کم شنوایی و علل آن

دهه های قبل مطالعات این ایده را تایید کرد که جمله واره ها استفاده از سمعک ، واحدهای پردازشی را تشکیل میدهند. این مطالعات بر روی اصل جابجایی درکی که در فصل 6 به اختصار بدان اشاره شد، در زمینه بازسازی واج سروکار دارند. این مسئله پدیده ساده ای میباشد: یک تحریک میتواند گاهی اوقات جابجا شود و بر اساس اینکه قبل و یا بعد از واحد درکی مورد پردازش قرار میگیرد درک شود. مثال ذیل را در نظر بگیرید که در یک مطالعه در سال 1965 توسط Fodor و Bever انجام شد که در آن افراد جملات ذیل را می شنیدند:

توجه نمایید که در مثال 6a ، یک مرز جمله ای (Clause Bounary) وجود دارد که کلمات marrying و Anna را جدا میکند در مقابل، در مثال 6b، کلمات marrying Anna بخشی از همان عنصر نحوی میباشد. مرز جمله ای، مکانی است که یک جمله واره جدید شروع میشود.

در این آزمایش، یک صدای تون کوتاه نظیرکاربرد سمعک برای افراد کم شنوا یک کلیک بر روی نوار اضافه شده بود که همزمان با میانه کلمه Anna بود. شرکت کنندگان گزارش کردند که کلیک را در دو جمله بصورت خیلی متفاوتی شنیدند. آنها گفتند که در جمله 6a، کلیک قبل از کلمه Anna اتفاق افتاد اما در جمله6b بعد از Anna اتفاق افتاد. این مسئله حاکی از یک نمایش زیبا از واقعیت سایکولوژیکی ساختار جمله میباشد: شرکت کنندگان بلحاظ فیزیکی تحریکات معینی را شنیدند ولی بسته به ساختار انتزاعی جمله،به کلیک به شکل متفاوتی پاسخ دادند. آزمایش همچنین نشان داد که مؤلفه های ساختارهای انتزاعی (یک عبارت قیدی در 6a و یک فاعل مرکب در 6b) واحدهای پردازشی تلفیقی را تشکیل میدهند.

اگر تجزیه گر، جملات مرکب را به واحدهای کوچکترکم شنوایی (Clause-Sized) تبدیل نماید (همانگونه که مطالعات Click Displacement نشان میدهند) در اینصورت پردازش جمله بایستی آسانتر شود. مثال ذیل را درنظر بگیرید:

انواع سمعک های استارکی

پاسخ ELAN هم با جملات معمولی بدست می آید و هم با جملات با کلمات Jabberwocky . بنابراین ELAN ، پاسخ مغز به خطاهای مقوله ای کلمه (Word Category Errors) میباشد. پاسخهای مغز به خطاهای Morphosyntactic قدری متفاوت میباشد:

 

 

 خطاهای تطابق فعل و فاعل، نظیر مثال 5a در قیاس با 5b ، موجب برانگیخته شدن پاسخ LAN میشود و باعث ایجاد یک پاسخ منفی در محدوده 500-300 میلی ثانیه پس از شروع ناهنجاری میشود.

خطاهای گرامری نیز همانند خطاهای مقوله ای کلمه و خطاهای Morphosyntactic ، موجب برانگیختن پاسخ P600 میشود (یک موج مثبت ERP که در محدوده 600 میلی ثانیه ایجاد میشود). بعدا در این فصل خواهیم دید که P600 ، یک پاسخ ویژه مغزی به جملات Garden Path نیز میباشد، جملاتی که گرامری هستند ولی بدلایل ساختاری، به سختی پردازش میشوند. تمام این پاسخهای ERP، متفاوت از پاسخ N400 میباشند که با ناهنجاریهای معنایی برانگیخته میشود. اینکه مغزتنظیم سمعک  بایستی دارای چندین پاسخ ویژه به انواع مختلفی از ناهنجاریهای نحوی باشد که بنوبه خود متفاوت از پاسخهای به ناهنجاریهای معنایی میباشند، دلیل محکمی است مبنی بر واقعیت سایکولوژیکی ساختار نحوی در طی درک جمله.

جمله واره (Clause) بعنوان یک واحد پردازشی

  همانگونه که در فصل 2 گفته شد، جمله واره شامل یک فعل و شناسه هایش میباشد (جمله واره یک S-node میباشد). یک جمله میتواند شامل یک جمله واره مستقل و یک یا چند جمله واره درمان قطعی وزوز گوش غیر مستقل باشد. هر جمله واره با یک نمایش تلفیقی معنی و یک نمایش تلفیقی ساختاری مرتبط میباشد بنحویکه، جمله واره ها کاندیداهای معقول برای واحدهای پردازشی هستند. جمله واره ها با واحدهای قابل کنترل برای ذخیره در حافظه کاری (Working Memory) در طی پردازش مرتبط میباشند. در فصل 5 عنوان شد که تحقیقات در زمینه تولید جمله  سمعک چیست نشان میدهد که واحدهای cause-sized در طراحی و اندیشیدن استفاده میشوند. جای تعجب نیست که جمله واره ها دارای نقش در پردازش درکی نیز میباشند.

معرفی انواع برندهای سمعک

متاسفانه کاهش فرکانس ها همچنین مشکلات دیگر را افزایش می دهد همه مولفه ها در فرکانس نزدیکتر به هم می شوند و از اینرو کمک کردن به استفاده کننده از سمعک برای آنالیز و تشخیص صداها ممکن است سختر باشد تاثیر سمعک بر شنوایی حتی اگر حالا  همه ی مولفه ها قابل شنیدن باشد این مشکل بیشتر احتمال دارد اگر اودیولوژیست توانایی پاسخ فرکانسی را کاهش دهد تا سیگنال انتقال یابد. پیشرفت های کوچکی در وضوح گفتار بهرحال برای بعضی افراد وقتی که فرکانس تقریبا 20% ماسته شود فراهم شود. 
یک سمعک تجاری رایج صداهای گفتاری متفاوت بسا میزان های مختلف به پایین انتقال داده می شود سمعک transonic ( و مدل دیگر آن impact) نوعی از سمعک های با تکنیک تراکم فرکانسی است که در آن در مقایسه اصوات فرکانس پایین اصوات فرکانس بالا با نسبت بیشتری متراکم می شوند. به طور رایج صداهای فرکانسی بالا غالب: همخوان هاست و صداهای فرکانسی پایین غالب واکه هاست سمعک transonic ظاهر شده تا  فهم گفتار پیرشفته را ارائه کند که منسوب است به تنظیم سمعک خطی مرسوم برای بعضی استفاده کنندگان از سمعک پیشنهاد دارد. 
یکی از مشکلات سمعک های انتقال فرکانسی، این است که گفتار و همه اصوات دیگر متفاوت شنیده می شوند به همین دلیل مدت زمانی که طول میکشد تا فرد کم شنوا به صدای جدید عادت کند و بتواند ا مزایای آن بهره مند شوند طولانی تر از سمعک ها معمولی است. 3

 تقویت علائم گفتاری 
برای هر طرح فرایند  سیگنال که تاکنون ذکر شده شامل طرح های تراکمی مختلف کهدر بخش 6 پوشش داده شده پردازش پذیرفته شده تنها به یک دامنه و طیف سیگنال ورودی بستگی داشته برای بیشتر این طرح ها، یک سیگنال گفتاری سمعک ضد آب و یک صدای بدون گفتار اگر اسپکترام مشابه و شدت  متفاوت داشتند با تقویت یکسان دریافت می شدند. 

علل کم شنوایی و عوامل ایجاد آن

شگفت انگیز نیست که توانایی تشخیص همخوان های فرکانسی بالا پس و پیش با آموزش پیشرفت می کند حتی برای افرادی که هیچ آموزش دریافت نکرده تندبهر حال انتقال از این نوع اجازه می دهد که افراد بین همخوان ها تفاوت قائل شوند. شخص با آستانه های بیشتر از 70dB در 8KHZ تا 4 از این نوع انتقال برده است. ؟آنها توانستند همخوان های ساده اصلی کم شنوایی بین آواها تمایز قائل شوند اما هخوان های سخت ( فرکانس بالا) اصلی تمایز قائل نشدند. 
یک راه ه حداقل رساندن مشکل تبدیل صدا پذیرفتن های سازمانی است که مولفه های فرکانس غالب باشند. انرژی انتقالی بای صداهایی که بیشتر احتیاج شده در دسترس خواهد بود و تاثیرات مخالف را وقتی که فرکانس پایین صدا حضور دارد تولید نخواهد کرد. این روش باعث می شود  تا  وضوح همخوان های انفجاری، سایشی مرکب بدون آنکه تاثیر منفی بر وضوع همخوان های ؟؟؟ داشته باشند پیرگوشی افزایش یابد راه دیگ اجتناب ازمشکل همپوشانی طیفی انتقال کل رنج فرکانس به وسیله فاکتوریکسان است. برای مثال، هر فرکانس ورودی می تواند یک فرکانس خروجی که نصف فرکانس ورودی است نتیجه بدهد. همانطور که در شکل 7.14 نشان داده شده انتقال کل محدوده فرکانسی از مشکل ابهام اجتناب می کند زیرا هر فرکانس ورودی به تنهایی وابستهب ه تنها یک فرکانس خروجی است. 

به علاوه انتقال فرکانس از این نوع نتیجه یمسان دارد. چون فرکانس اصلی و فرمانت فرکانس محافظ گوش ضد آب تغییر می کند همانطورکه تغییر به طور طبیعی بین گوینده ها اتفاق می افتد. برای مثال گوینده مونق ممکن است صدایش بعد از انتقال شبیه گوینده مذکر شود. انتقال از همه فرکانس ها توسط فاکتور مشابه گاهی اوقات frequency compression )) تراکم فرکانسی) نامیده می شود. این لغت نباشد با تقویت تراکمی اشتباه شود که در بخش 6 گفته شده. 

افت شنوایی و بهبود آن

در یک روش بسیار پیشرفته یک محدوده اصلی ورودی مثل KHZ 8-4 می تواند تا بعضی محدوده های  پایین ترین مثل KHZ 4-0 به سمت پایین حرکت کند. یک فرایند مدولاسیون به طور موثری KHZ 4 را از هر فرکانس تفریق می کند. 
شکل اقلوه ی با این روش این است که انرژی طبیعی از KHZ 4-0 ادامه پیدا می کند کاربرد سمعک برای افراد کم شنوا ( باقی می ماند) تا انرژی را در این محدوده پایین بیاورد. برای صداهای با انرژی قابل توجه پایین تر و بالاتر از kHZ 4، مثل صداهای سایشی، نتیجه ( صدای خروجی) ممکن است گیج کننده و مبهم باشد برای مثال  آیا یک مولفه خروجی در KHZ 1 از یک ورودی در KHZ 1 ناشی می شود یا از ورودی KHZ 5 ؟ برای یک صدای ورودی انرژی که بالاتر از همه محدوده هاست شکل اسپکترام خروجی یک مخلوط پیچیده از محدوده های فرکانسی ورودی های مختلفی خواهد بود. خصیصه های مهم شبیه فرمانت ها که در یک باند فرکانسی ایجاد شده اند ممکن است به وسیله مولفه های گفتار ناشی از باند فرکانسی دیگری نامفهوم شوند. با این همه خیلی از افراد با کم شنوایی شدید فرکانس بالا  فکر می کنند که این مطرح وضوح گفتارشان را پیشرفت داده. 

گفتار گوینده همچنین می تواند با استفاده از یک transposing speech vocoder در فرکانس به سمت پایین انتقال داده شود. در یک speech vocoder گفتار درون یک باند باریک نزدیک فیلتر می شود و سطح درون هر باند کشف می شود. گفتار می تواند سمعک ضد آب دوباره- آمیخته شده باشد به وسیله استفاده از این سطوح تا سطوح باند باریک نویز یا تن خالص را در فرکانس از هر فیلتر باند باریک اصلی مدوله کند یک transposing speech vocoder به وسیله اجازه دادن به سطوح کشف شده باند فرکانس بالا برای تعدیل باند فرکانس پایین از نویز یا تن فرکانس پایین ساخته شده . 

سمعک استخوانی

آرایش افزایشی ( همچنین آرایش تاخیر و اضافه نامیده می شود) با یک قاعده متفاوتی کار  می کند. به جای سعی برای تولید حساسیت صفر برای صداهایی که از عقب می آیند آرایش افزایشی بیش از این حساسیت شنوایی ممکن را برای ضداهایی که از جلو می آیند تولید می کند و حساسیت کمتر برای ی همه ی جهات دیگر ایجاد می کند. شکل 7.7 نشان می دهد که خروجی از هر میکروفن به وسیله ی یک مقدار T تاخیر داده می شود.  و سپس به خروجی میکروفن دیگر مسیر اضافه می شود. فکر کنید چه چیزی اتفاق می افتد اگر تاخیرالکتریکی T زمان صرف شده برای صدا که به صورت اکوسیتکی از یک دریچه میکروفن به بعدی سیر می کند را برابر می کند. صداهای جنوبی اول به میکروفن 1 می رسند و سپس در مسیر ادامه پیدا می کنند. تا میکروفن 2  خروجی میکروفن 1 بعد از انجام تاخیر الکتریکی به افزاینده می رسد درست در زمان یکسانی مشابه با خروجی میکروفن 2 ( چیزی که ورودی نسبت به اولین میکروفن تاخیر آکوسیتکی انجام داده بود) تاثیر سمعک بر شنوایی در نتیجه دو سیگنال به طور کامل هم فاز ترکیب می شوند فرایند یکسانی در افزاینده بعدی و سپس دوباره در بعدی اتفاق می افتد. بنابراین ولتاژ نهایی خروجی 4 برابر بزرگی ( برابر با 12dB افزایش) ولتاژی که از هر میکروفن بیرون می آید است. 

در عمل یک آرایش brodside می‌تواند از این طرف به آن طرف در جلوی سر روی یک فریم عینک، بالای سر روی یک هد باند یا روی سینه با یک آویزه نصب شود. یک آرایش broadside تجاری مرسوم روی قفسه سینه سیگنال‌اش را به یک لوپ گردنی، که یک سیگنال مغناطیسی به بیمه سمعک  تلکویل می‌فرستد، بدهد. راه دیگر، یک آرایش broadside ساده می‌تواند با استفاده از یک میکروفن در هر طرف سر ایجاد شود، که در واقع با یک سمعک Bi-CROS اتفاق می‌افتد. 
 

حساسیت شنوایی و بهبود آن

یک مسئله متفاوت می تواند برای خیلی از فرکانس بالا اتفاق بیافتد. فضای دریچه ای می تواند به نصف طول موج نزدیک شود و برای صداهای  اتفاقی قدامی دو سیگنال کاسته شده و تقریبا هم فاز خواهندشد. سپس آنها می خواهند هم دیگر را به طور کامل کنسل کنند. 
 در نتیجه آرایش نسبت به صداهای روبرو غیر حساس خواهد بود مثل آنچه در شکل 7.2 نشان داده شده است اگر فاصله میان دو منفذ خیلی بزرگ استفاده شود. ترکیب  تاخیر  با یک فیلتر پایین گذر م یتواند مشکل کاهش حساسیت شنوایی جلو را در فرکانس های بالا حل کند این  فقط در میکروفن دایرکشنال مرسوم است. 
این فیلترینگ باعث می شود دریچه عقبی ( یا میکروفن عقبی) به طور موثری فرکانس های بالا را مسدود کند. در آن موقع هیچ مشکلی با حساسیت جلوی فرکانس های بالا وجود ندارد اما میکروفن در این فرکانس ها دایرکشنال نیست. حساسیت قدامی هنگامی که فضای بین منافذ کاهش می یابد کم می شود ( با وجود اینکه دایرکتیویتی برقرار شده است) اگر حساسیت قدامی کاهش یابد به قدری که نویز داخلی میکروفن در مقایسهب ا سیگنال داخلی خیلی ظاهر شود. در نتیجه میکروفن دایرکشنال می تواند تنها در سمعک استخوانی های آنقدر بزرگ که فضای منفذی لازم را بپذیرد استفاده شود. 
به طور شایع آنها عمدتا در سمعک های BTE و TTE استفاده می شوند. هرگز احتمال ندارد که در سمعک های CTC استفاده شوند چون انکسار بوسیله ی پره ایجاد یک میدان صدای پیچیده نزدیک faceplate تاثیر سمعک بر شنوایی ایجاد می کند. میکروفن های دو دریچه ای دایرکشنال یک شاخص دایرکتیویتی بالا تا dB5،‌ مثل انچه در شکل 7.9 نشان داده شده دارند هر dB1  AI- weighted directivity Index یعنی dB1 پیشرفت در نسبت سینال به نویز از این رو یک پیشرفت در وضوح گفتار تقریبا 10 درصد امتیاز برای اجزای جمله است. 
)
 

انواع سمعک و پردازش های آن

آرایش های دایرکشنال ثابت
 آرایش های ثابت، شامل میکروفن های دایرکشنال مرسوم، دایرکشنالیتی انها به وسیله ادغام خطی خروجی ها که به فشار دریافتی در هر ورودی مربوط است بدست می آید. یک ادغام خطی به وسیله ی فیلتر کردن هر خروجی و اضافه شدن آن  به یا کاستن ان از خروجی های دیگر بدست می آید. Frontal Directivity افزایش می یابد اگر این خروجی ها به صورت افزاینده تری ترکیب شوند که در نتیجه روبرو بودن سیگنال با آرایش نسبت  به هنگامی که در بیشتر جهات دیگر قرار گرفته باشد بدست می آید. 
برای مثال موج شکل های دو خروجی در یک روش بسیار افزاینده ادغام می شود وقتی موج شکل  ها هم فاز هستند نسبت به وقتیکه یک اختلاف فاز بین موج شکل ها وجود دارد. دو نوع از آرایش های ثابت وجود دارد: 
Subtractive array. Additivearray ( آرایش های با عملکرد افزایش و آرایش های با عملکرد کاهش میکروفن دایرکشنال مرسوم پیرگوشی و آرایش دو میکروفنه که به طور افزایشی در انواع سمعک های BTE و ITE استفاده می شود هر دو مثال هایی از Subtractive array (آرایش های کاهنده) هستند. با میکروفن های دایرکشنال مرسوم کاهش به صورت مکانیکی اتفاق می افتد چون صداها از هر میکروفن بعد از خروجی میکروفن عقبی که به طور الکتریکی به تاخیر انداخته شده کاهش داده شده است مثل آنچه در شکل (a) 7.1 نشان داده شده است. 
مکانیسم با این فرایند تاخیر و کاهش که حساسیت بیشتر در جهت جلو نسبت به جهات دیگر فراهم می کند است

آرایش کاهنده جهت داری پایینی در فرکانس های خیلی پایین فراهم می کند متاسفانه حساسیت  شنوایی جلو وقتی که فرکانس کاهش می یابد، کم می شود. ( مثل یک برش پایین low_cut) و همچنانکه فاصله ی دو منفذ کاهش می یابد کم می شود زیرا برای صدای فرکانس پایین فضای بین منافذ مقداری کمتر از طول موج صداست در نتیجه دو سیگنال کاهش داده می شوند بیشتر هم فاز می شوند و تفاوت بین آنها کوچکتر می شود. شکل 7.2 برآورد حساسیت جلو (پشتیبانی) برای فاصله متفاوت بین دو منفذ نشان داده است. 

سمعک وایرلس هوشمند

دوران ترانزیستور و مدار مجتمع (IC)
ترانزیستور در 1952 به صورت تجاری قابل دسترس شد. چون کاهش قدرت باتری ها لازم بود، همه ی سمعک های جدید از 1953 از ترانزیستورها  به میزان بیشتر از لامپ ها استفاده می کردند. کاهش سایز باتری ها و سایز کوچک ترانزیستورها وابسته به لامپ ها بود. از 1954 قطعات سمعک به روی سر منتقل شدند. نصب سمعک بر روی سر چندین مزیت داشت:

•   در اثر ساییده شدن میکروفون با لباس ها نویز ایجاد نمی شد.
•   بدن روی تعادل تونال صدایی که از جهات مختلف می آمد اثر سوء ایجاد نمی کرد.
•    کابل های بلند لازم نبود.
•    شنوایی دو گوشی واقعی میسر شد. 

از جمله ی اولین سمعک اتیکن هایی که روی سر قرار گرفتند سمعک های barrette (سنجاقی) و سمعک های عینکی بودند. Barrette ها یک رسیور خارجی شبیه سمعک جیبی داشت که اشکال مختلفی داشت و رو یا زیر موی سر (یا روی بدن روی کراوات، برگردان یقه و یقه (گردنبند) قرار می گرفت. برخی از آنها شبیه جواهرات ساخته شده بودند. سمعک عینکی تمام اجزای سمعک را در قطعات گیجگاهی (قوس) عینک داشت. با کاهش سریع و مداوم سایر اجزا بزودی این امکان فراهم شد که تمام اجزا را پشت گوش مخفی کنند. هر دو قوس عینک، شبیه یک جعبه منحنی شکل توخالی بودند که به یک قوس عینک استاندارد کم ارتفاع وصل شده بودند. سرانجام سمعک BTE به تنهایی قرار گرفت. در طی این 10 سال سمعک BTE، سمعک غالب بود و این موضوع تا اواسط 1980 در آمریکا و تا سال 1990 در اروپا ادامه داشت.
از اواسط دهه 1950 به آخر این دوران با کاهش بیشتر اندازه اجزاء عرضه ی سمعک های ITE شروع شد. اولین سمعک ITE آنقدر نسبت به استانداردهای امروزی بزرگ بودند که Lybarger از آنها به عنوان سمعک زیمنس  های خارج گوشی نام می برد. در طی سال های 1960 دو جهش بزرگ در کارایی و اندازه ی اجزای سمعک روی داد. اولی در 1964 بود، که مدارهای مجتمع (IC) در سمعک ها بکار گرفته شد. چندین ترانزیستور در یک جزء ترکیب شدند که از نظر اندازه شبیه یکی از ترانزیستورهای جایگزین شده به تنهایی بود. دوم، در 1968، میکروفون پیزوالکتریک با یک نوع جدید ترانزیستور (FET) داخل یک جعبه فلزی کوچک ترکیب شد. برای اولین بار یک میکروفون قوی و کوچک با روانی و پهنای فرکانسی منطقی در سمعک ها به کار گرفته شد. چند سال بعد میکروفون های دایرکشنال با فن آوری مشابهی ساخته شد.
 

تنظیم انواع سمعک های هوشمند وایرلس

بزرگترین مشکل با سمعک های لامپ خلاء سایز آنها بود. به خاطر نیازهایی که در اندازه کیری های نظامی بود به مرور زمان بر اساس لزومات نظامی سایز لامپ های خلا کاهش پیدا کرد.
اما دو باتری لازم بود تا آنها را به کار اندازد، ولتاژ کم باتری A برای گرم کردن فیلامان لامپ ها و ولتاژ بالای باتری B برای تامین انرژی مدارهای تقویت کننده، نیاز بود. سمعک های لامپ خلاء در طی سال های 1930 کاربردی شدند اما تا 1944 این باتری ها خیلی بزرگ بودند، که باید باتری ها به طور جدا ا ز میکروفون و تقویت کننده گنجانده می شدند. در 1944، تکنولوژی باتری و لامپ خلاء به اندازه کافی پیشرفت کرده بود تا امکان ساخت انواع سمعک به صورت  تک قطعه ای فراهم آید. باتری ها، میکروفون و تقویت کننده در یک جعبه جیبی ترکیب شدند. که از طریق یک کابل به رسیور در سطح گوش متصل شده است. تلاش های ابتکاری برای مخفی کردن سمعک در طی دوران لامپ خلا بیشتر شد. این تلاشها شامل استفاده از الکترونیک، به جز در ترانسفورماتورها، داخل یک جعبه به شکل خودکار می شد. میکروفونها درون سنجاق کراوات و ساعتهای مچی مخفی شده اند و سیم رسیورها در میان رشته های مروارید قرار داده شد.
تهویه ی غالب قیمت سمعک ، میکروفونهای مغناطیسی و پیزوالکتریک و تقویت تراکمی در طی دوره ی لامپ خلاء ابداع شدند. ماده ی اصلی پیزوالکتریک یک ساختار بلوری دارد که هنگامی که خم می شود یا پیچ می خورد ولتاژ تولید می کند. به دلیل اتصال دیافراگم به یک گوشه ی انتهایی بلور پیزوالکتریک میکروفون خم می شود. اصل اولیه ی تقویت تراکمی شگفت انگیز است. به نظر می رسید تراکم به سرعت و به طور کامل تا سال 1980 فراموش شود اما در اواخر 1990 نوع شاخص تقویت پیشرفته شد.