DE3100135A1

DE3100135A1 - Vorrichtung und verfahren zum schulen des gehoers eines patienten

Info

Publication number: DE3100135A1
Application number: DE19813100135
Authority: DE
Inventors: Alfred Ange Auguste Antoine Paris Tomatis
Original assignee: Individual
Current assignee: TOMATIS INTERNATIONAL PARIS FR
Priority date: 1980-02-08
Filing date: 1981-01-05
Publication date: 1981-12-24
Also published as: US4327252A; GB2070387B; CH650606A5; IT1168803B; FR2475390B1; MX149179A; DE3100135C2; FR2475390A1; IT8069015A0; BE886888A; CA1149050A; GB2070387A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum Schulen oder Formen des Gehörs bzw. des Hörvermögens eines Patienten nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 11. Eine derartige Vorrichtung ist insbesondere zum Heilen von Sprechproblemen bzw. Sprachstörungen verwendbar.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen des Gehörs eines Patienen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine derartige Vorrichtung ist insbesondere zum Heilen von Sprechproblemen bzw. Sprachstörungen verwendbar.

«Es gibt bereits Systeme (vgl. US-PS 3 043 913 und US-PS 3 101 390), in denen Tonfrequenzsignale, die von der Stimme eines Patienten oder einer anderen Quelle erhalten sind, durch zwei parallele Filterkanäle zu einer Ausgangsstufe in der Form von Kopfhörern bzw.

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Hörkapseln geschickt werden. Jeder Kanal hat eine charakteristische Frequenzgang-Kurve, die bei Bedarf von. Hand eingestellt werden kann. Insbesondere hat ein Kanal eine Frequenzgang-Kurve, die den Ruhezustand darstellt, der für das Gehör am meisten gewünscht wird, wobei dieser Ruhezustand durch Unterdrücken von Hochfrequenzkomponenten erhalten wird. Der andere Kanal hat eine Frequenzgang-Kurve, in der niedere Frequenzen unterdrückt sind. Ein Signalpegel-Detektor stellt fest, ob das ankommende Signal über oder unter einem einstellbaren vorbestimmten Schwellenwertpegel ist, und ein Gatter ist betreibbar, um die Tonfrequenzsignale durch den einen oder anderen Kanal zur Ausgangsstufe zu schicken, wenn der Schwellenwert nicht reicht bzw. überschritten wird.

Beide Systeme (vgl. US-PS 3 043 913 und US-PS 3 1Ol 39O) beschreiben vorteilhafte Wirkungen, die auf diese Technik zurückgehen. Das Gehör eines Patienten wird im wesentlichen geschult oder trainiert mittels der beiden verschiedenen Hörzustände, und dies führt zu einer Verbesserung zahlreicher Sprechprobleme. Diese Technik ist inzwischen als ein praktisches Hilfsmittel zur Sprechtherapie gut eingeführt.

Weiterhin wurde auch bereits an die Verwendung elektromechanischer Vibratoren oder Schwinger in Tonschulgeräten gedacht (vgl. US-PS 4 021 611). Derartige Vibratoren sind seit längerer Zeit üblich, um das Gehör eines Patienten zu unterstützen, indem Schwingungen durch den Schädel des Patienten geleitet werden; auch die Kombination einer derartigen "Knochenleitung" mit der durch einen Kopfhörer erzeugten "Luftleitung" wurde bereits angeregt (vgl. US-PS 1 969 559) .

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Im folgenden werden theoretische Überlegungen näher erläutert, von denen die Erfindung ausgeht.

Im Vergleich zum Hören, das eine passive Tätigkeit bleibt, ist das Zuhören als eine Tätigkeit festgelegt, in der die Willensäußerung eine Rolle spielt. Zuhören bedeutet der Wunsch zu hören oder sich selbst anzubieten. Es bedeutet, das Hörgerät in seinen geeignetsten Zustand zu bringen, um zu erfassen, was empfangen werden soll. Es hängt im wesentlichen mit dem übergang vom Wahrnehmungs- zum Auffassungsvermögen zusammen.

Im wörtlichsten und bildlichen Sinn des Ausdruckes bedeutet es, "jemandem das Ohr zuzuwenden". Hierzu ist es erforderlich, alle Hilfsmittel voll anzupassen, die für diese Tätigkeit dem sensiviten/sensorischen Organ zugehörig sind: d.h. das Cochlea-Vestibulura,die Muskulatur des Mittelohres und die Muskulatur des äußeren Ohres. Es ist auch erforderlich, eine gesarate neurologische Struktur abhängig von dieser dynamischen Funktion zu organisieren, die wir als Zuhören bezeichnen.

Dies bedingt:

1. daß das Labyrinth oder der gesamte Cochlea-Vestibulumbereich spontan vorbereitet wird, und

2. daß dieser "einleitende Akt" , der dem tatsächlichen Hören vorangeht, in der folgenden Weise durchgeführt wird:

a) durch die Spannung des Hammermuskels (Mittelohr) , der sich selbst an die Spannung des Steigbügelmuskels anpassen muß, der die Tätigkeit des Labyrinths (Innenohr) steuert. Und so ist es ein

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vorbereitender, also einleitender Akt der Steigbügelspannung bezüglich der Gesamtheit aller Elemente, die die Funktion des Mittelohres beherrschen: Hamraermuskeln, die Muskeln der Eustachisehen Röhre, das Zwischenspiel von Innenluftdrücken,

b) durch Insspielbringen des gesamten Nervensystems, so daß der gesamte neurologische Baum, d.h. die medullaren, pontinen, cerebellaren und extrapyramidalen corticalen Bereiche für diesen spontanen Akt verfügbar sein müssen, der durch die motorische pyramidale "Wegstrecke" ("Spur") ausgeführt wird.

Durch dieses neurologische Zwischenspiel und durch dieses allein beherrscht nunmehr das Cochlea-Vestibulum-Labyrinth

- die Muskelspannung des Körpers in statischer oder stationärer Stellung,

- die Dynamik (Wechselwirkung),

- die relative Stellung der Gliedmaßen und deren Segmente,

oder in anderen Worten die gesamte Haltung und Gebärde.

Tatsächlich führt das Labyrinth die funktionelle und strukturelle Organisation des Nervensystems aus, so daß der Akt des Sprechens sich als Folge des Zuhörens entfaltet.

Dagegen ist es die Rolle des Nervensystems, kybernetisch das Ansprechen des Gehörs zu organisieren, so daß dieses sich wendet, anpaßt, vorbereitet zum Zuhören oder sich selbst in einen vorbereitenden Zustand der Bereitschaft zum Erfassen oder in einen Zustand der cochlea-vestibularen

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Vorbereitung bringt. Die vestibulare Funktion wird angeregt durch Knochenleitung, die der Luftleitung vorangehen muß, da sonst das Labyrinth nicht zum Hören bereit ist.

Demgemäß sieht die Erfindung zwei Filterkanäle (vgl. US-PS 3 043 913) vor, wobei zusätzlich zu den Kopfhörern eine parallele Ausgangsstufe mit einem Vibrator vorhanden ist. Die Vorrichtung hat eine Zeitverzögerungseinrichtung, die das Schalten der Kopfhörer zum "hohen" Filterkanal um eine einstellbare, vorbestiniinte Zeit verzögert, nachdem der Vibrator zum "hohen" Kanal geschaltet wurde.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sie einen Patienten auf den Empfangvon Luftschallwellen vorbereiten und dessen Sprechweise verbessern kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichendem Teil angegebenen Merkmale gelöst.

Es hat sich gezeigt, daß die durch die bestehenden Systeme erzielten Vorteile noch gesteigert werden, indem die verzögerte Luftleitung vorgesehen wird, was insbesondere darauf zurückzuführen ist, daß das Gehör durch die vorhergehende Knochenleitung geschult wurde, um zu hören oder - genauer ausgedrückt zuzuhören. Die tatsächliche Verzögerungsdauer ist individuell verschieden und liegt vorzugsweise im Bereich von 0 bis 0,25 s, wobei sie in Intervallen von 15 ms einstellbar ist. Diese Werte geben lediglich Beispiele an, und die Verzögerungsdauer kann

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1A.

bis zu 1 s in kontinuierlich veränderlicher Weise anstelle einer stufenartigen Grundlage betragen.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auch die Knochenleitung einer Zeitverzögerung bezüglich des Empfanges eines Eingangspegels unterworfen, der höher als der Schwellenwert ist. Wiederum liegt die Verzogerungsdauer insbesondere im Bereich von O bis 0,25 s, wobei sie in ntervallen von 15 ms einstellbar und sich wiederum der Bereich bis zu 1 s auf einer kontinuierlich veränderlichen Grundlage ausdehnen kann. Wenn eine Knochenleitung-Verzögerung vorliegt, beginnt die Luftleitung-Verzögerungszeitdauer am Ende der Knochenleitung-Verzögerungszeit. Die tatsächliche Verzögerung zur gewählten Knochenleitung hängt von der verwendeten Sprache ab, da verschiedene Sprachen jeweils eine verschiedene eigene Verzögerung zwischen dem Ruhezustand und dem Einsetzen eines hörbaren Tones, wie beispielsweise am Beginn eines Wortes oder einer Silbe, zeigen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verarbeiten akustischer Signale,

Fig. 2 den Verlauf eines typischen Eingangssignales in die Vorrichtung zusammen mit dem Hüll

kurven-Stärkepegel dieses Signales,

Fig. 3 das Ausgangssignal eines Schwellenwert-Detektors der Fig. 1 in Abhängigkeit vom Eingangssignal der Fig. 2,

Fig. 4 die Verarbeitung des Ausgangssignales des Schwellenwert-Detektors, und

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Fig. 5 in größeren Einzelheiten die durch die

Blöcke in Fig. 1 dargestellten Komponenten.

In Fig. 1 umfassen parallele Eingangsabschnitte la, Ib/ die jeweils von einem {nicht gezeigten ) Mikrophon ober einem (nicht gezeigten) Magnetbandgerät gespeist sind, eine Schaltungsanordnung zum Verstärken und Einstellen des Pegels oder Volumens des ankommenden elektrischen Signales. Der Ausgangsanschluß des Eingangsabschnittes la ist direkt mit einem Mischer 2 verbunden, während der Ausgang des Eingangsabschnittes Ib an den Mischer 2 über einen Hochpaß-Filterabschnitt . 3 angeschlossen ist. Ein Tonfrequenzsignal wird am Ausgang des Mischers 2 erhalten, und Fig. 2 zeigt den typischen Verlauf eines erhaltenen Tonfrequenzsignales.

Der Ausgang des Mischers 2 liegt parallel zu Eingängen 5, 6 und 7 eines Hüllkurven-Pegeldetektors 8, eines "Nieder"-Filterkanales 9 bzw. eines "Hoch"-Filterkanales

10. Der Pegeldetektor 8 bestimmt, wenn der von einem Signal a erhaltene Hüllkurven-Pegel b einen vorbestimmten Schwellenwert-Pegel c (vgl. Fig.. 2) überschreitet, und er erzeugt ein Ausgängssignal d (vgl. Fig. 3), das bei einer'logischen "1" liegt, während der Schwellenwert c durch das Hüllkurven-Signal b überschritten wird, und bei einer logischen "O", wenn der Schwellenwert c nicht überschritten wird. Der Schwellenwert-Pegel ist über den Umgebungsrauschpegel eingestellt, so daß das Vorliegen einer logischen "1" im Signal d das Auftreten eines richtigen Eingangssignales a bedeutet, wie wenn jemand in das Mikrophon spricht.

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Der Ausgang 12 des Pegeldetektors 8 ist mit dem Eingang 13 eines ersten Zeitverzögerungsmoduls 14 verbunden, der eine Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt, in dem der Pegeldetektor 8 eine Änderung von einem Wert unter dem Schwellenwert auf einen Wert über dem Schwellenwert c (d.h. ein Schalten von einer logischen "O" in eine logische "1" ) erfaßt, und der Leitung eines akustischen Signales durch den Schädel eines Patienten, was als Knochenleitung bezeichnet wird, wobei wiederum der Pegel von einem hohen auf einen niederen Wert übergeht, aufbaut. Der erste Zeitverzögerungsmodul 14 kann daher als Knochenleitungs-Verzögerungsmodul bezeichnet werden. Die Zeitverzögerung ist vorzugsweise in Intervallen von 15 ms bis hinauf zu 0,25 s einstellbar.

Das Signal d ist daher bis zu 0,25 s verzögert, und dieses verzögerte Signal liegt am Ausgang 15 des Moduls 14 vor. Es sei darauf hingewiesen, daß die Verzögerungszeit beginnt, sobald das Signal d am Eingang 13 empfangen wird, und dieses Signal d liegt am Ausgang 15 nur dann, wenn das Eingangssignal während der Verzögerungsdauer stabil war. Wenn sich während der Verzögerungsdauer das Signal d von 0 nach 1 oder umgekehrt ändern, wird die Zeitverzögerung rückgestellt. Somit werden Änderungen ausgefiltert, die kürzer als die Verzögerungszeit andauern. Fig. 4 gibt hierfür eine Darstellung. In Fig. 4 stellt die obere Kurve ein typisches Ausgangssignal d des Pegeldetektors 8 dar. Die nächste Kurve d' stellt das Signal d dar, nachdem dieses um einen vorbestimmten Betrag zeitlich verzögert wurde. Es ist klar zu ersehen, daß die Änderungen im Signal d, die weniger als die Zeitverzögerung t andauern, im

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- ^ΛΧ-

Signal d¹ nicht beachtet werden und weggelassen sind. Teile 19 und 20 des Signales d stellen nicht beachtete Änderungen dar.

Der Ausgang 15 des Moduls 14 ist mit einem Steuereingang 22 eines Kanalwählers 23 verbunden, der bestimmt, ob der "hohe" oder der "niedere" Filterkanal gewählt ist. Hierzu hat der Kanalwähler 23 einen hohen Eingang oder einen logischen "1"-Eingang 24 und einen niederen oder logischen "O"-Eingang 25, die mit dem Ausgang 26 des "hohen" Filterkanales 10 bzw. mit dem Ausgang 2 7 des "niederen" Filterkanales 9 verbunden sind. Der Kanalwähler 23 arbeitet unter der Steuerung des an seinem Steuereingang auftretenden Signales d¹. Wenn eine logische "0" am Steuereingang 22 vorliegt, d.h. wenn das Signal kleiner als der voreingestellte Schwellenwertpegel ist, bewirkt der Wähler 23, daß das Signal am Eingang 25 auch am Ausgang 28 des Kanalwählers auftritt. Somit wird der"niedere" Filterkanal 9 gewählt, und die niederen Frequenzkomponenten des Signales a treten am Ausgang 28 auf. Wenn eine logische "1" am Steuereingang 22 vorliegt, d.'h. wenn das Signal größer als der Schwellenwertpegel ist, wird der "hohe" Filterkanal 10 gewählt, und hohe Frequenzkomponenten des Signales a werden am Ausgang 28 abgeführt.

Der Ausgang 28 ist mit dem Eingang 29 eines Pegeloder Volumen-Steuergliedes 30 verbunden, das einen Knochenleitungs-Leistungsverstärker 31 versorgt, dem wiederum ein Wandler 32 nachgeschaltet ist. Der Wandler ist insbesondere ein elektromechanischer Vibrator oder Schwinger, der an der Stirn eines Patienten angebracht wird und eine Leitung von auf dem Signal a

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beruhenden Schwingungen von der Stirn durch den Schädel zu dem Knochen des Innenohres bewirkt.

Der Ausgang des Verzögerungsmoduls 14 ist ebenfalls mit dem Eingang 34 eines zweiten Verzögerungsmoduls 35 verbunden, der als Luftleitungs-Verzögerungsmodul aus Gründen bezeichnet wird, die weiter unten näher erläutert werden. Der Luftleitungs-Verzögerungsmodul 35 ist ähnlich zu oder gleich mit dem Knochenleitungs-Verzögerungsmodul 14 , und wiederum ist die Zeitverzögerung in Intervallen von 15 ms bis hinauf zu 0,25 s wählbar. Das Signal d¹ liegt am Eingang 34 des Moduls 35, und nach der weiteren Zeitverzögerung wird ein Signal d" (vgl. Fig. 4) am Ausgang 36 des Moduls 35 erhalten. Wenn wie beim Knochenleitungs-Verzögerungsmodul 14 eine Änderung im Pegel des Eingangssignales (d¹ in diesem Fall) nicht länger als für die vorbestimmte Zeitverzögerung (t¹ in diesem Fall) zurückbleibt, wird die Änderung im Ausgangssignal d" nicht registriert. D.h. , einige der Knochenleitungs-Ubergänge werden im Signal d" weggelassen, wenn die Luftleitungs-Verzögerung größer als die Knochenleitungs-Verzögerung is't. Teile 40, 41 und 42 sind Beispiele für derartige kurzzeitige Übergänge.

Dies könnte die unerwünschte Wirkung haben, daß eine Luftleitung im "hohen" Kanal vorliegt, während eine Knochenleitung im "niederen" Kanal vorhanden ist, und um dies zu vermeiden, ist ein UND-Gatter 43 vorgesehen. Der Eingang 44 des UND-Gatters 43 ist mit dem Ausgang 36 des Luftleitungs-Verzögerungsmoduls 35 verbunden, und der Eingang 45 ist an den Ausgang 15 des Knochenleitungs-Verzögerungsmoduls 14 angeschlossen. Wenn jeweils die Signale d' und d" am

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Eingang 45 bzw. 44 vorliegen, wird ein Ausgangssignal d"¹ (vgl. Fig. 4) am Ausgang 46 des UND-Gatters 43 erhalten. Es sei darauf hingewiesen, daß das UND-Gatter Übergänge von einer logischen "1" zu einer logischen "O" wieder herstellen soll, wie die für die Teile 41 und 42 gilt.

Der Ausgang 46 des UND-Gatters 43 ist mit einem Steuereingang 47 eines weiteren Kanalwählers 48 verbunden, der bestimmt, ob der "hohe" oder "niedere" Filterkanal für die Luftleitung gewählt ist. Der Wähler 4 8 hat einen logischen "1"-Eingang 49, der mit dem Ausgang 26 des "hohen" Filterkanales 10 verbunden ist, und einen logischen "O"-Eing.ang 50, der an den Ausgang 27 des "niederen" Filterkanales 9 angeschlossen ist. Der Kanalwähler 48 arbeitet in der gleichen Weise wie der Kanalwähler 23, so daß - wenn das*Signal d"' bei einer logischen "1" ist, der Wähler bewirkt, daß das Signal am Eingang 49 am Ausgang 51 des Wählers 48 auftritt und hohe Frequenzkomponenten des Signales a am Ausgang 51 liegen. Wenn das Signal d"¹ bei einer logischen "0" ist, bewirkt der Wähler 48, daß niedere Frequenzkomponenten des' Signales a vom Eingang 50 zum Ausgang 51 verlaufen.

Der Ausgang 51 ist mit einem Eingang 53 eines Volumen-Steuergliedes 54 und mit einem Abgleich-Steuerglied 55 verbunden. Der Ausgang 56 des Volumen-Steuergliedes 54 ist über einen Leistungsverstärker 57 an eine rechte Hörkapsel 58 eines Kopfhörers angeschlossen, und der Ausgang 59 des Abgleich-Steuergliedes 55 ist über einen Leistungsverstärker 60 an eine linke Hörkapsel 61 des Kopfhörers angeschlossen. Der Kopfhörer sendet

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Schall in die Ohren des Patienten aufgrund des Signales a, und dieser Schall wird in das Innenohr durch Luft im Gehörgang geleitet, worauf der Ausdruck "Luftleitung" beruht.

Der Hochpaß-Filterabschnitt 3 umfaßt eine Gruppe verschiedener Hochpaßfilter, beispielsweise ein 1 kHz-Hochpaßfilter, ein 2 kHz-Hochpaßfilter ... bis hinauf zu einem 8 kHz-Hochpaßfilter. Der Hochpaß-Filterabschnitt 3 wird durch einen Folge-Logik-Abschnitt 66 gesteuert, der die Filtergruppe nach einer gewünschten Folte abtastet, die durch eine Schaltergruppe 67 einstellbar ist.

Die oben erläuterte Vorrichtung arbeitet auf die folgende Weise: Ein Band mit der Stimme der Person wird auf dem Bandgerät abgespielt und abhängig von der Einstellung der Schalter 67 werden die Filter im Abschnitt 3 nach einer vorbestimmten Folge abgetastet. So kann beispielsweise das 8 kHz-Hochpaßfilter anfänglich für eine Zeitdauer von 5 Minuten betätigt werden, wonach dieses durch das 7 kHz-Hochpaßfilter für 5 Minuten ersetzt wird usw., und auf diese Weise tritt eine Reihe gefilterter Signale a am Ausgang des Mischers 2 auf. Die Person wird unterwiesen, mit den vom Band erhaltenen Signalen in Wechselwirkung zu treten, indem zu gewissen Zeiten in das Mikrophon gesprochen wird, und ungefilterte Signale a werden daher auch vom Mikrophon erhalten.

Beim Einsetzen eines gesprochenen Wortes entweder vom Bandgerät oder vom Mikrophon, das ein Eingangssignal a am Ausgang des Mischers 3 auftreten läßt, erfaßt der Pegeldetektor 8 einen Hüllkurvenpegel größer

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als der voreingestellte Wert, und nach einer im Modul 14 voreingestellten Zeitverzögerung bewirkt der Kanalwähler 23 ein Umschalten vom "niederen" Kanal 9 zum "hohen" Kanal 10, was dazu führt/ daß hohe Frequenzkomponenten des Signales a am Knochenleitungs-Verstärker 31 und am Wandler 3 2 liegen. Inzwischen werden die niederen Frequenzkomponenten des Signales "a" durch den Wähler 48 zum Verstärker und Kopfhörer 54 gespeist. Nach einer weiteren Zeitverzögerung, die im Modul 35 voreingestellt ist, bewirkt der Kanalwähler 48 ein Umschalten vom "niederen" Kanal 9 zum "hohen" Kanal 1O_f was dazu führt, daß hohe Frequenzkomponenten des Signales a am Kopfhörer-Verstärker und am Kopfhörer 54 auftreten. Somit wird eine Luftleitung der hohen Frequenzkomponenten des Signales a bezüglich einer Kno-5 chenleitung derselben hohen Frequenzkomponenten verzögert.

Wenn der Hüllkurven-Pegel beispielsweise am Ende einer Silbe oder eines Wortes abfällt, gehen die Signale d¹ und d"' gleichzeitig auf eine logische "O" zurück (Teile 41 und 42), und somit schalten die Wähler 23 und 48 gleichzeitig, damit die niederen Frequenzkomponenten des Signales a zum Knochenleitungs-Verstärker und zum Wandler 30 sowie zum Kopfhörer-Verstärker und zum Kopfhörer 54 verlaufen. Jedoch tritt dieses gleichzeitige Schalten der Knochenleitung und der Luftleitung am Ende einer Silbe nur auf, wenn die Zeit zwischen den Silben kleiner als die durch den Luftleitungs-Modul 35 erzeugte

Zeitverzögerung ist.
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Im folgenden wird die Fig. 5 näher erläutert, die bevorzugte Bandelemente zeigt, die die verschiedenen Moduln und Blöcke in Fig. 1 bilden.

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Die meisten Widerstände und Kondensatoren in Fig. 5 werden nicht näher erläutert, da deren Funktion und Betrieb von üblicher Art sind. Ein Mikrophon-Eingangsabschnitt 1a umfaßt einen Vorverstärker 81, der mit einem Pegel-Steuerglied 82 verbunden ist, das einen Ausgangsanschluß 83 aufweist, der an den Mischer angeschlossen ist, der als ein Verstärker 84 ausgeführt ist.

Ein Band-Eingangsabschnitt 1b umfaßt auch einen Vorverstärker 85, der über einen Anschluß 86 den (in Fig. 5 nicht gezeigten) Hochpaß-Filterabschnitt 3 speist. Ein Pegel-Steuerglied 87 ist mit dem Ausgang des Hochpaß-Filterabschnittes verbunden, und ein Ausgangsanschluß 88 ist zusammen mit dem Anschluß 83 an den Verstärker 84 angeschlossen.

Der Hüllkurven-Detektor 8 ist mit seinem Eingang 5 an den Ausgang des Mischers 2 angeschlossen, und das ankommende Tonfrequenzsignal 92 richtet das Signal gleich, und ein RC-Glied 93 filtert die Tonkomponenten aus, die das Hüllkurven-Signal 6 verlassen, das am Eingang 94 eines Vergleicher/Pegel-Anzeigers 95 liegt, der fünf Spannungsvergleicher und Lampen- bzw. Leuchtdioden-Ansteuerglieder enthält.

Jeder Vergleicher prüft den Eingangssignalpegel mit dem Bezugspegel c, wobei dies fünf gleiche Schritte von 0 bis 1 V sind, d.h., der Vergleicher 1 bestimmt, ob das Eingangssignal größer als O,2 V ist, während der Vergleicher 2 gegenüber 0,4 V prüft, usw., so daß - wenn der Eingangssignalpegel 1,0 V überschreitet - alle fünf Vergleicher ihre jeweiligen Leuchtdioden L 1 bis L 5 über Widerstands/Leuchtdioden-Leitungen 96 einschalten. Diese Vorrichtung liefert so eine Festkörper-Anzeige des Signalpegels. Der Ausgang 97 des Vergleichers 1 (0,2 V)

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wird auch als der Schwellenwert-Pegeldetektor für die Zextverzogerungen verwendet- Wenn der Schwellenwert überschritten wird, wird das am Ausgang 97 auftretende Signal d klein. D.h., wenn der Vergleicher einen Pegel des Eingangssignales erfaßt, der größer ist als der Schwellenwert, so gibt er ein logisches "O"-Signal ab, das zur Erläuterung der Beschreibung als der wirkliche oder wahre Zustand für das Signal d angesehen wird.

Das logische Signal d wird zum Verzögerungsmodul 14 gespeist, der ein exklusives ODER-Gatter (XOR) 100, einen Zeitgeber-Chip 101 und ein Flip-Flop 102 aufweist. Der Modul ist so aufgebaut , daß nach einer gegebenen Zeitverzögerung der Zustand der Ausgangsleitung gleich ist mit dem Zustand der Eingangsleitung, d.h., ein wirkliches Eingangssignal verursacht ein wirkliches Ausgangssignal. Es sei darauf hingewiesen, daß eine logische "0" ein wirklicher Wert für das Eingangssignal d ist, während ein wirkliches Ausgangssignal eine logische "1" hat; dies erfolgt durch einen Inverter 111. Das exklusive ODER-Gatter 100 hat einen Eingang 104, der zum Empfang des Signales d angeschlossen ist, und einen Eingang 105, der mit dem nicht-invertierenden Ausgang 153 des Flip-Flops 102 verbunden ist, so daß - wenn an

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den Eingängen 1O4 und 1O5 das gleiche Signal liegt der Ausgang 106 des exklusiven ODER-Gatters eine logische "O" liefert und sich in eine "1" verändert, wenn das Eingangssignal d nicht gleich ist wie das Signal am Ausgang 153.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei einem stabilen Betrieb bei einem unteren Schwellenwert-Signalpegel für eine lange Zeit und einer plötzlichen Steigerung des Signalpegels , die das Signal d in eine logische "O" verändern läßt, die einen Hüllkurvenpegel größer als den Schwellenwert darstellt eine logische "1" durch das exklusive ODER-Gatter am Anschluß 1O6 erzeugt wird (dies zeigt an, daß das Eingangssignal nicht gleich mit dem Ausgangssignal ist). Diese Änderung des Ausganges 106 von "0" nach "1" am Zeitgeber-Chip-Eingang 110 beginnt eine Zeitverzögerung um einen voreingestellten Faktor, wobei während dieser Zeit der Zeitgeber-Ausgang 15O von "1" in "0" übergeht. Am Ende der Zeitverzögerung kehrt der Ausgang 150 in einen "!"-Zustand zurück und bewirkt, daß das Flip-Flop 102 den logischen Pegel an seinem Dateneingang 152 zu seinem Ausgang Γ53 überträgt. Dies läßt beide Eingänge des exklusiven ODER-Gatters den Wert "0" annehmen, und somit kehrt der Ausgang 106 in einen ¹¹O"-Zustand zurück. Dadurch kann nunmehr der Verzögerungsmodul eine "1" am Eingang 104 annehmen, und eine andere Zeitverzögerung beginnt, die den Eingang 1O5 (oder 153) so ändert, daß er gleich ist wie der Eingang 104.

Der Modul ändert den Ausgang so , daß er nach einer festen Zeitverzögerung gleich ist mit dem Eingang, wie gezeigt werden kann.

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Der Zeitgeber-Chip 101 hat auch eine Rückkopplungsschleife 155, die bewirkt, daß er zu der Zeitgeber-Verzögerungsperiode schwingt, um zu gewährleisten, daß unmittelbar nach Ansteigen der Leistung das Ausgangssignal gleich mit dem Eingangssignal wird- Da der Zeitgeber von einer erneut ansteuerbaren oder triggerbaren Art ist, übersteuert die Eingangsänderung am Eingang HO die Rückkopplungsschleife 155, und somit wird diese Schleife für den normalen Betrieb durchlässig.

Das Ausgangssignal des Flip-Flops 153 wird durch den Inverter 111 umgekehrt, um ein Signal d¹ am Ausgang 157 zu ergeben, und in den Wähler-Modul eingespeist. Der Inverter korrigiert die Tatsache, daß das Signal d durch den Ausgang 97 des Vergleichers umgekehrt wurde.

Der Luftleitungs-Zeitverzögerungs-Modul 35 ist ähnlich wie der Modul 14 mit einem exklusiven ODER-Gatter 115, einem Zeitgeber 116 und einem Flip-Flop 117 aufgebaut. Eingänge 118 und 119 des exklusiven ODER-Gatters 115 sind mit dem nicht-invertierenden Ausgang 153 des Flip-Flops 102 bzw. mit dem nicht-invertierenden Ausgang des Flip-Flops 117 verbunden. Der Betrieb ist identisch mit dem Betrieb des Moduls 14 mit der Ausnahme, daß anstelle des wirklichen Ausganges des Flip-Flops 117 der invertierte Ausgang verwendet wird, um den invertierten Zustand des Signals d zu korrigieren, bevor die Signale in das UND-Gatter 43 gespeist werden, um das Steuersignal für das Luftleitungs-Signal d"· am Ausgang 156 hervorzurufen.

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Ein Ausgang 157 ist über ein Wähler-Ansteuerglied aus einem RC-Glied bzw. Widerstands/Kondensator-Netzwerk 159 und einem Verstärker 112 an einen Gleichstrom-Kanalwähler 23 angeschlossen, und ein Ausgang 156 ist über ein ähnliches Wähler-Ansteuerglied aus einem Widerstands/ Kondensator-Netzwerk 158 und einem Verstärker 12O an einen Wechselstrom-Kanalwähler 4 8 angeschlossen.

Der Nicder-Filterkanal 9 umfaßt ein Widerstands/Kondensator-Netzwerk einschließlich veränderlicher Widerstände 121 und 122, die eingestellt werden können, um einen gewünschten Frequenzgang über dem Tonfrequenzspektrum zu erhalten, und ein Verstärker 123 ist vorgesehen, um die gewählten Frequenzen zu verstärken. Insbesondere sind die Widerstände eingestellt, um eine Frequen~gang-Kurve zu erzielen, in der niedere Frequenzen mit verschiedenen Verstärkungsgraden durchgelassen und hohe Frequenzen gesperrt werden.

Der Hoch-Filterkanal 10 umfaßt die gleichen Bauteile, die mit einem Strich versehen sind, und in diesem Fall sind die Widerstände so eingestellt, daß eine Frequenzgang-Kurve erhalten wird, in der hohe Frequenzen mit verschiedenen Verstarkungsgraden durchgelassen und niedere Frequenzen gesperrt werden.

Das Signal a liegt an beiden Filterkanälen von einem Verstärker 84 der Mischerstufe 2 über einen Trennkondensator 124.
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Der Kanalwähler 23 umfaßt zwei optische Koppler 130 und 131, die jeweils eine Leuchtdiode (LED) 132, 132' und eine Cadmiumsulfid-(CdS-)Zelle 133, 133' aufweisen. Die Zelle 133 ist mit dem Ausgang des

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Nieder-Kanalfliters 9 am Verstärker 123 verbunden, und die Zelle 133' ist an den Verstärker 123' des Hoch-Kanalfilters 10 angeschlossen. Die Zellen 133 und 133' sind an einem Punkt zusammengeschaltet, der den Ausgang 28 des Kanalwählers 23 darstellt.

Die Leuchtdioden 132 und 132' sind an einen Verbindungspunkt 135 angeschlossen, und dieser Verbindungspunkt ist mit dem Knochen-Ansteuerausgang des Ver- stärkers 112 verbunden. Die Leuchtdioden liegen in Reihe zwischen zwei Bezugsspannungen +E und -E, und wenn eine logische "0" am Signal d¹ vorliegt, wird ein negatives Knochen-Ansteuersignal an den Verbindungspunkt 135 gelegt, um wirksam die Leuchtdiode 132' auszuschalten. Der durch die Leuchtdiode 132 verlaufende Strom verursacht einen merklichen Abfall im Widerstandswert der Zelle 133, wodurch das Signal vom Nieder-Filterkanal 9 zu einem Verbindungspunkt 28 verläuft. Somit wählt der Kanalwähler das Signal, das aus dem Nieder-Filterkanal 9 austritt.

Wenn das Signal d' in eine logische "1" schaltet, wird ein positives Knochen-Ansteuersignal am Verstärker 112 erhalten, der in seinem Einstellmaß durch das Widerstands/Kondensator-Netzwerk 159 begrenzt ist, und wenn dieses positiv werdende Signal entsteht, nimmt der Strom durch die Leuchtdiode 132' zu, während der Strom durch die Leuchtdiode 132 abnimmt, was zu einer graduellen Verringerung des Widerstandswertes der Zelle 133' und zu einer graduellen Steigerung des Widerstandswertes der Zelle 133 und folglich zu einem glatten Übergang von einem niederen Kanal zu einem hohen Kanal führt. Wenn der Übergang abgeschlossen ist, verläuft das Signal vom Hoch-Filter-

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kanal 10 vollständig zum Verbindungspunkt

Der Kanalwähler 4 8 ist in genau der gleichen Weise wie der Kanalwähler 23 aufgebaut, wobei er jedoch anstelle durch die Knochenleitungs-Ansteuerung durch die Luftleitungs-Ansteuerung versorgt wird, die tatsächlich bezüglich der Knochenleitungs-Ansteuerung verzögert ist.

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Claims

Patentansprüche

Ii Vorrichtung zum Schulen des Gehörs eines Patienten mit

einer Eingangsstufe, die aus akustischen Signalen erzeugte elektrische Tonfreguenzsxgnale liefert, einen Hüllkurven-Pegeldetektor, der mit einem Ausgang der Eingangsstufe verbunden ist, um den Hüllkurven-Pegel der elektrischen Tonfrequenzsignale zu bestimmen,

wobei der Hüllkurven-Pegeldetektor den Hüllkurven-Pegel mit einem vorbestimmten Schwellenwert-Pegel vergleicht und erzeugt ein erstes Logik-Signal, wenn der Hüllkurven-Pegel unter dem vorbestimmten Schwellenwert-Pegel liegt, und ein zweites Logik-Signal, wenn der Hüllkurven-Pegel über dem vorbestimmten Schwellenwert-Pegel liegt,
zwei Kanälen, die parallel mit dem Ausgang der Eingangsstufe verbunden sind, von denen der ersten Kanal ein erstes Filter aufweist, das eine erste Ansprechkurve über dem Tonfrequenzspektrum festlegt, und von denen der zweite Kanal ein zweites Filter aufweist, das eine zweite Ansprechkurve über dem Tonfrequenz-Spektrum festlegt,

einem Kanalwähler, der zwischen den beiden Kanälen liegt, und

einer Ausgangsstufe einschließlich einer Lautsprechereinrichtung zum Anlegen akustischer Luftwellen an das Patienten-Ohr,

wobei der Kanalwähler unter der Steuerung des Hüllkurven-Pegeldetektors betreibbar ist, um einen vorbestimmten Kanal der beiden Kanäle mit der Ausgangs-

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stufe zu verbinden, nachdem das erste Logik-Signal
erzeugt ist, und um den anderen Kanal mit der Ausgangsstufe zu verbinden, nachdem das zweite Logik-Signal erzeugt ist,

gekennzeichnet durch

einen weiteren Kanalwähler (23) , der parallel zum
ersten Kanalwähler (48) und zwischen den beiden
Kanälen (9, 10) liegt,

eine weitere Ausgangsstufe (3O, 31, 32) aus einem
elektromechanischen Vibrator (32) zum Anlegen von

Schwingungen an den Patienten-Schädel und einen ersten Zeitverzögerungs-Modul (35) , der mit dem ersten Kanalwähler (48) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,
daß der weitere Kanalwähler (23) unter der Steuerung
des Hüllkurven-Pegeldetektors (8) betreibbar ist, um den vorbestimmten einen Kanal der beiden Kanäle (9,

10) mit der weiteren Ausgangsstufe (30, 31 , 32) zu verbinden, wenn das erste Logik-Signal erzeugt wird, und um den anderen Kanal mit der weiteren Ausgangsstufe
(30, 31, 32) zu verbinden, wenn das zweite Logik-Signal erzeugt wird,

daß der erste Zeitverzögerungs-Modul (35) betreibbar

ist, um aus den am weiteren Kanalwähler (23) liegenden Logik-Signalen verzögerte Logik-Signale zu erzeugen,
die um einen vorbestimmten Betrag bezüglich der zuerst genannten Logik-Signale verzögert sind, und

daß der erste Kanalwähler (48) unter der Steuerung der verzögerten Logik-Signale betreibbar ist, um den vorbestimmten Kanal der beiden Kanäle mit der ersten Ausgangsstufe (54, 57, 58; 55, 60, 61) zu verbinden, wenn ein verzögerter erster Logik-Zustand erhalten wird, und um den anderen Kanal mit der ersten Ausgangsstufe (54, 57,

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58; 55, 60,, 61} zu verbinden, wenn der verzögerte zweite Logik-Zustand erhalten wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

einen weiteren Zeitverzögerungs-Modul (14), der mit dem weiteren Kanalwähler (23) verbunden und betreibbar ist, um eine vorbestimmte Zeitverzögerung in die ersten Logik-Signale einzuführen.
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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Handeinstellknopf auf dem ersten Zeitverzögerungs-Modul (35) zum Einstellen der vorbestimmten Zeitverzögerung des ersten Zeitverzögerungs-Moduls (35).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

gekennzeichnet durch einen Handeinstellknopf auf dem weiteren Zeitverzögerungs-Modul (14) zum Einstellen der vorbestimmten Zeitverzögerung des weiteren Zeitverzögerungs-Moduls (14) .

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein UND-Gatter (43) zwischen dem weiteren Zeitversögerungs-Modul (14) und dem ersten Kanalwähler (48) und einschließlich eines mit einem Ausgang (36) des ersten Zeitverzögerungs-Moduls (35) verbundenen ersten Einganges (44) , eines mit einem Ausgang des weiteren Zeitverzögerungs-Moduls (14) verbundenen zweiten Einganges (45) sowie eines mit einem Steuereingang (47) des ersten Kanalwählers (48) verbundenen Ausganges (46).

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7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste ZeitverzÖgerungs-Modul (45) eine Zeitverzögerung bis zu 1,CX) s liefert.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsstufe aufweist einen ersten Eingangsabschnitt zum Anschluß an einen Mikrophonausgang (la) und einen zweiten Eingangsabschnitt zum Anschluß an einen Bandgerät-Ausgang (Ib), wobei der erste und der zweite Eingangsabschnitt beide Ausgänge besitzen, die mit Eingängen eines Mischers (2) verbunden sind, dessen Ausgang als der Ausgang der Eingangsstufe dient.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Hochpaß-Filterabschnitt (3) zwischen dem Ausgang des zweiten Eingangsabschnittes (Ib) und dem jeweiligen Eingang des Mischers (2) liegt und mehrere Hochpaßfilter mit verschiedenen Werten aufweist, und daß ein Abtaster (66, 67) mit dem Hochpaß-Filterabschnitt (3) verbunden ist, um gemäß einer gewünschten Folge und für gewünschte Zeitdauern verschiedene Hochpaßfilter anzuregen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochpaßfilter Durchlaßfrequenzen aufweisen, die in einem vorbestimmten Bereich abgestuft sind,

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und daß der Abtaster (66, 67) vorgesehen ist, um
entlang des Bereiches abzutasten.

11. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur
Schulung des Gehörs, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Umschaltung der auf das Gehör einwirkenden Frequenzen von hohen zu niederen Werten und umgekehrt die durch den Schädel des Patienten verlaufenden Schwingungen der Luftleitung der Schallwellen im Gehörgang vorauseilen.

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