Рэнди Вагнер и остальная часть группы акустики в подразделении полупроводников и размерной метрологии PML планируют новые направления исследований, поскольку они отмечают восстановление соглашения с Департаментом по делам ветеранов (VA), чтобы продолжить выполнять измерения для характеристики слуховых аппаратов для VA и работать с производителями и другими заинтересованными сторонами по разработке и стандартизации этих измерений.
Команда Acoustics предоставляет услуги по измерению мирового уровня и разрабатывает измерения и документальные стандарты для единицы звукового давления СИ и соответствующих акустических устройств и измерительных приборов для сообщества США.
Это совместное усилие между VA и NIST началось в 1950-х годах, и в последнее время соглашение между двумя агентствами было переработано после временного отключения. Прошлые измерения, выполненные в соответствии с этим соглашением, включают в себя усиление вставки (т. Е. Разницу между уровнями звукового давления без помощи и без звука в ухе), индекс направленности, уровень звукового давления насыщения, эквивалентный уровень входного шума, когерентность, разряд батареи и общее гармоническое искажение , Хотя точные направления исследований нового соглашения все еще обсуждаются, ранние признаки того, что большой упор будет сделан на характеристику подавления обратной связи и адаптивных особенностей направленности.
Эти усилия по измерению в NIST могут повлиять на качество жизни для огромной части общества. По данным Национального института здоровья, 1 из 3 человек в возрасте от 65 до 74 лет и почти половина из этих 75 и старше имеют потерю слуха.1 Но это касается не только нашего пожилого населения. Ветераны, возвращающиеся домой из войн в Ираке и Афганистане, увеличили потребность в новых измерениях и стандартах для слуховых аппаратов для VA, которая является крупнейшей интегрированной системой здравоохранения в Соединенных Штатах.
«В настоящее время VA обслуживает более крупное сообщество, – объясняет Вагнер, физик в команде акустики. «Вторая наиболее распространенная инвалидность солдат, возвращающихся домой, – это дефектный слух». Основываясь на возрастающем числе пациентов в сочетании с большей сложностью в технологии слуховых аппаратов, Вагнер утверждает, что «сейчас, как никогда, им требуется работа, которую выполняет NIST. »
NIST уникально подходит для этих видов звукоизоляции с исключительно большой и бесшумной безбарьерной камерой мощностью 450 м3 среди своих современных установок. При оборудовании для измерения направленности слухового аппарата центральная часть комнаты представляет собой туловище манекена в натуральную величину на вращающемся столе, окруженном механической системой для размещения громкоговорителя под разными углами места.
«В большинстве лабораторий нет таких камер, – утверждает Вагнер. «Если вы хотите сделать контролируемые измерения, вы не хотите, чтобы звук отскакивал от стен. Это цель этой комнаты. Он поглощает практически весь падающий звук на поверхности ».
Минимальный диапазон частот, указанный для стандартизированных измерений направленности, выполненных в этой камере, составляет от 500 Гц до 5000 Гц. Около 84% сигнала, необходимого для понимания речи, содержится в этом диапазоне, в соответствии с функцией значимости диапазона (весовых коэффициентов), используемой для вычисления индекса интеллекта речи. Вагнер заявил: «Мы продемонстрировали способность проводить эти измерения в расширенном диапазоне от 200 Гц до 8 000 Гц», который охватывает около 99% этого сигнала.
Акустическая группа PML работает в двух основных комитетах по стандартам, отвечающих за многочисленные стандарты в отношении измерений слухового аппарата: Американский национальный институт стандартов (ANSI), Комитет по аккредитации стандартов S3, Биоакустика и Технический комитет Международной электротехнической комиссии (МЭК) 29, Электроакустика , Вагнер является членом рабочей группы ANSI S3 48 по слуховым аппаратам, которая также имеет информацию о стандартах, разработанных в рабочей группе 13 МЭК TC29 по слуховым аппаратам. За последнее десятилетие большое внимание уделялось попытке согласовать стандарты этих двух организаций.
Когда дело доходит до измерений, NIST выполняет для VA: «Мы предпочитаем иметь производителей на борту с нашими измерительными процедурами», – говорит Вагнер. «Вот почему так ценно быть в рабочей группе. Вы хотите поделиться идеями и работать над консенсусной разработкой стандартизированных процедур с производителями и другими заинтересованными сторонами ».
Потребность в предотвращении обратной связи в слуховых аппаратах усугубляется из-за распространения слуховых аппаратов с открытым ходом. «Когда ухо подключено с помощью специальной помощи в ухе или закрытого ушного вкладыша, это вызывает неестественное ощущение, известное как эффект окклюзии, который может быть очень раздражающим для пользователей слуховых аппаратов», – объясняет Вагнер. «Люди обычно гораздо удобнее открывать свои уши, поскольку они носят свои слуховые аппараты и эстетически более приятны».
Однако открытый дизайн этого популярного типа слухового аппарата приводит к серьезным проблемам с обратной связью. «Физическая настройка помощи работает против вас акустически», – объясняет Вагнер, обращаясь к открытому пути этой конфигурации между выходным портом усиленного звука и микрофоном слухового аппарата.
В недавней презентации на конференции по аудиологии для ветеранов объединенной обороны, функция подавления обратной связи в слуховых аппаратах получила оценку «А» как «Преимущества», так и «Широкая применимость» и была единственной функцией из семи рассмотренных для получения A в либо категории 2
Когда речь заходит о функции подавления обратной связи, Вагнер заявляет: «Святой Грааль для производителей должен получить значительную дополнительную стабильную выгоду из вспомогательных средств до того, как они вернутся».
Еще одна проблема заключается в том, насколько хорошо эта функция позволяет избежать создания артефактов увлечения, которые могут быть получены, если помощь пытается подавить сигналы, ошибочные для обратной связи, такие как сигналы тревоги. Шаги по разработке стандартизованных методов тестирования Вагнера и его команды будут включать в себя измерения усиления, выполняемые последовательно на вспомогательных средствах, с включенными и отключенными функциями подавления обратной связи, вызывая обратную связь путем постепенного увеличения коэффициента усиления, путем изменения связи с ухом, а также, возможно, путем размещения объектов в непосредственной близости от вспомогательных средств, чтобы повлиять на путь обратной связи. Другие шаги включают разработку объективных критериев для определения того, когда происходит обратная связь, и в какой степени, путем анализа измеренного выходного спектра и частотной характеристики. Планируется также связь с производителями относительно их конкретных подходов к подавлению обратной связи и проведению лабораторных измерений для характеристики производительности их функций.
Адаптивная направленность просто заключается в том, что помощь ищет желаемый сигнал, который обычно является речью, и изменяет свой направленный паттерн, чтобы сфокусироваться на этом сигнале. Новые слуховые аппараты имеют адаптивные функции с направленными микрофонами (обычно два на помощь), чтобы следить за речью. Тестирование в NIST необходимо будет улучшить, чтобы учесть эти функции.
«Разработка стандартизированных процедур измерения для характеристики адаптивной направленности является одной из следующих важных вещей», – говорит Вагнер.
В случае новой беспроводной технологии вспомогательные средства на каждом ухе бинауральной пары общаются друг с другом и работают вместе, чтобы адаптировать свою направленность в зависимости от направления обнаруженного звука.
«У вас есть помощники, разговаривающие друг с другом по обеим сторонам головы, – объясняет Вагнер. «Если кто-то говорит на одной стороне головы пользователя, то средства могут обнаружить это и иметь только одну сторону. Если речь находится в центре, пособия могут разделить разницу ».
1 «Работа с потерей слуха: слуховые аппараты могут помочь», NIH News in Health, декабрь 2007 г.
2 «Сегодняшняя функция слуховых аппаратов: пух или настоящая польза для пациентов?» Тодда Рикетта и Гуса Мюллера на Конференции по аудиологии ветеранов совместной обороны (JDVAC) 2012 года.