[发明专利]一种频率跟随响应信号测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种听觉及电生理测试系统，特别是关于一种频率跟随响应信号测试系统。

背景技术

频率跟随响应（Frequency Following Response,FFR）是在头皮上记录脑干对声音信号的稳态响应，它的基本记录方法与临床常用的由瞬态声音诱发产生的脑干听觉诱发电位（auditory brainstem response,ABR）的记录方法相同，潜伏期略大于脑干听觉诱发电位。它是脑干神经元对声音中周期性成分锁相响应的集中表现，与脑对声音音调高度和音调强度属性的感知都有密切联系。

FFR的研究和应用可以大致分为两方面，一是脑对复杂声音的编码，二是脑对声音音调信息的编码和感知。复杂声音是指含谐波结构、动态幅度调制、以及快速的时频波动的具有人类环境特征的声音，比如语音、音乐等都含有大量的复杂声音成分。瞬态与稳态的声音都可能是复杂声音的构成成分。比如对于辅元音构成的音节，辅音的部分通常是瞬态成分，而元音部分则为周期性的稳态成分，其它包含周期性成分的复杂声音还包括音乐中的和弦等。由复杂声音诱发的ABR（有文献中称为complex ABR,简写为cABR）是研究脑对复杂声音编码的重要手段，对应于复杂声音中的瞬态和稳态两种成分，cABR也是由瞬态和稳态持续性响应组成，其中的稳态持续性响应即为频率跟随响应，伴随着cABR的研究，频率跟随响应被应用于脑对辅元音音节编码机理的研究，以及特殊语言障碍、阅读障碍以及自闭症谱系障碍等疾病的研究中。

对音调编码和感知的研究是FFR相关研究的另一条重要主线，人们对FFR的研究从以单个纯音为刺激声，发展到以两个纯音的复合声音诱发，从而观察到了FFR中的畸变产物，再到以合成元音诱发，包括频率成分不随时间变化的元音和音调随时间变化的元音等。2004年，Krishnan用汉语音节“yi”的四个声调的声音做刺激声诱发产生FFR，并用自相关图方法从FFR信号中提取基频信息，得到的基频与刺激声基频信息非常一致，说明FFR信号携带了音调时变语音的音调信息，反映了脑干对音调信息的编码功能。

在对不同听力人群的音调感知听力表现及其FFR信号的比较中，一系列研究从几个角度证明了FFR信号中含有的信息能够反映这些人群在音调感知能力方面的差异。Krishnan和Gandour在2009年的综述文章对此进行了很好的总结。Krishnan等比较了汉语音节“yi”的四个声调在母语为汉语和英语的受试者中引起的FFR响应，发现从母语为汉语的受试者的FFR中提取的音调强度指标及FFR信号对刺激声的音调高度跟随准确程度均好于母语为英语的人群，证明了FFR反映了在对语言特异的音调特征的感知中，母语为汉语人群相对于非汉语母语人群的优势。Wong等的研究指出：在母语为非有调语言的人群中，音乐家比非音乐家的频率跟随响应对汉语声调的音调高度跟随更准确，证明了FFR反映了听力训练经历对音调感知能力的影响，不仅如此，Song等的研究还发现：在对母语为英语的成人进行使用汉语声调的短期训练之后，他们的频率跟随响应对汉语声调音调高度的跟随变得更加准确。在语言训练之后，FFR信号的这一改变一方面说明了听觉脑干的可塑性，另一方面，也说明FFR信号能够敏锐地反映出脑干对声音信号的编码特征，同时使得人们可以更加期待FFR信号与人的音调感知能力之间可能具有的良好相关性。除了对不同人群进行对比，Krishnan在研究对音调显著性的FFR和行为学指标表征中，观察了受试者群体在不同声音条件下，对音调显著性的感知与FFR之间的关系。研究用迭代纹波噪声（iterated ripplesnoise）方法合成了一系列具有不同周期规则程度，即会引起不同的音调显著性感知的声音。实验用受试者对声音基频的频率分辨阈值间接地对这些声音感知的音调显著性进行了度量，得到在对实验数据使用有权重的相关分析进行比较时，从FFR信号中提取的音调显著性指标与其行为学度量之间具有相关性。