人工内耳インプラントの符号化戦略における興奮の広がりの事前補償

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Hear. Res..2020 Apr;:107977. S0378-5955(19)30327-2. doi: 10.1016/j.heares.2020.107977.Epub 2020-04-25.

人工内耳インプラントの符号化戦略における興奮の広がりの事前補償

Precompensating for spread of excitation in a cochlear implant coding strategy.

Federico Bolner
Sara Magits
Bas van Dijk
Jan Wouters

PMID: 32653106 DOI: 10.1016/j.heares.2020.107977.

抄録

人工内耳装用者が騒音環境で音声を理解する能力が限られていることは、空間分解能の低さと神経興奮の広がりに関連したスペクトルのスミアリングの程度の高さと関連している。本研究では、興奮の広がりに対する電気刺激を事前補償することにより、移植された耳での音信号のスペクトル-時間的表現を改善することを目的とした音声符号化アルゴリズムを提示する。広がり予備補償アルゴリズムは、標準的な臨床用アドバンスト・コンビネーション・エンコーダー（ACE）戦略に統合され、結果として得られた戦略はSPACEと呼ばれた。SPACEは6人のインプラントユーザーを対象に急性的に評価され、日常的に使用しているACEストラテジーと比較して、4話者の喃語と静止した音声型ノイズにおける嗜好性評価と音声認識を行いました。嗜好性評価には有意な差は認められなかったが、4話喃語の音声認識はSPACE処理によって改善された。グループの結果を分析したところ、4話喃語では1.4dBの平均音声受信閾値(SRT)がACE戦略に比べて有意に改善したが、定常雑音では0.9dBの差が統計的に有意ではなかった。個人差の評価では、6人中4人がSPACEでSRTが有意に改善され、ACEと比較して有意に悪いスコアを示した被験者はいなかった。この結果から、提案された音声符号化法は、人工内耳装用者が困難な聴取状況下でも音声知覚を改善できる可能性があることが示唆されました。

Cochlear implant users' limited ability to understand speech in noisy environments has been linked to the poor spatial resolution and the high degree of spectral smearing associated with the spread of neural excitation. A sound coding algorithm that aims to improve the spectro-temporal representation of the sound signal at the implanted ear by precompensating the electrical stimulation for the spread of excitation is presented in this study. The spread precompensation algorithm was integrated into the standard clinical advanced combination encoder (ACE) strategy and the resulting strategy was called SPACE. SPACE was evaluated acutely with a group of six implant users and was compared to their daily used ACE strategy in terms of preference rating and speech recognition in four-talker babble and stationary speech-shaped noise. While no significant differences in preference rating were observed, speech recognition in four-talker babble was improved by SPACE processing. Analysis of the group results revealed a significant improvement in mean speech reception threshold (SRT) over the ACE strategy of 1.4 dB in four-talker babble, whereas the difference of 0.9 dB in stationary noise did not reach statistical significance. Assessment of individual differences showed that four out of six listeners obtained significant SRT improvements with SPACE and that no subject scored significantly worse compared to ACE. The results suggest that the proposed sound coding strategy has the potential to improve speech perception for cochlear implant users in challenging listening situations.