Ипсилатеральная маскировка «эталонированными» сигналами

18 Июня в 10:31 1362 0


Для решения поставленных задач нами применен метод постоянных стимулов. За пороги маскировки принимали значения вероятности обнаружения сигнала (Р) при заданном соотношении сигнал/шум и фиксированном числе периодов (В. А. Сапрыкин, Б. И. Белов, 1968).

Схема экспериментальной установки, на которой проводили исследования, представлена на рис. 1. В ее состав входил специально разработанный аудиометр — формирователь эталонированных маскированных сигналов. Аудиометр позволял предъявлять постоянное число периодов тона на фоне маскирующего шума, независимо от изменения задающей частоты (Ю. К. Никитин, А. И. Лопотко, 1974). Тональные посылки, нормированные по числу периодов в виде импульсов тона, на фоне непрерывного маскирующего шума поступали на вход усилителя низкой частоты (УНЧ). Фильтры формировали полосу маскирующего шума. Прецизионный аттенюатор с шагом 1 дБ линейно делил интенсивность комплексного сигнала тон-шум. Для высокочастотной полосы маскирующего шума вводили коррекцию на частотную характеристику телефона. 

Блок-схема установки для определения вероятности обнаружения тона в шуме с учетом энергетических характеристик сигналов: 1 — генератор шума; 2 — звуковой генератор; 3 — формирователь эталонированных маскируемых сигналов; 4 — усилитель низкой частоты; 5 — полосовые фильтры; 6 — аттенюатор; 7 — вольтметр; 8 —  источник питания.
Рис. 1. Блок-схема установки для определения вероятности обнаружения тона в шуме с учетом энергетических характеристик сигналов: 
1 — генератор шума; 
2 — звуковой генератор; 
3 — формирователь эталонированных маскируемых сигналов; 
4 — усилитель низкой частоты; 
5 — полосовые фильтры; 
6 — аттенюатор; 
7 — вольтметр; 
8 —  источник питания.

В качестве параметров тестирующего тона, замешанного в шуме, рассматривали его энергию (Е) и число периодов (h = fτ). Энергию сигналов при изменении их частоты поддерживали постоянной, в каждом из четырех условий маскирования, определенным уровнем шума. Число периодов в сигнале, равное 46, сохраняли неизменным во всех сериях экспериментов, поскольку оно являлось оптимальным для приема сигнала слуховым анализатором, независимо от частоты тона (В. А. Сапрыкин и Б. И. Белов, 1968). Маскируемыми сигналами служили тоны 225, 1250 и 4600 Гц. 

Соответственно, исходя из постоянства параметра h, менялась длительность маскируемых сигналов. Для тона 225 Гц она равнялась 0,204 с, для 1250 Гц — 0,037 и 4600 Гц — 0>010 с. В качестве маскера применяли непрерывный гауссовский узкополосный шум, характерным параметром которого была спектральная плотность мощности (мощность шума в полосе 1 Гц), значения ее в пределах всех полос шума поддерживали постоянными. В соответствии с этим использовали три последовательно расширяющиеся полосы шума: от 141 до 309 Гц шириной 168 Гц; от 810 до 1690 Гц шириной 880 Гц и от 3000 до 6200 Гц шириной 3200 Гц. Полезный тонально-импульсный сигнал замешивали со случайным интервалом следования на фоне непрерывного шума. 

Вероятность правильного обнаружения сигнала мы проводили при соотношении сигнал/шум равном 8,0. Предпосылкой для выбора указанного соотношения были исследования В. А. Сапрыкина и Б. И. Белова (1968). Расчет соотношения сигнал/шум (d) проводили по формуле: 
10.JPG
где Е — энергия сигнала, Nш — спектральная плотность мощности шума для соответствующей полосы; Uc — эффективное напряжение для тонального сигнала; Uш — эффективное напряжение для шума; τ — длительность тонального сигнала, (с); Δf — ширина полосы для шума. 

Uш соответствовало максимальному напряжению шумового сигнала до момента его клиппирования (пикового ограничения). Эффективное напряжение для тонального сигнала определяли исходя из предшествующей формулы:
11.JPG
Предъявляли три-четыре уровня интенсивности шума (20; 40; 60; 80 дБ) относительно абсолютного порога слышимости. У тугоухих в связи с высокими порогами удавалось предъявить лишь 2—3 надпороговых уровня шума. Частота тестирующего тона выбиралась с учетом резонансной (центральной) частоты полосового фильтра. 

По указанной методике, кроме отологически здоровых людей молодого и старческого возраста, обследованы еще две группы тугоухих (лица с кондуктивными слуховыми расстройствами, ФУНГ—; и лица, страдающие болезнью Меньера, ФУНГ+). Тональный сигнал предъявляли в случайной последовательности на фоне маскирующего шума при одном из упомянутых для него уровней надпороговой интенсивности (20; 40; 60 дБ). С каждым испытуемым проводили от 9 до 12 экспериментальных серий. 

Основной опыт по обнаружению тонального сигнала длился 20 мин, в течение которого в случайном порядке предъявляли 100 тональных сигналов. Каждую серию за сеанс повторяли 5 раз. Методика проведения эксперимента предполагала два рода ошибок испытуемых — пропуск сигнала и ложную тревогу. В первом случае при наличии сигнала слушатель принимал решение: «слышу только шум». Во втором случае, когда тональный сигнал не предъявлялся, испытуемый принимал решение: «есть сигнал на фоне шума». Испытуемые должны были руководствоваться строго определенными условиями выбора решения, которые вырабатывались у них в ходе тренировки. Последняя предполагала минимизацию ложных тревог, поскольку считается, что последние являются проявлением не сенсорной, а чисто поведенческой реакции. 

Минимизацию ложных тревог осуществляли путем коррекции ответов испытуемых таким образом, чтобы каждый правильный ответ они рассматривали как поощрение, а каждую ложную тревогу — как наказание. Минимизация ложной тревоги представляет определенные трудности, особенно у тугоухих, и осуществляется путем многократной тренировки. Коррекцию ответов испытуемых проводили с помощью световой сигнализации. Данные, полученные у каждого испытуемого и для всех испытуемых внутри отдельных нозологических форм, суммировали. 

Обработку результатов производили с помощью преобразования Фишера для долей вариант, то есть вероятностей правильных ответов. Применяли преобразование арксинусов, нормализующее выборочные вероятности: φ = 2arcsin VР, где Р — выборочная вероятность, φ — «нормально» распределенная случайная («нормализованная») величина Фишера. 

Стандартную ошибку (S) величины «φ» рассчитывали по формуле: 
12.JPG
где n — количество предъявлений сигнала в каждой серии, равное 500. Достоверность различий между вероятностями, установленными у людей контрольной группы и пациентов с различными формами тугоухости, определяли по критерию Стьюдента. Сравнение вероятностей правильного обнаружения у людей с нормальным и пониженным слухом, в том числе и при старческой тугоухости, проводили в зависимости от частоты маскируемого тона и уровня маскирующего шума при фиксированном соотношении сигнал/шум; в некоторых случаях не удавалось выдержать заданное соотношение, поскольку не хватало интенсивности шума. Это явление чаще наблюдали при маскировке низкого тона 225 Гц у тугоухих. 

Как видно из приведенного материала, у людей контрольной группы отмечена независимость эффективности обнаружения тона от его частоты при всех уровнях маскирующего шума, особенно низких — 20 и 40 дБ (табл. 1, рис. 2). 

Таблица 1
Вероятность правильного обнаружения (Р) сигнала в шуме у молодых людей с нормальным слухом (контрольная группа)
Частота тона, ГцИнтенсивность шума, дБ
20406080
РφРφРφРφ
225
1250
4600
0,70
0,73
0,73
1,98
2,03
2,02
0,75
0,76
0,74
2,10
2,11
2,11
0,68
0,68
0,64
1,92
1,90
1,81
-
0,70
0,68
-
1,98
1,90
Объяснение в тексте.

Зависимость вероятности обнаружения маскируемого в шуме тона в зависимости от его частоты у людей с нормальным (а) и измененным (б) слухом, 1 — кондуктивная тугоухость, 2 — пресбиакузис, 3 — болезнь Меньера. Интенсивность маскирующего шума 20, 40, 60 дБ. По оси ординат — вероятность (Р) обнаружения тона, по оси абсцисс — частота тона в Гц
Рис. 2. Зависимость вероятности обнаружения маскируемого в шуме тона в зависимости от его частоты у людей с нормальным (а) и измененным (б) слухом, 1 — кондуктивная тугоухость, 2 — пресбиакузис, 3 — болезнь Меньера. Интенсивность маскирующего шума 20, 40, 60 дБ. По оси ординат — вероятность (Р) обнаружения тона, по оси абсцисс — частота тона в Гц


Данные, установленные для людей старческого возраста, достоверно отличались от данных контрольной группы. При сохранении независимости вероятности правильного обнаружения сигнала от его частоты значения этих вероятностей были гораздо ниже, равняясь 0,15—0,20. Это, по-видимому, обусловливалось снижением для рассматриваемой группы испытуемых функций детектирования сигнала в шуме (табл. 2). 

Таблица 2
Вероятность правильного обнаружения (Р) сигнала в шуме при старческой тугоухости

Частота то­на, Гц

Интенсивность шума, дБ

20

40

Р

φ1

РΔφ

Р

φ1

РΔφ

225

0,14

0,82

>99,9

0,15

0,81

>99,9

1250

0,15

0,81

>99,9

0,22

0,98

>99,8

4600

0,17

0,85

>99,9

0,20

0,93

>99,9

Обозначения. Р — вероятность различия долей, вариант φ-φ1. Остальные обозначения в тексте

У больных с кондуктивной тугоухостью в отличие от пресбиакузиса результаты достоверно не отличались от соответствующих данных контрольной группы (табл. 3). Для этих испытуемых вероятность обнаружения сигнала в шуме (эффективность обнаружения) мало зависела от частоты маскируемого сигнала, находясь в пределах 0,70. У людей, страдающих болезнью Меньера, получены несколько иные данные. Для этих испытуемых можно было отметить различную зависимость обнаружения сигнала в шуме от частоты тона. Для 4600 Гц вероятность правильного обнаружения оказалась значительно меньшей, чем для средних частот при всех уровнях шума.

Таблица 3
Вероятность правильного обнаружения (Р) сигнала в шуме при различных формах тугоухости
Фор-
ма
туго-
ухо-
сти

Час-
тота
тона

Интенсивность шума, дБ

Гц

20

40

60

Р

φ1

РΔφ

Р

φ1

 РΔφ

Р

φ1

РΔφ

Кон-  
дук-  
тив-  
ная  
туго-  
ухо
сть
225

1250

4600

0,71

0,70

0,88

2,00

1,98

1,94

<95

<95

<95

0,75

0,77

0,74

2,10

2,10

2,07

<95

<95

<95

0,75

0,70

0,65

1,87

1,98

1,87

<95

<95

<95

Бо-  
лезнь
Мень-
ера
1250

4600

0,82

0,60

2,26

1,77

>99

>99

0,68

0,42

1,94

1,42

>95

>99

0,54

0,18

1,65

0,88

>99

>99

Обозначения те же, что и в табл. 2. 

Зависимости вероятностей (Р) правильного обнаружения сигнала в шуме от интенсивности последнего при сохранении одинакового соотношения «сигнал/шум» приведены в табл. 1—3 и рис. 2. Из этих данных видно, что у молодых людей с нормальным слухом отмечалась независимость величин Р от уровня маскирующего шума. Колебания этих величин не превышали 0,1. Для отологически здоровых людей старческого возраста проявлялась та же закономерность: низкая зависимость величин Р от уровня маскера (см. табл. 2). Лишь при интенсивности шума 40 дБ намечалась тенденция к повышению способности выделять тональный сигнал на фоне шумовой помехи. Вместе с тем независимо от маскируемой частоты и уровня маскера вероятность обнаружения сигнала в шуме у этого контингента людей была значимо ниже, чем в контрольной группе испытуемых. При кондуктивных формах тугоухости проявлялась схожая тенденция (см. табл. 3). 

Зависимость вероятности обнаружения тона в зависимости от уровня маскирующего шума у людей с (а) нормальным и (б) измененным слухом. По оси ординат — вероятность обнаружения тона (Р); по оси абсцисс — интенсивность маскирующего шума в дБ. Маркировка кривых та же, что и на рис. 1.
Рис. 2. Зависимость вероятности обнаружения тона в зависимости от уровня маскирующего шума у людей с (а) нормальным и (б) измененным слухом. По оси ординат — вероятность обнаружения тона (Р); по оси абсцисс — интенсивность маскирующего шума в дБ. Маркировка кривых та же, что и на рис. 1.

При болезни Меньера отмечена достоверная зависимость эффективности обнаружения тона от интенсивности маскирующего шума. Так, при уровне шума 20 дБ вероятность обнаружения для маскируемых частот 1250 и 4600 Гц лежала в пределах 0,60—0,82; при 40 дБ — 0,42—0,68, а 60 дБ — 0,18—0,54 (см. табл. 3).

Резюмируя изложенное, можно считать, что при пресбиакузисе значения вероятностей обнаружения сигнала в шуме (Р) при фиксированном отношении сигнал/шум достоверно ниже, чем у людей контрольной группы и тугоухих. Для рассматриваемого контингента людей отмечена независимость величин Р от частоты маскирующего тона и уровня интенсивности маскера.

Лопотко А.И., Плужников М.С., Атамурадов М.А.
Старческая тугоухость (пресбиакузис)
Похожие статьи
  • 24.02.2013 37044 15
    Тональная пороговая аудиометрия

    Тональная пороговая аудиометрия осуществляется при помощи аудиометров, которые производятся многими фирмами и отличаются друг от друга по функциональным возможностям и по возможностям управления. В них предусмотрен набор частот 125, 250, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000, 6000, и 8000 Гц (в...

    Аудиология
  • 24.02.2013 24490 7
    Тимпанометрия

    Первые работы, посвященные тимпанометрии, содержали описание отдельных тимпанограмм, характерных для той или иной патологии (Terkildsen, Thomsen, 1959; Brooks, 1968; 1969). Позднее были разработаны классификации тимпанограмм, из которых наибольшее распространение получили взаимно дополняющие...

    Аудиология
  • 20.02.2013 7102 10
    Слуховые вызванные потенциалы. Часть 1

    Исследование этого класса реакций определяется возможностью неинвазивной (т.е. с поверхности черепа) регистрации суммарной электрической активности слуховых центров у человека и животных. В виду малой амллитуды реакций при таком способе регистрации и значительного уровня помех за счет других...

    Аудиология
показать еще
 
Оториноларингология