噪声环境下自适应方向性与全向性麦克风助听模式对言语分辨率的影响

沈晓丽 王永华 胡旭君

1 浙江中医药大学听力与言语科学学院（杭州 310053）

如何提高听力损失患者在噪声环境下的言语识别率一直困扰着助听器技术的发展，直到1971年，方向性麦克风开始应用于助听器［1］并经过长期的改进、优化，终于为听力损失患者在嘈杂环境下的聆听带来了福音。尽管已经有很多研究证明了方向性助听器在实验室情况下的降噪优势［2］，但它在现实环境中的研究报告却相对较少，并且其效果也不甚明了［3］。现实环境中，噪声的来源各不相同，噪声源和有用的声信号的位置也不会固定不变，自适应方向性技术就是基于这种临床要求而出现的，它能够有效地捕捉和分析噪声源，并相应地自动调整方向性模式，把噪声排除在外［4］。本研究旨在比较噪声环境下自适应方向性麦克风与全向性麦克风助听模式对听力损失患者言语识别率的影响，探讨该技术在现实生活中的使用效果。

1 对象与方法

1.1 测试对象 成年受试者20例，其中男9例，女11例，年龄50～75岁，平均63.95±10.01岁，均为双侧对称性感音神经性听力损失，0.5、1、2、4 kHz的平均听阈为70.63±13.86dB HL，无其他耳科疾病，随机分为A、B两组，每组10例。两组均单耳佩戴助听器（Resound Canta 780－D），佩戴时间≥6个月，助听器的麦克风模式（自适应方向性、全向性）可自由切换。

1.2 评估方法 包括声场评估和问卷评估。声场评估是测试噪声环境下受试者分别在全向性及自适应方向性麦克风助听模式下的言语识别率。受试者每次声场测试完成后填写问卷评估表。A组先将助听器麦克风模式切换至全向性模式，适应2周后测试其在噪声环境下的言语识别率，并完成助听器效果评估问卷（the abbreviated profile of hearing aid benefit，APHAB）及麦克风效果问卷（microphone performance questionnaire，MPQ）；再将助听器麦克风模式切换至自适应方向性模式，适应2周后重复以上测试及填写问卷。B组助听器麦克风模式切换顺序先为自适应方向性，再为全向性，测试及问卷方法同A组。实验过程中，助听器只改变麦克风模式，其余参数保持不变，本实验只考虑麦克风模式对言语识别率的影响，所以助听器里有关言语噪声等信号的其他处理功能都关闭。评估采用双盲法，实验过程中受试者和评估者均不知道受试者佩戴的助听器麦克风模式，助听器选配与言语识别率测试由不同的评估者负责完成。

1.3 测试材料 声场评估材料采用程锦元编写的普通话双音节词测听表［5，6］，包括两张同质性词汇表，每张词汇表里有25个词汇，受试者需尽可能准确地复述所听到的词汇，只有正确复述该词汇才被认为是反应正确。

问卷评估材料采用助听器效果评估表［7］（APHAB）、麦克风效果问卷［8］（MPQ）。APHAB为用于助听器效果评估的专业问卷，它包含24个关于助听器使用者在日常生活情景中交流难易程度的问题，每个问题都有7个选项，代表在日常生活中遇到每一题所描述情景的比例。每一个问题都分别对戴助听器和不戴助听器时的情况作答，将两种情况的答案进行比较，即可进行助听效果分析，但该问卷运用于本实验是对受试者使用自适应方向性麦克风模式与全向性模式两种助听情况的比较。24个问题分为4大类：交流的容易程度（ease of communication，EC）、背景噪声（background noise，BN）、回声（reverberation，RV）、对声音的厌恶程度（aversiveness，AV），每类均包括6个问题。用Kopun和 Stelmachowicz［9］研究中所用的方法分析APHAB量表结果，分别得到受试者在两种麦克风模式下的得分后，对其进行统计分析，得分越低，表明言语交流能力越高。如果一份答卷里某一类的6个问题中有2个或2个以上的问题没有回答，则不计算该类平均分，这份答卷的这一类问题不参加最后的统计分析。

MPQ是专门应用于助听器麦克风模式效果评估的问卷，它包含21个关于助听器在日常生活中的使用场景，其问题主要关注于使用不同麦克风助听模式（全向性、自适应方向性）患者交流难易程度的比较。受试者根据本人使用情况分别对自适应方向性、全向性麦克风模式从“简单”（1分）、“有点难”（3分）、“很难”（5分）进行评分，然后将两种情况下的答案比较，评价麦克风效果，得分越低说明在这种状态下交流越容易，反之，交流越困难。根据：①信号相对听者所在的位置、距离；②噪声相对听者所在的位置和距离；③混响存在与否和混响的高低等主要影响全向性助听器、方向性助听器使用效果的因素；MPQ将交流场景本质划分为十大类（表1），当受试者没有遇到过题目中所提到的情形时，可根据该场景尽可能想象一个类似的场景作答。

1.4 测试环境 测试用隔声室经校准满足国家标准（GB／T17696－1999）自由声场条件［10］，本底噪声低于30dB（A）。扬声器置于受试者正前方1米处，位于受试者耳部平面，在声场下以65dB SPL的声强播放测试材料，噪声源置于受试者正后方1米处，以60dB SPL的强度播放粉红噪声。

表1 MPQ中交流场景分类

1.5 统计学方法 用SPSS 11.5软件对数据进行配对t检验。

2 结果

2.1 言语识别率 20例受试者在自适应方向性麦克风助听模式及全向性麦克风助听模式下的言语识别率得分分别为73.20%±20.69%和64.00%±18.76%，两者比较差异有显著统计学意义（P＜0.001），即在相同噪声环境下，自适应方向性麦克风模式能比全向性麦克风模式更好地提高言语识别率。

2.2 APHAB量表评估结果 将受试者在自适应方向性模式、全向性模式下的APHAB得分进行比较（表2），可见当遇到EC类问题时，受试者使用两种不同麦克风模式的得分差异无统计学意义（P＞0.05），即在安静环境下，受试者使用两种麦克风模式均能达到相同的交流水平。而对BN、RV、AV类问题，受试者使用两种不同麦克风模式的得分差异有统计学意义（P＜0.05），即在有背景噪声、回声、厌恶声存在的环境下，受试者使用自适应方向性麦克风模式能更好地提高言语交流能力。

表2 自适应方向性与全向性麦克风助听模式下APHAB量表中4类问题评分比较（%，±s）（n＝20例）

表2 自适应方向性与全向性麦克风助听模式下APHAB量表中4类问题评分比较（%，±s）（n＝20例）

注：＊与全向性麦克风模式比较，P＜0.05

EC BN RV AV自适应方向性 19.78±15.47 43.94±17.46＊ 49.66±18.59＊ 22.40±18.17麦克风模式＊19.93全向性 20.58±15.19 52.84±18.25 56.08±21.15 26.37±

2.3 MPQ量表评估结果 将受试者在自适应方向性模式、全向性模式下的MPQ得分进行比较，发现在十大交流场景中，除第六类场景（信号来源于听者近前方，无噪声存在，低混响）下使用两种不同麦克风模式的得分差异无统计学意义（P＞0.05）外，其他九类场景下，受试者使用两种不同麦克风模式的得分差异均有统计学意义（P＜0.05），说明受试者在这九类交流场景时使用自适应方向性麦克风助听模式效果均优于全向性模式的效果（表3）。

表3 MPQ量表十类交流场景自适应与全向性麦克风助听模式的得分比较（分，±s）（n＝20例）

表3 MPQ量表十类交流场景自适应与全向性麦克风助听模式的得分比较（分，±s）（n＝20例）

注：＊与自适应方向性麦克风模式比较，P＜0.05

交流场景类别 自适应方向性 全向性一类 2.40±0.88 3.10±1.02＊二类 2.93±0.65 3.63±0.68＊三类 2.55±0.63 3.25±0.66＊四类 2.63±0.58 3.23±0.66＊五类 2.09±0.60 2.36±0.63＊六类 1.58±0.63 1.60±0.58七类 3.25±0.57 3.83±0.67＊八类 3.13±0.65 3.65±0.71＊九类 2.90±0.79 3.75±0.64＊十类 2.80±0.77 3.45±0.76＊

3 讨论

受试者的客观配合程度会严重影响实验的结果，本实验过程中，为减少主观印象对实验本身的影响，将受试者随机分为A组和B组，受试者和评估者均不知受试者佩戴的助听器处于何种麦克风模式下，可排除优先使用自适应方向性麦克风模式或全向性麦克风模式所带来的影响。

本实验声场测试结果显示当信号位于听者正前方、噪声位于其正后方时，受试者使用自适应方向性麦克风助听模式下的言语识别率显著优于全向性麦克风模式下的言语识别率，这个结果符合自适应方向性助听器的工作原理［11］。自适应方向性麦克风模式能够采用独特、先进的运算方法，捕捉和分析噪声源，并相应自动调整麦克风模式极性，始终把噪声排除在外，从而随着环境的变化而发生变化。而全方向麦克风对来自各个方向声音的灵敏度大致相同，其对后方的背景噪声与前方的声音具有相同的灵敏度，噪声和信号一起被放大，使得信噪比较低。鉴于自适应方向性麦克风模式的这种理论优势，在本实验室声场环境下，当信号来自听者正前方、噪声来自其正后方时，自适应方向性麦克风就会根据环境自动调节，提高前方声压灵敏度，降低后方声压灵敏度，并最终抑制后方噪声，使受试者的言语识别率得分比全向性麦克风模式下更高。

然而，实际环境并不像实验室环境那样单一，助听器加上方向性技术受声学环境的影响非常大，比如信号与噪声的位置、听者与信号的距离、回响等［12］。因此，本研究还同时用APHAB和 MPQ两种调查问卷评估助听器的使用效果，APHAB量表评估结果显示，无论在何种模式下，受试者在EC和AV类问题得分均较低，说明他们在较为理想的听环境中，交流基本上没有太大问题，而且对大的声音也较少感到不舒服；相反，BN和RV类问题得分均较高，说明这些受试者在不理想的听环境中（如噪声或回声大的环境下）遇到的交流困难较多，该结果反映了助听器通常的使用效果。同时，该问卷结果还显示当遇到EC类问题时，受试者不论使用自适应方向性麦克风模式还是全向性麦克风模式，均能达到相同的交流水平，而面临BN、RV、AV类问题时，受试者使用自适应方向性麦克风模式能比使用全向性麦克风模式更好地进行言语交流，该结果与自适应方向性麦克风技术的理论优势一致。

MPQ是对助听器麦克风模式的特异性评估量表，从文中受试者的评估结果可以看到，当信号声在近前方、无噪声、无回响的情况下，无论在自适应方向性麦克风模式下还是全向性麦克风模式下，其交流都是最简单的，当信号来自其他方向、远处，或有噪声或回响时，无论使用的助听器是用何种麦克风模式，其交流难度均增加，这几种情况同时存在时，其交流难度则更大。但是在这些情况下自适应麦克风模式下的得分均低于全向性模式下，说明自适应方向性麦克风助听模式能比全向性麦克风模式更好地满足受试者在动态噪声环境下对语言清晰度的要求。

尽管APHAB并不是专门用来评估助听器麦克风模式效果的量表，但也从助听器的整体效果上体现了其麦克风模式对言语交流的影响。MPQ是专门为评估助听器麦克风模式效果而设计的，其将影响麦克风模式效果的因素进行了细致划分和分析，能更准确地体现日常生活中受试者使用不同麦克风模式的助听效果。文中APHAB评估结果与MPQ评估结果一致，均体现了自适应方向性麦克风技术在现实环境下的优势。

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11 曾子临.方向性麦克风技术在助听器中的应用［J］.中国听力语言康复科学杂志，2006（4）：50.

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