Принятые сокращения:
дБ нПС — децибел относительно нормального порога слышимости
дБ УЗД — децибел относительно исходного уровня звукового давления
СА — слуховой аппарат
ХСНТ — хроническая сенсоневральная тугоухость
ЦСР — центральные слуховые расстройства
ЧБР — тестирование чередующейся бинаурально речью
RuMatrix — Russian matrix sentence test — русский матриксный фразовый тест
SNR — Signal-to-Noise Ratio — отношение сигнал/шум
SRT50 — Speech Reception Threshold — 50% порог разборчивости речи
Для большинства больных с хронической сенсоневральной тугоухостью (ХСНТ) характерно нарушение распознавания речи, особенно в условиях окружающего шума, причем в ряде случаев даже улучшение слышимости звуков посредством электроакустической коррекции не повышает разборчивость речи [1—3]. Процесс речевого восприятия представляет собой, прежде всего, расшифровку и распознавание семантических и эмоциональных составляющих информации, содержащейся в речевом стимуле. Преобразование и идентификация этого сложного акустического сигнала происходит на всех уровнях слухового анализатора.
Задача сурдолога — оценить способность пациента к обработке звуковой информации не только на периферии, но и в центральных отделах слуховой системы с использованием комплекса диагностических тестов, позволяющих провести анализ слуховой функции на всех уровнях ее реализации и составить адекватную программу реабилитации. Раннее выявление центральных слуховых расстройств (ЦСР), оценка степени их влияния на разборчивость речи имеют большое значение как для минимизации функциональных последствий ЦСР, так и для успешной реабилитации пациентов с нарушениями слуха [4]. Однако при подборе слухового аппарата (СА) оценка функционирования слуховой системы на всех ее уровнях не является общепринятой практикой. Поиск более точных методик диагностики ЦСР, разработка новых алгоритмов обследования при подборе СА ведет к повышению эффективности электроакустической реабилитации слабослышащих лиц.
Цель исследования — оценить степень влияния на разборчивость речи при ХСНТ таких характеристик центральных отделов слуховой системы, как временная разрешающая способность, дифференциальная чувствительность по частоте, бинауральная интеграция, способность к обнаружению звукового сигнала на фоне помехи.
Пациенты и методы
Обследованы 20 пациентов с II—III степенью двусторонней симметричной ХСНТ в возрасте от 31 до 80 лет (56,8±15,1 года), постоянных пользователей цифровых СА, настроенных в соответствии с характеристиками слуха. Наряду со стандартным аудиологическим обследованием (тональная пороговая и надпороговая аудиометрия, импедансометрия) проводили оценку состояния центральных отделов слуховой системы с использованием набора тестов.
Исследование бинаурального взаимодействия выполняли посредством сенсибилизированной речевой аудиометрии в формате чередующейся бинаурально речи (ЧБР), оценивающей способность центральных отделов слуховой системы воспринимать информацию от правого и левого уха и объединять ее в единое целое [5]. На комфортном уровне громкости определяли процент разборчивости односложных слов для каждого уха в отдельности, затем — процент разборчивости при бинауральном предъявлении сигнала, когда слова делились пополам и первая часть слова подавалась на одно ухо, а вторая — на другое ухо. Известно, что при нарушении бинаурального взаимодействия, обусловленного ЦСР, разность между монауральной разборчивостью хуже разбирающего уха и бинауральной разборчивостью (ΔЧБР) превышает 20% (разборчивость ЧБР существенно ниже, чем при монауральном предъявлении) [5].
Временную разрешающую способность анализировали с использованием теста обнаружения паузы — Gap Detection Test (GDT) в модификации R. Keith [6—8]. Испытуемому на комфортном уровне громкости через наушники бинаурально подавали тоны частотой 500, 1000, 2000 и 4000 Гц длительностью 15 мс, в которые вставлены беззвучные паузы длительностью от 2 до 40 мс. Испытуемый определял, слышит ли он поданный сигнал как один звук (без паузы) или как два. В норме порог обнаружения паузы не превышает 20 мс.
Измерение дифференциальных порогов по частоте (ДПЧ) выполняли по стандартной методике на комфортном уровне громкости на частотах 0,5, 1 и 2 кГц [8, 9] для каждого уха в отдельности. Нормальные значения для данного частотного диапазона не превышают 0,7% [10, 11].
Перечисленные выше исследования проводили с использованием клинического аудиометра АС40 («Interacoustics», Дания), наушников TDH 39, аудиоплеера и дисков с соответствующими записями.
Для оценки способности к обнаружению звукового сигнала на фоне помехи одновременно на одно и то же ухо предъявляли тональную помеху частотой 250 Гц с интенсивностью +10 дБ над индивидуальным порогом слышимости и полезный сигнал частотой 1000 Гц на пороговом уровне (использовали импульсную подачу сигналов с нулевой фазой). Если пациент слышал оба сигнала, интенсивность тональной помехи увеличивали до +20 дБ, а если один сигнал, то интенсивность полезного тона увеличивали шагом 1 дБ УЗД, фиксируя момент, когда пациент начинал слышать два сигнала. Величину сдвига порога полезного сигнала (∆) рассчитывали как разность между порогом слышимости полезного сигнала в присутствии помехи и порогом полезного сигнала в тишине. Аналогично определяли ∆ при интенсивности тональной помехи +30 дБ, +40 дБ и +50 дБ над индивидуальным порогом слышимости. Затем выполняли такие же измерения на втором ухе. Измерение сдвига порога полезного сигнала в условиях одновременного предъявления тональной помехи проводили на специальном аппаратурном комплексе, включающем в себя два звуковых генератора ГЗ-34, коммутационное устройство, усилитель и головные телефоны TDH 39.
Разборчивость речи в СА оценивали в свободном звуковом поле двумя способами. При выполнении речевой аудиометрии посредством экспресс-метода [12] использовали запись артикуляционных таблиц разносложных слов, составленных Г.И. Гринберг, Л.Р. Зиндер [12]; уровень предъявляемого сигнала составлял 65 дБ УЗД. Определяли разборчивость предъявляемых слов в тишине и на фоне многоголосия с отношением сигнал/шум (Signal-to-Noise Ratio — SNR), равном нулю. Кроме того, выполняли речевую аудиометрию в свободном поле посредством русского матриксного фразового теста (Russian matrix sentence test — RuMatrix) [13, 14] в адаптивном режиме. Определяли показатели, при которых достигался 50% порог разборчивости речи (SRT50): при тестировании в тишине — интенсивность в дБ УЗД, а при тестировании в шуме — отношение сигнал/шум в дБ SNR.
Для анализа уровня значимости статистических различий использовали критерий Стьюдента и непараметрический критерий Манна—Уитни.
Результаты и обсуждение
Средние пороги слуха на речевых частотах (0,5—4 кГц) у обследованных пациентов составили на протезированном ухе 51,0±11,9 дБ нПС, а на не протезированном — 52,5±10,7 дБ нПС со средним динамическим диапазоном 53,9±16,7 и 53,2±18,8 дБ соответственно.
При оценке бинаурального взаимодействия отмечался большой разброс результатов: значения ΔЧБР варьировали от 0 до 45%. Также большой разброс наблюдался в результатах речевой аудиометрии в свободном звуковом поле: разборчивость без СА в тишине варьировала от 0 до 97% (51,8±34,7%), а на фоне помехи — от 0 до 90% (35,0±28,8%). При использовании СА разборчивость речи в тишине принимала значения от 60 до 100% (86,0±12,1%), а на фоне помехи — от 10 до 90% (50,0±20,6%).
Величина сдвига порога полезного сигнала (∆) в условиях одновременного предъявления тональной помехи разной интенсивности также характеризовалась очень большим разбросом: от 0 до 50 дБ УЗД.
Для дальнейшего анализа полученных данных все больные были разделены на две группы в зависимости от показателей разборчивости речи в СА. В 1-ю группу (10 человек) вошли пациенты с 90% и выше разборчивостью разносложных слов в тишине, а на фоне помехи — от 70% и выше; 2-ю группу (10 человек) составили больные с разборчивостью в тишине менее 70%, а также те, у кого разность между разборчивостью речи в тишине и на фоне помехи превышала 35%.
У всех пациентов 1-й группы результаты теста ЧБР были в пределах нормы (ΔЧБР в среднем составила 5±4,4%), а у пациентов 2-й группы диагностировались признаки нарушения бинаурального взаимодействия (среднее значение ΔЧБР составило 41,5±5,8%).
Достоверных различий по ДПЧ между пациентами 1-й и 2-й групп выявлено не было: ДПЧ были одинаково повышены по сравнению с нормой как в 1-й, так и во 2-й группе (среднее значение для частот 0,5—2 кГц равно 1,1±0,7 и 0,9±0,6% соответственно).
Результаты GDT у всех пациентов 1-й группы не превышали 20 мс, что говорило о сохранности у них временной разрешающей способности. Во 2-й группе 30% пациентов вообще не справились тестом GDT, а у пациентов, прошедших тест, средние значения порога обнаружения паузы при предъявлении всех типов звуковых сигналов были достоверно выше, чем в 1-й группе (рис. 1).
Изучение способности к обнаружению звукового сигнала на фоне помехи показало, что в 1-й группе результаты были достоверно лучше, чем во 2-й, в которой влияние помехи при любых интенсивностях было выше (р<0,01). При интенсивности помехи +10 дБ над индивидуальным порогом слышимости сдвиг порога полезного сигнала у пациентов 1-й группы составлял 2,0±4,0 дБ УЗД, постепенно увеличиваясь и достигая 8,0±6,0 дБ УЗД при интенсивности помехи +30 дБ. Дальнейшее увеличение интенсивности помехи от +30 до +50 дБ в меньшей степени влияло на порог обнаружения полезного сигнала (рис. 2).
По данным теста RuMatrix, разборчивость фраз при использовании СА у пациентов 1-й группы была достоверно лучше, чем у пациентов 2-й группы. 50% уровень разборчивости в тишине для пациентов 1-й и 2-й групп составил 35,6±5,1 и 41,7±6,8 дБ УЗД (р<0,1) соответственно. На фоне шумовой помехи показатель 50% разборчивости для пациентов 1-й и 2-й групп равнялся –4,8±1,1 и –1,15±1,9 дБ SNR (р<0,01) соответственно (рис. 3).
Выявлена высокая корреляция между результатами теста ЧБР и разборчивостью речи в СА по данным теста RuMatrix в тишине (r=0,53) и в шуме (r=0,73). Также показана корреляция между результатами теста восприятия сигнала в условиях одновременного предъявления тональной помехи и разборчивостью речи в СА как в тишине (r=0,48), так и в шуме (r=0,66). Установлена корреляция между результатами теста RuMatrix и разборчивостью разносложных слов в тишине (r=0,57) и в шуме (r=0,86).
Таким образом, у всех пациентов 2-й группы с низкими показателями разборчивости речи имели место центральные слуховые расстройства. Это проявлялось в нарушении процессов бинаурального взаимодействия, временной разрешающей способности и помехоустойчивости, что приводило к недостаточной эффективности слухопротезирования.
Восприятие речи — сложный процесс, зависящий от состояния периферических и центральных отделов слуховой системы. Значимой в распознавании речи является не столько абсолютная, сколько дифференциальная чувствительность слуховой системы, т. е. ее способность обнаруживать и различать небольшие изменения громкости, частоты и длительности звукового сигнала, а также определять дискретность или непрерывность звукового сигнала [8]. Данный факт получил подтверждение и в нашем исследовании: все перечисленные функции были достоверно хуже у пациентов 2-й группы с плохими показателями разборчивости речи. Не меньшее значение имеет также помехоустойчивость слуховой системы. Если при использовании СА разборчивость речи в тишине у пациентов 2-й группы была достаточно высокой (до 79,0±13,8%), то на фоне помехи она достигала лишь 38,5±18,5%. В 1-й группе эти значения составляли 92,3±4,4 и 76,3±13,4% соответственно.
Нарушение механизма первичного анализа звукового сигнала на уровне улитки в связи с ХСНТ привело к повышению ДПЧ в обеих группах пациентов. Поэтому даже в 1-й группе разборчивость речи в тишине не достигала 100%, а на фоне помехи была меньше 80%. Достоверно худшие показатели разборчивости речи у пациентов 2-й группы объясняются тем, что частотная разрешающая способность при действии сложных звуковых сигналов не сводится к свойствам периферических слуховых фильтров, а определяется дополнительными процессами обострения частотной селективности в центральных отделах слуховой системы [15].
Кроме того, у пациентов 2-й группы наблюдалось достоверное ухудшение временной разрешающей способности. Это подтверждает данные о корреляции порогов обнаружения паузы с разборчивостью речи на фоне шума [16, 17]. Больные во 2-й подгруппе были значительно старше, чем в 1-й (65,5±11,1 и 48,1±13,7 года соответственно); ухудшение у них временной разрешающей способности можно объяснить в том числе возрастным снижением функционирования центральной нервной системы, в частности нарушением обработки временных параметров [18, 19], а также снижением памяти и скорости обработки информации [20].
Также удалось установить, что по результатам теста ЧБР у пациентов 2-й группы имело место ухудшение бинаурального взаимодействия, обеспечивающего синхронную обработку звуковой информации по разным каналам. Нарушение межполушарной координации структурно-функциональных связей головного мозга приводит к снижению помехоустойчивости слуховой системы и точности распознавания вербальной информации [21, 22]. Между тем в реальных условиях человек слышит речь на фоне разнообразных помех, превращающих ее в сложный звуковой поток, что повышает порог обнаружения полезного сигнала [23, 24].
Оценка способности обследованных нами пациентов к обнаружению звукового сигнала на фоне помехи показала, что во 2-й группе помеха оказывала достоверно большее влияние на порог обнаружения полезного сигнала, чем в 1-й группе. Многие особенности влияния помехи объясняются на основании гипотезы «занятой линии» [25]: заглушающая полезный сигнал помеха возбуждает ту же самую группу волокон слухового нерва, предотвращая тем самым их стимуляцию полезным сигналом. По мнению других авторов, влияние помехи в большей степени может быть объяснено эффектами латерального подавления в высших отделах головного мозга [15, 23]. В повседневной речи постоянно происходит взаимодействие полезного сигнала и помехи, когда изменяется громкость, трансформируется восприятие отдельных спектральных составляющих сигналов. Значительное увеличение порогов обнаружения полезного сигнала привело у пациентов 2-й группы к потере разборчивости речи, особенно в присутствии конкурирующего сигнала, за счет маскировки высокочастотных компонентов речевого сигнала низкочастотными составляющими.
Понимание речи выходит далеко за рамки простого восприятия физических характеристик речевых звуков. Тонкий анализ вербальной информации безусловно требует не только сохранности периферических отделов, но и полноценного функционирования центральных отделов слуховой системы и взаимодействия обоих полушарий головного мозга.
Выводы
1. Снижение разборчивости речи у пациентов с ХСНТ обусловлено нарушением комплекса нейродинамических характеристик центральных отделов слуховой системы.
2. У 50% пациентов с ХСНТ установлен диагноз центральных слуховых расстройств, что существенно снижало разборчивость речи и ухудшало эффективность слухопротезирования.
3. Выявлена высокая корреляция между результатами аудиометрии чередующейся бинаурально речью, теста по оценке восприятия сигнала в условиях одновременного предъявления тональной помехи и разборчивостью речи в слуховых аппаратах.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
*e-mail: boboshkom@gmail.com; orcid: http://orcid.org/0000-0003-2453-523X