Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Making Sense of Listening: IMAP testbatteri

doi: 10.3791/2139 Published: October 11, 2010
* These authors contributed equally

Summary

Ett test batteri (IMAP) för att utföra en fördjupad bedömning av hörsel-och kognitiva förmågor som bidrar till förmåga att lyssna beskrivs. Det går snabbt att administrera, barnvänlig och fri från språkliga förvirrar. Stimulus generering och protokoll styrs via en mjukvaruplattform (IHR-STAR) för att säkerställa upprepningsbara förfaranden.

Abstract

Förmågan att höra är bara det första steget mot att känslan av de olika uppgifter som ingår i en ljudsignal. Lika viktigt är förmågan att utvinna och använda informationen kodad i auditiva signalen. Vi hänvisar till dessa som förmåga att lyssna (eller ljudbearbetning AP). Brister i dessa färdigheter är förknippade med försenad språk-och läsutveckling, även om arten av de aktuella underskotten och deras orsakssamband med dessa förseningar är omdiskuterad.

När ett barn enligt hälso-och sjukvårdspersonal med normal hörsel och oförklarliga svårigheter att lyssna, eller tillhörande förseningar i språk eller läsutveckling, bör de helst bedömas med en kombination av psykoakustiska (AP) test, lämplig för barn och för användning i en kliniken, tillsammans med kognitiva test för att mäta uppmärksamhet, arbetsminne, IQ och språkkunskaper. En sådan noggrann undersökning måste vara relativt kort och inom tekniska kapacitet av kvalificerad fackman. Aktuella tester för förekomsten av AP underskott tenderar att vara dåligt byggda och otillräckligt validerade inom den normala populationen. De har liten eller ingen hänvisning till att presentera symptom på barnet, och brukar ha med en språklig komponent. Dåliga resultat kan således spegla problem med språket snarare än med AP. För att underlätta bedömningen av barn med lyssnande svårigheter, barn audionomer behöver ett enda, standardiserat barn lämpligt testbatteri som bygger på användning av språket utan stimuli.

Vi presenterar IMAP testbatteriet som utvecklats vid MRC Institute of Hearing Research som komplement till tester som för närvarande används för att undersöka fall av misstänkt AP underskott. IMAP utvärderar en rad relevanta auditiva och kognitiva färdigheter och tar ca en timme att slutföra. Det har varit standardiserade i 1500 normalt hörande barn från hela Storbritannien, i åldrarna 6-11 år. Sedan dess utveckling, har det varit framgångsrikt använts i ett flertal storskaliga studier både i Storbritannien och USA. IMAP ger åtgärder för att skilja ut sensorisk från kognitiv bidrag till hörsel. Det begränsar också blandar ihop på grund av processuella effekter genom att presentera tester i ett barnvänligt spel-format. Stimulus-generationen, är hanteringen av testprotokoll och kontroll av test presentation medieras av IHR-STAR mjukvaruplattform. Detta ger en standardiserad metodik för en rad applikationer och säkerställer reproducerbara rutiner över testare. IHR-STAR ger en flexibel, användarvänlig programmerbara miljö som för närvarande har ytterligare program för hörselscreening, kartläggning cochleaimplantat elektroder, och akademisk forskning eller undervisning.

Protocol

Detta protokoll syftar till att både forskare och kliniker. Den beskriver kortfattat: (i) IMAP (IHR multicenterstudie av auditiva behandling) testbatteri som bygger främst på användningen av icke-verbala AP tester, (ii) information om de faktorer som införts i batteriet för att säkerställa en framgångsrik barn- centrerad tillvägagångssätt, och (iii) en steg-för-steg guide för att beskriva testet förfarande som skall användas med barn i åldern sex år eller äldre.

1. IMAP testbatteri

IMAP-batteriet ger en omfattande auditiva och kognitiva bedömning som kan ges i ungefär en timme. Det omfattar totalt 10 tester: fem AP-tester, baserat på icke-språkliga material, ett tal-i-brus test, en ihållande uppmärksamhet test, utformade för att bedöma uppmärksamhet i både auditiv och visuell villkor och fyra kognitiva uppgifter som utvärderar läsning, verbala korttidsminne, arbetsminne och icke-verbal intelligens (NVIQ). Korta beskrivningar av dessa tester finns i bilaga A.

Under provningen är auditiva stimuli levereras via bekväm, hög kvalitet hörlurar (t.ex. Sennheiser HD25) och barnet reagerar via en färgglad, tre knappar box (Figur 1). IMAP testbatteri presenteras via IHR-STAR (IHR systemet för provning Auditiv svar) plattform test. Denna programvara plattformen består av en svit av program för att generera stimuli, kontrollera ordningen på presentationen av AP och kognitiva test, och se till att testprotokoll efterlevs.
Figur 1
Figur 1. Ett barn testas på IMAP-test-batteri. Är de färgglada knappen rutan, användning av hörlurar genom vilka ljuden presenteras, och det barnvänliga bilder på dator-skärmen Huvuddragen att märka.

Två "spår" presenteras för varje AP-test. Spåren var och omfattar 20 studier, där en rättegång är en sekvens av tre stimuli (inter-stimulus intervallet 400 ms): två identiska "standard" stimuli och en annan, "mål" stimulans. Placeringen av målet stimulans varieras slumpmässigt inom sekvensen och barn krävs för att identifiera de "udda ett ut". Detta kallas för en tre-intervall, tre alternativa forcerad val (3I-3AFC) kuf svar paradigm (Figur 2).

Figur 2
Figur 2. Illustration av en rättegång i ett test av frekvens diskriminering. Det finns tre intervall dvs tre toner. Två toner är samma (1000 Hz) medan det tredje är olika (1500 Hz). Detta är målet.

Standarden ton i IMAP är en 1000 Hz för alla tester. Parametrarna för "mål" tonen beror på AP-test och detaljer ges i tabell 1. Under testa relevanta parametrar för de "mål" varierar beroende på barnets tidigare svar med hjälp av en "adaptiv", trappa metod som är utformad för att konvergera snabbt på en uppskattning av gränsvärde (dvs minsta detekterbara skillnad). Se tabell 1 för en sammanfattning av de olika regler för steg-storlek ändras för AP-tester.

Stimulus och respons Uppgifterna lagras elektroniskt för senare utvinning och analys.

Test Spår regler (steg storlek, trappa) Target frekvens, varaktighet, första presentation nivå Maskering buller typ; centrum frekvens, bredd, nivå, längd
Bakåt maskering
(0 ms mellanrum)
1. 15 dB, 1-ner 1-up
2. 10 dB, 1-ner 1-up
3. 5 dB, 3-ner 1-up
Linjär skala
1000 Hz, 20 ms (10 ms cosinus-ramp);

90 dB SPL
Bandpass, 1000 Hz, 800 Hz, 30 dB / Hz, 300 ms
Bakåt maskering
(50 ms mellanrum)
Som ovan 1000 Hz, 20 ms (10 ms cosinus-ramp)
75 dB SPL
Som ovan
Samtidig maskering (no-hack) Som ovan 1000 Hz, 20 ms (10 ms cosinus-ramp)
95 dB SPL
Som ovan
Samtidig maskering
(Hack)
Som ovan 1000 Hz, 20 ms (10ms cosinus-ramp)
90 dB SPL
Bandstop, 1000 Hz, 1200 Hz (400 Hz spektrala hack), 30 dB / Hz, 300 ms
Frekvens diskriminering 1. 2 δHz, 1-ner 1-up
2. 2 δHz 1-ner 1-up
3. 1.41δHz 3-ner 1-up
Logga skala
S = 1000 Hz
T = 1500 Hz (δ = 50%)
200 ms, 70 dB SPL
Ej tillämpligt
VCV tal-i-brus 1. 10 dB, 1-ner 1-up
2. 5 dB, 1-ner 1-up
3. 3 dB, 3-ner 1-up
T = konsonant i VCV t.ex., AGA
80 dBA
ICRA-5 (hane, en högtalare), 60 dBA

Tabell 1. Stimulus parametrar och adaptiv regler för AP och VCV tester S = standard;. T = mål.

2. Barnvänligt metoden

Särskilda element inom och utom den programvara som används för att förbättra och maximera barnets engagemang i protokollet.

Kommunikation. Det är viktigt att skapa en bra rapport mellan testare och barnet. Detta inkluderar användning ålder lämpligt språk, presenterar testet session som en serie av "spel" snarare än "tester för att utföra", talar direkt till barnet (inte bara till den överordnade) och med hjälp av lämpliga barnvänliga kroppsspråk. En standardiserad dialog har utvecklats för varje prov (se bilaga B), som säkerställer instruktioner är tydliga och åldersanpassade. Testaren måste också kontrollera att barnet till fullo har förstått instruktionerna.

Testmiljö. Testning bör utföras i ett tyst rum utan hörsel eller visuella distraktioner. Detta minimerar maskera effekterna av bakgrundsljud, och undviker blandar ihop på grund av barnets uppmärksamhet dras bort från testerna. Helst ska bara barnet och testaren vara närvarande vid provning.

Bekanta. En familjaritetsutbildning fas ingår i protokollet. Det utförs före testning, och inkluderar presentation av enkla att identifiera suprathreshold stimuli tillsammans omöjlig-att-upptäcka stimuli. Detta säkerställer kuf paradigm och tvingade-val testformat förstås. Testaren kan sedan ytterligare förtydligande om det behövs. Familjaritetsutbildning ytterligare underlättas genom att man börjar varje test med lätt identifierbara mål stimuli så att barnet har en omedelbar känsla av framgång.

Förfaller uppmärksamhet. Ett felaktigt svar i början av spåret på grund av en tillfällig förfaller i uppmärksamheten kan leda till en artificiellt förhöjd tröskel. För att minimera detta är det spår automatiskt överges när ett felaktigt svar inträffar inom de första två försök. Spår kan startas om högst tre gånger innan testning avbryts för just test.

Minimering av tristess. AP spåret löptider är utformade för att vara kort (20 försök) och varje tar mellan 1,5 och 2 minuter. Lyssna och kognitiva tester är interfolierade i provsekvensen att upprätthålla en känsla av nyhet för barnet. Slutligen ger den "tvingade-val"-metoden barnet att arbeta i hans / hennes egen takt.

Engagemang. Testerna presenteras så kul, datorspel att spela. De omfattar barnvänlig grafik som ändras för varje match. Den tecknade djur eller människor karaktärer rör sig dynamiskt med varje stimulus presentation och svar (Figur 3). Barnets uppmärksamhet riktas mot varje tecken och ljud som den gör med hjälp av en "studsande boll". Bollen visar också att barnet när att svara. Auditiv och visuell feedback ges efter varje svar, och det finns en indikator som visar hur långt barnet har gått igenom "spelet".

Figur 3
Figur 3. En skärmdump från IMAP testbatteriet visar olika funktioner i programmets gränssnitt som har utformats för att upprätthålla barnets engagemang.

Motivation och belöningar. Även om de förfarandemässiga aspekterna av test presentation i IMAP-batteriet styrs av IHR-STAR, är det viktigt att testaren att också engagera sig med barnet under hela testningen. Det handlar om att ge positiva motiverande feedback mellan tester för att alstra en känsla av framgång. Tecknad klistermärken och intyg ges efter avslutad testning, och klistermärken kan användas som belöningar under testet om det behövs.

Session Protocol

  1. För studier, är åldersanpassad informationsblad för både barn och förälder skickas ut före testet sessionen.
  2. Testaren välkomnar barnet och föräldern (om det finns) och beskrivs kortfattat vad som ska hända. För att testa i forskningssammanhang, är informerad skriftligt föräldrarnas medgivande erhållas om det inte har erhållits tidigare. Barnets samtycke är också erhållits.
  3. En anonyma deltagare ID-nummer matas in i lämplig ruta på ID-skärmen och det är sedan automatiskt läggs till alla datafiler som samlas in som en del av testsession.
  4. En av 10 möjliga pseudo-randomiserad testsekvenser väljs automatiskt och testning börjar.
  5. Testaren introducerar den första AP-spelet visas för barnet och förklarar testproceduren innan de släpps hörlurarna på barnet och startar förtrogenhet fasen för testet. Denna fas avslutas automatiskt när en förinställd kriterium (t.ex. positiv respons till 4 / 5 försök) är nådd. Barnet går sedan de viktigaste testfasen.
  6. Tester presenteras automatiskt enligt den datorstyrda sekvens. Före varje test, instruerar testaren barnets behov, och ger positiv feedback och ytterligare uppmuntran när och krävs när.
  7. Efter avslutad provsekvensen är barnet belönas med klistermärken och ett certifikat. Om det finns, är moderbolag försedd med en muntlig sammanfattning av deras barns resultat. Dessa jämförs åldersspecifika normer att ta hänsyn till skillnader i utveckling mellan barn. Ytterligare ledning diskuteras på lämpligt sätt.

3. Representativa resultat

Figur 4 ger exempel på goda och dåliga föreställningar för två olika barn. I goda prestanda (till vänster), identifierar barnet konsekvent "udda ett ut" och båda spåren snabbt konvergerar till samma tröskel för intensitetsnivå. Med andra ord, både mellan-och inom-track svaren är mycket konsekvent, med minimal avvikelse. Detta resultat tyder på uppgiften uppmärksamhet har upprätthållits under båda testerna.

Den högra panelen visar svar spår från en yngre barn. Det är tydligt, från den snabba konvergensen att tröskeln på det första spåret, att barnet har förstått uppgiften. Men variationer i on-uppgiften uppmärksamhet är också tydligt i både den första (blå) och andra (röd) spår. I det första spåret, svarar barnet med rimlig konsekvens fram till de sista fyra prövningar där barnet ger en följd av fel, vilket resulterar i ett högre slutligt tröskel än kunde ha förutspått tidigare i spåret. Under det andra spåret, inte barnet för att uppnå prestanda jämförbar med den lägsta detektionsgränsen som observerades i den tidigare delen av den första körningen. Det finns en rad med sex felaktiga svar, vilket leder till en gradvis ökning i presentationen målnivån upp till cirka 40 dB högre än det första spåret. Korrekt svar följer sedan, runt rättegången 13, och barnet fortsätter med ett antal korrekta svar tills banan är klar. Den stora inter-track svar variation i samband med den stora intra-banan skillnad för det andra spåret, föreslår en förfaller i uppmärksamhet snarare än ett problem med AP i sig.

Figur 4
Figur 4. Två representativa grafer som visar prestanda som kan uppnås även när processuella effekter minimeras. Den vänstra panelen är ett exempel på konsekvent tillförlitlig prestanda för både den första (blå) och andra (röd) spår. Den högra panelen ger bevis för avbrott av uppmärksamhet efter att först ha bra prestanda (blå) låt jämfört med andra (röd) spår.

Klicka här för bilaga A.
Klicka här för Bilaga B.

Discussion

God förmåga att lyssna (dvs AP) tros ge en fast grund för den fortsatta utvecklingen av viktiga kognitiva färdigheter såsom tal, språk och läskunnighet 1-3. Ändå har det varit mycket debatt om vilken typ av relevanta förmåga att lyssna, om de verkligen är relevanta, nödvändiga eller tillräckliga för att orsaka svårigheter i språk eller läskunnighet 4. En del av problemet för att förstå rollen av lyssnare i kognitiv utveckling återspeglar det faktum att barn är mycket olika i sin förmåga att utföra beskatta, och ur deras perspektiv, ganska tråkig tester av AP ("psykofysiska uppgifter"). Detta gör det svårt att skilja ut processuella effekter, såsom tristess, från mer grundläggande variationer i hur centrala vägar ljudbearbetning. Som vi har detaljerade i våra protokoll var IMAP testbatteriet noggrant utformad för att minimera blandar ihop till följd av problem i samband med provningen.

I Figur 4 ger vi jämförelser av prestanda för två barn på ett efterblivet maskering uppgift. Eftersom IMAP minimerar processuella blandar ihop, och barn kan inte börja provet tills de visar att de förstår det, kan vi vara säkra på att tillskriva de olika föreställningarna av dessa två barn för att testa specifika faktorer för varje barn. Införandet i IMAP-batteri av parade AP tester 5 och en rad kognitiva tester tillåter ytterligare oss att utforska orsakerna till detta individuell variation. Vi har nyligen avslutat ett brittiskt populationsbaserad studie med hjälp av IMAP 5. Detta visade hur svar variabilitet och prestation på tester knacka kognitiva färdigheter såsom uppmärksamhet, förklarade mest av variationen i prestanda på AP-tester. Den populationsbaserad studie gav oss också standardiserade mått på prestanda. Dessa åtgärder är nödvändiga för att bedöma individuella prestationer i kliniken. De används för närvarande i en studie undersöka ärftlighet av lyssnande färdigheter i enäggstvillingar och tvåäggstvillingar. Den senare studien kommer att tillåta oss att utveckla standardiserade åtgärder lämplig för användning med barn i USA.

Även idag barnfokuserade i design, kan IMAP också användas med vuxna, vilket framgår av Strait et al. 6 som hittade ett viktigt bidrag från kognitiva färdigheter finslipat med musikalisk utbildning till utveckling av kompetens ljudbearbetning.

Disclosures

Inga intressekonflikter deklareras.

Acknowledgments

Den forskning och utveckling som leder till IMAP-test batteri och IHR-STAR har finansierats av Medical Research Council (MRC) och ett stipendium från Oticon Foundation. Tack till Lorna Halliday, Sally Hind och Alison Riley, som gav hjälp i planeringsstadiet av arbetet och Sonja Ratib och team för att testa IMAP testbatteriet under den stora populationsbaserade studier eller auditiva processer. IHR teknisk och supportpersonal som ovärderlig hjälp med projektet - vi särskilt erkänna bidrag Tim Folkard, Victor Chilekwa, Dave Bullock och John Chambers.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
IHR-STAR2 presentation platform
IHR-Runner program for pseudo-random order of presentation of tests
Laptop Processor speed – 2 GigaHz;
RAM – 1 Gigabyte;
Operating system - Windows XP
USB IHR-audio-device to control sound presentation level and spectrum content
Response button box
Headphones Sennheiser HD25-1

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Tallal, P. Fine-grained discrimination deficits in language-learning impaired children are specific neither to the auditory modality nor to speech perception. J Speech, Lang, Hearing Res. 33, 616-621 (1990).
  2. Tallal, P. Improving language and literacy is a matter of time. Nature Reviews: Neuroscience. 5, 721-728 (2004).
  3. Wright, B. A. Deficits in auditory temporal and spectral resolution in language-impaired children. Nature. 387, 176-178 (2008).
  4. Bishop, D. V. M., Carlyon, R. P., Deeks, J. M., Bishop, S. J. Auditory temporal processing impairment: Neither necessary nor sufficient for causing language impairment in children. J Speech, Lang, Hearing Res. 42, 1295-1310 (1999).
  5. Moore, D. R., Ferguson, M. A., Edmondson-Jones, A. M., Ratib, S., Riley, A. The nature of auditory processing disorder in children. (2010).
  6. Strait, D. L., Kraus, N., Parbery-Clark, A., Ashley, R. Musical experience shapes top-down auditory mechanisms: Evidence from masking and auditory attention performance. Hear Res. (2009).
  7. McArthur, G. M. &, Bishop, D. V. M. Frequency discrimination deficits in people with specific language impairment: reliability, validity, and linguistic correlates. J Speech, Lang, Hearing Res. 47, 527-541 (2004).
  8. Ferguson, M. A., Hall, R. L., Riley, A., Moore, D. R. Communication, listening, speech and cognition in children with auditory processing disorder (APD) or specific language impairment (SLI). J Speech, Lang, Hearing Res. Forthcoming Forthcoming.
  9. Wechsler, D. WISC-IV(UK). The Psychological Corporation, Harcourt Brace & Company. London. (2004).
  10. Korkman, M., Kirk, U., Kemp, S. I. NEPSY: A developmental neuropsychological assessment. Psychological Corporation. San Antonio. (1998).
  11. Bishop, D. V. M., North, T., Donlan, C. Nonword repetition as a behaviour marker for inherited language impairment: Evidence from a twin study. J Child Psychol Psyc. 37, 391-403 (1996).
  12. Barry, J. G., Yasin, I., Bishop, D. V. M. Heritable risk factors associated with language impairments. Genes Brain Behav. 6, 66-76 (2007).
  13. Wechsler, D., Chen, H. -Y. Wechsler Abbreviated Scale of Intelligence. The Psychological Corporation. New York. (1999).
  14. Torgesen, J. K., Wagner, R., Rashotte, C. Test of Word Reading Efficiency (TOWRE). Psychological Corporation. New York. (1999).
  15. Bishop, D. V. M. The Children's Communication Checklist-2. 2nd ed., The Psychological Corporation. London. (2003).
  16. Smoski, W. J., Brunt, M. A., Tannahill, J. C. Children's Auditory Processing Performance Scale. The Educational Audiology Association. Tampa FL. (1998).
Making Sense of Listening: IMAP testbatteri
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Barry, J. G., Ferguson, M. A., Moore, D. R. Making Sense of Listening: The IMAP Test Battery. J. Vis. Exp. (44), e2139, doi:10.3791/2139 (2010).More

Barry, J. G., Ferguson, M. A., Moore, D. R. Making Sense of Listening: The IMAP Test Battery. J. Vis. Exp. (44), e2139, doi:10.3791/2139 (2010).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter