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从临床观察证实,大部分老年性聋的残余听力均集中在低频段100-1000hz之间.如果一个正常全频声音进入耳蜗,根据行波理论,基底膜相应各段产生振动,但因中,高频声--电转换神经元已不能发生脉冲,处于假象静止状态.中,高频主要信息流中断,只有部分低频波能变成脉冲信号到达皮质.大脑无法完整地分析听觉信息,除了能觉出响度
较大的部分低频声音外,自然就听不到高频声音了.临床有部分聋哑或严重耳聋者能听见打雷,火车轰鸣,鞭炮声也正是如此。老年性耳聋也不例外。
那么,能否利用低频听觉细胞来听语频信息呢? 我们回答:能.但必须满足两个条件:
1. 信号信息流通量必须经过压缩.因为残存的听细胞数量少,固有频率低.如果直接将语频100-3000hz的关键频段的信息量综合起来,是无法通过的,正如粗麻绳强穿缝衣针孔.2. 必须使语频声波能振动基底膜低频段.也就是说必须使1000hz以上的声波变成1000hz以下的声波,使之携带的语言特征能被感觉到.语言听力学指出,人的语言频段主要在1000hz-3000hz内,携带有语言信息.因此,我们只需进行四倍频率压缩就可以使之落在250-750hz之间,该频率声音讯号经放大后,由低频耳机转化为低频声音,低频声音经耳膜,听骨链,前庭窗传导到蜗内淋巴液,淋巴液行波推进,基底膜的机械带通滤波特性使不同频率的声波刺激不同部位的毛细胞,听神经元相应发出脉冲,经听皮质处理后变成听觉.这样,关键语频段的声音就能经变频及压缩后,通过低频段听神经元被大脑听皮质进行分析了,患者就可以听见我们的声音,也可以听见自己发出的声音,就可以进行语言的学习与交流了.
这里需强调一点,听得见不等于听得清.要使病耳具有分辨力,那才真正具有临床意义.为了阐述清楚这一问题,我们必须从声音的特性来分析它.一个语言声音有基准频率,幅度,相位,谐振峰,时值及包络曲线频率决定基调,幅度决定强度,相位决定了,声音的叠加属性,而包络曲线则是声音携带信息的综合反映,时值决定了声音长短,谐振峰则决定声音特有音色.
当我们通过电子技术对声音进行压缩和变频时,我们可以改变基频,而保留其包络曲线基本不变,也就是保持时值,相位及幅度之间的对应关系.正如用不同的乐调来演奏同一首曲子,我们听来也只是这一支曲子.只是调门不一样而已.澳大利亚墨尔本大学克拉克课题组所推出的Nucleus电子耳蜗则是提取了部分包络曲线送往中枢神经元,已获得成功.
从理论基础综合要点:1. 临床观察大部分耳聋患者具有部分低频残余听力.2. 病理解剖证实病耳耳蜗低频段存有部分 毛细胞及听神经元.3. 语言频段声音频率主要在1000-3000hz范围内.4. 电子技术可以改变声音的频率,压缩语言信息带宽,而保留包络曲线的语言特征,仍可以被听懂.5.将语言频段经电子压频后,仍可以被聋耳残存的低频听神经感觉到.若残存的低频听力段有一定带宽,病耳可以听见并允许一定量信息到达大脑皮质.6. 大脑皮质具有强大的分析,处理脉冲信号的功能,对听信息进行整 合,对比,建立听信号反射.7. 临床进行合理调整,适应,反复语言刺激,就可以建立一条非植入语言听觉通道,使聋耳具有语言听力,从而使患者恢复或获得语言的学习与交流能力.
理论上如此,那么实际效果如何呢? 为了验证这一理论结果,我们自行设计并试制了一台原始移频式处理器样机.该机采用先进技术对声音进行处理,提取声音的包络曲线,改变运载信息的基振频率,对声音进行"素描"处理,减少信息量,用病耳的残余听力段来听经过简化,变频的语言信息,信号强度可以随机调整.运用这台样机进行了如下几个实验.初步命名本装置为移频助听器.
三. 实验报告
1. 正常耳变频听觉实验
(1). 方法: 选听力正常耳配戴移频助听器,另一耳进行隔音处理,调节音量控制键,使音量适度,调节变频控制掣至各种所需的处态,对助听器话筒说话.
用2倍压缩状态试听,被试验者声音变低沉,无杂乱环境噪音;以4倍压缩状态试听,被试验者述没有了中,高音.能听懂语言,以8倍压缩状态试验,声音变得异常低沉,有模糊感,但能听懂,说话速度慢一些,可懂度90%以上.以4倍扩频试听,将声音移向高频段，被试验者述声音尖锐,无低音,语言可懂度100%.
(2). 结果: 实验20只耳主观感觉一致,经不同倍率变频压缩,声音频率发生了巨大改变,语言可懂度大于90%.
(3):讨论:
本实验验证了以下几个问题.
A.从实际角度证明了该语言处理器的电子工程技术的可行性.
B.语言经处理器处理后,保留了语言的基本特征,并能被正常耳分辨.
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