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1、助听技术对听配能的影响研究进展2024引言听配能是指听者为达到听觉理解的目的，有意识地盘认知资源分给听觉任务的部分。听力损失不仅影响言语理解，即使言语理解程度相当，听力损失患者也需要更高的听配能获得成功的言语感知。长期增加的听配能可能会让聆听者感到压力和疲倦，进而导致一系列不良后果，如对所听内容的记忆力下降、烦恼和疲劳程度增加，或从需要努力倾听的情境中退缩等。助听设备和各种助听技术的应用是听觉康复过程中的重要环节，通常用于改善由于听力损失导致的言语识别能力降氐，随着听配能逐渐受到听力康复领域的重视，越来越多的研究集中于探讨不同助听技术对听配能的影响。本文旨在回顾当前针对助听技术对听配能影响的相
2、关研究，从助听放大、降噪、方向性麦克风、远程麦克风附件等方面进行综述，以期为临床工作及后续研究提供参考。一、助听放大随着助听放大带来的可听度提高和言语识别的改善，处理语音所需要的显性认知资源更少，因此可以假设，与非助听相比，助听状态下的听配能可能会减少。基于主观评估和行为学测量的研究结果支持这一假设，如Humes等针对55名轻至重度感音神经性听力损失（sensorineuralhearingloss,SNHL)成人使用视觉模拟量表(visualanaloguescale,VAS),通过让其在6种条件下聆听文章后对难易程度进行打分，结果发现在低强度语音下助听后的聆听难度显著低于非助听，且非线性压
3、缩助听器(DSLiov4.0)的难度低于线性压缩(NAL-RlNobIe等使用言语空间听觉质量量表(thespeech,spatialzandqualitiesofhearingscale,SSQ)针对轻至中度SNHL成人评估非助听、单耳助听及双耳助听主观听配能的差异，结果显示助听后的听配能均小于非助听，且双耳助听更显著。Downs等针对23名SNHL成人通过听觉-视觉双任务范式探究助听器对听力损失成人听配能的影响，受试者配戴助听器后须在OdB信噪比下复述的同时进行视觉反应，反应时间越快代表听配能越低，结果发现戴上助听器后显著降低了受试者的反应时间。Hornsby等采用类似的双任务范式对16名
4、对称性轻至重度SNHL成人进行研究，发现助听器显著降低了受试者在70%言语识别阈speechrecognitionthresholdZSRT)(SRT70)信噪比下的反应时间，但并没有降低其VAS评分。该研究并没有发现主客观得分之间的相关性，提示二者可能代表了听配能的不同维度。Picou等采用双任务范式探究了助听器对对称性SNHL成人听配能的影响，发现在约SRT60的信噪比下助听器显著降低了视觉任务的反应时间。此外还发现语言处理能力较慢的人更有通过助听器降低听配能，这可能是因为助听器改善了听觉输入。从上述研究可以看出，助听放大可以降低双任务范式中次要任务的反应时间，并且其改善效果与受试者本身的
5、认知能力呈正相关。Johnson等比较了基本和高级(在处理通道、麦克风方向性、环境自适应、双耳互连、降噪方面更优)助听器对听配能的影响，针对45位SNHL老人在言语识别任务后使用VAS进行费力程度评分,结果发现在小声和中声环境中助听器显著降低了主观听配能，但在大声环境中并无影响；基本和高级助听器在对听配能的影响上几乎没有差异。Brody等采用与前者类似的方法比较了25位对称性轻至中度SNHL成人使用个人扩音器(personalsoundamplificationproducts,PSAP)和助听器在言语识别和听配能上影响的差别，结果显示与非助听相比，PSAP和助听器都显著提高了语音清晰度指数，
6、降低了主观听配能，但助听器的作用更大。客观测量方面，KorCZak等采用皮层诱发电位在不同刺激强度下对中度至极重度SNHL成人分别进行非助听和助听条件下测试，结果显示助听器的使用显著提高了皮层诱发电位的可探测性，尤其对于极重度听力损失受试者。Ohlenforst等系统评价了听力障碍和助听放大对听配能的影响,其结果发现尽管相当一部分主观评估、行为学测量以及客观生理测量表明助听放大可降低听配能，但由于各研究所采用听配能测量方法间缺乏一致性，如各实验在VAS量表、双任务范式中主要任务和次要任务设置不同；以及很多研究的统计效力不高(如样本量过小)，所以并不能得出助听器的放大作用会减少听配能的结论。因此
7、，建议制订共同的概念框架。二、降噪降噪是助听设备的一项重要功能，按照输入信号的通道数可将在助听设备应用的降噪方法分为单麦克风降噪（处理的声音从单个麦克风输入）和多麦克风降噪（处理的声音从多个麦克风输入）o大多数针对降噪的研究着眼于单麦克风降噪，助听设备中主要应用的单麦克风降噪算法有谱减法、维纳滤波法、基于最小均方误差（minimummeansquareerrorzMMSE）的估计法等。下述研究除特别指出的，均使用单麦克风降噪。尽管一些使用者主观感觉降噪对其言语理解所改善，但大多数情况下并不会改善言语可懂度，甚至可能使其更差。Chong等回顾了20002016年单麦克风降噪对成人和儿童的功效，发
8、现大多数研究未能报告降噪对言语可菌度的改善作用，而是报告改善音质、减少烦扰、提高听觉舒适度、降低听配能、减少瞳孔放大、提高可接受噪声水平、学习新刺激能力、双任务范式实验中视觉跟踪测试得分、单词记忆以及使用者主观偏好。BronS等通过对12名听力损失成人进行言语可懂度测试和主观评分评估3种助听器的降噪效果，发现受试者主观评分最高的降噪言语可懂度得分最低。表明听力损失患者偏好降噪并不是因为其改善了言语可懂度。实际上，越来越多的研究表明助听器降噪中最大好处可能不是提高言语可懂度，而是降低听配能。基于行为学测试的研究表明，降噪在一定条件下可以降低听配能。这些研究者采用单任务范式或双任务范式研究，主要任
9、务为言语识别，次要任务为单词回忆、图形判断、视觉跟踪、口头反应时间、单词分类等，次要任务表现的提高被解释为言语识别过程中听配能降低的结果。Sarampalis等探究了降噪对25名健听力成人的影响，在安静和-2dB、+2dB信噪比3种条件下通过句末单词复述和回忆（sentence-finalwordidentificationandrecalltest,SWIR）的双任务范式实验，发现在-2dB信噪比时应用降噪后,高语境句子的回忆得分更高；在-6dB、-2dB、2dB信噪比条件下进行另一个听觉-视觉双任务范式实验结果发现在-6dB信噪比下次要视觉任务反应时间显著降低。这两个实验表明，降噪在低信噪
10、比情况下降低了听配能。Gustafson等针对24位712岁健听儿童研究发现，在0dB、5dB信噪比条件下,开启降噪可以缩短其口头反应时间（verbalresponsetime,VRT）,表明降噪降低了其听配能。Ng等首次报道了听力损失成人使用降噪的积极影响该实验采用与Sarampalis一样的范式，将信噪比控制在受试者的天花板水平，即达到SRT95的水平，结果发现降噪改善了工作记忆容量高的受试者单词回忆得分，而对工作记忆容量低则没有影响。Ng等随后的研究和Lunner等的研究得出了类似结论。Desjardins等探究了降噪对12名对称性SNHL成人在中等聆听条件（SRT76信噪比）和困难聆听
11、条件（SRT50信噪比）下双任务范式中的次要视觉任务表现的影响，发现降噪仅能降低困难聆听条件下的次要任务得分。Reinten等比较了理想二值掩蔽算法和MMSE在-5dB、0dB、+5dB信噪比下对12位听力损失成人的听配能影响，发现仅在-5dB信噪比时特定的降噪算法（理想二值掩蔽算法）提高了受试者在双任务范式中次要任务表现,从而推论仅在言语可懂度受影响时（即-5dB信噪比下）降噪对听配能的影响显著。基于客观测量的研究也得出类似结论。Wendt等使用瞳孔测量探究多麦克风降噪对24位听力损失成人在SRT50和SRT95信噪比下进行言语识别和听配能的影响,受试者的瞳孔直径峰值（peakpupildi
12、lation,PPD）越大表示听配能越高，结果发现降噪开启后受试者的PPD明显降低，但SRT95的信噪比下言语识别率并没有改善；该研究还探究了SRT95信噪比下多麦克风降噪和单麦克风降噪的效果，结果显示多麦克风降噪条件下受试者的PPD更小。表明降噪能够降低容易和困难聆听条件下的听配能，且多麦克风降噪对听配能的降低效果更显著。Bernarding等通过脑电图（electroencephalogram,EEG）测量，发现多麦克风降噪可以降低13位中度听力损失成人的客观听配能。Ohlenforst等在随后的实验中采用相同的测试方法扩展了信噪比（-12dB、-8dBs-4dB、0dB、4dB、+8dB
13、、+12dB、+16dB）以及噪声类型（4人BabbIe噪声和稳态噪声），发现在-4dB、0dB、+4dB信噪比的稳态噪声下，开启降噪后PPD显著减小;在除-8dB外，所有信噪比的Babble噪声下，开启降噪后PPD显著减小，平均减少35%oFiedler等通过瞳孔测量和EEG顶叶波功率探究了降噪对于22位听力损失成人在+3dB、+8dB信噪比条件下持续听配能（聆听30s言语时的听配能）的影响，结果发现降噪会使瞳孔大小明显减小，并且在+3dB信噪比下的减小程度比+8dB信噪比下更多，但对EEG的顶叶磁功率无影响。也有研究并没有发现降噪能够降低听配能。Desjardins等的另一研究中采用与他前
14、一研究相同的方法,探究方向性麦克风和降噪对15名轻至重度SNHL老人在困难聆听条件（SRT50信噪比）下听配能的影响,结果发现开启降噪后受试者的虽然降低约4%,但结果并无统计学意义。结果不显著一方面是由于该实验中受试者个性化SRT50下的实际信噪幽2.61.5)更高;前一实验为1.61.8)并且采用与语音频谱范围相同的4人Babble噪声，因此降噪处理的效果相对不显著；另一方面是样本量过小所致。Purdy等针对12位人工耳蜗植入者通过听觉-视觉双任务范式发现在SRT5O信噪比下，降噪提高了受试者的言语识SiJ率，但并没有改善次要视觉任务得分。Kuk等采用复述回忆测试(repeatandreca
15、lltest,RRT)进行研究，在信噪比0dB、+5dB、+10dB、+15dB的稳态噪声下进行句子复述，且每6句后尽可能多地回忆之前复述的内容，结果发现单独开启降噪不会改善回忆得分。Dingemanse等使用瞳孔测量探究了降噪对20位人工耳蜗植入成人在SRT50、SRT70和SRT接近最大3种信噪比条件下进行言语识别时瞳孔测量结果的影响，结果发现降噪对受试者的言语识别率和PPD均无影响。降噪效果取决于输入信噪比，从上述研究结果可以得出，信噪比越低，降噪对听配能的降低也越多。现实生活中的言语沟通大多数发生在正信噪比条件下(0+5dB或者更高),如果信噪比低于OdB,则交流很少会继续。这是因为听
16、者不可能容忍过于困难的交流条件，这种情况下他们可能会选择转向改善聆听条件而不是继续交流。因此，在现实的信噪比中，降噪对听配能的降低作用可能并不如实验室结果着除显著。此外，上述大部分实验使用Babble噪声，这是为了更加贴近现实，但降噪主要被设计为处理稳态噪声，使用稳态噪声可能会增加结果显著的可能性，因此对于使用稳态噪声的实验结果应当更为谨慎。除上述外部因素外，听者本身工作记忆容量的大小可能也会影响降噪的效果，降噪更有利于降低工作记忆容量高者的听配能。总之，目前关于降噪对于听配能的影响，研究者已开展了较为丰富的研究，有较多研究结论支持其能够降低噪声中听配能的结论。降噪要发挥降低听配能的作用，还可
17、能受如信噪比高低、噪声类型以及受试者工作记忆容量等因素影响。三、方向性麦克风麦克风的方向性可分为全向性、固定方向性和自适应方向性，方向性麦克风指后两种。全向性麦克风对来自所有方向的声音有相同的敏感度；固定方向性麦克风主要对来自前方的声音最敏感，有心形、超心形、高心形、8字形4种极性模式启适应方向性麦克风则可以自动改变麦克风的极性，对识别到的噪声源方向给予最低的敏感度。方向性麦克风的敏感度可以使用方向性指数（directionalindex,DI）进行量化，其表示麦克风对前方声音和其他方向声音敏感度的比值。方向性麦克风可以降低听配能。Picou等发现固定方向性麦克风（DI=4dB）能够提高18位
18、听力损失老年人双任务范式实验中噪声下言语识别率和次要任务的反应时间，并且一侧和双侧方向性麦克风在效果上无显著差异。Westover等针对25位人工诱导的传导性听力损失成人探究应用双侧固定方向性麦克风（极性为心形）和双侧全向性麦克风设置的骨导助听器在噪声下言语识别和听配能上的差异，采用RRT实验范式,结果发现开启双侧固定方向性麦克风后受试者复述和回忆的表现均更佳。Kuk等通过RRT实验探究了方向性麦克风和降噪在4种信噪比（OdB、+5dB、+10dB、+15dB）下对19位中度听力损失成人的影响，结果发现使用方向性麦克风（极性为超心形）后改善了受试者的复述和回忆表现，且降低了主观的听配能评分，其
19、作用影响大小随信噪比的增加而减少。Winneke等通过EEG探究了宽波束方向性麦克风（DI=-1dB）和窄波束方向性麦克风（DI=4.7dB）对听配能和记忆配能的影响,结果显示窄波束方向性麦克风对EEG所显示的客观听配能降低更为显著。HoIIfelder等的研究结果有所不同其探究了15位植入中耳骨根Med-EL）应用全向性麦克风和自适应方向性麦克风后主观听配能评分的差别，结果发现方向性麦克风仅减少了主观听配能评分，尤其是当信号和噪声来自不同方向时，二者结果没有统计学差异。为了让方向性麦克风达到降低听配能的效果，一般需要目标声源处于听者前方，如果声源处于后方,则可能适得其反。Gustafson等
20、通过双彳壬务范式研究发现，对于17位1017岁双耳对称性SNHL儿童，在+5dB信噪比下，当目标言语来自前方时，相比于全向性麦克风，自适应方向性麦克风（均使用PhonakSkyQ90-M13助听器）能够降低次要视觉任务的反应时间，但当目标言语来自后方时反而会增加反应时间。对于方向性麦克风而言，大部分基于主客观测量的研究结果均支持其能够降低听配能的结论，但目前的研究表明其发挥作用需要目标声处于听者前方，虽然已有新的方向性麦克风技术可以让目标声源处于侧方或后方，但这些新型方向性麦克风技术对听配能的影响有待进一步研究。与降噪一样,方向性麦克风对听配能的:制氐效果也是随信噪比的增加而减少。方向性麦克风
21、的极性和方向性指数的不同也会影响其效果。四、远程麦克风附件远程麦克风附件通常由目标声信号附近的麦克风和与之相连的个人听力设备上的受话器组成。远程麦克风附件可以克服噪声、混响或远距离聆听的负面影响提高信噪比及言语识别能力Q。SthUiZen等结合噪声中(-12dB信噪比)数字三连音识别的口头反应时间以及主观评分探究了调频(frequency-modulation,FM)系统和信号对传式(contralateralroutingofsound,CROS)助听器对于单侧聋儿童听配能的影响，结果显示相对于仅配戴常规助听器或CROS,FM系统提高了19位712岁儿童的言语识别得分并降低了口头反应时间，主
22、观听配能评分更低。Feldman等采用听觉-视觉双任务范式研究了远程麦克风附件(phonakrogerfocus)对于32位无听力损失的自闭症青少年噪声中(-4dB信噪比)言语识别和听配能的影响，结果发现远程麦克风附件降低了认知和语言能力较好受试者的次要任务，但却提高了认知和语言能力较差受试者任务的得分。Cruz等使用听觉-视觉双任务范式比较了13位1217岁听力损失儿童单独使用助听器或助听器结合FM系统时噪声下(SRT50信噪比)的听配能，结果发现与仅配戴助听器相比，助听器结合FM系统提高了次要任务得分，但是二者结果没有统计学意义，可能是样本量较小所致。Gustafson等没有发现远程麦克风
23、附件(phonakrogerpenversion1)对17名1017岁听力损失儿童听觉-视觉双任务范式中进行噪声中(+5dB信噪比)言语识别时次要任务表现的影响。由上可见，目前研究支持远程麦克风附件能够降低听配能的结论，但其效果可能受听者的认知和语言能力影响。相关结论的生态效度有限，如远程麦克风附件的典型使用场景是教室，其信噪比范围一般在-1715dB,目前研究多在实验室环境、单T言噪比条件下进行，因此将相关结论扩展到现实生活中仍需谨慎。五、其他一些研究探究了降频技术对听配能的影响。降频即把高频声音转变成频率较低的声音再输出，通常针对高频下降型听力损失者以提供更多可听的语音信息。降频可以改善高
24、频的可听度，但与此同时也增加了声音的失真度，因此，降频可能会因为增加高频可听度而减少听配能，也可能由于声音失真增加了听配能，从而抵消可听度改善所减少的部分。Shehorn等研究发现应用降频能够降低听配能，该研究通过SWIR范式探究了非线性频率压缩(nonlinearfrequencycompression,NFC)对17位听力损失成人噪声中(SRT50信噪比)言语识别和听配能的影响,结果发现NFC在提高言语识别的同时降低了听配能。但也有一些研究并没有发现降频对听配能的影响，如Kokx-Ryan等通过听觉-视觉双任务范式比较了NFC对13位SNHL听力损失成人的影响，发现不论是安静还是噪声环境下
25、（2dB信噪比），打开和关闭NFC时次要视觉任务的得分没有显著性差异。得出同样结论的还有Brennan等，他们使用双任务范式探究了限制带宽（5kHzX扩展带宽（IOkHzNFC三种条件下14位儿童和14位成人的言语识别和听配能的结果差异，通过口头反应时间反应听配能，结果发现3种条件下受试者的口头反应时间没有统计学差异。除NFC外，目前尚无相关研究探究其他降频技术对听配能的影响。也有研究探讨了压缩变化速度对听配能的影响，如KUk等针对17位听力损失成人探究了快压缩、慢压缩和双压缩（快压缩与慢压缩相结合）的优劣，采用RRT实验用于评估听配能，结果发现3种压缩对受试者的复述、回忆和主观听配能评分均无
26、影响。Chen等针对31位听力损失成人比较了双压缩与快压缩的效果，在噪声下（+1dB、4dB信噪比）进行聆听,受试者通过17主观评分的方式表示对二者的偏好，结果发现+4dB信噪比下，受试者对双压缩的主观听配能评分更低。六、总结上述研究结论并不完全一致，这可能有几方面的原因：首先，对于听配能的测量，不同研究采用的方法存在差异，导致不同研究结果之间缺乏可比性。目前听配能的测量方法包括主观评估、行为学测量以及客观生理测量。主观评估听配能的方法还不成熟，多采用VAS.SSQ,而VAS量表设置存在较大差异。行为学测量多采用双任务范式，但不同实验设置差异较大，主要任务在言语识别材料上存在不同，次要任务则包
27、括视觉跟踪、反应时间、单词回忆、数字回忆或模拟驾驶等。这些不同的任务可能会对认知加工的不同阶段造成负担，例如从工作记忆中获得、存贮和提取，或者选择性和分散注意力等，从而导致结果缺乏一致性。此外，听配能并不是一个孤立的听觉评估指标，它与任务难度、个体认知能力和情感因素等密切相关，一些研究采用个性化的信噪比，即保证不同受试者在进行言语识别任务时有相同的主观难度，相对而言提高了可靠性。瞳孔测量、EEG等客观生理测量在理论上具有更好的可比性，但应用尚不广泛且相对不成熟。其次，不同研究中所采用的具体助听技术可能存在差异，如上文针对降噪的研究中，不同实验所采用的方法有MMSE、二值掩蔽算法（binarym
28、asking基于谱减法的降噪算法、理想二值掩蔽算法和MMSE.空间滤波和维纳滤波结合等。这些技术上的差异可能会导致结果的差异。而随着更多新技术的出现，它们对于听配能的影响有待进一步验证。目前大多数对干预效果的评估着眼于提高声音的可听度和改善言语识别的结果，而听配能给听力康复提供了另一个评估角度，一些助听技术如降噪可能并不能提高言语识别率,但能够释放认知资源用于更值得听的听觉任务从而让聆听更轻松。对未来的启示在于，一方面，可以从降低听配能的角度进行助听技术的研发，如研发能够根据配戴者聆听意愿实现自适应的声学优化技术等；另一方面，听力师在针对听力损失患者应用助听技术进行听觉干预时，应考虑不同技术在听配能上的作用并结合患者需要进行选择；最后，为了能够科学、全面地对已有的助听技术对听配能的影响效果进行验证，未来还需要听配能测量方法的统一和标准化。
