Computerondersteunde spraaktraining voor gebruikers van hoortoestellen

Inleiding Sensorineuraal gehoorverlies (SNHL) is een handicap die mensen over de hele wereld treft en de prevalentie zal naar verwachting toenemen als gevolg van een langere levensverwachting. SNHL heeft een significante negatieve invloed op de kwaliteit van leven, vooral bij prelinguaal dove kinderen. Met uitzondering van bepaalde ziekten zoals plotselinge doofheid of endolymfatische hydrops, die kunnen worden behandeld of verlicht door medicatie of een operatie, moeten de meeste patiënten met SNHL gehoorapparaten dragen of een cochleaire implantatie ondergaan om weer te kunnen horen. Voor veel mensen bieden deze maatregelen echter geen bevredigende oplossing voor communicatieproblemen, omdat horen slechts de eerste stap is in een reeks gebeurtenissen die tot communicatie leiden. Tussen gehoor en communicatie liggen de belangrijke vaardigheden van luisteren en begrijpen, en om succesvolle communicatie te bereiken, is gesuggereerd dat patiënten die versterking krijgen, een vorm van audiologische revalidatie moeten krijgen. Er is gemeld dat oudere proefpersonen niet spontaan acclimatiseren aan het dragen van een hoortoestel, of dat de effecten gering zijn of niet bestaan, wat het belang van revalidatie na het dragen van een hoortoestel benadrukt. Helaas krijgt niet iedereen met SNHL in Taiwan deze vorm van revalidatie. De redenen hiervoor kunnen zijn: (a) rehabilitatiemethoden zijn niet bij alle clinici of logopedisten bekend; (b) er is een tekort aan clinici of spraakpathologen om dergelijke tijdrovende revalidatie te bieden; (c) slechthorende patiënten kunnen het zich niet veroorloven of zijn niet bereid om tijd te besteden aan revalidatie; en (d) het is moeilijk om de verbeteringen die rehabilitatie oplevert te meten.

De laatste tijd hebben rehabilitatietrainingsprocedures belangstelling gewekt als gevolg van technologische vooruitgang die een gebruiker van een gehoorapparaat in staat stelt de procedures uit te voeren terwijl hij thuis is met behulp van een personal computer. Burk et al trainden jonge normaalhorende en oudere slechthorende luisteraars met digitaal opgenomen trainingsmateriaal met behulp van een computer. De resultaten toonden aan dat oudere slechthorende luisteraars hun woordherkenningsvermogen aanzienlijk konden verbeteren door te trainen met één spreker, en tot op zekere hoogte hetzelfde niveau bereikten als jonge normaalhorende luisteraars. Bovendien bleven de verbeterde prestaties behouden voor alle sprekers en in de loop van de tijd.

Het computerondersteunde spraakleestrainingssysteem (CAST) is ontwikkeld om een ​​face-to-face trainingsinterventie te simuleren en is ontworpen als een onderdeel van een uitgebreid gehoorrevalidatieprogramma voor volwassenen met een verworven licht tot matig gehoorverlies die vóór pensionering zijn. Het doel van de training was om de spraakleesvaardigheid te verbeteren als aanvulling op de auditieve spraakperceptie. Gedurende de hele training kijkt de leerling naar een monitor die ofwel een computergegenereerd scherm of een op video opgenomen opname van de leraar laat zien. CAST is ontworpen om door een clinicus te worden gebruikt om bestaande revalidatietechnieken uit te breiden in plaats van te vervangen.

Computergebaseerde training is ook toegepast bij de revalidatie van gebruikers van cochleaire implantaten. Vóór de ontwikkeling van computergebaseerde training, beoordeelden sommige onderzoeken de effecten van beperkte training op de spraakherkenningsvaardigheden van slechter presterende gebruikers van cochleaire implantaten. Busby et al voerden tien trainingssessies van 1 uur voor spraakperceptie en -productie uit, en de resultaten toonden minimale veranderingen in waarnemingsvermogen aan bij drie cochleaire implantaatgebruikers. Dawson en Clark voerden gedurende 10 weken een trainingssessie van 50 minuten per week uit, en vier van de vijf proefpersonen vertoonden enige mate van verbetering. Men dacht dat het beperkte succes van deze pogingen om de spraakherkenningscapaciteiten van gebruikers van cochleaire implantaten te verbeteren, te wijten was aan onvoldoende training. Er werd voorspeld dat intensievere training van cochleaire implantaatgebruikers effectief zou zijn, omdat is aangetoond dat training bij normaalhorende populaties de discriminatie en identificatie van spraaksegmenten en de herkenning van spectraal verschoven spraak met succes verbetert. Fu et al rapporteerden bemoedigende resultaten bij de revalidatie van gebruikers van cochleaire implantaten met behulp van een computerondersteund spraaktrainingssysteem dat ze ook wel CAST noemden, hoewel dit anders was dan het CAST-systeem van Pichora-Fuller en Benguerel. Het CAST-systeem van Fu et al, ontwikkeld door het House Ear Institute, bevat een grote database met trainingsmateriaal en kan op pc's worden geïnstalleerd, zodat gebruikers van cochleaire implantaten met minimale faciliteiten en vaardigheden de training thuis kunnen geven en clinici of spraakpathologen kunnen de testscore en trainingsvoortgang van de proefpersoon volgen. De resultaten toonden aan dat na matige training (1 uur per dag, 5 dagen per week) alle 10 postlinguaal dove volwassen cochleaire implantaatgebruikers in het onderzoek significante verbeteringen hadden in de herkenningsscores voor klinkers en medeklinkers. Wu et al pasten het CAST-systeem toe op 10 Mandarijnsprekende kinderen (drie gebruikers van een hoortoestel en zeven gebruikers van een cochleair implantaat). Na een training van een half uur per dag, 5 dagen per week, gedurende een periode van 10 weken, vertoonden de proefpersonen significante verbeteringen in klinker-, medeklinker- en Chinese toonprestaties. Deze verbeterde prestatie bleef grotendeels behouden tot 2 maanden na afloop van de training. Stacey en Summerfield gebruikten ook computergebaseerde auditieve training om de waarneming van lawaai te verbeteren. De resultaten bevestigden dat de training hielp om de effecten van spectrale vervormingen in spraak te overwinnen, en het trainingsmateriaal was het meest effectief wanneer er meerdere praters bij betrokken waren.

Op basis van deze eerdere onderzoeken kunnen gebruikers van cochleaire implantaten hun spraakherkenning verbeteren na training met een CAST-systeem. Als dit systeem ook effectief is voor hoortoestelgebruikers, en met name prelinguaal dove patiënten, zal het CAST-systeem een ​​substantieel positief effect hebben, aangezien er veel meer hoortoestelgebruikers zijn dan gebruikers van cochleaire implantaten.

Het doel van deze studie was prelinguaal dove adolescenten en jongvolwassenen te trainen met CAST en de voordelen objectief en subjectief te meten. De objectieve voordelen werden gemeten met behulp van gepubliceerde spraakherkenningstests [13], en de subjectieve voordelen werden gemeten met behulp van de cliëntgerichte schaal van verbetering (COSI).

Materiaal en methoden Onderwerpen Vijftien hoortoestelgebruikers met prelinguaal ernstig tot zeer ernstig gehoorverlies namen deel aan dit onderzoek. Nog eens zes hoortoestelgebruikers met een vergelijkbare leeftijd en gehoorgemiddelde werden opgenomen als controlegroep. De inclusiecriteria voor de proefpersonen en controles waren: (1) leeftijd boven de 15 jaar; (2) het dragen van een hoortoestel gedurende ten minste 2 jaar nadat het gehoorverlies is vastgesteld; (3) basisvaardigheid om een ​​computer te bedienen; (4) Mandarijn Chinees spreker; en (5) motivatie om het trainingsprogramma te volgen. De uitsluitingscriteria waren: (1) ondersteund gehoor gemiddeld slechter dan 70 dBHL; (2) niet in staat om een ​​computer te bedienen. Voorafgaand aan de training met CAST kregen alle deelnemers niet-ondersteunde en ondersteunde geluidsveldaudiometrie. Tabel 1 toont de basisgegevens van de 21 deelnemers.

Klantgerichte schaal van verbetering (COSI) We gebruiken een COSI-vragenlijst om subjectieve voordelen te evalueren. Voorafgaand aan de training met het CAST-systeem werd zowel de trainings- als de controlegroep gevraagd om vijf specifieke situaties te identificeren waarin ze beter zouden willen omgaan. Aan het einde van de training werd hen voor elke situatie gevraagd (A) hoeveel beter (of slechter) ze nu konden horen, en (B) hoe goed ze het nu aankonden. Voor schaaldoeleinden kregen de antwoorden scores van 1 tot 5, waarbij 5 overeenkomt met "veel beter" en "bijna altijd", 4 overeenkomt met "beter" en "meestal", 3 overeenkomt met "iets beter" en "de helft van de tijd", 2 komt overeen met "geen verschil" en "af en toe", en 1 komt overeen met "erger" en "nauwelijks", voor respectievelijk vraag A en B. Vraag A werd gedefinieerd als een "verbetering", en vraag B werd gedefinieerd als "eindvaardigheid". De totaalscores van de vijf situaties werden vergeleken tussen de trainings- en de controlegroep.

Testmaterialen en procedures De spraakherkenningstestmaterialen, waaronder eenlettergrepige woorden, tweelettergrepige spondeewoorden, klinkers, medeklinkers en Chinese toonherkenningstests, werden opgenomen op een cd-rom bij Melody Medical Instruments Corp. door een mannelijke en vrouwelijke spreker. De testmaterialen werden weergegeven op een laptop die was aangesloten op een GSI 61TM klinische audiometer (Grason-Stadler, VS) met een uitgangsniveau van 70 dBHL. De testprocedure werd uitgevoerd in een dubbelwandige, geluidsbehandelde ruimte.

Eenlettergrepige Chinese woordherkenningstestmaterialen omvatten vier blokken van 25 Chinese woorden. Voor elke spraakherkenningstest werden 50 woorden geselecteerd, resulterend in een set van 50 tokens. Nadat een eenlettergrepig Chinees woord was weergegeven, werd de deelnemers gevraagd het woord op te schrijven. Voor elke spraakherkenningstest werden vier verschillende sets open-set tests gegenereerd. Disyllabisch Chinees spondee-woordherkenningstestmateriaal omvatte twee blokken Chinese spondee-woorden, elk blok met 36 Chinese spondee-woorden. Voor elke spraakherkenningstest werd één blok geselecteerd, wat resulteerde in een set van 36 tokens. Nadat een Chinees spondee-woord was getoond, werd de deelnemers gevraagd het woord op te schrijven. Er werden vier verschillende sets open-set-tests gegenereerd door de volgorde van de materialen voor elke spraakherkenningstest te wijzigen.

Het testmateriaal voor klinkerherkenning omvatte 16 Chinese woorden. Klinkerherkenning werd gemeten met behulp van een 4-alternatieve, gedwongen-keuzeprocedure waarbij Chinese karakters op de keuzelijst werden getoond. Voor elke spraakherkenningstest werd de volgorde van de woorden gewijzigd. Zo werden vier verschillende sets van tests met een gesloten set gegenereerd. Het testmateriaal voor medeklinkerherkenning omvatte 21 Chinese woorden. Medeklinkerherkenning werd gemeten met behulp van een 4-alternatieve, gedwongen-keuzeprocedure waarbij een Chinees karakter op de keuzelijst werd getoond. Voor elke spraakherkenningstest werd de volgorde van de woorden gewijzigd, waardoor er vier verschillende sets gesloten tests werden gegenereerd. Testmateriaal voor Chinese toonherkenning omvatte 50 Mandarijn-Chinese woorden. De deelnemers werd gevraagd om de Chinese toon op te schrijven (toon: 1: vlak; 2: stijgend; 3: dalend-rijzend; 4: vallend) nadat het Chinese woord was weergegeven. Voor elke spraakherkenningstest werd de volgorde van de woorden veranderd, en zo werden vier verschillende sets open-set tests gegenereerd.

Voorafgaand aan de training ondergingen beide groepen een reeks spraakherkenningstests als basisgegevens. De trainingsgroep begon toen met trainen terwijl de controlegroep geen training kreeg. Elke 4 weken keerden de deelnemers terug naar het lab voor nog een reeks spraakherkenningstests met verschillende testmaterialen. Elke deelnemer had aan het einde van het onderzoek in totaal vier spraakherkenningstests ondergaan.

Trainingstools en -procedures CAST-software ontwikkeld door het House Ear Institute en gedistribueerd door Melody Medical Instrument Corp. werd gebruikt als trainingstool. De trainingsgroep kreeg de opdracht om thuis volgens het programma minimaal 1 uur per dag, 3 dagen per week, gedurende 12 opeenvolgende weken te trainen. De controlegroep kreeg geen training en keerde elke 4 weken terug naar het lab voor spraakherkenningstesten. Voor elke deelnemer aan de trainingsgroep werd een baseline spraakherkenningstest uitgevoerd nadat de software op zijn of haar pc was geïnstalleerd. De resultaten werden geanalyseerd door de software die vervolgens automatisch een gericht trainingsprogramma genereerde. De software bevatte een grote hoeveelheid informatie, waaronder zuivere toon, klinkerherkenning, medeklinkerherkenning, toonherkenning, sprekerherkenning, omgevingsgeluiden, af en toe woorden en af ​​en toe zinnen. De proefpersonen werd gevraagd zich te concentreren op zuivere toon, klinkerherkenning, medeklinkerherkenning en toonherkenningstraining. De proefpersonen begonnen de training op een door de computersoftware gegenereerd niveau. Er waren meestal vijf moeilijkheidsgraden in elke trainingscategorie en elk niveau bestond uit verschillende trainingssessies. Voor pure toonherkenningstraining werd de proefpersonen gevraagd om het geluid anders te kiezen dan de anderen. Er werd visuele feedback gegeven of het antwoord juist of onjuist was. Nadat een trainingssessie was voltooid, werd de score berekend. Als de score hoger was dan 80, ging de training naar een hoger niveau. Als de score niet boven de 80 kwam, werd de training herhaald totdat de score boven de 80 kwam. Op een hoger niveau van trainingssessies werden de verschillen tussen spraakkenmerken in de antwoordkeuzes verkleind. Voor klinkerherkenningstraining werd de proefpersonen gevraagd om de klinker anders te kiezen dan de andere. Nadat de proefpersonen voorbij de 3-alternatieve gedwongen-keuze-discriminatietaak waren gevorderd, werden ze getraind om laatste klinkers te identificeren. Soortgelijke trainingsprocedures werden gebruikt voor training in medeklinker- en toonherkenning.

Elke proefpersoon in de trainingsgroep werd gevraagd zich te registreren op de Melody Medical Instrument Corp.-website en zijn of haar gebruikersnaam en wachtwoord werden aan ons verstrekt. Daarom konden we de totale trainingstijd en de trainingstijd en score voor elke oefening volgen. Als de proefpersonen niet de vereiste hoeveelheid tijd en trainingssessies haalden, namen we contact op met hun familie en moedigden we hen aan om meer training te doen.

Statistische methoden Alle statistische analyses zijn uitgevoerd met SAS-software (versie 9.1.3, SAS Institute Inc., Cary, NC, VS) en R-software (versie 2.7). Tweezijdige p-waarden van 0,05 of minder werden als statistisch significant beschouwd. Continue gegevens werden uitgedrukt als gemiddelde ± standaarddeviatie (SD), tenzij anders aangegeven. Percentages werden berekend voor categorische variabelen. T-testen met twee steekproeven of Wilcoxon-rank-sum-testen werden gebruikt om de gemiddelden of medianen van continue gegevens tussen twee groepen te vergelijken, terwijl de chikwadraat-test of Fisher's exact-test werd gebruikt om categorische verhoudingen tussen twee groepen te analyseren.

Naast univariate analyses werden de gegevens van de vijf spraakherkenningstests geanalyseerd door meerdere marginale lineaire regressiemodellen te passen met behulp van gegeneraliseerde schattingsvergelijkingen. Als de eerste-orde autocorrelatie (d.w.z. AR(1))-structuur goed past bij de gegevens van herhaalde metingen, werden de op modellen gebaseerde standaardfoutschattingen gebruikt in de analyse van gegeneraliseerde schattingsvergelijkingen; anders werden de empirische standaardfoutschattingen gerapporteerd. Daarnaast werden de gegevens van COSI geanalyseerd door meerdere lineaire regressiemodellen te passen.

In onze regressieanalyses werden basismodelaanpassingstechnieken voor variabeleselectie, beoordeling van de geschiktheid en regressiediagnostiek gebruikt om de kwaliteit van de resultaten te waarborgen. Bij de stapsgewijze selectie van variabelen werden alle univariate significante en niet-significante covariabelen in aanmerking genomen en werden zowel de significantieniveaus voor binnenkomst als voor verblijf vastgesteld op 0,15 of hoger. De goodness-of-fit-maatstaf, de determinatiecoëfficiënt (R2), werd berekend voor alle lineaire regressiemodellen, wat het kwadraat is van de correlatie tussen de waargenomen responsvariabele en de voorspelde waarde. Het had een waarde tussen 0 en 1, waarbij een grotere waarde een betere fit van het meervoudige lineaire regressiemodel met de waargenomen continue gegevens aangeeft. Daarnaast werd de variantie-inflatiefactor onderzocht om mogelijke multicollineariteitsproblemen op te sporen (gedefinieerd als een waarde ≥ 10).