峰度在评估复杂噪声所引起听力损失中的应用

邱伟张美辨徐维超于宁孙伟何玉红赵一鸣杨秋玲熊文波

1纽约州立大学普拉茨堡听觉研究实验室

2浙江省疾病预防控制中心环境与职业卫生所

3广东工业大学自动化学院

4解放军总医院耳鼻咽喉研究所

5纽约州立布法罗大学听力耳聋研究中心

6甘肃省疾病预防控制中心职业卫生所

7北京大学第三医院流行病学研究中心

8十堰职业病防治院

9杭州爱华仪器有限公司

·刊首专稿·

峰度在评估复杂噪声所引起听力损失中的应用

邱伟1张美辨2徐维超3于宁4孙伟5何玉红6赵一鸣7杨秋玲8熊文波9

1纽约州立大学普拉茨堡听觉研究实验室

2浙江省疾病预防控制中心环境与职业卫生所

3广东工业大学自动化学院

4解放军总医院耳鼻咽喉研究所

5纽约州立布法罗大学听力耳聋研究中心

6甘肃省疾病预防控制中心职业卫生所

7北京大学第三医院流行病学研究中心

8十堰职业病防治院

9杭州爱华仪器有限公司

大量的动物实验和职业流行病学研究表明，目前的国际噪声暴露标准低估了复杂噪声对听力的危害程度，虽然能量是必要的评估参量但并不充分，复杂噪声本身的特性也至关重要。本文通过动物实验的结果，介绍峰度作为噪声能量的辅助参量，在评估复杂噪声所致听力损失的有效性，进而阐述如何从动物实验的结果推广到实际应用的思路，并用实例加以验证，对峰度参量研究的方向和应用前景进行了讨论。

复杂噪声；峰度；噪声所致听力损失

邱伟，男，博士，高级研究员，现任美国纽约州立大学普拉茨堡听觉研究实验室主任，美国电气与电子工程师协会（IEEE）高级会员，美国声学学会会员。长期从事听觉与噪声以及生物医学信号处理方面的研究，在噪声性听力损失、听觉感知、语音识别和听觉诱发电位自适应处理方面有着丰富的研究经验，主持完成多项美国国家职业安全与卫生研究院（NIOSH）课题研究项目，发表研究论文论著70余篇。近期的主要研究方向集中在复杂噪声所致听力损失(complex noise-induced hearing loss)的评估，以及噪声性耳蜗突触病变（noise-induced cochlear synaptopathy）的研究。针对目前国际噪声暴露标准低估复杂噪声对听力损失的问题，该实验室首先提出用峰度（Kurtosis）作为噪声能量指标的一个辅助参量，对复杂噪声的特性进行描述，从而精确地评估复杂噪声的生物效应。作为主要研究者之一，设计并完成了大量的动物实验和职业流行病学调查，验证了峰度对复杂噪声所致听力损失评估的有效性。目前与NIOSH以及中国多家相关领域的研究机构开展合作，以期进一步完善峰度参量对实际工业噪声的评估功效。

This work was supported by grants from the National Institute for Occupational Safety and Health(NIOSH 200-2015-M-63857 and 200-2016-M-91922),Natural Science Foundation of China(61271380 and 30640085),and Zhejiang Provincial Fund for Key Research and Development Projects(2015C03039)

The authors declare that they have no competing financial interests.

1 国际噪声暴露标准概述

国际噪声暴露标准自颁布以来一直到最新的版本（ISO-1999,2013）[1]都是把噪声的能量（等效声级）作为唯一的测量和评估标准，中国颁布的国家噪声暴露标准（GBZ 189-8，2007）[2]也不例外。国际噪声暴露标准（ISO-1999）建立在“等能量假设”(equal-energy hypothesis,EEH)的基础之上，“等能量假设”的描述有两个层面：1）不论何种噪声，只要它的等效声级（Leq）是相同的，那么它对听力的危害也是等效的；2）噪声对听力的等效作用在暴露的强度上以3-dB交换率来描述，即噪声暴露的时间延长一倍，那么噪声的强度应该减少3dB；反之，如果噪声暴露的强度增加3dB，那么允许的暴露时间应该减少一半。目前国际噪声暴露标准建议允许的等效声级接触限值是频率A加权、8小时等效声级85dBA，根据“等能量假设”如果暴露的噪声等效声级在88dBA，那么允许的噪声暴露时间应该减半，即4小时，国际上大多数国家都采用这一标准。

然而，越来越多的动物实验和职业流行病学调查显示，等能量假设的适用范围仅限于平稳（高斯）噪声，而不适于非平稳（复杂）噪声。在等效声级的条件下，带有冲击性、脉冲性的复杂噪声对听力产生的损害比平稳噪声大[3-15]。在工业和军事噪声中，这种带有冲击性或脉冲性的复杂噪声是普遍存在的，等能量假设低估了复杂噪声所致听力损失的程度这一事实说明，虽然能量在噪声所致听力损失的评估中是必要参量，但不是唯一的参量，对噪声本身特性的描述也应该包含在评估参量中。

2 复杂噪声的特性及峰度的应用

复杂噪声是由平稳（高斯）背景噪声上叠加瞬态高能量脉冲性噪声所组成，图1是一个典型的复杂噪声的例子。从图1可见，一种可能的描述复杂噪声的方法是定量分析脉冲的峰值分布、脉冲的持续时间分布、以及脉冲之间的间隔时间分布。然而，这样的一种分析方法在实际噪声暴露的环境下并不实用，可操作性差。针对这个问题，Erdreich[16]提出了用统计量-峰度（kurtosis）来对复杂噪声进行分类，并证明了这种分类的有效性。峰度的计算公式如下：

如方程式（1）所示，峰度被定义为四阶中心矩除以二阶矩。峰度可以被用来估量一个随机过程（例如噪声）相对于高斯分布的脉冲性，高斯噪声的峰度值等于3，而按图1定义的复杂噪声的峰度值大于3，峰值越大，说明该复杂噪声的脉冲性越高。用峰度作为评估参量能够将影响听力的时域诸变量（如脉冲的峰值、持续时间及脉冲之间的间隔分布）归结为一个简单的参数并且易于计算，这为复杂噪声的分类带来极大的便利。

然而，分类的有效性并不能保证峰度对复杂噪声所致听力损失评估的有效性，因为作为听力损失的评估参量，必须要符合以下条件：1）峰度与噪声产生的听力损失之间的关系必须是一个单调函数；2）不同结构的噪声暴露可以产生相同的峰度值，当包括峰度参量在内的所有噪声评估参量都相同时，这些不同的噪声暴露导致的听力损失应该是等效的。纽约州立大学普拉茨堡听觉研究实验室首先提出峰度作为能量的辅助参量的概念，并用大量的动物实验验证了峰度作为复杂噪声的评估参量的有效性。

图1 一个典型的复杂噪声示例Fig.1 An example of a typical complex noise

3 峰度相关的动物实验

本研究设计了多种噪声暴露模式，这些噪声暴露具有相同的频谱（宽频噪声）和等效声级（LAeq），但也具有不同的脉冲特性（不同的峰度）、暴露模式（连续或间断型）以及能量变换模式（平稳和非平稳）。设计这些实验的目的是：1）检验各种噪声暴露的条件下等能量假设是否成立；2）观察在等效声级条件下，峰度与听力损失之间的关系；3）在等效声级和相同峰度的条件下，听力损失与噪声结构之间的关系。

图2显示的是等效声级条件下峰度与听力之间的关系，一共有15组动物实验，每组实验有12～16只动物（南美栗鼠，Chinchilla），峰度值从3到85，暴露的模式有两种：一种是连续5天的不间断暴露；另一种是模拟实际工作场景：每天暴露量为8小时，其中每2小时有15分钟间断，每4小时有1小时间断，一周暴露5天，休息2天，一共三周暴露19天。这两种暴露模式具有等效的噪声暴露声级LAeq=100 dBA。从图2可见：相同的等效声级但不同峰度的噪声产生出十分不同的外毛细胞损失（OHC loss）和永久听阈位移（PTS2,4,8），听力损失的程度随着峰值[β(t)]的增加而增加，并在一定的峰度值之后达到一个平台。

图2 (a)组平均总外毛细胞（OHC）损失与峰度[β(t)]之间的关系；（b）在频率2-，4-，和8kHz上平均永久听阈位移（PTS）与峰度[β(t)]之间的关系。图中的数据点取自图中所示4个参考文献，尽管它们各自的噪声暴露协议不同，但它们都暴露于相同的等效声级（Leq=100dBA）并且具有相似频谱的噪声环境下。Fig.2 (a)The group mean total number of outer hair cells (OHC)missing as a function of kurtosis[β(t)].(b)The group mean permanent threshold shift(PTS)averaged over the 2.0, 4.0 and 8.0 kHz frequencies as β(t)is increased.Data points were taken from the 4 indicated references that have all been exposed to noise paradigms having the same energy(Leq= 100dBA)and spectrum.

通过一系列（共78组，800只动物）峰度相关的动物实验，得到以下结论：

（1）在等效声级（Leq）条件下，复杂噪声比高斯噪声对听力造成的损害更大[17,18]；

（2）能量和峰度是评估复杂噪声所致听力损失的必要参量[8-10,17-19]；

（3）在给定Leq和峰度的条件下，不同的噪声结构并不会对听力损失产生显著的影响，也就是说，能量和峰度可能也是评估复杂噪声所致听力损失的充分参量[19]。

（4）在相同Leq条件下，噪声的峰值增加对听力造成的损失也随之增加，直到趋向饱和[8,9,18,19];

（5）等能量假设适用于评估高斯噪声所致听力损失。在给定Leq的条件下，在噪声暴露的过程中声级的变化并不对听力损失程度产生影响[10]；

（6）在相同的峰度值的条件下，等能量假设也适用于评估复杂噪声所致听力损失。这一结果使大家对等能量假设的科学意义有了进一步的理解，并为等能量假设在复杂噪声上的应用奠定了基础[17]；

以上6条动物实验的结果对峰度参量的实际应用具有指导意义：结论（1）～（3）指出在评估复杂噪声的生物效应时，峰度是一个重要的参数；而结论（4）～（6）可以当作规则，以此演绎出不同的方法，将峰度参量应用于各种工业噪声所致听力损失的评估。

4 峰度在评估噪声危害程度的实际应用

在将峰度应用于评估工人在工业噪声暴露下引起的听力损失之前，需要解决以下的问题。

4.1 实际工业噪声环境下的峰度计算

从计算峰度的方程式（1）可以看出，不同的计算窗口长度将得到不同的峰度值，在噪声采样频率为48kHz的条件下，综合考虑计算时效性、噪声动态特性的跟踪能力，经过不同计算长度对不同噪声暴露的计算对比，选定计算窗口长度为40秒，所有以上的动物实验结果都是基于这个窗口长度，因此，对实际噪声环境下的应用也延用这个计算长度。在实际应用时，使用专用的数字噪声录音仪（ASV5910-R，杭州爱华仪器有限公司）对工作噪声环境做全程（8小时）录音，采样频率为48kHz，用40s计算窗口对8小时录音进行无重叠峰度计算，然后求出峰度均值，用这个平均峰度作为这个噪声的特征参量。

4.2 峰度修正因子

将峰度参量应用于噪声所致听力损失的流行病学研究比动物实验复杂得多，除了必须了解每个被调查对象的接噪强度和接噪时间外，为了计算工作噪声的峰度值，必须对被调查对象进行全程噪声采样。如前所述，峰度被用于描述噪声的脉冲性，作为能量的辅助参量，它可以直接用于对能量的修正上；而等能量假设的成立提示峰度修正也可以作用于接噪时间上。为了将噪声等效声级、峰度和接噪时间有机地结合在一起，因此引入了“累积噪声暴露（Cu⁃mulative noise exposure,CNE）”这一概念[20]如下：

式中LAeq,8h是在Ti工作时间内（以年为单位）日常接触的等效8小时A加权噪声声级，n指的是被调查对象的曾经接触过的噪声的种类数（即变换过的工种和岗位），Tref=1年。为了能得到准确的噪声-剂量反应，本研究要求被调查者只暴露于一种工作噪声环境，这样方程（2）便可以简化为：

式中的常数10说明该式适用于等能量假设（即3dB的交换率），因为如果接噪时间加倍（即2T）时，代入方程（3）就等效于LAeq,8h增加了3dB，反之亦然。如前所述，方程（3）适用于高斯噪声。

为将峰度（β）引入复杂噪声所致听力损失的评估，根据等能量假设的描述，可以用峰度值对CNE在能量上或者暴露时间上进行修正，由此产生了以下两种修正方案：

方案一：暴露时间修正法：对方程（3）的常数10进行了如下修改，使该方程能够适用于各类噪声：

表1 按调查对象所在的工厂和车间划分的各平均分量信息，包括平均噪声强度、工龄、峰度值、原始CNE和峰度调整的CNE。Table 1 Abreakdown of average noise exposure,duration of exposure,kurtosis,unadjusted CNE and kurtosis-adjusted CNE, corresponding to the number of subjects exposed by plant and exposure source(worksite).

如图2所示听力损失与峰度值呈类似对数的关系，因此引入了ln(β)对CNE作对数调整，修正因子[(ln(β)+1.9)/log(2)]的引入是基于以下理由：等能量假设适用于高斯噪声，而高斯噪声的峰度值等于3，此时修正因子便等于10，方程（4）便退化至方程（3），即CNE'=CNE。而对于图1所定义的复杂噪声其峰度值β＞3，修正因子的数值便大于10，因此，就复杂噪声而言，在Leq不变的条件下，这个修正因子的引入等效于延长了噪声暴露的时间，使得累积噪声暴露量增加（即CNE'＞CNE）。

方案二：噪声能量修正法：Goley等[21]提出了一个峰度修正噪声能量的方案如下：

式中βG是参考（高斯）噪声的峰度值（βG=3），β是实际噪声的峰度值，λ是一个正数常量，这个数值需要大量实际噪声和对应听力损失数据，通过剂量-反应关系来求得。这个修正方案看起来比较直观：当β＞3时，对复杂噪声的修正相当于按公式（5）的第二项增加噪声的声级。经能量修正后的累积噪声暴露量由下列公式表示：4.3峰度在评估复杂噪声所致听力损失中的实际应用[14]

当前所用的国际噪声暴露标准基于半个多世纪前收集的噪声数据，受当时记录设备的限制，绝大多数的噪声数据只记录了分段的声级水平，这些数据已经陈旧，并且测量的都是平稳噪声，不适用于复杂噪声所致听力损失的评估。美国国家职业安全与卫生研究院（National Institute for Occupational Safety and Health，NIOSH）在1998年版的《噪声暴露推荐标准修正报告》[22]中强调了收集复杂噪声数据的必要性。近年来，在国内开展了工业噪声和工人听力数据的收集工作，数据的收集包括三部分：1）问卷调查；2）听力测试；3）个体工人全程工作噪声录音。该数据收集工作获得国内相关单位的伦理委员会批准，参加的工人都被告知研究的目的和方法，并签署知情同意书。

4.3.1 数据的收集

在河南和浙江省对163名暴露于高斯噪声和178名暴露于复杂噪声的工人进行了数据采集，包括问卷、纯音测听和噪声录音。表1列出了按调查对象所在的工厂和车间划分的各平均分类信息。

4.3.2 噪声所致高频听力损失的定义

众所周知，噪声对听力造成的不良生物效应首先反应在高频段（主要在3～6kHz频段），将高频听力损失定义为：根据年龄和性别进行调整后的任何一只耳在3、4或6kHz的听力阈值大于等于30dB。这样的定义主要从保护听力的角度出发。根据该定义对每一位调查对象的听力数据进行了分析，用暴露时间修正方案按方程（3）和（4）分别计算原始CNE和峰度调整后的CNE'。把所有调查对象按其累积噪声暴露的范围以5-dB的间隔进行归类，求出每个CNE范围内调查对象的高频听力损失率（%Loss），表2列出了暴露于高斯和复杂噪声的工人在各CNE段的高频听力损失率。

表2 暴露于高斯和复杂噪声的工人在各5-dB CNE段的高频听力损失率Table 2 The prevalenceAHFNIHL(%Loss)among workers exposed to G and non-G noises by 5 dB strata of unadjusted and kurtosis adjusted CNE.

图3 复杂（非高斯）噪声（N=178）和高斯噪声（N=163）暴露的剂量-反应关系。（A）原始累积噪声暴露的剂量-反应关系图；（B）经峰度调整后累积噪声暴露的剂量-反应关系图。图中的AHFNIHL指的是经年龄和性别校正后的高频听力损失。Fig.3 Independent dose-response relationships for long-term complex non-G noise(N=178)and G noise(N=163)exposures using both(A)unadjusted CNE and(B)kurtosis adjusted CNE. The AHFNIHL stands for age and gender adjusted high frequency noise-induced hearing loss.

图3以图形的方式显示了表2的高频听力损失的剂量-反应关系。从图3可见，如果没有进行峰度调整（原始CNE），在相同的CNE段复杂噪声所致的高频听力损失率总是高于高斯噪声，尤其是在100-dBA段有显著差异（ANOVA;F=5.6;df=1;P= 0.02），在95-和105-dBA段虽然没有显著性差异，但复杂噪声所致的高频听力损失率都高于高斯噪声20%左右（图3A）；用噪声的平均峰度对CNE进行调整之后，这种差异消失了（图3B），因为对复杂噪声而言，调整后的和原始的CNE相比增大了，增加的程度由对应的噪声峰度值的对数决定，而对高斯噪声而言，调整前后没有变化。

5 讨论

峰度能够简单有效地描述噪声脉冲性的这一特性，以及大量动物实验和如本文所述的在工业噪声中的实际应用的结果，证明了峰度作为能量的辅助参量，能够有效地评估复杂噪声的生物效应，使得峰度成为一个非常有潜力的噪声暴露评估参量，用以弥补当前国际噪声暴露标准对复杂噪声导致听力损失存在低估的不足。然而，仍有一些问题需要解决：首先，大规模噪声数据库的建立是当务之急。当前国际噪声标准的制定，是建立在半个世纪前采集的噪声数据基础上，这些数据由于受当时测量思路及设备的限制，有许多不足之处，例如绝大部分的噪声是平稳噪声，记录的数据除了几个不同时段的声级信息，没有其它噪声特性的描述。随着科技的发展，对噪声的测量的记录的手段也越来越先进，但噪声数据库却没有跟上科技发展的步伐，这也是当前国际噪声暴露标准不能得到及时得到修正的原因所在。针对上述数据缺陷，结合对噪声特征描述的需求，在新的噪声数据库中，除了常规的对被调查者进行问卷调查和听力阈值检测之外，还要有相应工作环境的全程（通常是8小时）噪声暴露录音，全程噪声录音不仅能满足对个体所暴露的工作噪声进行峰度分析的需要，更重要的是，它完整地记录了工作噪声的所有内容，可以被研究人员用各种不同的方法加以研究分析，从而提取各种可能的有效特征参量，建立更加精确的预测模型，以到达听力保护的目的。本文作者通力合作，开发了适用于个体携带的全程噪声记录仪，建立了一个初具规模的、包括个体全程噪声录音的新型工业噪声数据库，文中讨论的应用实例中的数据便是取自这个数据库，这个数据库的建立得到中美两国政府相关机构的资助。

其次，需要明确峰度作为能量的辅助参量的适用范围，也就是峰度作用阈值。Qiu等[9]在对南美栗鼠的动物实验中发现，在连续5天的噪声暴露环境下，等效噪声声级低于或等于90dBA时，高斯噪声和复杂噪声对听力产生的损害的差异不显著，当等效声级大于90dBA时，复杂噪声产生的听力损失比高斯噪声大，对听力的损害程度随峰度增加而增加。这一结果提示：在噪声暴露的生物效应的评估上，噪声能量是最重要的参量，只有当噪声达到一定的等效声级，峰度作为辅助参量，在评估复杂噪声所致听力损失才起到作用，我们称这个强度水平为峰度作用阈值。由此推论，对人的听觉系统，应该也存在这样一个峰度作用阈值，低于这个阈值，峰度对复杂噪声所致听力损失评估的作用不再显著。初步收集的工业数据表明：在LAeq,8h=85dBA（国际及中国噪声暴露标准的等效声级接触限值）的噪声暴露环境下，复杂噪声产生的听力损失显著地大于高斯噪声，提示峰度作用阈值应当小于85dBA，这个阈值的确定需要大量实际的噪声剂量-反应数据。

另外一个值得研究的问题是脉冲峰值。研究表明：当脉冲峰值超过140 dB时，噪声除了以代谢的方式对听觉系统产生损害外，还以机械的方式直接损害听觉系统[23,24]，本文所涵盖的复杂噪声主要针对峰值低于140 dB的噪声，除了军事脉冲噪声，其它噪声的峰值基本上不超过140 dB，都在峰度评价的范围内。而峰度对军事噪声性听力损失的评估作用有待进一步研究。

美国2013年发布的National Research Agenda for the Prevention of Occupational Hearing Loss[25]中有关脉冲噪声的五个研究目标中，前三个明确指出要对峰度参数展开大规模的职业流行病学研究，评估峰度对现有噪声暴露标准的修正的可行性和适用范围，并且在美国展开工业噪声的峰度测量，评估现有噪声暴露标准低估复杂噪声的危害程度。峰度作为一个评价复杂噪声所致听力损失的潜在指标，越来越受到相关研究人员的重视，在噪声测量方面，峰度也将和能量一起成为关键的测量参数之一。

1 International Standard ISO 1999(2013).Acoustics–Determination of occupational noise exposure and estimation of noise-induced hearing impairment.Technical Comm.ISO/TC 43-Acoustics,Inter⁃national Organization for Standardization,Geneva,Switzerland.

2 中华人民共和国国家职业卫生标准：工作场所物理因素测量第8部分：噪声，GBZ/T 189.8,2007. Occupational Health Standard of People’s Republic of China:Mea⁃surement of Physical Agents in Workplace,Part 8:Noise.GBZ/T 189.8,2007.

3 Ahroon,WA,Hamernik,RP and Davis,RI.Complex noise expo⁃sures:An energy analysis.J.Acoust.Soc.Am.1993,93(2): 997-1006

4 Davis,RI,Qiu,W,Hamernik,RP.The role of the kurtosis statistic in evaluating complex noise exposures for the protection of hearing. Ear and Hearing,2009,30(5):628-634.

5 Davis,RI,Qiu,W,Heyer,NJ,et al.The use of the kurtosis metric in the evaluation of occupational hearing loss in workers in China:im⁃plications for hearing risk assessment.Noise and Health.2012,14 (61):330-342.

6 Dunn,DE,Davis,RR,Merry,CJ,et al.Hearing loss in the chinchilla from impact and continuous noise exposure,J.Acoust.Soc.Am. 1991,90(4):1979-1985.

7 Hamernik,RP,and Qiu,W.Energy-independent factors influencing noise-induced hearing loss in the chinchilla model.J.Acoust.Soc. Am.2001,110(6):3163-3168.

8 Hamernik,R.P,Qiu,W and Davis,RI.The effects of the amplitude distribution of equal energy exposures on noise-induced hearing loss:The kurtosis metric.J.Acoust.Soc.Am.2003,114(1):386-395.

9 Qiu,W,Hamernik,RP,and Davis.RI.The kurtosis metric as an ad⁃junct to energy in the prediction of trauma from continuous,non⁃Gaussian noise exposures.J.Acoust.Soc.Am.2006,120(6): 3901-3906.

10 Qiu,W,Davis,RI and Hamernik,RP.Hearing loss from interrupted, intermittent,and time-varying Gaussian noise exposures:The appli⁃cability of the equal energy hypothesis.J.Acoust.Soc.Am.2007, 121(3):1613-1620.

11 Sulkowski,WJ,Kowalska,S,and Lipowczan,A.Hearing loss in weavers and drop-forge hammer men:Comparative study on the ef⁃fects of steady-state and impulse noise.In:Proceedings of the 4th International Congress-Noise as a Public Health Problem,ed.G. Rossi,Turin,Italy,1983,pp.171-184.

12 Taylor,W,Lempert,B,Pelmear,P,et al.Noise levels and hearing thresholds in the drop forging industry.J.Acoust.Soc.Am.1984,76 (3):807-819.

13 Theiry,L and Meyer-Bisch,C.Hearing loss due to partly impulsive industrial noise exposure at levels between 87 and 90 dB.J.Acoust. Soc.Am.1988,84(2):651-659.

14 Xie,HW,Qiu,W,Heyer,NJ,et al.The use of the kurtosis-adjusted cumulative noise exposure metric in evaluating the hearing loss risk for complex noise.Ear&Hearing.2016,37(3):312-323.

15 Zhao,YM,Qiu,W,Zeng,L,et al.Application of the kurtosis statistic to the evaluation of the risk of hearing loss in workers exposed to high-level complex noise.Ear and Hearing.2010,31(4):527-532.

16 Erdreich,J.A distribution based definition of impulse noise,J. Acoust.Soc.Am.1986,79(4):990–998.

17 Hamernik,R.P,Qiu,W and Davis,RI.Hearing loss from interrupt⁃ed,intermittent,and time varying non-Gaussian noise exposure: The applicability of the equal energy hypothesis.J.Acoust.Soc.Am. 2007,122(4):2245-2254.

18 Lei,SF,Ahroon,WA,&Hamernik,RP.The application of frequen⁃cy and time domain kurtosis to the assessment of hazardous noise ex⁃posures.J.Acoust.Soc.Am.1994,96(3):1435-1444.

19 Qiu,W,Hamernik,RP,and Davis.RI.The applicability of a kurtosis based metric for use in estimating the hazard to hearing of industrial noise exposures:An experimental evaluation.J.Acoust.Soc.Am. 2013,133(5):2856-2866.

20 Earshan,JJ.(1986).Sound measurement:Instrumentation and noise descriptors.In E.H.Berger,W.D.Ward,J.C.Morrill,eat al.(Eds). Noise and Hearing Conservation Manual.Akron,Ohio:American In⁃dustrial Hygiene Association.

21 Goley,SG,Song,WJ,and Kim,JR.Kurtosis corrected sound pres⁃sure level as a noise metric for risk assessment of occupational nois⁃es.J.Acoust.Soc.Am:2011,129(3):1475–1481.

22 NIOSH(1998).Criteria for a Recommended Standard:Occupational Noise Exposure-Revised Criteria U.S.Department of Health,Educa⁃tion,and Welfare,National Institute for Occupational Safety and Health,Publication no.98-126.Cincinnati,OH.

23 Henderson D,Hamernik RP.Impulse noise:critical review.J Acoust Soc Am.1986，80(2):569-84.

24 翟所强.军事噪声性聋的防治研究回顾.中华耳科学杂志,2013, 11(3):384-386. Zhai SQ.A review of prevention and treatment for military noise in⁃duced hearing loss.Chinese Journal of Otology,2013,11(3): 384-386.

25 National Research Agenda for the Prevention of Occupational Hear⁃ing Loss;Guest Editor,Mark R.Stephenson,Ph.D.Seminars in Hearing 2013;34:145–207.Copyright#2013 by Thieme Medical Publishers,Inc.,333 Seventh Avenue,New York,NY 10001,USA. DOI:http://dx.doi.org/10.1055/s-0033-1349351.ISSN 0734-0451.

The application of the kurtosis metric in evaluating hearing trauma from complex noise exposures

QIU Wei1，ZHANG Meibian2,XU Weichao3,YU Ning4,SUN Wei5,HE Yuhong6,ZHAO Yiming7,YANG Qiuling8,XIONG Wenbo91 Auditory Research Laboratory,State University of New York at Plattsburgh

2 Institute of Environmental and Occupational Health,Zhejiang Provincial Center for Disease Control and Prevention
3 School of Automation,Guangdong University of Technology
4 Otolaryngological Institute,Chinese PLA General Hospital
5 Center for Hearing and Deafness,State University of New York at Buffalo
6 Institute of Occupational Health,Gansu Provincial Center for Disease Control and Prevention
7 Center for Clinical Epidemiological Research,Peking University Third Hospital
8 Shiyan Institute of Occupational Disease Prevention
9 Hangzhou Aihua Instruments Co.,Ltd.
Corresponding author:Wei Qiu Email:wei.qiu@plattsburgh.edu

A number of animal experiments and epidemiologic studies in humans have demonstrated that current international standards for noise exposure may underestimate hearing trauma by complex noise.While energy is a necessary metric,it is not sufficient to evaluate hearing hazards from complex noise exposure.The characteristic of complex noise is also an important factor in evaluating complex noise-induced hearing loss(NIHL).In this paper,the studies on using kurtosis as a metric for complex NIHL evaluation in both animal and human models are introduced.The further research direction and application prospect of kurtosis are discussed.

Complex noise;kurtosis;noise-induced hearing loss

R764

A

1672-2922（2016）06-701-7

2016-12-01）

10.3969/j.issn.1672-2922.2016.06.002

美国国家职业安全与卫生研究院资助项目（NIOSH）（200-2015-M-63857，200-2016-M-91922）；国家自然科学基金项目（61271380和30640085）浙江省重点研发计划项目（2015C03039）

邱伟，博士，研究方向：听觉与噪声以及生物医学信号处理

邱伟，Email:wei.qiu@plattsburgh.edu