Un sistema automatizzato per il test di localizzazione del suono in ascoltatori con problemi di udito

In questo studio, puntiamo a sviluppare un sistema completamente automatizzato per misurare la capacità di localizzare il suono nei pazienti con deficit uditivo. Sebbene alcuni sistemi includano un certo livello di automazione, molti test di localizzazione sonora si basano ancora sulla supervisione degli esaminatori e sui flussi di lavoro manuali. Questo protocollo fornisce un framework automatizzato end-to-end.

Per cominciare, allestire una cabina insonorizzata con dimensioni interne di circa 3.800 per 2.200 per 2.100 millimetri per fornire un ambiente di ascolto controllato in campo libero, e installare un rack semicircolare per altoparlanti con un raggio di 3.000 millimetri all'interno della cabina. Montare sette altoparlanti sul rack a intervalli di 30 gradi, che spaziano da meno 90 gradi a più 90 gradi di azimut. Posizionare tutti gli altoparlanti alla stessa altezza di circa 1050 millimetri corrispondenti al livello della testa quando si è seduti.

Posiziona ogni altoparlante a una distanza uguale dalla testa del partecipante. Collega gli altoparlanti a un'interfaccia audio multicanale usando cavi audio XLR schermati bilanciati. Controlla la presentazione degli stimoli e l'acquisizione dati utilizzando un personal computer Windows che esegue software sviluppato su misura.

Per la calibrazione, presentare uno stimolo di rumore a banda larga che sia radice significa quadrato abbinato agli stimoli di prova provenienti da ciascun altoparlante. Posizionare un misuratore di livello sonoro di classe uno dotato di microfono a campo libero su un treppiede all'altezza della testa di circa 1050 millimetri nella posizione del partecipante. Misurare il livello sonoro continuo equivalente definito da un tempo ponderato Z e il livello medio di pressione sonora da ciascun altoparlante.

Regola i livelli di uscita in modo che il livello sonoro continuo equivalente misurato sia di circa 60 decibel su tutti gli altoparlanti. Prepara una sedia regolabile in altezza dotata di un poggiatesta per stabilizzare la posizione della testa del partecipante durante la presentazione dello stimolo. Assicurati che il poggiatesta fornisca un feedback tattile per aiutare a mantenere un orientamento costante della testa in avanti durante la presentazione dello stimolo.

Ora fai sedere il partecipante sulla sedia personalizzata in modo che la testa si allinei con l'altoparlante frontale a zero gradi di azimut corrispondente alla posizione centrale della matrice semicircolare. Regolare il poggiatesta per adattarlo saldamente alla protuberanza occipitale e istruire il partecipante a mantenere il contatto con il poggiatesta durante tutto il test. Posiziona un touchpad direttamente davanti al partecipante e fornisci istruzioni sull'uso per registrare le risposte.

Inserisci il codice di identificazione del partecipante e il numero della prova nell'interfaccia grafica utente. Seleziona lo stato del dispositivo acustico scegliendo impianto cocleare, apparecchio acustico o nessun apparecchio acustico, e avvia la sequenza di familiarizzazione selezionando il pulsante di familiarizzazione seguito da inizio. Istruisci il partecipante a mantenere lo sguardo verso l'altoparlante centrale per tutta la sequenza.

Presentare automaticamente e in modo sequenziale gli stimoli uditivi da ciascun altoparlante durante la sequenza di familiarizzazione. Seleziona il pulsante pre-test nell'interfaccia grafica per attivare la modalità pre-test. Istruisci il partecipante a rivolgersi verso l'altoparlante frontale e a mantenere l'orientamento della testa in avanti.

Indica al partecipante di premere il pulsante start sul touchpad quando è pronto. Premendo il pulsante di avvio, presenti il primo suono di prova da uno degli altoparlanti. Dopo la presentazione sonora, cambia il display touchpad su una mappa degli altoparlanti e registra la selezione del partecipante della posizione percepita della sorgente sonora.

Fornisci un feedback immediato dopo ogni risposta. Visualizza un messaggio di conferma per le risposte corrette prima di permettere la progressione verso la prova successiva. Evidenzia la posizione corretta degli altoparlanti sulla mappa per eventuali risposte errate e riproduci il suono tre volte da quell'altoparlante.

Dopo la terza prova, il pre-test viene automaticamente terminato. Dopo aver completato il pre-test, seleziona il pulsante principale di test sull'interfaccia grafica per avviare la sequenza principale di test. Istruisci il partecipante a premere il pulsante start sul touchpad per attivare la presentazione di un suono da uno degli altoparlanti.

Dopo la presentazione del suono, cambia il display touch-pad su una mappa degli altoparlanti e registra la selezione del luogo percepito del suono da parte del partecipante. Dopo ogni risposta, sul schermo viene visualizzato il pulsante successivo. Avanzare automaticamente attraverso il numero predefinito di tentativi e ripetere la sequenza fino al completamento del test principale.

Lascia che il sistema termini automaticamente la sessione alla fine e generi un file di log CSV. Registra ogni prova nel file di registro, includendo lo stimolo presentato, la direzione della fonte sonora e la risposta del partecipante. Verifica le metriche di performance di localizzazione calcolate, inclusi l'errore quadratico delle medie radici, l'errore assoluto medio e il bias di risposta, nel foglio dei risultati.

In questo studio sono stati iscritti in totale 34 partecipanti, con 20 adulti con udito normale e 14 adulti con sordità monolato. Un partecipante rappresentativo con udito normale ha mostrato una localizzazione accurata complessivamente con risposte allineate lungo la diagonale e un errore a meno 90 gradi. Il partecipante rappresentativo con sordità del lato destro ha mostrato una bassa accuratezza complessiva di localizzazione con bias di risposta verso il lato sinistro intatto attraverso l'azimut.

Utilizzando l'approccio di classificazione basato sull'ICF, la maggior parte dei partecipanti con sordità monolato è stata classificata come presentante una menomazione da moderata a grave. Con un caso di completo disomazione e uno di assenza di menomazione. Al contrario, il gruppo con udito normale è stato per lo più classificato come senza compromissione, ad eccezione di un partecipante che ha mostrato un lieve deficit.

Questo protocollo consente ai ricercatori di misurare le prestazioni di localizzazione del suono utilizzando un sistema di test standardizzato e automatizzato. Mantenere una posizione costante della testa durante la presentazione dello stimolo è fondamentale per ottenere misurazioni accurate della localizzazione del suono. Studi futuri potranno applicare questo protocollo per confrontare esiti uditivi speciali tra gruppi di ascoltatori e interventi clinici.