純音聽力計計量及相關問題的探討

林 娟

（福建省計量科學研究院，福建 福州 350003）

聽覺是人類最重要的感覺之一，擁有好的聽力是人們進行正常溝通和交流的基礎。根據(jù)世衛(wèi)組織建議，聽力受損和未受損的人群都應該定期到醫(yī)院進行耳部保健和聽力檢查。聽力計是臨床聽力診斷、聽力保護和聽力康復等領域普遍應用的儀器，測聽結果不僅關系到醫(yī)生對疾病的診斷治療、助聽器驗配，還為工傷、事故鑒定、職業(yè)性聽力損傷分級和聽力傷殘等評定提供依據(jù)。聽力計量值不準會導致結論的偏差，直接影響醫(yī)生臨床診斷和聽力患者治療的效果，故聽力計的計量是至關重要的，直接關系到民眾的身體健康，因此聽力計需定期進行計量和校準。目前純音聽力計也列入實施強制檢定計量器具目錄中，實行定點定期檢定。

1 純音聽力計組成及工作原理

純音聽力計是一種用于測量人耳聽閾為診斷聽覺疾病提供依據(jù)的計量器具，如圖1所示。純音聽力計按其不同的功能，分為4種類型（1型高級臨床診斷/研究、2型臨床診斷、3型基本診斷、4型篩查/監(jiān)測），不同型別的純音聽力計的基本功能要求也不同。純音聽力計一般由信號源、功率放大器、信號級控制器及電聲換能器（氣導耳機和骨導耳機）等部分組成。聽力計的信號源產(chǎn)生信號，信號級控制器控制輸出滿足不同頻率的聽力零級要求的純音信號，該純音信號經(jīng)功率放大器放大，驅(qū)動電聲換能器，電聲換能器（氣導耳機或骨導耳機）將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號或振動信號，人耳或乳突接收到信號，即可進行聽力測試。

圖1 純音聽力計結構圖

2 純音聽力計主要計量特性參數(shù)

純音聽力計的主要計量參數(shù)有：頻率準確度、總諧波失真、基準等效聽閾聲壓級（氣導聽力零級）、基準等效閾力級準確度（骨導聽力零級）、掩蔽聲級、氣導耳機及骨導耳機頭環(huán)力等。

（1）頻率準確度及總諧波失真：純音聽力計發(fā)出特定頻率的純音，該純音的頻率和失真度要滿足一定的要求，1型和2型為±1%，3型和4型為±2%，總諧波失真（氣導2.5%，骨導5.5%）。如果聽力計發(fā)出的純音頻率不準，失真大，那么醫(yī)生對患者進行聽力測試時，患者聽到不是該頻率的聲音，最后得到的測試結果有誤，影響醫(yī)生對病情的診斷。

（2）基準等效聽閾聲壓級（氣導聽力零級）：該參數(shù)是在規(guī)定頻率下，年齡為18～30歲，足夠數(shù)量的男女兩性耳科正常人在本底噪聲很低的測聽室，佩戴一定型號耳機所能聽到的最弱的聲音，此時將該耳機耦合到規(guī)定型號的聲耦合腔或仿真耳中得到的值即為氣導聽力零級。氣導聽力零級是作為標準數(shù)據(jù)，直接影響判斷聽力損失的準確性，而聽力損傷的變化和類型直接影響醫(yī)生對疾病的診斷和治療以及助聽器的選配。聽力計輸出聲音聲壓級偏低，可能得出聽力差的錯誤診斷，聽力計輸出聲音聲壓級偏高，可能得出聽力好的錯誤診斷。

（3）基準等效閾力級（骨導聽力零級）：該參數(shù)是在規(guī)定頻率下，年齡為18～30歲，足夠數(shù)量的男女兩性耳科正常人在本底噪聲很低的測聽室使用規(guī)定結構的骨振器和機械耦合器所能聽到的最弱的聲音，此時將該骨振器耦合到一定型號的仿真乳突上得到的值即為骨導聽力零級。骨導聽力零級也和氣導聽力零級一樣，骨導聽力零級值不準，得到的聽力圖就不準確，直接影響醫(yī)生的臨床診斷和對聽力患者治療的效果。

（4）掩蔽聲級：該參數(shù)是在規(guī)定頻率下，掩蔽耳機耦合到聲耦合腔或者仿真耳上時，加上各個頻率相應的氣導聽力零級時得到的數(shù)值。在患者進行測聽時，如果患者兩只耳朵氣導聽閾相差40 dB以上，或者氣導和骨導聽閾相差15 dB以上，為了防止信號通過顱骨振動或者其他方式傳到非測試耳，引起非測試耳聽到測聽信號，因此需要對非測試耳加掩蔽信號，防止其聽到測聽信號導致測聽結果有誤。因此若想得到準確可靠的測聽結果，掩蔽聲級的準確度也至關重要。

（5）耳機頭環(huán)力：耳機頭環(huán)力，包括氣導耳機頭環(huán)力和骨導耳機頭環(huán)力。聽力零級值固然重要，耳機頭環(huán)力也是影響測聽結果一個很重要的因素。聽力計氣導聽力零級或骨導聽力零級校準時是在氣導耳機或者骨導耳機上加一個靜態(tài)力（5.4±0.5）N，從而得到聽力計氣導或骨導聽力零級值。純音測聽是主觀測聽，因此耳機頭環(huán)太松或者太緊，患者在進行測聽時氣導耳機與耳朵、骨導耳機和乳突都不能很好地耦合，直接影響患者對聽到聲音的反應，從而影響測聽結果。

3 聽力計檢定裝置組成及測量原理

3.1 計量標準

（1）耳模擬器：耳模擬器是模擬人耳聲學阻抗特性的物理裝置。 針對聽力計配套耳機的不同，使用的耳模擬器也有所不同。校準插入式耳機一般使用符合IEC 60318-4的堵耳模擬器；校準高頻耳機需使用符合IEC 60318-1的耳模擬器；校準普通耳機比如TDH39耳機、DD45耳機需使用符合IEC 60318-3的耳模擬器。

（2）仿真乳突：仿真乳突是一個模仿人頭部機械特性的仿真儀器，模擬人乳突部位的力阻抗設備。它主要由人體頭部機械特性仿真裝置以及內(nèi)置的力傳感器等組成。骨振器耦合到仿真乳突的橡膠膜片上，骨振器振動，力耦合器的內(nèi)置力傳感器將接收到的力信號轉(zhuǎn)化為電信號輸出到聲分析儀上，該聲分析儀上得到的值即為聽力計的骨導聽力零級。

（3）壓力場型傳聲器：耳模擬器屬于模擬人耳阻抗特性的裝置，傳聲器與耳模擬器配合使用，傳聲器安裝于耳模擬器的內(nèi)部，屬于一種聲電換能器，可以將接收到的聲信號轉(zhuǎn)化為電信號，從而在聲分析儀得到的值即為聽力計的氣導聽力零級。由于傳聲器使用的聲場屬于壓力場，因此需要使用壓力場型傳聲器而不是自由場型，而且根據(jù)配合使用的耳模擬器的不同，選用不同尺寸的壓力場型傳聲器。

（4）聲分析儀：聲分析儀是一種高精度、便于攜帶的聲學測量儀器。它可以替代測量放大器、倍頻程濾波器和失真度儀等計量標準器。目前大多數(shù)計量院都配備該儀器，該儀器在現(xiàn)場檢定時相對于傳統(tǒng)的儀器優(yōu)勢在于便于攜帶，性能穩(wěn)定，且簡化了現(xiàn)場安裝儀器的過程，提高了現(xiàn)場進行聽力計量的效率。

3.2 計量檢定裝置的組成

聽力計計量檢定裝置的主要標準器有耳模擬器、力耦合器、1英寸或1/2英寸壓力場型標準傳聲器與聲分析儀等。

（1）氣導聽力零級檢定裝置如圖2所示。將聽力計的氣導耳機拆開，然后將氣導耳機正向耦合于仿真耳并垂直受力，仿真耳輸出連接聲分析儀（或測量放大器和帶通濾波器）。

圖2 氣導聽力零級值檢定裝置

（2）骨導聽力零級檢定裝置如圖3所示。將聽力計的骨導耳機的骨振器從頭環(huán)上卸下，骨導耳機正向耦合于仿真乳突上并垂直受力，仿真乳突輸出連接聲分析儀（或測量放大器和帶通濾波器）。

圖3 骨導聽力零級值檢定裝置

3.3 測量原理

（1）氣導聽力零級的測量原理是將氣導耳機正向耦合于耳模擬器上，耳機受垂直力（5.4±0.5）N，一般用質(zhì)量為500 g的砝碼壓在氣導耳機上，氣導耳機與耳模擬器耦合時耳機芯要對準耳模擬器的耦合腔。純音聽力計輸出特定頻率和聽力級為50 dB的純音信號，經(jīng)氣導耳機輸出到耳模擬器，耳模擬器耦合腔中的壓力場傳聲器接收到該聲信號，并將該聲信號轉(zhuǎn)化為電信號輸出到聲分析儀或者測量放大器，在聲分析儀或測量放大器上讀出該純音信號的聲壓級，則聽力計的氣導聽力零級值為：

RETSPL=聲分析儀或測量放大器示值-50 dB（聽力計輸出的聽力級）

（2）骨導聽力零級的測量原理是將骨導耳機正向耦合于力耦合器上，骨振器受垂直力（5.4±0.5）N，一般用質(zhì)量為500 g的砝碼壓在骨振器上，骨振器與力耦合器耦合時要位于力耦合器的中心位置。純音聽力計輸出特定頻率和聽力計為30 dB的純音信號，骨振器振動，力耦合器內(nèi)部的傳感器接收到該振動信號，將該力信號轉(zhuǎn)化為電信號輸出到聲分析儀或者測量放大器，在聲分析儀或測量放大器上讀出該純音信號的聲壓級，則聽力計的骨導聽力零級值為（其中Ts為力耦合器的靈敏度級）：

RETSPL=聲分析儀或測量放大器示值-Ts-30dB（聽力計輸出的聽力級）

3.4 聽力計檢定過程注意事項

結合日常工作經(jīng)驗，對聽力計的檢定工作提出幾點建議，從而更好地提高測量準確度。

（1）氣導聽力零級參考值。聽力計配套耳機有多種類型，有TDH39耳機、DD45耳機、插入式耳機EAR3A以及高頻耳機DD450等。不同的氣導耳機及其配合使用的耳模擬器的不同，會導致氣導零級值參考值不同。檢定時首先要注意聽力計耳機的類型，根據(jù)不同的氣導耳機選用不同的耳模擬器，這些標準值在純音聽力計檢定規(guī)程（或者國家標準GB/T 4854以及GB/T 16402）均有說明。不同耳機在各個頻率點的氣導聽力零級值差異很大，選錯參考值會導致檢定結果的誤判。

（2）實驗室標準傳聲器聲壓靈敏度級修正。純音聽力計校準是測量聽力計耳機發(fā)出聲音，壓力場傳聲器接收該聲信號，并將該聲信號轉(zhuǎn)化為電信號，聲分析儀或者測量放大器上顯示該電信號的值，但是由于實驗室標準傳聲器每個頻率點的聲壓靈敏度級不同，因此可以根據(jù)壓力場傳聲器的溯源證書，找到各個頻率點的聲壓靈敏度級，對測得的氣導耳機聽力零級值進行修正。

（3）氣導耳機與耳模擬器的耦合。氣導耳機與耳模擬器耦合時，要先將耳墊拆下，若不拆下耳墊，很難保證氣導耳機和耳模擬器無聲漏。氣導耳機的機芯與耳模擬器應同軸，聲音無泄漏，密封性好，否則對低頻氣導零級值影響尤為明顯。

（4）骨導耳機與力耦合器的耦合。骨振器與力耦合器耦合時，骨振器也要從頭環(huán)上拆下。骨振器要放置于力耦合器橡膠墊的中心位置，且要保持骨振器水平，力耦合器的皮筋要均勻壓住骨振器，骨振器在仿真乳突上的位置不同，得到的骨導聽力零級值差異也很大，對骨導耳機聽力零級值高頻的影響尤為明顯。

（5）力耦合器與聲分析儀的連接導線長度的影響。仿真乳突與聲分析儀或者測量放大器連接時需要使用導線，導線長度在50 cm左右最適宜，如果導線長度過長，測得值會有偏差，這點在進行骨導聽力零級比對時尤為重要。

（6）檢定時環(huán)境溫度對力耦合器的影響。力耦合器的阻抗特性曲線隨溫度變化而變化，溫度對4 kHz測得值影響最大。為了提高測量精度，校準時環(huán)境條件最好在23 ℃±1 ℃左右。

（7）掩蔽噪聲聲壓級值。掩蔽聲級過大或過小對測聽結果的影響很大。掩蔽噪聲聲壓級過小，起不到掩蔽作用；掩蔽噪聲聲壓級過大，又會產(chǎn)生過掩蔽現(xiàn)象。規(guī)程附錄C給出了窄帶掩蔽噪聲的基準級，但實際檢定過程，窄帶噪聲的基準級需要加上相應中心頻率的基準等效聽閾聲壓級。

（8）耳機頭環(huán)力準確度。耳機頭環(huán)力準確度在聽力計檢定中很容易被忽視。但是實際使用中，耳機頭環(huán)力的大小直接影響耳機與人耳的耦合度。耳機頭環(huán)過松或者過緊，直接影響人耳對聽到聲音的反應，從而影響最后的測聽結果。

（9）檢定環(huán)境對聽力計計量的影響。應盡可能在安靜的實驗室環(huán)境下進行聽力計檢定，檢定環(huán)境條件應至少滿足測聽環(huán)境條件，一般來說實驗室環(huán)境噪聲小于30 dB（A），盡量排除環(huán)境噪聲和振動對檢定結果的影響，提高測量精度。

5 總結

綜上，純音聽力計各計量特性的準確度對患者的測聽結果有著至關重要的影響，直接影響醫(yī)生的診斷和患者的治療效果。因此聽力計定期計量尤為重要，而且純音聽力計還屬于強制檢定的計量器具。除了主觀測聽設備（純音聽力計）外，大多數(shù)醫(yī)院還配備客觀測聽設備（腦干誘發(fā)電位儀、阻抗聽力計和耳聲發(fā)射測量儀）以及測聽環(huán)境（測聽室）均需要定期聯(lián)系計量部門檢定或者校準，作為計量部門不僅有義務宣傳測聽設備定期計量的重要性，還要不斷完善主觀和客觀測聽設備檢定或校準的能力，以確保本地區(qū)測聽設備準確可靠和量值的統(tǒng)一。