破解迷思：少了一支耳朵的「單側聽損」應該要戴助聽器嗎？

• 文／雅文基金會聽語科學研究中心　張逸屏

在 KTV 歡唱時，當挑戰高音不成，還偏偏硬是要唱，就會用大絕招──降 key！但你知道嗎？其實助聽器也有類似降 key 的功能喔！也就是所謂的「降頻技術」。但是，助聽器降頻技術到底是怎麼運作的呢？對於聽損者的語音理解真的有幫助嗎？

一般我們聆聽到的各種聲音，包含了許多高低不同的頻率，低頻的聲音像是打雷、海浪、抽油煙機和語音／ㄨ／等，而高頻的聲音則是像鳥叫、哨子、指甲刮黑板和語音／ㄙ／等聲音。但事實上，絕大多數的聲音都是由許多高低不同的頻率所組成，只是每個聲音的組成成份當中，高低頻的比例不同而已。

所以當我們說這是一個高頻的聲音或語音時，只是意味其中高頻聲音的佔比較多，並不代表當中完全沒有低頻的成份。因此，在討論聽力損失時，除了損失程度（類似近視度數）之外，對不同頻率聲音的接收程度也是需要考量的面向。例如，有些聽損者可能是從低頻到高頻的聽損程度都差不多，有些則在不同頻帶聽損程度變化很大。

一般而言，對於降頻技術使用反應較好的聽力損失者，是屬於高頻區域聽力受損較重的，主要是陡降型聽損和高頻型聽損這兩大族群（如圖二）。受限於助聽器放大強度的限制，無法將高頻的聲音放大到這些聽損者可利用的程度。再者，即使可放大到足夠大聲，但聽損者常有耳蝸死區 ^{[註 1]} 和頻率解析能力 ^{[註 2]} 不足的狀況，導致大腦無法接收及運用這些被放大後的高頻語音。

因此，某些廠牌型號的助聽器，便具備降頻的功能，將降頻功能開啟後，聽損者在較小的音量時就能聽得到高頻的語音，讓高頻的聽力察覺閾值 ^{[註 3]} 能夠降低。如此一來，許多聽損者容易錯失的高頻語音，像是／ㄙ、ㄐ、ㄔ、ㄈ／等就都可以聽得到了，也可能比較不會產生誤聽的狀況，例如將「舌頭」聽成「額頭」（沒聽到／ㄕ／）^{[註 4]}。

三種降頻技術，概念相似、作法不同　

那麼當助聽器的降頻功能開啟時，是怎麼進行訊號處理的呢？降頻技術的原文是 frequency lowering，有時也稱作移頻技術（frequency shifting），顧名思義就是將聽損者聽不到的、較高頻率帶的聲音，挪移到聽損者聽力較好的低頻率帶，讓聽損者能聽到。

在訊號處理方面，通常會依據個案的聽力圖先決定一個起始頻率，針對比起始頻率要高的頻帶來進行降頻處理。而訊號處理的方式大致可分為三種類型（不同廠牌的助聽器可能會使用不同的處理方式），包括：頻率搬移（frequency transposition）、頻率合成（frequency composition，有時亦稱為頻率轉換，即 frequency translation）和頻率壓縮（frequency compression）。^[1]

如圖三（a）所示，頻率搬移是將起始頻率以上的聲音直接搬移到低頻帶，和低頻帶原本的聲音重疊在一起，而且被移走的部份並不保留，如同圖三（a）中，兩個紫色方形移到低頻的區域，原本高頻帶的地方變成灰色，表示沒有訊號。

頻率合成則和頻率搬移很相似，只是在搬移之前會把高頻帶的聲音先進行壓縮，如同圖三（b）中，搬移到橘黃色方形上方的兩個紫色方形疊在一起了（頻寬變小），而且在高頻帶仍然保留原本的聲音。

而第三種是如圖三（c）的頻率壓縮，是把高頻帶的聲音以不同壓縮比例的方式往低頻率帶擠壓，因為有不同的壓縮比例，也就是非線性的，故有時也稱作非線性頻率壓縮（non-linear frequency compression; NFC）。

「聽得到」和「聽得清楚」的拉鋸戰

這三種降頻技術都是將原本聽損者聽不到的高頻聲音，搬移到聽損者聽力較好的低頻帶，藉此讓助聽器使用者能聽到原本無法聽到的聲音。但是，有別於 KTV 的降 key 是全部聲音往低頻搬移，助聽器的降頻技術只有針對部份高頻的聲音處理，所以整體來說會有某種程度的扭曲 ^[2]。若以視覺來比喻，降頻技術則有點類似遊樂園的哈哈鏡（曲面鏡），對於不同區域採用不同方式的反射，所以會有扭曲現象。

哈哈鏡的扭曲影像讓人發笑，但降頻技術若導致聲音過度扭曲而無法辨識，那可不好玩！所以，降頻技術雖然可以提升「察覺」高頻聲音的表現，但能否提升「理解」就不一定了。也就是說，即便降頻技術讓聽損者能聽到／ㄙ、ㄐ、ㄔ、ㄈ／等高頻語音，但聽起來也許已經不像這些聲音了，有些人或許透過訓練和適應後能辨識這些語音，但也有些人會完全無法適應。因此，如同圖四，降頻技術就是「聽到」和「扭曲聲音」兩者之間的權衡取捨 ^[3]。

有一項針對高頻聽損者的研究，分析使用降頻技術的效益和高頻帶平均聽力閾值間的關係，發現高頻聽力閾值愈高（高頻聽力相對較差），使用降頻技術後在聽能表現的提升愈顯著 ^[3]，因為對這些聽損者而言，能聽到高頻的聲音是比較重要的，因此可以接受一點聲音扭曲的代價，來換取聽得到高頻聲音的效益。

但對高頻聽力相對較好的人來說，可能原本可以聽得到一些高頻語音，因此也比較會感受到聲音被扭曲了。這樣的研究發現讓我們了解，降頻技術並不一定適合每個聽損者。

參數設定和聆聽情境是關鍵

除了要選擇合適的對象來使用降頻技術之外，聽力師也需要針對聲音處理技術的參數做合適的設定，才能在「聽到」和「扭曲聲音」兩者之間找到完美的平衡點。因為研究也發現，當降頻處理的程度愈大，也就是起始頻率愈低或壓縮程度愈大，那麼搬移／壓縮的聲音就愈多、聲音特性改變的幅度也愈大，此時助聽器使用者也容易覺得音質變差了 ^[3]。因此，挑選到合適的參數設定，才能在音質變化不大的情況下，享受到改善高頻語音察覺的益處！

此外，對降頻技術效益有影響的因素還包括了聆聽的情境，例如環境是安靜／吵雜、或內容是語音／音樂。相對於安靜的環境，在吵雜的環境中，助聽器使用者較能接受大程度的降頻處理 ^[3]，可能是在安靜情境下較能感受到降頻處理帶來的音質改變，而在吵雜時，「聽得到」的重要性會更加凸顯。

而相較於語音，降頻技術可能會對聆聽音樂產生負面影響 ^[4]。對語音來說，頻率的搬移和壓縮影響比較小，因為許多高頻子音其實有點類似寬頻的噪音，所以即使頻率被悄悄偷天換日到低頻帶了，再加上情境和上下文的線索，聽者仍然能理解接收到的語音。但在聆聽音樂時，精準的頻率是很重要的。概念上可以從「和絃」來理解，和絃中的組成音符，每個音都必須在正確的頻率上，組合起來的和絃才會是正確而且悅耳。這樣就不難理解降頻技術可能會對於聆聽音樂造成較大的負面影響，造成聲音聽起來不和諧。

和聽力師共同尋求最佳解方

綜合以上的研究發現，我們知道聽損者和聽力師針對降頻技術的討論，除了自己是否適合使用外，也要嘗試不同的參數設定，甚至是在不同聆聽環境中選擇是否開啟降頻功能、或設定不同的參數。其實就和所有的助聽器選配和調整一樣，都需要和聽力師密切討論、並說明在使用上的感受，才能讓助聽器發揮最理想的效果。

總結來說，降頻助聽器可能可以提升聽損者的聽音表現，但不見得適用於每個人。而且，若降頻處理的範圍或壓縮程度較大，也可能會讓聲音的音質改變、或語音的特性被扭曲，而導致聽不清楚的狀況。總結來說，使用降頻助聽器時，關鍵就是要以「最少的聲音扭曲」來換取「聽得到」高頻音的好處 ^[2]。

註解

註 1：相對於聽力損失是耳蝸中的毛細胞不健全或功能異常，耳蝸死區（cochlear dead regions）則是某些區域完全沒有毛細胞，導致有某些特定頻率的聲音，再怎麼放大也無法聽到。

註 2：頻率解析能力為分辨兩個不同頻率聲音的能力，一般來說聽損者的頻率解析能力也會較差。

註 3：「聽力察覺閾值」為某一頻率下，個人能聽到（察覺）聲音的最小音量。閾值愈高，表示要愈大聲才聽得到，聽損的程度就愈重。

註 4：想了解更多關於「高頻聽力損失」和「微聽損」相關資訊，可參閱雅文基金會「微聽損網站」和「如果小美人魚失去的是聽力，幸福也沒有比較容易：談輕微聽力損失『微聽損』」一文。

參考資料

1. Angelo, K., Alexander, J. M., Christiansen, T. U., Simonsen, C. S., & Jespersgaard, C. F. C. (2015). Oticon Frequency Lowering: Access to high-frequency speech sounds with Speech Rescue technology. Oticon Whitepaper.
2. McCreery, R.W. (2016, October). 20Q: Frequency lowering ten years later – evidence for benefit. AudiologyOnline, Article 18370.
3. Souza, P. E., Arehart, K. H., Kates, J. M., Croghan, N. B., & Gehani, N. (2013). Exploring the limits of frequency lowering. Journal of Speech, Language, and Hearing Research, 56(5), 1349–1363.
4. Chasin, M. (n.d.). The Problem with Frequency Compression and Music.

• 文／蔡宜欣｜雅文基金會聽語科學研究中心

從「我的眼鏡是依照我的臉型 3D 列印的」的流行話題到「3D 列印房子熱潮席捲全球，讓大家都買得起房」的居住議題，不難發現 3D 列印（3D Printing）技術不再只侷限於玩具模型，而是能應用在任何可以想像得到的地方。現在甚至還能重新建構聽力組織器官，幫助聽力受損者重拾聽力。

從二維走向三維的印刷技術

在 3D 列印出現以前，工業生產往往需要開發模具才能進行製造，這對於時常推陳出新的產業而言，耗費了許多時間與生產成本。1980 年代，以快速原型（Rapid Prototyping）為概念的機器被發明， 而 3D 列印便是其中一種技術，能快速製造產品。

3D 列印技術又稱為積層製造（Additive Manufacturing），生產過程先於電腦中描繪和設計物品的 3D 樣貌，再劃分成無數個 2D 平面，最後印製每層 2D 平面，慢慢堆疊累積後完成物品。常見的 3D 列印方法大致有三種：表面常有一層層堆疊紋理的熱融沉積成型（Fused Deposition Modeling, FDM）、成品表面呈現霧化、細緻磨砂質感，較少堆積紋理的選擇性雷射燒結（Selective Laser Sintering, SLS），以及光固化成型（Stereo Lithography Apparatus, SLA），其成品表面光滑、精細，但製作成本相對較高 ^[1-4]。3D 列印集結了節省人力、製作時間、客製化等優點於一身，因此也被運用於需要依據聽損者耳型個別化打造的助聽器上。

量身訂製耳模，跟悶塞感說掰掰

常見的助聽器可以分為耳掛型助聽器、耳內型、耳道型助聽器等。耳掛型助聽器的組成首先需要一塊貼合耳道的耳模（earmold），幫助助聽器固定在耳朵上，聲音處理裝置會將接收到的聲音進行處理，並通過一根小管，將聲音傳送到聽損者的耳中；耳內型的助聽器則是直接將聲音處理裝置放在一個貼合耳道的機殼中。不論是耳模或機殼，若與耳道不夠貼合，就容易出現尖銳刺耳的回饋音，也容易鬆脫掉落 ^[5-8]。

由於每個人的耳型不同，上述提到幾種常見助聽器的耳模和機殼，皆需依每位聽損者量身訂做。

一般傳統的熔模鑄造（Investment casting）方法，是將黏性大的材料（如 AB 黏土）擠入耳中，等待固化後取出，也就是耳樣（下圖左）；再透過翻模技術製作耳樣熔模，並於完成後，將矽膠或壓克力等液態材料倒入用耳樣熔模，等待固化後才能完成耳模（下圖右）。而機殼則是在內部固化前會將材料倒出，僅留下外殼，最後再將電子組件放入其中^[8]。

近幾年出現 3D 列印耳模的方法，只要透過雷射掃描耳朵或耳樣的方式，取得耳型的數據資料，並透過電腦確認細節或電子組件擺放的位置，即可印製。由於助聽器需要長時間配戴，因此 3D 列印方式是採取表面相對光滑、配戴舒適感較高的 SLA 或 SLS。

相較於熔模鑄造，3D 列印取代傳統翻模製程，減少造成的誤差；此外，3D 列印方式不僅耗費較少的人力成本和製作時間，甚至可以依據自己喜歡的顏色、圖案進行外觀客製化。預先從電腦中確認成品的樣貌後再製作，也能使成品更為精準，減少手工製作的誤差。再者，數據化的資料還可以存放在電腦中，便於日後再製^[8-15]。

重建聽小骨，讓聲音傳遞不斷線

此外，有一種類型的聽損者是由於外耳或中耳構造受傷、缺陷，造成聲音受阻，無法正常傳遞至耳中，這類型聽損者有一部分無法透過助聽器改善聽力，甚至需要進行耳部手術。

在南非，有專家針對這樣的聽損者，研發以生物相容性材料製作的中耳聽小骨，透過 3D 列印，順利移植到患者身上，幫助他們重拾聽力。3D 列印技術不僅能確保聽小骨尺寸吻合患者耳形，增加重建手術的成功率，也減少了傳統手術花費的時間與風險^[16-18]。

從客製化製作助聽器耳模、機殼到聽小骨義肢，3D 列印幫助聽損者們更快速找回聽力。或許 3D 列印技術不會完全取代現有的生產和製造方法，但無疑為我們創造了新的可能與選擇。期望未來能發展更多新的醫療技術，讓所有聽損者都能聽見世界的聲音！

參考文獻

1. 【3D列印知識】新手入門：五種常見3D列印技術比較及原理​
2. 3D Printing Technology Comparison: FDM vs. SLA vs. SLS
3. 3D Printed Glasses: Trends in the eyewear industry in 2021
4. Formlabs
5. Hearing aid types and styles
6. 助聽器是尊貴的象徵？從聲學椅到聲學拐杖，為了聽清楚的怪招式還真多
7. 注意！原來「耳模」這麼重要
8. Harvey Dillon（2019）. 助听器：第二版（胡向阳）。北京：华夏出版社（原著於2012出版）
9. Chung, K. (2004). Challenges and recent developments in hearing aids: Part II. Feedback and occlusion effect reduction strategies, laser shell manufacturing processes, and other signal processing technologies. Trends in Amplification, 8(4), 125-164.
10. 3D列印技術在醫療輔具的應用與挑戰
11. How 3D Printed Hearing Aids Silently Took Over The World
12. How Personalization Has Changed the Hearing Aid Industry for the Better
13. 3D printing technology for improved hearing
14. Morear
15. 助聽器展現酷炫動漫風　3D列印多彩耳模讓聽損兒自由配
16. 3D Medical Printing Can Help Correct Hearing Loss
17. A Life Changing Procedure for Those with Conductive Hearing Loss
18. University of Pretoria prof performs first 3D printed ear bone transplant

• 作者／張逸屏｜雅文基金會聽語科學研究中心

阿公的重聽愈來愈嚴重，阿嬤已經快受不了、都不想跟阿公講話了！而且阿嬤平時喜歡和朋友打打麻將，阿公現在因為常聽不清楚，無法和阿嬤一起與朋友打麻將、聊天同樂，也變得經常悶悶不樂、甚至易怒。但是不管怎麼勸，他老人家就是不願意去配助聽器。阿公說：「你那個阿勇伯花了一大筆錢買助聽器，結果戴上去吵死了，根本沒效！最後都放在抽屜裡沒有用。我才不要花冤枉錢！」

隨著年紀漸長，許多年長者聽力會逐漸退化而有重聽的現象，佩戴助聽器是能讓年長者聽得更清楚、跟家人朋友順暢溝通的解決辦法。然而，許多長者不願意佩戴助聽器，或是抱怨戴上助聽器後覺得很吵、根本沒有效。花了一大筆錢，卻將助聽器束之高閣，不免覺得可惜！但助聽器真的會戴起來很吵嗎？

根據報導 ^[1]，剛戴上助聽器的人常見的五大抱怨中，就有兩項是噪音相關的問題。除了感覺噪音變大聲了，還會覺得噪音變得尖銳。畢竟助聽器的功能就是將聲音放大，在放大說話聲音的同時，噪音也一起被放大了。而重聽的情況通常已經存在多年，大腦已漸漸習慣聽不到一些日常生活中的小噪音，像是電器運轉聲（冰箱、冷氣、風扇等）、腳步聲、風聲等^[2]，戴上助聽器後突然又能再聽到這些聲音，一時之間會難以適應而覺得吵雜。

此外，大多數的重聽是高頻的聲音聽不清楚，因此助聽器會特別針對高頻聲音放大，造成使用者覺得聲音和噪音聽起來特別尖銳^[1]。以上這些感受，都會讓人降低佩戴的意願，佩戴時間少就更無法適應，深深留下助聽器很吵又沒效的印象。那到底是什麼原因造成這些問題呢？

助聽器不只放大聲音，同時要做壓縮

要說明助聽器使用者所面臨的噪音問題，就要談談聽力的動態範圍（dynamic range）和助聽器的聲音處理技術──音量壓縮（compression）。動態範圍指的是一個人所能聽到的音量範圍，一般聽力正常者可聽到大約 0 到 120 分貝的聲音，因此動態範圍大約是 120 分貝（120-0=120）^[3]。聽力損失者聽不到較小聲的聲音，而超過 120 分貝以上的聲音會造成不適、甚至會傷害聽覺系統。

假設有一位中度聽損者，大約要 50 分貝以上的聲音才聽得見，那麼他的動態範圍只有 70 分貝（120-50=70），所以聽損者的動態範圍比聽常者小。對這位中度聽損者而言，助聽器必須將小聲（0-50 分貝）的聲音放大到他的動態範圍內（50-120 分貝）；然而，針對大聲（50-120 分貝）的聲音，聽損者本來就能聽見，卻不能同等的放大，否則就會超出他的動態範圍、過於大聲無法忍受，甚至對聽覺系統造成傷害。所以，助聽器的輸入是聽常者的動態範圍，而輸出則要符合聽損者、較小的動態範圍，因此必須要進行音量壓縮。

聲音壓縮科技──讓小聲的聲音更清楚

助聽器的音量壓縮技術的專業名稱為寬動態範圍壓縮（WDRC；wide dynamic range compression），對不同音量的聲音放大的程度不同（非線性壓縮）^[4]，主要概念是將小聲的聲音放大得多一些、中等音量的則放大得稍微少一點、大聲的音量放大得更少。如此一來，小聲的聲音放大到可以讓聽損者聽得見，而中等音量和大聲的聲音也不會過於大聲、造成不適^[5]。

以上述的中度聽損者來舉例說明（圖三），可能會將 0-30 分貝的聲音增加 50 分貝，變成 50-80 分貝，讓聽損者能聽得見，如同圖三中的藍色線段，輸入和輸出範圍都是 30 分貝，壓縮比是 1：1，也就是沒有壓縮。而 30-90 分貝的聲音（橘色線段），則放大到 80-110 分貝的範圍，從原本 60 分貝的輸入範圍壓縮成 30 分貝的輸出範圍，壓縮比是 2：1。而 90-120 分貝的聲音（綠色線段），則放大到 110-120 分貝的範圍，從輸入範圍 30 分貝壓縮到 10 分貝的輸出範圍，壓縮比是 3：1。

助聽器的必要之惡？壓縮處理造成的問題

助聽器使用以上策略的優點，是能讓小聲的聲音聽得更清楚，提高語音的聆聽清晰度，因此聽損者容易錯失的輕聲子音（如：ㄈ、ㄙ、ㄒ…等）都能聽清楚了，就能提升語音理解。但不幸的是，身邊的各種小聲聲音，包括一些環境噪音也都一起放大了。於是，雖然語音聽得更清楚了，但空調運轉聲、地板上的腳步聲等噪音也因聽得更清楚而覺得干擾^[5]。

此外，壓縮處理也可能會造成聲音訊號的扭曲，例如當音量有變化時，如圖四上半部，可看出在壓縮處理前，原始的音量變化較大；經壓縮處理後，音量變化前後的差異較小。不過，聲音的壓縮處理需要一些時間，才能調整到最適當的輸出音量。因此若聲音忽大忽小且變化劇烈，壓縮處理就會時常需要轉換調整，這時候輸出的聲音也就難以精準符合使用者的需求。

此外，因為助聽器無法分離語音和噪音，兩者只能同時接收，當突然有大聲的噪音時，如圖四下半部，因為整體音量變大，語音只能和噪音同時經過壓縮處理。最後輸出的聲音當中，語音被放大的幅度就無法達到理想的程度^[4]。整體而言，聲音壓縮科技對於安靜情境中的語音理解有所幫助，但噪音下的聆聽對於聽損者來說，即使戴了助聽器，仍然會感到挑戰。

善用其他科技與策略，發揮助聽器功效

儘管如此，請不要跟阿勇伯一樣把助聽器鎖在抽屜裡！事實上，現今助聽器有降噪的技術可多加利用，建議諮詢聽力師開啟降噪設定。除了開啟降噪功能外，助聽器通常有方向性麥克風，針對坐在前方的說話者的聲音放大，讓來自於背後的噪音不會造成干擾。或是可以請聽力師針對不同情境設定，分別在安靜、吵雜，甚至看電視、聽音樂有最合適的設定。如此，可善用科技讓提升語音清晰度和降低噪音達到理想的平衡。

除了科技之外，也有一些策略可以降低噪音的負面影響。可請聽力師協助安排聽能復健課程，來訓練大腦專注語音、忽略噪音，同時學習一些生活上的策略，包括去餐廳挑選較安靜的座位、選擇光線充足的地方談話（讓聽損者可看到表情和嘴型做為溝通輔助）、溝通不順暢時試著換句話說並加上手勢動作等，都可以讓噪音的影響降低、溝通更順暢^（註1）。除此之外，需了解剛開始戴助聽器通常需要一段適應期，漸漸拉長每天佩戴助聽器的時間，慢慢學著將注意力集中在語音上。如此同時搭配助聽器科技及大腦可塑性，就可讓聽損者感受到助聽器的效果，讓助聽器有效又不覺得吵！

了解了以上的技術和原理，趕快帶著阿公和阿勇伯去找聽力師，善用科技降噪、多多配戴並練習聆聽，讓阿公阿嬤找阿勇伯夫妻來打麻將時，也可以輕鬆聊天，享受樂齡社交生活！

註解

註1 ：欲了解更多溝通策略，可參考雅文基金會「聽損溝通小學堂」和「微聽損網站－聽說策略」。

參考資料

1. Common Complaints by First-Time Hearing Aid Users. (n.d.). Audiological Services. Retrieved from https://audiologicalservices.net/audiology-blog-lufkin-tx/common-complaints-by-first-time-hearing-aid-users
2. Banks, L. (2020, Oct. 2). Why does the world sound so noisy with my hearing aids? Clear Living. Retrieved from https://www.clearliving.com/hearing/hearing-aids/background-noise/
3. Pujol, R. (2018, June 6). Human auditory range. Journey into The World of Hearing. Retrieved from http://www.cochlea.org/en/hear/human-auditory-range
4. Corey, R. M. (2020, Dec. 7). Dynamic range compression and noise. Innovation in Augmented Listening Technology. Retrieved from https://publish.illinois.edu/augmentedlistening/dynamic-range-compression-and-noise/
5. The Compression Handbook, 4^th Ed. (2017). Starkey Hearing Technologies. Retrieved from https://starkeypro.com/pdfs/The_Compression_Handbook.pdf
6. Ehrenfeld, T. (2019, Sep. 18). Hearing aids and background noise: Overcoming the battle. Healthy Hearing. Retrieved from https://www.healthyhearing.com/report/41066-Hearing-aids-background-noise