Nya fördelar med CROS- och BiCROS-hörapparatanpassningsteknik

Tech Topic | December 2018 Hearing Review

Av Veronika Littmann, PhD, och Alastair Manders, PhD

Ensidig dövhet (SSD) kännetecknas av en betydande förlust av funktionell hörselförmåga på det ena örat, till den grad att förstärkning ger liten eller ingen nytta på den sidan. Medan många patienter med SSD har normal eller nästan normal kontralateral hörselförmåga, uppträder tillståndet ofta med hörselnedsättning även på det bättre örat.

Sammantaget visar resultaten av denna studie att de två nya CROS/BiCROS-systemen från Signia – Pure 312 Nx CROS med smal riktverkan och Silk Nx CROS – ger en överlägsen lösning på de dagliga lyssningsproblem som personer med ensidig dövhet (SSD) stöter på.

Personer med SSD upplever en unik rad auditiva utmaningar. En framträdande svårighet är den minskade hörbarheten av ljud som kommer från sidan av patientens sämre öra. Detta inträffar på grund av ”head-shadow-effekten”, där ljudnivån som kommer från sidan av det dåliga örat dämpas när det rör sig runt huvudet till det bättre hörande örat. Denna effekt är mer uttalad vid de högre frekvenser som är viktiga för talförståelse, vilket gör det särskilt svårt att kommunicera med talare som vänder sig mot patientens sämre öra.

Förlusten av binaural akustisk information leder, förutom till minskad känslighet för ljud på sidan av det dåliga örat, till ytterligare brister. Talförståelsen i buller försämras avsevärt och ljudlokaliseringsförmågan är också avsevärt nedsatt.

Effektiva icke-kirurgiska lösningar på problem i samband med SSD är CROS- (Contralateral Routing of Signals) och BiCROS-systemen (Bilateral CROS). CROS-systemet består av en bilateral hörapparatanpassning där ljudet som registreras från apparaten som bärs på det dåliga örat överförs till apparaten som bärs på det bättre örat. Användarna kan då uppfatta ljud som kommer från deras dåliga öronsida på det goda örat och på så sätt övervinna huvudskuggningseffekten.

I en CROS-anpassning sker vanligtvis ingen direkt förstärkning av ljudet som kommer in i instrumentet som bärs på det bättre örat. För SSD-patienter som också har en hörselnedsättning på det bättre örat ger BiCROS-systemen förstärkning av ljudet som når mikrofonen på instrumentet på det bättre örat, vilket gör det möjligt att kompensera för den ytterligare hörselnedsättningen på patientens ”goda” sida.

Stora tekniska framsteg har gjorts inom CROS- och BiCROS-anpassningar sedan metodens tidiga början på 1960-talet, då anslutningsmöjligheterna mellan bilateralt burna apparater endast var möjliga med hjälp av trådbaserade elektriska kontakter. Efter Sivantos introduktion av e2e Wireless 3.0-tekniken 2014 har avsevärda framsteg gjorts inom tekniken för binaural strålformning av hörapparater. Denna utveckling förbättrade avsevärt talförståelsen i bakgrundsbrus, även i situationer där talet kommer från andra azimuter än framför användaren.1

Med lanseringen av Signia Primax-plattformen 2016 integrerades denna teknik i en mycket effektiv trådlös CROS/BiCROS-lösning. Prestandan hos Primax CROS/BiCROS-systemet för både nytta av tal i buller och användartillfredsställelse rapporterades av Petrausch et al.2. Förutom en mätbar fördel för förståelsen av tal i brus (SNR) på över 5 dB, visade studien att användarna gav Primax-systemet mycket bättre betyg än systemet från en ledande konkurrent på områden som talförståelse i tyst och buller, ljudkvalitet och lokaliseringsförmåga.

Två nya alternativ för SSD-hörapparatanpassningar

Pure 312 Nx med smal riktningsverkan för BiCROS. En efterföljande teknisk utveckling har uppnåtts i Signia Nx-plattformen med tillägg av Narrow Directionality för BiCROS, som är utformad för att ytterligare förbättra den selektiva direktionaliteten hos BiCROS-fästen för bullriga lyssningssituationer, i ett RIC-hörapparat (Receiver-in-the-canal).

Silk Nx, ny CROS/BiCROS-lösning för CIC-hörapparatanvändare. Introduktionen av Signia Silk-enheterna med klickhylsor återspeglar ett nytt koncept i utvecklingen av CIC-anpassningar. Dessa CIC-apparater med omedelbar anpassning kombinerar fördelarna med IÖ-apparater (ITE) med den enkla anpassningsprocessen hos en färdig apparat (T. Lotter, white paper, ”Silk and Click Sleeves-A New Concept for In-the-Ear Fittings”, 2016). Med tillägg av CROS/BiCROS-funktionalitet och en minskning av storleken med 20 % levererar den nya Silk Nx prestandan hos CROS/BiCROS-lösningen från Signia Nx i ett system som är skräddarsytt för de specifika behoven hos den moderna CIC-användaren.

Studiemetoder för två fältstudier

Deltagare och anpassning av hörapparater. För att bedöma talförståelse med en BiCROS-anpassning för Pure Nx-instrument, inklusive funktionen Narrow Directionality och de nya Silk Nx-instrumenten, genomfördes en klinisk studie med 12 deltagare med SSD. Totalt testades 8 manliga och 4 kvinnliga deltagare med åldrar från 63 till 91 år (medelvärde: 75 år). Deltagarna hade svår/grundlig hörselnedsättning på ena sidan och lätt till måttlig hörselnedsättning på den andra sidan. Det genomsnittliga audiogrammet för deltagarna visas i figur 1.

BiCROS-fittings testades med Signia CROS Pure 312 Nx och Silk Nx CROS-hörapparater. Kopplingen till örat utfördes med hjälp av standard Signia stängda klickhylsor. Hörsystemen anpassades till deltagarnas individuella audiogram med hjälp av NxFit-anpassningsformeln för erfarna hörapparatanvändare. Alla ljudbehandlingsfunktioner lämnades på standardinställningarna. Resultaten av BiCROS-anpassningarna jämfördes med resultat som erhölls med en konventionell monaural anpassning på det bättre örat.

Pure 312 Nx CROS – BiCROS med smal direktionalitet

För BiCROS-anpassningarna i den här studien användes Signia CROS Pure 312 Nx-hörapparater på det dåliga örat och Signia Pure 312 7Nx M-mottagningshörapparater på det bättre örat. Växling mellan olika riktningslägen skedde med hjälp av den spatiala konfiguratorn i Signia myHearing App.

Experimentell metod. För att utvärdera prestandan hos Narrow Directionality i en BiCROS anpassning användes en liknande metod som i tidigare studier som Froehlich et al,3 Littmann och Høydal,4 och Mejia et al5. Taligenkänningen utvärderades under fyra olika förhållanden. Dessa omfattade omni- och konventionell direktionalitet med CROS-anordningen avstängd (monaural anpassning) samt konventionell direktionalitet och smal direktionalitet med CROS-anordningen påslagen (BiCROS-inpassning).

Talmaterialet som användes var Oldenburg Sentence Test (OLSA), där måltalsmaterialet presenterades från en främre högtalare (0° azimut) på ett avstånd av 1 meter från deltagaren. Den konkurrerande signalen bestod av samma talmaterial utan luckor mellan meningarna, med tillsatt cafeteriabrus. Den konkurrerande signalen presenterades från sju högtalare som omgav deltagaren, med en vinkelförskjutning på 45° mellan intilliggande högtalare (exklusive den främre högtalaren). En fast slumpmässig startförskjutning användes för det ljud som presenterades från varje högtalare för att skapa ett konstant bullerbrus. Det kombinerade bakgrundsbruset var 68 dBA vid lyssnarens position.

Resultat och diskussion. För SSD-patienter ger en BiCROS-lösning inte bara ett välbehövligt stöd i situationer där tal eller andra meningsfulla signaler kommer från den sämre öronsidan, utan den ger också fördelen av hörapparaternas bilaterala delning av ljuddata. Resultaten i figur 2 visar att adaptiv riktningsförmåga, som förväntat, redan förbättrar talförståelsen med ett betydande SNR på 4 dB jämfört med omnidirektionell behandling. Med tillägg av smal direktionalitet uppnåddes dock ytterligare en betydande fördel för talförståelsen på 2 dB SNR (tvåsidigt parat t-test, p<0,001).

I överensstämmelse med tidigare studier3,4 konstaterades att deltagare som hade störst svårigheter i omnidirektionellt tillstånd tenderade att uppvisa störst nytta med adaptiv och Narrow Directionality. Dessa resultat illustreras i figur 3 som jämför förbättringen av taluppfattbarheten (i SNR) för olika mikrofonlägen. Illustrerade är de genomsnittliga resultaten för de fem deltagarna med bäst och fem deltagarna med sämst resultat i Omnidirectional-tillståndet, plottat i blått respektive grönt. Bland de fem ”sämst presterande” deltagarna är den genomsnittliga SNR-fördelen på 8 dB för Narrow Directionality särskilt anmärkningsvärd. Detta visar att det är värt att inte bara titta på medelvärden utan även på individuella prestationer. Patienter som kämpar mest verkar också vinna mest på att använda de avancerade hörapparatfunktionerna.

Silk Nx CROS/BiCROS

Den andra CROS/BiCROS-lösningen som Signia erbjuder är Silk Nx CROS/BiCROS. För denna del av studien användes en Signia CROS Silk Nx-hörapparat på deltagarens sämre öra och en Signia Silk 7Nx på det bättre örat.

Experimentell metod. Samtalssituationer för lyssnare med SSD kan vara utmanande på olika sätt. Medan fokus för Pure Nx-enheterna låg på talförståelse i en mycket krävande bullrig miljö, var fokus för Silk Instant Fit CIC-studien en annan situation som också är särskilt svår för dessa patienter: när den hörselskadade personen pratar med flera personer i en grupp. I ett enskilt samtal placerar sig personer med SSD vanligen på ett sätt så att deras goda öra är vänt mot samtalspartnern. I ett samtal med en grupp människor kan patienten dock inte alltid förutsäga från vilken sida nästa talsignal kommer att komma, vilket gör uppgiften mycket svår.

För att simulera denna situation testades talförståelsen med hjälp av ett särskilt matris-test, det interleaved Oldenburg Sentence Test (OLSA), där målspråket presenterades slumpmässigt antingen framifrån (0°) eller från sidan för det sämre örat (90° eller -90°, beroende på deltagarens ”dåliga” öra). Under en testkörning fylldes två listor med 20 meningar i, med en för varje position. OLSA-brus presenterades från tre högtalare i frontalplanet, vid +45°, -45° och +90° eller -90° (dvs. diametralt motsatt deltagarens dåliga öra), vilket resulterade i ett diffust brusfält. Det kombinerade bakgrundsbruset var 55 dBA vid lyssnarens position. Uppgiften genomfördes två gånger: en gång med en BiCROS-inpassning och en gång med en vanlig monaural inpassning på det bättre örat.

Silk Nx-enheterna är 20 % mindre än sina föregångare och – tillsammans med de nyintroducerade XS-klickhylsorna – utformade för att vara ännu mindre iögonfallande än sina föregångare. Därför genomfördes ytterligare ett experiment med 20 deltagare. Försökspersonerna utrustades med Silk Nx och Silk px och valde lämplig klickhylsa, och bilder togs av örat från olika vinklar (avstånd ~10°), vilket visas i figur 4. Nio audionomer presenterades för bilderna i slumpmässig ordning (Silk px och Silk Nx blandade) och ombads bedöma om apparaten var synlig eller osynlig i örat. Utifrån dessa bedömningar beräknades synlighetsområdet för varje instrument.

Resultat och diskussion. Resultaten av OLSA-testet för taligenkänning kan ses i figur 5. Som förväntat är förståelsen sämst när talet kommer från deltagarens sämre öronsida och deltagaren inte har en BiCROS-lösning. Genom att aktivera BiCROS-enheten övervinns detta problem helt och hållet och tröskeln för talmottagning förbättras i genomsnitt med 5 dB SNR (parat t-test, p<0,0001). Talförståelsen i detta tillstånd liknar faktiskt situationen där den primära talsignalen finns framför deltagaren. När talet presenteras framifrån är skillnaden mellan BiCROS-fitting och ett monauralt fitting för talförståelse mindre. BiCROS-lösningen resulterar dock fortfarande i en avsevärt förbättrad förståelse på nästan 2 dB SNR, genom att relevant information från båda sidor kombineras. En ytterligare faktor kan vara den något asymmetriska uppställning som valdes för att möjliggöra interleaved OLSA. Ett något bättre SNR finns vid det sämre örat eftersom den bullerkälla som ligger bredvid det goda örat dämpas av huvudskuggningseffekten.

Om man tittar på resultaten i figur 5 kan man se att med en BiCROS-fitness är tröskelvärdet för talmottagning (SRT) för tal som kommer framifrån fortfarande bättre än om talet kommer från sidan av det dåliga örat. Detta kan tillskrivas pinna-effekten och det faktum att tal som kommer framifrån är mer högkorrelerat mellan de båda sidorna, vilket resulterar i ett bättre SNR.

Med hjälp av samma högtalaruppsättning och stimuli ombads deltagarna också att ge en subjektiv bedömning av lyssningsansträngningen. För denna uppgift presenterades talet alltid från den sämre öronsidan vid ett fast SNR. SNR sattes till det individuella medelvärdet av SRT (dvs. det SNR vid vilket 50 % av talet förstods) för de monaurala och BiCROS-förhållandena från det föregående experimentet. Den bedömningsskala som användes bestod av sju steg från ”ingen ansträngning” till ”extrem ansträngning”. Resultaten var tydliga: utan CROS bedömde deltagarna att det var mycket svårt för dem att förstå tal, medan med BiCROS-lösningen bedömdes talförståelsen endast kräva liten till måttlig ansträngning (figur 6).

Resultaten av synlighetsexperimentet bekräftar ytterligare Silk Nx-enheternas diskreta egenskaper. Den nya konstruktionen resulterade i en 21-procentig minskning av synlighetens vinkelområde (figur 7), vilket gör den osynlig i de flesta betraktningsriktningar. Detta motsvarar väl den 20-procentiga storleksminskningen jämfört med Silk px.

Sammanfattning och slutsatser

Patienter med SSD upplever ofta betydande problem med talförståelse i dagliga lyssningssituationer där buller är en faktor. Resultaten av denna studie visar att de två senaste CROS/BiCROS-lösningarna som Signia erbjuder – Pure 312 Nx CROS med Narrow Directionality och Silk Nx CROS – ger tydliga och betydande fördelar för talförståelsen i utmanande lyssningsmiljöer.

Pure 312 Nx CROS ger ett mycket effektivt och reaktivt CROS/BiCROS-system i det etablerade RIC-formatet. I vår studie visade sig enbart detta ge en fördel på 4 dB i förhållande till en konventionell monaural anpassning. Med tillägg av Narrow Directionality ökade dock denna fördel ytterligare till 6 dB. Om man översätter detta till nytta i verkligheten innebär detta en betydande hjälp för användare med SSD som vanligtvis kämpar för att förstå tal mot de negativa effekterna av konkurrerande buller – en förbättring av SNR med 6 dB kan resultera i en fördel för talförståelse på 50 % eller mer i många lyssningssituationer.

Silk Nx CROS erbjuder en CROS/BiCROS-lösning med alla fördelarna med CIC-formfaktorn kombinerat med anpassningsflexibiliteten och effektiviteten hos en RIC-produkt, vilket möjliggörs genom användning av klickhylsor. Med detta system har det visat sig att förståelsen i buller för tal som kommer från sidan av det dåliga örat har förbättrats med en SNR på 5 dB jämfört med en standardmonaural anpassning. Dessutom ger den algoritmiska kombinationen av ljudkomponenter från det binaurala apparaturparet en fördel på 2 dB jämfört med en monaural anpassning, även för ljud som kommer framifrån. Resultaten av de subjektiva bedömningarna är lika tydliga: lösningen uppfattades ge en betydande minskning av lyssningsansträngningen, från en genomsnittlig bedömning mellan ”mycket stor” eller ”extrem” ansträngning före anpassningen till nästan ”liten ansträngning” efteråt.

Det visades dessutom att synligheten av Silk Nx har minskats med 21 % jämfört med Silk px, vilket gör den exceptionellt diskret.

Sammantaget visar resultaten av denna studie att de två nya CROS/BiCROS-systemen från Signia, Pure 312 Nx CROS med smal direktionalitet och Silk Nx CROS, ger en överlägsen lösning på de dagliga lyssningsproblem som patienter med SSD stöter på.

1. Littmann V, Junius D, Branda E. SpeechFocus: 360° i 10 frågor. Hearing Review. 2015;22(11):38. Tillgänglig på: http://www.hearingreview.com/2015/10/speechfocus-360-10-questions

2. Petrausch S, Manders A, Jacobus K. A new CROS and BiCROS wireless solution. Kanadensisk audiolog. 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, är teamledare för R&D Audiology System Development Team för Sivantos GmbH i Erlangen, Tyskland. Hon har en doktorsexamen i neurofysiologi från Cambridge University. Alastair Manders, PhD, har en MS i audiologi och en PhD i audiosignalbehandling och arbetar inom R&D på Sivantos GmbH.