معرفي مفاهيم پايه
مشکلات افراد مبتلا به کم شنوایی
سمعک ها برای کم نمودن مشکلات رو در روی افراد کم شنوا،طراحی و فیت می شوند و سبب بهبود کیفیت زندگی بیماران می شود.در اینجا می خواهیم که به بررسی مشکلات افراد کم شنوا بپردازیم.
کم شنوایی سبب چندین مشکل در توانایی شنیدن می شود.توضیحات و موارد زیر مربوط به رایج ترین نوع افت شنوایی(یعنی افت حسی عصبی) می باشد.
1.کاهش حساسیت شنوایی:
افراد کم شنوا برخی از صداها را اصلا نمی شنوند.افراد مبتلا به افت شدید یا عمیق،ممکن است که گفتار را نشنوند،مگر اینکه در گوش شان فریاد بزنیم! اما در افراد مبتلا به افت ملایم و متوسط،بعضی از صداها را می شنوند ولی برخی دیگر از صداها مخصوصا صداهای آرام تر(مثل هم خوان ها) ممکن است که به سادگی شنیده نشود..پس برای شنیددن صدای "پ" به جای "د" به سمعک نیاز داریم تا ان صداها را بشنویم. افراد کم شنوا در درک گفتار دچار مشکل می شوند،چون بخش های ضروری برخی آوا ها را نمی شنوند.برای بازشناسی صداهای گفتاری ،سیستم شنیداری بایستی مشخضص کند که کدام فرکانس ها،دارای بیشترین انرژی گفتاری هستند.
کم شنوایی high tone loss سبب می شود که اصوات گفتاری کم شدت مثل همخوان های سایشی(س،ش و...) براحتی شنیده نشوند،بعلاوه توانایی فرد در تمایز اصوات گفتاری هم کاهش می یابد.
برای مثال با توجه به شکل1-1، تمایز دو واکه "او" و "ای" بر اساس محل فورمانت دوم آن هاست چون فورمانت اول آن ها(300 هرتز) تاحدودی مشابه هم است.پس کم شنوایی سبب می شود که تمامی فرکانس ها و در نتیجه تمامی فورمانت های بالای 700هرتز،غیرقابل شنیدن شود(که بصورت ناحیه هاشور زده یا سایه دار نشان داده شده است) و در نتیجه تمایز دو واکه از هم غیرممکن می شود.اگرچه هر دو صدا قابل تشخیص هستند اما شباهت فرمانت اول آن ها سبب می شود تا هر دو را به عنوان یک صدا تشخیص دهند.
اجزایhigh.fگفتار نسبت به اجزای low.f،ضعیف تر می باشد و در اکثر افراد کم شنوا(90% بزرگسالان و 75%کودکان) بیشترین میزان افت شنوایی شان در ناحیه ی 500 تا 4000 هرتز می باشد.بنابراین در اکثر موارد ، افراد کم شنوا اطلاعات high.f را بدست نمی آورند. بدلیل آنکه بلندی گفتار ناشی از Low.f گفتار است،پس افراد کم شنوا نمی توانند تشخیص دهند که آن ها سیگنال های کمی از گفتار را دریافت نموده اند(حتی زمانی که ان ها گفتار را در برخی موقعیت ها نمی توانند درک کنند). پس در اکثر افراد اگر شدت را هم افزایش دهیم(یا برایش تقویت انجام دهیم)،این جمله را بیان خواهند کرد:صدا واضح است ولی ان را درک نمی کنند(اکثرا در افت SNHL وجود دارد).
یکی از راه های برطرف نمودن این مشکل،ارائه تقویت بیشتر در فرکانس هایی است که افت شنوایی بیشتری است و جاهایی است که اجزای گفتار ضعیف تر هست(در اکثریت موارد تقویت high.f).سمعک ها در ارائه میزان بهره های مختلف در نواحی فرکانسی مختلف،بسیار خوب عمل می نمایند و انتخاب(گزینش) سمعک در این زمینه،شامل تجویز وتنظیم میزان بهره در هر فرکانس می باشد(تقویت انتخابی).این مسئله با انتخاب مدل مناسب سمعک و با تغییرات در تون کنترل ها،مهیا می شود.
2.کاهش محدوده پویای شنوایی( D.R):
صداهای آرام با تقویت نمودن شان، تا حدودی قابل شنیدن هستند.اما متاسفانه نباید کاری کنیم که هر صدای آرامی را تقویت کنیم که برای بیمار قابل شنیدن شود.
در افت SNHL ،مقدار افزایش آستانه شنوایی(بالا رفتن یا بدتر شدن استانه شنوایی)،بسیار بیشتر از افزایش استانه ناراحت شنیداری(LDL) می باشد.در افراد مبتلا به SNHL ،میزان افت آستانه با میزان منحنی تراز بلندی نظیر MCLوLDL یکسان نیست. مثلا در افت ملایم و متوسط (تا 50 دسی بل)،یک افزایش بسیار کوچکی در LDL فرد به وقوع می پیوندد.پس باعث می شود که در افت SNHL ،محدوده پویایی شنوایی نسبت به افراد نرمال،کاهش یابد.
پیامد دیگر افت SNHL آن است که هر گونه افزایش سطح (شدت)صدا،سبب افزایش بلندی بیشتری در یک فرد کم شنوا نسبت به فرد نرمال می گردد(رکروتمنت__ضایعه حلزونی).
افراد نرمال(a)،ضعیف ترین صدا(خش خش) تا بلندترین صدا(غرش هواپیما) را می توانند که بشنوند(دارای محدوده پویایی-ناحیه سفید رنگ- بسیار وسیعی هستند).
شکل(b) نشان می دهد که در صورت عدم تقویت برای فرد،صداهای متوسط تا ضعیف شنیده نمی شود.
شکل(c) نشان می دهد که در صورت تقویت کافی،،صداهای متوسط تا شدید برای فرد بسیار بسیار بلند شنیده خواهد شد.اگر اصوات محیطی درون D.R فرد کم شنوا فیت شود،بایستی سمعک اصوات ضعیف را بیشتر از اصوات شدید،تقویت کند.با این عمل،D.R وسیعی از اصوات محیطی با سطوح شدتی مختلف در درون یک محدوده کوچکتر از سطوح شدتی،درون خروجی سمعک قرار می گیرد که به اصطلاحا به این عمل،"تراکم شدتی" اطلاق می گردد.در کل تراکم گر چیزی فراتر از یک آمپلی فایر نیست که بطور خوکار زمانی که صداها قوی تر (شدید تر)می شود،خودش را پاییین می آورد و بالعکس.در کل تراکم باعث می شود که اصوات کم شدت راحت تر شنیده شوند و در عین حال باعث می شود که اصوات با شدت بالا سبب ایجاد ناراحتی برای بیمار نشنوند( یعنی صدا به LDL فرد نرسد).سمعک ها در کل وسیله ی مناسبی برای کاهش D.R سیگنال ها و عمل تراکم هستند که به چندین طریق آن را انجام می دهند اما باز بهترین روش برای این کار نیستند.
3.کاهش توانایی تفکیک فرکانسی(frequency resolution):
یکی دیگر از مشکلات افراد SNHL ،عدم توانایی تفکیک صداها از فرکانس های مختلف می باشد.یکی از اصلی ترین وضایف حلزون، تفکیک فرکانسی می باشد.هر صدایی(چه Low.f وچه high.f) دارای جایگاه اختصاصی در غشای قاعده ای(BM) می باشد(نقشه تونوتوپیک_ صداهای Low.f در راس حلزون وصداهای high.f در پایه حلزون).اکثر صداهای گفتاری،باریک باند(صداهایی که دارای قدرت مشخصی درون ناحیه محدودی هستند) هستند و در نتیجه محل خاصی را در حلزون تحریک می نمایند.
با این عمل،ناحیه ی مشخصی در کورتکس شنوایی فعال می شود.در صداهای گفتاری پیچیده ،هر ناحیه فرکانسی کوچک حاوی اجزای شدتی هست که سبب می شود یک ناحیه مشخص در حلزون(مطابق با آن)،فعال شود.اگر نویز زمینه شامل برخی انرژی در یک فرکانس نزدیک به فرکانس صدای گفتاری باشد،آنگاه گوش دارای شنوایی نرمال 2 عمل را انجام می دهد:
1- سیگنال های مجزا و تفکیک شده ای را به مغز و کورتکس شنوایی می فرستد.
2- ناحیه مربوطه را در حلزون متناسب با سطح شدت سیگنال،تحریک(فعال) می کند.سپس مغز می تواند که به بررسی اجزای طیفی سیگنال های گفتاری بپردازد.
همچنین مغز اطلاعات بینایی (مثل لب خوانی)،اطلاعات در مورد جهت صدای دریافتی(با مقایسه ی صداهای رسیده به هر دو گوش)،اطلاعات در مورد محتوا و بافت پیام(بخصوص اگر سیگنال مربوطه گفتار باشد) را هم دریافت میکند.پس از دریافت این اطلاعات،مغز می تواند که تاحدودی،نویزهای دریافتی را نادیده گیرد و ناحیه گفتاری مربوطه را کدبندی وسپس فعال نماید.به این عمل اصطلاحا، "تفکیک فرکانسی یا انتخاب فرکانسی" گفته می شود که عبارت است از توانایی مغز در تفکیک گفتار از نویز.در افراد SNHL ،بدلیل آسیب به OHC ها ،توانایی تفکیک فرکانسی کاهش می یابد.
OHC ها در حالت عادی سبب افزایش حساسیت حلزون نسبت به فرکانس هایی که با ناحیه مربوطه در حلزون کوک شده اند،می شود.زمانی که OHC ها،توانایی عمل فیدبکی تقویتی شان را از دست بدهند،سبب می شود که حلزون برخی از توانایی های تفکیک فرکانسی را از دست بدهد.از منظر سایکو آکوستیکی،به این مسئله، "منحنی پوشش یا منحنی کوک" گفته می شود.مشخصه این نقص ان است که اگر جز گفتار و جز نویز دارای فرکانس های مختلف باشد،در صورتی که این فرکانس ها بسیار نزدیک به هم باشند،انگاه در حلزون (به نسبت حالتی که دو سیگنال مجزا و متفاوت ازهم ارائه شوند)،ناحیه ی بسیار وسیعی فعال می شود.پس در این حالت،مغز در درک و تفکیک سیگنال از نویز،ناتوان خواهد بود.
در فرد دارای حلزون نرمال،2مجموعه صدا که در ناحیه ی 1000هرتز وجود دارد را در قالب یک پیام به مغز می فرستد:یکی به صدای گوینده که فرد می خواهد آن را درک کند دیگری صدای تداخلی(مزاحم) که فرد می خواهد به ان گوش ندهد.بالعکس در افت SNHL ،بدلیل آسیب به OHCها،توانایی تفکیک فرکانسی کاهش می یابد.فرد یک پیام را به مغز می فرستد که دارای تمرکز صوتی وسیعی، حول1000 هرتز می باشد.پس دیگر مغز شانس این را ندارد که بتواند سیگنال را از نویز تفکیک کند.کاهش توانایی تفکیک فرکانسی ، تاثیر بدی بر روی درک گفتار حتی در شرایطی که نویز هم وجود نداشته باشد،می شود.در این شرایط،حتی در غیاب نویز خارجی،اگر تفکیک فرکانسی نسبت به اجزای دارای انرژی فرکانس پایین گفتار(مثل فرمانت اول اصوات واکدار) کاهش یابد،باعث پوشش اجزای فرکانس بالای گفتار (مثل فرمانت های دوم و سوم ونیز اصوات سایشی) می شود که در نتیجه باعث کاهش توانایی تفکیک فرکانسی در فرد SNHL می شود که در نتیجه فرد به جای شنیدن یک صدای خاص،طیفی از گفتار را خواهد شنید(تیزی منحنی کوک فرکانسی کاهش می یابد و اصطلاحا منحنی کوک پهن می شود و در نتیجه درک گفتار نیز کاهش می یابد).به این پدیده،"پوشش بالا رو یا upward masking " گفته می شود.این پدیده در گربه هایی که در معرض نویز بوده اند(NIHL) نیز مشاهده می شود.اگر تجویز یا تنظیم سمعک به نحوی باشد که میزان تقویتlow.f بسیار بیشتر از high.f باشد،پدیده پوشش بالارو رخ خواهد داد.
فیبرهای عصبی که بطور طبیعی،همزمان با فرمانت دوم،پاسخ می دهند،بوسیله ی شکل موج سایر هارمونیک ها(بخصوص بوسیله ی فرمانت های اول با شدت بالاتر) جذب(capture) می شوند.میزان کاهش انتخاب فرکانس و تاثیر آن بر روی درک گفتار،با افزایش میزان کم شنوایی ،افزایش می یابد و در وضعیتی که high.f درگیر باشد(یعنی فرکانس های بالا دچار افت باشد)،تاثیر به مراتب بیشتری از low.f دارد.تجویز مناسب سمعک باعث حداقل شدن میزان پوشش(بالارو و پایین رو) می شود و تضمیین کننده ی این قضیه است که در هیچ ناحیه فرکانسی،گفتار بلندتر از سایر نواحی نخواهد بود.دلیل دومی هم وجود دارد که چرا کاهش تفکیک فرکانسی مشکل ساز است.
حتی افراد نرمال در سطوح شدتی بالا دارای تفکیک فرکانسی ضعیف تری هستند(نسبت به سطوح شدتی پایین تر).پس در افراد دارای افت(بخصوص شدید و عمیق)،برای شنیدن بایستی سطوح شدت بالاتر برود.پس این کار باعث می شود تا تفکیک فرکانسی آن ها کاهش یابد(یعنی حلزون در توانایی تفکیک اصوات،دچار آسیب می شود).هنوز میزان تفکیک نامناسب گفتاری که بر روی درک گفتار اثرگذار است،جای شک دارد.هر چقدر که میزان افت شنوایی افزایش یابد،توانایی تفکیک فرکانسی کاهش می یابد.پس در نتیجه توانایی درک گفتاری هم کاهش می یابد(سبب بد فهمی می شود مثلا فرد بجای"سیب"،کلمه ی "دیب" را می شنود).در افت ملایم و متوسط،کاهش تفکیک فرکانسی عمدتا به دلیل کاهش توانایی و قابلیت شنیدن است(یعنی برخی از اجزای گفتار،در زیر استانه های فرد قرار می گیرد بنابراین فرد نمی تواند که انها را بشنود).
در افت شدید و عمیق،کاهش تفکیک فرکانسی نقش عمده ای را ایفا می کند.بطور خاص اثبات شده که وضوح گفتاری در چنین افرادی ضعیف تر از آن چیزی است که بخواهیم آن را بر اساس کاهش صرف توانایی شنیدن بیان کنیم.زمانی که گفتار و نویز در ناحیه فرکانسی مشابهی قرار می گیرند و از یک جهت یکسان می آیند،در درون اجزای الکترونیکی سمعک با هم ترکیب و قاطی می شوند.تاکنون هیچ راهی برای کشف نشده است که بتواند در درون سمعک،این دو را از هم تمایز دهد.
هنوز سمعک ها توانایی تفکیک بین نویز و صدا را برای افزایش درک گفتار را بدست نیاورده اند اما برای حداقل نمودن مشکلات مرتبط با کاهش توانایی انتخاب فرکانسی در سمعک،از روش های زیر استفاده می شود:
1.خارج نگه داشتن نویز و استفاده از یک کنترل(میکروفون) جداگانه برای انتقال سیگنال به فرد کم شنوا(سیستمFM)
2.استفاده از میکروفون دایرکشنال
3.ایجاد تعادل(بالانس) مناسب در پاسخ فرکانسی سمعک(با بهره متغییر) به طوری که فرکانس های پایین اثر پوششی بر فرکانس های بالا نداشته باشد و همچنین به طوری که نواحی فرکانسی غالب(بوسیله ی نویز)،نسبت به نواحی فرکانسی غالب(توسط گفتار)،بلندتر نباشد.
4.کاهش توانایی تفکیک زمانی(تمپورال):
تفکیک زمانی دارای معانی مختلفی است.اصوات پر شدت می توانند بر اصوات ضعیف قبل و بعد از خود،تاثیر پوششی داشته باشند.وقوع این پدیده در افت های SNHL بیشتر از افراد نرمال است.این پدیده،وضوح گفتاری و در نتیجه درک گفتاری را دچار مشکل می نماید.افزایش پوشش زمانی بوسیله ی حلزون اسیب دیده رخ می دهد و حلزون دیگر این توانایی را نخواهد داشت که بعد از توقف نویز(ماسک)، حساسیت اش را افزایش دهد(افزایش حساسیت بعد از قطع نویز در حلزون طبیعی وجود دارد).
در شرایط عادی و روزمره،نویز زمینه دایما در حال تغییر آنی و لحظه ای می باشد.افراد کم شنوا این توانایی را دارند که در زمان کاهش نویز زمینه،اطلاعات لازم را برای درک گفتار دریافت نمایند.به این پدیده،اصطلاحا Listening in gaps(گوش دادن در لحظه وقفه ها) گفته می شود.اما افراد مبتلا به SNHL( بویژه سالمندان) ،این اطلاعات را براحتی از دست می دهند.در این افراد توانایی دریافت اطلاعات مهم گفتاری در زمان ایجاد وقفه های بسیار کوتاه در نویز زمینه،کاهش می یابد.
توانایی شنیدن صداهای ضعیف در طول وقفه های کوتاه در ماسکرهای شدید تر ،با افزایش میزان کم شنوایی،به شدت کاهش میابد.بخشی از دلیل این امر ان است که حتی افراد طبیعی هم برخی توانایی های شنیدن وقفه ها را زمانی که SNR افزایش می یابد،ندارند و میزان بالاتر SNR بطور غیرمتغییری نیازمند ان است که افراد کم شنوا فقط گفتار را درک نمایند.جنبه های دیگر تفکیک زمانی مربوط به توانایی استفاده از اطلاعات درون زمان بندی های چرخه به چرخه(cycle by cycle) موج در هر نقطه از غشای قاعده ای می باشد.به این قضیه، temporal fine structure گفته می شود و افرادی هستند که حداقل توانایی استفاده از آن وهمچنین توانایی درک گفتار در طول وقفه های موجود در نویز را دارا هستند.کاهش توانایی استفاده از این ساختار ممکن است ناشی از کاهش دقت در زمان بندی شلیک های عصبی باشد.هر انچه که به دلیل عامل فیزیولوژیکی باشد(صرفنظر از ساختار منظم موج)،به دلیل بی ثباتی موج و یا جایگزینی ان با موج سینوسی باشد(به نحوی که سبب حفظ شکل کلی طیف ودر نتیجه کاهش درک گفتار در نویز می شود).
برای جبران این مشکل،امکانات اندکی در سمعک ها طراحی شده است.مثلا در مدار تراکمی با عملکردسریع (fast acting)، زمانی که اصوات کم شدت(مثل هم خوان های سایشی) وارد سمعک می شوند،بهره سمعک بسرعت افزایش می یابد.همچنین وقتی که اصوات با شدت بالا وارد سمعک می شوند،بهره سمعک بسرعت کاهش می یابد.این فناوری می تواند که به تقویت بیشتر اصوات کم شدت(قبل و بعد از سایر اصوات دیگر) کمک کند و تا حدودی هم وضوح گفتاری را افزایش می دهد اما متاسفانه با این کار،اصوات زمینه(مثل نویز ناخواسته) را هم تقویت می نماید.
5.منشا فیزیولوژیکی کم شنوایی:
اکثر ناهنجاری های مربوط به گوش خارجی و میانی،باعث افت انتقالی می شود.این ناهنجاری ها عبارتند از:
فقدان گوش خارجی یا مجرای گوش(آترزی)،پرفوراسیون یا نبود تمپان،تثبیت(فیکساسیون)استخوانچه های گوش میانی،وجود مایع ناشی از عفونت در گوش میانی،قطع شدن اتصال استخوانچه ها با هم دیگر و یا فقدان کامل استخوانچه ها.تمامی این عوامل سبب کاهش ارتعاش قبل از وارد شدن صدا به حلزون می شود.
OHC ها و IHC ها و یا هردوی ان ها امکان دارد که عملکردشان مختل شود و بنابراین سبب توقف عملکرد محدوده ی فرکانسی مرتبط با ناحیه فرکانسی ان ها می شود. اگر عملکرد OHCها متوقف شود،آستانه ها بالاتر می روند(بدتر می شوند)،D.R کاهش می یابدو توانایی تفکیک زمانی و تفکیک فرکانسی و یا هر دوی آن ها،هم متوقف می شود.در صورتی که فقط عملکرد طبیعی IHCها متوقف شود، استانه ها بالاتر می روند(بدتر می شوند)،اما تفکیک زمانی سالم ویا نزدیک به سالم باقی می ماند.دقت زمان بندی سیگنال های درون ساقه مغز،به دلیل کاهش در تعداد عملکرد IHCها و یا کاهش در تعداد سیناپس های متصل به IHCها، کاهش می یابد.
زمانی که عملکرد IHCها متوقف می شود،در پایان سال اول و دوم،تعداد ارتباطات گانگلیون مارپیچی با IHCها کاهش می یابد ( یا به تدریج کاهش می یابد).هرگونه ناهنجاری درون سلول های مویی و یا ناهنجاری در سیناپس های متصل به سلول مویی و یا تخریب کامل سلول های مویی هر فرد،می تواند سبب کاهش(از بین رفتن) عملکرد IHCها و OHCها شود.
به طور متناوب،عملکرد سلول های مویی بدتر می شود،چون باتری حلزون(استریا واسکولاریس)، ولتاژ نامناسبی تولید خواهد کرد.درحالت عادی،یون ها بوسیله ی ولتاژی که توسط استریا واسکولاریس تولید می شود ،به سمت سلول های مویی فشار وارد می کنند.آن ها قادرند زمانی که استریوسیلیاها(موها) با حرکت غشای قاعده ای خم شوند،از طریق سلول ها،جریان پیدا کنند.اصطلاحا به افت شنوایی ناشی از عملکرد ناکافی استراها،"افت حسی عصبی استریایی" گفته می شود.
عامل دیگر کم شنوایی مربوط به حلزون، تغییر به جزییات فیزیکی(مثل سختی) یا ساختارهای درون مجرای حلزونی( یا افت انتقالی حلزون) است.به هرگونه نقصی که در تبدیل ارتعاشات درون حلزون به سیگنال های عصبی دخالت کند، "افت شنوایی حسی" گفته می شود.
زمانی که حلزون به طور مناسبی کار کند و لی نقص مربوط به عصب شنوایی یا نقص انتقال عصبی باشد،"افت عصبی" گفته می شود.
زمانی که OHCها بطور طبیعی عمل نمایند اما IHCها یا ارتباط آن ها با عصب ویا عصب شنوایی دچار مشکل نقص باشد،به این نوع افت،اختلال طیف نوروپاتی شنوایی(ANSD) گفته می شود.این اختلال در کودکانی که با شرایط خاص در موقع تولد(بیلی روبین بالا در وموقع تولد و هیپوکسی) ،در بخش مراقبت های ویژه بستری بوده اند شایع می باشد.
زمانی که عملکرد IHCها در برخی نواحی حلزون درکار عادی شان(یعنی انتقال اطلاعات به عصب)،بطور کامل متوقف گردد،به آن مناطق،"نواحی مرده" گفته می شود و تست های مربوطه برای تشخیص این نوع افت نیز در دسترس می باشد.در کل هنوز هم، هم پوشانی هایی بین انواع افت های مختلف با هم وجود دارد.
6. ترکیبی از مشکلات فوق:
هر یک از مشکلات فوق به تنهایی سبب کاهش وضوح گفتاری می شوند اما اگر ترکیبی از مشکلات فوق با همدیگر وجود داشته باشد،درک گفتار فرد کم شنوا با مشکلات به مراتب بیشتری از فرد طبیعی مواجهه خواهد شد(حتی اگر فرد کم شنوا از سمعک هم استفاده نماید).افراد مبتلا به SNHL برای اینکه بتوانند به درک گفتار برسند،به SNRبیشتری نسبت به افراد طبیعی،نیاز دارند و تحت عنوان "افت سیگنال به نویز" می باشد.هرچه میزان کم شنوایی بیشتر باشد،به SNRبیشتری هم نیاز داریم.مثلا میانگین افتSNR در افت ملایم حسی عصبی،4dB ودر کم شنوایی شدید حسی عصبی، حدود 10dB می باشد.عامل اصلی دیگر مربوط به نقص SNR، مربوط به اختلالات پردازشی شنوایی می باشد.این اختلالات مربوط به ساقه مغز،مغز میانی و یا کورتکس شنوایی،می تواند که مستقل از هرگونه افت انتقالی باشد یا می تواند که که پیامد مستقیم نقص در فرستادن سیگنال های حلزون به ساقه مغز باشد.یک اختلال پردازشی که بخوبی مورد مطالعه قرار گرفته ،ان است که توانایی تفکیک سیگنال هدف در حضور سیگنال رقابتی(مثل نویز زمینه)، بر مبنای جهت رسیده می باشد.نقصی که در SNR بوسیله ی فرد کم شنوا تجربه می شود،بسیار بیشتر از زمانی است که گفتار هدف و سیگنال رقابتی از نظر فاصله یا فضایی،مجزا از هم باشند(یعنی در موقعیت های روزمره زندگی) نسبت به زمانی که همه ان ها ا یک سمت مشابه می آیند یا زمانی که از طریق هدفون ها ارائه می شوند(مثلا در کلینیک ها).
این نقص زمانی رخ می دهد که سیگنال با تجویز تقویت مناسب،براحتی شنیده می شوند،نقص پردازشی فضایی(Spatial) و یا نقص در رهایی از پردازش فضایی آن می باشد.بزرگی این میزان نقص SNR برای صداهای فضایی که به روش بالینی و با استفاده از تست Listening in Spatial Noise Sentence (LiSN-S) اندازه گیری می شود و بطور میانگین به نسبت افت حسی=عصبی تعیین می شود.این نقص فضایی توسط الخوردگی تاحدودی بدتر می شود(حتی بعد از آنکه تاثیرات افت شنوایی تاثیر خود را گذاشته باشند).
سیستم پردازشی شنوایی دوگوشی (که افراد نرمال را قادر می سازد تا به یک جهت گوش دهند و سیگنال جهت دیگر را نادیده بگیرند که اصطلاحا تفکیک دوگوشی یا binaural separation گفته می شود) نیز در اثر اعوجاجات حلزونی ناشی از افت حسی عصبی،تحت تاثیر قرار می گیرند.بطورمیانگین با افزایش میزان افت حسی عصبی،میزان SNR مورد نیاز نیز افزایش می یابد.چندین عامل بر میزان اضافی SNR ناشی از کم شنوایی دخیل می باشد.میزان نقص SNR زمانی بیشتر است که:
1.اگر سیگنال رقابتی همراه با گوینده ،از نظر دامنه و نیز تعداد نوسان،بصورت زیادی تغییر کند.مثلا حالتی که یک نفر گوینده رقابتی وجود داشته باشد.
2.اگر فرد کم شنوا به طور قابل توجهی از نظر سنی بزرگتر از فرد نرمال باشد(در وضعیت مقایسه ای).
3.اگر سیگنال گفتاری و رقابتی جهات و سمت های مختلفی به ما برسند.
4.اگر سیگنال رقابتی دارای وقفه های طیفی باشد،باعث می شود که یک ماسکر موثرتری(تاثیر پوششی بیشتری) در افراد مبتلا به افت حسی عصبی باشد و بنابراین سبب کاهش توانایی انتخاب فرکانسی در افراد مبتلا به افت حسی عصبی نسبت به افراد طبیعی می شود.
اگر آزمون گفتار در نویز یا Speech-In-Noise(SIN) در این بیماران مورد استفاده قرار بگیرد و از نویز فاقد نوسان (یعنی دارای طیف صاف وثابت) استفاده شود و هیچ گونه تمایز فضایی بین نویز و سیگنال وجود نداشته باشد،آنگاه میزان نقصSNR ارزیابی شده(به نسبت نقصی که بیمار در طی زندگی روزمره )نسبت به فرد نرمال، بسیار ناچیز خواهد بود.
مطالعات نشان داده اند که هر 10dB افزایش در میانگین افت 4 فرکانس،نیازمند 1تا3دسی بل افزایش در SNR برای ثابت نگه داشتن درک گفتار می باشد.بیشترین این مقدار زمانی اتفاق می افتد که اصوات هدف و رقابتی ،از منظر فضایی(فاصله)،از هم مجزا باشند.کاهش توانایی تمییز گفتار از نویز با استفاده از علایم فضایی یکی از دلایل عمده این مسئله است که افراد کم شوا هنوز هم در درک گفتار (صرفنظر از تجویز مناسب سمعک) ،مشکل دارند.
اگر آستانه شنوایی بالارفته(بدتر شده)،از شنیده شدن بخشی از گفتار در یک محدوده خاص توسط جلوگیری نماید،حتی پس از تقویت ،بایستی مجموع SNR،افزایش یابد،در صورتی که فرد بخواهد همان بخش باقیمانده اش همانند فرد نرمال در همان موقعیت بشنود.
زمانی که با اضافه نمودن نویز زمینه به فرد کم شنوا،او را همانند فرد کم شنوا کنیم،آن گاه نمرات درک گفتاری شان (WRS) همانند فرد مبتلا به افت ملایم تا متوسط خواهد شد.حتی در صورت تقویت مناسب هم ،میزان نقص SNRدر فرد دارای افت حسی عصبی ،باقی خواهد ماند! و هرچه که میزان افت بیشتر شود،میزان نقص وناتوانی شان(SNR)، افزایش می یابد.وضعیت مربوط به وضوح گفتاری در فرد مبتلا به افت انتقالی بسیار ساده تر است.در این افت،فقط یک کاهش ساده در شدت و بلندی صدا رخ خواهد داد،بطوری که سمعک به طور مناسب می تواند برای فرد عمل تقویت را انجام دهد.حلزون طبیعی در این بیماران(دارای افت انتقالی)، همانند حلزون یک فرد دارای شنوایی نرمال،صداهای وارد شده را اولویت بندی(resolve) می کند.پس سمعک برای افت انتقالی بسیار مفید می باشد.هرچقدر که میزان افت انتقالی افزایش یابد،نسبت صداهای رسیده به حلزون از طریق BC،نیز به همان مقدار افزایش می یابد.پس صداهای ورودی به طور یکسان به دو حلزون می رسند(چون حداقلIA صفر است)،پس توانایی مغز در تفکیک صداهای رسیده بر اساس منابع مختلف،کاهش می یابد و در این حالت،مشکل عمده بیمار،مشکل در جهت یابی می باشد(چون اختلاف زمان و فاز،صفر می باشد).سمعک ها سبب افزایش میزان صدای دریافتی بوسیله ی AC می شود،اما در افت های شدید انتقالی،با برخی مخلوط شدگی ها درون هر حلزون،سیگنال رسیده به حلزون چپ و راست مشابه هم می شوند و در نتیجه این فرد در مقایسه با فرد نرمال،از نظر توانای جهت یابی بیشتر دچار مشکل می شود. زمانی که حلزون سیگنال را به عصب نکند(در ناحیه فرکانسی نواحی مرده)،سلول های عصبی درون کورتکس شنوایی که در حالت عادی این سیگنال ها را دریافت می کنند،ارتباطات شان را قطع می کنند و بوسیله ی سایر بخش های مجاور که تحریکات موثرتری را از حلزون دریافت نموده اند،کار می کنند و یا حتی به مدالیته های مختلف مثل بینایی ،به آن ها پاسخ خواهند داد.این مفهوم،مربوط به "پلاستیسیته عصبی" است که دلیل قاطعی مبنی بر برنامه توانبخش شنوایی(بخصوص توانبخشی زودهنگام) است.
فرد بیمار ممکن است که ماه ها نیاز به یادگیری استفاده از سیگنال های تقویتی داشته باشد.در بسیاری از موارد برای یک فرد مبتلا به افت عمیق،کاشت حلزون انجام می شود اما در کل نیز کاربرد کمی دارد چون سیگنال های دریافتی از حلزون بطور حداقل یا ناچیز،به کورتکس می رسند و در نتیجه نوروپلاستیسیتی محدود و کمتر می شود.
اندازه گیری های صوتی
اندازه گیری های فیزیکی پایه:
فرکانس: تعداد تکرار طول موج در ثانیه(یعنی ا فشار+ به – برسد و به محل آغازین خود برگردد).واحد آن هرتز(Hz) می باشد.
پریود(تناوب):بیانگر مدت زمان یک دور کامل طول موج می باشد..واحد آن sیا ms می باشد.
طول موج:فاصله ای که موج،یک پریود را طی می نماید.واحد آن m است.صداهای دارای فرکانس پایین طول موج بلندتری دارند.
انکسار:نحوه مواجهه موج صوی با مانع را نشان می دهد.زمانی که صوت به ما نع(مثلا سر)،برسد،اندازه طول موج ان در مقایسه اندازه مانع تعیین کننده است.اگر اندازه مانع بزرگتر از طول موج باشد،سایه صوتی ایجاد شده و از شدت موج کاسته می شود.شدت صدا در طرف منبع صوت افزایش می یابد.اگر اندازه طول موج بلندتر از مانع باشد،آن را دور می زند و بدون کاهش شدت،از ان عبور می کند.
فاز:نقطه شروع روی محور مختصات.یک دور کامل مساوی با تغییر 360 درجه یا می باشد.دوصدای غیر هم فاز ، حدود 180 درجه با هم اختلاف فاز دارند.
فشار:مقدار نیرویی که مولکول های هوا را مرتعش می کند(هرچقدر که فشار افزایش یابد---- دامنه افزایش می یابد-----شدت صوت افزایش می یابد).همچنین یعنی آنکه چه مقدار سطح شدت از نیروی طول موج به تمپان می رسد.واحد فشار،پاسکال یا میکروپاسکال می باشد.
SPL: میزان سطح شدت صدا.زمانی که فشار 2برابر شود،6دسی بل میزان SPL افزایش می یابد و زمانی که فشار 10 برابر شود،20دسی بل میزان فشار افزایش می یابد.
Rms(ریشه-میانگین-مربع):مقدار جذر میانگین مربع سیگنال را نشان می دهد و روشی برای محاسبه ی میانگین شدت سیگنال های نوسانی است.
شکل موج:یعنی فشار موج صوتی از یک لحظه تا لحظه ی دیگر در واحد زمان تغییر کند.مثلا شکل موج تون خالص،سینوسی می باشد.
طیف(اسپکتروم):نشان دهنده ی ترکیبی از تون های خالص است که وقتی به یکدیگر اضافه می شوند،یک موج پیچیده را ایجاد می کنند.وقتی که موج پیچیده متناوب(پریودیک) باشند(مثل گفتار)،اجزای تون خالص آن ها،هارمونیک نامیده می شود که مضاربی از فرکانس پایه می باشند.اين روش ریاضی تبدیل فوریه می توان طیف یک موج پیچیده را به دست آورد.در وضعیت عکس فوریه(IF)،اگر طیف شناخته شده باشدريا،شکل موج تعیین می شود.طیف و شکل موج،2 روش مختلف برای توصیف یک صدای مشابه می باشند.
باند اکتاو و یک سوم اکتاو:به ناحیه فرکانسی یک اکتاوی،باند اکتاو گفته می شود.طیف سیگنال اکوستیکی بر حسب فیلتر سیگنال به باند اکتاو و یک سوم اکتاو تجزیه می شود و rms باندها نیز اندازه گیری می شوند و دوبلینگ یک فرکانس،اکتاو می باشد.
باند بحرانی:مناطق فرکانسی هستند که در آن ها ،گوش اصوات با فرکانس های مختلف را با یکدیگر جمع می نماید.گوش در تفکیک اصوات در صداهای مختلفی که بهش می رسد،دچار مشکل می شود.صداهای فضایی که دارای باند بحرانی بیشتر از یکی هستند،توسط مغز(حداقل در افراد دارای شنوایی هنجار)،بخوبی بازشناسی و تفکیک می شوند.درک دقیق تر این طبقه بندی آن است که سیگنال های متمرکز در هر عصب ،تا حد امکان دور از هم باشند(از نظر فاصله با هم برابر باشند)،حلزون صداها را از طریق فیلترهای شنوایی متمرکز در هر مکان پردازش می کند و در نتیجه صداها را در حلزون پردازش می نماید.اگر چه این فیلترهای band-pass به تدیج با دورشدن فرکانس ها از فرکانس مرکزی،شدت اصوات را کاهش می دهند.اما درکل پهنای هر فیلتر بوسیله یRectangular Bandwidth Equivalent (ERB) تعیین می شود.در هر فرکانس مرکزی بالای 1000هرتز، ERB تقریبا برابر با 1.6 پهنای باند هر اکتاو می باشد.بنابراین پهنای باند(برحسب هرتز)،نسبت به فرکانس مرکزی باند افزایش می یابد.زمانی که فرکانس مرکزی به زیر 1000 هرتز کاهش یابد،پهنای باند(برحسب هرتز)،کاهش می یابد اما نسبت پهنای باند(برحسب اکتاو ) افزایش می یابد.در100 هرتز،ERB حدود 30 هرتز و یا نصف یک پهنای باند می باشد.
امپدانس:مقاومت در برابر عبور جریان است و عکس ادمیتانس می باشد.در هوای آزاد،امپدانس برابر با نسبت فشار صوتی به سرعت می باشد.امپدانس متوسط،مقداری ثابت می باشد که فقط به مشخصات فیزیکی(تراکم و الاستیسیته) ان بستگی دارد.در لوله صوتی،تعریف امپدانس به این صورت است:نسیبت فشار صوتی به سرعت حجمی.سرعت حجمی با برش عرضی لوله تعین می شود.
آمپلی فایرهای خطی و بهره
بهره برابر با نسبت دامنه خروجی به دامنه ورودی می باشد.بهره از طریق تفریق شدت سیگنال ورودی از شدت سیگنال خروجی بدست می آید(Gain=I-O). اگر الکتریکی باشد،ولت و در صورتی که صوتی باشد،پاسکال می باشد.در صورتی که ورودی 20 و خروجی200 باشد ،آن گاه میزان تقویت 10 برابری بوده است.در آمپلی فایر خطی ،میزان بهره معین و ثابت(مثلا 60 دسی بل) به همه سطوح شدتی ورودی افزوده می گردد.دامنه ورودی و خروجی وبهره،بر حسب dB بیان می شود(نسبت 1 به 1).رابطه بین ورودی وخروجی در واحد SPL ،در نمودار ورودی- خروجی نشان داده می شود(I-O).
شکل1.4 نشان می دهد که تا سطح ورودی 85dB عمل تقویت کنندگی بصورت خطی می باشد.شیب تقویت کنندگی خطی بصورت زاویه45درجه ای می باشد.چون هر اندازه که سطح ورودی افزایش یابد،باز همان مقدار (یعنی 20db) افزایش در سطح خروجی رخ خواهد داد.
رفتار تقویت کنندگی خطی،تحت تاثیر این مسئله قرار نمی گیرد که چه مقدار سیگنال در همان زمان باید تقویت گردد.یعنی اگر چند تا سیگنال بطور همزمان وارد شوند،باز به همان مقدار عملکرد خطی،تقویت را روی آن ها انجام می دهد که در حالتی بوده که فقط یک ورودی بوده است.
بهره تقویت کننده های الکتریکی وابسته به فرکانس خاص(گاهی اوقات) و بهره سمعک(همیشه)، دارد.منحنی که بهره را در فرکانس های مختلف نشان می دهد،منحنی پاسخ فرکانسی(یا منحنی بهره!!) می نامند.
برخی ممکن است که چنین جمله را بگویند:بهره سمعک30 دسی بل است!اما این قضیه نامفهوم و و کم ارزش است.این مسئله مربوط به آن است که بهره در هر فرکانس ،بصورت بیشترین مقدار خود می باشد و روال بهره در برخی فرکانس های مرجع خاص و یا میانگین بهره در برخی فرکانس های غیر اختصاصی نیز بر همین منوال می باشد.بهتر است که به جای پاسخ فرکانسی،اصطلاح "پاسخ بهره فرکانسی" را به کار ببریم تا به ما نشان دهد که در هرفرکانس خاص،میزان بهره چه مقدار است. در پاسخ بهره فرکانسی ،برای بیان اطلاعات مفید،مهم است که شرایط ارزیابی،مخصوصا موقعیت ولوم کنترل(V.C) مدنظر قرار گیرد.در سمعک های غیرخطی(مثلا آن هایی که دارای تراکم هستند)،میزان تقویت بستگی به شدت و سایر مشخصات سیگنال ورودی دارد.پس ارزیابی پاسخ فرکانسی فقط زمانی باارزش است که سیگنال مورد استفاده ،خاص باشد(مثلا زمانی که بهره ثابت باشد).با استفاده از ولوم کنترل می توان که میزان بهره بینmin و max تغییر داد و لی خود منحنی پاسخ فرکانسی بدون تغییر باقی می ماند.
سطح اشباع فشار صوتی(SSPL)
همه آمپلی فایرها در سطوح شدتی بالا به حالت اشباع در می آیند و غیرخطی میشوند چون آمپلی فایرها قادر نیستند که سیگنال ها را بیشتر از میزان ولتاژ باتری ها مدیریت و تقویت نمایند پس منطقی است که مقداری پایین تر از حد خروجی،آن ها را تنظیم کنیم.
بالاترین سطح شدتی که آمپلی فایرها را به اشباع می رساند، سطح اشباع فشار صوتی می باشد.میزان SSPL با فرکانس تغییر می کند و در منحنی پاسخ SSPL ارزیابی می شود.
سایر مفاهیم شاملOSPL90(سطح فشار صوتی خروجی که با ورودی 90 دسی بل به دست می آید) و MPO(حداکثر توان خروجی)، است.اصطلاح MPO صحیح نیست چون در اینجا SPL ارزیابی می شود و نه توان.پس اصطلاح OSPL90 دقیق تر است چون حداکثر خروجی سمعک در ورودی 90دسی بل را به ما نشان می دهد.این سطح ورودی به این دلیل انتخاب شده است که همیشه مقدار کافی برای رسیدن به اشباع را داریم.
کوپلرها و گوش واقعی
سمعک در گوش به کار برده می شوند پس باید میزان خروجی سمعک را اندازه گیری کرد.اولین محل،داخل کانال گوش فرد دارای سمعک می باشد.اما تنه روش کاربردی،پروب تیوب نرم و باریکی است که به میکروفون متصل می گردد.اندازه گیری ویژگی های الکتراکوستیکی سمعک را می توان در شرایط مختلف انجام داد.روش های دیگری هم هست که لزوما نیازی به قرار گیری روی گوش ندارند. نامرسوم است که سمعک ها در هر زمانی چک شوند.پاسخ ها نیز از هرفردی به فرد دیگر،متغییر می باشد.ارزیابی استاندارد سمعک ها،بوسیله ی کوپلر می باشد.کوپلرها حفرات کوچکی هستند که سمعک به یکی از انتهاهای کوپلر متصل می شود و انتهای دیگر کوپلر،حاوی میکروفون است که به صداسنج(SLM) متصل است. اگر این اندازه گیری ها از طریق "کوپلر2cc" و یا "شبه گوش" باشد، اندازه گیری های با کوپلر نامیده می شود.اگر این اندازه گیری ها با استفاده از میکروفون مخصوصی بنام" پروب تیوب" و بر روی گوش انجام شود،"اندازه گیری های گوش واقعی(REM)" یا " اندازه گیری های پروب تیوب" نامیده می شود.کوپلرها و شبه گوش ها برای تضمین وتایید عملکرد صحیح سمعک ها لازم هستند.به دلیل اختلافات فردی از نظر ابعاد مجرای گوش و روشی که سمعک باید به شبه گوش متصل شود،باید بتوان که سمعک ها را بر روی گوش هر کدام از بیماران،ارزیابی کرد.
انواع سمعک ها
اجزای سمعک:
1.یک یا چند میکروفون(تبدیل صوت به الکتریسیته)
2.آمپلی فایر(برای افزایش توان سیگنال های الکتریکی به کار می رود وتاکید اصلی تقویت بر روی صداهای ضعیف و فرکانس بالا می باشد(ونه صداهای شدید و فرکانس پایین).
3.رسیور(یک بلندگوی کوچک است که کارش تبدیل الکتریسیته به صوت است.)
4.وسیله اتصال(کوپل) به کانال گوش
5.باتری(فراهم نمودن انرژی بیشتر برای آمپلی فایر)
میکروفون و رسیور مبدل هستند،چون کار آن ها تبدیل انرژی می باشد.در حال حاضر آمپلی فایرها در تمامی سمعک ها،دارای مدار پردازش دیجیتالی سیگنال(DSP) هستند یعنی مداری است که فرضا سبب تبدیل سیگنال های انالوگ به عدد می شوند پس از انجام محاسبات ریاضی بر روی اعدا،آن ها را به اعداد جدیدی تبدیل می کنند و سپس دوباره همین اعداد را با استفاده از مبدل دیجیتال به آنالوگ، به آنالوگ تبدیل نموده صدا را باه بیمار از طریق رسیور ارائه می دهد.
ساده ترین روش تقسیم بندی سمعک ها،بر اساس محل قرارگیری آن ها می باشد،که عبارتند از:
1.جیبی(BW):
بزرگترین نوع سمعک کی باشد(ابعاد:60*40*15 میلی متر). در جیب،روی گردن و همچنین بر روی کمربند قرار می گیرد.از محل صدای تقویت شده،2 یا 3 سیم به رسیور متصل می باشد.رسیور معمولا درون یک قالب سفارشی(که در کونکا یا کانال است) قرار می گیرد.
2.سمعک پشت گوشی(BTE):
سمعک های BTE بطور قابل توجهی کوچک هستند.این سمعک ها 2 قسمتی هستند.میکروفون،رسیور و سایر اجزا روی بدنه موزی شکل آن قرار می گیرد و یا در بدنه هنری شکل قرار می گیرند.در طویل ترین شکل،رسیور درون بدنه قرار می گیرد وصدا از طریق آن به قالب می رسدوسپس به مجرا می رسد.
مدل جدیدتر BTE به نحوی است که رسیور درون مجرای بیمار قرار می گیرد(RITE) یعنی رسیور نسبت به بدنه ی BTE ، درون مجرا قرار می گیرد و دارای کابل الکتریکی است که صدا را به مجرای فرد ارائه می دهد.این نوع BTE، به نام های RIC،RITC و CRT(Canal Receiver Technology) نیز شناخته می شود.
براساس شیوه اتصال بدنه به بخش کانال گوش،ما2نوعBTE داریم:
1. BTEهای مرسوم(thin tube، Standard-tube)
2نوع.RITE که به عنوان thin-wireنیز شناخته می شود.
BTEهای مرسوم را با هر نوع قطری،Reciver In The Aid(RITA) می نامیم تا بتوانیم که آن را از RITE تمایز دهیم.باتوجه به شکل1.7، Standard-tubeبه قالب سفارشی متصل می شود،درحالی که thin tube و thin-wire به فیتینگ کانال انعطاف پذیر، مدولار و استاندارد از نظر اندازه متصل می شوند.تیوب های بین بدنه ی BTE و فیتینگ کانال ،در محدوده استانداردکوچکی از نظر طول در دسترس هستند و فیتینگ کانال نیز در محدوده استاندارد کوچکی از نظر قطر در دسترس هستند.
شكل1.7 :سمعك هاي BTE و انواع فيتينگ انها بر روي گوش.سمعك standard-tube BTE كه در سمت بالا چپ نشان داده شده است،به قالب سفارشي باز يا انسدادي متصل مي شود.سمعك RITE BTE و RITA BTE مي تواند كه به قالب سفارشي يا پيش ساخته در هردو وضعيت انسدادي يا باز متصل شود.
3. داخل گوشی(ITE):
از نظر اندازه متفاوت هستند.یک نوع از ان ها فول کونکاست که ککل کونکا(یعنی سیمبا+کاووم) را پر می کند.نوع دیگر Half Shell یا Half Concha می باشد که فقط کاووم را پر می کند و تا کراس هلیکس کشیده می شود.
نوع دیگری از آن ها، فقط قسمت بالایی کونکا را پر می کند(ITE Cymba) وبا استفاده از RITE ،به کانال گوش متصل می شود.
نوع دیگر،Low Profile است که از کانال گوش بیرون نمی اید و بخش بیرونی آن دارای برجستگی کمتری است.
4.سمعک داخل کانالی(ITC):
زمانی که سمعک ITEفقط بخش کوچکی از کاووم را پر کند و سطح خارجی آن موازی با بخش ابتدایی مجرا باشد،به آن ITC گفته می شود.این نوع سمعک بخش کوچکی از حفره کاووم را پر می کنند اما بدان معنا نیست که حتما با کانال فیت می شود،بلکه براساس مکان قرار گیری آن ها نامگذاری شده اند.
5.سمعک کاملا داخل کانال گوش(CIC):
سمعکی است که کاملا داخل کانال گوش قرار می گیرد.این سمعک ها از اجزای کوچکی تشکیل شده اند و در نتیجه نیاز به برآمدگی در کونکا را ندارند.برداشتن این نوع سمعک ها،دشوار است و در نتیجه از دستگیره برای برداشتن ان ها استفاده می شود(همانند قلاب ماهیگیری است) که به سمعک متصل است و در داخل کونکا قرار می گیرد.وقتی که قسمت میانی سمعک در چندمیلی متری تمپان قرار بگیرد، به آن ها "سمعک پیش صماخی یا Pre Tympanic CIC " گفته می شود.
موقعیت استاندارد اجزای مختلف ITE و BTE در شکل1.9 نشان داده شده است.محل قرار گیری این اجزا مشابه thin tube است بجز انکه آن ها فاقد هوک هستند.سمعک های thin-wire فاقد هوک هستند و رسیور در داخل بدنه سمعک قرار نمی گیرد. بسیاری از thin-wire و thin tube تا حدامکان کوچک هستند و فاقد کلیدها(switch) و ولوم کنترل(نسبت به درب باتری)،هستند.
شكل1.9:موقعيت قرار گيري اجزاي مرسوم در سمعكITE و CIC.
6.سمعک های عینکی(Eyeglass/Spectacle):
ترکیبی از یک عینک و یک یا دو سمعک هستند.دو نوع از این نوع سمعک ها وجود دارد:در یک نوع از آن ها،در سمت فریم عینک(Bow) تمامی اجزای سمعک وجود دارد. در مدل های کنونی،بخش فریم عینک(Bow) پشت گوش و بر روی یک جفت عینک که سوار شده است و یک آداپتور به ان متصل شده است. سمعک های عینکی به این آداپتور و یک لوله که از اداپتور به گوش هدایت می شود،متصل می گردد.این نوع سمعک کمتر به چشم میاد(کمتر مشخص است) و نمای فرونتال(از سمت جلو) ان با خود عینک به تنهایی، تفائت ناچیزی دارد(یعنی در نمای روبرو خیلی مشخص نیست که بیمار علاوه بر عینک،سمعک را هم دارد).این حالت بیشتر زمانی صدق می کند که سمعک فقط با تیوب به گوش متصل شده و فرد از قالب استفاده نمی کند.
شکل10.1:سیستم آداپتور سمعک عینکی بیانگر 2 آداپتور متفاوت و سمعک BTE است یعنی یک قالب و یک فریم عینک(Bow). فریم عینک(Bow) در خط سفید قطع می شود ونیمه ی چپ به داخل آداپتور وارد می شود.
کاهش اندازه اجزای سمعک( وبنابراین کاهش اندازه بدنه سمعک)،استفاده از تیوب نازک(تقریبا نامرئی)،پرهیز از ساخت سفارشی وپایایی بالاتر ،منجر به دوری BTE از زندگی کنونی شده است!! و مرسوم ترین سمعک هایی که اکنون مورد استفاده قرار می گیرند ، ITE،ITC و CIC هستند.
تاریخچه انواع سمعک ها
پیشرفت واضح سمعک ها در عصر حاضر،کوچکتر شدن اندازه ان ها می باشد و سمعک های کنونی باند وسیعی را پوشش می دهند و اعوجاج کمی دارند و سازگارتر و قابل انعطاف تر هم هستند.
سمعک از نظر تاریخچه ای، به 6 دوره ی سمعک های آکوستیکی،کربنی،لامپ خلا،ترانزیستوری،دیجیتال و وایرلس تقسیم می شوند.هر فناوری جدیدی که به مرور اضافه شده ،سبب بهبود قابل توجه در عملکرد،زیباشناختی(ظاهر) و یا این هر دو مورد شده است.
اما عملکرد افزایش یافت چون اندازه کاهش یافته است.در کل سعک های کنونی صادق ترند چون پهنای باند عریضی دارند و اعوجاج کمتری دارند،قابلیت انعطاف پذیری وسیع تری دارند و قابلیت تطبیق بیشتری با موقعیت های شنیداری مختلف دارند.
1.دوره سمعک آکوستیکی:
با گذاشتن دست روی لاله گوش می توان در حدود 5تا10 دسی بل در فرکانس های میانی و بالا ،تقویت ایجاد کرد.این نوع تقویت،اولین نوع از سمعک های اکوستیکی محسوب می شود.با استفاده از محافظ که از صدای عقب جلوگیری به عمل می اورند(بخصوص حین کار)، سبب کاهش نویز در فرکانس های میانی و بالا می شود.
انواع دیگر سمعک اکوستیکی عبارتند از:ترومپت،هورن،فونل و لوله گفتاری.
هورن: در سال 1673 یا 1650 پدید آمد.مشخصه ان ،انتهای باز بزرگی بود که صدهاها را جمع آوری می کند که با کاهش تدریجی در درازای آن وانتهای باز کوچک ان در آخر،صدا را به گوش می رساند.
اگر کاهش مساحت در قطر،بسرعت باشد،اکثر صدا را منعکس می نماید.درکل هر چقدر که مقدار هر دوی عرض و درازا بیشتر باشد،موثرتر است.
ترومپت(شیپور گوشی): ایده کویل نمودن تورمپت در سال 1692 سبب کوچک تر شدن اندازه آن هاشد.در این دوره برای افزایش ویژگی های زیباشناختی،از شیپورهای گوشی گنجانده شده در داخل صندلی ،کلاه و حتی ریش! استفاده شد.
در صورتی که انتهای باز یک سمعک اکوستیکی به گوینده نزدیک تر باشد،شدت صدای رسیده به شنونده بیشتر خواهد بود که این کار مبنای لوله گفتاری می باشد و در انتهای ان،یک شکل شیپوری دارد.اگر گوینده در این انتهای شیپور صحبت نماید،SNR نسبت به حالت عادی بسیار بیشتر می گردد(حتی بیشتر از سمعک های کنونی).درکل هنوز هم افراد از گذاشتن دست روی لاله گوش استفاده می کنند پس نمی توان گفت که دوره ی اکوستیکی پایان یافته است.
شکل1.11: سه وسیله دوره اکوستیکی:1.اوریکل 2.هورن 3.speaking tube .
2.دوره سمعک های کربنی:
این نوع سمعک در ساده ترین شکل،از یک میکروفون کربنی،یک باتری با ولتاژ 3 تا 6 ولت و یک رسیور مغناطیسی تشکیل شده است. میکروفون کربنی حاوی ذرات کربنی گرانولا و کروی مانند می باشد.زمانی که صدا به دیافراگم برخورد می کند،حرکت دیافراگم به ذرات کربني فشار می آورد و آن ها را نزدیک تر یا دورتر می کند.بنابراین تغییرات در مقاوت الکتریکی میکروفون رخ می دهد.این مقاوت نوسان دار باعث ایجاد جریان الکتریکی می شود و زمانی که از کویل داخل رسیور عبور می کند،باعث ایجاد میدان مغناطیسی قوی در داخل رسیور می گردد و این میدان مغناطیسی نوسان دار که در جهت فشار و کشش(در جهت عکس هم) عمل می کند،باعث ایجاد آهنربای دائمی می شود و باعث حرکت دیافراگم رسیور به داخل و خارج می گردد(همزمان با صدا که به میکروفون برخورد می کند).در این حالت،امکان افزایش بهره و شدت صدا،در حدود 20 تا30 دسی بل وجود دارد.برای افزایش بهره باید از میکروفون کربنی استفاده کرد چون حاوی کویل است و دیافراگم را به حرکت درمی آورد که حرکت لایه های کروی مانند باعث تولید جریان نوسان دار بزرگتری می شود.
اولین سمعک کربنی که به شکل رومیزی بود،تحت عنوان Akoulalion و اولین سمعک قابل حمل، Akouphone(Acousticon) بود که در سال 1902 پدید آمد.این سمعک ها برای افت ملایم تا متوسط رضایت بخش می باشد(قطر میکروفون:85میلی متر).
در این دوره برای اولین بار مفهوم تقویت انتخابی و همچنین کوپلرهای نیمcc و میکروفون های خازنی پدید آمد و همچنین وسایل کمک ارتباطی(ALD) که نیازی به استفاده و پوشش کامل روی گوش فرد نداشت،در این دوره پدید آمد.میکروفونی که به چندین رسیور از طریق سیم در ارتباط می باشد و عموما در مکان های عمومی(مثل مسجد) مورد استفاده قرار می گیرد.
شکل1.12: سمعک کربنی(آکوستیکون،بدون باتری داخل آن).
3.دوره سمعک های لامپ خلا:
در سال 1907 کشف و در سال1930 مرد استفاده قرار گرفت.باجریان کوچکی که از میکروفون می آید،آن را به حد بالایی می رساند و امکان ارائه بهره 70 دسی بل و خروجی 130 دسی بل در آمپلی فایرها فراهم شد.افت بیشتری را پوشش می دهد و پاسخ بهره فرکانسی بهتری نسبت به دوره کربنی داشت.
بزرگترین مشکل سمعک های لامپ خلا اندازه بزرگ آن ها بود.در این سمعک ها از دو باتری A و B استفاده می شده است. باتری A،ولتاژ پایینی دارد و برای گرم نمودن است ولی باتری B، ولتاژ بالایی دارد و عمل آن تقویت می باشد. تا سال1944 بایستی باتری ها جدا از خازن و میکروفون قرار داده می شدند ولی با پیشرفت در زمینه باتری ها،همگی با هم یک قطعه ای شدند.باتری ها،میکروفون و امپلی فایر درون یک بسته ای که روی بدن سوار می شدند(جیبی:BW)،با استفاده از یک سیم به رسیور متصل می شده اند.چندین تلاش برای نامرئی نمودن در طی این دوره صورت گرفت.مثلا بسته بندی اجزای الکترونیکی(بجز مبدل ها)، درون بدنه خودکاری شکل (penphone) بود.میکروفون ها بر روی ساعت مچی و کراوات قرار مي گرفتند(مخفی مي شدند) و طناب رسیور درون string of pearl( گردنبند) قرار گرفت.
شكل1.13:سمعك هاي لامپ خلا و دو باتري مجزاي آن.
ونت در قالب ها،میکروفون های مغناطیسی و پیزوالکتریکی و همچنین مدارا تراکمی برای اولین بار در این دوره مطرح شدند.
میکروفون های پیزوالکتریکی دارای ساختارهای کریستالی هستند که زمانی که پیچ و تاپ می خورند،ولتاژ تولید می نمایند و این خمیدگی ها زمانی رخ می دهد که دیافراگم به یک گوشه و یا انتهای کریستالی پیزوالکتریک متصل باشد.تقویت تراکمی امر جالبی بود ولی در اواخر دهه 1990 میلادی،مورد توجه قرار گرفت.
4.دوره سمعک های ترانزیستوری و مدارات مجتمع(IC):
ترانزیستور به طور تجاری در سال 1952 در دسترس بود اما در حال حاضر به نیروی باتری کمتری نسبت به آن دوره نیاز دارند.
با ابداع ترانزیستورها،امکان کوچکتر شدن اندازه سمعک ها فراهم شد.کاهش اندازه باتری و نیز اندازه کوچک ترانزیستور باعث شد تا امکان ساخت سمعک های عینکی و BTE فراهم شود.قرار گیری روی سر چندین مزیت عمده داشت: لباس ها باعث تولید نویز در میکروفون نمی شوند - بدن فاقد عوارض جانبی بر روی تونالیته ی صدای رسیده به میکروفون دارد – سیم ها زیاد بلند نیستند – سمعک های دوگوشی واقعی محتمل بودند.
اولین سمعک هایی که روی سر قرار گرفتند،سمعک های Barrette و سمعک های عینکی بودند. سمعک های Barrette نوعی از سمعک ها بودند که فاقد رسیور خارجی(مثل سمعک های جیبی) بودند و در طرح ها واندازه های مختلف ارائه شند و رو یا زیر موی سر (یا روی بدن،کراوات،یقه و یا گردنبند) قرار می گرفتند.البته چند مدل جواهرالاتی هم ارائه شدند.
در سمعک های عینکی ،تمامی اجزا روی فریم عینک(Bow) قرار داشتند و به مرور کوچکتر شده و به پشت گوش منتقل شدند و سمعک های BTE را پدید آوردند.در طی 10 سال، BTE بر سمعک های عینکی(به عنوان مدل مرسوم) چیره شدند و و تا میانه ی دهه ی 1980 در آمریکا و تا دهه 1990 در اکثر اروپا ،به عنوان مدل و نوع غالب،باقی ماندند.
با کوچکتر شدناندازه اجزای ان،سمعک های ITE پدید آمدند(در اواخر دهه1950).اولین ITE بسیار بزرگتر از اندازه کنونی ان بود و "خارج گوشی" نام داشت.2جهش در اندازه سمعک ها در دهه 1960 رخ داد:
اولا در سال1964،IC در سمعک ها به کار رفت یعنی چندین ترانزیستور و مقاومت درون یک جز ترکیب شدند که شبیه هرکدام از ترانزیستورهای تکی بود.
دوما ،میکروفون پیزوالکتریکی با یک نوع ترانزیستور(پیش تقویت کننده یا FET) درون یک محفظه فلزی ترکیب شدند..این مسئله سبب تولید سمعک های ITE در دهه 1980 میلادی شد.این سمعک ها پاسخ فرکانسی خوبی داشتند.همچنین این مسئله سبب تولید میکروفون های دایرکشنال شد.
زمانی که میکروفون های الکترتی و FET در سال1971 پیشرفت نمود،میکروفون ها هم پیشرفت کردند.در عین حال که اندازه آن ها کوچکتر شد،پاسخ فرکانسی آن ها هم بهبود یافت.حجم رسیور از 1800mm3 به 39mm3و حجم میکروفون از5500mm3 به 23mm3 کاهش یافت.اکثر موارد کوچکتر شدن حجم رسیور در قبل از دهه1970 رخ داد،اما این کاهش اندازه همانند کاهش اندازه و حجم میکروفون ها مشهود نبود.در ابتدای دهه1980،سمعک های ITE به حدی کوچک شدند که بیشتر اجزای آن براحتی می توانستند که درون بخش کانال گوش قرار بگیرند که که این مسئله سبب پیدایش سمعک های ITC شد.
در ابتدای دهه 1990 ،بابهبود وضعیت شیمیایی باتری ها و بهتر شدن امپلی فایرها واندازه مبدل ها، سمعک CIC که نامرئی بود،کشف شد.با ساخت CIC ،از مزایای رزونانس هنجار لاله گوش نیز استفاده می شد و نویز ناشی از باد به حداقل رسد.در آمریکا،در میانه ی دهه1980،سمعک های ITE، ITCو CIC بر BTE چیره شدند.
برخی از پیشرفت هایی که در دوره ترانزیستوری ایجاد شد،عبارتند از:
1."ساخت باتری روی=هوا" که اجازه می داد تا با نصف حجم باتری،همان کار ظرفیت کل باتری خالص روی را برای ما انجام دهد.
2."بهبود عملکرد فیلترها" که به ایجاد پاسخ فرکانسی قابل انعطاف تر و نیز پردازش سیگنال در چند کانال مجزا منجرشد.
3."ساخت پتانسیومترهای کوچکتر" که به ادیولوژیست این اجازه را می دهد تا مشخصه های تقویت را روی یک سمعک کوچکتر پیاده کند.
4."امکان انتقال بی سیم سیگنال ها" که یا به سمعک متصل می شد یا اینکه سمعک حاوی یک رسیور وایرلس بود که با انتقال دهنده ای که گوینده از فاصله دور دارد،تنظیم دقیق می شد.
5."ساخت آمپلی فایر کلاسD" که با کمترین جریان مورد نیاز،انرژی حداکثر تولید می کند و اعوجاج آن حداقل می باشد.
6."آگاهی و شناخت بیشتر از قالب ها وتعدیلات آکوستیکی و کاهش مشکلات انسداد و فیدبک"
7."استفاده از دو میکروفون در یک سمعک و امکان انتخاب میکروفون دایرکشنال و غیردایرکشنال توسط بیمار"
از پیشرفت های دیگری که می توان آن را به این دوره نسبت داد،ساخت مدارات کنترلی دیجیتال و حافظه های دیجیتال می باشد.این مدارات با پتانسیومترها جایگزین شد،چون فضای کمی را در داخل سمعک اشغال می کنند و امکان استفاده از کنترل های مختلف را هم برای ما فراهم می کنند.همچنین این مدارات ،مشخصات تقویتی سمعک را طوری قادر می سازند تا ادیولوژیست بخوبی بتواند آن را برای بیمار تنظیم نماید.همچنین بسیار انعطاف پذیرتر شدند.همچنین مدارات کنترل دیجیتال در سمعک طوری ساخته شد که بیمار می تواند مشخصات سمعک را خودش (با کنترل از راه دود) یا با سمعک های چندحافظه ای(حتی در ITE و ITC)،اعمال نماید.
5.دوره سمعک های دیجیتالی:
انقلاب واقعی در زمینه دیجیتالی مربوط به تبدیل صدا به یک سری اعداد و سپس تقویت این اعداد و در نهایت تبدیل این اعداد به صوت (در رسیور) می باشد.از دهه1960 در آزمایشگاه بل این محاسبات انجام می شده است.اما بهرحال به دلیل سرعت پایین کامپیوترها،امکان انجام محاسبات ضروری و سریع تر در مواردی که ورودی سریعتر وارد می شود ،وجود نداشت.در دهه1980،زمانی که کامپیوتر کشف شد،سرعت چشمگیری در زمینه دیجیتال صورت گرفت که باعث شد تا صدای خروجی همزمان با صدای ورودی باشد و تاخیری وجود نداشته باشد.در این دوره مصرف انرژی و اندازه طوری کاهش یافت که امکان استفاده از سمعک ها را فراهم آورد.اولین نوع سمعک دیجیتال،یک سمعک بدنی(body) بود ولی موفقیت امیز نبود.بالاخره در سال 1966 انواع سمعک های تمام دیجیتال BTE،ITE و ITC ساخته شدند.بعد از طی چند سال نیزفمدار کاهنده فیدبک نیز ساخته شد.
برخی از مزایای دوره سمعک های دیجیتال عبارتند از:
1.افزایش انعطاف پذیری سمعک ها از طریق مدارات تغییر شکل پاسخ فرکانسی و مدارات تراکمی
2. امکان تغییر خودکار و هوشمند بهره و پاسخ فرکانسی سمعک(این مسئله بستگی به تخمین سیگنال و نویز رسیده از هر ناحیه فرکانسی می باشد).
3. امکان تغییر هوشمند بهره سمعک در زوایای مختلف ،به نحوی که نویز کاسته شود.
4. امکان افزایش بهره بدون وقوع فیدبک
5. کاهش اندازه باتری مورد نیاز سمعک ها(نسبت به سمعک های انالوگ)
6. امکان کنترل خودکار و هوشمند بهره از زوایای مختلف برای سیگنال ورودی
7.جابجا نمودن ناحیه high.f گفتار و کاهش میزان آن و انتقال ان به به محدوده ای که فرد می تواند آن صداهای گفتاری را بشنود
8.اتصال خودکار به تلفن و موبایل
9. سمعک های که توانایی یادگیری دارند(هوشمند) و بسته به تغییر موقعیت شنیداری،برنامه متناسیب با آن موقعیت فعال می شود.
در آینده مطمئنا با استفاده از مدارات کنترل فیدبک و کنترل(کاهنده) نویز،انتظار پیشرفت های بیشتری می رود.اگرچه در طی دهه1980 تا 1990،میزان رضایت و استفاده به طور قابل توجهی بهبود پیدا نکرد، اما از سال 2000 تاکنون،با ورود مدارات کاهنده فیدبک و نویز،بهبود در رضایت،استفاده و راحتی شنیداری بیشتری بوسیله ی سمعک ها برای ما مهیا شده است.
6. دوره وایرلس:
سیستم انتقال الکترومغناطیسی وایرلس،امکان انتقال سیگنال ها بدون اتلاف(کاهش) انرژی(به دلیل بازآوایی و نویز) را برای ما امکان پذیر می سازد و لاجرما همراه با انتشارو پخش انرژی صوتی می باشد.اگر چه در طی چندین سال،سمعک ها قادر بودند تا از طریق سیم به رسیور وایرلس متصل شوند،اما در حال حاضر،این رسیورها یا درون سمعک و یا بر روی سمعک ها قرار می گیرند و در واقع یعنی انکه درون خود سمعک قرار می گیرند.در کل4 کاربرد عمده دارند:
1.دریافت کننده از فاصله دور: برای دریافت سیگنال ها از طریق میکروفون و ترانسمیتری که در اختیار گوینده است،مورد استفاده قرار می گیرد.
2.کنترل هماهنگ سمعک های دو گوشی: بصورت همزمان و بطور اتوماتیک یا دستی،تقویت را در هردو سمعک،تنظیم می نماید.
3.اتصال به وسایل ارتباطی: دریافت سیگنال های صوتی از وسایلی همچون موبایل،کامپیوتر،پخش کننده های استریو انفرادی(مثل MP3 پلیر) و سیستم های کنترل ماهواره
4.آرایش دوگوشی سمعک ها: ارتباط کامل بین سمعک های چپ و راست را برای ما فراهم می کند.بنابراین سمعک های سوپر دايركشنال را قادر می سازد تا سبب بهبود وضعیت درک گفتار در مکان های نویزی شوند.
موارد اولی و آخری،سبب افزایش در گفتار در مکان های نویزی می شود که بدون وایرلس ،زیاد امکان پذیر نیستند.این مسئله باعث می شود تا افراد کم شنوا حتی در محیط های نویزی ،درک گفتار بهتری از افراد نرمال هم داشته باشند.بنابراین نه تنها در این حالت فرد کم شنوا دارای معلولیت نخواهد بود،بلکه باعث می شود تا این فرد کم شنوا،نسبت به افراد نرمال،شنوایی فوق العاده ای هم داشته باشد.این مسئله بطور قابل توجهی سبب افزایش تعداد افراد کم شنوایی می شود که بخواهند از سمعک استفاده کنند وهمچنین سبب افزایش میزان رضایت و سودمندی در افراد دارای سمعک می شود.
منبع: Hearing Aids. Harvey Dillon
