Закрыть открытое ухо: эффективный метод улучшения понимания речи
Использование закрытого ушного вкладыша при подборке и настройке слухового аппарата может положительно повлиять на понимание речи в шуме, даже несмотря на то, что субъективное восприятие звучания собственного голоса при этом способно измениться в худшую сторону. Современные алгоритмы обработки сигнала, например Own Voice Processing бренда Signia, помогают пользователю слуховых аппаратов нивелировать это негативное явление и даже улучшить соотношение сигнал/шум в описанных выше ситуациях.
В специализированной литературе есть крайне мало сведений о первых опытах использования технологии открытого протезирования. Известно, что начались они сразу после того, как в 1960-е годы появились слуховые аппараты CROS. Специалисты выяснили, что открытые ушные вкладыши (или только трубочки), используемые для этого типа аппаратов, могут применяться и для ипсилатерального (с той же стороны) высокочастотного усиления. Позже интерес к открытому протезированию на некоторое время заметно снизился, а стимулом для его возрождения стало повсеместное распространение внутриушных слуховых аппаратов.

В начале 2000-х годов специалисты сформулировали четыре главных фактора развития технологии открытого протезирования:

1. «Джокер» в виде маленьких заушных слуховых аппаратов.
2. Возможность почти невидимого протезирования с помощью тонкой трубочки.
3. Предварительно изготовленные ушные вкладыши.
4. Системы подавления обратной связи, которые позволили обеспечить приемлемое усиление для открытого протезирования.

Несмотря на потенциальные преимущества, открытое протезирование (как и многое, связанное со слухопротезированием) невозможно без поиска компромисса. Так, если у пациента большая потеря слуха на низких частотах, то иногда бывает невозможно добиться желаемого усиления в данном диапазоне. В этом случае приходится использовать максимальное возможное усиление, которое приводит к таким нежелательным последствиям, как повышение собственного шума микропроцессора, увеличение энергопотребления и появление искажений. В результате снижается слышимость, что часто означает ухудшение разборчивости. Все это может создавать проблемы при использовании беспроводных функций, например во время разговора по телефону, который и так всегда отличается пониженной четкостью.
 
Еще одна проблема связана с усовершенствованными алгоритмами обработки сигнала в слуховом аппарате, в частности, с цифровым подавлением шума и технологией направленности. В качестве примера рассмотрим цифровое подавление шума. В большинстве случаев нежелательный шум является низкочастотным. Но при открытом протезировании усиление на низких частотах – минимально, при этом разница между речью и шумом (польза цифрового подавления шума) не может быть больше усиления, предоставляемого для речи в тишине. Другими словами, вы не можете подавить то, чего не существует.
 
Нужно помнить о том, что открытый ушной вкладыш позволяет проникать низкочастотному шуму напрямую к барабанной перепонке практически без приглушения. Представьте себе пользователя слуховых аппаратов, в которых активирован мощный алгоритм цифрового подавления шума, позволяющий снижать низкочастотный шум на 10 дБ. Этот человек пользуется своими аппаратами на многолюдном празднике с уровнем фонового шума (преимущественно низкочастотного) в 80 дБ УЗД. Какой уровень шума он будет ощущать у барабанной перепонки – 70 или 80 дБ УЗД? К сожалению, при открытом протезировании этот уровень будет равен примерно 80 дБ (Рисунок 1). На рисунке показана величина цифрового подавления шума в реальном ухе при открытом протезировании для слухового аппарата, который при закрытом протезировании демонстрирует одну и ту же величину цифрового подавления шума на всех частотах. Обратите внимание на то, что в области средних и высоких частот польза цифрового подавления шума составляет 10-15 дБ, при этом на частоте 1000 Гц и ниже воздействие его воздействие незначительно, хотя здесь оно необходимо в первую очередь.

Рисунок 1
Рисунок 1. Ответ реального уха при работающем слуховом аппарате (REAR) для речевого и шумового сигнала громкостью 65 дБ при выключенном (DNR-Off) и включенном (DNR-On) цифровом подавлении шума. Нижняя кривая на графике показывает частотно-специфичную величину цифрового подавления шума (разницу между двумя измерениями REAR). Измерения проводились для слухового аппарата, который имел относительно одинаковую величину цифрового подавления шума на всех частотах при закрытом ушном вкладыше


Аналогичные принципы применимы и к технологии направленности. Результаты исследования, в котором оценивалась работа 14 слуховых аппаратов для открытого протезирования, показали, что средний индекс направленности был равен всего 2 дБ. Это значение отличается от среднего индекса направленности, составляющего более 4 дБ, который был получен в тех же лабораторных условиях при испытании слуховых аппаратов для закрытого протезирования. То есть улучшение отношения сигнал/шум при распознавании речи с помощью направленной обработки сигнала для открытого ушного вкладыша составило половину от значения, которое обычно наблюдалось в ходе исследований, проводившихся для закрытого ушного вкладыша.

Потенциальное преимущество открытого протезирования заключается в том, что оно улучшает звук собственного голоса. Но неужели для того, чтобы добиться этого, придется практически отказаться от цифрового подавления шума и направленной технологии? Существует ли возможность все это совместить?

Существует! Некоторое время назад разработчики бренда Signia создали алгоритм Own Voice Processing. Он предназначен для того, чтобы автоматически обнаруживать собственный голос пользователя и немедленно изменять усиление и ВУЗД слухового аппарата. Это позволяет сделать звучание голоса более естественным, что подтверждено клиническими исследованиями. Положительное воздействие алгоритма лучше всего иллюстрируют результаты, которые сравнивают оценки удовлетворенности звуком собственного голоса для включенного алгоритма при закрытом протезировании с оценками двух конкурирующих слуховых аппаратов, предназначенных для открытого протезирования. Звуком собственного голоса довольны остались 86 % пользователей слухового аппарата Signia, для других аппаратов этот показатель составил 58 % и 37 %.

Получается, что при использовании алгоритма Own Voice Processing в большинстве случаев пациенты не получают дополнительной пользы от открытого протезирования. Возникает вопрос: действительно ли применение закрытого ушного вкладыша улучшает понимание речи, как этого можно было бы ожидать? Ответ – в результатах клинического исследования.

Методика клинического исследования

Участники исследования – 20 человек с двусторонней потерей слуха слабой и средней степени (средний возраст 74 года, 10 мужчин и 10 женщин). Все они имеют симметричную круто ниспадающую конфигурацию потери слуха, при этом средние значения на аудиограмме варьируются от 26 дБ на частоте 500 Гц до 66 дБ на частоте 4000 Гц.

Процедура исследования. Участники прошли бинауральное протезирование слуховыми аппаратами Pure 7Nx бренда Signia, запрограммированными с помощью алгоритма Nx-fit для опытных пользователей. Все функции, за исключением частотного понижения, были активированы и настроены по умолчанию. Экспериментальные тесты проводились для четырех разных видов связи слухового аппарата с ухом:

1. Открытые ушные вкладыши Signia.
2. Вкладыши click sleeves Signia с вентом.
3. Закрытые вкладыши click sleeves Signia.
4. Индивидуально изготовленные канальные ушные вкладыши без вента.

Каждому участнику были подобраны три системы связи бренда Signia. Использовался целевой речевой материал из Ольденбургского фразового теста (OLSA), все фразы имели следующую структуру: подлежащее – сказуемое – числительное – прилагательное – дополнение (например, «Роберт покупает пять красных цветков»). Фоновым конкурирующим сигналом был стандартный шум OLSA «говор нескольких голосов», который случайным образом предъявлялся из семи динамиков, окружающих слушателя.
 
Тесты проводились в стандартных аудиометрических условиях. Схема презентации целевого и конкурирующего материала состояла из восьми динамиков, окружающих участника и распложенных в пространстве с шагом 45°, начиная от 0° (45°, 90°, 135° и т.д.). Участник сидел в центре помещения на расстоянии 1,5 метров от всех динамиков, при этом его лицо было обращено к динамику, расположенному по азимуту 0° (использовался для презентации целевых фраз). Конкурирующие сигналы предъявлялись из семи других динамиков. Они были калиброваны таким образом, чтобы иметь один и тот же уровень звука 65 дБ УЗД в месте расположения участника. Громкость поддерживалась неизменной на всем протяжении исследования.

При проведении тестов на понимание речи целевые фразы на фоне конкурирующего шума предъявлялись адаптивно, согласно стандартной процедуре проведения теста OLSA. Размер шага автоматически уменьшался по мере проведения теста; также автоматически рассчитывались пороги понимания речи в шуме SRT-50. Порядок предъявления фраз для оценки четырех разных систем связи слухового аппарата с ухом был единым, а их выбор – случайным.

Прежде чем проводить тесты на понимание речи, для каждого уха и для каждой из четырех систем связи с ухом при помощи международного тестового сигнала ISTS с уровнем 65 дБ УЗД был измерен ответ реального закупоренного уха (REOR). Это было сделано для того, чтобы удостовериться, что все четыре системы имеют разную герметичность посадки. Результаты показаны на Рисунке 2.

Рисунок 2
Рисунок 2. Рассчитанное среднее усиление в реальном закупоренном ухе (REOG, по вертикали) (n=40 ушей) для четырех разных систем связи слухового аппарата с ухом


Итоги измерения REOR (ответа реального закупоренного уха) оказались абсолютно предсказуемыми. Например, если посмотреть на среднее усиление в реальном закупоренном ухе (REOG) при открытом протезировании, можно увидеть, что оно в точности отражает хорошо известное среднее усиление в реальном невооруженном ухе (REUG) с пиковой величиной 17 дБ на частоте 2700 Гц. Это говорит о том, что протезирование является действительно открытым. При постепенном переходе к более закрытым системам заметнее становится систематическое снижение остаточного REUG. И, наконец, в случае самой закрытой системы, а именно индивидуально изготовленного ушного вкладыша, будет видно не только полное исчезновение REUG, но и выраженное действие приглушения (значения REOG ниже уровня входного сигнала). Эти результаты показывают, что действительно тестировались разные системы связи слухового аппарата с ухом, имеющие различную степень окклюзии.

Результаты исследования

Все участники прошли речевой тест OLSA при помощи четырех разных систем связи слухового аппарата с ухом. Затем были подсчитаны пороговые значения распознавания речи SRT-50. Дисперсионный анализ (ANOVA с коррекцией Гринхауса-Гейсслера) показал статистически значимую разницу между четырьмя разными системами связи слухового аппарата с ухом (F [2,07, 39,36] = 50,31, p<0,001). Анализ post-hoc с коррекцией Бонферрони продемонстрировал значимую разницу между открытой системой и остальными системами (p<0,001), а также значимую разницу между click sleeve с вентом и закрытым click sleeve с одной стороны, и индивидуально изготовленным ушным вкладышем с другой (p<0,005). Разница между закрытым вкладышем click sleeve и click sleeve с вентом не была значимой.
 
На Рисунке 3 показаны средние значения отношения сигнал/шум для разных систем связи слухового аппарата с ухом. Полученные результаты демонстрируют ту же тенденцию, что и значения REOG на Рисунке 2. По мере того, как система связи становится все более закрытой, пороги разборчивости речи SRT-50 улучшаются. При переходе от самой открытой к самой закрытой системе среднее преимущество достигает величины 3 дБ отношения сигнал/шум.

Рисунок 3

Рисунок 3. Средние величины, 1-й и 3-й квартили порога разборчивости речи SRT-50 теста OLSA для четырех разных систем связи слухового аппарата с ухом


Наряду со средними величинами полезно изучить и среднее усиление в реальном ухе. Рисунок 4 показывает разницу (преимущество), полученную для каждого участника исследования при помощи открытого и закрытого вкладыша (для порога разборчивости речи SRT-50). Польза от применения закрытого ушного вкладыша наблюдается для всех участников. Почти во всех случаях преимущество закрытого вкладыша составило 3-4 дБ, а в некоторых – превысило 5 дБ. Важно отметить, что даже при открытом протезировании наблюдается значительное улучшение отношения сигнал/шум при использовании технологии узкой направленности по сравнению с всенаправленным режимом. В отличие от этого, представленные здесь значения отражают увеличение пользы при закрытом протезировании. Например, типичный пациент может получать пользу от узконаправленного режима величиной 3 дБ отношения сигнал/шум при открытом протезировании. Если он получит пользу величиной 5 дБ при закрытом протезировании, то общая польза узкой направленности может увеличиться до 8 дБ отношения сигнал/шум.

Рисунок 4

Рисунок 4. Индивидуальная разница отношения сигнал/шум для порогов SRT-50 участников между открытым вкладышем и закрытым индивидуально изготовленным вкладышем. Представленные значения отражают преимущество в дБ отношения сигнал/шум для закрытого уха по сравнению с открытым


Заключение

Результаты исследования доказывают, что система связи слухового аппарата с ухом, которую выбирает сурдоакустик, может существенно повлиять на последующее понимание речи в шуме для пациента. На Рисунке 3 показано, что среднее дополнительное преимущество отношения сигнал/шум при закрытом протезировании составило 3 дБ. Важно объяснить значимость этого показателя. Для речевого теста, который использовался в данном исследовании, каждое повышение отношения сигнал/шум на 1 дБ соответствует улучшению понимания речи примерно на 17 %. Это значит, пациент, спротезированный закрытым, а не открытым способом, будет понимать речь на 50 % лучше в некоторых шумных акустических ситуациях. Это может значительно улучшить его социальную активность пациента.
 
Последние 15 лет наблюдается стремительное развитие технологии открытого протезирования. Действительно, для некоторых из них оно улучшает качество звука собственного голоса. Однако если такого же результата можно добиться при помощи специального алгоритма обработки сигнала в слуховом аппарате (в частности, Own Voice Processing), то открытое протезирование уже не нужно, и можно использовать более закрытую систему связи слухового аппарата с ухом. Известно, что цифровое подавление шума и направленная технология лучше действуют при закрытом ухе. Исследование, приведенное в статье, убедительно это доказывает.  Используя во время настройки слухового аппарата закрытый вкладыш, сурдоакустик может добиться существенного улучшения понимания речи для своего клиента.

Матиас Фрелих
директор по аудиологическому маркетингу
Вероника Литтман
руководитель группы разработки аудиологических систем
компании Sivantos (Германия)


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.