Автоматизированная система для тестирования локализации звука у слушателей с нарушениями слуха

В этом исследовании мы стремимся разработать полностью автоматизированную систему для измерения способности локализации звука у пациентов с нарушениями слуха. Хотя некоторые системы включают определённый уровень автоматизации, многие качественные локализационные тесты всё ещё зависят от надзора экзаменаторов и ручных рабочих процессов. Этот протокол обеспечивает сквозную автоматизированную структуру.

Для начала установить звукоизолированную кабину внутренними размерами примерно 3 800 на 2, 200 на 2 100 миллиметров для обеспечения контролируемой свободной среды прослушивания и установить полукруглую стойку для громкоговорителей радиусом 3000 миллиметров внутри стенды. Установите семь громкоговорителей на стойке с интервалом 30 градусов, от минус 90 до плюс 90 градусов азимута. Разместить все громкоговорители на одинаковой высоте примерно 1050 миллиметров, что соответствует уровню головы при сидянии.

Разместите каждую громкоговоритель на равном расстоянии от головы участника. Подключите громкоговорители к многоканальному аудиоинтерфейсу с помощью сбалансированных экранированных XLR-аудиокабелей. Управление презентацией стимулов и сбором данных с помощью персонального компьютера на базе Windows под управлением индивидуального программного обеспечения.

Для калибровки предъявьте широкополосный шумовой стимул, который является корневым квадратом, соответствующий тестовым стимулам каждого громкоговорителя. Разместите высокоточный уровень звука класса 1 с микрофоном свободного поля на штатив на уровне головы примерно 1050 миллиметров в позиции участника. Измерьте эквивалентный непрерывный уровень звука, определённый Z-взвешенным по времени усреднённым уровнем звукового давления от каждого громкоговорителя.

Настройте выходные уровни так, чтобы измеренный эквивалентный непрерывный уровень звука составлял примерно 60 децибел звукового давления во всех динамиках. Подготовьте кресло с регулируемой высотой с подголовником, чтобы стабилизировать положение головы участника во время презентации стимула. Убедитесь, что подголовник обеспечивает тактильную обратную связь, чтобы поддерживать стабильную ориентацию головы вперёд во время презентации стимула.

Теперь посадите участника на специально сделанное кресло так, чтобы голова выровнялась с фронтальным динамиком под углом азимута ноль градусов, что соответствует центральному расположению полукруглого массива. Отрегулируйте подголовник так, чтобы он плотно прилегал к затылочному выступу, и попросите участника сохранять контакт с подголовником на протяжении всего теста. Поставьте сенсорную панель прямо перед участником и дайте инструкции по её использованию для записи ответов.

Введите идентификационный код участника и номер испытания в графический интерфейс пользователя. Выберите статус слухового устройства, выбрав кохлеарный имплант, слуховой аппарат или нет, и начните последовательность знакомства, набрав кнопку знакомства и запуск. Попросите участника смотреть на центральный громкоговоритель на протяжении всей последовательности.

Автоматически и последовательно показывайте слуховые стимулы с каждого громкоговорителя во время последовательности знакомства. Выберите кнопку предварительного тестирования в графическом пользовательском интерфейсе, чтобы активировать режим предварительного тестирования. Инструктуйте участника повернуться к фронтальному громкоговорителю и сохранять ориентацию головы вперёд.

Направьте участника нажать кнопку старт на сенсорной панели, когда он будет готов. При нажатии кнопки запуска предъявите первый тестовый звук с одного из динамиков. После презентации звука переключите дисплей сенсорной панели на карту громкоговорителей и запишите выбор участником предполагаемого источника звука.

Дайте немедленную обратную связь после каждого ответа. Покажите подтверждение для правильных ответов перед переходом к следующему испытанию. Выделите правильное расположение акустической системы на карте на предмет неправильных ответов и трижды воспроизводите звук с этой колонки.

После третьего испытания предварительная проверка автоматически прекращается. После завершения предварительного теста выберите основную кнопку тестирования на графическом интерфейсе, чтобы начать основную тестовую последовательность. Попросите участника нажать кнопку старта на сенсорной панели, чтобы запустить передачу звука с одного из громкоговорител.

После звуковой презентации переключите дисплей на карту громкоговорителей и запишите выбор участником предполагаемого места звука. После каждого ответа на экране отображается следующая кнопка. Автоматически продвигайтесь по заранее определённому числу испытаний и повторяйте последовательность до завершения основного теста.

Пусть система автоматически завершает сессию в конце и генерирует CSV-файл журнала. Записывайте каждое испытание в журнал, включая представленный стимул, направление источника звука и реакцию участника. Проверьте рассчитанные метрики производительности локализации, включая ошибку корня, среднюю абсолютную ошибку и смещение отклика в листе результатов.

В этом исследовании приняли участие 34 человека: 20 взрослых с нормальным слухом и 14 взрослых с односторонней глухотой. Представительный участник с нормальным слухом показал точную локализацию в целом, с ответами, выровненными по диагонали, и одной ошибкой при минус 90 градусах. Представительный участник с глухотой правой стороны продемонстрировал низкую общую точность локализации с смещением ответов в сторону целой левой стороны по азимуту.

Используя подход классификации на основе ICF, большинство участников с односторонней глухотой были классифицированы как проявляющие умеренное и тяжёлое нарушение. Один случай полного нарушения и один случай отсутствия нарушения. В отличие от этого, группа нормального слуха в основном классифицировалась как не имеющая нарушения, за исключением одного участника с лёгким нарушением.

Этот протокол позволяет исследователям измерять эффективность локализации с помощью стандартизированной и автоматизированной системы тестирования. Поддержание постоянного положения головы во время презентации стимула критически важно для точных измерений локализации звука. В будущих исследованиях этот протокол можно применить для сравнения особых слуховых результатов между группами слушателей и клинических вмешательств.