听力损失患者佩戴智能眼镜后的效果评价

李炬 李红涛 苑伟 刘欣 孙凯 焦玉勤 梁巍

听力损失是指对声音有不同程度感知障碍和言语分辨障碍的现象，是全球发病最广的感觉器官致残性疾病。目前全球约有4.66亿人患有致残性听力损失，预计到2050年将增至9亿人以上[1]。听力损失不但阻碍儿童的言语和认知发育,影响中青年的学习、就业、婚育、生活和社会融入，也会造成老年人情绪压抑、沟通和认知障碍，成为老年痴呆的独立高危因素[2]。

人类的思维是以语言作为工具的，听力承担了约11%的信息交流[3]。文字作为语言的载体，在重度听障人群中是一种低效的沟通方式。语音识别早在半个世纪前诞生，直到2009年深度学习技术的长足发展，使得语音识别的精度提高[4]，在大多数场景中提供了便利高效的沟通方式。通过智能手机和平板电脑的屏幕显示语言转化的文字，是目前重度听障人士的常用工具[5]。2014年，谷歌公司推出增强现实（augmented reality，AR）智能眼镜，催生了全新的AR技术平台[6]。继电脑、手机后，AR智能眼镜将作为“第3块”屏幕走进人们的生活[7]。听障智能眼镜通过在眼镜框内的远场麦克风阵列能在5米范围内拾音，通过降噪算法将调整后的语音数据发送到云端服务引擎，转为指定语种的文字通过智能手机显示在智能眼镜屏幕上。重度听障人士有人际沟通的刚需，从而成为使用听障智能眼镜的领先者。本研究针对极重度听力损失且配戴助听设备后效果不佳的患者佩戴智能眼镜后进行言语测听，评价其效果。

1.1 研究对象

招募18岁以上具有明确听力障碍诊断结果、智力正常的23名成人志愿者，其中男性8人（35%），女性15人（65%）；
年龄26～52岁，平均34.26±7.55岁；
听力损失(0.5、1、2、4 kHz气导平均听阈)程度为极重度(WHO1997年标准)，左耳平均听阈104.4±7.26 dB HL，右耳平均听阈106.47±6.97 dB HL，助听设备配戴时长为3～46年（平均配戴24±11年）。双耳配戴助听器16人，配戴双模式助听设备（一侧助听器和另一侧人工耳蜗）7人，受试者均有超过1年以上的配戴经验。所选受试者均为感音神经性听力损失且无其它影响听力的全身性疾病。受试者受教育程度分别是研究生及以上4人（17.4%）、本科15人（65.2%）、高中及专科4人（17.4%）。所有受试者均签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 言语测试材料和方法 使 用 汉 语 普 通 话 言语 测 试 软 件（mandarin speech test materials，MSTMs）进行言语感知能力测试[6]。应用句表15张，每张10个句子，50个关键词。安静和噪声环境下言语测试，噪声种类选择白噪声。所用眼镜为北京佳珥医学科技有限公司提供的HARD-200听障智能眼镜。

1.2.2 助听设备 受试者助听器均为个人使用，包含峰力、优利康、瑞声达、奥迪康、斯达克等品牌，人工耳蜗品牌分别是科利尔、美笛乐、领先仿生。

1.2.3 测试条件与方法 言语测试均在中国听力语言康复研究中心标准隔声室进行，本底噪声小于30 dB（A），所有言语测试均在声场进行。安装有MSTMs测试软件的笔记本电脑与Aurical Freefit纯音听力计相连，纯音听力计与扬声器相连。通过纯音听力计的channel A播放言语测试材料。使用MSTMs软件自带的1000 Hz纯音进行言语声级校准，使距离扬声器1 m且与受试者耳部等高位置处校准音强度为60 dB SPL。通过channel 1等高位置处校准音强度为60 dB SPL。通过channel B播放白噪声，将白噪声强度校准为50 dB SPL，信噪比为10 dB。每位受试者进行言语及噪声信号0°入射角由同一扬声器播放在一下4种条件进行言语测试：（1）安静环境下,只配戴助听设备,给声强度为60 dB SPL的语句测试；
（2）噪声环境下，只配戴助听设备，给声强度为60 dB SPL，白噪声强度50 dB SPL，信噪比10 dB的语句测试；
（3）安静环境下，配戴助听设备和智能眼镜，给声强度为60 dB SPL的语句，通过智能眼镜的语音识别，将语句投射到眼镜片上达到视觉弥补听觉不足，即看语句，完成复述或笔答；
（4）噪声环境下，配戴助听设备和智能眼镜，给声强度为60 dB SPL，白噪声强度50 dB SPL，信噪比为10 dB的语句，通过智能眼镜的语音识别，将语句投射到眼镜镜片上达到视觉弥补听觉不足，即看语句，完成复述或笔答。

1.3 统计学方法

使用SPSS 23.0软件进行统计分析，计算不同条件下言语识别正确率，配对t检验和相关性分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2.1 佩戴智能眼镜前后，安静环境下和背景噪声环境下的言语识别率比较

受试者佩戴智能眼镜后，安静和噪声环境下语句识别正确率较佩戴智能眼镜前均有显著提高（P＜0.01），相关系数分别是r=-0.30和r=-0.29，说明两种条件下两者均不相关，佩戴智能眼镜后噪声环境下较安静环境下语句识别正确率也有显著提高（P＜0.05），且两者之间呈现不相关（r=-0.08）；
佩戴智能眼镜前，噪声环境下语句正确识别率较安静环境下也有显著下降（P＜0.05）且两者间有显著的正相关（r=0.88），见表1。

表1 佩戴智能眼镜前后不同环境下言语识别率相关样本配对检验（%）

2.2 不同听觉刺激模式对受试者言语识别率的影响

在23名受试者中，16名受试者配戴双侧助听器，7名受试者配戴助听器+人工耳蜗双模式干预。双侧助听器与助听器+人工耳蜗两种听觉刺激模式在佩戴智能眼镜前安静环境下和噪声环境下的语句正确识别率没有显著差异（P＞0.05）；
在佩戴智能眼镜后安静环境下和噪声环境下的语句正确识别率无显著差异（P＞0.05），见表2。

表2 两种不同听觉刺激模式下佩戴智能眼镜前后不同环境下言语识别率的差异（%）

在口语沟通的情景下，重度听障人士面临的挑战包括背景噪声干扰、看不清对方的表情、缺乏正常人关注,这些因素造成其社会孤立和沟通减少，因此对他们的心理健康和生活质量产生负面影响[8]。有些听障人士虽然配戴助听装置但由于种种原因没有调试到最佳状况，也存在沟通困难的问题。

言语测听是使用言语材料作为声刺激信号检查受试者言语识别能力的听力学测试方法[9]。言语测听可用于评价受试者裸耳言语识别能力及助听器或人工耳蜗等助听设备的配戴效果，还可以辅助对听力损失程度或性质进行诊断，具有重要的临床应用价值[10，11]。语句测试较符合言语沟通的实际情况[11]，与单、双音节词相比，更加接近日常生活交流形式，可用于助听器配戴和人工耳蜗植入后期评估[11，12]。语句中含有较大的冗余度，理解完整句子的意思并不完全依靠听觉因素，言语的综合理解能力也在其中发挥了重要作用。语句测试不仅能够判断受试者听功能状态正常与否，还可以评估其对言语的综合理解及运用能力[13]。

现实生活的聆听环境常存在各种噪声，噪声环境中听不清言语是听障患者常见的主诉，通过噪声下言语测听评估言语感知或分辨理解能力，能更全面直观地了解受试者的听觉言语功能。噪声下言语测听大多是以句子作为测试项，更接近现实生活环境，能直接评估受试者言语识别能力的真实水平[14]。曹永茂等[13]得出对声音的掩蔽多人模糊语声＞言语噪声＞白噪声。噪声下的言语交流是人类基本的生存技能。听障者尤其是感音神经性听力损失者，常存在噪声中言语感知困难。目前常用的干预措施，如人工耳蜗和助听器不能完全解决这一问题。但目前国内噪声下测试的研究相对较少，统一规范的标准化测试材料也较少，需进一步完善[15]。

随着人工耳蜗和助听器装置的改进，患者在安静状态下的言语分辨率可接近100%（天花板效应），而在噪声下的言语理解能力仍受限。因此，治疗效果、技术改进的评估需要使用噪声下的言语评估，新英国人工耳蜗技术评价指南在术前常规使用BKB（bamford-kowal-bench，BKB）语句测试评估成人的助听效果，如果得分≥50%，则认为助听效果好[16]。

隔声室应当让受试者感到舒适，有良好的空气循环和充足的光线，测试环境应尽可能减少分散注意力的视觉信号[14]。智能眼镜正好反其道而行之，利用语音识别技术将语音转化为文字显示在智能眼镜的镜片上，通过视觉补偿的作用达到“看见语言”。考虑到上述语句测试的优势，所以笔者选择语句测试。本研究通过23名受试者配戴助听设备，在佩戴智能眼镜前，安静环境下语句言语识别率32.43%±36.81%，判断受试者助听效果不佳。噪声环境下变得更差达到14.52%±19.83%，两者之间正相关，说明加入噪声后言语识别率更差并有显著性差异。本研究观察到受试者佩戴智能眼镜后较佩戴前，无论在安静环境还是在噪声环境下语句言语识别率有大幅提高，均达到90%以上，有显著性差异，说明由于智能眼镜的介入，受试者对信息的获取与识别发生了显质改变。在智能眼镜的帮助下，在安静环境和噪声环境，受试者助听后语句言语识别率相较没有佩戴智能眼镜时分别提高59%和82%，在噪声环境下语句言语识别率还高于安静环境下的4.6%，两者间有显著性差异，说明由于智能眼镜的介入，受试者对信息的获取与识别更多地依赖由语音转化的视觉信息。越是糟糕的背景环境，这种依赖性越强。国内学者王硕[10]对平均听力损失58 dB HL的受试者进行助听器选配，然后进行语句测试，在噪声环境下语句言语识别率达到66%，相比较而言，本研究通过视觉补偿的效果更好，特别是对极重度听力损失患者。为排除两种听觉刺激模式对语句言语识别率的影响，本研究统计学分析发现，双助听器和双模式在佩戴智能眼镜前后，无论在安静环境还是在噪声环境下语句言语识别率没有显著差异，说明语句言语识别率不会受两种听觉刺激模式的影响。

与传统的助听补偿设备相比，结合现代技术和原创方案开发了一个新的解决方法，其目的是利用数字技术捕捉环境声并应用现有神经网络服务，为用户提供所需的文字信息[5]。与传统的笔记本电脑字幕相比，头戴显示器即智能眼镜可提高听课效率[17]，改善与讲者的视觉接触，还能获得更多的视觉信息。虽然传统的方式有效，但还是有其局限性：第一，使用者的视觉会停留在屏幕、对话者及其他视觉信息上，如教学课程中的幻灯片；
第二，如果教师在教室中移动时，显示字幕的屏幕是固定的，会分散听者注意力；
第三，有些私密的沟通没必要以文字形式显示在屏幕上。智能眼镜使用者不但可以看到眼镜上的字幕，而且可以调整字幕的大小和位置。头戴式显示器即智能眼镜的潜在优势在于减少视觉切换，提高课上的理解能力，更不必担心课上经常走动的教师[18]。

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