基于激励鼓膜的作动器及其助听装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种治疗听力受损的作动器及应用该作动器的助听装置，用于直接激 励鼓膜来补偿听力损失。
【背景技术】
[0002] 感觉神经性耳聋是听力损伤中最为普遍的一种，在我国是非常常见的疾病之一。 原因有多种，比如先天性的、高强度噪音等。对于一部分听力损伤患者来说，可W通过佩戴 助听器来提高或者恢复听力，但是传统的助听器具有很多问题：音质差；只能解决轻度到 中度感觉神经性听力损伤；输出声音信号和耳道反馈的声音信号容易发生混叠，使患者最 后感受的声音信号清晰度降低。
[0003] 针对上述问题，国内、外研究机构和研究人员开始研究机械激励的植入式助听装 置。由于采用机械激励，使得该些助听装置都能够补偿较大程度的患者听力损伤。但因为 其需要手术植入，成本较高，且增加了患者手术过程的痛苦。除此之外，该类助听装置内部 植入部件损坏后，更换难度也较大。种种该些问题，使得该类听装置在国内并不普及。
[0004] 助听装置的语言信号处理方法的有效性，直接决定着患者最终的实际听力补偿效 果。通常对语音信号处理的方法是对语音信号进行线性化，假设语音信号是平稳的或者是 分段平稳的，然后采用适当方法，例如小波变换、短时傅里叶变换等对信号进行分析，从而 提高语音信号的质量，但是该些方法均是在W傅里叶变换为基础的前提下进行的，适合对 缓变信号进行分析或优化，对语音信号处理有很大局限性。虽然基于上述假设而建立起来 的许多算法有很好的实用性，但是该种简化的假设与语音信号的非平稳性、非线性是相矛 盾的，基于该种假设的传统的算法不能够更好地增强语音信号。
【发明内容】
[0005] 发明目的；为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于激励鼓膜的作 动器及其助听装置，能够直接激励鼓膜，使鼓膜产生振动，补偿较大程度的听力损伤，能够 解决传统支撑装置因耳道弯曲很难装入并且装入的过程中无法保证其与耳道很好的配合 的问题，能够自适应耳道大小，利用耳道来起到固定支撑作用，并能够使其支撑机构不堵塞 耳道，解决传统支撑结构容易堵耳，外部空气没法接触鼓膜，鼓膜容易感染的问题，并且解 决在作动器关闭的情况下，患者无法自身感受到声音，因外部声音无法传递到鼓膜的问题， 且其安装不需要借助较复杂的手术操作。
[0006] 技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0007] -种激励鼓膜的作动器，包括压电机构、固定支撑装置和激励膜，所述压电机构的 顶端设置有一层激励膜，所述压电机构尾端固定设置在固定支撑装置头部端，所述激励膜 经固定支撑装置植入耳道并与鼓膜贴合设置，所述固定支撑装置通过其分支支撑装置支撑 在耳道上。
[0008] 进一步的，所述固定支撑装置包括支撑主干杆、支撑杆推进滑块和尾端调节轨道 装置，所述尾端调节轨道装置上设有齿状内轨道，所述支撑主干杆上设有齿状外轨道，所述 尾端调节轨道装置与支撑杆推进滑块通过内轨道和外轨道的齿状轨道配合，所述支撑主干 杆的尾端固定在支撑杆推进滑块上，推动所述支撑杆推进滑块带动支撑主干杆沿齿状轨道 调节至激励膜与鼓膜贴合设置位置，通过齿状轨道和分支支撑装置将固定支撑装置固定设 置在耳道内。
[0009] 进一步的，所述尾端调节轨道装置的尾部开设有孔，通过孔手术调节激励膜与鼓 膜贴合。
[0010] 进一步的，所述分支支撑装置包括对称设置的左侧主支撑杆、右侧主支撑杆和对 称设置的左侧副支撑杆和右侧副支撑杆，所述左侧主支撑杆和右侧主支撑杆的一端与支撑 主干杆上一点较接，所述左侧主支撑杆和右侧主支撑杆上分别设有左侧滑块机构和右侧滑 块机构，所述左侧副支撑杆和右侧副支撑杆的一端分别与左侧滑块机构和右侧滑块机构较 接，所述左侧副支撑杆和右侧副支撑杆的另一端与支撑主干杆上另一点较接，所述左侧主 支撑杆和右侧主支撑杆的另一端分别与左侧撑脚和右侧撑脚较接，所述左侧撑脚和右侧撑 脚支撑设置在耳道壁上。
[0011] 进一步的，定义耳道方向为Y轴，垂直耳道方向为X轴，所述压电机构包括压电叠 堆，所述压电叠堆包括多个压电片的叠层，所述压电片沿X轴平行方向排列或者沿Y轴平行 方向排列。
[0012] 进一步的，沿Y轴平行方向排列设置的压电片的叠层构成的压电叠堆还对应设置 压电机构位移放大装置，所述压电机构位移放大装置将压电叠堆沿X轴方向的位移放大转 换到沿Y轴方向的位移。
[0013] 进一步的，所述压电机构位移放大装置包括：
[0014] 在所述压电叠堆X轴方向上的左、右侧面上，分别设置平行于Y轴的左中杆和右中 杆；
[0015] 所述左中杆下端点与左下杆一端较接，所述左下杆另一端与固定支撑装置头部端 固定连接；所述左中杆上端点与左上杆一端较接，所述左上杆另一端与顶杆一端较接；
[0016] 所述右中杆下端点与右下杆一端较接，所述右下杆另一端与固定支撑装置头部端 固定连接；所述右中杆上端点与右上杆一端较接，所述右上杆另一端与顶杆另一端较接；
[0017] 所述顶杆与X轴方向平行，且所述左下杆、右下杆两杆与左上杆、右上杆两杆关于 X轴方向对称设置，所述左上杆、左下杆两杆与右上杆、右下杆两杆关于Y轴方向对称设置。
[0018] 基于激励鼓膜的作动器的助听装置，包括作动器、麦克风、信号处理装置、供电装 置和壳体，所述信号处理装置和供电装置设置在壳体内，壳体放置在耳道中；所述供电装置 分别与麦克风、信号处理装置W及作动器的压电机构电连接，所述麦克风的信号输出端与 信号处理装置的信号输入端连接，所述信号处理装置的信号输出端与压电机构的信号输入 端连接。
[0019] 进一步的，所述信号处理装置的信号处理方法的具体步骤如下：
[0020] a、麦克风（12)收集的语音信号经过高通、低通滤波器，得到频率在人类听觉范围 内20~20000化的语音信号x〇(t);
[0021] b、获得的语音信号X。(t)后，可通过外置遥控装置自行选择模式a或b通道；在处 于背景噪声为有用噪声的场合时，选择模式a通道，所需语音信号即为语音信号x"(t)，即 x"(t) =x(t);在处于背景噪声为无用噪声的场合时，选择模式b通道，对语音信号x"(t)作 小波滤噪处理：即Xu(t) =x(t)+k5 (t);其中x(t)为所需的语音信号，k5W为各种随机 噪声的总和；
[0022] C、在通过患者外置遥控装置自行选择模式通道处理后，得到语音信号x(t)，在语 音信号x(t)中多次加入有限幅值的白噪声ym(t)，其中白噪声ym(t)等长度并且正态分布， 即Xm(t) =X(t)+ym(t)，Xm(t)为第m次加入白噪声后的语音信号；
[0023] d、对语音信号Xm(t)进行经验模态分解EMD获取若干IMF分量，即固有模态函数 分量：
[0024] 1)确定语音信号Xm(t)的所有局部极值点，用H次样条曲线将所有的局部极大 值点和局部极小值点分别连接起来，形成上包络线Umi(t)和下包络线Um2 (t)，二者平均值
?m2 的]:
[…L。」占/方hm(t) =X。(t)-Qm(t)，计算出hm(t)，如果hm(t)不細足IMF条件，则令hm(t)为新的Xm(t)，循环k次，得函数hmk(t) =hm(k_i) (t)-Qmk(t);其中，采用S0(取0. 2~ 0. 3)作为筛选IMF过程停止的准则即迭代停止准则，
[002引如通过步骤d中。、如两个分步骤得到语音信号的弟ml个
IMF分量Cmi=hmk(t) 和分离后的余项rmi(t) =Xm(t)-Cmi;对Tmi(t)进行同样的筛选，依次得到Cm2、Cm3、Cm4……， 直至rm(t)呈单调趋势时停止；原信号重构为
，其中Cm, (t)表示第m次 加入白噪声后分解得到的第S个IMF分量；
[0027] e、将各个分量Cm,(t)利用不相关随机序列的统计均值为0的原理进行整体平均W 抵消多次加入白噪声对真实IMF的影响，集合经验模态分解EEMD最终分解为n阶频率从低 1N 到高的IMF分量IMFi、IMF2...IMFs...IMFn_i、IMF。，即EEMD最终分解结果为&的=-艺C,,。的， 其中C, (t)为EEMD