号角状声孔对耳模声学特性的影响

胡旭君 庞珞

耳模系统作为助听器的一个重要部分,它的声学特性对助听器最终的声输出具有重要影响。耳模系统包括从助听器受话器的出口到耳道内出声孔顶端的整个通道部分，它的基本功能是更有效地传递声信号且使受话器至鼓膜的频响更理想。该系统可对助听器(尤其对于耳背式助听器)性能产生重大影响，因此在选配助听器时应给予充分重视。影响耳模声学特性的因素主要有通气孔、阻尼与声孔，可以通过其中一个或将多个组合来对耳模进行声学修饰[1]。通气孔可增加250、500 Hz听阈低于45 dB HL助听器佩带者的舒适度和声质量，解决堵耳效应[2]；阻尼可平滑1 000～4 000 Hz频率范围内的共振峰；号角状声孔对3 000 Hz以上高频声的放大可达10～12 dB,反号角状声孔可减少高频放大[3]。对于高频听力损失严重的患者，号角状声孔是突出高频放大的主要方法[4]。国外一些著名的听力学家如Pirzanski等[5]都对号角状声孔进行了研究，而国内对这方面的研究还很少。本研究旨在研究不同规格号角状声孔对耳模声学特性的影响，寻找出对我国正常成人耳发挥最大号角效应时，号角状声孔的出口段直径与长度值，为制作号角状声孔的耳模提供参考数据。

1 资料与方法

1.1研究对象 选取5名在校大学生为实验对象，耳部结构正常，因本研究的号角状声孔出口段最长为14 mm，出口段直径最大为5 mm，为满足实验要求，实验对象的耳道均要求较直较大。

1.2设备 耳模制作的全套工具设备和材料、丹麦唯听数字型耳背式助听器(型号为Senso Dive-9M )、Madson Electrical (ME) 公司Aurical真耳分析仪(在Noah平台下进行操作)。

1.3研究方法

1.3.1调试助听器 在Noah 3中输入一个50 dB平坦型听力损失图，默认助听器调试界面所给增益，所有微调均处于关闭状态。

1.3.2制作耳模 为每名实验对象制作耳模7只，除常规直径为2 mm声管耳模外，其他6只规格如下：①号角状声孔出口段长度保持11 mm不变，直径分别为3、4、5 mm；②号角状声孔出口段直径保持4 mm不变，出口段长度分别为8、11、14 mm(图1)。

图1 耳模规格示意图

规格：进口段直径2 mm，出口段直径4 mm，出口段长度11 mm

1.3.3真耳分析 每名受试者分别测试上述7种不同规格声孔耳模的真耳插入响应值(real ear insertion response,REIR)。测试时，受试者面向扬声器，受试耳与扬声器处于同一水平面，在整个测试过程中始终与扬声器保持50 cm距离不变。

1.4统计学方法 实验数据分析由EXCEL软件进行统计描述，使用均值计算统计不同频率处的真耳插入响应平均值。本实验选取了真耳插入响应曲线中0.25、0.5 、1、1.8、2、3、4.2、5 kHz这8个频率点进行分析。因为在1.8与4.2 kHz两个频率点附近，不同规格号角状声孔的真耳插入响应都出现了明显的峰值，所以本实验统计了这两个频率点的真耳插入响应值(实验结果中的图2与图3是使用MATLAB软件将实验数据转化为直观图形)。

2 结果

2.1出口段长度为11 mm，出口段直径分别为3、4、5 mm号角状声孔耳模与常规直径2 mm管耳模的平均REIR(见表1，图2)。从图2中可以直观看出效果最佳的声管为直径4 mm组，且该长度各直径号角状声孔耳模的REIR值均优于常规直径2 mm声管耳模。

图2 出口段长度为11 mm直径分别为3、4、5 mm号角状声孔与常规直径2 mm声管在各频率下的平均REIR值(dB SPL)

出口段直径(mm)250 Hz500 Hz1 kHz1.8 kHz2 kHz3 kHz4.2 kHz5 kHz常规248.8 66.6 81.6 70.4 69.0 63.6 61.2 52.8 348.2 68.0 73.0 78.2 76.4 71.2 66.6 57.0 452.6 68.2 79.8 80.8 78.8 74.6 73.8 64.6 549.6 67.0 76.6 79.8 77.8 71.4 70.2 61.4

2.2出口段直径为4 mm，出口段长度分别为8、11、14 mm号角状声孔耳模与常规直径2 mm声管耳模的平均REIR值比较(见表2，图3)。从图3中可以直观的看出效果最佳的声管为出口段长度11 mm组，且该直径的三种出口段长度号角状声孔耳模的REIR值均优于常规直径2 mm声管耳模。

2.3本次实验得出最佳声学特性的号角状声孔为出口段直径4 mm，长度为11 mm，具体规格为直径在2、3、4 mm之间呈台阶式变化，其相对应直径的长度依次为12、19与11 mm(即2 mm直径段长度为12 mm；3 mm直径段长度为19 mm；4 mm直径出口段长度为11 mm)(图4)。此时高频的增益最大，在1.8～5 kHz之间大约可达9～13 dB的增益。

注：*为第二次用2 mm声管所测得的数据，故与表1中常规2 mm声管的数据有所差异

图3 出口段直径为4 mm长度分别为8、11、14 mm号角状声孔与常规2 mm声管在各频率下的平均REIR值(dB SPL)

图4 最佳声学特性的号角状声孔规格

3 讨论

3.1耳模对助听器的机械修整作用 随着数字助听器技术的不断发展，验配师习惯通过调试软件对助听器的增益和频响进行调节，而逐渐遗忘了耳模的机械修整效果。目前数字电子技术越来越先进，助听器调试软件的功能也越来越完善，但这并不能解决所有问题。譬如部分听障患者佩带助听器后会有堵耳效应，虽然有堵耳效应管理器(唯听)、堵耳控制功能(斯达克)等芯片控制，但对于一些有中耳炎症、油性耵聍或耳道较湿的用户，提供一个有适当通气孔的耳模既能提高佩带舒适度又可避免诱发一些耳道疾病。对于一些反馈处理技术不成熟的助听器产品，为用户定制一个合适的号角状声孔耳模，可以在不增加助听器输出的情况下，在高频获得额外的9～13 dB的增益，从而降低声反馈发生的机率。另外，临床上有一些低频听力较好甚至正常、但高频听力较差的用户，选择佩带外形轻巧的耳内受话器(RIC)助听器，配套使用的开放式耳塞牢固性和密封性都比较差，容易遗失或啸叫，因此定制一个半空的外壳，将受话器装入其中，能增加固定性与密封性，防止助听器遗失，也能避免发生声反馈。而且在运用助听器软件调试技术的同时，适当地结合一些耳模或外壳的机械修整技术，能更好地解决临床问题。

3.2不同规格号角状声孔对耳模声学特性的影响 从文中结果可明显看出在500、250 Hz及更低频段，所有规格号角状声孔所得到的REIR值与普通声孔基本相同，2 mm声管在1 kHz处有最大峰值，而其他各种规格声管在1.8 kHz附近却出现了明显峰值，这个差异与声孔的直径有关，但无论何种规格的号角状声孔都能放大高频，这说明号角状声孔对低中频的声学效应产生的影响小，对高频声有放大作用。

从本研究结果可以看出，号角状声孔的直径并不是越大越好，受话器是一个高阻抗源，鼓膜是一个中等阻抗负载，号角状声孔就相当于一个阻抗匹配器，逐渐改变声压直到达到与鼓膜相匹配，所以只有合适的号角状规格才可达到最佳的匹配效果。本研究得出号角效应发挥最佳时的声管规格为直径在2、3、4 mm呈台阶式变化，与直径的对应的长度依次为12、19与11 mm。

本试验测得5名试验对象使用各种规格号角状声孔时的REIR值在1.8 kHz附近都出现了明显峰值，均值为78 dB SPL左右，而在2 kHz的REIR均值为75 dB SPL左右，与国外一些研究报告显示号角状声孔在2 000～5 000 Hz达10～15 dB增益的结论[6]有所不同，这个差值与号角状声孔开口段直径与始端直径的比率有关，也可能是由于中国人与外国人之间的生理结构差异所造成的，如不同残余耳道容积、中耳阻抗等，在临床调试助听器时可作为参考。

3.3号角状声孔应用时需注意的问题

①Libby Horn声管(一种传统声管)在小耳道中的应用可行性。3 mm和4 mm的Libby管外径分别大约为4.5 mm和5.5 mm，如果耳模中间段的直径小于6 mm，就不能采用Libby管。

②号角状声孔在小儿的应用。大多数非常重要的言语信息集中在中高频，而很多小儿高频听力损失严重，需要较多的高频放大，因此高频补偿对小儿学语是很重要的[7]。临床研究显示，号角状声孔对小儿是有帮助的，号角状导声管能够降低助听听阈均值、提高言语识别率[8]。在儿童个案研究中，也证实通过改变耳模声孔形状和内径，如将耳模声孔变为号角状增大声孔内径，助听效果会有很大改善[9]。但有作者提出小儿根本不需要使用号角状声管，因为声学共振是声管与耳道阻抗失匹配下的结果，而在小儿耳道和鼓膜的阻抗接近于声管的阻抗，因此助听器频响可能会得到较满意的平滑度[10]。

那么临床上应如何判断聋儿选配助听器时是否需要使用号角状声孔耳模？婴幼儿和儿童的外耳比成人小且柔软，在出生后的前几年会迅速发育，发育最快的阶段是从出生到两岁，并可持续到七岁，在这一时期耳廓体积增长，外耳道内的软骨组织和骨组织不断发生体积、密度和方向性的改变。Kruger(1987)及Kruger和Ruben(1987)都发现新生儿外耳道峰共振频率比成人平均值高2～3倍，直到出生后的第二年才接近成人水平；Feigin等(1989)也有类似的报道，5岁以下的儿童，堵耳时的助听声压级和2 cc耦合腔声压级的差值(即真耳耦合腔差值RECD)明显高于成人[11]。还有报道，小儿外耳道的骨化持续到7岁,而外耳道的骨化程度对声音的传播与振动会产生一定的影响，外耳道的发育将一直持续到9岁[12]。因此，对于9岁以上高频听力较差儿童选配助听器时可以为其选择号角状声孔耳模，以增加聆听效果。

使用号角状声孔耳模是一个很重要的放大高频听力的方法，它能增加助听器频宽、补偿高频插入损失、增加言语可懂度、提高声音质量，这对高频损失比较严重的患者尤为重要。但在临床应用时，尤其在对于小儿的应用中，需要结合其生理声学特性，判断号角状声孔耳模是否适用。

4 参考文献

1 Katz J，主编.韩德民，主译.临床听力学[M].北京：人民卫生出版社，2006.573～575.

2 Blamey P, Martin L.How does venting affect an ADRO fitting[J]. Acoustics Australia, 2001，29: 21.

3 Pirzanski C. A method is devised to make acoustically configured, individually tuned earmolds[J]. The Hearing Journal, 2007(7): 26.

4 Jiang D, 邹凌，梁军.助听器技术的创新：耳模进化到了终点[J].中国听力语言康复科学杂志，2007(3): 63.

5 Pirzanski C.Earmold acoustics and techaology[M].Hearing Aid Amplification,lanada:Singular publishing Gropy,2000.137～170.

6 Valante M,Valente LM.Earhooks,turbing,earmold and shells[M].In:Audiology Treatment,New York:There Medical Publisher.Inc,2007.45～57.

7 Ingrao B. More than meets the ear:Understanding and optimiz- ing your child’earmolds[J]. Volta Voices,1999,11:26.

8 李咸龙，刘云飞.助听器耳模声孔扩大对高频听力的增益作用[J]. 听力学及言语疾病杂志，1996，4: 221.

9 周凤. 改制耳模提高听力—感音神经性耳聋儿童个案研究[J].康复现代特殊教育，2006(2): 42.

10 Killion MC. Earmold Acoustics[J]. Seminars in Hearing,2003, 24: 299.

11 Ingrao B.Mor than meets the ear:understanding and optimizing your child’ear molds[J].Volta Voices,1999,11:26.

12 韩德民，许时昂. 听力学基础与临床[M].北京：科学技术文献出版社，2005.13～15.