Rambler's Top100 Service
Поиск   
 
Обратите внимание!   Зарегистрируйтесь на нашем сервере и Вы сможете писать комментарии к сообщениям Обратите внимание!
 
  Наука >> Медицина >> Лабораторная и функциональная диагностика | Популярные статьи
 Написать комментарий  Добавить новое сообщение

Как измерить остроту слуха?

А.Я.Супин
Опубликовано в журнале "Природа", N 5, 1999 г.
Содержание

Об авторе

Александр Яковлевич Супин, доктор биологических наук, профессор, руководитель лаборатории эволюции сенсорных систем Института проблем экологии и эволюции им. А.Н.Северцова РАН. Область научных интересов - нейрофизиология мозга человека и морских животных.

Проблема

Дефекты слуха, возникающие из-за врожденных аномалий, болезней, преклонного возраста, - сущий бич для миллионов людей. Для многих из них единственным средством помощи остается слуховой аппарат - нехитрое электронное устройство, предназначенное для усиления звука. Но беда в том, что, усиливая громкость звука, слуховые аппараты не делают его более разборчивым: многие владельцы слуховых аппаратов жалуются, что слышат звук, но ничего не могут разобрать в той какофонии, которая слышится из наушника, не могут понять речь собеседника, выделить ее из фоновых шумов. И это вовсе не из-за плохого качества аппарата, а из-за принципиальной проблемы: слуховые усилители компенсируют потерю чувствительности слуха, но не потерю его разрешающей способности, т.е. способности различать звуки. А именно эта способность больше всего страдает при дефектах слуха.

Чтобы создавать приборы, которые могут не только усиливать звуки, но и обеспечивать сносную возможность их различения, нужна, помимо прочего, точная диагностика: измерение как чувствительности, так и разрешающей способности слуха пациента. Что касается чувствительности, то здесь нет проблем: аудиометр - прибор для тестирования чувствительности слуха - есть в любом приличном аудиологическом кабинете. С измерением же разрешающей способности дело обстоит куда хуже. До сих пор основным методом оценки этого свойства слуха остается так называемая речевая аудиометрия. Всякий, кто бывал на обследовании у отоларинголога, знает, что это такое. Врач шепчет какие-то слова и просит пациента повторить их. Может пациент повторять слова - слух хорош, не может - плох. Достоинство такой процедуры - ее простота, но больше ничего хорошего в ней, пожалуй, нет. Ведь успешность повторения слов зависит не только от остроты слуха пациента, но и от дикции врача, используемых слов (одни звуки распознаются легче, другие - труднее), знакомства пациента с набором слов (можно угадать слово по его части) и множества других причин, к слуху никак не относящихся. Конечно, можно использовать записанные на магнитофон стандартные наборы слов, произносимых профессиональными дикторами, с выверенной громкостью. Но все это - полумеры. Ведь такой способ в принципе не дает оценку разрешающей способности слуха в строгих физических единицах.

Между тем для современной физиологии вовсе не секрет, чем обусловлена разрешающая способность слуха. Орган слуха начинает анализ звуков с того, что разлагает их на составляющие частоты. Чувствительные слуховые клетки настроены каждая на свою частоту: если сигнал содержит некоторую частоту звуковых колебаний, то откликается соответствующая группа клеток. Чем острее частотная настройка, тем тоньше, детальнее анализ. При многих дефектах слуха острота частотной настройки падает, из-за этого и снижается способность отличать одну частоту от другой, один звук от другого, сигнал от шума.

Все это известно. И есть способы измерения остроты частотной настройки слуха. Большинство из них основано на эффекте маскировки, суть которого проста. При одновременном включении двух звуковых сигналов - тихого и громкого - тихий звук (тест) будет заглушен, замаскирован громким (маскером). Но эффективность маскировки зависит от соотношения частот маскера и теста. Если эти частоты близки, то маскировка происходит даже при не очень большой громкости маскера, потому что и маскер, и тест воздействуют на одни и те же чувствительные клетки. Когда частоты различны, маскировка слабее, и чтобы заглушить тест, нужен намного более громкий маскер. Если показать на графике, как эффективность маскировки зависит от частоты, то получится V- образная кривая (рис.1); она-то и показывает остроту частотной настройки: чем кривая уже, тем настройка острее. А для полноты картины нужно построить много таких кривых, используя разные тестовые частоты. Вообще-то в современных исследованиях используются разные, в том числе весьма изощренные, сигналы со сложным частотным составом, но основной принцип метода именно таков. Если же известно, как измерить остроту частотной настройки слуха, то почему это не применяется на практике? Видимо, вследствие громоздкости метода. Измерения такого рода называют многоточечными, потому что для получения одного значения остроты частотной настройки нужно выполнить много измерений, чтобы по полученным точкам провести кривую, как на рис.1, и оценить ширину этой кривой. А ведь каждая точка кривой тоже добывается в результате многих проб, в которых испытывают маскеры разной громкости. И кривых таких нужно получить не одну, а несколько (на разных тестовых частотах). В результате объем измерений растет, как снежный ком. Для исследовательских целей, когда можно многократно работать с постоянными испытуемыми, постепенно накапливая необходимый объем данных, это приемлемо. Но в практических условиях затевать такую канитель, чтобы обследовать слух у пациента, - мало реально.

Рис.1 Кривые, построенные по результатам измерения остроты частотной настройки слуха методом маскировки. На кривой (в центре) показано, с какой интенсивностью должен звучать маскирующий сигнал для того, чтобы заглушить тестовый на частоте 1 кГц (отмечен звездочкой). Ширина кривой на некотором стандартном уровне - показатель остроты частотной настройки (отмечен стрелками). Полное исследование предполагает построение еще нескольких таких кривых при других частотах тестовых сигналов.

К тому же острота частотной настройки - важный, но не единственный фактор, определяющий остроту слуха. Она не всегда позволяет предсказать, как будет восприниматься сигнал сложного частотного состава. Дело в том, что возможны сложные взаимодействия между нервными клетками: отклик каждой из них на звуковой сигнал зависит не только от ее собственных свойств, но и от того, что происходит в соседних клетках. Ситуация в целом получается трудно предсказуемой.

Идея

А что если не вырисовывать отдельные кривые частотной настройки и не пытаться по ним предсказать результат анализа сложных звуков, а попробовать сразу получить конечный результат: тестировать слух сложными сигналами и измерять способность к их различению? За аналогией далеко ходить не нужно: достаточно из кабинета врача- отоларинголога перейти в кабинет окулиста. Там оценка остроты, т.е. разрешающей способности, зрения - первейшая процедура. При этом измеряется именно способность различать реальные изображения. Можно ли опыт, накопленный в физиологии зрения, использовать для диагностики слуха? Можно, несмотря на множество принципиальных различий между зрительной и слуховой системами. Эта идея и легла в основу нашей работы.

Как измеряют остроту зрения? Самый строгий способ - тестировать зрение с помощью изображений-решеток, которые состоят из чередующихся светлых и темных полос (рис.2). Испытуемому показывают решетки с разной частотой полос. Если частота решетки невелика, то испытуемый видит, что это полосатый рисунок, а не ровный фон. Если же частота выше некоторого предела, полосы становятся неразличимыми, сливаются в ровный серый фон. Максимальная частота полос, при которой еще различается решетчатый рисунок, - строгая мера остроты зрения. Ответ получается в точных физических единицах: количестве циклов решетки на градус угла поля зрения.

Рис.2 Изображения-"решетки", используемые для тестирования остроты зрения. На левой паре "решеток" полосы расположены редко, поэтому замена одной "решетки" на другую хорошо заметна. Средняя пара - "решетки" с высокой частотой полос; если смотреть с большого расстояния, то полосы сольются в серый фон, и подмена останется незамеченной. На "решетках" правой пары полосы, хотя и расположены с низкой частотой, мало контрастны; если контраст еще понизить, то смена одной "решетки" на другую тоже будет не заметна. Цель этих измерений состоит в том, чтобы найти пороговый контраст для тест-объектов с разной частотой полос, а также предельную различимую частоту "решетки" и тем самым получить полный и точный показатель разрешающей способности зрения.

Но как установить, какую частоту решетки испытуемый различает, а какую - нет? Простейший способ - придать рисунку из темных и светлых полос вид узнаваемой фигуры, например буквы: если пациент сумеет правильно назвать букву, значит различает рисунок. Но такое упрощение идет в ущерб точности: в букве или картинке расстояние между полосами не может быть везде одинаковым, как в простой решетке. Есть, однако, изящный прием, позволяющий точно сказать, различает ли испытуемый решетчатый рисунок. Это проба на инверсию фазы решетки. Испытуемому показывают решетку определенной частоты, и в некоторый момент светлые и темные полосы этой решетки меняются местами (рис.2). Если рисунок решетки различим, то испытуемый увидит, что что-то сдвинулось, изменилось на экране. Если же полосы не различимы, то испытуемый в этот момент не заметит ничего: ведь за исключением положения полос, решетки до и после замены абсолютно одинаковы, так что серый фон, в который слились полоски, каким был, таким и останется. Итак: предельная частота решетки, при которой можно заметить инверсию ее фазы, - точная мера остроты зрения.

Назад | Вперед


Написать комментарий
 Copyright © 2000-2015, РОО "Мир Науки и Культуры". ISSN 1684-9876 Rambler's Top100 Яндекс цитирования