开放耳选配的真耳测试方法

张敏 黄画 段吉茸

在发达国家，真耳测试自1990年起即成为助听器选配规范内容之一，因为如果没有真耳测试，很难得知到达鼓膜处的增益是否满足可听度，是否符合目标值。真耳测试是通过一套系统测量鼓膜处实际声强的方法，该系统大致包括扬声器(发出测试声)、参考麦克风(用于测量的校准)和探测管麦克风(测量鼓膜处声强)。探测管麦克风与一根柔软纤细的硅胶管(探测管)相连，管的另一端插入耳道，尽可能靠近鼓膜。测量助听后或堵耳响应时，软管位于助听器或耳模与耳道壁之间。在助听器验配过程中，尤其是儿童验配时，真耳测试成为客观反映助听器增益是否达到目标的重要手段。

NAL和DSL[i/o]公式常用于非线性放大助听器的目标计算，分别给出轻声、中等声和大声增益的目标值，因而在验证助听器是否达到目标时，真耳测试系统通过扬声器发出轻声(50或55 dB SPL)、中等声(65 dB SPL)和大声(80或85 dB SPL)的刺激声，该刺激声传入助听器麦克风，经过放大线路的放大，再由受话器输出到达鼓膜，探测管的鼓膜端接受到放大的声音传送至测试系统，于是就可以直观地在整个真耳测试过程中，参考麦克风起着非常重要的作用，它是用来监控和调整到达耳道口的刺激声，保证其强度始终与测试者设定的值相一致。早在20世纪80年代，人们将参考麦克风放在测试耳附近的校准方法称为改良声强法，该方法可通过两种方式实现：其一是在探测管麦克风测量的过程中实时对声场进行测量和调整，另一种是在探测管测试前进行校准并保存数据，即非实时调整。在临床实践中，用实时校准法得到的测量结果最可靠，因为受试者不可能像人体模型那样静止不动，因此该设置成为许多真耳测量系统的默认设置，甚至是唯一设置。然而，在开放式助听器出现之前人们就发现当有声音从耳道漏出时使用这一设置就会出现问题[1]，如今开放式助听器日趋流行，先进的声反馈控制系统使得助听器可提供更多的增益，该问题也受得到越来越多的关注[2]。

1 开放式助听器验证的误差问题

近几年，耳背式助听器有重新占领助听器市场的趋势，选配的数量逐年增长，其中开放式助听器已占到耳背机总体选配数量的45%，并且还有上升趋势[3]。跟其它方式(耳背式、耳内式等)的选配一样，开放式助听器在选配时也应该做真耳测试，因为无法从验配软件上的模拟插入增益曲线估测真耳鼓膜处实际的放大强度。在做开放式助听器选配的真耳测试时，最关键的问题就是必需脱离参考麦克风，因为放大的声音从耳道内经过开放式助听器的大通气孔传出，会影响真耳测试系统的参考麦克风，从而导致测量误差。从耳道内漏出的放大声和真耳测试系统扬声器发出的测试声一起到达参考麦克风，该混合声一旦被系统测量高于校准信号，系统就会相应的降低测试声。插入增益(real-ear insertion gain,REIG)等于助听响应(real-ear aided response,REAR)减未助听响应(real-ear unaided response,REUR)，再减去输入级，由于系统实际已降低输入级(即扬声器的输出)，但参考麦克风处因为接受的混合声的强度仍然是原校准级，于是计算公式中的输入级比实际值要大，系统计算所得插入增益(REIG)比耳道内实际增益要低。换个角度而言，由于参考麦克风与助听器麦克风位置靠近，因此助听器麦克风同样接受到混合声，但由于助听器内有声反馈抑制算法，使得信号在传到受话器之前就已经过滤掉了可能漏出的放大声，因而助听器仅对测试声进行放大输出，由于扬声器发出的测试声已经被参考麦克风控制调整并降低了强度，所以助听器的输出REAR也随之降低，表现为助听器增益降低。

除了漏声导致测量误差以外，还有其它一些影响因素。由于绝大多数开放式助听器使用几种固定型号的圆顶耳塞和细导声管，使得真耳探测管很难保持在耳道内的位置不变，从而增加了测量的可变性。

开放式助听器并不像人们通常想象的那样具有完全的声学穿透力，也就是说，真耳堵耳响应(real-ear occluded response,REOR)和真耳未助听响应(REUR)之差并不等于0，有时甚至相差明显，而且该差值会随着耳塞通气孔大小和细导声管的插入深度而变化，继而影响音质和满足可听度要求的增益(尤其是高频部分)。

尽管反馈相位倒置能显著减少声反馈，但并没有完全消除[4]。开放式助听器使用的大号通气孔也提供了一个声反馈通道，声音通过此路径极易引发助听器啸叫[2]。如果助听器配有音量控制器，可以将其调到刚好不产生声反馈的音量以示有多少净空。除此之外，还可以通过比较声反馈抑制功能“开”和“关”时的助听增益来计算该功能最大可提供多少助听增益。

如果开放式助听器配有方向性麦克风，测试其指向性功能的方法同测试其他助听器，只是指向性的幅度没有封闭式耳模或助听器大，但还是能观察到全向性和指向性间的区别。

2 实验研究

当参考麦克风距离耳道足够近时，从耳道内外流的声音强度可能超过从扬声器传到参考麦克风的声音，测试系统控制环路于是降低刺激声强度，继而导致耳道内的声强减小，测试结果便显示助听器的增益不够大。这一影响的大小取决于参考麦克风与耳道口的距离、助听器增益和耳道共振特性。为了更直观地说明这个问题，Muller等[5]用三种不同的方法进行测量，首先是常规方法测量，参考麦克风靠近耳道口，即同侧的实时校准；另一种是在系统校准时关闭助听器，在之后的测量中系统用这个储存的校准值，但测试时需要受试者保持头部位置不变；第三种方法是将探测管麦克风放在对侧耳进行实时校准。

图1 对侧实时校准法和常规同侧实时校准法测量同一开放式助听器的结果

上面曲线为两种测量方法的REAR，下面曲线为对应的REIG。(a)REIG为20～25 dB时两者的差别；(b)REIG提高到25～30 dB时两者的差别

从图1中可以看出，当助听器增益增加时，用两种校准方法测量的结果差别更为明显。在真耳测试频响曲线的特定频率段可以观察到一个有趣的现象，那就是助听器的输出在振幅上与刺激声直接进入耳道的声强幅度相当，这是两个传声途径的相互作用。由于声音通过助听器处理有延迟，因此放大声和直接声在耳道内呈同相或异相(据频率而定)，于是在1 500 Hz以下可观察到“总和”和“抵消”的效果，该现象反映在真耳测试仪的屏幕上就形成一条低频部分有波纹的频响曲线，而波峰常常被误认为低频的增益。虽然在测量曲线上能看到变化，但对主观感知毫无影响，佩戴者既不会觉得不舒适，也不会感觉到有任何低频增益。

许多开放式助听器可以在封闭的管腔内(如2 cc耦合腔)产生低频增益，而其它的则使用高通过滤器严格限制了其转角频率以下的增益。不管怎样，由于使用小功率受话器，目前没有哪种开放式助听器能够在开放的耳道内提供低频声压，500 Hz以下的频率段几乎没有插入增益。

研究者使用另一套测试系统也得到类似的结果，该系统可以比较参考麦克风“开”和“关”时的真耳测试结果(图2)，当参考麦克风开启时(实时校准)，系统显示助听器的真耳响应比实际的输出低。

图2 参考麦克风开和关时测量的开放式助听器真耳助听响应

有实验表明[5]，当参考麦克风距离耳道口非常近时，参考麦克风接收到混合声后能使3 000 Hz处的刺激声降低8 dB，当参考麦克风离耳道口超过3 cm时，对扬声器刺激声的强度变化几乎无影响。在不发生声反馈的前提下，测量结果的差异平均约为5 dB，如果将助听器增益调至最大，可能产生10 dB的差异。

开放式助听器的一个显著特点就是使用开放耳塞，它能够有效的消除堵耳效应，但到底在多大程度上消除堵耳效应呢？或者说，当插入开放耳塞后，耳道共振还剩余多少呢？Mueller等[5]给14名成年人(7男7女)做了真耳测试，首先测量每位受试者右耳的REUR，然后给他们戴上开放式助听器，耳塞大小根据个体耳道直径大小选取，助听器呈关闭状态，测试真耳堵耳响应(REOR)。

图3 14位受试者的平均真耳未助听增益(REUG)和佩戴开放式助听器后的平均真耳堵耳增益(REOG)

从图3中可以看出开放耳塞的确不堵耳，戴与不戴耳塞对耳道的共振并无明显影响，但戴上耳塞之后，共振峰有向低频移动的趋势(本例从3 000 Hz移至2 000 Hz)，目前对共振峰的低频移位暂无全面的解释，但相关的其它研究也得出类似的结果。虽然本例并未使用受话器内置式助听器测量，但有研究表明其结果与细导声管的开放式助听器相同。几乎所有的实验数据均支持开放耳塞最大化地减少了堵耳效应，并保留了耳道的自然共振特性。

近几年出现的另外一种开放式助听器是将受话器放置在耳道内而不是在耳背机里，通常称为耳内受话器(RIC)。这两种开放式助听器得到的真耳测量曲线大致相同，只在平滑度方面略有差别，是因为细导声管内共振导致的(耳内受话器不存在这个问题)，目前细导声管的共振峰已由各厂家的电声学算法去除。实际上，无论受话器位置在哪，开放式选配的真耳测试都需要在常规操作方法上作一些修改[2]。

3 避免测量误差

由于参考麦克风是开放式助听器验配验证的最重要的问题，因此为了避免这种误差，许多真耳测试系统预设了开放式助听器测试模式，测量时选择开放(Open)模式即可，该模式包含一个探测管在耳道内的均衡化步骤。如果真耳测试系统没有设这一项功能，则大多数真耳测试设备都允许测试者在测量时关闭参考麦克风或将参考麦克风远离助听器。值得注意的是，这一现象并不会出现在所有的开放式选配，只有大功率的开放式助听器(高频插入增益大于20 dB SPL)才容易出现。低于20 dB的增益，测量值和实际值无太大区别，当增益大于20 dB时，可以认为实际值应该比测量值高5 dB左右。

在比较各厂家开放式助听器产品的插入增益[6]时，应确保测试条件一致。测试前建议关闭所有的信号处理功能，如噪声抑制、声反馈抑制、压缩和方向性麦克风等。真耳测试仪储存了各种测试信号，根据测试者的关注点不同选择相应的测试信号，比较不同助听器时应使用相同的测试信号。几乎所有开放式助听器都采用非线性放大，因此在测量时最好分别使用轻声、中声和大声作为刺激信号，这一过程和测试其它助听器别无两样，通常使用55、70和85 dB SPL的言语信号，以确保轻声在听阈之上，中声在舒适级，大声不超过不适阈。

探测管的放置位置会影响测量的准确度，尤其是在比较助听器时，一定要确保探测管的位置一致，否则会导致明显的差距，特别是在高频部分。探测管的位置可以用管上的黑色标记来控制，将探测管插入耳道，保证真耳未助听响应(REUR)测量准确。由于开放式验配重点在于提供高频增益，有时甚至超过5 000 Hz，因此探测管一定要插入足够的深度，使得REUG在6 000 Hz处凹陷不超过-5 dB。如果没能达到此深度，将会在插入增益曲线该频率附近看到一明显的误导性的波峰。探测管黑色标记放置在耳屏上方，将探测管穿过开放耳塞插入耳道，然后将开放式助听器导管L型转折点与标记对准，这样既可以保证测量的准确度，又能保证被测试者的舒适度。

开放式助听器显著地减少了堵耳效应，很大程度上提高了佩戴者的满意度，但听力学人士应始终重视验证环节。选配公式计算的目标增益值是鼓膜处应达到的目标，真耳测试几乎成了唯一验证助听器在耳道内增益的方法。开放式助听器的真耳测试过程与其它助听器相似，但因为耳道的大幅度开放，耳道的共振及声反馈通路都受到影响，因此对于这种特殊验配方式，需要对常规的真耳测试方法做一些改良。随着助听器技术的不断更新，验证方法也将更趋完善和精确。

4 参考文献

1 American National Standards Institute.Methods of measurement of real-ear performance characteristics of hearing instruments.(ANSI S3.46-1997)[M].New York: Acoustical Society of America,1997.37～48.

2 Hallenbeck S,Groth J.Thin tube and receiver-in-canal devices: There is positive feedback on both[J]! Hearing Journal,2008,61:28.

3 Dillon H.Hearing aids[M].New York: Thieme,2001.65～67.

4 Bisgaard N.Digital feedback suppression _ Clinical experiences with profoundly hearing impaired[M].In: Beilin J,Jensen GR.Recent developments in hearing instrument technology.Copenhagen: 15th Danavox Symposium,1993.371～384.

5 Mueller HG,Ricketts T.Open-canal fittings: Ten take-home tips[J].Hearing Journal,2006,59:24.

6 Courtois J.Open molds.Comparison of different types of equipment for insertion gain measurement[M].In: Jensen JH.Hearing aid fitting.Theoretical and practical views.Copenhagen: 13thDanavox symposium,1988.175～200.