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助听器发展历程

    发布时间:2019-02-15 23:20:29   来源:互联网   作者:欧仕达助听器江苏中心

 

虽然助听器有许多形状和规则,但其基本构造和原理是相同的,即生活环境中的各种声音通过话筒(麦克风)传入助听器。话筒的功能是把语言及生活环境的信号转变为电信号,电信号又经过处理并放大,由音量控制器来调节音量,所有助听器都需要以电池作为能源向整个系统供电,声音经放大后被传到接收器(耳机),耳机象个喇叭,把电信号再转换成声音信号,声音信号又通过助听器耳模内的管道传输到耳道内。

1.电助听器前的集声器

中国古代医书中很早就有对耳聋、耳鸣的描述,可以想象那时罹患听觉疾病的人也不在少数。在长期的生产实践中,人们发现许多哺乳动物的外耳较长,呈萼状,有些还可以转动。人们在侦听或聆听时,也往往把手弯曲地置于耳后,或者把动物的角和贝壳置于耳后,声音会变得大一些。这些物品可以说是最初意义上的助听器,其原理是加强集声功能,在电学助听器出现以前,人们都是利用集声原理来改善听力的,所用的器具形式多样(如说话管speakingtube,耳喇叭(eartrumpet),并且考虑到了外形上的隐蔽问题,如壶状、烟斗状、管状、钟状,有挂在草帽边的耳喇叭,甚至还有一种声学椅,其扶手上有多个声音收集器,并有一个固定的管子用于聆听。总体来说,这些集声器具一端有一个大的开口,另一则为一个小的开口,其开口尺寸适合人外耳道的大小。任何一个中的管子都可以看作是一个共振腔,在共振频率处声能得到放大,而在非共振频率处的能量就不会。

2.非电学的集声器甚至还有骨导形式

它有一个大的集声面,声能通过牙齿传入电助听器采用电学原理进行放大的助听器出现于本世纪初。它的出现与电话的发展密切相关,有人认为AlxanderGrahamBell最初本意是要制造电助听器,但最终却发明了电话。早期的电助听器以电池供电,和早期的电话一样,也采用炭精传声器、磁性耳机。声波的作用、压迫炭精电阻器的膜片,可以合炭精的电阻发生变化,使得流过炭精的电流发生变化,运用电磁学原理放大后,使得磁性耳机中的膜片发生振动,声能增加。

早期的电助听器,体积较大,无法随身携带。随着时间的推移,随身佩戴成为可能,但当体位改变时,炭精与膜片脱离接触,助听器无法工作。采用炭精传声器的助听器,增益较小,许多厂家不得不依靠增加传声器的个数来增加音量,同时噪声较大,失真较多,且炭精易受湿度影响。

3.电子管助听器

第一台出售的电子管助听器是1921年由英国生产的。电子管是需要两个电源供电的:A电源为1.5V,加热电子管中的灯丝,使之发放电子;B电源相对较高,22.5或45V,驱动电子通过阴极到达阳极。

刚问世的电子管助听器体积较大,又由于需要携带较重的电池,几乎无法随身使用,但其增益和清晰度较好。至30年代早期,电子管体积显著减小,随身携带此类助听器成为可能,但电池的携带仍是一个令人苦恼的问题。妇女有时把电池?在腿上,电源线连接到胸前的电子管放大器上,放大器的输出通过另一根线连到耳接受器上。

早期电子管助听器的传声器采用压电晶体制成,但这些晶体易碎,同时不能耐受高温高湿度的环境。随着时间的推移,电子管的电池的体积越来越小,人们开始关注电池的寿命。在十年间,A电源的电流消耗下降了4.5倍,B电源的电流消耗下降了8倍。第一台可随身佩戴的电子管助听器终于在三十年代后期在英国制成,许多厂家纷纷仿效,AurexCompany成为美国第一家大批量生产电子管助听器的厂家。

汞电池的出现,使得电池体积显著减小,电池与助听器终于可以合为一体了。虽然最初的一体式助听器,其体积比过去的电子管放大器还大,但却一下子被人们所接受,人们再也不愿被那么多导线所缠绕。二战中涌现出的各种新技术新材料,如印刷电路和陶瓷电容,使得一体式助听器的体积又显著变小。

4.半导体助听器

半导体技术的出现,是电子学上的一次革命,它比电子管体积小得多,也不再需要加热灯丝,只需要很低的电压就可以工作(如图临床听力学442页)。因此半导体助听器都采用1.5V左右的电池。

半导体出现之后,一些厂家仅仅在电子管电路中加入少量半导体元件。甚至有人断言,全部采用半导体的助听器,体积减小,使得麦克风和接受器的位置靠近,声反馈将不可避免。

1954年,Olarion公司推出了第一台可佩戴在头上的助听器,它是一个眼镜式助听器。或许是担心声反馈的出现,或许是出于体积上的考虑,一个眼镜腿上接有接受器,另一个眼镜腿上装着麦克风。这在无形中还产生一个助听概念??信号对传(CROScontralateralroutingofsignals)助听器。

1955年,推出了整个机身都在单个镜腿上的眼镜式助听器,两耳同时佩戴助听器成为可能。同年耳背式(behind-the-ear,BTE)助听器也开始面世,体积不断减小,很快超过眼镜式和盒式助听器,成为销量最大的助听器。

新的技术一直在不断涌现,新的耳内式助听器(in-the-ear,ITE)也开始出现,新的陶瓷传声器仍然采用压电效压原理,但其频率响应平坦,克服了原来压电晶体的不足。驻极体传声器与陶瓷传声器性能相当,但因对抗强声冲击的能力较强,而被许多助听器所采用。钽电容的出现使电容体积进一步减小,晶体管电路向集成电路这一小型化方面发展。

5.集成电路和可编程式、数码助听器

随着大规模集成电路(见图临床听力学443页)的出现,助听器的体积又进一步减小,在耳内式助听器出现后不久,半耳甲腔(halfshell)式、耳道式(in-the-canal,ITC)、完全耳道式(completely-in-the-canal,CIC)助听器相继出现,很大程度上满足了患者心理和美观上的需要。但这类助听器的功率普遍不高,仅适用于轻中度听力损失的患者。

助听器发展到完全耳道式,可以说其体积的减小已经接近极限。但就听觉补偿特性来说,目前还没有一台助听器能同时达到:在安静环境中的聆听舒适感、在噪声中良好的言语清晰度、在极度嘈杂环境下不产生不适感。为了解决这一难题,人们采用了两种策略:

a.依从声压级的频率响应

(leveldependentfrequencyresponse,LDFR)在助听器中采用一个自适应的非线性电路,其频响特性可根据输入声压级的大小自动改变。而以往助听器中所采用的频响属于固定频率响应(fixedfrequencyresponse,FFR)。

LDFR又可向三个方向发展:TILL(trebleincreasesatlowlevel)在低声压级时增大高频;BILL(bassincreasesatlowlevel)在低声压级时增大低频;(programmableincreasesatlowlevel)在低声压级时程序化增大增益。1990年Killion等发明的K-Amp电路,即采用了TILL频响特性,目前已在许多助听器(包括最小的CIC助听器)中应用。

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