劉媛媛 戴瑞邦 楊欣怡 編譯

助聽器的非線性頻率壓縮（non-linear frequency compression，NLFC）技術通過壓縮高頻聲學信號，并移到較低頻率區(qū)域，可幫助無法通過傳統(tǒng)助聽器放大技術獲得足夠補償?shù)母哳l聽力損失患者獲得并提高言語信號的高頻可聽度[1，2]。NLFC可幫助高頻聽力損失患者通過助聽器獲得并分辨高頻言語聲，如/f/、/s/、/sh/等對兒童言語識別和語言習得有重要意義的摩擦音[3]。

多項研究表明，經真耳驗證并調試合適的NLFC助聽器可改善聽力損失兒童的言語識別[1～6]，但頻率壓縮強度過高（如高壓縮比和低截止頻率）可使言語信號失真，導致言語識別下降[7]。

鑒于NLFC在使用中存在不足，繼而開發(fā)出自適應非線性頻率壓縮技術，也稱NLFC-2。與NLFC不同的是，NLFC-2采用非靜態(tài)算法，可根據(jù)輸入聲的能量分布進行自適應調整；該技術引入第2個截止頻率，可更好地“保護”低頻聲，如元音、濁輔音。在NLFC-2的處理架構中，當輸入聲頻率低于較低的截止頻率時不啟動頻率壓縮；高于較高的截止頻率時啟動頻率壓縮；而介于兩個截止頻率之間時，則根據(jù)瞬間的能量分布進行自適應處理。即輸入聲在此頻率段內，助聽器通過自適應，瞬時決定是否激活頻率壓縮。

如果NLFC-2的上限截止頻率設置合適，其下限截止頻率可設置到低于1500 Hz，突破了原有NLFC的技術限制。采用自適應算法，只有在輸入聲的中高頻成分顯著高于低頻成分時，才對中高頻進行壓縮，進而減輕對元音共振峰關系的不利影響。使用更低的截止頻率和壓縮比，可減少中高頻音素和環(huán)境聲音的頻譜形狀改變。

本研究以NLFC-1表示非線性頻率壓縮技術，并以NLFC-2表示自適應非線性頻率壓縮技術，通過觀察和比較兒童在使用兩種NLFC時的助聽效果和獲益情況，旨在探討自適應NLFC應用于兒童的有效性。

1 材料與方法

1.1 研究對象

選取14例低頻輕度到中度、而高頻重度到極重度的聽力損失兒童。年齡6～17歲，平均11歲6個月。納入標準：配戴助聽器并使用NLFC-1；母語為英語；與年齡相關的常模相比，其接受性和表達性口語能力均在兩個標準差內；可配合完成音素察覺的封閉式言語識別問卷測試。排除標準：患聽神經譜系障礙、蝸后病變、認知/神經障礙和讀寫障礙的聽力損失兒童。

1.2 助聽器驗配流程

為所有受試兒童雙耳選配相同品牌和型號的耳背式助聽器，且該助聽器具有多種非線性頻率壓縮算法。助聽器增益放大采用DSL v5處方公式，在關閉NLFC的情況下，通過真耳分析（REM）中的真耳耦合腔差值（RECD）測試進行效果驗證和精細調試。在進行真耳分析前，將所有受試兒童的助聽器開啟反饋消除功能，并進行聲反饋校準和評估測試。分別采用聲強為55、65、75 dB SPL的輸入聲進行RECD測試，并使助聽器輸出與目標曲線相匹配（差值≤±2 dB）。

1.3 研究設計

本研究分為3個階段，分別持續(xù)4～6周的時間。受試兒童在不同測試階段共使用3種類型的NLFC，分別是NLFC-1、NLFC-2A和NLFC-2B。鑒于所有受試兒童均為有佩戴經驗的NLFC-1用戶，因此，將助聽器使用NLFC-1的階段作為完全適應期；并根據(jù)使用NLFC-2的聽覺表現(xiàn)測量分為起始期和完成期（4～6周）。

1.3.1 NLFC-1階段 將所有受試兒童的初始NLFC-1設置為與其參與研究前的已有助聽器一致。本研究采用Glista等[2]發(fā)布的驗證和調節(jié)協(xié)議對初始NLFC-1進行設置，并通過真耳分析確保初始NLFC-1設置，在65 dB SPL時，女性/s/音是可聽的（即壓縮信號在目標頻率匹配或超過DSL v5.0目標值）。如果/s/音不可聽，則對NLFC-1的壓縮強度進行調整。

本研究采用兩種NLFC-2設置（即NLFC-2A和NLFC-2B），并將其使用效果與NLFC-1進行對比。

1.3.2 NLFC-2A階段 NLFC-2A的設置依據(jù)是參考每位受試兒童的聽力曲線，激活NLFC-2后的最高輸出頻率由受試兒童的聽閾和NLFC關閉時助聽器最大聲輸出的交叉點決定。 此外，將80 dB SPL言語聲與聽閾的交叉點用于確定上限截止頻率。以確保每位參與兒童均通過NLFC-2處理方式，盡可能獲得最寬頻的言語范圍。

1.3.3 NLFC-2B階段 NLFC-2B的設置介于NLFC-1和NLFC-2A之間。將每位受試兒童的NLFC-2B最高輸出頻率與NLFC-1設置保持一致。相較于NLFC-2A的下限截止頻率設置更高（壓縮比更強），而上限截止頻率設置更低，因此更接近NLFC-1的可聽頻寬。此設置使壓縮音質更接近參與兒童所慣用的NLFC-1技術，以調查受試兒童更偏好使用哪種NLFC。

1.4 結果測試

對本研究不同階段的受試兒童，分別采用西安大略大學（the university of western ontario，UWO）復數(shù)測試[1]、輔-核-輔（the consonant-nucleusconsonant，CNC）單音節(jié)詞識別測試[8]和峰力音素感知測試（phonak phoneme perception test，PPT）[9]評估安靜環(huán)境下的言語識別率。

2 結果

2.1 UWO復數(shù)測試結果

本研究選擇5個時間點對受試兒童進行UWO復數(shù)測試，并記錄正確率，結果顯示采用NLFC-2B設置的正確率（在驗配4～6周后）高于NLFC-1（P＜0.05），見圖1。

2.2 CNC單音節(jié)詞識別測試結果

本研究在給聲強度為50 dB（A）與60 dB（A）的條件下，分別選擇5個時間點對受試兒童進行的CNC單音節(jié)詞識別測試并記錄識別率。結果顯示給聲強度為50 dB（A）（圖2）和60 dB（A）（圖3）時，NLFC-2A（4～6周）以及NLFC-2B（4～6周）的識別率均顯著高于NLFC-1（P＜0.01）。

2.3 PPT覺察閾測試結果

圖1 不同情況下的UWO復數(shù)測試正確率

圖2 聲強為50 dB （A）時的CNC單音節(jié)詞平均識別率

圖3 聲強為60 dB（A）時的CNC單音節(jié)詞平均識別率

本研究部分受試兒童使用NLFC-2B的PPT察覺閾值較NLFC-1及NLFC-2A平均低4 dB SPL，但不同NLFC設置條件下的PPT覺察閾無顯著性差異（P＞0.05）。

2.4 PPT識別閾測試結果

本研究采用4種刺激聲進行PPT識別閾測試，結果顯示大部分受試兒童使用NLFC-2B設置4～6周后，其不同刺激聲測試的音素識別閾均降低（更好），但不同NLFC設置條件下的PPT識別閾無顯著性差異（P＞0.05），見圖4。

圖4 不同測試階段的PPT因素識別閾

3 討論

本研究結果顯示與聽力損失兒童已有助聽器的NLFC相比，使用自適應NLFC不僅未對言語識別造成不良影響，并可改善高頻言語聲的察覺和識別。雖然并非所有測試結果都存在統(tǒng)計學差異，但NLFC-2B作為NLFC-2的中間版本，仍呈現(xiàn)出優(yōu)于NLFC-1的趨勢。討論其主要原因是NLFC-2采用自適應功能，并引入第二個截止頻率，較NLFC-1提供的截止頻率更低。

本研究的實驗設計存在不足，主要為：①缺乏噪聲下的評估。雖然NLFC-2可改善安靜環(huán)境下的言語識別率，尚不知在噪聲環(huán)境下是否仍具優(yōu)勢；②本研究所用的自適應NLFC設置基于兒童已有助聽器的NLFC。如果NLFC-2參數(shù)可通過客觀（如真耳分析）與主觀測試進行優(yōu)化，則可更好地觀察獲益情況。此外，本研究中NLFC-2的適應和使用期僅為4～6周，相較于NLFC-1設置，其優(yōu)勢可能因使用時間短而被低估；③缺乏與未使用NLFC的配戴情況進行比較。與本組研究對象聽力損失相似的已有研究結果顯示，受試兒童使用NLFC與未使用NLFC有相似的表現(xiàn)，但多數(shù)兒童使用NLFC的表現(xiàn)更好[2]。本研究未對是否使用自適應NLFC的情況進行直接比較，因此難以明確自適應NLFC是否較傳統(tǒng)NLFC更具優(yōu)勢。

本研究通過對比兒童使用非線性頻率壓縮（NLFC）和自適應NLFC助聽器的可聽度及言語識別，以探討自適應NLFC技術應用于聽力損失兒童的有效性。結果顯示與NLFC相比，使用自適應NLFC可有效改善高頻言語聲和CNC單音節(jié)詞識別，而不影響言語識別。此外，長期使用NLFC的助聽用戶更換為自適應NLFC助聽器的適應性較好，且適應期較短。

（本文編譯自：Wolfe J，Duke M，Schafer EC，et al.Preliminary evaluation of a novel non-linear frequency compression scheme for use in children[J].International Journal of Audiology，2017，56（12）：976-988.）