Одна из основных проблем слухопротезирования — плохая разборчивость речи в шумной обстановке. Производители слуховых аппаратов (СА) предлагают разные решения этой проблемы, используя современные достижения электроники и цифровых технологий. Увеличивается количество каналов в СА с независимой настройкой усиления и компрессии в каждом канале. СА оснащаются направленными микрофонами, системами подавления шума, менеджерами автоматической адаптивной направленности, корректирующими настройки СА при изменении звуковой ситуации. Бинауральное протезирование также направлено на улучшение восприятия речи в шуме, прежде всего, за счет включения таких физиологических преимуществ бинаурального слуха, как бинауральное освобождение от маскировки и бинауральная суммация. Кроме того, бинауральное протезирование позволяет использовать функцию взаимодействия и обмена данными между СА и независимо регулировать шумоподавление с разных сторон, вводя адекватное усиление речевого сигнала на стороне с оптимальным соотношением сигнал/шум [1—5].

Однако даже при использовании высокотехнологичных современных СА достичь ожидаемого улучшения разборчивости речи на фоне помехи в ряде случаев не удается. Это можно объяснить как особенностями слуховой функции конкретного пациента, так и техническими характеристиками используемых СА, которые не всегда обеспечивают достаточно быструю реакцию в ответ на постоянные изменения реального звукового окружения [1, 4—7]. В настоящее время предлагаются технологии, позволяющие существенно ускорить обработку информации в СА о меняющихся акустических условиях. Одной из таких технологий является динамическая система контроля окружающей обстановки DECS (Dynamic Environment Control System), которая анализирует звуковую ситуацию: уровень интенсивности, наличие гармоник, позволяющих идентифицировать речевой сигнал, соотношение сигнал/шум. Эта система не только оптимизирует выходной сигнал в соответствии с сиюминутной звуковой обстановкой, вводя необходимые усиление и компрессию, но и осуществляет в случае бинаурального протезирования быструю и надежную связь между СА [8].

Цель исследования — оценить речевую разборчивость при моно- и бинауральном протезировании слуховыми аппаратами с динамической системой контроля окружающей обстановки (DECS).

Материал и методы

Обследованы 25 пациентов (22 женщины и 3 мужчины) в возрасте от 39 до 84 лет (средний возраст 61,9±12,7 года) с симметричной двусторонней хронической сенсоневральной тугоухостью II—III степени с плавно нисходящей формой аудиограммы. Контрольную группу составили 10 лиц с нормальным слухом (6 женщин и 4 мужчины) в возрасте от 25 до 39 лет (средний возраст 31,6±5,2 года), тестированные для получения нормативных результатов речевой разборчивости в свободном звуковом поле в заданных условиях. Базовое обследование включало сбор анамнеза, осмотр ушей, горла, носа, тональную пороговую аудиометрию, оценку порогов дискомфорта, импедансометрию (отбирались пациенты с тимпанограммой типа «А»). Кроме того, пациентам с тугоухостью проводили специальные речевые тесты для оценки функционирования центральных отделов слуховой системы в условиях бинаурального слушания: дихотический числовой тест (ДЧТ) и тест чередующейся бинаурально речью (ЧБР) [9]. При выполнении ДЧТ пациенту одновременно на каждое ухо предъявляли 20 пар разных двузначных чисел, давая инструкцию повторять оба числа из пары. Нормативные данные по ДЧТ для взрослых с нормальным слухом составляют не менее 90%; для взрослых с тугоухостью легкой и средней степени — не менее 80% [9]. В тесте ЧБР сначала определяли процент разборчивости односложных слов для каждого уха в отдельности (монауральное тестирование), после чего — процент разборчивости при бинауральном предъявлении сигнала, когда слова делились пополам, и первая часть слова подавалась на одно ухо, а вторая сразу вслед за первой — на другое. Вычисляли разность между монауральной разборчивостью хуже разбирающего уха и бинауральной разборчивостью (ΔЧБР); в норме ΔЧБР не превышает 20% [9]. Тесты ЧБР и ДЧТ выполняли в наушниках на комфортном уровне громкости с использованием клинического аудиометра AD229e («Interacoustics», Дания), аудиоплеера и дисков с записями артикуляционных таблиц односложных слов и двузначных чисел.

Все пациенты с тугоухостью были опытными пользователями бесканальных СА Inizia 1—3 («Bernafon», Швейцария) без DECS, которые в процессе исследования сравнивали с аппаратами Zerena-9 той же фирмы, снабженными системой DECS. СА настраивали по формуле NAL-NL1 в соответствии с результатами аудиологического обследования. Эффективность моно- и бинаурального слухопротезирования оценивали посредством матриксного фразового теста Russian matrix sentence test (RuMatrix) в свободном звуковом поле [9, 10]. Предъявляли тестовые таблицы, состоящие из 20 семантически непредсказуемых фраз, каждая из которых включала 5 слов (1-е слово — имя собственное, 2-е — глагол, 3-е — числительное, 4-е — прилагательное, 5-е — существительное). В условиях открытой формы тестирования в адаптивном режиме определяли порог разборчивости фраз на фоне помехи (усредненного шума речевого спектра интенсивностью 65 дБ). Интенсивность речевого сигнала и соответственно соотношение сигнал/шум (Signal-to-Noise Ratio, SNR) регулировались автоматически, в зависимости от ответов пациента, увеличиваясь при неправильном ответе пациента и уменьшаясь при правильном [11]. Речевой материал предъявляли со звуковой колонки, установленной спереди от испытуемого на расстоянии 1 м на уровне его головы, а шум — со звуковой колонки, расположенной справа под углом 90° на таком же расстоянии (рис. 1). Оценивали пороговый уровень разборчивости (минимальное соотношение сигнал/шум в дБ SNR, при котором показатель разборчивости равен 50%). Пользователям СА тест RuMatrix проводили в следующей последовательности: 1) в одном СА без DECS (на правом ухе) (см. рис. 1, а); 2) в двух СА без DECS (см. рис. 1, б); 3) в одном СА с DECS (на правом ухе) (см. рис. 1, а); 4) в двух СА с DECS (см. рис. 1, б). На каждом из четырех этапов исследования тест RuMatrix выполняли дважды (первые треки были тренировочными). В случайном порядке отобраны 12 пациентов, которым на первых двух этапах тест проводили в СА с DECS, а на 3-м и 4-м этапах — в СА без DECS. Лицам контрольной группы речевой сигнал и шум предъявляли в аналогичных условиях. Для исследований в свободном звуковом поле использовали ноутбук с программным обеспечением Oldenburg Measurement Application («HörTech GmbH», Германия), звуковую карту EarBox («Auritec», Германия) и звуковые колонки («Genelec», Германия).

Рис. 1. Схема расположения динамиков для подачи речевого сигнала и шумовой помехи в свободном звуковом поле.

а — при использовании одного слухового аппарата (на правом ухе); б — при использовании двух слуховых аппаратов.

Анализ полученных результатов проводили с помощью стандартных средств статистической обработки данных. При сравнении средних значений независимых выборок использовали t-критерий Стьюдента. Для выявления взаимосвязи количественных величин проводили расчет коэффициента корреляции Пирсона.

Результаты

Средние пороги слуха у обследованных пациентов на речевых частотах (0,5—4 кГц) на правом ухе составили 51,4±8,8 дБ нПС, на левом — 52,3±10,1 дБ нПС. По данным речевого тестирования в наушниках, у пациентов с тугоухостью отмечался большой разброс результатов. Так, показатели ДЧТ варьировали от 0 до 100% (среднее значение 58,4±39,2%). Величина ΔЧБР колебалась от 0 до 35% (среднее значение 8,6±11,1%).

По данным исследований в свободном звуковом поле, порог разборчивости фраз в шуме в тесте RuMatrix у лиц с нормальным слухом составил –16,4±1,9 дБ SNR, что статистически значимо лучше по сравнению с пациентами, использующими СА (рис. 2).

Рис. 2. Пороговые уровни разборчивости фраз в шуме по результатам теста RuMatrix в свободном звуковом поле у пациентов с тугоухостью (1—4) и у лиц с нормальными порогами слуха (5).

1 — в одном слуховом аппарате без DECS; 2 — в одном слуховом аппарате с DECS; 3 — в двух слуховых аппаратах без DECS; 4 — в двух слуховых аппаратах с DECS; 5 — при нормальном слухе.

У пациентов с тугоухостью в условиях монаурального слухопротезирования результат теста RuMatrix составил –2,5±4,4 дБ SNR при использовании СА без DECS и –5,8±4,0 дБ SNR при использовании СА с системой DECS. При бинауральном слухопротезировании порог разборчивости фраз в шуме в двух СА без DECS был равен –6,3±3,8 дБ SNR, а в двух СА с системой DECS — –9,9±3,1 дБ SNR (см. рис. 2).

Отмечены статистически значимо более высокие значения разборчивости речи при использовании аппаратов, оснащенных системой DECS, по сравнению с аппаратами предыдущего поколения (без DECS) при монауральном (p<0,008), а также при бинауральном протезировании (p<0,0006). При сопоставлении результатов моно- и бинаурального протезирования выявлено, что разборчивость речи в двух СА была статистически значимо выше по сравнению с монауральным протезированием при использовании как СА без DECS (p<0,004), так и СА с DECS (p<0,0002). Однако, несмотря на высокие показатели речевой разборчивости в шуме при бинауральном протезировании аппаратами, оснащенными системой DECS, они были статистически значимо хуже, чем у лиц с нормальным слухом (p<0,00001) (см. рис. 2). При этом многие испытуемые отмечали более комфортное, естественное качество звукового восприятия при использовании СА с DECS, а у некоторых пациентов показатели разборчивости приближались к нормальным значениям. Лишь у 1 пациентки отмечено ухудшение разборчивости при бинауральном протезировании по сравнению с монауральным при использовании СА обоих типов.

Проанализирована связь показателей разборчивости речи в СА с возрастом, длительностью тугоухости, длительностью использования СА, данными тональной пороговой аудиометрии, а также с результатами теста ЧБР и ДЧТ. Статистически значимого влияния возраста и длительности тугоухости на речевую разборчивость не отмечено, при этом показано влияние длительности использования СА. Установлено, что разборчивость речи в шуме при монауральном слухопротезировании была лучше у пациентов, имевших больший опыт ношения СА: такая корреляция прослеживалась при использовании как СА, оснащенных системой DECS (R=0,59), так и СА предыдущего поколения (R=0,62). В случае бинаурального протезирования этой корреляции не установлено (R=0,34 и R=0,16 соответственно). Зависимости разборчивости речи при монауральном протезировании от усредненных порогов слышимости на речевых частотах на протезированном ухе не выявлено. Однако получена высокая корреляция монауральной разборчивости как в СА с DECS (R=0,75), так и в СА предыдущего поколения (R=0,69) с усредненными порогами на ухе, противоположном протезированному: чем пороги слуха меньше, тем разборчивость лучше. Это может свидетельствовать об участии непротезированного уха, находящегося в лучших условиях по соотношению сигнал/шум, в распознавании речевого сигнала.

Установлена статистически значимая корреляция бинауральной разборчивости речи в шуме с результатами ДЧТ (R=0,67 при протезировании СА с DECS и R=0,56 при протезировании СА предыдущего поколения), а также моно- и бинауральной разборчивости с результатами теста ЧБР (R=0,54—0,65): чем хуже результаты в этих тестах, тем хуже разборчивость речи в СА.

Обсуждение

Речевой сигнал является нестационарным — постоянно меняются его уровни, длительность отдельных фонем и пауз между ними, распределение максимальных уровней его частотных составляющих, спектральная плотность, что необходимо учитывать для создания оптимального усиления в СА [4, 5, 9]. Система DECS предполагает наличие нескольких алгоритмов направленности для установления минимального воздействия шума с различных направлений, использование двух систем подсчета соотношения сигнал/шум (длительной и краткосрочной), что позволяет уменьшить интенсивность шума даже во время отсутствия речевого сигнала. Высокотехнологичная система контролирует наличие речи и шума и передает информацию в звуковой процессор для установления необходимого в данный момент усиления, отдавая приоритет речевому сообщению. Не разделяя речевой сигнал на каналы по частоте, система оценивает и предъявляет со скоростью 20 000 раз в 1 с требуемое для каждой фонемы усиление, оптимизируя его в соответствии с изменением окружающей звуковой среды [8]. Как показало проведенное исследование, наличие этих технологий значительно улучшает восприятие речи. Даже при монауральном протезировании СА с DECS речевая разборчивость в условиях помехи соответствовала разборчивости в двух СА предыдущего поколения.

Бинауральное протезирование в еще большей степени улучшало речевую разборчивость. У 24 из 25 пациентов пороги разборчивости фраз в двух СА были лучше, чем в одном, даже при использовании СА без DECS. Такой прирост разборчивости речи в шуме при бинауральном восприятии происходит за счет анализа слуховой системой межушных различий (времени, уровня, спектра, фазы) конкурирующих сигналов, поступающих на разные уши, а также освобождения от маскировки [3, 12]. Бинауральное использование аппаратов с DECS обеспечивало дополнительный прирост разборчивости речи в шуме по сравнению с СА предыдущего поколения. Это объясняется наличием индукционной связи близкого радиуса действия между аппаратами, которая автоматически корректирует выходные акустические параметры в каждом СА при изменении окружающей звуковой обстановки [8].

Ухудшение разборчивости речи в шуме при бинауральном протезировании, имевшее место у 1 пациентки, может быть связано с феноменом бинауральной интерференции, частота встречаемости которого у взрослых лиц достигает 17% и более [13]. Следует отметить, что результаты теста ЧБР и ДЧТ у данной пациентки не соответствовали норме. Полученная корреляция между результатами ДЧТ, обладающего высокой чувствительностью к поражению слуховой коры и мозолистого тела, и речевой разборчивостью при использовании двух СА демонстрирует информативность ДЧТ для прогнозирования эффективности бинаурального слухопротезирования. Высокая корреляция между результатами теста ЧБР, оценивающего бинауральное взаимодействие, и разборчивостью речи как при бинауральном, так и при монауральном протезировании свидетельствует о необходимости для восприятия сложной акустической информации бездефицитного функционирования центральных отделов слуховой системы [14].

Выводы

1. Слуховые аппараты с динамической системой шумоподавления DECS обладают высокой эффективностью при восприятии речи в условиях помехи.

2. Независимо от модели слуховых аппаратов бинауральное слухопротезирование в условиях помехи эффективнее монаурального.

3. Разборчивость речи на фоне шума при бинауральном слухопротезировании статистически значимо коррелирует с показателями функционирования центральных отделов слуховой системы.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.