近代——辅助听觉工具

就像眼睛一样，人耳也不是万能的。超过一定范围或距离，人耳将不再起作用。这时，人类开始再次使用他们的大脑，一些助听器被发明了。

1)听诊器

听诊器是一种医疗仪器，用来听身体内的声音，如心脏、呼吸器官、肠胃等。听诊器的前端是一个面积较大的膜腔，而插入耳朵的一端有一个较窄的腔，因此气体的振动幅度大于膜腔的振动幅度，可以放大病人体内的声波振动。可以说听诊器是医生检查病人和诊断疾病的好帮手。自从世界上第一个听诊器发明以来，已经有200年了。

在听诊器发明之前，医生通常在听诊中使用“直接听诊”的方法，这是一种从古希腊时代流传下来的诊断方法。医生拿了一块布，铺在病人身体的患病部位，然后用耳朵通过布直接贴在病人身上。虽然这种方法可以诊断一些疾病，但不方便、不卫生，而且布料分离后听力效果明显减弱。1000多年来，尽管人们一直在寻找一种更好的听诊方法，但直到1816年病理学家芮内克发明听诊器才取得进展。

勒内·拉埃奈克(1781826)是法国著名内科医生，全名为勒内·风信子·拉埃奈克。1816年的一天，一位高贵的女士邀请芮克去看医生。这位女士看上去很憔悴，坐在长椅上，紧皱着眉头，用手捂着胸口，看上去病得很重。在这位年轻女士捂着胸口讲述自己的病情后，利内克医生怀疑她心脏病发作了。在正常情况下，为了使诊断更加准确，有必要倾听一位高贵女士的心音。然而，如果采用传统的“直接听诊”方法，显然不适合年轻的贵族女士。因此，勒纳苦苦思索，试图找到一个解决办法。正在思考的时候，勒纳突然想起了他前几天遇到的一件事:一堆用来修理房子的木头被堆放在巴黎的一条街道旁。几个孩子在木头堆上玩耍。其中一个人用一个大钉子敲了敲一块木头的一端。其他孩子都把耳朵贴在木头的另一端来听声音。敲木头的孩子问:“你听到什么声音了吗？”其他的孩子都笑着回答“是的”。勒纳不禁想，既然大钉子敲击的声音可以通过木头从一端传到另一端，心脏跳动的声音也可以通过同样的原理传到另一端吗？他灵机一动，立刻派人拿来一张厚纸，把它紧紧地卷成一个圆筒，然后把一端压在这位年轻女士的心上，另一端压在他的耳朵上。果然，这位年轻女士心脏跳动的声音通过一根纸管清晰地穿透了勒纳的耳朵，甚至连轻微的噪音都能清晰地听到。他非常高兴，告诉这位年轻的女士，她的病已经被诊断出来，很快就会开出处方。

回家后，勒纳博士做了许多相关的实验。最后，他用雪松和乌木做了一个中空的木制圆筒，长30厘米，外径3厘米，内径2厘米。为了便于携带，听诊器分为两部分，螺纹可以旋转连接。这是世界上第一个听诊器(图3.11)。它实际上是一个木制的单耳听诊器，非常类似于目前产科使用的听胎心音的单耳木制听诊器。勒纳把它命名为“胸腔探测器”，因为这种听诊器看起来像笛子，所以人们经常称它为“治疗者的笛子”。1819年，勒纳将这项发明写进了《间接听诊》一书。从此，常规诊断方法逐渐从“直接听诊”转变为“间接听诊”。不幸的是，勒纳在发明听诊器后不久就死于肺病，享年45岁。

雷尼克发明的听诊器

听诊器问世后，许多人不断改进，使其更适合医疗使用。1840年，英国医生乔治·菲利普·卡门改进了勒纳的单耳听诊器。他将两个带有两个柔性橡胶管的耳塞连接到可以与身体接触的耳机上，制成了双耳听诊器。卡门的听诊器帮助医生听诊静脉、动脉、心脏、肺和肠中的声音，甚至听到母亲体内胎儿的心音。1937年，凯尔再次改进了卡门的听诊器，增加了第二个可以与身体接触的耳机。它能产生立体声效果，称为复合听诊器，可以更准确地查出病人的病情。不幸的是，凯尔的改进没有被广泛采用。

听诊器原理简单，便于携带，很快将成为医疗工具箱中的标准工具。目前，听诊器有很多种类型，大致分为以下几类:声学听诊器、电子听诊器、摄影听诊器、胎儿听诊器和多普勒听诊器(一种利用多普勒效应测量人体器官超声波反射波的电子设备)。听诊器已经成为一种重要的医疗诊断工具。

2)助听器

助听器是一种用于补偿听力损失并帮助听力损失患者恢复正常听力的电子设备。

几个世纪前，如果人们的听力有困难，他们唯一的选择就是帮助自己。他们只是把手掌放在耳朵边上，形成一个半圆形的喇叭形状。虽然这种方法可以更好的采集声音，但是这种方法的增益效果只有3dB左右。现在人们在日常生活中偶尔会使用这种方法。后来，人们根据喇叭能收集和放大声音的原理制作了一个金属耳式喇叭。这种喇叭很大，不便于携带。据说，1819年，葡萄牙国王约翰六世在他的宝座上安装了一个耳喇叭。跪着的仆人可以对着烟斗大喊大叫。管子的一端安装在宝座的扶手上，另一端安装在国王的耳朵旁边。早期的人们使用这两种方法来改善他们的听力。

金属喇叭

真正的助听器发明于19世纪。苏格兰发明家亚历山大·格雷厄姆·贝尔(1841922)想制造一种更好的助听器。贝尔研究了一些将声音转换成可以增强的电信号的原理。然而，他的研究让他做出的发明不是助听器，而是另一项伟大的发明——电话。1876年，贝尔成功制造了世界上第一部电话。二十年后，贝尔于1896年在电话的基础上建造了一个台式电话系统(图3.13)，以提高听力。后人认为他为失聪的人发明了第一个耳机来放大他们的声音。但是他的“世界第一助听器”可能没有申请专利。

1896年英国聋哑学校的助听器

从1892年到1990年，一些电子助听器相继出现。这些助听器是由碳或碳粉制成的。但是这些助听器的效果不是很好。米勒·里斯·哈钦森发明了一种方便的电子助听器，在助听器的改进方面取得了新的进展。碳球麦克风被发明并用于助听器(图3.14)。与过去相比，这种助听器不仅质量可靠，而且体积小，便于携带。它一经问世就获得了成功。

1920年可佩戴碳球助听器

尽管20世纪20年代的可佩戴式助听器比以前的重型助听器有了很大的改进，但它仍然清晰可见，而且不太漂亮。此后，助听器逐渐向小型化发展。20世纪40年代，三极真空放大管被应用于助听器，出现了更小的盒式助听器(图3.15)。1948年，贝尔实验室的三位科学家，巴丁、布拉坦和肖克利，发明了锗晶体管。1951年，贝尔实验室发明了锗合金晶体管，它比真空管具有更好的性能、更高的质量和更小的体积，并将很快用于助听器制造。大约在1953年，市场上出现了全晶体管助听器。从1954年到1960年，新的传感器和电池促进了更小更漂亮的助听器的出现，如发夹型、眼镜型和BTE型。

从1960年到1970年，硅晶体管和集成电路发展迅速，耳内助听器(ITE)出现了。第一个入耳式助听器于1957年推出(图3.19)。在解剖学上，它占据了外耳腔和外耳船，其外壳根据患者的外耳形状定制。适用于轻度至重度听力患者。1973年，家用电容式麦克风出现了。20世纪80年代，随着比ITE稍小的耳道式助听器(ITC)的出现，助听器变得更加隐蔽。可以放入耳道更深处(图3.20)。适用于轻度至中度听力的患者。随着计算机技术的发展，数字可编程助听器出现于20世纪80年代末。后来，介绍了一种深耳道助听器和一种完整的耳道助听器(CTC)。放置完整耳道助听器的位置可以穿透到外耳道的第二生理弯曲部，该第二生理弯曲部非常靠近鼓膜，并且即使从侧面也不容易被发现。适用于轻度至中度重度听力损失的患者。

如今，全数字助听器让助听器变得非常智能。全数字助听器具有许多先进功能，如自动适应环境、有效降低噪音和提高语音清晰度。模仿人类正常的耳蜗功能，提高声音的自然性、真实性和舒适性，自动消除反馈声音；数字反馈抑制技术的应用可以防止助听器中出现恼人的反馈声音，提高患者的语言辨别能力。全数字助听器是集电子技术、微机技术、听力学技术和仿生技术于一体的高科技产品。随着全数字助听器的出现，助听器的微电子行业已经进入数字化和智能化时代。

助听器的发明给无数有听力障碍的人带来了好消息。从它的发展过程来看，它的发展离不开信息科学技术和智能科学技术的发展。助听器的发展证实了人类科技的进步。

摘自清华出版社授权的《科学技术史与方法论》

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