不同截止频率陡降型听力损失患者信噪比损失的研究

王梅红 王枫 苏倩倩

陡降型听力损失是指听力曲线在低中频平坦或缓降，其后每倍频下降25 dB 及以上的听力构型[1]。截止频率(cut-off frequency, Fc)又称听力损失边缘频率(lesion-edge frequency)，是指纯音听力正常与损失的临界频率，与听阈曲线的拐点相对应，截止频率处的纯音听阈值与最佳听阈值之差一般不超过5 dB[2, 3]。临床上常见患者某一截止频率以下的纯音听力正常，截止频率以上的纯音听力陡然下降的陡降型听力损失，表现为在安静环境下交流困难相对较小，而噪声环境下言语识别困难明显提高。在日常生活中，此类患者在交谈者距离变大、交谈人数增加或环境噪声增加等信噪比降低的情况下，言语识别能力的不足逐渐表现出来；而且由于高低频处听阈的巨大差距，患者在选配助听器后不满意率较高。有学者[4]发现，陡降型听力损失患者的听觉功能下降，且与截止频率存在一定相关性。评估这类患者噪声下的言语识别能力，了解不同截止频率的陡降型听力损失患者听觉功能的差异，对于听力干预、助听器选配调试及效果评价等都有重要意义。故本研究以低频听力完全正常的不同截止频率的陡降型听力损失患者为研究对象，采用快速噪声下言语测试(quick speech-in-noise, Quick SIN)评估其信噪比损失(signal-to-noise ratio loss, SNR loss)，以探讨高频信息缺失对噪声下言语识别能力的影响。

1 资料与方法

1.1研究对象及分组 陡降型听力损失组纳入及排除标准：①陡降型听力损失，截止频率及以下频率的纯音听阈值均在正常范围内；②年龄<60岁且病程不超过3年，排除老年性聋、听觉剥夺、外伤等原因造成的听觉功能下降；③排除外、中耳疾病；④日常以普通话作为主要交流方式，无其他中枢神经系统疾病，能够完成测试。选择符合上述标准的陡降型听力损失患者40耳，根据截止频率分为1、2、3和4 kHz 等四组，每组10耳；选择健听受试者10耳作为对照组，双耳0.5～8 kHz纯音听阈均≤25 dB HL。各组临床资料见表1，各组受试者性别、年龄等均有可比性。各组纯音听阈图见图1。

表1 不同截止频率陡降型听力损失组及健听对照组的性别、年龄及0.5～4 kHz平均听阈

图1 不同截止频率陡降型听力损失组及健听对照组各频率纯音听阈

1.2纯音听阈测试 所有受试者均在标准隔声室(本底噪声≤30 dB A)中进行测试，使用美国GSI Audiostar Pro 听力计内置测试模块，通过ER-3A插入式耳机单耳给声，对受试者进行纯音听阈测试，计算0.5、1、2、4 kHz四个频率的平均听阈，并确定陡降型听力损失组受试者的截止频率。

1.3Quick SIN测试 在标准隔声室内，采用美国GSI Audiostar Pro 听力计，选择Quick SIN测试模块，通过ER-3A插入式耳机单耳给声测试。听力计内置测试模块中的Quick SIN测试材料由郗昕等[5]开发，一共包含4张练习表和15张测试表，图2为测试表之一，每张句表包括6 个固定信噪比由+15 dB到-10 dB依次降低的语句，每句语句包含5个关键词。测试时，按照固定信噪比由高到低依次播放6句语句，记录每句语句中受试者复述正确的关键词数，计算6句语句中关键词正确总数，最终通过词表给定的公式[SNR loss (dB)=23.5 -正确关键字词总数]计算出SNR loss[5]。

测试前向受试者解释测试方法：你将在“滴--”声后听到一段目标语句，请尽量分辨目标语句并一字不错地复述。随着测试进行，背景噪声(多人交谈的嘈杂噪声)增加，目标语句会越来越难听清，没有听清楚的字词可以联系上下文猜测。从阈上30 dB给声强度开始，根据受试者反馈适当升降确定其相对舒适的聆听强度。在舒适聆听强度下，选择2张练习表让受试者练习熟悉具体测试规则。

图2 Quick SIN测试表之一

正式测试过程中随机选择3张测试表，在舒适聆听强度下，按信噪比降低的顺序依次播放语句，记录受试者正确复述的关键词数，通过公式计算每张测试表的SNR loss 结果，取3次测试平均值作为最终结果。

1.4统计学方法 采用SPSS 20.0软件对实验数据进行统计学分析。多组均数比较采用单因素方差分析(One-way ANOVA)，并使用LSD检验进行Post-Hoc两两比较，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

1、2、3、4 kHz截止频率陡降型听力损失组和健听对照组的SNR loss分别为11.41±2.24、3.70±0.79、3.20±0.94、3.17±1.62和1.90±1.16 dB，单因素方差分析结果表明组间差异有统计学意义(F=100.46,P<0.001)。组间两两比较P值见表2，截止频率为2、3、4 kHz三组间SNR loss差异无统计学意义(P>0.05)；截止频率为1 kHz组SNR loss大于其余四组，且差异有统计学意义(P<0.01)；对照组SNR loss小于其余四组，差异有统计学意义(P<0.01)。

表2 不同截止频率陡降型听力损失组及健听对照组SNR loss两两比较的P值

3 讨论

SNR loss是指与正常人的听力相比，听力损失患者在噪声中理解言语所需的信噪比须要提高的分贝数，即在噪声下句子识别测试中，患者获得50%识别得分的信噪比(记为SNR50)相对于正常人群该信噪比(记为SNR50-N)的差值。SNR loss数值越大，说明同强度噪声下患者正确识别50%句子所需的信号声强度比正常人群越大，在噪声中聆听言语的能力越差[6]。

通常认为语音频谱的能量主要分布在0.25～6 kHz的范围，其中元音的频谱能量主要分布在低中频区，而辅音的频谱能量主要分布在中高频区。例如，/u/的前3个共振峰在300～3 260 Hz，能量较高；/s/的频谱能量主要在3～9 kHz，能量较低。有研究[7]模拟了同一句英语(children like strawberries)信号的2个语谱图(图3)，底部的箭头标出了高频能量较高的辅音位置，如/ch/、/s/等，上图为该语句发音的原本语谱，可代表正常人获得的语音信息；下图为部分衰减该语句5 kHz以上高频信息后的语谱，模拟截止频率为5 kHz的陡降型听力损失患者获得的语音信息；下图箭头所示辅音的能量明显减少或消失，说明陡降型听力损失患者能感知到的高频言语信息减少或缺失。本研究中，不同截止频率的陡降型听力损失受试者SNR loss均大于健听对照组，说明高频听力下降确实会影响患者噪声中的言语识别能力，这可能与听力损失导致患者接收到的高频言语信息减少有关。而尤妍颜等[8]发现，与助听器的传统放大技术相比，利用移频技术增加患者对高频信号的接收，能显著提高患者噪声下言语识别能力。

图3 原始语谱图(上)与衰减部分高频信息后的语谱图(下)

本研究中，截止频率2、3、4 kHz听力损失受试者之间SNR loss无显著差异，而截止频率在1 kHz处的受试者SNR loss明显大于这三组的受试者，这可能与不同频段言语信息对言语可懂度的贡献量有差异有关；如表3[9]所示，1～2 kHz对言语可懂度的贡献达35%，而2～4 kHz对言语可懂度的贡献仅13%；由表3可以推测出截止频率4、3、2 kHz的患者言语可懂度下降约12%～25%不等，而截止频率在1 kHz处的患者其言语可懂度下降约60%，所以截止频率在1 kHz处的患者噪声下言语识别能力明显降低。文中结果显示，由于截止频率在1 kHz的陡降型听力损失受试者高频听阈普遍较其他三组听力损失受试者高，这可能也是其SNR loss高于其他三组的原因，但其对高频信息的利用效率是否减少仍需进一步研究。

表3 不同频率范围对言语可懂度的贡献[9]

尽管高频言语信息缺失导致噪声中聆听困难加大，而陡降型听力损失的截止频率对SNR loss的影响有限。听阈上升导致可听度减少和阈上功能障碍导致声音失真，后者包括时域分析能力、频率选择特异性等听觉功能减退，而噪声下的言语识别能力受这两方面影响[11]。从文中结果看，尽管截止频率越低的陡降型听力损失受试者听力损失程度越重，但截止频率为2、3、4 kHz的受试者之间SNR loss没有显著性差异，说明陡降型听力损失患者噪声下言语识别能力不能仅通过纯音听阈图预测。李刚等[12]研究在生活环境中存在聆听言语困难的正常听力受试者，发现即使纯音听阈图完全正常也可能存在SNR loss；而有学者[13]认为尽管高频对于言语的清晰度贡献很大，但不能仅通过高频听力的起伏变化对言语识别能力做出恰当的预判。

综上所述，陡降型听力损失患者噪声中言语识别能力下降，由于其高低频听阈的差距，选配助听器时要充分考虑堵耳效应和高频增益不足，适配多通道开放式数字助听器。对于截止频率较低的陡降型听力损失(截止频率<2 kHz)患者，选择助听器移频技术，可以改善其高频信息可听度，经过一段适应期之后，能提高噪声下言语识别能力[14]。此外，鉴于陡降型听力损失患者，尤其是轻到中度听力损失患者，个体间SNR loss差异较大且无法通过纯音听阈图预估，全面的听力学评估尤其是噪声下言语识别能力测试，如Quick SIN或噪声下听力测试(hearing in noise test, HINT)等能为患者验配助听器提供合理的期望值。SNR loss较小的陡降型听力损失患者能较好地获益于助听器[1]，对于SNR loss较大的患者应推荐方向性麦克风、手持麦克风、FM系统等技术或附件，也能使其更好地获益于助听器。