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人工耳蜗科普 | 双侧植入带来更好的聆听效果
作者:力声特人工耳蜗 日期:2020年06月05日 来源:力声特人工耳蜗   录入:admin

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单耳聆听在生活中容易出现的问题


当我们只用一只耳朵聆听时,大脑只能从一侧耳朵获得判断方向和距离的信息,缺少双耳间声级差(ILD)和双耳间时间延迟(ITD)对于声源定位的支持。因此,定位声源和在嘈杂人群中关注单一声音就会变得非常困难。单耳聆听就好比飞行中的飞机只有一侧发动机,虽能为飞行提供动力,转向提升等各种功能却大打折扣。单耳聆听对言语理解甚至整个言语中枢都会产生重大影响,就像手机只有单核处理器,不仅影响多方位的聆听,同时对各种声音的处理能力也会下降。


单耳聆听者的表现:一对一交谈时,无法仅通过朋友的声音知晓其方位,因此有时无法对谈话对象的话语作出及时、准确的回应;多人交谈时,很难选择听清特定人的声音,言语识别率也会大幅降低。



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听力学研究证明相较于单侧植入,双侧植入者聆听具有以下优势:能够提高听力5~10 dB;能更好地对声源进行定位,感受立体声;提高噪声环境中的言语识别能力;双耳聆听的听觉记忆好于单耳,特别是短时记忆;在日常生活中双侧植入者的交流及社会技能表现更佳。



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双耳聆听的优势


1、 头影效应——提高声源定位能力

双耳声级差和双耳时间差使得双耳产生信噪比(SNR)差异,靠近信号源一侧耳的SNR高于靠近噪音的一侧,这有助于人们定位声源[1](参考文献


2、 双耳总和效应——比单耳感受到更大的响度

有研究显示,双耳聆听下的听阈较单耳听阈至少低3dB,声敏度可比单耳聆听提高6dB[1](参考文献


3.、双耳抑噪效应——提高噪声环境下的言语识别率

双耳聆听使得人们可以选择聆听SNR高的一侧耳的信号声,减少周围噪声对于信号声的掩蔽,改善噪音环境下的言语可懂度3 dB[2](参考文献


4、防止或逆转听觉剥夺

有研究报告显示,未接受听觉刺激的一侧在接受听力补偿后,迟发性听觉剥夺效应可发生完全或部分逆转[1]。(参考文献



5、帮助大脑平衡

当我们的左耳在听声音的时候,负责处理分析的是我们的右脑。当右耳听声的时候,也是另一侧的大脑在负责。如果长期单耳聆听,会造成大脑处理信息偏颇,用脑不全,不用的一侧会退化。只有双耳同时聆听,才能提高左右大脑平衡工作,高效轻松地处理信息。




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双侧人工耳蜗植入


1、 安静时,双耳总和效应提高低声级条件下的聆听能力


2、 噪声环境时,双耳抑噪效应提高噪声下的言语识别率


3、 头影效应,提高声源定位能力,增强方向感


就像我们使用双眼观察三维立体世界,我们同样需要双耳感知周围世界的声音。双耳聆听使我们能够听到立体声,可以在空间上为声源定位,自动过滤微弱的或远距离的声音,从嘈杂环境中分辨单一的声音。双耳同时聆听可以减轻大脑的负担,使人们听的过程更轻松,更加享受听的过程。


专家建议:对于经济条件允许并树立正确期望值的,可考虑双侧人工耳蜗植入;同期植入或两次植入手术间隔时间小于2年[1](参考文献)


参考文献

[1]王蕴秀,杨蓓蓓. 人工耳蜗植入患者双耳聆听的相关研究进展[J]. 中华耳科学杂志,2019,17(4):583-587.

[2] 彭璐. 人工耳蜗植入的双耳聆听研究进展[J]. 中国临床新医学,2016,9(6): 547-550

[3] 张娟,刘志勇等. 双侧同期人工耳蜗植入儿童声源定位能力长期随访研究[J]. 中华耳科学杂志,2018,16(6):754-759


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双侧植入需要合适的人工耳蜗


大家都知道人工耳蜗是由体外声音处理器和体内植入体两个主要部分组成,它们共同合作,紧密配合,才能听到声音。所以选择人工耳蜗产品时,这两方面都需要同时考虑。声音处理器和植入体有哪些关键点需要重视呢,今天小编给大家总结一下:



1. 安全可靠的植入体


植入体是通过手术植入人体的医疗设备,全球各品牌人工耳蜗植入体设计寿命都在70年左右,可以说是一款植入人体后将终身使用的医疗设备,所以首先需要关注它的安全性。


人工耳蜗产品自1981年开始上市,根据美国FDA官网公布的数据,到目前为止共有9次人工耳蜗植入体故障导致的产品召回事件。这些召回是厂家发现某款型号植入体在植入后故障率达到5‰—7‰时,出于用户安全性考虑,会把该型号植入体召回,然后为用户更换其它型号植入体。目前这9次人工耳蜗植入体召回全部为进口品牌,力声特人工耳蜗从2011年上市销售至今,共1200余名用户,从未发生过因为植入体故障原因导致的主动或被动产品召回!


在国际人工耳蜗ISO/DIS 14708-7标准中,详细规定了人工耳蜗的各项出厂检验标准,其中没有具体要求厂家要做长期的老化测试。但是植入体的设计寿命为70年,从全球第一例植入者到现在也不足40年,如果不做老化测试,只做出厂检验,只能检测到出厂时的植入体工作正常,但是并不能代表植入人体后多长时间会发生故障,所以力声特在国际标准的基础上另外增加了加速老化试验,来验证植入体是否能够达到设计寿命。


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通过实际加速老化实验可以看出力声特第一批植入体,进行加速老化实验的时长已经达到26,000多个小时,通过加速老化加速因子的加速换算,这批植入体相当于已经在人体内工作56.7年,目前这批植入体100%正常工作,无一例出现故障!


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关于加速老化实验大多数厂家采用了ASTM1980年标准——把植入体浸入在0.9%的生理盐水,利用盐水来模拟人体的环境,通过提高温度进行老化加速。比如人体的温度是37℃,当老化试验用盐水的温度从37度升高到67度时老化加速因子(常量)系数是8,综合人体过氧离子排异、水压差异等干扰性因素后,加速因子最终测算结果为4.6,也就是老化实验测试1天,相当于在人体里4.6天。


力声特则采用了业内最严苛的95℃恒温盐浴(业内最高温度)老化测试,依据 EIA SSB-1.004 Failure Rate Estimating 和 JESD74 Early Life Failure Rate Calculation Procedure for Electronic Components 芯片加速老化测试标准,大幅度提高了老化加速因子(常量)系数及失效率有效性,确保试验效果更加精准、有效。多年来力声特坚持每批次产品都按一定比例进行抽样老化检验,同时通过植入体产品序列码追溯系统,将植入者所使用的植入体与进行老化实验植入体进行批次对应匹配,确保每一位力声特植入者所使用的植入体都处于长期安全受控状态。


有些耳聋患者担心人工耳蜗植入人体后长期使用,水汽会不会渗透到植入体刺激器壳体内造成故障,这点大家可以完全放心,因为虽然有个别国外厂家植入体采用过陶瓷壳体刺激器,但是力声特人工耳蜗植入体刺激器壳体材料一直是采用钛合金材料(军用航天飞船外壳材料),水汽渗透率标准是5×10-9Pam3/s,这个标准与美国军用航天飞船的要求相同,并且已经通过航天飞船在太空中实际飞行使用验证,从未出现过问题,所以力声特用户可以完全放心使用。



2. 适合中国人的语音处理方式


人工耳蜗与助听器是完全不同的两种听声恢复、补偿方式,助听器的工作原理是麦克风采集外部声音,针对不同频率声音信号进行补偿后通过受话器反馈给用户,而人工耳蜗是麦克风采集声音,通过声音处理器将声音转化为编码形式的电信号,再传递到植入体产生电脉冲刺激听神经,从而获得听声。在这个过程中将声音转化为电信号的编码策略则会直接决定植入者最终听到的声音效果。


当前各人工耳蜗厂家常用的编码策略有CIS、ACE、SPEAK、FSP等基于印欧语系进行开发、设计的编码策略,主要适合于印欧语系的语调语言。在印欧语系中以英语为主要代表,最大的特点是每一个音节只有三个声调:平调,升调和降调;而我们中国人的汉语是四声调语言和英语的发音有着很大的区别。汉语语调由阴、平、阳、仄四声调构成,甚至粤语由九个声调构成,同一个发音,根据声调的不同分别代表不同的含义。


基于汉语这样独特的声调属性,力声特在CIS通用编码策略的基础上开发了L- CIS编码策略,并且独创性开发了针对汉语四声特征的MTone编码策略,两个编码策略的完美结合,确保每一位力声特植入者都可以专享汉语独特的魅力。

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汉语四声MTone编码策略是根据汉语声调信息与环境音信息中所包含的频谱峰和包络信息进行精细化处理,通过力声特独有的频谱、包络算法提取汉语四声中的峰值、包络信息后单独进行编码处理,使得植入者所听到的声音更符合汉语语境下所表达的含意。当前正在进行的汉语四声MTone编码策略临床应用研究中,通过对现有的数据进行比对,发现使用汉语四声MTone编码策略与不使用相比,短句识别率提升可达到6%,双音节语识别率提升可达到9%。


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MTone提取汉语四声频谱峰和包络信息,对它们的识别率直接决定声音的细节分辨率。就象是黑白照片和彩色照片的区别。

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通过上面的对比图,我们可以看到经过MTone处理过的汉语a四个声调的发音,相较于原始发音,声音波形更饱满,同时波形的外周“小毛糙”更多,这说明声音细节得到了更好地还原。

今天小编给大家讲解了双侧植入能够带来更好的聆听效果,下期将继续就大家进行相关人工耳蜗的科普,敬请期待!


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