輕中度聽力損失對老年人水平方位聲源定位的影響

商嘉琪 王興 付欣 李歡 劉佳星 吳俊志 聶帥 趙子慧 趙雪雷 張娟，*

1 濱州醫學院特殊教育學院(煙臺 264000)

2 首都醫科大學附屬北京朝陽醫院耳鼻咽喉頭頸外科(北京 100020)

聲源定位（sound localization,SL）是中樞聽覺功能的重要組成部分，能幫助聽者感知周圍事物遠近、方位、運動速度等信息并利用其尋找目標、輔助交流、躲避危險等[1]。良好的聲源定位能力依賴于準確的外周信息傳入及完善的聽覺中樞處理能力。聽力損失則可能通過限制聽覺信息可用性等途徑影響聲源定位[2]。根據全球疾病負擔（Global Burden of Disease）數據顯示，2019年全球約有15.7 億人表現有聽力損失癥狀,年齡50歲以上的患者約占62.1%[3]。另外，老年聽力損失人群多數具有噪聲環境下交流困難的表現。研究老年人聲源定位能力對其言語理解機制探究及臨床早期干預具有重要意義。Glyde 等[2]對80 例不同聽力損失程度老年人的研究發現，聽力損失達到中度以上對聲源定位測試結果影響顯著。但也有研究提出控制年齡因素后聽力損失程度與聲源定位無顯著相關性[4]。本研究通過采用聲源定位角度偏差測試對老年人進行水平方位聲源定位能力評估，初步探討老年人輕中度聽力損失與聲源定位的關系，為進一步明確老年人聲源定位能力下降的機制奠定基礎。

1 資料與方法

1.1 研究對象

收集首都醫科大學附屬北京朝陽醫院耳鼻咽喉頭頸外科門診就診的老年人45例（男17例，女28例），另于我院隨機招募15 例聽力正常青年人（男5例，女10 例）作為對照組。依據世界衛生組織2021聽力損失分級標準[5]將45 例老年受試者分為老年聽力正常組（PTA＜20 dB HL）、老年輕度聽損組（20≤PTA＜35 dB HL）、老年中度聽損組（35≤PTA＜50 dB HL），每組15人。

老年三組納入標準：①年齡60～85 周歲；②雙耳對稱性聽力下降（雙耳聽閾相差不超過15dB）；③能配合相關檢查項目。排除標準：①活動性耳科疾??；②遺傳性（先天性）聾??；③認知障礙[蒙特利爾認知評估（the Montreal cognitive assessment,Mo-CA）量表得分＜23 分]；④嚴重的中樞系統疾?。òd癇、腦腫瘤等）。

青年聽力正常組納入標準：①年齡18～35 周歲；②雙耳平均純音聽閾（pure-tone average，PTA）小于20dB HL；③能配合相關檢查項目。排除標準：①活動性耳科疾??；②認知障礙（MoCA 量表得分＜23分）；③嚴重的中樞系統疾?。òd癇、腦腫瘤等）。

本研究已通過首都醫科大學附屬北京朝陽醫院倫理委員會審批（2021-科-299）。

1.2 測試環境及儀器

本實驗均在符合GBT16403 的標準測聽室內進行，背景噪聲＜30dB(A)。測聽聲場及測試信號符合GB/T 16296.2-2016 的規定。純音聽閾測試使用雙通道臨床診斷型聽力計（Otometrics，丹麥），TDH-50P 頭戴式耳機。聲源定位角度偏差測試選用首都醫科大學附屬北京朝陽醫院耳鼻咽喉頭頸外科自主研發的聲源定位測試儀[6]。

1.3 研究方法

1.3.1 純音聽閾測試

對所有受試者進行雙耳0.25-8 kHz 的純音測聽，計算500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz共四個頻率的平均值，選擇受試者聽力較好側的PTA進行分析。

1.3.2 認知功能評估

采用MoCA 量表進行認知功能評估，該量表主要測試視覺空間/執行功能、命名、情景記憶、注意力、語言、抽象和定向功能，在國際上常被用于區分正常和輕度認知障礙老年人。MoCA 量表總分為30分，評分＜23分認為存在認知功能障礙[7]。

1.3.3 聲源定位角度偏差測試

采用安靜環境下的角度偏差法。刺激聲選用國際慣用的白噪聲[8-9]，持續時間為500ms，聲強為65dB SPL。揚聲器位置包括0°、±45°、±90° 共5 個水平方位。受試者雙耳裸耳，舒適坐于聲源定位儀中央，與揚聲器相距1.2米，調整揚聲器與受試者雙耳等高。要求測試過程中頭部保持不動，在可視條件下，雙眼平視正前方。刺激聲隨機播放30 次，受試者回答播放刺激聲的揚聲器編號，測試者記錄并計算均方根誤差（root-mean-square error，RMSE）作為聲源定位結果。RMSE 數值越小，表明聲源定位能力越好。測試均由統一培訓的聽力師完成。正式測試之前，對受試者進行詳細講解，確認其準確理解測試要求，并能配合測試，開始正式實驗。

1.3.4 統計學分析

采用SPSS 26.0 軟件對結果進行統計學處理和分析。計量數據資料用±s表示，采用單因素方差分析比較各組受試者的聲源定位能力，采用重復測量方差分析對比不同位置聲源定位表現差異；將聲源定位測試結果與聽力損失程度進行Pearson 相關性分析。對于所有檢驗結果，以P＜0.05 為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 一般情況

老年聽力正常組年齡60～74 歲，平均年齡為65.60±4.39 歲；老年輕度聽損組年齡60～77 歲，平均年齡為67.60±5.04歲；老年中度聽損組年齡60～85 歲，平均年齡為70.67±7.70 歲。老年三組年齡無統計學差異（F=2.821，P＜0.05）。青年聽力正常組年齡24～30歲，平均年齡為26.60±1.30歲。

2.2 純音聽閾測試結果

老年三組和青年組受試者在500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz 四個頻率的聽閾分布見圖1，各組受試者雙耳聽閾相差不超過15dB，雙側聽力基本對稱。

圖1 四組受試者雙耳純音聽閾圖Fig.1 Binaural pure-tone audiograms for subjects in four groups

2.3 聲源定位角度偏差測試結果

所有受試者均能良好配合完成測試。青年聽力正常組、老年聽力正常組、老年輕度聽損組RMSE 均為0°，老年中度聽損組RMSE 為19.81°±9.25°。其中，青年聽力正常組、老年聽力正常組、老年輕度聽損組和老年中度聽損組RMSE 的差異具有顯著性（F=68.776，P＜0.001）。青年聽力正常組與老年聽力正常組、青年聽力正常組與老年輕度聽損組、老年聽力正常組與老年輕度聽損組RMSE兩兩之間差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 老年三組和青年組的聲源定位RMSE比較（°,±s）Table 1 Comparison of RMSE of sound localization between the three older groups and the younger group(°,±s)

表1 老年三組和青年組的聲源定位RMSE比較（°,±s）Table 1 Comparison of RMSE of sound localization between the three older groups and the younger group(°,±s)

Note: **means P＜0.001.

N RMSE F P YNH group ONH group Mild-OHL group Moderate-OHL group 15 15 15 15 0 0 0 68.776 0.000**19.81±9.25

2.4 聲源定位與聽力損失之間的關系

結果顯示聲源定位RMSE 與聽力損失程度存在顯著相關性（r=0.76，P＜0.001）。PTA 下降超過35dB HL，聲源定位RMSE 顯著增加，受試者水平方位聲源定位能力明顯下降，見圖2。

圖2 聲源定位RMSE與聽閾相關性分析Fig.2 Correlation analysis of RMSE of sound localization and hearing threshold

2.5 聲源定位角度偏差測試各角度RMSE結果

比較老年三組受試者不同角度RMSE 的差異，老年中度聽損組各角度RMSE 存在顯著差異（F=7.161，P＜0.001），其中0°與90°、0°與45°RMSE 均有顯著差異（P＜0.001），老年聽力正常組和老年輕度聽損組各角度RMSE無統計學差異（P＞0.05）。

比較老年三組受試者聲源定位RMSE，其中老年中度聽損組與老年聽力正常組、老年輕度聽損組的側方位（-45°、45°、-90°和90°）RMSE 均存在統計學差異（P＜0.001），但三組受試者0°RMSE無統計學差異（P＞0.05）。組別和角度存在交互效應（F=7.161，P＜0.001），見表2和圖3。提示中度聽損老年人側方定位能力下降更顯著，隨著側方角度的增加，定位準確度逐漸降低。

圖3 三組老年受試者在不同測試角度上的聲源定位RMSEFig.3 RMSE of sound localization at different azimuths among three groups of older subjects

表2 不同組別老年受試者在不同角度的聲源定位RMSE比較（°,±s）（n=45）Table 2 Comparison of RMSE of sound localization at different azimuths among different groups of older subjects(°,±s)(n=45)

表2 不同組別老年受試者在不同角度的聲源定位RMSE比較（°,±s）（n=45）Table 2 Comparison of RMSE of sound localization at different azimuths among different groups of older subjects(°,±s)(n=45)

Note:**means P＜0.001

-90-45 45 90 Mean ONH group Mild-OHL group Moderate-OHL group Mean 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 F--P--20.23±19.53 6.74±14.64 16.090 0.000**11.32±11.31 3.77±8.36 15.030 0.000**1.22±4.74 0.41±2.74 1.000 0.376 15.89±10.73 5.30±9.70 32.890 0.000**23.40±16.04 7.80±14.36 31.939 0.000**14.41±15.23 4.80±11.09 45.634 0.000**7.540 7.540 0.000**0.000**F P----

2.6 老年中度聽損受試者聲源定位響應（sound localization response）分布

老年中度聽損組受試者的聲源定位響應分布如圖4所示，隨著聽閾增加，受試者聲源定位RMSE逐漸增加，存在一定程度個體差異性。

圖4 15例老年中度聽損組受試者聲源定位響應模式圖Fig.4 Sound localization response patterns for 15 older subjects with moderate hearing loss

3 討論

聲源定位是人與動物對環境感知的一種基本方法，其線索必須經由完整的外周聽覺系統接收，再經中樞神經系統整合處理才能達到精準的定位效果。本研究采用的刺激聲強度固定在65dB SPL，明顯高于聽力正常和輕度聽損老年人平均聽閾，因此受試者能夠利用雙耳線索定位聲源。聽力損失雖然限制了雙耳聽覺線索的可用性，但人可以通過中樞可塑性進行自我調整和代償，利用定位線索的重映射（remapping）和重加權（reweighting）提高聲源定位能力[10]，而老年人代償能力有限，當聽力損失達到一定程度時，耳蝸毛細胞損傷以及與聽神經之間的失同步性嚴重影響定位線索的收集和傳導，水平方位聲源定位能力明顯受損[11]。本研究發現聽力正常和輕度聽損老年人聲源定位能力與聽力正常青年人相比無明顯差異，中度聽損老年人聲源定位能力顯著下降。這三組受試者年齡無顯著統計學差異，認知功能無顯著下降，提示聽力損失是導致老年人聲源定位能力下降的主要因素。這與Otte 等[9]和Glyde 等[2]的研究結果一致：Otte 等提出在無視覺輔助條件下，輕度聽損老年人水平方位聲源定位表現與7 歲以上兒童和青年人無顯著差異。Glyde 等對80 例不同聽力損失程度老年人的研究發現，聽力損失達到中度以上對聲源定位測試結果影響顯著。但Whitmer 等[4]提出控制年齡因素后聽力損失程度與聲源定位無顯著相關性，結論與本研究結果存在差異，其原因可能是采用的聲源播放角度范圍不同。本研究中聲源最大播放角度為±90°，明顯超出±60°視覺范圍[12]，能夠系統評估受試者前方180°水平方位的聲源定位能力。而Whitmer 等的研究中聲源最大播放角度僅為±30°，受試者可選擇范圍較窄，且存在視覺輔助，導致測試難度較低，故受試者聲源定位誤差較低，致使結果接近“天花板效應”，不能完全反映老年人實際聲源定位能力。

本研究發現聽力正常和輕度聽損老年人水平方位各角度RMSE 均為0°，與聽力正常青年人無明顯差異。而中度聽損老年人0°RMSE 最小，顯著低于45°和90°，提示中度聽損老年人側方定位能力下降更顯著。Freigang 等[13]在9°、30°、64°、90°四個方位進行了角度辨別測試，結果表明隨著左右偏側角度的增加，受試者定位準確度隨之降低，這與我們的研究結果一致。這種水平方位不同角度定位誤差出現差異的原因可能源于視覺因素的影響。早期研究表明，視覺能夠為聲源定位提供重要的空間“參考框架”[14]，這主要歸結于大腦的多感覺整合功能，聽覺皮層在接收聽覺線索的同時也會接收其他線索包括視覺線索進行整合和判斷，從而對聲源進行準確定位。Campbell 等[15]提到，視覺刺激可以激活聽損患者的聽覺皮層區域，聽覺功能的降低或喪失會導致對視覺的依賴性增加。因此相比聽力正常者，聽損老年人的聲源定位可能更加依賴視覺線索。在視覺輔助下，聽損老年人對正前方的定位表現良好，但當超過水平方位視覺范圍后，聲源定位能力出現顯著下降。本研究主要采用正?？梢暛h境對受試者進行測試，探討老年人在日常生活環境中的聲源定位能力。對于測試環境是否可視對聲源定位的具體影響，未來將控制視覺條件作進一步探討。

本研究發現對于中度聽損患者，隨著聽閾增加，受試者聲源定位RMSE 逐漸增加。但值得注意的是，聽力不對稱性也有可能影響聲源定位表現。本實驗中，受試者5 雙耳PTA 為51 和38dB HL，其RMSE 達到29.62°，聲源定位能力較同等聽力水平的受試者明顯下降。究其原因，可能為該受試者耳間聽力差值為13 dB，接近不對稱聽損水平，因此推測雙耳聽力的不對稱性可能進一步加重其聲源定位能力的下降。早先研究提出影響言語交流和聲源定位的兩個主要因素為雙耳之間的聽力對稱性和聽覺敏感性情況[16]。與對稱聽損患者相比，不對稱聽損患者在言語識別、空間聽覺和聲質量方面表現明顯較差。聽者主要利用耳間時間差（interaural time difference）和耳間強度差（interaural level difference）線索比較到達兩耳的聲信號實現水平方位聲源定位，而不對稱聽損患者感知雙耳聲信號差異的能力下降，故而降低了定位精度[17]。由于本研究納入的患者基本為雙耳聽力對稱的患者，未來可以進一步研究聽力不對稱性對聲源定位能力的影響。

4 結論

本研究初步探索了輕中度聽力損失對老年人水平方位聲源定位能力的影響，研究發現聽力損失是聲源定位能力的重要影響因素，中度聽損導致老年人水平方位聲源定位能力顯著下降，正前方定位準確度最高，隨著偏側角度的增加，定位準確度逐漸降低。另外，基于重度及以上聽損患者在門診就診人數較少，并且存在溝通交流困難等問題，未將其納入本研究，未來可收集病例進一步研究，以便更全面地了解老年人的空間聽覺感知能力，并為雙耳輔聽干預策略的制定和聽覺康復提供依據。