19th Telecommunications forum TELFOR 2011 Serbia, Belgrade, November 22-24, 2011.

978-1-4577-1500-6/11/$26.00 ©2011 IEEE

Sadržaj — Popularnost novih metoda za trijažnu procenu

gubitka sluha proističe iz činjenice da one uvažavaju realne uslove govornih komunikacija, tj. govorne komunikacije u bučnim sredinama. Zbog korišćenja govora kao stimulusa, za svaki jezik se moraju formirati jedinstvene test rečenice. Ako testiranjima treba obuhvatiti više različitih kategorija onda se moraju formirati posebne test rečenice za svaku populaciju. U Centru za unapređenje životnih aktivnosti kreirane su test rečenice za kontrolu sluha odraslih osoba i dece QuickSIN metodom. U radu su razmatrani problemi vezani za formiranje test rečenica za proveru sluha dece QuickSIN metodom. Poseban akcenat je dat na određivanju odnosa S/Š pri kome se postiže 50% razumljivosti ključnih reči.

Ključne reči - govor u buci, HINT, QuickSIN test, razumljivost govora, testiranje sluha.

I. UVOD

onska audiometrija je standardni klinički postupak za proveru sluha. Ova metoda zahteva kvalitetnu,

profesionalnu opremu i dobre ambijentalne uslove merenja. U tu svrhu se koriste akustički obrađene prostorije ili akustički izolovane kabine. Pored toga, ceo merni lanac se kalibriše jer se radi o merenju apsolutnog nivoa praga čujnosti u funkciji frekvencije. U poslednje vreme javlja se čitav niz metoda za trijažnu procenu oštećenja sluha. Ove metode provere sluha treba da, na brz i jednostavan način, daju procenu stanja audio perceptivnog sistema ispitanika. Osnovni cilj je da se ispitanici svrstavaju u određene kategorije na osnovu kvaliteta sluha: normalan sluh, blago oštećen sluh, umereno oštećen sluh ili ozbiljno oštećen sluh. Kao što se vidi, kategorizacija je prilično gruba jer sama provera treba da pomogne ispitaniku u preduzimanju daljih, ozbiljnijih koraka u merenju i lečenju oštećenja sluha. Ono što još karakteriše nove metode trijažne procene oštećenja sluha je simulacija realnih životnih uslova u kojima se obavljaju govorne komunikacije. Istraživanja brojnih autora pokazuju da rezultati merenja sluha tonskom audiometrijom ne oslikavaju realnu perceptivnu sposobnost ispitanika [1]. Drugim rečima, dve osobe sa sličnim audiometrijskim nalazom imaju različitu sposobnost razumevanja govora u bučnim sredinama. Zajednički naziv za metode procene sluha u uslovima buke

Ovaj rad je nastao u okviru projekta "Razvoj dijaloških sistema za srpski i druge južnoslovenske jezike" broj TR32035 koji je finansiran od strane ministarstva za nauku i zaštitu životne sredine Republike Srbije.

Milan Vojnović, Centar za unapređenje životnih aktivnosti – Inovacioni centar, Gospodar Jovanova 35, Beograd, Srbija (e-mail: vojnovicmilan@yahoo.com).

Miško Subotić, Centar za unapređenje životnih aktivnosti – Inovacioni centar, Gospodar Jovanova 35, Beograd, Srbija (e-mail: ifp2@ikomline.net).

je HINT metode (Hearing In Noise Test - Testiranje sluha u uslovima buke) [2]. Kod ovih metoda, kao stimulus, koristi se govor (unapred definisane test rečenice) miksovan sa određenom dozom buke. Buka je tipa "cocktail-party" što predstavlja istovremen, nevezan govor više osoba. Procena sluha se određuje na osnovu broja pravilno percipiranih ključnih reči unutar test rečenice. HINT metode se ne mogu standardizovati jer metod testiranja treba prilagoditi za svaki jezik posebno. QuickSIN metoda je jedna iz grupe HINT metoda [3] koja se često koristi zbog svoje jednostavnosti. Metoda ne zahteva delikatnu i skupu opremu, niti perfektne ambijentalne uslove, pa se može primenjivati u "kućnim" uslovima. Od opreme je dovoljan personalni računar opremljen standardnom audio karticom i slušalice, ili zvučnik. Testiranje se može obaviti i preko interneta što daje jednu posebnu dimenziju u smislu masovnog samotestiranja sluha. U Centru za unapređenje životnih aktivnosti su kreirane test rečenice za trijažnu proveru sluha odraslih osoba i dece QuikSIN metodom. U ovom radu su detaljnije razmatrani problemi kreiranja test rečenica za proveru sluha dece.

II. JEDNAČINA ZA IZRAČUNAVANJE SNR LOSS

Provera oštećenja sluha QuickSIN metodom se dobija izračunavanjem vrednosti SNR Loss (Signal To Noise Ratio Loss - Smanjenje odnosa signal/šum) koja zavisi od broja tačno percipiranih ključnih reči unutar jedne test liste. Početna hipoteza za izračunavanje SNR Loss je: Osoba sa normalnim sluhom čuje 50% reči ako je govor maskiran bukom intenziteta 2 dB nižeg od intenziteta govora. Zavisnost procentualne razumljivosti reči od odnosa S/Š (odnos signal/šum) data je na Sl. 1. Gornja hipoteza i dijagram sa Sl. 1 su osnova za izračunavanje SNR Loss za različite varijante QuickSIN testa. Obzirom da se radi o govoru koji se percipira u uslovima buke, možda je bolje govoriti o odnosu G/B (govor/buka) nego o odnosu S/Š. U nastavku će biti korišćena skraćenica S/Š stim da se stalno misli na odnos govor/buka. U dosadašnjoj literaturi se ustalila činjenica da se za odnos S/Š od +2 dB dobija 50% razumljivosti reči. Ovo važi za engleski jezik (anglosaksonska varijanta). Zbog univerzalnosti i preciznosti trebalo bi uvesti opšti termin, ( ) %50ŠS , koji označava vrednost odnosa S/Š pri kojoj je

razumljivost reči 50%. Istraživanja različitih autora [4] pokazuju da hipoteza o 50% razumljivosti reči za odnos S/Š +2dB ne važi za sve jezike. Postoje bitne razlike koje mogu biti i reda desetak decibela što ukazuje na složenost i multiparametarsku zavisnost percepcije govora u uslovima

Milan Vojnović, Miško Subotić

QiuckSIN test za decu

T

1079

buke. Čak i u okviru istog jezika vrednost ( ) %50ŠS može

da varira ako se koriste različiti rečnici, prilagođeni različitim kategorijama ispitanika: odrasli, deca, predškolska deca, osobe sa problemima u razvoju i sl.

-5 0 5 10 15 20

0

20

40

60

80

100

2 dB

Pro

cent

ualn

a ra

zum

ljiv

ost r

eči [

%]

Odnos S/Š [dB]

S/Š S/Š-6 %------------------------0 -6 28.43 -3 68.66 0 92.29 3 97.312 6 98.015 9 98.618 12 99.021 15 99.4

Sl. 1. Zavisnost procentualne razumljivosti reči od odnosa

S/Š. Opšta relacija za izračunavanje SNR Loss glasi [5]:

( ) TB

KŠSKMLossSNR −−+= %502

1 (1)

gde je: M - maksimalni nivo odnosa S/Š, K - korak promene odnosa S/Š,

( ) %50ŠS - odnos S/Š za razumljivost reči od 50%,

B - broj ključnih reči i T - broj tačno percipiranih ključnih reči. U slučaju QuickSIN testa kreiranog za proveru sluha dece srpskog govornog područja, koriste se liste sa po osam test rečenica. U svakoj test rečenici ima tri ključne reči (B), a korak promene osnosa S/Š je 3 dB (K). Testovima slušanja je dobijeno da se 50% razumljivosti ključnih reči za srpski jezik postiže ako je odnos S/Š -4 dB [6] što je za 6 dB niže u odnosu na engleski jezik. Pri tome ipak treba naglasiti da je u pitanju srpski jezik, da se razumljivost računa za ključne reči, da je odnos S/Š postavljen na nivou cele rečenice i da su za ova merenja korišćene samo 126 rečenice. Maksimalni nivo (M u jednačini (1)) se određuje na osnovu broja test rečenica i koraka promene odnosa S/Š. Poslednja test rečenica u listi ima odnos S/Š od 0 dB za hipotetički nivo 50% razumljivosti od +2 dB. U slučaju srpskog jezika ovaj odnos iznosi -4 dB pa će poslednja test rečenica imati odnos S/Š od -6 dB. Ako je usvojeni broj test rečenica osam, a korak promene odnosa S/Š 3 dB, onda maksimalni nivo (M) iznosi 15 dB. Dakle, odnos S/Š u prvoj test rečenici iznosi 15 dB, u drugoj 12 dB i tako redom do osme rečenice gde je odnos S/Š -6 dB.

Za parametre usvojene kod kreiranja QuickSIN testa za decu, relacija (1) ima oblik: TLossSNR −= 5,20 (2)

Prema dijagramu sa Sl. 1 (transliran za 6 dB ulevo), usvojenim vrednostima odnosa S/Š odgovara procentualna razumljivost, odnosno broj tačno percipiranih ključnih reči: - 99.4%, tj. 2,98 ključnih reči za odnos S/Š 15 dB, - 99.0%, tj. 2,97 ključnih reči za odnos S/Š 12 dB, - 98.6%, tj. 2,96 ključnih reči za odnos S/Š 9 dB, - 98.0%, tj. 2,94 ključnih reči za odnos S/Š 6 dB, - 97.3%, tj. 2,92 ključnih reči za odnos S/Š 3 dB, - 92.2%, tj. 2,77 ključnih reči za odnos S/Š 0 dB, - 68.6%, tj. 2,06 ključnih reči za odnos S/Š -3 dB i - 28.4% tj. 0,85 ključnih reči za odnos S/Š -6 dB.

Ako se saberu vrednosti tačno pecipiranih ključnih reči dobija se: 2,98+2,97+2,96+2,94+2,92+2,77+2,06+0,85=20,45 što je vrlo blisko vrednosti 20,5 iz jednačine (2).

III. FORMIRANJE TEST REČENICA

Svaka rečenica koja se koristi u QuickSIN testu se naziva "test rečenica". U svakoj test rečenici postoji unapred definisan broj ključnih reči koji je uglavnom isti za sve rečenice. Konstrukcija test rečenice, broj ključnih reči, vrsta i "težina" reči se biraju u skladu sa populacijom čiji se sluh proverava. Test rečenice se grupišu i formiraju se "test liste". Broj test rečenica unutar jedne liste zavisi od varijante QuickSIN testa. U varijanti za testiranje sluha odraslih osoba broj test rečenica je uglavnom pet, a u varijanti testiranja sluha dece broj test rečenica je veći. Razlog za veći broj test rečenica je veća gradacija maskiranja govora čime se postiže manja verovatnoća da gubitak pažnje tokom slušanja jedne test rečenice izazove drastične promene u proceni sluha. U kompletu koji se koristi za QuickSIN test postoji deset-dvadeset test listi. Inače, za osnovno testiranje dovoljna je jedna lista. Svaka lista je fonetski izbalansirana što znači da je pojavljivanje pojedinih glasova unutar liste približno isto pojavljivanju glasova u normalnom govoru. Ako se želi tačnija procena gubitka sluha, onda se koristi više listi, ali ne više od tri jer to nema nekog praktičnog značaja. Dakle, treba razlikovati: test rečenice, test liste i komplet test listi. Polazni korak je formiranje test rečenica. Konstrukcija ovih rečenica, broj ključnih reči, kao i ukupan broj reči u rečenici zavisi od populacije za koju je testiranje namenjeno. Preporuka je da se krene od 2-3 puta većeg broja test rečenica od onog koji je potreban za formiranje kompleta test listi. Razlog za ovo je što pojedine rečenice jednostavno nisu pogodne za QuickSIN test. Nepovoljne su u smislu da ih svi ispitanici lako (ili teško) percipiraju

1080

bez obzira na postavljeni odnos S/Š. Zbog toga je bolje poći od većeg broja test rečenica pa, nakon prve faze testiranja, one nepovoljne odbaciti. Prva faza u kreiranju kompleta test listi je određivanje

odnosa ( ) %50ŠS , tj. odnosa S/Š pri kome je razumljivost

ključnih reči 50%. U testu slušanja su uključene sve test rečenice, a nivo buke je isti za sve rečenice i podešava se tako da prosečna razumljivost ključnih reči bude 50%. Kod engleskog jezika ovo se postiže ako je odnos S/Š +2 dB, a za srpski -4 dB [6]. U testu slušanja učestvuju osobe sa normalnim, neoštećenim sluhom. Sa stanovišta QuickSIN testa, normalan sluh podrazumeva pomeranje praga čujnosti manje od 20 dB u frekvencijskom opsegu od 125 do 8000 Hz. Broj ispitanika (slušalaca) treba da je bar desetak. Uglavnom se radi o slušanju velikog broja test rečenica sa relativno niskim odnosom S/Š pa je potrebna dobra koncentracija da se pravilno percipiraju ključne reči. Zbog toga, test slušanja se obavlja u više seansi. Broj seansi se bira tako da ona ne traje duže od 10-15 minuta. Ako se nakon ovog test slušanja postigne prosečna razumljivost ključnih reči od oko 50% prelazi se na sledeću fazu, a to je formiranje test listi. U protivnom, treba ponoviti test slušanja svih test rečenica, ali sa korigovanim odnosnom S/Š. Korekcija se radi isto za sve test rečenice tako što se odnos S/Š povećava, ili smanjuje u zavisnosti da li pogađanje ključnih reči treba povećati ili smanjiti. Kao krajnji rezultat prve faze testiranja je statistička raspodela percepcije ključnih reči svake test rečenice. Za svaku test rečenicu se dobija procentualno pogađanje ključnih reči za svakog slušaoca pojedinačno, odnosno za sve slušaoce zajedno. Na osnovu ove statističke raspodele procenjuje se konzistentnost, odnosno podobnost pojedinih test rečenica za QuickSIN testiranje. One test rečenice kod kojih je procentualno pogađanje oko 50% i kod kojih je ostvarena mala standardna devijacija (malo rasturanje procentualnog pogađanja) imaju veću konzistentnost i pogodnije su za QuickSIN test. U QuickSIN testu, reprodukcija liste rečenica počinje tako što se prvo reprodukuje rečenica sa najmanje buke pa se nivo buke postepeno povećava do poslednje rečenice gde je nivo buke najveći. Poslednja rečenica iz liste je najteža za percepciju, zatim pretposlednja i tako redom. Zbog svega toga, logično je da se najkonzistentnije test rečenice postave na najkritičnija mesta u listi: na poslednje mesto u listi, na pretposlednje i tako redom. Najkonzistentnije su one test rečenice kod kojih je postignuta percepcija klučnih reči u opsegu od 45÷55%, zatim onih kod kojih je percepcija u opsegu 40÷45% i 55÷65% i tako redom. One najgore percipirane test rečenice (kod kojih je postignuta pecepcija u opsegu od 0÷30% i 70÷100%) se odbacuju i ne koriste se za formiranje test listi. Dakle, osnovni kriterijum za formiranje test listi je konzistentnost percepcije ključnih reči i fonetska izbalansiranost na nivou liste. Obično se kod poslednje 3-4 test rečenice forsira kriterijum konzistentnosti percepcije

ključnih reči, a izborom preostalih test rečenica unutar liste treba da se zadovolji fonetska izbalansiranost.

IV. REZULTATI TESTA SLUŠANJA

Za potrebe testiranja sluha dece u Centru za unapređenje životnih aktivnosti, formirano je 300 test rečenica. Sve test rečenice imaju po tri ključne reči, ali se razlikuje broj ukupnih reči u rečenici. Sto rečenica ima po tri reči ukupno, sto rečenica po četiri reči i sto rečenica po pet reči. Nivo maskirajuće buke je postavljen za svih tri stotine rečenica na isti nivo: -4 dB u odnosu na nivo izgovora rečenice (odnos S/Š je -4 dB). Ova vrednost je izabrana na osnovu rezultata ranijih istraživanja [6] i predstavlja vrednost ( ) %50ŠS za srpski jezik. U suštini, ovim testom

slušanja trebalo je potvrditi da i za ovaj komplet test rečenica važi hipoteza o 50% razumljivosti ključnih reči ako je odnos S/Š jednak -4 dB. Jedan od problema koji se javljaju kod formiranja test rečenica za QuickSIN test je način na koji se maskira govor, tj. izgovor test rečenice. QuickSIN metoda nije precizna po tom pitanju tako da su moguće različite varijante načina maskiranja. Kada se kaže da je nivo maskiranja -4 dB, nije precizirano da li se to odnosi na ukupno trajanje govornog signala (odnosno ometajućeg signala) ili na trajanje ključnih reči. Ako se odnos S/Š postavlja na ukupnom trajanju rečenice, onda se dobija različit odnos S/Š u toku izgovora pojedinih ključnih reči [6]. Ometajući signal je tipa "cocktail-party" i formira se kao aditivna smeša nevezanog govora tri ženske i jedne muške osobe. Intenzitet ovako formirane smeše signala je prilično ujednačen, za razliku od izjavne rečenice kod koje intenzitet pada pri kraju. Zbog ove činjenice, odnos S/Š je najveći na početku rečenice, a najmanji na kraju. Praktično to znači da će ključne reči na početku rečenice biti uspešnije percipirane nego one na kraju rečenice. Imajući u vidu ovo, kod formiranja test rečenica za testiranje sluha dece, primenjen je drugi način maskiranja govora. Ometajuća buka (brbljanje tri ženske i jedne muške osobe) je dozirana tako da se dobije isti odnos S/Š za svaku pojedinačnu ključnu reč. To znači da je intenzitet ometajuće buke korigovan tako da prati intenzitet izgovora test rečenice. Ovim je pokušano da se poveća konzistentnost procentualne percepcije ključnih reči u odnosu na ranija istraživanja, tj. u odnosu na set test rečenica formiranih za testiranje sluha odraslih osoba. U testu slušanja učestvovalo je 10 slušalaca. Niko od slušalaca nije imao problema sa sluhom niti su bili upoznati sa sadržajem test rečenica. Ukupno je slušano 300 test rečenica. Test slušanja je bio podeljen u tri seanse. U svakoj seansi je slušano po 100 test rečenica. Rezultati testa slušanja su prikazani na Sl. 2. Postignuta je prosečna razumljivost ključnih reči u iznosu od 53% što je dobro, obzirom da je ciljana vrednost bila 50%. Međutim, standardna devijacija (rasturanje rezultata merenja) je ogromna i iznosi 29%. Ovo je za 10% više nego u slučaju test rečenica za odrasle [6] mada je primenjen drugačiji način maskiranja da bi se povećala konzistentnost rezultata merenja. Očigledno da način maskiranja nije jedini razlog nekonzistentnosti rezultata

1081

merenja. Razloge za veliku standardnu devijaciju treba tražiti u samoj konstrukciji test rečenica i izboru ključnih reči. U pitanju su kratke rečenice (samo tri ključne reči) pa je došao do izražaja efekat "zakucavanja". Ovaj efekat podrazumeva veliki broj slučajeva u kojima slušaoci idu u dve krajnosti: ili pogode sve ključne reči ili ne pogode ni jednu. Efekat "zakucavanja" je dodatno pojačan činjenicom da su test rečenice, predviđene za dečiji uzrast, slušali odrasli (prosečna starost je 29 godina). Učešće odraslih u testovima slušanja se često radi u ovakvim situacijama, obzirom da je teško obaviti test slušanja od 300 rečenica sa decom. Na Sl. 2 može se uočiti efekat "učenja" jer u prvoj seansi (prvih 100 test rečenica) većina slušalaca ima slabiji rezultat. Isprekidanom linijom obeležen je opseg najkonzistentnijih test rečenica. Kao što se vidi, vrlo mali broj test rečenica je upao u ovaj opseg.

0 50 100 150 200 250 300

0

20

40

60

80

100

±5%

srednja vrednost = 53,0%standardna devijacija = 29,0%

Pro

cent

ualn

a ra

zum

ljiv

ost k

ljuč

nih

reči

[%

]

Redni broj test rečenice Sl. 2. Procentualna razumljivost ključnih reči za pojedine

test rečenice namenjene testiranju dece. Nakon određivanja odnosa S/Š pri kome je razumljivost ključnih reči 50% i konačnog formiranja listi test rečenica, sledi faza postavljanja odnosa S/Š za svaku test rečenicu u zavisnosti od njenog mesta u listi. Tek sa ovako formiranim test listama može se preći na testiranje QuickSIN metodom. Ipak, pre početka masovnog korišćenja formiranih test listi, preporučljivo je obaviti preliminarno testiranje sa osobama normalnog sluha. Broj ispitanika ne bi trebalo da bude manji od 20. Za razliku od opisanih testova slušanja, gde su sve test rečenice imale isti nivo ometajuće buke, ovde se radi o realnom testiranju QuickSIN metodom. To znači da se nivo ometajuće buke menja u zavisnosti od položaja test rečenice u listi. Realna merenja QuickSiIN metodom treba da pokažu da osobe sa normalnim sluhom imaju SNR Loss u granicama od 0 do 3 dB. Rezultati ovih merenja mogu se iskoristiti i za dodatnu korekciju odnosa S/Š u najkritičnijim rečenicama test liste (u poslednjoj i pretposlednjoj). Kada su u pitanju test liste za decu, rečeno je da su u određivanju odnosa S/Š za 50% razumljivost ključnih reči učestvovale odrasle osobe.

Testiranje QuickSIN metodom dece sa neoštećenim sluhom može da posluži za konačnu korekciju odnosa S/Š test rečenica ili čak korekciju jednačine (2).

V. ZAKLJUČAK

Zbog svoje jednostavnosti, QuickSIN metod je pogodan za trijažno samotestiranje oštećenja sluha. U postupku kreiranja test rečenica najkritičnija je faza određivanja odnosa S/Š pri kome je razumljivost ključnih reči 50%. Test rečenice namenjene za proveru sluha dece su po konstrukciji jednostavne, koriste se frekventne reči, a broj ključnih reči je mali. Sve ovo dovodi do male konzistentnosti percepcije ključnih reči. Problem male konzistentnosti se može prevazići kreiranjem velikog broja test rečenica, od kojih se, za konačni komplet test listi, uzimaju samo one najkonzistentnije.

Istraživanjima je ponovo dotaknut problem maskiranja test rečenica. Pokazalo se da je ovo izuzetno delikatan problem i da ga treba detaljnije analizirati u budućim istraživanjima.

LITERATURA

[1] M Killion, P. Niquette, "What Can the Pure-Tone Audiogram Tell Us About A Patient's SNR Loss?", The hearing Journal, 53 (3), pp. 46-53, 2000.

[2] M. Nilsson, S.D. Soli, J.A. Sullivan, "Development of the Hearing in Noise Test for the measurement of speech reception thresholds in quiet and in noise", Journal of the Acoustical Society of America, 95, pp. 1085-1099, 1994.

[3] Etymotic Research, "QuickSIN Speech in Noise Test Version 1.3", Elk Grove Village, IL, 2001.

[4] M. Hällgren, B. Larsby, S. Arlinger, "A Swedish version of the hearing in noise test (HINT) for measurement of speech recognition", Int J Audiol , 45, pp. 227-237, 2006.

[5] T.W. Tillman, W.O. Olsen, Speech Audiometry, In: Modern Developments in Audiology, Second Edition, Jerger, J. (ed.), Academic Press, New York, 1973.

[6] M. Vojnović, M. Subotić, "Specific Features of QuickSIN Test Method for Serbian Language", Third European Congress on Early Prevention, Detection and Diagnostics of Verbal Communication Disorders, Editors: M. Skanavis, M. Sovilj, V. Bojanova, ISBN 978-86-81879-32-0, Ancient Olympia, Greece, pp. 111-115, 2010.

ABSTRACT

The popularity of new methods for triage measurement of hearing loss comes from the fact that they respect the real conditions of speech communication, i.e. voice communication in noisy environments. Due to the use of speech as a stimulus, for each language special test sentences must be created. If the test should include different populations, then a separate test sentence should be created for each population. In the Life Activities Advancement Center the test sentences for triage measurement of hearing loss by QuickSIN method are created. There are separate test sentences for adults and for children. The paper discusses problems associated with the creation of test sentences for the children hearing loss measurement. Special emphasis is given to determine the ratio S/N at which the intelligibility of keywords is 50%.

QUICKSIN TEST FOR CHILDREN

Milan Vojnović, Miško Subotić

1082