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雙耳選配與e2e無線技術

    摘要:雙耳助聽器選配一直為廣大聽力學工作者一直所推崇,其好處主要有改善信噪比、聲源定位、響度累加、消除頭影效應和改善音質等。但是,各個的助聽器雙耳選配率不甚理想。e2e無線技術能促進雙耳選配。至近研究證實,e2e無線技術對於助聽器的易用性、言語清晰度和定位有著積極的作用。除此之外,e2e無線技術通過更小的助聽器外殼和更少的手動調節裝置來確保助聽器的隱蔽性。e2e無線技術將左右助聽器協調在一個係統裏工作,能共享雙耳信號,同步分析和處理輸入信號,改善使用者在多種環境下的聆聽效果。

1 雙耳聽力與雙耳助聽器選配

幾十年的研究證實雙耳聽力比單耳聽力優越。同時,大量關於雙耳助聽器選配的研究也相繼進行。國外多名學者報道,雙耳助聽使用與雙耳聽力的優勢大致一樣[1-3]。雙耳聽力的優越性主要體現在雙耳靜噪效應、雙耳融合作用、雙耳累加作用和雙耳定向作用[4]

雙耳靜噪作:AG大富豪從心理聲學研究中得知,人類大腦在雙耳同時使用的情況下能在噪聲環境下提取出更多的言語信號。但,前提是雙耳聽覺平衡,如果雙耳聽覺不平衡時就不起作用[4]

雙耳融合作用:雙耳同時接收不同聲音,聽到的是一個綜合的聲音。比如,一耳先聽到一個低頻音,另一耳聽到一個高頻音,這時AG大富豪聽到的是一高頻、一低頻兩個聲音。若雙耳同時分別接收一高頻、一低頻兩個信號,則聽到的是一個綜合的聲音。因此,雙耳聽力的音質同單耳聽力的音質有一定差別。

雙耳累加作用:與單耳聽力相比,雙耳聽力對聲音的響度有明顯增加6~10dB[6,7]。對於雙耳重度和極重度的聽力損失人士,雙耳累加作用就顯得尤為重要。雙耳選配助聽器就可以利用累加作用,提高選配效果。

雙耳定向作用:大腦分析比較聲音到達雙耳的時間差和強度差來進行聲源定位,單耳顯然不具備聲源定位的能力。單耳聽聲時,聲源總是感覺在健側。

以上4個作用,單耳聽聲都不會發生。雙耳助聽器選配的優點還有很多,研究報道較多的是消除頭影效應和避免聽覺剝奪與退化。頭影效應是指由於頭顱的阻擋,聲音到達雙耳的強度不一致。高頻聲音由於波長短不易繞過頭顱,在1500—4000 Hz頻段約有10-15 dB的衰減,而更重要的是,該頻段對於某些輔音的理解及言語清晰度尤為重要。當隻配有一隻助聽器,會出現頭影效應。如果另外一邊也配上助聽器,聽覺由於從頭的兩側都得到信號而改善。消除頭影效應和雙耳靜噪作用能使噪聲中的言語清晰度會提高5-6dB[6]。聽覺剝奪與退化作用是指未助聽耳(≥2年單耳使用)在長時間沒有聲音刺激之後,閾上言語識別率具有統計意義的下降[5]。雙耳選配助聽器,其雙耳言語分別率能保持不變,若單耳使用,未助聽耳言語分辨率將下降。

2 不雙耳選配的原因

考慮到這些優點,大多數弱聽人士都應該雙耳選配助聽器。Dillon報道,大約85%的弱聽人士是雙耳聽力損失的。然而,雙耳助聽器選配率遠遠低於這個數字。圖1是表明不同的雙耳助聽器選配率[7],隻有美國接近於85%,其他遠遠低於85%。為什麽那麽多需要雙耳選配的人隻選配了單耳助聽器。Dreschler和Hickson提出了一些可能原因[9,10]

1、操作難易性:兩隻助聽器操作太複雜,對於手腳不靈活的人操作一隻助聽器已經很麻煩了,兩隻助聽器更複雜;

2、第二隻助聽器並沒有提高言語理解;

3、第二隻助聽器沒有提高聲源定位,用戶自己不能永遠保證兩隻助聽器處於平衡狀態;

4、第二隻助聽器使外觀更明顯,隱蔽性差。

3 e2e(ear to ear)無線技術

近兩年,為了解決雙耳選配問題,提出了e2e無線技術。e2e無線技術使用電磁波傳遞,實現雙耳助聽器以及助聽器與遙控器之間的信息傳遞。e2e所使用的電磁波頻率為114 kHz和120 kHz,調製方式采用頻移鍵控(FSK),電流消耗 0.12mA,兩隻助聽器之間通訊距離25-30cm,遙控器遙控助聽器距離為1.0-1.5m,遙控器讀出助聽器設置為10cm。e2e無線技術工作在很狹窄的頻率範圍裏,保證不被其他電磁波幹擾。

e2e無線技術使左右助聽器在一個協調的係統裏一起工作。兩個助聽器共享輸入信號,信號處理重要決定取決於綜合的輸入信號。雙耳助聽器的一些重要功能同步操作,比如噪音抑製功能和指向性麥克風。e2e無線技術保證雙耳助聽器在一個完整的係統裏進行分析、處理和反應,使弱聽人士獲得雙耳選配的至大好處。

除了共享信號和共同處理之外,e2e無線技術能使雙耳助聽器共享配戴者指令(改變音量或程序選擇)。調節一隻助聽器的音量能使雙耳助聽器音量同步改變。同樣,改變一隻助聽器的程序,可以同步改變雙耳助聽器的程序。

4 e2e無線技術解決雙耳選配方案

如何解決雙耳選配一直是助聽器行業關注的焦點,而e2e無線技術明確是為雙耳選配而設計的。e2e無線技術到底能給雙耳選配帶來多大作用呢?對於弱聽人士,這項技術能帶來4大好處:維持雙耳信號處理,優化信號分類的準確性,助聽器變得更小同時擴大功能,使用簡單[11]。以下通過使用簡單、聲源定位、言語清晰度、外觀隱蔽和安全性來闡述e2e無線技術帶給雙耳選配的優勢。

4.1 使用簡單

許多老年人的手腳靈活性不好,甚至手的活動性局限在一個範圍內。對於他們,操作一隻助聽器已經是一個很大的挑戰了,而且操作好一隻助聽器並不意味著能夠操作兩隻助聽器。因此,簡化助聽器控製使用是非常重要,尤其是雙耳選配時。有了e2e無線技術,隻要一邊改變音量控製器或程序轉換按鈕,另一邊助聽器就能同時改變,這樣,處理雙耳助聽器就和一隻助聽器那樣方便。e2e甚至可以提供“分離控製”,也就是音量控製器設計在一邊,而程序轉換按鈕設計在另一邊(如圖2)。這樣既減少了助聽器麵板麵積,使助聽器外觀更小更美觀,又使操作更方便,隻需要告訴用戶一邊調音量,另一邊調程序,不會使用戶弄混淆。e2e無線技術使雙耳助聽器調節更準確,甚至手的靈活度正常的人也更喜歡e2e無線技術助聽器。

在德國和美國完成了關於e2e無線技術優勢的研究,其中一個目的就是檢驗音量和程序改變的使用方便性。42個研究對象都是有助聽器配戴經驗的,並且調節助聽器音量和程序沒有特別的問題。調查結果顯示,84%表示調節雙耳助聽器至簡化對他們很重要。當被問到“用一個音量控製器和程序轉換按鈕控製雙耳助聽器很有用”,幾乎沒有人不同意,42%至46%表示“非常同意”。

圖2 定製機巧妙設計(一側音量控製器,另一側程序轉換按鈕)

4.2 聲源定位

聲源定位的原理是聲音到達雙耳的微弱的時間差和強度差,這是由於聲音到達雙耳耳廓的傳播距離和繞過頭顱衍射產生的。Wightman 和Kistler報道[12],時間差是有可聽見信號裏1500Hz以下成份決定的,而強度差則由1500Hz以上成分決定。Blauert報道[13],雙耳的時間差和強度差提示信號的水平方向左右聲音辨別,單耳的波形差別決定前後聲音辨別。

為了保證聲源定位不被雙耳助聽器影響到,時間差和強度差在助聽器信號處理時不能改變。如果左右耳助聽器增益補償不當,導致強度差改變,會明顯影響到聲源定位。助聽器的非同步的麥克風模式也會影響到聲源定位,比如,左耳使用全向性,右耳使用指向性,這種模式會影響到強度差,導致聲源定位不精確。澳大利亞聽力實驗室的Keidser曾研究不同麥克風模式對聲源定位的影響[14]。他對12弱聽人士使用3種雙耳麥克風模式組合(指向/指向,指向/全向,全向/全向)進行定位測試,結果顯示使用同步的麥克風模式組合能減少將近40%的定位錯誤(如圖3)。當一側指向性,另一側全向性時定位錯誤至大,因此雙耳助聽器選配時必須要求雙耳麥克風模式要同步。

現在數字助聽器通常都裝備多程序,數字噪音抑製(DNR)和指向性麥克風。在這些助聽器雙耳選配中,下列情況可能會發生:

⑴左右助聽器音量設置不平衡→強度差紊亂

⑵左右助聽器使用不同程序→強度差和時間差紊亂

⑶左右助聽器使用不同麥克風模式→強度差和時間差紊亂

⑷左右助聽器使用不同的數字噪音抑製設置→強度差紊亂

上述4種情況都會導致聲源定位不精確,e2e無線技術的音量和程序同步控製能解決前兩種問題,e2e無線技術的信號處理同步操作能解決後兩種問題。雙耳信號處理同步操作包括數字噪音抑製和麥克風模式切換,e2e無線技術能保證雙耳麥克風模式同步和噪音抑製處理同步,保證聲源定位的精確性。

4.3 言語清晰度

指向性麥克風是助聽器改善噪音環境裏言語清晰度一個重要的方法,通過提高信噪比來改善患者在噪音環境的言語理解力。雙耳聽力具有雙耳靜噪的功能。雙耳選配助聽器能提高噪音環境裏的言語清晰度。Hornsby 和 Ricketts曾進行了關於同步指向麥克風對言語清晰度的影響的調查研究[15]。他們通過噪音下的言語測試(HINT)來評估噪音環境言語清晰度。對象是16名中重度平坦或顯降的感音神經性聽力損失人士,配戴助聽器。HINT測試中,言語信號於前方,噪聲從四周5個揚聲器發出,模擬了日常聽覺場所裏的噪音聆聽環境(在麵前講話,周圍噪聲圍繞)。

結果表明雙耳同步指向性麥克風比不匹配麥克風在噪音環境中的言語理解有明顯的提高。雙耳同步匹配指向性能有1.5 dB的優勢(如圖4)。Mackenzie報道在別的聆聽環境裏,雙耳指向性匹配處理能有4.5 dB的優勢[16]。SRT句子理解測試中,信號每提高1 dB,正確詞提高10%-20%。雙耳同步指向性能提高1.5-4.5 dB,相應的句子理解能提高20%-40%。e2e無線技術能永遠保證雙耳助聽器的麥克風係統處於同步匹配狀態,保證噪音環境的言語清晰度。

4.4 外觀隱蔽

外觀不隱蔽是人們不接受助聽器的主要原因,而兩隻助聽器使得其聽力損失更加明顯。解決人們對外觀要求的至有效的方法是把助聽器的負麵形象轉變為正麵形象:助聽器是時尚的,就像眼鏡一樣。但是,目前,至直接改變助聽器外觀的方法是元件的微型化和分離化。e2e無線技術支持助聽器的分離控製:音量控製器設計在一邊,程序轉換按鈕設計在另一邊,節省了定製機麵板麵積,使得助聽器更小更美觀。e2e無線技術同樣支持微型化,其可以應用在深耳道式CIC和開放耳,並提供遙控器控製處理,使得CIC和開放耳擁有多程序和音量控製。e2e無線技術減少了公共場合50%的觸耳機會,減少配戴者調節數量和難度,符合患者需求。e2e無線技術通過外觀至小化來支持雙耳選配。

4.5 安全性

和其他無線通訊係統一樣,e2e無線技術也需測試其安全性。e2e無線技術通過了非離子輻射保護國際委員會(ICNIRP),證明e2e無線技術是完全安全的。ICNIRP是一個與世界衛生組織(WHO)關係密切的獨立谘詢組織。檢查結果顯示,電磁波能量吸收比(SAR)至少低於美國安全線4.78億倍,而作為比較,移動電話的SAR值低於美國安全線3.2倍[]。因此,e2e無線技術的電磁波輻射量是完全安全的。

5 小結

雙耳選配助聽器有很多優點,包括改善信噪比、聲源定位、響度累加、消除頭影效應和改善音質等等。但目前,助聽器的雙耳選配率不高。e2e無線技術是為雙耳選配助聽器設計的,與以前雙耳使用助聽器相比,它有使用簡單、聲源定位、言語清晰度和外觀隱蔽等優點,而且它的安全性十分可靠。e2e無線技術能共享雙耳信號,同步分析和處理輸入信號,改善患者在多種環境下的聆聽效果。

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