双耳双模式助听语前聋儿童嗓音基频和元音共振峰分析*

刘平 蔡灿辉△ 朱忠寿 王枫 魏日富 李慧凤 张茂华

听觉是语言发展发育的基础，人类利用自身的听觉反馈机制来监视自身的语音，听觉障碍会影响听觉-言语反馈链的作用进而影响语音的发生、发展，这也是许多听障人士发音口齿不清、语音异常的最直接原因[1]。助听器(hearing aid，HA)和人工耳蜗植入(cochlear implant，CI)在一定程度上重建了听障患者的听觉，使得许多听障患者的听觉言语功能得到改善，HA对轻-中度听障患者一般有良好的效果，但对重度及以上听障患者则往往效果不佳；CI弥补了HA对重度及以上听障患者补偿的不足，全世界许多重度及以上听障儿童均受益于此[2]。但单纯CI植入者(包括HA配戴者)与正常人的听觉能力仍然存在较大的差距，尤其是噪声环境下的言语识别及音乐旋律和音色的感知、声调等方面，使其言语发音方面与健听儿童也存在一定差距。有研究认为，造成这些问题的原因一定程度上归结于CI植入者低频区域声学精细结构补偿不足[3，4]。近年来，许多学者采用一侧植入人工耳蜗(CI)、对侧配戴助听器(HA)，即双耳双模式助听(CIHA)方式取得了较好效果[5，6]。本研究旨在通过客观检测，分析CIHA儿童和健听儿童的嗓音基频及元音共振峰的差别，客观评估和发现听障儿童错误的发音方式，为其语训康复和评估提供参考。

1 资料与方法

1.1研究对象及分组 以在福建省残联聋儿语训部语训的25例语前聋CIHA儿童为研究对象(CIHA组)，植入耳均植入澳大利亚人工耳蜗(长电极)，非植入耳(250、500 Hz残余听力≤55 dB HL)均配戴助听器，年龄3～6周岁，平均4.5±0.9岁。除听力损失以外无其他全身性系统疾病，身体发育正常，无智力障碍，无咬合异常和舌系带过短等，近期无上呼吸道疾病、扁桃体肿大、儿童鼾症等。均在省聋儿语训康复中心接受规范语训半年以上，言语清晰度评分[7]97分以上(以减少个体差异对结果的影响)，在自由声场下游戏测听显示言语频率区的助听听阈均在香蕉图以内，在语训老师的协助引导下，患儿能够配合完成本研究。

对照组为杨家墩幼儿园的25例听力正常儿童(健听组)，年龄3～6周岁，平均4.3±0.8岁。身体发育正常，讲话口齿清晰，说普通话，无听力、智力障碍，无咬合异常及舌系带过短等。近期无上呼吸道疾病、扁桃体肿大和儿童鼾症，在班级老师协助引导下能够配合完成本研究。

1.2测试仪器及环境 使用北京阳宸VS-99语音工作站《听力障碍儿童语言能力评估标准及方法》中的语音清晰词表，丹麦尔听美Astera听力计，符合国标的隔声屏蔽室，自由声场，SMART SENSOR声级计，SPSS 20.0分析软件，专用笔记本电脑及相关设备，松下麦克风等。

1.3嗓音基频及元音共振峰测试 在安静房间内(背景噪声≤45 dB)，房间面积约10 m2，无手机、回音、噪声及人语声干扰。在老师协助下，先让受试者练习朗读/a/、/o/、/e/、/i/、/u/、/ü/ 6个单元音(事先准备好6个单元音的小卡片，让其练习)，做到清晰、准确、自然、音量适中；待熟练掌握后，开始测试。测试时受试者采用站立姿势，口唇正对麦克风，距离约10 cm，嘱咐其依次发/a/、/o/、/e/、/i/、/u/、/ü/6个元音，测试过程中要求受试者保持放松、自然状态[8]。每个单元音需发音5 s以上，每个单元音重复发3遍，选取发音清晰、稳定的一段(时程3 s)进行计算分析，各测量三次，取平均值，观察基频和第一、二、三共振峰(F1、F2、F3)。

1.4统计学方法 用SPSS 20.0软件对实验数据进行统计分析，分别计算CIHA组儿童和健听组儿童的基频和6个单元音F1、F2、F3的平均值，并对比分析两组的结果，符合正态分布做t检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1CIHA组和健听组嗓音基频比较 CIHA组儿童的嗓音基频为275～389 Hz，平均为306.39±31.08 Hz；健听组儿童的嗓音基频为270～408 Hz，平均为296.01±24.33 Hz，两组差异无统计学意义(P=0.26>0.05)。

2.2两组各元音共振峰比较

2.2.1CIHA组和健听组F1比较 与健听组相比,CIHA组单元音/e/的F1频率明显降低，差异有统计学意义(P<0.05)；两组间其余各单元音F1频率差异无统计学意义(P>0.05)(表1)。

表1 CIHA组和健听组各元音F1频率平均值

注:*与健听组比较，P<0.05

2.2.2CIHA组和健听组F2比较 CIHA组单元音/a/、/o/和/i/的F2频率与健听组差异无统计学意义(P>0.05)；CIHA组单元音/e/和/ü/的F2频率低于健听组(P<0.05)；CIHA组单元音/u/的F2频率则明显高于健听组(P<0.05)(表2)。

表2 CIHA组和健听组各元音F2频率平均值

注:*与健听组比较，P<0.05

2.2.3CIHA组和健听组的F3比较 与健听组相比,CIHA组单元音/a/、/o/和/i/的F3频率差异无统计学意义(P>0.05)；而CIHA组单元音/e/、/u/及/ü/的F3频率则明显降低(P<0.05)(表3)。

表3 CIHA组和健听组各元音F3频率平均值

注:*与健听组比较，P<0.05

3 讨论

语音共振峰主要受共鸣腔大小和形状的影响，不同年龄段的儿童语音共振峰可不同，但许多研究认为并证实了4～7岁之间的儿童其语音特征并无明显差异[9]，原因为青春期前的男女儿童的喉部生理结构基本相似，故本研究特选取3～6岁听障及健听的儿童为研究对象，旨在消除年龄和性别因素影响。

目前，听障儿童语训康复取得了阶段性成果[10]，但尽管如此，听障儿童与正常儿童听觉能力在许多方面仍存在较大差距。有研究表明，双耳双模干预(CIHA)可以有效地整合人工耳蜗和助听器高频和低频听觉补偿的优势，从而最大程度地提升听障儿童听觉及语言能力康复的效果。语前聋听障儿童的发音在一定程度上可以反映其听觉及语言康复的效果[5，11]，目前康复机构常采用主观性评分的方法对听障儿童进行言语清晰度测试，需要三级人员(一般4人)评分，测试较为繁琐，对于语训半年以上的听障儿童也较易达到“天花板效应”，因而实际临床应用受限。本研究借助现代语音声学分析技术，可客观而精确地反映CIHA儿童元音的基频和共振峰特性并进行量化，同时可以发现其发音的缺陷并指导如何改进。

基频(F0)是声带振动的固有频率，听觉感知上反映音调的高低，其对声调以及噪声下的言语识别分析尤为有益[12]。从本研究结果看，CIHA组与健听组儿童基频无显著差异，与国内外的有关报道基本一致[13，14]；分析其原因，一是该年龄段儿童的喉部生理结构发育基本相似；二是经过半年以上的专业语训，发音时，CIHA儿童对声带振动的控制可以与正常儿童一致；三是与F0多集中于低频有关，CIHA组儿童均为先天性重度及以上的感音神经性耳聋，低频区尚有残余听力(≤55 dB HL)，因而CIHA组儿童通过配戴助听器，其低频听力可以得到有效补偿[15，16]；四是平时语训的过程中,低频声较高频声易于习得，且本研究两组儿童在老师的协助引导下，均能按要求很好地配合完成测试，因而CIHA组儿童基频值与健听组无显著差异。

本研究结果显示，CIHA组儿童发元音/a/、/o/、/i/的三个共振峰频率平均值与健听组无明显差别，原因可能为：一是元音/a/、/o/、/i/常出现于日常生活中较常用的单音节词中，在发音时双唇的圆展、舌位的前后以及高低都比较自然、简单、易学，自然开口状态下即可发出，而且发音一般都较为准确；因此，CIHA儿童容易习得该三个元音的正确发音方式[17]。二是从共振峰频谱上看，3个元音的第一到第三共振峰频率约为400～3 900 Hz，CIHA儿童的一侧配戴助听器可以提供有效的低频补偿[15]，另一侧植入人工耳蜗则可以提供有效的高频补偿，除可实现双耳总和效应外，两者优势还可互补，从而为CIHA儿童的聆听频率范围奠定了基础。

根据Delattre[18]报道，共振峰与舌位及软腭间的关系为F1同舌位高低成负相关，F2同舌的前后伸缩成正相关，F3同软腭升降成正相关。本组对象中，CIHA组儿童元音/e/的三个共振峰频率均比健听组儿童低，提示本组CIHA儿童发/e/音较/a/、/o/、/i/音困难；由于发/e/音时舌位靠后偏低，软腭偏低，唇形与舌位都需矫正，语训过程中，听障儿童发/e/音时开口度应再大点，舌位还需要再靠前且低一些，软腭还需再抬升一些，唇形还要再扁一点，才能接近正常儿童的发音方式(图1)，最终达到“发音更准确，语言训练效果更好，讲话言语更清晰”目的[19，20]。

图1 舌面元音舌位图

元音/u/、/ü/的F1频率大致在380～450 Hz之间，CIHA儿童借助一侧耳配戴助听器可实现低频区的听觉补偿，故CIHA儿童发/u/、/ü/音的F1较CI植入儿童改善[21]。文中结果显示CIHA组儿童发元音/u/、/ü/的第一共振峰与健听组儿童基本相近，表明CIHA儿童发/u/、/ü/音时舌位高低大致正常，较CI植入儿童[19]有所改善，可能与CIHA儿童低频区听力得到有效补偿有关。但从文中结果看，CIHA组儿童发/u/、/ü/音的F2、F3与健听儿童仍相差异较大，且个体差异大(其标准方差较健听儿童大2倍及以上)，可能与CIHA儿童往往较易出现舌前位或后位聚焦以及喉音聚焦等因素有关[22，23]；因而，CIHA儿童对/u/、/ü/音的发音方式把握更为困难，表现出音调明显异常，字音不清，故在语训中，要特别注意/u/、/ü/音发音时的舌位和口型变化，纠正并强化其双唇的圆展、舌位前后以及高低等。

语音声学分析技术可精确而客观地反映嗓音基频和元音共振峰特性，在实际语训中，凭肉眼往往无法观察到受训者的舌位情况，借助语音声学分析技术则可以弥补这一不足，并且还可实时跟踪显示嗓音基频和元音共振峰变化，以便发现受训者发音方式的错误，并及时纠正，进而提高语音的精准度[24]。本研究结果说明，通过与健听儿童的基频和共振峰比较，发现听障儿童与健听之间的差异，利用舌位与共振峰的关系，及时发现并纠正听障儿童的发音方式，对提高CIHA儿童的语训效果有指导意义。

本研究不足之处在于，CIHA组使用的CI言语编码策略未能统一，使用的助听器品牌、型号和验配公式也未能做到统一，进而可能对本研究结果造成一定的影响或偏差。不同品牌的CI和/或HA以及其相应的编码策略和/或验配公式是否会影响CIHA儿童的康复效果，有待今后进一步研究。