不同噪聲環(huán)境下使用家用耳機對聽力的潛在影響研究

丁文君 趙航 張靜宜 俞潔 王安麗

1 引言

隨著現(xiàn)代生活方式的轉(zhuǎn)變，生活環(huán)境變得更加嘈雜，這使得人們比起以往將更早也更多地暴露在聽力損失的風險之中。隨著手機、電腦等電子設(shè)備的普及，家用耳機的使用率也大幅提高。然而，由于不科學(xué)使用耳機而造成聽力損失的現(xiàn)象也愈發(fā)凸顯。高黎黎等[1]調(diào)查的3826名在校大學(xué)生耳機使用率達99.18%，其中有噪聲性聽力損失的占28.10%，有慢性耳鳴的占13.14%，有眩暈惡心的占8.12%，有聽力下降的占10.11%，不科學(xué)的耳機使用方式是造成在校大學(xué)生噪聲性聽力損傷的主要影響因素。KIM等[2]調(diào)查的490名韓國青少年耳機使用率達94.3%，大多數(shù)使用時間在1～3年，每天1～3小時，通過純音測試，聽力閾值顯著升高。由此可見，耳機使用不當會對人耳造成不利影響。

除了耳機使用時間和音量設(shè)置等影響因素外，耳機類型也開始受到關(guān)注。家用耳機分為頭戴式耳機和插入式耳機兩種，其中插入式耳機又分為耳塞式與入耳式兩種。耳塞式耳機呈圓盤狀，固定在耳道口；入耳式耳機則是由子彈頭狀的膠質(zhì)塞頭插入耳道內(nèi)。鐘蕊霜等[3]研究發(fā)現(xiàn)：入耳式耳機以膠質(zhì)塞頭插入耳道內(nèi)的方式，縮短了聲音傳導(dǎo)的距離，使相同的聲音引起的鼓膜震動更大，由于膠質(zhì)塞頭幾乎完全堵塞外耳道，聲音沒有出處，幾乎全部被鼓膜接受，對聽力的損傷大；頭戴式耳機次之；耳塞式耳機對聽力的損傷最小。該研究在實驗室條件下分析了三種家用耳機之間的差異，但沒有涉及現(xiàn)實生活中，尤其在噪聲環(huán)境下的使用情況。朱曉峰[4]研究指出：當外界噪音聲級較高時，使用者會不由自主地通過加大音量來努力聽清談話內(nèi)容或者音樂。因此，理論上講，對外耳道封閉越好的耳機，盡管對鼓膜的沖擊更大，但隔絕外界噪聲的效果越好，將避免使用者加大音量。所以在分析耳機類型對聽力的潛在影響時，需考慮不同的使用場景。本研究通過健聽大學(xué)生在安靜和嘈雜環(huán)境下對不同類型耳機的主觀音量設(shè)置偏好和言語識別率測試，聚焦于驗證不同類型家用耳機的隔噪效果差異，分析健聽人群在不同噪聲環(huán)境下使用家用耳機時可能面臨的聽力損失風險，為大眾聽力保健提供建議。

2 方法

本研究分為兩個實驗，實驗一分析受試的主觀音量設(shè)置偏好，實驗二使用噪聲下的言語識別率作為指標，共同驗證不同類型家用耳機在不同噪聲環(huán)境下的隔噪效果。兩個實驗均為3×3兩因素重復(fù)測量實驗設(shè)計。自變量一為耳機類型，分為入耳式、頭戴式、耳塞式3個水平；自變量二為環(huán)境噪聲，分為安靜環(huán)境（30 dB(A)）、模擬街道65 dB(A)和地鐵75 dB(A)3個水平。

2.1 研究對象

隨機抽取36名18～23歲在校大學(xué)生，無耳聾、中耳炎、耳蝸發(fā)育異常等耳科病史；經(jīng)純音測聽，所有受試者的平均聽閾均小于5 dB HL。

2.2 耳機選擇

綜合耳機銷量、耳機阻抗以及頻響特性3個因素，本實驗家用耳機確定為鐵三角牌IM70型入耳式耳機、ATH-M40型頭戴式耳機和蘋果牌耳塞式耳機（如圖1）。這3副耳機分別是3類家用耳機的典型代表，并且阻抗接近，低、中、高頻3段頻響均衡。

圖1 三種類型家用耳機

2.3 實驗環(huán)境與噪聲選取

本實驗在本底噪聲為30 dB（A）的隔聲室里進行，分為安靜環(huán)境和模擬噪聲環(huán)境。選取日常生活中家用耳機的兩個高頻噪聲使用場景：嘈雜的馬路以及高速行駛的地鐵中。使用AWA6291型聲級計在兩個地點多次實地測量，計算平均聲壓級（A計權(quán)）后，確定環(huán)境噪聲分別為65 dB（A）和75 dB（A）。由于嘈雜環(huán)境噪聲的頻譜特性接近語譜噪聲，因此選取語譜噪聲作為本實驗的背景噪聲，由GSI 61型聽力計通過聲場揚聲器播放。

2.4 實驗過程

2.4.1 不同類型家用耳機的主觀音量設(shè)置偏好測試者手持平板電腦播放一段節(jié)奏舒緩的輕音樂，并控制GSI 61聽力計按隨機順序分別不給聲和給不同強度的語譜環(huán)境噪聲；平板電腦的音量設(shè)置分為16級，由受試者自行調(diào)節(jié)自認為舒適的聆聽音量，測試者記錄音量級數(shù)，實驗結(jié)束后統(tǒng)一使用聲級計與仿真耳測量每一級音量的實際聲壓級作為最終結(jié)果。

2.4.2 不同類型家用耳機的噪聲下言語識別率測試 受試者按隨機順序分別佩戴3種耳機，接受博世中文言語測聽系統(tǒng)[5]中的單音節(jié)詞識別率測試，給聲強度為50 dB SPL（3種耳機的輸出聲壓經(jīng)聲級計與仿真耳校準）。同時測試者控制GSI 61聽力計按隨機順序用聲場揚聲器分別不給聲給不同強度的語譜噪聲，測試結(jié)束后記錄受試者在不同噪聲情況下，使用3種耳機的言語識別率。為避免受試者的疲勞效應(yīng)，每完成一次測試后，休息五分鐘再進行下一次測試。

2.5 統(tǒng)計學(xué)方法

使用SPSS 16.0進行統(tǒng)計分析，描述性統(tǒng)計結(jié)果用均值±標準差表示，推斷統(tǒng)計采用兩因素重復(fù)測量方差分析，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

3 結(jié)果

3.1 不同類型家用耳機的主觀音量設(shè)置偏好

方差分析統(tǒng)計結(jié)果表明，耳機類型的主效應(yīng)極顯著（F=64.073，P＜0.01），多重比較結(jié)果顯示，3種耳機之間均存在極顯著差異（P＜0.01）。環(huán)境噪聲的主效應(yīng)極顯著（F=3.94，P＜0.01），多重比較結(jié)果顯示，不同環(huán)境噪聲之間的差異均達到極顯著水平（P＜0.01）。耳機類型與環(huán)境噪聲的交互效應(yīng)極顯著（F=21.66，P＜0.01），簡單效應(yīng)結(jié)果表明：在3種不同強度噪聲環(huán)境下，耳機類型間差異均極顯著（P＜0.01），多重比較結(jié)果顯示，在安靜環(huán)境（30 dB（A））下，頭戴式耳機分別與入耳式與耳塞式耳機的差異達到極顯著水平（P＜0.01），入耳式與耳塞式耳機無顯著性差異（P＞0.05）；在65 dB（A）和75 dB（A）噪聲環(huán)境下，入耳式耳機分別與頭戴式和耳塞式耳機的差異達到極顯著水平（P＜0.01），頭戴式與耳塞式耳機無顯著性差異（P＞0.05）。上述結(jié)果結(jié)合描述性統(tǒng)計（見表1和圖2）可知，隨著環(huán)境噪聲的提高，3種耳機的音量設(shè)置都逐步提高；在安靜環(huán)境下，頭戴式耳機的主觀音量設(shè)置較高；而在兩個噪聲環(huán)境下，入耳式耳機主觀音量設(shè)置均極顯著低于另外兩款耳機。

圖2 不同噪聲環(huán)境下不同類型家用耳機習(xí)慣音量設(shè)置的輸出聲壓級

表1 不同噪聲環(huán)境下不同類型家用耳機習(xí)慣音量設(shè)置的輸出聲壓級（±s）（單位：dB SPL）

表1 不同噪聲環(huán)境下不同類型家用耳機習(xí)慣音量設(shè)置的輸出聲壓級（±s）（單位：dB SPL）

3.2 不同類型家用耳機的噪聲下言語識別率測試

方差分析統(tǒng)計結(jié)果表明，耳機類型的主效應(yīng)極顯著（F=99.27，P＜0.01），多重比較結(jié)果顯示，入耳式耳機和頭戴式、耳塞式耳機之間差異極顯著（P＜0.01）；頭戴式耳機和耳塞式耳機之間無顯著差異（P＞0.05）。環(huán)境噪聲的主效應(yīng)極顯著（F=914.80，P＜0.01），多重比較結(jié)果顯示，不同環(huán)境噪聲之間的差異均達到極顯著水平（P＜0.01）。耳機類型與環(huán)境噪聲的交互效應(yīng)極顯著（F=89.03，P＜0.01），簡單效應(yīng)結(jié)果表明，在安靜環(huán)境及65 dB（A）和75 dB（A）的噪聲環(huán)境下，耳機類型差異極顯著（P＜0.01），多重比較結(jié)果顯示，在安靜環(huán)境下，頭戴式耳機分別與入耳式與耳塞式耳機的差異達到極顯著水平（P＜0.01），入耳式與耳塞式耳機無顯著性差異（P＞0.05）；在65 dB環(huán)境和75 dB環(huán)境噪聲環(huán)境下，入耳式耳機分別與頭戴式與耳塞式耳機的差異達到極顯著水平（P＜0.01），頭戴式與耳塞式耳機的差異達到顯著水平（P＜0.05）。上述結(jié)果結(jié)合結(jié)合描述性統(tǒng)計（見表2和圖3）可知，隨著環(huán)境噪聲的提高，佩戴3種耳機時的言語識別率得分均顯著降低；在安靜環(huán)境下，頭戴式耳機的言語識別率較低；而在兩個噪聲環(huán)境下，入耳式耳機的言語識別率得分均顯著高于另外兩款耳機。

圖3 不同噪聲條件使用下不同類型耳機的言語識別率

表2 不同噪聲條件使用下不同類型耳機的言語識別率（±s）（單位：%）

表2 不同噪聲條件使用下不同類型耳機的言語識別率（±s）（單位：%）

4 討論

4.1 環(huán)境噪聲對耳機使用時音量設(shè)置的影響

從實驗一結(jié)果可知，在兩種戶外噪聲環(huán)境下，受試的平均習(xí)慣音量均超過了耳機的安全使用音量原則：即播放器最大音量的60%[6]（約55 dB SPL），其中頭戴式耳機與耳塞式耳機的平均習(xí)慣音量達到72 dB SPL以上，甚至測試中有受試者的習(xí)慣音量高達86 dB SPL。從實驗二結(jié)果可知，當環(huán)境噪聲水平增加后，言語識別率大幅降低，所以為了在噪聲環(huán)境中聽清語音或音樂，耳機使用者只能增加音量。并且此結(jié)果是在平均噪聲強度的模擬環(huán)境中得出，實際生活中耳機音量設(shè)置可能還會高于本實驗結(jié)果，例如地鐵上平均噪聲強度約75 dB(A)，但峰值噪聲接近90 dB(A)。因此，不論何種類型的家用耳機，在噪聲環(huán)境下長時間使用都存在聽力損傷的風險，應(yīng)減少在噪聲環(huán)境下，尤其是地鐵上使用耳機的時間。

4.2 不同類型耳機的隔噪效果分析

從實驗1和實驗2結(jié)果可知，在噪聲環(huán)境下，入耳式耳機的隔噪效果顯著優(yōu)于耳塞式和頭戴式耳機。因為入耳式耳機的外形設(shè)計與外耳道的形狀相配合，可以減少漏音，使其能通過對外耳道的封閉讓音量比其他耳機高，同時也很大程度的阻擋了噪聲進入外耳道[7,8]。因此頭戴式耳機比耳塞式耳機需要更多的音量以達到相同的響度水平。盡管有研究指出[3]，入耳式耳機對聽力的影響較大，耳塞式耳機對聽力的影響最小，但如果在噪聲環(huán)境下使用的話，入耳式耳機優(yōu)秀的隔噪表現(xiàn)，反而成為一種保護聽力的優(yōu)勢。

4.3 家用耳機選擇及使用建議

綜合本研究結(jié)果與前人研究，從聽力保健的角度對家用耳機選擇與使用給出以下建議：①如果大部分使用耳機的場所在安靜的室內(nèi)，那么同等音量條件下，選擇頭戴式與耳塞式耳機對聽力的保護要好于入耳式耳機。②如果大部分使用耳機的場所在戶外，那么選擇隔噪效果明顯更好的入耳式耳機對聽力的保護更有優(yōu)勢，頭戴式次之，耳塞式隔噪效果最差。但無論何種耳機，如果在噪聲環(huán)境下使用，都有聽力損傷的風險，需嚴格控制使用時間與音量大小。③隨著對耳機降噪功能需求的提高，在家用耳機領(lǐng)域還有一種主動降噪耳機[9]，其原理是主動偵測環(huán)境噪聲（如飛機與地鐵噪聲），然后生成反相位信號消除噪聲，該種耳機在穩(wěn)態(tài)背景噪聲環(huán)境下使用對聽力的保護具有一定優(yōu)勢。

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