轻中度听力损失对老年人水平方位声源定位的影响

商嘉琪 王兴 付欣 李欢 刘佳星 吴俊志 聂帅 赵子慧 赵雪雷 张娟，*

1 滨州医学院特殊教育学院(烟台 264000)

2 首都医科大学附属北京朝阳医院耳鼻咽喉头颈外科(北京 100020)

声源定位（sound localization,SL）是中枢听觉功能的重要组成部分，能帮助听者感知周围事物远近、方位、运动速度等信息并利用其寻找目标、辅助交流、躲避危险等[1]。良好的声源定位能力依赖于准确的外周信息传入及完善的听觉中枢处理能力。听力损失则可能通过限制听觉信息可用性等途径影响声源定位[2]。根据全球疾病负担（Global Burden of Disease）数据显示，2019年全球约有15.7 亿人表现有听力损失症状,年龄50岁以上的患者约占62.1%[3]。另外，老年听力损失人群多数具有噪声环境下交流困难的表现。研究老年人声源定位能力对其言语理解机制探究及临床早期干预具有重要意义。Glyde 等[2]对80 例不同听力损失程度老年人的研究发现，听力损失达到中度以上对声源定位测试结果影响显著。但也有研究提出控制年龄因素后听力损失程度与声源定位无显著相关性[4]。本研究通过采用声源定位角度偏差测试对老年人进行水平方位声源定位能力评估，初步探讨老年人轻中度听力损失与声源定位的关系，为进一步明确老年人声源定位能力下降的机制奠定基础。

1 资料与方法

1.1 研究对象

收集首都医科大学附属北京朝阳医院耳鼻咽喉头颈外科门诊就诊的老年人45例（男17例，女28例），另于我院随机招募15 例听力正常青年人（男5例，女10 例）作为对照组。依据世界卫生组织2021听力损失分级标准[5]将45 例老年受试者分为老年听力正常组（PTA＜20 dB HL）、老年轻度听损组（20≤PTA＜35 dB HL）、老年中度听损组（35≤PTA＜50 dB HL），每组15人。

老年三组纳入标准：①年龄60～85 周岁；②双耳对称性听力下降（双耳听阈相差不超过15dB）；③能配合相关检查项目。排除标准：①活动性耳科疾病；②遗传性（先天性）聋病；③认知障碍[蒙特利尔认知评估（the Montreal cognitive assessment,Mo-CA）量表得分＜23 分]；④严重的中枢系统疾病（癫痫、脑肿瘤等）。

青年听力正常组纳入标准：①年龄18～35 周岁；②双耳平均纯音听阈（pure-tone average，PTA）小于20dB HL；③能配合相关检查项目。排除标准：①活动性耳科疾病；②认知障碍（MoCA 量表得分＜23分）；③严重的中枢系统疾病（癫痫、脑肿瘤等）。

本研究已通过首都医科大学附属北京朝阳医院伦理委员会审批（2021-科-299）。

1.2 测试环境及仪器

本实验均在符合GBT16403 的标准测听室内进行，背景噪声＜30dB(A)。测听声场及测试信号符合GB/T 16296.2-2016 的规定。纯音听阈测试使用双通道临床诊断型听力计（Otometrics，丹麦），TDH-50P 头戴式耳机。声源定位角度偏差测试选用首都医科大学附属北京朝阳医院耳鼻咽喉头颈外科自主研发的声源定位测试仪[6]。

1.3 研究方法

1.3.1 纯音听阈测试

对所有受试者进行双耳0.25-8 kHz 的纯音测听，计算500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz共四个频率的平均值，选择受试者听力较好侧的PTA进行分析。

1.3.2 认知功能评估

采用MoCA 量表进行认知功能评估，该量表主要测试视觉空间/执行功能、命名、情景记忆、注意力、语言、抽象和定向功能，在国际上常被用于区分正常和轻度认知障碍老年人。MoCA 量表总分为30分，评分＜23分认为存在认知功能障碍[7]。

1.3.3 声源定位角度偏差测试

采用安静环境下的角度偏差法。刺激声选用国际惯用的白噪声[8-9]，持续时间为500ms，声强为65dB SPL。扬声器位置包括0°、±45°、±90° 共5 个水平方位。受试者双耳裸耳，舒适坐于声源定位仪中央，与扬声器相距1.2米，调整扬声器与受试者双耳等高。要求测试过程中头部保持不动，在可视条件下，双眼平视正前方。刺激声随机播放30 次，受试者回答播放刺激声的扬声器编号，测试者记录并计算均方根误差（root-mean-square error，RMSE）作为声源定位结果。RMSE 数值越小，表明声源定位能力越好。测试均由统一培训的听力师完成。正式测试之前，对受试者进行详细讲解，确认其准确理解测试要求，并能配合测试，开始正式实验。

1.3.4 统计学分析

采用SPSS 26.0 软件对结果进行统计学处理和分析。计量数据资料用±s表示，采用单因素方差分析比较各组受试者的声源定位能力，采用重复测量方差分析对比不同位置声源定位表现差异；将声源定位测试结果与听力损失程度进行Pearson 相关性分析。对于所有检验结果，以P＜0.05 为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况

老年听力正常组年龄60～74 岁，平均年龄为65.60±4.39 岁；老年轻度听损组年龄60～77 岁，平均年龄为67.60±5.04岁；老年中度听损组年龄60～85 岁，平均年龄为70.67±7.70 岁。老年三组年龄无统计学差异（F=2.821，P＜0.05）。青年听力正常组年龄24～30岁，平均年龄为26.60±1.30岁。

2.2 纯音听阈测试结果

老年三组和青年组受试者在500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz 四个频率的听阈分布见图1，各组受试者双耳听阈相差不超过15dB，双侧听力基本对称。

图1 四组受试者双耳纯音听阈图Fig.1 Binaural pure-tone audiograms for subjects in four groups

2.3 声源定位角度偏差测试结果

所有受试者均能良好配合完成测试。青年听力正常组、老年听力正常组、老年轻度听损组RMSE 均为0°，老年中度听损组RMSE 为19.81°±9.25°。其中，青年听力正常组、老年听力正常组、老年轻度听损组和老年中度听损组RMSE 的差异具有显著性（F=68.776，P＜0.001）。青年听力正常组与老年听力正常组、青年听力正常组与老年轻度听损组、老年听力正常组与老年轻度听损组RMSE两两之间差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 老年三组和青年组的声源定位RMSE比较（°,±s）Table 1 Comparison of RMSE of sound localization between the three older groups and the younger group(°,±s)

表1 老年三组和青年组的声源定位RMSE比较（°,±s）Table 1 Comparison of RMSE of sound localization between the three older groups and the younger group(°,±s)

Note: **means P＜0.001.

N RMSE F P YNH group ONH group Mild-OHL group Moderate-OHL group 15 15 15 15 0 0 0 68.776 0.000**19.81±9.25

2.4 声源定位与听力损失之间的关系

结果显示声源定位RMSE 与听力损失程度存在显著相关性（r=0.76，P＜0.001）。PTA 下降超过35dB HL，声源定位RMSE 显著增加，受试者水平方位声源定位能力明显下降，见图2。

图2 声源定位RMSE与听阈相关性分析Fig.2 Correlation analysis of RMSE of sound localization and hearing threshold

2.5 声源定位角度偏差测试各角度RMSE结果

比较老年三组受试者不同角度RMSE 的差异，老年中度听损组各角度RMSE 存在显著差异（F=7.161，P＜0.001），其中0°与90°、0°与45°RMSE 均有显著差异（P＜0.001），老年听力正常组和老年轻度听损组各角度RMSE无统计学差异（P＞0.05）。

比较老年三组受试者声源定位RMSE，其中老年中度听损组与老年听力正常组、老年轻度听损组的侧方位（-45°、45°、-90°和90°）RMSE 均存在统计学差异（P＜0.001），但三组受试者0°RMSE无统计学差异（P＞0.05）。组别和角度存在交互效应（F=7.161，P＜0.001），见表2和图3。提示中度听损老年人侧方定位能力下降更显著，随着侧方角度的增加，定位准确度逐渐降低。

图3 三组老年受试者在不同测试角度上的声源定位RMSEFig.3 RMSE of sound localization at different azimuths among three groups of older subjects

表2 不同组别老年受试者在不同角度的声源定位RMSE比较（°,±s）（n=45）Table 2 Comparison of RMSE of sound localization at different azimuths among different groups of older subjects(°,±s)(n=45)

表2 不同组别老年受试者在不同角度的声源定位RMSE比较（°,±s）（n=45）Table 2 Comparison of RMSE of sound localization at different azimuths among different groups of older subjects(°,±s)(n=45)

Note:**means P＜0.001

-90-45 45 90 Mean ONH group Mild-OHL group Moderate-OHL group Mean 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 F--P--20.23±19.53 6.74±14.64 16.090 0.000**11.32±11.31 3.77±8.36 15.030 0.000**1.22±4.74 0.41±2.74 1.000 0.376 15.89±10.73 5.30±9.70 32.890 0.000**23.40±16.04 7.80±14.36 31.939 0.000**14.41±15.23 4.80±11.09 45.634 0.000**7.540 7.540 0.000**0.000**F P----

2.6 老年中度听损受试者声源定位响应（sound localization response）分布

老年中度听损组受试者的声源定位响应分布如图4所示，随着听阈增加，受试者声源定位RMSE逐渐增加，存在一定程度个体差异性。

图4 15例老年中度听损组受试者声源定位响应模式图Fig.4 Sound localization response patterns for 15 older subjects with moderate hearing loss

3 讨论

声源定位是人与动物对环境感知的一种基本方法，其线索必须经由完整的外周听觉系统接收，再经中枢神经系统整合处理才能达到精准的定位效果。本研究采用的刺激声强度固定在65dB SPL，明显高于听力正常和轻度听损老年人平均听阈，因此受试者能够利用双耳线索定位声源。听力损失虽然限制了双耳听觉线索的可用性，但人可以通过中枢可塑性进行自我调整和代偿，利用定位线索的重映射（remapping）和重加权（reweighting）提高声源定位能力[10]，而老年人代偿能力有限，当听力损失达到一定程度时，耳蜗毛细胞损伤以及与听神经之间的失同步性严重影响定位线索的收集和传导，水平方位声源定位能力明显受损[11]。本研究发现听力正常和轻度听损老年人声源定位能力与听力正常青年人相比无明显差异，中度听损老年人声源定位能力显著下降。这三组受试者年龄无显著统计学差异，认知功能无显著下降，提示听力损失是导致老年人声源定位能力下降的主要因素。这与Otte 等[9]和Glyde 等[2]的研究结果一致：Otte 等提出在无视觉辅助条件下，轻度听损老年人水平方位声源定位表现与7 岁以上儿童和青年人无显著差异。Glyde 等对80 例不同听力损失程度老年人的研究发现，听力损失达到中度以上对声源定位测试结果影响显著。但Whitmer 等[4]提出控制年龄因素后听力损失程度与声源定位无显著相关性，结论与本研究结果存在差异，其原因可能是采用的声源播放角度范围不同。本研究中声源最大播放角度为±90°，明显超出±60°视觉范围[12]，能够系统评估受试者前方180°水平方位的声源定位能力。而Whitmer 等的研究中声源最大播放角度仅为±30°，受试者可选择范围较窄，且存在视觉辅助，导致测试难度较低，故受试者声源定位误差较低，致使结果接近“天花板效应”，不能完全反映老年人实际声源定位能力。

本研究发现听力正常和轻度听损老年人水平方位各角度RMSE 均为0°，与听力正常青年人无明显差异。而中度听损老年人0°RMSE 最小，显著低于45°和90°，提示中度听损老年人侧方定位能力下降更显著。Freigang 等[13]在9°、30°、64°、90°四个方位进行了角度辨别测试，结果表明随着左右偏侧角度的增加，受试者定位准确度随之降低，这与我们的研究结果一致。这种水平方位不同角度定位误差出现差异的原因可能源于视觉因素的影响。早期研究表明，视觉能够为声源定位提供重要的空间“参考框架”[14]，这主要归结于大脑的多感觉整合功能，听觉皮层在接收听觉线索的同时也会接收其他线索包括视觉线索进行整合和判断，从而对声源进行准确定位。Campbell 等[15]提到，视觉刺激可以激活听损患者的听觉皮层区域，听觉功能的降低或丧失会导致对视觉的依赖性增加。因此相比听力正常者，听损老年人的声源定位可能更加依赖视觉线索。在视觉辅助下，听损老年人对正前方的定位表现良好，但当超过水平方位视觉范围后，声源定位能力出现显著下降。本研究主要采用正常可视环境对受试者进行测试，探讨老年人在日常生活环境中的声源定位能力。对于测试环境是否可视对声源定位的具体影响，未来将控制视觉条件作进一步探讨。

本研究发现对于中度听损患者，随着听阈增加，受试者声源定位RMSE 逐渐增加。但值得注意的是，听力不对称性也有可能影响声源定位表现。本实验中，受试者5 双耳PTA 为51 和38dB HL，其RMSE 达到29.62°，声源定位能力较同等听力水平的受试者明显下降。究其原因，可能为该受试者耳间听力差值为13 dB，接近不对称听损水平，因此推测双耳听力的不对称性可能进一步加重其声源定位能力的下降。早先研究提出影响言语交流和声源定位的两个主要因素为双耳之间的听力对称性和听觉敏感性情况[16]。与对称听损患者相比，不对称听损患者在言语识别、空间听觉和声质量方面表现明显较差。听者主要利用耳间时间差（interaural time difference）和耳间强度差（interaural level difference）线索比较到达两耳的声信号实现水平方位声源定位，而不对称听损患者感知双耳声信号差异的能力下降，故而降低了定位精度[17]。由于本研究纳入的患者基本为双耳听力对称的患者，未来可以进一步研究听力不对称性对声源定位能力的影响。

4 结论

本研究初步探索了轻中度听力损失对老年人水平方位声源定位能力的影响，研究发现听力损失是声源定位能力的重要影响因素，中度听损导致老年人水平方位声源定位能力显著下降，正前方定位准确度最高，随着偏侧角度的增加，定位准确度逐渐降低。另外，基于重度及以上听损患者在门诊就诊人数较少，并且存在沟通交流困难等问题，未将其纳入本研究，未来可收集病例进一步研究，以便更全面地了解老年人的空间听觉感知能力，并为双耳辅听干预策略的制定和听觉康复提供依据。