Использование современных слуховых аппаратов в процессе обучения учащихся с недостатками слуха

Внутриушные слуховые аппараты изготавливаются индивидуально по слепку наружного слухового прохода пациента. По месту расположения они, в свою очередь, делятся на:

• внутриушные СА - ITE (In-The-Ear) [2]
• внутриканальные СА - ITC (In-The-Canal) [3]
• полностью скрытые в канале СА – CIC (Completely-In-The-Canal) [4]

ITE - наиболее значительные по размерам слуховые аппараты и наиболее мощные из внутриушных. Эти аппараты могут быть оснащены не только регулятором громкости, но и индукционной катушкой, что позволяет пациенту использовать различную звукоусиливающую аппаратуру. В их корпусе возможно изготовление вентильного отверстия для осуществления точной настройки СА и  аэрации уха. 
Рекомендуются при потере слуха до 75-85дБ. 
 
ITC - значительно меньшие по размеру, но и значительно менее мощные. Они, как правило, имеют регулятор громкости, но в них нет индукционной катушки. В отдельных случаях возможно изготовление вентильного отверстия. 
Рекомендуются при потере  слуха до 60-70дБ. 
 
CIC - самые маленькие СА, которые из уха можно вытащить только за специальную леску, т.е. они практически невидимы. Регулятор громкости в них отсутствует. Эти СА обеспечивают максимальный эффект на самых ранних стадиях потери слуха. 
Рекомендуются при потере слуха до 60дБ. 
    Основным ограничением применения внутриушных СА является их малая мощность, а также то, что с их помощью нельзя протезировать пациентов с хроническими воспалительными процессами в ухе. Эти аппараты требуют очень аккуратного и бережного обращения с ними, постоянного профилактического ухода. Следует также помнить, что чем меньше размер слухового канала, тем труднее разместить СА в ухе незаметно. 
     

   У детей раннего возраста преимущественно используются СА типа «заушина». Внутриушные и внутриканальные СА не используются по нескольким причинам. Во-первых, из-за мелких размеров ими сложнее манипулировать, дети могут их потерять, положить в рот. Во-вторых, у детей быстро меняются размеры слухового прохода, что требует частой замены корпуса слухового аппарата. В-третьих, у детей часто бывают отиты, что также затрудняет использование этих СА.      В настоящее время созданы СА типа «заушина» специально для   новорожденных. Они имеют меньшие размеры и массу, в них надежно спрятаны регуляторы, что предотвращает их случайное переключение при движениях ребенка. СА снабжены специальными алгоритмами, которые предотвращают возникновение свиста (из-за обратной связи) при смещении ушного вкладыша и надевании СА на ухо ребенка.    Основными характеристиками СА являются максимальный уровень выхода сигнала и максимальное акустическое усиление. Максимальный уровень выходного сигнала — это максимальный уровень звука, который может обеспечить данная модель СА. Характеризует мощность СА и степень слуховых потерь, на компенсацию которых он рассчитан. В наиболее мощных СА максимальный уровень сигнала может достигать 146 дБ.    Максимальное акустическое усиление характеризует максимальную величину, на которую может усилить звук данная модель. В наиболее мощных СА максимальное усиление может достигать 86 дБ. Обе характеристики взаимосвязаны.       Ушной вкладыш — приспособление к СА, располагающееся в наружном слуховом проходе и обеспечивающее проведение звука от телефона СА к барабанной перепонке, это важнейшая и неотъемлемая часть слухового протеза. От формы и качества вкладыша зависит эффект слухопротезирования в целом. Существуют стандартные и индивидуально изготовленные вкладыши. Только индивидуально изготовленный вкладыш по размеру и форме может точно соответствовать слуховому проходу пациента. Это необходимо, чтобы не вызывать неприятных или болезненных ощущений и обеспечить герметичность. Правильно изготовленный вкладыш предотвращает свист аппарата (проявление акустической обратной связи) и помогает надежно закрепить аппарат за ухом, и также, увеличивает срок действия источника питания. 

Технические характеристики современных слуховых аппаратов.

Слуховой аппарат не может вылечить больное внутреннее ухо и восстановить погибшие волосковые клетки, но он может так изменить звук, поступающий в ухо, что все вышеприведенные потери "качества сигнала" , происходящие во внутреннем ухе, будут скомпенсированы еще на входе, т.е. в слуховом аппарате.

Простые цифровые слуховые аппараты.

Помимо концептуальных моделей, таких как Siemens Triano или Signia, которые являются наиболее дорогими, все чаще появляются относительно дешевые полностью цифровые модели с более простым набором алгоритмов обработки сигнала. К таким относятся недавно вышедшие серии Phoenix 104, 204, 304 и Phoenix 103, 203, 303 ( причем Phoenix 304 и Phoenix 303- супермощные цифровые с/а). Phoenix в переводе на русский означает чудо. Действительно идеи, заложенные в это семейство и высокое качество их воплощения обеспечили этой серии большой успех в ряде стран Европы.

Отличительная особенность этих моделей в том, что, будучи полностью цифровыми, они настраиваются не с помощью компьютера, а с помощью обычной отвертки, т.е. так, как это происходит в традиционных с/а.

Каковы же преимущества этих "простых цифровиков"?

• Технологическое совершенство, высокая надежность, стабильность электрических характеристик, характерные для цифровых технологий вообще.
• Чистое, мягкое, неискаженное звучание, даже при очень высокой мощности на выходе.
• Высокая гибкость настройки за счет специальных алгоритмов при наличии всего 3-4 регулировок.
• Двухканальная компрессия (Phoenix 104, 204, 304), значительно повышающая разборчивость речи, особенно в шумной обстановке.
• Подавление собственных шумов микрофона. Собственные шумы с/а становятся не слышны даже в абсолютной тишине.
• Ограниченное потребление тока, даже при высокой мощности.

Отметим также, что эти "простые цифровики" заменяют ряд аналоговых традиционных моделей фирмы Siemens, которые снимаются с производства. 
 
Цифровые против аналоговых.

Популярность цифровых с/а ("цифровиков") постоянно растет, что объясняется их прекрасным звучанием и черезвычайно быстрым совершенствованием.  В настоящее время становится очевидной тенденция к полной замене аналоговых с/а на полностью цифровые. Однако многие практикующие специалисты не столь категоричны и готовы признать лишь, хотя и большую, но все-таки долю всех с/а оправданно заменяемую цифровыми с/а. Многие пользователи слуховых аппаратов убеждены, что цифровой - это современно, это модно и, наоборот, аналоговый- это то, что было хорошо вчера. Но мода модой, а разумный консерватизм никогда не был лишним в оценке и использовании технических новшеств. Ведь мы часто охотно, а иногда и с удовольствием используем стиль "ретро" и более того, часто платим большие деньги за антиквариат. Также надо иметь в виду, что от гениальной идеи до ее не менее гениального воплощения должно пройти определенное время испытаний и совершенствования.     Действительно, аналоговые с/а сохраняют и еще долго будут сохранять свое весьма значительное присутствие на рынках разных стран. Более того аналоговые с/а продолжают совершенствоваться. Несмотря на сдаваемые позиции, характеристики аналоговых с/а также постоянно улучшаются.

Что отличает "цифровой звук"?

• Очень низкие искажения или почти полное их отсутствие, что 
  воспринимается слушателем как чистое, ясное, отчетливое звучание.
• Если это речь, то она очень разборчива.
• Многоканальность. В рамках цифровой технологии достаточно  
  легко создать высококачественные фильтры, разделяющие весь частотный диапазон на несколько одинаковых каналов усиления. В рамках аналоговой технологии сделать это при приемлемом энергопотреблении не возможно.
• Применение компрессии для компенсации потери естественной приспособляемости нормального слуха к тихим и очень громким звукам. Воспринимается слушателем как абсолютная комфортность, мягкость и приятность звучания при различной громкости звука. Т. е. система компрессии обеспечивает то, что тихие звуки становятся слышимыми без напряжения, т.е. приятно слышимыми, а громкие звуки становятся комфортно громкими.
• Применение различных алгоритмов шумопонижения значительно 
  облегчает восприятие речи в шумной обстановке. Применение  
  многомикрофонных систем улучшает восприятие в наиболее трудных условиях, когда одновременно говорят несколько человек. Также практически снят вопрос о слышимости собственных шумов микрофона и усилителя. В аналоговых с/а заметный шум микрофона или усилителя может даже стать причиной отказа пациента от использования с/а.
• Важнейшим преимуществом применения цифровой обработки звука является огромный потенциал развития, т.е. применение существующих алгоритмов из других областей и развитие новых все более и более совершенных.

Как работает цифровой слуховой аппарат?

Бурное развитие компьютеров и информатики явилось мощным стимулом для развития цифровой техники и, в частности, цифровой акустической и видео техники.        Различные электрические сигналы, и среди них важнейшие для нас- аудио и видео, в рамках цифровой технологии, преобразуются в последовательность чисел и после этого обрабатываются так, как это происходит в компьютере.         В цифровом с/а аналоговый электрический сигнал на выходе микрофонного усилителя измеряется примерно 20 тысяч раз в секунду и с помощью АЦП (аналого-цифровой преобразователь) превращается в числа, непрерывно поступающие в память цифровой интегральной схемы, которая производит с этими числами необходимые математические преобразования.  Так, например, усиление сигнала при цифровой обработке, представляет простое умножение вышеупомянутых чисел. 
После компьютерной обработки (в реальности это сложнейшие математические алгоритмы, патентуемые и охраняемые от копирования) видео и аудио сигналы вновь превращаются в изображение и звук.  Необходимо отметить,   что все математические операции в цифровом представлении должны быть произведены за очень короткое время (так называемое время задержки), по истечении которого сигнал должен быть обратно преобразован в аналоговый и уже в виде звука направлен в ухо пациента.            Это время обычно составляет единицы миллисекунд (2-5 мс), что значительно меньше времени распознавания звуковых образов человеческим мозгом. Такая задержка практически не заметна, даже, если слушать одним ухом напрямую, а другим ухом через цифровой усилитель.   Хорошей иллюстрацией превосходного качества цифрового звука являются проигрыватели компакт-дисков (CD) и также хорошо известные сейчас многим кинотеатры, оборудованные звуковыми системами Долби- Диджитал. В этих системах сигнал считывается с носителя в виде двоичного кода ( цифровая запись звука) и преобразуется в аналоговый сигнал, который в мощных акустических системах (динамиках) преобразуется в звук, причем также используется многоканальность.  

Первый цифровой слуховой аппарат SIEMENS PRISMA

Полностью цифровой слуховой аппарат первого поколения фирмы Siemens Prisma вышел в 1998 году в виде полного семейства слуховых аппаратов: заушина, мощная заушина и все вариации внутриушных моделей от конхи до сверхминиатюрного канального. Новые возможности ”цифровиков” Prisma продемонстрировала ряд замечательных свойств, которые могут быть достигнуты только в рамках цифровых технологий. Вот эти замечательные свойства:

• Многоканальность. У Prisma- 4 канала компрессии. Усиление звука в каждом из каналов устанавливается независимо, и в соответствии с уровнем сигнала в данном канале. Это приводит к значительно большему усилению высокочастотных согласных на фоне шумов и громких гласных, что значительно повышает разборчивость, особенно в шумной обстановке.
• Шумоподавление с использованием алгоритма распознавания речи. Сигнал в каждой частотной полосе анализируется на наличие признаков речи. Усиление в частотных полосах (у Prisma 4 частотные полосы совпадают 4 каналами компрессии, а вообще частотных полос может быть больше, чем частотных каналов компрессии), где речь отсутствует, плавно снижается. Таким образом речь как бы "очищается" от шумов и воспиятие речи улучшается. Особенно облегчается прослушивание в присутствии стационарных шумов: шум в автомобиле, самолете и.т.д.
• Подавление собственных шумов микрофона. Очень важное свойство для пользователей с сохранным низкочастотным слухом, т.к. в тишине хорошо слышимый шум микрофона становится сильным раздражителем. Как только уровень сигнала в какой-то частотной полосе приближается к заданному порогу (близко к уровню собственных шумов микрофона), усиление в этой полосе плавно снижается, делая шум не слышимым.
• Связь каналов. Также улучшает разборчивость, снижая маскировку высокочастотных согласных сильными низкочастотными гласными. Для достижения лучших характеристик необходимо внести согласованность при изменении усиления в соседних частотных каналах, т.е. если во втором канале происходит уменьшение усиления, то и в первом канале должно быть также произведено соответствующее уменьшение. Такая связанность каналов приводит к улучшению соотношения сигнал-шум.
• Направленная многомикрофонная система. У Prisma много означает 2. Подобно антенной решетке, увеличение числа синхронно принимающих элементов (в данном случае микрофонов) приводит к узко-направленному приему. Восприятие звука с сильной зависимостью от направления имеет особенно высокое предпочтение пользователей, т.к . значительно облегчает восприятие речи в присутствии нескольких источников шума (вечеринка). Такая система значительно лучше усиливает звуки, идущие в направлении лица пациента и снижает усиление звуков, приходящих с других направлений ( хорошо слышу того, на кого смотрю, хуже или совсем не слышу тех, кто по сторонам или сзади).

Практически ни одна из приведенных систем не может быть реализована в рамках аналоговой технологии, во всяком случае не в таком объеме и не при таком энергопотреблении. Первый полностью цифровой с/а фирмы Siemens Prisma установил новый стандарт для слухопротезирования и явился образцом надежности и технологического совершенства.

Цифровой слуховой аппарат второго поколения SIGNIA

В 2000г. Siemens выпустил полностью цифровой с/а второго поколения Signia, также полное семейство от мощной заушины до сверхминиатюрного канального с/а.           Для наглядности мы сравним заушные варианты Signia и Prisma.  Signia несколько мощнее усиленного варианта Prisma Р. Она имеет усовершенствованные алгоритмы- аналоги Prisma, а также новые свойства и возможности.           Как и Prisma, Signia имеет 4 канала компрессии (но 8 частотных полос), систему подавления собственных шумов микрофона, направленную систему двух микрофонов, а также связь каналов. Однако, даже эти общие системы значительно усовершенств.          К новым системам относится подавление свиста (обратной связи). Она подавляет характерный свист, возникающий при жевании, ношении шляпы, а также при вынимании с/а из уха, уменьшая дискомфорт пациента и снижая заметность с/а для окружающих.        Также новым является алгоритм усиления временного контраста речи, способствующий увеличению разборчивости речи.     Signia имеет также более совершенную настройку в виде нового программного обеспечения и алгоритма ConTrast, который позволяет добиваться оптимальной разборчивости речи, наглядно управляя 4-мя различными алгоритмами одновременно.       По совокупности свойств Signia находится на качественно новом уровне в сравнении с Prisma и позволяет успешно протезировать значительно больший диапазон различных случаев тугоухости.     В Signia реализован также современный подход к настройке: слуховой аппарат становится все сложнее, а настройка, за счет мощного программного обеспечения- все проще.

Новейший цифровой слуховой аппарат 3-го поколения.

В 2003 году фирма Siemens выпустила на рынок, включая российский, новое семейство полностью цифровых с/а третьего поколения "Triano".

Серия Triano представляет собой попытку путем использования новейших технологий создать "интеллектуальный" слуховой аппарат, способный непрерывно анализировать звуковую ситуацию и адаптироваться к ней, добиваясь максимально возможной разборчивости речи при сохранении приятного и комфортного звучания.      Семейство включает три заушные модели - Triano 3, Triano S, Triano SP и полный набор внутриушных моделей- конха, канал, миниканал и глубокий канал (CIC).         Традиционно все модификации серии содержат одно и то же "сердце", т.е. цифровой чип, способный ко всем обработкам сигнала, характерным для системы "Triano", и отличаются мощностью и компоновкой.