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助聽技術(shù)新趨勢

發(fā)布日期:2021-09-10 10:01:40,查看次數(shù):2037



摘要:一文get助聽新技術(shù)


助聽器已經(jīng)走過一百多年的歷程。從戴在身上的模擬電子裝置到如今直接入耳式的藍(lán)牙連接,都飽含設(shè)計師的創(chuàng)意和心血。

電子產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步,聽力設(shè)備市場以及銷售方式的變化推動了助聽領(lǐng)域的創(chuàng)新[1]——使用無線技術(shù)、智能終端應(yīng)用程序(App)、微型數(shù)字組件和可充電電池,不僅能放大人類語音、減少背景噪聲,還能接聽電話、使用在線音樂服務(wù)、跟蹤身體活動和社交互動,甚至可以打開一個藍(lán)牙連接的咖啡壺。

本文將簡要介紹這些正悄然發(fā)生著的助聽新技術(shù)。

1無線連接

藍(lán)牙技術(shù)是無線連接的國際標(biāo)準(zhǔn),處于技術(shù)革新的前沿。藍(lán)牙技術(shù)在助聽器上的成功運用,使得助聽器可以連接到支持藍(lán)牙的智能手機(jī)、平板電腦、車載音響、電腦、電視和遠(yuǎn)程麥克風(fēng),從而實現(xiàn)無損的音頻流傳輸,使用者可直接在耳中聽到聲音。

當(dāng)音樂播放器和電視機(jī)頂盒的聲音通過藍(lán)牙直接送入助聽器,聲音就像來自耳邊,助聽器使用者會聽得更好,在嘈雜環(huán)境中的交談也更容易理解。使用者可以選擇在講話人領(lǐng)口或置于餐廳圓桌中央的遠(yuǎn)程麥克風(fēng),甚至使用智能手機(jī)的麥克風(fēng)作為遠(yuǎn)程麥克風(fēng),將他們想要捕捉的語音直接傳輸?shù)蕉?;例如,在嘈雜的餐廳里,晚餐伙伴可以手持聽障用戶的智能手機(jī)來說話。

藍(lán)牙技術(shù)對助聽器的改變還遠(yuǎn)不止于此,它改善了幾乎在任何環(huán)境中的聽覺方式。例如,使用者可以通過輕觸助聽器來應(yīng)答智能手機(jī)并進(jìn)行免提對話,就像蘋果公司AirPod佩戴者一樣;也可連接個人娛樂裝備以收聽音頻;他們可以通過智能手機(jī)上的App來傳輸音頻、微調(diào)放大參數(shù),在無線連接的新環(huán)境中,此類App是助聽器的控制中心。

具備藍(lán)牙功能的高端助聽器甚至可以通過所謂的物聯(lián)網(wǎng),連接到家中的其他電子設(shè)備。按照設(shè)備對應(yīng)的智能手機(jī)App上的一些簡單說明進(jìn)行編程操作,當(dāng)家庭報警系統(tǒng)關(guān)閉或門鈴響時,就可以在助聽器中收到警報;也可以編程將其設(shè)置成當(dāng)進(jìn)入一個房間時燈自動亮起,或當(dāng)助聽器的電池電量低時手機(jī)會發(fā)信息給家人或護(hù)理員。

2、健康跟蹤與智能可穿戴設(shè)備

由于助聽器全天佩戴14小時左右,并且有些會連接到互聯(lián)網(wǎng),因此,有望作為健康跟蹤工具。這是一個重要優(yōu)勢,因為聽力損失患者的健康風(fēng)險也日漸增加。

某些高端助聽器擁有陀螺儀和加速度計,能夠跟蹤健身信息,就像Apple iWatch手表一樣。雙耳佩戴時,這些設(shè)備有敏銳的位置敏感度,可以判斷佩戴者是否跌倒或何時可能掉落了助聽器。佩戴者跌倒時,與佩戴者手機(jī)相連的助聽器可向護(hù)理員發(fā)送佩戴者位置地圖信息。未來的型號還可監(jiān)測血壓并跟蹤佩戴者的步態(tài),尋找可能表明跌倒風(fēng)險的變化。助聽器連接到智能手機(jī)上的App,全天跟蹤他們的鍛煉和運動,并將數(shù)據(jù)編譯成健康評分,這將有助于鼓勵佩戴者保持身體和頭腦活躍,減少與聽力損失有關(guān)的跌倒、心血管疾病和阿爾茨海默癥的風(fēng)險。

助聽器借用人工智能技術(shù),還具有成為個人助理的潛質(zhì),可逐漸向智能可穿戴設(shè)備演變。與智能手機(jī)App配對時,設(shè)備可以直接將電子郵件和文本在用戶耳邊朗讀,將對話實時轉(zhuǎn)寫到智能手機(jī)屏幕上,并翻譯外文談話。使用者還可以點擊設(shè)備后提問,直接在耳中聽到從搜索引擎得到的答案。

    3、人工智能

人工智能技術(shù)上的突破顯著提高了助聽器使用者在噪聲環(huán)境下的言語識別能力[2]。源于大腦回路的深度學(xué)習(xí)(deep learning)已經(jīng)成功地被用于自動駕駛汽車上,并且打敗了人類最優(yōu)秀的圍棋選手。在言語噪聲環(huán)境下單憑一只麥克風(fēng),深度學(xué)習(xí)便可以將單詞識別率從29%提高到84%,這與正常聽力的個體在相同環(huán)境下的單詞識別率不相上下。雖然由于功率和實時的限制,深度學(xué)習(xí)的算法還沒有應(yīng)用于助聽器中,但卻為解決聽障人群的頭號難題帶來了希望。深度學(xué)習(xí)和其他人工智能技術(shù),如:虛擬現(xiàn)實和現(xiàn)實增強(qiáng)技術(shù),可以提高并豐富聽障人群乃至聽力正常人群的聆聽感受。智能助聽器將提供個性化的、身臨其境般的交互聽覺體驗,如:聲景分析、噪聲防護(hù)和警告、模擬音樂廳中最好的位置,甚至實時的語言翻譯。

4、遠(yuǎn)程編程

聽障人士要驗配一臺助聽器,以往須多次前往助聽器診所,進(jìn)行聽力測試、編程、程序更新和支持。高端助聽器現(xiàn)已提供遠(yuǎn)程編程功能,聽障人士可以選擇在家中或自己最窘迫的聆聽場景,由聽力師通過無線方式遠(yuǎn)程對自己的助聽器參數(shù)進(jìn)行驗配編程;這意味著,驗配編程服務(wù)不再局限于小小診所,可以走到使用者實際的聆聽場景中,獲取用戶最真實、最即時的驗配需求。而直接面向消費者的助聽器驗配連鎖機(jī)構(gòu)都對那些出廠時預(yù)加載了程序的助聽器提供遠(yuǎn)程調(diào)試服務(wù),使用者可以呼叫聽力師,當(dāng)其將設(shè)備放入支持藍(lán)牙的充電盒時,該聽力師可以調(diào)整助聽程序或發(fā)送新功能,或?qū)⒅犉鬟B接到計算機(jī)的特殊USB電纜進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)整。

5、非處方(over-the-counter,OTC)方式銷售的自驗配助聽器和聽覺可穿戴設(shè)備(hearables

2017年美國總統(tǒng)批準(zhǔn)了OTC助聽器法案。美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)將基于此法案設(shè)置OTC品類,允許特定助聽器無需通過聽力學(xué)家或者助聽器驗配師就可在網(wǎng)絡(luò)、藥房和超市這類渠道進(jìn)行銷售。FDA最快明年上半年將正式推出這一品類,并制定相關(guān)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)。OTC方式銷售的助聽器和個人擴(kuò)音產(chǎn)品(personal sound amplification products,PSAP)裝有可以通過智能手機(jī)APP進(jìn)行定制的預(yù)設(shè)程序,使用者可將此類產(chǎn)品連接智能手機(jī)并接受聽力測試。該APP播放不同頻率不同強(qiáng)度的純音,使用者對能聽到的純音做出反應(yīng);APP將根據(jù)測試結(jié)果來設(shè)置助聽程序。使用者還可以針對不同情況(如在餐廳、城市街道上或看電視)自行更改助聽器的設(shè)置。

OTC助聽器旨在為數(shù)以萬計的中輕度聽力損失患者提供一個安全有效的解決方法,這些聽力損失患者本可以受益于助聽器,卻因為高昂的費用或驗配的不便而放棄使用。毋庸置疑的是,OTC助聽器和市面上的耳機(jī)、耳塞和個人放大系統(tǒng)一樣安全可靠。隨著OTC助聽器核心技術(shù)的不斷提高,無論是從麥克風(fēng)、揚聲器,還是數(shù)字信號處理芯片以及降噪算法都已與目前最先進(jìn)的助聽器技術(shù)相差無幾,因此,人們對OTC助聽器質(zhì)量問題的擔(dān)憂也在逐漸降低??茖W(xué)研究在不斷證實著OTC助聽器的有效性,美國印第安納大學(xué)Humes教授2017年發(fā)表的文章[3]采用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炘O(shè)計,盡可能地排除了人為因素的干擾,得出突破傳統(tǒng)觀念但又令人信服的結(jié)論——OTC助聽器的效果與有資質(zhì)的聽力學(xué)家驗配的高端設(shè)備的效果相似。Humes教授說:“如果有聽力損失卻不使用助聽器的那80%的聽障患者中,有一半采用自驗配助聽器,那將是一個不錯的結(jié)果?!?/span>

一些自驗配裝置可幫助聆聽,但不是助聽器,其中包括傳統(tǒng)耳機(jī)廠家的衍生輔聽產(chǎn)品。Bose Headphone就仍采用頸帶式(neckband)無線音樂耳機(jī)的外觀,但嵌入了助聽的算法。Nuheara IQ Buds Boost則完全是耳道式助聽器的模樣,名字中似有“含苞待放”的隱喻。它們除了可以實現(xiàn)高保真音樂的播放,還能實現(xiàn)背景噪音的控制和言語的優(yōu)化。

這類產(chǎn)品都沒有經(jīng)過FDA的批準(zhǔn)程序,最早由英國Nick Hunt參照可穿戴設(shè)備(wearable)而以Hearable命名,常譯為“聽覺可穿戴設(shè)備”,但這兩者都吸引著輕度至中度聽力損失患者,他們還不準(zhǔn)備使用認(rèn)證齊備而價格不菲的助聽器。聽覺可穿戴設(shè)備使用者的平均年齡為55歲,而助聽器使用者的平均年齡則為70多歲。

但誠如助聽器行業(yè)專家正熱烈討論的一樣,有很多重要的問題還亟待解決;如:國家食品藥品監(jiān)督管理局(cFDA)該如何規(guī)劃管理這些OTC設(shè)備,聽力師該怎樣將這些設(shè)備納入他們的服務(wù)體系中;OTC助聽器能否打入現(xiàn)有市場,提高市場滲透率,我們將拭目以待。

助聽行業(yè)正處于場深度變革的前夜,耳機(jī)、智能終端企業(yè)正躍躍欲試地要殺入這片技術(shù)的藍(lán)海。聽力學(xué)家和助聽器公司應(yīng)該主動接受這些變化,因為它代表了新機(jī)遇的到來,這些機(jī)遇才是行業(yè)內(nèi)游戲規(guī)則的改變者,就像當(dāng)年電助聽器和數(shù)字助聽器的誕生一樣。未來十年,我們將看到聽力學(xué)家們所關(guān)注的不僅是聽障人群,甚至還可能是正常聽力人群的交流問題。


參考文獻(xiàn)

[1]Oliver S. Hearing aids are getting smarter[J].The Wall Street Journal,2019.9:15

[2]Wang DL. Deep learning reinvents the hearing Aids[J].IEEESpectr,2017,54:32.

[3]Humes L, Rogers S ,Quigley T, et al. The effects of service-delivery model and purchase price on hearing-aid outcomes in older adults: a randomized double-blind placebo-controlled clinical trial[J].American Journal of Audiology,2017,26:53.





論文來源:《聽力學(xué)及言語疾病雜志》2019年第27卷第6期《助聽技術(shù)新趨勢》

作者簡介:

郗昕

任職于中國人民解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心耳鼻咽喉頭頸外科。

長期從事成人及兒童的聽力康復(fù)工作,曾留學(xué)于國際知名的助聽器研究機(jī)構(gòu)——澳大利亞國家聽覺實驗室(NAL),對助聽器、人工耳蝸的理論與臨床實踐有較深造詣。主編/副主編了多部聽力學(xué)專著及教材,常年為國內(nèi)多家聽力學(xué)院系授課。近十幾年來一直致力于中文普通話、維吾爾語等言語測聽材料的標(biāo)準(zhǔn)化研究,有利地推進(jìn)了我國聽力學(xué)體系的建設(shè)?,F(xiàn)任中國殘疾人康復(fù)協(xié)會聽力語言康復(fù)專委會副主任委員、中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會聽力康復(fù)專委會副主任委員、中國醫(yī)療保健國際交流促進(jìn)會耳內(nèi)科學(xué)分會/人工聽覺分會常委、北京聽力協(xié)會常務(wù)理事、中國研究型醫(yī)院學(xué)會聽覺醫(yī)學(xué)專業(yè)委員會等。

 

曾凡鋼

任職于美國加州大學(xué)爾灣分校聽力研究中心。

是美國加州大學(xué)爾灣分校耳鼻喉-頭頸外科學(xué)研究室主任,聽覺與語音研究室主任,并兼任解剖與神經(jīng)生理學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、認(rèn)知科學(xué)和耳鼻喉四個系的終身教授。多年來致力于研究改良人工電子耳蝸及助聽器,在神經(jīng)康復(fù)、聽覺感知和語音處理的研究領(lǐng)域享有很高的國際聲望,已取得眾多成果。








 
 
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