自適應(yīng)非線性頻率壓縮助聽器對耳聾患者音質(zhì)感知的影響△

戚爽 陳雪清 徐立 尤妍顏 孟超 郭倩倩 李煬

近些年，非線性頻率壓縮(nonlinear frequency compression,NLFC)技術(shù)作為一種有效補(bǔ)償高頻聲信號的手段，在臨床研究中極受重視，其基本原理是將高頻聲信號壓縮至中低頻區(qū)域，從而借助患者相對較好的中低頻聽力改善高頻聲的可聽度[1]。隨著助聽技術(shù)的更新,NLFC技術(shù)也比之前有了新的改善，改進(jìn)后的技術(shù)被稱為自適應(yīng)非線性頻率壓縮(adaptive nonlinear frequency compression,ANFC)技術(shù)[2]。相較于NLFC,ANFC的獨(dú)特之處在于它具有兩個壓縮頻率(cut-off frequency, CF)——CF1和CF2，助聽器可以根據(jù)接收到的聲音頻率動態(tài)地選擇使用CF1或CF2，因而對中低頻音的處理更自然；此外ANFC的參數(shù)調(diào)整范圍更寬。

由于聲音的壓縮會在一定程度上導(dǎo)致元音、輔音共振峰的改變，這可能會影響患者的音質(zhì)感知[3]。音質(zhì)感知作為助聽器驗(yàn)配效果的重要指標(biāo)，在不同學(xué)者之間的研究結(jié)論存在較大差異。Souza等[4]比較了聽力正常和聽力損失兩組受試者對不同處理?xiàng)l件下聲音的音質(zhì)評級，發(fā)現(xiàn)在NLFC條件下受試者音質(zhì)評級降低，但是聽力損失組的評級高于聽力正常組，并隨著聽力損失加重而增高；Parsa等[5]做了類似的比較，發(fā)現(xiàn)在NLFC參數(shù)設(shè)置的一定范圍內(nèi)，患者對音樂和言語等的音質(zhì)感知沒有明顯不良影響；Uys等[6，7]發(fā)現(xiàn)NLFC技術(shù)可以改善患者對音樂的音色和旋律感知，盡管不明顯，但患者更喜歡在NLFC條件下聽音樂；Brennan等[8]的研究表明患者對NLFC條件下的音質(zhì)評級受高頻聽力損失程度的影響，且程度越輕，受壓縮導(dǎo)致的不良影響越重；Kirchberger等[9]對音樂聲做了不同條件下的信號處理，發(fā)現(xiàn)患者對不同條件下的音質(zhì)評分無明顯差異；尤妍顏等[10]研究發(fā)現(xiàn)NLFC功能使用與否對無助聽經(jīng)驗(yàn)患者的音質(zhì)感知無明顯影響。目前國內(nèi)外關(guān)于ANFC技術(shù)對音質(zhì)感知影響的研究尚未見報(bào)道?；贏NFC技術(shù)的特點(diǎn)，本研究擬探討帶有ANFC功能的助聽器(以下簡稱為ANFC助聽器)對中國聽力損失患者的音質(zhì)感知的影響。

1 資料與方法

1.1研究對象及分組 以21例雙耳輕度到極重度感音神經(jīng)性聾患者為研究對象，年齡29～80歲，平均年齡61±16歲，其中男15例，女6例；雙耳聽力基本對稱(左右耳對應(yīng)頻率氣導(dǎo)差不超過20 dB)，中耳功能無異常(雙耳鼓室導(dǎo)抗圖為A型或As型)。所有患者右耳0.5、1、2和4 kHz氣導(dǎo)平均聽閾為67±12 dB HL，左耳平均聽閾為65±15 dB HL，平均聽力損失33～89 dB；病程1～60年，平均18±17年，其中輕至中度聽力損失患者病程多在5年以上。按照助聽器使用情況將患者分為無經(jīng)驗(yàn)組和有經(jīng)驗(yàn)組，無經(jīng)驗(yàn)組為12例無助聽器使用經(jīng)驗(yàn)的患者，右耳平均聽閾61±14 dB HL，左耳平均聽閾60±17 dB HL；有經(jīng)驗(yàn)組為9例有助聽器使用經(jīng)驗(yàn)的患者，且均超過半年，右耳平均聽閾71±7 dB HL，左耳平均聽閾69±8 dB HL。所有患者雙耳聽閾曲線如圖1所示，輕、中、重、極重度聽力損失患者分別各有2、5、12和2例，其中無經(jīng)驗(yàn)組輕、中、重、極重度聽力損失者分別有2、3、6和1例，有經(jīng)驗(yàn)組分別有0、2、6和1例。所有患者均無認(rèn)知功能及言語表達(dá)障礙，可對聽到的聲音做出明確判斷。

1.2研究方法

1.2.1測試環(huán)境及設(shè)備 在標(biāo)準(zhǔn)隔聲室內(nèi)測試(背景噪聲小于30 dB A)。通過揚(yáng)聲器播放一系列測試音，患者正對揚(yáng)聲器(0°角)，距離揚(yáng)聲器1 m，耳部與揚(yáng)聲器高度保持齊平?；贜oah平臺(4.8版本)，使用Aurical真耳測試儀(Freefit)和耳遂聽(OTOsuite4.8.2版本)探管麥克風(fēng)測試模塊測得真耳數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸至Phonak驗(yàn)配軟件(5.1版本)中，Phonak軟件基于此自動調(diào)整輸出增益大小。

1.2.2助聽器設(shè)置 所有患者均雙耳選配Phonak Sky V50系列耳背式助聽器(Sky V50 P或Sky V50 SP)，使用定制硬耳模，并根據(jù)患者聽力損失程度決定是否打通氣孔。驗(yàn)配公式為APDT，測試程序?yàn)榘察o環(huán)境，ANFC參數(shù)雙耳分開設(shè)置，根據(jù)單耳聽力默認(rèn)給出，除外其它參數(shù)均采用默認(rèn)設(shè)置。先關(guān)閉ANFC進(jìn)行“反饋和真耳測試”，之后使用Phonak和OTOsuite兩個軟件間的自動匹配功能進(jìn)行真耳驗(yàn)配，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)曲線與實(shí)際曲線差距在±5 dB范圍內(nèi)。增益級別設(shè)置為患者的舒適強(qiáng)度(70%～100%)。完成驗(yàn)配后，在ANFC功能打開和關(guān)閉條件下分別測試?；颊逜NFC打開時的參數(shù)由驗(yàn)配軟件根據(jù)患者聽力損失默認(rèn)設(shè)置，CF1為1.1～7.0 kHz，CF2為2.3～7.7 kHz。

圖1 所有患者雙耳各頻率氣導(dǎo)聽閾

1.2.3測試材料及測試強(qiáng)度 本研究使用美國俄亥俄大學(xué)編寫的音質(zhì)感知測試程序，通過MatlabGUI界面給聲，經(jīng)揚(yáng)聲器依次播放自己的聲音、男聲、女聲、鳥鳴聲和音樂聲5種測試音。其中自己的聲音為患者佩戴測試助聽器后，自己自然發(fā)出的日常聲音；男聲和女聲是標(biāo)準(zhǔn)男、女播音員自然發(fā)出的同一段漢語短文；鳥鳴是安靜環(huán)境中小鳥自然發(fā)出的鳴叫；音樂聲節(jié)選自經(jīng)典鋼琴曲《梁?！?。測試給聲強(qiáng)度為患者的舒適強(qiáng)度。

1.2.4評分內(nèi)容及方法 患者聽到上述五種測試音后，從響度、清晰度、自然程度、總體感覺4方面進(jìn)行音質(zhì)感知評分，打分范圍為0～10分，精確到0.1分，滿分10分,分?jǐn)?shù)越高，表明患者對測試音的音質(zhì)滿意度越高。采用“單盲”原則，ANFC打開或關(guān)閉測試順序隨機(jī)，同時患者對當(dāng)前測試中ANFC功能的開閉狀態(tài)不明確。測試人員通過Phonak軟件打開或關(guān)閉ANFC，并根據(jù)患者打分將測試界面游標(biāo)移至相應(yīng)分?jǐn)?shù)，分?jǐn)?shù)提交后由Matlab軟件自動記錄。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 使用SPSS 22.0軟件對測試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，采用Wilcoxon符號秩檢驗(yàn)分析患者在ANFC打開和關(guān)閉條件下的音質(zhì)感知評分差異，并采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)分析助聽經(jīng)驗(yàn)對患者測試結(jié)果的影響。P<0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

兩組患者在ANFC打開和關(guān)閉條件下的音質(zhì)感知評分結(jié)果見表1和表2，Wilcoxon符號秩檢驗(yàn)結(jié)果顯示，在ANFC打開和關(guān)閉兩種條件下，無經(jīng)驗(yàn)組和有經(jīng)驗(yàn)組患者對自己的聲音、男聲、女聲、鳥鳴聲和音樂聲5種測試音在響度、清晰度、自然程度和總體感覺4方面音質(zhì)感知評分差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。Mann-Whitney U檢驗(yàn)結(jié)果顯示，兩組患者對同一ANFC設(shè)置條件下的測試音在上述四個方面的音質(zhì)感知評分差異也無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

表1 ANFC關(guān)閉條件下5種測試音兩組患者音質(zhì)感知評分(分，

表2 ANFC打開條件下5種測試音兩組患者音質(zhì)感知評分(分，

3 討論

本研究結(jié)果顯示，兩組患者在ANFC打開和關(guān)閉兩種條件下的音質(zhì)感知評分均無顯著性差異；同時，在同一條件下，兩組患者對任一測試音的評分結(jié)果也沒有顯著性差異。表明ANFC助聽器對國內(nèi)聽力損失患者的音質(zhì)感知無明顯影響，與尤妍顏等[10]的研究結(jié)論一致，分析原因可能有以下幾個方面：

首先是患者耳聾程度及耳聾時間的影響。Souza等[4]和Picou等[11]研究了輕度至中度聽力損失的成人在NLFC打開和關(guān)閉兩種條件下的音質(zhì)感知評級，Picou等發(fā)現(xiàn)兩種條件下患者音質(zhì)感知評級無顯著性差異，而Souza等的研究則表明NLFC打開條件下多數(shù)參與者音質(zhì)感知評級降低，提示NLFC技術(shù)的應(yīng)用可能對輕至中度聽力損失患者的音質(zhì)感知有一定影響，推測原因?yàn)槁犃p失輕的患者對聲音較敏感，相對容易辨別NLFC處理前后聲音的差異。Parsa等[5]和Miller等[12]針對重度至極重度高頻聽力損失患者的研究表明，患者在兩種條件下的音質(zhì)感知評分無顯著性差異；Parsa等[5]的研究還發(fā)現(xiàn)隨著聽力損失程度的加重，患者對音質(zhì)感知評分也隨之增高，這可能是因?yàn)槁犃p失重的患者對聲音的敏感度降低。本研究中大部分的患者高頻聽力損失程度為重度至極重度，因而對聲音的敏感度很可能降低，從而聽不出兩種處理的差異。另外，對聲音的敏感度可能與耳聾年限相關(guān)，長時間的聽覺剝奪可能會造成患者的聽聲敏感度的下降，但此類數(shù)據(jù)文獻(xiàn)中少有報(bào)道；本研究中輕度至中度聽力損失的患者耳聾時長多在5年以上，這可能導(dǎo)致他們對聲音的敏感度下降，進(jìn)而給出“差不多”的評分?；颊呖傮w上聽力損失程度較重且時間較長，因此可能對聲音的敏感度降低，造成結(jié)果沒有顯著性差異。本研究未深入探討耳聾程度及耳聾時間對患者音質(zhì)感知評分的影響，未來可以考慮增加輕至中度聽力損失患者的樣本量和聽力損失病程的分組，更細(xì)致地探討耳聾程度及耳聾時間對音質(zhì)感知評分的影響。

其次，助聽經(jīng)驗(yàn)的影響。很多研究表明助聽器的使用經(jīng)驗(yàn)和適應(yīng)期對患者的言語感知結(jié)果有重要影響，且隨著助聽器使用時間的延長，患者對言語感知的獲益度也隨之升高[13～17]。由于NLFC功能對元音、輔音共振峰的影響，患者需要一定的適應(yīng)期來學(xué)習(xí)感受新處理的聲音。Giroud等[13]對一些患者電子神經(jīng)成像結(jié)果進(jìn)行了3個月的追蹤研究，發(fā)現(xiàn)患者對助聽器一項(xiàng)新功能的適應(yīng)需要幾周的時間。Glista等[14]研究發(fā)現(xiàn)，患者的言語感知能力和音質(zhì)評分隨NLFC助聽器使用時間的延長而不斷提高。Uys等[15]針對9例有3年以上NLFC助聽器使用經(jīng)驗(yàn)患者的研究發(fā)現(xiàn)，其旋律識別隨助聽器使用時間的延長而改善，提示長期隨訪研究的必要性。由此推測，ANFC助聽器使用時間也將對患者音質(zhì)的感知效果存在正面影響。本研究中無經(jīng)驗(yàn)組和有經(jīng)驗(yàn)組患者均無ANFC助聽器的使用經(jīng)驗(yàn)，這可能是造成兩組數(shù)據(jù)無顯著性差異的原因。另一方面，雖然兩組的比較結(jié)果沒有明顯差異，但本研究結(jié)果顯示，有經(jīng)驗(yàn)組患者更喜歡ANFC打開時的測試音音質(zhì)，且ANFC打開后對同一測試音的音質(zhì)評分有經(jīng)驗(yàn)組要稍高于無經(jīng)驗(yàn)組，提示了助聽經(jīng)驗(yàn)的潛在影響，未來可進(jìn)一步探討隨著ANFC助聽器使用時間的增加，患者音質(zhì)感知的變化趨勢。

然后是ANFC參數(shù)設(shè)置的影響。Parsa等[5]的研究表明患者對音質(zhì)的感知評級受CF改變的影響較大，患者在一定頻率壓縮范圍內(nèi)對言語聲的音質(zhì)感知評級不受其參數(shù)設(shè)置的影響，但超出此范圍，患者的音質(zhì)感知評級將顯著受損，且壓縮越強(qiáng)，患者對音質(zhì)感知的評級越差。本研究中患者ANFC打開時的參數(shù)由驗(yàn)配軟件根據(jù)患者聽力損失默認(rèn)設(shè)置，CF1為1.1～7.0 kHz，CF2為2.3～7.7 kHz，CF1壓縮設(shè)置雖然較強(qiáng)，但CF2的設(shè)置相對較弱，因此，可能對中低頻測試音的音質(zhì)起到較好的保護(hù)作用。國外一些學(xué)者已經(jīng)開展了針對不同患者壓縮參數(shù)的個體化設(shè)置研究[18,19]，而本研究中采用的參數(shù)設(shè)置是驗(yàn)配軟件默認(rèn)給出的，并未考慮患者個體的參數(shù)設(shè)置優(yōu)化，提示未來可以加強(qiáng)個體參數(shù)優(yōu)化的研究，以最適的參數(shù)設(shè)置探討患者的音質(zhì)感知情況。

另外，音質(zhì)感知評分是一個主觀測試，可能受患者年齡等個體化因素的影響，未來可以增加患者年齡的分組，以減輕年齡因素的影響。