智能手机家庭环境下基于阈值的分级反应括弧法与强化自适应分类响度量表法的重测信度及初步验证

《Trends in Hearing》:Test–Retest Reliability and Preliminary Validation of Smartphone-Based Threshold and Categorical loudness Measures in Home Settings

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月29日 来源:Trends in Hearing 3

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  在家庭环境下进行可靠的听力评估可提升可及性并减少对临床内测试的依赖。为使家庭化流程具备可行性,此类程序须在较短测量时间内提供准确结果,并对环境噪声与受试者注意力波动等因素保持稳健。在这项样本量有限的概念验证研究中,研究人员评估了两种远程智能手机测试流程——用于

  
在家庭环境下进行可靠的听力评估可提升可及性并减少对临床内测试的依赖。为使家庭化流程具备可行性,此类程序须在较短测量时间内提供准确结果,并对环境噪声与受试者注意力波动等因素保持稳健。在这项样本量有限的概念验证研究中,研究人员评估了两种远程智能手机测试流程——用于纯音阈值估计的分级反应括弧法(GRaBr)与用于响度增长评估的强化自适应分类响度量表法(rACALOS),并将结果与实验室标准参考流程对照。15名正常听力青年在家庭和实验室分别完成测试,家庭测量在一周内重复以评估重测信度,同时记录家庭环境噪声。家庭GRaBr组内相关系数(ICC)超0.75,重测信度良好;家庭rACALOS各响度类别跨次偏倚低于5 dB,但部分响度类别平均四分位距达18.4 dB。远程GRaBr与实验室测听偏差为0.4±7.1 dB(无显著性),250 Hz与4 kHz存在约±5 dB频率特异性偏倚,均方根误差(RMSE)跨频4.6–8.0 dB;相较实验室ACALOS,远程rACALOS总体偏倚3.38±11.8 dB,测试环境无显著总体效应。结果表明在低环境噪声适宜条件下,智能手机纯音测听与响度量表评估于正常听力青年中可获得准确可靠的家庭测量结果。
研究背景方面,纯音测听作为基于阈值的听力检测手段广泛用于听力损失筛查与助听器验配,其移动化与远程化备受关注;而超阈值分类响度量表(categorical loudness scaling, CLS)因依赖电平差而非绝对电平,对设备校准偏移具内在鲁棒性,却较少在移动场景被验证。既往单区间上下调(SIUD)法在注意力分散下效率受限,常规ACALOS在近阈值响度判断变异性大且阈值估计不准。为此研究人员提出GRaBr与rACALOS,并在无消声室监督的家庭环境中检验其与实验室参考流程的一致性与重测信度。该研究由德国奥尔登堡大学团队完成,被试为15名20–35岁正常听力青年(4男11女,PTA-4≤20 dB HL且双耳对称),论文发表于《Trends in Hearing》。
关键方法上,研究人员采用同一套预校准智能手机(OnePlus Android)与森海塞尔HD650头戴耳机,通过B&K人工耳与麦克风系统以80 dB SPL为目标校准;家庭测试于一周内两天各一次(测试与重测),每次约30分钟,覆盖250 Hz、1 kHz、4 kHz三频单耳测试(250 Hz与4 kHz左耳,1 kHz右耳),环境噪声用Decibel X App加Voltcraft SL-100声级计校准(偏移13.7 dB),超45 dBA即暂停;阈值法并行采用SIUD与GRaBr(双区间三选一响应,GRaBr自适应调节cue与probe电平差及步长,取上下轨L50均值),响度法并行采用ACALOS与rACALOS(11点语言标签,rACALOS在Phase III增10次近阈值5 dB步进试次以强化听阈电平HTL估计);实验室参考为消声室内SIUD测听与ACALOS响度增长拟合(BTUX法)。信度用ICC(2,k)与跨次偏倚(MSD)/内次IQR,效度用Spearman相关、偏倚与RMSE。
研究结果如下。噪声水平测量:家庭中位噪声36.0 dBA,略高于消声室约0.5 dB,所有记录低于45 dBA上限,IQR 1.2 dB,证明农村/郊区居家环境可达适宜静音条件。家庭测试重测信度:GRaBr在250、1000、4000 Hz的ICC为0.77、0.88、0.83,均>0.75,优于SIUD(0.59–0.77);rACALOS与ACALOS跨次MSD各频<5 dB,低CU处IQR可达7.7–10 dB以上但整体可控,rACALOS在Phase III加入后同CU下电平比ACALOS低1.9 dB(线性混合模型主效应显著)。GRaBr家庭效度:对实验室SIUD偏倚0.4±7.1 dB,250 Hz与4 kHz存在±5 dB频偏,RMSE 4.6–8.0 dB,环境主效应不显著但环境×频率交互显著。rACALOS家庭效度:对实验室ACALOS总体偏倚3.38±11.8 dB,CU≥35相关0.57–0.62,近阈值相关偏低,环境主效应不显著(p=0.87)。HTL估计精度:以2.5 CU反推CLS阈值,rACALOS对GRaBr的Spearman R=0.71、RMSE=6.9 dB、偏倚0.04 dB,优于原ACALOS(R=0.38–0.44,RMSE 9.0–9.4 dB),证明阈值强化阶段降低近阈值不确定度。
讨论部分指出,家庭中位噪声36.0 dBA满足ANSI S3.1与Margolis等头戴耳机容许范围;GRaBr重测ICC>0.75且变异性低于SIUD,印证模拟预测;rACALOS跨次与内次变异性均低于ACALOS与Fultz等自适应CLS框架,正常听力者1 kHz/4 kHz处5 CU平均IQR降至6.7–7.7 dB;rACALOS将阈值与超阈值合并单次协议,耗时约2–2.5分钟(ACALOS 1.5–2分钟)。局限性含样本仅15名正常听力青年、居家噪声偏低于城市真实场景、用手机内置麦校准、未验听损人群与主动降噪耳机;作者建议未来扩样至听损者、引入外部麦与数据驱动校准系数、考察qCLS贝叶斯法阈值精度。
结论部分翻译:本研究在家庭条件下(使用校准硬件)评估了两种智能手机听力评估方法——用于纯音阈值估计的分级反应括弧法(GRaBr)与本文提出的用于分类响度量表的强化自适应分类响度量表法(rACALOS)。结果显示,两种在模拟中已证高效稳健的流程可提供与受控实验室相仿的可靠结果。验证实验中,GRaBr纯音测听与rACALOS分类响度量表在250 Hz、1 kHz、4 kHz上家庭与消声室无显著总体差异;重测显示中等至良好信度。GRaBr可靠性与精度优于SIUD;rACALOS较原ACALOS更接近SIUD/GRaBr测听阈值,证明合并阈值与响度评估可提升效率。整体支持GRaBr与rACALOS用于真实家庭环境可靠高效听力评估,为大规模远程智能手机测听迈出初步一步。
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