三種自助純音測聽APP在正常人群中的準確度和便捷性研究

周鵬李赟碩周穎郗昕

1華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院耳鼻咽喉科（武漢 420022）

2清華大學(xué)長庚醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科（北京 102218）

3中國人民解放軍總醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科醫(yī)學(xué)部，國家耳鼻咽喉疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，聾病教育部重點實驗室，聾病防治北京市重點實驗室（北京 100853）

聽力損失是一項全球性的公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)。根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）估計[1]，全球約有4.66億人正遭受致殘性聽力損失，按老齡化的人口趨勢，到2050年這個數(shù)字可能會翻番。而生活方式的改變、日益普及的移動智能終端使全球約11億年輕人正面臨著娛樂性噪聲帶來的聽力損失風(fēng)險。聽力下降對個人生活有多種負面影響，會損害患者與他人交流的能力、影響患者的社會和情感功能、造成學(xué)業(yè)和職場困擾、給家庭和社會帶來經(jīng)濟負擔(dān)[2,3]。

早期發(fā)現(xiàn)、診斷、干預(yù)聽力損失可以讓聽力受損者早期獲益。不幸的是，由于缺乏訓(xùn)練有素的專業(yè)人員和設(shè)備、場地資源，世界上大多數(shù)人口無法及時獲得聽功能檢查、治療等聽力服務(wù)。聽力服務(wù)的需求與供給之間存在巨大的缺口[4]。借助4G和5G等移動網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，消費者可以通過智能終端隨時隨地訪問互聯(lián)網(wǎng)。在此基礎(chǔ)上，基于移動智能終端的應(yīng)用程序（App）[5,6]大量涌現(xiàn)，可提供純音測聽、言語測聽、耳鳴評估等功能[7,8]，部分補充了聽力服務(wù)能力[4]。COVID-19新冠疫情爆發(fā)之初的隔離，更使得遠程測聽得以一展身手。

基于移動智能終端的聽力檢測應(yīng)用程序種類繁多，部分純音測聽App的效能已有驗證研究，但其結(jié)果差異較大。Szudek[9]等人驗證了uHear在聽力受損患者上的效果，該App篩查中度及以上聽力損失的敏感度和特異度分別為98%、82%。Megan[10]等人研究了Audiogram Mobile與臨床純音測聽的準確度和耗時，發(fā)現(xiàn)該App在除500Hz外的各測聽頻率都與臨床純音測聽有顯著差異；而耗時顯著地短于臨床純音測聽。Jeffrey[11]等人研究了ShoeBOX Audiometry在篩查輕度及以上聽力損失方面的效果，其陰性預(yù)測值和敏感度分別為89.7%、91.2%。王曉東[12]等人基于iOS系統(tǒng)開發(fā)的聽力自測軟件，在標準隔音室環(huán)境中測量，4000Hz、8000Hz自測閾值與純音閾值差值在10-15dB，中低頻結(jié)果較接近。

既往研究中，尚缺乏對各種自助測聽App效果的橫向?qū)Ρ?。因而本研究擬對市面上較流行的幾款基于不同心理測量學(xué)原理的自助測聽App，進行有關(guān)準確度及便捷性的驗證性研究。探索不同自助純音氣導(dǎo)測聽方案在閾值準確度及測試便捷性方面的差異及其可能的原因。

1 材料及方法

1.1 研究對象

通過微信等社交平臺發(fā)布《聽力受試者招募說明》，通過電話、微信等方式進行初步篩選。入選標準如下：(1)年齡18～40歲，自覺雙耳聽力正常；(2)熟練使用移動智能終端，樂于學(xué)習(xí)并在家練習(xí)使用測聽App；(3)日常注意清潔外耳道；(4)依從性好，能自行來醫(yī)院接受臨床純音測聽。排除標準如下：(1)電耳鏡及中耳分析儀檢查發(fā)現(xiàn)異常，如耵聹栓塞、鼓膜內(nèi)陷、鼓膜穿孔、B型或C型鼓室圖等；(2)存在中耳、外耳病史，如外耳道炎、急慢性中耳炎等；(3)既往無耳鳴、突聾、眩暈病史。

最終納入符合入選標準的受試者20名(其中男性9名，女性11名)，共計40耳，受試者年齡中位數(shù)為23歲，最小年齡21歲，最大年齡37歲。

1.2 測聽設(shè)備

為保證測試條件的一致性，減少設(shè)備種類不同的影響，實驗統(tǒng)一采用蘋果公司iPhone/iPad智能終端及其標配耳機EarPods。下載NIOSH SLM(Sound Level Meter,聲級計)App，檢測所處環(huán)境的本底噪聲以保證符合測試條件。2020年3月在蘋果應(yīng)用商店提供的眾多純音測聽App中，篩選掉某些缺乏心理測量學(xué)理論支撐的游戲類、演示類的所謂自助測聽應(yīng)用程序，保留基于經(jīng)典心理物理學(xué)閾值測量原理（極限法、調(diào)整法、恒定刺激法、Bekesy自描測聽法、自適應(yīng)法等）的自助測聽App，選取基于蘋果iOS系統(tǒng)開發(fā)的三款有代表性的、依托三種不同心理物理學(xué)測試原理的自助測聽App：*伴、Mimi、*通。

1.2.1 NIOSH SLM(NIOSH Sound Level Meter)

NIOSH SLM是NIOSH(The National Institute for Occupational Safety and Health，美國國家職業(yè)安全及健康研究所)的聽力損失研究人員與應(yīng)用程序開發(fā)公司EA LAB合作，基于iOS開發(fā)的、可免費下載使用的聲級計應(yīng)用程序。它使用移動智能終端上的內(nèi)置或外部麥克風(fēng)，提供瞬時聲級讀數(shù)，并可報告A，C或Z計權(quán)后的聲級分貝數(shù)值。在本研究中，采用該App監(jiān)測受試者所處環(huán)境的本底噪聲量級(dB A)。

1.2.2*伴

*伴[13]建議使用蘋果插入式耳機EarPods，并在測聽時將智能終端上的耳機音量調(diào)至最大。App界面中未對測試耳別和頻率順序做出提示，但它事實上總是先測試左耳，后測試右耳，并且頻率依次為 1kHz、2kHz、3kHz、4kHz、6kHz、8kHz、250Hz、500Hz。*伴采用的判定各頻率閾值的方法，接近于臨床純音測聽通行的Hughson-Westlake法[14]。App在每個頻率給受試者一系列強度遞增的測試音，受試者第一次聽到測試音后即做出響應(yīng)；而后App立即降低測試音的強度，再次遞增。受試者多次響應(yīng)的最低測試音強度即為該頻率的閾值。

1.2.3 Mimi

Mimi具有聽力測試和聽力健康跟蹤功能，在測試結(jié)束后評價受試者是否存在聽力損失級別及其聽損級別、聽力較好耳以及其聽力與同齡人的對比情況。測試前要求選擇耳機類型，該應(yīng)用程序建議使用蘋果耳機EarPods，并在測試時將音量調(diào)至50%。在測聽的同時，該應(yīng)用程序會利用設(shè)備麥克風(fēng)監(jiān)聽外界的環(huán)境噪音。如果環(huán)境噪音達到一定的強度，該應(yīng)用程序會要求終止測試、或移步到安靜的環(huán)境中方能繼續(xù)。測試耳別在界面左上角有提示，以隨機的順序測試頻率250Hz、500Hz、1kHz、2kHz、4kHz、8kHz。Mimi的測聽方法接近Bekesy自描測聽法。App連續(xù)地發(fā)出頻率和強度持續(xù)變化的測試音，受試者聽見測試音時按下按鈕，測試音強度逐漸變?nèi)酰敝谅牪坏綔y試音時再釋放按鈕，測試音強度又逐漸增強。從而得到受試者在全頻率段的閾值曲線。

1.2.4*通

*通對耳機品牌、型號沒有特別的推薦和限制，測試中也不監(jiān)聽環(huán)境噪聲。在每一頻率的測聽過程中，用戶均應(yīng)按照界面提示，手動調(diào)節(jié)刺激音的大小，直至剛好能聽到與不能聽到的臨界水平，然后測試下一頻率純音。測試頻率依次為1kHz、2kHz、4kHz、6kHz、8kHz、500Hz、250Hz、125Hz，最后生成受試者的聽力圖。*通的測聽方法采用的是調(diào)整法：受試者在App上自行控制每個頻率刺激音的強度大小至剛剛能感知的水平，取多次測量的平均值即為該頻率的閾值。

1.2.5 臨床診斷型聽力計

在符合國標GB/T 16296.1-2018的安靜隔聲室里，用符合GB/T 7341.1-2010標準的GSI 61臨床診斷型聽力計對受試者進行純音測聽。測試頻率包 括 氣 導(dǎo) 的 250Hz、500Hz、1kHz、2kHz、4kHz、8kHz。

1.3 方法

1.3.1 居家本底噪聲測量

受試者居家自助測聽之前，務(wù)必使用同一智能移動終端(iPhone或iPad)的內(nèi)置麥克風(fēng)，運行NIOSH SLM應(yīng)用程序測試所處房間的本底噪聲水平。采樣時間(Total Run Time)大于1分鐘，A計權(quán)等效聲壓級(LA,eq)小于40dB A時方可實施自助測聽。測試環(huán)境通常為受試者家中起居室。

1.3.2 自助測聽

受試者在使用三款應(yīng)用程序前，需熟悉操作界面和測試規(guī)則。充分練習(xí)并正確理解規(guī)則后，方可開始正式的測試。測試同時用秒表記錄每款A(yù)pp的耗時，即測試開始到結(jié)束所需用的時間，并將耗時截圖記錄。受試者在同一測試環(huán)境、同一時間段內(nèi)完成3款A(yù)pp測聽，不同的App測聽之間受試者休息10分鐘避免疲勞。測試時統(tǒng)一使用EarPods。測試完成后將三款A(yù)pp測聽的聽力圖結(jié)果截圖保存，同時記錄受試者對三種應(yīng)用程度的喜好。

1.3.3 臨床純音測聽

測試方法采用臨床廣為采用的Hughson-Westlake法，在受試者做出反應(yīng)后，聲音強度以10dB一檔地降低直至受試者不再做出反應(yīng)，再以5dB一檔地逐步增大測試音直至受試者剛能聽到。重復(fù)上述步驟，直至在三次上升法中同一強度至少有兩次做出反應(yīng)，此強度即為該頻率的聽閾。測試順序是先從 1kHz開始，依次測 2kHz、4kHz、8kHz后，復(fù)測1kHz，若兩次1kHz結(jié)果相差≤10dB，則繼續(xù)測500Hz、250Hz。若兩次1kHz的結(jié)果相差＞10dB，，應(yīng)重測各個頻率。

1.4 實驗設(shè)計

本課題是為解決新冠疫情之初隔離狀態(tài)下的測聽需求而設(shè)計的預(yù)探索項目。受試者居家隔離期間使用App完成自助測聽，隔離結(jié)束后受試者來醫(yī)院隔聲室中進行常規(guī)的純音測聽。若自助測聽結(jié)果與臨床純音聽閾相差過大，須在醫(yī)院的隔聲室再復(fù)測三款自助測聽App的結(jié)果。App自助測聽及臨床純音測聽的同時，均記錄耗時情況。并在完成所有測聽之后，由受試者選出他們最為推薦的一款A(yù)pp。

1.5 統(tǒng)計處理

采用SPSS Statistics 25進行統(tǒng)計分析；計量資料以均值±標準差表示。根據(jù)不同頻率及耳別分組，組內(nèi)對在4種不同情況（三款A(yù)pp及臨床純音測聽）所測得的聽閾和耗時采用單因素方差分析（One-Way ANOVA)，并用事后分析（Post hoc analyses）進行兩兩差異分析。P＜0.05代表差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 聽閾

雙耳在各頻率上的臨床純音測聽與三種App測聽所得聽閾的差異見表1、表2、圖1、圖2。*伴在左耳1kHz，與臨床純音測聽有顯著差異（6.0±1.9dB，P=0.017 ＜ 0.05）。Mimi在左耳4kHz（7.3±1.9dB，P=0.000 ＜ 0.01）、右耳 1kHz（6.8±1.9dB，P=0.006＜0.01）與臨床純音測聽有顯著差異。*通在雙耳的 250Hz、500Hz、1kHz及右耳8kHz處均與臨床純音測聽顯著差異。

表1 左耳各頻率下三種App測聽所得聽閾與臨床純音測聽的差異Table 1 Differences in hearing thresholds between the three app audiometry measurements and clinical pure tone audiometry at each frequency of the left ear

表2 右耳各頻率下三種App測聽所得聽閾與臨床純音測聽的差異Table 2 Differences in hearing thresholds between the three app audiometry measurements and clinical pure tone audiometry at each frequency of the left ear

圖1 左耳各頻率下三種App測聽所得聽閾與臨床純音測聽的聽閾Fig.1 Hearing thresholds of three app-audiometry and clinical pure tone audiometry at each frequency of the left ear.

圖2 右耳各頻率下三種App測聽所得聽閾與臨床純音測聽的差異Fig.2 Hearing thresholds of three app-audiometry and clinical pure tone audiometry at each frequency of the right ear.

2.2 耗時

四種測聽所用平均耗時有顯著差異（F(3)=79.908,P=0.000＜0.05）。平均耗時從小到大依次為：*通（121.3±47.6s）、Mimi（316.8±28.6s）、臨床測聽（337.4±75.6s）和*伴（373.5±63.3s）（圖3）。事后多重比較顯示*通測聽耗時與臨床純音測聽有顯著差異(P=0.000＜0.05)。*伴、Mimi耗時與臨床純音測聽相比無顯著差異（P=0.502＞0.05,P=0.844＞0.05）。

圖3 三種App和臨床聽力計耗時對比Fig.3 Comparison of time spent on three apps and clinical pure tone audiometer

2.3 受試者喜好

基于受試者主觀體驗，11名受試者（55%）推薦使用*通，7名受試者（35%）推薦使用*伴，2名受試者（10%）推薦使用Mimi（圖3）。

圖4 受試者滿意度分布Fig.4 Distribution of participants’satisfaction

3 討論

從20世紀20年代至今，純音測聽已有近百年的歷史，但其測試原理依然遵循著傳統(tǒng)的心理物理學(xué)方法：極限法（臨床純音測聽法中Hughson-Westlake法即脫胎于此）、調(diào)整法、恒定刺激法以及后來衍生出的Bekesy自描測聽法（即自動化的調(diào)整法）、自適應(yīng)法[15]。三款測聽App的測量流程均有上述心理物理學(xué)方法支撐。*伴的測聽方法采用了Hughson-Westlake法，Mimi采用了Bekesy自描測聽法，*通采用了調(diào)整法。

*伴、Mimi、*通三種App所測聽閾與臨床純音測聽在某些頻率上有顯著差異，但由于純音測聽的步距為5dB，因此在5dB以內(nèi)的差異無臨床意義[16]。Swanepoel[17]等人研究顯示臨床純音測聽的復(fù)測信度，兩次測聽聽閾差異小于10dB的占98%。Allan[18]等人所測兩次臨床純音測聽差異小于10dB的占93%。*伴、Mimi所測聽閾與臨床純音測聽的平均差值均小于10dB；*通在雙耳250Hz及500Hz處的平均差值均大于10dB。因此，*伴、Mimi與純音測聽的一致性較好，*通在低頻區(qū)有明顯偏差。

*伴、Mimi測得的聽閾與臨床測聽一致性較好，在各頻率的差距在10dB內(nèi)，與其他App測聽研究結(jié)果相似[19-21]。但App測聽的聽閾基本都稍高于臨床純音測聽，此情況的原因之一是背景噪聲[19,20]。本研究中的自助測聽均要求受試者自行選擇合適的環(huán)境，其本底噪聲雖符合GB 50118-2010《民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范》中對臥室允許噪聲級的較高標準要求，但與符合國標GB/T 16296.1-2018《聲學(xué)測聽方法第1部分：純音氣導(dǎo)和骨導(dǎo)測聽法》的隔聲室差距還是較大。自助測聽在背景噪聲和隔聲室中的閾值差別有待進一步研究。

另一原因可能是測聽所用的耳機。相較于專業(yè)的測聽耳機，EarPods并不能完全封閉外耳道，在此情況下，部分聲能會由外耳道逸出，造成App所測聽閾較臨床純音測聽稍高[22]。而且，*伴App要求將智能終端的音量輸出調(diào)至最大，而Mimi則要求將智能終端的音量輸出調(diào)至50%；*通App雖未在界面對音量設(shè)置提出要求，但實質(zhì)上要求音量輸出調(diào)至最大。這會導(dǎo)致部分粗心用戶的耳機音量輸出偏低。

居家生活場景中背景噪聲以低頻成分為主，對低頻純音有潛在的能量掩蔽效應(yīng)[23]，這也是*通在低頻250Hz、500Hz測得閾值明顯偏差的原因之一。*通沒有檢測環(huán)境噪聲的功能，無法及時地控制噪聲對測聽的干擾，因此背景噪聲對其結(jié)果影響較大。

三款A(yù)pp的測聽原理的不同，因此其測聽過程的優(yōu)點和缺點也有差異?；颊邔τ?款自助測聽應(yīng)用程序的普遍感受在于：*伴的測試音不易被察覺，測試時間較長，容易受到外界環(huán)境的干擾，期間需要受試者高度集中注意力；Mimi中，測試音強度在衰減與增加的交替過程過快，測試中容易產(chǎn)生誤差，會對老年人或不熟悉移動終端操作者的測聽結(jié)果上造成較大影響；使用*通測聽時受試者可自主調(diào)節(jié)刺激聲大小，部分受試者認為這樣的測聽方式結(jié)果更加可信，其測聽耗時也明顯縮短。

基于移動終端的App自助測聽也有其不足的地方。除了測聽耳機、環(huán)境噪聲等因素影響其準確度。與臨床純音測聽相比，App自助測聽無法進行骨導(dǎo)測定。對于一些有聽力損失的受試者，App自助測聽只能得到氣導(dǎo)聽閾結(jié)果，無法進一步鑒別該聽力損失為傳導(dǎo)性或者感音神經(jīng)性。因此，對于App自助測聽結(jié)果提示聽力受損者，首要建議仍是去醫(yī)院進行進一步的完整的聽功能檢查。

*伴、Mimi在各頻率上所測氣導(dǎo)聽閾與臨床純音測聽有較好的一致性，耗時無明顯差別；*伴在使用體驗上較Mimi稍好，*伴在測聽過程中需要患者長時間集中注意力，Mimi則需要受試者有較快的反應(yīng)和操作速度。*通在低頻250Hz、500Hz上測得的閾值比臨床純音測聽高，其余頻率無明顯差別；*通測聽過程中患者可自助調(diào)節(jié)測試音強度，且整體耗時最短，因此體驗最好?，F(xiàn)行多款基于移動智能終端的自助測聽App，若要獲得快捷可靠的自助純音氣導(dǎo)測聽結(jié)果，仍有很大的改進空間。綜上，在使用自助測聽App時需綜合考慮各App的準確度和便捷性，選擇適合使用者的自助測聽App。如自助測聽的結(jié)果異常，建議至醫(yī)院聽力中心行進一步聽力學(xué)檢查。