zurniimtpeМедицина труда и промышленная экологияRussian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology1026-94282618-8945FSBSI “Izmerov Research Institute of Occupational Health”10.31089/1026-9428-2024-64-6-358-371fllpbezurniimtpe-3503Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESОценка воспроизводимости и точности измерений передаточной функции наружного уха методом F-MIREEvaluation of reproducibility and accuracy of measurements of the transfer function of the outer ear by the F-MIRE methodhttps://orcid.org/0000-0001-7767-8483ПрокопенкоЛюдмила ВикторовнаProkopenkoLyudmila V.

Главный научный сотрудник ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова», д-р мед. наук, профессор

e-mail: prokopenko@irioh.ru

Chief Researcher, Izmerov Research Institute of Occupational Health, Dr. Sci. (Med.), Professor

e-mail: prokopenko@irioh.ru

prokopenko@irioh.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9631-0000БулгаковаМария ВикторовнаBulgakovaMaria V.

Врач-оториноларинголог консультативно-поликлинического отделения клиники профессиональных и производственно обусловленных заболеваний ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова»

e-mail: bulgakova@irioh.ru

Otorhinolaryngologist, Consultative Outpatient Department of the Clinic of Occupational and Work-Related Diseases, Izmerov Research Institute of Occupational Health

e-mail: bulgakova@irioh.ru

bulgakova@irioh.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7064-5849КурьеровНиколай НиколаевичKuryerovNikolay N.

Вед. науч. сотр. лаборатории физических факторов ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова», канд. биол. наук

e-mail: courierov@mail.ru

Leading Researcher of the Laboratory of Physical Factors, Izmerov Research Institute of Occupational Health, Cand. of Sci. (Biol.)

e-mail: courierov@mail.ru

courierov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7177-1350ЛагутинаАлла ВладимировнаLagutinaAlla V.

Ведущий научный сотрудник лаборатории физических факторов ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова», канд. мед. наук

e-mail: alagutina@inbox.ru

Leading Researcher of the Laboratory of Physical Factors, Izmerov Research Institute of Occupational Health, Cand. Sci. (Med.)

e-mail: alagutina@inbox.ru

alagutina@inbox.ruФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда имени академика Н.Ф. Измерова»РоссияIzmerov Research Institute of Occupational HealthRussian Federation202402082024636358371Copyright © Прокопенко Л.В., Булгакова М.В., Курьеров Н.Н., Лагутина А.В., 20242024Прокопенко Л.В., Булгакова М.В., Курьеров Н.Н., Лагутина А.В.Prokopenko L.V., Bulgakova M.V., Kuryerov N.N., Lagutina A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.journal-irioh.ru/jour/article/view/3503Введение

Введение. Передаточная функция наружного уха является важной характеристикой органа слуха, определяемой акустическими свойствами ушной раковины и наружного слухового прохода, их формой и размерами. Также, вероятно, имеет значение акустический импеданс барабанной перепонки.

Частотные характеристики передаточной функция наружного уха должны учитываться при выборе индивидуальных средств защиты от шума и в слухопротезировании. Проведённые разными исследователями измерения зондовым микрофоном распределения звукового давления вдоль слухового прохода показали, что для частот выше 3 кГц оно может значительно изменяться. В то же время отмечалось, что относительные измерения реальных акустических характеристик слуховых аппаратов и индивидуальных средств защиты от шума, когда конец микрофонного зонда не меняет положения, достаточно точны. (Sullivan, 1988; Traynor, Ackley, Wiersbowsky, 1989; Johnson, Nelson, 1991; Hellstrom, Axelsson, 1993; Searchfield, Purdy, 1997).

Цель исследования — оценка воспроизводимости метода F-MIRE и точности результатов измерения передаточной функции наружного уха при фиксации зондового микрофона проволочной скобой из комплекта приспособлений микрофона. Определение возможных изменений акустических характеристик наружного уха при действии шума различного уровня, их связи с размерами ушной раковины и наружного слухового прохода, состоянием слуховой функции.

Материалы и методы

Материалы и методы. Методом F-MIRE (микрофон в реальном ухе) в третьоктавных полосах частот и в частотных коррекциях А и С неоднократно измерялась передаточная функция наружного уха (TFOE) при действии широкополосного шума различных уровней у 17 испытуемых (16 мужчин и 1 женщина) в возрасте от 25 до 80 лет в условиях звуковой камеры. Определялись геометрические размеры ушной раковины и слухового прохода. Все испытуемые были осмотрены врачом-отоларингологом с проведением аудиологического исследования. Каждый испытуемый дал информированное согласие на участие в исследовании.

Результаты

Результаты. По данным выполненных исследований установлено:

Заключение

Заключение. Настоящее исследование представляет собой попытку оценить возможности метода MIRE (F-MIRE), его воспроизводимость и точность. Показан потенциал метода для анализа влияния шума на слух и понимание влияния различных факторов на точность измерений звукового давления в наружном слуховом проходе.

Участие авторов

Участие авторов:Прокопенко Л.В. — концепция и дизайн исследования, написание текста;Булгакова М.В. — проведение клинических исследований;Курьеров Н.Н. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка данных, написание текста;Лагутина А.В. — сбор и обработка данных, написание текста.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления

Дата поступления: 27.06.2024 / Дата принятия к печати: 03.07.2024 / Дата публикации: 31.07.2024

Introduction

Introduction. The transfer function of the outer ear is an important characteristic of the hearing organ, determined by the acoustic properties of the auricle and the external auditory canal, their shape and size. The acoustic impedance of the eardrum is also likely to matter.

The frequency characteristics of the transmission function of the outer ear must be taken into account when choosing individual noise protection devices and when prosthetics of the hearing organs. Measurements of the sound pressure distribution along the auditory canal carried out by various researchers with a probe microphone have shown that for frequencies above 3 kHz, it can vary significantly. At the same time, it was noted that the relative measurements of the actual acoustic characteristics of hearing aids and individual noise protection devices, when the end of the microphone probe does not change position, are quite accurate (Sullivan, 1988; Traynor, Ackley, Wiersbowsky, 1989; Johnson, Nelson 1991; Hellstrom, Axelsson, 1993; Searchfield, Purdy, 1997).

The study aims to evaluate the reproducibility of the F-MIRE method and the accuracy of the measurement results of the transfer function of the outer ear when fixing the probe microphone with a wire bracket from a set of microphone devices; to determine possible changes in the acoustic characteristics of the outer ear under the influence of noise of various levels, their relationship with the size of the auricle and the external auditory canal, the state of auditory function.

Materials and methods

Materials and methods. Using the F-MIRE method (microphone in a real ear) in the third-octave frequency bands and in frequency corrections A and C, specialists repeatedly measured the transfer function of the outer ear (TFOE) when exposed to broadband noise of various levels in 17 subjects (16 men and 1 woman) aged 25 to 80 years in a sound chamber. The  researchers determined the geometric dimensions of the auricle and the auditory canal. The otolaryngologist examined all the subjects with an audiological examination. Each subject gave informed consent to participate in the study.

Results

Results. Experts have established according to the data of the conducted research:

Conclusion

Conclusion. The present study is an attempt to evaluate the capabilities of the MIRE (F-MIRE) method, its reproducibility and accuracy. The researchers have shown the potential of the method for analyzing the effects of noise on hearing and understanding the influence of various factors on the accuracy of sound pressure measurements in the external auditory canal.

Funding

Funding. The study had no funding.

Conflict of interests

Conflict of interests. The authors declare no conflict of interests.

Received

Received: 27.06.2024 / Accepted: 03.07.2024 / Published: 31.07.2024

передаточная функция наружного уха — TFOEзондовый микрофонметод F-MIREвоспроизводимость методаточность измеренийtransfer function of the outer ear — TFOEprobe microphoneF-MIRE methodreproducibility of the methodmeasurement accuracyReferencesBerger E.H., Voix J., Kieper R.W. Methods of Developing and Validating a Field-MIRE Approach for Measuring Hearing Protector Attenuation. https://www.researchgate.net/publication/257128829Berger E.H., Voix J., Kieper R.W. Methods of Developing and Validating a Field-MIRE Approach for Measuring Hearing Protector Attenuation. https://www.researchgate.net/publication/257128829Nassrallah F.G., Giguere C., Dajani H.R., Ellaham N.N. Comparison of direct measurement methods for headset noise exposure in the workplace. Noise and Health. 2016; 18(81): 62–77. https://doi.org/10.4103/1463-1741.178479Nassrallah F.G., Giguere C., Dajani H.R., Ellaham N.N. Comparison of direct measurement methods for headset noise exposure in the workplace. Noise and Health. 2016; 18(81): 62–77. https://doi.org/10.4103/1463-1741.178479Sullivan R.F. Probe tube microphone placement near the tympanic membrane. Hearing Instruments. 1988; 39(7): 43–50.Sullivan R.F. Probe tube microphone placement near the tympanic membrane. Hearing Instruments. 1988; 39(7): 43–50.Johnson S.E., Nelson P.B. Real ear measures of auditory brainstem response click spectra in infants and adults. Ear and Hearing. 1991; 12(3): 180–183.Johnson S.E., Nelson P.B. Real ear measures of auditory brainstem response click spectra in infants and adults. Ear and Hearing. 1991; 12(3): 180–183.Traynor R.M., Ackley R.S., Wiersbowsky L. Probe tube microphone measurement of hearing protection devices. Hearing Instruments. 1989; 40(2): 32, 33, 60.Traynor R.M., Ackley R.S., Wiersbowsky L. Probe tube microphone measurement of hearing protection devices. Hearing Instruments. 1989; 40(2): 32, 33, 60.Searchfield G.D., Purdy S.C. Probe microphone placement for real ear measurement: Update on a simple acoustic method. American Journal of Audiology. 1997; 6(2): 49–54.Searchfield G.D., Purdy S.C. Probe microphone placement for real ear measurement: Update on a simple acoustic method. American Journal of Audiology. 1997; 6(2): 49–54.Berger E.H. Introducing F-MIRE testing: background and concepts (Report EAR06-29/HP). Indianapolis, IN, USA: Aearo; 2007. https://clck.ru/3BWraBBerger E.H. Introducing F-MIRE testing: background and concepts (Report EAR06-29/HP). Indianapolis, IN, USA: Aearo; 2007. https://clck.ru/3BWraBVoix J., Hager L.D. Individual Fit Testing of Hearing Protection Devices. International Journal of Occupational Safety and Ergonomics (JOSE). 2009; 15(2): 211–219. https://doi.org/10.1080/10803548.2009.11076802Voix J., Hager L.D. Individual Fit Testing of Hearing Protection Devices. International Journal of Occupational Safety and Ergonomics (JOSE). 2009; 15(2): 211–219. https://doi.org/10.1080/10803548.2009.11076802Hellstrom P., Axelsson A. Miniature microphone probe tube measurements in the external auditory canal. The Journal of the Acoustical Society of America. J. Acoust. Soc. Am. 1993; 93: 907–919. https://doi.org/10.1121/1.405452Hellstrom P., Axelsson A. Miniature microphone probe tube measurements in the external auditory canal. The Journal of the Acoustical Society of America. J. Acoust. Soc. Am. 1993; 93: 907–919. https://doi.org/10.1121/1.405452McCreery R.W., Pittman A., Lewis J., Neely S.T., Stelmachowicz P.G. Use of forward pressure level to minimize the influence of acoustic standing waves during probe-microphone hearing-aid verification. The Journal of the Acoustical Society of America. 2009; 126: 15–24. https://doi.org/10.1121/1.3143142McCreery R.W., Pittman A., Lewis J., Neely S.T., Stelmachowicz P.G. Use of forward pressure level to minimize the influence of acoustic standing waves during probe-microphone hearing-aid verification. The Journal of the Acoustical Society of America. 2009; 126: 15–24. https://doi.org/10.1121/1.3143142Hiipakka M. Estimating pressure at the eardrum for binaural reproduction. Computer Science. 2012 https://doi.org/10.1109/ICASSP.2011.5946397Hiipakka M. Estimating pressure at the eardrum for binaural reproduction. Computer Science. 2012 https://doi.org/10.1109/ICASSP.2011.5946397Dirks D.D., Ahlstrom J.B., Eisenberg L.S. Effects of probe insertion depth on real ear measurements. Otolaryngology — Head and Neck Surgery. 1994; 110(1): 64–74.Dirks D.D., Ahlstrom J.B., Eisenberg L.S. Effects of probe insertion depth on real ear measurements. Otolaryngology — Head and Neck Surgery. 1994; 110(1): 64–74.Dirks D.D., Kincaid G.E. Basic considerations of ear canal probe measurements. Ear and Hearing. 1987; 8(5): 605–675.Dirks D.D., Kincaid G.E. Basic considerations of ear canal probe measurements. Ear and Hearing. 1987; 8(5): 605–675.Hawkins D.B., Alvarez E., Houlihan J. Reliability of three types of probe tube microphone measurements. Hearing Instruments. 1991; 42: 14–16.Hawkins D.B., Alvarez E., Houlihan J. Reliability of three types of probe tube microphone measurements. Hearing Instruments. 1991; 42: 14–16.Hawkins D.B., Mueller H.G. Procedural considerations in probe microphone measurement. In H.G. Mueller, D.B. Hawkins., J.L. Northern (Eds.)., Probe microphone measurements. San Diego: Singular; 1992: 67–91.Hawkins D.B., Mueller H.G. Procedural considerations in probe microphone measurement. In H.G. Mueller, D.B. Hawkins., J.L. Northern (Eds.)., Probe microphone measurements. San Diego: Singular; 1992: 67–91.Прокопенко Л.В., Булгакова М.В., Курьеров Н.Н., Лагутина А.В. Значение передаточной функции наружного уха для оценки эффективности СИЗ органа слуха. Медицина труда и промышленная экология. 2021; 61(10): 655–661. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2021-61-10-655-661Prokopenko L.V., Bulgakova M.V., Courierov N.N., Lagutina A.V. Transfer function of open ear importance in assessment of hearing protection devices noise reduction. Med. truda i prom. ekol. 2021; 61(10): 655–661. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2021-61-10-655-661Nélisse H., Gaudreau M.-A., Boutin J., Voix J., Laville F. Measurement of Hearing Protection Devices Performance in the Workplace during Full-Shift Working Operations. The Annals of Occupational Hygiene. 2012; 56(2): 221–232. https://doi.org/10.1093/annhyg/mer087Nélisse H., Gaudreau M.-A., Boutin J., Voix J., Laville F. Measurement of Hearing Protection Devices Performance in the Workplace during Full-Shift Working Operations. The Annals of Occupational Hygiene. 2012; 56(2): 221–232. https://doi.org/10.1093/annhyg/mer087Carlile S. The plastic ear and perceptual relearning in auditory spatial perception. Front. Neurosci. 2014; 8: 237. https://doi.org/10.3389/fnins.2014.00237Carlile S. The plastic ear and perceptual relearning in auditory spatial perception. Front. Neurosci. 2014; 8: 237. https://doi.org/10.3389/fnins.2014.00237

The authors declare that there are no conflicts of interest present.