FM系统联合助听设备对听障患者助听效果影响的研究进展*

周小清综述 袁伟审校

·综述·

FM系统联合助听设备对听障患者助听效果影响的研究进展*

周小清1综述 袁伟1审校

随着听力康复技术的发展，使用助听设备已成为听觉障碍人群补偿或重建听力的主要手段。目前听障患者使用的助听设备主要有两种，即助听器（hearing aid，HA）和人工耳蜗植入（cochlear implant，CI）。听障患者使用助听器或人工耳蜗并接受专业的听觉言语康复训练后，口语能力、交流能力以及学习能力得到广泛提高。然而，即使是使用最先进的助听设备，听障患者也会在远距离、噪声环境、多人交谈以及看电视、听电话等情景下存在不同程度的聆听困难。无线调频系统（frequency modulated system，FM系统）是一种听觉辅助系统（assistive listening system，ALS），它能通过提高信噪比来解决听障患者在远距离、噪声、混响等复杂环境下的聆听问题。本文主要对FM系统联合助听设备对听障患者助听效果的影响进行综述。

1 FM系统简介

研究显示，听障人群配戴助听器或植入人工耳蜗后接受专业的听觉言语康复训练，大多数使用者可获得较好的言语识别能力［1～4］，但是在复杂环境中听力改善效果仍欠佳，比如，在真实生活环境中，信噪比大约为4～8 dB，人工耳蜗植入人群的言语识别率较安静环境下的言语识别率降低了30%～60%［5～7］；不仅如此，听觉环境中的混响时间、声源与听障患者之间的距离也影响着听障患者使用人工耳蜗的效果［8，9］，类似的现象也发生在佩戴助听器的人群中［10～12］。实际上，无论是距离、背景噪声还是混响时间，它们对听力的影响本质上都与信噪比（signal-to-noise ratio，SNR）的大小有关，而且听障人群对信噪比产生的影响更加敏感。因此，为提高信噪比，FM系统应运而生，该系统因为能显著提高正常及助听设备使用人群在噪声环境中的言语感知能力而受到重视［5，13～15］。FM系统采用无线电波的频率性原理工作，主要由发射器、接收器、发生装置三部分构成。FM系统利用佩戴在使用者身上（距离声源15～20 cm）的麦克风收集声音，经过发射器将声音信号调制为无线电波载波，然后被接收器以相同频率接收，通过解调无线电载波还原为声信号，最后被发生装置接收［16，17］。由于声音信号被转变为无线电波，距离、混响时间和背景噪声的不利影响被消除，双耳接收的声音与原有的声音强度保持类似，相当于维持了相同的信噪比，而且FM系统的接收器内置增益10～24 dB，能将原始声音强度增加10～24 dB，进一步增加信噪比，从而显著提高了听障患者在复杂环境中的言语感知及识别能力［7，18］。

2 FM系统与助听设备

2.1 FM系统接收器的类型 根据发生装置（助听器和人工耳蜗）接收FM信号方式的不同将FM系统分为音频耦合（audio coupling）FM系统、电耦合（electrical coupling）FM系统及电磁耦合（electromagnetic coupling）FM系统。音频耦合FM系统的连接方式最简单也最具兼容性，不需要与助听设备进行物理连接，也不需要复杂的调试［19］，根据扬声器的不同还可分为壁挂式及桌面式。但关于音频耦合FM系统对言语识别能力的改善尚无准确的结论，有部分研究发现助听设备使用者能显著受益于经过音频耦合FM系统处理后的言语信号［19，20］，而另一部分研究则没有发现FM系统的显著优势［21，22］。电耦合FM系统是通过一个特定接口将无线调频接收器与助听装置直接联系起来，根据接收器的不同可分为体佩式和耳背式，两者在连接到言语处理器的时候，都需要电线、耳部挂钩、适配器等一些特殊的配件。尽管电耦合FM系统和音频耦合FM系统几乎同时出现，并且研究证明电耦合FM系统更能显著改善言语识别能力［23，24］，但是因

为最初电耦合FM系统的接收器和配件体积庞大，极大的增加了使用者的负担，从而限制了它的使用。随着该系统的不断改进，接收器及附件变得越来越微型化并且易于携带，一些人工耳蜗生产厂家生产了特殊的适配器，通过特殊的适配器及耳部挂钩直接将微小的接收器连接在言语处理器上，不需要多余的电线［13］，极大的促进了电耦合FM系统的发展和临床应用。电磁耦合FM系统的构成部分和原理与音频耦合FM系统和电耦合FM系统不同，其电磁耦合的接收器内部置有感应线圈，当接收器解调发射器发射出无线电波后，通过内部的感应线圈发射出电磁场信号，最终被言语处理器中的T档所俘获。因此，使用电磁耦合FM系统要求助听装置言语处理器中含有一个能激活的T档［25］。

2.2 FM系统的选择 尽管音频耦合FM系统可能有助于改善助听人群听力，但它对听力的影响依赖于具体的声学环境［21］，因此它对听障者在噪声和混响环境中的听力改善不明显。美国声学学会于2006年限制了壁挂式FM系统的使用［26］。相反，电耦合FM系统因为接收器与听力装置直接连接起来，避免了噪声、混响等对声音的干扰［5，27］，并且能更大程度的改善复杂环境中的听觉困难。Schafer等在2009年对三种类型的FM系统进行meta分析发现，与单独使用人工耳蜗者噪声下的言语识别率相比较，电耦合FM系统能将言语识别率提高38%，桌面式的声场音频耦合FM系统能提高17.1%，而壁挂式的音频耦合FM系统仅能提高3. 5%［27］。而关于电磁耦合FM系统的应用效果，目前研究报道很少，仅有一篇文献报道电磁耦合FM系统联合助听器时对听力的改善不如电耦合FM系统［28］。直至2013年，Wolfe［25］和Schafer［29］等研究显示，对于Freedom言语处理器，电耦合FM系统对听力改善好于电磁感应FM系统，但是在Nucleus 5言语处理器中，两者没有明显的差别，这可能与言语处理器上的信号处理过程不同有关，此有待进一步的临床实验。综上所述，目前临床上选择时仍优先考虑电耦合FM系统。

3 FM系统的应用现状

3.1 单侧或双侧FM系统辅助使用 考虑到双耳聆听优势，一些学者和听力学家推荐对双侧人工耳蜗植入（双耳植入）或者单侧人工耳蜗植入、对侧佩戴助听器（双耳双模式刺激）者联合使用双侧FM辅助技术，这样可能会使他们在实际生活中的听力得到最大的提高，且利于对声音定位。Lewis等［30］研究发现双耳佩戴助听器患者联合使用双侧FM技术比仅单侧使用FM系统时助听效果更好。而Schafer等［31］分别对双耳植入和双耳双模式刺激者使用FM系统后进行言语识别阈测试发现，双侧联合使用FM系统后言语识别阈平均改善16.2 dB，如果仅在最先使用助听装置的一侧单独使用FM系统，言语识别阈平均改善13.9 d B，而对最后使用助听装置的一侧单独使用FM系统后言语识别阈平均改善4.6 dB。因此，对于双耳使用助听装置的人群，双侧使用FM系统能带来更大的助听优势，如果仅能一侧辅助使用，则优先在最开始植入助听装置的一侧使用。

3.2 传统FM系统或动态FM系统 近年来，FM无线调频技术由传统的内置固定增益设置（传统FM系统）发展到根据环境中的噪声自动调节增益水平（动态FM系统）。传统FM系统能固定将目标声音强度提高10 d B，与周围环境中噪声强度无关。而动态FM系统能根据环境噪声自动调节增益大小，当环境噪声水平小于57 d B时，接收器将目标声音强度在原基础上提高10 dB；当噪声水平大于57 d B时，接收器能根据噪声强度逐渐提高增益直至最大增益24 dB［7］。理论上，动态FM系统能更合理的调节内置增益，而Wolfe等［7］对比了人工耳蜗植入者使用传统FM系统和动态FM系统的差异后发现，使用动态FM系统在65、70、75 dB噪声水平下的言语识别情况均好于传统FM系统；另有研究发现［32］，助听器佩戴者使用传统FM系统与动态FM系统在安静时或者普通噪声水平（54 dB，63 dB）时言语识别情况无显著差别，但是在更高噪声水平时（68 dB，73 dB）动态FM系统更具有优势。

3.3 助听设备联合FM系统后的最优化设置 为了让助听设备联合FM系统后在使用上达到最优化，参数的调节很重要。混响比（audio-mixing ratios）是近年研究人工耳蜗言语处理器中的一个重要参数，决定着言语处理器接受FM信号的强度，比如30／70、50／50（Advanced Bionics）或1∶1、3∶1（Cochlear Corporation）。例如混响比30／70表示允许30%的言语信号来自助听装置的麦克风，70%来自FM的发射器。为了比较混响比之间的差异，Wolfe等［7，16］对不同人工耳蜗处理器的不同混响比进行比较，结果发现：在安静时或50 d B的小声耳语时，与50／50或1∶1的混响相比，选择30／70或3∶1的混响比会导致约66%言语丢失；而在噪声环境中，两者之间无显著差别。值得注意的是，对于儿童来说，环境中额外的声音刺激（同学的讨论声、交流声）及自己的声音尤其重要，因此推荐在安静时、儿童聆听环境声音时选择混响比50／50或1∶1，而成年人、在噪声环境时选择30／70或3∶1。另外，

言语处理器中动态输入范围（input dynamic range，IDR）和分辨率自动调节（autosensitivity control，ASC）也是两个重要的参数。动态输入范围决定了言语处理器的电刺激动态范围（electrical dynamic range，EDR），即人工耳蜗中电刺激阈值或电刺激最大舒适阈值。比如Advanced Bionics的言语处理器默认的EDR为25～85 dB，低于25 dB则不能被听见，而高于85 dB则会被无限压缩。在辅助使用FM系统后，言语强度约72 d B，不会被压缩。然而，对于Cochlear Corporation，其EDR为25～65 dB，那么经过FM系统处理后，FM信号被压缩，限制了FM的优势。但是，通过激活ASC能弥补该缺陷，也能影响EDR，如果增加分辨率，可以下调EDR降低最低电刺激阈，相反，降低分辨率则能上调EDR提高最大舒适阈值，即ASC能通过自适应调节分辨率增加或降低，从而防止言语处理器对FM信号的压缩，这样就能显著提高噪声下的言语识别和舒适度［7，33，34］。因此，在实际应用中，不仅要知道如何使用FM系统，更要掌握怎样将FM系统的作用发挥到最大化［35，36］。

4 展望

目前已有的关于FM系统的报道主要集中在国外母语为英语的人群，关于汉语普通话人群的研究很少。汉语普通话和英语有很大差异，汉语普通话是声调语言，言语的识别、词义的区分不仅依赖音素的不同，同时依赖发声音节的基频曲线也就是声调的不同，因此与非声调的西方语言相比较，声调语言的识别需要更多的言语基频信息。而助听设备尤其是人工耳蜗植入者声调感知问题一直是一个难点，这可能是听障人群感知声调语言不如同龄正常人群的原因之一。那么，在母语为声调语言的听障人群中，FM系统对该人群的声调感知是否有改善，在声调语言的识别上是否有帮助，均是今后研究的方向。另外，对于双耳助听装置联合使用FM系统者，一套FM系统大概要花费数万元人民币，使用双侧电耦合FM系统者则需要购买两台接收器，可能会增加使用者及其家庭在设备调试和经济上的负担。而对于电磁耦合FM系统来说，只要双侧听力装置的言语处理器有T挡，仅使用一个FM系统接收器即能达到双侧辅助的效果，因此对于双侧使用FM系统者，电磁耦合FM系统可能更实用，此仍需进一步实验证明。

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（2014-06-26收稿）

（本文编辑 李翠娥）

10.3969／j.issn.1006-7299.2015.04.027

时间：2015-6-17 9：56

R764.5

A

1006-7299（2015）04-0431-04

* 国家自然科学基金（（No：30973301，No：81271080）、重庆市自然基金资助项目（CSTC2009BB5170）联合资助

1 第三军医大学附属西南医院耳鼻咽喉-头颈外科（重庆400038）

袁伟（Email：weiyuan175@sina.com）

网络出版地址：http：／／www.cnki.net／kcms／detail／42.1391.R.20150617.0956.023.html