Počítačem podporované školení řeči pro uživatele sluchadel

Úvod Senzorineurální ztráta sluchu (SNHL) je postižení postihující lidi na celém světě a očekává se, že její prevalence poroste v důsledku prodloužené očekávané délky života. SNHL má významný negativní dopad na kvalitu života zejména u prelingválně ohluchlých dětí. Kromě určitých onemocnění, jako je náhlá hluchota nebo endolymfatický hydrops, které lze léčit nebo zmírnit léky nebo chirurgickým zákrokem, musí většina pacientů se SNHL nosit sluchadla nebo podstoupit kochleární implantaci, aby znovu získali sluch. Pro mnoho jedinců však tato opatření neřeší uspokojivě komunikační problémy, protože sluch je pouze prvním krokem v řadě událostí vedoucích ke komunikaci. Mezi sluchem a komunikací leží důležité dovednosti naslouchání a porozumění a pro dosažení úspěšné komunikace bylo navrženo, aby pacientům podstupujícím amplifikaci byl nabídnut určitý typ audiologické rehabilitace. Bylo hlášeno, že starší subjekty se spontánně neaklimatizují na nošení sluchadla nebo že účinky jsou buď malé nebo žádné, což zdůrazňuje důležitost rehabilitace po nošení sluchadla. Bohužel ne každý s SNHL na Tchaj-wanu dostává tento druh rehabilitace. Důvody pro to mohou být: a) metody rehabilitace neznají všichni lékaři nebo logopedi; (b) je nedostatek klinických lékařů nebo logopedů, kteří by takovou časově náročnou rehabilitaci poskytovali; c) pacienti se sluchovým postižením si možná nemohou dovolit nebo nejsou ochotni věnovat čas rehabilitaci; a d) je obtížné měřit zlepšení, která přináší rehabilitace.

V poslední době se rehabilitační tréninkové postupy těší zájmu díky technologickému pokroku, který umožňuje uživateli sluchadla provádět procedury doma s osobním počítačem. Burk et al školili mladé normálně slyšící a starší sluchově postižené posluchače pomocí digitálně nahraných školicích materiálů pomocí počítače. Výsledky ukázaly, že starší sluchově postižení posluchači byli schopni výrazně zlepšit své schopnosti rozpoznávání slov prostřednictvím tréninku s jedním mluvčím a do určité míry dosáhnout stejné úrovně jako mladí normálně slyšící posluchači. Kromě toho byl zlepšený výkon zachován napříč mluvčími a časem.

Systém počítačově podporovaného nácviku čtení řeči (CAST) byl vyvinut k simulaci prezenčního tréninkového zásahu a byl navržen jako součást komplexního programu sluchové rehabilitace pro dospělé v předdůchodovém věku se získanou mírnou až středně těžkou ztrátou sluchu. Cílem školení bylo zlepšit dovednosti čtení řeči tak, aby doplňovaly sluchové vnímání řeči. Během školení se student dívá na monitor, který zobrazuje buď počítačově generovanou obrazovku, nebo videozáznam učitele. CAST byl navržen tak, aby jej klinický lékař používal spíše k rozšíření než k nahrazení stávajících rehabilitačních technik.

Počítačová školení byla také aplikována na rehabilitaci uživatelů kochleárních implantátů. Před rozvojem počítačového školení některé studie hodnotily účinky omezeného školení na schopnosti rozpoznávání řeči u méně výkonných uživatelů kochleárních implantátů. Busby et al provedli deset 1hodinových tréninků vnímání řeči a produkce a výsledky prokázaly minimální změny percepčních schopností u tří uživatelů kochleárního implantátu. Dawson a Clark provedli jeden 50minutový trénink týdně po dobu 10 týdnů a čtyři z pěti subjektů vykazovaly určité zlepšení. Omezený úspěch těchto pokusů zlepšit schopnosti rozpoznávání řeči uživatelů kochleárních implantátů byl považován za důsledek nedostatečného tréninku. Intenzivnější trénink uživatelů kochleárních implantátů byl předpovídán jako účinný, protože u normální slyšící populace bylo prokázáno, že trénink úspěšně zlepšuje rozlišování a identifikaci segmentů řeči a rozpoznávání spektrálně posunuté řeči. Fu et al uvedli povzbudivé výsledky při rehabilitaci uživatelů kochleárních implantátů pomocí počítačem podporovaného systému pro trénování řeči, který také nazývali CAST, i když se lišil od systému CAST Pichora-Fullera a Benguerela. Systém CAST od Fu et al, vyvinutý v House Ear Institute, obsahuje velkou databázi školicích materiálů a lze jej nainstalovat na osobní počítače, takže s minimálním vybavením a dovednostmi mohou uživatelé kochleárních implantátů provádět školení doma a lékaři nebo mohou řečoví patologové monitorovat skóre testovaného subjektu a pokrok v tréninku. Výsledky ukázaly, že po mírném tréninku (1 hodina denně, 5 dní v týdnu) mělo všech 10 postlingválně ohluchlých dospělých uživatelů kochleárního implantátu ve studii významné zlepšení ve skóre rozpoznávání samohlásek a souhlásek. Wu et al aplikovali systém CAST na 10 dětí mluvících mandarínsky (tři uživatelé sluchadel a sedm uživatelů kochleárních implantátů). Po půlhodinovém tréninku denně, 5 dní v týdnu, po dobu 10 týdnů, subjekty vykazovaly výrazné zlepšení ve výkonu samohlásek, souhlásek a čínských tónů. Tento zlepšený výkon byl z velké části zachován po dobu 2 měsíců po dokončení školení. Stacey a Summerfield také použili počítačový sluchový trénink ke zlepšení vnímání hluku. Výsledky potvrdily, že školení pomohlo překonat účinky spektrálních zkreslení řeči a školicí materiály byly nejúčinnější, když bylo zapojeno několik mluvčích.

Na základě těchto předchozích studií mohou uživatelé kochleárních implantátů zlepšit svou schopnost rozpoznávání řeči po tréninku se systémem CAST. Pokud bude tento systém účinný i pro uživatele sluchadel, a zejména prelingválně ohluchlé pacienty, bude mít systém CAST podstatně pozitivní dopad, protože uživatelů sluchadel je mnohem více než uživatelů kochleárních implantátů.

Účelem této studie bylo trénovat prelingválně ohluchlé adolescenty a mladé dospělé s CAST a objektivně i subjektivně měřit přínosy. Objektivní přínosy byly měřeny pomocí publikovaných testů rozpoznávání řeči [13] a subjektivní přínosy byly měřeny pomocí klientsky orientované škály zlepšení (COSI).

Materiály a metody Subjekty Této studie se zúčastnilo 15 uživatelů sluchadel s prelingvální těžkou až hlubokou ztrátou sluchu. Dalších šest uživatelů sluchadel s podobným věkem a sluchovým průměrem bylo zahrnuto jako kontrolní skupina. Kritéria pro zařazení do studie a kontroly byla: (1) věk nad 15 let; (2) nošení sluchadla po dobu alespoň 2 let po diagnostikování ztráty sluchu; (3) základní schopnost ovládat počítač; (4) mluvčí mandarínské čínštiny; a (5) motivace k absolvování školicího programu. Kritéria vyloučení byla: (1) průměrná hodnota sluchu horší než 70 dBHL; (2) nelze ovládat počítač. Před tréninkem s CAST absolvovali všichni účastníci audiometrii zvukového pole bez pomoci a s pomocí. Tabulka 1 ukazuje základní informace o 21 účastnících.

Klientsky orientovaná škála zlepšení (COSI) K hodnocení subjektivních přínosů používáme dotazník COSI. Před tréninkem se systémem CAST byly tréninkové i kontrolní skupiny požádány, aby identifikovaly pět konkrétních situací, ve kterých by se chtěly lépe vypořádat. Na konci tréninku byli u každé situace dotázáni (A), o kolik lépe (nebo hůře) nyní slyší a (B) jak dobře se nyní dokázali vyrovnat. Pro účely škálování byla odpovědím přiřazena skóre od 1 do 5, přičemž 5 odpovídalo „mnohem lepší“ a „téměř vždy“, 4 odpovídalo „lepší“ a „většinou“, 3 odpovídalo „o něco lepší“ a „polovina času“, 2 odpovídá „žádný rozdíl“ a „občas“ a 1 odpovídá „horší“ a „téměř nikdy“ pro otázky A a B, v tomto pořadí. Otázka A byla definována jako „zlepšení“ a otázka B byla definována jako „konečná schopnost“. Celkové skóre pěti situací bylo porovnáno mezi tréninkovou a kontrolní skupinou.

Testovací materiály a postupy Testovací materiály pro rozpoznávání řeči včetně jednoslabičných slov, dvojslabičných slov, samohlásek, souhlásek a testů rozpoznávání čínských tónů byly nahrány na CD-ROM v Melody Medical Instruments Corp. mužským a ženským mluvčím. Testované materiály byly zobrazeny na přenosném počítači připojeném ke klinickému audiometru GSI 61TM (Grason-Stadler, USA) při výstupní úrovni 70 dBHL. Zkušební postup byl proveden ve dvoustěnné, zvukově upravené místnosti.

Testovací materiály pro rozpoznávání jednoslabičných čínských slov zahrnovaly čtyři bloky 25 čínských slov. Pro každý test rozpoznávání řeči bylo vybráno 50 slov, což vedlo k souboru 50 žetonů. Poté, co bylo zobrazeno jednoslabičné čínské slovo, byli účastníci požádáni, aby si slovo zapsali. Pro každý test rozpoznávání řeči byly vytvořeny čtyři různé sady otevřených testů. Testovací materiály pro rozpoznávání dvojslabičných čínských spondee-slov zahrnovaly dva bloky čínských spondee-slov, každý blok obsahoval 36 čínských spondee-slov. Pro každý test rozpoznávání řeči byl vybrán jeden blok, jehož výsledkem byla sada 36 tokenů. Poté, co bylo zobrazeno čínské spondee-slovo, byli účastníci požádáni, aby si slovo zapsali. Změnou pořadí materiálů pro každý test rozpoznávání řeči byly vytvořeny čtyři různé sady testů s otevřenou sadou.

Testovací materiály pro rozpoznávání samohlásek zahrnovaly 16 čínských slov. Rozpoznávání samohlásek bylo měřeno pomocí 4-alternativní procedury vynucené volby, ve které byly čínské znaky zobrazeny na seznamu voleb. U každého testu rozpoznávání řeči bylo změněno pořadí slov. Byly tak vytvořeny čtyři různé sady testů s uzavřenou sadou. Testovací materiály pro rozpoznávání souhlásek obsahovaly 21 čínských slov. Rozpoznávání souhlásek bylo měřeno pomocí 4-alternativního postupu vynuceného výběru, ve kterém byl čínský znak zobrazen na seznamu výběru. Pro každý test rozpoznávání řeči bylo změněno pořadí slov, a tak byly vygenerovány čtyři různé sady uzavřených testů. Čínské testovací materiály pro rozpoznávání tónů obsahovaly 50 slov v mandarínské čínštině. Účastníci byli požádáni, aby po zobrazení čínského slova zapsali čínský tón (tón: 1: plochý; 2: stoupající; 3: klesající-vzrůstající; 4: klesající). Pro každý test rozpoznávání řeči bylo změněno pořadí slov, a tak byly vygenerovány čtyři různé sady otevřených testů.

Před tréninkem obě skupiny podstoupily řadu testů rozpoznávání řeči jako výchozí data. Tréninková skupina poté začala trénovat, zatímco kontrolní skupina nedostala žádné školení. Každé 4 týdny se účastníci vraceli do laboratoře na další sérii testů rozpoznávání řeči s použitím různých testovacích materiálů. Každý účastník absolvoval na konci studie celkem čtyři testy rozpoznávání řeči.

Školicí nástroje a postupy Jako školicí nástroj byl použit software CAST vyvinutý v House Ear Institute a distribuovaný společností Melody Medical Instrument Corp. Tréninkové skupině bylo instruováno, aby trénovala doma podle programu alespoň 1 hodinu denně, 3 dny v týdnu, po dobu 12 po sobě jdoucích týdnů. Kontrolní skupina neprošla žádným školením a každé 4 týdny se vracela do laboratoře na testy rozpoznávání řeči. Pro každého účastníka v tréninkové skupině byl po instalaci softwaru do jeho osobního počítače proveden základní test rozpoznávání řeči. Výsledky byly analyzovány softwarem, který pak automaticky vygeneroval cílený tréninkový program. Software obsahoval velké množství informací včetně čistého tónu, rozpoznávání samohlásek, rozpoznávání souhlásek, rozpoznávání tónů, rozpoznávání mluvčích, zvuků prostředí, občasných slov a občasných vět. Účastníci byli požádáni, aby se zaměřili na čistý tón, rozpoznávání samohlásek, rozpoznávání souhlásek a nácvik rozpoznávání tónů. Účastníci zahájili školení na úrovni generované počítačovým softwarem. V každé tréninkové kategorii bylo obvykle pět úrovní obtížnosti a každá úroveň se skládala z několika tréninků. Pro trénování čistého rozpoznávání tónů byly subjekty požádány, aby si zvolily zvuk odlišný od ostatních. Byla poskytnuta vizuální zpětná vazba, zda byla odpověď správná nebo nesprávná. Po ukončení tréninku bylo spočítáno skóre. Pokud skóre přesáhlo 80, trénink postoupil na vyšší úroveň. Pokud skóre nepřesáhlo 80, trénink se opakoval, dokud skóre nepřesáhlo 80. Na vyšší úrovni tréninků se rozdíly mezi řečovými rysy ve volbě odpovědí snížily. Pro nácvik rozpoznávání samohlásek byli účastníci požádáni, aby zvolili samohlásku odlišnou od ostatních. Poté, co subjekty postoupily za úkol diskriminace 3-alternativní vynucené volby, byly trénovány k identifikaci závěrečných samohlásek. Podobné tréninkové postupy byly použity pro trénink rozpoznávání souhlásek a tónů.

Každý subjekt v tréninkové skupině byl požádán, aby se zaregistroval na webových stránkách Melody Medical Instrument Corp. a bylo nám poskytnuto jeho uživatelské jméno a heslo. Proto jsme mohli sledovat celkový čas strávený tréninkem a tréninkový čas a skóre pro každé cvičení. Pokud subjekty nedosáhly požadovaného množství času a tréninkových jednotek, kontaktovali jsme jejich rodinu a povzbudili jsme je k dalšímu tréninku.

Statistické metody Všechny statistické analýzy byly provedeny pomocí softwaru SAS (verze 9.1.3, SAS Institute Inc., Cary, NC, U.S.A.) a R software (verze 2.7). Dvoustranné hodnoty p 0,05 nebo méně byly považovány za statisticky významné. Kontinuální data byla vyjádřena jako průměr ± standardní odchylka (SD), pokud není uvedeno jinak. Pro kategorické proměnné byla vypočtena procenta. K porovnání průměrů nebo mediánů spojitých dat mezi dvěma skupinami byly použity dvouvzorkové t testy nebo Wilcoxonovy rank-sum testy, zatímco k analýze kategorických poměrů mezi dvěma skupinami byl použit chí-kvadrát test nebo Fisherův exaktní test.

Kromě jednorozměrných analýz byla data z pěti testů rozpoznávání řeči analyzována proložením více modelů marginální lineární regrese pomocí zobecněných odhadovacích rovnic. Pokud struktura autokorelace prvního řádu (tj. AR(1)) dobře odpovídala datům opakovaných měření, byly v analýze zobecněných odhadovacích rovnic použity odhady standardní chyby založené na modelu; jinak byly hlášeny empirické odhady standardní chyby. Kromě toho byla data COSI analyzována proložením více lineárních regresních modelů.

K zajištění kvality výsledků byly v našich regresních analýzách použity základní techniky přizpůsobení modelu pro výběr proměnných, hodnocení dobré shody a regresní diagnostiku. Při postupném výběru proměnných byly brány v úvahu všechny jednorozměrné významné a nevýznamné kovariáty a jak hladiny významnosti pro vstup, tak pro pobyt byly nastaveny na 0,15 nebo vyšší. Míra dobré shody, koeficient determinace (R2), byla vypočtena pro všechny modely lineární regrese, což je druhá mocnina korelace mezi pozorovanou proměnnou odezvy a predikovanou hodnotou. Měl hodnotu mezi 0 a 1, přičemž větší hodnota indikovala lepší přizpůsobení modelu vícenásobné lineární regrese pozorovaným spojitým datům. Kromě toho byl zkoumán variační inflační faktor, aby se odhalily potenciální problémy multikolinearity (definované jako hodnota ≥ 10).