聴覚障害者を対象とした音の位置特定テストの自動化システム

本研究では、聴覚障害患者の音の定位能力を測定する完全自動化システムの開発を目指しています。一部のシステムには一定の自動化が含まれていますが、多くの音響ローカライゼーションテストは依然として試験官の監督や手動ワークフローに依存しています。このプロトコルはエンドツーエンドの自動化フレームワークを提供します。

まず、内部寸法が約3,800×2、200×2,100ミリメートルの防音ブースを設置し、制御された自由場の聴取環境を提供します。そしてブース内に半径3,000ミリメートルの半円形スピーカーラックを設置します。ラックに7つのスピーカーを30度間隔で設置し、方位角はマイナス90度からプラス90度まで広がっています。すべてのスピーカーは、座った時の頭部レベルに相当する約1050ミリメートルの高さに配置してください。

スピーカーは参加者の頭から等しい距離に置きます。スピーカーをバランスシールド付きXLRオーディオケーブルでマルチチャンネルオーディオインターフェースに接続します。Windowsベースのパーソナルコンピュータで、カスタム開発ソフトウェアを実行し、刺激の提示とデータ取得を制御します。

校正のために、各スピーカーからのテスト刺激に対応した平方根の広帯域ノイズ刺激を提示します。クラス1の精密音響レベルメーターを、フリーフィールドマイクを搭載した三脚に、参加者の位置で頭部高さ約1050ミリメートルに設置します。各スピーカーから定義されたZ加重時間平均音圧レベルを測定します。

すべてのスピーカーで測定される等価連続音圧レベルが約60デシベルになるように出力レベルを調整します。刺激提示時に参加者の頭部位置を安定させるために、ヘッドレスト付きの高さ調整可能な椅子を用意します。ヘッドレストが触覚フィードバックを提供し、刺激提示時に頭を一貫して前向きに保つようにしましょう。

次に、参加者を特注の椅子に座らせ、頭部が半円形アレイの中心位置に対応する0度方位角で前面スピーカーと合わせるようにします。ヘッドレストを後頭突出部にしっかりフィットするように調整し、テスト中ずっとヘッドレストに接触を保つよう指示します。参加者の目の前にタッチパッドを置き、その使い方を教えて回答を記録します。

参加者識別コードと試験番号をグラフィカルユーザーインターフェースに入力します。人工内耳、補聴器、補聴器の有無を選択して補聴器の状態を選択し、慣れボタンを選択して「開始」を選んで慣れ込みシーケンスを開始します。参加者に、シーケンス中ずっと中央のスピーカーを見つめ続けるよう指示します。

慣れ親しんだ過程で、各スピーカーから自動的かつ順次に聴覚刺激を提示します。グラフィカルユーザーインターフェースの事前テストボタンを選択してプレテストモードを起動します。参加者に前面スピーカーに向き、前方の頭を向くよう指示します。

準備ができたら、タッチパッドのスタートボタンを押すよう指示します。スタートボタンを押すと、スピーカーから最初のテスト音を再生します。音声プレゼンテーションの後、タッチパッドのディスプレイをスピーカーマップに切り替え、参加者が認識した音源の位置を選択した様子を記録します。

返信ごとに即時のフィードバックを提供しましょう。次の試練に進む前に、正しい回答の確認メッセージを表示してください。誤った応答がある場合は地図上で正しいスピーカーの位置をハイライトし、そのスピーカーから音を3回再生してください。

3回目の試験終了後、事前試験は自動的に終了します。事前テスト終了後、グラフィカルユーザーインターフェースのメインテストボタンを選択してメインテストシーケンスを開始します。参加者にタッチパッドのスタートボタンを押すよう指示し、スピーカーから音を再生させます。

音声表示の後、タッチパッドのディスプレイをスピーカーマップに切り替え、参加者が認識する音の位置を選択した様子を記録します。各回答の後、画面に次のボタンが表示されます。あらかじめ定められた試行回数を自動的に進め、主試行が完了するまで試行の連続を繰り返します。

システムがセッション終了時に自動的に終了し、CSVログファイルを生成させてください。各試行をログファイルに記録し、提示された刺激、音源の方向、参加者の反応を含めます。結果シートで計算されたローカライゼーション性能指標(平均二乗誤差、平均絶対誤差、応答バイアスなど)を確認してください。

本研究には合計34名の参加者が登録され、そのうち20名の成人が正常な聴力を持ち、14名が片側難聴の成人でした。正常な聴力を持つ代表参加者は、全体的に正確な位置定位を示し、回答は斜めに一致し、誤差はマイナス90度に1回ありました。右側難聴の代表参加者は全体的な定位精度が低く、反応は方位角で完全な左側に偏りました。

ICFに基づく分類法を用いると、片側難聴の参加者の多くは中等度から重度の障害を示すと分類されました。完全な障害が1例、全障害が1例ありません。対照的に、正常な聴力群はほとんど障害がないと分類され、軽度の障害を示した参加者が1名ありました。

このプロトコルにより、研究者は標準化された自動テストシステムを使って音声定位性能を測定できます。刺激提示時に一定の頭部位置を維持することは、正確な音の位置測定を得るために非常に重要です。今後の研究では、このプロトコルを用いて、聴衆グループや臨床介入による特別な聴覚アウトカムを比較することができます。