專利名稱：處理耳鳴的定制聲音治療系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及醫(yī)療儀器，尤其涉及用于耳鳴治療的系統(tǒng)和方法，并且更特別地 涉及用于減輕和處理耳鳴的定制聲音治療(CST)的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
耳鳴是被定義為在沒有外部剌激的情況下"在耳中嗡鳴"的感覺的一種虛弱狀況。 美國(guó)耳鳴協(xié)會(huì)報(bào)告，大約3600萬美國(guó)人具有某種形式的耳鳴，超過1200萬美國(guó)人遭受嚴(yán)重 的耳鳴以至于他們的生活質(zhì)量受到嚴(yán)重?fù)p害。單就美國(guó)退役軍人管理局就每年花費(fèi)超過5 億美元用于前美國(guó)軍隊(duì)人員的與耳鳴相關(guān)的殘疾津貼。超過三分之一的65歲以上的美國(guó) 人受到耳鳴的影響，因此耳鳴也是最初保健護(hù)理中排名第十的、在老人中最常出現(xiàn)的抱怨。 給出美國(guó)的年齡老化人口統(tǒng)計(jì)圖，預(yù)計(jì)這種情況的流行在未來幾年只會(huì)上升。
多年以來，研究者專注于研究作為耳鳴的主要病因的邊緣神經(jīng)系統(tǒng)聽覺系統(tǒng)的永 久改變。然而，近期的研究提出，雖然耳鳴可能是由邊緣神經(jīng)系統(tǒng)事件所觸發(fā)，但是將耳鳴 轉(zhuǎn)換成持續(xù)虛弱的狀況的機(jī)構(gòu)位于中樞神經(jīng)系統(tǒng)。這意味著治療應(yīng)該針對(duì)中樞聽覺功能 來醫(yī)治耳鳴。此外，耳鳴病人通過消極強(qiáng)化使自己無意識(shí)地適應(yīng)。已經(jīng)證明，例如與不愉 快感覺相關(guān)的音調(diào)的大腦皮層表示被放大由Gonzalez-Lima和Scheich撰寫的Neural Substrates for Tone_ConditionedBradycardia Demostrated With 2_Deoxyglucose. II.Auditory Cortex Plasticity. Behav. Brain Res. 1986 ;第20 (3)期，第281-293頁。 已經(jīng)顯示，在沙鼠的主要聽覺皮層中的神經(jīng)元改變它們對(duì)和厭惡的無限制剌激關(guān)聯(lián)的音調(diào) 的響應(yīng)特征0hl和Scheich， 1996。基于動(dòng)物研究的耳鳴的計(jì)算模型顯示，腦邊緣系統(tǒng)是 穩(wěn)定耳鳴感知的必要部分。該模型也解釋了導(dǎo)致減少的聽覺輸入的邊緣神經(jīng)系統(tǒng)聽覺缺陷 如何能夠引起特定的耳鳴音高。授予Viirre等人的名為"EEG feedback controlled sound ther即y for
ti皿us"的7， 801， 085號(hào)美國(guó)專利教導(dǎo)了一種通過使用神經(jīng)反饋由適應(yīng)醫(yī)治耳鳴的方法，
該方法包括通過一副附帶的耳機(jī)將對(duì)象連接到電子聲音的步驟。然而本專利沒有教導(dǎo)在集
成系統(tǒng)背景下的耳鳴治療和處理，以便于耳鳴治療被更普遍地應(yīng)用到病人。 具有一種醫(yī)治、減輕和處理耳鳴癥狀的方法是有利的。更加有利的是具有一種新
的醫(yī)治、減輕和處理耳鳴癥狀的儀器和系統(tǒng)，該儀器和系統(tǒng)將提供整體解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)一種用于醫(yī)治、減輕和處理耳鳴癥狀的系統(tǒng)。 在本發(fā)明的一個(gè)方面，為實(shí)施定制聲音治療(CST)開發(fā)一種集成系統(tǒng)。CST系統(tǒng)包括醫(yī)治、減輕和處理耳鳴的儀器、裝置、組件、過程和方法。CST系統(tǒng)被人們(例如有資格的 醫(yī)療保健專業(yè)人員，諸如耳鼻喉科醫(yī)師、聽覺學(xué)專家、或其他有資格的專業(yè)人員、或經(jīng)過足 夠訓(xùn)練的各個(gè)病人本身)用來測(cè)試和醫(yī)治病人。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括一種系統(tǒng)，該系 統(tǒng)包括(l)聲音匹配站(SMS)，所述聲音匹配站是具有處理系統(tǒng)的專用電子裝置，該處理 系統(tǒng)包括CST應(yīng)用程序、用于產(chǎn)生CST聲音的聲音編輯器、圖形用戶界面(GUI)和用于高 質(zhì)量數(shù)字音頻文件輸出的輸出；(2)用于向病人回放CST聲音的音頻裝置。在一個(gè)實(shí)施例 中，音頻裝置包括便攜式聲音播放器(PSP)。使用立體聲回放的所述PSP將數(shù)字音頻文件轉(zhuǎn) 換為CST聲音，該CST聲音可以通過提供給病人的一對(duì)高保真耳機(jī)和一個(gè)給測(cè)試人員的高 保真耳機(jī)被接聽。


為了更完全地理解本發(fā)明的范圍和本質(zhì)，以及優(yōu)選使用方式，應(yīng)該參考下列詳細(xì) 描述并結(jié)合附圖來理解。在下列附圖中，全部附圖中相同的參考數(shù)字指定相同的或相似的 部分。 圖1圖解說明依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的CST系統(tǒng)的示意框圖。
圖2圖解說明依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的CST系統(tǒng)的另一個(gè)示意圖。
圖3是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例與CST系統(tǒng)有關(guān)的病人經(jīng)歷的圖示說明。
圖4是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于聲音匹配站的圖形用戶界面的屏幕顯示。
圖5是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，其圖解說明聲音匹配站的功能組件。
圖6是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示意流程圖，其圖解說明在CST系統(tǒng)中使用的 音頻裝置的操作。 圖7是在CST系統(tǒng)中使用的音頻裝置的透視圖，依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例圖解說 明其部件。 圖8和圖9是圖7中音頻裝置的不同附加視圖。 圖10依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，圖解說明I型噪聲(a)由相鄰點(diǎn)之間具有線性 插值的隨機(jī)值組成的波形；(b)相關(guān)的(標(biāo)準(zhǔn)化的)右半振幅譜。 圖11依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例圖解說明I型噪聲(a)來自圖10的頻譜，通過與 正弦波頻譜巻積；(b)與圖10相似的頻譜。 圖12依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，圖解說明雙極濾波器的依賴于頻率的增益。
具體實(shí)施例方式
本說明書是關(guān)于目前最好的實(shí)施本發(fā)明的預(yù)期模式。本說明書的目的是說明本發(fā) 明的一般原理并且不應(yīng)當(dāng)作為限制。本發(fā)明的范圍參考隨附的權(quán)利要求最佳地確定。
本發(fā)明的過程的詳細(xì)描述按照本發(fā)明的示意圖、功能組件、方法或過程、操作的符 號(hào)或示意性表示、功能和特征來給出。這些描述和表示是本領(lǐng)域技術(shù)人員所使用的最有效 地將其工作的實(shí)質(zhì)傳達(dá)給本領(lǐng)域其他技術(shù)人員的手段。這里，軟件實(shí)現(xiàn)的方法和過程通常 被構(gòu)想為導(dǎo)致期望結(jié)果的自相一致的步驟序列。這些步驟要求對(duì)物理量的物理處理。常常 但不是必須的，這些量采用電信號(hào)或磁信號(hào)的形式，能夠被存儲(chǔ)、傳遞、組合、比較和其他處 理。
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用于執(zhí)行本發(fā)明的軟件實(shí)現(xiàn)的操作和功能的有用裝置包括(但不限于)通用或 專用目的的數(shù)據(jù)處理和/或計(jì)算裝置，這些裝置可以是獨(dú)立的裝置或是更大型系統(tǒng)的一部 分。這些裝置可以由存儲(chǔ)在裝置中的程序、子程序和/或指令和/或邏輯序列選擇性地激 活或是再配置。簡(jiǎn)而言之，對(duì)這里描述和建議的方法的使用都不限于特定的處理配置。
出于說明而不是限制本發(fā)明的原理的目的，下面通過參考由Ti皿itusOtosound Products, Inc開發(fā)的示例性CST系統(tǒng)在此描述本發(fā)明。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明同樣 適用于體現(xiàn)本發(fā)明的其他配置系統(tǒng)而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。 CST包括向病人提供錄制的合成聲音，該合成聲音盡可能嚴(yán)密地匹配病人的內(nèi)部 耳鳴感覺。通過病人與醫(yī)師、聽覺學(xué)專家或其他經(jīng)過訓(xùn)練的人(例如使用CST聲音匹配站 (SMS)的人)的互動(dòng)創(chuàng)建這一"定制聲音"。 一旦匹配的聲音被識(shí)別，那么該聲音就被復(fù)制 并且經(jīng)由播放器(例如便攜式聲音播放器(PSP))使病人可以使用。病人從此攜帶PSP，在 其舒服的前提下每天在盡可能多的小時(shí)內(nèi)聽低音頻水平的定制聲音(一種適應(yīng)治療的形 式)。在這期間，病人不斷地調(diào)節(jié)定制聲音的回放音量以匹配其內(nèi)部耳鳴感覺的感知水平。 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在大部分情況下，PSP上所需的用以匹配內(nèi)部耳鳴感覺的感知水平的音頻水平將 在幾天或幾星期后降低。這就是CST研究的原理性結(jié)果并且構(gòu)成耳鳴感覺的"平息"。通過 用由例如便攜式數(shù)字聲音裝置傳遞的定制產(chǎn)生的特定頻率聲音來準(zhǔn)確復(fù)制病人的耳鳴體 驗(yàn)，并且通過在一段時(shí)間內(nèi)選擇性地并連續(xù)地使用CST激勵(lì)相同量的、受到耳鳴影響的神 經(jīng)元，快速而有效地發(fā)生矯正的適應(yīng)。
CST系統(tǒng)概述 CST系統(tǒng)包括用于醫(yī)治、減輕和處理耳鳴的儀器、裝置、組件、過程和方法(這其中 的一項(xiàng)或多項(xiàng)可以是應(yīng)用到病人的耳鳴治療的一部分)。該CST系統(tǒng)被人(例如有資格的 醫(yī)療保健專業(yè)人員，例如耳喉鼻科醫(yī)師、聽覺學(xué)專家或其他有資格的專業(yè)人員或者經(jīng)過充 分訓(xùn)練的各個(gè)病人本身)用于測(cè)試、醫(yī)治病人或向病人提供治療。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包 括一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括(l)聲音匹配站(SMS)，該聲音匹配站是具有處理系統(tǒng)的專用電 子裝置，該處理系統(tǒng)包括CST應(yīng)用程序、用于產(chǎn)生CST聲音的聲音編輯器、圖形用戶界面 (GUI)和用于高質(zhì)量數(shù)字音頻文件輸出的輸出；(2)用于向病人回放CST聲音的音頻裝置。 在一個(gè)實(shí)施例中，音頻裝置包括便攜式聲音播放器(PSP)。使用立體聲回放的所述PSP將數(shù) 字音頻文件轉(zhuǎn)換為CST聲音，該CST聲音可以通過提供給病人的一對(duì)高保真耳機(jī)和給測(cè)試 人員的一個(gè)高保真耳機(jī)被接聽。 CST系統(tǒng)的目標(biāo)病人群是有耳鳴的成年人(18歲及18歲以上，但是年齡不作為限 制)，耳鳴可以伴隨或不伴隨在更高頻率的聽力損失，并且該患有耳鳴的成年人參與到耳鳴 處理計(jì)劃。該CST系統(tǒng)包括向病人提供錄制的合成聲音，該聲音盡可能嚴(yán)密地與內(nèi)部耳鳴 感覺匹配。這個(gè)"定制聲音"在CST SMS通過病人與醫(yī)師、聽覺學(xué)專家或其他經(jīng)過訓(xùn)練的人 員的互動(dòng)創(chuàng)建。這使得有資格的醫(yī)療保健專業(yè)人員能夠借助病人的口頭輸入識(shí)別出最嚴(yán)密 匹配病人的耳鳴的聲音。 一旦匹配的聲音被識(shí)別，那么該聲音經(jīng)由PSP可供病人使用。從 此病人攜帶PSP，在其舒服的前提下通過高質(zhì)量耳機(jī)每天在盡可能多的小時(shí)內(nèi)傾聽低音頻 水平的該定制聲音(一種適應(yīng)治療的形式)。在這期間，病人不斷地調(diào)節(jié)定制聲音的回放音 量以匹配內(nèi)部耳鳴感覺的感知水平。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在大部分情況下，PSP上所需的用以匹配內(nèi) 部耳鳴感覺的感知水平的音頻水平將在幾天或幾星期后降低。這就是CST的原理性結(jié)果并
6且構(gòu)成耳鳴感覺的"平息"。 參考在圖1和圖2中說明的實(shí)施例，CST系統(tǒng)10包括SMS 12或提供聲音匹配站 功能的電子裝置以及PSP 14。 CST系統(tǒng)10的預(yù)計(jì)用戶包括聽覺學(xué)專家或其他經(jīng)過訓(xùn)練的專業(yè)人員或使用GUI 20并通過使用被迫選擇程序的獨(dú)特匹配過程識(shí)別病人的音頻頻率的個(gè)人。病人是唯一可 以聽到耳鳴聲音并且可以判斷匹配的人。在SMS 12中軟件實(shí)現(xiàn)的CST應(yīng)用程序16獨(dú)特地 識(shí)別病人聽見的耳鳴頻率，并且cmusic ( —種音頻編輯語言)編輯器創(chuàng)建病人耳鳴的聲音 拷貝。人的耳鳴的多個(gè)分量(例如多達(dá)20種音頻分量)可以被混合到一起以產(chǎn)生供病人 使用的CST聲音。最終的CST聲音通常持續(xù)3分鐘/180秒(依據(jù)計(jì)劃的治療這個(gè)值可以 改變)，并且當(dāng)由病人播放時(shí)其自動(dòng)地重復(fù)。使用例如PSP 14進(jìn)行匹配的人可以與病人一 起聽CST軟件產(chǎn)生的匹配聲音，并且病人進(jìn)行比較。當(dāng)進(jìn)行可接受的匹配后，專業(yè)人員使用 cmusic編輯器編輯選出的聲音并且將其存儲(chǔ)到病人的數(shù)字聲音文件中，并且也將其復(fù)制以 嵌入到PSP 14中。圖5是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例圖解說明SMS 12的功能組件的示意圖， 這些功能組件產(chǎn)生數(shù)字聲音文件13。聲音匹配或擬合會(huì)話可以被保存在獨(dú)特的文件名15 下(符合HIPAA(健康保險(xiǎn)攜帶和責(zé)任法案)和任何相關(guān)的病人隱私法案的醫(yī)療記錄數(shù)字 /識(shí)別符)用以在以后的日子再調(diào)用。 圖3是引發(fā)產(chǎn)生CST聲音的CST會(huì)話的圖示表示。在圖3(a)中，耳鳴病人來到提 供CST治療的診所。病人被提供耳機(jī)/頭戴式耳機(jī)，該耳機(jī)/頭戴式耳機(jī)連接到給出多種 聲音和促使病人反饋的交互式"聲音匹配站"或SMS。在超過一個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)，聽覺學(xué)專 家使用匹配站成功地復(fù)制病人的精確耳鳴齒形譜。(在圖3(a)中，SMS被圖示說明為可操 作地連接到音頻播放器的臺(tái)式計(jì)算機(jī))。 每個(gè)人的耳鳴經(jīng)歷都是獨(dú)特的并且CST為每個(gè)病人單獨(dú)編程。圖3 (b)顯示典型
的CST耳鳴適應(yīng)性剌激的聲譜圖，其顯示了兩個(gè)空間上靠近的、中心點(diǎn)在2800Hz和3225Hz
的窄帶噪聲以及中心在7417Hz的極窄帶噪聲，該極窄帶噪聲比前兩個(gè)強(qiáng)約40dB。 在圖3(c)中，獨(dú)特的聲音文件然后被下載到PSP 14裝置中，病人在幾個(gè)星期的時(shí)
間段內(nèi)每天佩戴該P(yáng)SP 14裝置多個(gè)小時(shí)。隨著時(shí)間的過去，大部分病人會(huì)經(jīng)歷其耳鳴強(qiáng)度
的顯著降低并且在某些個(gè)案中，病癥消除。 CST——聲音匹配站 SMS 12可以是數(shù)字處理裝置的形式(例如，筆記本、臺(tái)式計(jì)算機(jī)或其他便攜式或
非便攜式數(shù)字處理裝置，這些裝置可以專用于聲音匹配功能和特征，或包括其他功能和特 征，例如那些作為聲音匹配和耳鳴治療的補(bǔ)充的功能和特征)。SMS 12包括數(shù)字處理器(例 如，中央處理單元(CPU)、大容量存儲(chǔ)裝置(例如硬盤)、合適的硬件和/或軟件操作系統(tǒng) (例如Windows))和必要的驅(qū)動(dòng)器。安裝在CST系統(tǒng)10中的包括CST應(yīng)用模塊16 (例如由 軟件實(shí)現(xiàn))、c-music聲音編輯器18 (在下面進(jìn)行討論，該聲音編輯器有時(shí)在本領(lǐng)域中被稱 為"pcmusic"， pcmusic是cmusic用于基于Windows的個(gè)人計(jì)算機(jī)的版本)，以及被設(shè)計(jì)用 來方便用戶與SMS 12和相關(guān)CST應(yīng)用程序16進(jìn)行交互的GUI 20。從本質(zhì)上來說，cmusic 聲音編輯器18是一種為耳鳴治療合成CST聲音的引擎并且GUI 20是一種用于設(shè)計(jì)或開發(fā) 這些聲音的工具。CST應(yīng)用程序16、cmusic編輯器18和GUI 20中的一個(gè)或更多個(gè)可以依 據(jù)SMS12的裝置集成水平被嵌入到軟件、硬件和/或固件19中。該cmusic聲音編輯器18可以是CST應(yīng)用程序16的一部分或者可以是和CST應(yīng)用程序16接口和/或可操作地耦合到CST應(yīng)用程序16的獨(dú)立模塊。除了諸如顯示器21、鍵盤22(或觸摸屏)、粗略指向裝置23(例如鼠標(biāo))的標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出(I/O)裝置(或控制裝置25)以外，它還具有能夠播放數(shù)字音頻文件(例如.wav文件)的高質(zhì)量聲音輸出裝置。由于外部噪音可能干擾聲音匹配過程，所以期望SMS 12硬件中的移動(dòng)部件(例如散熱風(fēng)扇)(如果存在的話)盡可能地安靜，并且來自這些裝置的噪聲應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地被隔離開。 聲音匹配站(SMS 12)必須能夠在CST操作人員(醫(yī)師、聽覺學(xué)專家或其他有資格的操作人員)的控制下為CST產(chǎn)生備選聲音。 圖5是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例圖解說明SMS 12(例如計(jì)算機(jī))的功能組件的示意圖，該SMS 12為病人產(chǎn)生數(shù)字聲音文件13。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，下面是SMS12的示例應(yīng)用程序代碼File|New Session-initialize the whole session File|Load Session :load existing session file(must end with" . ses〃 )
File I Save :save session information(including all components and
status of the current" Match Test" module)into a" .ses" file
File I Save As :save session as File I Save Wave File :copy the already generated wave file(mix. wav
located in the program folder)into desired locationFile || Session Info :notes for the current session, or patient
File I Exit :exit program ------------------------------------------------------------------- pcmusicScore I Edit Score :directly edit the current pcmusic
score" mix. sc" located in
the program folderpcmusicScoreI Load Score : load score file(must end with" . sc〃 )
pcmusicScoreI Save Score As :stored" mix. sc" to desired locations andfilenames pcmusicScoreI Run From Score :call pcmusic to run loaded or modifiedscore(〃 mix sc" in the program folder) 病人聽這些備選聲音并且回應(yīng)CST操作人員/測(cè)試人員關(guān)于如何改進(jìn)與病人的內(nèi)部耳鳴感覺的近似程度的詢問。在這個(gè)意義上，本CST匹配過程類似于配眼鏡(例如對(duì)于配眼鏡來說是"哪個(gè)看起來更好，這個(gè)或這個(gè)？"，而對(duì)于CST來說是"哪個(gè)聽起來更近，A或B ")。 通常來說，病人有耳鳴感覺，這些耳鳴感覺由具有一個(gè)或更多個(gè)"分量"的聲音來匹配。這種分量的數(shù)量在病人和病人之間是不同的，但是典型地為一個(gè)或兩個(gè)，盡管也遇到過半打或更多的聲音分量。在兩個(gè)耳朵里經(jīng)歷的耳鳴極少是相等的——典型地，在一側(cè)耳 朵中要強(qiáng)于另一側(cè)。每個(gè)個(gè)體分量按照其左-右位置被不同地感覺到。典型地，在一側(cè)的 分量"多于"另一側(cè)，而不是必然地只獨(dú)占在一側(cè)。因此，通常來說，每個(gè)分量被典型地感覺 到在兩側(cè)是不同強(qiáng)度的。 到目前為止，病人所經(jīng)歷和描述的耳鳴分量可以被歸結(jié)到三種類別之一音調(diào)和
兩種類型的窄帶噪聲。十分常見的音調(diào)類別由適當(dāng)頻率的純正弦波很好地匹配。應(yīng)當(dāng)注意
的是，顯著的困難在于以至少兩種方式來匹配正弦波的頻率和內(nèi)部感覺。 最顯著的困難是八度音錯(cuò)誤。頻率不是太極端的正弦波具有良好定義的音樂音
高(例如Bb，F(xiàn)ft等)，并且即使音高低(或高) 一個(gè)或更多個(gè)音樂八度音，病人也常常將具
有相同音樂音級(jí)(即音符名)的正弦波判斷為是相同的。因此，有可能的話，對(duì)于CST操作
人員來說重要的是通過用被判斷為在音高上低于和高于內(nèi)部耳鳴感覺的聲音將該感覺"包
圍"起來以檢查八音度錯(cuò)誤。 匹配正弦波和音調(diào)耳鳴感覺的第二個(gè)顯著的困難在于"常規(guī)"頻率匹配提示(諸 如敲打)并不在正弦波的頻率靠近內(nèi)部感覺的時(shí)候出現(xiàn)。典型地，病人在正弦波非常近地 接近內(nèi)部感覺的時(shí)候表示出輕微的混淆，通常通過聲音描述一種感覺閉塞，或者反過來也 是一樣。在備選聲音匹配或者非常近地接近內(nèi)部耳鳴感覺時(shí)，有時(shí)內(nèi)部耳鳴感覺一起消失， 至少是暫時(shí)地。 在正弦波類型分量匹配過程中對(duì)SMS 12的重要要求是產(chǎn)生具有精確的、可指明 的頻率和幅值的一個(gè)或多個(gè)正弦波的序列的能力。這些正弦波由CST操作人員來調(diào)節(jié)直到 病人無法覺察到正弦分量和內(nèi)部耳鳴感覺的分量在頻率上的區(qū)別。如果耳鳴感覺由多個(gè)正 弦分量組成，那么通常的實(shí)際做法是從最顯著的正弦分量到不那么顯著的正弦分量的順序 來處理。當(dāng)病人不能夠就給定正弦波的頻率給出進(jìn)一步改進(jìn)的建議時(shí)，每個(gè)分量被認(rèn)為已 經(jīng)匹配。對(duì)于大多數(shù)病人來說，這包括將合成聲音的頻率調(diào)節(jié)為與在相關(guān)頻率附近的一個(gè) 或兩個(gè)剛剛能夠看出來的差異一樣小。 耳鳴感覺常常與窄帶噪聲聲音而不是正弦波匹配。對(duì)于病人來說，同樣不常發(fā)生 的是經(jīng)歷與正弦波聲音和混合在一起的窄帶噪聲聲音都相匹配的耳鳴感覺。就SMS12而 言，這樣的感覺由與第二窄帶噪聲分量混合的正弦分量來匹配。 經(jīng)常遇到兩種類型的窄帶噪聲分量。"I型"噪聲使用在計(jì)算機(jī)音樂聲音合成的背 景下開發(fā)的特殊隨機(jī)算法產(chǎn)生(參見圖11)。 "II型"噪聲是由下面描述的二階標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字 濾波器濾波的簡(jiǎn)單白噪聲。 I型噪聲的噪聲源是由波形組成的數(shù)字信號(hào)，該波形具有每隔tau( t )秒選擇的 隨機(jī)值，其中線性插值用于填充隨機(jī)值之間的樣本。這將導(dǎo)致具有這樣頻譜的信號(hào)中心 為0Hz，并且旁瓣在諧波頻率為1/ Ji Hz處跌落到振幅為零。第一旁瓣具有近似低于中心值 24dB的振幅峰值。接下去的旁瓣在振幅上以每八度音大約12dB的速度衰減。因此，t值 控制噪聲信號(hào)的帶寬。 噪聲頻譜通過在fc Hz將其頻譜與正弦頻譜進(jìn)行巻積很容易移位到任意中心頻 率，fc Hz，這種巻積通過波形相乘(四相調(diào)制)很容易完成。這種技術(shù)為I型噪聲提供帶 寬和中心頻率控制，這兩者都必須被調(diào)整以匹配病人的內(nèi)部耳鳴感覺。 I型噪聲(見圖10和圖11)具有比經(jīng)過簡(jiǎn)單帶通濾波的白噪聲更"粗糙的"質(zhì)量。該噪聲的用途是，其經(jīng)常被病人判斷為在質(zhì)量上接近他們的內(nèi)部耳鳴感覺的噪聲分量。圖 10(a)圖示說明由每隔O. 5ms (即速率為2000Hz)在+1和_1范圍內(nèi)選擇的隨機(jī)值組成的波 形，該波形在相鄰點(diǎn)之間具有線性插值。圖10(b)圖示說明相關(guān)的(標(biāo)準(zhǔn)化的)右半部分 振幅譜，顯示在OHz的中心和相繼的旁瓣。圖11(a)圖示說明由圖10的中心頻率為5000Hz 的頻譜與5000Hz的正弦波進(jìn)行頻譜巻積得到的頻譜。圖11 (b)與圖10相似地圖示說明， 其中= 200Hz，中心在5000Hz。 II型噪聲是經(jīng)過帶通濾波的白噪聲。其相比于I型噪聲具有"更光滑的"質(zhì)量。帶
寬可以被調(diào)整到足夠窄，以提供像音調(diào)的聲音和像噪聲的聲音之間的連續(xù)區(qū)。這通過將白
噪聲源(典型地，偽隨機(jī)數(shù)的線性同余源)連接到具有標(biāo)準(zhǔn)化增益的二階濾波器產(chǎn)生。增
益標(biāo)準(zhǔn)化是必須的，因?yàn)楹?jiǎn)單雙極濾波器在帶寬變窄時(shí)(對(duì)應(yīng)于將極對(duì)(pole-pair)移動(dòng)
到靠近在復(fù)平面上的單位圓)在中心頻率處的峰值增益有明顯的增加。圖12圖示說明雙
極濾波器在極半徑為0. 0、0. 7、0. 8和0. 9時(shí)的依賴于頻率的增益。該濾波器的中心頻率被
設(shè)為奈奎斯特率(Nyquist rate)的一半。 圖12所示的簡(jiǎn)單雙極濾波器具有下列濾波等式 y(n) = a0-biy(n-l)-b2y(n-2) 其傳遞函數(shù)為
//(Z) =-^~~^
l-2及cospz-'+及22—2 其中，濾波器的中心頻率由極角CP確定，并且?guī)捰蓸O半徑R(《1)確定。為了將 該濾波器的峰值增益標(biāo)準(zhǔn)化到在最大頻率的單位元素(unity)，可能在分別對(duì)應(yīng)于0Hz和 奈奎斯特率的z = -1和z = 1處分別引入兩個(gè)反諧振(零)Smith和Angel 1， 1982。將
結(jié)果傳遞函數(shù)用系數(shù)(1-R)擴(kuò)展以將濾波器的峰值增益標(biāo)準(zhǔn)化到單位元素，表達(dá)式如下
1 一 / Z_2
//(Z) = (1 _ i )-~"^
l-2及cospz—'+i 2z—2 這對(duì)應(yīng)于濾波等式 y (n) = G [x (n) -Rx (n_2) ] +bj (n_l) _b2y (n_2) 其中 R e-"B/s G = 1-R b丄=2Rcos (2 Ji fc/S) b2 = -R2 這里，S是采樣率，/; = ^ /(2;r)Hz是中心頻率，并且B -Sln(R/ "Hz是帶寬。
盡管經(jīng)濾波的噪聲的整體振幅在非常窄的帶寬下趨于急劇地減少，但該二階濾波器允許中 心頻率和帶寬改變而不考慮濾波器增益。 總結(jié)起來，SMS 12必須能夠產(chǎn)生任意數(shù)量的分量，每一個(gè)分量是音調(diào)噪聲或者是 I型噪聲或II型噪聲。每個(gè)分量應(yīng)當(dāng)在左右立體聲道之間任意地平衡。最終，結(jié)果聲音應(yīng) 當(dāng)由病人和CST操作人員通過PSP 14直接監(jiān)控，以確保被病人使用的治療聲音與在CST擬
10合期間獲取的聲音匹配。 CST——便攜式聲咅播放器 PSP 14具有幾種要求(例如音量限制，回放會(huì)話記錄)，這些要求是典型的音頻播 放器沒有的。不同于普通的音頻播放器，PSP 14不需要產(chǎn)生在高音級(jí)的聲音，例如那些適 合普通音樂聆聽的聲音。事實(shí)上，因?yàn)椴∪藢⒚看务雎犜S多個(gè)小時(shí)的定制聲音，所以就非常 期望PSP 14被限制為產(chǎn)生在相當(dāng)?shù)偷膬A聽水平的聲音。為了發(fā)生有效的適應(yīng)，定制聲音應(yīng) 該是可以聽到的，但也不大到足以掩蓋耳鳴聲音本身。因此，耳鳴主體在其PSP 14上使用 的音量設(shè)定給出了對(duì)耳鳴強(qiáng)度的估計(jì)。所包含的音頻功率高度地依賴于功率，但是在任何 情況下都不應(yīng)該超越病人的極限(例如近似80dB SL(感覺水平，也就是在病人的極限之上 的dB))。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)耳鳴感覺都由大約3kHz-10kHz頻率范圍內(nèi)的聲音很好地匹配。 然而，已經(jīng)觀察到低至50Hz和高于14kHz的耳鳴感覺匹配聲音。因此，PSP 14需要能夠產(chǎn) 生在低失真下覆蓋整個(gè)可聽見范圍(約20-20000Hz)的頻率。 參考圖2，可分離的/便攜的PSP 14經(jīng)由合適的接口 26(例如USB接口 )可操 作耦合至SMS 12站，并且在匹配會(huì)話期間與病人和CST操作人員的音頻輸出轉(zhuǎn)換器28和 29 (例如耳機(jī))有線或無線連接，接著在適應(yīng)療法期間被分給病人使用。SMS 12可以被配 置，以支持多個(gè)PSP。 在圖7、8和9圖解說明的實(shí)施例中，PSP 14包括下列結(jié)構(gòu)、特征和功能
——方便的開關(guān)控制，以保持電池壽命。
——多功能顯示。 ——電池壽命長(zhǎng)，在充電之間至少回放8小時(shí)。
——方便的播放_(tái)暫停按鈕。 ——控制保持(鎖定)按鈕以避免意外的設(shè)定改變。 ——在預(yù)設(shè)持續(xù)時(shí)間(例如至少是5分鐘的持續(xù)時(shí)間)內(nèi)連續(xù)重復(fù)地回放單個(gè)錄 制的聲音。 ——立體聲回放，以允許在每個(gè)耳朵中不同的回放。
——平衡控制，以允許調(diào)整每個(gè)耳朵中的相對(duì)響度。
——方便的音量控制和顯示，給出數(shù)字化的音量水平讀數(shù)。
——被限制在特定音量水平的回放音量限制。 ——內(nèi)部日時(shí)鐘的日期和時(shí)間，以允許內(nèi)部記錄回放時(shí)間和音量。
——內(nèi)部監(jiān)控軟件，以記錄回放的日期、時(shí)間、音量等。 —USB或其他到SMS的方便接口 ，允許交換聲音和記錄數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)應(yīng)該包括
回放時(shí)間和音量以及其他病人數(shù)據(jù)，例如ID和任意的文本記錄，例如聲音規(guī)格。 ——用于一個(gè)或兩個(gè)耳朵的轉(zhuǎn)換器，其優(yōu)選地?zé)o線連接到PSP。 ——供應(yīng)與多個(gè)轉(zhuǎn)換器的連接，其目的是允許由SMS操作人員在聲音定制期間或
其他時(shí)間監(jiān)控。 ——音頻要求聲音的回放應(yīng)該是高質(zhì)量的，例如必須最小符合標(biāo)準(zhǔn)紅皮書CD音 頻，即在每個(gè)聲道每秒44100個(gè)樣本采樣的16位線性PCM(脈沖編碼調(diào)制)立體聲。模擬 音頻輸出線路需要是高質(zhì)量的，并且具有那些高質(zhì)量數(shù)字音樂播放器，例如MP3播放器(例 如蘋果公司的iPod播放器)或更好的播放器等級(jí)的噪聲和失真特性。模擬音頻輸出需要能夠驅(qū)動(dòng)至少兩套轉(zhuǎn)換器，這些轉(zhuǎn)換器具有獨(dú)立音量設(shè)定(例如顯示在圖7中的左右音量 控制VC)，允許由病人和CST操作人員同時(shí)進(jìn)行聲音監(jiān)控。 ——存儲(chǔ)器要求假設(shè)聲音以16位線性PCM立體聲音頻(1. 411Mbs)標(biāo)準(zhǔn)錄制，音
頻存儲(chǔ)要求是64MB量級(jí)的。額外的用于軟件和數(shù)據(jù)記錄的存儲(chǔ)可能是其兩倍或四倍。固
件存儲(chǔ)器要求是依賴于硬件的，并且優(yōu)選地為可更新的以允許以后的改進(jìn)?！浜项i圈的系索，以提供方便性，便于病人輕松地"佩戴'TSP裝置并且較小地
干擾病人的日常事務(wù)。 圖6是示意性流程圖，圖解說明依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在CST系統(tǒng)10中使用 的PSP的操作。 當(dāng)病人使用PSP 14時(shí)，其自動(dòng)記錄病人的使用情況，即其(通過建立一條記錄) 記錄PSP被打開和關(guān)閉的日期和時(shí)間以及在那時(shí)使用的聲音音量。這些信息可以在下次訪 問時(shí)被下載到SMS 12上并且可以被查看。
聲音編輯器 這里稱為"cmusic"的音頻編輯是由F. Richard Moore設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的，并且其完全 地記錄在他的書Elements of Computer Music (Prentice-Hall, 1990)中。該"cmusic，，聲 音編輯器18是軟件實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用，其具有適合于在本發(fā)明CST系統(tǒng)10中使用的聲音編輯器 的特征和功能。聲音編輯器已經(jīng)被用在計(jì)算機(jī)音樂合成領(lǐng)域幾十年了。通過限定，聲音編 輯器將使用其定義的"源"語言編寫的描述轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字音頻信號(hào)，該數(shù)字音頻信號(hào)可 以被儲(chǔ)存在合適的計(jì)算機(jī)文件中并且然后使用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字音頻回放方法(典型地為在標(biāo) 準(zhǔn)計(jì)算機(jī)上的聲卡或更專用的回放系統(tǒng)，例如便攜式聲音播放器)被回放為一種可聽見的 聲音。cmusic聲音編輯器18定義了一種對(duì)于其領(lǐng)域盡可能靈活通用的源語言。該源語言 提供了不同的"構(gòu)建塊"，由這些"構(gòu)建塊"可以指定幾乎任何聲音，并且因此可以合成聲音。
更加具體地，聲音編輯器將包括一個(gè)或多個(gè)聲音的文本描述的輸入數(shù)字文件認(rèn)為 是要合成的。該文本描述以由正在使用的特定聲音編輯器定義的輸入語言(在本例中為 cmusic輸入語言)編寫。該語言中的語句描述要被合成的聲音信號(hào)的具體特征，例如其分 量?jī)?nèi)容，其中每個(gè)組成分量可以具有諸如頻率、相對(duì)振幅、相位、波形等參數(shù)。該聲音編輯器 接著通過產(chǎn)生相應(yīng)的聲音信號(hào)，將結(jié)果儲(chǔ)存在數(shù)字音頻數(shù)據(jù)文件上來"實(shí)現(xiàn)"輸入。數(shù)字音 頻數(shù)據(jù)文件本質(zhì)上是指定聲音的數(shù)字"錄音"。該數(shù)字音頻文件接著使用數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)被轉(zhuǎn) 換成聲音，該數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可以被合并到計(jì)算機(jī)本身或者位于其他地方，例如在外部數(shù)字 音頻播放器中。 不同的編輯器通常根據(jù)其方便規(guī)范的聲音類型進(jìn)行區(qū)分(就如Fortran和C編輯 器使不同類型的算法處理更方便或更不方便指定)。cmusic聲音編輯器可以被用作在SMS 12中的應(yīng)用程序或其他類型的獨(dú)立式計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用程序。在說明性實(shí)施例中，為CST使 用的特殊版本使用PC版本的cmusic聲音編輯器，該編輯器被實(shí)現(xiàn)為控制臺(tái)應(yīng)用(命令行) 程序，其在Microsoft Windows下通過命令窗口運(yùn)行。 聲音編輯器，即cmusic應(yīng)用程序被CST提供者(典型地為聽覺學(xué)專家)使用以合 成聲音，這些聲音作為匹配病人耳鳴感覺的候選聲音。每次聲音的規(guī)范由提供者改變時(shí)，就 創(chuàng)建一個(gè)新的文本輸入文件。接著運(yùn)行cmusic應(yīng)用程序以將該文本描述轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的聲 音信號(hào)。在多次嘗試、被迫選擇的過程(類似于選擇鏡片)后，確定最優(yōu)匹配。接著使用
12cmusic應(yīng)用程序來合成更長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間(典型地為大約3分鐘)的信號(hào)，該信號(hào)可以被下載到病人攜帶的便攜式聲音播放器中。接著病人能夠使用音頻播放器的自動(dòng)重復(fù)特征反復(fù)地聽該聲音，從而接受CST治療。
CST圖形用戶界面 cmusic編輯器原本被指定來對(duì)正弦音調(diào)和已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)為有利于治療耳鳴的兩種類型噪聲進(jìn)行說明。但是，cmusic源語言非常復(fù)雜，而且也不適合于非專業(yè)的人員使用。在說明性實(shí)施例中，根據(jù)CST的需要特定設(shè)計(jì)的GUI 20為不熟悉聲音編輯器的人(諸如典型的聽覺學(xué)專家)提供了一種運(yùn)行cmusic的簡(jiǎn)化方法。因此已經(jīng)設(shè)計(jì)了一種或多種版本的GUI以使適合于耳鳴治療形式的這些聲音的規(guī)范可以由那些是耳鳴治療專家卻不是使用聲音編輯器的專家的用戶使用。該GUI 20只是代表用戶運(yùn)行cmusic應(yīng)用程序，但不會(huì)影響下層的聲音合成過程。在CST中，用戶操縱GUI 20以集中在與病人的耳鳴感覺匹配的聲音上。該GUI 20產(chǎn)生cmusic源語言的語句17 (參見圖5)，該語句被內(nèi)部饋送到cmusic程序，該程序接著產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于期望的聲音的指定數(shù)字音頻信號(hào)。 一旦確定該聲音完全地"符合"病人的耳鳴感覺，該聲音就被下載到便攜式播放器中供病人使用。
參考圖4， GUI 40被分為4個(gè)主要的部分
1."匹配測(cè)試" 這個(gè)GUI部分30被用于將聲音與病人耳鳴的單獨(dú)分量進(jìn)行匹配(取決于病人，有可能只有一種分量)。分量的信號(hào)類型、頻率、帶寬(如果適當(dāng)?shù)脑?和水平(振幅)可以被控制。在說明性實(shí)施例中，GUI允許最多4個(gè)不同的測(cè)試聲音以相當(dāng)迅速的順序被比較。
按鈕 a."運(yùn)行測(cè)試"29產(chǎn)生合成的聲音"test. wav"文件并且如在"回放"部分中指示的那樣回放。 b."重新開始"31將整個(gè)GUI帶回到其初始設(shè)置。 在每次測(cè)試之后，可以使用向下箭頭33將結(jié)果轉(zhuǎn)換成聲音的最終混音的一個(gè)選
定分量。如果多于一個(gè)頻率被啟用，那么它們之中最右側(cè)的頻率將被轉(zhuǎn)換成選定的分量。
2."回放" 這個(gè)GUI部分32被用于控制最新合成的聲音的回放。
3."分量" 這個(gè)GUI部分34每次顯示混音聲音的一個(gè)分量。被顯示的特定分量由在"主"部分36中的單選按鈕來指示。每個(gè)分量的性質(zhì)包括信號(hào)類型、頻率、帶寬、水平和聲道分配(左聲道、雙聲道或右聲道)。 具有上箭頭的按鈕35使得用戶能夠?qū)⑦x定的分量轉(zhuǎn)回"匹配測(cè)試"部分，用于進(jìn)
一步的測(cè)試和調(diào)整。
4."主體" 這個(gè)GUI部分36提供人的耳鳴的所有分量的混音器。其允許混合多個(gè)分量(例如，最多為20個(gè)分量)。可以指定分量混合的持續(xù)時(shí)間(以秒為單位)。
"混音"按鈕37合成所有分量的混合物，并且產(chǎn)生位于程序文件夾或用戶指文件夾的數(shù)字聲音文件(例如，"mix. wav"文件)。 混音器為每個(gè)分量軌道(例如最多20個(gè)分量軌道)提供音量水平開/關(guān)(即無聲或非無聲)控制。在混音器最右列的選擇框決定哪個(gè)分量將作為"當(dāng)前分量"顯示在"分 量"GUI部分。"防限幅"38準(zhǔn)許用戶指定極限水平的持續(xù)時(shí)間，以避免限幅。
說扁輔你l 匹配過程開始于取得預(yù)篩選的目標(biāo)病人的常規(guī)聽力方面的病史，以確定他們的耳 鳴感覺的大體本質(zhì)。獲取該病史具有幾個(gè)目的為匹配過程建立初始點(diǎn)，將病人引入該匹 配過程和作為用于指示活動(dòng)耳疾的另一初選(初步醫(yī)療評(píng)估必須始終在啟動(dòng)CST之前進(jìn)行 并且評(píng)估的結(jié)果應(yīng)該是聽覺學(xué)專家/執(zhí)行CST步驟的專業(yè)人員可以獲取的)?；顒?dòng)耳疾的 指示可以包括，但不限于在頻率或強(qiáng)度上廣泛不同的耳鳴，敲打性耳鳴或不尋常的耳鳴音 調(diào)。貫穿該病史，可能有助于匹配過程的附加信息也可以被發(fā)覺(例如，就聲音的描述來看 病人的熟練程度)
個(gè)案研究1 :單咅調(diào)耳鳴 在最簡(jiǎn)單的案例中，病人將具有一種耳鳴感覺，該耳鳴感覺由在特定頻率的純音 調(diào)/正弦波精確匹配。匹配這種耳鳴感覺只需要發(fā)現(xiàn)最接近病人的耳鳴頻率的純音調(diào)/正 弦波的頻率。使用圖4所示的GUI 20，在SMS 12中的CST應(yīng)用程序16允許生產(chǎn)多達(dá)4個(gè) 測(cè)試音調(diào)。CST用戶/提供者可以將這些音調(diào)設(shè)置成任何頻率(提供頻率粗調(diào)和精調(diào)控制 并且任意頻率可以只是鍵入到頻率子窗口 )。 CST匹配過程是基于兩個(gè)樣本"強(qiáng)迫選擇"， 其中提供者為病人播放兩種音調(diào)，并且詢問其中哪個(gè)音調(diào)在音高上"最接近"病人的耳鳴感 覺。所使用的測(cè)試音調(diào)的選擇是基于提供者根據(jù)來自于執(zhí)行的任何耳鳴評(píng)估的現(xiàn)有信息和 病人所描述的耳鳴("非常高的音高"、"像蟋蟀叫"、"像電視發(fā)出的聲音一樣"等等)的判斷。 如果病人能夠?qū)y(cè)試音調(diào)描述成比給出的測(cè)試音調(diào)在音高上"更高"或"更低"，或者更好的 是如果耳鳴感覺位于測(cè)試音調(diào)"之間"，那么這是有幫助的。病人的"之間(in between)"判 斷在避免音高的八度音錯(cuò)誤時(shí)尤其有用。無論何時(shí)進(jìn)行這種基音高確定，特別重要的是在 兩個(gè)測(cè)試音調(diào)之間"包圍"該耳鳴感覺以避免八音度錯(cuò)誤。 —旦已經(jīng)使用測(cè)試音調(diào)包圍耳鳴感覺的音高，那么一種有用的技術(shù)是逐漸地減低 兩種音調(diào)之間的間距(ambitus)(音高差)直到達(dá)到準(zhǔn)確的(或無法再改進(jìn)的)匹配。依 據(jù)頻率范圍和病人比較測(cè)試音調(diào)和耳鳴感覺的音高的能力，這種過程可以被重復(fù)，直到達(dá) 到準(zhǔn)確的匹配或者病人不能在兩種測(cè)試音調(diào)之間作判定。后一種情況可能在當(dāng)兩種音調(diào)存 在于在給出頻率附近的幾乎是剛剛能夠看出來的頻率差異之中(典型地小于約0. 5%的頻 率變化)時(shí)發(fā)生。 —旦發(fā)現(xiàn)了好的候選測(cè)試音調(diào)，該測(cè)試音調(diào)可以被傳遞到分量窗口用于進(jìn)一步的 調(diào)整。多達(dá)20個(gè)分量可以被混合到一起以產(chǎn)生CST聲音供病人使用。最終的CST聲音通 常應(yīng)當(dāng)在保存之前被設(shè)為180秒的持續(xù)時(shí)間。擬合會(huì)話應(yīng)當(dāng)被保存在獨(dú)特的文件名下(例 如符合病人隱私法案(Patient Privacy Act))用于以后的再調(diào)用。所有的文件都被保存 在CST程序的安裝目錄下。所有的聲音文件都以文件名"test. wav"或"mix. wav"保存，除 非該聲音文件被保存在其他名稱下(典型地與會(huì)話名相同且擴(kuò)展名為".wav")
在分量子窗口 34中，CST提供者可以通過選擇選項(xiàng)39之一選擇使音調(diào)在兩個(gè)聲道 中相同地播放或者只在左聲道或右聲道中播放。如果期望在兩個(gè)聲道中播放音調(diào)，但是在 左聲道或右聲道更響，那么兩個(gè)分量可以使用相同的聲音，一個(gè)在左聲道一個(gè)在右聲道。兩個(gè)分量的響度水平可以被分別調(diào)整。這種調(diào)整可以使用5或10秒的Master Mixdown(主混 音)持續(xù)時(shí)間進(jìn)行，直到達(dá)到正確的左右平衡。接著可以通過將持續(xù)時(shí)間設(shè)為180秒(典 型值)并合成音調(diào)來制造治療的音調(diào)。依據(jù)在最后混音中的分量的數(shù)量，各個(gè)分量的水平 需要被降低，以防止在混音期間振幅限幅。如果只使用一個(gè)或兩個(gè)分量，那么各個(gè)分量的振 幅可以被設(shè)為例如-6dB或更小(在任何情況中振幅通常將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于該值)。如果更多分量 被使用，那么每當(dāng)分量的數(shù)量加倍時(shí)，最大可允許的分量水平應(yīng)當(dāng)被降低預(yù)定的水平，例如 6db。 所有顯示在GUI 20上的設(shè)置可以被保存在會(huì)話名下(會(huì)話名應(yīng)當(dāng)符合HIPAA和 任何相關(guān)的病人隱私法案)，以用于以后的再調(diào)用。這允許聲音匹配過程被中斷和在以后的 時(shí)間繼續(xù)，或者允許之前的設(shè)置被再調(diào)用以進(jìn)一步調(diào)整，該調(diào)整可以被保存在新版本名字 下(例如Ptl ver2或"病人l，版本2")。 在任何情況下，最終混音的聲音通過將其保存為名稱對(duì)應(yīng)于File(文件)菜單下 的會(huì)話的.wav文件而被存儲(chǔ)。 一旦.wav文件被創(chuàng)建，其就可以被傳遞給PSP14供病人使 用。 治療聲音文件被復(fù)制到PSP 14，然后病人就可以反復(fù)地聽該聲音文件。由于期望 剛好匹配耳鳴感覺所需的音量水平將隨著時(shí)間降低，所以達(dá)到這種匹配的開始水平應(yīng)當(dāng)介 于PSP 14上的半尺度和滿尺度之間(混音的分量振幅可以被調(diào)整以確保這一點(diǎn))。
CST提供者應(yīng)當(dāng)向病人提供詳細(xì)的指示，同樣也使病人獲取任何必要的版本或其 他的形式。在聲音匹配會(huì)話的最后，病人應(yīng)該擁有包含盡可能嚴(yán)密地匹配其耳鳴感覺的聲 音的PSP 14。 個(gè)案研究2 :噪音波段和多分暈耳鳴感覺 不是所有的耳鳴病人都經(jīng)歷單音調(diào)感覺。 一些病人經(jīng)歷的耳鳴感覺更充分地由窄 帶或?qū)拵г肼暺ヅ?，并且一些病人具有一種或多種純音調(diào)感覺與一種或多種噪聲波段分量 組合的組合感覺。CST程序提供兩種類型的噪聲波段分量，I型噪聲(限制波段)和II型 噪聲(經(jīng)濾波的白噪聲)。在本質(zhì)上，I型噪聲聽起來更"粗糙"一點(diǎn)而II型噪聲聽起來更 "光滑"一點(diǎn)。病人有時(shí)把I型噪聲描述成更加"碎的"或"像蟋蟀的叫聲"，而II型噪聲更 像"嘶嘶聲"或"急流聲"。這兩種噪聲都可以由在SMS 12中的CST應(yīng)用程序產(chǎn)生。除了基 頻率或中心頻率，每個(gè)這些噪聲都具有改變其聲音質(zhì)量的"帶寬"調(diào)整。非常小(或"窄") 的帶寬使得這些噪聲更像音調(diào)(即更像之前討論過的純音調(diào)/正弦波音調(diào))，而更大(或 "更寬")的帶寬使得這些噪聲更像"急流聲"、"風(fēng)聲"或"流水聲"。 將噪聲波段匹配到病人的耳鳴感覺的過程實(shí)質(zhì)上與之前為純音調(diào)/正弦波描述 的匹配過程是相同的，除了有一個(gè)額外的帶寬參數(shù)要調(diào)整。I型或II型噪聲可以以和用于 純音調(diào)/正弦波相同的方式被傳遞到分量子窗口。如果病人的耳鳴中存在多于一個(gè)分量或 左右耳具有不同的耳鳴感覺，那么該I型或II型噪聲可被分配分量數(shù)量。
發(fā)現(xiàn)病人的耳鳴感覺由一個(gè)或多個(gè)純音調(diào)/正弦波音調(diào)和一個(gè)或更多個(gè)I型或II 型噪聲的噪聲波段聲音的組合組成并不是罕見的。CST應(yīng)用程序提供多達(dá)20個(gè)混合在一起 的分量，以產(chǎn)生最匹配病人耳鳴感覺的聲音。如上所述，當(dāng)多個(gè)分量必須被混合到一起時(shí)， 就變得必須降低所有分量聲音的振幅，其目的是避免由于"限幅"造成的聲音失真。
本發(fā)明的過程和系統(tǒng)按照功能模塊已經(jīng)在上文中被描述。應(yīng)當(dāng)理解的是，除非其他與此相反的聲明，否則一項(xiàng)或多項(xiàng)功能可以被集成到單個(gè)物理裝置或軟件產(chǎn)品的軟件模 塊中，或者功能可以在分開的物理裝置或軟件模塊中實(shí)現(xiàn)，而不背離本發(fā)明的范圍和精神。 進(jìn)一步值得注意的是，在硬件、固件和軟件之間的界限通常不是明顯的。 值得注意的是，包括過程的每一步的實(shí)際實(shí)施的詳細(xì)討論對(duì)于使本發(fā)明能夠被理 解來說不是必須的。給出在這里公開的系統(tǒng)屬性、功能和系統(tǒng)中不同軟件和硬件組件的相 互關(guān)系，那么實(shí)際實(shí)施在程序員和計(jì)算機(jī)工程師的常規(guī)技能范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員使用 普通技能就能夠?qū)嵺`本發(fā)明而不需要不適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)。 雖然根據(jù)所描述的與其相關(guān)的實(shí)施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人 員來說明顯的是，可以在不違背本發(fā)明范圍和精神的情況下進(jìn)行不同的修改和改進(jìn)。相應(yīng) 地，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不受限于特定說明的實(shí)施例，而是僅受限于隨附的權(quán)利要求的 范圍。
權(quán)利要求
一種用于對(duì)病人進(jìn)行耳鳴治療的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括被配置以產(chǎn)生定制聲音的聲音匹配站，其中所述定制聲音與所述病人的耳鳴感覺相匹配；以及接收和存儲(chǔ)來自所述聲音匹配站的定制聲音拷貝的音頻裝置，該定制聲音拷貝要被回放給所述病人。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述聲音匹配站包括 被配置為創(chuàng)建所述定制聲音的定制聲音治療應(yīng)用程序；以及圖形用戶界面，便于對(duì)所述定制聲音治療應(yīng)用程序進(jìn)行用戶輸入，從而為所述病人創(chuàng) 建定制聲音。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述定制聲音治療應(yīng)用程序包括被配置為合成 聲音信號(hào)以創(chuàng)建所述定制聲音的聲音編輯器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述圖形用戶界面被配置，以便于對(duì)下列至少一項(xiàng)進(jìn)行用戶輸入(a) 匹配測(cè)試部分，便于用戶控制以開發(fā)測(cè)試聲音，從而匹配所述病人的耳鳴感覺的各 個(gè)分量；(b) 回放部分，便于用戶控制合成聲音的回放；(c) 分量部分，便于用戶控制要被合成的測(cè)試聲音的測(cè)試分量的特性；以及(d) 主體部分，便于用戶選擇要被合成為所述測(cè)試聲音的一個(gè)或多個(gè)測(cè)試分量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述匹配測(cè)試部分被配置，以便于用戶控制所 述測(cè)試聲音的特性，所述特性包括所述分量的信號(hào)類型、頻率、帶寬和振幅水平中的至少一 項(xiàng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述匹配測(cè)試部分被進(jìn)一步配置，以便于用戶控 制每次開發(fā)多個(gè)測(cè)試聲音，使得所述測(cè)試聲音可以按順序與比較的分量作匹配。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述分量部分被配置，以便于用戶控制信號(hào)類 型、頻率、帶寬、水平和聲道選擇中至少一項(xiàng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述音頻裝置是便攜式的，并且其在與所述聲音 匹配站斷開連接后存儲(chǔ)要被用戶回放的所述定制聲音的數(shù)字拷貝，并且其中所述音頻裝置 被配置以反復(fù)地回放特別存儲(chǔ)的定制聲音。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述音頻裝置被配置以保持所述定制聲音的病 人回放的記錄，所述記錄包括回放使用的聲音音量水平。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述音頻裝置下次與所述聲音匹配站再連接 時(shí)，所述記錄被傳輸?shù)剿雎曇羝ヅ湔尽?br> 11. 一種向病人提供耳鳴治療的方法，所述方法包括使用聲音匹配站產(chǎn)生定制聲音和將所述定制聲音與所述病人的耳鳴感覺匹配； 在音頻裝置中接收和存儲(chǔ)來自所述聲音匹配站的所述定制聲音的拷貝；以及 向所述病人回放所述定制聲音。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，通過以下步驟產(chǎn)生和匹配所述定制聲音 合成聲音信號(hào)，以創(chuàng)建所述定制聲音；以及與圖形用戶界面交互，以提供用戶輸入來控制為所述病人創(chuàng)建定制聲音。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中聲音信號(hào)由定制的聲音治療應(yīng)用程序來合成， 所述定制的聲音治療應(yīng)用程序包括聲音編輯器，所述聲音編輯器被配置以合成聲音信號(hào)來 創(chuàng)建所述定制聲音。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述圖形用戶界面被進(jìn)行交互，以為下列至少 一項(xiàng)提供用戶輸入(a) 用戶控制測(cè)試聲音的開發(fā)，以匹配所述病人的耳鳴感覺的單個(gè)分量；(b) 用戶控制合成聲音的回放；(c) 用戶控制要被合成的所述測(cè)試聲音的測(cè)試分量的性質(zhì)；以及(d) 用戶選擇要被合成為所述測(cè)試聲音的一個(gè)或多個(gè)測(cè)試分量。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，步驟(a)包括用戶控制所述測(cè)試聲音的性質(zhì)， 所述性質(zhì)包括所述分量的信號(hào)類型、頻率、帶寬和振幅水平中的至少一項(xiàng)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，步驟(a)進(jìn)一步包括用戶控制每次進(jìn)行多個(gè)測(cè) 試聲音的開發(fā)，使得所述測(cè)試聲音可以按順序與用于比較的分量匹配。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，步驟(c)包括用戶控制信號(hào)類型、頻率、帶寬、 水平和聲道選擇中的至少一項(xiàng)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述音頻裝置是便攜式的，并且在所述音頻裝 置與所述聲音匹配站斷開連接后其存儲(chǔ)要被所述用戶回放的所述定制聲音的數(shù)字拷貝，并 且其中所述音頻裝置被配置以反復(fù)地回放特別存儲(chǔ)的定制聲音。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述音頻裝置被配置以保持所述定制聲音的 病人回放的記錄，包括回放使用的聲音音量水平。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，當(dāng)所述音頻裝置下次與所述聲音匹配站再連 接時(shí)，所述記錄被傳輸?shù)剿雎曇羝ヅ湔尽?br> 全文摘要
一種用于為耳鳴提供治療的系統(tǒng)。開發(fā)一種集成系統(tǒng)用于實(shí)施定制聲音治療(CST)。該CST系統(tǒng)被有資格的人員用以測(cè)試和醫(yī)治病人。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括(1)聲音匹配站(SMS)，該聲音匹配站是具有處理系統(tǒng)的專用電子裝置，該處理系統(tǒng)包括CST應(yīng)用程序、用于產(chǎn)生CST聲音的聲音編輯器、圖形用戶界面(GUI)和用于高質(zhì)量數(shù)字音頻文件輸出的輸出；(2)用于向病人回放CST聲音的音頻裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，音頻裝置包括便攜式聲音播放器(PSP)。使用立體聲回放的所述PSP將數(shù)字音頻文件轉(zhuǎn)換為CST聲音，該CST聲音可以通過提供給病人的一對(duì)高保真耳機(jī)和一個(gè)給測(cè)試人員的高保真耳機(jī)被接聽。
文檔編號(hào)A61B5/12GK101784231SQ200880104175
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2008年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月25日
發(fā)明者A·T·瑪特納, E·威爾瑞, F·R·莫里, J·A·品達(dá) 申請(qǐng)人:提耐特斯奧托桑德產(chǎn)品有限公司