随着助听器技术的不断发展,助听器处理声音信号的复杂度和精细度大大增加,其功能也越来越多,但这并不意味着每个新增功能适合于所有的听力损失情况,验配师需要了解这些功能的原理和效果以便确定某听障者是否需要它们,目的是为了提供给弱听人士一个最佳听力解决方案。
宽动态范围压缩线路WDRC
宽动态范围压缩助听器(Wide Dynamic Range Compression,WDRC)可以适用于许多听力损失类型,由于压缩阈低,压缩比也低,当输入声超过压缩阈时,WDRC助听器随着输入的增加,增益逐渐减少,但增益减小的幅度与输入声级增长的幅度并不一定相等(如果两者相等,那么所有输入声对应的输出应该都是一样的了)。WDRC的目的是为了将更宽的声音范围缩小到窄的听力动态范围中,以恢复正常的响度增长,因此,增益减小的速度应该慢于输入声增加的速度。
感音神经性听力下降者最明显的症状就是听力动态范围的减少,采用限幅性的压缩,即AGCo线路,将使得听障者对大声感受的差异性变小,换句话说,可能80dB输入声放大后的响度跟90dB输入声放大后的响度在听障者看来差别不大,而如果使用宽动态范围压缩,则放大后的响度级会分布得均匀一些,声音听上去就变得更为自然柔和。
对于已经习惯佩戴线性放大助听器的弱听人士来说,初次佩戴WDRC助听器会觉得“声音不够响”。轻声输入时,佩戴者可能感到满意,因为WDRC对这部分声音的增益是最大的;但因为有较低的压缩拐点和压缩比,因此对于中等声和大声输入,它无法提供像线性放大那么多的增益。习惯了线性削峰线路的弱听人士可能最初拒绝接受WDRC,但可以为他们选配有输出限制压缩功能的助听器,因为该类型的压缩类似于削峰,而那些有轻度到中重度感音神经性听力损失且从未佩戴过助听器的听障人士来说,佩戴WDRC助听器会有非常好的效果。
方向性麦克风技术
早期研究表明,弱听人士在噪声条件下比正常人需要更高的信噪比。虽然听力下降是造成言语识别率和分辨率下降的直接原因,但问题本身是出现在频率选择和时间解析方面,即使借助助听器进行听力补偿,在噪声干扰情况下言语可懂度还是不理想。研究者发现正常听力者和弱听人士在理解40%单音节词时信噪比相差30dB。通过调查听力正常和听力损伤人群的差异发现,弱听程度越重,越容易受到噪声和回声的影响,尤其是那些双耳听力不对称的听障者。研究者发现正常毛细胞数量的缺失使得时间和频率分辨能力以及时间整合能力下降的现象在弱听人士中非常典型。最近有数据证实,噪声中进行言语测试达到50%正确率所需的信噪比(dB),轻度听力损失(30dB HL)需要4dB,损失每增加10dB,信噪比大约增加1dB。
在信号处理过程中,为给佩戴者提高言语清晰度采用了多种技术,如改变时间常量实现幅值压缩,多通道信号处理,突出辅音-元音-辅音结构,降低言语速率来加强听力,应用数字降噪技术提高言语清晰度等,但是这些方法虽然比传统助听器已有很大改善,但当背景噪音也是言语时,如开会场合,教室等,这些功能便无法取得预期的效果,此时清晰度的提高很大程度需要依赖方向性麦克风。
采用指向性麦克风可以提高言语可懂度,提高的程度受噪声的位置、强度和周围环境的影响。以往大多数研究和统计是通过分析固定的一到两个麦克风模式,即麦克风极性图(特别是距离和延时特性,声学或电子学)保持恒定。近几年,自适应指向性麦克风被应用于助听器技术,通过两个或两个以上的麦克风的协同工作,极性图根据相应运算法则随着外界声音的改变而调整,极性图由各独立麦克风的总和来确定,实现自适应功能。一阶(双麦克风)自适应指向性虽然在单一或缓慢移动的噪声源条件下所得的结果明显,但是在实际背景条件下就出现了一定的问题。随着二阶(三麦克风)指向性助听器的应用,依靠更强的指向功能,弱听人士可以体验到更好的效果。
与平均开放耳道相比,多麦克风能将方向性指数DI提高2~5dB(尤其是在高频),意味着能提高用户言语清晰度10%~50%。最新的一项研究结果显示,固定噪声时,老年轻、中度听力下降者双耳佩戴双麦克风或三麦克风助听器后,听力可以达到正常年轻人的水平;如果噪声是移动,只有三麦克风系统采用自适应指向性模式(极性随噪声位置的改变而变化)可以使弱听者与正常人有相当的言语可懂度。实事上96%和94%的弱听人士启用两个或三个麦克风指向性功能,在固定噪声下听力和正常人一样。比较有趣的是弱听人士无论在噪声是固定还是移动条件下测试结果都非常接近,而正常听力者在噪声移动的条件下表现会好一些,可能是由于当噪声位置改变使正常人一侧耳的信噪比提高。Zurek发现人类利用信息重要是依靠波段到波段(耳到耳),说明双耳听觉的抗噪能力不会比相对好耳差,双耳佩戴助听器,其中一只采用指向性功能效果和两只都采用指向性功能的效果相当。
由此看来,方向性麦克风技术在噪音环境下提高清晰度方面扮演着十分重要的角色,绝大多数成年弱听人士都能从中受益,但对于儿童,听力学家却不主张使用方向性麦克风,因为儿童语言发展阶段需要接受来自各个方向的声音,如果用方向性麦克风阻碍了部分后方和侧方传来的声音。