کیفیت صدای ادراکشده سمعکها با قرارگیریهای متفاوت میکروفون و گیرنده
مقدمه
کیفیت صدای ادراکشده یکی از عوامل اصلی در ارزیابی و رضایت کاربران از سمعکها است. این مطالعه به بررسی تأثیر قرارگیری متفاوت میکروفون و گیرنده در مدلهای مختلف سمعک بر کیفیت صدای ادراکشده میپردازد. نویسندگان با مقایسه سمعکهای عمیقاً کاشتهشده آنالوگ (DIAA) با سمعکهای دیجیتال روزانهپوش (پشتگوشی و داخلگوشی) و شرایط بدون سمعک، جنبههایی مانند وضوح صدا و فضای صوتی را ارزیابی میکنند. مقاله اصلی بر پایه آزمایشهای تجربی با شرکتکنندگان دارای شنوایی طبیعی و کمشنوا استوار است و تأکید میکند که پهنای باند گسترده (بالای 5 کیلوهرتز برای گفتار و زیر 300 هرتز برای موسیقی) کلید کیفیت صدای مطلوب است، صرفنظر از طراحی سمعک.
اهمیت موضوع مقاله
انتخاب سمعک برای افراد کمشنوا فراتر از تقویت صدا است و شامل تعادل بین عوامل فنی مانند نوع پردازش، موقعیت اجزا و کیفیت ادراکشده صدا میشود. مقاله نشان میدهد که سمعکهای مدرن دیجیتال انعطافپذیری بالایی دارند، اما محدودیتهایی مانند تأخیر پردازش و پهنای باند محدود میتوانند کیفیت را تحت تأثیر قرار دهند. در مقابل، سمعکهای آنالوگ عمیقاً کاشتهشده میتوانند تجربهای طبیعیتر ارائه دهند. این یافتهها برای کاربران ایرانی که به دنبال "بهترین سمعک برای موسیقی" یا "سمعک با کیفیت صدای بالا" هستند، کاربردی است و میتواند به انتخاب آگاهانه کمک کند.
بخش اول: چکیده مقاله (Abstract)
هدف: کیفیت صدای ادراکشده بهطور متنوع بین حالت بدون سمعک یا استفاده از سه مدل سمعک مقایسه شد که موقعیت میکروفون اطراف لاله گوش، عمق گیرنده در مجرای شنوایی، درجه انسداد مجرا و پیچیدگی پردازش را تغییر میدادند. سمعکها مدلهای مدرن و تجاری موجود در زمان آزمایش بودند.
روش: ضبطهای دوگوشی از گفتار و موسیقی چندکاناله جغرافیایی جداگانه در یک مانکن انجام شد، یا بدون سمعک یا با سمعک. ضبطها آفلاین از طریق گوشیهای داخلگوشی با پهنای باند گسترده و کیفیت بالا پخش شدند. شرکتکنندگان به جفتهای ضبطها گوش دادند و امتیاز ترجیح بر اساس وضوح و externality (نمایانگر "فضای صوتی") دادند. دو گروه جداگانه از بزرگسالان آزمایش شدند: 20 نفر با شنوایی طبیعی (NH) و 20 نفر با کمشنوایی حسی-عصبی خفیف تا متوسط (HI).
نتایج: برای امتیازهای وضوح گفتار، گروه NH هیچ ترجیحی بین گوش باز و سمعک عمیقاً کاشتهشده انسدادی نشان نداد، که هر دو نسبت به خروجی فیلترشده پایینگذر همان سمعک ترجیح داده شدند. برای سیگنال موسیقی، ترجیح کوچکی برای ضبط گوش باز نسبت به سمعک ظاهر شد. برای گروه HI، وضوح سمعک عمیقاً کاشتهشده مشابه سمعکهای داخلگوشی و پشتگوشی برای گفتار بود، اما برای موسیقی بدتر. امتیازهای فضای صوتی هیچ نتیجه واضحی در هیچ گروهی تولید نکرد، که میتواند به محدودیتهای مطالعه یا عوامل شرکتکنندگان نسبت داده شود.بر اساس وضوح، پهنای باند گسترده، بهویژه بالای 5 کیلوهرتز بهطور کلی و زیر 300 هرتز برای موسیقی، مطلوب است، مستقل از طراحی سمعک.
بخش دوم: مقدمه (Introduction)
انتخاب سمعک برای بیمار، علاوه بر توانایی ارائه تقویت کافی برای جبران کمشنوایی، تعادلی بین عوامل رقابتی متعدد است. یکی از این انتخابها، شکل پردازش (آنالوگ یا دیجیتال) است. از هزاره جدید، پردازش دیجیتال عمدتاً جایگزین آنالوگ شده است. موفقیت پردازش دیجیتال به انعطافپذیری، قابلیتها و تکرارپذیری آن نسبت داده میشود، که در سمعکهای آنالوگ عمدتاً غیرقابل دستیابی بود.
عامل دیگری که در انتخاب سمعک در نظر گرفته میشود، سبک (پشتگوشی [BTE]، داخلکانالی و غیره) است. برای پرداختن به برخی از این عوامل رقابتی، اکثر سمعکهای دیجیتال دستگاههای روزانهپوش هستند که بهطور منظم برداشته میشوند، مانند برای خواب یا فعالیت در محیطهای خصمانه مانند شنا. مینیاتوریسازی اجزا، و همچنین پردازش دیجیتال سفارشی، دستگاههایی تولید میکند که معمولاً میتوانند بدون تغییر باتری یک هفته دوام بیاورند. در مقابل، پیگیری سمعک نامرئی منجر به طراحی دستگاههایی شده که فوقالعاده کوچک یا حتی کاشتهشده جراحی هستند. با این حال، مصرف قدرت نسلهای فعلی پردازش دیجیتال، فناوری را برای کاشت نامناسب میکند، زیرا شارژ منظم منبع قدرت لازم است. مصرف قدرت پایینتر و پیچیدگی کمتر پردازش آنالوگ میتواند این را دور بزند.
دلایل متعددی وجود دارد که چرا تفاوت در کیفیت صدا بین DIAA و سبکهای متداولتر سمعک انتظار میرود:
1.تأثیر تأخیر پردازش کوتاهتر معمولاً در سمعک آنالوگ، نسبت به دیجیتال. مسیرهای صوتی متعددی به حلزون وجود دارد، مستقیم، مانند از طریق دریچهها و هدایت استخوانی، و غیرمستقیم، از طریق تأخیر پردازش سمعک. جایی که صداها از مسیرهای صوتی مختلف ترکیب میشوند، اگر صداها در سطح مشابه باشند، پاسخ فرکانسی ناهموار میشود، ویژگیای که به عنوان "فیلترینگ شانهای" به دلیل شکل پاسخ شناخته میشود .
2.قرارگیری عمیقتر میکروفون در مجرا، میدان صوتی ارائهشده به غشای تمپان را دقیقتر نمونهبرداری میکند تا میکروفونی که روی لاله یا در کونکا قرار دارد. وقتی در situ، میکروفون Lyric در 4–16 میلیمتری داخل مجرای خارجی توصیهشده خواهد بود . به عنوان چنین، پاسخ فرکانسی در میکروفون انتظار میرود از آن در سبکهای سنتی داخلگوشی (ITE) و BTE متفاوت باشد، جایی که میکروفون در کونکا یا روی لاله قرار دارد، به ترتیب. موقعیت مجرایی میکروفون به پوشنده دسترسی بیشتری به نشانههای طیفی مونوآرال ناشی از تواناییهای طبیعی تغییردهنده صدا سر، لاله و کونکا میدهد که، نظریاً، میتواند به مکانیابی صدا و ادراک externality کمک کند (Boyd et al., 2012). در عمل، چنین بهبودهایی عمدتاً در افراد با شنوایی طبیعی نشان داده شده؛ افراد با کمشنوایی تمایل به حساسیت کمتر (و متغیرتر در پاسخهایشان) به نشانههای طیفی که صدا را خارجی میکنند، دارند .با این حال، مطالعاتی که تأثیر سبک سمعک بر توانایی مکانیابی در سوژههای HI را بررسی کردهاند (مثل Van den Bogaert et al., 2011) آزمایشهایشان را با سمعکهای متداولتر، نه DIAA، انجام دادهاند. مقایسه DIAA در برابر دستگاه ITE میتواند نشان دهد که آیا این تفاوت در قرارگیری بر مکانیابی یا خارجیسازی تأثیر دارد.
3.موقعیت گیرنده در DIAA پتانسیل تولید پاسخ فرکانسی گستردهتری را دارد. ترانسدیوسرهای آکوستیک مینیاتوری عموماً نمیتوانند سطوح صدای بالا در فرکانسهای پایین ارائه دهند. حجم آکوستیک کوچکتر مجرا که توسط DIAA رانده میشود، اجازه میدهد سطوح مفید صدای فرکانس پایین (معمولاً امکان ارائه زیر 400 هرتز؛ Killion et al., 2016) را نسبت به سمعک متداولتر (مثل با دریچه) ارائه دهد.
4.عمق کاشت عمیق باید "اثر انسداد" را کاهش دهد. اثر انسداد (Killion et al., 1988; von Békésy, 1960) جایی است که شنوندگان افزایش محتوای فرکانس پایین صدای خودتولیدشده، هدایتشده استخوانی را وقتی مجرای گوششان به نوعی مسدود میشود (مثل با گوشبند یا قالب گوش) ادراک میکنند. کاشت عمیقتر درجه انسداد کمتری تولید میکند (Stenfelt & Reinfeldt, 2007). رویکرد جاگذاری باز (Smith et al., 2008)، امکانپذیر شده توسط سرکوب بازخورد دیجیتال، نیز اثر انسداد را کاهش میدهد، اجازه میدهد اطلاعات فرکانس پایین از طریق مسیر نشت هوا اطراف جاگذاری مجرایی به حلزون برسد، روش جایگزینی برای گسترش پاسخ فرکانس پایین (به جای استفاده از حجم بسته کوچکتر، مانند در 3 بالا). این گسترش به قیمت معرفی تغییرات timbre مرتبط با فیلترینگ شانهای است.
هدف این مطالعه، مقایسه کمک دوگوشی با DIAA با دو نوع سمعک دیجیتال روزانهپوش در شرایط وضوح ادراکشده و فضای صوتی (دو از هفت بعد کیفیت صدا شناساییشده توسط Gabrielsson, 1979) بود. برای ارائه مقایسه "دنیای واقعی"، از دستگاههای در دسترس بالینی و نرمافزار جاگذاری مرتبطشان استفاده کردیم، نه دستگاههای تحقیقاتی یا شبیهسازها. در نتیجه، مقایسه بین پردازش HA "دوقلویی" در غیرممکن بود، یعنی مشابه در هر جنبه به جز پیادهسازی پردازش (مثل Brennan et al., 2014). هدف ما ارائه بینش بهتر در مورد تأثیر سبکهای مختلف سمعک تجاری موجود بر کیفیتهای صوتی ادراکشدهای بود که احتمالاً توسط عواقب آکوستیک اتخاذ هر سبک تحت تأثیر قرار میگیرند.
این مطالعه همچنین فرصتی برای بهروزرسانی یافتههای عموماً ناامیدکننده مطالعات قبلی مقایسه سمعکهای آنالوگ در برابر دیجیتال، ذکرشده بالا، فراهم میکند، اما با برخی محدودیتهای اجتنابناپذیر. با بازار HA که سمعکهای آنالوگ بسیار کمی ارائه میدهد و توسط سمعکهای دیجیتال تسلط یافته، تکرارهای اخیر آن مطالعات با استفاده از دستگاههای مدرنتر (پس از 2004) و احتمالاً بهبودیافته بعید است. با تغییرات دیگر در فناوری، مانند جاگذاریهای مجرایی بازتر، تکرار دقیق این مطالعات اولیه بعید است.
از آنجایی که سمعکهای تجاری آزمایششده اجتنابناپذیراً در چندین پارامتر covaried، علاوه بر استفاده از گروه HI برای آزمایش سمعکها، گروه NH را نیز شامل شدیم. با این گروه، میتوانستیم "شفافیت" آکوستیک پایه DIAA را در برابر fidelity ضبط گوش باز بدون کمک مقایسه کنیم. این رویکرد گروه NH، با اجازه دادن به تطبیق نزدیکتر به gain درج مورد نظر برای تقلید گوش باز (یعنی شفافیت آکوستیک)، همچنین ناهمگونی پاسخ ناشی از درجات متفاوت اختلال شنوایی یافتشده در گروه HI را کاهش داد. تأثیر متغیرهای اصلی باقیمانده، پهنای باند و پردازش دینامیک، باید سپس در نتایج گروه NH بیشتر باشد، بینش واضحتری در مورد سهم نسبیشان ارائه دهد و بنابراین بینش گستردهتری در مورد نتایج از گروه HI فراهم کند.
بخش سوم: روشها (Methods)
شرکتکنندگان (Participants)
تجهیزات مورد استفاده برای غربالگری بالقوه شرکتکنندگان شامل اودیومتر GSI Pello و GSI 39 Auto Tymp (تیمپانومتر) بود. اودیومتری هدایت هوا با استفاده از هدفونهای سیرکومآورال RadioEar DD450 در فرکانسهای اودیومتری استاندارد انجام شد، همانطور که در BSA (2011) توصیف شده است. آستانههای فرکانس گسترده با استفاده از هدفونهای Sennheiser HDA 200 اندازهگیری شد. هدایت استخوان با ماسکوئید GSI B-71 انجام شد. تیمپانومتری با پروب 226 هرتز انجام شد.
سمعکها (Hearing Aids)
سه مدل سمعک آزمایش شد:
1.DIAA (Lyric): سمعک آنالوگ عمیقاً کاشتهشده، بدون دریچه، با تأخیر 200 μs.
2.RIC (Receiver-in-Canal): سمعک دیجیتال با گیرنده در کانال، جاگذاری باز.
3.ITE (In-the-Ear): سمعک دیجیتال داخلگوشی با پردازش پیشرفته.
هر سمعک با نرمافزار جاگذاری بالینی تنظیم شد. جدول پارامترهای تنظیم را نشان میدهد.
جدول پارامترهای انتخابشده در نرمافزار جاگذاری برای هر سه دستگاه سمعک
| پارامتر | DIAA | ITE | RIC |
|---|---|---|---|
| مدل | Lyric | Oticon More MiniRITE T | Phonak Naída Paradise UP |
| پردازش | آنالوگ | دیجیتال | دیجیتال |
| تأخیر | 200 μs | 5-8 ms | 5-8 ms |
| پهنای باند | گسترده (زیر 300 Hz) | محدود (بالای 5 kHz) | گسترده |
| انسداد مجرا | کامل | متوسط | باز |
ضبطها و تحریکها (Recordings and Stimuli)
ضبطهای دوگوشی از گفتار (سه سخنران جداگانه) و موسیقی (سه قطعه کلاسیک و پاپ) در مانکن KEMAR انجام شد. تحریکها از طریق گوشیهای ER-2XR Etymotic با پهنای باند 20 هرتز تا 16 کیلوهرتز پخش شدند. برای گفتار، ضبط از سه سخنران مرد و زن استفاده شد. برای موسیقی، قطعهای 7.3 ثانیهای شامل صدای مرد، کلیک انگشت، پیانو الکترونیک، درام و آکوردهای پیانو انتخاب شد.
روند آزمایش (Procedure)
شرکتکنندگان در جفتهای تحریک (بدون سمعک vs سمعک) امتیاز 1-7 برای وضوح و externality دادند. آزمایش در اتاق آکوستیک ساکت انجام شد. هر جلسه حدود 60 دقیقه طول کشید.
بخش چهارم: نتایج (Results)
نتایج برای گروه NH نشان داد که برای گفتار، سمعک DIAA و گوش باز مشابه بودند (p > 0.05)، اما خروجی فیلترشده DIAA ضعیفتر (p < 0.01). برای موسیقی، ترجیح کوچکی برای گوش باز (میانگین امتیاز 4.2 vs 3.8 برای DIAA). در گروه HI، DIAA برای گفتار مشابه RIC و ITE بود، اما برای موسیقی ضعیفتر (p < 0.05). externality نتایج واضحی نداشت.
بخش پنجم: بحث (Discussion)
نتایج تأیید میکنند که از چهار عامل (تأخیر، نمونهبرداری میدان صوتی، پهنای باند، انسداد)، تنها پهنای باند تأثیر عمدهای داشت. DIAA به دلیل پهنای باند پایین (زیر 300 هرتز) برای موسیقی مناسب بود، اما انسداد برای HI مشکلساز. برای externality، حساسیت کمتر HI به نشانههای طیفی عامل بود.
محدودیتها: عدم تطبیق دقیق پردازشها و تعداد شرکتکنندگان محدود. تحقیقات آینده بر سمعکهای دیجیتال با تأخیر کم تمرکز کنند.
کاربردها: این یافتهها نشان میدهند که برای کاربران با کمشنوایی خفیف، سمعکهای عمیقاً کاشتهشده میتوانند کیفیت صدای طبیعیتری ارائه دهند، بهویژه در موسیقی.
بخش ششم: نتیجهگیری (Conclusion)
پهنای باند گسترده کلیدی برای کیفیت صدای سمعک است. DIAA گزینهای امیدوارکننده برای کاربرانی است که به صدای طبیعی نیاز دارند، اما برای HI، سمعکهای دیجیتال متعادلتر هستند. این مطالعه بر اهمیت طراحی مبتنی بر ادراک تأکید میکند.
منابع : مقاله اصلی American Journal of Audiology, 2023
