重度听力损失者的又一选择.pdf

5 6中国听力语言康复科学杂志2 0 0 6 第3 期C h i n e s e S c i e n t i f i c J o u r n a l o f H e a r i n g a n d S p e e c h R e h a b i l i t a t i o n助听器论坛 大部分听力障碍者尤其是重度及以上听力障碍者高频听力的损失重于低频。为这些病人选配助听装置，一直是一个挑战。传统的助听器，无论模拟技术还是数字技术，放大的目的都是使听力损失的病人可以听到这些声音。新助听技术的出现使助听装置对语言声的处理几乎有无限的空间。然而，这些技术的根本目的仍然是使各频率语言声的振幅放大到足以听得到，但会受到病人残余听力和不适阈的强制约束。虽然最近1 0 年的研究证明当高频（2 0 0 0 H z 以上）听力损失超过6 5 d B H L时，通过放大高频来改善听力的企图是徒劳的，即使可以把高频语言声放大到病人足以听得到 3 7,1 4,1 6,1 7。但目前多数助听器仍然在放大高频，这不但没能改善病人的听辨语言的能力，反而产生了无谓的失真、不适和反馈啸叫。传统放大理念的助听器虽然可以满足部分病人的需求，但都不能使高频残余听力很少或没有高频残余听力的人士得益于高频语言改善。产生以上结果的原因可归纳为以下几点：颞骨实验研究证明高频听力损失超过6 5 d B 或以上时，内毛细胞的功能已损失殆尽，外毛细胞凋亡明显，听敏感度和动态范围明显缩小。这就排除了它可以感知任何高频放大声的可能性，此时病人即使可感知放大的高强度声刺激，但由于不适、噪音和啸叫等反而会降低病人从低中频语言信号中获得有用信息的能力。使其对语言理解不但没有作用反而有负面影响1,7，这就是为什么这些病人配戴助听器后听得到声音但听不清楚的重要原因之一。非移频助听器均采用传统的振幅压缩放大原理，其振幅放大量和频带宽度受到麦克风和扬声器性能的限制，使其在 3 0 0 0 H z 8 0 0 0 H z 频率的增益有限。按经典的1/2 补偿原则，仅采用振幅压缩放大原理的助听器其高频增益不足以补偿高频听力损失超过6 5 d B 的病人对增益的需求 3 8。著名听力学家马可 罗斯博士阐述了高频言语信息的重要性：清辅音中绝大部分中心频率位于4 0 0 0 H z 并且扩展到8 0 0 0 H z 以上，而大多数听力障碍人士在此频段的听力损失严重，所以此类病人通过高频增益的助听器很难听清楚声强范围主要在5 4 0d B H L 之间，平均为3 0 d B 的长期会话声谱中的辅音。换言之，多数听力损失严重的频率，正是大部分传统助听器无能为力的频率1 0,1 4。低频声会对高频音产生上扩散掩蔽。传统助听器对低频声的放大充分，高频声的放大不足。因此，高频听力损失严重的患者很难从助听后的声音中获得对语言理解至关重要的高频辅音信息 3 7,1 4。感音神经性聋病人需要更多更好（约比正常大4 倍）的信噪比才能达到正常人的言语辨别力。单纯的降噪、频谱提升及方向性麦克风技术仍不足以为此类用户听取重要的辅音音素提供足够的信噪比 2,3,1 6,1 7。在彻底解决毛细胞再生问题以前，“移频”技术和电子耳蜗是解决这一挑战的候选技术。澳大利亚国家听力实验室的D a v i s P e n n 和R o s s（1 9 9 3）认为利用数字技术使语言频谱转移到病人具有较好残余听力的低频区是一个很好的解决方案。“移频”助听技术填补了传统放大助听器与电子耳蜗之间的空白领域。目前许多专业机构对“移频”助听器进行了大量的临床应用研究。结果证明“移频”助听器行之有效1,2,7,8,1 6,1 7。美国听力言语学会2 0 0 3 年颁布的婴幼儿助听器验配指导方案中也明确指出，对于重度及以上听力损失的患者，当配戴传统助听器不能听到关键的语音时，“移频”助听器是个很好的选择1 0-1 7。1 “移频”的相关理论基础 语言是我们人类听到的最重要的声音。元音和辅音是任何语言的基本语素，辅音（汉语中称声母）对语言辨别和理解至关重要，绝大多数汉字都以声母开始，如果听不到声母就很难辨别词语。声母的能量多开始于3 0 0 0 H z 并向上扩散至8 0 0 0 H z 甚至达1 0 0 0 0H z 以上的频率，这些频率正是多数听障人士听力损失严重的频段。如刚、康、夯、张、常、商的辨别就主要靠/g/、/k/、/h/、/z h/、/c h/、/s h/之间的辨听，如果不能听到这些辅音，就不可能分辨这些字音。所以高频听力损失严重的患者，尤其是处于听觉语言发展关键期的儿童，听到这些“辅音”尤显重要4,6,1 6,1 7。行波学说和基底膜部位编码机制阐明了基底膜振动部位与刺激声音的频率有一定的对应关系，在近代听觉生理研究中,人们又提出了时间编码原理:认为声音信息只反映在神经元的脉冲时间间隔中,而与脉冲的幅度大小无关。S a c h s 等人还认为时间编码机制和位置编码机制的原理是相互补充的,当声音超过一定强度时,神经元对频率的选择性将减弱。这时,时间编码机制将重度听力损失者的又一选择【中图分类号】G 7 6 4.5 【文献标识码】A 【文章编号】1 6 7 2-4 9 3 3(2 0 0 6)0 3-0 0 5 6-0 3D e v e l o p m e n t o f r e s e a r c h o n l a n g u a g e i m p r o v e m e n t i n h i g h f r e q u e n c y f o r p e o p l e w i t h p r o f o u n d h e a r i n g l o s s阮标1 徐志文2 R U A N B i a o,X U Z h i w e n作者单位：1.昆明医学院第一附属医院耳鼻喉科 昆明 6 5 0 0 0 0 2.广西医科大学第一附属医院耳鼻喉科作者简介：阮标 医学硕士，副教授；研究方向：耳科学5 7C h i n e s e S c i e n t i f i c J o u r n a l o f H e a r i n g a n d S p e e c h R e h a b i l i t a t i o n中国听力语言康复科学杂志总第1 6 期起主要作用。时间编码机制揭示了高频声音需多根神经元参与表达,而低频声音则不需多根完好神经同时参与表达。那么,当耳蜗底周部分损失一个毛细胞则可能引起较多神经元失去作用，而低频部分毛细胞的损失只有相对较少的神经元失去作用。通常在5 0 0 H z 左右有一明显分界线1,1 5,1 6,1 7。有研究证明当2 0 0 0 H z 8 0 0 0 H z 听力损失达6 0d B 时距蜗顶1 0-1 8 m m 处的毛细胞损失殆尽，而距蜗顶 0-8 m m 处仍残存相当一部分毛细胞。还有资料表明，长期耳聋的病人听神经存活率只有正常水平的2 0%左右1 6。这说明在低频段即使耳聋时间较长,也存在一部分功能完好的毛细胞及听神经元。此时如果一个正常全频声音进入耳蜗,只有部分低频波能转变成动作电位到达听觉中枢，中枢无法完整地分析听觉信息,患者只能觉出响度较大的部分低频声音，而无法辨听语言1,1 5,1 6,1 7。这里需要强调的是听得见不等于听得清。而使病耳听得清才真正具有临床意义。阐述为什么可以听清“移频”声音这一问题,我们必须从声音的特性来分析它:一个语言声音有基频、幅度、相位、谐振峰、时值及包络曲线等特性参数。频率决定基调,幅度决定强度,相位决定声音的叠加属性,谐振峰则决定声音特有音色,时值决定了声音长短，而包络曲线则是声音携带信息的综合反映。基频是由每个人声带的固有特性决定的，我们可以仅通过听辨声带振动的发音如元音就可分辨不同人的声音。而辅音不需声带的振动，当我们通过电子技术对声音进行压缩和移频时,只会改变声音的绝对频率，而保持了时值、相位及幅度之间的对应关系并仍保留其包络曲线基本不变。正如用不同的乐调来演奏同一首曲子或由不同的人来演唱同一首歌,我们听来也只是调门不同而其他特性不变。耳蜗主要是感知声音并对其频率特性进行初步分析，而语言理解主要是通过听觉中枢对所接收声音信息的整合分析来实现的。例如元音/i/的前两个能量峰，男声约在2 0 0 H z 和2 0 0 0 H z的频率，女声约在3 0 0 H z 和3 0 0 0 H z，儿童声在4 0 0 H z和4 0 0 0 H z。可以看出，这三种情况下能量峰的绝对声学位置不同，引起兴奋的基底膜部位、毛细胞和神经纤维也各不相同，但彼此之间的关系（1 1 0）却是一样，因此，不论是男人、女人或儿童发/i/时，尽管他们所发声音的能量峰有所不同但我们都可以正常感知。同样，当孩子学习语言时，无论老师是男是女，都不会改变孩子固有的声音特点。这就是“按比例频率压缩”的理论基础。电子耳蜗就是提取了声音部分包络曲线送往中枢神经元而获得成功1-1 7。综上所述“移频”助听理论的基础要点是：对语言理解至关重要的声母频谱主要分布在3 6 0 0 H z 以上频段范围；病理研究证实重度听障耳耳蜗高频毛细胞凋亡而低频段仍存有部分毛细胞及听神经元；临床观察大部分耳聋患者具有部分低频残余听力；数字技术可以改变声音的频率,压缩语言信息带宽,而保留包络曲线的语言特征；将语言频段经数字频率压缩后,仍可以被聋耳残存的低频听神经感觉到，并允许一定量信息到达大脑皮质；大脑具有强大的整合分析、处理脉冲信号的功能,可对听觉信息进行整合、对比、建立听觉言语信号反射；临床进行合理的调整、适应及反复的语言刺激,就可以建立一条非植入的语言听觉通道,使聋耳具有语言听力,从而使患者恢复或重获语言学习与交流能力1-1 7。2 移频助听器的基本原理及其发展 一种可以达到上述目的的方法就是采用不同于传统放大助听理念的移频助听理念，它可以处理高频语言声并将其释放到病人具有较好残余听力的低频区。为达到此目的，在过去的6 0 年里，专家们做出了许多努力。其中一种努力是尝试将高频音更换成低频音，结果/S/可能听起来像是难以理解的口哨声。另一个方法是将高频声简单转移到低频区，结果产生了不同程度的重叠和模糊，这两种方法都没有临床应用的价值。1 0 年前，产生了一种新的解决方案自适应数字动态言语重新编码助听器即移频助听器，许多临床研究证实了它的潜在价值，不过，早期的移频助听器可能存在不够美观或高故障的问题。然而，就其作用而言，这种助听技术相当成熟。它不同于以前的尝试，它不仅将高频声移到了低频，而且压缩了声音的频率范围（频率压缩），并且可以按需求不触及低频音，保持了邻近声音的相互关系和比例，即“按比例频率压缩”理论。如/S/音的声谱在3 0 0 0 H z、4 0 0 0 H z、6 0 0 0 H z 和8 0 0 0H z 有几个能量峰，在采用压缩因子2 时，这些能量峰将会被压缩到1 5 0 0 H z、2 0 0 0 H z、3 0 0 0 H z 和4 0 0 0 H z，结果高频听障人士就可以听辨这个音了。这种“按比例”的转移对语言理解非常重要。因为我们已知言语语音能量峰之间的比例关系得以保持时，语言理解受语言声调的影响很小。“移频”助听系统可首先测试病人的残余听觉动态范围和频率范围，然后分析输入语言信号，决定哪些语素应该被压缩，一旦探知到将被压缩的语素，该系统就会根据病人残余听力预设的频率压缩参数进行处理。该过程必须有足够快速的运算处理，确保接踵而至的其它放大声音的格式不会打破。而不必通过频率压缩的语素，则直接通过传统的放大处理。由此，高于病人残余听觉频率范围的声音被压缩转移到相对低频段，而在残余听觉动态范围和频率范围内的声音未被压缩，从而不需特大功率就可保证所有的语素都被感知，并且不会出现影响语言接受的失真和不适。此外，该系统的动态辅音推动功能又可为频率压缩后的高频声音提供最高1 6d B 的额外增益，使信噪比得以提高，言语可听度得以增加。最终使病人的语言理解得以改善。助听器论坛5 8中国听力语言康复科学杂志2 0 0 6 第3 期C h i n e s e S c i e n t i f i c J o u r n a l o f H e a r i n g a n d S p e e c h R e h a b i l i t a t i o n 频率压缩后的语言由重度听力损失者听起来并非健听人习惯了的听觉感觉，有点低沉。配戴者在较短时间内就可适应这种新的听觉感受，并将其重新组合到他们的感知系统中，利用人脑巨大的适应和整合能力最终达到听力康复的目的。另外由于移频助听器不存在高频过度放大的问题，并且输出声音的频率不同于输入声音的频率，而此就使失真、不适和啸叫的问题迎刃而解。近来有关移频助听效果的报告和研究逐渐增多，它们几乎都证实了移频的独特效果，重度及极重度听障人士获得了配戴其它助听器无法实现的听觉感知、听觉辨别和语言清晰度，有少数听障严重的患者效果欠佳，但没有比其它传统助听效果差的报道1-1 7。3 配戴移频助听器须注意的问题 如果我们认识到高频清辅音的重要性，尤其是存在于几乎每个中文字中的声母和英语中带有很多语法信息的/s/音对于言语和语言发展、言语理解和言语产生的重要性时，就可以理解“移频”助听器的重大意义。当助听器专业选配人员寻找能给病人提供听力补偿技术时，他们有必要重新考虑助听器是如何放大言语的；放大声信号如何传入听障耳？以及怎么样去评价助听器效果？按比例频率压缩是为助听器专业选配人员设计的用于高频听力损失的病人改进言语辨别能力的工具。验配的关键在于决定每个病人最佳频率压缩参数。然而，当病人听到一个新声音或重新听到多年没听到的声音，大脑会自动将其归为噪音，因为大脑还没有识别它，就像你听到从未听过的外语一样，这是正常的现象，随着感知和学习的深化，一旦感知了声音的意思，大脑就不再把它归为噪音。所以成功利用移频技术的关键是：听到声音；识别这个声音；牢记强化这个声音；再次听到时能记起这个声音；一旦记起了这个声音，就赋于它意义。许多实验证明“移频”技术可以改善听障者的语言理解，但必须通过语训才能得益于这一技术1 6,1 7，而且有一个适应期。缩短适应期的一个绝佳方法是：每天大声读出5 次，每次至少3 分钟，这将训练大脑辨别所听到的新语言声。最好是一边看、一边说、一边听，这样有利于建立声音符号联系，一旦听到并辨别了自己的声音，就很容易听辨别人的声音。积极的态度和听辨关键语言声的方法都是决定成功与否的因素。4 对重度听力损失康复有帮助的其他技术1 6-1 7 F M 无线调频技术：主要解决了噪音、混响和距离对助听器语言理解的不良影响问题，它主要是通过改善助听声音的信噪比来解决问题。它与移频技术的结合，可使重度听力损失的病人尤其是小儿获得更佳语言信号和更好的语训效果成为可能。语言提示的增进：所有的助听器都是根据输入信号的振幅和声谱处理声音。多数情况下语言信号和非语言信号会接受同样的放大。如果他们的声谱相似而强度不同，有一种处理器有助于识别语言,语言声学特性的探知和夸大有助于识别语言，使其更容易听到。声谱外型的增进或声谱塑型：通过语言合成的加强可使语言持续时间和强度增加。自适应降噪：因绝大多数噪音的声学特性不同于语言，所以，数字信号处理技术有可能分别处理噪音和语言来改善信噪比从而改善对语言的理解。方向性麦克风：可以使来自前方的语言信号尽量少的受周围噪音的影响，从而通过改善前方语言的信噪比来改善对语言的理解。收稿日期 2 0 0 6-3-1 5责任编辑 李 原参考文献 1 G o l d b a u m,S.,H a l p i n,C.E x p l o r i n g t h e D a m a g e d E a r:T h e N I D C DN a t i o n a l T e m p o r a l B o n e R e g i s t r y.J .A S H A,1 9 9 9，J a n./F e b.,2 9-3 3.2.M i l l e r-H a n s e n,D e n i s e R.E v a l u a t i n g t h e B e n e f i t o f S p e e c h R e c o d i n gH e a r i n g A i d s i n C h i l d r e n.J .A m e r i c a n J o u r n a l o f A u d i o l o g y,2 0 0 3,D e c,3 9-4 4 3.D a v i s-P e n n W,R o s s M.P e d i a t r i c e x p e r i e n c e s w i t h f r e q u e n c y t r a n s p o s i n g.J .H e a r I n s t r u m,1 9 9 3,4 4:2 9-3 2 4.C h i n g T,D i l l o n H,B y r n e D.S p e e c h r e c o g n i t i o n o f h e a r i n g-i m p a i r e dl i s t e n e r s:P r e d i c t i o n s f r o m a u d i b i l i t y a n d t h e l i m i t e d r o l e o f h i g h-f r e q u e n c ya m p l i f i c a t i o n.J .J A c o u s t S o c A m e r (J A S A),1 9 9 8,1 0 3:1 1 2 8 1 1 4 0.5.S k i n n e r M.S p e e c h i n t e l l i g i b i l i t y i n n o i s e-i n d u c e d h e a r i n g l o s s:E f f e c t so f h i g h-f r e q u e n c y c o m p e n s a t i o n.J .J A S A,1 9 8 0,6 7:3 0 6 3 1 7.6.T u r n e r C.T h e l i m i t s o f h i g h f r e q u e n c y a m p l i f i c a t i o n.J .H e a r J o u r,1 9 9 9,5 2 (2):1 0 1 4 7.H o g a n C A&T u r n e r C W.H i g h-f r e q u e n c y a u d i b i l i t y:B e n e f i t s f o rh e a r i n g-i m p a i r e d l i s t e n e r s.J .J A S A,1 9 9 8,1 0 4:4 3 2 4 4 1 8.T a b i t h a C.P a r e n t c t e.C o m p a r i s o n o f p e r f o r m a n c e w i t h f r e q u e n c yt r a n s p o s i t i o n h e a r i n g a i d a n d c o n v e n t i o n h e a r i n g a i d s.J .J A m A c a d A u d i o l,1 9 9 7,8:3 5 5 3 6 5 9.W e n d y E.D a v i s,M S.P r o p o r t i o n a l F r e q u e n c y C o m p r e s s i o n i n H e a r i n gI n s t r u m e n t s.J H e a r i n g R e v i e w,2 0 0 1,8(2):2 1 0.C h a s a v V P a v l o v i c.S p e e c h s p e c t r u m c o n s i d e r a t i o n i n h e a r i n g a i de v a l u a t i o n s.J .J o f S p e e c h a n d H e a r i n g D i s o r d e r,1 9 8 9,5 4:3 1 1.W a y n e O O l s e n e t a l.R e p r e s e n t i o n s o f t h e l o n g-t e r m s p e c t r a o fs p e e c h.E a r a n d H e a r.1 9 8 7,8(5):1 0 0 s 1 2.M a r g a r e t W S k i n n e r:R e c e n c e i n h e a r i n g a i d s e l e c t i o n a n d a d j u s t m e n t.J .A n n O t o l R h i n o l L a r y n t o l.1 9 8 4,9 3:5 6 9 1 3.B e a s l e y D,M e r s e n M.U s e o f f r e q u e n c y s h i f t e d/t i m e c o m p r e s s e ds p e e c h w i t h h e a r i n g i m p a i r e d c h i l d r e n.J .A u d i o l o g y.1 9 7 6,1 5:3 9 5-4 0 6 1 4.B e n n e t t D,B y e r s V.I n c r e a e d i n t e l l i g i b i l i t y i n t h e h y p a c o u s i c b y s l o wp l a y f r e q u e n c y t r a n s p o s i t i o n.J .J A u d i t R e s 1 9 6 7,7:1 0 7-1 1 8 1 5.Z:m m e r m a n n C E,B u r g e s s B J,N a d o c J B,P a t t e m s o f d e g e n r a t i o n i n t h eh a m a n o c h l e a r n e r v e,H e a r R e s,1 9 9 5,9 0:1 9 2-2 0 1 1 6.H a r v e y D i l l o n,P h,D.H e a r i n g a i d s M ,N e w Y o r k,T h i e m e,2 0 0 1,2 0 2-2 0 8 1 7.M i c h a e l V a l e n t e,S t r a t e g i e s f o r S e l e c t i n g a n d v e r i f y i n g H e a r i n g A i dF i t t i n g s M ,s e c o n d e d i t i o n,T h i e m e N e w Y o r k,2 0 0 2 ,3 1 1-3 4 0助听器论坛HHHHHHHHHHH