Lyd, hørsel og støy. Stavanger

Transkript

1 Lyd, hørsel og støy Stavanger

2 Lavere lufttrykk jo høyere opp Høyere lufttrykk jo lavere ned

3 Lydtrykk Trykk [Pa] Atmospherisk trykk Pascal New York Mexico City Lydtrykk variasjon

4 Lyden utbreder seg Luftmolekylene skubber til hverandre, og faller deretter tilbake på deres plass fortetninger og fortyndinger (

5 Lyden utbreder seg I et fritt felt utbreder lydbølgene seg i alle retninger fra lydkilden, som en sfærisk kule. (

6 ØRETS DYNAMISKE OMRÅDE (Forskjell mellom svakeste og sterkeste lyd som høres) 140 db EN TIL ETT HUNDREDE TRILLIONER

7 Lydtrykkvariasjon 100 Trykk, p [Pa] /2

8 Lydtrykknivå område Lydtrykk, p [Pa] Lydtrukknivå, L p 140 [db] /2

9 Høreområde [Hz] Frekvens

10 Oppfattelse av dber Endring i Lydtrykknivå (db) Endring i Oppfattet hørestyrke Akkurat oppfattet Merkbar forskjell Dobbelt (eller 1/2) så sterkt Stor forskjell Fire ganger (eller 1/4) så sterk

11 Lydtrykknivå Høreområde 140 db 120 Smerteterskel 100 Grense for skade 80 Musikk Tale 20 Høreterskel k 2k 5k 10k 20 k Frekvens[Hz]

12 Sound pressure level, db Ørets følsomhet Samme styrkefornemmelse Gjelder for Rene toner hørt isoleret Fritt felt, frontalt lydinnfall Ingen baggrundsstøy Normal hørsel 40 phon Frequency, Hz

13 Forstærkning A- og C- vekting C A Frekvens, Hz A-vektingen anvendes generelt ved støymålinger. Virkning: Lave frekvenser får mindre vekt Fx: dempning av vindstøy Blev innført for å etterligne ørets følsomhet, men det holder ikke i praksis A-vekting er et speilbilde av 40 phon kurven

14 Likelydskurver for reine toner Lydtrykk- nivå, L p (db re 20 Pa) Phon 20 Hz 100 Hz 1 khz 10 khz Frekvens

15 Bølgelengde, λ Styrke 100 Hz 3,43 m Ingen skyggevirkning 20 cm 1000 Hz 34,3 cm Samme størrelse Hz 3,43 cm Kraftig skyggevirkning Styrke

16 SPL, db Høretab 120 audiogram Frequency, Hz db HL Normal hørsel Audiogram Hz

17 Hearing loss, db HL Audiogram Hørseltap hos menn. Effekt av alder (Median, ISO 7029) Frequency, Hz k 2k 4k 8k 20 years 30 years 40 years 50 years 60 years 70 years

18 Hearing loss, db HL Audiogram Høreseltap som skyldes støy (ISO 1999) Frequency, Hz k 2k 4k 8k years 30 years 40 years 50 years 60 years 70 years 70

19 Loudness skalering En loudness skalering måler hvordan den fysiske lydstyrken til en lyd relaterer seg til personens subjektive oppfattelse av lydstyrken. Her er Loudness Skalering foretatt med Magnitude Estimation, hvor en gruppe av testpersoner har anngitt et tall (en størrelse) for styrken av bredbåndsstøy presenteret ved 9 forskjellige niveåer (range 40 db) Når man tar logaritmen til skalaen for den øverste kurven, fås en rett linje

20 Normal loudness, Loudness recruitment og Softness imperception Normalthørendes oppfattelse av styrken til 1 khz tonen kan beskrives som en lineær funktion (Stevens power law) for nivåer over 20 db SPL Ved loudness recruitment, opplever den hørselhemmede at lydens styrke økes langt hurtigere ved nivåer akkurat over høretersklen, ift. til den normale loudness-oppfattelse. Begrepet softness imperception, betyr at den hørselhemmede mister evnen til å oppleve lyder som svake, når de presenteres rundt høreterskel (Buus & Florentine, 2001). Normal hørelse Sensorineuralt høretab

21 Styrkefornemmelse Loudness, son Styrkefornemmelse, normal hørelse Endring på 20 db svarer til 4 ganger Stevens power law Loudness Level, phon Normal høreterskel 20 db (= SPL in db at 1 khz) Lydtrykniveau, db

22 Styrkefornemmelse Loudness, son Styrkefornemmelse, hørseltab Normal hørsel: 20 db svarer til 4 gange Stevens power law Loudness Level, phon Normal høreterskel 20 db (= SPL in db at 1 khz) Forhøyet høreterskel Høretap: 20 db svarer til 20 gange Lydtrykniveau, db

23 Frekvensselektivitet og de kritiske bånd Frekvensselektivitet er en fundamenta del av den menneskelige hørsel Har betydning for vår evne til å høre bestemte lyder, i en bakgrunn av støy (maskering).

24 Cochlea s filterbank T. Poulsen

25 Bredere auditive filtre hos hørselshemmede Auditory filters Effects of death: (hearing loss) Robles and Ruggero (2001) Sensorineuralt hørsetap, resulterer i bredere kritiske bånd. Hørselshemmede opplever mere maskering mellem båndene, og har derfor vankeligere med å sjkjelne tale i baggrunnsstøy.

26

27 Høresenter Det indre øre, sneglen Cochlea

28 Øret

29 Det indre øre Sneglen (Cochlea) scala vestibuli scala media Cortiske organ Basilar membran scala tympani stigbøyle Tectorial membran Indre hårcelle Ytre hårceller Basilar membran

30 Indre og ytre hårceller På basilarmembranen sitterer ca indre hårceller (IHC) og ca ydre hårceller (OHC). De indre hårceller sitter ordnet i én lang rekke, mens de ytre hårceller er placeret i trekantformationer, i tre rekker. På toppen av cellerne findes cilier (fimmerhår), hvorav OHC s cilier rager opp i tectorial membranen.

31 Vandrebølgen på basilarmembranen Basilarmembranen er ca. 32 mm lang. I den basale enden (ved vinduene) er BM 0.1 mm bred, mens den i den apikale ende (toppen av sneglen) er 0.5 mm bred. BM er smal og stiv i den basale del, men den gradvis blir bredere og mere slapp i den apikale del. Denne strukturen gir anledning til bølgedannelse langs membranen lengde, som første gang blev observeret af Georg von Békésy i 1928.

32 Basilar Membrane Deflections In Response To High Frequency Sound From: Prominade Round the Cochlea

33 Basilar Membrane Deflections In Response To Low Frequency Sound From: Prominade Round the Cochlea

34 Gregor Von Békésy Nobel pris I medisin i1961

35 From von Bekesy, 1960 Distance from stapes 24 mm Each curve represents the reponses von Bekesy observed when he studied the reponses of one place along the cochlea to stimulation with a range of frequencies with loud tones.

36 BASILAR MEMBRANE DISPLACEMENT INTENSITY LINEAR High FREQUENCY Low Bekesy Stimulus B a s e PLACE A p e x

37 BASILAR MEMBRANE DISPLACEMENT INTENSITY NONLINEAR High FREQUENCY Low Cochlear Amplifier B a s e PLACE A p e x

38 Aktivering av hårceller Til og fra hjernen

39 Tap av ytre hårceller = tap av høreevne På dette billede er ytre hårceller ødelagte, mens indre hårceller fremstår mere intakte.

40 Det Cortiske Organ med indre og ydre hårceller Basilarmembran

41 Georg Træland 2011

42 Historikk Thomas Gold beskrev aktive og ulineære cochleære prosesser på slutten av 40 tallet. David Kemp identifisert i en klassisk artikkel ifra 1978 et biprodukt av disse prosesser : OAE

43 Figure 1-3a OAE probe in place. Seals ear canal and allows OAE sound pressure to reach measurable levels.

44 Hear stimulus in ear canal; Figure 1-1 TEOAE Hear stimuli 1425&1500Hz DPOAE Hear stimulus (f2/f1 1.2) Hear DPOAEs produced

45 Georg Træland

46 Georg Træland

47 Georg Træland

48 Aage Møller i introduksjonen til siste utgave av Hearing It is now recognized that disorders of one part of the auditory system often affect the function of other parts of the auditory system. This is especially apparent with regard to hyperactive disorders such as tinnitus and hyperacusis.