Изучение эффективности новой платформы АХ слуховых аппаратов Signia в реальных условиях.

 

 

Немецкие специалисты по слухопротезированию в сотрудничестве с Hörzentrum Oldenburg провели исследование эффективности новой платформы Signia AX, в том числе настройку и оценку. Из-за ограничений, связанных с пандемией COVID-19, изучение было организовано дистанционно: в домашних условиях участников.

 

Результаты показали высокий уровень немедленной удовлетворенности AX сразу после настройки, а в домашнем тесте на речь в шуме новая система обработки Augmented Focus позволила участникам работать с AX значительно лучше, чем с обычными слуховыми аппаратами.

 

 

Введение

Новая платформа Signia Augmented Xperience (AX) и, в частности, новая технология Augmented Focus™ были разработаны специально для жизни в динамичном мире с его самыми разнообразными и сложными коммуникационными требованиями. Однако меры социального дистанцирования, обусловленные пандемией COVID-19, серьезно осложнили способность исследователей оценить и продемонстрировать преимущества Signia AX. К примеру, не было возможности опросить испытуемых о таких ситуациях, как общение в шумном ресторане или посещение многолюдных мероприятий, где пользователи слуховых аппаратов часто с трудом понимают речь (Picou, 2020). К тому же многие исследовательские центры, оценивающие характеристики слуховых аппаратов в контролируемых лабораторных условиях, были закрыты.

 

К счастью, все это побудило к творческому мышлению: теперь есть альтернативные методы тестирования, которые основаны на виртуальном взаимодействии и дистанционном обслуживании. Учитывая ограничения, связанные с пандемией, мы провели исследование, в котором данные были собраны в наиболее распространенной ситуации слушания за последний год: в домашних условиях пользователей.

 

Результаты исследования показали превосходные характеристики и высокий уровень немедленного принятия Signia AX пользователями в типичной домашней ситуации прослушивания. Прежде чем обсудить само исследование, давайте рассмотрим технологию Augmented Focus и то, чем она отличается от других типов обработки сигналов, применяемых в обычных слуховых аппаратах.

 

 

Signia AX и расширенный фокус

Augmented Focus, который представляет собой новый и принципиально иной подход к обработке звука в слуховом аппарате, реализован на платформе Signia AX. Основная концепция разработки Augmented Focus состоит в улучшении восприятия речи в шуме. Это происходит за счет увеличения контраста между речью и другими звуками, окружающими пользователя, что помогает мозгу выполнять анализ слуховой сцены (Брегман, 1990). Разделение слухового потока — процесс, при котором мозг отделяет разные звуки друг от друга для улучшения восприятия. Это может быть отделение речевого сигнала от фонового шума, что позволит слушателю лучше понять речь.

 

Основные принципы обработки расширенного фокуса.

Краеугольным камнем Augmented Focus является уникальная технология формирования луча Signia, которая используется для разделения входящего звука на два отдельных потока сигнала. Этот процесс показан на рисунке ниже. Один поток содержит звуки, исходящие спереди от пользователя, а другой поток – звуки со спины и сбоку. Чтобы оптимизировать потребности пользователя в прослушивании, два потока обрабатываются отдельно друг от друга по 48 каналам.

 

 

Augmented Focus использует два специализированных процессора для анализа характеристик звука в каждом потоке. Этот уникальный подход позволяет обрабатывать один из них как поток Focus, где целью является оптимизация четкости и разборчивости речи. Напротив, другой обрабатывает окружающие не речевые звуки.

 

Обоснование такой разделенной обработки двоякое:

1) обеспечить четкое и стабильное восприятие звукового ландшафта пользователя и

 

2) ввести больший контраст между фокусным потоком, который обычно представляет собой звуки, идущие впереди к пользователю, и объемным потоком, звуки которого исходят сзади и сбоку.

 

Это дает пользователям более сильное сжатие и более агрессивное шумоподавление для звука, исходящего сзади и сбоку. В примере, показанном на рисунке, зона фокусировки находится перед носящим.

 

На рисунке выше показана схематическая диаграмма, показывающая основные блоки обработки в Augmented Focus.

Технология Beamformer используется для разделения входящего сигнала на два потока, каждый из которых обрабатывается отдельно. В этом примере речь, идущая спереди, идентифицируется и обрабатывается как поток Focus, а шум сзади – как поток Surround. Потоки микшируются разумно на основе анализа звукового ландшафта.

 

Два потока повторно объединяются в блоке микширования, который принимает во внимание информацию, предоставленную расширенным анализом динамической обработки звукового ландшафта. Анализ Dynamic Soundscape Processing был запущен в рамках платформы Xperience в 2019 году и включает в себя классификацию звука, датчик движения, оценку соотношения сигнал/шум, обработку собственного голоса и определение модуляций окружающей среды (Froehlich et al., 2019a; Froehlich et al. и др., 2019b; Фрёлих и др., 2018). Более подробная информация об обработке Augmented Focus предоставлена Best et al (2021).

 

Поскольку поток фокусировки и окружающий поток обрабатываются отдельно, пользователь получает несколько существенных преимуществ:

 

Во-первых, когда речевой сигнал находится в фокусном потоке, он обрабатывается и полностью оптимизируется только для речи, на него не влияют звуки в окружающем потоке. Для сравнения, обычная схема обработки запускает алгоритм шумоподавления при обнаружении громких звуков на заднем плане, тем самым уменьшая усиление для всех идущих сигналов, включая речь, которую хочет услышать пользователь.

 

Во-вторых, с раздельной подготовкой двух потоков Augmented Focus гарантирует более специализированную и стабильную обработку речи. Для звуков в потоке Focus он дает линейную обработку, которая делает речь четче: так она заметно выделяется на фоне шума. В этом случае шумы ослаблены и обрабатываются с большей компрессией.

 

В-третьих, раздельная обработка совершенствует восприятие фона, предлагая быструю и точную регулировку усиления для звуков в окружающем потоке. Функция Augmented Focus меняет стабильность фонового шума, и, в свою очередь, благодаря этому улучшается вся звуковая среда пользователя. Такой эффект сравним с тем, как звукоинженер микширует звук для фильма. Отдельные записи голосов и фоновых шумов позволяют ему смешивать звуки таким образом, чтобы создать контраст между голосами и окружением. Это инженерное достижение позволяет зрителям понимать речь, сохраняя при этом четкое восприятие фона даже в сцене с громкими шумами.

 

Исследование смогло продемонстрировать многие преимущества Signia AX с технологией Augmented Focus — устройства, разработанного для использования в любых условиях прослушивания.

 

 

Методы

 

Участники

В исследовании приняли участие 20 человек (10 мужчин, 10 женщин) с тугоухостью легкой и средней степени тяжести. Их возраст колебался от 59 до 78 лет, средний возраст – 71,3 года. Хотя имелись аудиограммы всех 20 участников, но не все они были свежими. Поскольку заново проверить слух не было возможности из-за самоизоляции в связи с COVID-19, решили измерить InSituGram для всех участников и применить ее для настройки устройств Signia AX.

 

InSituGram — это опция, доступная в программном обеспечении для настройки Connexx – применяется для измерения порогов слышимости чистого тона с помощью слуховых аппаратов, которые носит пользователь. Она дает делает стандартную аудиограмму чистого тона, такую же как можно получить в клинике при помощи аудиометра. На рисунке ниже показано среднее значение InSituGram для 20 участников исследования. Все они опытные пользователи слуховых аппаратов с двусторонним протезированием. Их слуховые аппараты были разных марок и моделей, и возраст этих устройств варьировался от нуля до семи лет, при этом средний возраст составлял три года. Чтобы создать реальную ситуацию общения во время домашней оценки Signia AX, участники должны были проживать с другим человеком.

 

Удаленная настройка

Из-за COVID-19 личные встречи не проводились, все взаимодействие с участниками происходило дистанционно. Они получили тестовый чемодан, доставленный им на дом, со всем необходимым оборудованием, включая пару тестовых устройств Signia AX Receiver-In-Canal (RIC) и аксессуары, планшетный компьютер для онлайн-связи (например, для дистанционной настройки и администрирования опросников), громкоговорители и все для тестирования речи.

 

Примерка

Тестовые устройства Signia AX были настроены удаленно с помощью программного обеспечения Connexx. Так были открыты все возможности, доступные при обычной примерке, проводимой в клинике. InSituGram измеряли на обоих ушах и использовали для расчета предписанных настроек усиления, основанных на новом обосновании AX First Fit. Тонкая настройка устройств была сведена к минимуму. Только в двух случаях были внесены незначительные корректировки общего усиления. В остальных 18 случаях на протяжении всего исследования использовалась заданная настройка усиления. Все устройства RIC были снабжены вентилируемыми или закрытыми ушными вкладышами.

 

Немедленный приемочный тест

Сразу после примерки участники отвечали на список вопросов, который экспериментатор зачитывал вслух. Их попросили оценить такие аспекты: непосредственное восприятие речи и собственного голоса, различные звуковые артефакты и свою общую удовлетворенность устройствами Signia AX.

 

При анализе оценок участников вопросы были объединены для решения конкретных тем, например, одна средняя оценка громкости речи была получена путем усреднения оценок трех вопросов, связанных с громкостью. Все оценки проводились по четырехбалльной шкале, но для упрощения интерпретации они были преобразованы в линейную шкалу от 0 до 10.

 

Прослушивание речи другого человека является центральным элементом данного исследования. Поэтому участники оценивали речь знакомых им людей. В одном случае при сборе данных участник был один на.

 

Речь в шумовом тесте

Для оценки разборчивости речи в шуме был использован новый тестовый подход, разработанный Hörzentrum Oldenburg. Под наблюдением исследователя участники собрали тестовую установку, состоящую из двух громкоговорителей. Один из них был помещен на тестовом чемодане, который стоял на столе перед участником, а другой – на спинке стула позади участника.

 

Схема, используемая для теста предложений Ольденбурга. Стимулы предъявляются из двух громкоговорителей, расположенных впереди и позади участника. Микрофон, установленный на макушке участника, отслеживает представленные уровни звукового давления.

 

Участник сидел на стуле между двумя громкоговорителями на расстоянии примерно 1,5 метра от каждого. С помощью специального оголовья на макушке участника устанавливался микрофон, позволяющий проводить калибровку и постоянный контроль уровня на месте прослушивания, а также корректировать записываемые соотношения сигнал/шум, если участник двигался во время проведения измерения или если возникал внешний шум.

 

В качестве речевого теста был использован немецкий тест предложений Ольденбурга (OLSA; Wagener et al., 1999). Речевые сигналы представляли собой предложения из пяти слов, произнесенных мужчиной. Во время теста из тылового громкоговорителя воспроизводился речевой немодулированный шум с постоянным уровнем УЗД 65 дБ. Задачей участника было повторить сказанное. После каждого предложения исследователь подсчитывал количество правильно повторенных слов и адаптивно регулировал уровень звукового давления следующего участника. Результатом теста был порог восприятия речи (SRT), определяемый как отношение сигнал/шум, при котором 50% слов могли быть правильно повторены. Речевой тест проводился как с устройствами Signia AX, так и с собственными слуховыми аппаратами участников.

 

 

Результаты

При отсутствии средних оценок ниже 8 по преобразованной 10-балльной шкале очевидно, что общие оценки немедленного удовлетворения были благоприятными. Поразительно, что средние баллы 10 наблюдались и для параметров «Внутренний шум», «Артефакты» и «Обратная связь». Таким образом, все 20 участников дали максимально возможную оценку по всем вопросам.

 

Средние оценки немедленного принятия слуховых аппаратов, сделанные 20 участниками, были оценены как высокие. На практике это избавляет пользователя от длительного привыкания к новым аппаратам Сигниа.

 

Еще одним заслуживающим внимания открытием стали чрезвычайно благоприятные оценки речи (громкость, качество звука и разборчивость). Рейтинги составлены на основе реального общения с собеседником, который присутствовал во время сеанса. Результаты показывают, что участники оценили речь своего домашнего партнера как ясную и легкую для понимания. Кроме того, эти оценки убедительно свидетельствуют о том, что обработка Signia AX оптимизирует общее субъективное качество речевого сигнала в условиях домашнего прослушивания.

 

Обратите внимание, что все средние оценки были выше 9, а средняя оценка разборчивости речи достигла 9,8, при этом все 19 участников дали индивидуальную среднюю оценку выше 8,0, что свидетельствует об отличной работе. При этом средние оценки громкости и качества звука речи были немного ниже: 16 из 19 участников (84%) и 15 из 19 участников (79%) имели индивидуальные оценки выше 8,0. Эти результаты могут быть связаны с выбранным подходом к проведению исследования, в котором точная настройка усиления была сведена к минимуму. Для двух из 20 участников были выполнены лишь незначительные общие корректировки усиления. Основываясь на комментариях, сделанных участниками после оценки, можно предположить, что некоторые неоптимальные оценки громкости и качества звука можно было бы дополнительно улучшить путем тонкой настройки.

 

Оценки собственных голосов слушатели (громкость и качество звука) тоже указали на высокий уровень удовлетворенности. Это может быть связано с технологией обработки собственного голоса (OVP), интегрированной в обработку расширенного фокуса. Индивидуальные данные показали, что 17 из 20 участников (85%) поставили оценки в верхней части шкалы, что свидетельствует об удовлетворенности своим голосом. Этот вывод согласуется с результатами предыдущего исследования OVP (Froehlich et al., 2018). Такие благоприятные показатели были достигнуты при использовании вентилируемых и закрытых вкладок.

 

Новое поколение ушных вкладышей и насадок EarWear 3.0, входящая в комплект Signia AX, предлагает пользователям выбор как более открытого, так и более закрытого протезирования и может обеспечить еще более высокие оценки удовлетворенности звуком собственного голоса.

 

В целом, даже при наличии ограничений, вызванных отсутствием тонкой настройки, средний общий рейтинг удовлетворенности платформой Signia AX равен 8,7 – у 19 из 20 участников (95 %). Он указывает на то, что все эти нюансы, связанные с удаленной настройкой из-за пандемии, по сути, несущественны и не умаляют весьма благоприятного первого впечатления от Signia AX.

 

В этом исследовании также оценивалась способность участников понимать речь в шуме с помощью теста предложенного Ольденбургом. Тестировали в домашних условиях как с недавно установленными Signia AX, так и со своими слуховыми аппаратами.  Со своими аппаратами среднее значение SRT составило -5,17 дБ, а с Signia AX -6,93 дБ. Таким образом, Signia AX обеспечивает существенное улучшение качества речи в шуме на 1,8 дБ, что является статистически значимым согласно парному t-критерию (t(19) = 4,66, p = 0,00017). Разница в 1,8 дБ в SRT соответствует улучшению разборчивости речи в шуме более чем на 25%.

 

График показывает, что 17 из 20 участников (85%) имеют лучшие результаты в тесте с Signia AX, чем с их собственными слуховыми аппаратами. Один участник показал одинаковые результаты с обоими комплектами слуховых аппаратов, и только два участника показали лучшие результаты со своими собственными слуховыми аппаратами. В двух случаях преимущество Signia AX превышало 3 дБ, но типичное преимущество составляло от 1 до 3 дБ SNR.

 

Обсуждение

Хотя очень важно оценивать все новые модели слуховых аппаратов в тщательно контролируемых лабораторных условиях, но сделать так не было возможности на протяжении большей части пандемии COVID-19. Это исследование демонстрирует, что точные и надежные данные можно получить и тогда, когда участники остаются дома.

 

Как оказалось, есть свои плюсы в проведении домашнего исследования преимуществ слуховых аппаратов. Данные устройства протестированы в реальных условиях, когда участники взаимодействовали со своими знакомыми и занимались повседневными делами. Просьба оценить новые слуховые аппараты в знакомом участникам месте прослушивания — за пределами стерильной и искусственно созданной среды лаборатории — может повысить достоверность исследования (Keidser et al., 2020).

 

Одним из ограничений исследования, проводимого в приватных условиях, является моделирование сложных коммуникативных ситуаций, возникающих вне дома. Таким образом, весь потенциал новой обработки Augmented Focus в Signia AX не был продемонстрирован полностью. Все же, результаты этого домашнего исследования показывают, что Signia AX, даже при дистанционной установке без выделенного времени на акклиматизацию пользователя и (в большинстве случаев) без какой-либо точной настройки устройств, обеспечивает исключительно высокие оценки немедленного восприятия и значительно улучшает восприятие речи, ее разборчивость по сравнению с собственными слуховыми аппаратами участников.

Результаты ясно указывают на преимущества слуховых аппаратов с раздельной обработкой, предлагаемой Augmented Focus: поток Focus, содержащий речь, и поток Surround, который содержит фоновый шум. Дальнейшие испытания — как в лабораторных, так и в реальных условиях — нужны для изучения преимуществ, предлагаемых Signia AX с Augmented Focus.

 

Резюме

Из-за ограничений, связанных с COVID-19, для оценки новой технологии Signia AX и технологии обработки сигналов Augmented Focus использовалась новая тестовая парадигма, основанная на проверке в собственных домах участников. Используя полностью дистанционный процесс настройки и оценки, участники дали очень положительные оценки своего немедленного принятия и удовлетворенности Signia AX. Кроме того, с помощью теста предложений Ольденбурга было получено значительно лучшее качество речи в шуме Signia AX при прямом сравнении со слуховыми аппаратами участников, что показало улучшение разборчивости речи в шуме более чем на 25%. В совокупности эти результаты представляют собой реальное доказательство того, что раздельная обработка Augmented Focus в Signia AX обеспечивает преимущества для пользователя при прослушивании речи как в относительно тихой обстановке, так и в более сложных слуховых ситуациях.

 

Использованная литература

1. Бест С., Серман М., Тейлор Б. и Хойдал Э.Х. 2021. Дополненный фокус. Справочная информация Signia. Получено с www.signia-library.com.
2. Брегман А.С. 1990. Анализ слуховой сцены: перцептивная организация звука. Кембридж, Массачусетс: MIT Press.
3. Фрёлих М., Брэнда Э. и Фрилс К. 2019a. Новые возможности автоматического управления слуховыми аппаратами: клинические и практические результаты. Обзор слушаний, 26(11), 32-37.
4. Фрёлих М., Фрилс К. и Брэнда Э. 2019b. Динамическая обработка звукового ландшафта: исследования в поддержку пациентов. AudiologyOnline, статья 26217. Получено с http://www.audiologyonline.com.
5. Фрёлих М., Пауэрс Т.А., Брэнда Э. и Вебер Дж. 2018. Восприятие собственного голоса в слуховых аппаратах: почему «естественный» — это новая норма. AudiologyOnline, статья 22822. Получено с сайта www.audiologyonline.com.
6. Кейдсер Г., Нейлор Г., Брунгарт Д.С., Кадуфф А., Кампос Дж. и др. 2020. В поисках экологической достоверности в науке о слухе: что это такое, почему это важно и как это продвигать. Ухо и слух, 41, 5С-19С.
7. Picou EM 2020. Результаты опроса MarkeTrak 10 (MT10) демонстрируют высокую удовлетворенность слуховыми аппаратами и их преимущества. Семинары по слушанию, 41(1), 21-36.
8. Вагенер К., Бранд Т. и Коллмайер Б. 1999. Entwicklung und Evaluation eines Satztests für die deutsche Sprache. I-III: Design, Optimierung und Evaluation des Oldenburger Satztests (Разработка и оценка теста предложений для немецкого языка. I-III: Дизайн, оптимизация и оценка теста предложений Ольденбурга). Zeitschrift für Audiologie (Аудиологическая акустика), 38, 4–15.
9. Вагенер К.С. & Brand T. 2005. Разборчивость предложений в шуме для слушателей с нормальным слухом и нарушением слуха: влияние процедуры измерения и параметров маскирования. Международный журнал аудиологии, 44 (3), 144–156.