專利名稱：基于聽覺穩(wěn)態(tài)響應的言語測聽方法
技術領域：
本發(fā)明涉及神經(jīng)工程以及言語測聽技術領域，具體涉及一種基于聽覺穩(wěn)態(tài)響應的言語測聽方法。
背景技術：
言語測聽是指用言語的標準樣本作為測試信號，經(jīng)符合標準的言語聽力計來測試言語聽聞和言語識別能力的一種測試方法。言語測聽一般使用言語信號作刺激，例如各種音樂、聲母、韻母、音調(diào)、句子以及連續(xù)的語言等；受試者聽到言語信號后做出反應，根據(jù)受試者的反應情況以言語級，聽力級或聲壓級表示其言語聽聞能力，言語識別能力則以百分比來表示，進而判斷受試者聽力及語言情況。在臨床上，言語測聽對耳聾的鑒別診斷以及耳聾患者的康復方面有很大的實用價值。傳統(tǒng)的言語測聽通常是基于受試者的主觀反饋來形成測試結(jié)果；然而，對于一部分無法良好表達自己主觀認知的人群，如幼兒、神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者等，傳統(tǒng)的基于主觀反饋的言語測聽則無法正常進行；另一方面，基于主觀反饋的測聽過程，需要受試者的積極配合，如果受試者給出不正確的反饋結(jié)果，也會造成測量結(jié)果的不準確。聽覺穩(wěn)態(tài)響應(auditory steady-state response, ASSR)是由周期性聲音信號所誘發(fā)的，與刺激頻率具有鎖相性的腦電反應。因其具有快速、無創(chuàng)、頻率特異性好、與行為聽閾相關性好、測試方法客觀、結(jié)果判斷客觀等優(yōu)點，在臨床上具有廣泛的應用前景。大腦的認知過程會顯著增加Y頻段的腦電信號能量；現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，Y頻率波形誘發(fā)的腦電與自發(fā)腦電有著相近的性質(zhì)，近年來的對Y頻段的研究發(fā)現(xiàn)，在有意義的聲音刺激下，Y頻段ASSR響應在左右腦區(qū)的分布出現(xiàn)明顯差異性，當受試者聽到有意義的語音或者帶噪聲的有意義的語音時，相較于聽到無意義的語音，左半顳頂區(qū)的ASSR響應的能量減少。有意義與無意義語音 刺激的差別是前者能夠激發(fā)受試者的認知過程，而大腦功能存在偏側(cè)性是造成左右腦區(qū)ASSR響應差異性的原因之一。基于上述原理，當受試者對一段特定頻率調(diào)制的語音產(chǎn)生了正確的認知時，受試者的腦電分布會出現(xiàn)左右腦區(qū)的明顯差異。因此，可以通過分析這種差異性，客觀的判斷受試者對于言語的認知。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術問題本發(fā)明的目的在于提供一種基于聽覺穩(wěn)態(tài)響應的言語測聽方法，用于擺脫測聽過程中主觀因素的影響，得到客觀準確的測聽結(jié)果，為耳聾的鑒別診斷以及耳聾患者的康復提供幫助。(二)技術方案本發(fā)明技術方案如下一種基于聽覺穩(wěn)態(tài)響應的言語測聽方法，包括步驟
S1.生成調(diào)制頻率在腦電Y頻段且具備可聽性的第一語音刺激以及不具備可聽性的第二語音刺激；S2.分別通過所述第一語音刺激以及第二語音刺激刺激受試者；記錄刺激過程中受試者的腦電信號；S3.根據(jù)所述腦電信號，分析聽覺穩(wěn)態(tài)響應強弱，判斷受試者是否具備正常的言語識別能力。優(yōu)選的，所述步驟SI包括從受試者可以理解的語言樣本中選取一個語音片段；所述語音片段經(jīng)腦電Y頻段波形調(diào)制后生成第一語音刺激；對所述語音片段做逆序處理，經(jīng)所述第一語音刺激的調(diào)制波形調(diào)制后生成第二語音刺激。優(yōu)選的，所述第一語音刺激以及第二語音刺激頻率能量分布相同。優(yōu)選的，所述腦電Y頻段為30Hz-100Hz。優(yōu)選的，所述步驟S2中通過刺激器分別播放所述第一語音刺激以及第二語音刺激；通過腦電儀記錄刺激過程中受試者的腦電信號。優(yōu)選的，所述刺激器播放語音刺激的聲壓為60dB_70dB。優(yōu)選的，所述腦電 儀所有導聯(lián)阻抗值均小于IOkQ，數(shù)據(jù)采樣頻率為1kHz，帶通濾波為 O. 05Hz-200Hz。優(yōu)選的，所述步驟S3包括分別計算在所述第一語音刺激以及第二語音刺激下得到的腦電信號信噪比；根據(jù)兩個信噪比的比值大小分析聽覺穩(wěn)態(tài)響應強弱，判斷受試者是否具備正常的言語識別能力。(三)有益效果本發(fā)明的一種基于聽覺穩(wěn)態(tài)響應的言語測聽方法通過分別利用具備可聽性以及不具備可聽性的語音刺激刺激受試者，根據(jù)受試者的反應腦電信號，分析聽覺穩(wěn)態(tài)響應的強弱，進而判斷受試者是否具備正常的言語識別能力；本發(fā)明成功擺脫了測聽過程中主觀因素的影響，因而可以得到客觀準確的測聽結(jié)果，同時具備快速、無創(chuàng)的優(yōu)點，能夠為受試者的言語識別能力判斷以及耳聾的鑒別診斷和耳聾患者的康復提供有力的幫助。


圖1是本發(fā)明的一種基于聽覺穩(wěn)態(tài)響應的言語測聽方法的流程示意圖；圖2是圖1中方法的正向語音刺激的波形圖；圖3是圖1中方法的逆向語音刺激的波形圖；圖4是圖2中語音刺激經(jīng)40Hz正弦調(diào)制后的波形圖；圖5是圖3中語音刺激經(jīng)40Hz正弦調(diào)制后的波形圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對發(fā)明的具體實施方式
做進一步描述。以下實施例僅用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
流程圖如圖1中所示的一種基于聽覺穩(wěn)態(tài)響應的言語測聽方法，主要包括以下步驟S1.由于Y頻率波形誘發(fā)的腦電與自發(fā)腦電有著相近的性質(zhì)，因此生成調(diào)制頻率在腦電Y頻段(30Hz-100Hz)任一選定頻率的兩個語音刺激，分別為具備可聽性的第一語音刺激以及不具備可聽性的第二語音刺激；第一語音刺激優(yōu)選取自受試者可以理解的語言樣本；第二語音刺激可以由第一語音刺激逆序處理后獲得，這樣獲得的第一語音刺激以及第二語音刺激頻率能量分布相同。本實施例中，正向語音刺激由10個常用的漢語雙音節(jié)詞語組成，漢語女聲勻速朗讀，確保受試者能夠清晰聽到并理解；將正向語音刺激在時間點上前后顛倒，形成逆向語音刺激；正向語音刺激以及逆向語音刺激的波形圖分別如圖2以及圖3中所示；利用40Hz正弦作為調(diào)制波形分別對正向語音刺激以及逆向語音刺激進行調(diào)制，調(diào)制深度為100%，聲音信號的包絡成分(O. 5 20Hz)不改變，因此不影響人腦對語音的識別；經(jīng)正弦調(diào)制之后分別形成波形圖如圖4以及圖5中所示的第一語音刺激以及第二語音刺激。S2.分別通過第一語音刺激以及第二語音刺激刺激受試者；記錄刺激過程中受試者的腦電信號；該步驟中可以通過刺激器分別播放第一語音刺激以及第二語音刺激或者其他方式將語音刺激加到受試者身上；可以通過腦電儀或者其他設備記錄刺激過程中受試者的腦電信號。本實施例中具體為將第一語音刺激以及第二語音刺激載入到刺激器上，選用的刺激器為基于數(shù)字信號處理器(DSP，Digital SignalProcessing)的電路板；將語音刺激數(shù)據(jù)存儲到電路板的閃存之后，通過控制主芯片進行刺激流程；具體刺激流程為首先播放第一語音刺激，然后休息5s，再播放第二語音刺激；受試者的耳機優(yōu)選使用氣導插入式耳機，用以防止電磁干擾；正常人的舒適閾一般在60-70dBSPL，為確保受試者能夠正常感知到語音，選擇播放聲音強度為65dBSPL ;在刺激過程中，使用腦電儀從設置在受試者頭皮的導聯(lián)提取腦電圖信號，參考電極設置在受試者鼻尖，接地電極設置在受試者前額；為分析整個大腦皮層的腦電信號，可以記錄64導腦電數(shù)據(jù)；所有導聯(lián)阻抗值均小于IOk Ω，數(shù)據(jù)采樣率設置為1kHz，帶通濾波設置為O. 05Hz-200Hz ;采集到的腦電信號經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后發(fā)送至計算機進行分析。S3.根據(jù)腦電信號，分析聽覺穩(wěn)態(tài)響應強弱，判斷受試者是否具備正常的言語識別能力；該步驟主要包括分別計算在第一語音刺激以及第二語音刺激下得到的腦電信號信噪比；根據(jù)兩個信噪比的比值大小分析聽覺穩(wěn)態(tài)響應強弱，判斷受試者是否具備正常的言語識別能力。本實施例中具體為通過FFT (Fast Fourier Transformation,快速傅里葉變換)算法對所述腦電信號進行預處理；分別計算在第一語音刺激以及第二語音刺激下得到的腦電信號的信噪比SNR ;信噪比SNR的定義是將響應頻率周邊頻帶上的背景腦電當成噪聲，響應頻率處的功率譜與周邊IHz帶寬內(nèi)能量均值的比值，即
權利要求
1.一種基于聽覺穩(wěn)態(tài)響應的言語測聽方法，其特征在于，包括步驟 51.生成調(diào)制頻率在腦電Y頻段且具備可聽性的第一語音刺激以及不具備可聽性的第二語音刺激； 52.分別通過所述第一語音刺激以及第二語音刺激刺激受試者；記錄刺激過程中受試者的腦電信號； 53.根據(jù)所述腦電信號，分析聽覺穩(wěn)態(tài)響應強弱，判斷受試者是否具備正常的言語識別能力。
2.根據(jù)權利要求1所述的測聽方法，其特征在于，所述步驟SI包括 從受試者可以理解的語言樣本中選取一個語音片段； 所述語音片段經(jīng)腦電Y頻段波形調(diào)制后生成第一語音刺激； 對所述語音片段做逆序處理，經(jīng)所述第一語音刺激的調(diào)制波形調(diào)制后生成第二語音刺激。
3.根據(jù)權利要求2所述的測聽方法，其特征在于，所述第一語音刺激以及第二語音刺激頻率能量分布相同。
4.根據(jù)權利要求1所述的測聽方法，其特征在于，所述腦電Y頻段為30Hz-100Hz。
5.根據(jù)權利要求1-4任意一項所述的測聽方法，其特征在于，所述步驟S2中通過刺激器分別播放所述第一語音刺激以及第二語音刺激；通過腦電儀記錄刺激過程中受試者的腦電信號。
6.根據(jù)權利要求5所述的測聽方法，其特征在于，所述刺激器播放語音刺激的聲音強度為 60dB SPL-70dB SPL。
7.根據(jù)權利要求5所述的測聽方法，其特征在于，所述腦電儀所有導聯(lián)阻抗值均小于IOkQ，數(shù)據(jù)采樣頻率為IkHz，帶通濾波為O. 05Ηζ-200Ηζ。
8.根據(jù)權利要求1-4、6-7任意一項所述的測聽方法，其特征在于，所述步驟S3包括 分別計算在所述第一語音刺激以及第二語音刺激下得到的腦電信號信噪比；根據(jù)兩個信噪比的比值大小分析聽覺穩(wěn)態(tài)響應強弱，判斷受試者是否具備正常的言語識別能力。
全文摘要
本發(fā)明涉及神經(jīng)工程以及言語測聽技術領域，具體涉及一種基于聽覺穩(wěn)態(tài)響應的言語測聽方法。該言語測聽方法包括步驟S1.生成調(diào)制頻率在腦電γ頻段且具備可聽性的第一語音刺激以及不具備可聽性的第二語音刺激；S2.分別通過所述第一語音刺激以及第二語音刺激刺激受試者；記錄刺激過程中受試者的腦電信號；S3.根據(jù)所述腦電信號，分析聽覺穩(wěn)態(tài)響應強弱，判斷受試者是否具備正常的言語識別能力。本發(fā)明成功擺脫了測聽過程中主觀因素的影響，因而可以得到客觀準確的測聽結(jié)果，同時具備快速、無創(chuàng)的優(yōu)點，能夠為受試者的言語識別能力判斷以及耳聾的鑒別診斷和耳聾患者的康復提供有力的幫助。
文檔編號A61B5/12GK103054587SQ20121055653
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權日2012年12月20日
發(fā)明者高小榕, 應俊, 鄭璞潔, 高上凱 申請人:清華大學