حدود ۳۸ درصد از بزرگسالان بین ۶۵ تا ۷۵ سال با کم‌شنوایی ناشی از افزایش سن دست و پنجه نرم می‌کنند و این میزان در سال‌های پس از آن به ۵۴ درصد می‌رسد. هرچند پس از اینکه نشانه‌های از دست رفتن شنوایی پدیدار می‌شوند، هیچ راهی برای بازیابی شنوایی وجود ندارد، اما سمعک یا همان دستگاه الکترونیکی کوچکی با ساختار داخلی منحصر به فرد که در پشت گوش قرار می‌گیرد، می‌تواند برای بازیافتن قوه شنیداری کمک‌کننده باشد. در این مقاله از تریتا بررسی می‌کنیم که سمعک چیست و چگونه به بازیابی قدرت شنوایی کمک می‌کند. با ما همراه باشید.
کم‌شنوایی می‌تواند در هر سنی اتفاق بیفتد. کم‌شنوایی را می‌توان به عنوان یک قاتل خاموش در نظر گرفت، زیرا می‌تواند منجر به کناره‌گیری اجتماعی شود و با زوال ذهنی همراه است. از سویی سمعک می‌تواند بخشی از شنوایی را بازیابی کند و به فرد این امکان را می‌دهد تا از زندگی کاملا لذت ببرد. تعیین سمعک مناسب برای افراد می‌تواند کار دشواری باشد. همچنین سمعک‌ها به نسبت گران هستند و معمولا هزینه‌ی آن تحت پوشش بیمه قرار نمی‌گیرد.
سمعک چیست و چگونه کار می‌کند؟
سمعک با تقویت برخی صداهای خاص شنوایی به بهبود شنوایی کمک می‌کند. به همین دلیل، ساختار داخلی سمعک به چند بخش نیازمند است که عبارتند از:
- میکروفون که صدا را از محیط شما دریافت می‌کند. سمعک‌های خوب دارای دو میکروفون، یک میکروفون همه‌جانبه و یک میکروفون جهتدار هستند.
- یک آمپلی‌فایر که صدا را تقویت می‌کند.
- یک گیرنده در واقع یک بلندگو است و صدای تقویت شده را به گوش شما منتقل می‌کند.
- یک پردازنده که حاوی برنامه‌ها و داده‌های سفارشی برای بهینه سازی صدا برای شنوایی شما است. جدیدترین سمعک‌ها دارای دو پردازنده هستند.
- یک باتری که سمعک را تغذیه می‌کند. شما می‌توانید بین باتری‌های قابل تعویض یا قابل شارژ یکی را انتخاب کنید.
در حالی که سمعک‌های آنالوگ قدیمی‌تر همه صداها را به یک اندازه تقویت می‌کنند، سمعک‌های مدرن صدا را به سیگنال دیجیتال تبدیل کرده و امکان پردازش پیشرفته را فراهم می‌کنند. نه تنها مرحله تقویت صدا برای شنوایی هر فرد خاص سفارشی‌سازی شده است، سمعک‌های دیجیتال همچنین می‌توانند صداهای بلند پس‌زمینه را فیلتر کرده و به طور انتخابی صداهای دلخواه مانند گفتار یا موسیقی را تقویت کنند. علاوه بر این، هوش مصنوعی، پیشرفته‌ترین سمعک‌ها را قادر می‌سازد تا به‌طور خودکار با محیط اطراف افراد سازگار شوند، اگرچه اکثر آنها به فرد این امکان را می‌دهند تا به صورت دستی به تنظیمات سفارشی نیز تغییر وضعیت دهند.
امروزه آپشن‌های زیادی در سمعک‌های دیجیتال وجود دارد. نادرستی عملکرد در نویز پس زمینه، شکایت شماره یک اکثر افراد مبتلا به کم‌شنوایی و اکثر استفاده‌کنندگان قبلی سمعک است. تکنیک‌های زیر می‌توانند به مدیریت نویز پس زمینه در ساختار داخلی سمعک کمک کنند:
- برنامه‌های شنیداری متعدد: سمعک‌های دیجیتال به بیش از یک برنامه برای دریافت صدا مجهز هستند. تنظیمات آنها شامل موقعیت‌هایی است که در آن نویز پس‌زمینه زیاد یا کمی وجود دارد، می‌باشد. برنامه شنوایی سمعکی با چندین برنامه شنوایی، می‌تواند به صورت اتوماتیک یا به صورت دستی توسط فرد قابل تغییر باشد. برخی از سمعک‌ها نیز می‌توانند با کنترل از راه دور عرضه شوند.
- فناوری میکروفون جهتدار: این فناوری نیز یک استراتژی برای شنیدن بهتر در موقعیت نویز پس زمینه است. سمعک‌هایی که فقط با یک میکروفون در حالت جهتدار ارائه می‌شوند (به این معنی که صدا از اطراف گرفته می‌شود). سمعک‌هایی با قابلیت میکروفون جهتدار معمولا دارای دو میکروفون هستند و توانایی تمرکز (یا هدایت) یک میکروفون را به سمت منبع صدا دارندُ در حالی که میکروفون دیگر، تلاش می‌کند تا مقداری از نویز پس‌زمینه را کاهش دهد.
سمعک‌های دیجیتال چگونه صدا را پردازش می‌کنند؟
سمعک بیشتر از تقویت صداها انجام می‌دهد. برای ایجاد یک نمایه صدای سفارشی که تشخیص گفتار را بهبود می‌بخشد، صداها را به روش‌های مختلف پردازش می‌کنند.
نقش میکروفون‌ها در ساختار داخلی سمعک چیست ؟
سمعک‌های دیجیتال مانند گوش انسان، امواج صوتی را مستقیما پردازش نمی‌کنند. اولین ردیف میکروفون‌ها هستند. آنها به عنوان مبدل عمل می‌کنند و انرژی موج مکانیکی را دریافت کرده و آن را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند.
سمعک‌های مدرن دارای دو میکروفون هستند:
- میکروفون همه‌جانبه صداها را از هر جهتی دریافت می‌کند.
- میکروفون جهتدار صداهایی را که از جلوی فرد می‌آید هدف قرار می‌دهد. تمرکز اصلی آن ضبط گفتار است. میکروفون جهتدار می‌تواند ثابت یا تطبیقی باشد. یک میکروفون جهتدار تطبیقی می‌تواند در صورت نیاز روشن یا خاموش شود. هنگامی که روشن می‌شود، بسته به محیط گوش دادن، به طور خودکار بین الگوریتم‌های مختلف میکروفون جهتدار سوئیچ می‌شود.
تبدیل آنالوگ به دیجیتال در سعمک چیست ؟
سیگنال‌های آنالوگ که از طریق میکروفون‌ها وارد سمعک می‌شوند به سیگنال دیجیتال (A/D) تبدیل می‌شوند. سیگنال باینری تحت پردازش سیگنال دیجیتال (DSP) قرار دارد. سپس سیگنال دیجیتال پردازش شده دوباره به سیگنال صوتی (D/A) تبدیل می‌شود و از طریق گیرنده وارد کانال گوش می‌شود.
در طی این تبدیل‌ها، بسیاری از موارد ممکن است اشتباه شود. این فرآیند (تبدیل)، اگر به دقت طراحی نشود، می‌تواند نویز و اعوجاج ایجاد کند که در نهایت عملکرد سمعک را با اختلال مواجه می‌کند.
یکی از مسائل کلیدی تبدیل A/D محدوده دینامیکی محدود آن است. میانگین شنوایی انسان محدوده دینامیکی ۱۴۰ دسیبل را در بر می‌گیرد و به ما کمک می‌کند هر چیزی از خش خش برگ (۰ دسیبل) گرفته تا آتش بازی (۱۴۰ دسیبل) را بشنویم. مبدل ۱۶ بیتی A/D رایج هنوز به محدوده دینامیکی ۹۶ دسیبل محدود می‌شود که می‌تواند از ۳۶ تا ۱۳۲ دسیبل باشد. در حالی که بالا بردن حد پایین صداهای ملایم را حذف می‌کند، برای مثال زمزمه کردن در محدوده ۳۰ دسیبل، کاهش حد بالای کیفیت، صدای ضعیف‌تری را در محیط‌های شلوغ به همراه دارد. واضح است که صداهایی که از مبدل عبور نمی‌کنند، نمی‌توانند تقویت شوند.
تقویت و فشرده سازی فرکانس در ساختار داخلی سمعک
تقویت صدا یک عملکرد کلیدی سمعک است و ظریف است. به طور کلی، کم‌شنوایی محدوده دینامیکی افراد را، اغلب تا ۵۰ دسیبل کاهش می‌دهد. این امر محدوده‌ای را که صداها باید در آن فشرده شوند تا قابل شنیدن و در عین حال راحت به نظر برسند، محدود می‌کند.شنوایی انسان می‌تواند فرکانس‌های ۲۰ تا ۲۰۰۰۰ هرتز را بپوشاند. در حالی که تقویت خطی، صداهای نرم را بلندتر و در حالت ایده‌آل قابل شنیدن می‌کند، همچنین صداهای بلند را ناراحت کننده یا حتی دردناک می‌سازد. از این رو، بیشتر سمعک‌ها از فشرده‌سازی دامنه دینامیکی گسترده (WDRC) استفاده می‌کنند. این روش فشرده‌سازی صداهای ملایم را به شدت تقویت می‌کند، فقط مقدار متوسطی از تقویت را برای صداهای متوسط اعمال می‌کند و به سختی صداهای بلند را بلندتر می‌کند.
کانال‌ها و باندها
سمعک‌های مدرن صداها را بر اساس شدت کم‌شنوایی فرد استفاده‌کننده پردازش می‌کنند. برای انجام این کار، آنها فرکانس‌ها را به تعدادی کانال (از ۳ تا بیش از ۴۰ کانال) تقسیم می‌کنند. هر کانال محدوده فرکانسی متفاوتی را پوشش می‌دهد و به طور جداگانه تجزیه و تحلیل و پردازش می‌شود.
در حالی که کانال‌ها پردازش را انجام می‌دهند، باندها صدا یا افزایش را در فرکانس‌های مختلف کنترل می‌کنند. اکثر سمعک‌های مدرن حداقل ده‌ها باند فرکانسی دارند که می‌توانند آنها را تقویت کنند. این شبیه به اکولایزرهای هدفون یا بلندگو است، که در آن می‌توانید به صورت دستی سطح یک محدوده فرکانس خاص را افزایش دهید، به عنوان مثال، برای تقویت باس.
مزیت وجود داشتن کانال‌ها و باندهای بیشتر، تنظیم دقیق است. سمعک می‌تواند گفتار را از نویز پس‌زمینه جدا کند، بازخورد را حذف کند، نویز را کاهش دهد و صدا و فشرده‌سازی را در فرکانس‌های مختلف با نیازهای خاص کاربر مطابقت دهد.
نقطه ضعف داشتن کانال‌های اضافی زمان پردازش طولانی‌تر است. این امر می‌تواند برای افرادی که همچنان می‌توانند صداهای محیطی را بدون سمعک بشنوند مشکل‌ساز باشد. مطالعات نشان داده‌اند که تأخیر سه تا شش میلی‌ثانیه‌ای، به‌عنوان کاهش کیفیت صدا مورد توجه قرار می‌گیرد.
کاربرد برنامه‌های سفارشی و هوش مصنوعی برای محیط‌های مختلف در سمعک چیست ؟
هیچ دستگاه سمعکی برای همه موارد مناسب نیست. وقتی در خانه هستید و به موسیقی آرام گوش می‌دهید، به پردازش‌های متفاوتی نسبت به زمانی که با دوستانتان در محیطی پر سر و صدا هستید نیاز دارید. برای رفع این مشکل، اکثر سمعک‌ها همراه با برنامه‌های مختلفی عرضه می‌شوند که به شما امکان می‌دهند از یک برنامه پیش‌فرض به پردازش سازگار با موسیقی یا به برنامه دیگری با عملکرد حذف شدیدتر پس‌زمینه تغییر وضعیت دهید.
در حالی که ارائه دهنده مراقبت شنوایی شما می‌تواند این برنامه‌ها را برای شنوایی شما سفارشی کند، آنها فقط می‌توانند تعداد محدودی از سناریوها را پوشش دهند. و از آنجایی که برای نصب سمعک در محیطی آرام خواهید بود، آنها باید ترجیحات شما را برای صحنه‌های صوتی مختلف حدس بزنند. اینجاست که هوش مصنوعی (AI) وارد می‌شود. هوش مصنوعی مجهز به توانایی‌های یادگیری ماشین، می‌تواند در محیط‌های مختلف بیاموزد، به داده‌های سایر کاربران سرک بکشد و تنظیماتی را که برای شما خوشایندتر است پیش‌بینی کند و پردازش آن را به‌طور خودکار تطبیق دهد.
تغییر و کاهش فرکانس تشخیص گفتار را بهبود می‌بخشد
ما قبلا ثابت کرده‌ایم که سمعک‌ها نمی‌توانند شنوایی عادی را بازیابی کنند، زیرا نمی‌توانند چیزی که از به کلی از بین رفته است را تعمیر کنند. وظیفه اصلی آنها بازیابی تشخیص گفتار با کار بر روی توانایی شنوایی باقی مانده است. اما وقتی کم‌شنوایی بر فرکانس‌هایی که گفتار را پوشش می‌دهند اثر می‌گذارد، چه اتفاقی می‌افتد؟ در زبان‌های غیرتونال (غربی)، کلید فرکانس‌ها برای درک گفتار بین ۱۲۵ تا ۸۰۰۰ هرتز است. این پهنای باند دقیقی است که تست‌های شنوایی استاندارد و سمعک‌ها پوشش می‌دهند. به یاد داشته باشید، شنوایی انسان می‌تواند تا ۲۰۰۰۰ هرتز برسد که معمولا در بزرگسالان میانسال به ۱۷۰۰۰ هرتز می‌رسد.
وقتی کم شنوایی آنقدر شدید است که فرکانس‌های زیر ۸۰۰۰ هرتز را تحت تأثیر قرار می‌دهد، سمعک‌ها می‌توانند صداهای فرکانس بالاتر را به باند فرکانس پایین‌تر منتقل کنند. متأسفانه، جابجایی صداها به این شیوه باعث ایجاد مصنوعات می‌شود. برخی افراد گزارش کرد‌‌ه‌اند که صداهای جابجا‌شده «غیرطبیعی»، «توخالی یا پژواک» و «همراه با درک دشوارتر» هستند. یکی دیگر از مصنوعات رایج گزارش شده، درک «کلیک‌ها» است که بسیاری از شنوندگان آن را آزاردهنده می‌دانند.
منبع: ConsumerReports، SoundGuys، HopkinsMedicine، SoundGuys2
