Đề tài Thiết kế, chế tạo nguồn kích thích âm thanh dùng cho việc nghiên cứu điện thế gợi thính

CHƯƠNG 1. MỤC TIÊU LUẬN VĂN Theo thống kê, bệnh điếc – suy giảm thính lực chiếm khoảng 10% - 15% dân số [3]. Đặc biệt tỉ lệ mắc bệnh điếc ở trẻ sơ sinh là 2/1000, trẻ không những bị khuyết đi thế giới âm thanh mà còn khuyết luôn cả chức năng ngôn ngữ [2,3], vì câm là hệ quả của điếc. Việc chẩn đoán sớm để phục hồi thính giác và phát triển khả năng ngôn ngữ cho các em là vấn đề hết sức cần thiết và có ý nghĩa xã hội lớn. Tuy nhiên, các phương pháp chẩn đoán trước đây cần có sự cộng tác của bệnh nhân nên gây nhiều khó khăn khi áp dụng đo trên trẻ nhỏ. Hiện nay, trên thế giới đã ứng dụng rộng rãi phương pháp đo điện thế gợi thính (Auditory Evoked Potentials – AEPs) trong việc chẩn đoán, riêng tại Việt Nam những nghiên cứu về vấn đề này chưa phổ biến và những ứng dụng của nó còn rất hạn chế [2]. Cho đến nay, chỉ mới có một báo cáo về kết quả khảo sát “Các chỉ số của điện thế gợi thính giác thân não (BAEPs – Brainstem Auditory Evoked Potentials) trên người Việt Nam bình thường” của bệnh viện Điều dưỡng – Phục hồi chức năng Bưu Điện II do bác sĩ Nguyễn Hữu Công và bác sĩ Nguyễn Thị Thu Thảo thực hiện. Phương pháp này giúp chúng ta khảo sát tính toàn vẹn của hệ thống dẫn truyền thính giác từ tai trong qua dây thần kinh thính giác (dây thần kinh số VIII) vào trong cầu não lên trung não qua dải dọc bên (lateral lemniscus) cùng bên tới củ não sinh tư dưới (inferior colliculus) bên đối diện và kết thúc ở vỏ não thính giác. Để tiến hành phương pháp phải cần có các thiết bị chuyên dụng bao gồm: nguồn kích thích âm, thiết bị thu nhận tín hiệu và phần mềm xử lý vì điện thế này rất nhỏ khoảng vài microvolt nằm lẫn trong nền nhiễu có điện thế khoảng milivolt. Các bác sĩ ở bệnh viện ĐD – PHCN BĐ II đã sử dụng máy Neuropack của hãng Nihon Kohden để đo đạc. Hiện tại, phòng thí nghiệm của bộ môn Vật lý y sinh có thiết bị MP30 của hãng Biopac có khả năng thu nhận tín hiệu điện sinh học và kết hợp xử lý với phần mềm đi kèm. Dựa vào thiết bị này, chúng ta có thể thực hiện các thí nghiệm về đo điện tim (ECG), điện cơ (EMG), điện thế gợi thính (AEPs) . nhằm giúp sinh viên hiểu rõ hơn lý thuyết đã học. Tuy nhiên, các thí nghiệm trên cần phải có nguồn kích thích phù hợp để tạo ra đáp ứng sinh học. Đề tài thiết kế nguồn kích thích âm với dải tần số rộng và âm lượng thay đổi đã được chọn nhằm phục vụ cho mục tiêu tìm hiểu và nghiên cứu điện thế gợi thính (Auditory Evoked Potentials - AEPs). Kết hợp việc sử dụng MP30 làm bộ thu tín hiệu, chúng ta có thể thực hiện các thí nghiệm về đo điện thế gợi thính ở các tần số khác nhau. Các kết quả thí nghiệm có so sánh đối chiếu với kết quả chuẩn cho thấy, nguồn kích chế tạo hoàn toàn có thể phục vụ cho việc đo điện thế gợi thính tại phòng thí nghiệm của bộ môn Vật lý kỹ thuật y sinh. Điều này góp phần vào việc xây dựng thêm các bài thí nghiệm cho sinh viên, đồng thời cũng tạo điều kiện cho các nghiên cứu theo hướng chẩn đoán các vấn đề về tai sau này. CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN 2.1 Cấu tạo của tai Chức năng của bộ tiền đình-ốc tai (vestibulocochlear) liên quan đến việc giữ thăng bằng và thính giác. Cơ quan này được cấu tạo bởi 3 phần: tai ngoài tiếp nhận sóng âm; tai giữa, dẫn truyền sóng âm từ không khí đến xương và từ xương đến tai trong; và tai trong, nơi các rung động được chuyển đổi thành các xung thần kinh đặc hiệu theo dây thần kinh thính giác về hệ thần kinh trung ương, ngoài ra còn có cơ quan tiền đình tai có vai trò giữ thăng bằng. 2.1.1 Tai ngoài Tai ngoài (auricle, or pinna) cấu tạo bởi mô sụn chun có hình dạng tấm không đồng đều với da phủ ngoài ở các mặt. Ống tai ngoài (external auditory meatus) có dạng hình ống dẹp, hình thành từ bề mặt của xương thái dương. Đầu trong của ống tai ngoài có màng nhĩ. Biểu mô ống tai ngoài là biểu mô lát tầng có sừng, liên tục với biểu bì bên ngoài. Ở tầng dưới niêm của ống tai ngoài có nang lông, tuyến bã và các tuyến ráy tai (ceruminous gland) (một biến thể của tuyến mồ hôi). Các tuyến ráy tai là tuyến ống xoắn chế tiết ra chất ráy tai (cerumen, earwax) màu vàng nâu, hơi cứng, là hỗn hợp của mỡ và sáp. Lông và ráy tai có vai trò bảo vệ ống tai ngoài. Đoạn 1/3 ngoài của thành ống tai ngoài được nâng đỡ bởi mô sụn chun, còn đoạn trong được nâng đỡ bởi xương thái dương. Đầu cuối ống tai ngoài có một màng hình bầu dục, gọi là màng nhĩ (tympanic membrane, eardrum). Mặt ngoài màng nhĩ có biểu bì mỏng, mặt trong màng nhĩ có phủ lớp biểu mô vuông đơn tiếp liền với biểu mô của hòm tai. Xen giữa 2 lớp biểu mô này là một lớp mô liên kết chắc được cấu tạo bởi các sợi collagen và sợi keo cùng các nguyên bào sợi. Màng nhĩ là cấu trúc truyền sóng âm đến các xương con ở trong tai giữa. Chức năng của tai ngoài là bắt âm thanh và hướng nó vào màng nhĩ. Cũng giống như ăngten parabol bắt sóng điện từ, tai ngoài hoạt động như một bộ bắt sóng âm thanh rất hiệu quả và tập trung âm thanh vào ống tai ngoài. Không phải ở tất cả mọi hướng tai ngoài đều thu nhận tốt âm thanh. Tai ngoài chỉ thu tốt âm thanh có các tần số khác nhau khi nguồn âm thanh nằm ở những vị trí đặc biệt so với đầu. Khả năng định vị nguồn phát âm thanh trong môi trường xung quanh, đặc biệt dọc theo trục đứng phụ thuộc rất lớn vào đặc tính hợp âm của tai ngoài. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] James J.Stockard, Janet E.Pope – Stockard & Frank W.Sharbrough (1992): Brainstem Auditory Evoked Potentials in Neurology: Methodology, Interpretation and clinical application. In: Electrodiagnosis in clinical neurology, 3rd edition, edited by Michael J.Aminoff. Churchill Livingstone. [2] Phạm Kim (1981): Vấn đề phục hồi chức năng cho người điếc. NXB. Y học, Hà Nội. [3] Warren E.Finn, Peter G.Lopresti(2003): Handbook of neuroprosthetic methods. Florida, CRC Press LLC. [4] GS. Võ Tấn (1991): Tai mũi họng thực hành, tập 2. NXB. Y học. [5] Brad A.Stach (1998): Clinical Audiology: An Introduction. Singular Publishing Group, Inc. San Diego, London. [6] James Moore (2003): Biomedical Technology and Devices Handbook. CRC Press. [7] Tống Văn On (2000): Vi mạch & mạch tạo sóng. NXB. Giáo Dục. [8] Lê Tiến Thường (2004): Mạch điện tử 2. NXB. Đại học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh.  CÁC WEBSITE CHÍNH  [9] © David R. Stapells, 2004, 2005: WHAT ARE AUDITORY EVOKED POTENTIALS? http://www.audiospeech.ubc.ca/haplab/aep.htm [10] EMedicine from WebMD: Auditory Brainstem Response Audiometry. http://www.emedicine.com/ent/topic473.htm [11] BIOPAC Systems, Inc.: BSL PRO Lesson H09: Auditory Evoked Potentials from a human subject. http://www.biopac.com/bslprolessons/h09/h09.htm [12] © 2006 AARONCAKE.NET: Dual Polarity Power Supply. http://www.aaroncake.net/circuits/supply3.htm [13] Elvir Causevic: Fast wavelet estimation of weak biosignals. Department of Applied Mathematics Yale University. http://www.ipam.ucla.edu/publications/es2005/es2005_5404.ppt [14] Gary Novak biologist: New Audio Amplifiers – CMOS Switching http://nov55.com/amr/amf3.htm#Cms [15] Sony Styles USA: Headphones http://www.sonystyle.com/is-bin/INTERSHOP.enfinity/eCS/Store/en/- /USD/SY_BrowseCatalog-Start?CategoryName=acc_Headphones_w%2eear&Dept=aud io [16] BIOPAC Systems, Inc.: The Next Laboratory for Classroom Life Science Instruction http://www.biopac.com/bsl_sys_intro.htm [17] BIOPAC Systems, Inc.: MP35/30 Acquisition unit http://www.biopac.com/manuals/mp3x_specs.pdf [18] BIOPAC Systems, Inc.: EL503 http://biopac.com/product.cgi?type=view&item=EL503 [19] QuadTech, Incorporated: Overview of IEC60601-1 Medical Electrical Equipment http://www.quadtech.com/newsletter/035099.pdf [20] ADInstruments: Safety Standards and Quality Control http://www.adinstruments.com/intended-use/corporate/

pdf81 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2495 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Thiết kế, chế tạo nguồn kích thích âm thanh dùng cho việc nghiên cứu điện thế gợi thính, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
taïo ra ôû daïng töï do (free-running form) hoaëc ôû daïng ñöôïc kích khôûi (triggered form). Maïch taïo soùng töï do cho ta caùc daïng soùng hoaøn taát moãi www.bme.vn LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 41 moät chu kyø trong moät khoaûng thôøi gian T vaø töï ñoäng laëp quaù trình taïo soùng (ad-infinitum), nghóa laø laëp laïi caùc chu kyø ôû taàn soá 1/T Hz. Maïch taïo soùng ñöôïc kích khôûi, ngöôïc laïi chæ cho ta moät chu kyø cuûa daïng soùng moãi khi coù tín hieäu kích khôûi ñöa ñeán ngoõ vaøo cuûa maïch. Soùng sin thuaàn tuùy laø tín hieäu chæ coù moät taàn soá cô baûn vaø khoâng coù caùc haøi naøo ñöôïc taïo ra. Caùc soùng sin treân thöïc teá ñeàu khoâng thuaàn tuùy coù daïng sin vaø nhö vaäy chuùng coù caùc haøi khoâng mong muoán. Tính thuaàn sin ñöôïc ñaùnh giaù baèng caùch laáy toång caùc bieân ñoä cuûa caùc haøi khoâng mong muoán roài so saùnh chuùng vôùi bieân ñoä tín hieäu taàn soá cô baûn, töø ñoù ta coù khaùi nieäm ñoä saùi daïng haøi toång THD (total harmonic distortion) [7]. Hình 3.3: Soùng sin vaø caá u truùc haøi cuûa s oùng sin Soùng sin coù theå ñöôïc taïo ra moät caùch tröïc tieáp töø caùc maïch dao ñoäng R-C hoaëc L-C thích hôïp, hoaëc duøng opamp, hoaëc coù theå ñöôïc toång hôïp nhôø caùc IC taïo soùng chuyeân duïng. Do linh kieän ôû Vieät Nam coù ñoä sai soá cao neân vieäc duøng caùc maïch dao ñoäng R-C, L-C hoaëc opamp seõ khoù taïo ra soùng sin vôùi ñoä saùi daïng haøi toång nhoû. Vì vaäy, vieäc söû duïng maïch taïo soùng sin vôùi IC chuyeân duïng XR-2206 vôùi taàn soá töø 10Hz – 10KHz seõ cho keát quaû toát vaø chính xaùc hôn. Cô baûn veà XR-2206 [7] XR-2206 laø moät linh kieän chaát löôïng cao taïo ra caùc daïng soùng tam giaùc, vuoâng vaø sin raát toát ôû caùc taàn soá töø vaøi phaàn cuûa Hz ñeán vaøi traêm KHz vôùi moät soá toái thieåu caùc linh kieän beân ngoaøi IC. Taàn soá cuûa IC naøy coù theå ñöôïc queùt treân taàm 2000:1 nhôø ñieän aùp hoaëc ñieän trôû beân ngoaøi. IC coøn keát hôïp caùc tieän ích ñeå ñaûm nhaän vieäc ñieàu cheá AM, FM, dòch pha vaø FSK ñeå taïo ra nhieàu daïng soùng khaùc nhau. Linh kieän naøy coù ñoä oån ñònh taàn soá raát LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 42 toát (ñieån hình laø 20p.p.m/oC ñoái vôùi söï thay ñoåi cuûa nhieät ñoä vaø 0.01%/V ñoái vôùi söï thay ñoåi ñieän aùp cuûa nguoàn caáp ñieän) vaø coù theå ñöôïc caáp ñieän hoaëc töø moät nguoàn ñieän ñôn trong taàm töø 10V ñeán 26V hoaëc töø moät nguoàn caáp ñieän ñoâi trong taàm töø ±5V ñeán ±13V. Caùc soùng sin coù THD ñieån hình laø 2.5%, tuy nhieân ta coù theå deã daøng ñieàu chænh xuoáng coøn khoaûng 0.5% nhôø vaøo 2 bieán trôû vi chænh. Soùng sin coù bieân ñoä cöïc ñaïi baèng 2V rms vaø toång trôû ngoõ ra baèng 600Ω. Hình 3.4: Sô ñoà khoái chö ù c naêng vaø c aùc kyù hieäu ch aân cuûa XR-220 6 Baûng 3.1: Giaûi thích caùc kyù hieäu chaân vaø caùc khoái cuûa IC XR-2206 AMSI (Amplitude Modulating Signal Input) Ngoõ vaøo tín hieäu ñeå ñieàu cheá bieân ñoä STO (Sine or Triangle Wave Output) Ngoõ ra soùng sin hoaëc tam giaùc MO (Multiplier Output) Ngoõ ra cuûa maïch nhaân tín hieäu Timing Capacitor Caùc chaân noái vôùi tuï ñònh thôøi Timing Resistor Caùc chaân noái vôùi caùc ñieän trôû ñònh thôøi LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 43 SYMA1-2 (Wave Symmetry Adjust) Caùc chaân ñieàu chænh söï ñoái xöùng cuûa daïng soùng ngoõ ra WAVEA1-2 (Waveform Adjust Input) Caùc chaân ñieàu chænh daïng soùng SYNCO (Sync Output) Ngoõ ra ñoàng boä BIAS (Internal Voltage Reference) Ñieän aùp tham chieáu FSKI (Frequency Shift Keying Input) Ngoõ vaøo tín hieäu ñeå ñieàu cheá FSK +1 Maïch ñeäm VCO Maïch dao ñoäng coù taàn soá ñieàu khieån baèng ñieän aùp Current Switches Caùc chuyeån maïch doøng ñieän Multiplier and Sine Shaper Maïch nhaân vaø söûa daïng sin Hình 3.4 trình baøy caùc chaân ra, caùc kyù hieäu chaân vaø sô ñoà khoái chöùc naêng cuûa XR- 2206. IC naøy chöùa trong moät voû DIL 16 chaân. Maïch VCO vaø caùc chuyeån maïch doøng ñieän laø caáu truùc chính cuûa IC. Ñeå hoaït ñoäng, maïch VCO phaûi ñöôïc noái vôùi moät tuï ñònh thôøi C beân ngoaøi (noái giöõa chaân 5 vaø 6, coù trò soá trong taàm töø 1nF ñeán 100µF), moät ñieän trôû ñònh thôøi R beân ngoaøi (noái giöõa chaân 7 hoaëc 8 vaø ñieän aùp caáp ñieän aâm, coù trò soá trong taàm töø 1KΩ ñeán 2MΩ). Caùc chuyeån maïch doøng ñieän choïn chaân ñònh thôøi ñeå noái vôùi caùc ñieän trôû ñònh thôøi ñöôïc duøng. Bình thöôøng vôùi chaân 9 thaû noåi, chaân 7 ñònh thôøi ñöôïc duøng, nhöng neáu chaân 9 ñöôïc keùo leân gaàn baèng vôùi ñieän aùp caáp ñieän aâm, chaân ñònh thôøi 8 ñöôïc choïn. Vaäy thì chaân 9 cho pheùp thay ñoåi caùc ñieän trôû ñònh thôøi ñöôïc choïn ñeå hoaëc coù ñieàu cheá dòch khoùa taàn soá FSK hoaëc taïo ñieàu kieän cho vieäc taïo ra caùc daïng soùng vuoâng khoâng ñoái xöùng vaø raêng cöa. Giaû söû tuï ñònh thôøi C ñöôïc ñaët giöõa chaân 5 vaø chaân 6, ñieän trôû ñònh thôøi ñöôïc ñaët ôû chaân 7 vaø chaân 9 ñöôïc thaû noåi. Trong tröôøng hôïp naøy hoaït ñoäng cuûa maïch VCO nhö sau, tuï C tröôùc tieân naïp tuyeán tính ôû toác ñoä xaùc ñònh bôûi R cho ñeán khi ñaït ñöôïc trò soá ñieän aùp ngöôõng, luùc naøy maïch VCO chuyeån traïng thaùi vaø C baét ñaàu phoùng ñieän tuyeán tính ôû toác ñoä LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 44 cuõng ñöôïc xaùc ñònh bôûi R cho ñeán khi ñaït ñöôïc trò soá ñieän aùp ngöôõng thöù hai, luùc naøy quaù trình baét ñaàu ñöôïc laëp laïi. Keát quaû laø maïch VCO taïo ra daïng soùng raêng cöa ñoái xöùng vaø tuyeán tính ñöa ñeán chaân 2 thoâng qua khoái nhaân vaø söûa daïng sin, ñoàng thôøi taïo ra moät soùng vuoâng ñoái xöùng ñöa ñeán chaân 11 thoâng qua transistor ñeäm tích phaân. Taàn soá hoaït ñoäng cuûa VCO cho bôûi fo = 1/RC (Hz) vaø thay ñoåi theo C hoaëc R. Maïch VCO cuûa IC thöïc ra laø moät maïch khoâng traïng thaùi beàn ñieàu khieån baèng nguoàn doøng trong ñoù doøng ñònh thôøi ñöôïc ñieàu khieån bôûi caùc ñieän trôû noái vôùi caùc chaân 7 vaø 8 hoaëc ñöôïc ñieàu khieån bôûi caùc ñieän aùp hay tín hieäu noái vôùi caùc chaân naøy thoâng qua caùc ñieän trôû giôùi haïn doøng thích hôïp. Yeáu toá naøy laøm cho IC coù theå ñieàu cheá hoaëc queùt taàn soá (töø beân ngoaøi) caùc tín hieäu do VCO taïo ra. Daïng soùng ngoõ ra raêng cöa cuûa VCO ñöôïc noái beân trong vôùi moät caëp ngoõ vaøo treân moät maïch nhaân vaø söûa daïng sin, maïch naøy hoaït ñoäng nhö moät maïch khueách ñaïi vi sai coù ñoä lôïi thay ñoåi ñöôïc cho ngoõ ra coù toång trôû cao ôû chaân 3 vaø (thoâng qua moät maïch ñeäm ñoä lôïi baèng 1) moät toång trôû ra 600Ω ôû chaân 2, maïch coù ñoä lôïi ñöôïc ñieàu khieån töø beân ngoaøi qua moät ñieän aùp phaân cöïc ôû chaân 1. Khi chaân 13 vaø 14 cuûa maïch nhaân hôû, daïng soùng raêng cöa ñi qua maïch nhaân vaø xuaát hieän ôû chaân 2 vaø 3, nhöng khi coù moät ñieän trôû vaøi traêm Ω noái giöõa caùc chaân 13 vaø 14 maïch nhaân giôùi haïn theo haøm muõ caùc ñænh cuûa daïng soùng raêng cöa vaø chuyeån ñoåi daïng soùng naøy thaønh soùng sin xuaát hieän ôû chaân 2 vaø chaân 3. Vôùi söï ñieàu chænh thích hôïp, ñoä saùi daïng cuûa soùng sin coù theå giaûm xuoáng ñeán khoaûng 0.5%. Ñoä lôïi vaø pha cuûa maïch nhaân ñöôïc ñieàu khieån tuyeán tính bôûi söï thay ñoåi ñieän aùp ôû chaân 1 xung quanh trò soá 1/2 ñieän aùp nguoàn caáp ñieän. Ñoä lôïi (vaø bieân ñoä tín hieäu ngoõ ra) baèng 0 khi chaân 1 baèng 1/2 ñieän aùp nguoàn caáp ñieän nhöng laïi taêng khi ñieän aùp chaân 2 taêng. Khi ñieän aùp chaân 1 giaûm döôùi 1/2 ñieän aùp nguoàn caáp ñieän, ñoä lôïi (vaø bieân ñoä tín hieäu ngoõ ra) laïi taêng theo nhöhg pha cuûa tín hieäu ñaûo ngöôïc laïi. Caùc ñaëc tính naøy cho pheùp caùc daïng soùng sin / raêng cöa ñöôïc ñieàu cheá bieân ñoä hoaëc dòch khoùa pha PSK bôûi caùc tín hieäu ñaët vaøo chaân 1. Löu yù laø ngoõ ra toång trôû cao cuûa maïch nhaân xuaát hieän ôû chaân 3 nhöng ñieåm naøy cuõng ñöôïc noái ôû beân trong vôùi ngoõ vaøo cuûa maïch ñeäm cho ngoõ ra ôû chaân 2 coù toång trôû thaáp. LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 45 Keát quaû laø tín hieäu ngoõ vaøo cuûa maïch ñeäm coù theå thay ñoåi bôûi moät maïch chia aùp baèng caùch noái moät bieán trôû giuõa caùc chaân 3 vaø ñieåm ñaát giaû. Tieän nghi naøy ñöôïc duøng ñeå cung caáp khaû naêng ñieàu khieån bieân ñoä cuûa tín hieäu ngoõ ra ôû chaân 2 hoaëc taïo ñieàu kieän ñoùng môû (cho pheùp hoaëc khoâng cho pheùp) tín hieäu ngoõ ra theo kieåu xung. Ñieåm löu yù cuoái cuøng laø möùc DC ôû ngoõ ra chaân 2 xaáp xæ baèng vôùi (trong khoaûng vaøi traêm mV) ñieän aùp DC phaân cöïc ôû chaân 3. Do vaäy vieäc ñònh möùc DC coù theå ñöôïc ñaët ñeán ngoõ ra chaân 2 baèng caùch ñaët ñieän aùp phaân cöïc thích hôïp vaøo chaân 3. Trong haàu heát caùc öùng duïng chaân 3 ñöôïc phaân cöïc moät ñieän aùp baèng 1/2 ñieän aùp cuûa nguoàn caáp ñieän. Trong caùc maïch ñieän aùp chia ñoâi hoaëc ñöôïc caáp ñieän ñoái xöùng, ñieàu naøy coù nghóa laø tín hieäu ngoõ ra chaân 2 dao ñoäng xung quanh möùc ñieän aùp 0V. Maïch taïo soùng sin vôùi XR-2206 Ta deã daøng söû duïng XR-2206 trong caùc öùng duïng taïo ra caùc daïng soùng cô baûn. Sô ñoà maïch cho thaáy caùch maéc maïch ñeå coù moät maïch taïo soùng sin coù taàm taàn soá roäng vôùi nguoàn ñieän aùp ñoái xöùng ±9V. R3-RV1 taïo thaønh maïng ñieän trôû ñònh thôøi, ñöôïc noái giöõa caùc chaân 7 vaø 12 (nguoàn aâm) vaø ñöôïc choïn töï ñoäng do chaân 9 (FSK Input) thaû noåi. Taàn soá cuûa soùng sin thay ñoåi treân taàm thaäp phaân nhôø bieán trôû RV1 cuøng vôùi moät trò soá cuûa C3 ñöôïc chæ roõ treân hình veõ. Maïch taïo ra soùng sin ôû chaân 2 do coù bieán trôû RV5 ñaët noái giöõa caùc chaân 13 vaø 14. Ñoä saùi daïng haøi toång coäng ñöôïc giaûm xuoáng coøn khoaûng 0.5% nhôø caùch thieát laäp caùc bieán trôû RV4 vaø RV5. Bieán trôû RV3 ñieàu khieån thieát laäp tröôùc bieân ñoä ñöôïc noái vôùi ñieåm ñaát chung cuûa 2 nguoàn caáp ñieän, neân ngoõ ra chaân 2 ñöôïc phaân cöïc vôùi ñieän aùp ñoái xöùng töø nguoàn caáp. Bieán trôû RV3 cho pheùp ta thieát laäp tröôùc bieân ñoä soùng sin chaân 2 ñeán moät trò soá ôû ñoù ñoä saùi daïng (do bò xeùn) nhoû nhaát. Ñeå thieát laäp RV3, tröôùc tieân ta hôû RV5 (ñeå nhaän ñöôïc soùng tam giaùc ôû ngoõ ra), sau ñoù ñieàu chænh RV3 ñeå soùng tam giaùc khoâng bi xeùn, keá ñeán noái laïi RV5 vaø kieåm tra xem soùng sin ñaõ toát chöa. Ñieàu chænh RV4, RV5 ñeå coù ñoä saùi daïng nhoû nhaát. Bieân ñoä cuûa soùng sin ôû ngoõ ra thay ñoåi nhôø bieán trôû RV2. Taàn soá cuûa soùng sin ñöôïc quyeát ñònh bôûi giaù trò cuûa tuï C3, goàm 3 daûi taàn soá sau (ñaõ ñöôïc kieåm tra baèng dao ñoäng kyù): LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 46 C3 = 1µF f = 10Hz – 100Hz C3 = 100nF f = 100Hz – 1KHz C3 = 10nF f = 1KHz – 10KHz Frequency 0 Symmetry THD RV4 27K R1 10K 9 16 RV2 100K 1 RV1 100K RV5 470 Ohm C3 1uF XR-22060 RV3 47K + C4 10uF + C2 10uF + C1 10uF Level preset R2 1K 8 Output -9 V +9 V -9 V Hình 3.5: Sô ñoà maïch taï o soùng sin caá p ñieän ñoái x öùng vôùi X R-2206. Sau ñaây laø keát quaû ghi nhaän laïi daïng soùng sin taïo ra töø maïch treân baèng dao ñoäng kyù: Hình 3.6: Soùng sin ñöôïc thu nhaän töø dao ño äng kyù. LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 47 Keát quaû thu ñöôïc töø dao ñoäng kyù cho ta thaáy soùng sin taïo ra töø maïch söû duïng IC XR-2206 coù ñoä saùi daïng raát nhoû vaø tín hieäu raát trôn, haàu nhö khoâng bò nhieãu. 3.1.1.2 Khoái nguoàn Maïch taïo soùng sin trình baøy ôû phaàn treân söû duïng nguoàn ñieän aùp ñoâi ±9V. Coù nhieàu caùch ñeå taïo ra nguoàn ñieän aùp ñoâi, moät trong soá nhöõng caùch ñoù laø söû duïng hai IC LM317 vaø LM337 ñeå oån aùp vaø ñieàu chænh ñoä lôùn ñieän aùp DC ñaàu ra [12]. LM317 ñieàu chænh ñieän aùp döông, LM337 ñieàu chænh ñieän aùp aâm. Ñieän aùp ra toái ña laø ±15V. Maïch naøy khaù oån ñònh vaø ñoä gôïn AC raát nhoû (vaøi mV) giaûm vieäc gaây nhieãu cho tín hieäu. C12 2200uF C16 1uF 1 2 J2 -12V1 R14 240 C17 100uF 1 2J4 ngo v ao bien ap 1 2 3 C18 100uF 1 2 U4 LM337H 3 1 2 VIN A D J VOUT R13 240 15V C14 1uF 1 2 15V 0 R125K 13 2 C11 2200uF R115K 1 3 2 C15 1uF 1 2 J5 GND1 0V U10 LM317 3 1 2 VIN A D J VOUT J1 +12V1 - + D9 2 1 3 4 C13 1uF 1 2 Hình 3.7: Sô ñoà maïch ng uoàn ñoâi Döôùi ñaây laø keát quaû kieåm tra ñieän aùp ra cuûa maïch nguoàn ñoâi baèng dao ñoäng kyù: LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 48 Hình 3.8: Tín hieäu ñieän a ùp DC taïo ra töø nguoà n ñoâ i 3.1.1.3 Khoái ñoàng boä vôùi MP30 Theo lyù thuyeát AEP, caùc soùng cuûa ñieän theá gôïi thính sinh ra sau khi coù kích thích ôû caùc khoaûng thôøi gian ngaén (côõ mili giaây) vaø töông ñoái xaùc ñònh. Vì theá, vieäc thu nhaän tín hieäu phaûi tieán haønh ñoàng thôøi vôùi vieäc kích thích. Boä Biopac MP30 coù ngoõ ra analog vôùi ñieän aùp DC toái ña 7.5V hoaëc daïng xung vuoâng vôùi bieân ñoä 5V. Ta coù theå thay ñoåi chu kyø vaø ñoä daøi xung theo yù muoán. Ngoaøi ra, xung naøy coù theå phaùt cuøng luùc baét ñaàu thu tín hieäu. Döïa vaøo ñaëc tính naøy, ta coù theå duøng xung vuoâng nhö vai troø cuûa moät xung kích ñeå ñoùng môû khoùa coång (switch) cho tín hieäu ñi qua, ñoàng boä hoùa vieäc kích thích vaø thu nhaän tín hieäu. Ñeå thöïc hieän vieäc ñoù coù theå söû duïng rôøle ñieän, hoaëc duøng transistor vôùi vai troø laø moät khoùa ñieän töû hoaït ñoäng ôû hai cheá ñoä baõo hoøa vaø ngöng daãn hoaëc duøng IC khoùa TC4066. Tuy nhieân, duøng rôøle seõ laøm nhieãu tín hieäu, do söï va chaïm cô hoïc khi ñoùng môû khoùa beân trong rôøle gaây ra. Coøn trong tröôøng hôïp duøng transistor thì xung kích aûnh höôûng leân tín hieäu laøm meùo daïng soùng sin. Vì theá, maïch duøng IC khoùa ñöôïc söû duïng ñeå traùnh nhöõng nhöôïc ñieåm treân. TC4066 laø IC thuoäc hoï CMOS goàm boán maïch khoùa hai chieàu ñoäc laäp. Khi chaân ñieàu khieån (CONT) ñöôïc ñöa leân möùc cao (H), trôû khaùng giöõa ngoõ vaøo vaø ngoõ ra seõ giaûm (0.5-5x102Ω). Khi chaân ñieàu khieån ñöôïc ñöa xuoáng möùc thaáp (L), trôû khaùng ñoù seõ taêng leân (treân 109Ω). IC naøy coù theå öùng duïng cho caû tín hieäu töông töï vaø tín hieäu soá. Nguoàn ñieän aùp LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 49 toái ña söû duïng cho TC4066 laø 15V, vì tín hieäu ñöa vaøo laø soùng sin neân ta phaûi caáp nguoàn ñoâi ±7.5V cho IC [14]. Hình 3.9: Sô ñoà chaân c uû a TC4066 MP30 + 10uF 1 0 0.01uF 7.5V 2 0 Output 13 H on L off 100K 14 -7.5V 1M 7 4066 0 1K Input Hình 3.10: Sô ñoà maïch d uøng TC406 6 Ñieän trôû 1M duøng ñeå ñònh aùp cho tuï ñieän khi khoùa môû, giuùp loaïi boû doøng offset khi ñoùng khoùa. Xung kích töø MP30 coù daïng xung vuoâng seõ öùng vôùi hai traïng thaùi cao vaø thaáp khi kích thích cho TC4066. Döôùi ñaây laø keát quaû kieåm tra tín hieäu ra baèng dao ñoäng kyù. LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 50 Hình 3.11: Tín hieäu sin sau khi qua kho ái ñoàng boä. Keát quaû treân cho thaáy, maïch ñoàng boä söû duïng TC4066 cho tín hieäu ra khaù oån ñònh vaø bò nhieãu raát nhoû, khoâng bò aûnh höôûng bôûi tín hieäu xung kích. 3.1.1.4 Khoái khueách ñaïi Muïc ñích chính cuûa nguoàn kích laø taïo ra aâm thanh, do ñoù taûi cuoái cuøng ñöôïc söû duïng ôû ñaây laø loa phaùt, chuùng ñoøi hoûi moät löôïng ñaùng keå coâng suaát ñeå bieán ñoåi tín hieäu ñieän thaønh caùc soùng aâm [8]. Tín hieäu sin taïo ôû treân coù bieân ñoä nhoû (4Vp-p) khoâng ñuû coâng suaát ñeå taïo ra aâm thanh coù cöôøng ñoä cao (90dB) neáu ñöa tröïc tieáp vaøo taûi. Vì theá yeâu caàu ñaët ra laø phaûi coù moät taàng khueách ñaïi coâng suaát tröôùc khi ñöa tín hieäu ra loa phaùt. Maïch khueách ñaïi OTL (Output Transformerless) vôùi caáu taïo ñôn giaûn, thöôøng ñöôïc söû duïng trong caùc boä khueách ñaïi aâm thanh, hoaøn toaøn thoûa yeâu caàu ñaët ra ôû treân. Maïch khueách ñaïi ôû ñaây ñöôïc thieát keá vôùi heä soá khueách ñaïi toái ña laø 10 laàn, goàm 3 taàng chính: taàng tieàn khueách ñaïi, taàng thuùc, taàng khueách ñaïi ñaåy keùo vaø coâng suaát. Tín hieäu ñöa vaøo taàng thöù nhaát qua transistor Q1 seõ ñöôïc khueách ñaïi leân moät phaàn. Taàng thuùc söû LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 51 duïng 2 diode D1N4148 ñeå phaân cöïc cho taàng keùo ñaåy, ñoàng thôøi söûa meùo taïi giao ñieåm tín hieäu traùnh ñöôïc tình traïng meùo xuyeân taâm ôû ngoõ ra. Taàng khueách ñaïi chính goàm hai transistor Q3 vaø Q4, coù taùc duïng khueách ñaïi tín hieäu theo nguyeân taéc keùo ñaåy, Q3 hoaït ñoäng ôû baùn kyø döông coøn Q4 hoaït ñoäng ôû baùn kyø aâm. Q5 vaø Q6 laø caùc transistor coâng suaát coù vai troø taêng coâng suaát cuûa maïch ñeå cung caáp cho taûi. D2 D1N4148 R18 560 Q6 D1273 R17 560 R19 10 0 R15 820 Khuech dai day keo va cong suat + C6 1uF R8 4.7K R13 560 Tien khuech dai 0 + C5 10uF Tang thuc + C7 100uF + C9 100uF R11 4.7K Q2 C1815 Input C10 101 C11 104 D1 D1N4148 R10 33K Q4 A1015 Q1 A1015 Q5 D1273 Q3 C1815 +9V VR 100K + C8 100uF + C12 1000uF R16 560 R9 47K R14 120 R12 4.7K Hình 3.12: Sô ñoà maïch k hueách ñaïi Ñieän aùp cung caáp cho maïch khueách ñaïi laø 9V DC, ñaây cuõng chính laø giaù trò bieân ñoä ñænh – ñænh giôùi haïn cho tín hieäu sin ôû ngoõ ra. Do ñoù, tín hieäu hieäu sin ñöa vaøo phaûi ñöôïc ñieàu chænh veà möùc 0.9Vp-p ñeå khoâng bò xeùn ôû ngoõ ra khi taêng möùc khueách ñaïi leân toái ña. Loa phaùt ñöôïc söû duïng ôû ñaây laø tai nghe coù coâng suaát ñònh möùc 1000mW, vôùi bieân ñoä tín hieäu ra laø 9Vp-p, theo tính toaùn coâng suaát toái ña treân taûi chæ ñaït 420mW, khoâng laøm hoûng tai nghe. Sau ñaây laø hình aûnh tín hieäu sau khi khueách ñaïi ñöôïc ghi nhaän baèng dao ñoäng kyù: LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 52 Hình 3.13: Tín hieäu sin tröôùc vaø sau k hueách ña ïi 3.1.1.5 Tai nghe Yeâu caàu ñaàu tieân ñaët ra cho tai nghe laø phaûi ñaùp öùng ñöôïc daûi taàn soá roäng (10Hz – 10KHz) ñeå thöïc hieän thí nghieäm ño ñieän theá gôïi thính ôû caùc taàn soá khaùc nhau. Qua tìm kieám treân internet [15], coù moät soá tai nghe thoûa yeâu caàu treân. Tuy nhieân, giaù thaønh cuûa caùc tai nghe naøy khaù cao. Sau ñaây laø tai nghe ñöôïc söû duïng ñeå phaùt aâm kích thích: • MDR-Q22LP ñaùp öùng taàn soá töø 20Hz – 24KHz, coâng suaát toái ña 1000mW [15] Hình 3.14: Headphone MDR-Q22LP Sau ñaây laø moät soá tai nghe ñaùp öùng ñöôïc taàn soá thaáp: LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 53 Hình 3.15: Moät soá loaïi tai nghe ñaùp ö ùng taàn s oá t haáp Tai nghe Sony MDR-V700DJ va Pioneer SEDJ5000 ñaùp öùng taàn soá töø 5Hz – 30KHz vôùi coâng suaát toái ña laø 3000mW [15]. Hai loaïi tai nghe coøn laïi ñaùp öùng taàn soá töø 6Hz – 23KHz, coâng suaát toái ña chæ coù 100mW [15]. Yeâu caàu thöù hai laø tai nghe bao kín tai (headphone) hay laø loaïi gaén vaøo tai (earphone). Neáu söû duïng tai nghe coù chuïp bao kín tai thì seõ giuùp giaûm ñöôïc nhöõng aâm thanh neàn trong phoøng khi tieán haønh thí nghieäm. Tuy nhieân, coâng suaát aâm tai nhaän ñöôïc seõ giaûm ñi. Ñieàu naøy seõ ñöôïc khaéc phuïc neáu ta duøng loaïi tai nghe gaén vaøo trong, nhöng khi ñoù seõ bò aûnh höôûng bôûi neàn aâm cuûa moâi tröôøng. Thöïc teá, nhieãu aâm neàn seõ ñöôïc khaéc phuïc khi ta tieán haønh ño trong phoøng caùch aâm hoaëc ôû moâi tröôøng yeân tónh. Vaø sau ñoù seõ ñöôïc loaïi boû moät laàn nöõa khi xöû lyù soá tín hieäu. Ñieàu naøy seõ ñöôïc trình baøy kyõ hôn ôû phaàn sau. Tín hieäu ra ôû taàng khueách ñaïi ñaõ ñöôïc ñieàu chænh ñeå phuø hôïp vôùi coâng suaát ñònh möùc cuûa tai nghe. LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 54 3.1.2 Khoái thu, hieån thò vaø xöû lyù tín hieäu Thieát bò ñöôïc söû duïng ñeå thu nhaän tín hieäu ñieän theá gôïi thính laø boä MP30. Ñaây laø thieát bò coù khaû naêng thu nhaän caùc tín hieäu sinh hoïc nhoû ñeán khoaûng microvolt do haõng Biopac cheá taïo phuïc vuï cho vieäc giaûng daïy vaø thí nghieäm. Ñi keøm vôùi thieát bò naøy laø phaàn meàm BSL Pro 7, cho pheùp ta xöû lyù caùc tín hieäu thu nhaän töø MP30 ñöôïc soá hoùa vaø ñöa vaøo maùy vi tính. Vôùi boä thí nghieäm naøy, sinh vieân coù theå hoïc taäp vaø nghieân cöùu veà caùc ñieän theá sinh hoïc deã daøng hôn [16]. Hình 3.16: Thieát bò MP30 vaø caùc ñieän cö ïc Caáu taïo cuûa MP30 bao goàm4 ngoõ thu tín hieäu vaøo töø caùc ñieän cöïc. Tín hieäu naøy seõ ñöôïc xöû lyù analog tröôùc bôûi caùc khoái maïch loïc vaø khueách ñaïi, sau ñoù seõ ñöôïc soá hoùa vaø ñöa vaøo maùy vi tính. Taát caû caùc hoaït ñoäng naøy ñöôïc ñieàu khieån bôûi moät con vi xöû lyù beân trong [17]. Phaàn meàm BSL Pro seõ cho pheùp ta thieát laäp caùc ñieàu khieån cho con vi xöû lyù naøy. Khoâng chæ theá, baèng phaàn meàm naøy ta coù theå löu tröõ caùc tín hieäu thu nhaän ñöôïc vaøo maùy tính, sau ñoù tieán haønh xöû lyù soá tín hieäu vôùi caùc coâng cuï toaùn hoïc tích hôïp saün. Ñieän cöïc söû duïng ôû ñaây laø loaïi ñieän cöïc daùn EL503 cuûa haõng Biopac gioáng nhö trong hình 3.16. Treân moãi mieáng ñieän cöïc coù saün moät lôùp gel vaø chæ söû duïng ñöôïc moät laàn [18]. Ñieän cöïc naøy keát noái vôùi MP30 baèng boä daây daãn SS2L goàm 3 ñaàu noái vôùi ñieän cöïc. (Vin+ - maøu ñoû, Vin- - maøu traéng, GND – maøu ñen). LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 55 Hình 3.17: Giao dieän phaàn meàm BSL Pro 7 Sau ñaây laø caùc tieâu chuaån vaø thoâng soá kyõ thuaät cuûa MP30 [17]: • MP30 thoûa maõn caùc tieâu chuaån veà kieåm tra an toaøn y teá theo IEC60601-1 (International Electrotechnical Commission). Ñaây laø tieâu chuaån quoác teá veà an toaøn aùp duïng cho caùc thieát bò ñieän söû duïng trong y teá [19, 20]. • MP30 thoûa maõn caùc tieâu chuaån veà kieåm tra khaû naêng töông thích ñieän töø trong y teá (EMC – Medical Electromagnetic Compatibility) theo IEC60601-1-2 [17]. Baûng 3.2: Thoâng soá kyõ thuaät cuûa MP30 [17] Phía tröôùc KEÂNH ELECTRODE CHECKER Taàm trôû khaùng (Vin+ vaø Vin- so vôùi GND) 0-100KΩ NGOÕ VAØO ANALOG Soá keânh 4 keânh (CH1 – CH4) TOÁC ÑOÄ LAÁY MAÃU Lôùn nhaát Nhoû nhaát Ngoõ vaøo kích khôûi 2000 maãu/s 1 maãu/s Chæ cho keânh CH4 LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 56 Ngöôõng Ngöôõng ñieàu chænh ñöôïc, ngöôõng döông hoaëc aâm Ñoä phaân giaûi A/D (tröôùc khi qua loïc soá) 10 bit Tyû soá tín hieäu treân nhieãu > 90dB Taàm ñieän aùp vaøo 4 mVp-p – 0.2Vp-p Ñoä chính xaùc ngoõ vaøo ±0.05% taàm toaøn thang Baûo veä ngoõ vaøo; doøng giôùi haïn ±1mA/V Ñieän aùp vaøo lôùn nhaát (giöõa Vin+ vaø Vin-) 130mVp-p Trôû khaùng ngoõ vaøo vi sai (giöõa Vin+ vaø Vin-) 2MΩ Caùc boä loïc (töï ñoäng hoaëc ngöôøi söû duïng ñieàu chænh) 3 boä loïc soá IIR löôõng cöïc cho moãi keânh Trôû khaùng ngoõ vaøo moát chung (giöõa Vin+/Vin- vaø GND) DC AC (50/60Hz) 11MΩ 1000MΩ Taàm khueách ñaïi 100-50000 Phía sau Ngoõ ra analog Soá keânh Ñoä phaân giaûi D/A Ñoä chính xaùc Trôû khaùng ngoõ ra Ñieän aùp ngoõ ra Cöôøng ñoä doøng ngoõ ra 1 8 bits ±0.2% taàm toaøn thang 50Ω 0 – 5000V ±100mA (lôùn nhaát) Giao tieáp maùy tính Kieåu truyeàn daãn Toác ñoä truyeàn daãn RS422 khoâng ñoàng boä 524000 bits/s (KBPS) Ngoõ vaøo DC 12VDC – 1A Caàu chì an toaøn Caàu chì 2A 3.2 Ñònh chuaån aâm löôïng Muoán ñònh chuaån aâm löôïng ta caàn phaûi coù thieát bò ño aâm löôïng phaùt ra vaø nguoàn aâm caàn ño phaûi ñöôïc caùch ly vôùi moâi tröôøng aâm beân ngoaøi. • Ñeå giaûi quyeát vaán ñeà veà thieát bò ño aâm löôïng, coù 2 nguoàn thoâng tin laø Trung taâm kieåm ñònh Trung öông 3 vaø tìm caùc maùy ño ñoä oàn coù baùn treân thò tröôøng. Keát quaû, ôû Trung taâm kieåm ñònh Trung öông 3 khoâng coù thieát bò ñònh chuaån veà aâm löôïng; caùc maùy ño treân thò tröôøng khoâng ñaûm baûo veà tieâu chuaån vaø giôùi haïn ño thaáp nhaát laø 30dB. Ñöôïc söï giuùp ñôõ LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 57 cuûa Coâng ty TNHH Taán Höng (coâng ty chuyeân veà thieát bò trôï thính) vôùi maùy Senso SP3, vaán ñeà veà thieát bò ñònh chuaån aâm löôïng ñaõ ñöôïc giaûi quyeát. Hình 3.18: Maùy Senso S P3 Ñaây laø thieát bò duøng ñeå caân chænh cho maùy trôï thính cuûa haõng Widex, ñoàng thôøi noù cuõng coù chöùc naêng ño tieáng oàn ôû 4 daûi taàn soá: 500Hz, 1000Hz, 2000Hz, 4000Hz vôùi möùc aâm löôïng töø 5dB ñeán 130dB. Tuy nhieân, thieát bò naøy khoâng theå giuùp ta ño chính xaùc aâm löôïng ôû moät taàn soá baát kyø naøo khaùc. Vì theá, vieäc ñònh chuaån aâm löôïng ñöôïc tieán haønh caùc böôùc nhö sau. Ñaàu tieân, ta thieát laäp thang aâm löôïng cho 4 taàn soá 500Hz, 1000Hz, 2000Hz, 4000Hz. Sau ñoù, ta laäp ra caùc baûng giaù trò aâm löôïng ôû caùc taàn soá 10Hz, 200Hz, 500Hz theo 4 daûi taàn soá treân ôû caùc cheá ñoä lieân tuïc vaø cheá ñoä xung. Keát quaû ñöôïc trình baøy ôû phaàn sau. Hình 3.19: Hoäp caùch aâm • Vaán ñeà keá tieáp laø phaûi taïo ra ñöôïc moâi tröôøng caùch aâm. Moät hoäp caùch aâm baèng thuûy tinh coù beà daøy 10mm ñöôïc loùt theâm 2 lôùp xoáp trong vaø ngoaøi ñaõ ñöôïc thieát keá ñeå giaûi quyeát LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 58 vaán ñeà naøy. Khi tieán haønh ño aâm löôïng, phaàn naép ñöôïc daùn kín baèng keo silicon neân ñaûm baûo caùch aâm toát. Theâm vaøo ñoù, vieäc ño aâm löôïng ñöôïc thöïc hieän vaøo buoåi toái khuya ñeå giaûm bôùt ñöôïc tieáng oàn cuûa moâi tröôøng, vì thöïc teá aâm neàn ban ngaøy raát lôùn. Keát quaû • Ño aâm neàn trong hoäp caùch aâm: Ñieàu kieän ño taïi phoøng thí nghieäm (7h40 toái), taét taát caû quaït, coù môû ñeøn. Keát quaû nhö sau: Taàn soá (Hz) 500 1000 2000 4000 AÂm löôïng (dB) 21 13 13 17 • Thieát laäp thang aâm löôïng cho nguoàn kích thích aâm ôû caùc taàn soá 500Hz, 1000Hz, 2000Hz, 4000Hz: Taàn soá (Hz) 500 1000 2000 4000 AÂm löôïng max (dB) 80 90 96 96 Nhaän xeùt: Taàn soá vaø aâm löôïng khoâng hoaøn toaøn ñoäc laäp vôùi nhau. Söï thay ñoåi taàn soá coù aûnh höôûng ñeán aâm löôïng phaùt ra. Cuøng moät möùc ñieän aùp ra, nhöng ôû taàn soá cao (treân 2000Hz) aâm löôïng phaùt ra lôùn hôn vaø oån ñònh hôn ôû taàn soá thaáp. Neáu bieåu dieãn baèng ñoà thò söï phuï thuoäc cuûa aâm löôïng vaøo taàn soá, ta coù theå giaû thuyeát ôû daûi taàn soá thaáp (döôùi 1000Hz) laø moät ñöôøng doác ñi leân (chöa keát luaän ñöôïc laø tuyeán tính hay phi tuyeán); coøn ôû daûi taàn soá cao thì gaàn nhö laø moät ñöôøng ngang. Vì theá, caùc thí nghieäm AEP neáu tieán haønh ôû caùc taàn soá cao seõ coù thang aâm löôïng töông ñoái chính xaùc hôn so vôùi tieán haønh ôû taàn soá thaáp. Vaán ñeà naøy seõ ñöôïc giaûi quyeát neáu chuùng ta coù thieát bò ñònh chuaån aâm löôïng ñaùp öùng ñöôïc taàn soá thaáp vaø hieån thò ñöôïc giaù trò aâm löôïng cho töøng taàn soá maø ta muoán ño. LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 59 Baûng 3.3: Giaù trò aâm löôïng ôû caùc taàn soá 10Hz, 200Hz, 500Hz Cheá ñoä lieân tuïc 500Hz 1000Hz 2000Hz 4000Hz 1 35(dB) 32(dB) 33(dB) 29(dB) 2 34 32 33 29 3 35 32 33 29 Cheá ñoä xung (ms) 4 33 22 24 23 3 31 22 23 22 2 31 20 21 22 1 30 16 18 19 0.5 30 15 18 19 10Hz 0.1 29 15 18 19 Lieân tuïc 1 64 43 45 42 2 64 43 45 42 3 64 43 45 42 Xung (ms) 4 46 40 40 35 3 45 41 40 34 2 42 40 37 37 1 31 16 19 19 0.5 30 16 19 19 200Hz 0.1 29 16 19 19 Lieân tuïc 1 77 63 58 45 2 77 63 57 45 3 77 63 57 45 Xung (ms) 4 48 46 42 37 3 47 46 42 36 2 43 45 39 36 1 30 16 19 19 0.5 29 15 18 19 500Hz 0.1 30 16 18 18 LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 60 Ñieàu kieän ño: • Thôøi gian ño laø vaøo 12h tröa. • Loa phaùt vaø ñaàu thu ñöôïc ñaët trong hoäp caùch aâm. • AÂm neàn: Taàn soá (Hz) 500 1000 2000 4000 AÂm löôïng (dB) 29 11 13 17 Nhaän xeùt: Thôøi gian ño vaøo buoåi tröa ñaõ aûnh höôûng nhieàu ñeán aâm neàn, nhaát laø ôû daûi taàn soá 500Hz, ñaây cuõng laø daûi taàn soá tai ngöôøi nghe toát. ÔÛ cheá ñoä phaùt xung ngaén töø 1ms trôû xuoáng keát quaû thu ñöôïc gaàn gioáng nhau ôû caùc taàn soá. Caùc giaù trò naøy ñeàu lôùn hôn giaù trò aâm neàn ban ñaàu, ñieàu naøy chöùng toû coù toàn taïi moät aâm neàn loa phaùt ra, nguyeân nhaân coù theå laø do loa hoaëc do nhieãu neàn töø maïch phaùt. Khi phaùt xung, aâm löôïng nhoû hôn ôû cheá ñoä lieân tuïc. Ñieàu naøy thaáy roõ nhaát trong keát quaû thu ñöôïc taïi taàn soá 500Hz. Khi phaùt cheá ñoä lieân tuïc, aâm löôïng thu ñöôïc khaù oån ñònh. ÔÛ taàn soá cao (200Hz, 500Hz) aâm löôïng oån ñònh hôn taàn soá thaáp (10Hz). Beà roäng xung kích laø 1ms seõ öùng vôùi taàn soá soùng nhoû nhaát coù theå phaùt ra troïn veïn 1 chu kyø laø 1000Hz. Baûng keát quaû treân öùng vôùi caùc taàn soá nhoû hôn 1000Hz, vì theá soùng phaùt ra theo xung kích 1ms seõ ngaén hôn 1 chu kyø. Do ñoù aâm löôïng seõ suy giaûm nhieàu. Maët khaùc, khi duøng xung kích thích seõ coù thôøi gian treã do ñaùp öùng. Neáu beà roäng xung kích caøng ngaén seõ bò aûnh höôûng bôûi thôøi gian treã nhieàu hôn. Tuy nhieân, neáu khoái ñoàng boä ñöôïc thieát keá toát, söû duïng caùc linh kieän chính xaùc seõ khaéc phuïc ñöôïc ñieàu naøy. ÔÛ ñaây khoái ñoàng boä chæ laø moâ hình maïch analog ñôn giaûn vôùi caùc linh kieän coù ñoä sai soá lôùn neân cuõng gaây aûnh höôûng khoâng nhoû ñeán keát quaû ño. Xeùt xung kích coù beà roäng xung 4ms, vôùi keát quaû ño ôû taàn soá 500Hz ta thaáy vaãn coù söï cheânh leäch khaù lôùn so vôùi keát quaû ño ôû cheá ñoä phaùt lieân tuïc. Theo tính toaùn, soùng sin taàn soá 500Hz seõ coù chu kyø laø 2ms, nhö vaäy öùng vôùi xung kích daøi 4ms seõ cho qua 2 chu kyø soùng www.bme.vn LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 61 sin. Nhöng aâm löôïng ño ñöôïc vaãn nhoû hôn nhieàu. Ñieàu naøy chöùng toû soá löôïng chu kyø soùng aûnh höôûng ñeán aâm löôïng phaùt ra. Keát quaû ño treân ñaây coù keøm theo nhieãu do xung kích gaây ra. ÔÛ taàn soá cao nhieãu naøy khoâng ñaùng keå (vì xung kích chæ coù chu kyø vaøi Hz), nhöng ño ôû taàn soá thaáp bò aûnh höôûng nhieàu. Keát quaû treân cuõng cho thaáy khoâng theå naøo thieát laäp thang aâm löôïng cho caùc taàn soá khaùc boán taàn soá chính ñöôïc hieån maùy ño Senso SP3. Vì theá, boä kích aâm thanh chæ ñöôïc xaây döïng thang aâm löôïng ôû 4 taàn soá: 500Hz, 1000Hz, 2000Hz vaø 4000Hz. ÔÛ taàn soá 500Hz, aâm löôïng taêng chaäm töø 0dB ñeá 20dB vaø taêng nhanh töø 20dB ñeán 80dB. ÔÛ taàn soá 1000Hz, aâm löôïng taêng nhanh töø 0dB ñeán 85dB vaø taêng chaäm töø 85dB ñeán 90dB. Coøn ôû taàn soá 2000Hz vaø 4000Hz, aâm löôïng taêng nhanh töø 0dB ñeán 90dB vaø taêng chaäm töø 90dB ñeán 96dB. Möùc aâm löôïng phaùt ra khi tieán haønh ño ñieän theá gôïi thính ôû moãi taàn soá laø 70dB. 3.3 Tieán haønh thí nghieäm vôùi MP30 3.3.1 Thieát laäp caùc thoâng soá thu nhaän tín hieäu Ñeå thöïc hieän thí nghieäm ño ñieän theá gôïi thính treân MP30, ta caàn phaûi thieát laäp caùc thoâng soá thu nhaän tín hieäu cho thieát bò naøy thoâng qua phaàn meàm BSL Pro 7. 3.3.1.1 Keânh thu nhaän tín hieäu Ñaàu tieân, ta phaûi choïn keânh thu tín hieäu vaø thieát laäp caùc heä soá bao goàm ñoä khueách ñaïi vaø caùc thoâng soá boä loïc. Qua tham khaûo taøi lieäu höôùng daãn quy trình thí nghieäm AEPs töø website cuûa Biopac [11], ta neân choïn thieát laäp ño EEG (.5 – 35Hz). Vôùi thieát laäp naøy ta coù caùc thoâng soá sau: • Heä soá khueách ñaïi: 25000 laàn • Boä loïc analog: 0.5Hz – 5KHz • Boä loïc soá: söû duïng 1 boä loïc thoâng thaáp 66.5Hz • Heä soá phaåm chaát Q: 0.5 LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 62 Hình 3.20: Thieát laäp keân h thu tín hieäu 3.3.1.2 Thoâng soá thu nhaän tín hieäu Sau khi thieát laäp thoâng soá cho keânh thu tín hieäu, ta tieán haønh thieát laäp caùc thoâng soá veà thu nhaän tín hieäu bao goàm taàn soá laáy maãu, thôøi gian thu vaø soá laàn thu. Tín hieäu ñieän theá gôïi thính raát nhoû (khoaûng vaøi microvolt) naèm laãn trong neàn tín hieäu ñieän naõo (khoaûng vaøi chuïc mircovolt ñeán vaøi chuïc milivolt). Do ñoù, ta phaûi choïn taàn soá laáy maãu ñuû lôùn ñeå coù theå thu ñöôïc tín hieäu naøy. Muïc tieâu cuûa thí nghieäm naøy laø khaûo saùt söï xuaát hieän 5 soùng ñaàu tieân cuûa ñieän theá gôïi thính, vì theá thôøi gian thu tín hieäu chæ caàn töø 20ms - 40ms. Nhö ñaõ trình baøy ôû phaàn toång quan, muoán xuaát ra ñöôïc tín hieäu ñieän theá gôïi thính ta phaûi söû duïng thuaät toaùn laáy trung bình. Ñieàu naøy ñaët ra yeâu caàu soá maãu tín hieäu thu nhaän phaûi lôùn, toái thieåu laø 1000 maãu. Thôøi gian laëp laïi nghóa laø khoaûng caùch giöõa hai laàn thu tín hieäu phaûi ñuû daøi ñeå caùc ñaùp öùng ñieän theá gôïi thính xaûy ra heát, traùnh hieän töôïng choàng laán tín hieäu. Tham khaûo LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 63 phaàn höôùng daãn töø website cuûa Biopac [11], caùc thoâng soá cuï theå ñöôïc thieát laäp cho phaàn naøy nhö sau: Hình 3.21: Thieát laäp caùc thoâng soá thu nhaän tín hieä u • Taàn soá laáy maãu laø 25000 maãu/s • Thôøi gian laáy maãu laø 40ms • Tieán haønh thu 1000 laàn vôùi thôøi gian laëp laïi sau 250ms Ta choïn taàn soá laáy maãu caøng lôùn seõ caøng taêng ñoä chính xaùc nhöng dung löôïng löu tröõ seõ lôùn hôn. Thôøi gian laáy maãu laø 40ms thoûa yeâu caàu ñaët ra ôû treân. Thôøi gian laëp laïi laø 250ms ñaûm baûo cho tín hieäu thu vaøo khoâng bò choàng laán bôûi ñaùp öùng ôû kích thích tröôùc. 3.3.1.3 Keânh phaùt xung Tieáp theo ta phaûi thieát laäp thoâng soá xung phaùt ôû ngoõ ra ñeå ñoàng boä nguoàn kích aâm thanh vôùi MP30. Phaàn meàm BSL Pro 7 cho pheùp ta thay ñoåi caùc cheá ñoä phaùt xung khaùc nhau: phaùt 1 xung, moät soá xung choïn tröôùc hoaëc phaùt xung lieân tuïc. Xung phaùt ra coù theå ñoäc laäp hoaëc ñoàng thôøi vôùi vieäc thu tín hieäu. ÔÛ phaàn treân ta ñaõ thieát laäp vieäc thu tín hieäu laëp laïi 1000 laàn, vì theá ta chæ caàn choïn cheá ñoä phaùt moät xung vaø phaùt ñoàng thôøi khi baét ñaàu thu tín hieäu. Moãi laàn laëp laïi vieäc thu tín hieäu thì moät xung seõ ñöôïc phaùt ra, töông öùng luùc ñoù khoái ñoàng boä seõ cho tín hieäu ñi qua, taïo ra moät aâm thanh kích thích. Ñoä daøi aâm thanh naøy seõ phuï thuoäc vaøo beà roäng xung kích thích cuûa MP30, theo lyù thuyeát thôøi gian kích laø 0.1ms. LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 64 Hình 3.22: Thieát laäp thoâ ng soá cuûa x ung ph aùt ñoàn g boä 3.3.2 Quy trình ño ñieän theá gôïi thính Sau khi ñaõ thieát laäp caùc thoâng soá thu nhaän tín hieäu ta tieán haønh ño ñieän theá gôïi thính theo quy trình sau. • Choïn moâi tröôøng ño yeân tónh, toát nhaát laø ño trong phoøng caùch aâm. Thí nghieäm trong ñeà taøi naøy ñöôïc tieán haønh ño ôû phoøng bình thöôøng vaøo buoåi tröa vaø buoåi toái khuya. • Yeâu caàu ngöôøi ño ngoài thö giaõn trong vaøi phuùt, coù theå tieán haønh ño ôû tö theá ngoài hoaëc naèm. LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 65 • Laøm saïch caùc vò trí ñaët ñieän cöïc treân cô theå (coù theå duøng coàn y teá, hoaëc gel laøm saïch chuyeân duïng) • Tieán haønh gaén ñieän cöïc ño theo caùc vò trí nhö trong hình sau Hình 3.23: Caùc vò trí ñaët ñieän cöïc Hai ñieän cöïc thu (Red - Vin+, White – Vin-) ñaët ôû vò trí ñænh ñaàu vaø sau daùi tai caàn ño, vaø ñieän cöïc tham chieáu (GND) ñaët ôû vò trí sau daùi tai coøn laïi. Vò trí ñieän cöïc treân ñænh ñaàu thöôøng tieáp xuùc khoâng toát do ñoù caàn phaûi boâi theâm gel chuyeân duïng. • Kieåm tra möùc ñoä tieáp xuùc cuûa ñieän cöïc tröôùc khi ño baèng caùch duøng ngoõ vaøo “Electrode checker” cuûa MP30. Phaàn meàm BSL Pro 7 seõ hieån thò cho ta thaáy trôû khaùng taïi lôùp tieáp xuùc nhö hình sau: Hình 3.24: Kieåm tra ñoä tieáp xuùc cuûa ñieän cö ïc LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 66 Nhö ñaõ trình baøy trong phaàn toång quan, ñeå thu ñöôïc tín hieäu toát trôû khaùng naøy phaûi nhoû hôn 5KΩ. • Cuoái cuøng laø tieán haønh ño ñieän theá gôïi thính, trong suoát thôøi gian ño neân yeâu caàu ngöôøi ñöôïc ño thö giaõn vaø nhaém maét ñeå traùnh nhieãu do ñieän theá gôïi thò giaùc gaây ra. LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 67 CHÖÔNG 4. KEÁT QUAÛ VAØ BAØN LUAÄN Sau ñaây laø moät soá tín hieäu ñöôïc thu nhaän öùng vôùi aâm kích ôû caùc taàn soá khaùc nhau. Hình 4.1: Tín hieäu thu ñ öôïc vôùi aâm kích thích 50 0Hz Tín hieäu thu ñöôïc coù daïng chu kyø vôùi taàn soá 50Hz. Ñaây chính laø nhieãu do ñieän tröôøng vaø töø tröôøng xung quanh gaây ra. Möùc ñoä nhieãu khaùc nhau seõ cho tín hieäu coù bieân ñoä ñænh cöïc ñaïi khaùc nhau. Theo tính toaùn, nhieãu coù taàn soá 50Hz nghóa laø coù chu kyø laø 20ms. Khoaûng caùch giöõa hai laàn laáy maãu laø 250ms, khoâng phaûi laø moät soá nguyeân laàn cuûa 20ms. Do ñoù, öùng vôùi moãi laàn thu, tín hieäu nhieãu naøy seõ luaân phieân ngöôïc pha nhau. Vì theá khi söû duïng thuaät toaùn laáy trung bình seõ loaïi boû ñöôïc noù. LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 68 Hình 4.2: Tín hieäu thu ñ öôïc vôùi aâm kích thích 10 00Hz Hình 4.3: Tín hieäu thu ñ öôïc vôùi aâm kích thích 20 00Hz LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 69 Hình 4.4: Tín hieäu thu ñ öôïc vôùi aâm kích thích 40 00Hz Hình 4.5: Tín hieäu thu ñ öôïc vôùi aâm kích thích daï ng click LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 70 Tieáp theo, ñeå trích ra ñieän theá gôïi thính, tín hieäu phaûi ñöôïc xöû lyù baèng thuaät toaùn laáy trung bình döïa vaøo phaàn meàm BSL Pro 7. Ta caàn thieát laäp caùc thoâng soá sau: vò trí baét ñaàu, khoaûng caùch giöõa hai maãu caàn laáy trung bình vaø khoaûng thôøi gian laáy trung bình trong moät maãu. Theo lyù thuyeát veà thôøi gian xuaát hieän caùc soùng ABR, ta chæ laáy trung bình phaàn tín hieäu cuûa moãi 10ms ñaàu tieân ôû 1000 maãu. Khoaûng caùch giöõa hai maãu laáy trung bình laø 40ms, baèng vôùi thôøi gian thu tín hieäu. Thôøi ñieåm baét ñaàu laáy trung bình laø 0ms. Hình 4.6: Thieát laäp thoân g soá cho thua ät toaùn laáy tr ung bình Sau ñaây laø keát quaû sau khi ñaõ xöû lyù tín hieäu baèng thuaät toaùn laáy trung bình: LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 71 Hình 4.7: Tín hieäu ñieän theá gôïi öùng v ôùi aâm kích 5 00Hz Hình 4.8: Tín hieäu ñieän theá gôïi öùng v ôùi aâm kích 1 000Hz LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 72 Hình 4.9: Tín hieäu ñieän theá gôïi öùng v ôùi aâm kích 2 000Hz Hình 4.10: Tín hieäu ñieän theá gôïi öùng vô ùi aâm kích 4000Hz LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 73 Hình 4.11: Tín hieäu ñieän theá gôïi öùng vô ùi aâm kích daïng click Nhaän xeùt: Caùc keát quaû treân khoâng gioáng nhau vaø khaùc vôùi daïng soùng ñieän theá gôïi thính ñaõ trình baøy trong phaàn lyù thuyeát, ngoaïi tröø keát quaû thu ñöôïc ôû taàn soá aâm kích 2000Hz coù daïng soùng goàm caùc ñænh roõ reät. Daïng soùng ôû caùc keát quaû coøn laïi cuõng coù caùc ñænh nhöng khoâng roõ nhö tröôøng hôïp 2000Hz. Caùc ñöôøng naøy bò troâi do chöa loaïi boû ñöôïc nhieãu 50Hz. Ñeå xaùc ñònh ñöôïc keát quaû ño ôû tröôøng hôïp taàn soá aâm kích 2000Hz coù phaûi laø daïng soùng cuûa ñieän theá gôïi thính hay khoâng, ta caàn phaûi coù moät keát quaû chuaån ñeå ñoái chieáu. Keát quaû chuaån naøy thu töø maùy ño Nihon Kohden taïi phoøng ño ñieän theá gôïi thính cuûa beänh vieän Böu Ñieän II, vaø ñöôïc tieán haønh ño treân cuøng moät ngöôøi. Sau ñaây laø keát quaû ñoái chieáu: LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 74 Hình 4.12: Keát quaû ño taï i beänh vieän Böu Ñieän II Ñoà thò treân laø daïng soùng ño tröïc tieáp ôû tai traùi (cuøng tai vôùi caùc keát quaû treân), ñoà thò döôùi laø keát quaû ño giaùn tieáp cuûa tai coøn laïi.Thôøi gian xuaát hieän (thôøi gian tieàm) cuûa caùc soùng nhö sau: • Soùng I: 1.85ms • Soùng II: 2.55ms • Soùng III: 3.62ms • Soùng IV: 4.44ms • Soùng V: 5.38ms • Khoaûng caùch caùc ñænh soùng: I-III: 1.77ms III-V: 1.76ms I-V: 3.53ms • Ñoä cheânh leäch ñieän theá giöõa soùng III vaø soùng V laø 0.236µV. Ñoái chieáu vôùi keát quaû treân, daïng soùng trong tröôøng hôïp aâm kích 2000Hz ñuùng laø daïng soùng cuûa ñieän theá gôïi thính vôùi caùc ñænh soùng nhö hình: LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 75 Hình 4.13: Keát quaû ño ñieän theá gôïi thính vôùi caùc ñænh soùng Thôøi gian tieàm cuûa caùc soùng nhö sau: • Soùng I: 1.28ms • Soùng II: 2.08ms • Soùng III: 3.28ms • Soùng IV: 4.44ms • Soùng V: 5.56ms • Khoaûng caùch caùc ñænh soùng: I-III: 2ms III-V: 2.28ms I-V: 4.28ms • Ñoä cheânh leäch ñieän theá cuûa soùng III vaø soùng V: 0.641µV Thôøi gian tieàm cuûa caùc soùng ôû hai keát quaû coù söï cheânh leäch, nhieàu nhaát laø ôû soùng I vaø soùng II laø 0.57ms vaø 0.47ms, caùc soùng coøn laïi thì cheânh leäch khoâng nhieàu trung bình khoaûng 0.3ms. Trong keát quaû ño töø maùy cuûa haõng Nihon Kohden, soùng V laø soùng coù ñænh LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 76 cao nhaát, coøn trong keát quaû ño baèng MP30, soùng V coù ñænh thaáp hôn caû soùng III vaø soùng IV. Nhöõng cheânh leäch naøy do nhöõng nguyeân nhaân sau: • Sai soá cuûa linh kieän. • Thao taùc thí nghieäm. • Nhieãu töø thieát bò vaø moâi tröôøng. • Ñieän theá gôïi thính laø tín hieäu sinh hoïc (tín hieäu thöïc) neân keát quaû ño (treân cuøng moät ngöôøi, cuøng ñieàu kieän ño, cuøng thieát bò ño) ôû nhöõng laàn ño khaùc nhau seõ toàn taïi sai soá. Hai keát quaû treân ñaây maëc duø ñöôïc thu treân cuøng moät ngöôøi, nhöng tieán haønh ño ôû hai thôøi ñieåm khaùc nhau, ñieàu kieän ño khaùc nhau vaø treân hai thieát bò ño khaùc nhau, do ñoù phaûi coù sai leäch. Hai keát quaû ño treân ñöôïc thöïc hieän treân ngöôøi bình thöôøng, theo lyù thuyeát khoaûng caùch hai ñænh soùng I vaø V khoâng ñöôïc vöôït quaù 4.4ms. Khoaûng caùch naøy ôû keát quaû thu baèng MP30 tuy daøi hôn ôû keát quaû thu töø maùy cuûa haõng Nihon Kohden taïi beänh vieän Böu Ñieän II 0.75ms nhöng vaãn naèm trong giôùi haïn cho pheùp (nhoû hôn 4.4ms). Toùm laïi, ñieän theá gôïi thính laø moät vaán ñeà raát phöùc taïp neân caàn phaûi coù nhöõng kieán thöùc chuyeân moân ñeå coù theå ñöa ra keát luaän chính xaùc töø keát quaû ño. LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 77 CHÖÔNG 5. KEÁT LUAÄN Veà nguoàn kích thích aâm thanh Caùc keát quaû thí nghieäm ñaõ chöùng toû nguoàn kích thích aâm thanh coù theå phuïc vuï cho vieäc ño ñieän theá gôïi thính keát hôïp vôùi boä MP30. Goùp phaàn khai thaùc chöùc naêng cuûa moät thieát bò coù theå thu ñöôïc tín hieäu nhoû côõ microvolt nhaèm phuïc vuï cho muïc ñích giaûng daïy vaø nghieân cöùu. Nhöõng keát quaû ñaït ñöôïc so vôùi muïc tieâu ñeà ra: • Taïo ra ñöôïc soùng sin vôùi daûi taàn soá 10Hz – 10KHz. • Tín hieäu ra bò nhieãu nhoû, khoaûng vaøi chuïc milivolt treân tín hieäu chính khoaûng vaøi volt. • Ñoàng boä ñöôïc vôùi MP30. • Xaây döïng ñöôïc thang aâm löôïng ôû caùc taàn soá 500Hz, 1000Hz, 2000Hz, 4000Hz. • Möùc aâm löôïng toái ña ñaït ñöôïc laø 96dB, ñuû ñeå thöïc hieän ño ñieän theá gôïi thính. • Coù cheá ñoä phaùt xung click töø 0.1ms – 100ms Tuy nhieân, do thôøi gian coù haïn vaø gaëp khoù khaên veà tìm thieát bò kieåm chuaån neân vieäc cheá taïo nguoàn kích coøn moät soá haïn cheá sau: • Chöa xaây döïng ñöôïc thang aâm löôïng ôû caùc taàn soá khaùc vì thieáu thieát bò ñònh chuaån aâm löôïng chuyeân duïng, hieån thò ñöôïc nhieàu taàn soá. • Keát quaû chæ laø caùc maïch moâ hình neân chöa khaéc phuïc hoaøn toaøn ñöôïc nhieãu. • Chöa coù phaàn hieån thò thoâng soá cuûa tín hieäu phaùt ra (chæ qua kieåm tra baèng dao ñoäng kyù). • Chöa soá hoùa ñöôïc thieát bò. Neáu coù theâm thôøi gian vaø ñöôïc hoã trôï veà thieát bò, vieäc khaéc phuïc ñöôïc nhöõng nhöôïc ñieåm treân cho nguoàn kích aâm thanh laø hoaøn toaøn coù theå. LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 78 Veà keát quaû ño ñieän theá gôïi thính treân MP30 Qua vieäc so saùnh ñoái chieáu keát quaû ño treân MP30 vôùi keát quaû ño taïi beänh vieän Böu Ñieän II, ta coù theå thöïc hieän vieäc ño chính xaùc ñieän theá gôïi thính baèng thieát bò naøy neáu giaûi quyeát ñöôïc caùc ñieàu kieän sau ñaây: • Moâi tröôøng ño phaûi yeân tónh (toát nhaát laø phoøng caùch aâm), loaïi boû ñöôïc nhieãu ñieän tröôøng vaø töø tröôøng (coù theå duøng loàng Faraday). • Coù moät nguoàn kích thích aâm chuaån. • Phaûi qua nhieàu thí nghieäm kieåm tra laâm saøng ñeå xaây döïng moät quy trình ño chuaån, nhaèm thu ñöôïc keát quaû chính xaùc. • Caàn phaûi coù kieán thöùc chuyeân moân ñeå ñöa ra keát luaän cho keát quaû ño ñieän theá gôïi thính. Neáu höôùng nghieân cöùu naøy thaønh coâng seõ môû ra nhieàu öùng duïng thöïc tieãn, cuï theå laø öùng duïng vaøo vieäc chaån ñoaùn ñöôøng daãn truyeàn cuûa tai. Keát hôïp vôùi nghieân cöùu veà ñieàu trò baèng laser baùn daãn coâng suaát thaáp taïi boä moân seõ taïo thaønh moät quy trình chaån ñoaùn vaø ñieàu trò moät soá beänh veà tai. LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 79 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO [1] James J.Stockard, Janet E.Pope – Stockard & Frank W.Sharbrough (1992): Brainstem Auditory Evoked Pote ntials in Neurology: Methodology, Interpretation and clinical application. In: Electrodiagnosis in clinical neurology, 3rd edition, edited by Michael J.Aminoff. Churchill Livingstone. [2] Phaïm Kim (1981): V aán ñeà phu ïc hoài chö ùc naên g cho ngöô øi ñieác. NXB. Y hoïc, Haø Noäi. [3] Warren E.Finn, Peter G.Lopresti(2003): Han dbook of neuropr osthetic methods. Florida, CRC Press LLC. [4] GS. Voõ Taán (1991): Tai muõi hoïng thö ïc haøn h, taäp 2. NXB. Y hoïc. [5] Brad A.Stach (1998): Clinical Audiology: An Introduction. Singular Publishing Group, Inc. San Diego, London. [6] James Moore (2003): Biomedical Technology and Devices Handbook. CRC Press. [7] Toáng Vaên On (2000): Vi maïch & maïch taïo soù ng. NXB. Giaùo Duïc. [8] Leâ Tieán Thöôøng (2004): Maïch ñieän töû 2. NXB. Ñaïi hoïc Quoác Gia Tp. Hoà Chí Minh. CAÙC WEBSITE CHÍNH [9] © David R. Stapells, 2004, 2005: WHAT ARE AUDITORY EVOKED POTENTIALS? [10] EMedicine from WebMD: Auditory Brainst em Response Audiometry. [11] BIOPAC Systems, Inc.: BSL PRO Lesson H09: Auditory Evoked Potentials from a human subject. [12] © 2006 AARONCAKE.NET: Dual Polarity Power Supply. [13] Elvir Causevic: Fa st wavelet estimation of weak biosignals. Department of Applied Mathematics Yale University. [14] Gary Novak biologist: New Audio Amplifiers – CMOS Switching [15] Sony Styles USA: Headphones /USD/SY_BrowseCatalog-Start?CategoryName=acc_Headphones_w%2eear&Dept=audio [16] BIOPAC Systems, Inc.: The Next Laborator y for Classroom Life Science Instruction [17] BIOPAC Systems, Inc.: MP35/30 Acquisition unit [18] BIOPAC Systems, Inc.: EL503 LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 80 [19] QuadTech, Incorporated: Overview of IEC60601-1 Medical Electrical Equipment [20] ADInstruments: S afety Standards and Qualit y Control LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP TRÖÔØNG ÑH BAÙCH KHOA TP.HCM – NAÊM 2007 SVTH: TRAÀN THAØNH NHAÂN GVHD: ThS LEÂ CAO ÑAÊNG 81 PHUÏ LUÏC Maïch nguoà n (traùi) vaø maï ch khueách ñaïi (ph aûi) Maïch taïo soùn g sin vaø ño à ng boä vôùi MP 30

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfThiết kế, chế tạo nguồn kích thích âm thanh dùng cho việc nghiên cứu điện thế gợi thính.pdf
Luận văn liên quan