Anpassung und Überprüfung von Hörhilfen mit verschiedenen Verfahren der Hörflächenskalierung

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1 Anpassung und Überprüfung von Hörhilfen mit verschiedenen Verfahren der Hörflächenskalierung Uwe Baumann, Karin Schorn Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkrankheiten, Audiologie, Ludwig-Maximilians-Universität München, Klinikum Großhadern, D München Einleitung Die subjektive Skalierung der Intensität von Lautheitsempfindungen etabliert sich zunehmend als audiologische Diagnosemöglichkeit und dient als Hilfsmittel zur Anpassung und Überprüfung von Hörgeräten und Cochlea-Implantaten. Verschiedene Untersuchungen bescheinigen den Verfahren der kategorialen Hörflächenskalierung (»Würzburger Hörfeld«, WHF) eine hohe intraindividuelle Reproduzierbarkeit, jedoch auch starke Reihenfolge-Effekte sowie die Tendenz, sich an den Beschriftungen am Eingabetablett zu orientieren (Baumann et al. 1997). Eine genaue Beurteilung der Hörfläche hörgeschädigter Patienten kann nur dann erfolgen, wenn exakte Bezugskurven von Normalhörenden vorliegen. Diese von Normalhörenden gewonnenen Bezugskurven dienen als Basis für die Anpassung von Hörgeräten. Ein Hörgerät ist optimal angepaßt, wenn sich der eingeengte Dynamikbereich des hörgeschädigten Patienten durch geschickte Auswahl der Kenndaten des Hörgerätes dem Dynamikbereich eines Normalhörenden annähert. Fehlerhafte Bezugskurven wirken sich unmittelbar auf die Qualität der Hörgeräteanpassung aus, da die für jeden Patienten individuell bestimmte Verstärkungskennlinie aus dem Verlauf der Bezugskurve hervorgeht. Aus diesem Grund wurde ein alternatives Verfahren zur Skalierung der Lautstärke durch die»methode der Linienlänge«mit einer größeren Anzahl Probanden untersucht und mit unseren bisherigen Ergebnissen der kategorialen Hörflächenskalierung verglichen (Baumann et al. 1998). Die Methode der Linienlänge wurde bisher hauptsächlich zur Beurteilung der Lautstärke von Geräuschimmissionen im Bereich der Lärmbekämpfung eingesetzt (Fastl et al. 1989). Corresponding author: Dr.-Ing. Uwe Baumann Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkrankheiten, Audiologie, Ludwig-Maximilians-Universität München, Klinikum Großhadern Marchioninistr. 15 D München Phone Fax Methodik Für die Messungen nach der»methode Würzburger Hörfeld«wurde ein computergestützter Meßplatz der Firma WESTRA verwendet (WHF 386/3, Kammermeier 1995). Das Skaliertablett war mit sieben kategorialen Lautstärkebeschreibungen von»nicht gehört«bis»zu laut«unterteilt. Die Bewertungen der Vpn wurden als Zahlenwert zwischen 0 cu (»nicht gehört«) und 50 cu (»zu laut«, Einheitsbezeichnung cu, categorial unit) abgespeichert. Die Messungen mit der»methode der Linienlänge«wurden mit einer Apparatur vorgenommen, die gemeinsam mit der TU München entwickelt wurde. Der Versuchsperson wird bei der»methode der Linienlänge«eine horizontale Strecke vorgegeben, die am linken Streckenende mit»extrem leise«und am rechtem Streckenende mit»extrem laut«beschriftet ist. Die Probanden erhalten die Anweisung, für jeden Testschall die Strecke entsprechend der wahrgenommenen Lautstärke an einer Stelle zu markieren. Die wahrgenommene Lautstärke soll dabei linear auf die Linienlänge abgebildet werden, d. h. die doppelte Lautstärke entspricht einem doppelt so langen Streckenabschnitt der Linienlänge. Die Länge des markierten Streckenabschnitts vom linken Ende bis hin zur Markierung stellt dabei ein Maß für die wahrgenommene Lautstärke des dargebotenen Schalles dar. Als Eingabemedium dient das gleiche Skaliertablett wie bei der»methode Würzburger Hörfeld«, welches jedoch horizontal verwendet wird und an der linken Ecke des Kontaktstreifens mit»extrem leise«und am rechten Ende mit»extrem laut«beschriftet ist. (Gottschling et al. 1998). Beide Verfahren der Hörflächenskalierung verwendeten Terzrauschen nach DIN mit einer Dauer von ca. 2 s. Der Pegelbereich der Testschalle erstreckte sich bei der»methode Würzburger Hörfeld«von 20 db bis 90 db, bei der»methode der Linienlänge«von 30 bis 90 db in 5 db-schritten bei den Mittenfrequenzen 500 Hz, 1 khz, 2 khz, 4 khz. Bei der»methode WHF«wurden bei der Darbietungsreihenfolge neben dem Pegel der Testschalle auch die Mittenfrequenzen verwürfelt, während bei der»methode der Linienlänge«ein Ablauf mit konstant gehaltener Mittenfrequenz gewählt wurde. Beide Methoden arbeiteten mit einer Abspielliste, d. h. die Reihenfolge ist bei jeder erneuten Darbietung identisch. Tab. 1 gibt eine Gegenüberstellung der Methoden. Die Hörversuche wurden in einem schallgedämpften Audiometrie-Raum der Klinik durchgeführt. Sowohl der Computer als 191

2 DGA-Tagungsband Methode WHF LL Tablett Vertikal Horizontal Beschriftung Verbalkategorien An den Enden Tab. 1: Gegenüberstellung der Methoden. Testschalle Mittenfrequenz und Pegel randomisiert Mittenfrequenz fest; Pegel randomisiert auch der Untersucher befand sich außerhalb der Kabine. Die Darbietung der Schalle erfolgte über die mit dem System ausgelieferten aktiven Lautsprecher (WESTRA Typ LAB 501) in einem Abstand von einem Meter. Die Höhe des Lautsprecherpodestes betrug 122 cm, die Höhe der Sitzfläche der Vpn 45 cm. Die Kopfhaltung der Vpn wurde durch eine verstellbare Kopfstütze fixiert, zusätzlich wurden sie vom Versuchsleiter gebeten, die Kopfposition gegenüber dem Lautsprecher nicht zu verändern. Den Vpn lag eine schriftliche Versuchsanleitung vor. Es wurden keine Vorabinformationen (Orientierung) über den zu erwartenden Pegelbereich gegeben. Probanden An der Versuchsreihe zur Untersuchung der»methode Würzburger Hörfeld«nahmen 57 normalhörende Versuchspersonen (Hörverlust zwischen 0,5 khz und 8 khz kleiner als 20 db HL), 28 männl. und 29 weibl. Personen im Alter zwischen 13 und 53 Jahren (Mittel 29±7 Jahre) teil. Die Versuchsreihe zur»methode Linienlänge«wurde von 25 weiblichen und 27 männlichen normalhörenden Probanden im Alter zwischen 24 und 36 Jahren absolviert. Ergebnisse Abb. 1 stellt die über alle Versuchspersonen gemittelten Ergebnisse (Mediane und Interquartile) der»methode Würzburger Hörfeld«dar. Die durchgezogen eingezeichnete Ausgleichskurve liegt ebenso wie fast alle Meßpunkte unterhalb der gestrichelt eingezeichneten Bezugskurve der Firma WESTRA. Das bedeutet, daß die Versuchspersonen in der vorgestellten Untersuchung die dargebotenen Terzrauschsignale hinsichtlich der wahrgenommenen Lautstärke deutlich niedriger bewerten. Weiterhin aus Abb. 1 ersichtlich sind sprunghafte Zuwächse der Bewertung der Lautstärke (z. B. 1 khz 50 db nach 55 db, 2 khz 75 db nach 80 db) sowie ein stufenförmiges Anwachsen der Bewertungen, was auf eine zu starke Orientierung der Vpn an der auf dem Tablett angebrachten Skalierung schließen läßt. Weiterhin verdeutlicht Abb. 1, daß eine Verwendung von Geraden als Ausgleichsfunktion zumindest für die vorgestellten Resultate nicht angebracht ist, da der Verlauf der Bewertungen der wahrgenommenen Lautstärke über dem Pegel eine deutliche Krümmung aufweist, die mit steigender Mittenfrequenz zunimmt. Diese Beobachtung wurde auch von einer anderen Arbeitsgruppe bestätigt (Brand et al. 1998). Die in Abb. 2 dargestellten Ergebnisse für die»methode der Linienlänge«unterscheiden sich in ihrem Verlauf über dem Abb. 1:»Methode Würzburger Hörfeld«. Mediane und wahrscheinliche Schwankungen, 57 Vpn. Durchgezogene Kurve: Ausgleichsfunktion Polynom 2. Ordnung, unterbrochene Linie: Referenzkuve nach Angaben der Firma WESTRA. Daten nach Baumann et al. (1996). 192 Z Audiol 1999; Supplementum II Baumann/Schorn

3 Abb. 2:»Methode der Linienlänge«. Mediane und wahrscheinliche Schankung, 52 Vpn. Durchgezogen: Ausgleichsfunktionen aus Abb. 1 (Methode Würzburger Hörfeld). Unterbrochene Linien: Ausgleichsgeraden. Schallpegel deutlich von der»methode Würzburger Hörfeld«trotz Verwendung des gleichen Eingabemediums. Die linke Ordinate stellt die Linienlänge zwischen»extrem leise«und»extrem laut«dar, die rechte Ordinate verwendet die Kategorial- Lautstärke zwischen 0 cu (»nichts gehört«) und 50 cu (»zu laut«). In Abb. 2 sind neben den Ergebnissen (Mediane und wahrscheinliche Schwankung, Skalierung linke Ordinate) zum Vergleich die aus Abbildung 1 erhaltenen Trendlinien (Fitfunktionen Polynome 2. Ordnung, Skalierung rechte Ordinate) durchgezogen eingezeichnet. Besonders im Pegelbereich unterhalb 70 db ist eine veränderte Benutzung des Eingabebereichs zu erkennen. Alle Bewertungen dieses Pegelbereichs liegen unterhalb 81 mm Linienlänge. An dieser Position des Kontaktstreifens ist bei der»methode Würzburger Hörfeld«die Verbalkategorie»leise«angebracht. Erst ab 60 db wird der Bereich des Kontaktstreifens zwischen 81 mm und 270 mm genutzt. Bis auf eine vermutlich durch die Reihenfolge der Darbietungen bedingte Ausnahme bei 2 khz, 75 db ist der Verlauf der Bewertungen über dem Pegel deutlich weniger stufenförmig als bei der»methode Würzburger Hörfeld«. Im Unterschied zu den WHF-Bezugskurven lassen sich die aus der»methode der Linienlänge«hervorgehenden Bezugskurven nicht ausreichend genau mit einem Polynom 2. Ordnung annähern. Besser geeignet erscheinen Geradenstücke mit unterschiedlicher Steigung je nach Pegelbereich. Unterhalb 60 db Darbietungspegel ergibt sich unabhängig von der Mittenfrequenz des Terzrauschens eine Steigung von etwa 0,2 cu/db, oberhalb von 60 db erreicht die Steigung der wahrgenommenen Lautstärke Werte zwischen 1,1 cu/db und 1,3 cu/db mit anwachsender Mittenfrequenz. Auch Brand et al. (1998) konnten durch die Verwendung von 2 Bereichen unterschiedlicher Steigung die aus ihrer Untersuchung hervorgegangenen Lautstärkebewertungen am genauesten annähern. Vergleicht man die in Abb. 3 dargestellten Histogramme der wahrgenommenen Lautstärke eines Terzrauschens bei 1 Khz/80 db, so ist zu erkennen, daß die Verteilung der Bewertungen bei der»methode der Linienlänge«deutlich exakter an der durchgezogen eingezeichneten Normalverteilung anliegt als die Bewertungsverteilung der»methode Würzburger Hörfeld«. Diese weist zwar eine geringere Standardabweichung auf, jedoch ist ein zweiter Gipfel bei 45 cu zu erkennen. Anscheinend tendierte ein Teil der Vpn dazu, die Lautstärkebeurteilung in der Nähe der Beschriftung mit der Verbalkategorie»sehr laut«des Eingabetabletts zu treffen. Diskussion Der Vergleich der»methode der Linienlänge«und des»würzburger Hörfelds«zur subjektiven Bewertung von Lautheitsempfindungen zeigt trotz Verwendung vergleichbarer technischer und audiometrischer Voraussetzungen deutliche Unterschiede. Bei der»methode der Linienlänge«verläuft der Anstieg der Bewertungen unterhalb 60 db deutlich flacher als oberhalb dieses Pegels. Im Gegensatz dazu zeigt die WHF-Methode auch bei den von uns ermittelten Bezugskurven normalhörender Probanden einen monotonen Anstieg ohne klaren Knickpunkt; zusätzlich wird der Pegelbereich besonders unterhalb 60 db bei der WHF-Methode deutlich höher bewertet. Anscheinend werden die Probanden durch die Anbringung von Lautstärke-Bezeichnern an der Tablett-Skalierung bei der WHF-Methode gerade im Pegelbereich unterhalb von 60 db dazu angehalten, leise Darbietungen anders zu bewerten als laute. Zusätzlich ergibt sich durch die»methode der Linienlänge«, die auf eine Beschriftung zwischen den Enden des Kontaktstreifens verzichtet, eine bessere Übereinstimmung mit einer gaußschen Normalverteilung. 193

4 DGA-Tagungsband Abb. 3: Histogramm der Lautstärkebeurteilungen der Methoden»Würzburger Hörfeld«(links) und»linienlänge«(rechts). Terzrauschen Mittenfrequenz 1 khz, 80 db Reizpegel. Überprüfung von Hörgeräteanpassungen Gegenwärtig wird in der audiologischen Routine die Hörflächenskalierung überwiegend zur Kontrolle der Hörgeräteanpassung eingesetzt. Fehlanpassungen lassen sich auf diese Weise schnell feststellen und soweit möglich durch eine Korrektur der Verstärkung beseitigen. Abb. 4 zeigt die mit der»methode Würzburger Hörfeld«ermittelte Hörflächenskalierung einer mit Hörgeräten unzufriedenstellend versorgten Patientin. Klar ersichtlich ist eine Überkompensation mit zu steil anwachsender Lautstärkebewertung. Die Unbehaglichkeitsschwelle wird bei der Mittenfrequenz 2 khz mit Hörgeräten bereits bei 65 db erreicht. Auch bei den übrigen Mittenfrequenzen wird die Unbehaglichkeitsschwelle bereits bei herabgesetzten Pegeln überschritten. Besonders unangenehm ist der extreme Lautheitsanstieg bei 500 Hz: Hör- und Unbehaglichkeitsschwelle liegen innerhalb eines Pegelbereichs von 25 db. Abb. 4: Methode WHF. Hörgeräteüberprüfung. Lautstärkebeurteilung einer fehlangepaßten Patientin 194 Z Audiol 1999; Supplementum II Baumann/Schorn

5 Abb. 5: Methode WHF. Mittelwerte der Lautstärkebeurteilung von mit dem Hörgerät zufriedener und unzufriedener Hörgeräteträger. Vergleicht man die Lautstärkebewertungen zufriedener mit denen von unzufriedenen Hörgeräteträger, so ist häufig bei letzteren eine Überkompensation des Hörverlusts in den Frequenzbändern oberhalb 1 khz zu erkennen. Abb. 5 stellt die gemittelten Lautstärkebewertungen zufriedener und unzufriedener Hörgeräteträger gegenüber. Während die Mittelwerte der Beurteilung der zufriedenen Hörgeräteträger die von uns ermittelten Bezugskurven nur minimal überschreitet, liegen die Mittelwerte der unzufriedenen Hörgeräteträger bei 2 khz und noch ausgeprägter bei 4 khz deutlich oberhalb der Bezugskurve. Feinanpassung der Cochlea-Implantat-Einstellung Als wichtiges Hilfsmittel haben sich die Methoden zur Hörflächenskalierung bei der Überprüfung und Anpassung von Cochlea Implantaten erwiesen. Gerade in der schwierigen Phase der Erstanpassung erlaubt das Skalierungsverfahren eine schnelle Beurteilung der Einstellung des Sprachprozessors. Stellt sich nach der Erstanpassung eine Lautstärkebewertung wie in Abb. 6 dar, so muß eine Erhöhung der Obergrenze der Stromstärke für das Erreichen der Zone der angenehmen Lautheit in Betracht gezogen werden. Durch diese Maßnahme wurde bei der Patientin eine annähernd normale Lautstärkebeurteilung bei Verwendung der Methode WHF erreicht (Abb. 7). CI versorgte kongenital ertaubte Kinder und postlingual ertaubte Erwachsene mit langer Deprivationszeit können zunächst oft nur grobe Lautstärkestufen (leise zu laut) unterscheiden. Der Einsatz von Verfahren zur Hörflächenskalierung erfüllt unter diesen Voraussetzung zwei Zwecke. Einerseits kann der Fortschritt bei der Auflösung unterschiedlicher Lautstärken verfolgt werden, andererseits trainiert der Versuchsablauf das Zuordnungsvermögen und leitet zur genaueren Kategorisierung an. 195

6 DGA-Tagungsband Abb. 7: Methode WHF. Lautstärkebeurteilung der gleichen CI-Patientin aus Abb. 6 nach Korrektur der Anpassung des Sprachprozessors. Abb. 6: Methode WHF. Lautstärkebeurteilung einer mit einem Cochlea Implantat (CI) versorgten Patientin nach der Erstanpassung. 196 Z Audiol 1999; Supplementum II Baumann/Schorn

7 Schlußfolgerung Die von der Firma WESTRA angegebene Bezugskurve erscheint für eine Hörgeräteanpassung ungeeignet, da der Verstärkungsbedarf grundsätzlich überschätzt wird. Allenfalls zulässig ist die Verwendung der Kurve als oberer Grenzwert der wahrgenommenen Lautstärke bei der Hörgeräteüberprüfung. Es wurde nachgewiesen, daß die durch eigene Untersuchungen ermittelten Bezugskurven wesentlich besser zur Anpassung und Überprüfung von Hörgeräten geeignet sind. Die bei der Beurteilung von Lärmimmissionen eingesetzte»methode der Linienlänge«sollte auch in der Audiologie zur Bewertung des überschwelligen Anstiegs der wahrgenommenen Lautstärke verwendet werden. Gerade im Hinblick auf die dringend notwendige Standardisierung der Hörflächenskalierung muß das Verfahren der Linienlänge bevorzugt in die Diskussion eingebracht werden, da bei dieser Methode eine Vielzahl von Problemen, die sich aus der Verwendung von Verbal-Kategorien ergeben, nicht auftreten. Literatur Baumann U, Arnold B, Stemplinger I, Schorn K (1997) Bezugskurven für die Hörflächenskalierung in der klinischen Anwendung. Laryngo-Rhino-Otol. (8), Baumann U, Arnold B, Schorn K (1998) Vergleich psychoakustischer Meßmethoden zur Skalierung der Lautstärke II: Klinische Anwendungen. In: Fortschritte der Akustik DAGA 98 Oldenburg, DEGA, Brand T, Hohmann V Kollmeier B (1998) Krümmung der Lautheitsfunktion in Abhängigkeit von der Bandbreite des Signalsbei Normal- und Schwerhörenden. In: Fortschritte der Akustik DAGA 98 Oldenburg, DEGA, Fastl H, Zwicker E, Kuwano S, Namba S (1989) Beschreibung von Lärmimmissionen anhand der Lautheit. In: Fortschritte der Akustik DAGA 89. Oldenburg, DEGA, Gottschling G, Schmid W, Fastl H (1998) Vergleich psychoakustischer Meßmethoden zur Skalierung der Lautstärke I: Grundlagen. In: Fortschritte der Akustik DAGA 98,.Oldenburg, DEGA, Kammermeier S (1995) Das Würzburger Hörfeld. Anleitung. WESTRA ELECTRONIC GmbH, Wertingen 197