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噪聲下言語測聽的影響因素*

2020-09-17 13:49胥科鄭蕓孟照莉
聽力學及言語疾病雜志 2020年5期
關(guān)鍵詞:信號源識別率受試者

胥科 鄭蕓 孟照莉

現(xiàn)實生活的聆聽環(huán)境常存在各種噪聲,噪聲環(huán)境中聽不清言語聲是聽障患者最常見的主訴,通過噪聲下言語測聽評估噪聲環(huán)境下的言語感知或分辨理解能力,能更全面直觀地了解受試者的聽覺言語功能[1]。一些研究也表明通過純音聽閾測試或常規(guī)安靜環(huán)境下的言語測聽很難準確有效地評估患者在噪聲環(huán)境中的言語識別理解能力[2,3]。同時隨著助聽器及人工耳蝸等助聽裝置技術(shù)的發(fā)展,特別是在適應噪聲環(huán)境方面技術(shù)的提升,對這些聽覺裝置進行精準調(diào)試和效果評估均需要進行噪聲下言語測聽。

由于噪聲下言語測聽為主觀測試,準確測試患者噪聲環(huán)境下的言語識別理解能力會受眾多因素的影響,包括測試材料或方法、測試環(huán)境和設(shè)備、受試者的個體因素(如:語言因素、方言因素、文化教育程度、測試狀態(tài))等。本文將對上述的影響因素進行綜述,以期為噪聲下言語測聽的規(guī)范化應用提供參考。

1 噪聲下言語測聽材料及方法

言語測聽材料本身的選取或測試方法的設(shè)計是否合理將會很大程度上影響測試結(jié)果的準確性和可靠性。測試材料的研發(fā)和標準化成為直接影響推廣噪聲下言語測聽臨床應用的重要環(huán)節(jié)。目前常用的英文版測試材料有噪聲下言語感知測試[4](speech perception in noise,SPIN)、噪聲下言語測聽[5](speech in noise,SIN)和快速噪聲下言語測聽[6](quick speech in noise test,Quick SIN),以及噪聲下言語聽力測試[7](hearing in noise test,HINT)。SPIN共有8個句表,每表50個句子[4];SIN共360個句子,按每組40句分成9 組[5];Quick SIN共有12個句表,每表6個句子[6];HINT共有12個句表,每表20個句子[7]。中文測試材料有普通話版的HINT 測試[8]、語譜噪音下普通話單音節(jié)小詞表[9]、普通話版的Quick SIN[10]、“心愛飛揚”中文言語測聽系統(tǒng)[11]等。普通話版的HINT句表及句子數(shù)量與英文版相同[8];語譜噪音下普通話單音節(jié)小詞表共篩選出11張普通話單音節(jié)詞表,每表20個單音節(jié)詞[9];普通話版的Quick SIN共90個短句,組成15張句表,每表6個句子[10];“心愛飛揚”中文言語測聽系統(tǒng)可進行言語識別率、言語識別閾兩大類測試[11]。言語識別率測試內(nèi)容包括單音節(jié)、揚揚格詞表、安靜下句子、噪聲下句子4種類型測試,其中噪聲下句子測試包括28張嘈雜噪聲下語句表(每表9句50個關(guān)鍵詞)。言語識別閾測試內(nèi)容包括揚揚格詞表、安靜下句子、噪聲下句子3種類型測試,其中噪聲下句子測試包括14張嘈雜噪聲下語句表(每表18句100個關(guān)鍵詞)[11]。

兒童噪聲下言語測聽材料有中文噪聲下語句測試材料[12](Mandarin sentence in noise,MSIN)、兒童言語理解力測試(pediatric speech intelligibility test,PSI)和普通話版兒童言語理解力測試[13,14](Mandarin pediatric speech intelligibility test,MPSI)。MSIN共16張表,每表20個句子[12]。PSI由單音節(jié)詞測試和句子測試組成,句子測試包含10個目標句子與10個競爭句子,兩者固定配對并分為兩組,每組5對語句[13,14]。MPSI包含2個練習句子、12個目標句子和12個競爭句子,由計算機隨機配對[13,14]。

1.1言語信號給聲方式及類型 給聲方式主要有兩種,錄制的語音材料或監(jiān)控下口頭誦讀。采用口頭誦讀時,由于每一個測試者言語的聲學特征存在很大差異,甚至同一個人在不同時間說同一詞語或語句,其聲學特征也會變化[15,16]。而錄制語音材料是同一測試材料測試的結(jié)果,具有穩(wěn)定性和可比性[17],故學者們建議盡可能使用錄制材料。噪聲下言語測聽對聲音的強度要求嚴格,測試聲及測試環(huán)境更為復雜,因此大多數(shù)采用錄制的語音材料。錄制言語的房間應足夠安靜以提供至少40 dB的信噪比,并在125~8 000 Hz的范圍內(nèi)任何頻率的混響時間都應小于0.5秒[18]。有研究發(fā)現(xiàn),正常聽力人群在安靜或噪聲環(huán)境下使用同樣的言語測聽材料,分別使用男聲和女聲作為言語測試聲,受試者聽男聲比聽女聲的測試得分要高,認為這是由于男女聲音的頻譜不同引起的[19];在聽障患者中言語測聽得分也存在同樣的差異。錄制言語材料應挑選適宜的男性或女性播音人,發(fā)音宜清晰正常且無明顯的方言口音,播音人要保持清晰、自然的語速和發(fā)音力度,避免過度強調(diào)關(guān)鍵詞[18]。

1.2噪聲下言語測聽測試項的種類及數(shù)目 測試項言語信號的不同,如:音節(jié)、單詞、句子等,在評估聽覺功能和言語功能方面的意義不同,同時測試的難易程度也不同。從句子、多音節(jié)詞、單音節(jié)詞到無意義音節(jié),言語線索越來越少,其測試難度就越來越大。這是由于言語通常含有比較多的冗余信息或言語線索,即使人們聆聽中缺失了部分聲學信號或由于噪聲環(huán)境而聽不清部分言語聲,也能根據(jù)已獲取的信息合理猜測,這樣人們就更容易識別和理解言語。噪聲下言語測聽大多是以句子作為測試項,這樣的測試模式更接近現(xiàn)實的生活環(huán)境[1],更能直接評估受試者言語識別能力的真實水平。Miller研究[20]指出增加冗余信息會減少言語的不確定性,有助于提高對言語的理解,尤其是在困難的聆聽環(huán)境中。

1.3測試項的熟悉度 測試項的熟悉度不但是測試可行性的保證,而且還影響測試項的同質(zhì)性以及測試詞/句表之間難易度的等價性[23]。有研究發(fā)現(xiàn)測試材料或測試項中單詞在受試者日常交流中使用頻率越高,受試者越熟悉,則測試的難度越低[24]。如:SIN語句選自美國電子和電氣工程師協(xié)會(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)語句庫中的前360 句[5],HINT語句選自英國BKB句表[7](由3名研發(fā)者Bench,Koval和Bamford的姓氏英文首字母命名),兩個句庫中的詞都非常注重使用頻率與熟悉度。當然,詞的熟悉度對受試者還存在一定個體差異。兒童更為特殊,不僅詞匯量少,而且不同的年齡段還有很大差別,低齡兒童對某些日常用詞都會感到陌生,而先天性聽力損失患兒通常比同齡正常兒童詞匯量更小,故兒童的言語測聽材料則應在兒童的詞匯量和日常用詞范圍內(nèi)[1]。如:MSIN語句選自北京市4~5歲兒童的口語語句庫,通過對錄音的聲學處理、語句關(guān)鍵詞同質(zhì)性的調(diào)整,研制成等價的普通話兒童語句測試表[12]。

1.4測試項的應答方式 根據(jù)受試者的應答方式可以分為開放式測試和閉合式測試,兩者的區(qū)別在于:開放式測試受試者應答沒有限制,可以通過復述或復寫的方式;而閉合式測試有一系列的備選項供受試者選擇,而備選項通常為一定程度的干擾項。干擾項與測試項間的差異越小,數(shù)量越多,測試難度越大[25]。開放式測試利于評估受試者聽到的確切的言語信息,而閉合式測試適合于測試某些特殊人群,如:兒童受試者或評估特定言語單位(聲母、韻母等)的辨識得分,如:HINT和MHINT均為開放式測試[7,8],而兒童噪聲下言語測聽工具中PSI和MPSI均為閉合式測試[13,14]。

1.5測試項的計分方式 可以按言語的不同單位,如音素、音節(jié)、詞、句等來計分。計分單位越小,如:音節(jié)作為計分單位可以間接增加測試項,提高信度,但同時相對降低了測試項同質(zhì)性,增加了測試人員判斷的難度,增加了誤判幾率。整句計分方法多應用于測試識別閾值的自適應方法[26],由于其高效省時的特點,在噪聲下言語測聽中被廣泛應用;如:HINT 的計分以整句為單位,重點是句中的關(guān)鍵詞,也兼顧句中的虛詞[7](會以加括號的形式出現(xiàn),利于測試人員判斷)。

1.6背景噪聲的種類 噪聲下言語測聽中背景噪聲的種類包括:白噪聲(white noise)、言語噪聲(speech noise)、多人交談的嘈雜語噪聲(babble noise)和單人競爭言語聲等。有學者[27]比較正常聽力者在幾種不同頻譜噪聲條件下言語分辨率測試結(jié)果間的差異,發(fā)現(xiàn)頻譜和時長與言語聲越接近的噪聲,言語分辨率得分越低,提示對言語識別的影響越明顯;如:HINT和MHINT采用的背景噪聲為言語噪聲[7,8],SIN和QuickSin采用嘈雜語噪聲[5,6],PSI和MPSI采用單人競爭言語聲[13,14]。

2 測試環(huán)境和設(shè)備因素

噪聲下言語測聽和其他聽力學測試一樣,也會受測試環(huán)境和設(shè)備因素的影響。測試過程中聲音在一個封閉的空間,如:隔聲室的表面產(chǎn)生反射,可引起噪聲下言語識別能力的降低。反射且延遲的言語信號與直接由揚聲器發(fā)出的言語信號混合在一起,即產(chǎn)生混響后,延遲的言語信號會使測試的言語信號變得模糊,這在一定程度上降低了對言語信號的識別力[28]。為了降低這種影響至最小化,可以使用同一個揚聲器播放言語信號與噪聲,同時降低隔聲室的墻壁、天花板和地板對聲波的反射性,如:低聲波反射性的設(shè)計或應用低反射性的材料。

由于在隔聲室這樣狹小的空間里,言語信號源與噪聲信號源在空間位置的不同而產(chǎn)生的不同混響效果和掩蔽效應,也會影響噪聲下言語識別能力,當噪聲下言語測聽是雙耳測試時,言語信號與噪聲信號源的空間位置不同,聽力正常的受試者言語測聽的結(jié)果可產(chǎn)生高達10 dB的差異。這一差異取決于言語信號源與噪聲信號源之間方位角的大小[29],當言語信號和噪聲信號源是在相同的位置時,所測得的噪聲下言語識別閾值最高,也就是言語識別力最差;當言語信號與噪聲信號源之間的方位角是90°時,比如:言語信號源在受試者的正前方即0°位置,而噪聲源在受試者的左側(cè)或右側(cè)90°位置,所測得的噪聲下言語識別閾值最低,也就是言語識別力最好[28,29]。大多數(shù)人都是雙耳聆聽,在日常的聲學環(huán)境中,言語信號源和噪聲信號源空間上通常是分開的,因此,噪聲下言語測聽中需要考慮并評估言語信號源與噪聲信號源不同方位角時的言語識別力,這樣才能更準確和全面地評估受試者噪聲環(huán)境下的言語識別理解力。各種語言版本的HINT都會測試言語信號源固定在受試者正前方時、安靜環(huán)境下以及噪聲在正前方(0°方位角)、左側(cè)(90°方位角)、右側(cè)(90°方位角)四種情況下的言語識別力[28]。

為了保證噪聲下言語測聽結(jié)果的準確性、可靠性,要求隔聲室應該足夠安靜,能達到聽力學測試對于環(huán)境噪聲要求的標準[28]。隔聲室應當是讓受試者感到舒適的、有良好的空氣循環(huán)和充足的光線,測試環(huán)境中應盡可能的減少會分散注意力的視覺信號。同時測試的設(shè)備應當參照國標GB/T16296.3-2017《聲學測聽方法第3部分:言語測聽》的標準[18]實施聲學校準。

3 受試者個體因素

受試者個體因素是影響噪聲下言語測聽結(jié)果的最復雜、最重要的因素,它包括受試者的聽力損失、語言情況、方言背景、測試時的狀態(tài)、文化教育程度等。言語測聽材料設(shè)計中使用簡單的詞匯和語法特征,能一定程度上減小受試者個體差異化因素對測試結(jié)果的影響。

3.1受試者的聽力損失 聽力損失會很大程度上影響噪聲下言語測聽的結(jié)果即噪聲下的言語識別能力。實際上,聽力損失對結(jié)果的影響是客觀的,它不會影響測試的準確性。主要有兩種機制:第一是可聽度的損失,尤其是在高頻區(qū),將會丟失部分言語信號,第二個是失真,對言語信號空間和時間分辨能力的降低,從而降低噪聲環(huán)境下言語的清晰度[30]。

3.2語言情況 受試者語言習得的年齡、掌握語言的數(shù)量、語言中的方言變異情況都會影響言語測聽的結(jié)果。聽力正常的雙語受試者第二語言噪聲下言語測聽結(jié)果比母語差[31~33],HINT測試時,母語和第二語言間言語測聽結(jié)果的差異可以達到3~4 dB[33],這一差異會隨著第二語言習得年齡的增加而增大[34]。同時,隨著噪聲或聲音間的混響使受試者的聆聽難度增加,母語和第二語言之間測試結(jié)果的差異也隨之增加。這也表明當受試者使用第二語言測試時,可能需要更大的言語清晰度來識別理解測試語句的含義,從而提高言語識別能力[35]。隨著不同語言版本的言語測聽材料的研發(fā),其在很大程度上減少語言因素對言語測聽的影響;如:在Soli等[28]的報道中HINT已發(fā)展了十余種語言的版本,由于均基于相似的過程研發(fā)言語測聽材料,并且測試方法相同,各種語言的HINT正常值都非常相近。

3.3方言因素 方言對言語測聽的影響主要與方言間的差異性大小有關(guān)。Schneider[36]研究發(fā)現(xiàn),對波多黎各講西班牙語的兒童使用的卡斯蒂利亞、加勒比和墨西哥語單詞詞表的言語測聽結(jié)果無顯著差異。而Shi等[37]的研究結(jié)果顯示,在對西班牙/英文雙語受試者使用西班牙語兩種方言(南美高原和加勒比地區(qū)方言)版的詞表進行測試時,方言對言語測聽的影響較為顯著。Nissen等[38]在中文言語測聽的研究中發(fā)現(xiàn),對說大陸普通話和臺灣普通話正常聽力人群使用兩種方言版本的言語測聽材料測試獲得的結(jié)果均沒有顯著差異。Xu等[39]報道了MHINT測試中,正常聽力成人普通話和四川話兩組結(jié)果均值的差異不超過1 dB,無顯著差異。Tang等[40,41]使用中文版的SPIN測試方言間的相互識別能力,將任意兩組方言的受試者進行配對測試,獲得方言間的相互識別率,結(jié)果顯示,北方話中,相同方言組的平均相互識別率為88%,而不同方言組的平均相互識別率為79%,比如漢口-濟南兩組方言相互識別率超過90%;而南方話中,相同方言組的平均相互識別率為85%,而不同方言組的平均相互識別率僅為14%,比如:潮州-溫州兩組方言相互識別率不到2%;同時也發(fā)現(xiàn)北京方言在南方話受試者的平均識別率為81%,而對于北方話受試者的平均識別率是96%。北京方言的高識別率,主要是因為這種方言與標準的普通話非常相似,普通話是我國學校和媒體上廣泛使用的官方方言[42];這也是中文版噪聲下言語測聽材料及其他言語測聽材料首先并主要使用普通話的原因,這在很大程度上減少了方言因素對測試結(jié)果的影響,利于測試材料和方法的推廣。

3.4其他個體因素 受試者的認知能力、記憶力、文化教育水平也在一定程度上影響噪聲下言語測聽的結(jié)果[28],當然這與測試材料的長度和復雜性有一定關(guān)系。言語測聽材料設(shè)計中使用簡單的詞匯和語法特征以及簡短的語句,或通過正式測試前提供給受試者練習熟悉測試步驟的機會,有助于減少這一影響。受試者的言語功能,即受試者說話的清晰程度也會影響言語測聽結(jié)果,這一點對于開放式言語測聽尤其重要,患者能否完整復述感知的言語信號及復述的清晰度很大程度上受言語功能的影響。對于兒童受試者,3~6歲聽力正常兒童噪聲下的言語識別能力隨年齡增長而提高,且在6歲時仍未達到平臺期[43]。另外,因為言語測聽是在較小的封閉的隔聲室內(nèi)進行,受試者的某些情感因素也應該考慮到,如:有幽閉恐懼癥傾向或與父母隔開感到不適或害怕者。

4 其他影響因素

有些噪聲下言語測聽的評分需依靠測試人員的直接判斷,如:評分單元越小則評分過程出現(xiàn)誤判的幾率就越高。另外聽力障礙患者和正常人在交流過程中都會一定程度上依靠視覺線索,在聆聽環(huán)境困難的噪聲條件下更為明顯,故測試中有視覺線索會同樣影響測試結(jié)果的準確性、可靠性。視覺線索可以包含在發(fā)音人的發(fā)音動作、面部表情等其它視覺信息中,有助于受試者對誦讀言語信息的猜測與感知,故測試過程中應盡量避免受試者能接收到以上視覺信息,或采用錄制材料。

5 總結(jié)

噪聲下言語測聽雖受諸多因素的影響,但作為一項直觀有效的臨床聽力學測試方法,在診斷聽力問題、選擇干預方案、評估康復效果、評價聽覺裝置技術(shù)等方面有著不可替代的作用。其臨床應用主要在以下幾個方面:一是聽力問題的診斷,通過受試者的測試結(jié)果與正常值或受試者與同類人群之間的對比,評估受試者的聽覺言語功能以及與正?;蛲惾巳洪g的差異??膳c純音測聽等常規(guī)聽力學測試互為補充和驗證,形成組合聽力學測試,提供完整準確的聽覺、言語功能診斷信息或鑒別診斷信息,如:對信噪比損失現(xiàn)象的診斷;二是在選擇干預方案、評估康復效果方面的應用。評估患者言語理解力情況,在助聽裝置干預(助聽器驗配或人工耳蝸植入)前為預估干預方案是否適用并為患者提供合理的期望值,在干預后指導助聽裝置的調(diào)試,優(yōu)化聆聽效果,并隨訪評估聽覺言語康復的效果;三是評價助聽裝置技術(shù)方面的應用,如:評價助聽裝置的降噪技術(shù)、言語處理技術(shù)或編碼策略等新技術(shù)的應用是否真實有效,客觀評估不同技術(shù)間的差異。隨著中文版噪聲下言語測聽材料的研發(fā)與推廣,更加注重言語測聽材料的標準化,最大程度的減少多種因素的影響,將有助于聽障疾病的診斷、干預、康復水平的提高和聽覺裝置相關(guān)新技術(shù)的發(fā)展。

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