Tietokoneavusteinen puhekoulutus kuulolaitteiden käyttäjille

Johdanto Sensorineuraalinen kuulonalenema (SNHL) on vamma, joka vaikuttaa ihmisiin maailmanlaajuisesti, ja sen esiintyvyyden odotetaan lisääntyvän eliniän pidentymisen vuoksi. SNHL:llä on merkittävä kielteinen vaikutus elämänlaatuun, varsinkin esikielikuurojen lapsilla. Lukuun ottamatta tiettyjä sairauksia, kuten äkillistä kuuroutta tai endolymfaattista hydropsia, joita voidaan hoitaa tai lievittää lääkityksellä tai leikkauksella, useimpien SNHL-potilaiden on käytettävä kuulolaitteita tai tehtävä sisäkorvaistutus kuulon palauttamiseksi. Monille ihmisille nämä toimenpiteet eivät kuitenkaan ratkaise viestintäongelmia tyydyttävästi, koska kuulo on vasta ensimmäinen askel kommunikointiin johtavassa tapahtumasarjassa. Kuulon ja kommunikoinnin välissä ovat tärkeät kuuntelun ja ymmärtämisen taidot, ja onnistuneen viestinnän saavuttamiseksi on ehdotettu, että vahvistusta saaville potilaille tulisi tarjota jonkinlaista audiologista kuntoutusta. On raportoitu, että vanhemmat henkilöt eivät spontaanisti totu kuulokojeen käyttöön tai vaikutukset ovat joko pieniä tai olemattomia, mikä korostaa kuulokojeen käytön jälkeisen kuntoutuksen tärkeyttä. Valitettavasti kaikki SNHL:n omaavat Taiwanissa eivät saa tällaista kuntoutusta. Syitä tähän voivat olla: (a) kuntoutusmenetelmät eivät ole kaikille kliinikoille tai puhepatologeille tuttuja; (b) kliinikoista tai puhepatologeista on pulaa tällaisen aikaa vievän kuntoutuksen tarjoamiseksi; c) kuulovammaisilla potilailla ei ehkä ole varaa tai he eivät ole halukkaita uhraamaan aikaa kuntoutukseen; ja d) kuntoutuksen aikaansaamia parannuksia on vaikea mitata.

Viime aikoina kuntouttavat koulutustoimenpiteet ovat herättäneet kiinnostusta tekniikan kehityksen ansiosta, jonka ansiosta kuulokojeen käyttäjä voi suorittaa toimenpiteet kotonaan henkilökohtaisen tietokoneen avulla. Burk ym. kouluttivat nuoria normaalikuuloisia ja vanhempia kuulovammaisia ​​kuuntelijoita digitaalisesti tallennetuilla koulutusmateriaaleilla tietokoneen avulla. Tulokset osoittivat, että vanhemmat kuulovammaiset kuulijat pystyivät merkittävästi parantamaan sanantunnistuskykyään yhden puhujan kanssa harjoittelemalla ja saavuttamaan jossain määrin samalla tason kuin nuoret normaalikuuloiset kuuntelijat. Lisäksi parannettu suorituskyky säilyi puhujien ja ajan kuluessa.

Tietokoneavusteinen puheenlukukoulutusjärjestelmä (CAST) kehitettiin simuloimaan kasvokkain tapahtuvaa harjoittelua, ja se suunniteltiin yhdeksi osaksi kattavaa kuulonkuntoutusohjelmaa ennen eläkkeellä oleville aikuisille, joilla on hankittu lievä tai keskivaikea kuulonmenetys. Koulutuksen tavoitteena oli kehittää puheenlukutaitoja täydentämään auditiivista puhehavaintoa. Koko koulutuksen ajan oppija katselee näyttöä, jossa näkyy joko tietokoneella luotu näyttö tai videonauhoitettu nauhoitus opettajasta. CAST on suunniteltu kliinikon käytettäväksi laajentamaan olemassa olevia kuntoutustekniikoita sen sijaan, että se korvaisi.

Tietokonepohjaista koulutusta on sovellettu myös sisäkorvaistutteiden käyttäjien kuntoutukseen. Ennen tietokonepohjaisen koulutuksen kehittämistä joissakin tutkimuksissa arvioitiin rajoitetun harjoittelun vaikutuksia huonommin suoriutuvien sisäkorvaistutteiden käyttäjien puheentunnistustaitoihin. Busby ym. suorittivat kymmenen tunnin mittaista puheen havaitsemis- ja tuotantokoulutusta, ja tulokset osoittivat vähäisiä muutoksia havaintokyvyssä kolmella sisäkorvaistutteen käyttäjällä. Dawson ja Clark suorittivat yhden 50 minuutin harjoittelun viikossa 10 viikon ajan, ja neljä viidestä koehenkilöstä osoitti jonkin verran parannusta. Näiden yritysten rajallisen menestyksen parantaa sisäkorvaistutteiden käyttäjien puheentunnistuskykyä uskottiin johtuvan riittämättömästä harjoittelusta. Sisäkorvaistutteiden käyttäjien intensiivisemmän koulutuksen ennustettiin olevan tehokasta, koska normaalissa kuulopopulaatiossa harjoittelun on osoitettu onnistuneesti parantavan puhesegmenttien erottelua ja tunnistamista sekä spektraalisesti siirtyneen puheen tunnistamista. Fu ym. raportoivat rohkaisevista tuloksista sisäkorvaistutteiden käyttäjien kuntoutuksessa käyttämällä tietokoneavusteista puheopetusjärjestelmää, jota he kutsuivat myös CAST:ksi, vaikka tämä erosi Pichora-Fullerin ja Benguerelin CAST-järjestelmästä. House Ear Institutessa kehittämä Fu et al. CAST-järjestelmä sisältää suuren tietokannan koulutusmateriaaleja, ja se voidaan asentaa henkilökohtaisiin tietokoneisiin, joten sisäkorvaistutteiden käyttäjät voivat suorittaa koulutuksen kotona ja lääkärit voivat suorittaa koulutuksen kotona. tai puhepatologit voivat seurata kohteen testituloksia ja harjoittelun edistymistä. Tulokset osoittivat, että kohtuullisen harjoittelun jälkeen (1 tunti päivässä, 5 päivää viikossa) kaikilla tutkimuksessa osallistuneilla 10:llä postlinguaalisesti kuurouneella aikuisella sisäkorvaistutteen käyttäjällä oli merkittäviä parannuksia vokaalien ja konsonanttien tunnistuspisteissä. Wu ym. sovelsivat CAST-järjestelmää 10 mandariinikiinaa puhuvaan lapseen (kolme kuulolaitteen käyttäjää ja seitsemän sisäkorvaistutteiden käyttäjää). Harjoiteltuaan puoli tuntia päivässä, 5 päivää viikossa, 10 viikon ajan, koehenkilöt osoittivat merkittäviä parannuksia vokaalien, konsonanttien ja kiinan sävyjen suorituskyvyssä. Tämä parantunut suorituskyky säilyi suurelta osin 2 kuukauden ajan koulutuksen päättymisen jälkeen. Stacey ja Summerfield käyttivät myös tietokonepohjaista kuuloharjoitusta parantaakseen melun havaitsemista. Tulokset vahvistivat, että koulutus auttoi voittamaan puheen spektrivääristymien vaikutuksia ja koulutusmateriaalit olivat tehokkaimpia, kun mukana oli useita puhujia.

Näiden aikaisempien tutkimusten perusteella sisäkorvaistutteiden käyttäjät voivat parantaa puheentunnistuskykyään harjoitettuaan CAST-järjestelmällä. Jos tämä järjestelmä on tehokas myös kuulokojeiden käyttäjille ja erityisesti esikielikuuroille potilaille, CAST-järjestelmällä on olennaisesti myönteinen vaikutus, sillä kuulolaitteiden käyttäjiä on paljon enemmän kuin sisäkorvaistutteiden käyttäjiä.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli kouluttaa esikielikuuroja nuoria ja nuoria aikuisia CAST:n kanssa ja mitata hyötyjä objektiivisesti ja subjektiivisesti. Objektiiviset hyödyt mitattiin julkaistuilla puheentunnistustesteillä [13] ja subjektiiviset hyödyt asiakaslähtöisellä parannusskaalalla (COSI).

Materiaalit ja menetelmät Koehenkilöt Tähän tutkimukseen osallistui viisitoista kuulolaitteen käyttäjää, joilla oli prelingvaalinen vakava tai syvä kuulonmenetys. Vertailuryhmään kuului vielä kuusi kuulolaitteen käyttäjää, joilla oli samanikäinen ja samanlainen kuulo. Tutkimushenkilöiden ja kontrollien mukaanottokriteerit olivat: (1) ikä yli 15 vuotta; (2) kuulokojeen käyttäminen vähintään 2 vuoden ajan kuulonaleneman toteamisen jälkeen; (3) perustaidot käyttää tietokonetta; (4) mandariinikiina puhuva; ja (5) motivaatio osallistua koulutusohjelmaan. Poissulkemiskriteerit olivat: (1) tuettu kuulon keskiarvo huonompi kuin 70 dBHL; (2) ei pysty käyttämään tietokonetta. Ennen CAST-harjoittelua kaikki osallistujat saivat äänikenttäaudiometriaa ilman apua ja avustettuja. Taulukossa 1 on 21 osallistujan perustiedot.

Asiakaslähtöinen parannusasteikko (COSI) Käytämme COSI-kyselylomaketta arvioidaksemme subjektiivisia hyötyjä. Ennen CAST-järjestelmällä harjoittelua sekä koulutus- että kontrolliryhmiä pyydettiin tunnistamaan viisi erityistä tilannetta, joissa he haluaisivat selviytyä paremmin. Harjoittelun lopussa heiltä kysyttiin jokaisessa tilanteessa (A) kuinka paljon paremmin (tai huonommin) he nyt kuulivat, ja (B) kuinka hyvin he pystyivät nyt selviytymään. Skaalaustarkoituksia varten vastauksille annettiin arvosanat 1-5, jolloin 5 vastasi "paljon paremmin" ja "melkein aina", 4 vastaa "parempaa" ja "useimmiten", 3 vastasi "hieman paremmin" ja "puolet ajasta", 2 vastaa "ei eroa" ja "satunnaisesti" ja 1 vastaa "huonompaa" ja "tuskin koskaan" kysymyksille A ja B. Kysymys A määriteltiin "parannukseksi" ja kysymys B "lopullinen kyky". Viiden tilanteen kokonaispisteitä verrattiin harjoitus- ja kontrolliryhmien välillä.

Testausmateriaalit ja -menettelyt Puheentunnistuksen testimateriaalit, mukaan lukien yksitavuiset sanat, kaksitavuiset spondeesanoja, vokaalit, konsonantit ja kiinalaisten sävelten tunnistustestit, nauhoittivat CD-ROM-levylle Melody Medical Instruments Corp.:ssa mies- ja naispuhuja. Testimateriaalit näytettiin kannettavassa tietokoneessa, joka oli kytketty kliiniseen GSI 61TM -audiometriin (Grason-Stadler, USA) lähtötasolla 70 dBHL. Testaus suoritettiin kaksiseinäisessä, äänikäsitellyssä huoneessa.

Yksitavuinen kiinalainen sanatunnistuksen testimateriaali sisälsi neljä 25 kiinan sanan lohkoa. Jokaista puheentunnistustestiä varten valittiin 50 sanaa, jolloin saatiin 50 merkkiä. Kun yksitavuinen kiinalainen sana oli näytetty, osallistujia pyydettiin kirjoittamaan sana muistiin. Jokaista puheentunnistustestiä varten luotiin neljä erilaista avoimen sarjan testiä. Kaksitavuinen kiinalainen spondee-sanatunnistuksen testimateriaali sisälsi kaksi lohkoa kiinalaisia ​​spondee-sanoja, joista jokainen sisälsi 36 kiinalaista spondee-sanaa. Jokaista puheentunnistustestiä varten valittiin yksi lohko, jolloin saatiin 36 merkkiä. Kun kiinalainen spondee-sana näytettiin, osallistujia pyydettiin kirjoittamaan sana muistiin. Neljä erilaista avoimen sarjan testisarjaa luotiin muuttamalla materiaalien järjestystä jokaista puheentunnistustestiä varten.

Vokaalintunnistuksen testimateriaalissa oli 16 kiinalaista sanaa. Vokaalien tunnistus mitattiin käyttämällä neljän vaihtoehdon pakotettua valintamenettelyä, jossa kiinalaiset merkit näytettiin valintaluettelossa. Jokaisessa puheentunnistustestissä sanojen järjestystä muutettiin. Siten luotiin neljä erilaista suljettujen testien sarjaa. Konsonantintunnistuksen testimateriaalissa oli 21 kiinalaista sanaa. Konsonanttien tunnistus mitattiin käyttämällä neljän vaihtoehdon pakotettua valintamenettelyä, jossa kiinalainen merkki näytettiin valintaluettelossa. Jokaista puheentunnistustestiä varten sanojen järjestystä muutettiin ja näin muodostettiin neljä erilaista suljettua testisarjaa. Kiinan äänentunnistuksen testimateriaalit sisälsivät 50 kiinalaista mandariinikiinaa. Osallistujia pyydettiin kirjoittamaan muistiin kiinalainen sävy (ääni: 1: tasainen; 2: nouseva; 3: laskeva-nouseva; 4: laskeva) sen jälkeen, kun kiinalainen sana oli näytetty. Jokaista puheentunnistustestiä varten sanojen järjestystä muutettiin ja näin muodostettiin neljä erilaista avoimen sarjan testiä.

Ennen harjoittelua molemmille ryhmille tehtiin sarja puheentunnistustestejä perustietona. Koulutusryhmä aloitti harjoittelun, kun taas kontrolliryhmä ei saanut koulutusta. Osallistujat palasivat laboratorioon neljän viikon välein toista puheentunnistustestien sarjaa varten, jossa käytettiin erilaisia ​​testimateriaaleja. Jokainen osallistuja oli saanut yhteensä neljä puheentunnistustestiä tutkimuksen loppuun mennessä.

Koulutustyökalut ja -menettelyt Koulutustyökaluna käytettiin House Ear Institutessa kehitettyä ja Melody Medical Instrument Corp.:n jakamaa CAST-ohjelmistoa. Harjoitteluryhmää ohjeistettiin harjoittelemaan kotona ohjelman mukaisesti vähintään 1 tunti päivässä, 3 päivää viikossa, 12 peräkkäisen viikon ajan. Kontrolliryhmä ei saanut koulutusta ja palasi laboratorioon 4 viikon välein puheentunnistustestejä varten. Jokaiselle koulutusryhmän osallistujalle suoritettiin peruspuheentunnistustesti sen jälkeen, kun ohjelmisto oli asennettu hänen henkilökohtaiseen tietokoneeseensa. Tulokset analysoitiin ohjelmistolla, joka loi sitten automaattisesti kohdistetun harjoitusohjelman. Ohjelmisto sisälsi suuren määrän tietoa, mukaan lukien puhdas ääni, vokaalien tunnistus, konsonanttien tunnistus, äänen tunnistus, kaiuttimen tunnistus, ympäristöäänet, satunnaiset sanat ja satunnaiset lauseet. Koehenkilöitä pyydettiin keskittymään puhtaan sävyn, vokaalin, konsonanttien ja sävelten tunnistuskoulutukseen. Koehenkilöt aloittivat koulutuksen tietokoneohjelmiston luomalla tasolla. Jokaisessa harjoituskategoriassa oli yleensä viisi vaikeustasoa, ja jokainen taso koostui useista harjoituksista. Puhtaan äänentunnistuksen harjoittelua varten koehenkilöitä pyydettiin valitsemaan muista poikkeava ääni. Visuaalista palautetta annettiin siitä, oliko vastaus oikein vai väärin. Kun harjoitus oli suoritettu, pisteet laskettiin. Jos pistemäärä ylitti 80, koulutus eteni korkeammalle tasolle. Jos tulos ei ylittänyt 80, harjoitus toistettiin, kunnes pistemäärä ylitti 80. Korkeammalla koulutustasolla puheominaisuuksien väliset erot vastausvalinnoissa pienenivät. Vokaalien tunnistuskoulutuksessa koehenkilöitä pyydettiin valitsemaan muista poikkeava vokaali. Kun koehenkilöt olivat edenneet kolmen vaihtoehtoisen pakotetun valinnan syrjintätehtävän yli, heidät koulutettiin tunnistamaan lopulliset vokaalit. Samanlaisia ​​koulutusmenetelmiä käytettiin konsonanttien ja sävelten tunnistuskoulutuksessa.

Jokaista koulutusryhmän koehenkilöä pyydettiin rekisteröitymään Melody Medical Instrument Corp.:n verkkosivuilla, ja hänen käyttäjätunnuksensa ja salasanansa annettiin meille. Näin ollen pystyimme seuraamaan harjoitteluun käytettyä kokonaisaikaa sekä kunkin harjoituksen harjoitusaikaa ja pistemäärää. Jos koehenkilöt eivät saavuttaneet vaadittua aikaa ja koulutustilaisuuksia, otimme yhteyttä heidän perheeseensä ja kannustimme heitä lisäämään koulutusta.

Tilastolliset menetelmät Kaikki tilastolliset analyysit suoritettiin SAS-ohjelmistolla (versio 9.1.3, SAS Institute Inc., Cary, NC, U.S.A.) ja R-ohjelmisto (versio 2.7). Kaksipuolisia p-arvoja 0,05 tai vähemmän pidettiin tilastollisesti merkitsevinä. Jatkuvat tiedot ilmaistiin keskiarvona ± standardipoikkeama (SD), ellei toisin mainita. Kategorisille muuttujille laskettiin prosenttiosuudet. Kahden otoksen t-testejä tai Wilcoxonin rank-summatestejä käytettiin jatkuvan datan keskiarvojen tai mediaanien vertaamiseen kahden ryhmän välillä, kun taas khin neliötestiä tai Fisherin tarkkaa testiä käytettiin analysoimaan kahden ryhmän välisiä kategorisia suhteita.

Yksimuuttuja-analyysien lisäksi viiden puheentunnistustestin tiedot analysoitiin sovittamalla useita marginaalisia lineaarisia regressiomalleja yleisten estimointiyhtälöiden avulla. Jos ensimmäisen asteen autokorrelaatiorakenne (eli AR(1)) sopii hyvin toistettuihin mittaustietoihin, käytettiin mallipohjaisia ​​standardivirheestimaatteja yleistetyssä estimointiyhtälöanalyysissä; muutoin raportoitiin empiiriset keskivirhearviot. Lisäksi COSI:n tiedot analysoitiin sovittamalla useita lineaarisia regressiomalleja.

Regressioanalyyseissämme käytettiin perusmallien sovitustekniikoita muuttujien valinnassa, sopivuuden arvioinnissa ja regressiodiagnostiikassa tulosten laadun varmistamiseksi. Vaiheittaisessa muuttujien valinnassa otettiin huomioon kaikki yksimuuttujat merkitsevät ja ei-merkittävät kovariaatit, ja sekä tulon että oleskelun merkitsevyystasot asetettiin arvoon 0,15 tai suurempi. Sopivuuden mitta, determinaatiokerroin (R2), laskettiin kaikille lineaarisille regressiomalleille, joka on havaitun vastemuuttujan ja ennustetun arvon välisen korrelaation neliö. Sen arvo oli välillä 0 ja 1, ja suurempi arvo osoitti moninkertaisen lineaarisen regressiomallin paremman sovituksen havaittuun jatkuvaan dataan. Lisäksi varianssiinflaatiokerrointa tutkittiin mahdollisten multikollineaarisuusongelmien havaitsemiseksi (määritelty arvoksi ≥ 10).