Ru / Eng
Биометрическая калибровка: улучшенная направленность в слуховых аппаратах Phonak Virto B
В слуховых аппаратах Phonak Virto B представлена новая технология – биометрическая калибровка, которая подстраивает направленность к индивидуальной анатомии ушной раковины и тем самым оптимизирует эффективность аппаратов в шумной обстановке. Такая подстройка приводит к улучшению направленности на 2 дБ.

Введение

Когда дело касается внутриушных слуховых аппаратов, на первое место выступает их эффективность. Пребывание в шуме, возможно, является самой сложной ситуацией для людей с нарушениями слуха, а наиболее удовлетворенные пользователи – те, кто считают, что их слуховые аппараты эффективно минимизируют фоновый шум. Однако уникальные индивидуальные анатомические и аудиологические характеристики уха усложняют процесс настройки аппаратов. В слуховых аппаратах Virto B применяется специальная функция биометрической калибровки. Раньше самым индивидуальным свойством внутриушного слухового аппарата было его физическое соответствие форме наружного слухового прохода пользователя. Биометрическая калибровка использует слепок уха для индивидуализации не только корпуса слухового аппарата, но и характеристик его направленности.
 
Раньше параметром внутриушных слуховых аппаратов, показывающим направленность, была глубина размещения микрофона. У слуховых аппаратов типа «мини-канал» микрофон расположен на одном уровне – с козелком. Несмотря на то, что расчет глубины микрофона адекватный инструмент для параметризации направленности, он оказывался более точным только в случае достаточно крупных форм-факторов, например «полная раковина». Чем миниатюрнее слуховой аппарат и чем глубже расположен его микрофон, тем труднее точно параметризировать направленность. Это связано в том числе с большим влиянием анатомических структур уха на целевой сигнал.

Решить проблему помогает новый алгоритм биометрической калибровки, считывающий более 1600 уникальных точек данных со слепка уха клиента, которые сравниваются с моделью отражения звука от анатомических структур уха. Алгоритм определяет разницу между моделью и индивидуальной анатомией пользователя, рассчитывая уникальные калибровочные параметры, оптимизирующие направленность в конкретном ухе. В результате луч направленности, создающийся при попадании в шумную обстановку, оказывается более точным благодаря учету индивидуальных особенностей анатомии ушной раковины.

Эффективность любой обработки сигнала напрямую связана с используемыми деталями. Модели Virto B, обладающие направленностью, снабжены новыми микрофонами. Они чувствительны к градиенту давления (PU), долговечны и стабильны. Наш собственный технический анализ показал, что в режиме направленности уровень их шума на 10 дБ ниже (Рис. 1), чем у предшественников – микрофонов, чувствительных к давлению (PP).

Рисунок 1
Рис. 1. Уровень шума микрофона (дБ) на разных частотах.

Рисунок 2Может ли устройство (Рис. 2), направленность микрофонов которого подстраивается к индивидуальным особенностям анатомии ушной раковины, повысить эффективность слуховых аппаратов?

Оптимизированная направленность, лучше устраняющая фоновый шум, должна повысить эффективность слуховых аппаратов. Целью настоящего исследования было сравнение направленности слуховых аппаратов Virto B с функцией биометрической калибровки и их предшественников – слуховых аппаратов Virto V.

Методика

Использовали два метода исследования – верификацию и валидацию.

Верификация

Для верификационного анализа было изготовлено восемь силиконовых ушей, основанных на сканах нескольких сотен ушных слепков. Учитывались анатомические особенности, форма ушной раковины, угол ее расположения, эффект отражения. Применяли два варианта верификации – объективное измерение отношения сигнал/шум (ОСШ) и анализ графиков направленности в полярных координатах.
 
Объективные измерения ОСШ выполнялись с использованием силиконовых ушей и слуховых аппаратов Virto B90-10 и Virto V90-10. Анализ проводился в помещении акустической лаборатории, минимизирующем и уравнивающем отражения, поступающие под разными углами. Указанные модели слуховых аппаратов были выбраны для изучения различий между калибровкой глубины расположения микрофона (Virto V) и новой биометрической калибровкой (Virto B). Модели форм-фактора «10» обладают наибольшими потенциальными различиями, связанными с глубиной расположения микрофонов, в том числе микрофонов PU, используемых в моделях Virto B. Измерение ОСШ проводили с использованием фраз из теста Oldenburger Satztest (OlSa) уровнем 65 дБ(A) и фонового шума кафетерия уровнем 65 дБ(A). Исследование выполняли в двух программах:

1. StereoZoom – 12 размещенных по кругу динамиков (речь по азимуту 0°, шум по азимутам от 30° до 330°);
2. UltraZoom – 3 динамика (речь по азимуту 0°, шум по азимутам ±90°).

Рисунок 3

Рис. 3. Манекен KEMAR, помещенный в безэховую камеру для построения полярной диаграммы.

В обоих случаях применялся протокол объективного измерения ОСШ, предложенный Хагерманом и Олофсоном. В ходе второго верификационного анализа полярные диаграммы генерировались с использованием того же набора из восьми силиконовых ушей, помещенных в безэховую камеру (Рис. 3). Слуховые аппараты находились в программе UltraZoom. Каждое силиконовое ухо снабжалось слуховыми аппаратами B-10/V-10, B-312/V- 312 и B-13/V-13 – всего 48 аппаратов. UltraZoom представляет собой адаптивный формирователь направленности, автоматически корректирующий ноль для достижения максимального уровня снижения нежелательного шума. Полярные диаграммы строились в следующих условиях. Из неподвижного динамика подавался розовый шум (помеха), а модифицированный манекен KEMAR, снабженный силиконовыми ушами и слуховыми аппаратами, вращался вокруг своей оси, останавливаясь через каждые 15° для проведения измерений. Всякий раз измерялся уровень интенсивности у выхода ресивера, сравнивавшийся с уровнем интенсивности, полученным в точке 0°. Это позволяло построить пространственную модель аттенюации. Поскольку UltraZoom автоматически корректирует ноль при каждом угле, итоговый полярный график отображает максимальное затухание нежелательного шума при каждом угле.

Валидация

По завершении верификационного анализа был проведен второй этап исследований на базе головного офиса Phonak (Штефа, Швейцария) и операционного центра Phonak (Аврора, штат Иллинойс). Цель валидации заключалась в том, чтобы определить, будут ли улучшения, наблюдаемые в отношении направленности во время верификации, подтверждены субъективно людьми с нарушениями слуха. К исследованию были привлечены 35 опытных пользователей слуховых аппаратов с умеренной/умеренно-тяжелой тугоухостью. Каждому были подобраны слуховые аппараты Virto B90-10 или 312, а также Virto V90-10 или 312, с мощными ресиверами и акустически оптимизированными вентами (AOV).
 
Все испытуемые пользовались аппаратами Virto B в домашних условиях в течение двух недель, после чего они заполняли «Анкету по слуховому комфорту». Участники исследования оценивали различные варианты акустической обстановки (собственный голос, речь в тишине и речь в шуме) с точки зрения восприятия громкости и качества звучания.

Результаты

Верификация. На Рис. 4 представлены результаты измерения ОСШ в программе UltraZoom. Для всех восьми ушей отмечено среднее повышение ОСШ на 2,62 дБ для слуховых аппаратов Virto B90-10 по сравнению с Virto V90-10.

Рисунок 4
Рис. 4. График, отображающий значения ОСШ с аппаратами Virto V90-10 и Virto B90-10 в программе UltraZoom с тремя динамиками (внизу справа). Фразы OLSa 0˚, шум кафетерия ±90˚.


Результаты измерения ОСШ в программе StereoZoom (Рис. 5). Для всех восьми ушей отмечено среднее повышение ОСШ на 0,8 дБ для слуховых аппаратов Virto B90-10 по сравнению с Virto V90-10. Несмотря на возможную статистическую значимость, данные результаты не признаны клинически значимыми.

Рисунок 5
Рис. 5. График, отображающий значения ОСШ с аппаратами Virto V90-10 и Virto B90-10 в программе StereoZoom с 12 динамиками (вверху справа). Фразы OLSa 0˚, шум кафетерия от 30˚ до 330˚.


На Рис. 6 представлены результаты построения полярных диаграмм, отображающих среднюю пространственную аттенюацию в диапазоне частот от 100 до 6000 Гц. Усреднение выполнено по задним полусферам для всех восьми устройств. Максимальная аттенюация достигала -18,11±0,96 дБ для Virto B-10 и -15,96±1,08 дБ для Virto V-10. Среднее различие без учета допустимого отклонения составило 2,15 дБ.

Рисунок 6
Рис. 6. Совмещенные широкополосные частотные характеристики слуховых аппаратов Virto V90-10 (слева) и Virto B90-10 (справа) в программе UltraZoom. Результаты отображают картину пространственной аттенюации в диапазоне 100-6600 Гц.


Валидация. После объединения результатов анкетирования из обоих учреждений, данные пяти участников были исключены, так как им не встречалась ситуация «речь в шуме». Согласно полученным данным (Рис. 7), более 60 % испытуемых, пользовавшихся слуховыми аппаратами Virto B, оценили качество звука в ситуации «речь в шуме» как «очень естественное» или «чрезвычайно естественное».

Рисунок 7

Рис. 7. Объединенные результаты анкетирования, проведенного в Швейцарии и США. Ответы на вопрос о естественности звучания в ситуации «речь в шуме».

Более 80 % участников исследования оценили четкость в ситуации «речь в шуме» как «очень четко», «четко» или «умеренно четко». Также более 80 % испытуемых оценили четкость собственного голоса как «чрезвычайно четкий» или «четкий». Эти оценки относятся к более чем 70 % испытуемых, оценивших общую удовлетворенность слуховыми аппаратами как «удовлетворен» или «очень удовлетворен».

Заключение

Слуховые аппараты Virto B используют анатомические особенности уха для оптимизации показателей направленности. Причем Virto B – не только биометрическая калибровка, в них используются новые микрофоны PU, платформа Belong и операционная система AutoSense OS. Результаты представленного исследования показали, что аппараты с биометрической калибровкой обеспечивают улучшение показателей направленности в среднем на 2 дБ по сравнению с аппаратами предыдущего поколения.

Рейчел К. Бишоп
Специалист по слуховым аппаратам в отделе внутриушных слуховых
аппаратов компании Phonak AG (Штефа, Швейцария).


Материал предоставлен брендом Phonak




Оборудование:

Статьи для специалистов

Слуховые аппараты Tango. Персонализированная настройка для каждого клиента
Новые разработки «Исток-Аудио» для инклюзивного образования