RU2209057C1 - Method for carrying out speech rehabilitation and evaluating it in patients with cochlear implants - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: method involves applying variable extralinguistic parameters and local types of distortions in sending speech signals. Patients are trained for recognizing speech in invariant and error-immune way. The speech signals are sent with the same distortions of main tone frequency and speech rate not earlier than in 3 days after the first application of cochlear implant and then 2-3 weeks later and later on not more seldom than once per 3 months during the first year and not more seldom than once a year during the next period. The number of right answers and patient response time is determined. Analysis data are to be compared to the earlier received ones from the same patient and from healthy people. The number of right answers being statistically significantly higher, the patient response time being lower than values earlier obtained from the patient, rehabilitation dynamics is considered to be satisfactory. The number of right answers being significantly lower than that in healthy people, hearing and speech rehabilitation is considered to be incomplete. EFFECT: enhanced effectiveness of treatment.

Description

Изобретение относится к медицине, точнее к аудиологии и сурдопедагогике, и может найти применение при лечении нарушений восприятия речи вследствие потери слуха. The invention relates to medicine, more specifically to audiology and audiopedagogy, and may find application in the treatment of speech impairment due to hearing loss.

Одним из наиболее перспективных направлений реабилитации людей с большими потерями слуха сегодня является кохлеарная имплантация. При кохлеарной имплантации производят операцию, в процессе которой во внутреннее ухо пациента вводят систему электродов, обеспечивающую восприятие звуковой информации посредством электрической стимуляции сохранившихся волокон слухового нерва [1, 2]. Во всем мире уже более 40000 человек используют кохлеарные импланты (далее КИ), из них более 70 человек - в России. One of the most promising areas of rehabilitation for people with large hearing loss today is cochlear implantation. During cochlear implantation, an operation is performed, during which an electrode system is introduced into the patient’s inner ear, which ensures the perception of sound information by electrical stimulation of the preserved fibers of the auditory nerve [1, 2]. More than 40,000 people worldwide use cochlear implants (hereinafter referred to as CI), of which more than 70 people are in Russia.

Кохлеарная имплантация - это система мероприятий, включающая отбор, предоперационное диагностическое обследование пациентов, хирургическую операцию и послеоперационную слухоречевую реабилитацию. Слухоречевая реабилитация - наиболее длительный этап, который у пациентов, потерявших слух до овладения речью (долингвальные пациенты), может занимать более 5-ти лет. Cochlear implantation is a system of measures that includes selection, preoperative diagnostic examination of patients, surgical operation and postoperative auditory-speech rehabilitation. Hearing and speech rehabilitation is the longest stage, which in patients who have lost their hearing before mastering the speech (dolingival patients) can take more than 5 years.

Главным направлением послеоперационной реабилитации для всех пациентов является развитие восприятия речи с помощью КИ. КИ обеспечивает пациентам возможность слышать даже тихие звуки. Однако восприятие речи предполагает также умение различать речевые сигналы, выделять в них важные для их узнавания признаки, распознавать изолированные слова и слова в слитной речи, понимать смысл высказываний, выделять сигналы из шума и др. У долингвальных пациентов эти навыки не сформированы или развиты недостаточно. У постлингвальных пациентов, потерявших слух после овладения речью, эти навыки сформированы. Однако им тоже требуется слухоречевая реабилитация, поскольку, во-первых, речевые сигналы, передаваемые в слуховую систему с помощью КИ, отличаются от естественных звуков, и во-вторых, возможны дополнительные искажения передаваемого сигнала вследствие частичной гибели волокон слухового нерва и неравномерного удаления разных электродов от стимулируемых участков. Кроме того, часть информации об акустических образах речевых сигналов, хранящаяся в памяти, может быть утеряна за период глухоты. The main direction of postoperative rehabilitation for all patients is the development of speech perception using CI. CI provides patients with the ability to hear even quiet sounds. However, the perception of speech also implies the ability to distinguish speech signals, to distinguish in them important signs for their recognition, to recognize isolated words and words in continuous speech, to understand the meaning of statements, to distinguish signals from noise, etc. In dolingival patients, these skills are not formed or underdeveloped. In post-lingual patients who have lost their hearing after mastering a speech, these skills are formed. However, they also require auditory-speech rehabilitation, because, firstly, speech signals transmitted to the auditory system using CI are different from natural sounds, and secondly, additional distortions of the transmitted signal due to partial death of the auditory nerve fibers and uneven removal of different electrodes are possible from stimulated sites. In addition, some of the information about the acoustic images of speech signals stored in the memory may be lost during the period of deafness.

Известен способ реабилитации слухового восприятия речи у пациентов с КИ, предполагающий многократное произнесение различных речевых сигналов (слов, фонем, предложений) сурдопедагогом, который соотносит их с обозначаемыми ими предметами, изображениями, действиями, с письменной формой представления речевого сигнала и др. Сначала сигналы предъявляют слухозрительно так, чтобы пациент видел лицо говорящего и/или сигналы в визуальной форме (письменное представление, рисунок), а затем - только на слух. Пациент должен проанализировать и запомнить звуковой образ, чтобы научиться узнавать предъявляемый сигнал среди других сигналов и опознавать его только на слух [3]. Способность узнавать речевые сигналы с помощью КИ развивается в течение от 1 месяца (у постлингвальных пациентов) до нескольких лет (у долингвальных пациентов). Это зависит от сформированности механизмов слухового анализа речи и наличия в памяти у пациента информации о речевых сигналах. Распознавание речи с помощью КИ оценивают посредством предъявления пациенту различных речевых сигналов (фонем, слогов, много- и односложных слов, квазислов, предложений) при произнесении их обследующим или аудиозаписей с речевыми сигналами и определения числа правильных ответов [4, 5]. There is a method of rehabilitation of auditory perception of speech in patients with CI, involving multiple pronunciations of various speech signals (words, phonemes, sentences) by the sound educator, which correlates them with the objects designated by them, images, actions, with the written presentation of the speech signal, etc. First, the signals are presented it is auditory so that the patient sees the speaker’s face and / or signals in visual form (written presentation, drawing), and then only by ear. The patient must analyze and remember the sound image in order to learn to recognize the presented signal among other signals and recognize it only by ear [3]. The ability to recognize speech signals using CI develops over a period of 1 month (in postlingual patients) to several years (in dolingual patients). It depends on the formation of the mechanisms of auditory analysis of speech and the presence in the patient’s memory of information about speech signals. Speech recognition using CI is evaluated by presenting the patient with various speech signals (phonemes, syllables, multi- and monosyllables, quasi-words, sentences) when pronouncing them to the examiner or audio recordings with speech signals and determining the number of correct answers [4, 5].

Недостатком способа реабилитации является то, что восприятие речи у пациентов с КИ оказывается неустойчивым в условиях дикторской вариативности и искажения речевого сигнала локальной помехой, т. е. не обладает достаточной степенью инвариантности и помехоустойчивости. В то же время помехоустойчивость и инвариантность восприятия, предполагающие способность разделения полезного сигнала и помехи, а также восприятие сигналов с различными акустическими параметрами, как сигналов, относящихся к одной категории, являются важнейшими свойствами слуховой системы, обеспечивающими нормальное функционирование речевого слуха человека в условиях реальной окружающей среды. The disadvantage of the rehabilitation method is that the perception of speech in patients with CI is unstable under the conditions of speaker variability and distortion of the speech signal by local noise, i.e., it does not have a sufficient degree of invariance and noise immunity. At the same time, noise immunity and perception invariance, suggesting the ability to separate a useful signal and interference, as well as the perception of signals with various acoustic parameters, as signals belonging to the same category, are the most important properties of the auditory system, ensuring the normal functioning of a person’s speech hearing in a real environment Wednesday.

Умение помехоустойчиво и инвариантно воспринимать речь формируется в процессе онтогенеза и зависит от окружающей ребенка речевой среды. The ability of noise-immunity and invariant to perceive speech is formed in the process of ontogenesis and depends on the speech environment surrounding the child.

Оно основано на выделении в сигнале признаков, важных для его опознания, и игнорировании не существенных для его идентификации различий или мешающей звуковой помехи. Такое умение необходимо для нормального восприятия речи, поскольку неотъемлемым свойством речевых сигналов является их вариативность: лингвистически одинаковые сигналы обладают различными акустическими характеристиками, определяемыми дикторскими особенностями, темпом произнесения, контекстом, наличием локальной или фоновой помехи и др. It is based on highlighting in the signal signs that are important for its identification, and ignoring differences that are not significant for its identification or interfering sound interference. Such a skill is necessary for normal speech perception, since the integral property of speech signals is their variability: linguistically the same signals have different acoustic characteristics determined by speaker features, pronunciation rate, context, local or background noise, etc.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ реабилитации слухоречевого восприятия у пациентов с КИ, при котором речевые сигналы подают не только путем произнесения их сурдопедагогом, но и с помощью видеомагнитофона или компьютера [6, 7]. Специальные компьютерные программы позволяют проводить тренировку и оценку слухового восприятия пациента как совместно с сурдопедагогом, так и самостоятельно. В процессе тренировки и оценки подают разные речевые сигналы: слоги, слова с разной слоговой структурой, предложения. Сигналы подают в закрытом (пациент знает, какие сигналы будут подавать, и должен выбрать сигнал из заданного набора) и открытом (пациент не знает какой сигнал будет предъявлен) списке. В качестве ответной реакции пациент отмечает нужный сигнал на экране монитора компьютера (кнопкой мыши, курсором или рукой на специальном экране типа "touch-screen"). При оценке распознавания речевых сигналов в открытом списке пациент отвечает вербально, а его ответ заносят в компьютер. Closest to the technical nature of the claimed method is a method of rehabilitation of auditory-speech perception in patients with CI, in which speech signals are given not only by pronouncing them as an audio teacher, but also using a VCR or computer [6, 7]. Special computer programs allow you to conduct training and assess the auditory perception of the patient, both in conjunction with an audiologist and independently. In the process of training and evaluation, they give different speech signals: syllables, words with different syllabic structures, sentences. The signals are given in a closed (the patient knows which signals will be given, and must choose a signal from a given set) and open (the patient does not know which signal will be presented) list. As a response, the patient marks the desired signal on the computer monitor screen (with a mouse button, cursor, or hand on a special "touch-screen" screen). When evaluating the recognition of speech signals in an open list, the patient responds verbally, and his response is entered into the computer.

Недостатком способа является то, что формируемое слуховое восприятие речи также оказывается неустойчиво к дикторской вариативности и вариативности других акустических параметров, а метод оценки не позволяет объективно оценить способность пациента инвариантно и помехоустойчиво распознавать речь относительно экстралингвистических параметров и локальных искажений в речевом сигнале. The disadvantage of this method is that the generated auditory perception of speech also turns out to be unstable to speaker variability and variability of other acoustic parameters, and the evaluation method does not allow to objectively assess the patient's ability to recognize speech invariantly and noise-immune with respect to extra-linguistic parameters and local distortions in the speech signal.

К экстралингвистическим параметрам речи относят характеристики речевого сигнала, обусловленные не лингвистическим содержанием высказывания, а индивидуальными дикторскими особенностями (основной тон голоса, его тембр, особенности произношения), темп произнесения и др. Эти параметры позволяют слушателю правильно определять диктора (например, "мужчина-женщина", "знакомый-незнакомый", "русский-нерусский" и т.д.), интонацию (например, вопрос или утверждение), эмоциональную окраску речи и др. Однако они также составляют основу и акустической вариативности речевого сигнала. Умение правильно воспринимать экстралингвистическую информацию, с одной стороны, и инвариантно распознавать лингвистические единицы независимо от вариации их акустических характеристик, с другой стороны, являются важнейшими свойствами слухоречевого восприятия. К локальным искажениям речевого сигнала относят искажения отдельных сегментов слов или высказываний, не связанных с постоянным шумовым фоном или общим зашумлением сигнала. Такой тип искажений часто встречается в естественной акустической среде (внезапная звуковая помеха, импульсные шумовые сигналы и др.). Слуховая система способна успешно (помехоустойчиво) распознавать такие речевые сигналы, несмотря на то, что часть акустической информации в них реально отсутствует. Кроме того, она способна также игнорировать наличие подобных искажений для инвариантного восприятия сигналов как интактных [8, 9]. The extralinguistic parameters of speech include the characteristics of the speech signal, due not to the linguistic content of the statement, but to individual speaker features (the main tone of the voice, its timbre, pronunciation features), the rate of pronunciation, etc. These parameters allow the listener to correctly determine the speaker (for example, “male-female” "," familiar-unfamiliar "," Russian-non-Russian ", etc.), intonation (for example, a question or statement), emotional coloring of speech, etc. However, they also form the basis of acoustic the viability of the speech signal. The ability to correctly perceive extralinguistic information, on the one hand, and invariantly recognize linguistic units regardless of the variation of their acoustic characteristics, on the other hand, are the most important properties of auditory-speech perception. Local distortions of a speech signal include distortions of individual segments of words or sentences that are not associated with a constant noise background or general signal noise. This type of distortion is often found in a natural acoustic environment (sudden sound interference, pulsed noise signals, etc.). The auditory system is able to successfully (noise immunity) recognize such speech signals, despite the fact that some of the acoustic information in them is really absent. In addition, it is also able to ignore the presence of such distortions for the invariant perception of signals as intact [8, 9].

Технический результат настоящего изобретения состоит в формировании помехоустойчивого и инвариантного распознавания речевых сигналов и уменьшении длительности слухоречевой реабилитации у пациентов с КИ за счет специального тренинга слухового восприятия речевыми сигналами с переменными экстралингвистическими параметрами и локальными искажениями, а также объективной оценки способности пациента помехоустойчиво и инвариантно воспринимать речь с помощью КИ и оценки динамики процесса его слухоречевой реабилитации. The technical result of the present invention consists in the formation of noise-tolerant and invariant recognition of speech signals and reducing the duration of auditory-speech rehabilitation in patients with CI due to special training in auditory perception with speech signals with variable extralinguistic parameters and local distortions, as well as an objective assessment of the patient's ability to intermittently and invariantly perceive speech with using CI and assessing the dynamics of the process of its auditory-speech rehabilitation.

Этот результат достигается тем, что при подаче речевых сигналов используют переменные экстралингвистические параметры и локальные виды искажений, тренируют у пациентов умение инвариантно и помехоустойчиво распознавать речь, при этом не ранее чем через 3 дня после 1-го включения кохлеарного импланта и далее через 2-3 недели, а затем не реже 1 раза в 3 месяца в течение первого года и не реже 1 раза в год в дальнейшем, речевые сигналы подают с одинаковыми изменениями частоты основного тона и темпа речи, определяют количество правильных ответов и время реакции пациента, причем данные анализа сопоставляют с ранее полученными у этого пациента и с таковыми у здоровых лиц и, если число правильных ответов статистически значимо выше, а время реакции пациента ниже, чем ранее полученные у него, динамику реабилитации считают удовлетворительной, но если количество правильных ответов значимо ниже, чем у здоровых лиц, слухоречевую реабилитацию считают незавершенной. This result is achieved by using variable extralinguistic parameters and local types of distortion when delivering speech signals, they train patients to recognize speech invariantly and noise-immune, and not earlier than 3 days after the 1st inclusion of the cochlear implant and then after 2-3 weeks, and then at least 1 time in 3 months during the first year and at least 1 time per year in the future, speech signals are sent with the same changes in the frequency of the fundamental tone and tempo of speech, determine the number of correct answers and the patient’s reaction time, and the analysis data are compared with previously obtained from this patient and with those of healthy individuals, and if the number of correct answers is statistically significantly higher and the patient’s reaction time is lower than previously received from him, the dynamics of rehabilitation is considered satisfactory, but if the number correct answers are significantly lower than in healthy individuals, auditory-speech rehabilitation is considered incomplete.

Занимаясь в течение ряда лет оценкой слухоречевого развития пациентов с КИ, мы обнаружили, что восприятие речи у них зависит от дикторских особенностей и неустойчиво к различным искажениям. Основываясь на этих наблюдениях, мы предположили, что тренировка восприятия речи посредством предъявления речевых сигналов с переменными экстралингвистическими параметрами и с локальными искажениями будет способствовать более быстрому развитию инвариантного и помехоустойчивого восприятия, устойчивого к изменениям лингвистически незначимой информации. Идея использовать слова с локальными искажениями возникла в связи с нашими многолетними исследованиями по восприятию таких сигналов детьми, в том числе и детьми с нарушениями письма и чтения. Эти исследования показали, что опознавание слов с локальными искажениями базируется, с одной стороны, на тщательном акустическом анализе интактной части слов, с другой стороны, на использовании механизмов обработки сигналов "сверху вниз", обеспечивающих восстановление искаженной (отсутствующей) части слова. Таким образом, прослушивание и распознавание речевых сигналов с локальными искажениями обеспечивает формирование умения отделять звуковую помеху от полезного сигнала и инвариантно воспринимать слова как целостные образы, что необходимо для вхождения человека в реальную акустическую среду. Having been engaged in evaluating the auditory-speech development of patients with CI for several years, we found that the perception of speech in them depends on the announcer's characteristics and is unstable to various distortions. Based on these observations, we suggested that training speech perception through the presentation of speech signals with variable extralinguistic parameters and with local distortions will contribute to the more rapid development of invariant and noise-resistant perception, resistant to changes in linguistically insignificant information. The idea to use words with local distortions arose in connection with our many years of research on the perception of such signals by children, including children with impaired writing and reading. These studies have shown that the recognition of words with local distortions is based, on the one hand, on a thorough acoustic analysis of the intact part of the words, on the other hand, on the use of top-down signal processing mechanisms that ensure the restoration of the distorted (missing) part of the word. Thus, listening and recognition of speech signals with local distortions provides the formation of the ability to separate the sound noise from the useful signal and invariantly perceive words as complete images, which is necessary for a person to enter a real acoustic environment.

Мы предъявляли речевые сигналы с переменными экстралингвистическими параметрами и речевые сигналы с локальными искажениями пациентам с КИ в составе комплексной реабилитации, а именно в комбинации с настройкой КИ и сурдопедагогическими занятиями. We presented speech signals with variable extralinguistic parameters and speech signals with local distortions to patients with CI as part of a comprehensive rehabilitation, namely in combination with setting CI and sign language classes.

Оказалось, что подача речевых сигналов с переменными экстралингвистическими параметрами и речевых сигналов с локальными искажениями способствует более быстрому развитию навыков инвариантного и помехоустойчивого восприятия речи относительно дикторских особенностей произнесения и помех. Кроме того, как нами показано, предъявление речевых сигналов с одинаковыми изменениями частоты основного тона и темпа речи, оценка количества правильных ответов и времени реакции пациента, сопоставление результатов с ранее полученными у этого пациента и с таковыми у здоровых лиц через определенные временные интервалы позволяют оценить степень сформированноети инвариантного и помехоустойчивого распознавания речевых сигналов и эффективность курса реабилитации для принятия решения о ее завершении или коррекции программы тренинга. It turned out that the supply of speech signals with variable extralinguistic parameters and speech signals with local distortions contributes to a more rapid development of skills of invariant and noise-resistant speech perception regarding the speaker features of pronunciation and interference. In addition, as we have shown, the presentation of speech signals with the same changes in the frequency of the fundamental tone and rate of speech, an assessment of the number of correct answers and the patient’s reaction time, comparison of the results with previously obtained from this patient and with those in healthy individuals at certain time intervals allows us to assess the degree the formation of invariant and noise-resistant recognition of speech signals and the effectiveness of the rehabilitation course to decide on its completion or correction of the training program.

Для тренировки и оценки инвариантного и помехоустойчивого восприятия речевых сигналов используют специализированную установку, включающую персональный компьютер со звуковой платой, выносной пульт с лампочками-индикаторами для ввода ответов пациентов и управления ходом тренировки и тестирования, громкоговорители, а также набор обучающих и тестовых программ по обнаружению, различению и опознанию акустических речевых сигналов. Ответы пациента регистрируют с помощью пульта ответов, клавиатуры ПК или "мыши". Ответы автоматически сохраняют в специальном текстовом файле, доступном для дальнейшей обработки с помощью стандартных программ. На этапе обучения для подкрепления правильности реакции в качестве обратной связи целесообразно использовать визуальное сопровождение (картинка, текст) предъявляемого акустического сигнала на экране монитора. Для пациентов, умеющих читать, сигналы и инструкция могут быть представлены в письменной форме. Пациентам, не умеющим читать, реабилитатор объясняет задачу, подтверждает правильность ответа вербально или жестом, а в случае неправильного ответа сообщает, какой сигнал предъявлялся. В процессе тренировки сигналы могут многократно повторять по желанию пациента, если он не распознал сигнал. To train and evaluate the invariant and noise-tolerant perception of speech signals, a specialized installation is used, including a personal computer with a sound card, a remote control with indicator lamps for entering patient responses and controlling the training and testing progress, loudspeakers, as well as a set of training and testing programs for detection, distinguishing and recognizing acoustic speech signals. Patient responses are recorded using the answer console, PC keyboard, or mouse. Answers are automatically saved in a special text file, available for further processing using standard programs. At the training stage, to reinforce the correctness of the reaction, it is advisable to use visual accompaniment (picture, text) of the presented acoustic signal on the monitor screen as feedback. For patients who can read, signals and instructions can be presented in writing. For patients who cannot read, the rehabilitator explains the task, confirms the correct answer verbally or with a gesture, and in case of an incorrect answer, tells which signal was presented. During training, the signals can be repeated many times at the request of the patient, if he did not recognize the signal.

Как показали наши исследования, в качестве речевых сигналов целесообразно использовать наборы различных речевых сигналов: изолированные гласные, слоги, слова с различной и одинаковой слоговой структурой, предложения. Примерами наборов сигналов каждого типа могут служить следующие: "а-и-у", "стул-чашка-машина", "ключ-слон-лист", "машинист-продавец-музыкант-капитан", "Чистый синий лист - Грязный красный шкаф - Чистый красный лист - Грязный синий шкаф" и т.п. Для тренировки и тестирования устойчивости распознавания речевых сигналов к дикторской вариативности наборы сигналов предъявляют в 2-х вариантах: 1 - сигналы, произносимые одним диктором и в одинаковом темпе, 2 - сигналы, произносимые разными дикторами или/и в разном темпе. Сигналы предъявляют в закрытом списке, т. е. пациенту предварительно сообщают, какие сигналы ему будут предъявлять, и он должен выбрать услышанный сигнал из заданного набора. As our studies have shown, it is advisable to use sets of different speech signals as speech signals: isolated vowels, syllables, words with different and identical syllabic structures, sentences. Examples of signal sets of each type are the following: “a-i-u”, “chair-cup-machine”, “key-elephant-sheet”, “driver-salesman-musician-captain”, “Blank blue sheet - Dirty red cupboard - Clean red sheet - Dirty blue cupboard "etc. For training and testing the stability of recognition of speech signals to speaker variability, sets of signals are presented in 2 versions: 1 - signals delivered by one speaker and at the same pace, 2 - signals delivered by different speakers and / or at a different pace. The signals are presented in a closed list, that is, the patient is preliminarily informed which signals will be presented to him, and he must select the heard signal from a given set.

Как показал наш опыт, для тренировки и тестирования устойчивости распознавания речевых сигналов к локальным искажениям целесообразно использовать изолированные многосложные слова в условиях 2-х парадигм. В 1-й парадигме пациент должен распознать целевое слово, предъявляемое в потоке других слов. При этом целевое и фоновые (нецелевые) слова могут быть как интактными, так и искаженными. В последнем случае один из слогов в слове замещен шумом. Во 2-й парадигме пациент должен отмечать сам факт появления любого искаженного слова (независимо от того, какое слово) в последовательности интактных слов и слов с одной фонемой, замещенной шумом. As our experience has shown, for training and testing the stability of recognition of speech signals to local distortions, it is advisable to use isolated polysyllabic words in the conditions of 2 paradigms. In the 1st paradigm, the patient must recognize the target word presented in the stream of other words. In this case, the target and background (non-target) words can be both intact and distorted. In the latter case, one of the syllables in the word is replaced by noise. In the 2nd paradigm, the patient should note the fact of the appearance of any distorted word (no matter what word) in the sequence of intact words and words with one phoneme replaced by noise.

Занятия по развитию инвариантного распознавания речевых сигналов путем предъявления сигналов с переменными экстралингвистическими параметрами проводят не ранее, чем на 2-й день после первого включения процессора КИ. Занятия по развитию устойчивого распознавания слов с локальными искажениями проводят не ранее, чем на 5-ый день после 1 включения процессора КИ. Занятия проводят не реже 2-х раз в неделю. Они могут быть включены в состав обычных занятий с сурдопедагогом, проводиться дополнительно с педагогом или самостоятельно самим пациентом. Занятия можно проводить с пациентами, начиная с 4-летнего возраста. Длительность занятий от 20 до 45 мин в зависимости от возраста пациента. Classes on the development of invariant recognition of speech signals by presenting signals with variable extralinguistic parameters are carried out no earlier than on the 2nd day after the first inclusion of the KI processor. Lessons on the development of sustainable recognition of words with local distortions are carried out no earlier than on the 5th day after 1 turn on of the KI processor. Classes are held at least 2 times a week. They can be included in regular classes with a sign teacher, carried out additionally with the teacher or independently by the patient. Classes can be carried out with patients starting from the age of 4. Duration of classes from 20 to 45 minutes, depending on the age of the patient.

Не ранее 3-х дней после первого включения процессора КИ проводят тестирование способности инвариантного распознавания речевых сигналов. Для этой цели речевые сигналы подают с одинаковыми изменениями частоты основного тона и темпа речи, определяют количество правильных ответов и время реакции пациента. В качестве речевого материала используют специально созданную батарею компьютеризованных тестов, включающую тесты на опознавание гласных звуков, слов с разной слоговой структурой, односложных слов, многосложных слов с одинаковой слоговой структурой, предложений. Во всех тестах сигналы предъявляют в закрытом списке. Начинают с предъявления наиболее простых для распознавания сигналов: изолированных гласных и слов с разной слоговой структурой. В зависимости от степени сформированности инвариантного распознавания речи для оценки реакций на начальном этапе используют число правильных ответов и число повторений сигналов, необходимых пациенту для принятия решения. После достижения более 70% ответов после однократного прослушивания сигнала используют тесты с однократным предъявлением сигналов, а в качестве оценки используют число правильных ответов и латентный период реакции пациента. Not earlier than 3 days after the first inclusion of the KI processor, the ability of invariant recognition of speech signals is tested. For this purpose, speech signals are supplied with identical changes in the frequency of the fundamental tone and rate of speech, the number of correct answers and the patient's response time are determined. As speech material, a specially created battery of computerized tests is used, including tests for recognizing vowels, words with different syllabic structures, monosyllables, polysyllabic words with the same syllabic structure, sentences. In all tests, the signals are presented in a closed list. They begin by presenting the simplest signals for recognition: isolated vowels and words with different syllabic structures. Depending on the degree of formation of invariant speech recognition, the number of correct answers and the number of repetitions of signals necessary for the patient to make a decision are used to evaluate reactions at the initial stage. After reaching more than 70% of the responses after a single listening to the signal, tests with a single presentation of the signals are used, and the number of correct answers and the latent period of the patient's response are used as an estimate.

Оценку инвариантности распознавания речевых сигналов относительно локальных искажений проводят не ранее, чем на следующий день после первого занятия по распознаванию таких сигналов. Для этой цели используют тесты на обнаружение целевого слова (интактный и искаженный варианты), предъявляемого в последовательности других искаженных и интактных слов, а также тест на обнаружение искажения в словах. The invariance of recognition of speech signals with respect to local distortions is evaluated no earlier than the day after the first lesson in recognizing such signals. For this purpose, tests are used to detect the target word (intact and distorted versions) presented in a sequence of other distorted and intact words, as well as a test for detecting distortion in words.

После этого продолжают занятия по развитию распознавания речевых сигналов с помощью КИ, в том числе и занятия по распознаванию сигналов с переменными экстралингвистическими параметрами и локальными искажениями. After this, classes on the development of recognition of speech signals using CI continue, including classes on the recognition of signals with variable extralinguistic parameters and local distortions.

Через 2-3 недели тестирование повторяют и далее продолжают реабилитацию, оценивая ее динамику не реже 1 раза в 3 месяца в течение первого года и затем ежегодно. Результаты сопоставляют с ранее полученными у этого пациента и с таковыми у здоровых лиц и, если число правильных ответов статистически значимо выше, а время реакции пациента ниже, чем ранее полученные у него, динамику реабилитации считают удовлетворительной, а если количество правильных ответов значимо ниже, чем у здоровых лиц, слухоречевую реабилитацию считают незавершенной. After 2-3 weeks, testing is repeated and further rehabilitation is continued, assessing its dynamics at least 1 time in 3 months during the first year and then annually. The results are compared with previously obtained from this patient and with those of healthy individuals, and if the number of correct answers is statistically significantly higher and the patient’s response time is lower than previously obtained from him, the dynamics of rehabilitation is considered satisfactory, and if the number of correct answers is significantly lower than in healthy individuals, auditory-speech rehabilitation is considered incomplete.

Высокая эффективность слухоречевой реабилитации и ее оценки у пациентов с КИ путем подачи речевых сигналов с переменными экстралингвистическими параметрами и локальными искажениями подтверждается примерами. The high efficiency of auditory-speech rehabilitation and its assessment in patients with CI by delivering speech signals with variable extralinguistic parameters and local distortions is confirmed by examples.

Пример 1. Больной М., 25 лет потерял слух в результате черепно-мозговой травмы в возрасте 18 лет. Слуховой аппарат не использовал ввиду низкой эффективности для восприятия речи. Был проимплантирован в возрасте 25 лет. На момент имплантации воспринимал только очень громкие низкие звуки. Первое включение процессора КИ проведено через 3 недели после операции. В первый день проведено 1 занятие по развитию восприятия речи с помощью КИ. Далее ежедневно проводили коррекцию настройки процессора КИ, 2 занятия по развитию слухоречевого восприятия, в том числе и занятия с предъявлением речевых сигналов с переменными экстралингвистическими параметрами. При первом тестировании (3 день после включения) распознавания речевых сигналов с помощью батареи тестов количество правильно опознанных изолированных гласных составило 33,3% (при 15% повторов сигналов), односложных слов - 88% (11% повторов), для многосложных слов - 83% (6% повторов). Субъективно пациент отмечал, что он слышит и распознает различные звуки и речь, если говорят медленно. Среднее время реакции пациента превышало 1 с и составило 1,17 с. Занятия по развитию слухоречевого восприятия были продолжены, в том числе не менее 3-х раз в неделю проводились занятия с предъявлением речевых сигналов с переменными экстралингвистическими параметрами и сигналов с локальными искажениями. Регулярно проводили также коррекцию настройки КИ, которая включала изменение пороговых уровней токов и расширение динамического диапазона для каждого из электродов КИ. Example 1. Patient M., 25 years old, lost his hearing as a result of a traumatic brain injury at the age of 18 years. Hearing aid is not used due to low efficiency for speech perception. Was implanted at the age of 25 years. At the time of implantation, I perceived only very loud low sounds. The first inclusion of the KI processor was performed 3 weeks after the operation. On the first day, 1 lesson was held on the development of speech perception using CI. Then daily adjustments were made to the settings of the KI processor, 2 classes on the development of auditory-speech perception, including classes with the presentation of speech signals with variable extralinguistic parameters. During the first test (3 days after switching on) the recognition of speech signals using a battery of tests, the number of correctly identified isolated vowels was 33.3% (with 15% repetitions of signals), monosyllables - 88% (11% repetitions), for polysyllabic words - 83 % (6% of reps). Subjectively, the patient noted that he hears and recognizes various sounds and speech if they speak slowly. The average patient response time exceeded 1 s and amounted to 1.17 s. Classes on the development of auditory-speech perception were continued, including classes with presentation of speech signals with variable extralinguistic parameters and signals with local distortions at least 3 times a week. Correction of the KI setting was also carried out regularly, which included changing the threshold current levels and expanding the dynamic range for each of the KI electrodes.

Через 2 недели после включения процессора КИ было проведено очередное тестирование инвариантности восприятия речевых сигналов. Количество правильно опознанных сигналов для изолированных гласных достигло 100%, для слов с разной слоговой структурой - 100%, для односложных слов - 100% и для многосложных слов также 100%. Повторов сигналов не наблюдалось. Время реакции пациента уменьшилось вдвое - с 1,17 с до 0,75 с. Больной субъективно отмечал, что хорошо понимает речь знакомых и незнакомых людей, особенно если известна тема разговора, даже на фоне небольшого шума. Хорошая динамика реабилитации, данные тестирования и удовлетворенность самого больного достигнутыми результатами, определили решение об окончании занятий и возвращении пациента домой. 2 weeks after turning on the KI processor, the next test was conducted for the invariance of the perception of speech signals. The number of correctly recognized signals for isolated vowels reached 100%, for words with different syllabic structures - 100%, for monosyllables - 100% and for polysyllabic words also 100%. No signal repeats were observed. The patient's response time was halved - from 1.17 s to 0.75 s. The patient subjectively noted that he understood well the speech of friends and strangers, especially if the topic of conversation was known, even against the background of a little noise. Good dynamics of rehabilitation, test data and patient satisfaction with the results achieved, determined the decision to end classes and return the patient home.

Пример 2. Больная Ч. 47 лет, потеряла слух в возрасте 40 лет после приема ототоксических антибиотиков при лечении туберкулеза. Слуховой аппарат не использовала ввиду низкой эффективности для восприятия речи. Была проимплантирована в возрасте 47 лет. На момент имплантации воспринимала звуки низких частот на среднем уровне громкости, средне- и высокочастотные звуки речи не воспринимала, ее сильно беспокоил ушной шум. Разборчивость для односложных слов в открытом списке составляла 0%. Первое включение процессора КИ проведено через 3 недели после операции. В первый день проведено 2 занятия по развитию восприятия речи с помощью КИ, в том числе и занятие с предъявлением речевых сигналов (изолированных гласных, слов с разной слоговой структурой) с переменными экстралингвистическими параметрами. Далее ежедневно проводили коррекцию настройки процессора КИ, 2 занятия по развитию слухоречевого восприятия, в том числе и занятия с предъявлением речевых сигналов с переменными экстралингвистическими параметрами. На 4-й день было проведено тестирование инвариантности распознавания различных речевых сигналов с помощью батареи тестов. Количество правильно опознанных сигналов для изолированных гласных составило 64,11% (среднее время реакции - 1,4 с), для слов с разной слоговой структурой (односложные, разносложные и многосложные слова) - 83,9% (1,04 с). Субъективно пациентка отмечала, что она слышит различные звуки и речь, но неразборчиво. Занятия по развитию слухоречевого восприятия были продолжены, в том числе не менее 3-х раз в неделю проводились занятия с предъявлением речевых сигналов с переменными экстралингвистическими параметрами и сигналов с локальными искажениями. Регулярно проводили также коррекцию настройки КИ. Example 2. Patient Ch. 47 years old, lost hearing at the age of 40 years after taking ototoxic antibiotics in the treatment of tuberculosis. Hearing aid is not used due to low efficiency for speech perception. Was implanted at the age of 47 years. At the time of implantation, I perceived low-frequency sounds at an average volume level, I did not perceive medium- and high-frequency sounds of speech, she was very worried about ear noise. The intelligibility for monosyllables in the open list was 0%. The first inclusion of the KI processor was performed 3 weeks after the operation. On the first day, 2 classes were held to develop speech perception using CI, including a lesson with the presentation of speech signals (isolated vowels, words with different syllabic structures) with variable extralinguistic parameters. Then daily adjustments were made to the settings of the KI processor, 2 classes on the development of auditory-speech perception, including classes with the presentation of speech signals with variable extralinguistic parameters. On the 4th day, the invariance of recognition of various speech signals was tested using a battery of tests. The number of correctly recognized signals for isolated vowels was 64.11% (average reaction time - 1.4 s), for words with different syllabic structures (monosyllabic, polysyllabic and polysyllabic words) - 83.9% (1.04 s). Subjectively, the patient noted that she hears various sounds and speech, but inaudible. Classes on the development of auditory-speech perception were continued, including classes with presentation of speech signals with variable extralinguistic parameters and signals with local distortions at least 3 times a week. Correction of the CI settings was also carried out regularly.

Через 15 дней после включения процессора КИ было проведено очередное тестирование инвариантности восприятия речевых сигналов. Количество правильно опознанных пациенткой сигналов для изолированных гласных увеличилось до 81,4%, а время реакции уменьшилось до 1,1 с. Однако для восприятия слов эти показатели снизились до 76% и 1,2 с. Более низкие показатели по сравнению с предыдущими результатами послужили основанием для коррекции программы занятий, расширения динамического диапазона при настройке процессора и новых рекомендаций пациентке по использованию КИ (использование режима максимального усиления на занятиях, среднего - в домашних условиях, минимального - на улице). В программе занятий больше внимания стали уделять развитию восприятия не только отдельных звуков речи, но и предложений. Пациентке было рекомендовано носить КИ постоянно, несмотря на утомление, вызываемое ушным шумом. Это обеспечило более быструю адаптацию к уровню сигналов, передаваемых КИ, и возможность настройки процессора на уровень, необходимый для тренинга восприятия звуков речи во время занятий. 15 days after turning on the KI processor, another invariance of the perception of speech signals was tested. The number of signals correctly recognized by the patient for isolated vowels increased to 81.4%, and the reaction time decreased to 1.1 s. However, for the perception of words, these indicators decreased to 76% and 1.2 s. Lower indicators compared with previous results served as the basis for the correction of the training program, the expansion of the dynamic range when setting up the processor and new recommendations to the patient on the use of CI (using the maximum gain mode in the classroom, the average in the home, the minimum in the street). In the lesson program, more attention was paid to the development of perception not only of individual speech sounds, but also of sentences. The patient was recommended to wear CI constantly, despite the fatigue caused by ear noise. This provided faster adaptation to the level of signals transmitted by the CI, and the ability to configure the processor to the level necessary for training the perception of speech sounds during classes.

Занятия с пациенткой продолжались 3-4 раза в неделю и через 1 месяц было проведено очередное тестирование с предъявлением сигналов с одинаковыми изменениями частоты основного тона, а также слов с локальными искажениями. Количество правильно опознанных сигналов для изолированных гласных возросло до 97,3%, для слов с разной слоговой структурой - до 86,4%. Среднее время реакции при этом сократилось до 0,57 с. Субъективно пациентка отмечала значительное улучшение восприятия речи. Она могла воспринимать речь близких людей на слух, если была известна тема разговора. Восприятие речи малознакомых людей или при изменении темы разговора представляло большую трудность. Таким образом, отмечалась положительная динамика развития инвариантного распознавания, однако результаты были еще ниже, чем у здоровых людей. Поэтому реабилитация была оценена как незавершенная и тренинг был продолжен. Classes with the patient lasted 3-4 times a week and after 1 month the next test was conducted with the presentation of signals with the same changes in the frequency of the fundamental tone, as well as words with local distortions. The number of correctly recognized signals for isolated vowels increased to 97.3%, for words with different syllabic structures - up to 86.4%. The average reaction time was reduced to 0.57 s. Subjectively, the patient noted a significant improvement in speech perception. She could perceive the speech of loved ones by ear if the topic of conversation was known. The perception of speech by unfamiliar people or when changing the topic of conversation was a great difficulty. Thus, there was a positive dynamics in the development of invariant recognition, but the results were even lower than in healthy people. Therefore, rehabilitation was assessed as incomplete and the training was continued.

Этот способ слухоречевой реабилитации и ее оценки разработан в СПб НИИ уха, горла, носа и речи совместно с Институтом физиологии им. И.П.Павлова (сектор исследования речевых сигналов). Способ прошел апробацию в НИИ уха, горла, носа и речи у 9 пациентов с кохлеарными имплантами в возрасте от 4-х до 47 лет с положительным результатом. This method of auditory-speech rehabilitation and its assessment was developed in St. Petersburg Research Institute of Ear, Throat, Nose and Speech in conjunction with the Institute of Physiology. I.P. Pavlova (sector of the study of speech signals). The method was tested at the Research Institute of ear, throat, nose and speech in 9 patients with cochlear implants aged 4 to 47 years with a positive result.

Предлагаемый способ по сравнению с известными имеет следующие преимущества. The proposed method in comparison with the known has the following advantages.

1. Способ обеспечивает более быстрое развитие у пациентов умения инвариантно и помехоустойчиво распознавать речевые сигналы с переменными экстралингвистическими параметрами и искажениями с помощью КИ. 1. The method provides a more rapid development in patients of the ability to recognize invariantly and noise-immune recognition of speech signals with variable extralinguistic parameters and distortions using CI.

2. Способ позволяет объективно оценить динамику реабилитационного процесса и степень сформированности навыков инвариантного и помехоустойчивого слухоречевого восприятия у пациентов. 2. The method allows you to objectively assess the dynamics of the rehabilitation process and the degree of formation of skills of invariant and noise-resistant auditory-speech perception in patients.

Источники информации
1. Ланцов А.А., Королева И.В., Пудов В.И., Жукова О.С. Проблемы кохлеарной имплантации. Новости оториноларингологии и логопатологии. 1999. 4. с. 4-9.Sources of information
1. Lantsov A.A., Koroleva I.V., Pudov V.I., Zhukova O.S. Problems of cochlear implantation. News of otorhinolaryngology and logopathology. 1999.4. 4-9.

2. Cochlear implant rehabilitation in children and adults. Ed D. Allum. Whurr publishers Ltd. England. 1996. 325 р. 2. Cochlear implant rehabilitation in children and adults. Ed D. Allum. Whurr publishers Ltd. England. 1996.332 p.

3. Moog J.S., Geers A.E. Achieving auditory speech perception skills in profoundly deaf children with hearing aids and cochlear implants. In: Cochlear implant rehabilitation in children and adults. Ed D. Allum. Whurr publishers Ltd. England. 1996. P. 166-173. 3. Moog J.S., Geers A.E. Achieving auditory speech perception skills in profoundly deaf children with hearing aids and cochlear implants. In: Cochlear implant rehabilitation in children and adults. Ed D. Allum. Whurr publishers Ltd. England. 1996.P. 166-173.

4. Королева И. В., Дмитриева И.В. Проблема оценки слухового и речевого развития детей с кохлеарными имплантами: русскоязычная версия методики EARS// Новости оториноларингологии и логопатологии. Приложение 1: Расстройства речи (клинические проявления и методы коррекции). - 1999. - С. 97-107. 4. Koroleva I.V., Dmitrieva I.V. The problem of assessing the auditory and speech development of children with cochlear implants: the Russian-language version of the EARS method // News of Otorhinolaryngology and Logopathology. Appendix 1: Speech disorders (clinical manifestations and correction methods). - 1999 .-- S. 97-107.

5. Таварткиладзе Г. А. Миронова Э.В., Фроленков Г.И., Белянцева И.А. Восприятие речевых сигналов различного лингвистического уровня больными с кохлеарными имплантами NUCLEUS. Новости оториноларингологии и логопатологии. Приложение 1. Расстройства речи (клинические проявления и методы коррекции). 1999. С. 87-97. 5. Tavartkiladze G. A. Mironova E. V., Frolenkov G. I., Belyantseva I. A. Perception of speech signals of various linguistic levels by patients with NUCLEUS cochlear implants. News of otorhinolaryngology and logopathology. Appendix 1. Speech disorders (clinical manifestations and correction methods). 1999.S. 87-97.

6. Strauss-Schier A., Rost U. Rehabilitation in adult cochlear implant patients. In: Cochlear implant rehabilitation in children and adults. Ed D. Allum. Whurr publishers Ltd. England. 1996. P. 254-265. 6. Strauss-Schier A., Rost U. Rehabilitation in adult cochlear implant patients. In: Cochlear implant rehabilitation in children and adults. Ed D. Allum. Whurr publishers Ltd. England. 1996.P. 254-265.

7. Parkinson A.J., Parkinson W.D., Tyier R.S., Lowder M.W., Gantz B.J. Speech perception performance in experienced cochlear-implant patients receiving the SPEAK processing strategy in the Nucleus Spectra-22 cochlear implant. J. Speech, Language and hearing research. 1998. Vol. 41. 5. P. 1073-1087. 7. Parkinson A.J., Parkinson W. D., Tyier R. S., Lowder M.W., Gantz B.J. Speech perception performance in experienced cochlear-implant patients receiving the SPEAK processing strategy in the Nucleus Spectra-22 cochlear implant. J. Speech, Language and hearing research. 1998. Vol. 41. 5. P. 1073-1087.

8. Королева И.В., Кашина И.А., Шургая Г.Г., Сахновская О.С. Перцептивная реставрация отсутствующей фонемы. Новое о восприятии речи у детей. Сенсорные системы. 1991. Т. 5. 3. С. 30-41. 8. Koroleva I.V., Kashina I.A., Shurgaya G.G., Sakhnovskaya O.S. Perceptual restoration of the absent phoneme. New about the perception of speech in children. Sensory systems. 1991.V. 5. 3.P. 30-41.

9. Koroleva I. V. , Yagunova E.V., Lublinskaya V.V., Stolayrova E.I., Kornev A. N. Children's perception of words with local distortions. XIV Intern. Congress of Phonetic Sciences. 1999. USA. 9. Koroleva I. V., Yagunova E.V., Lublinskaya V.V., Stolayrova E.I., Kornev A. N. Children's perception of words with local distortions. XIV Intern. Congress of Phonetic Sciences. 1999. USA.

Claims (1)

Способ слухоречевой реабилитации и ее оценки у пациентов с кохлеарными имплантами путем подачи звуковых речевых сигналов и анализа ответных реакций, отличающийся тем, что при подаче речевых сигналов используют переменные экстралингвистические параметры и локальные виды искажений, тренируют у пациентов умение инвариантно и помехоустойчиво распознавать речь, при этом не ранее чем через 3 дня после 1-го включения кохлеарного импланта и далее через 2-3 недели, а затем не реже 1 раза в 3 месяца в течение первого года и не реже 1 раза в год в дальнейшем речевые сигналы подают с одинаковыми изменениями частоты основного тона и темпа речи, определяют количество правильных ответов и время реакции пациента, причем данные анализа сопоставляют с ранее полученными у этого пациента и с таковыми у здоровых лиц и, если число правильных ответов статистически значимо выше, а время реакции пациента ниже, чем ранее полученные у него, динамику реабилитации считают удовлетворительной, но если количество правильных ответов значимо ниже, чем у здоровых лиц, слухоречевую реабилитацию считают незавершенной. The method of auditory-speech rehabilitation and its assessment in patients with cochlear implants by supplying sound speech signals and analyzing responses, characterized in that when applying speech signals using variable extralinguistic parameters and local types of distortion, they train patients in the ability to recognize speech invariantly and noise-immune, while not earlier than 3 days after the 1st inclusion of the cochlear implant and then after 2-3 weeks, and then at least 1 time in 3 months during the first year and at least 1 time per year in the far Then, speech signals are sent with identical changes in the frequency of the fundamental tone and rate of speech, the number of correct answers and the reaction time of the patient are determined, and the analysis data are compared with previously obtained from this patient and with those in healthy individuals, and if the number of correct answers is statistically significantly higher, and the patient’s reaction time is shorter than previously received from him, the dynamics of rehabilitation is considered satisfactory, but if the number of correct answers is significantly lower than in healthy individuals, auditory-speech rehabilitation is considered independent rshennoy.