CROSおよびBiCROS補聴器フィッティング技術における新しい利点

Tech Topic | December 2018 Hearing Review

By Veronika Littmann, PhD, and Alastair Manders, PhD

片耳難聴（SSD）は、増幅によってその側にほとんどまたは全く利益がもたらされないほど、片耳での機能的聴力が大幅に失われるという特徴を持っています。 SSD患者の多くは、対側聴力が正常かそれに近い状態ですが、この症状は、しばしば良い方の耳にも聴力低下が見られます。

全体として、この研究の結果は、Signia の 2 つの新しい CROS/BiCROS システム (Pure 312 Nx CROS with Narrow directionality および Silk Nx CROS) が片耳難聴 (SSD) の人々が直面する日々の聞き取りの問題に優れた解決法を提供することを実証しています。

SSDの人々は、聴覚に関するユニークな一連の課題を経験しています。 その1つが、悪い方の耳から聞こえる音が小さくなることです。 これは「ヘッドシャドウ効果」によるもので、悪い方の耳で発生した音は、頭の中を回って良い方の耳に届く際にレベルが減衰します。

悪い方の耳の音に対する感度の低下に加え、両耳の音響情報の喪失により、さらに多くの障害が生じます。

SSDに関連する問題に対する効果的な非外科的解決策は、CROS (Contralateral Routing of Signals) システムとBiCROS (Bilateral CROS) システムです。 CROSは、両耳に装着した補聴器から検出された音を、良い方の耳に装着した補聴器に伝達するシステムです。

CROSフィッティングでは、通常、良い方の耳に装着された機器に入る音を直接増幅することはありません。

両耳装用デバイス間の接続がワイヤー ベースの電気接点を使用してのみ可能だった 1960 年代の初期の手法以来、CROS および BiCROS フィッティングにおける大幅な技術的飛躍がもたらされました。 2014年にシバントスがe2eワイヤレス3.0技術を導入した後、補聴器の両耳ビーム形成技術においてかなりの進歩が達成されました。 この開発により、ユーザーの正面以外の方位から音声が発信される状況でも、背景の騒音下での音声理解が大幅に向上しました1

2016年のSignia Primaxプラットフォームの発売により、この技術は非常に効果的な無線CROS/BiCROSソリューションに統合されました。 Primax CROS/BiCROSシステムのスピーチインノイズの利点とユーザーの満足度の両方に関する性能は、Petrauschらによって報告されました2。

SSD補聴器フィッティングに2つの新オプション

BiCROS用狭指向性Pure 312 Nx。

CIC補聴器ユーザーのための新しいCROS/BiCROSソリューション、Silk Nx。 クリックスリーブ付きのシグニアシルクデバイスの導入は、CICフィッティングの開発における新しい概念を反映しています。 これらのインスタントフィットCICは、耳かけ型（ITE）機器の利点と既製品のフィッティングプロセスの容易さを兼ね備えています（T. Lotter, white paper, “Silk and Click Sleeves-A New Concept for In-the-Ear Fittings”, 2016）。 CROS/BiCROS機能の追加と20%の小型化により、新しいSilk Nxは、現代のCICユーザーの特定のニーズに合わせたシステムで、シグニアNxのCROS/BiCROSソリューションの性能を提供します

2つのフィールドトライアルの研究方法

参加者と補聴器フィッティング。 Narrow Directionality機能を含むPure Nx機器と新しいSilk Nx機器のBiCROSフィッティングによる音声理解を評価するために、SSDを持つ12人の参加者を用いて臨床研究が行われました。 被験者は男性8名、女性4名で、年齢は63歳から91歳（平均75歳）です。 被験者には、片側が高度・中等度難聴、もう片側が軽度・中等度難聴が認められました。 図1に被験者の平均的なオージオグラムを示す。

BiCROSフィッティングは、Signia CROS Pure 312 NxとSilk Nx CROS補聴器でテストされた。 耳への結合は、標準的なシグニアのクローズドクリックスリーブを用いて行われた。 補聴器は、経験豊富な補聴器ユーザーのためのNxFitフィッティング式を用いて、参加者の個々のオージオグラムに適合させました。 すべての音声処理機能は初期設定のままとした。

Pure 312 Nx CROS – BiCROS with Narrow Directionality

本研究におけるBiCROSフィッティングでは、貧しい方の耳にシグニアCROS Pure 312 Nx補聴器を、良い方の耳にシグニア Pure 312 7Nx Mレシーバー補聴器を使用しました。 異なる指向性モードの切り替えは、Signia myHearingアプリの空間設定ツールを用いて行いました。

実験方法。 BiCROSフィッティングにおけるNarrow Directionalityの性能を評価するために、Froehlichら3、Littmann and Høydal、4、Mejiaら5などの先行研究と同様の方法を用いました。 音声認識は、4つの条件で評価した。

使用した音声素材はOldenburg Sentence Test (OLSA)で、対象音声素材は参加者から1mの距離にあるフロントスピーカ（方位角0°）から提示されました。 競合信号は、文と文の間に隙間のない同じ音声素材にカフェテリアノイズを加えたものである。 この競合信号は、参加者を取り囲む7つのスピーカから、隣接するスピーカ間の角変位が45°となるように提示された（前方のスピーカを除く）。 各スピーカーから提示される音には、一定のランダムな開始オフセットが使用され、一定のノイズバブルを作り出した。

結果および考察. SSD患者にとって、BiCROSソリューションは、音声やその他の意味のある信号が貧弱な耳側から来る状況で必要とされるサポートを提供するだけでなく、補聴器の両側音声データ共有の利点を提供するものである。 図2の結果から、予想通り、適応型指向性により、無指向性処理と比較して、すでに4dBの大幅なSNRの向上が見られ、音声の理解度が向上していることがわかります。 しかし、狭指向性の追加により、さらに 2 dB SNR の有意な音声理解度の利点が得られました (両側ペア t 検定、p<0.001) 。 3つの異なる比較における音声明瞭度の改善度（dB SNR）。 無指向性モードに対する適応指向性モード、適応指向性モードに対する狭指向性モード、無指向性モードに対する狭指向性モード。 無指向性条件における最も成績の良い5人と最も成績の悪い5人の平均結果は、それぞれ青と緑でプロットされています。 3つの異なる比較における音声明瞭度の改善度（dB SNR）。 適応指向性モードと無指向性モード、狭指向性モードと適応指向性モード、狭指向性モードと無指向性モードの比較。

以前の研究3,4と一致し、全方位条件で最も困難だった参加者は、適応的指向性と狭指向性で最も高い利益を示す傾向があることがわかりました。 これらの結果は図3に示されており、異なるマイクロホンモードの音声明瞭度の改善度（SNR）を比較しています。 図3は、全指向性条件で最も成績の良かった5人と最も成績の悪かった5人の平均結果を、それぞれ青と緑でプロットしたものです。 ワースト5の参加者の中で、特にNarrow Directionalityの8dBの平均SNRの優位性が注目されます。 これは、平均値だけでなく、個々のパフォーマンスを見ることに意義があることを強調しています。

Silk Nx CROS/BiCROS

Signia が提供する 2 つ目の CROS/BiCROS ソリューションは Silk Nx CROS/BiCROS です。 研究のこの部分では、Signia CROS Silk Nx 補聴器が参加者の悪い方の耳に、Signia Silk 7Nx が良い方の耳に使用されました。

実験方法。 SSDを持つ聞き手にとって、会話の場面は様々な意味で困難なものです。 Pure Nx では、非常に厳しい騒音環境での会話の理解に焦点が当てられていましたが、Silk Instant Fit CIC の研究では、聴覚障害者がグループの複数の人と話すという、これらの患者にとって特に困難な別の状況に焦点が当てられています。 1対1の会話では、SSDの人は通常、自分の良い方の耳が会話相手の方を向くように自分の位置を決めます。

この状況を再現するために、特殊なマトリックステストであるインターリーブ・オルデンブルグ文テスト (OLSA) を用いて音声理解テストを行いました。このテストでは、対象音声が正面 (0°) または悪い方の耳側 (90° または -90°) からランダムに提示されます。 1回の試験で、20文のリストが2つ完成し、各位置に1つずつ提示された。 OLSA騒音は、3つのスピーカーから、前頭面において、+45°、-45°、+90°または-90°（すなわち、参加者の悪い耳と正反対）の位置に提示され、拡散した騒音場となった。 複合背景雑音は、聴取者の位置で55dBAであった。 タスクは2回実施されました。1回はBiCROSフィッティングを使用し、もう1回は良い方の耳に標準的なモノラルフィッティングを使用して実施しました。 左：視認範囲の計算の説明図。 右は ある被写体の写真の例示的なサブセット。 A) 視界66°で視認開始、B) 87°で完全視認、C) 110°で視認終了。 視認範囲はAとCの差を計算することで決定される。 左：視程の計算の説明図。 右は 1人の被写体に対する写真の例示的な部分集合。 A)66°で視界開始、B)87°で視界全開、C)110°で視界終了。

シルクNxは、従来品より20％小型化し、新たに登場したXSクリックスリーブとともに、従来品よりもさらに目立たないように設計されています。 そこで、20名の被験者を対象とした追加実験が行われました。 被験者には、Silk NxとSilk pxを装着し、適切なクリックスリーブを選択してもらい、図4に示すように、耳の写真をさまざまな角度（～10°間隔）から撮影しました。 9人の聴覚士がランダムな順序で写真を提示され（Silk pxとSilk Nxが混在）、耳の中でデバイスが見えるか見えないかを判断するよう求められた。

図5の結果を見ると、BiCROSフィッティングでは、正面から届く音声の受話閾値（SRT）が、貧弱な耳側から届く音声よりもまだ良いことが分かります。

図 7. Silk Nx 装置と Silk px 装置の平均可視角度。

同じスピーカー セットアップと刺激を使用して、参加者は、聞き取り努力の主観的評価も提供するように求められました。 このタスクでは、音声は常に貧弱な耳側から一定のSNRで提示されました。 SNRは、前回の実験で得られたモノラルとBiCROSのSRTの個人平均（50%の音声が理解できるSNR）に設定された。 評価スケールは、”no effort “から “extreme effort “までの7段階を使用しました。 その結果、CROS なしでは、参加者は音声を理解するのが非常に困難であると判断しましたが、BiCROS ソリューションでは、音声の理解にはほとんど、あるいは中程度の努力しか必要ないと評価されました (図 6)。

視認性実験の結果は、Silk Nx デバイスの目立たない特性をさらに裏付けました。 新しい設計では、視認できる角度範囲が 21% 縮小され (図 7)、ほとんどの視線方向で見えなくなりました。 これは、Silk px と比較して 20% のサイズ縮小とうまく対応しています。

まとめと結論

SSD の患者は、騒音が要因となる日常の聞き取り状況において、しばしば音声理解に大きな問題を経験しています。 この研究の結果は、Signia が提供する 2 つの最新の CROS/BiCROS ソリューション、Pure 312 Nx CROS with Narrow Directionality と Silk Nx CROS が、厳しいリスニング環境において明確かつ大きな音声理解度のメリットを提供することを示しています。

Pure 312 Nx CROS は、確立した RIC 形式で非常に有効かつ反応性の高い CROS/BiCROS システムを提供します。 私たちの研究では、これだけで、従来のモノラルフィッティングに対して 4 dB の利点があることが示されました。 しかし、Narrow Directionalityの追加により、このメリットはさらに6dBに増加しました。

Silk Nx CROS は、CROS/BiCROS ソリューションで、CIC フォームファクターのすべての利点と、クリックスリーブの使用によって可能になった RIC 製品の装着の柔軟性と効率性を組み合わせたものです。 このシステムにより、悪耳側からの音声の雑音に対する明瞭度が、標準的なモノラルフィッティングに比べ、5dB改善されることが示されました。 さらに、両耳装用者の音素材をアルゴリズムで組み合わせることで、前方から到来する音に対しても、モノラル装用者に比べて2dBの効果が得られました。 主観評価の結果も同様に明らかです。このソリューションは、装着前の「非常に」または「極度の」努力の間の平均評価から、装着後は「ほとんど」努力しないまでに、聴く努力を大幅に減らすと認識されました。

さらに、Silk Nx の可視性は Silk px と比較して 21% 減少し、非常に目立たないことが示されました。

全体として、この研究の結果は、Signia の 2 つの新しい CROS/BiCROS システム、Pure 312 Nx CROS with Narrow directionality と Silk Nx CROS が、SSD 患者が遭遇する日々の聞き取りの問題に対して優れたソリューションを提供することを示しています。

1. Littmann V, Junius D, Branda E. SpeechFocus: 360° in 10 Questions. ヒアリングレビュー。 2015;22(11):38. で入手可能。 http://www.hearingreview.com/2015/10/speechfocus-360-10-questions

2. Petrausch S, Manders A, Jacobus K. A new CROS and BiCROS wireless solution.をご参照ください。 カナディアン・オーディオロジスト。 2016;3(4). http://www.canadianaudiologist.ca/a-new-wireless-cros-and-bicros-solution

3. Froehlich M, Freels K, Powers T. Speech recognition benefit obtained from binaural beamforming hearing aids: comparison to omnidirectional and individuals with normal hearing. May 28, 2015. Available at: https://www.audiologyonline.com/articles/speech-recognition-benefit-obtained-from-14338

4. Littmann V, Høydal E. Comparison study of speech recognition using binaural beamforming narrow directionality. Hearing Review. 2017; 24(5):34-37. Available at: http://www.hearingreview.com/2017/05/comparison-study-speech-recognition-using-binaural-beamforming-narrow-directionality

5. Mejia J, Carter L, Dillon H, Littman V. Listening effort, speech intelligibility, and narrow directionality. Hearing Review. 2017; 24(1):22-24. Available at: http://www.hearingreview.com/2017/01/listening-effort-speech-intelligibility-narrow-directionality

About the Authors: Veronika Littmann, PhD は、ドイツのエアランゲンにある Sivantos GmbH の R&D Audiology System Development Team でチーム リーダーを務めています。 ケンブリッジ大学で神経生理学の博士号を取得しています。 Alastair Manders 博士は、聴覚学の MS とオーディオ信号処理の博士号を持ち、Sivantos GmbH の R&D に勤務しています。