助听器噪声管理技术在学龄儿童中的应用与效果探讨

郑淑匀 杨欣怡 编译

研究显示有听力损失的儿童在噪声环境中往往存在沟通困难[1-3]。Wolfe等[1]分别对健听和中度至中重度听力损失学龄儿童进行教室环境噪声下的言语识别率评估，结果发现在信噪比为5 dB时，健听儿童对句子的言语识别率平均为90%，而听力损失儿童约为65%。Scollie等[2]探讨听力损失儿童使用NAL-NL 1与DSL v4.1验配公式的实际经验与偏好发现，受试儿童在噪声环境下沟通存在明显困难，且在噪声环境下偏好较低增益的助听器设置。Hornsby等[3]的研究则发现听力损失儿童较健听儿童明显容易出现聆听疲劳，并推测听力损失儿童在噪声下更易出现聆听疲劳。针对教育环境声学特性的研究[4]提示就读小学的儿童一天中有90%的时间都处在噪声言语混合的环境当中。现实中，有听力损失的儿童需要在这样复杂多变的环境中频繁地沟通。

自适应远程麦克风技术是在噪声环境下最能有效改善言语识别的方法[1，5]。但多数情况下声音无法直接通过远程麦克风进行传送，2016年Feilner等[6]研究提到在校期间，老师直接向学生授课的时间仅为22%。为充分考虑并优化听力损失学龄儿童的学校环境特点和聆听需求，验配中需要考虑额外的噪声管理技术，如自适应方向性麦克风、自动降噪技术，以在中等到高噪音环境下自动改变频响增益。

噪声管理技术在听力损失儿童中的应用有许多亟待解答的问题，包括：①不同的噪声管理技术（如频响增益改变、自动降噪、麦克风模式）对听力损失儿童言语识别的个别贡献是什么？②听力损失儿童在教室中偏好使用什么噪声管理技术？本研究旨在探讨并解答以上问题。

1 材料与方法

1.1 研究对象

本研究共招募14例先天性聋学龄儿童，所有儿童均为双侧中度至中重度感音神经性听力损失，自幼双耳配戴助听器。其中男7例，女7例，年龄8岁～11岁7月，平均11岁6月，所有受试儿童均自幼双耳配戴助听器，并具有一定的语言基础，可配合并完成本研究的各项测试；经监护人及本人同意并参与本试验。

1.2 助听器选择与设置

所有受试儿童均双耳配戴峰力Sky V-90耳背式助听器，采用DSL v5.0儿童处方公式，经真耳测试评估并调试助听器。真耳测试分别输入强度为55、65、75 dB SPL的扫频言语声，调试助听器输出并与目标曲线匹配（±5 dB）；使用85 dB SPL扫频纯音进行测试，以确保助听器的声输出不超过经处方公式计算的目标最大声输出（maximum power output，MPO）。在以上调试基础上对每台助听器进行5种不同设置：①频响增益与DSL v5.0儿童处方公式的目标曲线相匹配，采用全向性麦克风模式，关闭自动降噪技术；②频响增益与噪声下助听器厂商的专有目标曲线相匹配，并对目标增益适度衰减（相较于DSL v5.0儿童处方公式的低频增益差值不超过5 dB），采用全向性麦克风模式，开启自动降噪技术；③频响增益与DSL v5.0儿童处方公式目标曲线相匹配，采用自适应方向性（特级变焦方向性）麦克风模式，关闭自动降噪技术；④频响增益与DSL v5.0儿童处方公式目标曲线相匹配，采用助听器厂商专有的真耳重塑（为模仿耳廓自然的方向性，恢复头相关变换函数）麦克风模式，关闭自动降噪技术；⑤频响增益与噪声下助听器厂商专有目标曲线匹配，并对目标增益适度衰减（相较于DSL v5.0儿童处方公式低频增益差值不超过5 dB），采用自适应方向性麦克风模式，开启自动降噪技术。

1.3 助听器效果评估

以下测试均在同一教室（6.2*7.4*2.7 m）内进行，教室内放置8个同水平位的扬声器（与参考测试点在同一水平面且分别呈0、45、90、135、180、225、270、315°角，等高并相距1.3 m）用于播放测试声。测试时，受试者坐在8个扬声器正中间的地面投影处，受试者双耳连线中点位于参考测试点位置。

1.3.1 言语识别率评估 对所有受试儿童5种不同的助听器设置，通过以下两种方式评估句子识别率：①使用0°角扬声器播放言语信号，其余扬声器播放教室噪声[7]。②使用180°角扬声器播放言语信号，其余扬声器播放教室噪声[7]。测试时，助听器程序与聆听情况的顺序是均衡的；言语测试材料采用AzBio语句[8]，每张完整句表含20个句子；考虑典型的教室环境里言语声强度是会一致的[4，9，10]，测试声给声强度为73 dB（A），并将与教室无关的噪声[7]做为对抗的噪声；每位受试儿童所给的噪声强度通过控制信噪比调整。分别测试并记录每例受试儿童在5种助听器设置下的句子识别和聆听情况，即每位受试儿童进行10次评估。

1.3.2 噪声管理技术的主观偏好 采用连续性言语测试（connected speech test，CST）[11]中的胡萝卜通路（Carrot Passage）评估受试儿童在教室环境下对不同噪声管理技术的主观偏好。测试音强度为73 dB（A），同时播放相同音量的教室噪声[7]以评估每位受试儿童在噪声中的言语识别。5种助听器设置均通过两种方法评估受试儿童的主观偏好：①采用0°角扬声器播放言语信号，其余扬声器播放教室噪声。②采用180°角扬声器播放言语信号，其余扬声器播放教室噪声。受试儿童利用三个评估类别：舒适（哪个设置聆听起来最舒适？）、言语辨识（哪个设置让你聆听言语最好？）和整体偏好（最喜欢哪个设置？）对5种助听器设置从最好（5）到最差（1）进行排序。

1.4 统计方法

数据统计采用100%置信区间,以平均数(±s)表示；数据分析采用重复性实验方差分析（RMANOVA）法,以P＜0.05为差异具有统计学意义,以P＜0.01为差异具有显著统计学意义。

2 结果

2.1 噪声下言语识别率

重复性实验方差分析（RMANOVA）结果显示聆听状况与助听器程序设置存在显著统计学差异（P＜0.01）。当言语信号声来自受试儿童前方时，使用自适应方向性麦克风模式的言语识别率显著优于其他麦克风模式；且使用真耳重塑麦克风模式的言语识别率显著优于其他全方向性麦克风模式。但在全向性麦克风模式时，言语识别率与是否设置频响增益和降噪无关（P＞0.05），见图1。

图1 言语声来自前方时的言语识别率

当言语信号声来自受试儿童后方时，使用自适应方向性麦克风模式的言语识别率低于其他麦克风模式；使用全向性麦克风模式的言语识别率与真耳重塑设置之间无统计学差异；此外，言语识别率与是否设置频响增益和自动降噪无关（P＞0.05），见图2。

图2 言语声来自后方时的言语识别率

2.2 主观偏好

受试儿童对噪声管理技术的主观偏好评估结果包括：①受试儿童对言语信号来自前方和后方的主观偏好无差异；②无论哪种聆听环境，受试儿童普遍偏好使用助听器的噪声管理技术。在聆听舒适时，受试儿童的言语识别率整体偏好，相较于全向性麦克风，更偏好使用自适应方向性麦克风技术，即使声信号来自后方，其言语识别仍偏好使用自适应方向性麦克风设置；而在噪声环境中，受试儿童倾向于限制频响增益并开启自动降噪技术，即以上3种降噪管理技术的结合是大多数儿童的选择偏好，见图3。

3 讨论

图3 使用不同助听器设置的主观偏好

本研究发现，在教室环境中，当言语信号声来自前方时，自适应噪声管理技术可有效帮助听力损失儿童提高噪声下的言语识别率。但在聆听来自后方的言语信号时，使用自适应方向性麦克风技术可能会导致言语识别率下降。这与已有研究结果[5,12]一致。Wolfe等[5]研究提示当想听的信号来自后方时，儿童转向想听的信号，此时方向性麦克风技术的使用能改善言语辨识。Ching[13]和Harvey[14]的研究均建议为婴幼儿和儿童佩戴具有进阶方向性麦克风技术的助听器，并通过该技术获益。

此外，参与本研究的绝大部分听力损失儿童在教室环境使用助听器时，对自适应方向性麦克风技术、噪声下的频响增益和自动降噪技术相结合的助听器程序设置有强烈的偏好。即使需要聆听的信号来自后方，仍偏好使用自适应方向性麦克风技术。事实上，听力损失儿童在噪声中聆听所面临的困难（例如：言语辨识差，聆听舒适，压力疲劳，认知负荷）已是众所皆知的问题[1-4]。已有研究提示听力损失儿童在噪声环境下有聆听困难的问题，且在实际聆听中常面临压力和疲劳[2,3],并提出儿童在噪声环境下比较偏好使用降噪技术[2]。

综上所述，助听器的噪声管理技术可帮助提高学龄期听力损失儿童在噪声环境中的言语识别率，建议为学龄期听力损失儿童选配具有噪声管理技术的助听器；考虑学龄听力损失儿童对助听器设置具有一定偏好，在助听器验配和调试工作中，对于是否使用进阶自适应性噪声管理技术，仍需慎重考虑。

（本文编译自：Jace W,Christine J,Lori R,et al.Noise technologie:What do kids need and what do they want?[J].2018.02.）