儿童声源定位能力评估方法研究进展

赵雪雷 王宁宇 张娟

1 概述

声源定位是人和动物在三维世界中生存必需的重要能力，可帮助辨别声音的来源及方位等，是人类重要的认知方式[1，2]。研究儿童声源定位能力不仅有助于了解整个听觉系统，特别是了解声源定位能力的发育过程，建立标准值，为临床人工耳蜗植入及助听器验配等听觉干预时间提供理论基础。

声源定位能力评估主要包括声源定位行为学测试及听觉量表评估。临床上儿童声源定位行为学测试主要包括角度辨别测试（source azimuth discrimination）和角度识别测试（source azimuth identification）。前者的临床评估量值是受试者在某一条件下所能分辨两个声音的最小角度（minimum audible angle，MAA），主要测试受试者对声源空间的分辨能力；后者评估量值是角度偏差值，即均方根误差数值（root mean squared error，RMSE），主要考察受试者精确地定位声源的能力。2007年，王宁宇等[3～5]探讨并研发了国内第一台声源定位仪，促进了声源定位行为学测试的规范化开展。言语空间听觉质量量表-父母版问卷（speech，spatial and other qualities of hearing scale for parents，SSQ-P）可用来评估儿童声源定位能力的发展，包括安静环境下和噪声环境下的声源定位能力。

2 儿童听觉发育与声源定位

听觉系统在出生时已基本发育且具备一定功能，并在儿童阶段进一步完善。新生儿及婴儿已具备一定的声源定位能力[1，6]，可区分声音信息的方向，但通过声音捕捉位置信息的能力，6月龄左右婴儿尚未发育成熟[6]。儿童对正前方0°水平声源定位能力最强。3月龄内婴儿的高级皮层机制尚未完全发育成熟，通过头部的定向反应很难出现较可靠的结果。因此，基于行为学测试研究低于4月龄婴幼儿的声源定位能力存在较大难度[7]。同时，儿童声源定位发育过程是一个多因素共同作用的结果，涉及注意力、记忆力、运动系统及听觉平衡系统的发育，这些因素的发育过程及对声源定位能力产生影响的时间也同步[1]。

健听新生儿可检测到方位角变化超过30°的声源位置，7月龄婴幼儿MAA可降低至14°左右[7]；3岁儿童MAA约为6°，4岁儿童可降低至3°～4°[8]；5岁以上儿童可基本达到成人水平的1°～2°[9]，以上提示儿童时期声源定位能力的发展轨迹较长。张娟等[10，11]关于健听儿童MAA的研究发现，1～3岁组儿童约为3.57°～5.40°；4岁儿童约为3.80°±0.71°，与上述研究结果基本一致。

3 儿童声源定位能力评估方法

3.1 角度辨别测试

角度辨别测试指测量同一方位两个相同声源可被受试者识别的最小角度。张娟等[10]发现，儿童角度辨别阈测试方法可用来评估4岁健听儿童声源定位能力（MAA=3.80°±0.71°）[10]。在此基础上，张娟等[11]2017年完成对我国1～3岁健听儿童水平方位声源定位能力测试方法的初步探讨，发现采用视觉强化测听或游戏测听和MAA测试相结合的方法可评估低龄儿童水平方位声源定位能力，但需资深听力师建立可靠的条件反射，才能测试准确。上述研究为我国低龄儿童声源定位能力评估的规范化开展奠定了良好基础。陶仁霞等[12]对4～7岁双耳双模式听障儿童左右声源辨别测试发现，双模式助听儿童声源定位能力优于单侧人工耳蜗植入儿童，且助听器补偿效果和早期双耳聆听经验可能会影响听障儿童的声源定位能力。赵航等[13]对6岁以内双模式助听的听障儿童进行角度辨别测试，发现即使双耳双模式配戴辅具，也仅在声源位于左右方时，比单侧耳蜗状态呈现一定优势，随声源角度的减小，双耳强度差和时间差线索减弱，双耳双模式声源定位的优势也随之减小，与Beijen等[14]的研究结果一致。Grieco-Calub等[9，15]对2～3岁单侧人工耳蜗植入（unilateral cochlear implant，UCI)和双侧人工耳蜗植入（bilateral cochlear implants，BICIs）儿童进行MAA测试，发现UCI不能提供空间听觉所需的必要线索，BICIs与健听儿童的MAA阈值仍具有一定差异。

3.2 角度识别测试

角度识别测试多用于评估受试者直接判断声源位置的能力。Deun等[16]采用-60°～+60°角度范围内间隔15°放置的9个扬声器进行4～6岁健听儿童的角度识别测试，发现5岁儿童组与成人组的RMSE均约为6°，两组间无统计学差异，但这两组的RMSE均显著低于4岁儿童组，提示这两组较4岁儿童组有更好的声源定位能力，分析原因可能为双耳听力发展及对测试任务理解和测试条件等因素的差异导致。Litovsky等[17]调整扬声器数量为15个，角度范围改为-70°～+70°，对5岁健听儿童进行角度识别测试，RMSE约为18.3°，显著高于Deun等[16]报道，出现差异的原因可能为刺激声类型和实验方案不同，一般认为15个扬声器的角度识别测试对于此类儿童的难度很大。周文培等[18]对4～14岁健听儿童进行角度识别测试，发现信号类型对受试者声源定位能力有显著影响，健听儿童对纯音信号的定位能力显著低于言语和音乐信号，言语和音乐信号之间的定位能力无显著差异。

张娟等[19]于2018年进行双侧同期人工耳蜗植入者（植入年龄2～4.5岁）声源定位能力的长期随访研究，发现年龄匹配的健听受试者声源定位能力最好（RMSE=5.82°±4.27°），双侧同期人工耳蜗组次之（RMSE=38.73°±8.17°），单侧人工耳蜗组最差（RMSE=62.27°±8.72°）,差异有显著统计学意义。Choi等[20]对双侧人工耳蜗植入儿童进行角度识别测试，发现RMSE约为39.4°，均高于Killan[21，22]（16.2°）和Zheng等[23]（28.5°）的报道，分析原因可能为刺激声类型、扬声器数量、样本量及受试者年龄范围等均存在差异。考虑到低龄人工耳蜗植入儿童（2～3岁）进行角度识别的难度系数较大，Litovsky等[24]设计了新型“寻找声源”的实验范式（9个隐藏扬声器，角度范围-60°～+60°），发现此类儿童识别声源位置仍具有一定困难，RMSE约为37.03°。Liliya等[25]对单侧听障人工耳蜗植入儿童进行系统综述及Meta分析，发现约88.7%的儿童表现为术后1～2年声源定位能力得到改善，RMSE约下降24.78°。

3.3 听觉量表评估

听觉量表对于儿童声源定位能力评估具有一定参考意义。Gatehouse等研发的言语空间听觉质量量表(speech，spatial，and other qualities of hearing scale，SSQ)，评估了耳聋患者在真实环境下的听觉能力，已在国内外广泛应用[26～28]。Galvin等[29]在SSQ的基础上探索针对听障儿童的评估量表，通过家长了解患儿在日常聆听环境中不同场景的听觉反应来评估其空间听觉能力。Potts等[30]发现SSQ评估结果提示受试者在双侧人工耳蜗植入模式下的得分均显著优于双模式。张娟等[31]将全程量表引入国内并完成对全程的信效度分析，指出该量表可用于评估听力损失患儿空间听觉能力。同年，该团队基于言语空间听觉质量量表-父母版问卷（speech,spatial and other qualities of hearing scale for parents，SSQ-P）等量表进行低龄儿童人工耳蜗植入术后言语感知与空间听觉能力发育特点的研究，发现人工耳蜗植入术后儿童随开机时间延长，其空间听觉能力呈持续性显著进步，空间听觉能力在人工耳蜗开机6个月后呈快速发育特点[32]。李芮等[33]应用SSQ-P量表针对语前聋患儿分期双侧人工耳蜗植入进行短期效果分析，发现双侧人工耳蜗植入儿童较单侧植入者空间听觉能力显著提高。

4 小结

近年来，声源定位的研究日益受到重视，但由于试验完成日期、测试者、测试仪器及条件、行为学测试方法和受试者年龄选取不连续等原因，目前尚无统一的测试方法及公认数据，至今仍缺乏完整的各年龄段儿童声源定位能力的具体数值。因此，加强儿童声源定位能力评估相关研究，不仅有利于对耳蜗及助听器等辅听设备疗效的评估，为儿童干预时间的选择提供参考，同时也有利于开拓新的研究领域，进一步提升对听觉功能的全面认识。