分类
新闻动态 新闻资讯

张朝英博士:基础听力学概念解析

张朝英,嘉兴益尔电子科技有限公司 / 中国科学院声学研究所嘉兴工程中心 博士;三十多年助听器相关行业从业经验,曾在硅谷与合伙人共同创办高科技助听器公司,在助听器生产、研发、销售和服务等各方面具备丰富的经验。

——————————————————————————————————————

正如我们所知,言语沟通是我们人类社会功能和社会生活的一部分用来分享经验、交换意见和学习知识等。在现代社会生活中,那些缺乏言语交流能力的听障人士若没有外界帮助会遇到很多日常生活的问题,特别是正在试图学习知识进入主流教育环境中有听力障碍的孩子们。为了解决或减轻这些听障人群的困难和问题,目前市场上开发出了各式各样的助听产品设备,而所有这些助听器具的基本功能都是以现代科技手段把原始声源的声音扩大。然而实际情况是这些听力器材的设计是非常不容易的。首先,一个理想的助听设备应该能够有效地补偿各类型的听力损失,并使得之前听不到的正常语音能够被舒服地听到;同时这个理想助听设备也应当能够处理大量在各种不同的复杂听觉环境下对目标语音进行有效地放大。但目前的技术水平还达不到有一两种基本助听设备就能满足以上两项基本设计需求所引申出的各种听力补偿要求,所以就需开发出多种有针对性的产品及设备。FT移频和FM调频就是为了能够满足这两项设计需求的同时而针对两种特别听力问题和需求的解决方案。
在日常生活中,我们大多数人很少去关心或感知我们使用言语进行交流的能力包括言语的产生和言语的接收与理解。因为我们人类正常的言语交流功能及能力极为强大及高效,并且大多在自然潜意识状态中进行而不需主观意识去花精力控制。听力损失现象大部分是随着时间逐渐流逝而在老年时期产生的,也有的是在孩童时代出现但不被人们所察觉。但听力损失的后果却是实实在在长期性的。在日常生活中,我们大多数人很少去关心或感知我们使用言语进行交流的能力包括言语的产生和言语的接收与理解。
因为我们人类正常的言语交流功能及能力极为强大及高效,并且大多在自然潜意识状态中进行而不需主观意识去花精力控制。我们所生活的世界被空气所环绕,而且一天24小时都有各种声音通过空气被传播着。在这片声音的海洋之中,人们彼此利用言语来发送和接收信息。这条信息交换的言语链条十分复杂精密。所以当我们讨论声音和听觉的时候,我们其实是在讨论信息传递过程。这个过程涉及到两个部分:1)携带和发送信息的声音物理过程2)探知、处理以及产生信息的声音生理过程。因此我们可使用两种科学工具来描述听觉损失现象,即关于音强、频率和音域的“Sound physical process(声信号物理过程)”和关于损失种类、在听觉通路上的位置和损失程度的“Sound physiological process(声信号生理过程)”。这个物理工具是用来描述声音撞击耳膜的过程。首先它可以用赫兹来量化,赫兹(Hz)是1秒钟内声波振动耳膜的次数。
同时频率以外还有一个概念是(SPL)声压级,用来测量在声波运动中耳膜承受了多少声音压力的。SPL声压级通常用dB 分贝和dB SPL分贝声压级来表示。 把声波频率与声压级单位一起使用就可以从实际物理声源信号的角度准确的量化我们的听力:通常人耳接受的声音频率范围为20-20000Hz,声音强度为20-135分贝。更深入的探究这些言语声波信号,即使是一个简单的基本语音元素a的声音其实也包含了许多主要为125-8000Hz的频率分量。有了解以上这些物理工具的背景知识之后,我们就可以用它们来分析听力损失现象同时使用另外一个生理工具来描述听力损失的程度了。听力损失一般是在隔音室中测试多达11个不同频率的125-8000Hz的纯音信号。
能引起人耳听觉的最小声音强度是听阈并被量化为分贝,听阈直接反映了听觉感受器的灵敏程度。同时为了简单快速的判断听力损失的程度,我们通常计算并使用纯音测听在500、1000、2000赫兹hz的平均听阈值。举例来说如果一个人左耳的平均听阈值是80dB HL就属于重度听力损失了。让我们再次重申,测量听力损失使用2种工具:按照声音的物理性用频率赫兹Hz和强度分贝dB来描述;按照人们接受感知声音的能力分为传导性听损、感音神经性听损和混合型听损。另外人们还使用图1所示的听力图来记录和总结测听结果。需要说明的是,我们所描述的听力损失大都是永久性和不可逆的,也就是永久性听损。所以对于人生刚刚起步的听损儿童来说,如何帮助他们在人生的重要发展阶段获取必要的言语听说能力,是整个社会都面临的严峻挑战。我们的首要目标就是帮助听损儿童获得与同龄儿童相同的言语听、讲、和理解能力,以使他们能融入正常社会生活。

图 1: 听力检测图示范。图中间列出常见听力损失类别。每个类别可代表: 一个频率、3-频率平均值、或某一频率范围。
为了描述听力损失我们上文提到可以利用两种科学的测量方法,即用音频、音强和不同的生理变化分类来描述并量化听损,并将这些信息汇总在图1所示的听力图里面。那么接下来我们需要解决或改善这些听损问题。得益于现代科技发展,助听器械成为解决听损问题的主要手段,而同时听力学教育和听力康复已成为听损儿童的有效解决方法。但是由于我们人类的听觉及言语交流系统极其复杂,并且至今我们对其认知还存在许多未知与问题。因此很多听损问题还远远达不到以现代科技来解决的程度。所以在现有的科技水平和科学认知上我们可以给自己设立两个用助听器械可能达成的具体目标或是可能解决的2个具体问题:1)能够以近可能小的主观努力来与他人交流2)特别是对于听损儿童可以使他们明白教师在课堂的讲科内容,同时可以正确发音。这两个对于正常听力系统在容易不过实现的功能,到目前为止,我们即使用最新的科技手段也没有能研发出一套能够接近我们正常听力系统(包括外耳、中耳和内耳)并同时解决这两个问题的功能。但是我们可以分别用不同的技术,如利用移频FT和调频FM技术,来分别解决不同的听力损失问题。