Преимущества более высокой максимальной выходной силы в слуховых аппаратах костной проводимости
Слуховые аппараты костной проводимости – один из видов альтернативной слуховой реабилитации пациентов с кондуктивной и смешанной потерей слуха или односторонней глухотой.
Состоят они из внутреннего импланта, опоры и внешнего звукового процессора. В предлагаемой вашему вниманию статье представлены результаты исследования, посвященного оценке преимуществ  более высокой силы (MFO) по сравнению с размером и весом звукового процессора.

Звуковые процессоры аппаратов костной проводимости различаются по размеру, конструкции и максимальной выходной силе (MFO). MFO – наибольший  уровень силы, которую процессор может без искажений передать на височную кость. В современном звуковом процессоре костной проводимости он управляется обработкой сигнала. Когда выходной сигнал достигает MFO, он быстро заглушается в этой полосе частот, чтобы физического насыщения преобразователя звука не происходило. Высокая степень компрессии приводит к возникновению некоторых звуковых артефактов, способных повлиять на распознавание речи и качество звука. На сегодняшний день все доступные слуховые аппараты костной проводимости имеют максимальную выходную силу ниже уровня дискомфорта слушателей, а ограниченная MFO приводит к уменьшению слухового динамического диапазона, но вместе с этим предотвращает достижение уровня дискомфорта при громких звуках. Максимальная выходная сила зависит от размера вибратора и самого звукового процессора.

Более высокая MFO в процессорах костной проводимости улучшает разборчивость речи в шуме при нормальной громкости разговора для людей со смешанной потерей слуха, и вследствие меньшего количества артефактов насыщения снижает слуховое усилие. Более высокая MFO воспринимается как предоставляющая больше помощи при получении пространственной информации, она более предпочтительна при слушании речи в группах и музыки. От размера звукового процессора слухового аппарата костной проводимости зависит качество и натуральность воспроизводимого звука.  

В исследовании, речь о котором идет в статье, сравнивается воспринимаемая польза от более высокой MFO в повседневной жизни, размера и веса звукового процессора. Участники – опытные пользователи аппаратов костной проводимости со смешанной потерей слуха. Исходная гипотеза: звуковой процессор с более высоким значением MFO предоставляет лучшие результаты, его польза не зависит от внешнего вида устройства, что делает его более предпочтительным, чем звуковой процессор меньшего размера с более низким значением MFO. Исследование проводилось с использованием двух звуковых процессоров костной проводимости, отличающихся размерами и максимальной выходной силой MFO. Помимо изучения влияния MFO на субъективно воспринимаемую пользу определялся более предпочтительный звуковой процессор по внешним характеристикам и по ожидаемой пользе. Также оценивались пороги слышимости при работающем слуховом аппарате и влияние MFO на распознавание речи.

Таблица 1. Данные об испытуемых

Преимущества более высокой максимальной выходной силы в слуховых аппаратах костной проводимости

Примечание. (а) Или не маскировано из-за чрезмерной маскировки, или неприменимо из-за сенсоневральной потери слуха. 
А – при работающем слуховом аппарате; АС – воздушная проводимость; ВС – костная проводимость; Ж – женщина; Л – левая сторона; П – правая сторона; U – невооруженная сторона. РТА на четырех частотах 0,5, 1, 2 и 3 кГц.

Материалы и методы исследования

В исследовании приняли участие 19 пользователей слуховых аппаратов костной проводимости (8 женщин, 11 мужчин) со смешанной потерей слуха. Возраст – от 46 до 76 лет (среднее значение 67 лет, стандартное отклонение SD 7,0 лет). Данные испытуемых представлены в таблице 1. Все участники имеют двустороннюю потерю слуха, протезированы устройством костной проводимости с одной стороны. Со стороны импланта есть смешанная потеря слуха в диапазоне настройки стандартного слухового аппарата костной проводимости (среднее значение тональной аудиометрии на четырех частотах [PTA] 0,5, 1, 2 и 3 кГц, не маскированные пороги слышимости по костной проводимости [BC] 21,3–41,3 дБ нПС, среднее значение 31,0, стандартное отклонение SD 6,4). На противоположном ухе потеря слуха варьировалась от слабой степени до полной глухоты. На Рис. 1 показаны индивидуальные и средние неконтролируемые пороги слышимости по костной проводимости (BC) и воздушной проводимости (AC) для имплантированной стороны. Все участники носят аппарат костной проводимости больше года, одиннадцать из них использовали стандартное устройство, восемь – мощное устройство. Никто ранее не использовал звуковой процессор из серии Ponto 3 компании Oticon Medical.

средние значения порогов слышимости по костной проводимости (BC)средние значения порогов слышимости по воздушной проводимости (AC)







Рис. 1. На графике A показаны средние значения порогов слышимости по костной проводимости (BC), на графике B показаны средние значения порогов слышимости по воздушной проводимости (AC) на имплантированной стороне. Индивидуальные пороги слышимости участников выделены серыми линиями. Планки погрешностей представляют собой стандартное отклонение +1.

Устройства и их технические характеристики

Использовались два звуковых процессора компании Oticon Medical AB: Ponto 3 (Устройство A) и Ponto 3 SuperPower (Устройство B). Пиковая максимальная выходная сила (MFO) Устройства B при уровне входного сигнала 90 дБ УЗД была на 11 дБ выше, чем у Устройства A. Устройство B также было на 3 мм выше и на 3 грамма тяжелее, чем Устройство A.

Звуковые процессоры запрограммированы в соответствии с инструкциями производителя с использованием программного обеспечения Genie Medical 2016.1. Было проведено измерение обратной связи, после чего рассчитано усиление в соответствии с модифицированной предписывающей формулой настройки NAL-NL 1 на основе измеренных порогов слышимости по костной проводимости in situ. При необходимости усиление точно настраивалось в соответствии с предпочтительным уровнем для участника, при этом на обоих устройствах проводились одинаковые настройки. Четырем испытуемым потребовалось увеличить усиление на величину от 1 до 8 дБ. Один участник (№ 19) при первой настройке был недоволен усилением, его скорректировали на –12 дБ для достижения приемлемого уровня.

Согласно функции сбора данных Data Logging в течение периодов опробования участники использовали Устройство А от 3 до 20 часов в день (в среднем 10,5 часов), Устройство В от 3 до 24 часов в день (в среднем 10 часов). По сравнению со стандартными настройками регулятор громкости оставался активированным, параметры настройки подавления шума и направленности – неизменными. Во время измерений в свободном звуковом поле звуковые процессоры переводились во всенаправленный режим, а их функции подавления шума и цифрового подавления обратной связи отключались.

Процедура исследования

Использовалась проспективная одноцентровая рандомизированная перекрестная схема (A-B-A) с вну-
трисубъектным контролем. Исследование включало четыре визита к специалисту и три периода опробования для каждого испытуемого. Участники были разбиты на две группы. Группа 1 оценивала звуковые процессоры в порядке A-B-A, а группа 2 – в обратном порядке B-A-B. Каждый период опробования составил около 2 недель. При первом визите испытуемым провели стандартную тональную аудиометрию и измерения в свободном звуковом поле для невооруженного уха. Затем их протезировали одним из двух звуковых процессоров. Во время первого тестового периода участники опробовали первый звуковой процессор. После второго визита был протезирован второй звуковой процессор, который также тестировался в течение двух недель. Во время третьего визита участникам снова установили первый звуковой процессор. Во время второго и третьего периода участники оценивали свои субъективные ощущения с помощью анкеты «Шкала речи, пространственных характеристик и качества слуха» («Шкала SSQ-12»), опираясь на свой опыт ношения звукового процессора. На итоговой встрече участники оценили оба устройства, заполнив «Шкалу SSQ-12» и специально разработанную для этого исследования анкету. Затем с помощью обоих звуковых процессоров были проведены измерения порогов слышимости в свободном звуковом поле и тест «Слух в шуме» (HINT).

Аудиологические измерения

Все измерения проходили в звукоизолированном помещении с применением калиброванного аудиометра Astera. Тональная аудиометрия проводилась с использованием наушников TDH-39 и костного вибратора B-71 по описанной в стандарте ISO 8253-1 методике. Измерения в свободном звуковом поле проводились с использованием колонки Canton Plus XL, размещенной на расстоянии 1 метра спереди от участника, противоположное ухо закрывалось при помощи антифона и наушника на ушную раковину.

Эффективное усиление определялось как отношение между порогом слышимости по костной проводимости и порогом слышимости при работающем слуховом аппарате, рассчитывалось как разница в дБ между порогом слышимости по костной проводимости (BC) in situ и порогом слышимости при работающем слуховом аппарате.

Восприятие речи в шуме измерялось с помощью шведской версии речевого теста в шуме HINT со схемой расположения колонки S0N0 при четырех фиксированных отношениях сигнал/шум (SNR). Шум был зафиксирован на уровне 75 дБ УЗД, в то время как речь представлялась женским голосом на четырех уровнях: 78, 75, 72 и 70 дБ УЗД, отношение сигнал/шум (SNR) составило +3, 0, –3 и –5 дБ соответственно. Результаты измерения теста HINT определялись как процент правильных ответов, полученных для каждого уровня.

Результаты сравнительной версии анкеты «Шкала SSQ-12-C».

Рис. 2. Результаты сравнительной версии анкеты «Шкала SSQ-12-C». Усики показывают минимальные и максимальные значения, исключая выбросы. Выбросы представлены кружками, а крайние выбросы показаны звездочками. Ящики простираются от первого до третьего квартилей. Для Устройства B был получен значительно лучший результат по сравнению с Устройством A в вопросе 6 о локализации (среднее значение: 0,6) и в вопросе 7 о расстоянии и движении (среднее значение 0,5) (p<0,05). По остальным вопросам существенных различий не обнаружено.

Анкеты

«Шкала SSQ-12» – анкета, предназначенная для изучения того, как речь воспринимается в простых и сложных ситуациях слушания, а также для оценки качества звука и влияния расстояния, направления и движения источника звука. Участники отвечали на вопросы об их повседневном жизненном опыте, используя для этого шкалу от 0 (совсем нет) до 10 (превосходно).

«Шкала SSQ-12-C» – сравнительная версия анкеты SSQ-12, оценивает восприятие речи, пространственных характеристик и качества звука в разных акустических ситуациях при сравнении двух звуковых процессоров. Включает те же вопросы, что и SSQ-12, с оценками от –5 до +5. Оценка –5 указывает на явное предпочтение Устройства A, оценка +5 – на выраженное предпочтение Устройства B. Оценка 0 – отсутствие какого-либо предпочтения.

Предпочтения устройств для 10 категорий
Рис. 3. Предпочтения устройств для 10 категорий. Представлены в виде количества испытуемых, отдавших предпочтение звуковому процессору в каждой категории. Различия между двумя устройствами не были существенными ни по одному вопросу, кроме вопроса о внешнем виде.

Два звуковых процессора также сравнивались друг с другом с использованием анкеты, специально разработанной для этого исследования. В нее были включены такие категориальные оценки, как «гораздо лучше», «лучше» и «без разницы». Анкета содержала такие аспекты, как понимание речи в тихой и шумной обстановке, слушание музыки, качество звука, звуковой комфорт, слуховое усилие и внешний вид. Участников также попросили назвать звуковой процессор, который они бы выбрали для повседневной жизни, и обосновать причины выбора.

Полученные результаты

Анкетная оценка

Анализ анкет Шкалы SSQ-12 показал одинаковые оценки для обоих звуковых процессоров во всех повседневных ситуациях слушания. Эти же данные были получены при статистическом анализе. То есть субъективно воспринимаемая польза в повседневной жизни одинакова для обоих устройств.

На Рисунке 2 показано распределение ответов, полученных с помощью анкеты «Шкала SSQ-12-C». Статистический анализ подтвердил равенство Устройства A и Устройства B за исключением двух ситуаций, когда Устройство B получило более высокую оценку: локализация постоянного источника звука (среднее значение: 0,6, SD 1,0, p=0,016) и локализация движущегося источника звука (среднее значение: 0,5, SD 1,0, p=0,043).

На Рисунке 3 показано число испытуемых, выбравших устройства в каждой из акустических ситуаций и категорий из анкеты. Выраженное предпочтение наблюдалось только при оценке внешнего вида, 11 из 19 участников выбрали Устройство A (p<0,001). По остальным вопросам существенных различий нет.

  В итоге 11 участников (58 %) выбрали Устройство А, а 8 участников (42 %) – Устройство В. Основные причины предпочтения Устройства А – миниатюрный размер звукового процессора и более комфортное звучание. Устройство B было выбрано по причине лучшего качества звука и восприятия речи.

Эффективное усиление и распознавание речи

На Рисунке 4 показано распределение эффективного усиления. Статистический анализ не дал существенных различий между двумя устройствами на всех частотах.

На Рисунке 5 показаны результаты распознавания речи в шуме. Статистический анализ выявил значительную разницу между распознаванием речи, измеренным с помощью обоих устройств, по сравнению с ситуацией для невооруженного уха на четырех тестируемых уровнях (70, 72, 75 и 78 дБ УЗД). Средняя разница между Устройством А и ситуацией для невооруженного уха составила 7,8; 18,4; 28,3 и 30,7 %; для Устройства B и ситуации для невооруженного уха – 10,5; 23,8; 40,3; и 39,5 % (р≤0,001). Распознавание речи в целом было лучше при тестировании Устройства B. Статистически значимые различия обнаружены между звуковыми процессорами при воспроизведении речи с уровнем звукового давления 78 дБ (средняя разница 8,8 %, SD 14,5 %, p=0,014) и 75 дБ УЗД (средняя разница 12 %, стандартное отклонение 11,1 %, p=0,002). Устройство с более высоким значением максимальной выходной силы MFO улучшает распознавание речи в шуме для более высоких уровней громкости.
Эффективное усиление (разница в дБ между порогами слышимости по костной проводимости (ВС) in-situ и порогами слышимости при работающем слуховом аппарате)

Рис. 4. Эффективное усиление (разница в дБ между порогами слышимости по костной проводимости (ВС) in-situ и порогами слышимости при работающем слуховом аппарате) отображалось для каждого устройства как функция частоты. Усики показывают минимальные и максимальные значения, исключая выбросы. Выбросы выделены кружком, а крайние выбросы – звездочкой. Ящички располагаются от первого до третьего квартилей. Существенных различий между устройствами на любой частоте обнаружено не было.

Выбранный звуковой процессор и измерения HINT

Четкая связь между предпочтительным звуковым процессором и распознаванием речи была получена для отношения сигнал/шум (SNR) +3 дБ. Большинство выбравших Устройство B участников показали лучшее распознавание речи с этим устройством. Для ситуации SNR 0 дБ испытуемые выбрали оба устройства, несмотря на то, что процентная разница указывала на улучшение слуха при пользовании Устройством B.

Выбранный звуковой процессор и порог слышимости по костной проводимости

Устройство B оказалось предпочтительнее (n=4 для Устройства B по сравнению с n=1 для Устройств A) для участников с высокими порогами слышимости по костной проводимости BC (PTA выше 35 дБ нПС). Имеющие низкие пороги (PTA ниже 35 дБ нПС) участники выбрали Устройство A (n=10 для Устройства A по сравнению с n=4 для Устройства B). Таким образом, максимальная выходная сила звукового процессора важнее внешнего вида, если пользователь – человек с высоким порогом слышимости по костной проводимости.

Выбранный звуковой процессор и потеря слуха с противоположной стороны

Участники со слабой потерей слуха (PTA по воздушной проводимости 20–40 дБ нПС) на противоположном ухе чаще всего выбирали Устройство А (шесть из девяти), а участники с потерей слуха от средней до сильной степени (PTA по воздушной проводимости 41–70 дБ нПС) предпочли Устройство В (пять из восьми). Два участника были глухими на противоположное ухо, и выбрали Устройство А. Девять человек использовали слуховой аппарат воздушной проводимости на противоположном ухе, у десяти второго слухового аппарата не было. Устройство А в основном выбирали участники, имеющие звуковой процессор костной проводимости с одной стороны (семь из десяти), а испытуемые с двусторонним протезированием (костной проводимости + акустический слуховой аппарат) предпочли Устройство B (пять из девяти). 

Обсуждение результатов

Цель исследования – изучение субъективных и объективных характеристик звуковых процессоров костной проводимости, различающихся по размеру, весу и максимальной выходной силе MFO. Важный критерий – устройство должно быть сравнительно маленьким по размеру, но при этом достаточно мощным для того, чтобы воспроизвести как можно больший слуховой динамический диапазон. Низкий уровень максимальной выходной силы MFO в звуковых процессорах по отношению к размеру звукового процессора является хорошо известной проблемой, важно было понять преимущества более высокой MFO в звуковых процессорах костной проводимости.

Субъективная оценка

Польза в целом воспринималась одинаковой для обоих устройств. Это может быть связано с тем, что в повседневной жизни участники исследования не сталкиваются с акустическими ситуациями, когда разница максимальной выходной силы MFO дает значительное улучшение слуховых ощущений (громких уровней звука). В анкете «Шкала SSQ-12-C» ожидаемая польза от Устройства B оказалась значительно выше при локализации стационарных и движущихся источников звука. Возможно, это воспринимаемое улучшение пространственного слуха связано с более высокой MFO в Устройстве B, так как сигналы для локализации звука были либо более доступными, либо меньше искажались из-за высокого коэффициента компрессии. 

Результаты речевого теста в шуме (HINT) для невооруженного уха

Рис. 5. Результаты речевого теста в шуме (HINT) для невооруженного уха, Устройства А и Устройства В, выраженные в процентах правильно повторяемых слов. Усики показывают максимальные и минимальные значения, исключая выбросы. Выбросы обозначены кружками, а крайние выбросы – звездочками. Ящички располагаются от первого до третьего квартилей. Устройство B значительно превосходит Устройство A на уровнях 75 дБ УЗД (среднее значение 12 %) и 78 дБ УЗД (среднее значение 9 %) (p<0,05).

Выбор устройства

Одиннадцать участников на будущее выбрали звуковой процессор меньшего размера с более низкой MFO (Устройство А), причины – размер устройства и более комфортное звучание. Восемь участников решили использовать устройство большего размера, поскольку им более важно лучшее качество звука. Некоторые участники сообщили, что Устройство B издавало резкий, неприятный звук. Более высокая МФО в звуковом процессоре костной проводимости не должна вызывать дискомфорта при слушании громких звуков, ведь она в любом случае находится ниже уровня дискомфорта. Объяснить это явление можно короткими периодами опробования и тем, что участники уже привыкли к уменьшенному динамическому диапазону слуховых аппаратов из-за использования ими звукового процессора с относительно низкой MFO.

Слуховые результаты

Существенных различий между эффективностью усиления в обоих звуковых процессорах не обнаружено, то есть для них было задано одинаковое усиление для низкоуровневых звуков, а степень усиления не была переменной, 
и процессоры тестировались в равных условиях.

Оценка распознавания речи в речевом тесте на фоне шума по сравнению с невооруженным ухом ожидаемо показала значительное улучшение при использовании обоих устройств. Результаты также подтвердили улучшенное распознавание речи с помощью Устройства B по сравнению с Устройством A для двух самых высоких уровней громкости речи (75 и 78 дБ УЗД). При таких уровнях звука Устройство А из-за более низкой MFO, вероятно, находится в состоянии насыщения в большем количестве частотных диапазонов по сравнению с Устройством В. Уровень звукового давления для входного речевого сигнала, выбранный таким образом, чтобы избежать насыщения во второй полосе МFО Устройства В, составил 76 дБ УЗД (68–80 дБ УЗД, в зависимости от степени потери слуха). То есть уровни речи 75 и 78 дБ УЗД будут насыщать Устройство A в обоих диапазонах MFO для смешанных потерь слуха и создавать искажения речевого сигнала. Возможно, оно будет более выражено и слышно при уровне звукового давления 78 дБ. Этим можно объяснить явное предпочтение Устройства B теми испытуемыми, у которых слуховые результаты улучшились при использовании Устройства B на уровне звукового давления 78 дБ. Когда речь идет об улучшении разборчивости речи в громких/шумных ситуациях, пользователи однозначно выиграют от звуковых процессоров с более высокой MFO.  

Уровни речи и шума в этом исследовании были выше, чем в большинстве ситуаций общения. При их определении ученые исходили из того, что одной из важных разговорных ситуаций для пользователей слуховых аппаратов является понимание речи в шумной обстановке, и трудности, как правило, возникают именно во время разговора.

Компромисс между пользой и внешним видом

При анализе связи между улучшением распознавания речи и выбором устройства результаты тестирования самой громкой ситуации (78 дБ УЗД) показали: большинство участников, у которых улучшилось распознавание речи с помощью Устройства B, на будущее выбрали именно его. Остальные остановили свой выбор на устройстве меньшего размера. Большинство участников с улучшением распознавания речи с помощью Устройства B на первое место поставили лучшую производительность процессора, обеспеченную более высокой MFO.  

Еще один параметр принятия решения – сравнение степени потери слуха по костной проводимости. Большинство участников с большими потерями слуха по костной проводимости выбрали Устройство B, несмотря на его больший размер. Это подтверждает, более высокая MFO предпочтительнее, поскольку обеспечивает достаточный динамический диапазон для высоких степеней потери слуха. Для меньших степеней потери слуха результаты не показали четкой тенденции в выборе устройства. Степень потери слуха не играет большой роли в процессе выбора у пользователей с более низкими порогами слышимости.

Одним из факторов, который мог повлиять на эффективность использования устройств и результаты анкетирования, стала степень потери слуха в противоположном ухе, которая варьировалась от слабой до глубокой. Участники со слабой потерей слуха в противоположном ухе чаще выбирали Устройство А, а с более сильной – Устройство В. Возможно, пациенты со слабой потерей слуха в противоположном ухе не зависят от слуховых аппаратов костной проводимости в той же степени, как испытуемые с более выраженной потерей слуха в противоположном ухе.

Одна из гипотез, которую проверяли ученые, заключалась в том, что благодаря повышению максимальной выходной силы MFO слушатели получат более комфортное и естественное звучание и большую воспринимаемую пользу, поэтому, несмотря на размер, они выберут звуковой процессор с более высокой MFO. Гипотеза подтвердилась для восьми участников. В анкетах они дали высокую оценку Устройства B, показали лучшие результаты во время теста HINT при использовании Устройства B и выбрали его для дальнейшего использования. Четверо участников решили оставить себе Устройство А, несмотря на то, что в анкете они выше оценили производительность Устройства В. Некоторые испытуемые отложили принятие итогового решения о преимуществах устройств. Вероятно, что участники, которые не заметили большой разницы в производительности, выберут устройство меньшего размера, а другие будут пользоваться звуковым процессором с более высоким значением MFO, несмотря на его больший размер.

Заключение

Результаты исследования показали, что качество звука, оцениваемое после каждого периода опробования, воспринималось как одинаковое при использовании Устройства A и Устройства B. Однако прямое сравнение двух звуковых процессоров выявило: звучание слуховых аппаратов костной проводимости с более высоким значением максимальной выходной силы MFO воспринимается значительно лучше при обработке пространственной информации в ежедневных ситуациях слушания. Применение звукового процессора с более высоким значением MFO приводит к улучшению характеристик речи в шуме в громких/шумных ситуациях. Корреляция между размером и производительностью не является однозначной, на процесс выбора слухового аппарата костной проводимости влияют разные факторы. Часть пользователей выбрали более привлекательное по дизайну устройство, для них значение MFO не было так важно, особенно если они не получили ощутимой пользы в сложных ситуациях слушания. Пользователи, получившие ощутимую пользу в распознавании речи на высоких уровнях громкости, оказались готовы пожертвовать внешним видом ради лучшего качества звука. Исследование подтвердило гипотезу о том, что степень потери слуха оказывает серьезное влияние на процесс выбора. Пользователи с более высокими аудиометрическими порогами слышимости по костной проводимости выбрали звуковой процессор с более высокой MFO. Полученные результаты могут стать хорошим ориентиром, когда речь идет о поиске компромисса между внешним видом слухового аппарата, качеством звука и предполагаемой пользой, обеспечить которую способен звуковой процессор костной проводимости.

Авторы статьи:

Элин Бергиус – Слуховая организация «Абилитация и здоровье»,  регион Вестра-Геталанд, Швеция
Марианна Филипссон и Туве Розенбом – 
Oticon Medical AB, Швеция
Андре Садеги – Слуховая организация «Абилитация и здоровье», регион Вестра-Геталанд, Швеция
Журнал Otology & Neurotology, № 10-2021


Статьи для специалистов