周小清綜述 袁偉審校

·綜述·

FM系統(tǒng)聯(lián)合助聽設(shè)備對聽障患者助聽效果影響的研究進展*

周小清1綜述 袁偉1審校

隨著聽力康復(fù)技術(shù)的發(fā)展，使用助聽設(shè)備已成為聽覺障礙人群補償或重建聽力的主要手段。目前聽障患者使用的助聽設(shè)備主要有兩種，即助聽器（hearing aid，HA）和人工耳蝸植入（cochlear implant，CI）。聽障患者使用助聽器或人工耳蝸并接受專業(yè)的聽覺言語康復(fù)訓(xùn)練后，口語能力、交流能力以及學(xué)習(xí)能力得到廣泛提高。然而，即使是使用最先進的助聽設(shè)備，聽障患者也會在遠距離、噪聲環(huán)境、多人交談以及看電視、聽電話等情景下存在不同程度的聆聽困難。無線調(diào)頻系統(tǒng)（frequency modulated system，F(xiàn)M系統(tǒng)）是一種聽覺輔助系統(tǒng)（assistive listening system，ALS），它能通過提高信噪比來解決聽障患者在遠距離、噪聲、混響等復(fù)雜環(huán)境下的聆聽問題。本文主要對FM系統(tǒng)聯(lián)合助聽設(shè)備對聽障患者助聽效果的影響進行綜述。

1 FM系統(tǒng)簡介

研究顯示，聽障人群配戴助聽器或植入人工耳蝸后接受專業(yè)的聽覺言語康復(fù)訓(xùn)練，大多數(shù)使用者可獲得較好的言語識別能力［1～4］，但是在復(fù)雜環(huán)境中聽力改善效果仍欠佳，比如，在真實生活環(huán)境中，信噪比大約為4～8 dB，人工耳蝸植入人群的言語識別率較安靜環(huán)境下的言語識別率降低了30%～60%［5～7］；不僅如此，聽覺環(huán)境中的混響時間、聲源與聽障患者之間的距離也影響著聽障患者使用人工耳蝸的效果［8，9］，類似的現(xiàn)象也發(fā)生在佩戴助聽器的人群中［10～12］。實際上，無論是距離、背景噪聲還是混響時間，它們對聽力的影響本質(zhì)上都與信噪比（signal-to-noise ratio，SNR）的大小有關(guān)，而且聽障人群對信噪比產(chǎn)生的影響更加敏感。因此，為提高信噪比，F(xiàn)M系統(tǒng)應(yīng)運而生，該系統(tǒng)因為能顯著提高正常及助聽設(shè)備使用人群在噪聲環(huán)境中的言語感知能力而受到重視［5，13～15］。FM系統(tǒng)采用無線電波的頻率性原理工作，主要由發(fā)射器、接收器、發(fā)生裝置三部分構(gòu)成。FM系統(tǒng)利用佩戴在使用者身上（距離聲源15～20 cm）的麥克風(fēng)收集聲音，經(jīng)過發(fā)射器將聲音信號調(diào)制為無線電波載波，然后被接收器以相同頻率接收，通過解調(diào)無線電載波還原為聲信號，最后被發(fā)生裝置接收［16，17］。由于聲音信號被轉(zhuǎn)變?yōu)闊o線電波，距離、混響時間和背景噪聲的不利影響被消除，雙耳接收的聲音與原有的聲音強度保持類似，相當于維持了相同的信噪比，而且FM系統(tǒng)的接收器內(nèi)置增益10～24 dB，能將原始聲音強度增加10～24 dB，進一步增加信噪比，從而顯著提高了聽障患者在復(fù)雜環(huán)境中的言語感知及識別能力［7，18］。

2 FM系統(tǒng)與助聽設(shè)備

2.1 FM系統(tǒng)接收器的類型 根據(jù)發(fā)生裝置（助聽器和人工耳蝸）接收FM信號方式的不同將FM系統(tǒng)分為音頻耦合（audio coupling）FM系統(tǒng)、電耦合（electrical coupling）FM系統(tǒng)及電磁耦合（electromagnetic coupling）FM系統(tǒng)。音頻耦合FM系統(tǒng)的連接方式最簡單也最具兼容性，不需要與助聽設(shè)備進行物理連接，也不需要復(fù)雜的調(diào)試［19］，根據(jù)揚聲器的不同還可分為壁掛式及桌面式。但關(guān)于音頻耦合FM系統(tǒng)對言語識別能力的改善尚無準確的結(jié)論，有部分研究發(fā)現(xiàn)助聽設(shè)備使用者能顯著受益于經(jīng)過音頻耦合FM系統(tǒng)處理后的言語信號［19，20］，而另一部分研究則沒有發(fā)現(xiàn)FM系統(tǒng)的顯著優(yōu)勢［21，22］。電耦合FM系統(tǒng)是通過一個特定接口將無線調(diào)頻接收器與助聽裝置直接聯(lián)系起來，根據(jù)接收器的不同可分為體佩式和耳背式，兩者在連接到言語處理器的時候，都需要電線、耳部掛鉤、適配器等一些特殊的配件。盡管電耦合FM系統(tǒng)和音頻耦合FM系統(tǒng)幾乎同時出現(xiàn)，并且研究證明電耦合FM系統(tǒng)更能顯著改善言語識別能力［23，24］，但是因

為最初電耦合FM系統(tǒng)的接收器和配件體積龐大，極大的增加了使用者的負擔，從而限制了它的使用。隨著該系統(tǒng)的不斷改進，接收器及附件變得越來越微型化并且易于攜帶，一些人工耳蝸生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了特殊的適配器，通過特殊的適配器及耳部掛鉤直接將微小的接收器連接在言語處理器上，不需要多余的電線［13］，極大的促進了電耦合FM系統(tǒng)的發(fā)展和臨床應(yīng)用。電磁耦合FM系統(tǒng)的構(gòu)成部分和原理與音頻耦合FM系統(tǒng)和電耦合FM系統(tǒng)不同，其電磁耦合的接收器內(nèi)部置有感應(yīng)線圈，當接收器解調(diào)發(fā)射器發(fā)射出無線電波后，通過內(nèi)部的感應(yīng)線圈發(fā)射出電磁場信號，最終被言語處理器中的T檔所俘獲。因此，使用電磁耦合FM系統(tǒng)要求助聽裝置言語處理器中含有一個能激活的T檔［25］。

2.2 FM系統(tǒng)的選擇 盡管音頻耦合FM系統(tǒng)可能有助于改善助聽人群聽力，但它對聽力的影響依賴于具體的聲學(xué)環(huán)境［21］，因此它對聽障者在噪聲和混響環(huán)境中的聽力改善不明顯。美國聲學(xué)學(xué)會于2006年限制了壁掛式FM系統(tǒng)的使用［26］。相反，電耦合FM系統(tǒng)因為接收器與聽力裝置直接連接起來，避免了噪聲、混響等對聲音的干擾［5，27］，并且能更大程度的改善復(fù)雜環(huán)境中的聽覺困難。Schafer等在2009年對三種類型的FM系統(tǒng)進行meta分析發(fā)現(xiàn)，與單獨使用人工耳蝸者噪聲下的言語識別率相比較，電耦合FM系統(tǒng)能將言語識別率提高38%，桌面式的聲場音頻耦合FM系統(tǒng)能提高17.1%，而壁掛式的音頻耦合FM系統(tǒng)僅能提高3. 5%［27］。而關(guān)于電磁耦合FM系統(tǒng)的應(yīng)用效果，目前研究報道很少，僅有一篇文獻報道電磁耦合FM系統(tǒng)聯(lián)合助聽器時對聽力的改善不如電耦合FM系統(tǒng)［28］。直至2013年，Wolfe［25］和Schafer［29］等研究顯示，對于Freedom言語處理器，電耦合FM系統(tǒng)對聽力改善好于電磁感應(yīng)FM系統(tǒng)，但是在Nucleus 5言語處理器中，兩者沒有明顯的差別，這可能與言語處理器上的信號處理過程不同有關(guān)，此有待進一步的臨床實驗。綜上所述，目前臨床上選擇時仍優(yōu)先考慮電耦合FM系統(tǒng)。

3 FM系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 單側(cè)或雙側(cè)FM系統(tǒng)輔助使用 考慮到雙耳聆聽優(yōu)勢，一些學(xué)者和聽力學(xué)家推薦對雙側(cè)人工耳蝸植入（雙耳植入）或者單側(cè)人工耳蝸植入、對側(cè)佩戴助聽器（雙耳雙模式刺激）者聯(lián)合使用雙側(cè)FM輔助技術(shù)，這樣可能會使他們在實際生活中的聽力得到最大的提高，且利于對聲音定位。Lewis等［30］研究發(fā)現(xiàn)雙耳佩戴助聽器患者聯(lián)合使用雙側(cè)FM技術(shù)比僅單側(cè)使用FM系統(tǒng)時助聽效果更好。而Schafer等［31］分別對雙耳植入和雙耳雙模式刺激者使用FM系統(tǒng)后進行言語識別閾測試發(fā)現(xiàn)，雙側(cè)聯(lián)合使用FM系統(tǒng)后言語識別閾平均改善16.2 dB，如果僅在最先使用助聽裝置的一側(cè)單獨使用FM系統(tǒng)，言語識別閾平均改善13.9 d B，而對最后使用助聽裝置的一側(cè)單獨使用FM系統(tǒng)后言語識別閾平均改善4.6 dB。因此，對于雙耳使用助聽裝置的人群，雙側(cè)使用FM系統(tǒng)能帶來更大的助聽優(yōu)勢，如果僅能一側(cè)輔助使用，則優(yōu)先在最開始植入助聽裝置的一側(cè)使用。

3.2 傳統(tǒng)FM系統(tǒng)或動態(tài)FM系統(tǒng) 近年來，F(xiàn)M無線調(diào)頻技術(shù)由傳統(tǒng)的內(nèi)置固定增益設(shè)置（傳統(tǒng)FM系統(tǒng)）發(fā)展到根據(jù)環(huán)境中的噪聲自動調(diào)節(jié)增益水平（動態(tài)FM系統(tǒng)）。傳統(tǒng)FM系統(tǒng)能固定將目標聲音強度提高10 d B，與周圍環(huán)境中噪聲強度無關(guān)。而動態(tài)FM系統(tǒng)能根據(jù)環(huán)境噪聲自動調(diào)節(jié)增益大小，當環(huán)境噪聲水平小于57 d B時，接收器將目標聲音強度在原基礎(chǔ)上提高10 dB；當噪聲水平大于57 d B時，接收器能根據(jù)噪聲強度逐漸提高增益直至最大增益24 dB［7］。理論上，動態(tài)FM系統(tǒng)能更合理的調(diào)節(jié)內(nèi)置增益，而Wolfe等［7］對比了人工耳蝸植入者使用傳統(tǒng)FM系統(tǒng)和動態(tài)FM系統(tǒng)的差異后發(fā)現(xiàn)，使用動態(tài)FM系統(tǒng)在65、70、75 dB噪聲水平下的言語識別情況均好于傳統(tǒng)FM系統(tǒng)；另有研究發(fā)現(xiàn)［32］，助聽器佩戴者使用傳統(tǒng)FM系統(tǒng)與動態(tài)FM系統(tǒng)在安靜時或者普通噪聲水平（54 dB，63 dB）時言語識別情況無顯著差別，但是在更高噪聲水平時（68 dB，73 dB）動態(tài)FM系統(tǒng)更具有優(yōu)勢。

3.3 助聽設(shè)備聯(lián)合FM系統(tǒng)后的最優(yōu)化設(shè)置 為了讓助聽設(shè)備聯(lián)合FM系統(tǒng)后在使用上達到最優(yōu)化，參數(shù)的調(diào)節(jié)很重要?；祉懕龋╝udio-mixing ratios）是近年研究人工耳蝸言語處理器中的一個重要參數(shù)，決定著言語處理器接受FM信號的強度，比如30／70、50／50（Advanced Bionics）或1∶1、3∶1（Cochlear Corporation）。例如混響比30／70表示允許30%的言語信號來自助聽裝置的麥克風(fēng)，70%來自FM的發(fā)射器。為了比較混響比之間的差異，Wolfe等［7，16］對不同人工耳蝸處理器的不同混響比進行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在安靜時或50 d B的小聲耳語時，與50／50或1∶1的混響相比，選擇30／70或3∶1的混響比會導(dǎo)致約66%言語丟失；而在噪聲環(huán)境中，兩者之間無顯著差別。值得注意的是，對于兒童來說，環(huán)境中額外的聲音刺激（同學(xué)的討論聲、交流聲）及自己的聲音尤其重要，因此推薦在安靜時、兒童聆聽環(huán)境聲音時選擇混響比50／50或1∶1，而成年人、在噪聲環(huán)境時選擇30／70或3∶1。另外，

言語處理器中動態(tài)輸入范圍（input dynamic range，IDR）和分辨率自動調(diào)節(jié)（autosensitivity control，ASC）也是兩個重要的參數(shù)。動態(tài)輸入范圍決定了言語處理器的電刺激動態(tài)范圍（electrical dynamic range，EDR），即人工耳蝸中電刺激閾值或電刺激最大舒適閾值。比如Advanced Bionics的言語處理器默認的EDR為25～85 dB，低于25 dB則不能被聽見，而高于85 dB則會被無限壓縮。在輔助使用FM系統(tǒng)后，言語強度約72 d B，不會被壓縮。然而，對于Cochlear Corporation，其EDR為25～65 dB，那么經(jīng)過FM系統(tǒng)處理后，F(xiàn)M信號被壓縮，限制了FM的優(yōu)勢。但是，通過激活A(yù)SC能彌補該缺陷，也能影響EDR，如果增加分辨率，可以下調(diào)EDR降低最低電刺激閾，相反，降低分辨率則能上調(diào)EDR提高最大舒適閾值，即ASC能通過自適應(yīng)調(diào)節(jié)分辨率增加或降低，從而防止言語處理器對FM信號的壓縮，這樣就能顯著提高噪聲下的言語識別和舒適度［7，33，34］。因此，在實際應(yīng)用中，不僅要知道如何使用FM系統(tǒng)，更要掌握怎樣將FM系統(tǒng)的作用發(fā)揮到最大化［35，36］。

4 展望

目前已有的關(guān)于FM系統(tǒng)的報道主要集中在國外母語為英語的人群，關(guān)于漢語普通話人群的研究很少。漢語普通話和英語有很大差異，漢語普通話是聲調(diào)語言，言語的識別、詞義的區(qū)分不僅依賴音素的不同，同時依賴發(fā)聲音節(jié)的基頻曲線也就是聲調(diào)的不同，因此與非聲調(diào)的西方語言相比較，聲調(diào)語言的識別需要更多的言語基頻信息。而助聽設(shè)備尤其是人工耳蝸植入者聲調(diào)感知問題一直是一個難點，這可能是聽障人群感知聲調(diào)語言不如同齡正常人群的原因之一。那么，在母語為聲調(diào)語言的聽障人群中，F(xiàn)M系統(tǒng)對該人群的聲調(diào)感知是否有改善，在聲調(diào)語言的識別上是否有幫助，均是今后研究的方向。另外，對于雙耳助聽裝置聯(lián)合使用FM系統(tǒng)者，一套FM系統(tǒng)大概要花費數(shù)萬元人民幣，使用雙側(cè)電耦合FM系統(tǒng)者則需要購買兩臺接收器，可能會增加使用者及其家庭在設(shè)備調(diào)試和經(jīng)濟上的負擔。而對于電磁耦合FM系統(tǒng)來說，只要雙側(cè)聽力裝置的言語處理器有T擋，僅使用一個FM系統(tǒng)接收器即能達到雙側(cè)輔助的效果，因此對于雙側(cè)使用FM系統(tǒng)者，電磁耦合FM系統(tǒng)可能更實用，此仍需進一步實驗證明。

1 Helms J，Weichbold V，Baumann U，et al.Analysis of ceiling effects occurring with speech recognition tests in adult cochlear -implanted patients［J］.ORL J Otorhinolaryngol Relat Spec， 2004，66：130.

2 Gifford RH，Shallop JK，Peterson AM.Speech recognition materials and ceiling effects：considerations for cochlear implant programs［J］.Audiol Neurootol，2008，13：193.

3 Moog JS，Geers AE.Epilogue：major findings，conclusions and implications for deaf education［J］.Ear Hear，2003，24：121S.

4 Snow D，Ertmer D.The development of intonation in young children with cochlear implants：a preliminary study of the influence of age at implantation and length of implant experience［J］.Clin Linguist Phon，2009，23：665.

5 Schafer EC，Thibodeau LM.Speech recognition abilities of adults using cochlear implants with FM systems［J］.J Am Acad Audiol，2004，15：678.

6 Spahr AJ，Dorman MF，Loiselle LH.Performance of patients using different cochlear implant systems：effects of input dynamic range［J］.Ear Hear，2007，28：260.

7 Wolfe J，Schafer EC，Heldner B，et al.Evaluation of speech recognition in noise with cochlear implants and dynamic FM［J］.J Am Acad Audiol，2009，20：409.

8 Whitmal NA，Poissant SF.Effects of source-to-listener distance and masking on perception of cochlear implant processed speech in reverberant rooms［J］.J Acoust Soc Am，2009，126：2556.

9 Hazrati O，Loizou PC.The combined effects of reverberation and noise on speech intelligibility by cochlear implant listeners［J］.Int J Audiol，2012，51：437.

10 Duquesnoy AJ，Plomp R.The effect of a hearing aid on the speech-reception threshold of hearing-impaired listeners in quiet and in noise［J］.J Acoust Soc Am，1983，73：2166.

11 Mc Alister PV.The effects of hearing aids on speech discrimination in noise by normal-hearing listeners［J］.J Rehabil Res Dev，1990，27：33.

12 Ricketts TA，Hornsby BW.Distance and reverberation effects on directional benefit［J］.Ear Hear，2003，24：472.

13 Boothroyd A.Hearing aid accessories for adults：The remote FM microphone［J］.Ear and Hearing，2004，25：22.

14 Lewis MS，Crandell CC，Valente M，et al.Speech perception in noise：directional microphones versus frequency modulation（FM）systems［J］.Journal of the American Academy of Audiology，2004，6：426.

15 Schafer EC，Thibodeau L.Speech recognition in noise in children with cochlear implants while listening in bilateral，bimodal，and FM-system arrangements［J］.American Journal of Audiology，2006，15：114.

16 Wolfe J，Schafer EC.Optimizing the benefit of sound processors coupled to personal FM systems［J］.J Am Acad Audiol，2008，19：585.

17 Setha P，Tharapong S.Development of a low cost assistive listening system for hearing-impaired student classroom［J］. The Scientific World Journal，2013，2013：787656.

18 Elizabeth MF，Philippe F.Users＇perspectives on the benefits of FM systems with cochlear implants［J］.International Journal of Audiology，2010，49：44.

19 Thibodeau L.Interfacing FM systems with implantable hearing devices［J］.Seminars in Hearing，2010，31：47.

20 Iglehart F.Speech perception by students with cochlear implants using sound-field systems in classrooms［J］.Am J Audiol，2004，13：62.

21 Crandell C，Holmes A，F(xiàn)lexer C，et al.Effects of soundfield FM amplification on the speech recognition of listeners with cochlear implants［J］.Journal of Educational Audiology，1998，6：21.

22 Anderson K，Goldstein H，Colodzin L，et al.Benefit of S／N enhancing devices to speech perception of children listening in a typical classroom with hearing aids or a cochlear implant［J］.Journal of Educational Audiology，2005，12：14.

23 Boothroyd A，Iglehart F.Experiments with classroom FM amplification［J］.Ear and Hearing，1998，19：202.

24 Davies M，Yellon L，Purdy S.Speech-in-noise perception of children using cochlear implants and FM systems［J］.Aust N Z J Audiol，2001，23：52.

25 Wolfe J，Schafer EC.Effects of input processing and type of personal frequency modulation system on speech-recognition performance of adults with cochlear implants［J］.Ear and Hearing，2013，34：52.

26 Schafer EC.Selecting the optimal FM system for children with cochlear implants［J］.Perspectives on Hearing and Hearing Disorders in Childhood，2008，18：19.

27 Schafer EC，Kleineck M.Improvements in speech recognition performance using cochlear implants and three types of FM systems：a meta-analytic approach［J］.Journal of Educational Audiology，2009，15：4.

28 Valente M，Hosford-Dunn H，Roeser RJ.When hearing aids are not enough［M］.New York：Thieme Medical Publishers，Inc，Audiology：Treatment，2000.581～600.

29 Schafer EC，Romine D，Musgrave E，et al.Electromagnetic versus electrical coupling of personal frequency modulation（FM）receivers to cochlear implant sound processors［J］.J Am Acad Audiol，2013，24：927.

30 Lewis MS，Crandell CC，Valente M，et al.Speech perception in noise：directional microphones versus frequency modulation（FM）systems［J］.J Am Acad Audiol，2004，6：426.

31 Schafer E，Thibodeau L.Speech recognition in noise in children with bilateral cochlear implants while listening in bilateral，bimodal input，and FM-system arrangements［J］.Am J Audiol，2006，15：114.

32 Thibodeau L.Benefits of adaptive FM systems on speech recognition in noise for listeners who use hearing aids.［J］A-merican Journal of Audiology，2010，19：36.

33 Wolfe J，Schafer EC，John A，et al.The effect of front-end processing on cochlear implant performance of children［J］. Otol Neurotol，2011，32：533.

34 Gifford RH，Revit LJ.Speech perception for adult cochlear implant recipients in a realistic background noise：effectiveness of preprocessing strategies and external options for improving speech recognition in noise［J］.J Am Acad Audiol，2010，21：441.

35 Wolfe J.Cochlear implants and remote microphone technology［J］.Seminars in Hearing，2014，3：177.

36 Mulla I，McCracken W.Frequency modulation for preschoolers with hearing loss［J］.Seminars in Hearing，2014，3：206.

（2014-06-26收稿）

（本文編輯 李翠娥）

10.3969／j.issn.1006-7299.2015.04.027

時間：2015-6-17 9：56

R764.5

A

1006-7299（2015）04-0431-04

* 國家自然科學(xué)基金（（No：30973301，No：81271080）、重慶市自然基金資助項目（CSTC2009BB5170）聯(lián)合資助

1 第三軍醫(yī)大學(xué)附屬西南醫(yī)院耳鼻咽喉-頭頸外科（重慶400038）

袁偉（Email：weiyuan175@sina.com）

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http：／／www.cnki.net／kcms／detail／42.1391.R.20150617.0956.023.html