В какой момент у слабослышащего человека возникает тяжелая или граничащая с глухотой потеря слуха, точно определить невозможно. Например, Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) считает, что пороговые значения от 61 до 80 дБ нПС относятся к тяжелой потере слуха, а значения с 81 дБ нПС — глубокой потере слуха, граничащей с глухотой (эти значения опираются на средний порог слышимости при тональной аудиометрии на частотах 500, 1000, 2000 и 4000 Гц). Однако использование значений порогов слышимости по тональной аудиометрии не позволяет определить снижение способности понимать речь в сложных ситуациях. При данном виде потери слуха сильно повреждены как наружные волосковые клетки, так и большая часть внутренних. Это приводит к потере не только слышимости (чувствительности), но и частотной избирательности.
Разница между этими двумя характеристиками потери слуха и их влиянием на требования к обработке сигнала в слуховых аппаратах представлена на Рисунке 1. Это упрощенное представление отклонения базилярной мембраны под действием двух бегущих волн, которые кодируют два звука с близко расположенными друг к другу частотами. С учетом разделения полос с критической шириной верхний график показывает, что в здоровой улитке наблюдается достаточно резкое отклонение базилярной мембраны, необходимое для того, чтобы разрешать звуки по отдельности, или для того, чтобы их можно было воспринимать как отдельные звуки. Средний график показывает последствия повреждения наружных волосковых клеток для тех же самых раздражителей — уменьшенные и уплощенные максимумы, которые приводят к потере частотной избирательности и спектральной нерезкости. Нижний график показывает, что слуховой аппарат может повысить максимальное отклонение, но это не позволяет восстановить первоначальную частотную избирательность здоровой улитки.
Рисунок 1. Схематичное представление воздействия повреждения наружных волосковых клеток на кохлеарную обработку. График вверху: огибающая отклонения базилярной мембраны в здоровой улитке в ответ на стимуляцию двумя звуками с близко расположенными друг к другу частотами. График в центре: последствие повреждения наружных волосковых клеток: уменьшение отклонения базилярной мембраны и два более плоских максимума. График внизу: те же самые входящие сигналы, усиленные слуховым аппаратом: отклонение базилярной мембраны восстановлено, но максимумы остаются плоскими, и отклонение растянуто вширь
Начиная с потери слуха 60 дБ нПС, влияние будет оказывать и второй фактор — повреждение внутренних волосковых клеток. Они отвечают за передачу на слуховой нерв звуковых сигналов, которые преобразуются в электрические импульсы. Если жизнеспособных внутренних волосковых клеток остается очень мало или они вообще отсутствуют, то усиления звука не происходит.
Таким образом, возникает комбинация из наружных и внутренних поврежденных волосковых клеток, которая существенно усложняет компенсацию тяжелой и глубокой потери слуха с помощью слуховых аппаратов.
Понимание речи в тишине и в шуме
Негативные эффекты восприятия кохлеарного частотного разрешения могут наблюдаться у нормально слышащих людей в виде эффекта так называемой восходящей маскировки. Он возникает, когда сигнал с более низкой частотой, который содержит больше энергии, маскирует более высокочастотные сигналы, перекрывая тем самым важную для понимания речи информацию.
Разрешение слухового фильтра обычно снижается по мере возрастания сенсоневральной потери слуха, что уменьшает частотную избирательность и содействует восходящей маскировке. Например, более мощные низкие частоты речевого сигнала маскируют более слабые высокочастотные компоненты, что может привести к снижению понимания речи.
В тихих ситуациях способность слышать распространяется на весь речевой спектр, поэтому избыточные речевые сигналы не влияют на уровень понимания речи даже у людей с тяжелой потерей слуха. При этом в громких ситуациях потеря частотной избирательности оказывает более сильное влияние на понимание речи, потому как она снижает способность различать важную речевую информацию и фоновые шумы. Например, наличие шума требует точной частотной избирательности между спектрами двух речевых характеристик (таких, как первая и вторая голосовая форманты), чтобы идентифицировать оба речевых признака. Многочисленные научные исследования показывают, что слабослышащие люди имеют худшее восприятие речи в шуме, чем нормально слышащие, и потеря частотной избирательности играет при этом важную роль.
Искажение звука
Люди с тяжелой и глубокой потерей слуха также сталкиваются с ростом звуковых искажений. В качестве примера рассмотрим восприятие искажений на основе двух перекрывающих друг друга суммируемых колебаний, которые обозначаются как биения. Они возникают, когда два звука, расположенных поблизости друг от друга, одновременно появляются на базилярной мембране. Сниженная функция наружных волосковых клеток и отсутствие четкого максимума отклонения для каждой частоты приводят к появлению нерезкости спектральных деталей между двумя отличающимися друг от друга звуками. С возрастанием уровня этот эффект еще ухудшается. Избыточное усиление слухового аппарата, необходимое при этом виде потери слуха, может способствовать возникновению воспринимаемых искажений.
Технические сложности
Таким образом, из-за потери частотной избирательности, громкости и кохлеарной компрессии, наличия мертвых кохлеарных зон, а также других возможных факторов, с большой долей вероятности может случиться так, что люди с тяжелой или глубокой потерей слуха столкнутся с увеличением числа неприятных звуков и искажений. Они также могут потерять способность различать конкурирующие звуки (например, речь и фоновый шум). Если в дополнение к этому сильная сенсоневральная потеря слуха сочетается с кондуктивным компонентом, то потребность в компенсации громкости становится еще более актуальной. Все это приводит к тому, что разработка слуховых аппаратов, способных достаточно качественно компенсировать потери слуха в высокочастотной области, сталкивается с серьезными трудностями. Для компенсации высокочастотной потери слуха требуются очень мощные слуховые аппараты, которые за счет новейших компонентов и оптимизированной конструкции корпуса смогут предоставлять чистый неискаженный звук. При этом ограниченный динамический диапазон, который есть у пользователя слуховых аппаратов, и его повышенная чувствительность к искажениям и шумам вынуждают сурдоакустика предпринимать особые меры при выборе стратегии настройки и концепции обработки сигнала.
Все стратегии настройки при этом включают два условия:
- Необходимое усиление в зависимости от частоты (полоса пропускания).
- Необходимое усиление в зависимости от входящего сигнала (компрессия).
Усиление
Что касается усиления, то результаты научных исследований подтверждают наличие разных предпочтений у опытных пользователей слуховых аппаратов и новичков. У большинства людей тяжелая потеря слуха является врожденной или приобретенной в раннем возрасте, а их индивидуальная потребность в усилении зависит от степени тяжести и частично — от причины снижения слуха. Коррекция при помощи усиления в большом частотном диапазоне повышает шансы на улучшение понимания речи и слышимости, при этом на средних и высоких частотах количество требуемого усиления необходимо рассчитывать с особой тщательностью.
Когда речь идет о глубокой потере слуха и остаточном слухе, то пользу от усиления скорее всего можно ожидать в области низких частот. Из-за наличия мертвых кохлеарных зон и возникающих при этом искажений восприятия и дополнительного усиления в высокочастотном диапазоне разборчивость речи навряд ли улучшится. Исходя из этого, при разработке программ настройки производители слуховых аппаратов используют различные стратегии: например, делают акцент на усиление более низких частотных диапазонов или используют дополнительные способы понижения частоты, к примеру, частотную компрессию или частотный перенос.
Компрессия
Несмотря на то, что практически все люди с тяжелой потерей слуха пользуются слуховыми аппаратами с рождения, каждый из них имеет свой собственный опыт их использования. Одни привыкли к линейной настройке аппаратов, а других сразу протезировали моделями с компрессией широкого динамического диапазона (WDRC). Это может сильно ограничить выбор устройств во время повторного протезирования, потому что слуховые аппараты разных производителей отличаются как по звучанию, так и по используемым в них стратегиям усиления. Поэтому наиболее правильным решением во время привыкания к новой модели может стать использование адаптивной компрессии, которая позволяет достичь эффективной компенсации ограниченного динамического диапазона. Кроме того, целесообразно полностью использовать остаточный динамический диапазон, и одновременно с этим снизить пиковые значения, сделав их меньше громкого уровня. В этом случае полученное звучание может стать максимально приятным для пользователя устройств. Как показывает практика, адаптивно управляемая компрессия является наиболее эффективным решением, когда нужно сохранить качество звука и разборчивость речи, а шумы и речь сбалансировать оптимальным образом.
Пользователи слуховых аппаратов, привыкшие к линейному усилению, вряд ли смогут привыкнуть к другому звучанию новых моделей, если предложить им сделать это. Скорее всего, они согласятся с тем, что тихие компоненты окружающего звука по-прежнему будут неслышимыми для них, а ограничение высоких уровней при помощи АРУ по выходу или пик-клиппирование, как и раньше, будет ухудшать качество звука.
Настройка слуховых аппаратов для тяжелых и глубоких, граничащих с глухотой, потерь слуха является одной из самых сложных задач в профессии сурдоакустика. Необходимо отдавать себе отчет в том, что эта категория пациентов практически полностью зависит от своих слуховых аппаратов. Они крайне чувствительно реагируют на изменение звучания, и достаточно тяжело — на предложение опробовать новую модель. Помимо использования во время настройки аппаратов усиления и компрессии, индивидуальной оптимизации звука способствуют различные вспомогательные устройства, например системы беспроводной передачи звука.
Автор статьи: Саша Хааг — сурдоакустик,
специалист по экономике и организации производства
в социальной сфере и здравоохранении.
Журнал «Spektrum Hören» № 5 за 2022 год
