音乐音符训练提高人工耳蜗植入青少年音符听辨能力的临床研究

李广盛 李健鹰 汪贺媛 付前杰 白莉 杨莉萍 仇蔚丽 王莉 张琼

人工耳蜗是一个帮助耳聋患者恢复听力的一个电子装置。近年来，人工耳蜗技术不断发展进步，为诸多听障人士的听力康复做出了贡献。研究表明听觉训练对人工耳蜗植入术后的用户有显著疗效［1］，听觉训练对于提高音乐欣赏能力尤其有益，因为音乐感知比安静环境下的语音信号识别需要更加注意在时频谱上的细小差别［2］。Galvin等［3］开发出一种新颖的音乐音符感知能力的测试——旋律轮廓，这个测试并不需要具体的音乐上的经验，并且提供了一个有效的音乐音符训练方法。他们对人工电子耳在旋律轮廓识别中使用音乐音节序列进行了循序渐进且有针对性的训练。结果显示，所有受试者的旋律轮廓识别在训练后有着明显的改善，对音乐感知能力和欣赏能力有着普遍的提高。例如某些患者能够在背景的音乐中更加分辨出歌手的声音。上述研究针对美国成人电子耳蜗植入者做的研究，而国内尚未开展此类研究，为此我们于2008年12月至2011年3月应用美国洛杉矶豪氏听觉研究所(House Ear Institute)Galvin和Fu开发出的音乐音符训练模块(the CAST program)对30例使用人工耳蜗植入术后青少年进行了训练，报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 30例语前聋植入人工耳蜗的青少年参加了这项试验，来源于河北省残联康复中心耳蜗基地。其中男21例，女9例;年龄5～13岁，平均年龄8.83岁;植入人工耳蜗时间1～9年，平均5.13年。

1.2 训练方法

1.2.1 测试材料:所有的聋儿在进行训练前首先用Quick Test和Quick Star软件进行评估。

1.2.1.1 Quick Test测试内容如下:①基本评估:环境声音，韵母识别，声母识别，声调识别;②高级评估:音乐音符;③听能阈值:正数字串，反数字串，稳态阈值，动态阈值。

1.2.1.2 Quick Star测试内容如下:①HOUSE 短句;②301 短句;③301双字词。

1.2.1.3 测试方法:Quick test，Quick star属于而言语听觉评估方法，反映包括听觉中枢在内的听觉径路全过程的听觉功能。因此尽管言语听觉评估较为复杂，且受诸多因素的影响，在听力学评估中仍然占有十分重要的地位。言语听觉评估对耳聋诊断及听力补偿或听力重建效果评价以及康复方案的制定至关重要。两项测试没有时间要求。全部测验1遍后再重复第2遍。另外，每个测试的顺序要随机。如果同一测试内容两次测试前后之间相差10%以上则要重复第3次甚至第4次。做完4次依然不稳定需要第5次或更多。达到相差小于10%后进行音符听辨训练。在音符听辨训练之前，先进行4次基准测试。如果测试成绩呈现持续的上升、下降或者起伏变化(超过5%)，则需继续进行测试，直到至少连续4次的测试结果表现相近(成绩差异未超过5%)时，最多测试8次。代表基准点建立。基准测试的旋律轮廓识别包括9个主旋律模式，包括简单的基音轮廓“上升”，“下降”，“持平”;变动轮廓:“上升-下降”，“下降-上升”，“持平后下降”，“持平后上升”，“下降后持平”，“上升后持平”。每个旋律序列最低的基频是 A4(440 Hz)。每个音节之间具有五个不同的间隔(1到5个半音)。因此所有的刺激信号包括45个旋律序列(9个旋律×5个半音)。旋律序列将利用高质量MIDI合成。三种不同的乐器会用于合成这些旋律序列，包括钢琴、小提琴、竖笛。声调识别是由一个男生和一个女生所发的六个单字词，总共48个语音信号。

1.2.2 培训材料:音乐音符序列训练类似于旋律轮廓识别。所不同的是训练只是基频采用A5(880 Hz)。另外，只有钢琴用于合成这些序列。

1.2.2.1 音符听辨训练等级:包括4个等级，级别愈高，音符之间的频率差异愈较小。①第一级:单频5音符听辨一级，包含5～6个半音的差异。②第二级:单频5音符听辨二级，包含3～4个半音的差异。③第三级:单频5音符听辨三级，包含2个半音的差异。④第四级:单频5音符听辨四级，包含1个半音的差异。

1.2.2.2 培训方法:所有试验者进行音符听辨训练，每周训练5 d，30 min/d(可分多次进行)，持续4周，训练时间总共600 min。每次训练分为25个序列的旋律，序列随机选出。在刺激后，所有的旋律轮廓选择会显示在屏幕上。如果所选的旋律轮廓是正确的话，程序会播放另外一个新的音符序列。如果所选的旋律轮廓是错的话，程序会提供视觉以及声音反馈。这样可以让使用者反复比较不同旋律轮廓的区别。在每次训练之后，下一个训练的难易程度会根据患者的结果作相应的调整。训练从5～6个半音差做起，如果分数达到80分(即题目答对80%)以上改为3～4个半音差，再在分数达到80分后改为下一级别音差，如果进行1周训练后5～6音差一直未达80%，也进行下一级别训练，注意使四种音差的训练时间大致接近。训练结束后(时间达到600 min)后马上进行一遍Quick Test和Quick Star软件的测试，两个月后再测试1遍(训练项目的选择要随机)。

1.3 统计学分析 应用SAS 6.12统计软件，对数据做正态分布检验，计量资料以表示，组内采用配对t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 训练前后旋律轮廓识别正确率的变化 训练前受试者旋律轮廓识别正确率为(27±11)%，训练后受试者旋律轮廓识别正确率为(36±12)%，差异有统计学意义(t=－4.3213，P ＜0.01)。

2.2 Quick Test和Quick Star试验数据比较 训练后和训练后2个月与训练前比较，差异有统计学意义(P＜0.01)。见表1。

表1 训练前后Quick Test和Quick Star评价比较

表1 训练前后Quick Test和Quick Star评价比较

注:与训练前比较，*P ＜0.01

项目 训练前 训练后 训练后2月环境声音 64±12 76±15* 75±18*韵母识别 49±14 57±16* 53±14*声母识别 44±9 55±19* 52±22*声调识别 45±20 61±23* 59±25*音乐音符 12.2 ±2.4 37.5 ±9.6* 24.1 ±9.6*正数字串 1.50 ±0.26 1.85 ±0.52* 1.85 ±0.61*反数字串 1.5 ±0.4 1.8 ±0.7* 1.6 ±0.5*稳态阈值 36±11 32±9* 34±11*动态阈值 36±13 35±12* 37±15*HOUSE短句 44±20 52±23* 53±24*301短句 31±12 42±13* 48±16*301双字词 38±11 54±20* 50±23*

2.3 训练前后纯音听阈(500 Hz，1000 Hz，2000 Hz，4000 Hz)的变化 训练后双耳纯音听阈较训练前均减低，右耳差异有统计学意义(P＜0.05)，左耳差异无统计学意义(P＞0.05)。见表2。

表2 训练前后纯音听阈变化比较dB，

表2 训练前后纯音听阈变化比较dB，

位置 训练前 训练后 t值 P值100 ±6 100 ±7 －1.4101 0.1691102 ±6 100 ±5 2.0845 0.0460左耳右耳

3 讨论

从神经生理学的原理分析，可塑性是中枢神经系统的基本特征，这同样适用于听觉言语神经系统。其中一个极为重要的促进神经系统功能康复的因素是功能恢复训练，这在神经康复中，无论在损伤的早期、中期和晚期都有十分重要的作用［4］。听觉训练对于音乐欣赏可能尤其有益［2］，研究表明音乐音符训练可以提高人工电子耳蜗患者的音乐旋律［5，6］及音色识别能力［7］，这对于提高人工电子耳蜗患者的生活质量有着显著意义。人工耳蜗植入术后儿童的言语感知能力尽管有很大的可变性，但在很多患者中仍被证明有大幅度的提高。

研究人员运用数字音乐技术和MIDI软件建立的音乐感知测试系统测试，发现人工耳蜗提供给植入者的频率信息在低、中、高各个频段都明显不足，并且使用目前的言语处理策略也难以很好的提供准确感知乐曲所需要的信息。可能正是由于表现音乐信息方面的不足，使人工耳蜗植入者在欣赏音乐方面表现出明显的困难［8，9］。

本研究所应用得Quick Test和Quick Star包括12项内容，属于言语听觉评估系统，反映患儿在试验前后的变化。

本试验结果发现:在每个人工耳蜗植入受试者音符听辨基准点建立之后，通过4周针对性的旋律轮廓识别能力的训练，旋律轮廓识别正确率明显提高，提示交互式的音乐音符听能训练可以提升人工耳蜗植入青少年的音乐音符听辨能力，进而提升他们欣赏音乐的能力。同时通过训练，人工耳蜗植入青少年的听力亦可得到提高。在特殊教育学校的课堂上，教师发现这些受试者理解力及反应力都得到了提高，学习成绩得到提高。这些结果可能反映了人工耳蜗植入青少年的大脑具有听觉可塑性。

1 Eetow R，Palmer CV.Efficacy of individual auditory training in adults:a systematic review of the evidence.J Am Acad Audiol，2005，16:494-504.

2 Smith ZM，Delgutte B，Oxenham AJ.Chimaeric sounds reveal dichotomies in auditory perception.Nature，2002，416:87-90.

3 Galvin JJ，Fu QJ，Nogaki G.Melodic contour identification by cochlear implant listeners.Ear Hear，2007，28:302-319.

4 缪鸿石主编.康复医学理论与实践.第1版.上海:上海科学技术出版社，2000.45-48.

5 Gfeller K，Christ A，Knutson JF，et al.Musical backgrounds，listening habits，and aesthetic enjoyment of adult cochlear implant recipients.J Am Acad Audiol，2000，11:390-406.

6 Kong YY，Cruz R，Jones JA，et al.Music perception with temporal cues in acoustic and electric hearing.Ear Hear，2004，25:173-185.

7 Gfeller K，Wiit S，Adamek M，et al.Effects of training on timbre recognition and appraisal by postlingually deafened cochlear implant recipients.J Am Acad Audiol，2002，13:132-145.

8 王直中，曹克利主译.人工耳蜗植入:原理与实践.第1版.北京:人民卫生出版社，2003.226-227.

9 Gfeller K，Turner C，Woodworth G，et al.Recognition of familiar melodies by adult cochlear implant recipients and normal-hearing adults.Cochlear Implant International，2002，3:29.