Аннотация
В статье выполнен анализ амплитудно-частотных и временных показателей предлагаемого научно-исследовательской группой технологического решения для реализации проекта по разработке «бионического протеза ушной раковины». Указанные характеристики определяют качественные показатели протеза и зависят от целого ряда факторов: материал и качество встраиваемого вибратора, параметры взаимодействия вибратора и костной ткани, качество электронной элементной базы и ряд других. Задачей работы является оценка влияния отмеченных факторов и их взаимосвязь. Для решения поставленной задачи был создан тестовый стенд, на котором выполнены экспериментальные исследования, на основании полученных данных определен рабочий частотный диапазон исследуемого бионического протеза ушной раковины, а также определены частоты с наибольшим уровнем усиления сигнала.
Ключевые слова: амплитудно-частотная характеристика; цифровые системы; беспроводная связь; костная проводимость; звук; бионический протез; слуховой аппарат; инновации в мире слуха.
Биографии авторов
Андрей Александрович Байдаров, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Российская Федерация, 614013, Пермь, ул. Профессора Поздеева, 7; Пермский государственный медицинский университет им. академика Е.А. Вагнера, Российская Федерация, 614990, Пермь, ул. Петропавловская, 26
Кандидат технических наук, проректор по информационным технологиям и инновационному развитию, заведующий кафедрой медицинской информатики и управления медицинскими системами, Пермский государственный медицинский университет им. академика Е.А. Вагнера; доцент кафедры автоматики и телемеханики, Пермский национальный исследовательский политехнический университет. Область научных интересов – адаптивные информационно-управляющие системы на основе нейронной технологии, системы управления и системы искусственного интеллекта, сервисная робототехника, сетевые технологии. Автор 60 научных публикаций.
Игорь Игоревич Безукладников, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Российская Федерация, 614013, Пермь, ул. Профессора Поздеева, 7
Кандидат технических наук, доцент кафедры автоматики и телемеханики, Пермский национальный исследовательский политехнический университет. Область научных интересов – интеллектуальные системы и устройства, человеко-машинное взаимодействие, сетевые технологии передачи данных, информационная безопасность. Автор 50 научных публикаций.
Павел Валерьевич Майоров, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Российская Федерация, 614013, Пермь, ул. Профессора Поздеева, 7
Магистр кафедры автоматики и телемеханики, Пермский национальный исследовательский политехнический университет. Область научных интересов – инфокоммуникационные технологии в устройствах медицинского назначения. Автор шести научных публикаций.
Александр Анатольевич Южаков, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Российская Федерация, 614013, Пермь, ул. Профессора Поздеева, 7
Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой автоматики и телемеханики, Пермский национальный исследовательский политехнический университет. Область научных интересов – нейронные измерительные устройства и системы; адаптивные информационно-управляющие системы на основе нейронной технологии; распознавание образов и информационная безопасность. Автор 300 научных публикаций.
Наталия Борисовна Асташина, Пермский государственный медицинский университет им. академика Е.А. Вагнера, Российская Федерация, 614990, Пермь, ул. Петропавловская, 26
Доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой ортопедической стоматологии, Пермский государственный медицинский университет им. академика Е.А. Вагнера. Область научных интересов – стоматология, протезирование, челюстно-лицевая хирургия. Автор 150 научных публикаций.
Сергей Дарчоевич Арутюнов, Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова, Российская Федерация, 127473, Москва, ул. Делегатская, 20
Доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой пропедевтики стоматологических заболеваний, Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова. Область научных интересов – терапевтическая стоматология, ортопедическая стоматология, судебная медицина. Автор 700 научных публикаций.
Литература
1. Бионический протез уха / Арутюнов С.Д., Степанов А.Г., Арутюнов А.С., Асташина Н.Б., Южаков А.А., Еловиков А.М. Патент на изобретение 2729723 C1, 11.08.2020. Заявка № 2019133169 от 18.10.2019.
2. Применение цифровых систем для устранения физиологических проблем по восприятию звуковой информации / A. A. Байдаров, В. А. Гурко, П. В. Майоров и др. // Автоматизированные системы управления и информационные технологии. Материаты всероссийской научно-технической конференции: в двух томах. Пермь: Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2019. C. 115-119.
3. Development and research of a wireless control system for device “bionic ear” / S. D. Arutyunov, N. B. Astashina, A. A. Bajdarov et al. // Radio Electronics, Computer Science, Control. 2020. Vol. 3. Pp. 194–207.
4. Разработка и исследование модели беспроводной системы передачи данных между устройством управления и слуховым аппаратом / В. А. Гурко, В. И. Фрейман, А. А. Южаков и др. // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2020. № 3(47). С. 28-43. DOI 10.25686/2306-2819.2020.3.28.
5. Адоменас П., Аронсон Я., Бирманас Е. Измерители АЧХ и их применение. М.: Связь, 1968. 165 с.
6. Винокуров В. И., Каплин С.И., Петелин И. Г. Электрорадиоизмерения / Под ред. В. И. Винокурова. 2 е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1986. 351 с.
7. Гаврилов А. М. Нелинейный метод измерения амплитудно-частотной характеристики акустического излучателя // Акустический журнал. 2015. Т. 61. № 4. С. 447. DOI 10.7868/S0320791915030065.
8. Бутырин П. А. Автоматизация физических исследований эксперимента: компьютерные измерения и виртуальные приборы. М.: ДМК Пресс, 2005. 264 с.
9. Шевчук В. П. Моделирование метрологических характеристик интеллектуальных измерительных приборов и систем. М.: Физматлит. 2011. 320 с.
11. New algorithm of bionic wavelet transform to DSP-implementation for cochlear implant / A. Derbel, M. Ghorbel, M. Samet et al. // 16th International Conference IEEE Mediterranean Electrotechnical Conference: proceedings. 2012. Pp. 1025-1029. DOI: 10.1109/MELCON.2012.6196602.
Финансирование. Исследование проведено при финансовой поддержке Правительства Пермского края в рамках научного проекта «Разработка бионического протеза уха на основе интеллектуальных и медицинских 3D-технологий».
