Abstract There are multiple factors simultaneously affecting speech perception in elderly people. These factors include hearing acuity, aging of the auditory system, and changes in both perception and cognitive processes, all of which can interfere with speech comprehension, especially in cognitively demanding situations. The aim of this study is to clarify which factors influence the use of an automatic phone service system designed for elderly (N = 36) people. More specifically, the aim is to investigate whether it is the factors connected to the system itself or the factors connected to the elderly users and their actions with the system that are the most crucial for using the system successfully. Both quantitative and qualitative methods are used in the study. There were four people who performed as speakers in the system. Analysis of the prosodic features of their speech was performed using acoustic analysis software. The variables connected to the elderly participants (n = 30) were investigated using interviews, pure-tone and speech audiometric tests, the Mini-Mental State Examination test (MMSE), and the Token Test for speech comprehension. Statistical analyses were used to explore whether there was a statistical connection between the acoustic measurements or the variables connected to participants themselves and their performance in usability test situation. In addition, the elderly participants’ actions in the test situation were observed using a material-based, qualitative video-analysis. The individuals who performed as speakers in the system were observed to use features of elderspeak in their speech. However, these speaker characteristics had little effect on the participants’ performance in the tasks. It was the voice-menu that contained the most semantically complex text structure that proved to be the most difficult for participants. Both low scores in the Token test and poor word recognition were connected to poor performance in the tasks. It was found based on the qualitative analysis that in addition to speech comprehension, there were other cognitive processes that were important for completing the tasks successfully, i.e. remembering the instructions given (memory), and the ability to direct, divide and maintain attention during the tasks. Poor performance in the tasks and in the Token Test, as well as problems in executive functions observed in the test situation, were found to be factors predicting dropping out of the next phase of the study the following year. Qualitative analysis of language use in cognitively demanding situations can be used in evaluation of high-level language performance. It may be useful for detecting mild changes in language skills that can be symptomatic of early stages of memory disorders. The results of this study can also be utilized when designing voice-based interfaces. In addition, it is important to consider both advantages and disadvantages of using elderspeak in the fields of nursing and speech therapy. / Tiivistelmä Ikääntyvien ihmisten puheen vastaanotossa vaikuttavat samanaikaisesti monet tekijät: kuulokyky, auditiivisen järjestelmän ikääntymismuutokset sekä havaintotoimintojen ja kognitiivisten toimintojen muutokset. Nämä voivat vaikeuttaa puheen ymmärtämistä erityisesti kognitiivisesti vaativassa tilanteessa. Tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää ikääntyneille osallistujille (N = 36) suunnitellun automaattisen puhelinpalvelujärjestelmän käyttöön liittyviä tekijöitä. Tavoitteena on selvittää se, missä määrin toisaalta kokeiltuun järjestelmään liittyvät tekijät ja toisaalta käyttäjien ominaisuudet sekä heidän toimintansa tutkimustilanteessa olivat yhteydessä järjestelmän menestykselliseen käyttöön. Tutkimuksessa käytetään kvantitatiivisia ja kvalitatiivisia menetelmiä. Järjestelmässä kokeiltiin neljän eri puhujan äänillä nauhoitettuja toimintaohjeita. Heidän puheensa prosodisia piirteitä analysoitiin äänen ja puheen analyysiohjelmilla. Ikääntyneisiin osallistujiin (n = 30) liittyviä muuttujia tutkittiin haastattelulla, kuulon tutkimuksilla (äänesaudiometria ja puheaudiometria), kognitiivisella seulontatestillä (Mini-mental state examination = MMSE) ja puheen ymmärtämistä mittaavalla Token-testillä. Mittaustulosten ja muuttujien yhteyttä tehtävistä suoriutumiseen tarkasteltiin tilastollisesti. Osallistujien toimintaa havainnoitiin järjestelmän käyttötilanteessa aineistolähtöisellä laadullisella videoanalyysillä. Järjestelmän puhujilla havaittiin ikääntyneille suunnatun puheen piirteitä. Tehtävistä suoriutuminen oli kuitenkin hyvin samanlaista puhujasta riippumatta. Semanttisesti monimutkaisin tekstivalikko oli osallistujille vaikein äänite. Matala Token-testin pistemäärä ja heikko puheen tunnistuskyky liittyivät heikkoon tehtävistä suoriutumiseen. Laadullisen analyysin perusteella puheen ymmärtämisen ohella keskeisiä kognitiivisia prosesseja tehtävissä menestymisen kannalta olivat seuraavat: ohjeiden muistaminen, huomion suuntaaminen, jakaminen ja ylläpito. Heikko suoriutuminen tehtävissä ja Token-testissä sekä tutkimustilanteessa havaitut toiminnan ohjauksen ongelmat ennustivat toisesta tutkimusvaiheesta poisjääntiä seuraavana vuonna. Kognitiivisesti vaativista kielen käyttötilanteista tehtävillä laadullisilla analyyseilla voidaan arvioida monimutkaisia kielellis-kognitiivisia toimintoja ja löytää mahdollisesti alkaviin muistisairauksiin liittyviä lieviä kielellisiä muutoksia. Tuloksia voidaan hyödyntää ääneen perustuvien käyttöliittymien suunnittelussa. Ikääntyneille suunnatun puheen etuja ja haittoja on tärkeää pohtia myös hoitotyön ja puheterapian näkökulmasta.

Abstract This work was aimed at studying speech perception and auditory performance in the everyday lives of Finnish-speaking postlingually severely or profoundly hearing-impaired adults before and after receiving a multichannel cochlear implant. The association between the formal speech perception results and auditory performance in everyday life was also determined, and an effort was made to define how well a smaller sample represents the nationwide results. The patient series comprised a nationwide retrospective survey (N = 67), in which data on hearing level and word recognition were requested from the hospitals, and a prospective sample from the city of Oulu (N = 20), in whom hearing level, sentence, word and phoneme recognition and phoneme confusions were examined using standardised audiometric measures and formal speech perception tests in a study with a prospective repeated measure design. Categories of auditory performance in everyday life were assessed in both samples. The median sound field hearing level at frequencies of 0.5, 1, 2 and 4 kHz for the subjects in the nationwide survey one year after the switch-on of the implant was comparable to the level of mild hearing impairment. All the subjects achieved at least some open-set word recognition auditorily only (mean 71%, 95% CI 61-81%). The results in the Oulu sample were in line with the nationwide survey. A majority of the subjects (31/40) was able to understand conversation without speechreading one year after switch-on. Sentence recognition by the subjects in the Oulu sample improved most during the initial six months after the switch-on of the implant, whereas word and phoneme recognition improved steadily during the two-year follow-up period. Estimated average sentence recognition after two years was 89% (95% CI 71 to 106%), word recognition 73% (95% CI 58 to 87%), syllable recognition 53% (95% CI 42 to 63%), vowel recognition 80% (95% CI 68 to 92%) and consonant recognition 67% (95% CI 57 to 76%). Confusion of phonemes took place more in the direction a spectral energy distribution at higher frequencies. The association between auditory performance in everyday life and the formal speech perception tests was high (rs > 0.81, p < 0.0001). Systematic prospective assessment of speech perception with tests of differing difficulty is recommended for the follow-up of adult cochlear implant users. / Tiivistelmä Tämän työn tarkoituksena oli tutkia suomenkielisten, kielen oppimisen jälkeen vaikean tai erittäin vaikean kuulovian saaneiden aikuisten kuulon tasoa, puheen vastaanottoa ja kuulon toiminnallista tasoa monikanavaisen sisäkorvaistutteen avulla. Tutkimuksessa selvitettiin myös, miten puheen vastaanottoa mittaavat testit kuvaavat selviytymistä arkipäivän elämässä sisäkorvaistutteen mahdollistaman kuulon avulla. Tarkoituksena oli myös määrittää, millä tavalla pieni otos edustaa kansallisia tuloksia. Tutkimuksessa on retrospektiivinen kansallinen otos (N=67) ja prospektiivinen Oulun otos (N=20). Kansallisessa otoksessa tiedot kuulon tasosta ja sanojen tunnistuskyvystä kerättiin yliopistosairaaloista koehenkilöiden sairauskertomuksista. Oulun otoksessa kuulon tasoa, sekä lauseiden, sanojen ja äänteiden tunnistuskykyä ja äänteiden sekoittuvuuksia tutkittiin audiometrian ja puheenvastaanottoa mittaavien testien avulla kahden vuoden seurannan aikana. Kuulon toiminnallista tasoa arvioitiin kuulon toiminnallisen tason luokituksella molemmissa otoksissa. Kansallisen otoksen koehenkilöiden kuulokynnysten mediaani äänikentässä sisäkorvaistutteella taajuuksilla 0,5, 1, 2 ja 4 kHz oli verrattavissa lievän kuulovian tasoon vuosi sisäkorvaistutteen käyttöönoton jälkeen. Kaikki koehenkilöt kykenivät tunnistamaan vähintään joitain sanoja pelkästään kuulonvaraisesti (keskiarvo 71 %, 95 %:n luottamusväli 61-81 %). Oulun otoksen ja kansallisen otoksen tulokset olivat yhteneväiset. Vuosi sisäkorvaistutteen käyttöönoton jälkeen suurin osa (31/40) koehenkilöistä pystyi keskustelemaan ilman huulioluvun tukea hiljaisessa ympäristössä. Oulun otoksen koehenkilöiden lauseiden tunnistuskyky parani eniten ensimmäisten kuuden kuukauden aikana. Sanojen ja äänteiden tunnistuskyky parani koko kahden vuoden seurannan ajan. Kaksi vuotta sisäkorvaistutteen käyttöönoton jälkeen, estimoitu keskimääräinen lauseiden tunnistusprosentti oli 89 % (95 %:n luottamusväli 71-106 %), sanojen tunnistusprosentti oli 73 % (95 %:n luottamusväli 58-87 %), tavujen tunnistusprosentti oli 53 % (95 %:n luottamusväli 42-63 %), vokaalien tunnistusprosentti oli 80 % (95 %:n luottamusväli 68-92 %) ja konsonanttien tunnistusprosentti oli 67 % (95 %:n luottamusväli 57-76 %). Koehenkilöt sekoittivat vokaaleja ja konsonantteja useimmiten spektraaliselta energialtaan läheisimpään suuremmille taajuuksille sijoittuvaan äänteeseen. Kuulon toiminnallisen tason luokituksen ja puheen vastaanottoa mittaavien testien välinen korrelaatio oli korkea (rs > 0.81, p < 0.0001). Sisäkorvaistutteen saavien aikuisten kuulon tason ja puheen vastaanottokyvyn systemaattinen seuranta vaikeudeltaan eritasoisten testien avulla on tärkeää monipuolisen kuntoutuksen suunnittelun tueksi.