听力损伤评价方法及计算模型

It has been suggested by previous studies that the "phase-locking" property of auditory nerves' firing is highly correlated with a lot of auditory functions, such as speech perception. However, the auditory tests in clinic can not reflect this important property. This proposed research is aimed to make new methods for evaluating the hearing situation of the hearing-impaired people, and to develop auditory computational models for predicting and improving their performance with hearing assistant equipments. It includes three subtopics: (1) EFFR (Electronically evoked Frequency Following Responses) studies on both guinea pigs and humans to explore the relationship between the property of phase-locking in the auditory system and the performance of the hearing loss, and to testify whether EFFR could be an effective evaluation method in clinic;(2) The mechanism of speech intelligibility for the hearing loss and the computational models for predicting their performance; (3) The model of "electronic stimulation-auditory nerves' firing ", and its application on the scheme of electronic pulse stimulation for the cochlear implant to increase the dynamic range of the presentation of sound level, and to improve speech recognition in background noises. These studies will supply essential theories for auditory clinic evaluations, research and development of hearing assistant equipments, and planning the treatment for the hearing-loss people.

研究表明听神经发放的锁相特性与大多数听觉功能高度相关，但是现有的临床听力检查并不能反映这一重要特性。为此，本项目拟针对听力损伤评估方法及其相关计算模型的构建开展研究工作。主要研究内容包括三部分：(1)基于听觉诱发电位的听力损伤评价方法。我们将首次开展EFFR(Electronically evoked Frequency Following Responses)方法的研究，从理论及临床上验证该方法作为听力损伤评价方法的可靠性。(2)研究听力损伤对言语知觉的影响，并在此基础上建立一个言语可懂度预测模型。(3)建立"电刺激-听神经响应"模型，并应用于人工耳蜗电刺激发放策略，以提高电刺激发放的动态范围，并提高言语识别性能。该项研究的突破将为今后听力临床检查、听力康复设备的研制与开发，以及听力康复策略的制定提供重要的理论和实验依据。

如何对听力损伤患者给予有效的听力补偿是重要的科学问题。准确地评估患者的听觉功能和言语识别表现，并将指标用于建立针对听力损伤的言语可懂度计算模型，探究更有效的听力补偿方案，具有重要的临床意义和学术价值。本项目针对听力损伤评估方法及其计算模型开展了三项研究工作：.（1）基于听觉诱发电位的听力损伤评价方法。本项目分别使用声刺激诱发幅度调制追随反应和频率追随反应评估听者的时间分辨率和频率调制检测能力，发现脑电指标均与行为测试指标具有较高的相关性，具有应用于临床听力评估的前景。首次在动物模型上开展电诱发频率追随反应的研究，从理论上验证了该方法评价听力损伤的可靠性。.（2）研究听力损伤对言语知觉的影响，并在此基础上建立适用于听损的语音增强算法与可懂度计算模型。本项目研究了汉语语音中与声调有关的线索在双元音识别任务、噪声环境中言语识别任务中的作用，及听力损伤的影响。基于自适应方法，对汉语频带权重函数进行测量，并提出了一种时间加权的方法，用于计算稳态噪声和竞争性语音中汉语的言语可懂度。这些研究结果揭示了汉语与英语语音在复杂场景下不同的知觉特点，为助听器及人工耳蜗中汉语语音的处理算法提供了理论依据。此外，针对听力补偿，本项目开展了基于语谱变化的语音增强算法研究，开展了基于移动终端的言语测听和助听方法的研究，该研究成果以软件的形式发布，已得到实际应用。.（3）建立“电刺激-听神经响应”模型，并应用于人工耳蜗电刺激发放策略，以提高电刺激发放的动态范围，并提高言语识别性能。本项目发现了电刺激参数与EFFR相对幅度之间的关系，提出了人工耳蜗编码策略中声刺激幅度至电刺激脉高的映射函数，为后续临床应用研究提供理论支持。.项目资助期间，项目成员参加学术会议16次，发表学术论文20篇，译著1本，申请中国专利2项，软件著作权1项，培养2名博士和4名硕士。开发软件已有8000余次下载量和2200余位注册用户。