Kuulolaite

Ensimmäinen sähköinen kuulokoje käytti puhelimen hiilimikrofonia ja se esiteltiin vuonna 1896. Tyhjiöputki teki sähköisen vahvistuksen mahdolliseksi, mutta vahvistettujen kuulokojeiden varhaiset versiot olivat liian painavia kannettaviksi. Tyhjiöputkien pienentäminen johti kannettaviin malleihin ja toisen maailmansodan jälkeen pienoisputkia käyttäviin puettaviin malleihin. Vuonna 1948 keksitty transistori soveltui hyvin kuulolaitesovellukseen pienen tehonsa ja pienen kokonsa ansiosta; kuulolaitteet olivat transistorien varhaisia omaksujia. Integroitujen piirien kehittyminen mahdollisti kannettavien apuvälineiden ominaisuuksien parantamisen entisestään, mukaan lukien digitaalisten signaalinkäsittelytekniikoiden toteuttaminen ja ohjelmoitavuus käyttäjän yksilöllisiä tarpeita varten.

Yhteensopivuus puhelimien kanssaEdit

Rautatieasemalla olevassa kyltissä kerrotaan, että kuulutusjärjestelmässä käytetään ”Hearing Induction Loop”-ilmoitussilmukkaa (ääniinduktiosilmukka). Kuulokojeen käyttäjät voivat kuulla kuulutukset telesilmukan (T-kytkimen) avulla suoraan kuulokojeen vastaanottimen kautta.

Kuulokoje ja puhelin ovat ”yhteensopivia”, kun ne pystyvät liittymään toisiinsa siten, että ne tuottavat selkeän, helposti ymmärrettävän äänen. Termi ”yhteensopivuus” koskee kaikkia kolmea puhelintyyppiä (langalliset, langattomat ja matkapuhelimet). Puhelimet ja kuulokojeet voivat olla yhteydessä toisiinsa kahdella tavalla:

• Akustisesti: Kuulokojeen mikrofoni vastaanottaa puhelimen kaiuttimesta tulevan äänen.
• Sähkömagneettisesti: Puhelimen kaiuttimesta tuleva signaali vastaanotetaan kuulokojeen ”tele- tai T-kelalla”, joka on erityinen lankasilmukka kuulokojeen sisällä.

Huomaa, että telekäämikytkennällä ei ole mitään tekemistä matkapuhelimen tai langattoman puhelimen radiosignaalin kanssa: telekäämin poimima äänisignaali on heikko sähkömagneettinen kenttä, jonka puhelimen kaiuttimessa oleva puhekela synnyttää työntäessään kaiutinkartiota edestakaisin.

Sähkömagneettinen (telekäämikytkentä-) tapa on tavallisesti tehokkaampi kuin akustinen menetelmä. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että mikrofoni kytkeytyy usein automaattisesti pois päältä, kun kuulokoje toimii telecoil-tilassa, joten taustamelu ei vahvistu. Koska puhelimeen on elektroninen yhteys, ääni on selkeämpi ja vääristymät ovat epätodennäköisempiä. Jotta tämä toimisi, puhelimen on kuitenkin oltava yhteensopiva kuulokojeiden kanssa. Teknisesti ottaen puhelimen kaiuttimessa on oltava äänikela, joka tuottaa suhteellisen voimakkaan sähkömagneettisen kentän. Kaiuttimet, joissa on voimakas äänikäämi, ovat kalliimpia ja vaativat enemmän energiaa kuin monissa nykyaikaisissa puhelimissa käytetyt pienet kaiuttimet. Puhelimet, joissa on pienet, pienitehoiset kaiuttimet, eivät pysty kytkeytymään sähkömagneettisesti kuulokojeen telekäämiin, joten kuulokojeen on tällöin siirryttävä akustiseen tilaan. Lisäksi monet matkapuhelimet lähettävät runsaasti sähkömagneettista kohinaa, joka aiheuttaa kuulokojeessa kuultavaa staattista kohinaa, kun telekäämiä käytetään. Monissa matkapuhelimissa tämän ongelman ratkaisee se, että matkapuhelimeen kytketään langalliset (ei Bluetooth) kuulokkeet; kun kuulokkeet on sijoitettu kuulokojeen lähelle, puhelinta voidaan pitää riittävän kaukana staattisen kohinan vaimentamiseksi. Toinen menetelmä on käyttää kaulasilmukkaa (joka on kuin kannettava, kaulan ympärillä oleva induktiosilmukka) ja kytkeä kaulasilmukka suoraan älypuhelimen (tai kannettavan tietokoneen, stereoiden jne.) tavalliseen ääniliitäntään (kuulokeliitäntään). Sitten, kun kuulokojeen telekäämi on kytketty päälle (yleensä painiketta painetaan), ääni kulkee suoraan puhelimesta kaulasilmukan kautta kuulokojeen telekäämiin.

21. maaliskuuta 2007 Telecommunications Industry Association julkaisi TIA-1083-standardin, joka antaa johdottomien puhelimien valmistajille mahdollisuuden testata tuotteidensa yhteensopivuutta useimpien kuulokojeiden kanssa, joissa on T-Coil-magneettikytkentätila. Tämän testauksen avulla digitaalisten langattomien puhelimien valmistajat pystyvät tiedottamaan kuluttajille, mitkä tuotteet toimivat heidän kuulokojeidensa kanssa.

Amerikkalaisella kansallisella standardointilaitoksella (American National Standards Institute, ANSI) on luokitusasteikko kuulokojeiden ja puhelimien yhteensopivuutta varten:

• Käytettäessä akustisessa (mikrofoni-) tilassa luokitukset ovat M1:stä (huonoin) M4:ään (paras).
• Käytettäessä sähkömagneettisessa (telepääte) tilassa luokitukset ovat T1:stä (huonoin) T4:ään (paras).

Paras mahdollinen luokitus on M4/T4, mikä tarkoittaa, että puhelin toimii hyvin molemmissa tiloissa. Laitteet, joiden luokitus on alle M3, ovat epätyydyttäviä ihmisille, joilla on kuulokoje.

Tietokoneohjelmat, jotka mahdollistavat kuulokojeen luomisen PC:llä, tabletilla tai älypuhelimella, kasvattavat tällä hetkellä suosiotaan. Nykyaikaisissa mobiililaitteissa on kaikki tarvittavat komponentit tämän toteuttamiseksi: laitteisto (voidaan käyttää tavallista mikrofonia ja kuulokkeita) ja tehokas mikroprosessori, joka suorittaa digitaalisen äänenkäsittelyn tietyn algoritmin mukaisesti. sovelluksen konfiguroinnin suorittaa käyttäjä itse kuulokykynsä yksilöllisten ominaisuuksien mukaisesti. Nykyaikaisten mobiililaitteiden laskentateho riittää parhaan äänenlaadun tuottamiseen. Tämä yhdistettynä ohjelmistosovellusten asetuksiin (esimerkiksi profiilin valinta ääniympäristön mukaan) takaa suuren käyttömukavuuden ja -mukavuuden.Digitaaliseen kuulokojeeseen verrattuna mobiilisovelluksilla on seuraavat edut:

• käytön helppous (ei tarvitse käyttää lisälaitteita, paristoja jne.);
• korkea käyttömukavuus;
• täydellinen näkymättömyys (älypuhelin ei liity kuulokojeeseen);
• ohjelmiston asetusten käyttäjäystävällinen käyttöliittymä;
• korkea näytteenottotaajuus (44.1 kHz), joka takaa erinomaisen äänenlaadun;
• nopea vaihtaminen ulkoisen kuulokkeen ja puhelimen mikrofonin välillä;
• akustinen vahvistus on jopa 30 dB (tavallisella kuulokkeella);
• pieni viive äänenkäsittelyssä (6,3-15,7 ms – mobiililaitteen mallista riippuen);
• ei totuttelua mobiililaitetta vaihdettaessa;
• ei asetusten häviämistä vaihdettaessa laitteesta toiseen ja takaisin;
• akun pitkä kesto;
• sovellusten vapaa jakelu.

On ymmärrettävä selvästi, että älypuhelimen / tabletin ”kuulokoje”-sovellusta ei voida pitää digitaalisen kuulokojeen täydellisenä korvikkeena, koska jälkimmäinen:

• on lääkinnällinen laite (alttiina asiaankuuluville testaus- ja sertifiointimenettelyille);
• on suunniteltu käytettäväksi lääkärin määräyksestä;
• säädetään audiometriamenetelmiä käyttäen.

Kuulolaitesovellusten toimivuuteen voi liittyä myös kuulotesti (in situ audiometria). Testin tuloksia käytetään kuitenkin vain laitteen säätämiseen, jotta sovelluksen kanssa työskentely olisi mukavaa. Kuulotestausmenettely ei voi millään tavoin väittää korvaavansa erikoislääkärin tekemää audiometriatestiä, joten se ei voi olla diagnoosin perusta.

• Sovellukset, kuten Oticon ON tietyille iOS- (Apple) ja Android-laitteille, voivat auttaa kadonneen/sijoitetun kuulokojeen paikantamisessa.

WirelessEdit

Uudemmat kuulokojeet sisältävät langattomia kuulolaitteita. Yksi kuulokoje voi lähettää toiselle puolelle niin, että toisen kojeen ohjelmapainikkeen painaminen muuttaa samanaikaisesti toisen kojeen asetuksia, jolloin molemmat kojeet muuttavat tausta-asetuksia samanaikaisesti. FM-kuuntelujärjestelmiin on nyt tulossa langattomia vastaanottimia, jotka on integroitu kuulokojeiden käyttöön. Erillinen langaton mikrofoni voidaan antaa kumppanille käytettäväksi ravintolassa, autossa, vapaa-ajalla, ostoskeskuksessa, luennoilla tai jumalanpalveluksissa. Ääni välittyy langattomasti kuulokojeisiin, jolloin etäisyyden ja taustamelun vaikutukset poistuvat. FM-järjestelmien on osoitettu antavan kaikista saatavilla olevista tekniikoista parhaan puheen ymmärtämisen melussa. FM-järjestelmät voidaan kytkeä myös televisioon tai stereoihin.

2,4 gigahertsin Bluetooth-yhteys on uusin innovaatio kuulokojeiden langattomassa liitännässä audiolähteisiin, kuten TV-suoratoistolaitteisiin tai Bluetooth-yhteensopiviin matkapuhelimiin. Nykyiset kuulokojeet eivät yleensä suoratoistoa suoraan Bluetoothin kautta, vaan se tapahtuu toissijaisen suoratoistolaitteen kautta (jota yleensä kannetaan kaulan ympärillä tai taskussa). Tätä tekniikkaa voidaan soveltaa valmiiksi puettaviin laitteisiin (BTE, Mini BTE, RIE jne.) tai mittatilaustyönä valmistettuihin laitteisiin, jotka sopivat suoraan korvaan.

• Oticon-kuulokojeet käytettäväksi langattomien Bluetooth-laitteiden kanssa.

• Phonakin langaton FM-järjestelmä

Kehittyneissä maissa FM-järjestelmiä pidetään kulmakivenä lasten kuulonaleneman hoidossa. Yhä useammat aikuisetkin huomaavat langattomien FM-järjestelmien edut, varsinkin kun saataville on tullut lähettimiä, joissa on erilaisia mikrofoniasetuksia ja Bluetooth langatonta kännykkäyhteyttä varten.

Monissa teattereissa ja luentosaleissa on nykyään apuvälinejärjestelmiä, jotka välittävät äänen suoraan näyttämöltä; yleisön jäsenet voivat lainata itselleen sopivia vastaanotinlaitteita ja kuunnella ohjelmaa ilman taustamelua. Joissakin teattereissa ja kirkoissa on saatavana FM-lähettimiä, jotka toimivat kuulokojeiden henkilökohtaisten FM-vastaanottimien kanssa.

Suuntaavat mikrofonit Muokkaa

Useimmissa vanhemmissa kuulokojeissa on vain ympärisäteilevä mikrofoni. Suuntaamaton mikrofoni vahvistaa äänet tasaisesti kaikista suunnista. Sen sijaan suuntaava mikrofoni vahvistaa yhdestä suunnasta tulevia ääniä enemmän kuin muista suunnista tulevia ääniä. Tämä tarkoittaa, että äänet, jotka tulevat siitä suunnasta, johon järjestelmä on suunnattu, vahvistuvat enemmän kuin muista suunnista tulevat äänet. Jos haluttu puhe saapuu ohjaussuunnasta ja melu on eri suunnasta, suuntaava mikrofoni tarjoaa parempaa signaali-kohinasuhdetta kuin ympärisäteilevä mikrofoni. Signaali-kohinasuhteen parantaminen parantaa puheen ymmärtämistä melussa. Suuntamikrofonien on todettu olevan toiseksi paras menetelmä parantaa signaali-kohinasuhdetta (paras menetelmä oli FM-järjestelmä, jossa mikrofoni sijoitetaan lähelle halutun puhujan suuta).

Monissa kuulokojeissa on nykyään sekä ympärisäteilevä että suuntaava mikrofonitila. Tämä johtuu siitä, että käyttäjä ei välttämättä tarvitse tai halua suunnatun mikrofonin melua vähentäviä ominaisuuksia tietyssä tilanteessa. Tyypillisesti ympärisäteilevää mikrofonitilaa käytetään hiljaisissa kuuntelutilanteissa (esim. olohuoneessa), kun taas suuntaavaa mikrofonia käytetään meluisissa kuuntelutilanteissa (esim. ravintolassa). Tyypillisesti käyttäjä valitsee mikrofonitilan manuaalisesti. Jotkin kuulokojeet vaihtavat mikrofonitilan automaattisesti.

Adaptiiviset suuntamikrofonit vaihtavat automaattisesti suurimman vahvistuksen tai hylkäämisen suuntaa (vähentääkseen häiritsevää suuntaista äänilähdettä). Kuulokojeen prosessori muuttaa vahvistuksen tai hylkäämisen suuntaa. Prosessori pyrkii antamaan maksimivahvistuksen halutun puhesignaalilähteen suuntaan tai hylkäämisen häiritsevän signaalilähteen suuntaan. Ellei käyttäjä vaihda manuaalisesti tilapäisesti ”ravintolaohjelmaan, vain eteenpäin -tilaan”, mukautuvat suuntamikrofonit vahvistavat usein muiden puhujien puhetta cocktail-tyyppisissä ympäristöissä, kuten ravintoloissa tai kahviloissa. Useiden puhesignaalien läsnäolo vaikeuttaa prosessoria valitsemaan oikein halutun puhesignaalin. Toinen haittapuoli on se, että joissakin äänissä on usein puheen kaltaisia ominaisuuksia, jolloin kuulokojeen prosessorin on vaikea erottaa puhetta äänestä. Haittapuolista huolimatta adaptiiviset suuntamikrofonit voivat tarjota paremman puheentunnistuksen kohinassa

FM-järjestelmien on todettu tarjoavan paremman signaali-kohinasuhteen myös suuremmilla puhujan ja puhujan välisillä etäisyyksillä simuloiduissa testiolosuhteissa.

TelecoilEdit

Telekelat tai T-kelat (sanoista ”Telephone Coils”) ovat pieniä laitteita, jotka on asennettu kuulokojeisiin tai sisäkorvaistutteisiin. Audioinduktiosilmukka tuottaa sähkömagneettisen kentän, jonka T-kelat voivat havaita, jolloin äänilähteet voidaan liittää suoraan kuulokojeeseen. T-kelan tarkoituksena on auttaa käyttäjää suodattamaan taustamelua. Induktiosilmukoita voidaan käyttää puhelimissa, FM-järjestelmissä (kaulasilmukoilla) ja induktiosilmukkajärjestelmissä (joita kutsutaan myös ”kuulosilmukoiksi”), jotka välittävät ääntä kuulokojeisiin kuulutusjärjestelmistä ja televisioista. Yhdistyneessä kuningaskunnassa ja Pohjoismaissa kuulosilmukoita käytetään laajalti kirkoissa, kaupoissa, rautatieasemilla ja muissa julkisissa tiloissa. Yhdysvalloissa telekäämit ja kuulosilmukat yleistyvät vähitellen. Ääni-induktiosilmukat, telekelat ja kuulosilmukat yleistyvät vähitellen myös Sloveniassa.

T-kela koostuu metallisydämestä (tai tangosta), jonka ympärille on kierretty erittäin hienoa lankaa. T-keloja kutsutaan myös induktiokeloiksi, koska kun kela asetetaan magneettikenttään, lankaan indusoituu vaihtuva sähkövirta (Ross, 2002b; Ross, 2004). T-kela havaitsee magneettisen energian ja muuntaa sen sähköenergiaksi. Yhdysvalloissa Telecommunications Industry Associationin TIA-1083-standardi määrittelee, miten analogiset luurit voivat olla vuorovaikutuksessa telekäämilaitteiden kanssa optimaalisen suorituskyvyn varmistamiseksi.

Vaikka T-käämit ovat käytännössä laajakaistavastaanotin, häiriöt ovat epätavallisia useimmissa kuulosilmukkatilanteissa. Häiriöt voivat ilmetä surisevana äänenä, jonka voimakkuus vaihtelee sen mukaan, kuinka kaukana käyttäjä on lähteestä. Lähteitä ovat sähkömagneettiset kentät, kuten CRT-tietokonemonitorit, vanhemmat loisteputkivalaisimet, jotkin himmenninkytkimet, monet kotitalouksien sähkölaitteet ja lentokoneet.

Floridan ja Arizonan osavaltioissa on säädetty lakeja, jotka edellyttävät kuuloalan ammattilaisilta, että he tiedottavat potilaille teleskooppikäämien hyödyllisyydestä.

Käyttöön vaikuttava lainsäädäntö Muokkaa

Yhdysvalloissa vuoden 1988 kuulokojeiden yhteensopivuutta koskeva laki (Hearing Aid Compatibility Act of 1988) edellyttää, että liittovaltion viestintäkomissio (Federal Communications Commission, FCC) huolehtii siitä, että kaikki puhelimet, jotka on valmistettu tai tuotu maahan käytettäviksi Yhdysvalloissa elokuun 1989 jälkeen, sekä kaikki ”välttämättömät” puhelimet ovat kuulokojeiden kanssa yhteensopivia (käyttämällä teleskoolia).

”Välttämättömiksi” puhelimiksi määritellään ”kolikkopuhelimet, hätäpuhelimet ja muut puhelimet, joita tällaisia kuulolaitteita käyttävät henkilöt tarvitsevat usein”. Näitä voivat olla esimerkiksi työpaikkapuhelimet, suljetuissa tiloissa (kuten sairaaloissa ja vanhainkodeissa) olevat puhelimet sekä hotelli- ja motellihuoneiden puhelimet. Turvapuhelimet sekä yleisissä matkaviestintäpalveluissa ja yksityisissä radiopalveluissa käytettävät puhelimet eivät kuulu HAC-lain soveltamisalaan. ”Turvallisiksi puhelimiksi määritellään ”puhelimet, jotka Yhdysvaltain hallitus on hyväksynyt turvaluokitellun tai arkaluonteisen puheviestinnän välittämiseen.”

Vuonna 2003 FCC hyväksyi säännöt, joiden tarkoituksena on tehdä langattomista digitaalisista puhelimista yhteensopivia kuulolaitteiden ja sisäkorvaistutteiden kanssa. Vaikka analogiset langattomat puhelimet eivät yleensä aiheuta häiriöitä kuulolaitteille tai sisäkorvaistutteille, digitaaliset langattomat puhelimet aiheuttavat niitä usein puhelimen antennin, taustavalon tai muiden komponenttien lähettämän sähkömagneettisen energian vuoksi. FCC on asettanut aikataulun kuulokojeiden kanssa yhteensopivien digitaalisten langattomien puhelimien kehittämiselle ja myynnille. Tämä pyrkimys lupaa lisätä kuulokojeiden kanssa yhteensopivien digitaalisten langattomien puhelimien määrää. Sekä langattomien että matkapuhelinten vanhemmissa sukupolvissa käytettiin analogista tekniikkaa.

ÄänisaapasEdit

Kuulokoje, jossa on äänisaapas

Ääniäänisaapas tai äänikenkä on elektroninen laite, jota käytetään kuulokojeiden kanssa; kuulokojeet on usein varustettu erityisellä metallisella koskettimella äänensyöttöä varten. Tyypillisesti audiokenkä sovitetaan kuulokojeen (korvan takana olevan mallin, sillä korvan sisällä olevaan malliin ei ole varaa ostaa liitäntää varten) pään ympärille, jotta se voidaan yhdistää toiseen laitteeseen, kuten FM-järjestelmään tai matkapuhelimeen tai jopa digitaaliseen audiosoittimeen.

Suora äänituloEdit

DAI-pistoke kaapelin päässä

Suoran äänitulon (DAI) avulla kuulokoje voidaan liittää suoraan ulkoiseen audiolähteeseen, kuten CD-soittimeen tai kuunteluapuvälineeseen (ALD). DAI on luonteensa vuoksi paljon vähemmän altis sähkömagneettisille häiriöille, ja se tuottaa parempilaatuisen audiosignaalin kuin T-kelan käyttö tavallisten kuulokkeiden kanssa. Äänisaapas on laitetyyppi, jota voidaan käyttää helpottamaan DAI:tä.

ProcessingEdit

Jokaisessa elektronisessa kuulokojeessa on vähintään mikrofoni, kaiutin (jota kutsutaan yleisesti vastaanottimeksi), akku ja elektroninen piiri. Elektroninen piiri vaihtelee laitteiden välillä, vaikka ne olisivat samantyyppisiä. Virtapiirit jaetaan kolmeen luokkaan äänenkäsittelyn tyypin (analoginen tai digitaalinen) ja ohjauspiirin tyypin (säädettävä tai ohjelmoitava) perusteella. Kuulokojeissa ei yleensä ole tarpeeksi vahvoja prosessoreita käsittelemään monimutkaisia signaalialgoritmeja äänilähteen paikallistamiseksi.

AnalogEdit

Analogisessa äänentoistossa voi olla:

• Säädettävä ohjaus: Äänipiiri on analoginen, jossa on elektronisia komponentteja, joita voidaan säätää. Kuuloalan ammattilainen määrittää käyttäjän tarvitseman vahvistuksen ja muut spesifikaatiot ja säätää sitten analogiset komponentit joko itse kuulokojeessa olevilla pienillä säätimillä tai antamalla laboratorion rakentaa kuulokojeen näiden spesifikaatioiden mukaiseksi. Säädön jälkeen tuloksena oleva ääni ei enää muutu muuten kuin yleisen äänenvoimakkuuden osalta, jota käyttäjä säätää äänenvoimakkuuden säätimellä. Tämäntyyppiset piirit ovat yleensä vähiten joustavia. Ensimmäinen käytännöllinen elektroninen kuulokoje, jossa oli säädettävä analoginen äänipiiri, perustui Samual Gordon Taylorin vuonna 1932 jättämään Yhdysvaltain patenttiin 2,017,358, ”Hearing Aid Apparatus and Amplifier”.
• Ohjelmoitava ohjaus: Äänipiiri on analoginen, mutta siinä on ylimääräinen elektroninen ohjauspiiri, jonka audiologi voi ohjelmoida, usein useammalla kuin yhdellä ohjelmalla. Elektroninen ohjauspiiri voidaan kiinnittää valmistuksen aikana tai joissakin tapauksissa kuuloalan ammattilainen voi käyttää kuulokojeeseen tilapäisesti liitettyä ulkoista tietokonetta lisäohjauspiirin ohjelmoimiseen. Käyttäjä voi vaihtaa ohjelmaa eri kuunteluympäristöjä varten painamalla painikkeita joko itse laitteessa tai kaukosäätimessä, tai joissakin tapauksissa lisäohjauspiiri toimii automaattisesti. Tämäntyyppiset piirit ovat yleensä joustavampia kuin yksinkertaiset säädettävät säätimet. Ensimmäinen kuulokoje, jossa oli analoginen äänipiiri ja automaattinen digitaalinen elektroninen säätöpiiri, perustui vuonna 1975 jätettyyn Yhdysvaltain patenttiin 4,025,721 ”Method of and means for adaptively filtering near-stationary noise from speech” (menetelmä ja keino lähes paikallaan pysyvän melun adaptiiviseen suodattamiseen puheesta), jonka tekijöinä olivat D Graupe ja GD Causey. Tätä digitaalista elektronista ohjauspiiriä käytettiin analogisten äänipiirien yksittäisten taajuuskanavien kohinan tunnistamiseen ja automaattiseen vähentämiseen, ja se tunnettiin nimellä Zeta Noise Blocker.

DigitalEdit

Lohkokaavio digitaalisesta kuulokojeesta

Digitaalinen äänentoisto, ohjelmoitavissa oleva ohjaus: Sekä äänipiiri että lisäohjauspiirit ovat täysin digitaalisia. Kuuloalan ammattilainen ohjelmoi kuulokojeen laitteeseen tilapäisesti liitetyllä ulkoisella tietokoneella ja voi säätää kaikkia käsittelyominaisuuksia yksilöllisesti. Täysin digitaalinen piiri mahdollistaa monien sellaisten lisäominaisuuksien toteuttamisen, jotka eivät ole mahdollisia analogisella piirillä, ja sitä voidaan käyttää kaikentyyppisissä kuulokojeissa, ja se on kaikkein joustavin; esimerkiksi digitaaliset kuulokojeet voidaan ohjelmoida vahvistamaan tiettyjä taajuuksia enemmän kuin toisia, ja ne voivat tarjota paremman äänenlaadun kuin analogiset kuulokojeet. Täysin digitaalisiin kuulokojeisiin voidaan ohjelmoida useita ohjelmia, joita käyttäjä voi käyttää tai jotka toimivat automaattisesti ja mukautuvasti. Nämä ohjelmat vähentävät akustista takaisinkytkentää (vihellystä), vähentävät taustamelua, tunnistavat erilaiset kuunteluympäristöt ja sopeutuvat niihin automaattisesti (äänekäs vs. hiljainen, puhe vs. musiikki, hiljainen vs. meluisa jne.), ohjaavat lisäkomponentteja, kuten useita mikrofoneja, jotka parantavat tilakuuloa, siirtävät taajuuksia (siirtävät korkeat taajuudet, joita käyttäjä ei välttämättä kuule, matalammille taajuusalueille, joilla kuulo voi olla parempi), ja toteuttavat monia muita ominaisuuksia. Täysin digitaalinen piiri mahdollistaa myös sekä äänen että ohjauspiirin langattoman siirtokyvyn hallinnan. Toisen korvan kuulokojeen ohjaussignaalit voidaan lähettää langattomasti vastakkaisen korvan kuulokojeen ohjauspiiriin sen varmistamiseksi, että molempien korvien ääni joko sovitetaan suoraan yhteen tai että ääni sisältää tarkoituksellisia eroja, jotka jäljittelevät normaalin binauraalisen kuulon eroja avaruudellisen kuulokyvyn säilyttämiseksi. Äänisignaaleja voidaan lähettää langattomasti ulkoisiin laitteisiin ja ulkoisista laitteista erillisen moduulin kautta, joka on usein pieni, riipuksen tavoin kannettava laite, jota kutsutaan yleisesti ”streameriksi” ja joka mahdollistaa langattoman yhteyden muihin ulkoisiin laitteisiin. Tämä mahdollistaa matkapuhelinten, henkilökohtaisten musiikkisoittimien, kaukomikrofonien ja muiden laitteiden optimaalisen käytön. Kun matkapuhelimeen lisätään puheentunnistus- ja Internet-ominaisuudet, käyttäjällä on optimaaliset kommunikointimahdollisuudet monissa useammissa tilanteissa kuin pelkillä kuulokojeilla. Tähän kasvavaan luetteloon kuuluvat ääniaktivoitu soittaminen, ääniaktivoidut ohjelmistosovellukset joko puhelimessa tai internetissä, äänisignaalien vastaanottaminen puhelimessa tai internetissä olevista tietokannoista tai äänisignaalien vastaanottaminen televisiosta tai maailmanlaajuisista paikannusjärjestelmistä. Ensimmäisen käytännöllisen, puettavan, täysin digitaalisen kuulokojeen keksivät Maynard Engebretson, Robert E Morley Jr. ja Gerald R Popelka. Heidän työnsä tuloksena A Maynard Engebretson, Robert E Morley Jr. ja Gerald R Popelka saivat vuonna 1984 Yhdysvaltain patentin 4,548,082 ”Hearing aids, signal supplying apparatus, systems for compensating hearing deficiencies, and methods”. Tämä patentti muodosti perustan kaikille myöhemmille täysin digitaalisille kuulokojeille kaikilta valmistajilta, myös nykyisin valmistetuille.

Mikroprosessori suorittaa signaalinkäsittelyn reaaliajassa ja ottaen huomioon käyttäjän yksilölliset mieltymykset (esimerkiksi bassojen lisääminen puheen hahmottamisen parantamiseksi meluisissa ympäristöissä tai korkeiden taajuuksien valikoiva vahvistaminen henkilöille, joilla on heikentynyt herkkyys tälle alueelle). Mikroprosessori analysoi automaattisesti ulkoisen taustamelun luonteen ja mukauttaa signaalinkäsittelyn erityisolosuhteisiin (sekä sen muutokseen, esimerkiksi kun käyttäjä poistuu rakennuksesta).

Digitaalisten ja analogisten kuulokojeiden ero Muokkaa

Analogiset kuulokojeet voimistavat kaikkia mikrofonin poimimia ääniä. Esimerkiksi puhe ja ympäristön melu voimistuvat yhdessä. Toisaalta digitaalinen kuulokoje (DHA) käsittelee ääntä digitaalitekniikan avulla. Ennen äänen lähettämistä kaiuttimeen DHA-mikroprosessori käsittelee mikrofonin vastaanottaman digitaalisen signaalin matemaattisen algoritmin mukaisesti. Tämän ansiosta tietyn taajuuden äänet voidaan vain tehdä kovemmiksi käyttäjän yksilöllisten asetusten (henkilökohtainen audiogrammi) mukaan ja DHA:n toiminta voidaan automaattisesti sovittaa erilaisiin ympäristöihin (meluisat kadut, hiljainen huone, konserttisali jne.).

Käyttäjien, joilla on eriasteinen kuulon heikkeneminen, on vaikea havaita ulkoisten äänien koko taajuusaluetta. DHA, jossa on monikanavainen digitaalinen prosessointi, antaa käyttäjälle mahdollisuuden ”säveltää” lähtöäänen sovittamalla siihen koko tulosignaalin spektrin. Tämä antaa käyttäjille, joiden kuulokyky on rajoittunut, mahdollisuuden havaita ympäristön äänien koko kirjo huolimatta henkilökohtaisista vaikeuksista tiettyjen taajuuksien havaitsemisessa. Lisäksi jopa tällä ”kapealla” alueella DHA-mikroprosessori pystyy korostamaan haluttuja ääniä (esim. puhetta) ja samalla heikentämään ei-toivottuja kovia, korkeita jne. ääniä.

Digitaalisten apuvälineiden etuja ovat:Tutkimusten mukaan DHA:lla on useita merkittäviä etuja (verrattuna analogisiin kuulokojeisiin):

• Puheen tunnistaminen. Pystyvät erottamaan puhesignaalin äänien yleisestä spektristä, mikä helpottaa puheen havaitsemista.
• Melunvaimennus. Voi vähentää taustamelun tasoa, mikä lisää käyttäjän viihtyvyyttä meluisissa ympäristöissä.
• Valikoivan vahvistuksen joustavuus. Voi tarjota enemmän joustavuutta taajuuskohtaisessa vahvistuksessa käyttäjän yksilöllisten kuulo-ominaisuuksien mukaan.
• Tehokas akustisen palautteen vähentäminen. Kaikille kuulokojeille yhteistä akustista vihellystä voidaan hallita mukautuvasti.
• Suuntaavien mikrofonien tehokas käyttö. Suuntamikrofoneja voidaan ohjata adaptiivisesti.
• Lisätty taajuusalue. Laajempi taajuusalue voidaan toteuttaa taajuussiirrolla.
• ”Itseoppiva” ja adaptiivinen säätö. Voidaan toteuttaa vahvistusparametrien ja käsittelyn adaptiivinen valinta.
• Parannettu yhteys muihin laitteisiin. Yhteys muihin laitteisiin, kuten älypuhelimiin, televisioihin, internetiin jne. on mahdollinen.

Nämä DHA:n edut on vahvistettu useissa tutkimuksissa, jotka liittyvät toisen ja ensimmäisen sukupolven digitaalisten kuulokojeiden ja analogisten kuulokojeiden vertailevaan analyysiin.

Digitaalisen kuulokojeen ja kuulokojeen sovelluksen eroEdit

Älypuhelimissa on kaikki tarvittavat laitteistovalmiudet digitaalisen kuulokojeen toimintojen suorittamiseen: mikrofoni, AD-muunnin, digitaalinen prosessori, DA-muunnin, vahvistin ja kaiuttimet. Ulkoinen mikrofoni ja kaiuttimet voidaan liittää myös erityisiksi kuulokkeiksi.

Kuulokesovelluksen toimintaperiaatteet vastaavat digitaalisten kuulokojeiden yleisiä toimintaperiaatteita: Mikrofoni havaitsee akustisen signaalin ja muuntaa sen digitaaliseen muotoon. Äänen vahvistus saavutetaan mobiilin laskenta-alustan laitteisto-ohjelmistokeinoin käyttäjän kuulo-ominaisuuksien mukaisesti. Tämän jälkeen signaali muunnetaan analogiseen muotoon ja käyttäjä vastaanottaa sen kuulokkeilla. Signaalia käsitellään reaaliajassa.

Mobiililaskenta-alustojen rakenteelliset ominaisuudet huomioon ottaen voidaan käyttää kahdella kaiuttimella varustettuja stereokuulokkeita, mikä mahdollistaa binauraalisen kuulonkorjauksen suorittamisen vasemman ja oikean korvan osalta erikseen.

Toisin kuin digitaalisessa kuulokojeessa, kuulokojeen sovellusten säätö on olennainen osa itse sovellusta. Kuulokojesovellus säädetään käyttäjän audiogrammin mukaisesti. Kuulokojesovelluksen koko säätöprosessi automatisoitu, jotta käyttäjä voi suorittaa audiometrian itse.

Kuulonkorjaussovelluksessa on kaksi tilaa: audiometria ja korjaus. Audiometriatilassa mitataan kuulokynnykset. Korjaustilassa signaalia käsitellään saatujen kynnysarvojen suhteen.

Kuulonkorjaussovellukset mahdollistavat myös erilaisten laskennallisten kaavojen käytön äänenvahvistuksen laskemiseksi audiometriatietojen perusteella. Nämä kaavat on tarkoitettu mahdollisimman miellyttävään puhevahvistukseen ja parhaaseen äänen ymmärrettävyyteen.

Kuulokojesovellus mahdollistaa säädön tallentamisen erilaisina käyttäjäprofiileina eri akustisia ympäristöjä varten. Siten toisin kuin digitaalisten kuulokojeiden staattisissa asetuksissa, käyttäjä voi nopeasti vaihtaa profiilien välillä akustisen ympäristön muutoksen mukaan.

Yksi kuulokojeen tärkeimmistä ominaisuuksista on akustinen palaute. Kuulolaitesovelluksessa väistämättömän laitteistoviiveen kesto on melko suuri, joten kuulolaitesovelluksessa käytetään signaalinkäsittelyjärjestelmää, jossa algoritminen viive on mahdollisimman pieni, jotta se olisi mahdollisimman lyhyt.