Новий широкосмуговий електроакустичний апаратно-програмний комплекс для експрес-діагностики слухової системи людини

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorДідковський, Віталій Семенович
dc.contributor.authorНайда, Микита Сергійович
dc.date.accessioned2022-08-19T12:58:40Z
dc.date.available2022-08-19T12:58:40Z
dc.date.issued2022-06
dc.description.abstractenAccording to a report by the World Health Organization, published in 2021, by the International Hearing Day, in the near future about 25% of the population will suffer from hearing impairments. Today, about 5% of the world's population lives with hearing loss, which is classified as incapacitated, with more than 30 million of them children. And it is emphasized that in 60% of cases, hearing loss could be prevented if diagnosed in time. Currently, the most widely used method for measuring and diagnosing hearing is acoustic impedance measurement, which includes methods of single- or multi-frequency tympanometry, and registration of acoustic reflex (AR). The disadvantages of this method include the lack of clear quantitative indicators that assess the state of the human auditory system, the use of harmonic signals, the presence of the pneumatic system. Unlike impedancemetry, the proposed new broadband method for determining the quantitative individual parameters of the middle and inner ear in the speech frequency range, which implements the developed electroacoustic hardware and software complex, and which will be used to implement a new effective and economical newborn hearing screening program. Currently in Ukraine there is no screening program or available for each maternity hospital domestic technical means for its implementation. The purpose of the master's dissertation is to develop a broadband electroacoustic hardware and software complex to determine the parameters of the norm of the human middle ear. The complex, due to the use in the electroacoustic part sound tube of a certain length, allows to determine the value of the acoustic impedance of the middle ear, the measured value of the reflection coefficient of the acoustic broadband signal from the oscillating system of the middle ear. At the same time, it is not necessary to use a pneumatic system, as in an acoustic impedance meter, which can damage the newborn's ear. This is achieved by using a flexible sound-conducting tube in the electro-acoustic part of the developed hardware and software complex, one end of which is connected to the acoustic loudspeaker, which houses the phone and microphone, and the other to the human EAM. Achieving this goal involves solving the following tasks: 1. Development of principles for the construction of broadband electroacoustic paths; 2. Development of the theory of the human auditory system; 3. Determination of quantitative parameters of the norm of the middle ear; 4. Development of a new broadband electroacoustic hardware and software complex, which will be the basis for rapid hearing testing of newborns, young children, schoolchildren; 5. Development of software for the method of screening studies of hearing, which is implemented by the hardware of the complex. The object of research is the process of energy transformation by the electroacoustic path in a wide frequency band, and the passage of a short sound pulse through the sound system. The subject of the study is a broadband electroacoustic path of the diagnostic hardware and software complex operating in the speech frequency range. Research methods. Research is based on the use of methods: connected circuits to calculate the parameters of the electroacoustic path, providing the maximum bandwidth; electromechanical analogies and finite elements for building mathematical models of the human ear. The practical significance of the results obtained. The results can be used:- for the implementation of the national program of hearing screening of newborns on the basis of the developed broadband electroacoustic hardware and software complex; - for the implementation of rapid diagnostics of hearing of young children and schoolchildren on the basis of the developed broadband electroacoustic hardware and software complex; - in the training of specialists at the Department of Acoustic and Multimedia Electronic Systems, namely, in laboratory work in the disciplines "Medical Acoustic Devices and Systems", "Psychoacoustics". Publications: 1. Naida, S. A., & Naida, M. S. (2017). METHOD OF UNIVERSAL AUDIOLOGICAL SCREENING OF NEWBORNS // Electronics and Communications, V.22, №2, 2017. –С.56-65. DOI: https://doi.org/10.20535/2312-1807.2017.22.2.96834 2. Sergey Naida, Nikita Naida, Vitalii Didkovsky, Olha Pavlenko. Objective Audiometry Based On The Formula Of The Middle Ear Parameter: A New Technique For Researches And Differential Diagnosis Of Hearing// Proc. of IEEE 39th Int. Sc. Conf. Electronics and Nanotechnology (ELNANO), pp. 425-428, 16-18 April 2019, Kyiv, Ukraine. https://doi.org/10.1109/ELNANO.2019.8783502 3. Sergey Naida, Nikita Naida, Vitalii Didkovsky, Olha Pavlenko. Spectral Analysis of Sounds by Acoustic Hearing Analyzer // Proc. of IEEE 39th Int. Sc. Conf. Electronics and Nanotechnology (ELNANO), pp. 421-424, 16-18 April 2019, Kyiv, Ukraine. https://doi.org/10.1109/ELNANO.2019.8783915 4. Naida Sergey, Didkovsky Vitalii, Pavlenko Olha, Naida Nikita. Methods for Determining the Mechanical Characteristics of the Implants of Human Middle Ear. Proc. of 2018 IEEE Ukraine Student, Young Professional and Women in Engineering Congress (UKRSYW), pp. 1-3, 2–6 October 2018, Kyiv, Ukraine. http://congress.ieee.org.ua/program/ 5. M. S. Naida, V. S. Didkovskyi, і S. A. Naida, Physical Models of an Eardrum of aMiddle Ear of the Human // Microsystems, electronics and acoustics. 7. Didkovskyi V.S., Naida S.A., Pareniuk D.V., Naida M.S. Method of diagnosing human hearing. Pat. of Ukraine № 137653, IPC (2006.01)A61B 5/12.- № u201905651, 24.05.2019, patentee Igor Sikorsky KPI https://sis.ukrpatent.org/uk/search/detail/1387919/ 8. Korzhyk, O., Naida, S., Zheliaskova, T., Chaika, O., & Naida, N. (2021). Application of partial areas method in the problem of sound radiation by a sphere in a waveguide with soft acoustically boundaries. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (5 (113)), 2021, 62–79. ISSN (print) 1729-3774, ISSN (on-line) 1729-4061 https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.243161 9. Sergey Naida, Oleksii Korzhyk, Ivan Lastivka, Olha Pavlenko, Tetiana Zheliaskova, Maxim Korzhyk, Anton Naida, Nikita Naida, Oleksander Chaika. Mode-Matching Method Applied to Solving Sound Reception Problem Using Helmholtz Resonator. Journal of Nano- and Electronic Physics, Vol. 14, № 1, 01035(7pp) (2022). DOI: https://doi.org/10.21272/jnep.14(1).01035 10. Naida, M. S. (2022). Research of Frequency Characteristics of Middle Ear Ossicles Implants. Microsystems, electronics and acoustics, 254824–1. https://doi.org/10.20535/2523-4455.mea.254824, http://elc.kpi.ua/article/view/254824uk
dc.description.abstractukЗгідно звіту Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ), який був опублікований у 2021 році, до Міжнародного Дня слуху, найближчим часом біля 25% населення будуть страждати вадами слуху. Зараз порядку 5% населення в світі живуть із втратою слуху, яка кваліфікується як така, що приводить до непрацездатності, з них понад 30 мільйонів — це діти. І наголошується ще на такому аспекті, що в 60% випадків втраті слуху можна було б запобігти, якщо вчасно поставити діагноз. В теперішній час для дослідження і діагностики слуху найбільш широко застосовується метод вимірювання акустичного імпедансу, який включає в себе методики одно-, або багато-частотної тимпанометрії, та реєстрацію акустичного рефлексу (АР). До недоліків цього методу слід віднести відсутність чітких кількісних показників, які дозволяють оцінити стан слухової системи людини, використання тональних сигналів, наявність пневмосистеми. Відмінним від імпедансометрії є запропонований новий метод визначення кількісних індивідуальних параметрів норми середнього вуха в мовленнєвому діапазоні частот, який реалізує розроблений широкосмуговий електроакустичний апаратно-програмний комплекс, і який буде застосовуватися для реалізації ефективної і економічної програми скринінгу слуху новонароджених. В теперішній час в Україні відсутні доступні для кожного пологового будинку вітчизняні технічні засоби для її реалізації.Мета магістерської дисертації – розробка широкосмугового електроакустичного апаратно-програмного комплексу для визначення параметрів норми середнього вуха людини. Комплекс, завдяки використанню в електроакустичній частині звукопровідної трубки певної довжини, дозволяє визначати значення акустичного імпедансу середнього вуха, за виміряним значенням коефіцієнту відбиття акустичного широкосмугового сигналу від коливальної системи середнього вуха людини. При цьому, не потрібно застосовувати пневмосистему, як в акустичному імпедансометрі, яка може пошкодити вухо новонародженого. Це досягається використанням в електроакустичній частині розробленого апаратно-програмного комплексу гнучкої звукопровідної трубку, один кінець якої під’єднується до акустичного рупору, в якому розміщуються телефон і мікрофон, а другий, до ЗСП людини. Досягнення цієї мети передбачає розв'язання таких задач: 1. Розробка принципів побудови широкосмугових електроакустичних трактів; 2. Розвиток теорії слухової системи людини; 3. Визначення кількісних параметрів норми середнього вуха людини; 4. Розробка нового широкосмугового електроакустичного апаратно-програмного комплексу, який стане основою експрес-тестування слуху новонароджених, дітей раннього віку, школярів; 5. Розробка програмного забезпечення методу скринінгових досліджень слуху, який реалізується апаратною частиною комплексу. Об'єктом дослідження є процес трансформації енергії електроакустичним трактом в широкій смузі частот, та проходження короткого звукового імпульсу через звукопровідну систему. Предметом дослідження є широкосмуговий електроакустичний тракт діагностичного апаратно-програмного комплексу, що працює в мовленнєвому діапазоні частот. Методи дослідження. Дослідження базуються на використанні методів: зв’язаних контурів для розрахунку параметрів електроакустичного тракту, що забезпечують максимальну ширину смуги пропускання; електромеханічних аналогій та скінченних елементів для побудови математичних моделей вуха людини. Практичне значення одержаних результатів. Результати можуть бути використані: - для реалізації національної програми скринінгу слуху новонароджених на основі розробленого широкосмугового електроакустичного апаратно-програмного комплексу; - для реалізації експрес-діагностики слуху дітей раннього віку та школярів на основі розробленого широкосмугового електроакустичного апаратно-програмного комплексу; - при підготовці фахівців на кафедрі акустичних та мультимедійних електронних систем, а саме, при проведенні лабораторних робіт з дисциплін “Медичні акустичні прилади та системи”, “Психоакустика”. Публікації: 1. Найда С.А., Найда М.С. Метод універсального аудіологічного скринінгу новонароджених // Electronics and Communications, V.22, №2, 2017. –С.56-65. DOI: https://doi.org/10.20535/2312-1807.2017.22.2.96834 2. Sergey Naida, Nikita Naida, Vitalii Didkovsky, Olha Pavlenko. Objective Audiometry Based On The Formula Of The Middle Ear Parameter: A New Technique For Researches And Differential Diagnosis Of Hearing// Proc. of IEEE 39th Int. Sc. Conf. Electronics and Nanotechnology (ELNANO), pp. 425-428, 16-18 April 2019, Kyiv, Ukraine. https://doi.org/10.1109/ELNANO.2019.8783502 3. Sergey Naida, Nikita Naida, Vitalii Didkovsky, Olha Pavlenko. Spectral Analysis of Sounds by Acoustic Hearing Analyzer // Proc. of IEEE 39th Int. Sc. Conf. Electronics and Nanotechnology (ELNANO), pp. 421-424, 16-18 April 2019, Kyiv, Ukraine. https://doi.org/10.1109/ELNANO.2019.8783915 4. Naida Sergey, Didkovsky Vitalii, Pavlenko Olha, Naida Nikita. Methods for Determining the Mechanical Characteristics of the Implants of Human Middle Ear. Proc. of 2018 IEEE Ukraine Student, Young Professional and Women in Engineering Congress (UKRSYW), pp. 1-3, 2–6 October 2018, Kyiv, Ukraine. http://congress.ieee.org.ua/program/ 5. Найда М.С., Дідковський В.С., Найда С.А. Фізичні моделі барабанної перетинки середнього вуха людини // Мікросистеми, електроніка та акустика. – 2018. Том 23, №6, 2018. – C. 66-73. DOI: https://doi.org/10.20535/2523-4455.2018.23.6.154501. 6. Дідковський В. С., Найда С.А., Паренюк Д.В., Найда М.С. Слуховий апарат. Пат. України № 135195, МПК (2018.01)A61F 11/04.- № u201812714, 21.12.2018, власник КПІ ім.Ігоря Сікорського. https://sis.ukrpatent.org/uk/search/detail/1365747/ 7. Дідковський В. С., Найда С.А., Паренюк Д.В., Найда М.С. Спосіб діагностики слуху людини. Пат. України № 137653, МПК (2006.01)A61B 5/12.- № u201905651, 24.05.2019, власник КПІ ім.Ігоря Сікорського. https://sis.ukrpatent.org/uk/search/detail/1387919/ 8. Korzhyk, O., Naida, S., Zheliaskova, T., Chaika, O., & Naida, N. (2021). Application of partial areas method in the problem of sound radiation by a sphere in a waveguide with soft acoustically boundaries. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (5 (113)), 2021, 62–79. ISSN (print) 1729-3774, ISSN (on-line) 1729-4061 https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.243161 9. Sergey Naida, Oleksii Korzhyk, Ivan Lastivka, Olha Pavlenko, Tetiana Zheliaskova, Maxim Korzhyk, Anton Naida, Nikita Naida, Oleksander Chaika. Mode-Matching Method Applied to Solving Sound Reception Problem Using Helmholtz Resonator. Journal of Nano- and Electronic Physics, Vol. 14, № 1, 01035(7pp) (2022). DOI: https://doi.org/10.21272/jnep.14(1).01035 10. Найда, М. С. (2022). Дослідження частотних характеристик імплантатів кісточок середнього вуха людини. Мікросистеми, Електроніка та Акустика, 254824–1. https://doi.org/10.20535/2523-4455.mea.254824, http://elc.kpi.ua/article/view/254824uk
dc.format.page104 с.uk
dc.identifier.citationНайда, М. С. Новий широкосмуговий електроакустичний апаратно-програмний комплекс для експрес-діагностики слухової системи людини : магістерська дис. : 171 Електроніка / Найда Микита Сергійович. – Київ, КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022. – 104 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/49530
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectслухова система людиниuk
dc.subjectоб’єктивні методи діагностики слухуuk
dc.subjectфактор норми середнього вухаuk
dc.subjectекспрес-діагностика слухуuk
dc.subjectкругла мембранаuk
dc.subjectпрямокутна мембранаuk
dc.subjectметод скінченних елементівuk
dc.subjectметод зв’язаних контурівuk
dc.subjectосикулярний протезuk
dc.subjecthuman auditory systemuk
dc.subjectobjective methods of hearing diagnosticsuk
dc.subjectmiddle ear norm factoruk
dc.subjectrapid hearing diagnosticsuk
dc.subjectround membraneuk
dc.subjectrectangular membraneuk
dc.subjectfinite element methoduk
dc.subjectconnected contour methoduk
dc.subjectossicular prosthesisuk
dc.subject.udc534.756uk
dc.titleНовий широкосмуговий електроакустичний апаратно-програмний комплекс для експрес-діагностики слухової системи людиниuk
dc.typeMaster Thesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Naida_magistr.pdf
Розмір:
7.08 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
1.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (АМЕС)
Магістерські роботи