在模拟电声刺激中的频率重要性函数

《Ear and Hearing》：Frequency Importance Functions in Simulated Electric Acoustic Stimulation

电声刺激（EAS）中频谱整合受电极接触与听觉区域空间重叠影响，模拟不同空间配置（重叠、交汇、间隙）在 quiet 和 noise 下对语音感知的影响。结果显示空间间隙模式得分最高且频谱利用更均衡，而重叠/交汇模式依赖高频，与双模式听力在噪声中频谱处理模式显著不同。

　　

摘要

目标：

在电声刺激（EAS）中——即在同一只耳朵内同时使用人工耳蜗（CI）和助听器（HA）——有效的言语感知取决于低频声学输入和高频电输入的整合。这种频谱整合受到人工耳蜗电极接触点与功能性听觉区域之间空间重叠的影响。尽管电声刺激应用广泛，但空间重叠对频谱整合和言语感知的具体影响仍不明确。本研究为模拟电声刺激下的听觉情况推导出了频率重要性函数（FIFs），这些函数基于三种空间分布的频率模型（空间重叠、空间交汇和空间间隙），并在安静环境和噪声环境中进行了比较，同时还将这些函数与双模态听觉（一只耳朵使用人工耳蜗，另一只耳朵使用助听器）下的FIFs进行了对比。这些FIFs有助于了解不同频率区域如何影响电声刺激下的言语感知，并为优化频率映射提供依据。与双模态听觉的比较还揭示了这两种听觉技术之间的显著频谱处理差异。

设计：

听觉模拟采用了500 Hz截止频率的低通滤波方法。电听觉模拟则使用了一个六通道正弦波声码器，设置了三组匹配的输入和输出频率范围，分别代表三种不同的插入深度：相对于500 Hz声学截止频率的空间重叠、空间交汇和空间间隙。仅在电信号部分通过将特定频率通道的幅度设置为零来引入频谱孔洞；声学部分保持不变。

结果：

空间间隙模型得到的句子感知分数最高，其次是空间交汇和空间重叠模型。在安静环境和噪声环境中，空间重叠和空间交汇模型中，高频通道的FIF权重最高，且噪声环境下的权重比安静环境更大。相比之下，空间间隙模型在安静和噪声环境下的频率通道权重分布更为均匀。在安静环境中，电声刺激和双模态听觉的FIF形状相似，但在噪声环境中两者存在显著差异。对于空间重叠和空间交汇模型，电声刺激更依赖于高频通道；而空间间隙模型则表现出相反的模式。

结论：

具有空间间隙模型的模拟电声刺激显示了更平衡的频率信息利用方式，表明声学和电信号之间的结合更为有效。相比之下，空间重叠和空间交汇模型更依赖高频信息，表明低频和高频信息的整合利用效果较差。与双模态听觉的比较表明，电声刺激与双模态听觉在噪声环境下的频谱处理差异更为明显。由于本研究采用的是声学模拟，因此在将这些发现推广到实际电声刺激用户时需谨慎解读。