骨传导技术在应急救援中的应用

王责任等：骨传导技术在应急救援中的应用2011年第3期

骨传导技术在应急救援中的应用

王责任，刘立文

（中国人民组装警察部队学院，河北廊坊065000）

摘要：介绍了骨传导技术原理及其优劣势，并就近年来骨传导技术在四个方面的应用做了介绍，最后结合骨传导技术的

优势分析了在应急救援装备的应用。

关键词：骨传导技术；应急救援装备；应用

1引言

近年来，骨传导技术取得了较大的发展和应用，越来越受到各界的关注和重视，最先是由美军在军事装备上，现在民用上也得到广泛的应用。公安部“十一五”消防科学技术发展规划中明确提出：基于先进骨传导技术，研究适合消防头盔的头骨振动通讯装置和相应的通讯头盔。北京老村科技发展有限公司的骨传导语音触发单兵通信系统工业设计项目获得了2009年度海淀区文化发展专项资金支持项目名单。申请骨传导的相关专利越来越多，研制骨传导技术相关产品也越来越多，例如骨传导耳机、骨传导麦克风、骨传导助听器等。为了更好地推广骨传导技术的知识和应用，推动我国应急救援装备的建设和发展，提高我国消防部队应急救援的战斗力，就骨传导技术在应急救援装备中的应用做一些简要探讨。

2骨传导技术

2.1骨传导的原理介绍

人类感受声音的方式常见有两种，一是通过空气振动，将声音传播到人的耳朵，产生听觉，此类声音称为气导音，把这种声波通过外耳、中耳、内耳、内耳淋巴液、螺旋器、听神经、大脑皮层听觉中枢的途径称为空气传导。另一种就是借助人类的骨骼，神经，肌肉来传播声音，产生听觉，称为骨导音，把这种声波通过颅骨、骨迷路、内耳淋巴液、螺旋器、听神经、大脑皮层听觉中枢的途径称为骨传导，如图1所示。

人在咬牙或咀嚼的时候，能听到自已咬牙或咀嚼的声音；生活在海洋里的鲸鱼是通过下颚骨获取在水中声音的振动然后传到耳朵；有听力障碍的贝多芬用牙齿咬住指挥棒，另一头放在钢琴上，通过指挥棒把钢琴所发出的声音转入听觉器官，这些都是骨传导原理。骨传导有移动式和挤压式两种方式，

二者协同可刺激

图1空气传导和骨传导原理图

螺旋器引起听觉。通常人们也并不需利用自已的颅骨去感受声音，但是，当外耳和中耳的病变使声波传递受阻时，则可以利用骨传导来弥补听力，如骨传导式助听器、骨传导式耳机等，就是利用骨传导来感受声音的。

2.2骨传导技术的优劣势

与空气传导相比，用骨传导听声音有很多优点，因为它不需要使用空气的振动。

2.2.1解放双耳

空气传导需要借助双耳来传播声音，而骨传导时，双耳完全不需要受束缚，戴着骨传导装置周围的声音仍然可以听到，并且可以进行一般对话，这样也就避免了因听不到外界的声音而引发的事故。

2.2.2不存在电磁波对人脑的潜在辐射危害，不会对听力造成损伤

骨导音不需要通过耳道传到听觉神经系统，而是直接通过人类头部骨骼，神经或肌肉送到人的内耳，避免了电磁辐射通过耳道进入大脑对人体造成伤害。骨传导不是简单通过音量放大来提高收听效率，骨导音不需要像气导音通过外耳和中耳，因此不会对中耳的耳膜和鼓室造成损伤，所以不会对听力造成损伤。

2.2.3不受外界噪音干扰

当人处在战场、机器轰鸣、聚会、集会、大街、商场、

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2011年第3期消防技术与产品信息

公共汽车等嘈杂的环境时，空气传导会将各种各样的声音传入耳朵，导致很难听清楚或分辨清楚真正想听到的声音，这是空气传导的不足，而骨传导是通过颅骨传音，可以不受外界噪音的干扰。

2.2.4骨导音质好、立体感强

通过空气传播的声音受环境影响，其能量会大量衰减，导致音色发生很大的变化，而且在声音到达其他人的内耳时，还要通过外耳、中耳，这个过程也会对声音的能量和音色效果产生影响。而通过颅骨传播的声音则是经过喉管与耳朵之间的骨头直接到达内耳的，声音的能量和音色的衰减、变化自然相对较小。

2.2.5可以在特殊的环境中传音

骨传导技术可以在水中传音，在水下10m处佩戴防水骨传导耳机可以清晰地听到设备传来的语言等信息。

骨传导技术虽然有很多优势，但也不可否认其劣势。目前骨传导技术发展还不成熟，骨传导产品价格很高，骨传导方式输出音量小，失真较高，导致骨传导录音和回放质量不如传统的麦克风和耳机。在耗电性能上，骨传导方式设备比空气传导设备更高。

3骨传导技术应用介绍

自从1923年世界上出现第一个骨传导助听器以来，骨传导技术最先在助听器领域得到了应用，而后慢慢在其他相关领域得到了一定的推广。目前，利用骨传导技术的产品主要集中在骨传导助听器、骨传导麦克风、骨传导电话、骨传导耳机、骨传导音乐播放器、骨传导FM收音机、头骨振动通讯系统等。总的来说，可以将这些产品分为骨传导输入设备和骨传导输出设备两类，骨传导输入设备是指采用骨传导技术接受用户说话时产生的骨振信号并传递到远端或者录音设备，骨传导输出设备是指将接受的音频电信号转换为骨振信号并通过颅骨将振动传递到内耳的设备。

3.1骨传导技术在耳机上的应用

骨传导耳机完全具有耳机、助听器和电子耳蜗的功能，是人类听觉系统的挖掘与发现。骨传导耳机由以下几部分电路组成：数字控制器、MIC、DDS移相器、数字移频器、前置放大器、双倍积分功率放大器、匹配器、声电换能器和电源等部分组成。长时间使用传统耳机后，应该让耳朵休息一会儿，避免听觉疲劳。而使用骨传导技术的耳机既可以欣赏音乐，又不必担心声音对耳朵的损伤。2009年高考前夕，山东、辽宁等地有人利用微型口腔骨传导耳机作弊，这种作弊器可以含在嘴里带入考场，用牙咬住耳机，通过振动能清楚听到外界传来的讯息。

3.2骨传导技术在助听器上的应用

骨传导助听器的工作原理是将放大的电信号转换成机械能后，振动耳蜗内部结构来传递声音。一般的类型有眼睛式和头夹式，适用于外耳道闭锁、狭窄等或者适合于中耳有先天畸形、慢性化脓性中耳炎反复化脓、传导性听力损失量比较大、一般气导助听器无效的患者。助听器根据结构和使用方法的不同，可以分为盒式助听器、耳背式助听器、耳内式助听器和眼睛式助听器。

3.3骨传导技术在麦克风上的应用

骨传导麦克风是利用人讲话时引起的头颈部骨髓的轻微振动来把声音收集起来转为电信号。骨传导麦克风可以在很嘈杂的环境里也可以把声音高清晰的传出来，比较适合用于防毒面具和头盔上。

3.4骨传导技术在电话上的应用

骨传导电话在保留电话功能的基础上，还可以为耳朵有问题和弱听力人群服务，可以提高嘈杂环境中的声音信噪比，较少手机辐射伤害，减少对人耳的伤害。日本东京都杉並区的通信器材研发制造公司TEMCO成立于1985年，是一家研发和生产颅骨振荡式声音传导通讯机的企业，该公司涉及到的产品技术被美日等国家防御、安全、刑侦及消防等领域广泛使用。该公司技术也被手机行业成功采用，例如该公司70%的产品销售于摩托罗拉，TS41型手机电话也是采用该公司的技术。

4骨传导技术在应急救援装备的应用

4.1在应急救援通信方面的应用

骨传导送受话器是一种专门用于极度嘈杂环境下和危险下小巧轻便的头盔通信单元。骨传导受话器使用方便，彻底解放双手，增强人身安全，提高工作效率，不需要借助任何工具便可轻松牢固的安装在几乎所有的标准头盔里，不影响使用呼吸面具等其他防护装备。PTT控制按钮采用最新的数字运算处理（DSP）技术以及编入了只识别人类声带发出的声音的运算方法，使得外界的声音和冲击等不被识别，杂音部分在传输之前就被通过数字处理和检查，所以骨导送受话器音质清晰，在高达120dB噪音环境下通话自如。骨传导送受话器根据送受话方式可以分为半骨导和全骨导送受话器，所谓半骨导，就是仅送话或受话为骨传导，全骨导就是送话和受话都为骨传导，根据骨导音传入方式可以分为喉骨振动、头骨振动和颧骨振动送受话器。头骨振动式通讯装置是集头骨振动与进口微型集成无

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