Die Modulation von Distorsionsprodukt-Otoemissionen (DPOAE) durch Töne tiefer Frequenz ist ein Methode, mit der die Auswirkung von Verlagerungen der kochleären Trennwand auf die Funktion des kochleären Verstärkers untersucht werden kann. Damit bietet sie einen neuen objektiven Ansatz zur Diagnostik unterschiedlicher kochleärer Hörstörungen sowie zur Untersuchung physiologischer Mechanismen der Kochlea. Durch einen tieffrequenten Ton (f = 32,8 Hz) werden die DPOAE in Abhängigkeit von dessen Phase periodisch verändert. Die Ausprägung der Modulation hängt von den Parametern des Tieftons und der Primärtöne (mit den Frequenzen f1 und f2) ab. Bei zwölf normalhörenden Probanden wird der Einfluß des Tieftonpegels, der Primärtonpegel und der Primärtonfrequenzen auf die Modulation der DPOAE mit der Frequenz 2f1-f2 untersucht. Die Ergebnisse dieser Methode werden mit denen der subjektiven Phasenaudiometrie bei diesen Probanden verglichen. Mit den Primärtonfrequenzen f1 = 2,5 und f2 = 3 kHz steigt die mittlere Modulationstiefe der DPOAE mit zunehmendem Tieftonpegel sowie mit abnehmenden Primärtonpegeln nichtlinear. Mit hohem Tieftonpegel (L = 115 dB SPL) und geringen Primärtonpegeln (bis zu L1 = 50 und L2 = 30 dB HL) sind DPOAE-Pegelverläufe mit zwei Minima und zwei Maxima pro Tieftonperiode zu beobachten. Die Pegelminima liegen kurz nach der maximalen Druck- bzw. Sogphase des Tieftons vor dem Trommelfell, entsprechend der maximalen Auslenkung der kochleären Trennwand in Richtung Scala vestibuli bzw. Scala tympani. Sie zeigen eine mittlere Latenz von 4 ms gegenüber den Verdeckungsmaxima der subjektiven Mithörschwelle im Phasenaudiogramm, die wahrscheinlich durch die Summe der Antwortzeit der aktiven kochleären Prozesse und der Laufzeit der DPOAE-Signale retrograd aus der Kochlea zur Meßsonde im äußeren Gehörgang zustande kommt. Mit geringeren Tieftonpegeln (L = 110 dB SPL) bzw. höheren Primärtonpegeln (ab L1 = 55 und L2 = 40 dB HL) sowie höheren Primärtonfrequenzen (f1 = 4, f2 = 4,8 kHz) sind nur noch jeweils ein DPOAE-Pegelminimum und -maximum pro Tieftonperiode zu beobachten. Mit den Primärtonfrequenzen f1 = 5 und f2 = 6 kHz zeigt sich keine Modulation der DPOAE mehr. Die Ergebnisse werden unter Verwendung einer Boltzmannfunktion zweiter Ordnung als Annäherung an die mechano-elektrische Transferfunktion äußerer Haarzellen simuliert. Bei einigen Probanden werden außerdem die Modulation der DPOAE mit der Frequenz 3f1-2f2 durch den tieffrequenten Ton sowie der Einfluß spontaner otoakustischer Emissionen (SOAE) auf die Messung tieftonmodulierter DPOAE untersucht. / Low-frequency modulation of distortion product otoacoustic emissions (DPOAE) is a method which allows to investigate the effect of the displacement of the cochlear partition on the function of the active cochlear process. It offers a new objective approach to diagnose different sensory hearing disorders as well as to investigate physiological cochlear mechanisms. The DPOAE are modulated by a low-frequency tone (with the frequency f = 32,8 Hz), depending on its phase. The extent of this modulation depends on the acoustic parameters of the suppressing low-frequency tone and the stimulating primary tones (f1 and f2). In twelve normal hearing subjects the influence of the low-frequency tone level, the levels and the frequencies of the primary tones on the modulation of the DPOAE with the frequency 2f1-f2 are investigated. In these subjects, the phase-dependent masked subjective threshold is also registered. The results of both methods are compared. With the primary tone frequencies f1 = 2,5 and f2 = 3 kHz the mean value of the DPOAE modulation depth presents a nonlinear growth with increasing low-frequency tone level and decreasing primary tone levels, respectively. With high low-frequency tone level (L = 115 dB SPL) and low primary tone levels (up to L1 = 55 and L2 = 40 dB HL), the time course of the DPOAE level shows two minima and two maxima within one period of the low-frequency tone. The minimal DPOAE levels are registered shortly after the phases of maximal condensation and rarefaction of the low-frequency tone in front of the eardrum, respectively, corresponding to the largest displacement of the cochlear partition towards the scala tympani and the scala vestibuli. The time course of the DPOAE level shows a mean latency of 4 ms with regard to the masking patterns of the phase-dependent masked threshold, due to the response time of the active cochlear process and the retrograde travelling time of the DPOAE. With lower low-frequency tone levels (L1 = 110 dB SPL), higher primary tone levels (from L1 = 55, L2 = 40 dB HL), and higher primary tone frequencies (f1 = 4, f2 = 4,8 kHz), respectively, the DPOAE level presents only one maximum and one minimum per period of the low-frequency tone. With the primary frequencies f1 = 5 and f2 = 6 kHz no modulation of the DPOAE is registered. The results are simulated using a second-order Boltzmann function as an approximation of the mechano-electric transfer function of the outer hair cells. Additionally, in some subjects the low-frequency modulation of the DPOAE with the frequency 3f1-2f2 and the influence of spontaneous otoacoustic emissions (SOAE) on the registration of low-frequency modulated DPOAE are investigated.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This master thesis presents the analysis and design of an electronic drive system for fluorescent induction lamps. This lighting technology, despite being patented since the 60s, is not widely diffused in the market context. However, it is an extremely attractive alternative due to long lifetime and high luminous efficiency. The analysis circuit consists of a power factor correction associated with a power control stage, which provides the lamp ignition and current limitation. An integration methodology is applied in order to reduce the number of active semiconductor switches. The resulting topology, called here SEPIC half-bridge, presents a shared switch able to act, both in the pre-regulator stage, as well as for the power control stage. The number of elements reduction also occurs by magnetic integration. In this case, the pre-regulator inductors are distributed in a single core. For electronic system flexibility, it was inserted the dimming capability, where the low frequency modulation technique was evaluated. This technique is suitable for high power variation rates and provides a stable operation. The topology is controlled by a feedback system ensuring a satisfactory response of the system when subjected to disturbances, in addition to ensuring the correct power to the lamp. The electronic ballast designed behavior was evaluated experimentally. In this situation, there was obtained a low input current distortion associated with a high power factor. The lamp power variation range was 70% (30 W to 100 W), with an average efficiency around 82%. / Neste trabalho de mestrado, apresenta-se a análise e o projeto de um sistema eletrônico de acionamento para lâmpadas fluorescentes de indução. Esta tecnologia de iluminação, apesar de ser patenteada desde a década de 60, ainda é pouco difundida em âmbito comercial. Entretanto, é uma alternativa extremamente atraente devido a longa vida útil e a elevada eficiência luminosa. O circuito analisado consiste de um estágio de pré-regulação do fator de potência associado a um estágio de controle de potência, capaz de prover as necessidades de partida e limitar a corrente aplicada à lâmpada. Para estes estágios, visando a redução do número de semicondutores ativos, é aplicada a metodologia de integração de interruptores. A topologia resultante, chamada de SEPIC half-bridge, apresenta um interruptor compartilhado, capaz de atuar tanto para o pré-regulador, quanto para o controle de potência. A redução do número de elementos se dá também pela integração de magnéticos. Nesta situação, os indutores do pré-regulador são distribuídos em um único núcleo. Buscando a flexibilidade do sistema eletrônico, neste foi inserido a capacidade de variação da intensidade luminosa, onde a técnica de modulação de baixa frequência foi avaliada. Tal técnica é apropriada para elevados índices de variação de potência, além de proporcionar uma operação estável do circuito. A topologia é controlada por um sistema de retroalimentação, capaz de garantir uma resposta satisfatória do sistema quando submetido a distúrbios, além de garantir a potência processada pela lâmpada. O comportamento do reator eletrônico projetado foi avaliado experimentalmente. Nesta situação, obteve-se uma baixa distorção da corrente de entrada e elevado fator de potência. A faixa de variação de potência foi de 70% (100 W à 30 W), com um rendimento médio de 82%.

Ein tieffrequenter lauter Suppressorton verlagert das Corti-Organ periodisch in Richtung Scala vestibuli und Scala tympani. Simultan registrierte DPOAE (Distorsionsprodukte otoakustischer Emissionen) werden in beiden Richtungen unterschiedlich supprimiert. Bei Vorliegen eines endolymphatischen Hydrops (EH) ist die Beweglichkeit der Basilarmembran eingeschränkt, so daß keine oder eine nur geringe Modulation des DPOAE-Pegels entstehen kann. In dieser Arbeit wird die diagnostische Aussagekraft von Messungen tieftonmodulierter DPOAE bei zwei Patientenkollektiven mit Verdacht auf EH im Vergleich mit einem Normalkollektiv (n = 22) geprüft: bei Patienten mit M. Menière (n = 23) und Patienten mit Ohrdruckgefühl ohne Schwindelsymptomatik (n = 8). Bei den M. Menière-Patienten sind die ipsilateralen Modulationstiefen (MD) im Median hochsignifikant geringer als die des Normalkollektivs. Dies wird als Hinweis auf einen EH gewertet. Bei Primärtonpegeln mit L2 = 20 dB SL ergibt sich für den Grenzwert der MD mit 6 dB die Sensitivität von 64% und die Spezifität von 90%. Die kontralateralen MD der M. Menière-Patienten sind im Median signifikant geringer als die des Normalkollektivs. Für Primärtonpegel mit L2 = 20 dB SL liegen 33% der Werte unter dem Grenzwert, von diesen Ohren ist die Hälfte symptomfrei. Auch im kontralateralen Ohr kann ein – eventuell asymptomatischer – Hydrops vorliegen. Die Ergebnisse der Patienten mit Ohrdruckgefühl ohne Schwindel zeigen im Median hochsignifikant geringere MD als die der Normalhörenden und unterscheiden sich nicht signifikant von den Werten der ipsilateralen Ohren der M. Menière-Patienten. Das Ohrdruckgefühl kann auf einen cochleären Hydrops hinweisen und die weitere Entwicklung eines EH ankündigen. Bei den Verlaufsuntersuchungen zeigen die MD beider Patientenkollektive, deren Symptomatik sich während dieses Zeitraums änderte, Variabilitäten: mit Zunahme der Heftigkeit der spezifischen Symptome nimmt die MD ab und umgekehrt. Die Tieftonmodulation scheint den Zustand der Cochlea widerspiegeln zu können. Im Vergleich mit den in der Klinik gängigen Verfahren zur Hydropsdiagnostik wie der ECochG oder dem Glyceroltest erweist sich das in dieser Arbeit angewandte objektive Verfahren als vorteilhaft: es ist schnell durchführbar, nicht belastend und nicht invasiv. Es eignet sich als Screeningverfahren und kann zur Verlaufskontrolle eingesetzt werden. / The cochlear partition is moved periodically towards scala vestibuli and scala tympani by a low-frequency high-level suppressor tone. Simultaneously recorded DPOAEs (distortion product otoacoustic emissions) are suppressed differently in both directions. This modulation of the DPOAE level may be reduced or even missing if the displacement of the basilar membrane is inhibited by endolymphatic hydrops (EH). In this thesis the diagnostic significance of the low-frequency modulation of DPOAEs is tested in two patient groups with suspected EH: patients with Menière’s disease (n = 23) and patients with aural fullness without vertigo (n = 8), compared to a control group of normal hearing adults (n = 22). In the patients with Menière’s disease the ipsilateral modulation depths (median) are high significantly lower than in the control group. This can be interpreted as a sign of EH. At primary tone levels with L2 = 20 dB SL and a limiting value of 6 dB modulation depth (MD), a sensitivity of 64% and a specificity of 90% are found. The contralateral MDs of the patients with Menière’s disease (median) are significantly lower than in the control group. At primary tone levels with L2 = 20 dB SL, 33% of the MDs are below the limiting value, half of these ears are symptom-free. So in the contralateral ear a possibly asymptomatic hydrops may be present as well. The patients with aural fullness without vertigo show high significantly lower MDs (median) than the normal hearing adults and no significant difference to the ipsilateral MDs of the patients with Menière’s disease. Aural fullness can be a sign of cochlear hydrops and may indicate the further development of EH. During the course of disease the MDs of both patient groups vary when symptoms change: with increasing intensity of the specific symptoms the MD is reduced and vice versa. Low-frequency modulation seems to reflect the state of the cochlea. Compared to the generally used clinical tests for the assessment of EH like ECochG or the glycerol test, the objective method presented in this thesis is advantageous: it is fast, not straining and non-invasive. It is suitable for screening and can be used to monitor the course of disease.