Опубликовано: 09.11.2021
Слуховой аппарат Xceed компании Oticon. Результаты клинических исследований
Исследование, которое проводили в больнице университета Эребру в Швеции, посвящено изучению влияния слухового аппарата Xceed компании Oticon и функции OpenSound Navigator на распознавание речи, усилия слушания и способность сначала запоминать слова в условиях мешающего окружающего шума, а затем вспоминать (далее – запоминание) взрослыми людьми с сильной и глубокой потерей слуха.
Выяснилось, что применение OpenSound Navigator позволяет слушателям лучше справляться с сильным фоновым шумом при достижении того же уровня разборчивости речи. Испытуемые прилагают значительно меньше усилий при восприятии речи в шуме, если в их аппаратах активирована функция OpenSound Navigator. Сравнение Xceed со слуховым аппаратом Dynamo показало, что участники исследования быстрее вспоминали слова, услышанные недавно. Использованная в слуховых аппаратах Xceed технология BrainHearing помогает обеспечить лучший доступ к речи с меньшими слуховыми усилиями.

Введение

Плохое понимание речи – одно из наиболее распространенных негативных последствий нарушения слуха. Острее всего оно проявляется у людей с сильной и глубокой степенью потери слуха и обычно связано с такими проявлениями, как более широкий слуховой фильтр, ведущий к ухудшению временного и спектрального разрешения, уменьшенный динамический диапазон и феномен усиленного нарастания громкости (ФУНГ). Нахождение оптимального усиления слухового аппарата имеет решающее значение, при этом оно может стать очень сложной задачей. Например, люди с сильной и глубокой потерей слуха нуждаются в большем усилении, чем люди с меньшей степенью потери слуха, при этом они более чувствительны к громким звукам, которые достигают уровня дискомфорта. Вероятно, при протезировании этих людей нельзя будет добиться хорошего понимания речи даже в тишине. Поэтому польза, которую человек с сильной и глубокой потерей слуха может получить от своего слухового аппарата, напрямую зависит от индивидуального качества остаточного слуха.

Преимущества технологии BrainHearing в слуховых аппаратах Opn и Opn S компании Oticon  доказаны в ходе многочисленных научных исследований, участие в которых принимали люди со слабой и средней потерей слуха: улучшенное понимание речи, снижение усилий слушания при ее распознавании и лучшее запоминание речи, слышимой в шуме. При этом существует совсем немного исследований, нацеленных на изучение пользы слуховых аппаратов для людей с сильной и глубокой потерей слуха. Специалисты из больницы университета Эребру (Швеция) попытались выяснить, какие преимущества слуховой аппарат Xceed и функция OpenSound Navigator могут предложить для этой группы пользователей.

Методика проведения

Участники

В исследовании участвовали 18 человек (средний возраст 45,6 года в диапазоне от 28 до 70 лет). У всех – симметричная сенсоневральная потеря слуха от сильной до глубокой степени (среднее значение PTA 84,0 дБ нПС, диапазон от 70 до >100 дБ, Рисунок 1), они регулярно пользуются слуховыми аппаратами. Все – носители шведского языка и имеют нормальное или скорректированное до нормального зрение, ни у одного из них нет сопутствующих заболеваний, которые могут повлиять на реакцию расширения зрачка. Все участники получили удовлетворительные показатели когнитивной функции во время прохождения теста «Монреальская когнитивная оценка (MoCA)» на родном языке.

Схема и условия проведения тестов

Схема проведения (Рисунок 2) была одинаковой для всех тестов. Участники сидели в центре звукоизолированной кабины. Целевые фразы, выбранные из шведского речевого теста в шуме, предъявлялись спереди. В качестве фонового шума использовался «говор четырех голосов» с уровнем шума в 67 дБ (А).

Сравнение проводилось с включенной функцией OpenSound Navigator в слуховом аппарате Xceed и с выключенной. Для теста на запоминание дополнительно использовались мощные заушные слуховые аппараты Dynamo с максимальным шумоподавлением.

Проведение тестов

Распознавание речи

Для каждого теста был получен порог распознавания речи, определяемый как отношение сигнал/шум, необходимое для достижения 80 % разборчивости речи в шуме. Это отношение показывает разницу между уровнем целевой речи и уровнем фонового шума. Чем выше отношение сигнал/шум, тем хуже показатели распознавания речи. Здесь уровень предъявления речи изменялся на основе адаптивной процедуры. Учитывая значительные проблемы понимания речи в шуме, уровень разборчивости речи был определен как 80 %, чтобы сложность задания соотносилась с возможностями людей с сильной и глубокой потерей слуха.

Рис. 1

Рис. 1. Средние тональные пороги слышимости для всех участников.
Планка погрешностей означает стандартное отклонение.

Усилия слушания 

Усилие слушания измерялось субъективно и объективно во время теста распознавания речи. Уровни предъявления речи и шума были зафиксированы при помощи индивидуальных отношений сигнал/шум, эквивалентных порогам распознавания речи с выключенной функцией OpenSound Navigator. Для получения субъективной оценки участников попросили проанализировать свое усилие слушания по шкале от 1 до 10. Одновременно с помощью прикрепленного к голове айтрекера регистрировалась реакция расширения зрачка, которая определялась относительно базового размера (размера зрачка при слушании фонового шума) для каждого испытуемого. Меньший размер зрачка во время выполнения задания означал меньшее усилие.

Запоминание

При выполнении теста на запоминание нужно было повторить последнее слово после прослушивания каждого предложения и после прослушивания списка из семи предложений, а затем вспомнить в любом порядке как можно больше последних слов в этих предложениях (Рисунок 3). Уровни сложности соответствовали порогам распознавания речи с выключенной функцией OpenSound Navigator, полученным в тесте распознавания речи.

Процедура

Исследование проводилось в два этапа. Сначала испытуемым сделали тональную аудиометрию и спротезировали заушными слуховыми аппаратами Xceed. С помощью алгоритма DSE были настроены две программы прослушивания: с включенной функцией OpenSound Navigator и с выключенной. Параметры настройки слухового аппарата были скорректированы в соответствии с индивидуальными предпочтениями, также была активирована функция предотвращения обратной связи OpenSound Optimizer. Для проверки правильности предписанного усиления были проведены измерения в реальном ухе. В течение двух недель участники привыкали к новым слуховым аппаратам, после чего они приступили ко второй части исследования. Были проведены тесты на распознавание речи, усилия слушания и запоминание. Также участники сравнили возникновение обратной связи и уровень усталости от использования слуховых аппаратов Xceed и их собственных аппаратов. Были заданы следующие вопросы: «Как часто при опробовании тестовых слуховых аппаратов возникала обратная связь?» и «Насколько сильно вас раздражает обратная связь тестовых слуховых аппаратов по сравнению с вашими собственными аппаратами?». 

Рис.2

Рис. 2. Схема проведения тестов. Целевые фразы предъявляются спереди. Шум «говор четырех голосов» предъявляется из четырех колонок, расположенных по азимуту ±90° и ±135°

Результаты и обсуждение

Распознавание речи

Общие пороги распознавания речи (медианные значения) с включенной функцией OpenSound Navigator™ (отношение сигнал/шум 7,9 дБ) оказались значительно лучше, чем с выключенной (отношение сигнал/шум 9,4 дБ), t (17) = = 0,19, p <0,01.

Рис. 3

Рис. 3. Пример тестового списка для проверки уровня запоминания.

При детальном анализе было обнаружено, что результаты участников сильно различаются (Рисунок 4), однако это не редкость для данной группы пользователей. Пороги распознавания речи, усредненные по обоим тестовым условиям, находились в диапазоне примерно от +2 дБ до +22 дБ отношения сигнал/шум. Некоторым участникам для достижения 80 % разборчивости речи потребовалось более выгодное отношение сигнал/шум (+20 дБ и даже больше), когда уровень речи был намного выше, чем уровень фонового шума. Этот факт может быть связан с качеством их остаточного слуха.

Причина такого большого разброса заключается в том, что преимущества от применения OpenSound Navigator могут сильно различаться. На Рисунке 5 показано преимущество OpenSound Navigator с точки зрения доступности речевой информации, оцененной с помощью индекса разборчивости речи SII в диапазоне отношения сигнал/шум. Этот индекс обычно используется для прогнозирования эффективности распознавания речи. На Рисунке 5 видно, насколько больше речевой информации может предоставить включенная функция OpenSound Navigator по сравнению с выключенной при разных отношениях сигнал/шум, особенно на фоне шума из этого исследования для слушателей с сильной и глубокой потерей слуха. OpenSound Navigator предназначена для улучшения речи в шуме, ее эффект зависит от сложности акустической ситуации. По мере увеличения отношения сигнал/шум улучшение индекса разборчивости речи SII, предоставляемого OpenSound Navigator, уменьшается. На фоне шума, используемого в этом исследовании, система подавления шума в OpenSound Navigator оказывает минимальное влияние, когда отношение сигнал/шум равно 15 дБ и выше (Рисунок 5). Это может означать, что участники, которым требовалось высокое отношение сигнал/шум для достижения 80 % разборчивости речи, получили бы небольшую пользу от OpenSound Navigator.

Рис.4

Рис. 4. Индивидуальные пороги распознавания речи, усредненные для обоих тестовых условий

Для дальнейшего изучения преимуществ данной функции в ситуациях, когда система шумоподавления в OpenSound Navigator активирована, был проведен субанализ результатов 11 участников, у которых пороги разборчивости речи с включенной функцией OpenSound Navigator равнялись 15 дБ или ниже. Выяснилось, что общий порог разборчивости речи был значительно ниже при активированной OpenSound Navigator, t (10) = 3,5, p <0,01 (Рисунок 6), и это подтверждают данные всех участников. Кроме этого, при выключенной OpenSound Navigator™ речь в шуме должна быть почти на 2 дБ громче, чтобы достичь контрольных 80 % разборчивости речи, чем при включенной OpenSound Navigator. Данная функция позволяет слушателям справляться с более громким шумом. Далее для каждого участника оценивались два значения индекса разборчивости речи SII на основе порогов разборчивости речи, полученных при включенном и выключенном OpenSound Navigator. Среднее значение индекса с выключенной OpenSound Navigator для всех участников составило примерно 57 %, а с включенной OpenSound Navigator – примерно 68 %.


Обсуждение

Значения индекса разборчивости речи SII показывают, что OpenSound Navigator очищает речевой сигнал от шума, улучшая отношение сигнал/шум, и предоставляет больше речевой информации. Функция значительно повышает пороги распознавания речи. Это позволяет предположить, что участники могли справиться с фоновым шумом, на 2 дБ большим, чтобы достичь того же уровня разборчивости речи, когда OpenSound Navigator была активирована. Значительное улучшение порогов разборчивости речи с активированной OpenSound Navigator™ соответствует увеличению понимания речевой информации до 10 %. Кроме этого, был обнаружен значительный разброс порогов разборчивости речи, который, возможно, влияет на то, насколько большее преимущество можно получить от OpenSound Navigator.


Рис.5  Рис.6 
     Рис. 5. Оценочный индекс разборчивости речи SII в зависимости от отношения сигнал/шум при включенной и выключенной OpenSound Navigator.

     Рис. 6. Результаты теста распознавания речи. Число в каждом столбике обозначает средние пороги разборчивости речи (в дБ отношения сигнал/шум) для участников, включенных в субанализ соответствующего тестового условия (n = 11)


Значения индекса разборчивости речи SII показывают, что OpenSound Navigator очищает речевой сигнал от шума, улучшая отношение сигнал/шум, и предоставляет больше речевой информации. Функция значительно повышает пороги распознавания речи. Это позволяет предположить, что участники могли справить ся с фоновым шумом, на 2 дБ большим, чтобы достичь того же уровня разборчивости речи, когда OpenSound Navigator была активирована. Значительное улучшение порогов разборчивости речи с активированной OpenSound Navigator™ соответствует увеличению понимания речевой информации до 10 %. Кроме этого, был обнаружен значительный разброс порогов разборчивости речи, который, возможно, влияет на то, насколько большее преимущество можно получить от OpenSound Navigator.

Усилия слушания

Субъективное измерение (Рисунок 7). Субъективная оценка усилий слушания была ниже при включенной OpenSound Navigator по сравнению с выключенной, F (1, 10) = 3,4, p <0,01. Это соответствует снижению воспринимаемого слухового усилия на величину до 10 %. 

Рис. 7

Рис. 7. Результаты субъективного измерения слухового усилия (n = 18). Число в каждом столбике означает среднее субъективно воспринимаемое усилие слушания для соответствующего тестового условия.


Объективное измерение. Реакция зрачка измерялась для каждого участника. Предварительные результаты: среднее расширение зрачка у участников было меньше при включенной OpenSound Navigator (0,037 мм) по сравнению с выключенной (0,053 мм). Объективные измерения показали аналогичную тенденцию (уменьшение расширения зрачка с использованием OpenSound Navigator), при этом разница между включенной и выключенной OpenSound Navigator не достигла статистической значимости (p> 0,05). Вероятно, это связано с широким разбросом результатов распознавания речи, а также с ограниченными преимуществами данной функции для некоторых участников. 

Запоминание

В тесте на запоминание качество целевой речи, оставшейся в памяти участников, частично зависит от ее слышимости. Тест на распознавание речи показал, что некоторые испытуемые имели пороги распознавания речи с отношением сигнал/шум +15 дБ и выше, когда уровень шума был относительно низким по сравнению с уровнем речи. Это может быть признаком того, что достижение хорошей слышимости и разборчивости речи остается для этих людей сложной задачей. В слуховом аппарате Xceed есть функция OpenSound Optimizer для оптимальной слышимости с постоянным усилением и функция OpenSound Navigator для улучшения понимания речи в шуме. Чтобы продемонстрировать возможности слухового аппарата Xceed, были проанализированы дополнительные условия испытаний. Результаты теста на запоминание при использовании слуховых аппаратов Xceed с включенной OpenSound Navigator сравнивались с работой слуховых аппаратов Dynamo с максимальным шумоподавлением. Также изучалось влияние OpenSound Navigator (включенная функция по сравнению с выключенной). Было проанализировано количество слов, запомненных участниками исследования, из долговременной памяти (Рисунок 3, предложения 1 и 2) и краткосрочной памяти (Рисунок 3, предложения 6 и 7). При сравнении включенной и выключенной OpenSound Navigator в слуховых аппаратах Xceed существенных различий в результатах обнаружено не было. При сравнении слуховых аппаратов Xceed с включенной OpenSound Navigator и слуховых аппаратов Dynamo с максимальным шумоподавлением количество запомненных слов из краткосрочной памяти было значительно лучше, F (3, 147) = 19,4, p = 0,00 (Рисунок 8). Это согласуется с увеличением количества запомненных слов и краткосрочной памяти на величину до 15 %. Считается, что чем больше слов запоминает человек, тем выше скорость восприятия речи, и тем быстрее она передается в рабочую память для дальнейшей обработки и хранения. Это может быть связано с более четким восприятием целевой речи благодаря слуховым аппаратам Xceed. Какой-либо значительной разницы в количестве слов, сохранившихся в долговременной памяти, при использовании аппаратов Xceed и Dynamo обнаружено не было.

Рис. 8

Рис. 8. Результаты теста, показывающие количество запомненных слов (в процентах) из долговременной и краткосрочной памяти для каждого условия (n = 18).

После двухнедельного тестирования участники оценили возникновение обратной связи и усталость от пользования новыми аппаратами по 5-балльной шкале: гораздо реже/раздражает (-50), несколько реже/раздражает (-25), без разницы (0), несколько чаще/раздражает (25) и гораздо чаще/ раздражает (50). Сравнивая свои аппараты с Xceed, испытуемые сообщили о меньшем возникновении обратной связи и появлении чувства усталости (средние оценки -14,7 и -6,5 соответственно).

Интерпретация и последствия

Тест на распознавание речи продемонстрировал значительное улучшение понимания речи в шуме при использовании OpenSound Navigator. Чтобы показать, что функция предоставляет дополнительную речевую информацию в диапазоне отношения сигнал/шум, обеспечивает более четкое представление речевого сигнала в шуме, были рассчитаны индексы разборчивости речи SII. Также OpenSound Navigator снижает усилия слушания. По сравнению со слуховыми аппаратами Dynamo аппараты Xceed способствуют более эффективному запоминанию новых слов. Речь воспринимается легче, она быстрее передается в рабочую память, что позволяет лучше вспоминать только что услышанные слова.

Рис. 9

Рис. 9. Концептуальная модель, показывающая разные уровни обработки входного речевого сигнала.


Люди со значительными нарушениями слуха испытывают определенные сложности во время общения с окружающими. Для того чтобы хорошо понимать собеседников, им требуются дополнительные визуальные подсказки,  например чтение по губам. Известно, что имеющаяся в слуховых аппаратах Opn и Opn S функция OpenSound Navigator позволяет значительно снизить усилия, затрачиваемые на коммуникацию. Аналогичную пользу от аппаратов Xceed имеют пользователи с сильной и глубокой потерей слуха. Получая более качественный доступ к речи, они затрачивают меньше усилий для того, чтобы слышать и понимать собеседников. Этот факт подтверждается большим количеством только что услышанных и запомненных слов.

Обработка речи состоит из ряда сложных когнитивных процессов, она создает особые проблемы в условиях шума для людей с потерей слуха. Результаты исследования наглядно показывают, что новые функции слуховых аппаратов компании Oticon поддерживают преимущества технологии BrainHearing для разных групп пользователей. Применение BrainHearing связано с распознаванием речи, усилием слушания и памятью, которые являются важными аспектами процесса обработки речи (Рисунок 9). За счет получения оптимального речевого сигнала существует реальная возможность сделать разные уровни обработки речи более простыми и быстрыми, предоставив, таким образом, пользователям дополнительные преимущества.

Доктор Элейн Хой Нинг Нг
старший аудиолог-исследователь,
Oticon A/S, Дания

Доктор Оса Скагерстранд
Центр аудиологических исследований,
больница университета Эребру, Швеция



Статьи для специалистов