不同截止頻率陡降型聽(tīng)力損失患者信噪比損失的研究

王梅紅 王楓 蘇倩倩

陡降型聽(tīng)力損失是指聽(tīng)力曲線在低中頻平坦或緩降，其后每倍頻下降25 dB 及以上的聽(tīng)力構(gòu)型[1]。截止頻率(cut-off frequency, Fc)又稱聽(tīng)力損失邊緣頻率(lesion-edge frequency)，是指純音聽(tīng)力正常與損失的臨界頻率，與聽(tīng)閾曲線的拐點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，截止頻率處的純音聽(tīng)閾值與最佳聽(tīng)閾值之差一般不超過(guò)5 dB[2, 3]。臨床上常見(jiàn)患者某一截止頻率以下的純音聽(tīng)力正常，截止頻率以上的純音聽(tīng)力陡然下降的陡降型聽(tīng)力損失，表現(xiàn)為在安靜環(huán)境下交流困難相對(duì)較小，而噪聲環(huán)境下言語(yǔ)識(shí)別困難明顯提高。在日常生活中，此類患者在交談?wù)呔嚯x變大、交談人數(shù)增加或環(huán)境噪聲增加等信噪比降低的情況下，言語(yǔ)識(shí)別能力的不足逐漸表現(xiàn)出來(lái)；而且由于高低頻處聽(tīng)閾的巨大差距，患者在選配助聽(tīng)器后不滿意率較高。有學(xué)者[4]發(fā)現(xiàn)，陡降型聽(tīng)力損失患者的聽(tīng)覺(jué)功能下降，且與截止頻率存在一定相關(guān)性。評(píng)估這類患者噪聲下的言語(yǔ)識(shí)別能力，了解不同截止頻率的陡降型聽(tīng)力損失患者聽(tīng)覺(jué)功能的差異，對(duì)于聽(tīng)力干預(yù)、助聽(tīng)器選配調(diào)試及效果評(píng)價(jià)等都有重要意義。故本研究以低頻聽(tīng)力完全正常的不同截止頻率的陡降型聽(tīng)力損失患者為研究對(duì)象，采用快速噪聲下言語(yǔ)測(cè)試(quick speech-in-noise, Quick SIN)評(píng)估其信噪比損失(signal-to-noise ratio loss, SNR loss)，以探討高頻信息缺失對(duì)噪聲下言語(yǔ)識(shí)別能力的影響。

1 資料與方法

1.1研究對(duì)象及分組 陡降型聽(tīng)力損失組納入及排除標(biāo)準(zhǔn)：①陡降型聽(tīng)力損失，截止頻率及以下頻率的純音聽(tīng)閾值均在正常范圍內(nèi)；②年齡<60歲且病程不超過(guò)3年，排除老年性聾、聽(tīng)覺(jué)剝奪、外傷等原因造成的聽(tīng)覺(jué)功能下降；③排除外、中耳疾??；④日常以普通話作為主要交流方式，無(wú)其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，能夠完成測(cè)試。選擇符合上述標(biāo)準(zhǔn)的陡降型聽(tīng)力損失患者40耳，根據(jù)截止頻率分為1、2、3和4 kHz 等四組，每組10耳；選擇健聽(tīng)受試者10耳作為對(duì)照組，雙耳0.5～8 kHz純音聽(tīng)閾均≤25 dB HL。各組臨床資料見(jiàn)表1，各組受試者性別、年齡等均有可比性。各組純音聽(tīng)閾圖見(jiàn)圖1。

表1 不同截止頻率陡降型聽(tīng)力損失組及健聽(tīng)對(duì)照組的性別、年齡及0.5～4 kHz平均聽(tīng)閾

圖1 不同截止頻率陡降型聽(tīng)力損失組及健聽(tīng)對(duì)照組各頻率純音聽(tīng)閾

1.2純音聽(tīng)閾測(cè)試 所有受試者均在標(biāo)準(zhǔn)隔聲室(本底噪聲≤30 dB A)中進(jìn)行測(cè)試，使用美國(guó)GSI Audiostar Pro 聽(tīng)力計(jì)內(nèi)置測(cè)試模塊，通過(guò)ER-3A插入式耳機(jī)單耳給聲，對(duì)受試者進(jìn)行純音聽(tīng)閾測(cè)試，計(jì)算0.5、1、2、4 kHz四個(gè)頻率的平均聽(tīng)閾，并確定陡降型聽(tīng)力損失組受試者的截止頻率。

1.3Quick SIN測(cè)試 在標(biāo)準(zhǔn)隔聲室內(nèi)，采用美國(guó)GSI Audiostar Pro 聽(tīng)力計(jì)，選擇Quick SIN測(cè)試模塊，通過(guò)ER-3A插入式耳機(jī)單耳給聲測(cè)試。聽(tīng)力計(jì)內(nèi)置測(cè)試模塊中的Quick SIN測(cè)試材料由郗昕等[5]開(kāi)發(fā)，一共包含4張練習(xí)表和15張測(cè)試表，圖2為測(cè)試表之一，每張句表包括6 個(gè)固定信噪比由+15 dB到-10 dB依次降低的語(yǔ)句，每句語(yǔ)句包含5個(gè)關(guān)鍵詞。測(cè)試時(shí)，按照固定信噪比由高到低依次播放6句語(yǔ)句，記錄每句語(yǔ)句中受試者復(fù)述正確的關(guān)鍵詞數(shù)，計(jì)算6句語(yǔ)句中關(guān)鍵詞正確總數(shù)，最終通過(guò)詞表給定的公式[SNR loss (dB)=23.5 -正確關(guān)鍵字詞總數(shù)]計(jì)算出SNR loss[5]。

測(cè)試前向受試者解釋測(cè)試方法：你將在“滴--”聲后聽(tīng)到一段目標(biāo)語(yǔ)句，請(qǐng)盡量分辨目標(biāo)語(yǔ)句并一字不錯(cuò)地復(fù)述。隨著測(cè)試進(jìn)行，背景噪聲(多人交談的嘈雜噪聲)增加，目標(biāo)語(yǔ)句會(huì)越來(lái)越難聽(tīng)清，沒(méi)有聽(tīng)清楚的字詞可以聯(lián)系上下文猜測(cè)。從閾上30 dB給聲強(qiáng)度開(kāi)始，根據(jù)受試者反饋適當(dāng)升降確定其相對(duì)舒適的聆聽(tīng)強(qiáng)度。在舒適聆聽(tīng)強(qiáng)度下，選擇2張練習(xí)表讓受試者練習(xí)熟悉具體測(cè)試規(guī)則。

圖2 Quick SIN測(cè)試表之一

正式測(cè)試過(guò)程中隨機(jī)選擇3張測(cè)試表，在舒適聆聽(tīng)強(qiáng)度下，按信噪比降低的順序依次播放語(yǔ)句，記錄受試者正確復(fù)述的關(guān)鍵詞數(shù)，通過(guò)公式計(jì)算每張測(cè)試表的SNR loss 結(jié)果，取3次測(cè)試平均值作為最終結(jié)果。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。多組均數(shù)比較采用單因素方差分析(One-way ANOVA)，并使用LSD檢驗(yàn)進(jìn)行Post-Hoc兩兩比較，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

1、2、3、4 kHz截止頻率陡降型聽(tīng)力損失組和健聽(tīng)對(duì)照組的SNR loss分別為11.41±2.24、3.70±0.79、3.20±0.94、3.17±1.62和1.90±1.16 dB，單因素方差分析結(jié)果表明組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=100.46,P<0.001)。組間兩兩比較P值見(jiàn)表2，截止頻率為2、3、4 kHz三組間SNR loss差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；截止頻率為1 kHz組SNR loss大于其余四組，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)；對(duì)照組SNR loss小于其余四組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。

表2 不同截止頻率陡降型聽(tīng)力損失組及健聽(tīng)對(duì)照組SNR loss兩兩比較的P值

3 討論

SNR loss是指與正常人的聽(tīng)力相比，聽(tīng)力損失患者在噪聲中理解言語(yǔ)所需的信噪比須要提高的分貝數(shù)，即在噪聲下句子識(shí)別測(cè)試中，患者獲得50%識(shí)別得分的信噪比(記為SNR50)相對(duì)于正常人群該信噪比(記為SNR50-N)的差值。SNR loss數(shù)值越大，說(shuō)明同強(qiáng)度噪聲下患者正確識(shí)別50%句子所需的信號(hào)聲強(qiáng)度比正常人群越大，在噪聲中聆聽(tīng)言語(yǔ)的能力越差[6]。

通常認(rèn)為語(yǔ)音頻譜的能量主要分布在0.25～6 kHz的范圍，其中元音的頻譜能量主要分布在低中頻區(qū)，而輔音的頻譜能量主要分布在中高頻區(qū)。例如，/u/的前3個(gè)共振峰在300～3 260 Hz，能量較高；/s/的頻譜能量主要在3～9 kHz，能量較低。有研究[7]模擬了同一句英語(yǔ)(children like strawberries)信號(hào)的2個(gè)語(yǔ)譜圖(圖3)，底部的箭頭標(biāo)出了高頻能量較高的輔音位置，如/ch/、/s/等，上圖為該語(yǔ)句發(fā)音的原本語(yǔ)譜，可代表正常人獲得的語(yǔ)音信息；下圖為部分衰減該語(yǔ)句5 kHz以上高頻信息后的語(yǔ)譜，模擬截止頻率為5 kHz的陡降型聽(tīng)力損失患者獲得的語(yǔ)音信息；下圖箭頭所示輔音的能量明顯減少或消失，說(shuō)明陡降型聽(tīng)力損失患者能感知到的高頻言語(yǔ)信息減少或缺失。本研究中，不同截止頻率的陡降型聽(tīng)力損失受試者SNR loss均大于健聽(tīng)對(duì)照組，說(shuō)明高頻聽(tīng)力下降確實(shí)會(huì)影響患者噪聲中的言語(yǔ)識(shí)別能力，這可能與聽(tīng)力損失導(dǎo)致患者接收到的高頻言語(yǔ)信息減少有關(guān)。而尤妍顏等[8]發(fā)現(xiàn)，與助聽(tīng)器的傳統(tǒng)放大技術(shù)相比，利用移頻技術(shù)增加患者對(duì)高頻信號(hào)的接收，能顯著提高患者噪聲下言語(yǔ)識(shí)別能力。

圖3 原始語(yǔ)譜圖(上)與衰減部分高頻信息后的語(yǔ)譜圖(下)

本研究中，截止頻率2、3、4 kHz聽(tīng)力損失受試者之間SNR loss無(wú)顯著差異，而截止頻率在1 kHz處的受試者SNR loss明顯大于這三組的受試者，這可能與不同頻段言語(yǔ)信息對(duì)言語(yǔ)可懂度的貢獻(xiàn)量有差異有關(guān)；如表3[9]所示，1～2 kHz對(duì)言語(yǔ)可懂度的貢獻(xiàn)達(dá)35%，而2～4 kHz對(duì)言語(yǔ)可懂度的貢獻(xiàn)僅13%；由表3可以推測(cè)出截止頻率4、3、2 kHz的患者言語(yǔ)可懂度下降約12%～25%不等，而截止頻率在1 kHz處的患者其言語(yǔ)可懂度下降約60%，所以截止頻率在1 kHz處的患者噪聲下言語(yǔ)識(shí)別能力明顯降低。文中結(jié)果顯示，由于截止頻率在1 kHz的陡降型聽(tīng)力損失受試者高頻聽(tīng)閾普遍較其他三組聽(tīng)力損失受試者高，這可能也是其SNR loss高于其他三組的原因，但其對(duì)高頻信息的利用效率是否減少仍需進(jìn)一步研究。

表3 不同頻率范圍對(duì)言語(yǔ)可懂度的貢獻(xiàn)[9]

盡管高頻言語(yǔ)信息缺失導(dǎo)致噪聲中聆聽(tīng)困難加大，而陡降型聽(tīng)力損失的截止頻率對(duì)SNR loss的影響有限。聽(tīng)閾上升導(dǎo)致可聽(tīng)度減少和閾上功能障礙導(dǎo)致聲音失真，后者包括時(shí)域分析能力、頻率選擇特異性等聽(tīng)覺(jué)功能減退，而噪聲下的言語(yǔ)識(shí)別能力受這兩方面影響[11]。從文中結(jié)果看，盡管截止頻率越低的陡降型聽(tīng)力損失受試者聽(tīng)力損失程度越重，但截止頻率為2、3、4 kHz的受試者之間SNR loss沒(méi)有顯著性差異，說(shuō)明陡降型聽(tīng)力損失患者噪聲下言語(yǔ)識(shí)別能力不能僅通過(guò)純音聽(tīng)閾圖預(yù)測(cè)。李剛等[12]研究在生活環(huán)境中存在聆聽(tīng)言語(yǔ)困難的正常聽(tīng)力受試者，發(fā)現(xiàn)即使純音聽(tīng)閾圖完全正常也可能存在SNR loss；而有學(xué)者[13]認(rèn)為盡管高頻對(duì)于言語(yǔ)的清晰度貢獻(xiàn)很大，但不能僅通過(guò)高頻聽(tīng)力的起伏變化對(duì)言語(yǔ)識(shí)別能力做出恰當(dāng)?shù)念A(yù)判。

綜上所述，陡降型聽(tīng)力損失患者噪聲中言語(yǔ)識(shí)別能力下降，由于其高低頻聽(tīng)閾的差距，選配助聽(tīng)器時(shí)要充分考慮堵耳效應(yīng)和高頻增益不足，適配多通道開(kāi)放式數(shù)字助聽(tīng)器。對(duì)于截止頻率較低的陡降型聽(tīng)力損失(截止頻率<2 kHz)患者，選擇助聽(tīng)器移頻技術(shù)，可以改善其高頻信息可聽(tīng)度，經(jīng)過(guò)一段適應(yīng)期之后，能提高噪聲下言語(yǔ)識(shí)別能力[14]。此外，鑒于陡降型聽(tīng)力損失患者，尤其是輕到中度聽(tīng)力損失患者，個(gè)體間SNR loss差異較大且無(wú)法通過(guò)純音聽(tīng)閾圖預(yù)估，全面的聽(tīng)力學(xué)評(píng)估尤其是噪聲下言語(yǔ)識(shí)別能力測(cè)試，如Quick SIN或噪聲下聽(tīng)力測(cè)試(hearing in noise test, HINT)等能為患者驗(yàn)配助聽(tīng)器提供合理的期望值。SNR loss較小的陡降型聽(tīng)力損失患者能較好地獲益于助聽(tīng)器[1]，對(duì)于SNR loss較大的患者應(yīng)推薦方向性麥克風(fēng)、手持麥克風(fēng)、FM系統(tǒng)等技術(shù)或附件，也能使其更好地獲益于助聽(tīng)器。