Центр слуховой реабилитации АВРОРА

г. Киев, ул. Демеевская, 14. (Метро Демеевская)

(044) 333-43-10

clinica@aurora.ua

(050) 382-41-95

(098) 120-45-16

Бинауральное слухопротезирование слуховыми аппаратами Oticon с бинауральной обработкой звуков


Бинауральное слухопротезирование слуховыми аппаратами Oticon с бинауральной обработкой звуков

© Е.В. Соколова, PhD (Отоларингология), Ю.К. Соколов, PhD (Физиология человека и животных), 2014.

В предыдущей статье мы сделали обзор общих преимуществ бинаурального слухопротезирования, которые доказаны медициной и достигаются практически с любыми правильно подобранными и настроенными (запрограммированными) заушными и внутриушными слуховыми аппаратами.

В этой статье рассмотрим преимущества новейших цифровых технологий кампании Отикон – аппаратов с бинауральной обработкой звуков.

Обычные слуховые аппараты создают условия для локализации источника звука органом слуха пациента и улучшения понимания речи в тишине и на фоне окружающего шума. 

Слуховые аппараты Отикон с бинауральной обработкой звуков выводят бинауральное слухопротезирование на качественно новый уровень – усиливают естественные возможности слуховой системы человека по распознаванию полезных звуков на фоне окружающего шума.  

Это достигается путем особой «центральной» цифровой обработки преобразованных звуковых сигналов, поступающих в оба слуховых аппарата – наподобие того, как мозг (центральная нервная система) обрабатывает нервные импульсы, поступающие от правого и левого уха. 

Но в отличие от мозга, нет никакого «центрального» компьютера, осуществляющего эту обработку.  Она происходит в обоих слуховых аппаратах, совместно имитирующих мозг.

Рассмотрим подробнее работу этого нового чуда технологии – слуховых аппаратов Отикон с бинауральной обработкой звуков.  При этом нам придется немного глубже «копнуть» технические аспекты этих аппаратов.

Содержание:

o  Пространственный слух в норме
o   Реализация функции Пространственный звук в слуховых аппаратах Отикон
o   Бинауральная обработка звука
o   Бинауральная компрессия
o   Пространственное шумоподавление
o   Расширенный диапазон частот

Бинауральное слухопротезирование имеет преимущества для всех возрастных групп.

Бинауральное слухопротезирование имеет преимущества для всех возрастных групп.

 

Новые технологии Отикон на платформе RISE/RISE2

Слуховые аппараты (СА) нового поколения Oticon, созданные на платформе RISE и ее усовершенствованной модификации RISE2, по сравнению со ставшей уже «традиционной» цифровой технологией, обладают двумя важными свойствами, создающими существенные преимущества при бинауральном слухопротезировании:

1. Высокоточный быстрый алгоритм обработки сигналов DualPath (Двойной путь).

2. Магнитная система беспроводной связи EarStream (Межушной поток)

Высокоточный алгоритм обработки сигналов DualPath.  В отличие от традиционного многоступенчатого последовательного метода обработки цифрового сигнала в слуховые аппараты, алгоритм DualPath сразу после преобразования аналогового электрического сигнала в цифровой «клонирует» цифровой сигнал, т.е. создает два идентичных цифровых образа звука.  Затем он производит анализ и обработку обоих «клонов» цифрового сигнала одновременно двумя независимыми путями. 

При этом необходимые изменения сигнала осуществляются с большей скоростью и точностью, что значительно улучшает качество усиленного звука. 

Этим и создается первый полезный для пациента результат:

Точность воспроизведения и скорость обработки сигнала существенны для повышения качества и эффективности бинаурального слухопротезирования.

Система беспроводной связи EarStream. Это уникальная полностью интегрированная магнитная беспроводная технология связи между аппаратами Отикона.  Она не имеет аналогов в мире по сочетанию скорости, энергетической эффективности и миниатюрности, а также полной безвредности для человека.

EarStream позволяет производить передачу цифровых «клонов» звука в реальном времени по всей частотной полосе между правым и левым слуховыми аппаратами при бинауральном протезировании.

Эта связь объединяет оба слуховые аппараты в бинауральную пару и создает возможность реальной бинауральной обработки цифровых образов звука, приходящего в правый и левый аппараты – аналогично процессам, происходящим в нейронах органа слуха.

При бинауральном слухопротезировании беспроводная технология EarStream обеспечивает координированную работу обоих слуховые аппараты, постоянный обмен информации между ними, бинауральную обработку сигналов – наподобие миниатюрной компьютерной сети.

Эти новейшие технологии слуховые аппараты Отикон реализуют свойство Пространственный (объемный) звук.  Благодаря этому преимущества бинаурального слухопротезирования существенно возрастают – в большей степени восстанавливается утраченный пространственный слух, повышается качество слышимого пациентом звука в слуховые аппараты, повышается помехоустойчивость – способность различать звуки и понимать речь в обстановке окружающего шума.

 

Функция Пространственный звук

Пространственный слух в норме

Когда слух не нарушен, человек обладает сильной способностью локализовать источник звука, т.е. определять его местоположение в пространстве.  Это называется пространственным слухом.  Пространственный слух играет существенную роль в пространственной ориентации человека, позволяет установить место расположения источника звучащего объекта, степень его удаленности и направление его перемещения, увеличивает четкость восприятия.  

Пространственный слух является результатом сложнейшей работы многих уровней нейронов органа слуха по обнаружению и анализу межушных различий звука по времени прихода к правому и левому ушам, по межушной разности фаз звука и межушной разности интенсивности.

Различие во времени попадания звука в левое и в правое ухо и разности фаз является основным фактором локализации для низких частот (<1500 Гц), а различия в интенсивности – для более высоких частот (>1500 Гц).  Анализ межушных различий производится в центральных отделах органа слуха, в результате чего формируется ощущение локализации источника звука.  Причем все эти действия происходят в мозге «автоматически», непроизвольно, не прикладывая осознанных усилий.

При нарушениях слуха происходит не только понижение чувствительности к звукам на уровне улитки органа слуха, но и нарушение слаженной работы нейронов в мозговых структурах, что приводит к нарушению и пространственного слуха.

Нарушение пространственного слуха частично восстанавливается с помощью двух слуховых аппаратов – при бинауральном слухопротезировании, но он остается хуже, чем при нормальном слухе. 

Гораздо более эффективно пространственный слух компенсируется при бинауральном слухопротезировании слуховые аппараты Отикон нового покаления с бинауральной обработкой звука.

Реализация функции Пространственный звук в слуховых аппаратах Отикон

Функция Пространственный звук, реализуемая слуховыми аппаратами Отикон на платформе RISE/RISE2, сохраняет межушные спектральные и временные характеристики окружающего звука, уменьшает маскирующее влияние шума на понимание речи. Составляющие функции Пространственный звук:

• Бинауральная обработка звука.
• Бинауральная компрессия сигнала.
• Пространственное шумоподавление (снижение шума).
• Расширенный диапазон частот.

Рассмотрим их подробнее.

Бинауральная обработка звука

Благодаря скоростной беспроводной связи бинауральная пара слуховые аппараты в реальном времени одновременно анализирует входные сигналы от обоих слуховых аппаратов и координирует его обработку.  В результате этого анализа окружающей звуковой обстановки бинауральная пара синхронизирует и оптимизирует функции усиления, направленности и шумоподавления обоих слуховые аппараты – чтобы получить наилучший результат бинаурального слухопротезирования. 

Система также координирует произвольные изменения настройки, совершаемые пользователем на одном аппарате.  Например, изменение пользователем положения регулятора громкости одного слуховые аппараты автоматически изменяет настройку громкости второго слуховые аппараты.  Другой пример: в случае пользования телефоном с одной стороны, режим работы второго аппарата с другой стороны автоматически изменяется таким образом, чтобы уменьшить усиление окружающих звуков и шума и таким образом лучше понимать то, что говорится по телефону. Это аналогично тому, как нормально слышащий человек, говоря по телефону в шумной обстановке, прикрывает ладонью противоположное уху.

Бинауральная обработка звуков поддерживает естественное соотношение и натуральную контрастность звуков, а также асимметрию звуковой среды у правого и левого уха.

Бинауральная компрессия

Компрессия – это сжатие амплитуды усиленного звука, чтобы она вошла в пределы между повышенным порогом слышимости (из-за снижения слуха) и порогом неприятной громкости (дискомфорта).  Практически, компрессия работает так, что слабые звуки усиливаются больше, чем сильные звуки, приходящие в слуховые аппараты.

Компрессия необходима всем пациентам с сенсоневральным снижением слуха и применяется в разной форме практически во всех цифровых слуховые аппараты (но не в «усилителях звука»!). 

При традиционном бинауральном слухопротезировании компрессия правого и левого аппарата не скоординирована.  При этом слуховые аппараты на стороне головы, обращенной к источнику звука и получающий более сильный звук, усиливает звук меньше, чем аппарат, находящийся на противоположной (теневой) стороне головы и получающий более слабый входной звук.

Таким образом, компрессия (меньшее усиление) на стороне сильного звука и большее усиление слуховые аппараты на теневой стороне головы и слабого входного звука устраняет естественную межушную разницу в силе звука – как раз тот признак, который необходим мозгу для пространственного слуха!  Не удивительно, что это усложняет понимание локализацию источника звука мозгом.

Слуховые аппараты с бинауральной обработкой координируют компрессию на обоих слуховые аппараты и таким образом сохраняют межушную разницу уровня звука – и таким образом восстанавливают пространственный слух.

Бинауральная компрессия – способ усиления звуков бинауральной парой слуховые аппараты, при котором сохраняется межушная разница громкости звука, приходящего со стороны от слушателя.

Cлуховые аппараты Отикон с бинауральной обработкой звука сравнивают входной сигнал двух слуховых аппаратов, выявляют минимальные различия силы входного звука между ними. Благодаря наличию механизма бинауральной комресии слуховые аппараты с высокой точностью регулируют усиление для сохранения межушной разницы по силе звука. 

В результате, слуховая кора мозга получает бинауральную информацию, которая более полно отражает реальную межушную разницы и является основой для точного воспрития звуковой обстановки.

Эффект бинауральной компрессии показан на Рисунке 1.

Рисунок 1. Бинауральная компрессия сохраняет межушную разницу в силе звука, что способствует  улучшению локализации при бинауральном слухопротезировании. Адаптировано, источник  oticon.com

Бинауральная компрессия сохраняет межушную разницу в силе звука, что способствует  улучшению локализации при бинауральном слухопротезировании.

Вход – источник звука находится слева, звук на стороне левого уха громче.

Два СА с традиционной компрессией – звук справа тише; слуховой аппарат справа усиливает его в большей степени, чем слева; большее усиление справа нивелирует естественную межушную разницу силы звука.

Два СА с бинауральной компрессией – слуховые аппараты выявляют межушную разницу силы звука до усиления и сохраняют ее после усиления звука.

 
Пространственное шумоподавление

У нормально слышащих людей существует естественное физиологическое шумоподавление и избирательное слуховое внимание. Пример физиологического шумоподаления – способность концентрироваться на понимании интересующей речи и как бы игнорировать шумовой сигнал при разной силе звуков речи и шума (соотношении речь/шум), значительно отличающихся с обеих сторон (ситуация асимметричного шума).

Ситуации асимметричного шума возникают, например, когда люди разговаривают на оживленной улице или в кафе, или дома, когда включен телевизор, или на кухне работает вытяжка.  

Естественное шумоподавление осуществляется совместной работой сотен тысяч нейронов в стволе и коре головного мозга, получающих нервные импульсы от правого и левого уха.  Это – пример того, что мы слышим не только и не столько ухом, сколько мозгом.

При нарушениии слуха возможности естественного шумоподавления значительно снижаются, что обусловливает снижение понимания речи в ситуациях асимметричного шума. 

При бинауральном слухопротезировании традиционными слуховыми аппаратами уменьшение уровня шума происходит синхронно со снижением усиления речевого сигнала на теневой стороне головы.  Конечно, даже традиционное бинауральное слухопротезирование улучшает понимание речи, но далеко не в той мере, как при нормальном слухе.

Функция пространственного шумоподавления в слуховых аппаратах Отикон с бинауральным взаимодействием имитирует естественное шумоподавление нормального слуха, т.е. имитирует работу мозга.  Функция пространственного шумоподавления иллюстрирована на Рисунке 2.

Рисунок 2. Пространственное шумоподавление в условиях асимметричного шума. (Адаптировано из oticon.com)

Пространственное шумоподавление в условиях асимметричного шума

В ситуациях, когда соотношение речь/шум лучше на стороне одного из ушей (в данном случая на стороне левого уха), бинауральная пара инициирует серию преобразований, направленных  на  усиление речи на стороне более выигрышного сочетания речь/шум и уменьшения усиления на противоположной стороне (в данном случая на стороне правого уха).

 - уровень речи   - уровень шума

Для осуществления функции пространственного шумоподавления бинауральная обработка звука используется для определения уровня шума и других мешающих сигналов (помех) одновременно на входе обоих СА. 

В ситуациях, когда на стороне одного уха соотношение речь/помеха лучше (речь в большей мере сильнее помех), бинауральная пара слуховых аппаратов инициирует серию мгновенных цифровых преобразований обоих сигналов. Результатом является усиление речи на стороне более выигрышного сочетания речь/шум и ослабление шума на противоположной стороне.  А в итоге – дает возможность гораздо лучшего понимания речи на фоне одностороннего шума.

Пространственное шумоподавление помогает слабослышащему человеку эффективно сфокусироваться на восприятии речи в ситауциях асимметричного шума.

Расширенный диапазон частот

До недавнего времени частотный диапазон усиления слуховых аппаратов ограничивался частотами 300 – 5000 Гц.  Слуховые аппараты Отикон на платформе RISE/RISE2 за счет большей скорости цифровой обработки сигналов существенно расширили полосу пропускания высоких частот до 10000 Гц.  Ну и что?  Какие преимущества это имеет для пользователя по сравнению с традиционными слуховыми аппаратами?  Оказывается, их много.

Прежде всего, этот диапазон включил те частоты звуков речи, которые раньше были просто не слышны пользователю СА. Благодаря этому, стало возможным лучшее понимание высокочастотных речевых звуков и речи в целом.

Еще большее преимущество – в улучшении локализации. Как упоминалось выше, различия в интенсивности звука между ушами являются одним из основных факторов точной звуковой локализации звука. Эти различия наиболее существенны на высоких частотах (Рисунок 3). Для частот выше 5000 Гц они могут достигать 20 дБ (100 раз!). 

Качественное усиление в расширенном диапазоне частот позволяет мозгу более эффективно распознавать, выделять и локализовать звуки. Соответственно улучшается способность выделять интересующую речь (собеседника, докладчика) на фоне шума и конкурирующей речи (многоголосье в кафе или на вокзале).  В итоге, намного повышается качество усиленного звука.

Рисунок 3. Полоса пропускания традиционных СА и СА с расширенным диапазоном частот.

Наивысшее качество слухового восприятия при бинауральном протезировании СА с бинауральной обработкой

В эксперименте ученых, опытные пользователи СА (эксперты) сравнили качество восприятия звуков с различными слуховыми аппаратами. Эксперты давали субъективную оценку качеству слухового восприятия в баллах, прослушивая звуковые ситуации в таких четырех условиях:

1. Без СА. 2. С одним СА монаурально. 3. С двумя традиционными СА бинаурально (на оба уха) и 4. С двумя СА Отикон с бинауральной обработкой звука бинаурально.

Слушание в шумной обстановке, особенно на фоне многих голосов – самое трудное со слуховыми аппаратами.  Бинауральное слухопротезирование аппаратами Отикон с бинауральным взаимодействием очень помогает в таких сложных ситуациях.

Для оценки были смоделированы семь типичных повседневных звуковых ситуаций слушания в тишине, общения с несколькими собеседниками в помещении, слушания на улице (SQQ Questionnaire Studies, Oticon 2007):

1. Беседа с одним собеседником в тишине.
2. Групповая беседа:
    a. Локализация собеседника в группе
    b. Восприятие речи собеседника на фоне неречевой помехи
    c. Восприятие речи собеседника на фоне речевой помехи (многих голосов).

3. На улице:
    a. Локализация источника звука
    b. Локализация движущегося автомобиля
    c. Определение расстояния до источника звука (очень важно для безопасности на улице).

Результаты сравнительной оценки звукового восприятия во всех семи ситуациях при четырех условиях слушания представлены на Рисунке 4.

Рисунок 4.  Сравнительная оценка звукового воспрития без СА, при монауральном использовании СА, при бинауральном использовании традиционных СА, при бинауральном использовании СА с бинауральным взаимодействием.

Как наглядно видно из Рисунка 3, результаты эксперимента отчетливо показали наивысшее качество слухового восприятия при бинауральном использовании слуховых аппаратов с бинауральной обработкой. 

Участники эксперимента также сами высказывали необычайную естественность звука, улучшение локализации звука, лучшую разборчивость речи на фоне шума.

Все участники научного эксперимента отметили высочайшее качество и натуральность звука в аппаратах Отикон с бинауральным взаимодействием – даже в таких шумных условиях, которые с их обычными слуховыми аппаратами были очень трудными.

Бинауральное слухопротезирование современными слуховыми аппаратами Отикон в Медицинском центре АВРОРА™

Медицинский центр АВРОРА™ предлагает широкий ассортимент слуховых аппаратов Отикон, в том числе – с бинауральной обработкой звука. 

Бинауральная обработка звука имеется в таких слуховых аппаратах Отикон:

- во всех семействах слуховых аппаратов,  созданных на платформе RISE/RISE2:

Alta2, Nera2, Ria2, Agil, Acto, Intiga, Ino, Chili, Sensei, Safari:

- во всех функционально-технологических классах аппаратов: элитных, передовых, стандартных, базовых,

- во всех категориях назначения – универсальных, дизайнерских, сверхмощных, детских.

Специалисты Медицинского центра АВРОРА™  накопили большой опыт успешного бинаурального слухопротезирования детей и взрослых, в том числе с помощью новейших СА Отикон с бинауральной обработкой звуков.

Воспользуйтесь их опытом для того, чтобы вернуть полноту ощущений звукового мира.  За консультацией обращайтесь в Медицинский центр АВРОРА™:

Запись на прием на сайте и по телефонам.

Наверх

Заказать обратный звонок