「観察者効果」は実際の耳測定の実践に存在しますか?

2023 年 5 月 21 日 | 研究 | 0 |

観察者効果に言及するとき、私たちはおそらく聴覚の健康ではなく、量子力学と関連付けているでしょう。 Baclawski が述べたように、観察者効果は、状況や現象を観察すると必然的に変化するときに発生します。1 古典力学による観察者効果の例としては、自動車のタイヤの圧力の測定があります。 これは、空気の一部を放出せずに実行するのが難しく、圧力が変化します。 プローブチューブ (PT) の存在は、閉じた二重ドームを使用した場合の実耳測定 (REM) 中に同様の効果をもたらす可能性がありますか?

従来の補聴器は、個人の耳から採取したシリコン印象の形状に基づいて作られたイヤーシェルに主に依存しています。 このようなイヤピースは、音響性能に加えて、すべてを所定の位置に保つための十分な装着感と保持力も提供する必要があります。

過去 20 年間で、カスタム イヤピースの代わりにドームを使用することが一般的になりました。 ドームは、シリコン素材またはシリコン類似素材で作られた「インスタントフィット」イヤピースです。 最近まで、このインスタント イヤーチップの装着による音響効果についてはほとんど研究が行われていませんでした。 Cubick らによる新たに発表された研究成果 2 により、聴覚学者 (AuD) や聴覚ケア専門家 (HCP) は、さまざまなドームの種類とその耳内での音響効果について理解を深めることができます。

Sonion では、開状態と閉状態を切り替えることができる最新の運河内バルブ レシーバー (VRIC) の開発中に、密閉ドームの音響効果を分類しようとしたときにその複雑さに気づきました。（図1）。

この製品を外耳道に機械的および音響的に適合させることに関して、当社の社内ラボの結果は、他の公表された結果の REM 結果と矛盾しています。 この不一致のため、閉じたドームの REM に関する重要な事実が一貫して見落とされていると考える理由があります。 しっかりと密閉された（密閉された）ドームを目指す状況を指します。 最新の研究では2、これをダブルドームと呼んでいます。 測定中、外耳道内の PT の存在が機械的状態の変化による一時的な通気効果として機能しているのではないかと考えられます。 Berger の論文 3 では、著者はこのベント効果について言及していますが、意図せずに生じた漏れの量を定量化するための測定データは提示されていません。

この研究では、プローブチューブが実際に REM 測定におけるベント効果につながるかどうか、またそれがどれほど重要であるかを調査することを目的としています。 この目的を達成するために、仮説を証明または反証するために次の 3 つの実験を計画しました。

設定

この実験は、密閉ドームがイヤーシミュレーターを周囲の音からいかに効率的に分離するかを調査することです。 シールを計算するために、開耳シミュレータと閉耳シミュレータを比較します。 この測定には以下の機器を使用します(図2):

方法論

イヤーシミュレータはInteracoustics測定ボックスTBS25内に設置されています。(1) 、トーンスイープが表示されます。 トーンスイープの音圧レベルは95dB SPLです。 イヤー シミュレーターのマイクは、オープン イヤー シミュレーター (A2Eopen) で音圧を dBV 単位で記録します。(2) 。 A2E の略語は、ambient to Ear を表します。 オーディオプレシジョン機器(4)TBS25 内の内蔵ラウドスピーカーを同時に駆動しながら、イヤー シミュレーターのマイク信号を記録します。(3)Sonionアンプを介して。

サンプルをイヤーシミュレーターに配置し、クローズドシミュレーターの応答 (A2Eclosed) を dBV で測定します。(3) 。 トーンスイープの音圧レベルは、やはり 95 dB SPL です。

ドームとイヤーシミュレーターの入り口の間にプローブチューブを配置します。 すべての実験で使用するチューブは Etymotic というメーカーのものです。 これらは広く使用されており、現実世界の状況を表しています。 目視検査により、イヤーシミュレーターのシールが 100% ではないことがわかりました。(5と7) 。 測定を繰り返すと、このプローブチューブの配置による音響ベント効果が観察されます。 私たちはこれを A2Eprobe チューブと呼びます。 バルブ RIC (VRIC) には、プロトタイプ (ダミー) を通るプリントされたプローブ チューブ チャネルがあります。（7） 。 イヤーシミュレータでの測定中、この通気チャネルがパテで閉じられていることを確認します。(8) 。 PTの先端は接着剤で封止されています。

結果

挿入損失 (IL) とシール (S) という用語はやや大雑把に使用されていますが、実際の実耳測定の正しい専門用語は、実耳閉塞挿入利得 (REOIG) です。

IL (閉) = A2E 閉 / A2E 開 (dB) および IL (プローブ チューブ) = A2E プローブ チューブ / (A2E 開 (dB) を計算します。

実験 1 の結論

どちらのサンプルも、プローブチューブが存在しない場合に備えて、全帯域幅にわたって適度な量の平坦なシールを提供します。 イヤー シミュレーター内の PT の存在は、コーナー周波数が 400 Hz ～ 500 Hz のローパス フィルターとして機能します。 PT の存在は低周波数での音響シールに大きく影響し、REOIG ダブル ドーム曲線との類似性が高くなります。2 VRIC のシールは ~25dB (250 – 500 Hz)、OEM RIC ダブル ドームのシールは ~ 37dB（250～500Hz）(図3)。

設定

この実験は、受信機のバックボリューム内に配置された埋め込みマイク (MEMS TDK T4064) を備えた 3100 BA 受信機を備えたプロトタイプを使用して、外耳道内の PT の存在を調査するものです。 PT を測定装置として使用する代わりに、PT を機械的外乱としてのみ使用します。 10 人の被験者 (Sonion の同僚) がこの実験への参加を志願しました。 補聴器の装着経験はなく、始める前に耳鏡検査が行われました。

狭い音響出口による近接効果を避けるために、マイク出口をドーム上部から 5 mm 延長できるようにしています。(図4)Burkhardらの論文で議論されているように4

方法論

ドームのサイズを選択する際は、次の手順に従います。 ドームは通常、外耳道の 2 番目の曲がりの周囲に配置されます。(図5)。

ドームの選択は、特定の手順に従って行われるようになりました。 通常、聴覚学者はより直感的なドーム サイズの選択に従っています。 これはフィッティングプロセスを開始するのには問題ありませんが、この実験には不適切な手順です。

プローブチューブの有無にかかわらず、30 回の測定を実行します。 1 つの被験者は手順を試すために使用され、データにも含まれています。 これにより、合計 62 の曲線が得られます。

3 つの仮説を図に示します。(図6)機械的なドームの取り付けが PT の存在にどのように影響するかについて。

結果

図7 PT ベント効果の計算方法を示します。 図 8 は、31 回の測定におけるベント効果を示しています。 測定されたベント効果は重要であるため、仮説 2 を示しています。(図6) 。 プローブ チューブがないと、曲線は平坦に見えますが、プローブ チューブを設置すると、曲線はさまざまなロールオフを示します。

プローブチューブのベント効果により、さまざまなロールオフが観察されます。 PT/NPT の差は、周波数が高くなるほど減少します。(図8) 。 ヒストグラム (図 9) は、250 Hz での測定精度を示しています。 31 件中 7 件では、-20 dB ～ -5 dB の範囲で高い通気効果が見られます。 また、6 つの主題がこの影響の大きい範囲に含まれていることにも注目します。

興味深いのは、プローブチューブのベント効果の広がりがどのように分布しているかです。(図9)はヒストグラムを示し、さらなる解釈を提供します。

実験 2 の結論

この実験から、次のように結論付けることができます。

設定

ドイツのヘルツェントルム・オルデンブルク研究所は、(n=18) の耳を持つ (n=9) 人のユーザーを招待しました。 これらの被験者は、クリニックでの VRIC 適合率研究のために以前に選択されています。（表1） 。 これらの被写体には 10 mm ドームが取り付けられ、選択されています。 被験者は補聴器の装着に慣れており、次の「実験」の資格を得ます。

Hörzentrum で挿入損失測定に使用されている REM 装置は、Natusotometrics (Freefit) です。

方法論

VRIC プロトタイプは、REM システムの PT がサンプル ハウジングから突き出ることができるように設計されています。 このようにして、PT による機械的乱れを回避します。 プロトタイプRICのドーム直径(9-10-11mm)を選択できます。

注: プロトタイプはベント チャネルの直径 d = 0.95 mm で印刷されているため、プローブ チューブはぴったりとフィットします。(図10) 。 Hörzentrum で使用されているさまざまな OEM プローブ チューブは、公差が厳しいため、プロトタイプの印刷された通気チャネルに適合しませんでした。

ドイツのオルデンブルクでのすべての測定は医療従事者によって行われます。 医療従事者は、実際のテストデータが収集される前に、測定セットアップに慣れることができました。 各測定後にチューブがチェックされ、偶発的な詰まりがないか検査されます。 被験者は、スピーカーの前方 1 メートル以内の方位角 0 度に配置されます。 10 秒間隔の 70 dB SPL のピンク ノイズ刺激と 1/3 オクターブ バンド フィルターが使用されます。

シールの品質を測定する際、鼓膜に近い外耳道内の SPL 単位 (dB) での音圧レベルの差を基準マイクと比較します。 これは、外耳道が開いた状況と閉塞された状況に対して行われます。 すべての REUG は左右の耳に 1 回ずつ行われます。 すべての REOG は、ドーム サイズごとに 3 回実行されます。 これにより、被験者ごとに両耳で 20 件の測定が行われることになります。 これら 20 個の測定値を使用して、被験者ごとに 18 個の挿入損失曲線が計算されます。 合計 156 件の測定値を収集しました。 被験者 VP09 は、すべてのドーム サイズに適合することができませんでした。 測定データは MATLAB で処理されます。

結果

Hörzentrum の挿入損失の測定値は、次のグラフに示されています。(図11) 。 上のグラフには、すべての耳に使用される全ドーム サイズの挿入損失の結果がプロットされています。 最適化後、下のグラフが得られます。 ドーム最適化基準は、特定のドーム サイズの周波数範囲 100 ～ 1000 Hz にわたる 3 回の測定の最大値 (IL) に基づいています。 VRIC の平均挿入損失 (IL) がプロットされており、影付き (青) の領域は平均からの +/- 1SD を表します。

実験 3 の結論

Hörzentrum Oldenburg の結果は、Cubick らとは大きく異なる挿入損失結果を示しています。2 個々の耳に最適なドーム(図 11、下)スリーブ ドームのプロトタイプを使用して外耳道をいかに効率的に閉塞できるかを示しています。 程度は低いですが、これはすべてのサイズのドームの平均 (156 回の測定) にも当てはまります。 これらの結果は、市販されている同様のダブル ドームの使用も反映していると考えられます。

円形と楕円形の形状の議論は、Blau らによって議論されています。6 著者らは、予想よりも低い低周波出力が測定される理由について理論化しています。 彼らはこれを、典型的なドームおよびダブルドームカプラーの形状 (円形) と、ほとんどの外耳道の形状 (楕円形) の違いによって説明しています。 ただし、実験 1 は別の説明があることも示しており、実験 2 は実際の耳でも平坦な応答曲線が可能であることを示しています。 耳にプローブチューブ（カプラー）がある場合は、ローパスフィルターを作成します。 この小さな通気孔は、音響質量が非常に低く、長さが短いため、低周波音が耳（カプラー）に侵入したり耳から漏れたりしやすくなります。 一方、この PT 存在の影響は、平行ベントの長さが増加するにつれて減少します。 これは、ほとんどのカスタム シェルに当てはまります。

機械的フィッティングプロセスの品質に加えて、PT の存在は、現実世界のデータと私たち自身の実験結果の間に観察された不一致を説明するための最小限の仮定で最も単純な説明を提供します。 したがって、観察者効果について言及します。

証拠は以下によって提供されます。

議論

私たち著者は、この研究が関連範囲の以前に出版された研究にどのような影響を与えるのか疑問に思っています。 たとえば、「実耳プローブマイク測定に対するイヤモールドの通気孔を通して挿入されたプローブチューブの影響」という記事は、Painton らによって調査されています。9 著者らは、外耳道とイヤモールドの間に PT が存在することが原因であると結論付けています。スリットリークを示します。 これは、PT ベント効果が閉じたドームまたは二重ドームのみに排他的に関連付けられているわけではないことを意味します。

バルブ（アクティブベント）レシーバーなどの新技術には、開状態から閉状態に切り替えることができるマイクロメカニズムが搭載されています。 オープンモード時の雑音補聴器の性能をより良く活用することを目的としています。 これにより、残存する聴力と自分の声の受容性を最大限に活用することができます。

さらに、アクティブ ノイズ キャンセリングやアクティブ オクルージョン リダクションなどの技術の将来の実装は、挿入損失対策と音響結合が果たす重要な役割を十分に理解することに大きく依存します。

これらは、補聴器の革新の論理的な次のステップとして、外耳道にマイクを使用した例です。 これにより、新しい使用例が可能になり、補聴器の調整がはるかに簡単になります。

了承：

著者らは、実験 3 で協力してくれた Hörzentrum の Michael Schulte と彼のチームに感謝したいと思います。人事部

Friso van Noort は聴覚学者の研究者であり、聴覚ケアの専門家としての経歴を持っています。 Oleg Antoniuk 博士は、製品開発エンジニアであり、モデリングとシミュレーションの専門家です。 ヤクップ・キリック博士は、製品開発エンジニアでありデータサイエンティストです。 Sonion Research & Technology、オランダ。連絡先: Friso van Noort、[email protected]。

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