受保護的內容: 助聽器為什麼不像眼鏡，戴上就有效？視覺、聽覺輔具的原理比較

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• 文／楊琮慧｜雅文基金會聽力師

COVID-19，一項S ARS-CoV-2 病毒所引起的新興人類傳染疾病，自爆發以來，全球不少確診者被指出具耳鼻喉症狀，如咳嗽、喉嚨痛、嗅覺喪失等，其中還有少數報告指出患者在確診前後出現「突發性聽損 （sudden sensorineural hearing loss, SSNHL） 」。

嗯……什麼是「突發性聽損」呢？

突發性聽損的 333 定律

「突發性聽損」指的是臨床症狀符合「333定律」的一種耳科疾病，3 個 3 分別代表的是突然在 3 天內，至少 3 個頻率聽力下降超過 30 分貝。好發於秋冬季節，雖然所有年齡層均可能發生，但最常見於 45 至 55 歲成人。除了聽損之外，還可能伴隨有耳鳴、眩暈、頭暈、耳痛或顏面神經麻痺等其他問題。

目前已知的可能病因多而複雜，例如感染、腦外傷、自體免疫系統疾病、中樞神經疾病、內耳疾病、服用耳毒藥物、血液循環問題等，在未進行臨床檢查釐清病因為何之前，均被統稱為突發性聽損。

多樣性的檢查與治療

由於不同族群好發的疾病不同，不同病因伴隨的症狀也不相同，因此醫師通常會考量病患年齡、醫療狀況或病徵安排不同檢查，如行為聽力檢查、聽性腦幹反應檢查、血液生化檢查、影像學檢查、平衡功能檢查等，以進行病因診斷，及給予相對應的治療。

由於突發性聽損被認為自癒性高，因此是否用藥治療仍頗受爭議，但考量到類固醇是現有證據上似乎有療效的藥物，加上突發性聽損被認為有所謂的黃金治療期（一般認定為發病後 2 週內），因此目前臨床共識為發病初期即先投以類固醇藥物作為主要治療，可能的投藥途徑含口服、靜脈注射或耳內注射。

同時醫師會安排各項檢查項目，以逐步釐清病因，進而給予相對應的治療，例如抗生素、抗病毒藥物、免疫抑制劑、血漿擴張劑、血液循環改善藥劑或者提供生活衛教等。考量到突發性聽損據統計顯示僅約一成患者找出病因，因此部分醫師可能採多重治療方法，意即除了類固醇藥物作為主要治療之外，還可能同時輔以高壓氧、針灸等。

COVID-19 如何導致突發性聽損？

讓我們將焦點拉回到 COVID-19，若導致突發性聽損的原因是 COVID-19，致病機制又為何呢？推測可能原因如下：

• 病毒感染

SARS-COV-2 病毒從鼻腔進入，沿著中耳歐氏管（或稱耳咽管）進入到中耳腔以及乳突，接著透過細胞膜表面的 ACE2 受體入侵細胞，並且活化絲胺酸蛋白酶 2（TMPRSS2）進行助攻，待病毒感染達一定數量後，即出現明顯的耳部症狀。

• 免疫系統反應

SARS-CoV-2 病毒在感染初期會迴避免疫反應的偵測，使得干擾素的分泌延後至發病中晚期，除了導致病毒複製無法被有效抑制之外，還會加劇疾病嚴重度，促使身體部位過度發炎，當發炎處在耳朵，就可能出現突發性聽損。

• 耳毒藥物

COVID-19 確診期間，醫師可能會在權衡利弊之後執行藥物治療，而這些藥物多數具有耳毒性。一般來說，我們的腎臟會在藥物發揮作用後定時將之排出，如此就能避免殘留體內傷害身體，但若服藥者腎臟功能不佳或者用藥過量，導致腎臟來不及代謝，就可能對內耳耳蝸（負責聽覺）或前庭系統（負責平衡）造成傷害，因而出現聽損、耳鳴或眩暈等病徵。

• 血液循環不佳

COVID-19 會導致呼吸窘迫或隱性缺氧，影響人體血氧濃度，而我們的內耳是一個對於血液供氧變化極為敏感的器官，功能就可能因此受影響。

康復關鍵是把握治療黃金期

雖然 COVID-19 的高感染率影響了大眾的就診意願，但由於突發性聽損者是否能把握治療黃金期被視為康復的關鍵，因此仍鼓勵於聽力疑似受損的第一時間就醫，並遵循醫囑用藥與檢查，日常清淡飲食，保持早睡早起的好習慣，面對壓力請試著調適心情，多參與對自身而言能有效紓壓的活動。

善用聽覺輔具有助改善生活品質

若經過治療後聽力未完全康復，建議檢視現行的聽力狀態對於生活溝通、求學或從業的影響性，並與聽力師或醫師討論使用聽覺輔具（如助聽器、人工電子耳、遠端麥克風等）的可行性。

雖然輔具矯正後不一定能如聽常耳所聽到的那般婉轉悠揚，但聲學科技與日俱進，輸出音質已大幅改善，而且，就如平時朗朗上口的那句「科技來自於人性」，聽覺輔具功能研發來自於生活需求，因此善用聽覺輔具可以彌補聽損對生活造成的不便，提升生活品質，減少與親友、客戶之間溝通上的誤會。

最後，全球關於 COVID-19 的研究文獻仍陸續發表中，對於聽力的關注也擴展至各族群，其中還包含了孕婦及嬰幼兒，雖然許多議題尚未有定論，但無論身處哪個年齡階段，都應把握一個大原則——日常留意聽能狀況，當發現聽力問題時及時面對與處理，做到早期發現早期介入！

參考資料

1. 張金堅、許辰陽、賴昭智、許文峰、廖思涵、林世斌、趙從賢、任小萱、彭思敏、陳秀熙（2020）。新冠肺炎（COVID-19）的免疫學探討。台灣醫界，63(10)，13-26。
2. Marx, M., Younes, E., Chandrasekhar, S.S., Ito, J., Plontke, S., O’Leary, S., Sterkers, O. (2018). International consensus(ICON) on treatment of sudden sensorineural hearing loss. European Annals of Otorhinolaryngology, Head and Neck diseases, 135, S23-S28.
3. Meng X., Wang J., Sun J., Zhu K.(2022). COVID-19 and Sudden Sensorineural Hearing Loss-A Systematic Review. Frontiers in Neurology, 13, 1-11.
4. Meng X.,Zhu K., Wang J., Liu P.(2022). Can SARS-CoV-2 positive pregnant women affect the hearing of their newborns: A systematic review. American Journal of Otolaryngology–Head and Neck Medicine and Surgery, 43, 1-7.
5. NICDC.(2018).Sudden Deafness.Hearing and Balance. Available at: https://www.nidcd.nih.gov/health/sudden-deafness

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• 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.

國小高年級科普文，素養閱讀就從今天就開始!!

• 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