噪聲環境下自適應方向性與全向性麥克風助聽模式對言語分辨率的影響

沈曉麗 王永華 胡旭君

1 浙江中醫藥大學聽力與言語科學學院（杭州 310053）

如何提高聽力損失患者在噪聲環境下的言語識別率一直困擾著助聽器技術的發展，直到1971年，方向性麥克風開始應用于助聽器［1］并經過長期的改進、優化，終于為聽力損失患者在嘈雜環境下的聆聽帶來了福音。盡管已經有很多研究證明了方向性助聽器在實驗室情況下的降噪優勢［2］，但它在現實環境中的研究報告卻相對較少，并且其效果也不甚明了［3］。現實環境中，噪聲的來源各不相同，噪聲源和有用的聲信號的位置也不會固定不變，自適應方向性技術就是基于這種臨床要求而出現的，它能夠有效地捕捉和分析噪聲源，并相應地自動調整方向性模式，把噪聲排除在外［4］。本研究旨在比較噪聲環境下自適應方向性麥克風與全向性麥克風助聽模式對聽力損失患者言語識別率的影響，探討該技術在現實生活中的使用效果。

1 對象與方法

1.1 測試對象 成年受試者20例，其中男9例，女11例，年齡50～75歲，平均63.95±10.01歲，均為雙側對稱性感音神經性聽力損失，0.5、1、2、4 kHz的平均聽閾為70.63±13.86dB HL，無其他耳科疾病，隨機分為A、B兩組，每組10例。兩組均單耳佩戴助聽器（Resound Canta 780－D），佩戴時間≥6個月，助聽器的麥克風模式（自適應方向性、全向性）可自由切換。

1.2 評估方法 包括聲場評估和問卷評估。聲場評估是測試噪聲環境下受試者分別在全向性及自適應方向性麥克風助聽模式下的言語識別率。受試者每次聲場測試完成后填寫問卷評估表。A組先將助聽器麥克風模式切換至全向性模式，適應2周后測試其在噪聲環境下的言語識別率，并完成助聽器效果評估問卷（the abbreviated profile of hearing aid benefit，APHAB）及麥克風效果問卷（microphone performance questionnaire，MPQ）；再將助聽器麥克風模式切換至自適應方向性模式，適應2周后重復以上測試及填寫問卷。B組助聽器麥克風模式切換順序先為自適應方向性，再為全向性，測試及問卷方法同A組。實驗過程中，助聽器只改變麥克風模式，其余參數保持不變，本實驗只考慮麥克風模式對言語識別率的影響，所以助聽器里有關言語噪聲等信號的其他處理功能都關閉。評估采用雙盲法，實驗過程中受試者和評估者均不知道受試者佩戴的助聽器麥克風模式，助聽器選配與言語識別率測試由不同的評估者負責完成。

1.3 測試材料 聲場評估材料采用程錦元編寫的普通話雙音節詞測聽表［5，6］，包括兩張同質性詞匯表，每張詞匯表里有25個詞匯，受試者需盡可能準確地復述所聽到的詞匯，只有正確復述該詞匯才被認為是反應正確。

問卷評估材料采用助聽器效果評估表［7］（APHAB）、麥克風效果問卷［8］（MPQ）。APHAB為用于助聽器效果評估的專業問卷，它包含24個關于助聽器使用者在日常生活情景中交流難易程度的問題，每個問題都有7個選項，代表在日常生活中遇到每一題所描述情景的比例。每一個問題都分別對戴助聽器和不戴助聽器時的情況作答，將兩種情況的答案進行比較，即可進行助聽效果分析，但該問卷運用于本實驗是對受試者使用自適應方向性麥克風模式與全向性模式兩種助聽情況的比較。24個問題分為4大類：交流的容易程度（ease of communication，EC）、背景噪聲（background noise，BN）、回聲（reverberation，RV）、對聲音的厭惡程度（aversiveness，AV），每類均包括6個問題。用Kopun和 Stelmachowicz［9］研究中所用的方法分析APHAB量表結果，分別得到受試者在兩種麥克風模式下的得分后，對其進行統計分析，得分越低，表明言語交流能力越高。如果一份答卷里某一類的6個問題中有2個或2個以上的問題沒有回答，則不計算該類平均分，這份答卷的這一類問題不參加最后的統計分析。

MPQ是專門應用于助聽器麥克風模式效果評估的問卷，它包含21個關于助聽器在日常生活中的使用場景，其問題主要關注于使用不同麥克風助聽模式（全向性、自適應方向性）患者交流難易程度的比較。受試者根據本人使用情況分別對自適應方向性、全向性麥克風模式從“簡單”（1分）、“有點難”（3分）、“很難”（5分）進行評分，然后將兩種情況下的答案比較，評價麥克風效果，得分越低說明在這種狀態下交流越容易，反之，交流越困難。根據：①信號相對聽者所在的位置、距離；②噪聲相對聽者所在的位置和距離；③混響存在與否和混響的高低等主要影響全向性助聽器、方向性助聽器使用效果的因素；MPQ將交流場景本質劃分為十大類（表1），當受試者沒有遇到過題目中所提到的情形時，可根據該場景盡可能想象一個類似的場景作答。

1.4 測試環境 測試用隔聲室經校準滿足國家標準（GB／T17696－1999）自由聲場條件［10］，本底噪聲低于30dB（A）。揚聲器置于受試者正前方1米處，位于受試者耳部平面，在聲場下以65dB SPL的聲強播放測試材料，噪聲源置于受試者正后方1米處，以60dB SPL的強度播放粉紅噪聲。

表1 MPQ中交流場景分類

1.5 統計學方法 用SPSS 11.5軟件對數據進行配對t檢驗。

2 結果

2.1 言語識別率 20例受試者在自適應方向性麥克風助聽模式及全向性麥克風助聽模式下的言語識別率得分分別為73.20%±20.69%和64.00%±18.76%，兩者比較差異有顯著統計學意義（P＜0.001），即在相同噪聲環境下，自適應方向性麥克風模式能比全向性麥克風模式更好地提高言語識別率。

2.2 APHAB量表評估結果 將受試者在自適應方向性模式、全向性模式下的APHAB得分進行比較（表2），可見當遇到EC類問題時，受試者使用兩種不同麥克風模式的得分差異無統計學意義（P＞0.05），即在安靜環境下，受試者使用兩種麥克風模式均能達到相同的交流水平。而對BN、RV、AV類問題，受試者使用兩種不同麥克風模式的得分差異有統計學意義（P＜0.05），即在有背景噪聲、回聲、厭惡聲存在的環境下，受試者使用自適應方向性麥克風模式能更好地提高言語交流能力。

表2 自適應方向性與全向性麥克風助聽模式下APHAB量表中4類問題評分比較（%，±s）（n＝20例）

表2 自適應方向性與全向性麥克風助聽模式下APHAB量表中4類問題評分比較（%，±s）（n＝20例）

注：＊與全向性麥克風模式比較，P＜0.05

EC BN RV AV自適應方向性 19.78±15.47 43.94±17.46＊ 49.66±18.59＊ 22.40±18.17麥克風模式＊19.93全向性 20.58±15.19 52.84±18.25 56.08±21.15 26.37±

2.3 MPQ量表評估結果 將受試者在自適應方向性模式、全向性模式下的MPQ得分進行比較，發現在十大交流場景中，除第六類場景（信號來源于聽者近前方，無噪聲存在，低混響）下使用兩種不同麥克風模式的得分差異無統計學意義（P＞0.05）外，其他九類場景下，受試者使用兩種不同麥克風模式的得分差異均有統計學意義（P＜0.05），說明受試者在這九類交流場景時使用自適應方向性麥克風助聽模式效果均優于全向性模式的效果（表3）。

表3 MPQ量表十類交流場景自適應與全向性麥克風助聽模式的得分比較（分，±s）（n＝20例）

表3 MPQ量表十類交流場景自適應與全向性麥克風助聽模式的得分比較（分，±s）（n＝20例）

注：＊與自適應方向性麥克風模式比較，P＜0.05

交流場景類別 自適應方向性 全向性一類 2.40±0.88 3.10±1.02＊二類 2.93±0.65 3.63±0.68＊三類 2.55±0.63 3.25±0.66＊四類 2.63±0.58 3.23±0.66＊五類 2.09±0.60 2.36±0.63＊六類 1.58±0.63 1.60±0.58七類 3.25±0.57 3.83±0.67＊八類 3.13±0.65 3.65±0.71＊九類 2.90±0.79 3.75±0.64＊十類 2.80±0.77 3.45±0.76＊

3 討論

受試者的客觀配合程度會嚴重影響實驗的結果，本實驗過程中，為減少主觀印象對實驗本身的影響，將受試者隨機分為A組和B組，受試者和評估者均不知受試者佩戴的助聽器處于何種麥克風模式下，可排除優先使用自適應方向性麥克風模式或全向性麥克風模式所帶來的影響。

本實驗聲場測試結果顯示當信號位于聽者正前方、噪聲位于其正后方時，受試者使用自適應方向性麥克風助聽模式下的言語識別率顯著優于全向性麥克風模式下的言語識別率，這個結果符合自適應方向性助聽器的工作原理［11］。自適應方向性麥克風模式能夠采用獨特、先進的運算方法，捕捉和分析噪聲源，并相應自動調整麥克風模式極性，始終把噪聲排除在外，從而隨著環境的變化而發生變化。而全方向麥克風對來自各個方向聲音的靈敏度大致相同，其對后方的背景噪聲與前方的聲音具有相同的靈敏度，噪聲和信號一起被放大，使得信噪比較低。鑒于自適應方向性麥克風模式的這種理論優勢，在本實驗室聲場環境下，當信號來自聽者正前方、噪聲來自其正后方時，自適應方向性麥克風就會根據環境自動調節，提高前方聲壓靈敏度，降低后方聲壓靈敏度，并最終抑制后方噪聲，使受試者的言語識別率得分比全向性麥克風模式下更高。

然而，實際環境并不像實驗室環境那樣單一，助聽器加上方向性技術受聲學環境的影響非常大，比如信號與噪聲的位置、聽者與信號的距離、回響等［12］。因此，本研究還同時用APHAB和 MPQ兩種調查問卷評估助聽器的使用效果，APHAB量表評估結果顯示，無論在何種模式下，受試者在EC和AV類問題得分均較低，說明他們在較為理想的聽環境中，交流基本上沒有太大問題，而且對大的聲音也較少感到不舒服；相反，BN和RV類問題得分均較高，說明這些受試者在不理想的聽環境中（如噪聲或回聲大的環境下）遇到的交流困難較多，該結果反映了助聽器通常的使用效果。同時，該問卷結果還顯示當遇到EC類問題時，受試者不論使用自適應方向性麥克風模式還是全向性麥克風模式，均能達到相同的交流水平，而面臨BN、RV、AV類問題時，受試者使用自適應方向性麥克風模式能比使用全向性麥克風模式更好地進行言語交流，該結果與自適應方向性麥克風技術的理論優勢一致。

MPQ是對助聽器麥克風模式的特異性評估量表，從文中受試者的評估結果可以看到，當信號聲在近前方、無噪聲、無回響的情況下，無論在自適應方向性麥克風模式下還是全向性麥克風模式下，其交流都是最簡單的，當信號來自其他方向、遠處，或有噪聲或回響時，無論使用的助聽器是用何種麥克風模式，其交流難度均增加，這幾種情況同時存在時，其交流難度則更大。但是在這些情況下自適應麥克風模式下的得分均低于全向性模式下，說明自適應方向性麥克風助聽模式能比全向性麥克風模式更好地滿足受試者在動態噪聲環境下對語言清晰度的要求。

盡管APHAB并不是專門用來評估助聽器麥克風模式效果的量表，但也從助聽器的整體效果上體現了其麥克風模式對言語交流的影響。MPQ是專門為評估助聽器麥克風模式效果而設計的，其將影響麥克風模式效果的因素進行了細致劃分和分析，能更準確地體現日常生活中受試者使用不同麥克風模式的助聽效果。文中APHAB評估結果與MPQ評估結果一致，均體現了自適應方向性麥克風技術在現實環境下的優勢。

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