Преимущества системы Ponto, выходящие за рамки улучшения слуха: влияние на обучение, запоминание и слуховое усилие. Часть 1

Система Ponto использует прямую передачу звука, что позволяет наиболее эффективно транслировать речь и звуки через кость черепа напрямую в улитку, без кожного приглушения. Благодаря самым мощным на мировом рынке звуковым процессорам на опоре появилась возможность предоставить доступ к более широкому спектру повседневных звуков, уменьшив при этом их искажение. Три исследования, проведенные специалистами Oticon Medical, посвящены изучению преимуществ прямой передачи звука и более высокой максимальной выходной силы, которые оказывают влияние на процесс обучения и запоминания, а также на приложенное слуховое усилие пользователей имплантируемых систем костной проводимости.

Результаты первых двух исследований показывают, что использование прямой передачи звука может повысить скорость обучения у детей в 2,5 раза и улучшить способность к вспоминанию у взрослых на 13 %. Результаты третьего исследования демонстрируют следующее: применение звукового процессора с более высокой максимальной выходной силой может уменьшить усилия, необходимые для слушания и обработки речи. Понимание этих процессов очень важно для специалистов и пациентов, поскольку они помогают выбрать именно ту модель слуховой системы и звукового процессора, которая в конечном итоге принесет пациентам наибольшую пользу.

Введение

Несмотря на то, что мы считаем слова «слышать» и «слушать» синонимами, с точки зрения процессов, лежащих в их основе, они отличаются друг от друга. «Слушание» определяется как направленное и внимательное «слышание». Различные акустические повседневные ситуации требуют от нас способности не просто слышать звуки; они включают в себя функции высшего уровня, которые выходят за пределы простого слушания. Оценка эффективности использования слуховых вспомогательных средств в ситуациях повседневного слушания требует измерения и оценки слуховых и когнитивных функций. Наша задача заключается в создании таких устройств, с помощью которых слабослышащие люди смогут оценивать повседневные акустические ситуации оптимальным образом, не переутомляясь к концу дня. Достичь этого можно, если их мозг будет расходовать минимальное количество ресурсов для распознавания и обработки звуков, что возможно при условии хорошего качества звука.

Слуховые системы костной проводимости (Bone Anchored Hearing Systems, BAHS) в зависимости от принципа их работы можно разделить на технические решения с прямой передачей звука (когда вибрации поступают прямо в кость черепа и не приглушаются мягкими тканями) и с передачей звука через кожу. Системы с передачей через кожу можно разделить на традиционные решения (крепление на мягкий бандаж, головной бандаж и тестовое оголовье) и пассивные транскутанные решения (имплантируемый магнит). Системы с прямой передачей звука являются наиболее эффективными, так как в них не происходит приглушения звука при его прохождении сквозь кожу. Исследования показывают, что пороги слышимости, полученные для систем с прямой передачей звука, примерно на 5-20 дБ ниже (лучше) в диапазоне от 600 до 6000 Гц по сравнению с порогами слышимости в случае применения традиционных устройств. Пороги восприятия речи для систем с прямой передачей звука также оказываются на 4-7 дБ ниже (лучше), чем в случае использования решений с передачей через кожу.



Помимо пути передачи, от звукового процессора зависит и качество воспринимаемого звука. Известно, что диапазон звуков в нашем окружении очень большой и слуховая система человека способна эффективно воспринимать их в интервале 120-130 дБ. Тем не менее, все звуковые процессоры костной проводимости могут передавать сигналы лишь до уровня собственной максимальной выходной силы, который, как правило, имеет достаточно низкое значение и располагается гораздо ниже уровня дискомфортной громкости слушателя. То есть процессор может достаточно точно передать некоторые – но не все – динамические свойства окружающих звуков. При этом реальные уровни сингала, превышающие максимальную выходную силу, могут быть искажены. Говоря другими словами, динамический диапазон входных звуков уже не будет воспроизводиться точно. Более мощный звуковой процессор с более высокой максимальной выходной силой обеспечивает доступ к большему динамическому диапазону звуков с меньшим искажением. Именно поэтому максимальная выходная сила процессора может быть тесно связана с тем, как воспринимается качество звука. Кроме того, на качество сигнала могут воздействовать алгоритмы компрессии и максимальной выходной силы. Таким образом, платформа звукового процессора и, соответственно, возможные алгоритмы обработки сигнала могут в значительной степени повлиять на качество звука устройства.
 
Как путь передачи (передача через кожу по сравнению с прямой передачей звука), так и максимальная выходная сила звукового процессора воздействуют на то, насколько хорошим будет качество звука, передаваемого в мозг. Возникает вопрос: каким образом эти два фактора могут повлиять на повседневную жизнь пользователя? Ответ на этот вопрос можно найти в результатах нескольких исследований, предметом которых стал анализ преимуществ прямой передачи звука, его высокой максимальной выходной силы и новейших технологий обработки сигнала. В этих исследованиях пользователи аппаратов костной проводимости (BAHS) впервые прошли тесты на обучаемость, запоминание и вспоминание, а также объективное измерение усилия при слушании (пупиллометрия, т.е. измерение зрачка). Полученные результаты заслуживают большого внимания, поскольку в них подчеркивается роль выбора прямой передачи звука и самого мощного звукового процессора на опоре для эффективной и комфортной повседневной коммуникации.

Первое исследование. Обучение с применением системы Ponto

Для детей процесс обучения особенно важен. Известно, что выпускник средней школы имеет словарный запас от 60 000 до 80 000 слов. Чтобы получить к 18 годам словарный запас объемом хотя бы в 50 000 слов, дети должны ежедневно выучивать по 7 новых слов. Результаты нескольких исследований показали, что слабослышащие дети имеют гораздо меньший словарный запас по сравнению с нормально слышащими детьми. Для того чтобы уменьшить этот разрыв, необходимо понимать факторы, которые создают барьеры в обучении детей с нарушениями слуха. Предметом изучения в рассматриваемом исследовании впервые стал такой важный фактор, как обучение в процессе ношения BAHS. Кроме этого, в нем сравнивается скорость обучения детей, носящих процессор Ponto на мягком бандаже (передача через кожу) и на опоре (прямая передача звука).

Методика исследования

В исследовании приняли участие семнадцать детей с двусторонней кондуктивной потерей слуха (N = 14), с односторонней кондуктивной потерей слуха (N = 2) или с односторонней глухотой (N = 1). Возраст детей – от 7 до 15 лет, все они являлись пользователями системы Ponto еще до начала научного эксперимента.
 
Дети выполняли следующую задачу: им нужно было выучить в общей сложности шесть несуществующих слов (по 3 слова в единственном и во множественном числе). Школьники одновременно носили две мощные версии звукового процессора Ponto (Рисунок 1), один из которых был прикреплен к опоре, а второй – к мягкому бандажу. При помощи независимых данных аудиометрии in-situ и коррекции усиления для мягкого бандажа оба процессора были настроены оптимальным образом. Дети выполняли эту задачу дважды (с разными словами), при этом каждый раз был активирован только один звуковой процессор, который выбирался «слепым» методом в случайном порядке (пациент не знал, какой звуковой процессор включен в данный момент).


 
Дети слушали несуществующее слово из колонки, расположенной прямо перед ними, и выбирали одно из изображений на сенсорном экране (Рисунок 1). Приведем некоторые примеры несуществующих слов (единственное и множественное число): сафин (сафины), сентоп (сентопы) и дозтул (дозтулы). Используя принцип «попытка-за-попыткой», дети постепенно научились ассоциировать эти слова с правильным изображением. Каждое слово повторялось 15 раз. Было реализовано 90 случайных попыток. Все они были проанализированы для подсчета процента правильных ответов по каждому блоку, состоящему из 10 попыток. На основе 9 хронологических точек была построена логарифмическая функция. Количество попыток, необходимое для достижения 71 % правильных ответов, оценивалось как порог обучения.

Полученные результаты

Дети продемонстрировали гораздо более высокую скорость обучения тогда, когда активным был Ponto с прикреплением к опоре (прямая передача звука). Для достижения порога обучения (71 % правильных ответов) детям потребовалось в среднем 166 повторений несуществующих слов, когда Ponto крепился на мягком бандаже, и всего 60 повторений для Ponto на опоре (Рисунок 2). То есть скорость обучения новым словам была в 2,5 раза выше при прямой передаче звука, чем при передаче через кожу.

Рис.2. Число попыток для достижения 71 % правильных ответов для Ponto, прикрепленного к опоре (прямая передача звука, оранжевый столбик), и для Ponto, прикрепленного к мягкому бандажу (передача через кожу, синий столбик).
* обозначает значимую разницу (p < 0,05)

Выводы

Исследование показывает, что получение звука посредством его прямой передачи прямо в кость черепа дает школьникам возможность гораздо быстрее изучать новые слова. Система передачи через кожу, будь то устройство с мягким бандажом или на основе имплантированного магнита, приглушает звуки и снижает слышимость на средних и высоких частотах. Исследование, о котором говорилось выше, впервые показало  влияние разных путей передачи звука на слуховое обучение. Здесь необходимо выделить существенное отличие: с помощью прямой передачи звука школьники выучивали новые слова в 2,5 раза быстрее, чем при передаче через кожу. Причем в процессе тестирования учащихся с системой передачи звука через кожу использовался мощный процессор с компенсацией для мягкого бандажа на основе пороговых значений, измеренных in-situ, и технологии обработки сигнала Ponto. Поэтому важно, чтобы сурдоакустики и аудиологи могли достоверно оценить положительное воздействие прямой передачи звука на способность детей к обучению и рассказать об этом родителям на консультациях. Слуховые системы костной проводимости существенно отличаются друг от друга по своим техническим параметрам, и это в подавляющем большинстве случаев становится определяющим фактором при выборе той или иной модели и оценке пользы, которую они могут принести своему владельцу.

Во второй части статьи мы расскажем об итогах еще двух исследований, посвященных технологиям Ponto. В первом изучалось влияние системы на способность к запоминанию новых слов, во втором – оптимизация предоставляемого системой слухового усилия.

Коллектив авторов:
доктор Федерика Бьянки, профессор Томас Ланнер,
доктор Доротея Вендт, адъюнкт-профессор Андреа Питтман,
магистр Тове Розенбом, доктор Маркус Хольмберг.