【技术实现步骤摘要】
本专利技术属临床辅助器官功能检查领域，具体涉及对咽鼓管功能的检查，是一种使用咽鼓管功能声测法计算吞咽时咽鼓管开放形态的方法，结合振动传感器获取吞咽动作对应的时刻，通过影像学技术记录咽鼓管开放时的形态，通过咽鼓管开放时的影像数据指导声测法对咽鼓管开放形态进行检测。
技术介绍
1、咽鼓管是连接中耳与鼻咽的通道，由外侧1/3的骨部和内侧2/3的软骨部构成，两者之间的连接部分称为狭部。咽鼓管功能包括平衡大气和中耳之间压力、保护中耳以及把分泌物从中耳排到鼻咽部等功能，在静息状态时是关闭的，在吞咽、打哈欠等运动时开放。咽鼓管声测法的原理是利用吞咽时咽鼓管开放瞬间在管腔内通过空气传导声音的原理，在鼻腔处发射声源信号，并在同侧的外耳道接收到由于咽鼓管开放传输的声音。声测法能够直接实时地反映咽鼓管的开闭状态，记录咽鼓管开放的持续时间，整个过程无创而廉价，是生理状态下的检查。高分辨率电子计算机断层扫描在骨性咽鼓管轴位和冠状位上提供了清晰影像，而磁共振成像是显示咽鼓管软骨部分的方法，通过加权相连续扫描对咽鼓管区域解剖显示特别有效。影像学设备可以记录显示咽鼓管骨部和软骨部，颞骨高分辨设备可以清晰地显示咽鼓管骨部的鼓室口和轴位平面上的双侧咽口，软骨部的咽鼓管软骨、腭帆张肌、腭帆提肌及其周围筋膜也可以清晰显示。近年来通过计算机辅助的三维重建对尸头咽鼓管薄层标本进行了研究，建立起咽鼓管及周围组织的三维立体影像，但其结果仍与活体组织的三维重建有一定距离。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种咽鼓管声测法检
2、实现本专利技术目的的具体技术方案是：
3、一种咽鼓管声测法检测咽鼓管开放形态的方法，包括以下具体步骤：
4、步骤一：使用咽鼓管声测法设备，将耳机扬声器放置在一侧前鼻孔处，使用记忆棉进行密封，扬声器中播放宽带白噪声；将微型传声器或麦克风探头放置于同侧外耳道处并密封，接收传输到外耳道处的声音信号并进行模数转换，输入到电脑中作为声测法接收数据进行存储；
5、步骤二：在喉部贴上振动传感器采集喉部振动数据，完成一次吞咽动作，当振动传感器检测到喉部振动时，启动影像学扫描设备，开始扫描咽鼓管形态；当振动传感器检测到喉部振动停止，即吞咽动作结束时，停止扫描咽鼓管形态，记录到咽鼓管在开放状态下的影像学形态数据；
6、步骤三：将步骤二中振动传感器采集到的喉部振动数据与步骤一中声测法在外耳道处接收到的声音信号进行时间对齐，由喉部振动数据进行吞咽时刻的标记，喉部开始振动即为吞咽动作开始，喉部振动结束标记为吞咽动作的结束；在声测法获得的接收声音数据中截取出在吞咽结束后鼻腔处白噪声经过开放的咽鼓管传递到外耳道的声音信号；
7、步骤四：通过完成一次吞咽动作，咽鼓管主动开放，声音由鼻腔处经咽鼓管传输到外耳道；使用在鼻孔处播放的声源信号x(t)以及在步骤四中经过截取后的声音信号y(t)计算咽鼓管声传递函数，对两个声音信号进行傅里叶变换来确定发射信号的频率分量，通过将外耳道的声音信号与鼻孔声源信号的互谱cxy(ejω)除以鼻腔声源信号的自谱pxx(ejω)来计算此时的传递函数h1(ejω)，将这个传递函数看作咽鼓管系统在频域上对输入声源信号的响应函数；
8、
9、其中，x(ejω)和y(ejω)分别是输入信号x(t)和输出接收信号y(t)的傅里叶变换，y*(ejω)是y(ejω)的复共轭；
10、此外，收集声测法在不完成吞咽动作时的数据，计算静息状态下的传递函数h2(ejω)；二者在频域相除，得到开放形态下咽鼓管的声学传递函数的频域表示：
11、h(ejω)＝h1(ejω)/h2(ejω)；
12、步骤五：对多名真人受试者进行测量，受试者包括咽鼓管功能正常和咽鼓管功能障碍的人群，同时开展咽鼓管影像学形态的测量和咽鼓管声测法，由声测法数据计算咽鼓管声学传递函数，建立不同人群在咽鼓管开放状态下的影像学扫描形态与声学传递函数相对应的数据库；
13、步骤六：利用步骤五中所述数据库建立咽鼓管声学传递函数逆推咽鼓管开放形态的计算模型，计算模型的输入为基于咽鼓管声测法计算的咽鼓管声学传递函数，输出为表示咽鼓管开放形态的关键生理参数，其中表示咽鼓管开放形态的关键生理参数由咽鼓管的影像学记录给出；将该数据库划分为训练集和测试集，其中训练集用于训练计算模型，测试集用于模型的评估；所述计算模型的建立有两种方式，一是基于数值计算方法来构建计算模型，二是采用深度学习的网络结构来构建计算模型；
14、进一步，所述关键生理参数，包括咽鼓管开张时的内径即咽鼓管软骨部的内径、骨部的内径以及连接处狭部的内径和长度、管道的上下高度差以及与水平线的夹角。
15、进一步，所述基于数值计算方法来构建计算模型：根据影像图记录的咽鼓管形态，确定初步的咽鼓管关键生理参数，进行初步的建模；将咽鼓管的形态建模为有限元模型或是一维传输线，定义其内径和长度，将咽鼓管分割成许多小单元，根据实际情况设定咽鼓管两端的声压或流速边界条件，认为声波在咽鼓管中的传播方式与声波在空气中的传播方式相同，声波在咽鼓管中传播的一维波动方程为
16、
17、其中p是声压，t是时间，x是沿咽鼓管的长度方向的位移，c是声速，即声音在咽鼓管中传播的声波速度，表示声压p对时间t的二阶偏导数，它描述了声波随时间变化的速率，表示声压p对位移x的二阶偏导数，它描述了声波在空间中的变化速率。利用数值方法求解离散的系统方程，得到声学传递函数；计算在有限元模型或一维传输线中得到的声学传递函数与数据库中根据声测法计算得出的咽鼓管声学传递函数之间的误差，通过寻优法调整待建立的计算模型中咽鼓管形态的关键生理参数，使其输出的声学传递函数接近实验测量得到的咽鼓管声学传递函数，通过数值计算方法建立计算模型。
18、进一步，所述采用深度学习的网络结构来构建计算模型：训练咽鼓管声学传递函数与咽鼓管开放状态下生理参数的数值关系，使用咽鼓管开放状态下的影像学数据作为参考，输入为咽鼓管开放状态下的声学传递函数，对声学传递函数做标准化处理，进行归一化后输入网络；从咽鼓管开放形态的影像学数据中分析提取咽鼓管的关键生理参数，作为模型的目标标签；卷积层和长短期记忆层共同用于提取输入的特征，一维卷积层提取声学传递函数中的局部特征，池化层降低特征的空间维度，提取关键特征并降低计算复杂度，长短期记忆层处理序列数据，捕捉时间序列中的动态特征；全连接层用于处理变换后的特征，在网络的深层进行特征的综合和变换；根据变化后的特征由线性层产生最终的预测结果，模型输出为咽鼓管的关键生理参数。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种咽鼓管声测法检测咽鼓管开放形态的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述关键生理参数，包括咽鼓管开张时的内径即咽鼓管软骨部的内径、骨部的内径以及连接处狭部的内径和长度、管道的上下高度差以及与水平线的夹角。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于数值计算方法来构建计算模型：根据影像图记录的咽鼓管形态，确定初步的咽鼓管关键生理参数，进行初步的建模；将咽鼓管的形态建模为有限元模型或是一维传输线，定义其内径和长度，将咽鼓管分割成许多小单元，根据实际情况设定咽鼓管两端的声压或流速边界条件，认为声波在咽鼓管中的传播方式与声波在空气中的传播方式相同，声波在咽鼓管中传播的一维波动方程为
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用深度学习的网络结构来构建计算模型：训练咽鼓管声学传递函数与咽鼓管开放状态下生理参数的数值关系，使用咽鼓管开放状态下的影像学数据作为参考，输入为咽鼓管开放状态下的声学传递函数，对声学传递函数做标准化处理，进行归一化后输入网络；从咽鼓管开放形态的影像学数据中分析提取咽鼓管
...【技术特征摘要】
1.一种咽鼓管声测法检测咽鼓管开放形态的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述关键生理参数，包括咽鼓管开张时的内径即咽鼓管软骨部的内径、骨部的内径以及连接处狭部的内径和长度、管道的上下高度差以及与水平线的夹角。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于数值计算方法来构建计算模型：根据影像图记录的咽鼓管形态，确定初步的咽鼓管关键生理参数，进行初步的建模；将咽鼓管的形态建模为有限元模型或是一维传输线，定义其内径和长度，将咽鼓管分割成许多小单元，根据实际情况设定咽鼓管两端的声压或流速边界条件，认为声波在咽鼓管中的传播方式与声波在空气中的传播方式相同，声波在咽鼓管中传播的一维波动方程为
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