Пользователи системы кохлеарной имплантации Neuro утверждают: повседневные звуки лучше звучат в режиме speech-omni. Субъективная оценка всенаправленных опций в системе Neuro
BrainHearing – та путеводная звезда, которой специалисты компании Oticon Medical руководствуются при создании систем кохлеарной имплантации. Основная цель их изысканий заключается в том, чтобы помочь пользователям сохранять когнитивные ресурсы для улучшения процессов понимания и запоминания информации, для более эффективной коммуникации, а не просто «для слуха».
Один из принципов BrainHearing – уделять как можно больше внимания акустическим ситуациям, в которых пользователи находятся большую часть своего времени. Их также называют экологическими слуховыми ситуациями. Цель работы специалистов Oticon Medical заключается в создании таких решений, которые будут помогать пользователям кохлеарных имплантов в реальных условиях, делать их жизнь более насыщенной и интересной. Они постоянно работают над развитием персонализированных технологий, которые улучшают слуховые ощущения глухих людей в ситуациях, имеющий для них наибольшую ценность.

Недавние исследования показали, что сложные с точки зрения акустики ситуации не обязательно имеют высокий уровень шума, они могут возникать даже при положительном отношении сигнал/шум и низких уровнях шума. В ситуациях с низким уровнем шума для кохлеарных имплантов предпочтительными являются всенаправленные микрофонные режимы, когда сигналы со всех направлений звучат одинаково. Тем не менее, пользователи кохлеарных имплантов могут получить дополнительную технологическую поддержку и в этих ситуациях. Всенаправленные режимы можно усовершенствовать, что позволит снизить слуховое усилие и облегчит доступ к речевым сигналам.

По этой причине режим speech-omni в качестве настройки по умолчанию был включен в систему направленности FreeFocus звукового процессора Neuro 2. Speech-omni – всенаправленный режим микрофона с акцентом на высоких частотах, который предлагает пространственное выделение речевых сигналов. Эта функция использует принцип направленного микрофона для усиления эффекта формирования звука в наружном ухе, обеспечивая более естественное и четкое звуковое ощущение.
 
Рассмотрим ключевые характеристики повседневных акустических ситуаций, с которыми сталкиваются пользователи кохлеарных имплантов. Также в статье будут представлены полученные в ходе клинических испытаний сведения о предпочтениях, которые новые и опытные владельцы кохлеарных имплантов Neuro отдают режиму speech-omni.

Система FreeFocus в звуковом процессоре Neuro 2 и режим speech-omni

FreeFocus – адаптивная система направленного микрофона Oticon Medical, созданная на платформе Inium Sense. Neuro 2 имеет два разных всенаправленных режима на выбор:

Режим opti-omni (оптимизированный всенаправленный). Представляет собой более традиционную версию всенаправленного режима. Сигналы со всех направлений воспринимаются одинаково, за исключением переднезадней оси. Звуки, поступающие спереди, немного усиливаются (+ 3-5 дБ), а звуки, поступающие сзади, слегка приглушаются (– 3-5 дБ). Это сделано для того, чтобы передние и задние звуки было сложнее спутать друг с другом (Рисунок 1, вид слева).

Режим speech-omni (речевой всенаправленный). Появился не так давно. Цель его создания – обеспечить кристально чистый звук. Отличается особым акцентом на речевых сигналах частотой выше 1880 Гц. Этот режим усиливает природный эффект формирования звука в наружном ухе и делает дополнительный акцент на высокочастотных речевых сигналах, сохраняя при этом очень естественное и всенаправленное звуковое ощущение на низких частотах (Рисунок 1, вид справа).

Рисунок 1

Рис.1. Выбор всенаправленных режимов в системе Free Focus процессора Neuro 2. Слева: Opti-omni. Справа: режим speech-omni, настройка по умолчанию в Neuro 2.

Кроме этого, Neuro 2 предлагает две разные настройки направленного микрофона, оптимизированные для акустических ситуаций с высоким уровнем шума:

Режим split-directional (раздельный направленный). Представляет собой расширенную всенаправленную конфигурацию, использующую частичную направленность. Микрофон имеет всенаправленную характеристику на низких частотах, чтобы эффективно воспроизводить акустическое окружение. При этом на высоких частотах, начиная с 2 кГц, микрофон обладает повышенной чувствительностью по азимуту 0 градусов. Помимо граничной частоты, которая немного отличается, этот режим будет выбираться по умолчанию для уровней шума примерно 65 дБ УЗД в автоматическом режиме работы, поскольку он эффективен в ситуациях с шумом низкого и среднего уровня.
 
Режим full-directional (полностью направленный). Усиливает звуки, поступающие спереди, и заметно снижает фоновый шум, поступающий со всех остальных направлений. Этот режим эффективен для слушания речи в шумной обстановке или там, где в одном помещении ведется сразу несколько разговоров. Особенно полезен в ситуациях с высоким уровнем шума. По умолчанию выбирается для уровней шума примерно 75 дБ УЗД в автоматическом режиме работы.
 
Во время настройки аудиологи могут предложить своим пациентам автоматические программы прослушивания с тремя или двумя режимами направленности, в этом случае система будет автоматически выбирать режим FreeFocus, а пациенты смогут воспользоваться максимальной адаптацией к звуковому окружению. Версия с тремя режимами предлагает выбор из трех опций (один всенаправленный режим и два направленных), версия с двумя режимами предлагает выбор из двух опций (один всенаправленный режим и один направленный).

Экологические слуховые ситуации

На что похожи звуки, которые мы слышим каждый день? Чтобы выяснить это, ученые проанализировали повседневные акустические ситуации 20-ти успешных пользователей слуховых аппаратов разного возраста и социального происхождения. Для этого все они получили записывающие устройства и провели четыре дня, фиксируя свою жизнь и звуковое окружение. Затем записи были классифицированы по ситуациям, и внутри каждой категории было выбрано некоторое число записей. Один из ключевых результатов данного исследования показал значительное изменение уровней звука в каждой конкретной ситуации (Рисунок 2А). Например, разговор в тишине обычно протекает с уровнем примерно 65 дБ УЗД. Однако в реальной жизни эти значения имели большой разброс от 47 до 80 дБ УЗД.

Рисунок 2
Рис.2. Анализ повседневных слуховых ситуаций в зависимости от акустического окружения. 2А (вид слева). Уровни звука. 2Б (вид справа): Отношения сигнал/шум. Границы столбцов представляют собой 25-й и 75-й перцентили, а линия внутри столбцов обозначает медиану. Планки погрешностей обозначают 10-й и 90-й перцентили.

Другой важный аспект – отношение сигнал/шум в разных повседневных ситуациях (рисунок 2Б). Ученые пришли к выводу, что подавляющее большинство ситуаций (примерно 70 %), в которых находятся слабослышащие люди, имеют положительное отношение сигнал/шум (в основном от + 5 до + 10 дБ), причем даже те, которые считаются шумными.

Улучшение понимания речи в повседневной жизни

Направленные микрофоны или системы формирования направленности представляют собой наиболее научно доказанные способы улучшения понимания речи в шумной обстановке. Направленные микрофоны подавляют шум, поступающий с боков и сзади, сохраняя при этом высокую чувствительность к звукам, поступающим с других пространственных направлений, например спереди. Такой вид обработки сигнала улучшает отношение сигнал/шум для пользователя, облегчая понимание речи, и высвобождает когнитивные ресурсы для других умственных процессов.

Почему нельзя всегда пользоваться режимом full-directional?

В ситуации с громким фоновым шумом, например в переполненном ресторане, микрофонный режим full-directional (полной направленности) приглушает шум, поступающий с боков и сзади, сохраняя при хорошую слышимость голоса собеседника, сидящего спереди. Пользователь лучше понимает речь, поступающую с этого конкретного направления, что вполне естественно. Поэтому если приоритетом является отношение сигнал/шум, то наиболее очевидным станет постоянное использование режима full-directional. На самом деле эта идея не слишком хороша. Приведем такой пример. Представим беседу нескольких человек в тихой обстановке. Если активным будет режим full-directional, то пользователи будут упускать то, что говорят собеседники, сидящие сбоку, и им придется постоянно поворачивать голову к человеку, говорящему в данный момент времени. То есть режим full-directional снижает пространственный комфорт пользователя и его способность реагировать на звуки, поступающие с разных направлений.
 
Существуют и другие причины. Режим full-directional гораздо более восприимчив к шуму ветра и менее чувствителен к низким частотам. Пользователям может показаться, что звук слишком слабый и ему не хватает громкости. Именно поэтому не существует «золотого стандарта» режима направленности, который бы идеально подходил ко всем ситуациям, с которыми слабослышащие люди сталкиваются в течение дня. Для решения этой проблемы были разработаны режимы автоматической направленности и переходные режимы, предлагающие частичную направленность.
 
Как было сказано выше, в подавляющем большинстве случаев пользователи кохлеарных имплантов находятся в так называемых экологических слуховых ситуациях с низким уровнем шума и благоприятным отношением сигнал/шум. Наиболее комфортным для них является всенаправленный режим.

Учитывая этот факт, специалисты Oticon Medical разработали такую систему направленности, которая непрерывно анализирует общий уровень звука и отношение сигнал/шум в окружении пользователя (Рисунок 3), и в каждой конкретной экологической слуховой ситуации автоматически выбирает один из всенаправленных режимов, speech-omni или opti-omni.

Рисунок 3

Рис.3. Типичное распределение разных режимов направленности для пользователей FreeFocus.
 
Предполагается, что режим speech-omni должен дополнительно улучшать четкость речи, используя преимущества направленности для всенаправленного режима. Специалисты компании провели исследование, чтобы оценить качество слуховых ощущений для режима speech-omni по сравнению с opti-omni, а также определили предпочтения взрослых пользователей Neuro для режима speech-omni.

Исследование

Цель исследования. Определение предпочтений пользователей кохлеарных имплантов для двух всенаправленных режимов, имеющихся в процессоре Neuro 2: speech-omni и opti-omni. Ожидается, что пользователи кохлеарных имплантов, особенно те, кто ранее имел нормальный слух (взрослые люди, оглохшие после овладения речью, с более коротким сроком слуховой депривации, то есть лишения слуховых стимулов), предпочтут особое формирование звуков в диапазоне выше 1880 Гц, которое предлагает режим speech-omni.

Методика исследования. Исследование проводилось в итальянских больницах в рамках регулярного клинического обследования. Аудиологи просили пациентов сравнить оба режима для того, чтобы они могли предоставить им индивидуальные параметры настройки и провести персональные консультации по использованию системы.
 
Описание участников. В исследовании приняли участие 35 взрослых пользователей кохлеарных имплантов Neuro Zti/Neuro One (17 женщин и 18 мужчин). Возраст пациентов – от 31 года до 73 лет (средний возраст 54±13 лет). Большинство участников (24 человека) имели относительно короткий период потери слуха (критерий включения – менее 10 лет, средняя величина – 4 года), 11 человек имели более длительный период (критерий включения – 10 лет и более, средняя величина – 22 года). В процессоре Neuro One по умолчанию установлен режим направленности opti-omni, поэтому некоторые пациенты ранее пользовались таким режимом. Это 22 участника исследования – опытные пользователи кохлеарных имплантов (время ношения КИ составляло в среднем 9,5 месяцев). Оставшиеся 13 участников прошли тесты во время активации импланта, и поэтому им сразу предложили выбрать один из двух всенаправленных режимов.
 
Описание определения результатов. Участники должны были выразить свое предпочтение, выбрав один из трех альтернативных вариантов. Им необходимо было определиться с выбором одного всенаправленного режима либо выбрать ответ «нет предпочтения». Кохлеарные импланты пациентов работали с помощью двух разных программ прослушивания, которые опирались на индивидуальные параметры их карт настройки и отличались тем, что в одной программе всенаправленный режим FreeFocus был заменен на режим opti-omni, а в другой – на режим speech-omni. Программы прослушивания Р1 или Р2 назначались в случайном порядке. Пациенты получили список из 10 разных акустических ситуаций. Для каждой из них пациенты указывали, какая программа является более предпочтительной – Р1 или Р2, или обе они одинаковы. Таким образом, уровень вероятности составлял 33 % для каждого варианта ответа. Анкета, использованная в исследовании, представлена в Таблице 1.

Таблица 1

Таблица 1. Подробная информация о 10 пунктах из анкеты, использованной для оценки субъективных предпочтений. Левая колонка: основная часть вопроса; средняя колонка: окончание вопроса и описываемая акустическая ситуация; правая колонка: группировка 10 пунктов по 3 основным категориям.

Результаты исследования

Большинство пациентов сделали выбор в пользу режима speech-omni. В первую очередь это относится к таким показателям, как качество голоса и разборчивость речи в ситуациях с шумом низкого уровня (категория «Качество голоса»). Здесь 67,1 % предпочтений (что в два раза превышает уровень вероятности) были отданы режиму speech-omni, по сравнению с 25,7 % предпочтений, отданных режиму opti-omni, и 7,2 % ответов, не выразивших четкого предпочтения. Для восприятия речи в сложных ситуациях предпочтение также оказалось очевидным: 52 % пациентов выбрали режим speech-omni, и лишь 19 % – режим opti-omni.

Предпочтительнее, хотя это и было менее выраженным, режим speech-omni стал при выполнении конкретных задач, таких как разговор по телефону или слушание музыки/телевизора. 44 % пациентов выбрали режим speech-omni, что в два раза превышает число голосов (20 %), отданных режиму opti-omni, в то время как 36,2 % пациентов не смогли четко выразить свое предпочтение. Все три распределения существенно отличались от случайного распределения (непараметрический критерий χ2).

Рисунок 4

Рис. 4. Усредненные результаты (N=35), показывающие распределение предпочтений в процентах ответов. Оранжевый цвет – speech-omni, синий цвет – opti-omni, серый цвет – отсутствие предпочтения. Пунктирные линии показывают 33 %-ный уровень вероятности.

Проверка воздействия длительности слуховой депривации. Если более подробно рассмотреть персональные предпочтения 24 пользователей кохлеарных имплантов, которые имели глухоту в течение более короткого времени, можно обнаружить, что они чаще выбирали изменение звуков, которое предоставлял режим speech-omni, в отличие от 11 пациентов с более длительным сроком глухоты. В категории «Качество голоса» оценки соответственно составили 71 % против 59 % для режима speech-omni и 23 % против 31 % для режима opti-omni. Однако эта разница не достигла статистической значимости (U-тест Манна – Уитни). Таким образом, длительность слуховой депривации оказывает лишь незначительное влияние на положительный выбор режима speech-omni.

Рисунок 5

Рис. 5. Распределение предпочтений в зависимости от длительности слуховой депривации, в процентах ответов. Оранжевый цвет – speech-omni, синий цвет – opti-omni, серый цвет – отсутствие предпочтения. Пунктирные линии показывают 33 %-ный уровень вероятности. Результаты выбора пациентов с более коротким временем депривации представлены на рисунке слева, с более длительным – справа.

Проверка воздействия привыкания к режиму opti-omni. 13 пациентов, которые прошли тесты в день активации импланта, показали выраженное предпочтение режима speech-omni, особенно в категории «Качество голоса», и придерживались этого выбора в течение длительного времени. Если среди новых пользователей 74 % отдали предпочтение режиму speech-omni, то среди опытных пользователей 63 % выбрали режим speech-omni при сравнении с режимом opti-omni, которым они привыкли пользоваться в среднем в течение 9 месяцев. Но и эта разница не достигла уровня статистической значимости. Это значит, что привыкание к режиму opti-omni не влияет на тенденцию к предпочтению режима speech-omni.

Рисунок 6

Рис. 6. Распределение предпочтений в зависимости от опыта пользователей кохлеарных имплантов, в процентах ответов. Оранжевый цвет – speech-omni, синий цвет – opti-omni, серый цвет – отсутствие предпочтения. Пунктирные линии показывают 33 %-ный уровень вероятности. Результаты выбора пациентов, которые прошли тесты в день активации (не имеющие опыта ношения кохлеарного импланта), представлены на рисунке слева, а опытных пользователей кохлеарного импланта (в среднем в течение 9 месяцев) – на рисунке справа.

Обсуждение результатов

Проведенная оценка режимов, в которой приняли участие 35 пользователей кохлеарного импланта Neuro, четко продемонстрировала выраженное предпочтение режима speech-omni по сравнению с режимом opti-omni для системы направленности FreeFocus. Пользователи выбирали режим speech-omni, в частности, для того, чтобы сохранить качество голоса и максимально повысить разборчивость речи на фоне шума среднего уровня. Именно для этих акустических ситуаций и был создан режим speech-omni. Пользователи предпочли режим speech-omni и в сложных ситуациях, когда есть речевой сигнал. Даже те пациенты, которые до этого в среднем в течение 9 месяцев использовали режим opti-omni, отдали предпочтение режиму speech-omni. Это доказывает, что при обновлении звукового процессора с Neuro One до Neuro 2 пациенты, которые ранее пользовались режимом opti-omni, могут получить пользу от перехода к режиму speech-omni.

Заключение

Режим speech-omni частично воспроизводит формирование звуков, которое обеспечивает природное наружное ухо, придавая естественное усиление поступающим спереди среднечастотным и высокочастотным звукам по сравнению с другими частотами и пространственными направлениями. Поэтому режим speech-omni предлагает пользователям кохлеарных имплантов Neuro гораздо более естественные слуховые ощущения. Пользователи выбирают именно этот звук в большинстве повседневных ситуаций слушания. Согласуясь с философией BrainHearing, режим speech-omni Oticon Medical представляет собой уникальную технологию: он предлагает больше гибкости и обеспечивает бόльшую четкость звука и слышимость именно в тех ситуациях, в которых пользователи проводят основную часть времени. Подобные исследования будут проводиться и в дальнейшем. С их помощью ученые намереваются подтвердить полученные результаты. Для этого будут использоваться как поведенческие методы, например восприятие речи в пространственных шумовых ситуациях, так и самостоятельные оценки в разных естественных акустических ситуациях
и окружениях.

Авторы: доктор Антонио Карузо, доктор Маурицио Негри, доктор Диего Дзанетти,
доктор Маурицио Гида, доктор Элиза Даллатурка, доктор Марио Санна



Оборудование:

Это интересно:

Статьи для специалистов

Преимущества системы Ponto, выходящие за рамки улучшения слуха: влияние на обучение, запоминание и слуховое усилие. Часть 2
«Мерсибо Звук» – открытая дверь в мир звуков!
Программно-дидактический комплекс «Мерсибо ЗВУК» совершил настоящую революцию в слухоречевой реабилитации детей и подростков с нарушениями слуха. Впервые в нем объединились профессиональные знания специалистов Центра развития слуха и речи «Тоша&Со» (г. Фрязино, Московская область) и технические наработки экспертов российской компании «Мерсибо». Это дало возможность создать универсальный интерактивный инструмент для проведения занятий по развитию слухового восприятия, формированию произносительной стороны речи и словарного запаса в целом. В простой и доступной форме игры дети знакомятся с тем, какими бывают звуки, учатся различать их и правильно произносить. Все игры и упражнения озвучены профессиональными артистами и имеют оригинальное музыкальное сопровождение, они скорее напоминают увлекательные мультфильмы, чем скучные книжные пособия. Установить «Мерсибо ЗВУК» на стационарный компьютер, ноутбук или планшет так же просто, как и любое другое приложение.