本发明涉及医学听力检测系统，具体涉及一种耳声异常腔体的探头检测仪及其检测方法。
背景技术：
耳声发射是一种产生于耳蜗、经听骨链及鼓膜传导释放入外耳道的音频能量(kemp，1986)。耳声发射信号的声强很弱，不能引起人的听觉意识，而置于外耳道中的高灵敏度麦克风可记录到耳道中的声音。耳声发射检测是从婴幼儿开始的客观听力检测方法，通常是给耳蜗一个微弱的磁极信号后，用探头、收发器等检测这种微弱声能量，达到听力检测的目的。
目前，国内婴幼儿耳声筛查设备具有自主知识产权的产品很少，目前市场上大多数使用的是国外产品耳声听力筛查设备。国外产品在临床使用中精度也差异比较大，但对于空气、金属耦合腔的异常检测多使用耦合器传递函数的麦克风校准方案或声学测量的补偿方法，这些方法的实际效果还是比较明显，但在实际校准中，对依赖与压力传感器或额外的外部麦克风和声源、对于作为单一筛查的产品这种处理显得很复杂。耳声检测过程中，由于婴儿耳声信号非常微弱，特别容易受到环境噪声或耳内肌体噪声的影响，因此探头的放置是否正常及探头放置是否在耳内对信号的采集分析影响很大。目前的耳声探头检测技术多在对麦克风的校准补偿，依赖于被测腔体的阻抗，而在实际的耳声检测应用中，被测腔体的阻抗一般很难精确获取。并且这些设备硬件技术成本高，在电路噪声控制不好的情况下，校准误差大，同时对于简单的筛查产品，技术实现难度比较大。
技术实现要素：
针对现有耳声检测所存在的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种耳声异常腔体的探头检测仪及其检测方法，使用数字信号处理技术和机器学习方法在不增加硬件成本基础上，实现耳机探头的动态自动校准，从而达到区分空气及异常耦合腔的目的。利用程序自动区分探头在空气中、金属耦合腔(0.2cc到0.7cc)中检测与人体耳道的检测以及粗放式的耳声探头麦克校准。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种声异常腔体的探头检测仪，包括探头壳体，在所述壳体内设电声环能器和用于接收声音的声电换能器，被测腔体通过发射和接收声音管路与壳体连接；在壳体设脉冲刺激音系统。
所述脉冲刺激音系统为仿真软件matlab2015系统，仿真软件matlab2015产生短声(click)100μs的脉冲刺激音，强度m为83db的刺激脉冲，其间间隔选用25ms，能量集中在0.5-6khz，声音构造函数：
其中基本刺激波形为y(t)＝sin(2π×24000t)，0≤t≤100μs，时间从0开始，每隔共计算602个值，为一组刺激音波形；强度m假设取固定大小；使用仿真软件将生成的基本刺激数据存入耳声检测工程的头文件中。
本发明的检测方法包括以下步骤：
⑴.放置探头检测仪，启动测试，进入探头检测程序；
⑵.探头发射基本刺激音；
⑶.通过脉冲刺激音系统播放刺激短声；用仿真软件将生成的基本刺激数据存入耳声检测工程的头文件中，实现样本的采集；
⑷.处理样本数据，计算刺激参数：
接收反射声音计算噪声水平，先采用海明窗函数进行滤波处理
其中，α取0.46，n取602，函数将超出不需要的噪声处理掉，在有效频率范围内进行快速fft变换，分别计算参考频率段被测腔体能量反应，取频率点分别为：1khz，2khz，3khz，4khz，5khz的能量值作为特征值α1，时域部分的6ms到15ms的波形中出现的波峰个数作为特征值α2；
⑸.在数据采集及计算返回声音能量值过程中，统计发射波与接收波的稳定性指标；
⑹.根据步骤⑷的特征参数α1和α2及步骤⑸中稳定性指标是否满足：特征参数α1中有5个数据参数阀值设置根据dp测试或te测试的要求，dp设置65，以此来判断被测腔体的探头指标；如果满足则发射刺激音满足正常测试条件，进行正常测试；如果不满足则动态调整探头，转步骤⑵，直到特征参数及稳定性指标满足测试要求。
所述检测方法步骤⑸中的稳定性指标为：
刺激音稳定性：每次发射波与前一次发射波的相似性大于90％；
接收波的稳定性：每次接收到的完整波形与上次接收的波形相似度大于80％；
相似性：采用两组离散数据的欧氏距离
本发明采用上述技术方案所设计的声异常腔体的探头检测仪及其检测方法，探头检测发射测试音选用短声，对耳机接收到的声音信号根据测试的环境情况设计带通滤波器，通过短时傅里叶变换后，针对不同频域的信号进行特征提取和分类检测。使用数字信号处理技术和机器学习方法在不增加硬件成本基础上，实现了耳机探头的动态自动校准，从而达到区分空气及异常耦合腔的目的。本发明利用程序自动区分探头在空气中、金属耦合腔中检测与人体耳道的检测以及粗放式的耳声探头麦克校准。本发明硬件技术成本低，在电路噪声控制不好的情况下，校准误差小，同时对于简单的筛查产品，技术实现难度小。
附图说明
图1表示本发明耳声异常腔体的探头检测仪的结构示意图；
图2表示本发明探头检测仪检测时的结构示意图；
图3表示本发明检测方法的流程结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明耳声异常腔体的探头检测仪及其检测方法作具体说明。
本发明声异常腔体的探头检测仪，参见图1和图2，包括探头壳体1，在壳体1内设电声环能器2(微扬声器)和声电换能器3(微麦克)，声电换能器3用于接收声音。被测腔体5通过发射和接收声音管路4与壳体1连接，本发明被测腔体5实验过程取0.1-0.7cc。在壳体1内设脉冲刺激音系统，使探头检测选取短声的构造。本发明脉冲刺激音系统采用仿真软件matlab2015，仿真软件matlab2015产生短声(click)100μs的脉冲刺激音，强度m为83db的刺激脉冲，其间间隔选用25ms，能量集中在0.5-6khz，其声音构造函数：
其中，基本刺激波形为y(t)＝sin(2π×24000t)，0≤t≤100μs，时间从0开始，每隔共计算602个值，为一组刺激音波形；强度m假设取固定大小；使用仿真软件将生成的基本刺激数据存入耳声检测工程的头文件中。本发明选择耳机通道循环发射短声信号，延时1秒后，开启麦克接收声音信号。
本发明的检测方法，参见图3，包括以下步骤：
(1).放置探头检测仪，启动测试，进入探头检测程序；
(2).探头发射基本刺激音；
⑶.通过脉冲刺激音系统播放刺激短声；用仿真软件将生成的基本刺激数据存入耳声检测工程的头文件中，实现样本的采集；
⑷.处理样本数据，计算刺激参数：
接收反射声音计算噪声水平，先采用海明窗函数进行滤波处理
其中，α取0.46，n取602，函数将超出不需要的噪声处理掉，在有效频率范围内进行快速fft变换，分别计算参考频率段被测腔体能量反应，取频率点分别为：1khz，2khz，3khz，4khz，5khz的能量值作为特征值α1，时域部分的6ms到15ms的波形中出现的波峰个数作为特征值α2；
⑸.在数据采集及计算返回声音能量值过程中，统计发射波与接收波的稳定性指标；
其中，稳定性指标为：
刺激音稳定性：每次发射波与前一次发射波的相似性大于90％；
接收波的稳定性：每次接收到的完整波形与上次接收的波形相似度大于80％；
相似性：采用两组离散数据的欧氏距离
⑹.根据步骤⑷的特征参数α1和α2及步骤⑸中稳定性指标是否满足：特征参数α1中有5个数据参数阀值设置根据dp测试或te测试的要求，dp设置65，以此来判断被测腔体的探头指标；如果满足则发射刺激音满足正常测试条件，进行正常测试；如果不满足则动态调整探头，转步骤⑵，直到特征参数及稳定性指标满足测试要求。