Xây dựng bài thực tập khảo sát ngưỡng nghe của tai người

Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƯỢC TP HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG XÂY DỰNG BÀI THỰC TẬP KHẢO SÁT NGƯỠNG NGHE CỦA TAI NGƯỜI Mã số: Chủ nhiệm đề tài: Ths Lê Thị Minh Huyền Tp Hồ Chí Minh, Tháng 03 / Năm 2018 Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƯỢC TP HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG XÂY DỰNG BÀI THỰC TẬP KHẢO SÁT NGƯỠNG NGHE CỦA TAI NGƯỜI Mã số: Chủ nhiệm đề tài Ths Lê Thị Minh Huyền Tp Hồ Chí Minh, Tháng 03 / Năm 2018 Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM THÔNG TIN KẾT QỦA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG Thông tin chung:  Tên đề tài: XÂY DỰNG BÀI THỰC TẬP KHẢO SÁT NGƯỠNG NGHE CỦA TAI NGƯỜI  Mã số:  Chủ nhiệm đề tài: Ths Lê Thị Minh Huyền Điện thoại: 0906 318 914  Email: lethiminhhuyen@ump.edu.vn  Đơn vị quản lý chuyên môn (Khoa, Tổ môn): Bộ môn Vật lý, Khoa Khoa học Cơ  Thời gian thực hiện: từ tháng 6/2016 đến tháng 6/2018 Mục tiêu: Thiết kế thành công thực tập Khảo sát ngưỡng nghe tai người Nội dung chính: Sử dụng máy tạo hàm Digital Function Generator để tạo sóng âm tần Tín hiệu âm tần đưa hai cổng Âm từ cổng thứ nhất, qua tai nghe đến tai người thí nghiệm, từ điều chỉnh biên độ âm tần số sóng âm cần khảo sát tác động đến tai người Cổng thứ hai kết nối với thiết bị đơn vị Cobra3 Thiết bị Cobra kết nối với máy vi tính có cài đặt phần mềm đo lường để ghi nhận, xử lý tín hiệu từ xác định xác biên độ âm truyền đến tai người Dùng phần mềm excel để ghi nhận, xử lý số liệu vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc ngưỡng nghe độ phân biệt ngưỡng nghe tai người vào tần số Kết thực nghiệm so sánh, đối chiếu với lý thuyết Từ thiết kế thực tập hồn chỉnh đáp ứng mục tiêu giảng dạy Kết đạt (khoa học, đào tạo, kinh tế-xã hội, ứng dụng, ): Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM Kết thực nghiệm hoàn toàn phù hợp với kết lý thuyết nhà khoa học chứng minh trước sở để thiết kế thành công thực tập “Khảo sát ngưỡng nghe tai người” Hiệu kinh tế - xã hội đề tài mang lại: Phạm vi địa ứng dụng kết nghiên cứu: Bộ môn Vật lý, Khoa Khoa học Cơ bản, Trường Đại học Y Dược TP.HCM sử dụng kết đề tài để phục vụ công tác giảng dạy thực tập cho đối tượng sinh viên thuộc năm thứ Trường Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM Danh sách thành viên tham gia nghiên cứu đề tài đơn vị phối hợp Thành viên: Chủ nhiệm đề tài: Ths Lê Thị Minh Huyền Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM Mục lục Thứ tự Nội dung Mở đầu Tổng quan Tính cấp thiết; mục tiêu; cách tiếp cận; Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nội dung phương pháp nghiên cứu 13 Kết bàn luận 19 2.1 Xác định phụ thuộc ngưỡng nghe tai Trang 19 người theo tần số 2.2 Xác định phụ thuộc ngưỡng phân biệt 22 tần số vào tần số ban đầu Kết luận kiến nghị 24 Tài liệu tham khảo 25 Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan Trong y học, từ lâu bác sỹ sử dụng phương pháp chẩn đoán gõ nghe để đánh giá vị trí, kích thước trạng thái số phủ tạng thể Mỗi tần số âm phát từ thể tác động lực gõ ứng với lượng quan Nhờ vào phát triển khoa học kỹ thuật, nhà khoa học thực nhiều phương pháp mang lại kết chẩn đoán cao phương pháp siêu âm, phép thử Rinne…[6] Các phương pháp dựa tác động sóng âm lên người Sóng âm chia thành ba loại hạ âm, âm siêu âm Hạ âm có tần số nhỏ 16Hz, siêu âm có tần số lớn 20000Hz, tai người không nghe hạ âm siêu âm Âm có tần số từ 16Hz đến 20.000Hz tai người nghe nên âm gọi âm nghe Các đặc tính sinh lý âm gồm có độ cao, độ to âm sắc Một đặc trưng sinh lý âm tác động lớn đến trình cảm thụ âm tai độ to âm Độ to âm cho tai cảm giác mạnh hay yếu dao động âm truyền tới tai Độ to âm tỉ lệ thuận với cường độ âm Ngồi ra, âm có tần số khác cường độ gây nên cảm giác to nhỏ khác nhau, điều cho ta thấy độ thính tai tùy thuộc vào tần số âm Thực tế cho ta biết tai thính âm có tần số khoảng từ 1.000Hz đến 5.000Hz Trong khoảng nghe thấy âm có cường độ vào khoảng 10-12 W/m2 Ở cường độ âm ấy, phần tử khí dao động âm với biên độ khoảng 10-12m tạo nên áp suất màng nhĩ vào khoảng 10-5 N/m2 [1],[2],[3],[5] Những âm có cường độ q nhỏ tai không nhận thấy Nếu ta tăng dần cường độ âm lên, có lúc trở đi, tai nhận thấy âm Tăng cường độ lớn lên đến lúc khác, tai bắt đầu đau chói Nếu tăng cường độ âm lên cao gây nên phá hoại quan thính giác Nói khác đi, tồn ngưỡng cường độ âm để gây nên cảm giác âm Cường độ âm nhỏ đủ gây nên cảm giác âm tai gọi ngưỡng nghe Cường độ âm lớn mà vượt Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM cường độ gây nên cảm giác chói tai gọi ngưỡng chói Ngưỡng nghe khơng phụ thuộc vào cường độ âm mà phụ thuộc vào tần số âm Do sử dụng sóng âm chẩn đốn điều trị bệnh lý tai, việc lựa chọn cường độ tần số sóng âm sử dụng quan trọng [3],[5] 1.2 Tính cấp thiết Lý thuyết sóng âm mà sinh viên theo học ứng dụng nhiều y học để chẩn đoán điều trị số bệnh, đặc biệt tai Do đề tài “ Xây dựng thực tập khảo sát ngưỡng nghe tai người” thực với mục đích giúp sinh viên kiểm nghiệm lại kết ngưỡng nghe ngưỡng khác biệt tần số tai người học chương trình lý thuyết Vật lý - lý sinh, hiểu rõ q trình nghe tác động sóng âm lên tai người, từ sinh viên dễ dàng vận dụng kiến thức học việc học chuyên ngành làm việc sau 1.3 Mục tiêu Thiết kế hệ thí nghiệm khảo sát phụ thuộc ngưỡng nghe tai người theo tần số ngưỡng phân biệt tần số theo tần số ban đầu Bộ thí nghiệm phải đáp ứng yêu cầu tính an tồn, dễ thực hiện, chẩn xác thời gian cho phép thực tập 1.4 Cách tiếp cận Sóng âm tạo sóng âm có dạng hình sin, tần số nằm khoảng 16Hz đến 20.000Hz Biên độ tần số sóng âm thay đổi Để đảm bảo tính trung thực kết thí nghiệm, đối tượng thí nghiệm (một người khơng bị bệnh tai) khơng nhìn thấy số liệu suốt trình thí nghiệm Điều kiện phịng thí nghiệm phải hồn tồn n tĩnh để khơng ảnh hưởng đến q trình nghe người thí nghiệm Sử dụng phần mềm để xử lý, tính tốn vẽ đồ thị phụ thuộc ngưỡng nghe theo tần số, từ đưa đánh giá chuẩn xác Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM 1.5 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Những thiết bị sử dụng nghiên cứu gồm máy tín hiệu kỹ thuật số, thiết bị đơn vị Cobra3, tai nghe (âm stereo), máy vi tính có cài Window 95 cao hơn, phần mềm đo lường Trong nghiên cứu này, đối tượng tham gia thí nghiệm người có sức khoẻ bình thường (khơng bị bệnh tai) Nghiên cứu tiến hành phòng yên tĩnh Ngưỡng nghe tai người đo đạt dải tần số nghe người từ 16Hz đến 20000Hz Ngưỡng phân biệt tần số tai người đo dải tần số bắt đầu khác 1.5.1 Máy phát tín hiệu kỹ thuật số Máy tạo hàm hay máy phát tín hiệu kỹ thuật số (Digital Function Generator) sử dụng để tạo sóng âm tần dùng thí nghiệm âm học thí nghiệm liên quan đến thính giác Bộ tạo chức sử dụng máy độc lập điều khiển thơng qua cổng USB Có tổng cộng đầu cho người sử dụng: đầu khuếch đại, sử dụng làm nguồn điện áp lập trình cho dịng cao hơn, đầu tai nghe có cơng suất hạn chế cho tất loại tai nghe có sẵn thị trường, đầu đồng tạo tín hiệu sóng vng (TTL) tần số cài đặt, đầu U ~ f cung cấp điện áp trực tiếp tương ứng với tần số cài đặt (hình 1) Hình 1: Máy phát tín hiệu kỹ thuật số Tn thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM Cấu tạo chức hoạt động máy phát tín hiệu kỹ thuật số Hình 2: Sơ đồ cấu tạo máy phát tín hiệu kỹ thuật số [1] - Màn hình thiết bị có độ tương phản điều chỉnh qua phạm vi rộng thông qua menu [2] - Nút menu để hiển thị mục bên hình gán cho mục menu đầu hình, cho phép sử dụng nhanh chóng trực quan chức [3] - Bàn phím điều khiển: Các phím mũi tên sử dụng để chọn mục hình (Giá trị thay đổi hiển thị theo cách đảo ngược) Nút quay sử dụng để thay đổi giá trị [4] - Cổng USB: Giao diện nối tiếp để giao tiếp với máy tính [5] - Ngõ tai nghe: kết nối tai nghe với đầu nối TRS 3,5 mm (jack âm thanh) Đầu kích hoạt với trợ giúp công tắc đầu [9] Khi cho tín hiệu sóng hình sin với biên độ cực đại 2Vpp [6] - Ngõ Sync: tín hiệu đầu sóng vng phụ thuộc tần số, ví dụ: để kết nối oscilloscope Khi quét qua dải tần số điện áp, xung xuất đầu Sync đầu cuối đoạn đường nối Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn 10 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM Lưu ý sử dụng Trong trình sử dụng máy phát tín hiệu kỹ thuật số khơng sử dụng thiết bị phát sóng vơ tuyến khác vùng lân cận, ví dụ: điện thoại di động, radio Ngồi cần lưu ý cáp kết nối không dài 2m 1.5.2 Thiết bị đơn vị Cobra (Cobra3 Basic – Unit) Máy Cobra3 Basic – Unit thiết bị hỗ trợ đo lường, kiểm soát điều chỉnh vật lý, hố học, sinh học cơng nghệ Nó hoạt động với máy tính với thiết bị khác Thiết bị cung cấp với đầu vào tương tự (1 cổng module cổng cảm biến), đầu vào tương tự, điều khiển dẫn số, đếm thời gian điện áp cố định Các thông số đầu vào đầu tăng theo yêu cầu lắp ráp Giá trị đo xác định module cảm biến Hệ thống hoạt động thiết bị cập nhật thơng tin qua USB Hình 3: Thiết bị Cobra3 Basic - Unit Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn 13 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM Các thông số kỹ thuật:  đầu vào tương tự  Cổng module:  Phạm vi đo:  10V  Kết nối: SUB – D 25 lỗ  Đầu vào tương tự cổng cảm biến S1  Phạm vi đo:  30V / 10V  Kết nối: ổ cắm mm ổ cắm SUB – D, lỗ  Đầu vào: nối đất  Đầu vào tương tự cổng cảm biến S2  Phạm vi đo:  30V / 10V/ 3V / 1V/ 0,3V / 0,1V/  Kết nối: ổ cắm mm ổ cắm SUB – D, lỗ  Đầu vào: không nối đất 1.6 Nội dung phương pháp nghiên cứu Nhằm đáp ứng thời gian sinh viên tiến hành thực tập khoảng thời gian 90 phút, đề tài xây dựng thực tập với hai phần chính:  Xác định ngưỡng nghe ứng với số tần số dải nghe người vẽ đồ thị ngưỡng nghe theo tần số f  Xác định ngưỡng khác biệt tần số tần số bắt đầu khác Vẽ đồ thi ngưỡng khác biệt tần số theo tần số ban đầu f 1.6.1 Xác định phụ thuộc ngưỡng nghe người theo tần số âm Muốn gây cảm giác âm, cường độ âm phải lớn giá trị cực tiểu gọi giá trị ngưỡng cường độ âm Cường độ âm lớn tai có cảm giác âm “to” Tuy nhiên cảm giác âm tai người thay đổi theo tần số sóng âm tác động đến tai, tức độ nhạy thính giác khơng hồn tồn suốt dải nghe Với tần số 1000 – 5000 Hz, giá trị ngưỡng cường độ âm vào khoảng 10-12W/m2 Với tần số 50Hz, giá trị ngưỡng cường độ âm lớn gấp 105 lần Như âm 1000Hz có cường độ 10-7 W/m2 (gấp 105 giá trị ngưỡng Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn 14 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM cường độ âm) âm “to” nghe rõ, âm 50Hz có cường độ 10-7 W/m2 lại âm “nhỏ”, nghe thấy Như độ to âm hay âm lượng tai ta khơng trùng với cường độ âm Do cần tìm đại lượng đặc trưng cho độ to âm Tai người cảm nhận âm rõ tần số khoảng 1000Hz ứng với giá trị ngưỡng cường độ âm I1000 = 10−12 W/m2 [2], độ to âm (hay gọi âm lượng mức cường độ âm) gán cho mức hay L1000 = Vì âm lượng L đặc trưng cho cảm giá âm “to” hay “nhỏ” tai âm tính ứng với giá trị ngưỡng cường độ âm nên âm lượng L gọi ngưỡng nghe Giá trị ngưỡng nghe L tần số f xác định theo công thức: L = 10𝑙𝑜𝑔 ( Ix I1000 ) (3) ngưỡng nghe L tính đơn vị dB, Ix giá trị ngưỡng cường độ âm tần số f [2],[3] Gọi U biên độ âm Vì cường độ âm I tỉ lệ với bình phương biên độ âm U nên mức cường độ âm tính cơng thức: L = 20𝑙𝑜𝑔 Ux U1000 (dB) (4) Như vậy, ngưỡng nghe tai người mức cường độ âm L nhỏ gây nên cảm giác âm tai người Ngưỡng nghe L phụ thuộc vào tần số f xác định cơng thức (4), Ux ứng với biên độ ngưỡng âm tần số f xác định Để vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc ngưỡng nghe L theo tần số ta thực phép đo biên độ ngưỡng Ux giá trị tần số nằm giới hạn nghe tai người Mục đích đề tài thiết kế thực tập để sinh viên khảo sát ngưỡng nghe tai người khoảng thời gian xác định cho phép nên giới hạn thời gian đo biên độ ngưỡng Ux ứng với tần số phạm vi từ 50Hz đến 15000Hz Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn 15 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM Tiến hành đo: Các thiết bị thiết lập Hình phịng n tĩnh Bật máy phát tín hiệu kỹ thuật số lên trước cắm tai nghe máy đơn vị Cobra3 Máy đơn vị Cobra3 nối vào máy tính qua USB Cài đặt phần mềm measure kèm với thiết bị đơn vị Cobra3 vào máy tính Hình 4: Chuẩn bị thí nghiệm Cài đặt thơng số ban đầu cho máy phát tín hiệu kỹ thuật số:  Đổi kiểu đầu thành tai nghe chọn dạng đầu sóng âm hàm sin  Đặt tần số tín hiệu 50 Hz biên độ (amptitude) zero Mở phần mềm đo lường measure cài đặt máy tính Chọn Universal Writer (hình 5) Tn thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn 16 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM Hình 5: Phần mềm đo lường measure Thiết lập thông số đo Hình bấm Continue Hình 6: Thiết lập thông số phép đo Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn 17 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM Đeo tai nghe lên đầu người chọn để đo ngưỡng nghe Để tránh ảnh hưởng chủ quan từ người này, đối tượng thử nghiệm khơng phải nhìn hình kỹ thuật số suốt trình đo Phép đo lặp lại nhiều lần với đối tượng thử nghiệm Dần dần tăng biên độ tín hiệu đối tượng thử nghiệm vừa nghe thấy âm Nhấn nút Start để đo đọc giá trị biên độ ngưỡng nghe Ux hình máy tính Giá trị Ux xác nhận cách nhấp vào đường cực trị (nút Show extrema) điểm khảo sát (nút Survey) (Hình 7) Hình 7: Phép đo biên độ ngưỡng nghe Giảm biên độ tín hiệu nhấp vào điểm đỏ (new measurement) hình máy tính Lặp lại phép đo giá trị ngưỡng Ux tần số 100, 200, 500, 1000 tăng dần đến 15000 Hz Khi đo giá trị ngưỡng Ux ứng với tần số khác phải điều chỉnh thơng số dải đo biên độ analog in (+/- 0.1V) tần số (100 kHz) để giá trị ngưỡng Ux cịn đo (xem hình 6) Khi điều chỉnh giá trị ngưỡng Ux máy phát tín hiệu lớn dải đo biên độ (analog in 2) phải quay lại hình hình để điều chỉnh lại thông số analog in để giá trị biên độ tín hiệu Ux lớn biên độ Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn 18 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM chọn máy phát tín hiệu để đo giá trị lớn Ux phần mềm vẽ dạng sóng sin đầy đủ Cách cài đặt tần số lấy mẫu số điểm lấy mẫu (frequency; values): hình để tần số lấy mẫu 100kHz, nghĩa chỉnh máy phát hàm tần số 1kHz (1000Hz) đồ thị ghi lại 100 điểm chu kỳ tín hiệu, với số điểm đo (values) chọn 4096 đồ thị vẽ 40 chu kỳ, thay đổi số điểm đo 400 đồ thị vẽ chu kỳ Như vậy, tần số lấy mẫu số điểm lấy mẫu nên thiết lập phù hợp với tần số chọn máy phát tín hiệu để đồ thị thu dễ quan sát 1.6.2 Xác định phụ thuộc ngưỡng phân biệt tần số vào tần số ban đầu Ứng với dải tần số f, khả phân biệt âm có tần số khác với tần số ban đầu f khác Nếu gọi f độ lệch tần số xung quanh giá trị ban đầu f khảo sát xác định ∆f = |f ′ − f| Trong f’ giá trị tần số xung quanh giá trị tần số ban đầu f mà tai bắt đầu cảm nhận khác biệt so với tần số f Ngưỡng độ lệch tần số f phụ thuộc nhiều vào dải tần số f khảo sát Để dễ so sánh, ngưỡng phân biệt tần số định nghĩa tỉ số ngưỡng độ lệch tần số f tần số f bắt đầu khảo sát, có giá trị số % Việc xác định ngưỡng phân biệt tần số ∆f⁄f giúp bác sỹ lựa chọn khoảng tần số tác động lên tai người cách phù hợp để tránh ảnh hưởng đến sức khoẻ bệnh nhân Trong phạm vi đề tài thiết kế thực tập để sinh viên đánh giá ngưỡng phân biệt tần số ∆f⁄f khoảng thời gian cho trước xác định, giá trị ∆f⁄f đo với tần số f bắt đầu tương ứng 100, 200, 500, 1000, 5000 10000 Hz Từ vẽ đồ thị biễu diễn phụ thuộc ngưỡng phân biệt tần số ∆f⁄f vào tần số bắt đầu f Tiến hành đo: Máy đơn vị Cobra3 khơng cần cho thí nghiệm nên tắt Ngồi thiết bị khác chuẩn bị y nguyên thí nghiệm trước Đặt tần số tín hiệu 100 Hz Điều chỉnh biên độ để âm dễ nghe đảm bảo biên độ Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn 19 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM tai nghe âm tông 1000 Hz 10000 Hz, tức không lớn không nhỏ Nếu không, điều chỉnh biên độ kiểm tra lại tất tần số để nghe rõ Biên độ giữ khơng thay đổi cho tồn thí nghiệm Bắt đầu thí nghiệm từ 100 Hz, dần tăng giảm tần số, đối tượng thử nghiệm phát khác biệt, ví dụ nói “âm cao hơn” hay “âm thấp hơn” Lặp lại phép đo 10 lần, tức đối tượng cung cấp lần tăng lần giảm tần số, khơng thường xun, khơng thể đốn trước Ghi lại giá trị tần số thu Tuyệt đối khơng để đối tượng thử nghiệm nhìn thấy giá trị suốt trình thử nghiệm Lặp lại phép đo tần số 200, 500, 1000, 2000, 5000 10000 Hz Lưu ý biên độ giữ không đổi tất phép đo KẾT QUẢ - BÀN LUẬN 2.1 Xác định phụ thuộc ngưỡng nghe tai người theo tần số Ở tần số f = 50Hz, tiến hành đo lần giá trị ngưỡng biên độ âm U1 Sau ̅1 tính giá trị ngưỡng trung bình biên độ âm U Thực tương tự thay đổi tần số âm từ 50 đến 15000Hz Lần lượt tính giá trị ̅ 𝑥, sau áp dụng cơng thức (4) để tính giá trị ngưỡng trung bình biên độ âm U trung bình ngưỡng nghe L̅(dB) tần số khác từ 50Hz đến 15000Hz Kết xác định ngưỡng nghe L̅(dB) biểu diễn bảng Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn 20 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM Bảng Giá trị ngưỡng nghe tai người theo tần số f (Hz) ̅𝒙 𝐔 𝐋̅(dB) 50 8.8850 66.82405 100 0.3332 38.30413 200 0.0420 20.30899 500 0.0092 7.15807 1000 0.0041 2000 0.0049 1.625227 3000 0.0054 2.471925 4000 0.0039 -0.36501 5000 0.0039 -0.30557 6000 0.0061 3.575277 7000 0.0181 13.01247 8000 0.0064 3.929142 9000 0.0092 7.103021 10000 0.0096 7.450967 11000 0.0299 17.37594 12000 0.0975 27.63099 13000 0.4364 40.6481 14000 5.4838 62.63245 15000 9.6625 67.55269 Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn 21 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM Để biểu diễn phụ thuộc ngưỡng nghe L theo tần số f, cặp giá trị (f, L) thu bảng biểu diễn đồ thị hình 80 70 60 L (dB) 50 40 Series1 30 20 10 0 -10 5000 10000 15000 20000 f(Hz) Hình 8: Đồ thị ngưỡng nghe tai người Đồ thị ngưỡng nghe tai người (hình 8) cho thấy mức cường độ âm L giảm mạnh từ khoảng 67dB xuống dB dải tần số từ 50Hz đến 1000Hz Trong khoảng 1000Hz 5000Hz, ngưỡng nghe L biến đổi khơng đáng kể Sau mức cường độ âm L tăng nhẹ từ 13dB tần số 7000Hz tiếp tục giảm xuống xấp xỉ 7,5dB tần số 10000 Hz Từ tần số 10000Hz mức cường độ tăng mạnh đạt giá trị cao 67,5dB tần số 15000 Hz Kết thu từ thực nghiệm phù hợp với kết lý thuyết [2],[5] Với kết thu phụ thuộc ngưỡng nghe L theo tần số f biểu diễn hình 8, thực tập sinh viên thiết kế theo hướng giảm số lần đo vài tần số để phù hợp với khoảng thời gian cho phép thực tập Cụ thể khoảng tần số từ 1000 đến 5000Hz, ngưỡng nghe thay đổi không đáng kể nên sinh viên cần đo ngưỡng nghe hai mức tần số 1000Hz 5000Hz Trong Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn 22 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM khoảng tần số từ 5000Hz đến 1000Hz, ngưỡng nghe biến động nhẹ khoảng tần số 7000Hz nên sinh viên lấy số liệu tần số 2.2 Xác định phụ thuộc ngưỡng phân biệt tần số vào tần số ban đầu Tiến hành đo nhiều lần độ lệch tần số f dải tần số ban đầu xác định từ 100Hz đến 10000 Hz Tính giá trị độ lệch trung bình phân biệt tần số trung bình ̅̅̅̅ ∆𝒇 𝒇 (%) ̅̅̅̅ ∆𝒇 từ tính giá trị ngưỡng tần số ban đầu khác Kết ngưỡng phân biệt tần số theo tần số ban đầu biểu diễn bảng Bảng Sự phụ thuộc ngưỡng phân biệt tần số theo tần số ban đầu f1=100Hz ̅̅̅̅ ∆𝒇 ̅̅̅̅ ∆𝒇 𝒇 (%) f2=200Hz f3=500Hz f4=1000Hz f5=5000Hz f6=10000Hz f1' f1 f2' f2 f3' f3 f4' f4 f5' f5 f6' f6 112.0 12.0 208.7 8.7 509.7 9.7 1014.0 14.0 5100.0 100.0 10380.0 380.0 110.8 10.8 208.9 8.9 509.9 9.9 1015.0 15.0 5120.0 120.0 10370.0 370.0 109.0 9.0 208.9 8.9 509.8 9.8 1014.0 14.0 5110.0 110.0 10360.0 360.0 111.2 11.2 208.1 8.1 509.6 9.6 1013.0 13.0 5120.0 120.0 10380.0 380.0 110.3 10.3 208.3 8.3 509.7 9.7 1013.0 13.0 5130.0 130.0 10390.0 390.0 90.1 9.9 191.1 8.9 490.2 9.8 988.0 12.0 4870.0 130.0 9640.0 360.0 90.0 10.0 191.7 8.3 490.3 9.7 987.0 13.0 4880.0 120.0 9630.0 370.0 90.3 9.7 191.0 9.0 490.2 9.8 988.0 12.0 4860.0 140.0 9620.0 380.0 90.1 9.9 191.0 9.0 490.1 9.9 987.0 13.0 4880.0 120.0 9640.0 360.0 90.8 9.2 191.5 8.5 490.2 9.8 986.0 14.0 4890.0 110.0 9630.0 370.0 10.20 10.20% 8.66 4.33% 9.77 1.95% 13.30 1.33% 120.00 2.40% 372.00 3.72% Từ số liệu thu bảng 2, tiến hành vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc ̅̅̅̅ ngưỡng phân biệt tần số ∆𝒇𝒇 theo tần số ban đầu f Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn 23 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM Ngưỡng phân biệt tần số 12.00% (∆𝒇) ̅/𝒇 (%) 10.00% 8.00% 6.00% Series1 4.00% 2.00% 0.00% 2000 4000 6000 8000 10000 12000 f (Hz) Hình 9: Đường cong ngưỡng phân biệt tần số Đồ thị hình cho thấy đường cong ngưỡng phân biệt tần số đạt giá trị nhỏ tần số 1000 Hz Từ đường cong tăng tương đối dốc bên Ở tần số ban đầu 100Hz, ngưỡng phân biệt tần số đạt khoảng 10% tần số ban đầu Nghĩa tần số ban đầu 100Hz, thay đổi tần số giá trị f1 = 10% x100Hz = 10Hz tai người cảm nhận khác biệt âm so với tần số ban đầu 100Hz Khi tăng tần số từ 200 Hz đến 1000 Hz ngưỡng phân biệt tần số ̅̅̅̅ ∆𝒇 𝒇 giảm mạnh độ lệch tần số f thay đổi không đáng kể (f  10Hz) so với f1 100Hz Trong khoảng tần số từ 1000 Hz đến 10000 Hz, ngưỡng phân biệt tần số ̅̅̅̅ ∆𝒇 𝒇 tăng nhẹ từ 1.33% đến 3.72% độ lệch tần số f lại biến đổi mạnh từ vài chục đến vài trăm hertz Từ kết nghiên cứu này, sinh viên y khoa sử dụng kết tài liệu tham khảo lựa chọ tần số phù hợp tác động đến tai người trình học tập, nghiên cứu làm việc sau bệnh lý tai Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn 24 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Các kết thu từ thực nghiệm thiết kế đề tài hoàn toàn phù hợp với kết lý thuyết Do thí nghiệm sử dụng chương trình giảng dạy thực tập môn Vật lý – Lý sinh Tuy nhiên với điều kiện sở vật chất phòng thực tập Bộ môn Vật lý, Khoa Khoa học Cơ bản, Trường Đại học Y Dược Tp Hồ Chí Minh Bộ mơn chưa thể triển khai thí nghiệm Để đáp ứng yêu cầu thí nghiệm Phịng thực tập Bộ mơn cần thay cửa cách âm để đảo bảo kết thí nghiệm xác trang bị thêm 01 máy vi tính để thực thí nghiệm Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn 25 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Phan Sỹ An, Bộ môn Vật lý – Lý sinh, Trường Đại học Y Hà Nội, Lý sinh Y học (1998), Nxb Y học [2] Jean-Marie Brebec, Jean – Noel Briffaut, Philippe Deneve, Thierry Desmarais, Alain Favier, Marrc Menetrier, Bruno Noel, Claude Orsini, Quang học sóng (2002), Nxb Giáo dục [3] David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Fundamentals of Physics, 10th edition (2013), Wiley [4] PHYWE excellence in science, Digital Function Generator, PHYWE Systeme GmbH & Co KG Robert-Bosch-Breite 10 37079 Göttingen Germany [5] Robert Splinter, Handbook of Physics in Medicine and Biology (2010), Taylor and Francis Group, LLC [6] https://www.american-hearing.org/disorders/hearing-testing/ Tuân thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn 26 Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.HCM MỘT SỐ PHẦN LƯU Ý Phép thử Rinnơ (Rhinner, Rinne) Mục đích phép thử để xác định tổn thương vùng quan thính giác: tai ngồi, tai giữa, tai não Phép thử dựa vào nhận xét sau : Những dao động âm truyền qua xương sọ tới tận thần kinh thính giác cho cảm giác âm; tai ngồi tai hỏng âm truyền qua xương gây cảm giác Nếu ta đặt âm thoa dao động gần tai bệnh nhân sau để bệnh nhân cắn âm thoa (dao động âm thoa lúc có biên độ giống lúc trước) Nếu lúc đầu bệnh nhân nghe âm, lúc sau khơng dấu hiệu Rinnơ dương, ngược lại ta có dấu hiệu Rinnơ âm Một chứng điếc có dấu hiệu Rinnơ dương chứng tỏ tổn thương tai não Nếu dấu hiệu Rinnơ âm tổn thương khu trú tai ngồi hay tai Tn thủ Luật Sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn 27