07 Август 2017

SoundRecover: Доказанное повышение разборчивости речи в шуме

Предоставлено Phonak

Резюме

SoundRecover – запатентованный алгоритм Phonak, выполняющий сжатие частот свыше некоторой расчетной граничной частоты и их смещение в более низкочастотную область. В результате улучшается восприятие высокочастотных звуков. Усиление низко- и среднечастотных звуков, лежащих ниже граничной частоты, не меняется. Предшествующими исследованиями подтверждено происходящее при этом повышение разборчивости речи в тишине за счет улучшения восприятия высокочастотных звуков. В данной работе изучалась возможность повышения разборчивости речи в шуме в результате использования SoundRecover.
Эффективность слуховых аппаратов (СА), обладающих функцией SoundRecover, изучалась в сравнении с традиционными СА; использовались тест разборчивости речи в шуме (Oldenburger Satztest – OLSA) и субъективные оценки пользователей (анкетирование). В исследовании участвовали 11 опытных пользователей СА с сенсоневральной тугоухостью IV степени и глухотой. У большинства (7) обследуемых отмечалось повышение разборчивости речи в шуме при использовании SoundRecover. Изучение анкет позволило прийти к выводу, что через 2 и 4 месяца после начала использования слуховые аппараты с функцией SoundRecover субъективно оценивались выше, чем собственные традиционные СА.

Введение

Основная задача звукоусиления в большинстве случаев тугоухости состоит в обеспечении достаточной слышимости звуков в пределах всего речевого диапазона. Люди с высокими степенями тугоухости испытывают затруднения при восприятии высокочастотной речевой информации, например звуков /ф/, /с/ и /ш/ (Pittman с соавт., 2003). Несмотря на то, что частотный диапазон современных СА шире, чем прежде, усиление высокочастотных звуков существенно падает даже у так называемых широкополосных СА. В результате верхняя граница слышимых звуков, обеспечиваемая традиционным звукоусилением, остается ниже пиковой частоты звука /с/, произнесенного женским или детским голосом (Stelmachowicz с соавт., 2001). Эти авторы показали, что для оптимального восприятия мужского голоса верхняя граница частотного диапазона должна составлять не менее 4-5 кГц. В то же время, для оптимального восприятия женского и детского голосов необходимо расширить частотный диапазон до 9 кГц. Чем выше степень тугоухости, тем больше необходимо усиливать высокочастотные звуки для достижения их восприятия. Однако во многих случаях высокочастотные пороги повышены настолько, что достаточное усиление становится технически невозможным. Усиление может быть ограничено акустической обратной связью, дискомфортом, обусловленным избыточной громкостью, и выходными характеристиками самого слухового аппарата. Более того, даже в тех случаях, когда высокочастотная информация становится слышимой, разборчивость остается очень низкой из-за необратимого повреждения волосковых клеток во внутреннем ухе.
Поскольку традиционное усиление не обеспечивает достаточный уровень восприятия высокочастотных звуков, смещение высокочастотных звуков в низкочастотную область становится перспективной альтернативой. К известным преимуществам SoundRecover относится улучшение восприятия высокочастотных звуков и повышение разборчивости речи в тишине. Имелись также отдельные сообщения о повышении разборчивости речи в шуме. Настоящее исследование было предпринято для проверки этих наблюдений.

Материал и методика

Аудиометрию и тестирование проводили в Университете Майнца (Германия). Использовался адаптивный тест разборчивости речи на фоне шума (OLSA). Он включает в себя 40 списков по 30 бессмысленных фраз, каждая из которых состоит из 5 реальных слов. Фразы разделены на 3 группы, по 10 фраз каждая. Испытуемые располагались лицом к громкоговорителю (0°), через который предъявлялись речевые сигналы и шум. Последний представлял собой неразборчивое многоголосие интенсивностью 65 дБ с таким же спектром, что и речевой сигнал. В отличие от фонового шума, речевой сигнал варьировался по амплитуде согласно стандартному адаптивному методу, описанному Wagener с соавт., 1999. Измерялся порог разборчивости речи (SRT). Речевые тесты выполнялись с собственными СА испытуемых и с экспериментальными устройствами, использующими технологию SoundRecover. Кроме того, проводилось анкетирование для выяснения субъективной оценки преимуществ и качества звучания SoundRecover по сравнению с собственными СА. Испытуемые получали специально разработанную для данного исследования анкету по завершении объективного тестирования. В ней использовались пять уровней оценки удовлетворенности клиента: «намного хуже собственного СА», «хуже собственного СА», «так же, как с собственным СА», «лучше собственного СА», «намного лучше собственного СА».
В исследовании приняли участие 14 взрослых (6 женщин и 8 мужчин в возрасте 17-76 лет, средний возраст 51,5 года) с тугоухостью IV степени и глухотой. Трое испытуемых впоследствии выбыли из исследования по личным причинам. Исходные настройки SoundRecover в слуховых аппаратах Naída SP при необходимости изменялись в ходе последующих настроек. Значения граничной частоты компрессии выбирались в соответствии с аудиограммой пациента.

Результаты

Разборчивость речи на фоне шума в слуховых аппаратах, использующих технологию SoundRecover, была лучше, чем в традиционных СА. Важно отметить, что экспериментальные устройства находились в ненаправленном режиме, поэтому направленность микрофонов не влияла на полученные результаты. На рис. 1 приведены SRT, полученные при выполнении теста OLSA у всех испытуемых. Темно-серые столбики соответствуют результатам, полученным с СА испытуемых, а зеленые – результатам с использованием SoundRecover, зафиксированным в ходе последнего визита (после 4-месячной адаптации).
SoundRecover
Рис. 1: Пороги разборчивости речи (SRT). Темно-серые столбики соответствуют результатам, полученным с собственными СА испытуемых, а зеленые – СА с технологией SoundRecover в ходе последнего визита.

У 7 из 11 испытуемых отмечалось улучшение разборчивости речи на фоне шума (снижение SRT от -7,35 до -0,25 дБ). Эти результаты свидетельствуют о преимуществах использования технологии SoundRecover в шумной обстановке. Следует, однако, отметить, что эффективность применения технологии SoundRecover на фоне шума зависит от типа шума и от полезного отношения сигнал/шум (ОСШ) в диапазоне действия SoundRecover.
Помимо участия в тестировании разборчивости речи, испытуемые заполнили анкету, оценивающую их субъективное отношение к качеству звучания. Средний показатель удовлетворенности существенно повысился спустя 2 (p<0,01) и 4 (p<0,05) месяца использования слуховых аппаратов с функцией SoundRecover. Большинство испытуемых отметили более приемлемое звучание фрикативных звуков в тишине по сравнению с традиционными аппаратами. Весьма позитивным было также общее впечатление от использования алгоритма частотной компрессии SoundRecover (рис. 2). Испытуемые 4 (на 66% лучше традиционного СА), 9 (на 33%) и 14 (на 20%) оценили качество звучания SoundRecover как очень высокое. Ни один из испытуемых не отметил ухудшения качества звучания, а слуховое напряжение расценивалось как меньшее по сравнению с традиционными аппаратами.

Заключение

Полученные данные свидетельствуют о повышении разборчивости речи на фоне шума при использовании технологии SoundRecover. Так, у 7 из 11 испытуемых отмечалось улучшение показателей в тесте OLSA. Кроме того, SoundRecover положительно влиял на оценку качества звучания и существенно снижал слуховое напряжение. Таким образом, сжатие и смещение высокочастотных сигналов в более низкочастотную область с сохранным остаточным слухом позволяет эффективнее использовать дополнительную звуковую информацию и приводит к повышению разборчивости речи на фоне шума и снижению слухового напряжения в сложной акустической обстановке.
SoundRecover
Рис. 2. Общее впечатление о SoundRecover. Средние уровни удовлетворенности (в %) собственными СА и аппаратами с технологией SoundRecover, полученные на основании анкетирования 11 испытуемых. Статистически значимые различия отмечены звездочкой: *p < 0,05.

Литература

  • Pittman A L, Stelmachowicz P G, Lewis D E, Hoover B M (2003) Spectral Characteristics of Speech at the Ear: Implications for Amplification in Children. J Speech, Language, and Hearing Res 46, 649-657
  • Stelmachowicz P G, Pittmann A L, Hoover B M, Lewis D (2001) The effect of stimulus bandwidth on the perception of /s/ in normal and hearing impaired children and adults. J Acoust Soc Am 110, 2183-2190
  • Wagener K, Brand T, Kollmeier B (1999) Entwicklung und Evaluation eines Satztestes für die deutsche Sprache Teil III: Evaluation des Oldenburger Satztestes. Zeitschrift für Audiologie 38:86–95