Audiometer device design with integration of different sources

Abstract

Odyometri işitme kaybını tanımlamak ve hastaya değişen şiddetlerde işitsel uyaranlar sunduktan sonra hasta tepkisini kaydetmek suretiyle işitme eşiğini belirlemek için kullanılan bir yöntemdir. Bunun için kullanılan farklı teknikler ve prosedürler vardır.Odyoloji alanına yönelik ticari bir ürün olarak piyasada bulanan tıbbi cihazların büyük çoğunluğu klinik amaçlı olarak sınırlı testleri uygulamaya yönelik geliştirilmiş olup bu cihazların üretici tarafından belirlenen amaçlar dışında kullanma olanağı sunulmamaktadır. Bu durum özellikle sınırlı bütçelerle eğitim araştırma hastanelerinde yürütülen bilimsel araştırmaların deneysel tasarımlarında ciddi sınırlılıklar getirmekte ve ortaya çıkartılan araştırmanın niteliğini düşürmektedir. Odyoloji kliniklerinde kullanılan cihazlara harici olarak eklenebilecek devre tasarımlarıyla bu cihazların yetenekleri artırılabilir, klinisyen ya da araştırmacının gereksinimleri doğrultusunda kullanım kapasitesi arttırılabilir.Bu çalışmada saf ton ses üretebilen, her iki kanalı bağımsız olarak kontrol edebilen, hafıza kartında bulunan pembe ve beyaz gürültü seslerini maskeleme olarak kullanabilen, farklı kaynaklara entegre olarak ses kontrolü yapabilen bir odyometre cihazı tasarlanmış ve prototibi gerçekleştirilmiştir. Saf ses fonksiyon jeneratörü ile üretilmektedir. Üretilen saf ses veya dış kaynaktan gelen ses sinyali anahtarlar ile yönlendirilerek zayıflatıcı devreden geçerek hastaya iletilir. Cihaz kontrolü STM32F746 geliştirme kiti ile yapılmıştır.Cihaz manuel test otomatik, saf ses eşik testi ve ses kontrolü olmak üzere 3 farklı moda sahiptir. Manuel modda operatör hasta kulağına 250 Hz - 8000 Hz frekans aralığında, 0-110dB şiddetinde saf ses sinyallerini 1 dB hassasiyetle gönderebilmektedir. Hasta cevap butonundan alınan tepkilere göre cihaz ekranında eş zamanlı olarak odyogram grafiği oluşturulmaktadır. Ayrıca, maskeleme sesi olarak hafıza kartına yüklenmiş olan beyaz ve pembe gürültü sesleri kullanılabilmektedir. Otomatik test yöntemi olarak Hughson Westlake metodu kullanılmıştır. Test başlatıldıktan sonra test prosedürüne göre işitme eşik değerleri kaydedilir. Test sırasında eş zamanlı olarak ekranda odyogram oluşturulur. Ses kontrol modunda ise dış kaynaktan gelen ses sinyalleri iki kanalda bağımsız olarak 1 dB kontrol edilebilmektedir.Tasarlanan cihaz akademik çalışmalara katkı sağlayacak düzeydedir. Dahası Dokuz Eylül Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Kulak Burun Boğaz Ana Bilim Dalı, Odyometri Yüksek Lisans ve Doktora programlarındaki tezlerde kullanılmıştır. Geliştirilen odyometre cihazı aynı zamanda uluslararası test ve kalibrasyon işlemleri yapıldıktan sonra ticari olarak üretilebilir düzeydedir.

Audiometry is the technique to identify the nature of hearing loss and to determine the threshold of hearing by recording responses of the patient after presenting him with auditory stimuli with varying intensity levels. There are different audiometric techniques and procedures used for achieving this.The vast majority of medical devices found in the marketplace as a commercial product for the field of audiology have been developed for clinical limited testing. These devices cannot be used for purposes other than those specified by the manufacturer. This has serious limitations in the experimental design of scientific research carried out in limited budget training research hospitals, and it reduces the quality of the research that is revealed. With the circuit designs that can be integrated externally to the devices used in the audiology clinics, the capabilities of these devices can be increased and the usage capacity can be increased in line with the requirements of the clinician or researcher.In this study, an audiometer is designed and prototyped to generate pure tone, control both audio channels separately, control audio sources connected from external input. The pure tone produced or the audio signal from the external source is routed through switches and transmitted to the patient through the attenuator circuit. Device control is performed by STM32F746 development kit.The device has three different modes as manual test automatic, pure tone threshold test and volume control. In manual mode, the operator can send pure tone signals to the patient's ear at a frequency of 250 Hz - 8000 Hz and a range of 0-110 dB with 1 dB sensitivity. According to the responses taken from the patient response button, an audiogram is created simultaneously on the device screen. In addition, masking white noise and pink noise with sound-loaded on the memory card can be used. The Hughson Westlake method was used as the automatic test method. After the test is started, hearing threshold values are recorded according to the test procedure. An audiogram is created simultaneously on the screen during the test. In the audio control mode, the audio signals from the external source can be independently controlled 1 dB in two channels.This audiometer helps contribute to academic studies. Moreover, this has been used in graduate-degree theses in Audiometer branch of Otology in the Faculty of Medicine in Dokuz Eylul University. Developed audiometer is also almost ready to manufacture as a commercial device after some procedures for international test and calibration.