Diplomarbeit. Evaluierung der Auditory Steady State Response und Anwendbarkeit in der Hörgeräteanpassung. vorgelegt von. Tobias Wolter.

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1 Fachbereich Angewandte Naturwissenschaften Studiengang Medizintechnik Fachrichtung Hörgeräteakustik FACH HOCHSCHULE LÜBECK University of Applied Sciences Diplomarbeit Evaluierung der Auditory Steady State Response und Anwendbarkeit in der Hörgeräteanpassung vorgelegt von Tobias Wolter Betreuung: Dipl.-Ing. Siegrid Meier, Akademie für Hörgeräteakustik und Fachhochschule Lübeck Dipl.-Ing. Reimer Rohweder, Deutsches Hörgeräte Institut, Akademie für Hörgeräteakustik und Fachhochschule Lübeck Lübeck im September 2005

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3 Evaluierung der Auditory Steady State Response und Anwendbarkeit in der Hörgeräteanpassung Zusammenfassung Die Auditory Steady State Response (ASSR) sind ein Verfahren zur Messung von akustisch evozierten Potentialen bei kleinen Kindern oder nicht kooperativen Personen, bei denen die Durchführung von Hörtests wie bei Erwachsenen nicht möglich ist. Der Stimulus besteht aus ein oder mehreren amplitudenmodulierten Sinustönen, die ein Potential mit der Modulationsfrequenz auf der Hörbahn auslösen. Die ASSR haben den Vorteil der automatischen Auswertung und der frequenzspezifischen Schwellenbestimmung bei gleichzeitig mehreren Frequenzen. Ziel der Untersuchung war es, die Korrelation zwischen Luftleitungshörschwelle und ASSR- Schwelle zu bestimmen, um ASSR-Ergebnisse zur Einschätzung der Hörschwelle bei kleinen Kindern verwenden zu können. Wichtig war auch ein Vergleich der Ergebnisse mit der Korrelation zwischen NN-BERA und Luftleitung, da diese zur Zeit in Deutschland die Standard-Messung zur Hörschwellenbestimmung bei Kleinkindern ist. Eine Verbesserung der Hörgeräteanpassung bei kleinen Kindern könnte eine objektive Kontrolle der Verstärkung durch ASSR sein. Für diesen Zweck wurde ein Versuchsaufbau erstellt und erprobt. Im wesentlichen basieren diese Untersuchungen auf der Messung von Aufblähkurven, das heißt der Messung von ASSR-Schwellen ohne und mit Hörgerät. Es wurden Messreihen mit erwachsenen schwerhörigen und normalhörenden Probanden durchgeführt. Der Korrelationskoeffizient zwischen ASSR und Luftleitung lag bei den verschiedenen Frequenzen zwischen r = 0,52 und 0, bis 90 % der Ergebnisse stimmten mit einer Toleranz von +/-10 db überein. Die Ergebnisse der Hörgeräteanpassungen wurden mit Insitu-Messungen verglichen, dabei lag der Korrelationskoeffizient zwischen r = 0,44 und 0, bis 100% der Ergebnisse lagen in dem Toleranzbereich. Zwischen den ASSR und der Luftleitungsschwelle besteht demnach ein starker statistischer Zusammenhang. Aufgrund dieser Ergebnisse sind die ASSR für die Bestimmung der Hörschwelle ebenso geeignet wie die NN-BERA. Die ASSR scheinen grundsätzlich zur Anpassung von Hörgeräten bzw. zur Kontrolle der Anpassung geeignet. Probleme mit stehenden Wellen ließen sich durch Verbesserung der raumakustischen Bedingungen mit schallabsorbierender Wandverkleidung und durch Insitu- Kontrolle der Pegel und Stimuli lösen. III

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5 Evaluierung der Auditory Steady State Response und Anwendbarkeit in der Hörgeräteanpassung Erklärung zur Diplomarbeit Ich versichere, dass ich die Arbeit selbständig, ohne fremde Hilfe verfasst habe. Bei der Abfassung der Arbeit sind nur die angegebenen Quellen benutzt worden. Wörtlich oder dem Sinne nach entnommene Stellen sind als solche gekennzeichnet. Lübeck, den 16. September 2005 Unterschrift Ich bin damit einverstanden, dass meine Arbeit veröffentlicht wird, insbesondere dass die Arbeit Dritten zur Einsichtnahme vorgelegt wird oder Kopien der Arbeit zur Weitergabe an Dritte angefertigt werden. Lübeck, den 16. September 2005 Unterschrift V

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7 Evaluierung der Auditory Steady State Response und Anwendbarkeit in der Hörgeräteanpassung Danksagungen Folgenden Personen, die mich im Zusammenhang mit der Erstellung dieser Diplomarbeit unterstützt haben, möchte ich herzlichen Dank sagen: Den Dozenten der Akademie für Hörgeräteakustik für die Unterstützung, besonders Frau Meier für die Betreuung der Arbeit. Herrn Rohweder für das Bereitstellen von Material und Arbeitsmitteln und der Finanzierung der Probanden für die Messreihen. Prof. Schönweiler für die medizinisch-wissenschaftliche Unterstützung und den Mitarbeitern der Abteilung für Phoniatrie und Pädaudiologie in der HNO-Klinik des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein, Campus Lübeck, besonders Frau Hanke, dass ich bei ihr Erfahrungen in BERA-Messungen sammeln konnte. Besonders Herrn Thie und der Firma Pilot-Blankenfelde für das zur Verfügung stellen der ASSR-Messanlage. Frau Bäuml für die Hilfe beim Organisieren und ihre nette Unterstützung. Herrn Keller dafür, dass ich auch eine zweite ASSR-Messanlage ausprobieren konnte. Den Probanden für die nette Zusammenarbeit und die viele Geduld. Meinen Eltern, dass sie mir das Studium ermöglicht und mich immer sehr unterstützt haben. Ganz besonders dankbar bin ich meiner Partnerin Anne-Linn für das Abnehmen vieler Arbeiten während der Diplomarbeit und die riesengroße tatkräftige und seelische Unterstützung. VII

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9 Evaluierung der Auditory Steady State Response und Anwendbarkeit in der Hörgeräteanpassung Inhaltsverzeichnis 1 EINLEITUNG HÖRSCHWELLENMESSUNG UND HÖRGERÄTEVERSORGUNG BEI KINDERN Hörprüfung bei Kleinkindern Hörgeräteversorgung bei Kleinkindern EINFÜHRUNG IN DIE AKUSTISCH EVOZIERTEN POTENTIALE Bedeutung der Potentialmessung Elektrophysiologie des Hörens Klick-BERA NN-BERA AMFR / ASSR ZIEL DER UNTERSUCHUNG VERFAHREN UND METHODEN GRUNDLAGEN Die Messreihen Probanden Verwendete Geräte Elektrodenposition Ablauf der Messungen KORRELATIONEN ZWISCHEN ASSR-SCHWELLEN, LUFTLEITUNGS- UND NOTCHED- NOISE-BERA-POTENTIAL-SCHWELLEN Messreihe mit Pilot-Blankenfelde Evoselect und Prototypsoftware (M1) Messreihe mit Pilot-Blankenfelde Evoselect und Testsoftware Vers (M3) ANWENDUNG DER ASSR ZUR HÖRGERÄTEANPASSUNG Verarbeitung des ASSR-Signals im Hörgerät Messreihe mit Audera (Fa. GSI) Messsystem (M2) Messreihe mit Pilot-Blankenfelde Evoselect und Software Version 5.08 (M4) AUSWERTUNG DER ERGEBNISSE GRUNDLAGEN Mittelwerte und Standardabweichungen: Regressionsfunktion und Korrelationskoeffizient KORRELATIONEN ZWISCHEN ASSR-SCHWELLEN, LUFTLEITUNGS- UND NOTCHED- NOISE-BERA-POTENTIAL-SCHWELLEN Messreihe mit Pilot-Blankenfelde Evoselect und Prototypsoftware (M1) Messreihe mit Pilot-Blankenfelde Evoselect und Testsoftware Vers (M3) ANWENDUNG DER ASSR ZUR HÖRGERÄTEANPASSUNG Verarbeitung des ASSR-Signals im Hörgerät Messreihe mit Audera (Fa. GSI) Messsystem (M2) Messreihe mit Pilot-Blankenfelde Evoselect und Software IX

10 Evaluierung der Auditory Steady State Response und Anwendbarkeit in der Hörgeräteanpassung 4 DISKUSSION PROBLEME SCHLUSSFOLGERUNGEN ANDERE UNTERSUCHUNGEN ZUR FREQUENZSPEZIFISCHEN OBJEKTIVEN AUDIOMETRIE MIT ASSR AUSBLICK WEITERE UNTERSUCHUNGEN WEGE IN DIE PRAXIS NUTZEN FÜR DEN HÖRGERÄTEAKUSTIKER ANHANG ABKÜRZUNGEN LITERATURVERZEICHNIS ABBILDUNGSVERZEICHNIS TABELLEN- UND FORMELVERZEICHNIS X

11 Evaluierung der Auditory Steady State Response und Anwendbarkeit in der Hörgeräteanpassung 1 Einleitung Auditory Steady State Response (ASSR) sind ein Messverfahren zur objektiven Hörschwellenbestimmung bei kleinen Kindern oder bei nicht kooperativen Personen. Es werden dabei während einer akustischen Reizapplikation bestimmte Gehirnströme gemessen. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird das Verfahren untersucht und die Anwendbarkeit in der Hörgeräteanpassung geprüft. Von besonderer Bedeutung bei der Anwendung von ASSR ist die Verbindung der Hörgeräteakustik und der Audiologie in den Kliniken. Das Zustandekommen dieser Diplomarbeit war deshalb auch vor allem von der guten Zusammenarbeit zwischen der Akademie für Hörgeräteakustik und der Abteilung für Phoniatrie und Pädaudiologie in der HNO-Klinik des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein, Campus Lübeck, abhängig. Kindliche Hörstörungen gehören zu den häufigsten angeborenen Erkrankungen. Werden Tubenfunktionsstörungen als vorübergehende Hörstörung nicht mitgerechnet, beträgt die Prävalenz für bleibende, relevante Hörstörung 1:1000, bei Kindern mit Risikofaktoren 1:50 [Flei-2002]. In der besonders wichtigen Phase der Hörbahnreifung, die beim Menschen in den ersten beiden Lebensjahren liegt, muss das auditive System ausreichend stimuliert werden, damit irreversible Folgen für die Hör- und Sprachentwicklung verhindert werden. Lernstörungen, Einschränkungen der kognitiven und intellektuellen Leistungsfähigkeit sowie Störungen der emotionalen und psychosozialen Entwicklung von Kindern werden häufig durch eine späte Diagnose, Therapie und Rehabilitation verursacht [Walg-2001]. Die Kommunikationsfähigkeit und Sprachentwicklung schwerhöriger Kinder hängen deshalb von der frühestmöglichen Behandlung ab. Bei angeborenen Hörstörungen sollten die Kinder ab dem vierten bis sechsten Lebensmonat mit Hörgeräten versorgt sein, damit es nicht durch unzureichende Stimulation der sinnesspezifischen Nervenbahnen und zentren zu einer unnötigen und vermeidbaren Deprivation kommt [DGPP-2003]. Bisher wurden in Deutschland Schwerhörigkeiten bei Kindern meistens erst viel später entdeckt. Mit der Einführung des Universellen Neugeborenen Hörscreening (UNHS) können Schwerhörigkeiten aber so frühzeitig erkannt werden, dass durch rechtzeitige Diagnose und frequenzspezifische Schwellenbestimmungen eine erste Versorgung mit Hörsystemen innerhalb dieses Zeitraumes stattfinden kann. Demzufolge müssen vermehrt ganz junge Kinder wegen des Verdachts auf Schwerhörigkeit audiologisch untersucht werden. Es ist für alle Pädaudiologen das Ziel, die frequenzspezifische Hörschwellenbestimmung und die Hörgeräteanpassung bei Kindern stetig zu verbessern. Je jünger die Kinder sind, desto schwieriger ist es in der Regel, verlässliche Hörschwellenwerte zu bekommen. Die ASSR könnten dazu beitragen, einfacher und frequenzgenauere Hörschwellenwerte bei kleinen Kindern zu erhalten, da es sich hierbei um ein automatisches Verfahren handelt, das in einigen Bereichen frequenzspezifischer als die Notched-Noise-BERA ist. Im Gegensatz zu Deutschland ist die Anwendung der ASSR in den USA schon gebräuchlich. In Deutschland fehlten bislang Vergleichswerte, um die Luftleitungsschwelle aus den ASSR- Potential-Schwellen sicher schätzen zu können. Die Idee, mit dem ASSR-Verfahren Hörgeräte objektiv anpassen zu können, war für diese Diplomarbeit besonders interessant. Es wurde dafür ein eigener Versuchsaufbau erstellt und erprobt. Im Wesentlichen basieren die Untersuchungen auf der Messung von Aufblähkurven, dass heißt auf der Messung von ASSR-Schwellen ohne und mit Hörgerät. 1

12 Einleitung 1.1 Hörschwellenmessung und Hörgeräteversorgung bei Kindern 1.1 Hörschwellenmessung und Hörgeräteversorgung bei Kindern Hörprüfung bei Kleinkindern Bei kleinen Kindern (< 6 Monate) oder nicht kooperativen Personen ist die Durchführung von Hörtests nicht in der Form möglich, wie sie bei Erwachsenen Anwendung findet. Die Fähigkeit zur Mitarbeit bei Hörprüfungen unterscheidet sich grundlegend von der Erwachsener. Die Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie empfiehlt deshalb, Informationen aus verschiedenen Testverfahren zusammenzustellen [DGPP-2003]. a) 0 6 Monate (Abfolge der Untersuchungen) Anamnese und HNO-Befund einschl. binokularmikroskopische Ohrinspektion Subjektive Audiometrie (Obwohl Hörschwellenangaben in diesem Alter noch nicht ausreichend sicher erhebbar sind, sind die Hörreaktionsschwellen jedoch als Plausibilitätskontrolle der BERA und als Vergleichsbasis für die Hörgeräteanpassung unverzichtbar.) Tympanogramm Otoakustische Emissionen (TEOAE und DPOAE) BERA: BERA mit Klicks (Frequenzbereich Hz) Frequenzspezifische-BERA mit einer Angabe in zumindest zwei Bereichen (z.b. 500 Hz und 3.000Hz) wünschenswert Angaben über den überschwelligen Bereich (z.b. Recruitment, neurale Komponente) b) älter als 6 Monate (Abfolge der Untersuchungen) Anamnese und HNO-Befund einschl. binokularmikroskopische Ohrinspektion Subjektive Audiometrie: Anbahnung und Anwendung der visuell konditionierte Ablenkaudiometrie Tympanogramm Stapediusreflexe Otoakustische Emissionen (TEOAE und DPOAE) BERA: s. o. c) älter als 2 Jahre (Abfolge der Untersuchungen) Anamnese und HNO-Befund einschl. binokularmikroskopische Ohrinspektion Subjektive Audiometrie: Ggf. noch visuell konditionierte Ablenkaudiometrie, ansonsten Anbahnung Spielaudiometrie Tympanogramm Stapediusreflexe Otoakustische Emissionen (TEOAE und DPOAE) Ggf. BERA, dann s. o. d) ab 3-4 Jahren + Sprachaudiometrie e) ab 7 Jahren + Hörfeldskalierung Text 1: Technische und audiometrische Voraussetzungen, Th. Wiesner, Konsenspapier der DGPP zur Hörgeräte-Versorgung bei Kindern, Stand

13 Evaluierung der Auditory Steady State Response und Anwendbarkeit in der Hörgeräteanpassung Bei Kindern unter 1 Jahr sollte die Impedanzprüfung außerdem mit Hochfrequenz-Sondenton durchgeführt werden. Stapediusreflexmessungen ergeben einen Anhaltspunkt für die Unbehaglichkeitsschwellen. Für die frequenzspezifische BERA wird in Deutschland üblicherweise die NN-BERA verwendet. Ebenso könnten aber auch ASSR eingesetzt werden. Ziel der Diagnostik ist die frequenzspezifische Einschätzung der Hörschwelle sowie die Ermittlung und Berücksichtigung weiterer individueller Voraussetzungen, wie z.b. Mehrfachbehinderung, Missbildungen usw. [DGPP-2003]. Wichtig ist dabei, sich nicht auf ein einziges Messverfahren zu verlassen, da im Einzelfall sehr große Abweichungen auftreten können, die nur im Zusammenhang mit den Ergebnissen verschiedener Messverfahren erkannt werden. Frau Dipl.Ing. S.Meier hat in ihrem Vortrag auf dem EUHA-Kongress 2004 in Frankfurt zum Thema Bedeutung der Objektiven Messverfahren für die Hörsystemanpassung bei Kindern gezeigt, wie mit verschiedenen Messverfahren die Hörschwelle und auch die Unbehaglichkeitsschwelle eines Kindes eingekreist werden kann. Schwerhörigkeit kann bei Kindern alle funktionellen Teilbereiche des peripheren und zentralen Hörorgans betreffen. Dabei ist zwischen Schallleitungsschwerhörigkeiten (SL-SH) und Schallempfindungsschwerhörigkeiten (SE-SH) zu unterscheiden: Während eine Schallleitungsschwerhörigkeit medikamentös oder operativ zu behandeln ist, bedeutet eine Schallempfindungsschwerhörigkeit als sensoneurinale Hörstörung eine dauerhafte Schädigung durch den Ausfall von Haarsinneszellen in der Cochlea und kann bisher nur apparativ durch eine Hörhilfe kompensiert werden. Häufig kommen auch kombinierte Schwerhörigkeiten (SL+SE) bei Kindern vor, die sich aus Schallleitungskomponente und Schallempfindungskomponente zusammensetzten. Wird eine Schallleitungskomponente beispielsweise durch eine Mittelohrentzündung hervorgerufen, bedeutet dies für ein Kind mit Schallempfindungsschwerhörigkeit eine noch größere Einschränkung und muss deshalb so schnell wie möglich behandelt werden. Störungen in zentralen Bereichen der Hörverarbeitung bzw. assoziierten Zentren des Gehirns mit normaler peripherer Hörfunktion werden als auditive Verarbeitungs- und Wahrnehmungsstörung bezeichnet. Die Unterscheidung zwischen subjektiven und objektiven Hörprüfverfahren kann nach der Mitarbeit, der Auswertung, den Messergebnissen oder der Durchführung getroffen werden. Üblich ist es, Reflexaudiometrie, Verhaltensaudiometrie als subjektiv und Impedanz- Messung, Otoakustische Emissionen (OAE) und akustisch evozierte Potentiale (AEP) als objektiv einzuteilen Subjektive Hörprüfung Bei der subjektiven Hörprüfung ist das Ergebnis von der aktiven Mitarbeit des Patienten abhängig. Es werden fünf Verfahren unterschieden, die altersabhängig angewendet werden. Reflexaudiometrie: In den ersten Lebensmonaten findet die subjektive Hörprüfung durch Reflexaudiometrie statt. Bei dieser Form der Audiometrie werden die unbedingten Reflexe, wie z.b. Zucken der Augenlider, reflexartiges Anziehen der Arme und Beine, Änderung der Mimik und Atmung beobachtet. Obwohl der Säugling normal hört, sind die Reflexe überschwellig. Es entstehen bei der Reflexaudiometrie leicht Fehldeutungen durch Reaktionen auf Bewegung und visuelle Reize, da die Reflexschwelle bei einem Neugeborenen bei ca. 80 db und nach drei Lebensmonaten bei ca db liegt. 3

14 Einleitung 1.1 Hörschwellenmessung und Hörgeräteversorgung bei Kindern Verhaltensaudiometrie: Ab dem 3. bis 4. Lebensmonat kann die Verhaltensaudiometrie eingesetzt werden. In diesem Alter lassen die unbedingten Reflexe nach und es werden Änderungen im Verhalten, wie Drehen des Kopfes oder der Augen zur Schallquelle beobachtet. Mögliche Formen der Verhaltensaudiometrie sind der Ablenktest und die Verhaltensaudiometrie mit Konditionierung. Bei der Ablenkaudiometrie ist das Kind durch ein Spiel oder ähnlichem abgelenkt und es wird geprüft, ob es auf bestimmte Schallsignale reagiert. Bei der Verhaltensaudiometrie mit Konditionierung wird das Kind trainiert, auf eine optische Belohnung durch entsprechende Kopf- oder Augendrehung zu reagieren, nachdem der Stimuli erzeugt wurde. Diese optische Belohnung kann ein leuchtendes Bild oder ein vorher nicht sichtbarer, sich bewegender Teddy sein. Spielaudiometrie: Ab dem 3. Lebensjahr kann bei der Spielaudiometrie eine aktive Reaktion des Kindes konditioniert werden. Die Hörschwellenbestimmung wird in die Spielhandlung eingebaut. Hörschwellenaudiometrie: Mit dem Ende des vierten Lebensjahres kann die Hörschwellenaudiometrie je nach individueller Entwicklung des Kindes ohne Spielhandlung durchgeführt werden. Auch Kinder- Sprachaudiometrie ist ab diesem Zeitpunkt möglich. Es stehen verschiedene Satztest- Inventare, wie der Göttinger Sprachverständnistest, der Zweisilber-Kinderreimtest und der Oldenburger-Kinderreimtest (OLKI) zur Verfügung. Hörfeldskalierung: Ab dem siebenten Lebensjahr ist die Hörfeldskalierung möglich Objektive Tests Die objektiven Tests geben eine Aussage über das Gehör wieder, ohne dass eine aktive Mitarbeit des Kindes bzw. des Probanden nötig ist. Zu diesem Test zählen verschiedene Verfahren, die im Folgenden näher beschrieben werden: Tympanometrie: Mit der Tympanometrie wird die Impedanz des Trommelfells und der Gehörknöchelchenkette in Abhängigkeit des Luftdrucks im Gehörgang bestimmt. Dazu wird mit einer Sonde der äußere Gehörgang abgedichtet. Ein Sondenton mit meistens 220 Hz wird in den Gehörgang abgegeben und der reflektierte Schallanteil über ein Mikrofon gemessen, während gleichzeitig der Luftdruck im Gehörgang zwischen -300 dapa und +300 dapa variiert. Der Ablauf geschieht bei den heute üblichen Geräten automatisch und startet meist, sobald der Gehörgang mit der Sonde abgedichtet wurde. Anhand des Verlaufs der Compliance, das heißt der Nachgiebigkeit des Trommelfells, und der Drucklage der maximalen Compliance, lassen sich Probleme des Mittelohres erkennen. Bei normaler Tubenfunktion entspricht der Druck im Mittelohr dem normalen Luftdruck. Bei diesem Druck Null liegt normalerweise das Maximum der Compliance. Ist die Tubenfunktion gestört und die Belüftung des Mittelohres verringert, so verschiebt sich das Maximum in Richtung des niedrigeren Drucks. Bei länger anhaltendem Unterdruck bildet sich Sekret im Mittelohr. Ebenso wie bei einer Mittelohrentzündung flacht die Compliance ab und das Maximum ist in schwereren Fällen nicht mehr erkennbar. Liegt eine Unterbrechung der Gehörknöchelchenkette vor, übersteigt die Compliance den Messbereich, da kaum Schall reflektiert wird. 4

15 Evaluierung der Auditory Steady State Response und Anwendbarkeit in der Hörgeräteanpassung Narben können das Trommelfell versteifen oder teilweise sehr leicht beweglich machen, so dass die Höhe der Compliance verändert wird. Löcher im Trommelfell machen die Tympanometrie unmöglich, es kann höchstens mit der Luftpumpe des Gerätes eine Tubenfunktionsprüfung durchgeführt werden. Durch das Erhöhen des Luftdrucks bei Beginn der Messung können sich Löcher im Trommelfell zeigen, die bei der Otoskopie unentdeckt blieben. Auch die Abdichtung des Gehörgangs wird dadurch sichergestellt, da der Überdruck in beiden Fällen abfließt. Stapediusreflexmessung: Im direktem Anschluss an die Tympanometrie wird mit den gleichen Geräten die Stapediusreflexmessung durchgeführt. Laute Schallereignisse lösen bei intaktem Mittelohr sowie (zumindest für hohe Pegel) funktionierendem Innenohr und reizverarbeitenden Systemen über den Faszialisnerv eine messbare Kontraktion des Stapediusmuskels aus. Die Stapediuskontraktion verspannt das Trommelfell, so dass es schallhärter wird. Die Veränderung der Compliance als Reaktion auf laute Töne wird gemessen und der niedrigste Pegel, bei dem der Reflex nachweisbar ist, wird als Stapediusreflexschwelle notiert. Bei Kindern wird diese Schwelle als Hinweis auf die Unbehaglichkeitsschwelle genutzt. Der Reflex wird immer auf beiden Ohren ausgelöst, so dass die Registrierung sowohl ipsi als auch kontralateral erfolgen kann. Die Latenzzeit und der Reflexdecay sind bei Verdacht auf neurale Hörstörungen interessant. Otoakustische Emissionen (OAE): Otoakustische Emissionen (OAE) sind Schallsignale, die im Gehörgang gemessen werden können und von Bewegungen im Innenohr stammen. Mit größter Wahrscheinlichkeit ist die Motilität der äußeren Haarsinneszellen, die auch die aktive Wanderwelle in der Schnecke verursacht, die Quelle der OAE. In der praktischen Pädaudiologie werden vorwiegend die Transitorisch evozierten OAE und die Otoakustischen Distorsionprodukte (DPOAE) eingesetzt. Diese evozierten Potentiale weisen die Funktion der äußeren Haarsinneszellen bei intaktem Mittelohr nach. TEOA sind bis zu einem Hörverlust von 25 bis 30 db nachweisbar, DPOAE bis zu einem Hörverlust von 50 db. Werden beide Verfahren genutzt, kann der Schweregrad des Hörverlust eingegrenzt werden. Akustisch evozierten Potentialen (AEP): Mit den akustisch evozierten Potentialen (AEP) wird die elektrophysiologische Verarbeitung der am Hörvorgang beteiligten Nervenzentren und Hirnbereiche untersucht. Sie werden im Kapitel 1.2 näher beschrieben. [Fried-2000], [Walg-2001], [Flei-2002], [Lehn-2000], [Löwe-1994] 5

16 Einleitung 1.1 Hörschwellenmessung und Hörgeräteversorgung bei Kindern Hörgeräteversorgung bei Kleinkindern Die Hörgeräteversorgung bei Kindern ist eine multidisziplinäre Aufgabe, da viele Faktoren und Beteiligte Einfluss nehmen. Eine gute Zusammenarbeit zwischen Eltern, Ärzten (darunter Phoniater und Pädaudiologen), Audiologen, Pädakustikern, Hörgeschädigtenpädagogen, audiologischen Assistentinnen, Logopäden und Psychologen ist für eine erfolgreiche Hörgeräte-Anpassung bei Kindern nötig. Allen an der Hörgeräteanpassung Beteiligten sind die jeweils aktuellsten Hörschwellen-Daten, soweit zum Verständnis nötig mit interpretatorischen Hinweisen, zugänglich zu machen. Wichtig ist dabei nicht nur die möglichst frühzeitige Hörgeräteanpassung, sondern auch interdisziplinäre Betreuung des Kindes und der Eltern und die Einleitung zusätzlicher diagnostischer, therapeutischer und pädagogischer Maßnahmen. Mit Hör-Sprach- Frühförderungsmaßnahmen sollte ebenso wie mit der Hörgeräteanpassung möglichst früh begonnen werden. Dabei können neben der Anleitung und Information der Eltern wertvolle Hinweise zur Einschätzung des Hörvermögens und sonstige Verarbeitungs- und Wahrnehmungsstörungen gewonnen werden. Auch über technische Zusatzgeräte, schulische Maßnahmen und rehabilitative Aspekte sollten die Eltern informiert werden. Hörgeräteversorgungen bei Kindern sind vor allem bei Innenohrschwerhörigkeiten nötig. Schalleitungsschwerhörigkeiten, die häufig durch Tubenfunktionsstörungen verursacht werden, können oft operativ oder medikamentös behoben werden. Für hochgradige und an Taubheit grenzende Schwerhörigkeiten besteht die Möglichkeit der Versorgung mit einem Cochlea-Implantat. Über mehrere Elektroden, die in die Cochlea implantiert werden, erfolgt eine direkte elektrische Reizung einzelner Bereiche der Hörnerven. Bevor dieser entgültige Schritt gegangen wird, sollte auf jeden Fall die Versorgung mit einem oder bei beidseitigem Hörverlust mit zwei leistungsstarken Hörgeräten erprobt werden. Auf Cochlea-Implantate wird im Rahmen dieser Diplomarbeit nicht näher eingegangen Die angepassten Hörgeräte müssen, was die Bauart und Funktionen angeht, besonders für Kinder geeignet sein. Auf der Basis der Daten, die mit den in Kapitel beschriebenen Hörprüfungen gesammelt wurden, ist die Hörschwelle und das Resthörfeld des Kindes einzuschätzen. Zur Voreinstellung der Hörgeräte aufgrund dieser audiometrischen Daten werden Anpassregeln, wie DSLio oder NAL-NL1 verwendet, die das Alter des Kindes und die individuellen a- kustischen Übertragungsparameter des Außenohres einberechnen. Um die Verstärkung des Hörgerätes an die kleinen Verhältnisse des kindlichen Ohres anzupassen, wird der im Gehörgang ankommende Schall mit einer Insitu-Sonde gemessen. Am Messmikrofon der Sonde ist ein dünner Silikon-Schlauch befestigt, der in den Gehörgang eingeführt wird, so dass die Öffnung circa 5 mm vor dem Trommelfell liegt. Zunächst wird die frequenzabhängige Verstärkung des offenen Ohres aufgenommen (Open Ear Gain = OEG). Die tatsächlich hinzugekommene Verstärkung ist die Differenz zwischen der Verstärkung mit Hörgerät und individueller Otoplastik, sowie der OEG. Dieser echte Verstärkungsgewinn wird als Einfügeverstärkung oder Insertion Gain bezeichnet. Ist nur eine sehr kurze Insitu-Messung möglich, wird die Real Ear To Coupler Difference (RECD) bestimmt und die weiteren Messungen in der Messbox durchgeführt. Dazu wird das frequenzspezifische Übertragungsverhalten eines linearen Hörgerätes oder eines Einsteckhörers an der individuellen Otoplastik mit der Insitu-Sonde und in der Messbox am Kuppler gemessen. Die RECD ist die Differenz zwischen den beiden Übertragungskurven. Ist wegen Unruhe oder Ablehnung des Kindes gar keine Insitu-Messung möglich, müssen die RECD-Werte aufgrund des Alters geschätzt werden. Die Verstärkung der Hörgeräte muss mit diesen Verfahren überprüft werden. 6

17 Evaluierung der Auditory Steady State Response und Anwendbarkeit in der Hörgeräteanpassung Bei der Versorgung von Kindern ist es wichtig, dass nicht nur mittlere Pegel der Sprache, die bei 65 db angenommen werden, im Hörbereich des Kindes liegen, sondern auch alle leisen und lauten Bereiche noch wahrgenommen werden können, um das Erlernen von Sprache zu fördern und zu gewähren. Im Textfeld 2 sind die unterschiedlichen Wege zur audiometrischen Überprüfung des Anpasserfolges altersabhängig beschrieben. Beobachtungen im Alltag und in mitbetreuenden Institutionen ergänzen die geschilderten audiometrischen und technischen Kontrollen. Gerade im ersten Lebensjahr und vor allem während der ersten 6 Monate ist die Basis der audiometrischen Daten sehr unsicher. Eine objektive Erfolgskontrolle, die das Verfahren der Hörgeräteanpassung oder auch Anpasskontrolle mit ASSR verspricht, würde die nachweisbare Qualität der Versorgung erhöhen. Der Abschluss einer Hörgeräteverordnung bedarf einiger Nachweise, wie beispielsweise: die Hörgeräte werden von dem Kind akzeptiert die Hörgeräte werden ganztägig getragen mittellaute Sprache kann mit einer Dynamik von 30 db gehört werden das Kind hat einen Hörgewinn durch die Hörsysteme Die Hörgeräteanpassung bleibt ein ständiger Prozess, der nie vollkommen abgeschlossen ist. Durch das schnelle Wachstum kindlicher Ohren müssen immer wieder neue Otoplastiken angefertigt werden. Die audiometrischen Werte sind regelmäßig zu kontrollieren und die Hörgeräteeinstellungen zu überprüfen und erneut einzustellen. a) 0 6 Monate: Otoskopie + Tympanometrie Subjektive Plausibilitätskontrolle/Hörreaktionsschwellen (Beobachtungsaudiometrie im freien Schallfeld, ggf. seitengetrennt für Wobbeltöne, Schmalbandrauschen und komplexe Alltagssignale), Toleranztest (unter Verwendung von breitbandigen komplexen Signalen sowie einigen impulsartigen Signalen sollten auch bei 80 db keine eindeutigen Abwehrreaktionen, die über ein deutliches Erstaunen hinausgehen bzw. bei impulsartigen Signalen kein reizsynchrones Augenzwinkern auftreten) b) älter als 6 Monate: Otoskopie + Tympanometrie Anstelle der Plausibilitätskontrolle/Hörreaktionsschwellen sollte zunehmend eine Aufblähkurve durch eine visuell konditionierte Ablenkaudiometrie angestrebt werden, Toleranztest (s.o.) c) älter als 2 Jahre: (Abfolge der Untersuchungen) Otoskopie + Tympanometrie. Anstelle der visuell konditionierten Ablenkaudiometrie sollte zunehmend eine spielaudiometrische Kontrolle der Aufblähkurve angestrebt werden, Toleranztest (s.o.) d) Älter als 3 Jahre: Otoskopie + Tympanometrie Spielaudiometrie, Toleranztest (s.o.), Anstreben einer sprachaudiometrischen Überprüfung Text 2: Erfolgskontrolle im Rahmen der Hörgeräte-Anpassung bei Kindern, Th. Wiesner, Konsenspapier der DGPP zur Hörgeräte-Versorgung bei Kindern, Stand [DGPP-2003], [Flei-2002], [Lehn-2000] 7

18 Einleitung 1.2 Einführung in die Akustisch evozierten Potentiale 1.2 Einführung in die Akustisch evozierten Potentiale Bedeutung der Potentialmessung Die Messung der akustisch evozierten Potentiale erlaubt die Hörschwellenbestimmung bei Säuglingen, Kleinkindern und nicht kooperativen Kindern. Als objektives Verfahren wird es zur Zeit als Goldstandard bezeichnet. Die Messung wird in einer verkürzten und automatisierten Form beim Screening eingesetzt. Besonders seit das Universelle Neugeborenen Hörscreening in Deutschland eingeführt wurde, ist es sowohl für das Screening als auch für die nachfolgende Diagnostik unersetzlich. Im Zusammenhang mit anderen Verfahren kann anhand der erhaltenen Antwort abgeklärt werden, ob es sich um einen Schalleitungs-, endooder retrocochleären Hörverlust handelt. Bei Vertäubungsproblemen kann aufgrund der ipsiund kontralateralen Ableitung mit einigen AEP's auch die Innenohrfunktion geprüft werden. Im Rahmen der Diagnostik der auditiven Verarbeitungs- und Wahrnehmungsstörung werden AEP's eingesetzt, um objektive Hinweise auf Verarbeitungsprobleme zu erhalten. Durch die unter anderem mit den AEP's gewonnen Informationen über die Hörschwelle kann bei Kleinstkindern und Säuglingen eine Vorauswahl und Voreinstellung von Hörgeräten vorgenommen werden. Mit Hilfe der AEP's ist es möglich, ohne und mit Hörgeräte zu messen. Dadurch kann mit einer Art objektiven Functional-Gain die Anpassung von Hörgeräten evaluiert werden. Die Messung mit Hörgeräten ist sowohl mit der NN-BERA, als auch mit den ASSR möglich. Zu der Hörgeräte-Anpassung mit NN-BERA gibt es ein patentiertes Verfahren [Patent: Steinmeier-2002]. Die Messung mit ASSR und Hörgeräten wird in dieser Diplomarbeit untersucht. Mehrere Veröffentlichungen zeigen, dass die Anpassung von Hörgeräten oder zumindest die Kontrolle der Hörgeräteanpassung mit ASSR möglich ist [Wesa-2004], [Pict-1998]. Trotz aller Vorzüge ist die objektive Audiometrie kein Hörtest, denn es werden nur Abschnitte der Hörverarbeitung geprüft. Ob der Stimulus tatsächlich bewusst gehört wird, ist nicht sicher. Die objektiven Tests sind in der Gültigkeit ihrer Aussage auf einzelne isolierte Komponenten des Hörsystems beschränkt [Hoth-2004] Elektrophysiologie des Hörens In der Cochlea geschieht die Wandlung von mechanischer Energie des Schalls in elektrophysiologische Signale. Ein akustischer Reiz wird von den Haarsinneszellen durch einen e- lektrochemischen Vorgang in einen elektrischen Impuls umgesetzt und an die Kette der Neuronen des auditorischen Systems weitergereicht. Diese elektrischen Potentiale sind im üblichen EEG enthalten. Sie sind jedoch nicht zu erkennen, weil sie im Verhältnis zu anderen Potentialen sehr klein sind. Durch Mittelung mehrerer akustischer Stimuli wird der Einfluss von störenden Potentialen kleiner und die akustisch evozierten Potentiale lassen sich nachweisen. Die Messung nennt sich Electrical Response Audiometry (ERA). Die Potentiale werden nach der Laufzeit im auditorischen System eingeteilt. Die Reizantwort der Cochlea wird durch die Elektrocochleographie erfasst. Dazu werden die Potentiale mit einer Nadelelektrode direkt vom Promotorium aufgenommen oder mit einer Gehörgangselektrode in dessen Nähe. 8

19 Evaluierung der Auditory Steady State Response und Anwendbarkeit in der Hörgeräteanpassung Für die Untersuchungen der ASSR und der NN-BERA sind vor allem die frühen auditorisch evozierten Potentiale (FAEP) interessant. Die Ableitung geschieht zwischen Mastoid und Vertex von den Hörnerven und vom Hirnstamm. Die potentialerzeugenden Nervenregionen können nicht direkt mit Elektroden erreicht werden. In den meisten Fällen werden für die ASSR und NN-BERA Napf-Elektroden verwendet, die üblicherweise auf Vertex (Scheitel), Mastoid und Stirn aufgeklebt werden. Die Potentiale werden zwischen Mastoid und Vertex gemessen. Die Stirn dient als Masse-Referenz. Der Teil der Reizweiterleitung, der die FAEP betrifft, kommt von der cochlearen Ganglion Spirale, teilt sich in einen über den Nucleus cochlearis ventralis zu den Nucleus olivares superior laufenden Zweig und einen anderen Zweig, der über den Nucleus cochlearis dorsalis verläuft. Der größte Teil der Signale kreuzt die Seiten und wird beim Nuclei lemnisci lateralis und beim Colliculus inferior wieder als frühe Potentialwelle erkennbar. Je nach Modulationsfrequenz werden mit den ASSR auch mittlere auditorisch evozierte Potentiale (MAEP) erfasst. Diese werden vom Lemniscus Lateralis, den auditorischen Feldern des Thalamus und der primären kortikalen Projektion abgeleitet. Des weiteren gibt es späte akustisch evozierte Potentiale (SAEP), die der primären und sekundären Hörrinde entspringen. Die SAEP werden in der Cortical ERA (CERA) bestimmt. Die sehr späten Potentiale (SSAEP) haben keine audiometrische Bedeutung. Sie sind nur von neurologischem, phoniatrischen und psychiatrischen Interesse, weil sie vor allem kognitive Prozesse wiedergeben. (Siehe auch Abbildung 1 und Abbildung 2) 1 Chiasma opticum 2 Temporallappen 3 dritter Ventrikel 4 primär auditiver Cortex im Gyrus temporalis transversum 5 Thalamus 6 Epiphyse 7 Ventriculus lateralis 8 Splenium des Corpus callosum 9 Radiatio acustica Welle VII? 10 Corpus geniculatum mediale Welle VI? 11 Brachium colliculi inferioris (caudalis) 12 Colliculus inferior (caudalis) Welle V 13 Commissura colliculorum inferiorum (caudalium) 14 Nuclei lemnisci lateralis Welle IV 15 Lemniscus lateralis 16 Pons 17 Nucleus olivaris superior Welle III 18 bipolare Ganglienzelle im Ganglion spirale (cochleare) Welle I 19 Pars cochlearis des N. vestibulocochlearis 20 Nucleus cochlearis ventralis (anterior) Welle II 21 Corpus trapezoideum 22 Nuclei corporis trapezoidei 23 Nucleus cochlearis dorsalis (posterior) 24 Striae acusticae dorsales (posteriores) 25 Medulla oblongata (aus Kretschmann, 1996 [56] ) Abbildung 1: Schematische Darstellung der neuronalen Verschaltung des auditiven Systems, [Gist-2004] 9

20 Einleitung 1.2 Einführung in die Akustisch evozierten Potentiale 10 Abbildung 2: Schema Hirnstammpotentiale [Lehn-2000] [Gist-2004] [Lehn-2000], [Sant- 2001] Klick-BERA Der Klick einer Klick-BERA enthält theoretisch alle Frequenzen. Dieses Verfahren ist deshalb breitbandig. Die NN-BERA und die AMFR bzw. ASSR erlauben dagegen eine frequenzspezifische BE- RA-Messung. Der Frequenzbereich, der bei der Klick-BERA in der Cochlea geprüft wird, liegt ungefähr zwischen 2 bis 4 khz. Die Latenzzeit der Wellen, welche die FAEP betreffen, beträgt ca. 1-10ms. Es ist aber sinnvoll, ein Zeitfenster von 0 bis 20 ms nach dem Reiz zu betrachten, da die Verarbeitung verzögert sein kann. Die Amplitude erreicht ca. 1 µv. Um Störungen durch spontane Hirnaktivität zu unterdrücken, werden die Potentiale von 1000 bis 2000 Klicks gemittelt. Kinder werden meist sediert, um bessere Ruhepotentiale zu bekommen. Dazu wird Video- oder medikamentöse Sedierung verwendet. Falls sowieso eine Narkose notwendig ist, um z.b. Paukenröhrchen zu setzen, wird oft auch dieser Umstand ausgenutzt. Die Wellen der FAEP werden nach Jewett I-V eingeteilt. Für die Hörschwelle ist es entscheidend, ob die Welle V vorhanden ist, d.h. solange die Welle V zu finden ist, gilt der Stimulus bei diesem Pegel als gehört. Aus der Latenzfunktion lassen sich in Abhängigkeit von der Reizstärke weitere Schlüsse über die Hörbahnreifung oder Erkrankungen ziehen, da erst mit Entwicklung der Hörbahn die Reizweiterleitung die normale Geschwindigkeit erreicht. 10

21 Evaluierung der Auditory Steady State Response und Anwendbarkeit in der Hörgeräteanpassung Klick-BERA, Stimulus Abbildung 3 zeigt zwei BERA-Klicks. Es wird zwischen Druck und Sog gewechselt. Durch dieses Alternieren fällt die elektrische Einstreuung bei der Mittelung der Potentiale weit gehend heraus ms 6ms 9ms 12ms 15ms 18ms 21ms 24ms 27ms 30ms 33ms 36ms Zeit 0 db -2 db -4 db -6 db -8 db -10 db -12 db -14 db -16 db -18 db -20 db -22 db -24 db -26 db -28 db [Hz] f Abbildung 3: Klick-BERA, Stimulus im Zeitbereich und Frequenzbereich. Erzeugt mit Evoselect von Pilot-Blankenfelde, gemessen mit ACAM5 von Acousticon. Darstellung mit Software Wavelab von Steinberg 11

22 Einleitung 1.2 Einführung in die Akustisch evozierten Potentiale Reizantworten auf einen Klick von vielen Hörnervenfasern Das Neurogramm in Abbildung 4 zeigt die Aktivität von 50 einzelnen Hörnerven auf einen Klick bei einem Tier. Der Stimulus war ein kurzer Klick mit 100 db SPL [Kiang-1975]. Im Normalfall ist nur die Summe der Potentiale zu erkennen, also die größten und am stärksten synchronisierten Potentiale in einem Bereich von 2 khz oder mehr. Die Hörnerven, die für die tiefen Frequenzen zuständig sind, erreicht der Stimulus durch die Laufzeit in der Cochlea erst etwas später. Diese Potentiale entstehen verzögert und nicht synchron. Abbildung 5 zeigt das Summenpotential der Reizantwort. Die Kurven sind idealisiert dargestellt, es sind also keine Störungen durch das Biosignal vorhanden. Für die ASSR und NN-BERA ist vor allem der Bereich bis 10 ms wichtig. K618 SP / S 10, Abbildung 4: Antwort der einzelnen Hörnerven auf einen Klick, [Kiang-1975] Abbildung 5: Idealisierte Reizantworten, [Lehn-2000] 12

23 Evaluierung der Auditory Steady State Response und Anwendbarkeit in der Hörgeräteanpassung NN-BERA NN-BERA, Stimulus Der Tonpip im oberen Teil der Abbildung 6 wäre durch seine Seitenbänder für eine frequenzspezifische Messung noch zu breitbandig. Deshalb werden diese Seitenbänder mit einem durchgängigen Rauschen verdeckt, was ein unregelmäßiges Feuern fast aller Hörnerven zur Folge hat. In dieses Rauschen wird mit einem Filter eine Kerbe geschnitten (Abbildung 6 unten). Nur in diesem Notch-Bereich, in dem kein Rauschen ist, sondern die Frequenz des Tonpips, feuern die Hörnerven synchron mit dem sich wiederholenden Stimulus. Durch die Mittelung sind die Potentiale, die von diesem Frequenzbereich stammen, in der Ableitung erkennbar. Tonpip Abbildung 6: Notched-Noise-BERA Stimulus [Lehn-2000] 13

24 Einleitung 1.2 Einführung in die Akustisch evozierten Potentiale NN-BERA, Reizantwort und Auswertung Abbildung 7 zeigt die Software "Evoselect" (Fa. Pilot-Blankenfelde) zur Auswertung der NN- BERA. Auf der linken Seite sind die Potentiale zu sehen. Es wurden ca bis 2000 Sweeps gemittelt. Die Messung beginnt mit hohen Pegeln, hier mit 70 db, weil die Wellen dabei am deutlichsten zu erkennen sind. Die drei markierten Berge sind die Wellen I, II und V. Hat man die Latenz der Wellen bei dieser Kurve bestimmt, so kann man die Wellen bei den anderen Pegeln leichter finden. Bei niedrigeren Pegeln erscheinen sie später, da die Hörnerven für die Verarbeitung kleiner Reize länger brauchen. Auch sind bei niedrigeren Pegeln nicht mehr alle Wellen erkennbar. Die Kurven in Abbildung 7 zeigen nur die Welle V bis zur Schwelle bei 5 db. Bei 0 db ist hier keine Welle V mehr zu bestimmen. Die Schwelle liegt in demnach also bei 5 db. Die Auswertungen der frequenzabhängigen Schwellen können in eine Art Audiogramm eingetragen werden (siehe Abbildung 7 rechts oben). Wenn man die Potentiale der Klick-BERA markiert hat, kann man sich die Latenz, also die Zeit, die bis zum Potential vergangen ist, anzeigen lassen und daraus erkennen, ob die Verzögerung im Durchschnitt liegt oder länger dauert (siehe Abbildung 7 rechts unten) Auf diese Weise kann man beispielsweise feststellen, ob die Hörbahn ausgereift ist oder ob mögliche Erkrankungen vorliegen. [pilo-2005] Abbildung 7: NN-BERA-Auswertung, aus Evoselect Software, Pilot-Blankenfelde 14

25 Evaluierung der Auditory Steady State Response und Anwendbarkeit in der Hörgeräteanpassung AMFR / ASSR Die Begriffe AMFR - Amplitude Modulation Following Response und ASSR - Auditory Steady State Responses werden meist synonym benutzt. Der Begriff AMFR ist dabei die veraltete Bezeichnung. Auf der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Audiologie 2005 in Göttingen wurde beschlossen, zukünftig nur noch den Begriff ASSR zu verwenden. Dem wird in dieser Diplomarbeit Rechnung getragen und ausschließlich der Begriff "ASSR - Auditory Steady State Responses" verwendet Das ASSR-Verfahren Beim ASSR - Verfahren erfolgt die Stimulation der Hörnerven mittels modulierter Dauer- Töne, wobei die Prüffrequenz hier die Trägerfrequenz darstellt. Das Antwort-Potential ist ein sogenanntes steady-state Potential, dessen Frequenz der Modulationsfrequenz entspricht. Dies erlaubt eine objektive frequenzspezifische Hörschwellenbestimmung ASSR-Stimulus Die folgende Abbildung zeigt einen ASSR-Stimulus mit 1kHz als Träger, der mit 80 Hz amplitudenmoduliert ist. Im oberen Bereich ist das Zeitsignal, im unteren der Frequenzbereich zu erkennen. Durch die Amplitudenmodulation entstehen im Frequenzbereich zwei Seitenbänder neben dem 1-kHz-Sinus-Signal. Diese liegen bei der Differenz und der Summe aus Trägerfrequenz und Modulationsfrequenz (f T f M und f T + f M ); in diesem Beispiel bei 920 Hz und 1080 Hz. 2 Amplitude Spektrale Amplitude [db] ,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0, Zeit [s] Frequenz [Hz] Abbildung 8: Das ASSR Signal, Pilot-Blankenfelde 15

26 Einleitung 1.2 Einführung in die Akustisch evozierten Potentiale ASSR-Reizantwort Die Reizantwort auf einen ASSR-Stimulus ist in Abbildung 9 dargestellt. Man erkennt hier, dass bei dem Biosignal schon im Zeitbereich eine Schwingung mit der Modulationsfrequenz vorhanden ist (siehe Abbildung 9 oben). Dieses Biosignal wird durch eine FFT in den Frequenzbereich transformiert (Abbildung 9 unten). Bei der Frequenz des Trägersignals ist ein Reizartefakt zu sehen. Dieser ist nicht für die Auswertung verwendbar. Wichtig ist der Frequenz-Balken bei der Modulationsfrequenz und dessen Oberwellen, die entstehen, weil die Reizantwort nicht exakt sinusförmig ist. µv 0,5 Zeitbereich ms -0,5 µv f0 Frequenzbereich 0,2 0,1 f1 f2 f3 f4 Reizartefakt Hz 80-Hz-ASSR Abbildung 9: ASSR - Reizantwort, Prüffrequenz: 1 khz, Modulationsfrequenz: 80 Hz, Pilot-Blankenfelde 16

27 Evaluierung der Auditory Steady State Response und Anwendbarkeit in der Hörgeräteanpassung Beispiel: Softwareoberfläche mit statistischer Reizauswertung Bei geringeren Pegeln ist die Reizantwort sehr klein. Um dennoch in relativ kurzer Zeit messen zu können, wird mit statistischen Berechnungen geprüft, ob die Modulationsfrequenz im Biosignal vorhanden ist. Es werden die Amplitude und die Phase ausgewertet. Manche Systeme beziehen auch die Oberwellen in die Berechnung ein. Das Kreisdiagramm (Abbildung 10) zeigt die Phase durch den Winkel und die Amplitude durch die Länge der Linien an. Liegen viele Linien nah beieinander ist es wahrscheinlich, dass die Modulationsfrequenz im Biosignal enthalten ist und vom Stimulus stammt. Diese Informationen werden statistisch verarbeitet Abbildung 10: Komplexes Kreisdiagramm zur Amplituden- und Phasenauswertung, Evoselect, Pilot-Blankenfelde Die Wahrscheinlichkeit, dass der Stimulus in der Hörbahn verarbeitet wurde, wird als Linie in der Software dargestellt (Abbildung 11 oben rechts). Liegt der Pegel des Stimulus über der elektrophysiologischen Schwelle, so wandert diese Linie nach oben, bis 100% Wahrscheinlichkeit erreicht sind. Liegt der Pegel unterhalb der Schwelle, erreicht die Linie die 100%- Marke nicht. Störungen und Unregelmäßigkeiten können durch das Biosignal beobachtet und bemerkt werden. (Abbildung 11 oben links) Im unteren Bereich können die zu prüfenden Frequenzen und Pegel wie in einem Audiogramm ausgewählt werden. Die Ergebnisse werden automatisch in dieses Audiogramm eingetragen. Auf diese Weise kommt man zur objektiven frequenzspezifischen Hörschwelle. 17

28 Einleitung 1.2 Einführung in die Akustisch evozierten Potentiale Abbildung 11: ASSR-Softwareoberfläche, Evoselect, Pilot-Blankenfelde 18

29 Evaluierung der Auditory Steady State Response und Anwendbarkeit in der Hörgeräteanpassung Spezielles ASSR - Signal nach Prof. Dr. Stürzbecher Aufbauend zu dem bereits erläuterten ASSR-Signal hat Prof. Dr. Stürzebecher von der Universität Frankfurt / Main ein spezielles ASSR-Signal entwickelt, das hier ebenfalls vorgestellt werden soll. Es werden dabei im Abstand der Modulationsfrequenz zwei weitere amplitudenmodulierte Träger generiert (Abbildung 12). Damit wird die Flankensteilheit des Stimulus erheblich verbessert. Aus einem etwas breiteren Bereich der Cochlea wird mehr Energie gewonnen. Die Reizantwort ist bis zu 1,6-mal größer als mit einem einfachen amplitudenmodulierten Sinus [Patent: Pilot-Blankenfelde-2001]. Der patentierte Reiz AM3MF2 hat folgende Merkmale: AM3 = 3 amplitudenmodulierte Träger MF2 = im Abstand von 2 x Modulationsfrequenz Amplitude Zeit [s] Spektrale Amplitude [db] Frequenz [Hz] Abbildung 12: Spezielles ASSR Signal AM3MF2 nach Prof. Stürzbecher [Patent: Pilot-Blankenfelde-2001] 19

30 Einleitung 1.2 Einführung in die Akustisch evozierten Potentiale Modulationsfrequenzen Die Potentiale mit dem größten Störabstand gegenüber dem elektrophysiologischen Rauschen (SNR) können bei einer Modulation mit 40 Hz erzielt werden. Leider sind diese stark vigilanzabhängig ([Peth-2001]), d.h. das Vorkommen der Potentiale ist davon abhängig, ob der Patient wach ist. Auch die Hörbahnreifung bestimmt das Auftreten der 40 Hz-Potentiale. Sie entsprechen deshalb am ehesten den mittellatenten akustisch evozierten Potentialen (MAEP). Die Anwendung bei kleinen Kindern ist deshalb nicht sicher. Zum einen ist ihre Hörbahn e- ventuell noch nicht vollständig ausgereift, zum anderen wird die ERA bei Kindern meist in Sedierung durchgeführt. Bei einer Modulationsfrequenz von 80 bis 100 Hz gibt es ein zweites, etwas geringeres Maximum des Störabstandes (SNR). Dieses ist stabiler und nicht von der Vigilanz abhängig. Auch die Hörbahnreifung ist in diesem Frequenzbereich nicht entscheidend, deshalb kann man diese Potentiale den FAEP zuordnen Vorteile der ASSR Das Verfahren der ASSR bringt eine Reihe Vorteile mit sich, die im Folgenden zusammengefasst sind: größere Frequenzspezifität als die NN-BERA, da keine Störung durch das Verdeckungs-Rauschen und die benötigte Flankensteilheit entsteht statistische und automatische Auswertung, d.h. die Ergebnisse liegen nach der Messung sofort vor objektives Ergebnis, da der Einfluss des Auswertenden wegfällt gleichzeitige, multi-frequente Stimulation verspricht die Möglichkeit einer Zeiteffizienten Messung (mehrere Sinustöne werden gleichzeitig als Träger mit unterschiedlichen Modulationsfrequenzen eingesetzt und können im EEG identifiziert werden) Messung im Freifeld möglich 20

31 Evaluierung der Auditory Steady State Response und Anwendbarkeit in der Hörgeräteanpassung 1.3 Ziel der Untersuchung Die ASSR sind an der Schwelle zum diagnostischen Einsatz in der klinischen Pädaudiologie und in der Praxis. Kommerzielle Messgeräte sind bereits verfügbar. Während in den USA die ASSR zur Bestimmung der Hörschwelle bei kleinen Kindern schon regelmäßig verwendet wird, fehlen in Deutschland noch Daten, um die Hörschwelle aufgrund der Messung der ASSR sicher schätzen zu können. Die Untersuchungen zur Korrelation der ASSR, zur Luftleitung und zur NN-BERA in dieser Diplomarbeit sollen die Einschätzung der Hörschwelle erleichtern. Ein Ziel ist deshalb die Bestimmung der Regressionsgeraden zwischen Luftleitung und ASSR und Bestimmung der Verlässlichkeit des Zusammenhangs zu den bewährten Messverfahren. Das zweite Ziel der Untersuchung ist die Analyse der Möglichkeit, ob mit Hilfe der ASSR Hörgeräte angepasst werden können. Es werden dazu Aufblähkurven mit ASSR gemessen, wie es auch von Wesarg et al. [Wesa-2004] beschrieben wurde. Diese ersten Versuche dienen nur zur Anpass-Kontrolle, denn zum direkten Einstellen des Hörgerätes ist die ASSR-Messung in ihrer jetzigen Form zu langwierig. Die Feststellung der vorhandenen Restdynamik und der Lautheitskorrektur durch das Hörgerät bei eventueller späterer Anwendung von Kompression ist mit dem verwendeten Messsystem nicht möglich, da nur eine Aussage über die Hörschwelle getroffen wird. Die zu untersuchende Fragestellung lautet: Welcher Aufbau ist zur Hörgeräteanpassung mit ASSR geeignet, d.h. welche Geräte und welche Anordnung erlauben eine möglichst genaue Messung und welche Schwierigkeiten treten dabei auf? Entscheidend für den praktischen Einsatz sind dabei die erreichbare Genauigkeit und der Zeitbedarf. 21

32 Verfahren und Methoden 2.1 Grundlagen 2 Verfahren und Methoden 2.1 Grundlagen Die Messreihen Im Rahmen der Untersuchungen wurden mehrere Messreihen durchgeführt. Die ersten, um Erfahrungen mit der Messung der ASSR zu sammeln und die Korrelation der Schwellen mit denen der Luftleitung bestimmen zu können. Zunächst stand nur eine Vorab-Version der Steuerungs- und Auswertungssoftware des Pilot-Blankenfelde Gerätes Evoselect zur Verfügung. Die Durchführung der Messung und die Auswertung waren damit noch sehr mühsam. Auch mit der Zuverlässigkeit der Messung gab es noch Probleme. Die Messreihe M1 (siehe Kapitel 2.2.2) ist deshalb vor allem als Orientierung anzusehen. Kurzfristig, und auch leider nur für die kurze Zeit von zweieinhalb Wochen, konnte mit dem Gerät Audera von GSI Probanden im Freifeld ohne und mit Hörgeräten gemessen werden (Messreihe M2, siehe Kapitel 2.3.2). Als die Software Evoselect Version 5.07 für das ASSR-Verfahren mit Multi-Reiz so gut wie marktreif war, konnte die Evaluation der ASSR fortgeführt werden. (Messreihe M3, siehe Kapitel 2.2.3) Die Übertragung der ASSR-Signale und NN-BERA-Stimuli durch Hörgeräte wurde anhand des in den übrigen Messungen verwendeten Hörgerätes in der ACAM5-Messbox überprüft (siehe Kapitel 2.3.1). Erst nach diesen Voruntersuchungen war es möglich, die Untersuchung zur Hörgeräteanpassung mit ASSR zu verwirklichen (Messreihe M4, siehe Kapitel 2.3.3) Probanden Für die Messreihen wurden Probanden aus dem Pool der Akademie für Hörgeräteakustik akquiriert. Dieser Personengruppe gehören vor allem schwerhörige Rentner/-innen an. Für die Messreihen M1 und M3 wurden normalhörende Studenten der Fachhochschule hinzugezogen, da bei diesen Messreihen die Korrelation über den gesamten Hörbereich bestimmt werden sollte. Im Verlauf der Messungen stellte sich heraus, dass bei steil- und -schrägabfallenden Hörverlusten kein Zeitvorteil durch den Multi-Reiz zu erreichen ist. Für die Freifeldmessung mit Hörgerät waren nur Hörverluste sinnvoll, bei denen die Schwelle weder zu hoch noch zu niedrig ist. Bei zu großen Hörverlusten wird die Leistungsgrenze von 90 bis 100 db SPL erreicht. Bei zu geringen Hörverlusten ist im Freifeld mit Hörgerät keine Verbesserung gegenüber dem Zustand ohne Hörgerät messbar, da der Stimulus in Umgebungsgeräuschen und dem Grundrauschen der Messanlage verschwindet. Bei den ersten Messreihen erfolgte die Auswahl der Probanden weniger streng. Kriterien waren: Die Unbehaglichkeitsschwelle sollte über 100 db liegen, um bei der Wahl des Pegels nicht eingeschränkt zu sein. Es durfte keine reine Schallleitungsschwerhörigkeit vorliegen. Um eine Leistungsreserve zu haben, durfte der Hörverlust bei den gemessenen Frequenzen nicht größer als 80 db HL sein. Die Schwingungsfähigkeit des Trommelfells wurde mit Hilfe 22