Denk et al., 2018

为什么重要

• 路线定位：in-ear and around-ear / hearing-device ERP。
• 任务或证据：Hearing-device ERP switch
• 自研用途：Control acoustic/device artifacts in hearable EEG tests.

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基本信息

• 年份/出处: 2018, Trends in Hearing, 22.
• DOI: 10.1177/2331216518788219.
• 路线: right-ear hearing-device integration with cEEGrid + in-concha electrodes。
• 本地文件: library/pdfs_by_category/04_sleep_hearing_real_world/15_2018_denk_et_al_event_related_potentials_measured_from_in_and_around_the_ear_electrodes_integrat.pdf

研究问题

• 目标是首次评估 ear-EEG 与实时 electroacoustic hearing device 集成后，是否能从 N100/P300 ERP 中识别 hearing-device processing setting switch（Abstract; Intro; PDF pp. 1-2）。
• 第二目标是比较 around-the-ear cEEGrid 与 in-concha electrodes 的信号质量（Intro/Methods; PDF p. 2）。

硬件系统

• 听力设备: individualized soft silicone in-the-ear earmold，内含 pickup microphone、loudspeaker 和指向鼓膜的 microphone；Master Hearing Aid platform 实时处理，RME Multiface II，input-output delay 7.8 ms（Acoustic Setup; PDF p. 2）。
• EEG: 右耳 10 个 cEEGrid around-the-ear electrodes + 3 个 concha electrodes；Ag/AgCl miniaturized ton electrodes 插入 earmold bores（EEG Setup; Fig. 1; PDF p. 3）。
• 放大器: SMARTING mobile 24-channel DC EEG amplifier，24-bit，500 Hz；R4a/R4b 为 ground/reference（EEG Setup; PDF p. 3）。

电极点位 / 布局

• 只分析右耳，即 hearing device 所在侧，以模拟 fully integrated system（EEG Setup; PDF p. 3）。
• 主要 ERP 通道为 vertical bipolar cEEGrid: ((R2 + R3)/2) - ((R6 + R7)/2)（EEG Analysis; PDF p. 5）。
• 电极配置比较包括 Grid、Concha、Grid/Concha 三类 reference scheme（Influence of Electrode Position; PDF p. 6）。

实验设计

• 被试: 17 名正常听力被试，age 28.4 +/- 5.4，10 male、7 female；3 人因行为标准未达标排除，统计分析保留 14 人（Participants; Results; PDF pp. 2, 6）。
• 任务: 每 trial 四个声音，半数 trial 在第三和第四声之间切换 hearing-device output filter；被试判断第三/第四声是否有差异（Paradigm; PDF p. 4）。
• 刺激: Noise、Speech、Speech-in-Noise，500 ms，间隔 300 ms；总 192 trials，4 blocks，session 约 90 min（Stimuli/Paradigm; PDF pp. 4-5）。

信号处理流程

• EEGLAB + MATLAB，统计用 RStudio；0.1-20 Hz FIR；whole-trial epochs -1000 to 4000 ms，相对单声 epochs -500 to 1000 ms（EEG Analysis; PDF p. 5）。
• 额外提取 hearing-device hardware noise onset O1-O4 locked epochs；artifact rejection 使用 EEGLAB probability criterion SD=2，平均剔除 27.1% +/- 6.7% trials（EEG Analysis; PDF p. 5）。
• N100: peak latency +/-20 ms；P300: 230-430 ms mean amplitude；SNR 用 plus-minus procedure 估计 noise（EEG Analysis; PDF pp. 5-6）。

结果

• 行为: identical 平均正确 90.0%，deviant 正确 93.3%，3.6% trials 无回应，说明 filter switch 明显可听（Psychophysical Results; PDF p. 6）。
• N100 repetition: S1 > S2，F(1,13)=13.22, p=.003；O4 device onset 的 filter-switch N100 显著，F(1,13)=15.36, p=.002（EEG Results; PDF p. 7）。
• P300: O4 device onset deviant > identical，F(1,13)=12.25, p=.004（Fig. 7; PDF p. 8）。
• 电极比较: cEEGrid Grid SNR 最高，M=16.18, SD=6.16，显著高于 local in-concha Concha M=7.55, SD=6.70, t(13)=4.10, p=.001（Fig. 8; PDF pp. 8-9）。
• in-concha channels referenced to R4b 彼此高度相关 r=.99；cEEGrid 与 in-concha 相关低，median r=.12，说明信息部分非冗余（Fig. 9; PDF p. 9）。

局限

• 核心 ERP 差异主要锁定到 device hardware noise onset O4，而非实际声音 S4；说明被试可能基于硬件噪声完成判断（Discussion; PDF pp. 10-11）。
• around-ear 与 in-concha 使用不同电极技术，SNR 比较可能受硬件差异影响；作者建议未来用相同电极技术与更低输入噪声放大器（Discussion; PDF p. 12）。
• 正常听力被试听到硬件噪声，结果不一定直接外推到听损用户（Discussion; PDF p. 11）。

对自研的启发

• 助听器-EEG 集成实验必须控制 device noise、filter switching artifacts 和声学 cue，否则 EEG 可能揭示的是设备噪声感知。
• around-ear electrodes 在该任务下优于 in-concha，但 in-concha 可能提供非冗余信息；混合布局值得保留。
• 实时听力设备验证应同时报告声学链路延迟、耳模结构、LSL trigger 同步和硬件噪声。

Metadata

Evidence Groups

Local Evidence Sources

• Source PDF path: US-pdf/denk-et-al-2018-event-related-potentials-measured-from-in-and-around-the-ear-electrodes-integrated-in-a-live-hearing.pdf
• Public PDF path: /papers/15-denk-2018.pdf
• Categorized PDF path: library/pdfs_by_category/04_sleep_hearing_real_world/15_2018_denk_et_al_event_related_potentials_measured_from_in_and_around_the_ear_electrodes_integrat.pdf
• Extracted text path: library/texts/04_sleep_hearing_real_world/15_2018_denk_et_al_event_related_potentials_measured_from_in_and_around_the_ear_electrodes_integrat.txt
• Detailed card source: library/DETAILED_PAPER_CARDS_BATCH_3.md
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