UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA Logopedija in surdopedagogika
Petra Cigler
VPLIV BIMODALNEGA POSLUŠANJA NA RAZUMEVANJE GOVORA V HRUPU
Magistrsko delo
Ljubljana, 2020
UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA Logopedija in surdopedagogika
Petra Cigler
VPLIV BIMODALNEGA POSLUŠANJA NA RAZUMEVANJE GOVORA V HRUPU
Influence of Bimodal Hearing on Speech Comprehension in Noise Magistrsko delo
Mentorica: izr. prof. dr. Saba Battelino, dr. med.
Ljubljana, 2020
»Uživaj v nevednosti o tem, kar prihaja.«
– Ingrid Divković
Zahvala
Med študijem sem imela priložnost poslušati veliko predavateljev, ki so s predanostjo svojemu delu širili moje zanimanje in poznavanje področij logopedije in surdopedagogike. Hvala vsem.
Pri nastajanju tega dela pa se želim še posebej zahvaliti: mentorici izr. prof. dr. Sabi Battelino za vso podporo in pomoč; Mateji Božič, spec. klin. logopedije, in Aniti Kastelic, spec. klin. logopedije, za njune nasvete in dragocene izkušnje; Ireni Brecelj, spec. klin.
logopedije, in zaposlenim na Avdiovestibulološkem centru Klinike ORL in CFK v Ljubljani za prijaznost in pomoč pri zbiranju podatkov; vsem sodelujočim v raziskavi za njihovo pripravljenost in prevožene kilometre; izr. prof. dr. Tomažu Petku za jezikovni pregled naloge in vse druge jezikovne posvete; svojim bližnjim in najbližjemu, ki so mi vedno stali ob strani; staršem za omogočeno izkušnjo študija ter zgled in podporo na vseh mojih poteh. Vsem iskrena hvala.
I
Povzetek
Izhodišča. Bimodalna slušna stimulacija predstavlja možnost zdravljenja asimetrične izgube sluha s pomočjo souporabe polževega vsadka na enem ušesu in konvencionalnega slušnega aparata na drugem. Raziskave tujih avtorjev navajajo, da tovrstno binauralno poslušanje omogoča predvsem boljšo lokalizacijo zvokov in lažje razumevanje govora, še posebej v hrupnem okolju ali pri pogovoru z več sogovorniki, ter pripomore k večji kakovosti življenja. Namen študije je bil ugotoviti vpliv bimodalnega poslušanja na razumevanje govora v hrupu pri implantiranih osebah in preveriti, ali na razumevanje govora v hrupu pri bilateralnem poslušanju posredno vplivajo tudi drugi dejavniki, kot so: čas nastanka okvare sluha, čas uporabe polževega vsadka, stopnja izgube sluha na neimplantiranem ušesu, vzrok izgube sluha, druga pridružena obolenja, slušno-govorna rehabilitacija po implantaciji, dnevna (so)uporaba polževega vsadka in slušnega aparata, subjektivna percepcija bimodalnih uporabnikov glede posameznih parametrov slušne zaznave – naravne kakovosti poslušanja zvokov okolice, zmožnosti orientacije in lokalizacije zvoka v prostoru, potrebe po odgledovanju in uporabi znakovnega jezika.
Metodologija. V raziskavo je bilo vključenih 34 odraslih implantiranih bolnikov (tj. 57,6 % bimodalno slišečih oseb glede na celotni reprezentativni vzorec) s progresivno
asimetrično izgubo sluha, ki so vodeni na Kliniki za otorinolaringologijo in cervikofacialno kirurgijo na Univerzitetnem kliničnem centru Ljubljana ter pri sporazumevanju poleg najmanj enoletne uporabe polževega vsadka na kontralateralnem ušesu souporabljajo tudi konvencionalni slušni aparat. Pri preverjanju razumevanja govora v hrupu smo uporabili krajšo presejalno različico originalnega slovenskega govornega testa, ki predstavlja adaptacijo Freiburškega govornega testa, prilagojenega za slovenske govorce. Govornoavdiometrično testiranje je potekalo v treh različnih pogojih poslušanja po 50 pomensko različnih enozložnih besed – s pomočjo unilateralne uporabe polževega vsadka in slušnega aparata ter bimodalne slušne stimulacije. Za namen raziskave je bil sestavljen tudi vprašalnik o vplivu bimodalnega poslušanja na razumevanje govora v hrupu.
Rezultati. Glede na uspešnost govornoavdiometričnih meritev pri bilateralni stimulaciji opažamo občutno boljši rezultat pri bolnikih s postlingvalno okvaro sluha (55,9 % udeležencev v raziskavi) kot pri prelingvalno oglušeli skupini (p = 0,004). Prav tako ugotavljamo povezavo med večjo stopnjo izgube sluha na neimplantiranem ušesu s statistično pomembno zmanjšanim učinkom binauralnega poslušanja v hrupnem okolju (p = 0,007), medtem ko se je izkazalo, da rezultat govornega testa v hrupu pri bimodalno slišečih osebah ni statistično pomembno povezan s časom redne uporabe polževega
vsadka (p = 0,421), z izvajanjem slušno-govorne rehabilitacije po implantaciji (p = 0,616), s celodnevno redno souporabo obeh slušnih pripomočkov (p = 0,197), z
drugimi pridruženimi obolenji (p = 0,671) in vzrokom izgube sluha (p = 0,630). Kljub temu opažamo, da uporaba polževega vsadka skupaj s slušnim aparatom omogoča statistično značilno izboljšanje uporabnikove subjektivne ocene glede razumevanja govora v hrupu (p = 0,005) ter posameznih parametrov slušne zaznave – naravnejšo kakovost poslušanja zvokov okolice (p = 0,008), sposobnost orientacije in lokalizacije zvoka v prostoru (p = 0,000), zmanjšano potrebo po odgledovanju (p = 0,003). Čeprav primerjava rezultatov govorne avdiometrije med obema unimodalnima načinoma
poslušanja ne kaže statistično značilne razlike pri razumevanju govora v hrupu (p = 0,291), se delež prepoznanih enozložnic pri uporabi bimodalne stimulacije glede na
monauralno poslušanje s slušnim aparatom (p = 0,0001) in polževim vsadkom (p = 0,001)
II
močno izboljša, pri čemer večja uspešnost ob binauralnem poslušanju v primerjavi z unilateralno uporabo polževega vsadka ne odpravlja uporabnikove potrebe po pomoči z odgledovanjem (p = 0,007).
Zaključek. Subjektivna percepcija udeležencev v raziskavi in tudi doseženi rezultati govornoavdiometričnih meritev kažejo, da bimodalna slušna stimulacija v primerjavi z monauralnim načinom poslušanja zagotavlja boljše prepoznavanje govora v hrupnem okolju in pripomore k izboljšanju uporabnikove subjektivne ocene glede posameznih parametrov slušne zaznave – naravne kakovosti poslušanja zvokov okolice, lociranja zvočnih dražljajev v prostoru in redkejšega branja z ustnic.
KLJUČNE BESEDE: polžev vsadek, slušni aparat, bimodalno poslušanje, razumevanje govora v hrupu, govorna avdiometrija
III
Abstract
Objectives. Bimodal auditory stimulation represents a possibility of treating asymmetric hearing loss with the aid of simultaneous use of a cochlear implant on one ear and a conventional hearing aid on the other ear. Researches by foreign authors show that such binaural listening enables, above all, better sound localization and speech recognition, especially in noisy environment or when conversing with multiple conversational partners. Furthermore, it contributes to a better quality of life. The aim of this study was to determine the influence of bimodal hearing on speech comprehension in noise in cochlear implant recipients and to check whether other factors also indirectly effect speech comprehension in noise with bilateral listening. Factors such as the time of onset of hearing loss, the time of cochlear implant use, the level of hearing loss in the non- implanted ear, the cause of hearing loss, comorbid illnesses, hearing and speech rehabilitation following implantation, the daily singular/combined use of a cochlear implant and a hearing aid, the bimodal users' subjective perception of auditory perception parameters – the natural qualities of listening to environmental sounds, the ability of orientation and sound localization in a certain place, the need for lip reading and use of sign language.
Methods. The study included 34 adult cochlear implant recipients (that is 57,6 % bimodal hearing individuals of entire representative sample) with progressive asymmetric hearing loss who, alongside using a cochlear implant for a minimum of one year, also utilize a conventional hearing aid in the contralateral ear, to communicate. The patients were treated (and still undergo follow-up care) at the Clinic of Otorhinolaryngology and Cervicofacial Surgery at the University Medical Centre Ljubljana. For testing speech recognition in noise, a shortened screening version of the original Slovenian speech test was used (an adaptation of Freiburg speech test, adjusted to Slovenian speakers). 50 semantically different, monosyllabic words were used in a speech audiometry testing, which was carried out in three different listening conditions – the unilateral use of a cochlear implant, the unilateral use of a hearing aid and bimodal auditory stimulation. For the purpose of this study a questionnaire exploring the effect of bimodal listening on speech understanding in noise was created.
Results. Considering the success of the speech audiometry testing with bilateral stimulation, we notice a significantly better result with patients with a postlingual hearing loss (55,9 % study participants) compared to the prelingually deaf group (p = 0,004). We also see a correlation between greater hearing loss levels in the non-implanted ear with a statistically significant lessened performance of binaural listening in noisy environment (p = 0,007), whereas we've found that the result of the speech test in noise in bimodal hearing individuals is not statistically significant in connection to the duration of regular use of a cochlear implant (p = 0,421), hearing and speech rehabilitation after implantation (p = 0,616), the daily regular use of a cochlear implant and a hearing aid combined (p = 0,197), comorbid illnesses (p = 0,671) and the cause of hearing loss (p = 0,630).
Nonetheless, we find that a simultaneous use of both hearing aids – a cochlear implant and a conventional hearing aid – gives a statistically significant improvement in the users' subjective evaluation of speech understanding in noise (p = 0,005) and individual auditory perception parameters – the more natural quality of listening to environmental sounds (p = 0,008), the ability of orientation and sound localization in a certain place (p = 0,000), and a lessened need for lip reading (p = 0,003). Although the comparison of speech
IV
audiometry results of both unimodal ways of listening does not show a statistically significant difference in speech recognition in noise (p = 0,291), the percentage of recognized monosyllabic words when using bimodal stimulation significantly improves when using monaural listening with a hearing aid (p = 0,0001) and a cochlear implant (p = 0,001), however better results in binaural listening compared to the unilateral use of a cochlear implant do not eliminate the person's need for lip reading (p = 0,007).
Conclusion. The participants' subjective perception as well as the acquired results of speech audiometry testing show that a bimodal auditory stimulation provides better speech recognition in noise compared to the monaural way of listening. Bimodal stimulation also helps to improve the person's subjective evaluation of auditory perception parameters – natural quality of listening to environmental sounds, localization of auditory stimuli in a certain place and eliminates the need for lip reading.
KEY WORDS: cochlear implant, hearing aid, bimodal listening, speech understanding in noise, speech audiometry
V
Kazalo vsebine
1 UVOD____________________________________________________________ 1
1.1 Zvok ___________________________________________________________________________ 1 1.1.1 Valovna dolžina, frekvenca, hitrost in amplituda zvoka ______________________________ 2 1.2 Sluh ____________________________________________________________________________ 5 1.2.1 Anatomija in fiziologija ušesa ___________________________________________________ 6 1.2.2 Okvare sluha _______________________________________________________________ 13 1.2.3 Preiskave sluha _____________________________________________________________ 18 1.2.4 (Re)habilitacija sluha ________________________________________________________ 22 1.3 Govorna avdiometrija ____________________________________________________________ 29 1.3.1 Uporaba govornoavdiometričnih preizkusov _____________________________________ 30 1.3.2 Razvoj govornoavdiometričnega testiranja v Sloveniji ______________________________ 31 1.3.3 Izvedba in vrednotenje rezultatov govornoavdiometričnih meritev ___________________ 36 1.3.4 Dejavniki, ki vplivajo na rezultat govornoavdiometričnih meritev _____________________ 40 1.4 Bimodalna slušna stimulacija ______________________________________________________ 44 1.4.1 Polžev vsadek ______________________________________________________________ 45 1.4.2 Slušni aparat _______________________________________________________________ 48 1.4.3 Prednosti bimodalnega poslušanja _____________________________________________ 52
2 OPREDELITEV RAZISKOVALNEGA PROBLEMA_____________________________ 61 3 CILJI RAZISKAVE IN HIPOTEZE_________________________________________ 62
4 METODA IN RAZISKOVALNI PRISTOP ___________________________________ 63
4.1 Vzorec __________________________________________________________________________ 63 4.2 Instrumentarij____________________________________________________________________ 65 4.3 Spremenljivke ____________________________________________________________________ 66 4.4 Opis postopka zbiranja podatkov ____________________________________________________ 67 4.5 Postopki obdelave podatkov ________________________________________________________ 68
5 REZULTATI IN INTERPRETACIJA _______________________________________ 70
5.1 (So)uporaba polževega vsadka in slušnega aparata _____________________________________ 70 5.2 Prednosti bimodalne slušne stimulacije v vsakdanjem življenju ___________________________ 72 5.3 Govornoavdiometrične meritve v hrupu ______________________________________________ 83 5.4 Preverjanje hipotez _______________________________________________________________ 86
VI
6 ZAKLJUČEK _______________________________________________________ 98 7 LITERATURA IN VIRI _______________________________________________ 101
8 PRILOGE________________________________________________________ 113
Priloga 1: Vprašalnik o vplivu souporabe polževega vsadka in slušnega aparata na razumevanje govora v hrupu ____________________________________________________________________________ 114 Priloga 2: Slovenski govorni test – enozložnice ____________________________________________ 119 Priloga 3: Ocena etičnosti raziskave ____________________________________________________ 120
Kazalo tabel
Tabela 1.1: Primerjava vrednosti nivojev jakosti zvoka (SPL), amplitud zvočnega tlaka (p) in jakosti zvoka (I) __________________________________________________________________________________ 4 Tabela 1.2: Delitev okvare sluha po Fowlerju _______________________________________________ 16 Tabela 1.3: Delitev okvare sluha po MKOPOv ______________________________________________ 17 Tabela 1.4: Delitev izgube sluha po Huisingu _______________________________________________ 17 Tabela 1.5: Primerjava zastopanosti črk v slovenski literaturi in Freiburškem testu-SLO-1968 ________ 32 Tabela 1.6: Izbrane besede za Freiburški test-SLO-2016 ______________________________________ 34 Tabela 1.7: Slovenski matrični test s predlagano 50-besedno matrico ___________________________ 35 Tabela 4.1: Značilnosti sodelujočih v raziskavi ______________________________________________ 63 Tabela 4.2: Druga pridružena obolenja udeležencev v raziskavi ________________________________ 64 Tabela 4.3: Primerjava števila implantiranih oseb z bimodalno slišečimi uporabniki ________________ 67 Tabela 5.1: (So)uporaba PV-ja in SA-ja ____________________________________________________ 71 Tabela 5.2: Povezanost časa redne uporabe PV-ja z razumevanjem govora v hrupu bimodalno slišečih oseb – Spearmanov koeficient korelacije rangov ____________________________________________ 86 Tabela 5.3: Povezanost stopnje izgube sluha na neimplantiranem ušesu z razumevanjem govora v hrupu bimodalnih uporabnikov – Spearmanov koeficient korelacije rangov ___________________________ 87 Tabela 5.4: Rezultat govornega testa v hrupu pri binauralnem poslušanju glede na izvajanje slušno- govornih vaj po implantaciji – Mann-Whitneyjev preizkus ____________________________________ 88 Tabela 5.5: Rezultat govornega testa v hrupu pri bimodalnem poslušanju glede na pre- in postlingvalno okvaro sluha – Mann-Whitneyjev preizkus _________________________________________________ 89 Tabela 5.6: Rezultat govorne avdiometrije v hrupu pri bimodalni slušni stimulaciji glede na pogostost hkratne uporabe obeh slušnih pripomočkov – Mann-Whitneyjev preizkus _______________________ 90 Tabela 5.7: Rezultat govorne avdiometrije v hrupu glede na (so)uporabo slušnih pripomočkov –
Wilcoxonov preizkus __________________________________________________________________ 91 Tabela 5.8: Subjektivna ocena uporabnikov o razumevanju govora v hrupu in posameznih parametrih slušne zaznave glede na (so)uporabo slušnih pripomočkov – Wilcoxonov preizkus _________________ 92 Tabela 5.9: Povezanost razlike med subjektivno oceno razumevanja govora v hrupu oz. posameznih parametrov slušne zaznave in govornoavdiometričnimi rezultati prepoznavanja govora v hrupu pri binauralnem poslušanju – Spearmanov koeficient korelacije rangov ____________________________ 94 Tabela 5.10: Rezultat govornega testa v hrupu pri uporabi bimodalne slušne stimulacije glede na druga pridružena obolenja – Mann-Whitneyjev preizkus __________________________________________ 95 Tabela 5.11: Uspešnost prepoznavanja govora v hrupu pri bimodalnem poslušanju glede na druga pridružena obolenja ___________________________________________________________________ 96 Tabela 5.12: Rezultat govornoavdiometričnih meritev v hrupu pri bimodalno slišečih osebah glede na pridružene genetske okvare, povezane z izgubo sluha – Mann-Whitneyjev preizkus _______________ 97
VII
Kazalo slik
Slika 1.1: Shema zvočnega valovanja z osnovnimi parametri za opisovanje zvoka ___________________ 2 Slika 1.2: Krivulje enake glasnosti _________________________________________________________ 4 Slika 1.3: Anatomija ušesa _______________________________________________________________ 6 Slika 1.4: Presek skozi središče polžka, ki ponazarja koščeni labirint______________________________ 8 Slika 1.5: Centralne slušne poti __________________________________________________________ 10 Slika 1.6: Psihometrične funkcije rezultatov govorne avdiometrije, ki ponazarjajo različne vrste okvare sluha _______________________________________________________________________________ 37 Slika 1.7: Sestavni deli PV-ja ____________________________________________________________ 46 Slika 5.1: Subjektivna ocena preiskovancev glede naravnosti kakovosti poslušanja zvokov s pomočjo souporabe PV-ja in SA-ja ter uporabe samo PV-ja ___________________________________________ 72 Slika 5.2: Kakovost naravnosti zvoka pri bimodalnem poslušanju v primerjavi z uporabo samo PV-ja __ 73 Slika 5.3: Subjektivna ocena preiskovancev glede zmožnosti orientacije in lokalizacije zvokov v prostoru s pomočjo souporabe PV-ja in SA-ja ter uporabe samo PV-ja ___________________________________ 75 Slika 5.4: Sposobnost orientacije in lokalizacije zvoka v prostoru pri bimodalnem poslušanju v primerjavi z uporabo samo PV-ja _________________________________________________________________ 75 Slika 5.5: Subjektivna ocena preiskovancev glede pogostosti branja z ustnic pri razumevanju govora ob souporabi PV-ja in SA-ja ter uporabi samo PV-ja ____________________________________________ 77 Slika 5.6: Potreba po odgledovanju pri bimodalnem poslušanju v primerjavi z uporabo samo PV-ja ___ 78 Slika 5.7: Subjektivna ocena preiskovancev glede pogostosti uporabe SZJ-ja pri razumevanju govora ob souporabi PV-ja in SA-ja ter uporabi samo PV-ja ____________________________________________ 79 Slika 5.8: Poznavanje SZJ-ja _____________________________________________________________ 79 Slika 5.9: Subjektivna ocena preiskovancev glede sposobnosti razumevanja govora v hrupu ob souporabi PV-ja in SA-ja ter uporabi samo PV-ja _____________________________________________________ 80 Slika 5.10: Sposobnost razumevanja govora v hrupu s pomočjo bimodalne slušne stimulacije v primerjavi z uporabo samo PV-ja _________________________________________________________________ 81 Slika 5.11: Odstotek pravilno prepoznanih enozložnic pri govornoavdiometričnem testiranju v hrupu pri treh različnih pogojih poslušanja _________________________________________________________ 83 Slika 5.12: Povprečna uspešnost prepoznavanja besed v hrupu glede na (so)uporabo slušnih
pripomočkov ________________________________________________________________________ 84 Slika 5.13: Sposobnost prepoznavanja besed v hrupu pri unilateralnem poslušanju s samo PV-jem v primerjavi z uporabo samo SA-ja ________________________________________________________ 85 Slika 5.14: Sposobnost prepoznavanja besed v hrupu pri bimodalnem poslušanju v primerjavi z uporabo samo PV-ja in SA-ja ___________________________________________________________________ 85
VIII
Seznam uporabljenih kratic
AB – proizvajalec polževih vsadkov (angl. Advanced Bionics)
ABI – konvencionalni vsadek v možgansko deblo s površinskimi elektrodami (angl.
auditory brainstem implant)
AC – prag sluha, merjen glede na zračno prevodnost (angl. air conduction)
ADG – pražni tonski avdiogram, grafični prikaz rezultata pražne tonske avdiometrije AHL – asimetrična izguba sluha (angl. asymmetric hearing loss)
AI – indeks slišnosti (angl. audibility index), ali artikulacijski indeks (angl. articulation index), ali SII – indeks razumljivosti govora (angl. speech intelligibility index)
AMI – vsadek v mezencefalon (angl. auditory midbrain implant) AP – akcijski potencial
APD – motnja slušnega procesiranja (angl. auditory processing disorder) APMD – akustični potenciali možganskega debla
ASSR – slušni evocirani potenciali z moduliranim tonom (angl. auditory steady-state response)
AV – avdioverbalna metoda
BAHA – kostno usidran slušni aparat (angl. bone anchored hearing aid) BC – prag sluha, merjen glede na kostno prevodnost (angl. bone conduction) b. p. – brez posebnosti
BTE – zauheljni tipi slušnih aparatov (angl. behind-the-ear) c – hitrost zvoka v snovi
ccGigafida – podkorpus korpusa Gigafida, korpus pisane slovenščine ccKres – podkorpus korpusa Kres, korpus pisane slovenščine
CIC – vušesni sluhovodni slušni aparati, ki ležijo v celoti v sluhovodnem kanalu (angl.
completely-in-the-canal) cm – centimeter
CPN – šum koktajl zabave (angl. cocktail party noise)
C-raven – prag sluha na posameznem kanalu elektrode polževega vsadka, določen glede na najugodnejšo raven poslušanja
CT – računalniška tomografija (angl. computed tomography) CŽS – centralni živčni sistem
dB – decibel; enota za nivo jakosti zvoka in nivo zvočnega tlaka dB(A) – decibel pri uporabljenem uteženju A; enota za meritev hrupa
IX dgn. – diagnoza
DPOAE – zvočno sevanje ušesa kot produkt popačenja oz. distorzije (angl. distortion product otoacoustic emissions)
EABRs – električni akustični odzivi možganskega debla (angl. electrical auditory brainstem responses)
EADG – električna avdiometrija f – frekvenca
F (%) – odstotek okvare sluha, izračunan po metodi Fowler - Sabine FM-sistem – frekvenčno moduliran (angl. frequency-modulated) sistem
Freiburški test-SLO-1968 – slovenska adaptacija Freiburškega enozložnega testa iz leta 1968
Freiburški test-SLO-2016 – posodobljena in izpopolnjena različica slovenske adaptacije Freiburškega enozložnega testa iz leta 1968
FS – vušesni školjkasti slušni aparati (angl. full-shell) Gigafida – korpus pisane slovenščine
GOS – korpus govorjene slovenščine
HISQUI 19 – vprašalnik za ugotavljanje subjektivne zaznave kakovosti zvoka v vsakdanjih slušnih situacijah (angl. Hearing Implant Sound Quality Index)
HL – nivo jakosti meje slišnosti (angl. hearing level)
HRTF – filtrsko delovanje glave in telesa, predvsem zunanjega ušesa, povezano s sposobnostjo lokaliziranja zvokov (angl. head related transfer function)
HS – vušesni polškoljkasti slušni aparati (angl. half-shell)
HUI3 – vprašalnik o indeksu zdravstvenih koristi, oznake 3 (angl. Health-Utility Index questionnaire Mark 3)
Hz – hertz; enota za frekvenco I – jakost zvoka (angl. intensity)
IL – nivo jakosti zvoka, izražen glede na zvočno jakost (angl. intensity level)
IOI-CI – mednarodni popis rezultatov za kohlearne implante (angl. International Outcome Inventories-Cochlear Implants)
IR-sistem – infrardeči sistem
ITC – vušesni sluhovodni slušni aparati, ki ležijo deloma v sluhovodnem kanalu (angl.
in-the-canal)
ITE – vušesni tipi slušnih aparatov (angl. in-the-ear) IZ – infrazvok ali NFZ – nizkofrekvenčni zvok kHz – kilohertz
X
Klinika ORL in CFK – Klinika za otorinolaringologijo in cervikofacialno kirurgijo Klinika ORL in MFK – Klinika za otorinolaringologijo, cervikalno in maksilofacialno kirurgijo
km – kilometer
Kres – podkorpus korpusa Gigafida, korpus pisane slovenščine m – meter
m. – mišica (lat. musculus)
MKOPOv – Mednarodna klasifikacija okvar, prizadetosti in oviranosti mm – milimeter
mm H2O – milimeter vode; enota za zračni tlak mm2 – kvadratni milimeter
MRI – magnetnoresonančno slikanje (angl. magnetic resonance imaging) ms – milisekunda
m/s – meter na sekundo; enota za hitrost
MTB – šumenje ob večjem številu govorcev (angl. multi-talker babble) n. – živec (lat. nervus)
NBN – ozkopasovni šum (angl. narrow band noise)
NCIQ – Nijmegenov vprašalnik za kohlearni implant (angl. Nijmegen Cochlear Implant Questionnaire)
NFH – nizkofrekvenčni hrup (angl. low frequency noise – LFN) NF2 – nevrofibromatoza tipa 2
NI–NV – negativni vrh z njegovim zaporednim mestom pri izzvanih akustičnih potencialih možganskega debla
NRT – telemetrija nevronskega odziva (angl. neural response telemetry)
OAE – zvočno sevanje ušesa ali OAEs – otoakustične emisije (angl. otoacoustic emissions)
Odprti BTE – zauheljni slušni aparati odprtega tipa (angl. open fitting behind-the-ear – open BTE)
p – amplituda zvočnega tlaka
Pa – paskal; enota za amplitudo zvočnega tlaka
PABI – prodirajoči vsadek v možgansko deblo z igelnimi elektrodami (angl. penetrating electrode auditory brainstem implant)
PBmaks. – najvišji odstotek pravilno prepoznanih besed pri govornoavdiometričnem testiranju
PGT – plesno-gibalna terapija
XI
PTA – povprečje slušnih pragov čistih tonov, govornih ali vseh merjenih frekvenc (angl.
pure-tone average)
PV – polžev vsadek (angl. cochlear implant – CI)
RIC – zauheljni slušni aparati z ojačevalcem v ušesu (angl. receiver-in-canal) RMS-napaka – koren povprečne kvadratne napake (angl. root-mean-square error) SA – slušni aparat
SDT – prag zaznavanja govora (angl. speech detection threshold)
Seznami PB-besed – seznami fonetično uravnoteženih besed (angl. phonetically balanced – PB – word lists), kot so seznami PB-50-besed (angl. PB-50 word lists) – seznami po 50 fonetično uravnoteženih besed
SL – stopnja občutljivosti (angl. sensation level)
SNR – razmerje med govorom in šumom (angl. speech-to-noise ratio), ali razmerje signal – šum (angl. signal-to-noise ratio), ali MCR (angl. message-to-competition ratio)
SOAE – spontano zvočno sevanje ušesa (angl. spontaneous otoacoustic emissions) SPL – nivo jakosti zvoka, izražen glede na amplitudo tlaka – nivo zvočnega tlaka (angl.
sound pressure level)
SR – stapedius refleks, odziv stremenske mišice
SRS – ocena prepoznavanja govora (angl. speech recognition score) SRT – prag prepoznavanja govora (angl. speech recognition threshold) SRTSA – prag prepoznavanja govora pri poslušanju s slušnim aparatom SSN – šum v obliki govora (angl. speech-shaped noise)
SSQ – vprašalnik o govornih, prostorskih in o kakovostnih lastnostih poslušanja (angl.
Speech, Spatial, and Qualities of Hearing Scale) ST – prag govora (angl. speech threshold) SZJ – slovenski znakovni jezik
S0NCI – merjenje razumevanja govora v hrupu s predvajanjem govora iz zvočnika z azimutom 0° glede na preiskovanca in hrupa v ozadju iz zvočnika ±90° glede na uho s polževim vsadkom
S0NHA – merjenje razumevanja govora v hrupu s predvajanjem govora iz zvočnika z azimutom 0° glede na preiskovanca in hrupa v ozadju iz zvočnika ±90° glede na uho s slušnim aparatom
S0N0 – merjenje razumevanja govora v hrupu s predvajanjem govora in hrupa v ozadju iz istega zvočnika z azimutom 0° glede na preiskovanca
T ali t-tuljava – telefonska tuljava
TEOAE – prehodno oz. tranzitorno izzvano zvočno sevanje ušesa (angl. transient evoked otoacoustic emissions)
XII
Test HINT – test poslušanja v hrupu (angl. Hearing in Noise Test)
Test SPIN – test zaznavanja govora v hrupu (angl. Speech Perception in Noise Test) Test SSI – test identifikacije sintetičnih stavkov (angl. Synthetic Sentence Identification Test)
Testi SIN – testi, ki omogočajo testiranje razumevanja govora v hrupu (angl. speech-in- noise tests)
T-raven – prag sluha na posameznem kanalu elektrode polževega vsadka, določen glede na zmožnost zaznave zvoka
UZ – ultrazvok
VSB – vibracijski vsadek za srednje uho (angl. vibrant soundbridge) VT – verbotonalna metoda
WHO – Svetovna zdravstvena organizacija (angl. World Health Organization) W/m2 – vat na kvadratni meter; enota za jakost zvoka
WN – beli šum (angl. white noise)
ZZZS – Zavod za zdravstveno zavarovanje Slovenije λ – valovna dolžina zvoka
μPa – mikropaskal μs – mikrosekunda
° – stopinja
°C – stopinja Celzija
4FPTA – povprečje slušnih pragov za govorne frekvence (angl. four-frequency pure-tone average)
1
1 Uvod
Dober sluh je ključnega pomena pri razvoju poslušanja, govora in jezika. Povezan je z anatomskimi in s fiziološkimi dejavniki, zato so za zaznavo zvoka pomembni dobro delujoči zunanje, srednje in notranje uho, ki sprejemajo, prenašajo in spreminjajo zvočno valovanje v električne impulze. Ti se po slušnem živcu prevajajo v možgane, v katerih se dogaja proces avditivne obdelave zvočnih dražljajev. Človeško uho zaznava zvoke s frekvencami v območju od 20 do 20.000 Hz. Za zaznavanje in razumevanje govora so najpomembnejše frekvence med 500 in 4.000 Hz. Prag bolečine, ki je okoli 120 dB, pa nam onemogoča poslušanje preglasnih zvokov (Hernja idr., 2010).
Ker je izguba sluha pogosto nevidna, obstaja velika verjetnost, da pri pogovoru naletimo na naglušno ali gluho osebo. V Evropi se s težavami s sluhom srečuje vsaka deseta odrasla oseba, vsak tretji Evropejec, starejši od 65 let, pa je naglušen (Štanta, 2013). Posebno skrb vzbujajoč je podatek o okvari sluha pri več kot 10 % oseb, mlajših od 25 let, pri katerih je v dveh tretjinah primerov izguba sluha posledica akustične travme (Bilban, 2005a). M. Božič (2017a) razlaga, da slušna prizadetost celostno vpliva na posameznikovo kakovost življenja. Pri boljšem zaznavanju in sporazumevanju odraslih naglušnih oseb lahko učinkovito pomaga uporaba ustreznega slušnega aparata (SA), ki pri slabo slišečih otrocih omogoča tudi boljši razvoj govora in poslušanja. SA-ji, ki zvok samo okrepijo, pri hudi stopnji naglušnosti ali praktični gluhosti nudijo le omejeno pomoč, zato je za posameznike z okvarjenim notranjim ušesom (polžkom) in dobro delujočo višjeležečo slušno potjo, ki jim SA ne posreduje ustreznih govornih informacij, primerna vstavitev polževega vsadka (PV, angl. cochlear implant – CI), pojasnjuje A.
Kastelic (2017c). Kandidati za PV imajo pogosto na enem ušesu vsaj nekaj ostankov sluha, zato se implant običajno vstavi na slabše slišeče uho. Izkušnje kažejo, da se razumljivost govora izboljša, če tovrstni uporabniki PV-ja na nasprotnem ušesu s slušnimi ostanki uporabljajo še SA (Spindler, 2010).
Magistrsko delo v uvodu opisuje glavne fizikalne značilnosti zvoka in njihov pomen za avdiološko prakso, obravnava anatomijo ušesa in fiziologijo sluha, navaja vzroke okvar sluha, predstavlja različne klasifikacije slušne prizadetosti, opisuje diagnostične metode pri obravnavi motenj sluha s podrobnejšo predstavitvijo govornoavdiometričnih meritev ter postopke (re)habilitacije naglušnih in gluhih oseb z raznolikimi tehničnimi pripomočki, med katerimi podrobneje obravnava PV in SA. V empiričnem delu naloge izvedena raziskava predstavlja vpliv bimodalne slušne stimulacije – souporabe PV-ja na enem ušesu in konvencionalnega SA-ja na drugem – na razumevanje govora v hrupu oz.
prednosti binauralnega poslušanja pred monauralnim.
1.1 Zvok
Akustika je ena izmed najstarejših znanosti. Ukvarja se z zvokom kot naravnim pojavom in opisuje njegove fizikalne značilnosti, ki so temelj avdiologije in razumevanja fiziologije sluha. »S fizikalnega stališča je zvok nihanje oz. tresenje molekul snovi, ki se v obliki valovanja širi po prostoru« (Derganc, 2017, str. 17). N. Hernja idr. (2010) razlagajo, da sta pojma nihanje in valovanje tesno povezana, saj zaradi valovanja
2
določenega področja vsak majhen delec snovi znotraj tega področja zaniha in se spet umiri, ko gre valovanje naprej. Zvok je torej longitudinalno valovanje (Slika 1.1), ob katerem se snov periodično stiska in razteguje, pri čemer se v prostoru izmenjujejo zgoščine in razredčine, kar opazimo kot nihanje tlaka, navaja Derganc (2017) ter pojasnjuje, da molekule zraka v smeri širjenja valovanja le nihajo sem in tja okrog svojih ravnovesnih leg in z zvokom ne potujejo po prostoru.
Slika 1.1: Shema zvočnega valovanja z osnovnimi parametri za opisovanje zvoka (prirejeno po Beloshop, 2019)
1.1.1 Valovna dolžina, frekvenca, hitrost in amplituda zvoka
Valovna dolžina (λ) predstavlja razdaljo med dvema zgoščinama ali razredčinama in znaša od 2 cm za človeku najvišji slišen zvok do 20 m za najnižji slišen zvok (Hernja idr., 2010). Višje frekvence imajo zaradi krajšega nihajnega časa tudi krajšo valovno dolžino (Derganc, 2017).
Frekvenca (f) je določena kot število nihajev na sekundo, merska enota pa je hertz (Hz), ki označuje en nihaj na sekundo (1 Hz = 1/s) (Derganc, 2017). Več kot je nihajev na sekundo, višji je ton, kar grafično ponazorimo z bolj zgoščeno narisanim valovanjem oz.
bolj razmaknjenim valovanjem za prikaz nižjega tona (Berčič, 1997). Ljudje zaznavamo zvoke s frekvencami med približno 20 in 20 kHz (20 kHz = 20.000 Hz), vendar se s starostjo razpon slabša, saj slišimo vedno manj visokofrekvenčnih zvokov (Derganc, 2017; Štanta, 2013). Normalno slišeče osebe srednjih let kot najvišjo frekvenco zaznavajo med 12 in 14 kHz, pri čemer se moškim frekvenčni razpon hitreje slabša kot ženskam (Štanta, 2013). Človeku navadno neslišno zvočno valovanje pod 20 Hz imenujemo infrazvok (IZ) oz. nizkofrekvenčni zvok (NFZ), prav tako neslišen zvok nad 20 kHz pa ultrazvok (UZ). Kadar sta IZ in manj slišen zvok najnižjih frekvenc (med 10 in 200 Hz) moteča in za človeško zdravje škodljiva elementa, govorimo o nizkofrekvenčnem hrupu (NFH, angl. low frequency noise – LFN). IZ nas spremlja v naravi (potresi, veter), povzročamo pa ga tudi sami (klimatske naprave, ventilatorji, vetrne elektrarne, promet).
3
Nekatere živali (morski sesalci, sloni, ptice selivke) s pomočjo IZ-ja komunicirajo na velike razdalje (Novak, 2019). NFZ se lahko namreč širi zelo daleč in se v zraku zelo malo absorbira (Derganc, 2017; Hernja idr., 2010).
Hitrost širjenja zvoka po snovi (c) je odvisna predvsem od gostote in trdote snovi – zvok se hitreje širi v trših snoveh in počasneje v gostejših. V preprostih snoveh hitrost zvoka ni odvisna od njegove frekvence. Medtem ko pri normalni zračni temperaturi znaša hitrost zvoka približno 340 m/s, je lahko v tekočinah in trdnih snoveh celo od 5- do 10-krat večja (Derganc, 2017). Ker je gostota tekočin in plinov povezana s temperaturo, je glede na temperaturo različna tudi hitrost širjenja zvoka, pojasnjuje Adlešič (1964) in razlaga, da se hitrost zvoka ob povišani temperaturi zraka za 1 °C poveča za okoli 0,6 m/s. Medtem ko z naraščanjem temperature hitrost zvoka v plinih narašča, v večini tekočin in trdnih snovi upada. Zvok se v zraku v treh sekundah razširi približno 1 km daleč, zato lahko glede na opažen zvočni pojav preprosto izračunamo, kako daleč je vir zvoka, npr.
kolikšna je oddaljenost strele med nevihto (Adlešič, 1964; Hernja idr., 2010). Zakasnitev med zvokom in tem, kar vidimo, nastopi pri razdalji okoli 20 m, zato pri normalnem pogovoru ni moteča (Hernja idr., 2010). Časovni zamik, na podlagi katerega možgani določijo smer zvoka, je opazen tudi pri binauralnem poslušanju – slušni zaznavi z obema ušesoma – in znaša manj kot tisočinko sekunde (Derganc, 2017).
Amplituda zvoka je odvisna od nihanja molekul zunaj svojih ravnovesnih leg oz.
spreminjanja tlaka in je povezana z glasnostjo zvoka – večje kot je nihanje, glasnejši se nam zdi zvok. Ker je pojem »glasnost zvoka« v vsakdanjem življenju precej subjektiven, se pri objektivnem opisovanju »glasnosti« zvoka poslužujemo treh količin: jakosti zvoka, nivoja jakosti zvoka oz. nivoja zvočnega tlaka in glasnosti (Derganc, 2017). Jakost zvoka (z enoto vat na kvadratni meter (W/m2)) je definirana kot gostota energijskega toka zvočnega valovanja, ki pove pretok energije na časovno enoto – pretok zvočne moči – skozi dano površino (Derganc, 2017; Hernja idr., 2010). Ker je razpon jakosti zaznave človeškega ušesa zelo velik – najtišji slišni zvok ima pri frekvenci 1.000 Hz jakost približno 10–12 W/m2, najglasnejši pa okoli 1 W/m2 –, jakost zvoka (angl. intensity – I) pogosto nadomestimo s količino nivo jakosti zvoka (angl. intensity level – IL) in jo izrazimo v logaritemski lestvici (z enoto decibel (dB)), pri čemer se ob 10-kratnem povečanju jakosti zvoka poveča nivo jakosti zvoka za 10 dB, ob 100-kratnem za 20 dB, ob 1.000-kratnem za 30 dB itn. Jakost zvoka je sorazmerna s kvadratom amplitude tlaka, zato lahko nivo jakosti zvoka izrazimo tudi z amplitudo tlaka (p) (Derganc, 2017), ki se običajno zaradi zaznave glasnosti človeškega ušesa in možganov v logaritmični skali (z enoto dB) preračuna v nivo zvočnega tlaka (angl. sound pressure level – SPL). Amplitudo zvočnega tlaka izražamo v paskalih (Pa) (Hernja idr., 2010). Človeško uho je zelo občutljivo, saj ima najtišji zvok, ki ga še zazna, amplitudo tlaka približno 20 mikropaskalov (μPa) (Derganc, 2017; Hernja idr., 2010), najglasnejši zvok, ki ga še prenese, pa ima amplitudo tlaka okoli 20 Pa (Hernja idr., 2010). To pomeni, da je razpon nivoja jakosti slišnih zvokov med približno 0 in 120 dB (Tabela 1.1) (Derganc, 2017).
Nivo jakosti običajnega pogovornega govora se giblje od okoli 40 do 50 dB, točka nelagodja pa je približno 90 dB (Stach, 2010). Nivo jakosti glasnega govora je okoli 60 dB, šepeta pa 35 dB (Kladnik Stabej in Battelino, 2017a). Za opisovanje nivoja jakosti zvoka se v akustiki večinoma uporablja SPL, saj sta po definiciji IL in SPL dejansko ekvivalentna (Derganc, 2017).
4
Tabela 1.1: Primerjava vrednosti nivojev jakosti zvoka (SPL), amplitud zvočnega tlaka (p) in jakosti zvoka (I) (prirejeno po Derganc, 2017; Hernja idr., 2010)
Okolje merjenja SPL (dB) p (Pa) I (W/m2)
Meja bolečine 120 20 1
Koncert 100 2 0,01
Prometna cesta 80 0,2 0,0001
Normalen govor 60 0,02 0,000001
Knjižnica 40 0,002 0,00000001
Snemalni studio 20 0,0002 0,0000000001
Meja slišnosti 0 0,00002 0,000000000001
Definicija glasnosti (angl. loudness, z enoto fon) kaže na frekvenčno odvisnost občutljivosti ušesa, zaradi katere dva tona različnih frekvenc z istim nivojem jakosti ne dojemamo enako »glasna«, in upošteva, da je pri frekvenci 1.000 Hz glasnost v fonih približno enaka dB SPL, medtem ko pri preostalih frekvencah nekako sledi frekvenčni odvisnosti slušnega praga, kar ponazarjajo empirično določene krivulje enake glasnosti oz. izofonske krivulje (Slika 1.2) (Derganc, 2017). To pomeni, da slišimo visokofrekvenčni zvok (npr. 4.000 Hz) boljše od nizkofrekvenčnega (npr. 100 Hz) (Tratnik, 2009). Posebnost človeškega sluha se upošteva tudi pri merjenju hrupa z merilnikom s filtrom A, ki približno sledi frekvenčni občutljivosti ušesa. Zaradi uporabljenega uteženja A izmerjene vrednosti nivoja jakosti hrupa označimo z dB(A) (Bilban, 2005a; Derganc, 2017; Tratnik, 2009). Rezultat meritve hrupa v dB SPL je nesmiseln zaradi nezmožnosti slišanja majhnih nivojev jakosti zelo nizkih in zelo visokih frekvenc, ki zato ne prispevajo k hrupu (Derganc, 2017). Definicija nivoja jakosti hrupa in frekvenčni filter A tako poskušata približno uskladiti fizikalno merljive količine nivoja jakosti zvoka s fiziološkimi reakcijami ušesa na zvočni dražljaj – filter A uravnava nizke in visoke frekvence na raven človekove slušne krivulje (Bilban, 2005a).
Slika 1.2: Krivulje enake glasnosti (prirejeno po MK 3, d. o. o., 2019)
5
Hrup je nezaželena ali neprijetna oblika zvoka brez enoznačne definicije – odvisen je od posameznikovega subjektivnega vrednotenja določenega zvoka glede na njegovo zdravstveno stanje; razpoloženje; utrujenost; socialni, kulturni in ekonomski položaj;
starost; spol; kraj in čas. Hrup velja za stalnega spremljevalca vsakdanjega sodobnega življenja, saj je onesnaževanje z njim povsod prisotno. Človek je izpostavljen hrupu na prostem (v naravnem okolju) in tudi v zaprtih prostorih (v bivalnem okolju) – povzročajo ga ne le industrijske, gradbene in obrtne dejavnosti; promet; šolska dvorišča in igrišča;
hladilne, sanitarne, ventilacijske, klimatske in gospodinjske naprave; dvigala itn., ampak tudi najrazličnejše človekove prostočasne aktivnosti. Čezmerna obremenitev s hrupom v človekovem delovnem in bivalnem okolju vzbuja občutek nelagodja, zmanjšuje zbranost, povzroča okvaro sluha in z zmanjševanjem slušne razumljivosti vpliva na medsebojno sporazumevanje. Na razumljivost govora vpliva vsebina – materni jezik bolje razumemo kot tujega, stavek ima večji pomen kot beseda (med pogovorom več kot polovico besed razumemo znotraj celotnega konteksta stavka brez celostne zaznave posamezne besede) – in oddaljenost ušesa od vira zvoka/govorca (Bilban, 2005a), pri čemer velja, da se jakost zvoka z oddaljevanjem od njegovega izvira zmanjšuje, saj njegova energija pada na vse večjo površino (medtem ko se površina s kvadratom razdalje veča, se jakost zvoka s kvadratom razdalje zmanjšuje) (Derganc, 2017).
Decibelska lestvica je uporabna tudi pri pražnem tonskem avdiogramu (ADG) – grafičnem prikazu rezultata pražne tonske avdiometrije (Derganc, 2017). Pri tej preiskavi s čistimi toni merimo slušni prag, najnižji zaznan nivo zvočne jakosti pri nekaj standardnih frekvencah zvoka, s čimer ugotavljamo stopnjo in vrsto izgube sluha (Ponikvar, 2017). Frekvence predvajanih tonov so razporejene v oktavnih ali poloktavnih intervalih znotraj glavnega dela slišnega območja med 125 in 8.000 Hz. Prag zaznave merimo po zračni (angl. air conduction – AC) in tudi kostni poti (angl. bone conduction – BC) (Bilban, 2005b). Rezultate testiranja podamo v dB, relativno glede na standardno mejo slišnosti pri posamezni frekvenci (Derganc, 2017), pri čemer se vrednosti normalnega sluha gibljejo med –10 in 15 dB z referenčno vrednostjo 0 dB (Štanta, 2013).
Ob rezultatu dodana oznaka HL (dB) pojasnjuje, da je prikazan nivo jakosti frekvenčno odvisne meje slišnosti (angl. hearing level) in ne SPL, pri katerem referenčna vrednost tlaka ostaja enaka pri vseh frekvencah (Derganc, 2017). Razpon ADG-ja se giblje med –10 in 120 dB HL (Bilban, 2005b). Zaradi različnih standardov za meje slišnosti vsi avdiogrami med seboj niso nujno primerljivi, zato je včasih poleg HL (dB) pripisan še standard izmerjenega avdiograma (Derganc, 2017).
1.2 Sluh
Uho je s fizikalnega in tehniškega vidika nadvse zanimivo čutilo, veliko zmogljivejše in delno smotrnejše od veliko akustičnih naprav tehnološkega napredka (Adlešič, 1964).
Poslušanje je vseskozi prisotno, saj sluha ni mogoče izključiti. Slušni sistem je z visoko občutljivostjo, ostro frekvenčno nastavljivostjo in s širokim dinamičnim razponom dovolj občutljiv za zaznavanje zvočnih signalov že pri zelo majhnih spremembah amplitud tlaka (Stach, 2010).
6 1.2.1 Anatomija in fiziologija ušesa
Človeško uho je parni organ – čutilo, ki nam omogoča zaznavanje zvoka in uravnavanje ravnotežja. Sestavljajo ga zunanje, srednje in notranje uho (Slika 1.3), navaja S. Battelino (2017a) in razlaga, da se po zunanjem in srednjem ušesu zvok okrepi in prenese na tekočino notranjega ušesa, kjer vzdražene zaznavne celice, dlačnice, proizvedejo akcijski potencial (AP) – šibko električno energijo, ki se po slušno-ravnotežnem živcu prenese v možgane. Zaznava zvoka tako predstavlja zapleten proces prenosa in okrepitve zvoka pa tudi transdukcije, spremembe mehanske energije v AP, ki še ni dokončno pojasnjen, zapletena pa je tudi obdelava slišanega v centralnem živčnem sistemu (CŽS).
Slika 1.3: Anatomija ušesa (prirejeno po Stach, 2010)
Zunanje uho tvorita uhelj in zunanji sluhovod. Uhelj je v obliki sploščenega ovalnega lijaka in obdaja vhod v zunanji sluhovod. Številne vdolbine in izbokline po vsej površini dajejo uhlju značilen videz (Kambič, 1984). Pomemben je zaradi usmerjanja zvočnega valovanja iz okolja v sluhovod, vendar je s filogenetskim razvojem pri tem učinkovitejši pri živalih kot pri ljudeh (Hočevar Boltežar, 2010). Prav tako je pomemben zaradi lokalizacije zvoka v navpični ravnini (sposobnost lociranja zvoka »zgoraj« in »spodaj«) in zaradi zaščite ušesnega kanala. Uhelj deluje tudi kot resonator, saj okrepi zvoke s frekvenco okoli 4.500 Hz. Zunanji sluhovod je ozek kanal, ki se od odprtine na strani glave s približevanjem bobniču upogne navzdol. V dolžino meri 23–29 mm. Zunanji dve tretjini sestavlja s kožo pokrit hrustanec, notranjo tretjino pa s kožo pokrita kost. Koža v hrustančnem delu kanala vsebuje žleze, ki izločajo ušesno maslo ali cerumen (Stach, 2010). Njegova naloga je negovanje kože sluhovoda, varovanje pred bakterijami in glivicami ter čiščenje odluščenih kožnih celic in umazanije. Sluhovod prenaša in delno okrepi zvok ter deluje kot zaščitni mehanizem za srednje uho (Battelino, 2017a). Tudi
7
sluhovod služi kot resonator – območje najboljše občutljivosti ušesa tako ustreza njegovi osnovni resonančni frekvenci okoli 3.300 Hz (Derganc, 2017).
K srednjemu ušesu prištevamo bobnič, votlino srednjega ušesa s tremi slušnimi koščicami in z dvema mišicama, kostne votlinice v mastoidnem odrastku temporalne kosti – mastoidne celice – in Evstahijevo trobljo (tubo, cev) (Battelino, 2017a). Bobnič meji med zunanjim in srednjim ušesom, funkcionalno pa spada k srednjemu ušesu. Na zunanji strani je prekrit s kožo, na notranji s sluznico, vmesna srednja plast pa je iz vezivnih vlaken. Spodnji napeti del bobniča (lat. pars tensa) sestavljajo vse tri plasti, ohlapni del v zgornjem delu bobniča (lat. pars flaccida) pa je brez vezivne plasti in je pri spremembah tlaka v sluhovodu ali bobnični votlini podajnejši. Bobnič z notranjim ušesom povezujejo s sklepi povezane slušne koščice – kladivce (lat. maleus), nakovalce (lat. incus) in stremence (lat. stapes). V bobnič se vrašča ročaj kladivca, ploščica stremenca pa zapira ovalno okence. Na kladivce se narašča m. tensor tympani, na stremence pa m. stapedius – najmanjša mišica v telesu. Obe mišici se pri močnih zvočnih dražljajih skrčita, s čimer preprečita premočno nihanje slušnih koščic in poškodbo notranjega ušesa (Hočevar Boltežar, 2010). Gre za t. i. auralni refleks, katerega latenca znaša 35–150 ms, zaradi česar je učinkovit le za zvočne dražljaje, ki si sledijo v razmiku kakšne sekunde, medtem ko se na strel odzove prepozno. Mišična relaksacija traja 3–5 sekund. Auralni refleks zmanjša nivo jakosti zvoka do 20 dB (Bilban, 2005a). Skozi votlino srednjega ušesa v koščenem kanalu poteka tudi n. facialis, od katerega se odcepita veji za oživčenje m.
stapediusa in chordo tympani z okušalnim nitjem za sprednji dve tretjini jezika. M. tensor tympani oživčuje tretja veja n. trigeminusa – n. mandibularis (Hočevar Boltežar, 2010).
Zračno prevajanje zvoka prek srednjega ušesa omogoča kljub velikemu odboju med zrakom in tkivom – zaradi različnih akustičnih impedanc snovi – čim večji prenos zvočne energije iz zraka v tekočino v polžku (Derganc, 2017). Slušne koščice namreč delujejo kot vzvod, kjer gibanje z veliko amplitudo in majhno silo zamenja gibanje z majhno amplitudo in veliko silo. Poleg tega pa obstaja tudi razlika v površini bobniča in ovalnega okenca – površina bobniča je 55 mm2, površina ovalnega okenca pa je manjša in znaša 3,2 mm2 (Bilban, 2005a). Brez srednjega ušesa bi se torej energija zračnega valovanja neposredno prenesla na tekočino v polžku, pri čemer bi nastala velika izguba zvočne energije. V nasprotju z ljudmi ribe tako ne potrebujejo srednjega ušesa – zvoki, ki jih slišijo ribe, se že širijo po vodi, zato se na prehodu v notranje uho bistveno manj ošibijo kot pri človeku. Votlina srednjega ušesa je napolnjena z zrakom. S pomočjo Evstahijeve cevi, ki povezuje nosno žrelo s sprednjo steno srednjega ušesa, je zrak v bobnični votlini izenačen z atmosferskim tlakom. Če se zračni tlak nenadoma spremeni, npr. pri vzponu ali spustu z letalom, bo v votlini sorazmerno večji ali manjši zračni tlak kot v sluhovodu, kar daje občutek polnosti ušesa (Stach, 2010). Evstahijeva tuba se odpira s pomočjo mišice m. tensor veli palatini, ki povezuje hrustančni del troblje z mehkim nebom, in se skrči pri požiranju, zehanju, glasnem govorjenju, ko zrak iz nazofarinksa po troblji vdre do srednjega ušesa (Hočevar Boltežar, 2010). Tuba je dolga približno 3,5 cm ter sestavljena iz koščenega in hrustančnega dela – koščeni del poteka iz sprednje stene votline srednjega ušesa, predstavlja tretjino njene dolžine in se nadaljuje v hrustančno- membranozni del, ki se sklene v lateralni steni nazofarinksa. Slaba prehodnost ušesne troblje vpliva na gibanje bobniča in slušnih koščic. Vso senčnico, predvsem pa mastoidni odrastek, sestavljajo med seboj povezane zračne votline, obložene s sluznico, ki prav tako spadajo k srednjemu ušesu. Za bobnično votlino leži antrum – največja celica oz. za grah velik pnevmatiziran prostor. Stopnja pnevmatizacije, velikost in število celic se razlikujejo glede na posameznika oz. njegovo telesno zgradbo in prebolele bolezni; v obdobju dojenčka in otroški dobi imajo pomemben vpliv predvsem vnetja srednjega ušesa (Kambič, 1984).
8
Notranje uho anatomsko sestavljajo trije deli – polžek (lat. cochlea), ki ga preddvor (lat.
vestibulum) povezuje s polkrožnimi kanalčki (lat. canales semicirculares) (Kambič, 1984). V ravnotežnem delu trije polkrožni kanalčki, pravokotni drug na drugega, omogočajo zaznavanje premikov v prostoru, dve razširitvi vestibuluma pa zaznavanje lege glave glede na gravitacijo. Notranje uho pa ne skrbi le za ravnotežje, ampak zaznava tudi zvok. K slušnemu delu notranjega ušesa prištevamo polžek in slušni živec (Battelino, 2017a). Njegova naloga je transdukcija oz. pretvorba mehanskega valovanja tekočine v polžku v električni impulz, AP, ki se naprej po živčevju prevaja do možganske skorje (Battelino, 2017a; Probst, Grevers in Iro, 2006; Štrucl, 1999). Cochlea je s tekočino zapolnjen prostor znotraj temporalne kosti, ki spominja na obliko polževe lupine z 2,5 zavojema (Slika 1.4). Znotraj kohlearnega kanala leži prav tako s tekočino, endolimfo, zapolnjen membranski labirint, t. i. kohlearna particija (angl. cochlear partition) ali skala medija (lat. scala media), ki ločuje skalo vestibuli (lat. scala vestibuli) od skale timpani (lat. scala tympani). Skala vestibuli predstavlja zgornji tunel kohlearnega kanala in se odpira v ovalno okence, skala timpani pa spodnji tunel, ki se konča pri okroglem okencu.
Oba kanala se združita na apikalnem koncu polža v helikotremi in sta napolnjena s perilimfo, ki vsebuje veliko kalcija in natrija (Stach, 2010).
Slika 1.4: Presek skozi središče polžka, ki ponazarja koščeni labirint (prirejeno po Stach, 2010)
Premikanje stapesne plošče, ki leži na ovalnem okencu vestibuluma, vzvalovi vestibularno tekočino in posledično tudi tekočino v Cortijevem organu (Battelino, 2017a).
Skala medija meji na dve membrani – Reissnerjeva membrana jo ločuje od skale vestibuli, bazilarna membrana pa od skale timpani. Na bazilarni membrani leži Cortijev organ z dlačnicami – s senzornimi celicami za zaznavo zvoka. Obstajata dve vrsti dlačnic –
9
notranje, ki jih je okoli 3.500, in zunanje, ki jih je približno 13.000. Dlačnice so podolgovate oblike in imajo na svojem vrhu pritrjene majhne dlačice ali cilije, ki so pri zunanjih dlačnicah vpete v tektorialno membrano, ki pokriva Cortijev organ, pri notranjih pa kljub njeni bližini z njo nimajo neposrednega stika (Stach, 2010), kadar ni prisoten zvočni dražljaj. Zvočno valovanje povzroči premik spodnje bazilarne membrane, zaradi česar se posledično premaknejo tudi dlačnice in spremeni kot med v tektorialno membrano vpetimi cilijami in dlačnicami (Battelino, 2017a). Valovanje bazilarne membrane imenujemo »potujoči val« (angl. traveling wave), ki teče po toku bazilarne membrane in narašča, dokler ne doseže določene točke največjega premika – ta je pri višjih frekvencah bližje ovalnemu okencu oz. bazalnemu delu polžka, pri nižjih pa njegovemu apikalnemu delu. To pomeni, da je bazilarna membrana razporejena tonotopično, saj vzdolž njenega toka vsaka frekvenca stimulira drugo mesto. Potujoči val sam po sebi še ne razlaga izredne občutljivosti in frekvenčne selektivnosti polžka. Pri tem gre za t. i. »tuning« ali uglaševanje notranjih dlačnic s potujočim valom. Jasno je namreč, da se lahko premik bazilarne membrane ob potujočem valu spremeni v občutljiv, ostro uglašen odziv notranje dlačnice le z nekim aktivnim interveniranim procesom, ki še ni dokončno pojasnjen. Zunanje dlačnice vzdolž polža stojijo v treh vrstah in so večinoma inervirane z eferentnimi ali motoričnimi vlakni živčnega sistema, notranje dlačnice pa so postavljene v eni vrsti in so večinoma inervirane s pomočjo aferentnih ali senzoričnih vlaken (Stach, 2010). Ob zaznavi zvoka se najprej skrčijo in raztezajo zunanje dlačnice in pri tem oddajo zvok – t. i. otoakustične emisije, ki so osnova za meritve zvočnega sevanja ušesa (Battelino, 2017a) – ko potujoči val doseže točko največjega premika bazilarne membrane, pa se vzdražijo tudi notranje dlačnice, ki pošiljajo živčne impulze do slušnega živca. Občutljivost notranjih dlačnic je tako do neke mere pod nadzorom zunanjih (Stach, 2010). Transdukcija – pretvorba mehanskih vibracij, ki jih povzroči zvočni dražljaj, v električne signale – je torej posledica upogibanja dlačic na notranjih dlačnicah, glavna vloga zunanjih dlačnic pa je povečanje vibracij bazilarne membrane.
Medtem ko v dlačnici gibanje cilijev v eno smer odpira ionske kanale, kar na njenem dnu sproži sprostitev nevrotransmiterja na slušnoživčno vlakno, gibanje v nasprotni smeri zapira ionske kanale ter tako onemogoči pretok ionov in sproščanje živčnega prenašalca.
Premik cilije, ki je potreben za električno osciliranje notranje dlačnice, je izjemno majhen in na slušnem pragu znaša 100 pikometrov (Goldstein, 2010), kar si lažje predstavljamo, če bi povečali velikost cilije na višino Eifflovega stolpa – v tem primeru bi bil njen premik enakovreden premiku vrha stolpa le za širino palca (Hudspeth, 1989).
Centralni slušni živčni sistem najbolje opišejo njegova različna jedra – snopi celičnih teles, v katerih skozi sinapso poteka komunikacija med nevroni: kohlearno jedro, zgornji olivarni kompleks, lateralni lemniskus, spodnji kolikulus in medialno genikulatno jedro talamusa (Stach, 2010). Shematični prikaz centralnih slušnih poti prikazuje Slika 1.5.
Pomembna značilnost centralnih slušnih poti je t. i. bilateralna povezanost, zaradi česar se poškodbe centralnih slušnih struktur skoraj nikoli ne manifestirajo kot monauralna izguba sluha. Dejansko monauralna izguba sluha predstavlja periferno poškodbo do srednjega oz. notranjega ušesa ali pa do samega slušnega živca (Purves idr., 2004).
10
Slika 1.5: Centralne slušne poti (prirejeno po Purves idr., 2004)
11
Kohlearno vejo VIII. možganskega živca sestavlja približno 30.000 živčnih vlaken, ki prenašajo slušne informacije v možgansko deblo (Stach, 2010). Osrednji aksoni spiralnih ganglijskih celic, ki tvorijo slušni živec, so glede na frekvenco zvoka, ki jih maksimalno stimulira, urejeni tonotopično (Štrucl, 1999). Ta t. i. tonotopična organizacija se ohranja tudi v vsej centralni slušni poti: v jedru slušnega živca, spodnjem kolikulusu in v primarni slušni skorji (Battelino, 2017a). Kohlearno jedro je večdelno – sestavlja ga dorzalni ter antero- in posteroventralni del, v katerih se vzdržuje tonotopična organizacija polžka (Purves idr., 2004). Medtem ko živčna vlakna z baze polžka sežejo globoko v jedro, vstopajo vlakna z apeksa polžka v povrhnje plasti (Kandel, 1991, v Battelino, 2017a).
Najpomembnejši del slušne poti je trapezoidno telo, ki pošilja vlakna v zgornji olivarni kompleks, v katerem nastopi medsebojno prepletanje zvočnih informacij iz obeh ušes in začetna obdelava lokalizacije zvoka – medialni del analizira časovne razlike zvočnih dražljajev, lateralni del pa razlike v jakosti zvokov med obema ušesoma (Battelino, 2017a; Štrucl, 1999). Lokalizacija zvoka je najbolj preučevana funkcija osrednje slušne poti. Določanje lokalizacije horizontalnega položaja virov zvoka je odvisno od frekvence.
S pomočjo interauralne časovne razlike ljudje lokaliziramo zvočne dražljaje s frekvencami pod 3 kHz, z interauralnim razlikovanjem jakosti zvokov pa zvočne dražljaje nad 3 kHz. Najdaljša interauralna časovna razlika – časovni zamik pri binauralnem poslušanju – pri neposrednem lateralnem sprejemanju zvoka na eno uho znaša 700 mikrosekund (μs) (vrednost, ki jo poda premer glave, deljena s hitrostjo zvoka v zraku).
Psihofizični eksperimenti kažejo, da lahko človek zazna časovni zamik, ki znaša 10 μs, kar pomeni zmožnost lokaliziranja zvoka za približno eno stopinjo natančno. Pri frekvencah, višjih od približno 2 kHz, začne človeška glava delovati kot akustična ovira, saj so valovne dolžine zvokov z višjimi frekvencami premajhne, da bi se lahko uklonile okrog nje. Kot rezultat poslušanja visokofrekvenčnega zvočnega dražljaja, usmerjenega proti eni strani glave, bo zato na nasprotnem ušesu zaradi manjše jakosti zvoka nastanek t. i. akustične »sence«. Pri binauralnem poslušanju torej obstajata dve ločeni poti in dva ločena mehanizma za analizo smeri zvoka – zaznavanje razlik v jakosti zvoka in razpoznavanje časovnih razlik zvoka med obema ušesoma (Purves idr., 2004). Aksoni iz zgornjega olivarnega kompleksa skupaj z vlakni, ki iz kohlearnega jedra potujejo na kontra- ali ipsilateralni strani možganov, prehajajo v lateralni lemniskus (Stach, 2010;
Štrucl, 1999). Ta del slušne poti se odziva na zvok, ki prihaja k posamičnemu ušesu in signalizira začetek zvoka, ne glede na njegovo jakost ali frekvenco, in druge časovne vidike zvočnega dražljaja, npr. trajanje. Iz zgornjega olivarnega kompleksa in lateralnega lemniskusa pa tudi neposredno iz kohlearnega jedra vodijo centralne slušne poti v spodnji kolikulus. Ta ustvarja t. i. karto slušnega prostora (angl. auditory space map), zaradi česar človek jasno dojema elevacijo in azimut zvoka1, pomemben pa je tudi zaradi obdelave zvokov s kompleksnimi časovnimi vzorci – frekvenčno moduliranih zvokov in zvokov določenega trajanja –, ki so pomembne komponente človeškega govora (Purves idr., 2004). Tudi spodnji kolikulus je tonotopično organiziran – v površinskih plasteh poteka zaznava nizkih frekvenc, v globljih plasteh pa višjih (Ress in Chandrasekaran, 2013).
Tvorijo ga vlakna iz obeh ušes, njegova vlakna pa vodijo v medialno genikulatno jedro talamusa (Battelino, 2017a), ki je obvezna postaja pred vstopom slušne informacije v možgansko skorjo ter posreduje pri zaznavanju specifičnih spektralnih in časovnih kombinacij zvokov. Končni cilj aferentnih slušnih informacij je slušna skorja. Primarna slušna skorja je del superiornega temporalnega girusa in vsebuje natančno tonotopično
1 Elevacija izvora zvoka je povezana s horizontalno ravnino (elevacija je 0°), ki je vzporedna transverzalni ravnini in poteka skozi središče človekovih uhljev, ter z opredelitvama superior (tj. zgoraj) – inferior (tj.
spodaj). Azimut izvora zvoka pa je povezan s sagitalno ravnino (azimut je 0°) in z opredelitvama dexter (tj.
desno) – sinister (tj. levo) (Sušnik, 2006).
12
mapo (Purves idr., 2004), sestavljeno iz šestih plasti, ki se povezujejo z drugimi deli možganov in nadrejeno sekundarno slušno skorjo (Battelino, 2017a). Medtem ko poteka pri človeku v primarnem avditornem korteksu frekvenčni gradient od lateralnega proti medialnemu delu korteksa (lateralno se zaznajo nižje frekvence, medialno pa višje) (Humphries, Liebenthal in Binder, 2010), se ta pri primatih razteza od anteriornega proti posteriornemu delu (anteriorno zaznavajo nižje frekvence, posteriorno pa višje) (Kandel, Schwartz, Jessell, Siegelbaum in Hudspeth, 2013). V avditornem korteksu se slušna informacija v povezavi s subkortikalnimi strukturami celovito predela (Battelino, 2017a).
Obdelava govornih informacij poteka po vsem centralnem slušnem sistemu, primarna obdelava govora pa je pri večini ljudi prisotna v levem temporalnem režnju, kar pomeni, da je desno uho v veliki meri prevladujoče za obdelavo govornih informacij – medtem ko poteka govorna informacija, zaznana z desnim ušesom, neposredno v levi temporalni reženj, poteka govorna informacija, zaznana z levim ušesom, najprej v desni temporalni reženj in nato prek korpus kalozuma do leve slušne skorje (Stach, 2010).
Poslušanje predstavlja pridobljeno sposobnost, ki se začne razvijati že v prenatalnem obdobju ter omogoča razvoj govora in jezika, prav tako pa pomembno vpliva na socialno- emocionalni razvoj (Hernja idr., 2010). Uho je prvo izmed čutil, ki se razvije v maternici.
Človekov slušni sistem začne delovati 3–4 mesece pred rojstvom, pri čemer se plod pri gestacijski starosti 28–30 tednov zanesljivo odziva na zunanje zvočne dražljaje, kar odražajo spremembe njegovega srčnega utripa in gibanje. Novorojenček po rojstvu izraža posebno občutljivost za zvoke, ki jih je poslušal v prenatalnem obdobju, zmožen jih je prepoznavati in do njih goji posebno nagnjenje – do poroda in vsaj nekaj tednov po njem je tako zanj najpomembnejši in največ pozornosti vzbujajoč zvok glas matere (Campbell, 2004). Proces poslušanja sloni na zaznavi in predelavi zvočnih dražljajev, tj. konkretnega zvoka iz okolja pa tudi simbolnih slušnih informacij in sistemov, kot je jezik. Kognitivna psihologija zato razlaga »poslušanje kot procese izbire, organiziranja in povezovanja slušnih informacij v neke smiselne enote« (Plut Pregelj, 2012, str. 50). Proces CŽS-ja, ki se odvija med procesom poslušanja, opisuje Launer-Nikischev komunikacijski model z navajanjem posameznih nalog poslušanja: a) zaznava zvočnih dražljajev; b) slušna selekcija (tj. filtriranje pomembnih zvočnih dražljajev od nepomembnih); c) slušno razlikovanje (tj. diskriminacija zvočnih dražljajev, tonov in glasov); d) prepoznavanje zvočnih dražljajev; e) lokalizacija (tj. določanje smeri in oddaljenosti izvora zvočnih dražljajev); f) bilateralno združevanje (tj. celostno povezovanje različnih zvočnih dražljajev obeh ušes); g) slušno razločevanje (tj. analiza dveh istočasnih, vendar različnih slušnih informacij vsakega ušesa); h) slušna vzorčna analiza (tj. identifikacija najkrajših negovornih slušnih vzorcev); i) slušna analiza (tj. identifikacija posameznih elementov iz serije zlogov); j) slušna sinteza (tj. združevanje posameznih glasov v besede); k) slušno dopolnjevanje (tj. dopolnjevanje nerazumljivih glasovnih vzorcev v pomenljive besede);
l) slušni kratkotrajni spomin (tj. shranjevanje slišanega in povezovanje z že poznanim);
m) selektivna pozornost (tj. zavestno poslušanje pomembnih slušnih informacij ob zavestnem neposlušanju nepomembnih) (Hernja idr., 2010). Zaznava in predelava slušnih dražljajev v nasprotju z avtomatičnim odzivanjem na zvok zahteva napor poslušalca, ki je povezan z usmerjano in vzdrževano pozornostjo na zvočne oz. govorne signale (Plut Pregelj, 2012). Raziskave kažejo, da obstaja prek t. i. supramodalne (nadmodalne) pozornosti povezava med slušnimi, vidnimi in tipnimi čutnimi dražljaji, kar pomeni, da dražljaj posamezne modalitete usmerja pozornost na dražljaje drugih modalitet, zato se bo npr. poslušalec ob slušni zaznavi obrnil v smer zvoka (Wright in Ward, 2008, v Plut Pregelj, 2012). S pomočjo pozornosti najprej shranimo zaznane slišane informacije v slušni delovni spomin, ki ima omejeno kapaciteto in je podvržen zunanjim motnjam. Če v njem uskladiščenih informacij v 5–30 sekundah ne obnovimo, te postanejo neobstoječe
