不同噪声环境下使用家用耳机对听力的潜在影响研究

丁文君 赵航 张静宜 俞洁 王安丽

1　引言

随着现代生活方式的转变，生活环境变得更加嘈杂，这使得人们比起以往将更早也更多地暴露在听力损失的风险之中。随着手机、电脑等电子设备的普及，家用耳机的使用率也大幅提高。然而，由于不科学使用耳机而造成听力损失的现象也愈发凸显。高黎黎等[1]调查的3826名在校大学生耳机使用率达99.18%，其中有噪声性听力损失的占28.10%，有慢性耳鸣的占13.14%，有眩晕恶心的占8.12%，有听力下降的占10.11%，不科学的耳机使用方式是造成在校大学生噪声性听力损伤的主要影响因素。KIM等[2]调查的490名韩国青少年耳机使用率达94.3%，大多数使用时间在1～3年，每天1～3小时，通过纯音测试，听力阈值显著升高。由此可见，耳机使用不当会对人耳造成不利影响。

除了耳机使用时间和音量设置等影响因素外，耳机类型也开始受到关注。家用耳机分为头戴式耳机和插入式耳机两种，其中插入式耳机又分为耳塞式与入耳式两种。耳塞式耳机呈圆盘状，固定在耳道口；入耳式耳机则是由子弹头状的胶质塞头插入耳道内。钟蕊霜等[3]研究发现：入耳式耳机以胶质塞头插入耳道内的方式，缩短了声音传导的距离，使相同的声音引起的鼓膜震动更大，由于胶质塞头几乎完全堵塞外耳道，声音没有出处，几乎全部被鼓膜接受，对听力的损伤大；头戴式耳机次之；耳塞式耳机对听力的损伤最小。该研究在实验室条件下分析了三种家用耳机之间的差异，但没有涉及现实生活中，尤其在噪声环境下的使用情况。朱晓峰[4]研究指出：当外界噪音声级较高时，使用者会不由自主地通过加大音量来努力听清谈话内容或者音乐。因此，理论上讲，对外耳道封闭越好的耳机，尽管对鼓膜的冲击更大，但隔绝外界噪声的效果越好，将避免使用者加大音量。所以在分析耳机类型对听力的潜在影响时，需考虑不同的使用场景。本研究通过健听大学生在安静和嘈杂环境下对不同类型耳机的主观音量设置偏好和言语识别率测试，聚焦于验证不同类型家用耳机的隔噪效果差异，分析健听人群在不同噪声环境下使用家用耳机时可能面临的听力损失风险，为大众听力保健提供建议。

2　方法

本研究分为两个实验，实验一分析受试的主观音量设置偏好，实验二使用噪声下的言语识别率作为指标，共同验证不同类型家用耳机在不同噪声环境下的隔噪效果。两个实验均为3×3两因素重复测量实验设计。自变量一为耳机类型，分为入耳式、头戴式、耳塞式3个水平；自变量二为环境噪声，分为安静环境（30 dB(A)）、模拟街道65 dB(A)和地铁75 dB(A)3个水平。

2.1　研究对象

随机抽取36名18～23岁在校大学生，无耳聋、中耳炎、耳蜗发育异常等耳科病史；经纯音测听，所有受试者的平均听阈均小于5 dB HL。

2.2　耳机选择

综合耳机销量、耳机阻抗以及频响特性3个因素，本实验家用耳机确定为铁三角牌IM70型入耳式耳机、ATH-M40型头戴式耳机和苹果牌耳塞式耳机（如图1）。这3副耳机分别是3类家用耳机的典型代表，并且阻抗接近，低、中、高频3段频响均衡。

图1　三种类型家用耳机

2.3　实验环境与噪声选取

本实验在本底噪声为30 dB（A）的隔声室里进行，分为安静环境和模拟噪声环境。选取日常生活中家用耳机的两个高频噪声使用场景：嘈杂的马路以及高速行驶的地铁中。使用AWA6291型声级计在两个地点多次实地测量，计算平均声压级（A计权）后，确定环境噪声分别为65 dB（A）和75 dB（A）。由于嘈杂环境噪声的频谱特性接近语谱噪声，因此选取语谱噪声作为本实验的背景噪声，由GSI 61型听力计通过声场扬声器播放。

2.4　实验过程

2.4.1不同类型家用耳机的主观音量设置偏好测试者手持平板电脑播放一段节奏舒缓的轻音乐，并控制GSI 61听力计按随机顺序分别不给声和给不同强度的语谱环境噪声；平板电脑的音量设置分为16级，由受试者自行调节自认为舒适的聆听音量，测试者记录音量级数，实验结束后统一使用声级计与仿真耳测量每一级音量的实际声压级作为最终结果。

2.4.2不同类型家用耳机的噪声下言语识别率测试 受试者按随机顺序分别佩戴3种耳机，接受博世中文言语测听系统[5]中的单音节词识别率测试，给声强度为50 dB SPL（3种耳机的输出声压经声级计与仿真耳校准）。同时测试者控制GSI 61听力计按随机顺序用声场扬声器分别不给声给不同强度的语谱噪声，测试结束后记录受试者在不同噪声情况下，使用3种耳机的言语识别率。为避免受试者的疲劳效应，每完成一次测试后，休息五分钟再进行下一次测试。

2.5　统计学方法

使用SPSS 16.0进行统计分析，描述性统计结果用均值±标准差表示，推断统计采用两因素重复测量方差分析，P＜0.05为差异具有统计学意义。

3　结果

3.1　不同类型家用耳机的主观音量设置偏好

方差分析统计结果表明，耳机类型的主效应极显著（F=64.073，P＜0.01），多重比较结果显示，3种耳机之间均存在极显著差异（P＜0.01）。环境噪声的主效应极显著（F=3.94，P＜0.01），多重比较结果显示，不同环境噪声之间的差异均达到极显著水平（P＜0.01）。耳机类型与环境噪声的交互效应极显著（F=21.66，P＜0.01），简单效应结果表明：在3种不同强度噪声环境下，耳机类型间差异均极显著（P＜0.01），多重比较结果显示，在安静环境（30 dB（A））下，头戴式耳机分别与入耳式与耳塞式耳机的差异达到极显著水平（P＜0.01），入耳式与耳塞式耳机无显著性差异（P＞0.05）；在65 dB（A）和75 dB（A）噪声环境下，入耳式耳机分别与头戴式和耳塞式耳机的差异达到极显著水平（P＜0.01），头戴式与耳塞式耳机无显著性差异（P＞0.05）。上述结果结合描述性统计（见表1和图2）可知，随着环境噪声的提高，3种耳机的音量设置都逐步提高；在安静环境下，头戴式耳机的主观音量设置较高；而在两个噪声环境下，入耳式耳机主观音量设置均极显著低于另外两款耳机。

图2　不同噪声环境下不同类型家用耳机习惯音量设置的输出声压级

3.2　不同类型家用耳机的噪声下言语识别率测试

方差分析统计结果表明，耳机类型的主效应极显著（F=99.27，P＜0.01），多重比较结果显示，入耳式耳机和头戴式、耳塞式耳机之间差异极显著（P＜0.01）；头戴式耳机和耳塞式耳机之间无显著差异（P＞0.05）。环境噪声的主效应极显著（F=914.80，P＜0.01），多重比较结果显示，不同环境噪声之间的差异均达到极显著水平（P＜0.01）。耳机类型与环境噪声的交互效应极显著（F=89.03，P＜0.01），简单效应结果表明，在安静环境及65 dB（A）和75 dB（A）的噪声环境下，耳机类型差异极显著（P＜0.01），多重比较结果显示，在安静环境下，头戴式耳机分别与入耳式与耳塞式耳机的差异达到极显著水平（P＜0.01），入耳式与耳塞式耳机无显著性差异（P＞0.05）；在65 dB环境和75 dB环境噪声环境下，入耳式耳机分别与头戴式与耳塞式耳机的差异达到极显著水平（P＜0.01），头戴式与耳塞式耳机的差异达到显著水平（P＜0.05）。上述结果结合结合描述性统计（见表2和图3）可知，随着环境噪声的提高，佩戴3种耳机时的言语识别率得分均显著降低；在安静环境下，头戴式耳机的言语识别率较低；而在两个噪声环境下，入耳式耳机的言语识别率得分均显著高于另外两款耳机。

图3　不同噪声条件使用下不同类型耳机的言语识别率

4　讨论

4.1　环境噪声对耳机使用时音量设置的影响

从实验一结果可知，在两种户外噪声环境下，受试的平均习惯音量均超过了耳机的安全使用音量原则：即播放器最大音量的60%[6（]约55 dB SPL），其中头戴式耳机与耳塞式耳机的平均习惯音量达到72 dB SPL以上，甚至测试中有受试者的习惯音量高达86 dB SPL。从实验二结果可知，当环境噪声水平增加后，言语识别率大幅降低，所以为了在噪声环境中听清语音或音乐，耳机使用者只能增加音量。并且此结果是在平均噪声强度的模拟环境中得出，实际生活中耳机音量设置可能还会高于本实验结果，例如地铁上平均噪声强度约75 dB(A)，但峰值噪声接近90 dB(A)。因此，不论何种类型的家用耳机，在噪声环境下长时间使用都存在听力损伤的风险，应减少在噪声环境下，尤其是地铁上使用耳机的时间。

表1　不同噪声环境下不同类型家用耳机习惯音量设置的输出声压级（±s）（单位：dB SPL）

表1　不同噪声环境下不同类型家用耳机习惯音量设置的输出声压级（±s）（单位：dB SPL）

N=36 　安静环境（30 dB(A)） 65 dB(A)　 75 dB(A)　 合计入耳式 46.92±7.11　55.52±8.55 　62.80±7.97 　55.06±7.88头戴式 52.91±8.79　66.11±7.44 　73.31±6.25 　64.15±7.49耳塞式 48.44±7.99　64.52±5.80 　72.34±5.79 　61.73±6.53合计 　49.42±7.96　62.03±7.26 　69.47±6.67

表2　不同噪声条件使用下不同类型耳机的言语识别率（±s）（单位：%）

表2　不同噪声条件使用下不同类型耳机的言语识别率（±s）（单位：%）

N=36 　安静环境（30 dB(A)） 65 dB(A)　 75 dB(A)　 合计入耳式 96.78±4.42　80.17±15.06 　69.72±16.87 　82.22±12.17头戴式 92.33±5.52　61.78±15.84 　23.45±14.55 　59.04±11.97耳塞式 97.56±4.31　53.22±14.68 　16.89±11.64 　55.89±10.21合计 　95.56±4.75　65.06±15.20 　36.54±14.35

4.2　不同类型耳机的隔噪效果分析

从实验1和实验2结果可知，在噪声环境下，入耳式耳机的隔噪效果显著优于耳塞式和头戴式耳机。因为入耳式耳机的外形设计与外耳道的形状相配合，可以减少漏音，使其能通过对外耳道的封闭让音量比其他耳机高，同时也很大程度的阻挡了噪声进入外耳道[7,8]。因此头戴式耳机比耳塞式耳机需要更多的音量以达到相同的响度水平。尽管有研究指出[3]，入耳式耳机对听力的影响较大，耳塞式耳机对听力的影响最小，但如果在噪声环境下使用的话，入耳式耳机优秀的隔噪表现，反而成为一种保护听力的优势。

4.3　家用耳机选择及使用建议

综合本研究结果与前人研究，从听力保健的角度对家用耳机选择与使用给出以下建议：①如果大部分使用耳机的场所在安静的室内，那么同等音量条件下，选择头戴式与耳塞式耳机对听力的保护要好于入耳式耳机。②如果大部分使用耳机的场所在户外，那么选择隔噪效果明显更好的入耳式耳机对听力的保护更有优势，头戴式次之，耳塞式隔噪效果最差。但无论何种耳机，如果在噪声环境下使用，都有听力损伤的风险，需严格控制使用时间与音量大小。③随着对耳机降噪功能需求的提高，在家用耳机领域还有一种主动降噪耳机[9]，其原理是主动侦测环境噪声（如飞机与地铁噪声），然后生成反相位信号消除噪声，该种耳机在稳态背景噪声环境下使用对听力的保护具有一定优势。

参考文献：

[1]高黎黎,黄艳梅,杨柳,等.大学生耳机使用状况及对噪声性听力损伤影响[J].中国公共卫生,2011,27(3):362-363.

[2]Gu KM,Min HS,Joon SH,et al. Hearing Threshold of Korean Adolescents Associated with the Use of Personal Music Players[J].Yonsei Medical Journal,2009,50(6):771-776.

[3]钟蕊霜,张骜桀,时沛.不同类型耳机对人听力的影响[J].黑龙江医药,2015,28(2):383-384.

[4]朱晓峰.听力损伤及设备声压限值标准[J].现代电信科技,2009,15(9):46-50.

[5]郗昕.汉语言语测听材料的新进展[J].中国眼耳鼻喉科杂志,2008,8(6):341-343.

[6]孙喜斌.戴耳机掌握60-60原则[J].家庭健康:医学科普,2016,2(2):61-61.

[7]孟宪明.耳塞式耳机的选购[J].家庭电子,2001,(5):6-6.

[8]Fligor BJ,Cox LC.Output levels of commercially available portable compact disc players and the potential risk to hearing[J].Ear and Hearing,2004,25(6):513-527.

[9]路煜皓.主动降噪耳机的新进展[J].电声技术,2010,34(8):65-67.