ĆWICZENIE NR 3
Badanie słuchu w polu swobodnym
Opracowanie: dr inż. Józef Kotus
1. Wprowadzenie
Badania słuchu w polu swobodnym (audiometria wolnego pola) polega na przeprowadzaniu badań audiometrycznych w specjalistycznym pomieszczeniu, w którym niepożądane odbicia od ścian są zredukowane do minimum. Warunki takie występują w przyrodzie w przestrzeni otwartej (stąd pochodzi nazwa pola swobodnego). Sygnały testowe są prezentowane osobie badanej za pomocą głośników, umieszczonych na wprost uszu w odpowiednio dobranej odległości (typowo 1 metr). Istnieje możliwość przeprowadzenia różnych testów audiometrycznych w warunkach pola swobodnego (audiometria tonalna, słowna). W niniejszym ćwiczeniu studenci zapoznają się z procedurą przeprowadzania badań słuchu za pomocą audiometrii słownej (audiometrii mowy).
Z audiometrią mowy związane są zasadniczo dwa rodzaje progów. Pierwszy z nich to próg detekcji mowy (Speech Detection Threshold – SDT, Speech Awarnees Threshold - SAT). Definiowany on jest jako najniższy poziom sygnału, dla którego mowa jest słyszana przez 50 % czasu. Drugim rodzajem progu jest próg rozumienia mowy (Speech Recognition
Threshold, Speech Reception Threshold - SRT) definiowany jako najniższy poziom, przy
którym mowa jest rozumiana lub identyfikowana przez 50 % czasu.
Materiał słowny, który jest prezentowany podczas pomiarów audiometrycznych może być zróżnicowany. Dla przykładu mogą to być logatomy, wyrazy jednosylabowe, dwusylabowe (tzw. spondeje) lub zdania. Rodzaj materiału słownego, a przede wszystkim poziom ciśnienia prezentowanego dźwięku wpływają bezpośrednio na stopień rozumienia.
KATEDRA SYSTEMÓW MULTIMEDIALNYCH
LABORATORIUM:
PERCEPCJA DŹWIĘKÓW I OBRAZÓW
Sygnały testowe można prezentować słuchaczowi na dwa sposoby. Pierwszy polega na odtwarzaniu materiału słownego, natomiast drugi sposób polega na tym, że materiał słowny jest odczytywany na bieżąco przez osobę prowadzącą test. W obu przypadkach materiał fonetyczny powinien zostać zrandomizowany.
Istnieje wiele znormalizowanych procedur prowadzenia testów audiometrii słownej, w których wyznacza się wartości progowe. Ich cechą wspólną jest to, że najpierw dokonuje się zgrubnego wyznaczenia wartości progowej, a następnie wyznacza się wartość progową w sposób dokładny. Ze względu na ograniczoną liczbę punktów pomiarowych, zakres pomiaru można zwiększyć poprzez zastosowanie metody interpolacyjnej.
W odróżnieniu od pomiaru wartości progowej SDT lub SRT, który polegał na wyznaczeniu pojedynczej wartości pomiarowej, wyznaczenie audiogramu mowy polega na określeniu szeregu wartości pomiarowych pozwalających na wykreślenie krzywej będącej wykresem zrozumiałości mowy w funkcji poziomu mowy. Materiał słowny wykorzystywany do pomiarów audiogramów mowy może być taki sam, jak w przypadku materiału wykorzystywanego do wyznaczania wartości progowych. Ważne jest, aby listy słów wykorzystywanych w testach były zrównoważone fonetycznie. Zrównoważenie fonetyczne polega na tym, że częstotliwość pojawiania się poszczególnych fonemów w teście jest proporcjonalna do częstotliwości pojawiania się tych fonemów w mowie potocznej.
W przypadku słuchu normalnego audiogramy mowy mają charakter krzywych rosnących, co związane jest ze wzrostem zrozumiałości mowy wraz ze wzrostem poziomu ekspozycji dźwięku. Jednak w przypadku pewnych uszkodzeń słuchu wzrost poziomu sygnału mowy powoduje spadek poziomu zrozumiałości. Przykładowe audiogramy mowy przedstawiono na rys 1.
Audiometria słowna bez szumu
SPL [dB] 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 20 40 60 80 100 Zro zum iałoś ć [% ] S D T S R T słuch normalny słuch uszkodzony Ymax Ymin
Przy analizie tego zjawiska może być pomocny tzw. indeks zakrzywienia audiogramu, który opisywany jest następującym wzorem:
(1)
gdzie:
RI – indeks zakrzywienia audiogramu, Ymax – maksymalna wartość zrozumiałości,
Ymin – minimalna wartość zrozumiałości dla poziomów dźwięku prezentowanych na poziomie
słyszenia „nie-komfortowego”.
Gdy wartość indeksu zakrzywienia jest większa niż 0,45, oznacza to podejrzenie o uszkodzenie słuchu.
Wyróżnia się dwie formy testów słownych: otwarte (Open-set) i zamknięte
(Closed-set). W pierwszym rodzaju testów słuchacz wypowiada lub zapisuje na formularzu to, co
słyszy. Tak więc, jego odpowiedzi nie są niczym ograniczone. W drugim rodzaju testów słuchacz ma przed sobą ankietę, będącą testem wyboru. Zadaniem słuchacza jest wskazanie słowa, które najbardziej mu przypomina to, co usłyszał. Tak więc, w tym przypadku badany wybiera z ograniczonego zbioru odpowiedzi.
W przygotowanym ćwiczeniu zastosowano metodę testu otwartego. Zadaniem słuchacza jest niezwłoczne powtórzenie (wypowiedzenie na głos) usłyszanego słowa. Osoba przeprowadzająca badanie dokonuje weryfikacji wypowiedzianego słowa z zaprezentowanym, zliczając poprawne i błędne odpowiedzi.
Przy konstruowaniu testów do audiometrii mowy należy uwzględnić liczebność słów w teście, dlatego że od parametru tego uzależniona jest wiarygodność testu. Na rys. 2 przedstawiono wykres odchylenia standardowego w funkcji liczebności słów w teście oraz w funkcji zrozumiałości. max min max ) ( Y Y Y RI
Rys. 2 Odchylenie standardowe w funkcji liczebności słów n w teście oraz w funkcji zrozumiałości mowy
Wykres ten uzyskano za pomocą następującej zależności:
(2)
gdzie:
– odchylenie standardowe,
p – zrozumiałość mowy, n – liczebność słów w teście.
Jak wynika z wykresu, wiarygodność testu maleje (odchylenie standardowe rośnie) wraz ze zmniejszeniem liczby słów wykorzystywanych w teście. Szczególnie niekorzystne jest, gdy liczebność słów testu nie przekracza 10. W toku badania należy zaprezentować 20 słów dla danego poziomu mowy.
2. Wykorzystywany sprzęt
Do przeprowadzenia badań niezbędne są:
- odpowiednio zaadaptowane pomieszczenie,
- audiometr umożliwiający przeprowadzenie badań w wolnym polu z wykorzystaniem nagrań mowy,
- testy słowne (w formie płyty CD),
- szum CCITT oraz miernik poziomu dźwięku (do procesu kalibracji), - odtwarzacz CD (do odtwarzania testów słownych),
- wzmacniacz mocy wraz z zestawem głośników.
n p p(1 ) 100 zrozumiałość [%] [%] n=10 n=20 n=100
3. Przygotowanie
Przed przystąpieniem do przeprowadzania badań audiometrycznych grupa ma obowiązek dokonać kontroli poprawności działania systemu pomiarowego. W tym celu należy:
1. Sprawdzić poprawność podłączenia sprzętu.
2. Sprawdzić dokładnie pozycję słuchacza względem głośników.
3. Dokonać pomiaru poziomu szumu tła akustycznego w pomieszczeniu badawczym.
4. Przeprowadzić kalibrację audiometru za pomocą szumu CCITT.
4. Przebieg ćwiczenia
Przeprowadzić badania audiometrii mowy w polu swobodnym dla obu uszu jednocześnie, sygnał mowy będzie prezentowany z obu głośników. Możliwe jest przeprowadzenie badań dla każdego ucha niezależnie, z wykorzystaniem szumu maskującego drugie ucho. Jednak ze względu na ograniczony czas ćwiczenia zalecane jest wykonanie badań dla obu uszu jednocześnie.
1. Dokonać pomiaru parametru SDT za pomocą listy liczbowej (najniższy poziom, przy którym osoba badana stwierdza że słyszy sygnał mowy, osoba badająca notuje poziom dB HL).
2. Dokonać pomiaru parametru SRT za pomocą listy liczbowej (najniższy poziom, przy którym osoba badana stwierdza że rozumie słyszaną mowę, osoba badająca notuje poziom dB HL).
3. Przeprowadzić badanie słuchu w polu swobodnym począwszy od najniższych poziomów (zadaniem osoby badanej jest powtarzanie usłyszanych słów, osoba badająca sprawdza czy wypowiedziane słowo jest zgodne z zaprezentowanym oraz notuje poprawne i błędne odpowiedzi).
Przykładowy wynik badania audiometrii mowy w polu swobodnym przedstawiono na rysunku 3.
Rys. 3 Przykładowy wykres prezentujący wyniki badań słuchu uzyskane za pomocą audiometrii mowy w warunkach pola swobodnego
5. Zadania do opracowania
1. Przedstawić wyniki w formie tabelarycznej oraz dodatkowo w formie wykresu dla audiometrii słownej.
2. Przedyskutować otrzymane wyniki.
3. Czy istnieje związek pomiędzy wynikami badań uzyskanymi za pomocą audiometrii tonalnej i audiometrii słownej?
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 20 40 60 70 80 90 100 dB HL % C o rr ect NORMAL ROLLOVER COCHLEAR
Szablon sprawozdania:
1. Wynik pomiaru poziomu szumu tła akustycznego.
Poziom szumu tła w pomieszczeniu badawczym wynosił: LAeq,2m = ... dB.
2. Wyniki pomiaru parametru SDT dla poszczególnych osób.
Imię Nazwisko SDT dB HL
3. Wyniki pomiaru parametru SRT dla poszczególnych osób.
Imię Nazwisko SRT dB HL
4. Wyniki pomiaru zrozumiałości mowy w wolnym polu dla poszczególnych osób. Imię Nazwisko Poziom dB HL Liczba słów poprawnych / Liczba słów prez.
