听力设备校准：听力学测试基础
新闻类型：产品新闻
日期：2009-06-25 14:06:18
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笔者在许多学术杂志分别就一些目前有不同理解的听力学相关词汇作了介绍和详尽的讨论，日前，吴展元教授、蒋涛博士、扬强教授等主编译的《听力学词典－英汉双解》已经出版了。作者从《听力学词典－英汉双解》中，挑选了一个笔者认为有一定代表意义的词条介绍给读者。
英文词是calibrate，其名词是 calibration，中文意思是“校准，校对”。笔者这个词并不是因为目前在理解这个词上有疑义或误解，其实该词的中文翻译应该是非常准确、规范、适合中国国情，主要是因为目前不仅在中国，在世界上许多听力学已经得到普及和广泛应用的国家，对听力设备的定期校准仍然还停留在可做可不做的阶段。听力设备校准是听力学家必须掌握的一门基础技术，它集中体现了听力学作为一门跨学科的本质和特点。但是，在听力学教育中，听力设备校准还没有得到应有的重视。作者在美国和加拿大任教多年，对此体会很深。据我所知，大部分的听力学教学大纲并没有将听力学设备校准定为专门的、对立的课程。许多由此培养出来的听力学家在面对校准的客观现实时，均一筹莫展。
“校准，校对”的英文原释义是“l to adjust the output of an instrument to a known standard （根据规定的标准，调整仪器输出），2 in audiometry，to adjust the intensity levels of an audiometer to correspond with ANSI standard levels for audiometric zero 在测听中，校正听力计的声强级以符合美国国家标准局制定的听力零级标准）”。可以说听力设备校准的定义是根据公认的标准校准听力设备的输出。这里涉及了两个重要的问题：一是公认的校准标准，二是校准的设备和相关程序。这里先简述第一个问题，再讨论第二个问题。校准的本义指使用公认的标准做为规范仪器设备的参照，一旦确认了标准的权威性和法定性，任何偏离此标准均视为误差，须立即检验和维修。听力计标准是规范听力计技术特性和校准程序最重要的文件之一。每个国家有不同的听力设备校准标准，世界上最有影响的标准是国际标准组织ISO，国际电工委员会IEC，美国国家标准局ANSI，加拿大使用CSA标准，即加拿大标准协会等。中国借鉴ISO和IEC标准制订了GB标准体系。随着全球技术革新的不断发展，在世界范围内推行统一的听力设备校准标准已是大势所趋。中国国家标准委2003年确定了5年国际标准转化为我国标准的转化率要达到70%的工作目标。这对我国听力学的发展将会有深刻的意义。
按照ISO、IEC标准的年平均增长率，到2005年年底，ISO、IEC标准总数预计达到21，000项。国际标准转化项目将达到8，281项。截止到2001年底，我国共有国家标准19，744项。其中，采用国际标准和国外先进标准的有8，621项，采用率为43.7%。现有ISO、IEC标准17，910项，已转化为我国国家标准的6，364项，转化率为35.3%。听力设备在中国是国家要求进行计量检查的器械。涉及听力设备和校准的国家标准有20多项。其中绝大部分是由ISO、IEC 标准转化而来的。比如，GB/T 16402－1996声学插入式耳机纯音基准等效阈声压级，由ISO 389转化，GB/T 7341.1－1998 听力计: 第1部分 纯音听力计，由IEC 642－2转化等。
在讨论听力设备校准标准时，不得不提到美国国家标准局ANSI的相关标准。虽然，中国国家标准主要采用ISO和IEC，但是，目前，国内有相当一部分设备来自于美国的制造商，比如GSI的听力设备系列，Biologic 和 Nicole的听性诱发电位测试仪器系列，Frye助听器测试仪等，均按ANSI标准生产和质检。厂家提供的校准说明和步骤也是按ANSI标准制订的。另外，研究ANSI标准，尤其是近期的变化，可以看到该标准与国际标准融合的趋势,值得我们的借鉴。正如，美国国家标准局在听力计的标准ANSI S3.6－1996引言中明确提到：“美国国家标准局正在尽一切努力使其标准与IEC和ISO确定的标准一致”。例如：
● 在规范耦合器时，ANSI正式采用IEC指定的设备，即IEC 318仿真耳（IEC，318，1970）和NBS－9A耦合器。
● 插入式耳机、阻塞耳模拟器和HA－1或HA－2 2 ml耦合器的基准等效阈声压级等, 均源于ISO389－2标准
● 超高频耳机的基准等效阈声压级全部来自ISO389－5。
● 声场测试中用于双耳测听的基准等效声压级来自ISO389－7
● 用于计算窄带发音、掩蔽量值的基准等效阈声压级的校准值取自ISO389－4
听力设备标准的形成实际上是由听力技术发展的浓缩而成。近年来，大量的相关标准不断产生。而现有的标准则不断更新, 纳入新的技术。比如美国国家标准局的ANSI S3.6－1996（听力计标准）在1969年首次制订，到了1989年，即20年之后才第一次改版。而最近一次修改是在1996年1月，即现在的S3.6－1996版。第二次与第一次修改仅隔7年，可见在听力学和听力设备领域里, 技术和知识的发展相当快速。
与此同时，国际相关标准也在不断发展。增加了许多内容。包括对听力计的各种技术性能指标要求更加严格。比如，听力计谐波失真的最大允值降到2.5%。I型 听力计的频率精确度由±3%降到±1%，II型降到±2%。另一个重要的变化是确认和颁布插入式耳机和声场测试的基准等效阈声压级。插入式耳机的材料、物理结构、校准方法和耦合器的使用也得到规范。听力学家长期以来因缺乏统一的声场测试校准标准而困扰，无统一测试信号、不规范的测听声场环境和方法，使声场测试得不到大规模开展。随着技术的发展，如今声场测试的校准参数和方法已得到标准化，无疑这对听力学的实践将产生重大影响。
第二个问题是校准的设备和相关程序。听力设备校准需要一系列相关设备，其中，声级计是必不可少的测量设备，学习听力学的学生必须正确使用声级计。下面是一套临床校准常用的设备：
● 声级计 （符合GB3785 I型声级计 或符合IEC804 I型声级计）
● 滤波器（符合GB3241的1/3倍频程滤波器）
● 1英寸或 ½英寸电容传声器
● 6 cc耦合器 （NBS 9-A or IEC 318，符合GB7342的耦合器，或符合GB7614的仿真耳）
● 2 cc耦合器 （符合ANSI HA-1 or HA-2 or IEC 711）
● 压重500克
● 频谱分析仪
● 仿真耳 （符合IEC60318， ANSI S3.7）
● 仿真乳突 符合IEC R373， ANSI S3.2， GB/T 15951）
● 示波器
● 各种规格的接口和连接器
● 相关软件
其它
这些设备看起来较复杂，实际上，只要了解它们的功能和使用，要相对简单锝多了。从实用角度来看，作者认为较大的医院和听力中心都应具备做校准的基本条件。根据使用的设备和方法不同，校准可分为二种：生物学校准，和声学校准。
1．生物学校准 （biologic calibration）
生物学校准，又叫做真耳校准（real ear calibration）。真耳校准法是相对仿真耳校准法和耦合器校准法提出的。这种方法无需专门设备和仪器，比较简单。顾名思义，生物学校准利用听力正常人听力阈的平均值，对听力计的声压级的准确性进行相对校准。校准时，挑选至少十个年龄在18—25岁之间的正常听力人。这种方法适用于新进的设备或当听力计使用不同耳机时的校准。它仅起到筛选的作用。假如一台听力计某个参数与正常值有差异时，只表明该听力计可能有问题，但必须通过其他方法验正。这种方法有缺点。首先它是一种相对方法，没有相关的听力计校准标准规范其具体的测试步骤和可采用的误差参考值。由于受试人群不同，多少会出现差异，可能影响校准听力计的准确性。这种方法使用简单，但花费时间较长。尤其是选定至少十个以上，符合标准的有正常听力的人，需要一定时间。
2．声学校准法 （Acoustic calibration）
声学校准法，又称耦合器校准法（coupler calibration）， 或者被称为仿真耳校准法 （artificial ear calibration）。这是一种客观校准方法。须使用一系列上述提到电声学设备，包括耦合器、仿真耳或仿真乳突、声级计、频率分析器、示波器、电流表、谐波失真分析器等。虽然仿真耳或仿真乳突不能完全模拟人耳的生物物理特点，由于标准化后，可以使测试结果相对准确，能够分析和校准听力设备的各项指标和功能。比如测试听力计的频率、声强、音衰减、谐波失真等参数，在将结果与相应的标准比较，及时修正出现的误差。这是临床上和计量管理方面使用最普遍的一种方法。目前，国内大多数的听力计校准通过专业计量实验室和质检部门进行，听力中心和医院还没具备校准的基本条件。为了提高工作效率，保证质量，我们认为如有可能，听力中心可以开展基础的声学校准工作。所需设备应视为合理的必需的投资。实际上，一个功能齐全的声级计和相应的校准器足够了。需要了解更多的有关校准的知识，请参看作者的其它文章和著述。
最后，希望读者可以从本期给大家介绍的这个词条及引申出的原理有个大概理解。作者想从另一个角度阐明：词条仅仅给我们提供了一些在听力学日常见到的基本概念，正确理解和使用固然重要，然而，更重要的是如果我们能根据这些基本的概念举一反三，那么简单的学习就能变成有意义的创造！
文章来源：中国听力学网原创 发表时间：2009-1-14