成人人工耳蝸植入相關的中文言語識別評價體系的建立*

張宇晶 綜述 郗昕 審校

1 國家食品藥品監督管理局醫療器械技術審評中心(北京 100044)； 2 解放軍總醫院耳鼻咽喉頭頸外科

我國第二次殘疾人抽樣調查[1]顯示全國聽力語言殘疾人口達2 780萬人，占全部殘疾人總數的27%。耳聾嚴重影響人的認知發育、言語交流、教育就業，聾人的聽力康復引起了全社會的關注。人工耳蝸能幫助重度或極重度聾患者恢復言語聽、說能力，是這類患者目前惟一有效的康復治療手段[2,3]；但人工耳蝸產品主要由澳大利亞、奧地利、美國和法國的四家公司[4]生產，因此，開發適應漢語聲調特點的、具有自主知識產權、低價位高性能的國產人工耳蝸[5]具有重大的社會意義和巨大的經濟效益，目前，至少有五家國產耳蝸公司已經或正在開展上市前的臨床實驗[6]。

但長期以來，針對漢語人工耳蝸植入者的言語識別成效的評價體系一直未能確立，使得：①國產人工耳蝸公司在向國家藥監局提交臨床實驗方案時、藥監局在審評進口人工耳蝸對中國患者的療效時，無所適從；②各醫療康復機構所進行的臨床研究“各說各話”，很難被國外一流學術刊物采信，與我國蓬勃發展的人工耳蝸植入數量極不相稱；③政府在采購用于聾人救助項目的人工耳蝸時，由于缺乏進口與國產產品的橫向對比研究數據，而不得不花巨資繼續采購進口產品。為此，越來越多的聽力學工作者[7,8]參照國際通行的成人耳蝸植入者言語測試體系，開始研發面向中國成人耳蝸植入者的中文言語識別評價體系，并圍繞測試場地、聲強、噪聲類別、測試流程等評估細節，開展“臨床路徑”的探索性研究。

1 國外研究現狀

人工耳蝸作為迄今為止最成功的神經假體，能幫助眾多雙耳罹患重度或極重度的感音神經性聾的成人及兒童患者獲得聽覺。目前全球人工耳蝸植入患者總數已近22萬[4]，其效果已遠遠超出30多年前人工耳蝸剛剛問世時人們的預期。但人工耳蝸的本質是利用醫學電子技術完成的對人耳蝸的“仿生”，它只是在很大程度上解決了外周聽力的問題，而聾人康復的終極目標是獲得言語交流能力并回歸主流社會。所以對語后聾成人植入者的言語識別能力的評估是檢驗人工耳蝸植入效果的最直接和最根本的手段[9]。

1996年，由美國聽力學會(AAA)、美國耳鼻喉頭頸外科學會(AAO-HNS)和人工耳蝸廠商代表組成的委員會確定了一套評估成人植入者言語識別能力的推薦材料，包括輔音-元音-輔音(consonant-nucleus-consonant, CNC)測試和選自噪聲下聽力測試(hearing in noise test, HINT)[10]的部分語句材料，均為開放式測試。前者評估植入者的單音節識別能力，后者評估植入者在安靜或噪聲條件下的語句識別能力，構成了成人耳蝸植入者的最小言語測試集(minimum speech test battery, MSTB)[11]，是成人耳蝸植入成效評價的最基本內容，而并不排斥增添其它的測評內容。MSTB的推出，使得人工耳蝸植入效果的評價可以在不同品牌型號、不同編碼策略、不同研究單位之間進行橫向比較。

近年來隨著人工耳蝸技術的進步，植入效果持續改善[12]；人工耳蝸植入患者的入選標準也日益放寬，使得高達71%的成人耳蝸植入者的安靜條件下HINT語句識別率在85%以上[13]，出現了明顯的天花板效應。原因在于，英文HINT語句編選自BKB (取自三名作者Bamford-Kowal-Bamford姓名的英文首字母)語句集，每句7個音節3個關鍵詞，其難度只相當于小學一年級水平，且為單個男性播音員的清晰發音，語速較慢。所以，2011年6月該委員會重新修訂了MSTB，除繼續保留CNC詞表外，建議采用更高難度的AzBio句表[14]和BKB-SIN[15]噪聲下言語測試，以分別評估人工耳蝸成人植入者在安靜及噪聲環境下的表現。AzBio句表由五名不同性別、年齡的播音人以日常談話的自然語氣和速度錄制，有一定的感情色彩，句長控制在6～10個單詞；話題廣泛，大多數是與成人生活息息相關的內容，且不易根據上下文邏輯關系來預估或推測句中的關鍵詞。AzBio語句可用于測試受試者在安靜或特定信噪比(5或10 dB SNR)下的言語識別能力。BKB-SIN測試對于人工耳蝸植入者而言具有一定的挑戰性，該測試采用了改良的自適應性方法，即在四人交談噪聲的背景下，以特定強度播送測試語句，并逐漸增大信噪比，以判定植入者在噪聲下的語句識別閾(即50%識別率所對應的信噪比)。

2 國內研究現狀

我國自1995年實施首例進口人工耳蝸植入手術[16]至今，僅植入澳大利亞Cochlear公司的人工耳蝸例數就已超過萬名。近年來在政府及慈善團體捐贈項目的帶動下，人工耳蝸植入的數量更是呈幾何級數增長，語后聾成人病例[17]也在逐年增加，并成為研究以漢語為代表的聲調語言編碼策略的絕佳受試者。美國FDA或我國SFDA在審批新的人工耳蝸產品時，也都以成人語后聾植入者的言語識別成效作為最主要的審評依據。因此，迫切需要建立一套代表中文語言特征的、可與國際接軌的人工耳蝸言語評價體系。

中西方的文化差異以及漢語特有的聲調表意特性，決定了中文言語測聽不能簡單地翻譯國外已通行的測聽材料，必須根據漢語的聲學特點和中國的文化、社會特點編制適合中國人的言語測聽材料[18]，而在編排形式、計分規則上則應與國際通行材料一致。鑒于1996年版MSTB中只包含CNC單音節詞和HINT語句內容，北京同仁醫院、解放軍總醫院、復旦大學眼耳鼻喉醫院、臺灣陽明大學、香港大學、House耳研所等單位陸續致力于發展普通話版本的單音節及語句測聽材料。在海內外同行的一致努力下，已形成了比較規范的漢語CNC測聽材料。張華等[19]開發了10張50字的音位平衡表，其中7張具有良好的表間等價性，但由于每張表50字的測試時間稍長，患者易出現焦躁疲勞；而后郗昕、冀飛等[20,21]創編了22張彼此等價的25字單音節短表，并由解放軍衛生音像出版社發行了CD。臺灣陽明大學的蔡昆憲[22]采用基因算法實現了音位平衡的6張50字或9張25字表的編配。英語CNC詞表分別以輔-元-輔(C-V-C)作為獨立計分單元，冀飛等[23]也撰文探討了以漢語聲母、韻母和聲調作為計分單元的可行性。有關中文語句測聽材料的開發正逐步走向成熟，香港大學黃麗娜等[24]在研發普通話版HINT時，為了實現與英文HINT版本的兼容性，將漢語語句加長到10個字，但其難度明顯超過了成人耳蝸植入者的水平[25]。為此House耳研所的付前杰[26]開發了一套難度較低的安靜下語句測試；郗昕等[27]開發了一套噪聲下兒童短句集，難度等同于英文BKB，采用4人交談的混疊噪聲，較好地模擬了日常環境中的嘈雜場景。隨后，在此基礎上開發的中文BKB-SIN也已初步得以確立。

但目前用于人工耳蝸效果評估的中文言語測試也面臨著一些問題：①言語測聽材料的種類、數量缺乏：隨著雙側植入、助聽器與人工耳蝸雙模式使用、聲電聯合刺激等新技術的普及，人工耳蝸的植入成效仍會有大幅提升。還應開發出不同難度級別的、不同噪聲類型的、多種視聽模式的、對改進編碼策略具有甄別價值的言語測聽材料，以適應臨床和科研工作的需要。②方言因素的影響：由于我國幅員遼闊，方言眾多，因此有必要建立不同方言版本的言語測聽材料，或者當采用普通話測試材料時為不同方言區修訂計分標準和正常值。③評估方法亟待規范：中文言語測聽尚未普及，是我國聽力學理論體系中比較薄弱的環節。國內不少針對人工耳蝸植入者言語識別成效的研究，仍采用國際上已被廢止的現場口頭誦讀[28]的方式；在采用預先錄制好的言語材料時，言語信號的強度、信噪比的設置、聲場的布局、計分方法等也都會對測試結果造成影響；因此在建立中文人工耳蝸言語識別評價體系時，務必要保證測試的規范性和可操作性。

隨著數字錄音技術的發展和計算機多媒體技術的普及，計算機輔助的中文言語測聽平臺已開始應用于臨床和科研工作，使得測試精度和信度大大提高。解放軍總醫院與清華大學合作開發的計算機輔助的“心愛飛揚”中文言語測聽平臺[29]，集受試者信息管理、聲學校準、語音播放、測聽流程自動化、測聽報表生成、數據分析管理等功能為一體，可以輔助進行單音節識別率、揚揚格詞識別率及識別閾、安靜下語句識別率及識別閾、噪聲下的語句識別率及識別閾等測試，在一定程度上解決了評估方法不規范的困局，為成人人工耳蝸臨床及科研提供了一個實用而有效的計算機輔助工具。

3 應用前景

隨著國家經濟實力的壯大、人口老齡化、雙側人工耳蝸植入，未來10年內我國人工耳蝸植入的數量將增加3倍以上[30]。建立完善的面向成人植入者的中文言語識別評估體系，可作為國家科技部實施人工耳蝸國產化戰略的一部分，對于橫向比較國產與進口人工耳蝸產品的優劣、開發以聲調為特點的中文言語編碼策略、促進國內聽力學的學科建設都具有重要的學術意義。特別是它為國家藥監局進行國產及進口人工耳蝸產品的審評工作，提供了一個規范化的臨床實驗測評體系，具有迫切的實用價值。對于國產人工耳蝸開展多語種成效對比研究，被國際學術界認可并最終走出國門、占領國際市場，也都具有不可低估的現實意義。

1 第二次殘疾人抽樣調查辦公室.全國第二次殘疾人抽樣調查主要數據手冊[M].北京：華夏出版社,2007.2～38.

2 Wilson BS, Dorman MF. Cochlear implants: Current designs and future possibilities[J]. Journal of Rehabilitation and Development, 2008,45: 695.

3 Wilson BS, Dorman MF. Cochlear implants: A remarkable past and a brilliant future[J]. Hearing Research, 2008,242:3.

4 Cosetti MK, Waltzman SB. Cochlear implants: current status and future potential[J]. Expert Rev Med Devices,2011,8: 389.

5 遲放魯.我國聽覺植入的現狀和面臨的問題[J]. 中華耳鼻咽喉科雜志, 2010，45:796.

6 陳兵.國產人工耳蝸現狀及展望[J]. 中國醫學文摘耳鼻咽喉科學,2011，26:76.

7 郗昕.中文言語測聽材料的新進展[J]. 中國眼耳鼻咽喉科雜志,2008，8: 341.

8 張華, 王碩, 陳靜, 等.普通話言語測聽材料[J]. 中國聽力語言康復科學雜志, 2008(5): 16.

9 Zeng FG, Harrison W, Sun XA,et al. Cochlear implants:system design, integration, and evaluation[J]. IEEE Reviews in Biomedical Engineering, 2008，1: 115.

10 Nilsson M, Soli SD, Sullivan J.Development of the hearing in noise test for the measurement of speech reception thresholds in quiet and in noise[J]. J Acoust Soc Am, 1994,95,1 085.

11 Nilsson M, McCaw V, Soli SD. User manual: A minimal speech test battery for adult cochlear implant patients[J]. House Ear Institute, Los Angeles, CA1996.

12 Gifford RH, Shallop JK, Peterson A.Speech recognition materials and ceiling effects: considerations for cochlear implant programs[J]. Audiology and Neurotology, 2008,13:193.

13 龔樹生. 人工耳蝸最新研究進展[J]. 中國醫學文摘耳鼻咽喉科學, 2011,26:64.

14 Spahr A, Dorman MF.Performance of subjects fit with the Advanced Bionics CII and Nucleus 3G cochlear implant devices[J].Archives Otolaryngology-Head and Neck Surgery, 2004,130:624.

15 Etymtic Research, Inc. BKB-SIN test. (Ver1.03). 61 Martin Lane, Elk Grove Village, IL 60007. www.etymotic.com.2005.

16 曹克利, 魏朝剛, 金昕,等.多道人工耳蝸植入533例臨床分析[J]. 中華耳鼻咽喉科雜志,2004,39:579.

17 李佳楠, 郗昕, 洪夢迪,等.語后聾患者多通道人工耳蝸植入后聽覺效果分析[J]. 臨床耳鼻咽喉頭頸外科雜志，2010，24:580.

18 卜行寬, 倪道鳳. 推進中文言語測聽材料的標準化和臨床應用[J]. 中華耳科學雜志, 2008，6: 9.

19 張華, 王靚, 王碩, 等.普通話言語測聽單音節詞表的編輯與初步等價性評估[J]. 中華耳鼻咽喉頭頸外科雜志, 2006，41, 341.

20 郗昕，冀飛，陳艾婷，等.漢語普通話單音節測聽表的建立與評估[J].中華耳鼻咽喉頭頸外科雜志，2010，45：7.

21 Ji F, Xi X, Chen AT, et al.Development of a Mandarin monosyllable test material with homogenous items (I): homogeneity selection[J]. Acta Otolaryngol, 2011,131: 962.

22 Tsai KS,Tseng LH,Wu CJ,et al.Development of a mandarin monosyllable recognition test[J].Ear Hear,2009,20:90.

23 冀飛, 郗昕, 陳艾婷, 等. 計分單位對單音節識別測試的影響[J]. 中國聽力語言康復科學雜志，2007(4): 19.

24 Wong LL, Soli SD, Liu S, et al.Development of the Mandarin hearing in noise test (MHINT) [J].Ear Hear,2007,28(2 Suppl): 70.

25 亓貝爾, 劉博, 張寧, 等. 人工耳蝸植入者噪聲環境下普通話言語測聽測試方案的優化研究[J]. 聽力學及言語疾病雜志,2011,19: 306.

26 Fu QJ, Zhu M, Wang X. Development and validation of the Mandarin speech perception test[J]. J Acoust Soc Am, 2011,129:267.

27 Xi X, Ching TYC, Ji F, et al. Development of a corpus of Mandarin sentences in babble with homogeneity optimized via psychometric evaluation[J]. Int J Audiol,2012,51:399.

28 Roeser R, Clark J.Live voice speech recognition audiometry-stop the madness[J]! Audiology Today, 2008,20:32.

29 郗昕, 黃高揚, 冀飛, 等. 計算機輔助的中文言語測聽平臺的建立[J]. 中國聽力語言康復科學雜志,2010(7): 31.

30 唐志輝. 人工耳蝸相關技術研究進展[J]. 中國醫學文摘耳鼻咽喉科學，2007,22:252.