Förderpreis Zielhörfeld in der Hörsystemanpassung mittels Perzentilen

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1 Förderpreis Zielhörfeld in der Hörsystemanpassung mittels Perzentilen Studienabschlussarbeit (Diplomarbeit) Bachelorabschlussarbeit (Fachhochschule Lübeck, Angewandte Naturwissenschaften, Fachbereich Hörakustik) Verfasser: Torsten Saile Betreuer: Dipl.-Ing. Reimer Rohweder Datum der Abgabe: 17.6.

2 Herausgeber: Europäische Union der Hörgeräteakustiker e.v. Neubrunnenstraße 3, Mainz, Deutschland Tel. +49 () Fax +49 () Internet: Alle hier vorhandenen Dateien, Texte und Grafiken sind urheberrechtlich geschützt. Eine Verwertung über den eigenen privaten Bereich hinaus ist grundsätzlich genehmigungspflichtig. EUHA Impressum i

3 Einleitung Eine modere Hörsystemanpassung mittels Perzentilanalyse 1, In-situ-Messung 2 und Lautheitsskalierung 3 stellt das Fundament einer bedarfsorientierten und qualitativ hochwertigen Anpassung von Hörsystemen dar. Die Fragestellungen, die sich daraus ergeben, sind demnach: 1. Ist es sinnvoll, präskriptive Anpassverfahren wie NAL 4 oder DSL 5 in einer modernen Hörsystemversorgung durch neue Verfahren abzulösen? 2. Gibt es bessere Verfahren, die eine Auswertung komplexer Signale, wie z. B. sprachähnlicher Signale, ermöglichen und somit einer kundenorientierten Trageeinstelllung näher kommen? 3. Wie unterscheiden sich die einzelnen Verfahren objektiv und subjektiv voneinander? In dieser Abschlussarbeit soll es um eine in der Praxis mögliche Systematik einer Hörsystemanpassung gehen. Dabei kann ganz konkret bei verschiedenen Akustikern das Zielhörfeld 6 mittels Perzentilanalyse 7 getestet und anhand eines Frageninventars sowie einer Lautheitsskalierung und der Ermittlung des ANL 8 validiert werden. Im einem theoretischen Teil werden die Vorüberlegungen dieser Studie behandelt. Hierzu zählen ein Vergleich zwischen dem Zielhörfeld und den präskriptiven Anpassverfahren NAL, NAL-NL1 9, DSL und DSL[i/o] sowie der Aufbau des Zielhörfeldes. In einem praktischen Teil geht es um das anschließende Studiendesign. Hierzu zählen das Vorbereiten, das Durchführen und das Auswerten der Studie. Hier soll das Zielhörfeld in der täglichen Praxis angewandt und mit dem präskriptiven Verfahren NAL-NL1 verglichen werden. 1 Chalupper, 5 2 ISO 1212, 1: Verfahren zur Messung der wirksamen akustischen Kenndaten von Hörgeräten, im Folgenden Insitu genannt 3 DIN ISO 16832, 7: Lautheitsskalierung mit Hilfe von Kategorien 4 Byrne & Tonnison, Seewald, 1991, Seewald, Ramji, Sinclair, Moodie, Jamieson, Rohweder, 9 7 Harald Bonsel, Acousticon Hörsysteme GmbH, Reinheim 8 Nabelek, Tucker und Letowsk, Dillon, Katsch, Byrne, Ching, Keidser, Brewer, 1998 Cornelisse, Seewald, Jamieson, 1995 Einleitung Seite ii

4 Inhaltsverzeichnis Impressum i Einleitung ii Inhaltsverzeichnis iii 1. Grundlagen Zielhörfeld Vergleich verschiedener Anpassverfahren Anpassverfahren DSL und NAL Perzentiles Anpassverfahren (MCL) Perzentiles Anpassverfahren mittels Zielhörfeld These des Zielhörfeldes Vergleich Zielhörfeld mit DSL[i/o], NAL-NL1 und Perzentilen (MCL) 1.3 Vergleich Zielhörfeld und herstellereigene Verfahren First-Fit-Zielhörfeld und NAL bzw. NAL-NL First-Fit-Zielhörfeld und DSL[i/o] Versuchsdesign Planung der Studie Durchführung der Studie Ergebnisse der Studie Anpassung auf das Zielhörfeld Anpassung auf die Zielverstärkungswerte Nutzung der Restdynamik Skalierung Zielhörfeld und NAL-NL Skalierungsdaten des Zielhörfeldes Skalierungsdaten nach NAL-NL Fehler bei In-situ-Messungen Messung des ANL Auswertung der Fragebögen Fazit der Studienergebnisse Schlussbetrachtungen 4 4. Verzeichnisse Abbildungsverzeichnis Literaturverzeichnis Normen und Richtlinien Abkürzungen Anhang Informationsblatt Modul: Anpassung Modul: Audiologisches Vorgespräch Modul: Fragebogen Akustiker (Zielhörfeld) Modul: Kundenfragebogen NAL-NL Modul: Kundenfragebogen Zielhörfeld Modul: Fragebogen Akustiker (Ende) Danksagung 58 Inhaltsverzeichnis iii

5 Theoretischer Teil 1. Grundlagen Zielhörfeld Das Zielhörfeld besteht aus der Hörschwelle 11 und der Unbehaglichkeitsschwelle 12. Das Ziel des Zielhörfeldes ist es, einen Lautheitsausgleich wie bei einem Normalhörenden zu schaffen. Um einen First Fit 13 mit Hörgeräten durchzuführen, ist es von grundlegender Bedeutung, die Lautheitsempfindung des Schwerhörigen mit einzubinden. Dieses Lautheitsempfinden kann anhand unterschiedlichster Verfahren festgestellt werden. Neben der Möglichkeit, die MCL-Messung im Schallfeld durch Rauschimpulsaudiometrie (Leitner, 1978) durchzuführen, wurde ferner ein Verfahren entwickelt, welches den Pegel angenehmen Hörens sowie die Unbehaglichkeitsschwelle mit einem linear verstärkenden Hörgerät im Schallfeld bei gleichzeitiger Pegelmessung mittels Sondenmikrofon im Gehörgang bestimmt (Kießling, 1987). Dieses Verfahren beinhaltet die Vorteile, dass Kalibrierungsprobleme, Probleme des Transfers von Kopfhörer- auf Hörgerätedaten sowie die Beachtung der Bauform des jeweiligen Hörgeräts und der Otoplastik entfallen. 14 Die Wichtigkeit des Bereiches mittellaut ist in der Hörsystemanpassung schon immer von großer Bedeutung gewesen. In diesem Bereich des angenehmen Hörens ist es möglich, einen Lautstärkeeindruck für den First Fit mit Hörsystemen zu bestimmen, der vom Kunden akzeptiert und unter dem Gesichtspunkt des Sprachverständnisses aus Sicht des Akustikers toleriert wird. Die Rauschimpulsaudiometrie bezieht sich auf den Bereich, den ein Normalhörender als angenehm laut empfindet. Hierbei ist die 65-dB-Isophone der DIN ISO 226: als der Bereich des angenehmen oder mittellauten Hörens heranzuziehen. Aus einer individuell gemessenen Rauschimpulsaudiometrie können nun die Abweichungen zu den Normalhörenden in eine Zielverstärkungskurve umgerechnet werden. Auf diese Zielverstärkungskurve kann nun mittels eines Messsignals, wie z. B. Sinus oder Chirp, angepasst werden. Leider können hierbei keine dynamischen Signale, wie z. B. Sprache oder ISTS 16, verwendet werden, da die Zielverstärkungskurve immer nur eine Aneinanderreihung von Messpunkten ausgibt und somit eine Zielkurve als Ausgangsdiagramm vorhanden ist. Das Zielhörfeld gibt hier einen Bereich an, in den man Sprache als perzentil dargestelltes Signal verstärken kann. 11 DIN 456: Audiometer zur Hörschwellenbestimmung: Die Hörschwelle bei Luftleitung wurde von der Physikalisch- Technischen Bundesanstalt in Braunschweig an einer Gruppe von Normalhörigen festgestellt. (H. Mraß und H. G. Diestel, zur Bestimmung der Normalhörschwelle für reine Töne bei einohrigem Hören mithilfe eines Kopfhörers, Acoustica,1959). Im Folgenden HS genannt. 12 Im Folgenden US genannt. 13 Ersteinstellung der Hörsysteme 14 Bender, 8, zitierte Leitner (1978) und Kießling (1987) 15 Normkurven gleicher Lautstärkepegel 16 ISTS: International Speech Test Signal Grundlagen Zielhörfeld Seite 1

6 Aus diesen Erkenntnissen wird im nächsten Schritt eine Skalierungstechnik entwickelt: Die Hörfeldaudiometrie 17 und das Gewinnen von Zielverstärkungskurven aus der Lautheitsskalierung heraus spielen eine zentrale Rolle. Dies ist ein weiteres Verfahren, bei dem der Schwerhörige sein individuelles Empfinden aktiv angeben kann. Bei der zweistufigen Skalierung, wie sie in einigen Messanlagen derzeit Verwendung findet, kann der Schwerhörige anhand einer festgelegten Skala sein Empfinden ausdrücken. Während der Untersuchungen wurde mit der Messanlage ACAM 5 18 gearbeitet, und deshalb möchte ich dieses Verfahren im Folgenden etwas näher betrachten. Abbildung 1 zeigt ein Tablett der Lautheitsskalierung, die in der von mir gewählten Software Verwendung findet. Vorteile dieses Skalierungsverfahrens sind: n Der Ablauf einer Skalierung läuft nicht automatisch ab. n Der Anwender ist völlig frei in der Wahl der Pegel und Frequenzen. n Die auswählbaren Frequenzen sind: 25 Hz, 5 Hz, Hz, Hz, 3 Hz, 4 Hz, 6 Hz und 8 Hz. Abbildung 1: Tablett für Kunden, bei denen eine Hörfeldskalierung durchgeführt wird. Hier Acousticon-Hörfeld-Audiometrie (AHA). 17 Skalierungstechnik: Die Hörfeldaudiometrie ist ein von Heller et al. (Heller 1982, 1985, 1991, Hellbrück & Moser1985) entwickeltes audiometrisches Verfahren, das den Lautheitsverlust im überschwelligen Hörfeld aufgespannt durch Frequenz und Schallpegel oder phänomenal durch Tonhöhe und Lautheit quantifiziert, um ein Gehör pegel- und frequenzspezifisch zu beschreiben. 18 ACAM 5: Anpasssoftware der Firma Acousticon Hörsysteme GmbH, Reinheim Grundlagen Zielhörfeld Seite 2

7 Ein Maß für den Wahrnehmungspegel der kategorialen Lautheit (KL - categorial loudness) ist Kategoriale Einheit (KU - categorial unit). Hier wird anhand von Rückantworten des Schwerhörigen bestimmt, ab wann es leise, angenehm laut oder zu laut ist. Beim Zielhörfeld geht man davon aus, dass 5 kategoriale Einheiten von der HS bis zur US vorhanden sind. Dies entspricht der zweistufigen Lautheitsskalierung, die in der Software ACAM 5 eingebettet ist. Als Eingangssignal wurde das ISTS verwendet. Dieses ist laut der EHIMA 19 ein sprachähnliches Signal, welches dasselbe Langzeitsprachspektrum wie normale Sprache aufweist. Bei der Anpassung muss berücksichtigt werden, dass dieses Signal eine Sprachdynamik von mindestens 25 db aufweist (siehe blauer Balken in Abbildung 2). Dies bedeutet, dass über ein Hörsystem übertragene Sprache an sich, bei einem Eingangspegel von 65 db, für den Kunden empfundene leise Anteile (KL/KU 15 ), mittellaute Anteile (KL/KU 25 ) und laute Anteile (KL/KU 35 ) aufweist. Diese Zusammenhänge sind in Abbildung 2 für das Terzband Hz aus dem ISTS dargestellt. Lautheitsfunktion eines Normalhörenden (ISO 16832) KL/KU Hz db SPL Abbildung 2: Lautheitsfunktion eines Normalhörenden (eigene Bearbeitung) 21 Dadurch ist das Zielhörfeld bei einem Eingangssignal ISTS (65 db) aufgespannt. In einem nächsten Schritt gilt es, die Verstärkung von Sprache bei einem Schwerhörigen zu erfassen. 19 EHIMA: Europe Hearing Instrument Manufacturers Association Byrne et. al., Rohweder, 9 Grundlagen Zielhörfeld Seite 3

8 Bei einem Normalhörenden wird der Pegelbereich db bis 4 db durch den cochleären Verstärker angehoben. Die aktive Verstärkung wird durch eine Rückkopplung des afferenten und efferenten Systems ausgelöst. In der ISO wird die Lautheitsfunktion eines Normalhörenden oberhalb 4 db als Gerade dargestellt. Ein Fehlen des cochleären Verstärkers lässt daher die Vermutung zu, dass die Lautheitsfunktion des Schwerhörigen eine Gerade ist. Diese These muss auf jeden Fall untersucht werden. Der Wahrnehmungspegel für KU 15, KU 25 und KU 35 wird nun für das Terzband von Hz in Abhängigkeit vom Hörverlust in den Restdynamikbereich des Schwerhörigen verstärkt. Diese Verstärkung ist in Abbildung 3 für das Terzband Hz aus dem ISTS dargestellt. Aus der Sprachdynamik am Eingang (blauer Balken unten: 5 db-8 db) ist bei diesem Hörverlust eine Sprachdynamik am Ausgang (blauer Balken oben: 7 db-9 db) zu erwarten. KL/KU Verstärkung von Sprache eines Schwerhörigen Ausgang Hz Eingang db SPL Abbildung 3: Verstärkung von Sprache bei einem Schwerhörigen (eigene Bearbeitung) 22 Nachdem das Zielhörfeld aufgespannt ist, sollten die Perzentilwerte bei einem Eingangssignal ISTS von 65 db bestimmt werden. Bei leisen Sprachanteilen sollte das 3. Perzentil auf der Zielkurve KU 15, bei mittellauten Sprachanteilen das 65. Perzentil auf der Zielkurve KU 25 und bei lauten Sprachanteilen das 99. Perzentil auf der Zielkurve KU 35 liegen. Diese Zusammenhänge sind in Abbildung 4 für das Terzband Hz dargestellt. 22 Rohweder, 9 Grundlagen Zielhörfeld Seite 4

9 KL/KU Aufspannung des Zielhörfeldes mit Perzentilwerten Ausgangssignal Perzentil Perzentil 3. Perzentil Hz Eingangssignal db SPL Abbildung 4: Aufspannung des Zielhörfeldes mit Perzentilwerten (eigene Bearbeitung) 23 Diese Berechnung findet nun in jedem der 19 Terzbänder statt. In Abbildung 5 ist das Zielhörfeld der ACAM 5 mit feinjustiertem Hörsystem dargestellt. Um eine Anpassung vorzunehmen, sollte bei einem verwendeten ISTS (65 db) das 3. Perzentil oberhalb der 3% 24 -Zielkurve (KL/KU 15 ), das 65. Perzentil auf der 5%-Zielkurve (KL/KU 25 ) und das 99. Perzentil unterhalb der 7%-Zielkurve (KL/KU 35 ) liegen. Hierbei ist der Hörakustiker in der Verantwortung, den Kunden durch eine Anpassung zu führen. Eine Verstärkungsreduzierung von 5 db bis db dient der Akklimatisierung. Im Prozess der Hörgewöhnung unterstützt hierbei der Akustiker den Kunden durch schrittweises Angleichen an die nötige Zielverstärkung. Ziel ist es im Folgenden, diese Sprachanteile mit einem First Fit auf das Zielhörfeld anzupassen, um im Sinne des Qualitätsmanagements immer den gleichen Startpunkt in einer Anpassung zu finden. Diese angesprochene Sprachdynamik ist mit Verfahren wie z. B. NAL-NL1 oder DSL[i/o] nicht darzustellen, da diese die Dynamik des Testsignals nicht berücksichtigen können und darüber hinaus die Unbehaglichkeitsschwelle nur als geschätzten Wert annehmen. 23 Rohweder, % bedeutet in diesem Fall, dass die 5 kategorialen Einheiten relativ gesehen auf hochgerechnet werden. So entsteht aus den kategorialen Einheiten KL/KU 15 der Wert 3 %, KL/KU 25 der Wert 5 % und KL/KU 35 der Wert 7 %. Dies spielt insbesondere bei der Einstellung der Zielwerte im Setup der Messanlage ACAM 5 eine Rolle. Hier kann zwischen und % gewählt werden. Grundlagen Zielhörfeld Seite 5

10 Bei der vergleichenden Hörsystemanpassung möchte man die unterschiedlichen Hörsysteme gegeneinander testen und nicht die First Fits der einzelnen Hersteller. 25 Das Zielhörfeld sollte hierbei ein mögliches Verfahren darstellen, welches universell für die Erst- und Folgeversorgung hilfreich einzusetzen ist. 14 LA/dB 13 Ausgangssignal (LA) ,1,2,5 1 1,6 2 2,5 5 f/khz Abbildung 5: Ausgangsdiagramm eines Hörsystems, das auf das Zielhörfeld feinjustiert wurde; Software ACAM 5 (eigene Bearbeitung) Ich möchte mich im Rahmen dieser Bachelor-Arbeit auf Erwachsene beziehen, die einen leichten bis mittelgradigen Hörverlust aufweisen und im Indikationsbereich für Hörsysteme liegen. Das bedeutet, dass der Hörverlust unterhalb 3 db HL 26 liegen sollte. 25 Bonsel, 9 26 HL: Hearing Level; relative Schalldruckpegel bezogen auf einen Normalhörenden Grundlagen Zielhörfeld Seite 6

11 1.1 Vergleich verschiedener Anpassverfahren Anpassverfahren DSL und NAL Präskriptive Anpassverfahren, wie DSL oder NAL, verwenden zur Vorberechnung der Zielverstärkungswerte die tonaudiometrischen Daten eines Kunden. Diese tonaudiometrischen Daten werden mittels einer Formel in Verstärkungswerte umgerechnet. Auf diese Verstärkungswerte kann nun in einem nächsten Schritt mittels In-situ-Messung oder Messboxanpassung mit jeweiligen Hörsystemen angepasst werden. Eine Berücksichtigung der individuellen Unbehaglichkeitsschwelle findet bei diesen Verfahren nicht statt (außer bei DSL[i/o]). Es wird lediglich eine Unbehaglichkeitsschwelle geschätzt Perzentiles Anpassverfahren (MCL) Seit 4 hat Acousticon das Anpassungsverfahren mittels Perzentilen in die Anpasssoftware ACAM 5 integriert. Das Frequenzgruppenpegel-Perzentilmuster erhält man, indem zunächst Hörgeräteeingangs- und -ausgangssignal mit einer Frequenzgruppenfilterbank analysiert und mithilfe eines gehörgerechten Zeitfensters die Hüllkurven der Bandpasszeitsignale, und damit die Frequenzgruppenpegelzeitverläufe, extrahiert werden. 27 Danach werden die Perzentile in jeder Frequenzgruppe berechnet. Das Verfahren bezieht sich bei der Software ACAM 5 mit seiner Zielverstärkungskurve immer auf den Abstand der HS und MCL 28 zum L Tass des Normalhörendenfeldes transformiert in das Resthörfeld eines Schwerhörigen. In der Praxis messen wenige Akustiker eine individuelle MCL, die dann in die Zielkurvenberechnung mit einfließt. Es genügen hierbei vier Messpunkte, um in der weiteren Berechnung der Zielverstärkungswerte berücksichtigt zu werden. Somit spielen die individuell gemessenen MCL-Werte eine entscheidende Rolle, wenn es um den Bereich des angenehm lauten Hörens geht. Die Einstellbarkeit der Perzentilwerte hängt von den verschiedenen Messanlagen ab. Die DIN IEC schreibt hier die Verwendung des 3., 65. sowie des 99. Perzentils vor. In der perzentilen Anpassung profitieren die Hörgeräteakustiker von dieser Darstellung, denn Dank dieses Prinzips können die Sprachdynamik und das daraus resultierende dynamische Kompressionsverhältnis visualisiert werden. Ein wesentlicher Aspekt hierbei ist, dass die leisen Anteile der Sprache sichtbar über die Hörschwelle gehüpft kommen. Hierbei ist stets das Eingangssignal zu beachten. Wenn z. B. das ISTS als Messsignal gewählt wird, besitzt dieses Messsignal ein gewisses Langzeitspektrum. Dieses Eingangsspektrum fällt mit ansteigender Frequenz ab. 27 Chalupper: Perzeptive Folgen von Innenohrschwerhörigkeit: Modellierung, Simulation und Rehabilitation. Dissertation, TU München, 2 28 MCL: most comfortable level, also der Pegel einer Frequenz, den ein Mensch als mittellaut empfindet. 29 Akustik-Hörgeräte-Teil 15: Methoden zur Charakterisierung der Signalverarbeitung in Hörgeräten (IEC 29/687/CD:9) Grundlagen Zielhörfeld Seite 7

12 In Abbildung 6 ist dieser Zusammenhang dargestellt. Wenn man nun z. B. Veränderungen in der Hörgeräteeinstellung im Frequenzbereich Hz vornehmen möchte, sollte man darauf achten, dass das Eingangsspektrum (hier ISTS) einen Eingangspegel von 5 db aufweist (LTASS). Demzufolge muss in der entsprechenden Software auch in diesem Bereich der G5 die Verstärkung verändert werden. Bei einer Frequenz von 4 Hz sind dies entsprechend die Verstärkungen für die Eingangspegel von 65 db (LTASS). Es sollte in der entsprechenden Software eine Veränderung in den G65 vorgenommen werden. 9 Eingangssignal ISTS 65 db 8 Eingangspegel in db SPL Ref. 99. Perz. Ref. LTASS Ref. 3. Perz. Frequenz in Hz Abbildung 6: Eingangsspektrum eines in situ aufgenommen ISTS-Signals (eigene Bearbeitung) Perzentiles Anpassverfahren mittels Zielhörfeld These des Zielhörfeldes Der Startwert einer Feinanpassung von Hörgeräten ist oft entscheidend dafür, ob die optimale Einstellung der Hörgeräte für den Schwerhörigen gefunden werden kann und wie lange die Feinanpassung dauert. Da die derzeitig auf dem Markt verfügbaren präskriptiven Anpassverfahren nur die tonaudiometrischen Daten in die Berechnung der Hörgeräteeinstellung mit einbeziehen, ist die Voreinstellung der Hörgeräte oft nur sehr ungenau. Das gilt insbesondere für die Verfahren, die die Unbehaglichkeitsschwelle des Tonaudiogramms verwenden, die bekanntlich mit einer sehr hohen Unschärfe behaftet ist. Diese Unschärfe spiegelt sich dann in einer ungenauen Schätzung der Restdynamik und damit auch der Zielverstärkung wider. Grundlagen Zielhörfeld Seite 8

13 Folglich ist die anschließende Feinanpassung sehr aufwendig. 3 Präskriptive Verfahren, wie z. B. DSL[i/o] oder NAL-NL1, beruhen auf einer Reihe empirisch ermittelter Durchschnittswerte in Bezug auf die Verstärkung und die US. Die individuelle US des einzelnen Schwerhörigen geht somit bei NAL-NL1 nicht in die Vorberechnung der Zielverstärkungswerte mit ein. Bei Hörverlusten, die eine US zu niedrigen Pegeln aufweisen, wird somit nicht auf die vorhandene geringere Restdynamik des Schwerhörigen eingegangen. Dieses ist nach dem heutigem Wissensstand und modernen Anpassverfahren nicht mehr tragbar. Beim Zielhörfeld wird aufgrund von HS und der US eine Dynamik für Sprachsignale mit individueller US berücksichtigt. Abbildung 7 zeigt einen Hörverlust, der in der DIN IEC als mittelgradiger Hörverlust N3 betrachtet wird. Hierbei wurde exemplarisch eine US von db angenommen. Ziel des Verfahrens Zielhörfeld ist es, einen Lautheitsausgleich wie bei einem Normalhörenden zu erreichen. Audiogramm N3 der DIN IEC Hörverlust in db HL Frequenz in Hz Hörschwelle U-Schwelle Abbildung 7: Mittelgradiger Hörverlust N3 aus der DIN IEC (eigene Bearbeitung) Im nächsten Schritt werden die aus der Lautheitsskalierung stammenden kategorialen Einheiten für KU 15 (3 %), KU 25 (5 %) und KU 35 (7 %) in dieses Hörfeld mit eingebunden. Somit sind dies Bereiche, in der das ISTS bei einem Eingangspegel von 65 db seine leisen Anteile (3 %), mittellauten Anteile (5 %) sowie lauten Anteile (7 %) klar definiert. Hier gilt es, in der folgenden Praxis mittels In-situ-Messung genau diesen Bereich des Zielhör- 3 Latzel, Margolf-Hackl, Denkert, Kießling, 4 Grundlagen Zielhörfeld Seite 9

14 feldes abzudecken. Abbildung 8 zeigt das Zielhörfeld mit einem Standardhörverlust N3 und einer angenommenen US von db Zielhörfeld eines Schwerhörigen Hörverlust in db HL Frequenz in Hz U-Schwelle KU 35 KU 25 KU 15 Hörschwelle Abbildung 8: Das Zielhörfeld mit seinem charakteristischen Feld, in dem das ISTS-Signal bei 65 db liegen sollte (eigene Bearbeitung) 1.2 Vergleich Zielhörfeld mit DSL[i/o], NAL-NL1 und Perzentilen (MCL) Innerhalb dieses Vergleichens möchte ich darstellen, welche Zielverstärkungswerte die Verfahren DSL[i/o], NAL, NAL-NL1 und die perzentile Anpassung mittels MCL im Vergleich zum Zielhörfeld anbieten. Als Basis dieser Vorberechnungen wurde ein Hörverlust N3 der DIN IEC ausgesucht und eine US von db HL angenommen. Diese Werte wurden mit Korrekturfaktoren laut DIN ISO 226:6-4 von HL in SPL umgerechnet. In Abbildung 9 (Tabelle 1) sind diese Korrekturfaktoren dargestellt. Die Korrekturfaktoren für die HS wurden von den numerischen Werten der -Phon-Isophone der DIN ISO 226:6-4 abgelesen. Da es für die US keine Daten oberhalb von Hz gibt, wurden die numerischen Korrekturfaktoren aus der -Phon-Kurve bis Hz verwendet, die Werte oberhalb von Hz orientieren sich an einer parallel zur 9-Phon-Isophone verschobenen Kurve. Grundlagen Zielhörfeld Seite

15 Frequenz HS US 25 -,9 -,9 5-2,6,7 75,1,6 15 -,4-2,9 2,5 -,2 3 6,8 3,2 4 6,2 2, ,8 8-11,4 -,4 Abbildung 9 (Tabelle 1): Korrekturfaktoren aus der DIN ISO 226:6-4 zur Umrechnung von HL zu SPL (eigene Bearbeitung) In Abbildung und Abbildung 11 (Tabelle 2) kann man grafisch und numerisch erkennen, dass die Abweichungen zwischen Zielhörfeld und NAL-NL1 bei den Frequenzen Hz 11 db und bei Hz 15,9 db betragen. Wenn wir diese Unterschiede unter dem Aspekt der Lautheit betrachten, werden hier bei einem Vollausgleich mittels NAL- NL1 subjektiv doppelt so laute Zielverstärkungswerte angeboten wie beim Zielhörfeld. 1 Zielverstärkungswerte unterschiedlicher Verfahren für LE = 65 db Ausgangsschalldruck in db SPL Frequenz in Hz Hörschwelle U-Schwelle Zielhörfeld ACAM DSL[i/o] 4 ACAM NAL ACAM NAL-NL1 Perzentile mit MCL Abbildung : Darstellung der Zielverstärkungswerte bei 65 db Eingangssignal mit dem jeweiligen Verfahren (eigene Bearbeitung) Grundlagen Zielhörfeld Seite 11

16 Vergleich Zielhörfeld mit konventionellen Verfahren LE = 65 db f/hz ACAM DSL[i/o] ACAM NAL-NL ACAM NAL Perzentile mit MCL Zielhörfeld 73,4 68,5 7 75,1 77,9 Differenz DSL[i/o] 4 3,4-2,5-4 -,9-9,1 Differenz NAL-NL1 8,4 -, ,9-7,1 Differenz NAL 5,4-7,5-14 -,9-14,1 Differenz Perzentile mit MCL -1, Abbildung 11 (Tabelle 2): Numerische Darstellung der Differenzen zwischen Zielhörfeld und konventionellen Verfahren (eigene Darstellung/Bearbeitung) 1.3 Vergleich Zielhörfeld und herstellereigene Verfahren Hierbei gilt es darzustellen, welche First-Fit-Zielverstärkungswerte die Verfahren DSL[i/o], NAL und NAL-NL1 im Vergleich zum Zielhörfeld bei einem Hörverlust N3 aus der DIN IEC und angenommener US bei db anbieten First-Fit-Zielhörfeld und NAL bzw. NAL-NL1 In Abbildung 12 ist zu erkennen, dass die Abweichungen der First Fits zwischen Zielhörfeld und NAL-NL1 bei den Herstellern Siemens und Phonak über allen Frequenzen unterhalb des Zielhörfeldes liegen. Der Hersteller Widex Micro-Technik liegt bei Hz bis zu db oberhalb des Zielhörfeldes. 1 First-Fit-Zielhörfeld und NAL bzw. NAL-NL1 Ausgangsschalldruck in db SPL Frequenz in Hz Hörschwelle U-Schwelle Zielhörfeld ACAM NAL-NL1 ACAM NAL 65 db Siemens NAL-NL1 Phonak NAL (G6) Widex (G6) Abbildung 12: Unterschied zwischen den herstellereigenen Verfahren (NAL) und Zielhörfeld (eigene Bearbeitung) Grundlagen Zielhörfeld Seite 12

17 1.3.2 First-Fit-Zielhörfeld und DSL[i/o] Bei diesem Verfahren gemäß DSL[i/o] kann man in Abbildung 13 erkennen, dass sowohl Zielhörfeld als auch die First-Fit-Berechnungen der einzelnen Hersteller relativ dicht beisammenliegen. Das Verfahren DSL[i/o] ist ein Verfahren, welches die US bei der Vorberechnung mit einbezieht und somit eine Berücksichtigung der Restdynamik aufweist. Eine Besonderheit ist jedoch bei Hz zu erkennen. Dort gibt es Differenzen zwischen den einzelnen Verfahren, die bis zu db auseinanderliegen. Dieser Bereich ist für die Sprachverständlichkeit entscheidend, denn dort hat der SII 31 sein Maximum. Aufgrund dieser First Fits wurde beim Studiendesign ein Vergleich zwischen dem Zielhörfeld und dem traditionellen Anpassverfahren NAL-NL1 gewählt. 1 First-Fit-Zielhörfeld und DSL[i/o] Ausgangsschalldruck in db SPL Hörschwelle U-Schwelle Zielhörfeld ACAM DSL[i/o] 65 db Siemens DSL[i/o] Phonak DSL (G6) Widex (G6) Frequenz in Hz Abbildung 13: Unterschied zwischen den herstellereigenen Verfahren (DSL und DSL[i/o]) und Zielhörfeld (eigene Bearbeitung) Fazit Diese Vergleiche zeigen eine deutliche Abweichung der Zielverstärkungswerte verschiedener Anpassverfahren auf. Im weiteren Studienverlauf wird der Vergleich zwischen Zielhörfeld und NAL-NL1 dargestellt. Hier kann am deutlichsten ein Unterschied herausgearbeitet werden, denn die Differenzen zwischen den Verfahren Zielhörfeld und NAL-NL1 sind bis zu 15,9 db groß. 31 ANSI S , Methods for calculation of the speech intelligibility index, New York Index Grundlagen Zielhörfeld Seite 13

18 Praktischer Teil 2. Versuchsdesign 2.1 Planung der Studie Wichtiger Bestandteil dieser Arbeit war es, eine Studie mit Probanden durchzuführen. Nachdem die theoretischen Hintergründe zur Beschreibung des Zielhörfeldes beleuchtet wurden, gilt es nun, in einem nächsten Schritt die Studie zu planen. Hierbei waren folgende Fragen zu berücksichtigen: n Welche Hörakustikfachgeschäfte kommen für diese Studie in Frage? n Wie viele Hörakustikfachgeschäfte sollen bei dieser Studie mitwirken? n Wie kann man das Zielhörfeld in ACAM 5 integrieren? n Wie kann für die Skalierung ein zeitlich moduliertes Signal erzeugt werden? n Welche Fragen können für die Validierung des Zielhörfeldes in Bezug auf den Kunden berücksichtigt werden? Zu dieser Studie wurde im Vorfeld das Dokument Modul Anpassung 32 an vier unterschiedliche Hörakustikfachgeschäfte gesendet. Jochen Wied des Hörforums Wied in Ludwigsburg sowie Naja Kuhnle von Aug und Ohr in Reutlingen haben sich dazu bereit erklärt, diese Studie tatkräftig zu unterstützen. Den dort arbeitenden Mitarbeitern ist die Hörsystemanpassung mittels Perzentilen (MCL) vertraut. Durch die Mitgliedschaft dieser Hörakustikfachgeschäfte im Qualitätsverbund der Pro Akustik weisen diese einen hohen Standard bezogen auf die Qualifizierung der Mitarbeiter und die Ausstattung der Hörstudios auf. Bei beiden Akustikern sind ACAM 5-Messanlagen mit In-situ-Mess- und Skalierungsmodul vorhanden. Um im Gesamtprozess einer Hörsystemversorgung ein gutes Bild über das Übertragungsverhalten eines Hörsystems zu bekommen, spielt neben der In-situ-Anpassung die Lautheitsskalierung eine entscheidende Rolle. Hierbei kann die Ersteinstellung auf das Zielhörfeld überprüft werden. Der Kunde wird aktiv in die Hörsystemanpassung einbezogen. Dies hat neben einem psychologischen Aspekt auch Vorteile in der subjektiven Erfassung der individuellen Lautheitswahrnehmung. Für die Skalierung wird ein Signal benötigt, welches von den Hörsystemen nicht als Störgeräusch erkannt wird. Die Hörsysteme sollten in Trageeinstellung skaliert werden. Bisher wurde bei der Skalierung Terzbandrauschen verwendet, das von den Hörsystemen als Störsignal erkannt und entsprechend von Störgeräuschalgorithmen bearbeitet wurde. Das Signal sollte einen zeitlichen Verlauf besitzen, um von den Hörsystemen als Nutzsignal 32 Siehe Anhang; Kapitel 5.2 Versuchsdesign Seite 14

19 erkannt und behandelt zu werden. Diese Vermutungen sollen unter Punkt näher untersucht werden. Um diesen Forderungen zu genügen, wurden mittels Adobe Audition aus dem ISTS Terzbänder ausgeschnitten. Diese ausgeschnittenen Terzbänder haben ihre Mittenfrequenz bei 5 Hz, Hz, Hz, 3 Hz, 4 Hz. Diese Terzbandbreite wurde wie folgt berechnet: Δf=,232*f. Bei 5 Hz wird z. B. die Mittenfrequenz zu 5 Hz bestimmt, die obere Grenzfrequenz zu 558 Hz und die untere Grenzfrequenz zu 442 Hz. Ober- und unterhalb der Grenzfrequenz wurde das Signal jeweils abgeschnitten. In Abbildung 14 (Tabelle 3) sind diese Terzbandbreiten zu sehen. f in Hz Δf=,232*f maximale Frequenz minimale Frequenz Abbildung 14 (Tabelle 3): Berechnung der Terzbänder für das zeitliche Skalierungssignal (eigene Bearbeitung) Zu Beginn des Tests bei jedem Probanden war die Erhebung der audiologischen Daten von wesentlicher Bedeutung. Hierbei wurde darauf geachtet, dass die Tonaudiometrie vollständig vorhanden war. Zudem sollte der Kunde angeben, in welchen Situationen er aufgrund seiner Schwerhörigkeit besonders beeinträchtigt ist. Aus diesen Angaben wurden bei der späteren Anpassung der Hörsysteme geeignete Klangbeispiele ausgewählt. Wie sich nach zwei Anpassterminen herausstellte, empfanden die meisten Kunden eine Beeinträchtigung beim Verstehen von Sprache im Störgeräusch. Zu den zweithäufigsten Beeinträchtigungen zählte der gute Klang von Musik. Somit wählten die Akustiker vor Ort bei allen Anpassterminen zwei Klangbeispiele aus. Die Klangbeispiele wurden jeweils in einer Lautstärke von 75 db mit einer Dolby-5.1-Surround-Anlage abgespielt. 2.2 Durchführung der Studie Um den Akustikern vor Ort einen Einblick in dieses neue Anpassverfahren zu geben und ihnen unterstützend und beratend zur Seite zu stehen, wurde diese Studie für die Dauer von drei Wochen intensiv durch mich betreut. Ein großes Anliegen bei der Planung der Studie war, bei eventuellen Rückfragen seitens der Akustiker vor Ort zu sein und zusätzlich bei allen Anpassungen dabei sein zu können. Insgesamt haben Kunden an dieser Studie teilgenommen. In Abbildung 15 ist die Geschlechterverteilung der Kunden zu sehen. Die Kunden waren in einem Alter zwischen 45 und 7 Jahren. Pro Kunde benötigten die Akustiker ca. eineinhalb bis zwei Stunden. Um den innerbetrieblichen Ablauf nicht zu sehr zu stören, wurden die Kunden primär auf das Zielhörfeld und NAL-NL1 angepasst. Bei fünf Kunden konnten die Akustiker aus zeitlichen Gründen keine Skalierung mit der Trageeinstellung NAL-NL1 durchführen. Dies wurde bei der Auswertung berücksichtigt. Versuchsdesign Seite 15

20 Teilnehmeranzahl der Studie, 18, Anzahl der Teilnehmer (N) 16, 14, 12,, 8, 6, 4, 2,, männlich weiblich Abbildung 15: Geschlechterverteilung der Studienteilnehmer (eigene Bearbeitung) Den Akustikern wurde eine Anpassung eines Hörsystems auf das Zielhörfeld an einem 2-ccm-Kuppler vorgeführt. Da fast alle Akustiker Erfahrungen mit der Voreinstellung mittels Perzentilen (MCL) und dem Umgang mit der Lautheitsskalierung und In-situ-Messung hatten und diese Verfahren zur Verifizierung einer Hörsystemanpassung in diesen Betrieben im täglichen Gebrauch sind, war es ein Leichtes, ihnen dieses neue Verfahren vorzustellen. 2.3 Ergebnisse der Studie Anpassung auf das Zielhörfeld In Abbildung 16 und Abbildung 17 sind die durchschnittlichen Hörverluste und Unbehaglichkeitsschwellen der Kunden mit den maximalen Abweichungen in db SPL darge- 33 stellt. Da bei der ACAM 5 die Darstellung des Zielhörfeldes in SPL geschieht, wurde in Abbildung 16 und Abbildung 17 ebenfalls die SPL-Darstellung der Tonaudiometrie gewählt. Hierbei ist zu bemerken, dass seit mehreren Jahren eine Diskussion über die Schrittweite in der Audiometrie besteht. Physikalisch betrachtet, ist es nicht sinnvoll, Schrittweiten von 5 db zu benutzen. Eine Schrittweite von zweieinhalb oder drei db würde theoretisch eine Verdopplung bzw. Halbierung der Leistung bedeuten und wäre folglich besser für die Anpassung und die darauf basierenden First-Fit-Werte der einzelnen Hersteller geeignet. Die Kunden dieser Studie lagen im Indikationsbereich von mindestens 3 db HL. 33 SPL = Sound Pressure Level Versuchsdesign Seite 16

21 Hörverlust in db SPL Durchschnittliches Tonaudiogramm rechts in SPL-Darstellung 14 Frequenz in Hz HV SPL US SPL Abbildung 16: Durchschnittliche HS und US rechts mit den maximalen Abweichungen (eigene Bearbeitung) Hörverlust in db SPL Durchschnittliches Tonaudiogramm links in SPL-Darstellung Frequenz in Hz HV SPL US SPL Abbildung 17: Durchschnittliche HS und US links mit den maximalen Abweichungen (eigene Bearbeitung) Versuchsdesign Seite 17

22 Anpassung auf die Zielverstärkungswerte Um die Anpassung auf das Zielhörfeld besser beurteilen zu können, wurden die durchschnittlichen In-situ-Messungen der Kunden in Abbildung 18 und Abbildung 19 dargestellt. Hierbei wurden jeweils die durchschnittlichen Perzentilwerte (3., 65. und 99.) von den durchschnittlichen Zielvorgaben des Zielhörfeldes (KU 15, KU 25 und KU 35 ) subtrahiert. In den im Folgenden dargestellten Messungen sind aufgrund von Untersuchungen in Kapitel ausschließlich die Bereiche zwischen 8 Hz und 3 Hz zu betrachten. Positive Differenzwerte bedeuten, dass die in situ gemessenen Perzentile unterhalb der Zielkurve liegen, negative Differenzwerte bedeuten, dass die in situ gemessenen Perzentile oberhalb der Zielkurve liegen. Somit liegen die maximalen durchschnittlichen Abweichungen von den Zielverstärkungswerten auf dem rechten Ohr bei - db bis +8 db und auf dem linken Ohr bei -2 bis +15 db. Diese Abweichung von der Zielverstärkungskurve spiegelt sich auch unter den Skalierungsdaten des Zielhörfeldes ( ) wider. Anpassung auf Zielhörfeld (ISTS 65 db) rechts: Differenz Zielkurven - Perzentile 4, 3,, Differenz in db,, KU Perz. KU Perz. KU Perz. -, -, Frequenz in Hz Abbildung 18: Abweichungen der Zielkurven von den durchschnittlichen In-situ-Messungen (Perzentile) rechts (eigene Bearbeitung) Versuchsdesign Seite 18

23 Anpassung auf Zielhörfeld (ISTS 65 db) links: Differenz Zielkurven - Perzentile 4, 3,, Differenz in db,, -, KU Perz. KU Perz. KU Perz. -, Frequenz in Hz Abbildung 19: Abweichungen der Zielkurven von den durchschnittlichen In-situ-Messungen (Perzentile) links (eigene Bearbeitung) Nutzung der Restdynamik Um die Nutzung der Restdynamik darzustellen, wurden die durchschnittlichen Werte des 99. Perzentils (ISTS 8 db) von den durchschnittlichen Werten der Unbehaglichkeitsschwelle abgezogen. In Abbildung ist zu erkennen, dass die Restdynamik unter dem Gesichtspunkt der Fehler bei In-situ-Messungen (Kapitel ) gut genutzt wird. Auf der rechten Seite ist das 99. Perzentil im Mittel um 15,6 db, auf der linken Seite im Mittel um 18,2 db unterhalb der US. Die US wird somit in allen Fällen nicht überschritten, was für eine Anpassung der Hörsysteme aus audiologischer Sicht sinnvoll ist. Versuchsdesign Seite 19

24 Nutzung der Restdynamik (ISTS 8 db): Differenz US Perzentile 4, 35, Differenz in db 3, 25,, 15,, rechts links 5,, Frequenz in Hz Abbildung : Nutzung der Restdynamik (eigene Bearbeitung) Skalierung Zielhörfeld und NAL-NL1 Das aktuell verwendete Terzbandrauschen ist in der Lautheitsskalierung nur dann zu verwenden, wenn alle adaptiven Parameter, wie z. B. Störgeräuschmanagement oder Sprachoptimierungsmanagement, deaktiviert sind. Um die Erkennung von terzbandgefilterten ISTS in Hörgeräten darzustellen, wurden mit einem Hörsystem an einem 2-ccm-Kuppler perzentile Messungen gemacht. Als Nutzsignal dienten ein zeitlich terzbandgefiltertes ISTS bei den Mittenfrequenzen 5 Hz, Hz, Hz und 4 Hz und ein Darbietungspegel von 65 db. Zusätzlich wurde Stimmengewirr mit 6 db abgespielt. Um eine möglichst genaue perzentile Auswertung zu erhalten, wurde die Anzahl der Messungen auf gelegt. Das Zeitfenster der Auswertung wurde auf 125 ms eingestellt. Alle adaptiven Parameter wurden im Hörgerät deaktiviert. Es folgte jeweils eine Messung mit Störgeräuschmanagement aus / Störgeräuschmanagement an. Bei dieser Messung kann man erkennen, dass es vor allem einen Unterschied in den 1. Perzentilen, also den leisen Bereichen des verarbeiteten ISTS, gibt und dadurch eine Erweiterung der Dynamik von Sprache stattfindet. Wenn das Störgeräuschmanagement aktiviert ist, hört das Hörsystem in die jeweiligen Sprachpausen der terzbandgefilterten Signale im Störgeräusch hinein und vergrößert hierdurch den SNR. Um die Funktion des Störgeräuschmanagements darzustellen, werden zunächst die Dynamiken der gemessenen Signale erfasst. Hierfür wird die Differenz zwischen den lauten Anteilen der Sprache (99. Perzentil) sowie den leisen Anteilen der Sprache (1. Perzentil) berechnet. Um die Wirkung der Dynamikerweiterung darzustellen, wird in einem nächsten Schritt die Differenz der Dynamik mit dem aktivierten Störgeräuschmanagement und der Dynamik mit deaktivierten Störgeräuschmanage- Versuchsdesign Seite

25 ment gebildet. 34 Diese Differenz ist in Abbildung 21 zu sehen. Es ist zu erkennen, dass bei allen Frequenzen das terzbandgefilterte Signal als Sprache erkannt wird, denn die Differenz ist stets positiv. Bei 5 Hz fällt die Differenz ins Negative ab. Dies hängt vermutlich mit der Sprachverarbeitung des Hörsystems zusammen. Bei diesem Hersteller werden Sprachanteile bei 5 Hz keiner Dynamikerweiterung unterzogen. Aus diesen Messungen kann also gefolgert werden, dass dieses neue zeitlich strukturierte Skalierungssignal bei zukünftigen Skalierungen als Messsignal prädestiniert ist, da es von den Hörsystemen als Sprache erkannt wird und folglich in Trageeinstellung des Kunden verwendet werden kann. 25 Dynamikerweiterung mittels Störgeräuschmanagement: zeitliches Skalierungssignal 65 db und Stimmengewirr 6 db Dynamikerweiterung in db Hz Hz Hz 4 Hz -5 Frequenz in Hz Abbildung 21: Messung zur Erkennung des zeitlich terzbandgefilterten ISTS als Nutzsignal (eigene Bearbeitung) 34 Harries, vorraussichtlich Juli, Messung von adaptiven Regelungen am Beispiel der Störgeräuschunterdrückung. Versuchsdesign Seite 21

26 Skalierungsdaten des Zielhörfeldes In den folgenden Diagrammen ist jeweils die Differenz des Mittelwertes aller Skalierungsmessungen mit zeitlich terzbandgefilterten Signalen in Bezug auf die Messungen eines Normalhörenden mit Terzbandrauschen zu sehen. Die Lautheitsfunktion eines Normalhörenden wurde der DIN ISO 16832:7 entnommen. Diese Kurven wurden mit terzbandgefiltertem Schmalbandrauschen aufgenommen und einer Anzahl normalhörender Versuchsprobanden (n > ) entsprechend vorgespielt. Nach einwöchiger Pause wurden diese Messungen wiederholt. 35 Eine Normalhörendenfunktion mit zeitlich terzbandgefilterten ISTS ist leider noch nicht vorhanden. So dienen Messungen mit diesem Signal im Vergleich zu der Normalhörendenkurve mittels Terzbandrauschen eher als Annäherung oder Orientierung. Bei der Skalierung in Abbildung 22 und Abbildung 23 ist zu sehen, dass die Frequenzen 5 Hz, Hz, Hz sowie 3 Hz maximal bis 8 KU unterhalb der Funktion eines Normalhörenden liegen. Dies trifft bei Pegeln oberhalb von 5 db zu. Bei Pegeln unterhalb von 5 db, also sehr leisen Signalanteilen, liegen die Differenzen zum Teil zwischen KU und 6 KU. Leise Signalanteile werden schon fast wie von einem Normalhörenden wahrgenommen. Die Skalierungspunkte der Frequenz 4 Hz liegen jedoch rechts und links bis zu 18 KU von der Funktion eines Normalhörenden entfernt. Daraus kann man schließen, dass in diesen Frequenzbereichen die Hörsysteme zu wenig Verstärkung zwischen den Eingangssignalen 6 db und db liefern. Die Werte aus der Lautheitsfunktion für 4 Hz rechts und links oberhalb 8 db Darbietungspegel stimmen hierbei mit den Messungen der Nutzung der Restdynamik bei 4 Hz überein (Kapitel ). Hierbei werden Pegel betrachtet, die im Mittel bei ca. 111 db liegen. Diese werden von den Kunden laut Abbildung 22 und Abbildung 23 ab einem Pegel oberhalb 8 db mit abfallender Tendenz beurteilt. Bei Nutzung der Restdynamik sind die Werte im Mittel auf der rechten Seite um 15,6 db und auf der linken Seite im Mittel um 18,2 db von der US entfernt. Hier sollte eine Dynamikerhöhung, sprich eine Erhöhung der Verstärkung für laute Eingangs signale, erfolgen, um die Lautheitsskalierung wie bei einem Normalhörenden zu erreichen. Diese Zusammenhänge belegen ein Lautheitsempfinden, welches eine Ersteinstellung mittels Zielhörfeld positiviert. Helle, laute Signale werden nicht als zu laut wahrgenommen. Im Pegelbereich zwischen 5 db und 8 db sind gewisse Abweichungen vorhanden, die mit einer Hörgewöhnung innerhalb eines kurzen Zeitraumes auf das Lautheitsempfinden eines Normalhörenden gebracht werden können. 35 DIN ISO 16832: 7 Versuchsdesign Seite 22

27 Kategoriale Einheit KU Differenz Skalierung Zielhörfeld rechts Normalhörendenfunktion zur mittleren zeitlichen Funktion Schalldruckpegel in db 5 Hz Hz Hz 3 Hz 4 Hz Abbildung 22: Skalierung Zielhörfeld rechts und die daraus resultierenden Differenzen zum Normalhörenden (eigene Bearbeitung) Kategoriale Einheit KU Differenz Skalierung Zielhörfeld links Normalhörendenfunktion zur mittleren zeitlichen Funktion Schalldruckpegel in db 5 Hz Hz Hz 3 Hz 4 Hz Abbildung 23: Skalierung Zielhörfeld links und die daraus resultierenden Differenzen zum Normalhörenden (eigene Bearbeitung) Versuchsdesign Seite 23

28 Skalierungsdaten nach NAL-NL1 In den folgenden Diagrammen ist jeweils der Mittelwert aller 15 Skalierungsmessungen mit zeitlich terzbandgefilterten ISTS in Bezug zu Messungen eines Normalhörenden zu sehen. Diese Anzahl weicht um fünf Kunden von der Anzahl der Skalierungsmessungen (Einstellung auf das Zielhörfeldes) ab, da aus zeitlichen Gründen keine Skalierung bei NAL- NL1 durchgeführt werden konnte. Bei den Skalierungsmessungen mit der Voreinstellung NAL-NL1 (siehe Abbildung 24 und Abbildung 25) würde man ein anderes Ergebnis erwarten. Vor allem bei den Frequenzen Hz, 3 Hz und 4 Hz. In ACAM 5 werden bei der Urformel NAL-NL1, wie in Abbildung 11 (Tabelle 2) dargestellt, Zielverstärkungswerte angegeben, die um ca. db über denen des Zielhörfeldes liegen. Bei diesen Messungen gibt es Kunden, denen eine Anbietung der Zielverstärkung mittels NAL-NL1 über alle Frequenzen zu laut ist. Bei anderen Kunden wird diese Überbetonung bei den Frequenzen Hz, Hz und 4 Hz als angenehm empfunden. Man könnte bei einem Vollausgleich auf NAL-NL1 erwarten, dass die vom Kunden empfundene Lautstärke bei Darbietungen dieser Signale als zu laut, in Bezug auf einen Normalhörenden, wahrgenommen wird. Besonders auffällig ist hierbei die Frequenz 4 Hz. Diese stellt eine Differenz bis maximal 22 KU auf der rechten Seite zum Empfinden eines Normalhörigen da. Die möglichen Fehler bei In-situ-Messungen (Kapitel ) spielen hier eine wesentliche Rolle. Da die lauten, hellen Töne um bis zu 15 db nicht richtig ausgewertet werden (siehe Abbildung 27), wurde bei der Anpassung nicht auf das tatsächliche Ziel NAL-NL1 angepasst. Ein weiterer Aspekt ist, dass manche Hörsysteme nicht mehr Verstärkung in diesen hohen Frequenzbereichen liefern konnten Differenz Skalierung NAL-NL1 rechts Normalhörendenfunktion zur mittleren zeitlichen Funktion Kategoriale Einheit KU Schalldruckpegel in db 5 Hz Hz Hz 3 Hz 4 Hz Abbildung 24: Skalierung NAL-NL1 rechts und die daraus resultierenden Differenzen zum Normalhörenden (eigene Bearbeitung) Versuchsdesign Seite 24

29 24 Differenz Skalierung NAL-NL1 links Normalhörendenfunktion zur mittleren zeitlichen Funktion Kategoriale Einheit KU Schalldruckpegel in db 5 Hz Hz Hz 3 Hz 4 Hz Abbildung 25: Skalierung NAL-NL1 links und die daraus resultierenden Differenzen zum Normalhörenden (eigene Bearbeitung) Fehler bei In-situ-Messungen Da alle Messungen in dieser Studie mittels In-situ-Messung oder RECD vorgenommen wurden, soll im Folgenden auf eventuelle Fehlerquellen eingegangen werden. Diese Fehlerquellen sind vielen Audiologen und Akustikern weitläufig bekannt. Für die Bestimmung der Fehlerquellen mittels In-situ-Messung wurden verschiedene Messungen mit der Messtechnik ACAM 5 gemacht. In Abbildung 26 sieht man eine Messung mit ISTS bei 65 db direkt nach einer Kalibrierung der Messanlage. Der In-situ-Schlauch wurde hierfür direkt neben dem Referenzmikrofon platziert. Die Differenz zwischen Referenzmikrofon und Sondenmikrofon stimmt erwartungsgemäß bis ca. 2 khz in fast allen Signalanteilen mit der Kalibrierung überein. Auffällig ist, dass die leisen Anteile des ISTS bereits ab 1 khz ins Negative abrutschen. Ebenso rutschen die anderen Frequenzanteile ab 2 khz ins Negative ab. Diese Verluste werden vom In-situ-Schlauch selbst ausgelöst, da es sich um einen Tiefpass 1. Ordnung handelt. Die Grenzfrequenz liegt bei diesem Schlauch bei ca. 1 khz für leise Eingangssignale und fällt um ca. db pro Oktave ab. Leise, hochfrequente Anteile werden über diesen In-situ-Schlauch sehr gedämpft übertragen und sind bei der Hörsystemanpassung mittels In-situ-Messung zu berücksichtigen. Versuchsdesign Seite 25

30 4 Differenz Referenzmikrofon Sondenspitze am Referenzmikrofon, ISTS 65 db 2 Differenz in db LTASS 1. Perz. 65. Perz. 99. Perz. 3. Perz Frequenz in Hz Abbildung 26: Fehler der In-situ-Messung (eigene Bearbeitung) Ein weiterer Aspekt, der berücksichtigt werden sollte, ist, dass der In-situ-Schlauch an sich Schallschwingungen des zu messenden Signals aufnimmt. Diese Schwingungen fließen voll in die Auswertung mit ein. In Abbildung 27 ist zu sehen, wie stark diese Schwingungen von einem In-situ-Schlauch aufgenommen werden. Hierfür wurden Messungen direkt nach einer Kalibrierung der Messanlage mit einem an der In-situ-Sondenspitze abgeknickten In-situ-Schlauch gemacht. Es kann nun eigentlich kein Schall vom In-situ-Schlauch über die Schlauchöffnung aufgenommen werden. In Abbildung 27 sieht man jedoch, dass es bei den 3. Perzentilen, also den leisen Bereichen des ISTS, eine Übertragung der Schallschwingungen gegeben hat und diese in die Auswertung mit einfließen. Das 65. und 99. Perzentil wird zwischen 25 Hz und Hz um db bis 3 db sowie db bis 25 db zwischen Hz und 4 Hz vom In-situ-Schlauch aufgenommen. Lediglich das 1. Perzentil scheint ab ca. 8 Hz frei von diesen Schwingungen zu sein. Jedoch handelt es sich auch hierbei um einen Tiefpass 1. Ordnung. Für die Aufnahme der Schwingungen gilt also, dass mit zunehmendem Schalldruckpegel auch die ausgewerteten Schwingungen zunehmen. Versuchsdesign Seite 26

31 4 Differenz Referenzmikrofon Sondenspitze geschlossen, ISTS 65 db 3 Differenz in db LTASS 1. Perz. 65. Perz. 99. Perz. 3. Perz. - - Frequenz in Hz Abbildung 27: Differenz zwischen Referenzmikrofon und einem an der Sondenspitze abgeknickten Insitu-Schlauch (eigene Bearbeitung) In Abbildung 28 wird dieser Effekt verstärkt, indem der Sondenschlauch direkt am In-situ- Stutzen abgeknickt wurde. Da die Mikrofone der In-situ-Sonde im Gehäuse verankert sind, werden Schwingungen durch das abgegebene Signal aufgenommen und fließen voll in die Bewertung mit ein. Hierbei kommt es über alle Frequenzen zu erheblichen Fehlern, die bis zu 4 db in einem Bereich zwischen Hz und Hz auftreten können. LE = 65 db ISTS: Differenz Referenzmikrofon Sondenspitze am Stutzen abgeklemmt 5 4 Differenz in db 3 LTASS 1. Perz. 65. Perz. 99. Perz. 3. Perz. - - Frequenz in Hz Abbildung 28: Differenz zwischen Referenzmikrofon und einem am Sondenstutzen abgeknickten In-situ- Schlauch (eigene Bearbeitung) Versuchsdesign Seite 27

32 Während der Studie wurden diese Fehler in den Frequenzbereichen Hz und Hz von den Akustikern regelmäßig entdeckt. Man versuchte, bei der Einstellung auf das Zielhörfeld im Tieftonbereich eine Absenkung der Verstärkung vorzunehmen. Diese Veränderungen wurden in der entsprechenden Software der Hörgerätehersteller vorgenommen, eine Wirkung blieb aus. Für die praktische Arbeit mittels In-situ-Messung ist somit nur der Bereich zwischen 8 Hz und ca. 3 Hz für eine Auswertung des Frequenzübertragungsverhaltens eines Hörsystems relevant. Als Kriterium zur sinnvollen Nutzung einer In-situ-Messung habe ich den Abfall von 3 db bei den 3. Perzentilen aus Abbildung 26 gewählt, weil diese Abweichungen in den 3. Perzentilen in einem Frequenzbereich bis 3 Hz noch akzeptierbar sind. Frequenzen oberhalb 3 Hz sind nicht mehr akzeptabel Messung des ANL Der ANL ist eine Messung, die in den USA schon jahrzehntelang in der Diagnostik und Anpassung von Hörsystemen Verwendung findet (Nabelek, Tucker und Letowsk, 1991). Hierbei wird vom Probanden selbst ein Hörspiel von der Lautstärke so eingestellt, dass es angenehm laut und gut verständlich ist. In einem nächsten Schritt kommt ein Rauschen hinzu, welches in 1-dB-Schritten lauter gemacht wird. Der Proband sollte nun Rückmeldung geben, ab wann er das Rauschen nicht mehr akzeptiert. Die so ermittelten Werte des Störsignals (db) werden nun von den Werten des Nutzsignals (db) abgezogen. Diese Differenz stellt den ANL in db dar. Man kann die Kunden in drei verschiedene Klassen aufteilen: niedrig (7 db oder weniger), mittel (8 db bis 12 db) und hoch (13 db oder höher). Kunden mit einem niedrigen ANL haben eine 75-prozentige Wahrscheinlichkeit der Akzeptanz ihrer Hörsysteme. Bei Kunden mit einem mittleren ANL-Wert liegt die Wahrscheinlichkeit der Akzeptanz der Hörsysteme zwischen 75 % bis %. 36 Während der Studie wurde dem Kunden bei dieser Messung das Hörspiel (Paul Gerhard, Abendlied, ) aus vorgespielt. Zusätzlich wurde aus 45 und 315 ein Stimmengewirr als Störsignal präsentiert. Aus diesen Daten konnte im Anschluss ein ANL-Wert aller Probanden mit Einstellung Zielhörfeld und NAL-NL1 berechnet werden. In Abbildung 29 kann man erkennen, dass der Median (dicker Balken) des ANL-Wertes beim Zielhörfeld bei 7 db und bei NAL-NL1 bei 9 db liegt. Das bedeutet, dass der Kunde mehr Störgeräusch mittels Zielhörfeld als NAL-NL1 akzeptiert. 75 % der Kunden lagen bei dieser Messung oberhalb von 9 db beim Zielhörfeld. Bei NAL-NL1 lagen hingegen 75 % der Kunden unterhalb von 13 db. Der maximale ANL (99. Perzentil) liegt beim Zielhörfeld bei 14 db und bei NAL-NL1 bei 22 db. In diesem Fall wurde ein um 8 db größeres Störgeräusch mit der Einstellung Zielhörfeld relativ zur Einstellung NAL-NL1 akzeptiert. 36 Plyler, April, The Hearing Journal Versuchsdesign Seite 28