствии с настоящим изобретением позволяют коренным образом улучшать слух.

Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых аналогичные детали имеют одинаковые позиционные обозначения.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показана первая блок-схема устройства для стимулирования волосковой сенсорной клетки в соответствии с примерным вариантом настоящего изобретения.

На фиг.2 показана вторая блок-схема устройства для стимулирования волосковой сенсорной клетки в соответствии с примерным вариантом настоящего изобретения.

На фиг.3 показан интерфейс модели улитки в соответствии с примерным вариантом настоящего изобретения.

На фиг.4 показана первая схема последовательности операций способа диагностирования слуха в соответствии с примерным вариантом настоящего изобретения.

На фиг.5 показана вторая схема последовательности операций способа стимулирования волосковой сенсорной клетки в соответствии с примерным вариантом настоящего изобретения.

На фиг.7 показан график результатов проверки чистого слуха одного обследуемого человека.

На фиг.8 показана заданная полоса частот, определенная для одного обследуемого человека в соответствии с фиг.7.

На фиг.9 показан регламент для звукового сигнала стимуляции.

На фиг.12 показан график слухового порога правого уха до и после стимуляции при помощи звукового сигнала.

На фиг.14 показана таблица результатов измерения слуха для правого уха после прекращения подачи звукового сигнала стимуляции.

На фиг.15 показан график, соответствующий таблице, показанной на фиг.14.

Подробное описание изобретения

Далее описаны примерные варианты настоящего изобретения. Однако следует иметь в виду, что описанные здесь специфические конструктивные и функциональные детали служат только для пояснения описанных примерных вариантов настоящего изобретения, причем эти примерные варианты настоящего изобретения могут быть реализованы в различных альтернативных формах и поэтому указанные детали не следует рассматривать как ограничивающие изложенные здесь примерные варианты настоящего изобретения.

Таким образом, несмотря на то что настоящее изобретение допускает различные модификации и альтернативные формы, далее подробно будут описаны его специфические варианты, показанные в качестве примера на чертежах. Однако следует иметь в виду, что раскрытые специфические формы не предназначены для ограничения изобретения, но, наоборот, изобретение перекрывает все такие модификации, эквиваленты и альтернативы, которые не выходят за рамки настоящего изобретения и соответствуют его сущности.

Следует иметь в виду, что, несмотря на то что такие слова, как первый, второй и т.д., могут быть использованы для описания различных элементов, указанные слова не ограничивают эти элементы. Эти слова позволяют только отличить один элемент от другого. Например, первый элемент может быть назван вторым элементом и, аналогично, второй элемент может быть назван первым элементом, что не выходит за рамки настоящего изобретения. Кроме того, использованный здесь термин "и/или" содержит любые и все комбинации одного или нескольких объединенных перечисленных элементов.

Следует иметь в виду, что когда указано, что элемент "соединен" или "связан" с другим элементом, то он может быть непосредственно соединен или связан с другим элементом или же (между ними) могут присутствовать промежуточные элементы. В отличие от этого, когда указано, что элемент "непосредственно соединен" или "непосредственно связан" с другим элементом, то промежуточные элементы отсутствуют. Другие слова, которые использованы для описания связи между элементами, также следует интерпретировать аналогичным образом (например, "между" следует отличать от "непосредственно между", "рядом" следует отличать от "непосредственно рядом" и т.д.).

Используемая здесь терминология служит только для описания специфических вариантов и не предназначена для ограничения изобретения. Использованные здесь формы единственного числа включают в себя множественное число, если только из контекста явно не следует иное. Кроме того, следует иметь в виду, что такие использованные здесь термины, как "включает в себя", "содержит", "содержащий" и/или "включающий в себя", указывают на наличие заданных характеристик (признаков), целых чисел, операций, элементов и/или компонентов, однако не препятствуют наличию или добавке одной (одного) или нескольких других характеристик, целых чисел, операций, элементов, компонентов и/или их групп.

Если специально не оговорено иное, все использованные здесь термины (в том числе технические и научные термины) имеют общепринятое значение, понятное специалистам в данной области, для которых и предназначено настоящее изобретение. Следует также иметь в виду, что термины, которые определены в обычно используемых словарях, следует интерпретировать в том значении, которое соответствует значению в контексте изобретения, и не следует интерпретировать в идеализированном или слишком формальном смысле, если только специально не оговорено иное.

На фиг.1 показана блок-схема устройства для стимулирования волосковой сенсорной клетки в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как это показано на фиг.1, устройство для стимулирования волосковой сенсорной клетки в соответствии с настоящим изобретением содержит секцию 100 диагностирования слуха, секцию 102 обнаружения области стимуляции и секцию 104 стимуляции лечения.

Секция 100 диагностирования слуха создает звуковой сигнал, соответствующий специфической полосе частот пользователя, и измеряет слух пользователя в этой полосе частот в соответствии с ответом пользователя на созданный звуковой сигнал. Измерение слуха может быть осуществлено при помощи тональной аудиометрии РТА, отзвукового излучения ОАЕ и аудиометрии с вызываемым ответом ERA и т.п.

В соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения секция 100 диагностирования слуха создает звуковые сигналы полосы частот, имеющие разрешающую способность (имеющие промежутки по частоте между собой) меньше чем одна октава, подает их пользователю, и обнаруживает местоположение поврежденной волосковой сенсорной клетки и степень повреждения волосковой сенсорной клетки в соответствии с поданным звуковым сигналом.

Преимущественно, секция 100 диагностирования слуха подает обследуемому человеку звуковые сигналы полосы частот, имеющие разрешающую способность 1/k октавы (где k является положительным целым числом больше 2), а предпочтительнее разрешающую способность от 1/3 до 1/24 октавы, и диагностирует слух пользователя в соответствии с поданным звуковым сигналом. В этом случае в соответствии с одним примерным вариантом осуществления настоящего изобретения поданный пользователю звуковой сигнал соответствует средней частоте в диапазоне от 250 Гц до 12000 Гц. В случае деления диапазона средних частот с максимальной разрешающей способностью 1/24 октавы вся область волосковой сенсорной клетки пользователя может быть разделена на 134 полосы частот (области полос частот).

При обследовании слуха пользователю подают звуковой сигнал в специфической полосе частот, выбранной из 134 полос частот, и пользователь вводит ответную информацию в ответ на поданный звуковой сигнал, уровень громкости которого регулируют.

Ответную информацию в соответствии с выбранным уровнем громкости хранят как слуховой порог, соответствующий звуковому сигналу в выбранной полосе частот. Здесь под слуховым порогом понимают слуховой порог области волосковой сенсорной клетки, имеющей частотную специфичность относительно выбранной полосы частот.

Секция 102 обнаружения области стимуляции производит обнаружение области стимуляции с использованием слухового порога для звукового сигнала каждой полосы частот. В данном случае обнаружение области стимуляции представляет собой обнаружение области, в которой следует создать звуковой сигнал стимуляции. В частности, при обнаружении области стимуляции определяют полосу частот, соответствующую поврежденной области волосковой сенсорной клетки.

Секция 104 стимуляции лечения подает звуковой сигнал, имеющий заданную интенсивность в полосе частот поврежденной области волосковой сенсорной клетки, обнаруженной при помощи секции 102 обнаружения области стимуляции. В данном случае звуковой сигнал может иметь интенсивность (децибелы) выше на заданный уровень, чем хранящийся в памяти слуховой порог для соответствующей полосы частот.

В соответствии с одним примерным вариантом осуществления настоящего изобретения звуковой сигнал соответствует по меньшей мере одному сигналу, выбранному из группы, в которую входят амплитудно-модулированный тональный сигнал, частотно-модулированный тональный сигнал, импульсный тональный сигнал и амплитудно-модулированный узкополосной шум или комбинация тональных сигналов и шума.

Более того, в случае повреждения множества областей волосковой сенсорной клетки звуковой сигнал может быть подан в поврежденные области волосковой сенсорной клетки в определенном порядке в зависимости от степени повреждения, может быть подан в поврежденные области волосковой сенсорной клетки в случайном порядке или может быть подан одновременно во все поврежденные области волосковой сенсорной клетки.

В том случае, когда звуковой сигнал подают в поврежденные области волосковой сенсорной клетки с различными интенсивностями, в различном виде или в различном порядке, слух пользователя может быть улучшен.

На фиг.2 показана блок-схема устройства для стимулирования волосковой сенсорной клетки в соответствии с примерным вариантом настоящего изобретения.

Как это показано на фиг.2, секция 100 диагностирования слуха в соответствии с данным вариантом содержит секцию 200 выработки пользовательского интерфейса UI и секцию 202 хранения ответной информации.

В соответствии с одним примерным вариантом осуществления настоящего изобретения секция 200 выработки UI индицирует интерфейс модели улитки, показанный на фиг.3, на секции 232 индикации, так что не имеющий опыта обследуемый человек сам может диагностировать свой слух.

Как это показано на фиг.3, интерфейс модели улитки в соответствии с настоящим изобретением имеет изображение 300, соответствующее областям волосковой сенсорной клетки, разделенным с использованием высокой разрешающей способности (разделенным с высокой дискретностью). В данном случае, так как весь частотный диапазон для диагностирования слуха соответствует средним частотам от 250 Гц до 12000 Гц, то интерфейс модели улитки может иметь 134 изображения 300 областей волосковой сенсорной клетки, если весь указанный частотный диапазон разделен с использованием разрешающей способности 1/24 октавы.

В том случае, когда пользователь выбирает одно из изображений 300 областей волосковой сенсорной клетки для измерения слуха, вырабатывается звуковой сигнал полосы частот, согласованный с выбранным изображением области волосковой сенсорной клетки. В данном случае под полосой частот, согласованной с изображением области волосковой сенсорной клетки, понимают полосу частот, имеющую частотную специфичность, соответствующую частотной специфичности области волосковой сенсорной клетки, связанной с изображением. Кроме того, следует иметь в виду, что изображение 300 области волосковой сенсорной клетки может быть выбрано с использованием кнопок, мыши, сенсорного экрана и т.п.

В том случае, когда вырабатывают (подают пользователю) звуковой сигнал, пользователь сам может регулировать интенсивность полученного звукового сигнала при помощи регулятора 302 громкости и выдавать ответную информацию относительно точки интенсивности, в которой он больше не слышит звуковой сигнал.

Секция 202 хранения ответной информации получает ответную информацию, соответствующую каждому звуковому сигналу, от секции 220 ввода пользователя и хранит полученную ответную информацию. В данном случае в секции 220 ввода пользователя могут быть использованы клавиши, мышь или сенсорный экран. В соответствии с одним примерным вариантом осуществления настоящего изобретения ответная информация может храниться как слуховой порог полосы частот, связанный с соответствующим звуковым сигналом, как это указано здесь выше.

При помощи указанного способа может быть измерена острота слуха в областях волосковой сенсорной клетки.

Как это показано на фиг.2, секция 102 обнаружения области стимуляции содержит секцию 204 сравнения слухового порога и секцию 206 определения заданной полосы частот.

Секция 204 сравнения слухового порога производит сравнение слухового порога пользователя, который хранится в секции 202 хранения ответной информации, с опорным слуховым порогом.

Секция 204 сравнения слухового порога определяет - выше или ниже слуховой порог в измеренной полосе частот, чем опорный слуховой порог.

Секция 206 определения заданной полосы частот определяет полосу частот, в которой необходимо провести лечение в соответствии с результатом сравнения, как заданную полосу частот. В данном случае под определением (нахождением) заданной полосы частот понимают обнаружение полосы частот соответствующей поврежденной области волосковой сенсорной клетки, причем заданная полоса частот может быть определена в единицах разрешающей способности 1/k октавы аналогично тому, как это сделано в секции 100 диагностирования слуха. Однако определение заданной полосы частот не ограничивается только этим способом. Например, диапазон полосы частот, соответствующий поврежденным областям волосковой сенсорной клетки, имеющим высокий слуховой порог и расположенным непрерывно, может быть определен как заданная полоса частот.

Информацию относительно определения одной или нескольких заданных полос частот и информацию порядка (порядка стимуляции) в соответствии со степенью повреждения хранят в памяти 208, где она подобрана в соответствии с информацией идентификации пользователя.

Секция 104 стимуляции лечения в соответствии с данным вариантом содержит секцию 210 определения интенсивности звукового сигнала, секцию 212 определения вида звукового сигнала, секцию 214 определения порядка стимуляции звукового сигнала, секцию 216 выработки звукового сигнала и секцию 218 тактирования и выдает звуковой сигнал пользователю с использованием информации, хранящейся в памяти 208.

Секция 210 определения интенсивности звукового сигнала производит определение интенсивности звукового сигнала, подаваемого пользователю.

Желательно, чтобы секция 210 определения интенсивности звукового сигнала определяла интенсивность с уровнем на величину от 3 до 20 децибел выше, чем слуховой порог в каждой заданной полосе частот, как интенсивность звукового сигнала.

В том случае, когда заданную полосу частот определяют как диапазон полос частот, соответствующий расположенным непрерывно областям волосковой сенсорной клетки, секция 210 определения интенсивности звукового сигнала может определять интенсивность на величину от 3 до 20 децибел выше, чем среднее значение слуховых порогов областей волосковой сенсорной клетки, как интенсивность звукового сигнала.

Преимущественно, интенсивность звукового сигнала может быть определена в диапазоне от 3 до 10 децибел.

Секция 212 определения вида звукового сигнала определяет вид звукового сигнала, подаваемого пользователю, принимая во внимание выбор пользователя, степень потери слуха пользователя, которому требуется лечение, или заданную полосу частот.

В соответствии с одним примерным вариантом осуществления настоящего изобретения звуковым сигналом может быть амплитудно-модулированный тональный сигнал, частотно-модулированный тональный сигнал (далее - тональный сигнал точки органа), импульсный тональный сигнал, амплитудно-модулированный узкополосной шум и т.п. В данном случае секция 212 определения вида звукового сигнала определяет по меньшей мере один сигнал, выбранный из группы, в которую входят один из тональных сигналов, тональный сигнал точки органа и шум или комбинация тональных сигналов, тонального сигнала точки органа и шума в качестве звукового сигнала, подаваемого пользователю.

Секция 214 определения порядка стимуляции определяет порядок подачи звукового сигнала относительно заданных полос частот, принимая во внимание выбор пользователя, степень потери слуха пользователя, которому требуется лечение, или смежную заданную полосу частот.

Преимущественно, секция 214 определения порядка стимуляции может определять порядок подачи звукового сигнала в последовательности, начинающейся от полосы частот, соответствующей наиболее поврежденной области волосковой сенсорной клетки. Однако следует иметь в виду, что указанный порядок подачи не ограничивается только таким порядком. Например, звуковой сигнал может быть подан в случайном порядке или может быть одновременно подан во всех заданных полосах частот.

Секция 216 выработки звукового сигнала вырабатывает звуковой сигнал, имеющий заданные интенсивность, вид и порядок. В том случае, когда существуют заданные полосы частот и звуковые сигналы в заданных полосах частот выдают индивидуально, может быть задано время подачи каждого звукового сигнала. Секция 218 тактирования определяет время подачи каждого звукового сигнала и управляет секцией 216 выработки звукового сигнала так, чтобы секция 216 выработки звукового сигнала по окончании времени подачи соответствующего звукового сигнала переходила к выработке звукового сигнала в следующей заданной полосе частот или прекращала выработку звукового сигнала.

В соответствии с одним примерным вариантом осуществления настоящего изобретения секция 200 выработки UI индицирует информацию на интерфейсе модели улитки, когда выдают звуковой сигнал для лечения слуха пользователя, причем пользователь визуально видит, подается или нет звуковой сигнал, и получает информацию о его интенсивности, виде и т.п.

Например, секция 200 выработки UI может изменять цвет или размер изображения 300 области волосковой сенсорной клетки, соответствующей полосе частот (заданной полосе частот) звукового сигнала, выдаваемого в настоящее время по команде контроллера 230.

В том случае, когда звуковой сигнал представляет собой амплитудно-модулированный тональный сигнал, секция 200 выработки UI может изменять цвет или размер соответствующего изображения 300 области волосковой сенсорной клетки синхронно с изменениями амплитуды амплитудно-модулированного тонального сигнала.

В том случае, когда звуковой сигнал представляет собой частотно-модулированный тональный сигнал, секция 200 выработки UI может изменять цвет или размер соответствующего изображения 300 области волосковой сенсорной клетки синхронно с изменениями частоты частотно-модулированного тонального сигнала.

В том случае, когда звуковой сигнал представляет собой тональный сигнал точки органа или импульсный тональный сигнал, секция 200 выработки UI может изменять цвет или размер соответствующего изображения 300 области волосковой сенсорной клетки синхронно с изменениями тонального сигнала точки органа или импульсного тонального сигнала.

В соответствии с одним примерным вариантом осуществления настоящего изобретения пользователь может интуитивно проверять с использованием интерфейса модели улитки улучшение слуха в каждой из областей волосковой сенсорной клетки.

Секция 200 выработки UI содержит интерфейс модели улитки, что позволяет показывать изображение 300 области волосковой сенсорной клетки заданной полосы частот, определенное в соответствии с диагностикой слуха, разделенным от других изображений области волосковой сенсорной клетки. Кроме того, секция 200 выработки UI позволяет показывать изображение 300 поврежденной области волосковой сенсорной клетки с изменениями по цвету или размеру, которые меняются в соответствии со степенью повреждения.

Секция 200 выработки UI изменяет цвет или размер соответствующего изображения 300 области волосковой сенсорной клетки в соответствии со степенью улучшения слуха в каждой из областей волосковой сенсорной клетки за счет указанной выше стимуляции с использованием звукового сигнала (далее называемого "звуковой сигнал стимуляции"), так что пользователь может проверять улучшение остроты слуха.

Улучшение остроты слуха может быть выявлено за счет повторного измерения слухового порога в заданной полосе частот.

На фиг.4 показана схема последовательности операций способа диагностирования слуха в соответствии с примерным вариантом настоящего изобретения. В данном случае секция 232 индикации устройства для стимулирования волосковой сенсорной клетки выполнена как сенсорный экран.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.4, где показано, что в том случае, когда пользователь хочет провести диагностику своего слуха, в операция S400 устройство для стимулирования волосковой сенсорной клетки индицирует интерфейс модели улитки, показанный на фиг.3, на сенсорном экране 232. В данном случае используют интерфейс модели улитки, который имеет множество изображений областей волосковой сенсорной клетки, причем можно визуально различать полосы частот, полученные за счет деления диапазона средних частот с максимальной разрешающей способностью 1/24 октавы.

В операции S402 определяют, выбрал или нет пользователь изображение 300 области волосковой сенсорной клетки, индицируемое на интерфейсе модели улитки.

В операции S404 в том случае, когда пользователь выбрал изображение 300 области волосковой сенсорной клетки, подают звуковой сигнал полосы частот, соответствующий области волосковой сенсорной клетки, связанной с выбранным изображением 300.

В операции S406 устройство для стимулирования волосковой сенсорной клетки определяет, получена или нет ответная информация пользователя в соответствии со звуковым сигналом.

Пользователь может регулировать уровень громкости, если он не слышит звуковой сигнал, и выдает ответную информацию при той интенсивности, при которой он начинает слышать звуковой сигнал.

В операции S408 ответную информацию запоминают как слуховой порог в полосе частот, соответствующий каждому звуковому сигналу.

В операции S410 устройство для стимулирования волосковой сенсорной клетки производит сравнение слухового порога пользователя с опорным слуховым порогом после завершения ввода ответной информации.

В операции S412 за счет сравнения результатов определяют заданную полосу частот, в которой требуется стимуляция при помощи звукового сигнала.

В операции S414 запоминают информации относительно заданной полосы частот в памяти 208. В этом случае информация относительно заданной полосы частот может иметь информацию идентификации пользователя, информацию относительно слухового порога в полосе частот, в которой диагностируют слух, информацию относительно порядка подачи сигнала в соответствии со степенью повреждения и т.п.

В том случае, когда звуковые сигналы соответствуют разделению полос частот с разрешающей способностью 1/24 октавы, заданная полоса частот может быть определена в каждой из полос частот. Однако определение заданной полосы частот не ограничивается только этим случаем. В частности, специфический диапазон полос частот, в котором средние слуховые пороги выше опорных значений, может быть определен как заданная полоса частот. Например, в случае измерения остроты слуха с использованием каждого звукового сигнала, соответствующего полосам частот от 5920 Гц до 6093 Гц (первый интервал), от 6093 Гц до 6272 Гц (второй интервал) или от 6272 Гц до 6456 Гц (третий интервал), полученным за счет деления диапазона средних частот с разрешающей способностью 1/24 октавы, заданная полоса частот может быть определена в каждом из интервалов или в новом интервале, имеющем указанные выше три интервала, то есть от 5920 Гц до 6456 Гц.

На фиг.5 показана схема последовательности операций способа стимулирования волосковой сенсорной клетки в соответствии с примерным вариантом настоящего изобретения.

Устройство для стимулирования волосковой сенсорной клетки определяет интенсивность, вид, порядок и т.п. (сигнала) заданной полосы частот после определения заданной полосы частот в соответствии с указанным выше и выдает звуковой сигнал для улучшения слуха пользователя в соответствии с полученными результатами.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.5, где показано, что в операции S502 устройство для стимулирования волосковой сенсорной клетки считывает информацию относительно заданной полосы частот из памяти 208 и затем определяет интенсивность звукового сигнала заданной полосы частот в том случае, когда пользователь в операции S500 требует подачи звукового сигнала.

В операциях S504 и S506 определяют вид и порядок подачи звукового сигнала.

Как уже было указано здесь выше, порядок подачи звукового сигнала может быть определен в соответствии со степенью повреждения или может быть определен так, что звуковой сигнал подают случайным образом или подают одновременно на все области.

В операции S508 выдают звуковой сигнал в соответствии с определенными (найденными) интенсивностью, видом и порядком подачи.

В операции S510 в том случае, когда звуковой сигнал выдают в соответствии со степенью повреждения или выдают случайным образом, устройство для стимулирования волосковой сенсорной клетки определяет, закончилось или нет время подачи звукового сигнала.

В операции S512 в том случае, когда время подачи закончилось, начинают выдавать звуковой сигнал следующей заданной полосы частот.

С другой стороны, в том случае, когда выдают звуковой сигнал, устройство для стимулирования волосковой сенсорной клетки синхронизирует интерфейс модели улитки с изменениями амплитуды, частоты или периода импульсов звукового сигнала и изменяет цвет или размер изображения 300 области волосковой сенсорной клетки на интерфейсе модели улитки в соответствии с этими изменениями.

Способ стимулирования волосковой сенсорной клетки в соответствии с данным вариантом может быть реализован с использованием компьютера или портативного терминала пользователя или может быть реализован в госпитале и т.п. Кроме того, этот способ может быть реализован дистанционно в удаленном месте с использованием сети связи.

На фиг.6 показана система массового обслуживания для улучшения слуха в соответствии с примерным вариантом настоящего изобретения.

Как это показано на фиг.6, система массового обслуживания для улучшения слуха в соответствии с данным вариантом содержит сервер 600 для улучшения слуха, соединенный электрически по меньшей мере с одним пользователем (клиентом) 602 с использованием сети связи. В данном случае сеть связи содержит проводную сеть связи, имеющую Интернет, и частную линию связи, имеющую беспроводной Интернет, сеть подвижной связи и сеть спутниковой связи.

Сервер 600 улучшения слуха создает приложение для выработки интерфейса модели улитки, показанного на фиг.3, для пользователя (клиента) 602 в соответствии с запросом пользователя. В этом случае сервер 600 улучшения слуха может создавать указанное приложение при помощи различных способов, например таких, как способ загрузки или способ вставки приложения в web-страницу и т.п.

В том случае, когда пользователь выбирает определенное изображение области волосковой сенсорной клетки 300 с использованием интерфейса модели улитки, приложение выдает звуковой сигнал полосы частот, соответствующей области волосковой сенсорной клетки, выбранной пользователем.

Затем в том случае, когда пользователь 602 вводит ответную информацию относительно точки интенсивности, в которой звуковой сигнал не слышен, с использованием регулировки уровня громкости звукового сигнала эта ответная информация поступает в сервер 600 улучшения слуха.

Сервер 600 улучшения слуха имеет секцию обнаружения области стимуляции, как это показано на фиг.1 и 2, и определяет заданную полосу частот, в которой требуется лечение, с использованием поступившей ответной информации пользователя.

Кроме того, сервер 600 улучшения слуха запоминает информацию относительно заданной полосы частот, определяет интенсивность, вид, порядок подачи и т.п. сигнала заданной полосы частот в соответствии с запросом пользователя и подает звуковой сигнал заданной полосы частот пользователю (клиенту) 602 через сеть связи в соответствии с определенными (полученными) результатами.

Пользователь (клиент) 602 может иметь терминал, который обрабатывает приложение и имеет громкоговоритель, и представляет собой настольный компьютер, портативный компьютер (ноутбук), терминал связи с подвижными объектами и т.п.

Пользователь (клиент) 602 стимулирует свою волосковую сенсорную клетку за счет подачи звукового сигнала, созданного сервером 600 улучшения слуха.

Степень улучшения слуха, обеспечиваемая при помощи устройства для стимулирования волосковой сенсорной клетки в соответствии с настоящим изобретением, может быть проверена экспериментально.

На фиг.7 показан график результатов проверки чистого слуха одного обследуемого человека. В частности, на фиг.7 показаны результаты проверки слуха, полученные при обследовании слуха в диапазоне от 2000 Гц до 8000 Гц с разрешающей способностью 1/24 октавы с использованием секции диагностирования слуха.

Как это показано на фиг.7, правое ухо обследуемого человека имеет тугоухость плоского типа в полосе частот от 3000 Гц до 7000 Гц.

На фиг.8 показана заданная полоса частот, определенная для обследуемого человека с результатами, показанными на фиг.7. В частности, диапазон полосы частот от 5920 Гц до 6840 Гц, имеющий слуховой порог ориентировочно 50 dBHL, определен как заданная полоса для обследуемого человека с результатами, показанными на фиг.7.

Звуковой сигнал, такой как частотно-модулированный тональный сигнал или амплитудно-модулированный узкополосный тональный сигнал, связанный с определенной заданной полосой частот, показанной на фиг.8, подавали в правое ухо в течение 30 минут утром и вечером в течение 15 дней. В данном случае звуковой сигнал имеет интенсивность от 5 dBSL (SL - уровень ощущения) до 10 dBSL.

На фиг.9 показан регламент стимуляции звуковым сигналом. В частности, остроту слуха измеряли до начала стимуляции звуковым сигналом (первый случай), после 5 дней стимуляции звуковым сигналом (второй случай) и после 15 дней стимуляции звуковым сигналом (третий случай), после чего было проведено сравнение соответствующих измеренных слуховых порогов.

В каждом из указанных случаев остроту слуха измеряли 10 раз с разрешающей способностью 1/24 октавы и затем усредняли результаты измерения, чтобы исключить ошибку эксперимента.

На фиг.10 показана таблица сравнения результатов измерения слуха до подачи звукового сигнала стимуляции в правое ухо и после подачи звукового сигнала стимуляции в правое ухо в течение 10 дней.

На фиг.11 показана таблица сравнения результатов измерения слуха после подачи звукового сигнала стимуляции в правое ухо в течение 10 дней и после подачи звукового сигнала стимуляции в правое ухо в течение 15 дней.

Если обратиться к рассмотрению фиг.10 и 11, то можно увидеть, что слуховой порог в заданной полосе частот становится меньше после подачи звукового сигнала стимуляции, то есть слух улучшается.

На фиг.12 показан график слухового порога правого уха до и после проведения стимуляции при помощи звукового сигнала.

Как это показано на фиг.12, слуховой порог (правое ухо) в полосе частот от 5920 Гц до 6840 Гц ранее проведения стимуляции при помощи звукового сигнала равен 45.4 dBHL. Однако слуховой порог в этой полосе частот после стимуляции при помощи звукового сигнала в течение 10 дней становится равным 38.2 dBHL, то есть слуховой порог снижается. Кроме того, слуховой порог после стимуляции при помощи звукового сигнала в течение 15 дней становится равным 34.2 dBHL, то есть слуховой порог еще более снижается.

На фиг.13 показан регламент проверки постоянного поддержания состояния улучшения слуха после прекращения подачи звукового сигнала стимуляции в правое ухо.

Слух измеряли по истечении времени от 5 до 15 дней после прекращения подачи звукового сигнала стимуляции.

На фиг.14 показана таблица результатов измерения слуха после прекращения подачи звукового сигнала стимуляции в правое ухо. На фиг.15 показан график, соответствующий таблице, показанной на фиг.14.

Если обратиться к рассмотрению фиг.14 и 15, то можно увидеть, что эффект улучшения слуха сохраняется после прекращения подачи звукового сигнала стимуляции. Кроме того, можно видеть, что острота слуха улучшается ориентировочно на 7.9 dB по истечении 18 дней после прекращения подачи звукового сигнала стимуляции.

Следует иметь в виду, что любая ссылка в этом описании изобретения на "один из вариантов," "вариант," "примерный вариант" и т.п. означает, что специфический признак, деталь или характеристика, описанные со ссылкой на указанный вариант, включены по меньшей мере в один из вариантов изобретения. Появление таких ссылок в различных частях описании изобретения не обязательно означает, что все они относятся к одному и тому же варианту. Кроме того, когда специфический признак, деталь или характеристика описаны со ссылкой на один из вариантов, то можно предположить, что специалисты в данной области могут применить такой признак, деталь или характеристику для любого другого из вариантов.

Несмотря на то что были описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, совершенно ясно, что в него специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят, однако, за рамки формулы изобретения.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ стимулирования области волосковых сенсорных клеток с использованием звуковой стимуляции, который включает в себя следующие операции:

(a) выделение полосы частот, соответствующей поврежденной области волосковых сенсорных клеток, имеющей высокий слуховой порог;

(b) определение полосы частот, соответствующей поврежденной области волосковых сенсорных клеток, в качестве заданной полосы частот;

(c) подача звукового сигнала, имеющего заданную интенсивность в заданной полосе частот, чтобы стимулировать поврежденную область волосковых сенсорных клеток,

причем операция (а) включает в себя:

использование интерфейса модели улитки, имеющего изображения области волосковых сенсорных клеток, разделенные в соответствии с разрешающей способностью 1/k октавы, где k является положительным целым числом больше 2;

выработку звукового сигнала полосы частот, соответствующей выбранному изображению области волосковых сенсорных клеток, в том случае, когда пользователь выбирает по меньшей мере одно изображение области волосковых сенсорных клеток, и определение слухового порога с использованием ответной информации в соответствии с выданным звуковым сигналом,

причем звуковой сигнал соответствует по меньшей мере одному сигналу, выбранному из группы, в которую входят амплитудно-модулированный тональный сигнал, частотно-модулированный тональный сигнал, импульсный тональный сигнал и амплитудно-модулированный узкополосной шум или комбинация тональных сигналов;

причем в операции (с) звуковой сигнал вырабатывается с интенсивностью, определяемой слуховым порогом.

2. Способ по п.1, в котором в том случае, когда повреждено множество областей волосковых сенсорных клеток, в операции (b) определяют диапазон полос частот, соответствующий расположенным непрерывно поврежденным областям, как заданную полосу частот.

3. Способ по п.1, в котором в том случае, когда определяют множество заданных полос частот, в операции (с) выдают звуковой сигнал в соответствии со степенью повреждения или выдают случайный звуковой сигнал.

4. Способ по п.1, в котором в том случае, когда определяют множество заданных полос частот, в операции (с) подают одновременно звуковой сигнал во всех заданных полосах частот.

5. Способ по п.1, в котором k выбирают из значений от 3 до 24.

6. Способ по п.1, в котором в операции (b) определяют полосу частот области волосковых сенсорных клеток, в которой слуховой порог превышает заданное опорное значение, как заданную полосу частот,

причем указанный способ дополнительно предусматривает:

(d) выработку изображения области волосковых сенсорных клеток, соответствующей ранее определенной заданной полосе частот, причем выданное изображение области волосковых сенсорных клеток наблюдают визуально.

7. Способ по п.6, в котором в операции (с) звуковой сигнал выдают с интенсивностью выше слухового порога на величину от 3 dB до 20 dB.

8. Способ по п.1, который дополнительно предусматривает:

Выработку изображения области волосковых сенсорных клеток, соответствующей полосе частот звукового сигнала, в том случае, когда звуковой сигнал представляет собой амплитудно-модулированный тональный сигнал, причем степень изменения амплитудно-модулированного тонального сигнала визуально наблюдают на изображении области волосковых сенсорных клеток.

9. Способ по п.1, который дополнительно предусматривает:

выработку изображения области волосковых сенсорных клеток, соответствующей полосе частот частотно-модулированного тонального сигнала, в том случае, когда звуковой сигнал соответствует частотно-модулированному тональному сигналу, причем степень изменения частотно-модулированного тонального сигнала визуально наблюдают на изображении области волосковых сенсорных клеток.

10. Способ по п.9, в котором частотно-модулированный тональный сигнал имеет разрешающую способность меньше чем 1/3 октавы.

11. Способ по п.1, который дополнительно предусматривает:

Выработку изображения области волосковых сенсорных клеток, соответствующей полосе частот звукового сигнала, в том случае, когда звуковой сигнал соответствует импульсному тональному сигналу, причем определение производят с использованием изображения области волосковых сенсорных клеток, в которой звуковой сигнал соответствует импульсному тональному сигналу.

12. Способ по п.1, в котором изображение области волосковых сенсорных клеток имеет цвет или размер, который изменяется в зависимости от улучшения степени слуха.

И будете в порядке.

Как устроен наш слух.

Уши открывают для нас мир голосов, звуков, мелодий. Сложный механизм передает в мозг звуки, приятные и не очень. В ухе находится также орган, помогающий нам свободно ориентироваться в пространстве и сохранять равновесие.
Орган слуха — это хитроумная система, состоящая из тончайших мембран, полостей, маленьких косточек и волосковых слуховых клеток. Ухо воспринимает невидимые звуковые колебания, волнообразно распространяющиеся в воздухе. Их ловит ушная раковина, в ухе колебания преобразуются в нервные импульсы, которые мозг регистрирует как звуки. Ушная раковина и наружный слуховой проход образуют наружное ухо. Железы в коже слухового прохода выделяют специальную смазку — ушную серу, чтобы бактерии, грязь и вода не могли проникнуть в высокочувствительные области внутреннего уха, расположенные в глубине черепа.
Слуховой проход заканчивается эластичной барабанной перепонкой, которая под действием звуковых колебаний начинает вибрировать, передавая колебательные импульсы на слуховые косточки среднего уха. Эти три маленькие косточки — молоточек, наковальня и стремечко — получили свои названия благодаря специфической форме. Они расположены своеобразной цепочкой, с помощью которой колебания диафрагмы преобразуются в энергию давления и передаются во внутреннее ухо.

Улитка — орган, где возникает слух.

Во внутреннем ухе находится так называемая улитка, в которой содержится концевой аппарат слухового нерва — кортиев орган. В спиралевидном канале улитки, заполненном вязкой жидкостью, располагаются примерно 20 тысяч микроскопических волосковых клеток. Они путем сложных химических процессов преобразуют колебания в нервные импульсы, которые по слуховому нерву направляются в центр слуха головного мозга. Здесь они воспринимаются уже как слуховое ощущение, будь то речь, музыка или другие звуки. Во внутреннем ухе находится и вестибулярный аппарат. Он состоит из трех полукружных каналов, расположенных под прямым углом друг к другу. Они наполнены лимфой. При каждом движении головы возникают легкие течения, которые улавливаются волосковыми клетками и передаются в виде нервных импульсов в боль­шие полушария мозга. Если человек начинает терять равновесие, эти импульсы вызывают рефлекторные реакции мускулатуры и глаз, и происходит коррекция положения тела.

Причины ослабления слуха.

Шум — одна из самых рас­пространенных причин нарушений слуха. Сила звука измеряется в децибелах (дБ). Звук силой 85-90 дБ и выше (такой шум создает стандартный кухонный комбайн или проезжающий в непосредственной близости грузовик), воздействующий на уши человека каждый день в течение длительного времени, может вызвать нарушения слуха. Постоянный шум вызывает чрезмерное раздражение, которое губительно воздействует на чувствительные клетки. Громкие звуки, например грохот взрыва, могут вызвать временную потерю слуха.
С возрастом острота слуха снижается. Этот процесс, как правило, начинается после 40 лет. Причина возрастного ослабления слуха — снижение работоспособности волосковых клеток.
Шум, стресс, прием некоторых медикаментов, вирусные инфекции и недостаточное кровоснабжение могут привести к нарушениям слуха.
Слух может также пострадать от неправильного положения шейных позвонков и челюсти, от чрезмерно высокого артериального давления. Все эти факторы могут — вызывать и резкое снижение слуха — неожиданно наступающую одностороннюю или двустороннюю глухоту. Они также нередко являются причиной шума в ушах, когда слышится какое то шуршание, шипение, свист или звон. Это явление обычно временное, но бывает и так, что шум в ушах беспокоит человека постоянно. При любых болезненных ощущениях в ушах немедленно обращайтесь к врачу, поскольку они могут привести к тугоухости и даже глухоте.

Улучшение слуха — помощь при нарушении слуха.

Примерно 20% людей в промышленно развитых странах страдает нарушениями слуха и нуждаются в его улучшении.
При первых же жалобах на снижение слуха обращайтесь к врачу: чем раньше будет проведено обследование, тем эффективнее может быть лечение.
Существуют разные модели слуховых аппаратов. Наряду с моделями, у которых микрофон прикреплен за ухом, есть аппараты, которые вставляются в ушную раковину и почти незаметны. В последние годы разработаны приборы-имплантанты, которые вживляются людям, страдающим полной глухотой.
Слуховой аппарат должен подбирать врач или специалист-акустик. Приборы не только должны усиливать звуки, но и фильтровать их.

Двухнедельная программа улучшения слуха.

Движение для улучшения слуха
«Санаторная программа» для ваших ушей улучшит слух и работу вестибулярного аппарата. Она включает:

• для улучшения кровообращения.
• Упражнения йоги для Развития чувства равновесия.

Расслабление для улучшения слуха
Телесный и духовный зажим мешает нам хорошо слышать.

• Снимите напряжение и , в том числе точечного.
• Научитесь слушать тишину, чтобы улучшить восприятие звуков.

Питание для улучшениня слуха

• Поддержите свой слух правильным выбором продуктов питания, которые должны содержать много витамина В6. Это улучшит кровообращение.
• Противодействуйте закупорке сосудов в ушах, отказавшись от пищи, содержащей насыщенные жирные кислоты.

Преграда шуму . Федор, 48 лет, многие годы страдал головными болями и . Врач никак не мог понять причину. Как-то раз врач пришел к Федору на дом и услышал непрерывный шум интенсивного движения на улице. Врач порекомендовал установить на окна ставни. Через пару недель симптомы практически сошли на нет.

Пройдите , если вы стали замечать, что забываете некоторые вещи.

Теперь обратим внимание на основную тему данного предмета. Мы видели, что базиллярная мембрана колеблется в ответ на поступающий в ухо звук, тогда как текториальная мембрана остается сравнительно стационарной. Стереоцилии волосковых клеток подвергаются механической деформации, причем их реснички погружены в богатую К+ эндолимфу . Возникающая деполяризация может быть обнаружена с помощью микроэлектродных отведений. Они точно воспроизводят частоту поступающего звука. Это т.н. микрофонные потенциалы . Микрофонные деполяризации (рецепторные потенциалы) ведут к выделению медиаторных веществ на дендритные окончания афферентных волокон кохлеарного нерва.

Таким образом, мы видим, что в самой основе потрясающе сложного внутреннего уха млекопитающих лежат волосковые клетки; конечно, модифицированные, но в целом те же самые, что мы впервые встретили в каналах органа боковой линии наших водных предшественников. Мы еще увидим, что примерно тоже самое можно сказать и о других органах чувств. Молекулярные механизмы, развившиеся в эволюционной истории очень рано, сохраняются, но со временем оказываются встроенными в невероятно сложные и хитроумные органы. Одним из эволюционных императивов, который двигал развитием улитки млекопитающих, была необходимость различать различные частоты звука. Мы видели, что эта способность в небольшой степени присутствует у рыб, земноводных и пресмыкающихся; у птиц и млекопитающих она претерпевает огромное развитие. Выше мы упоминали, что частотный диапазон человеческого уха лежит между 20 Гц и 20 кГц (с некоторым снижением верхнего предела с возрастом). Мы также отмечали, что в пределах диапазона слышимости человек и другие млекопитающие обладают чрезвычайно высокой способностью к различению частот. А потому следующий вопрос - как она достигается? Может показаться, что у этой проблемы - простое решение. Почему бы кохлеарному нерву не быть фазово-синхронным с приходящей звуковой волной давления? Иными словами, почему бы о тональной частоте 20 Гц не сигнализировать нервными импульсами частотой 20 Гц, а о тональной частоте 15 или 20 кГц - импульсами частотой 15 и 20 кГц, соответственно? В таком простом решении есть две очевидные трудности. Во-первых, как мы отмечали в гл МЕМБРАНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ , частота импульсов в сенсорных нервах обычно сигнализирует об интенсивности стимула. Нервная система могла бы, конечно, обойти это затруднение, однако, вторая трудность- более непреодолима. Биофизика нервных волокон такова, что за каждым импульсом следует рефрактерный период длительностью около 2 мс. Из этого вытекает (как мы видели в гл. МЕМБРАНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ), что одиночное волокно не способно проводить более 500 импульсов в секунду. Т.е., для частот выше 500 Гц нужны какие-то иные средства частотной дискриминации. Здесь могут работать два основных механизма. Во-первых, есть данные (см. гл. АНАЛИЗ ВЕСТИБУЛЯРНОЙ И ЗВУКОВОЙ ИНФОРМАЦИИ В МОЗГЕ), что кохлеарные волокна могут быть фазо-синхронными звуковым частотам выше 500 Гц, но, не реагируя на каждый частотный импульс. То есть, предполагается, что в нижней части частотного спектра (ниже 5 кГц) группа волокон кохлеарного нерва объединяется для достижения частоты импульсов, совпадающей с тональной частотой, в каком-то слуховом центре мозга. По понятным причинам, такая идея именуется теорией залпа. Второй, значительно более важный механизм основывается на наблюдении, что ширина основной мембраны увеличивается от круглого окна к геликотреме (или в случае птиц - к макуле улитки). Ширина основной мембраны человека, например, увеличивается с 100 до 500 мкм на расстоянии в 33 мм ( рис. 8.17). Герман фон Гельмгольц еще в ХIX веке предположил, что основную мембрану можно уподобить ряду настроенных камертонов (резонаторов). Тоны высокой частоты вызывают максимальные возмущения в области круглого окна, а низкой - у геликотремы. Точные исследования фон Бекеши (von Bekesy) и других в основном подтвердили гипотезу Гельмгольца. Обнаружено, что волны сложной формы двигаются вдоль всей основной мембраны, но место, где они достигают максимальной амплитуды, как и предположил Гельмгольц, связано с их частотой. Догадка Гельмгольца по очевидным причинам известна как теория места частотной дискриминации . Чтобы различить частоты, мозгу достаточно лишь "посмотреть" из какого места основной мембраны происходят волокна, в которых активность максимальна.