[發明專利]三維重建內耳對聲刺激響應狀態的方法

在審

• 申請號: 201711161439.2
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107744394A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 姜鴻彥;藍軍;藍天翔
• 申請（專利權）人: 佛山博智醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B5/12
• 分類號: A61B5/12
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙)11400
• 代理人: 高之波,廖紫蘭

技術領域

本發明屬于聽力學領域，尤其是涉及一種三維重建內耳對聲刺激響應狀態的方法。

背景技術

人耳的結構極其復雜，其靈敏程度超過任何人造儀器，可以分為外耳、中耳和內耳，其中內耳的耳蝸負責對聲音的感知，耳蝸是人耳最重要的組成部分，它可以聽取和識別不同頻率和強弱的聲音，正常成年人的耳蝸可以分辨的兩音頻率差距小于0.2％(鋼琴上相鄰兩鍵的頻率差別約為6％)。頻率范圍約為10個倍頻程(20Hz-20kHz)。感受聲音強弱的動態范圍非常大，約120dB(1,000,000倍)。這些特征都與耳蝸的力學特性緊密相關。聲波是通過空氣傳導和骨傳導傳入內耳的(正常情況下以空氣傳導為主)。當鐙骨足足板推動前庭窗運動后，耳蝸內的液體也會運動，這就導致基底膜發生位移，附著在基底膜上外毛細胞也會因此彎曲。當毛細胞彎曲時，其基底膜的神經末梢產生神經沖動，經神經纖維至大腦中樞，我們就聽到了“聲音”。

耳蝸對傳入耳朵的聲音進行頻譜分析，并將聲波的頻率轉譯成在基底膜上的距離分布，這叫做頻率-部位轉換或音位轉換。頻率-部位轉換的主要決定因素是基底膜的勁度，基底膜的勁度從蝸底至蝸頂逐漸減小，而毛細胞的長度及基底膜的寬度逐漸增加，因而負載于基底膜上的重量也逐漸增加，基底膜的共振頻率從蝸底至蝸頂相應逐漸減低。基底膜上不同部位外毛細胞的共振頻率大體上與相應部位基底膜的共振頻率相同，基底膜的共振頻率與聲波一致的部位稱為基底膜的共振區，當聲波傳遞至共振區時，除了基底膜共振外，該部位的外毛細胞也產生主動收縮運動，從而增強基底膜的運動，增強對聲波反應的靈敏度及對頻率的分辨能力。(摘自：《基礎與應用聽力學概要》)

但目前沒有較直觀方式獲知內耳與聲刺激響應關系的方式，給臨床醫學帶來較大困難。

從臨床的檢查中，可以證實患者聽閾與毛細胞的損害程度的相關性，如圖2：

圖(a)是一名患者的常規聽力圖，上橫坐標表示基底膜上到蝸頂的距離/mm，下橫坐標表示頻率/Hz，縱坐標表示聲強/dB。此患者因長期在噪聲下工作使得高頻部分頻點聽閾提高。

圖(b)是該患者去世后的耳蝸解剖圖，可清晰看出所示毛細胞部分由 1/3受到破壞，位置和聽力損失所示完全符合，這可作為圖(a)的佐證。

發明內容

本發明的目的在于提供一種三維重建內耳對聲刺激響應狀態的方法，能夠解決上述問題中的至少一個。

根據本發明的一個方面，提供了一種三維重建內耳對聲刺激響應狀態的方法，包括以下步驟：a、對受試者進行精細化聽力測聽，得到相應的頻率和響度數據，將數據記錄在三維坐標系中，確定三維坐標的其中兩個變量：響度和頻率，即x軸和y軸；

b、確定三維坐標中的第三個變量為基底膜底端到相應頻率f對應位置的距離，即z軸，輸入特征頻率f和基底膜位置x關系的公式：

f/Hz=A[10^a[(L-x)/mm]-k]

其中，f為特征頻率，L為基底膜長度，x為基底膜底端到特征頻率為f的位置的距離(基底膜端對應x)，而常數A＝165.4、k＝0.88、a＝0.06；

c、將相鄰的三維坐標通過光滑的曲線連接，得到三維的內耳對聲刺激響應狀態曲線。

在一些實施方式中，三維坐標中各軸的起點均為0。

在一些實施方式中，z軸的數值范圍為0～35mm。

本發明的有益效果是：目前聽覺識別敏感度測試的方法已經在臨床聽閾測試中大力推廣，通過受試者的聽力精細化測聽，可以得到患者的精細化聽閾曲線，即獲得頻率和響度的數據；通過該三維重建內耳對聲刺激響應的方法，依據頻率-部位的基礎理論，無需對耳蝸進行解剖便能描述出聽 覺識別敏感度測試與基底膜的對應部位，即記錄患者的聽覺基礎狀態和傳 導通路各級神經元隱匿的損傷和異常部位，為臨床上發現聽覺系統的細節 數據提供新的手段和方法。

附圖說明

圖1是該發明三維重建內耳對聲刺激響應狀態的方法的測試效果參考圖；

圖2為患者聽閾與毛細胞的損害程度的相關性；

圖3為耳蝸不同部位的基底膜頻率的關系；

圖4為當L＝35mm(人耳基底膜長度)時，f與x的關系。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。

參照圖1。三維重建內耳對聲刺激響應狀態的方法，包括以下步驟：

a、對受試者進行精細化聽力測聽，得到相應的頻率和響度數據，將數據記錄在三維坐標系中，確定三維坐標的其中兩個變量：響度和頻率，即x 軸和y軸；