Aus der Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkranke der Universität Würzburg Direktor: Professor Dr. med. J. Helms

Aus der Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkranke der Universität Würzburg Direktor: Professor Dr. med. J. Helms Der HSM-Sprachtest mit Hochpassfilter und Rauschen bei Patienten im Alter von 50 bis 60 Jahren Inaugural Dissertation Zur Erlangung der Doktorwürde der Medizinischen Fakultät der Bayerischen Julius-Maximilians-Universtität zu Würzburg vorgelegt von Stephanie Betzel aus Grünsfeld-Zimmern Würzburg, Oktober 2004

Referent: Koreferent: Dekan: Prof. Dr. med. J. Helms Prof. Dr. med. F. Schardt Prof. Dr. med. G. Ertl Tag der mündlichen Prüfung: 08.02.2005 Die Promovendin ist Zahnärztin

INHALTSVERZEICHNIS 1 Einleitung... 1 2 Material und Methode... 4 2.1 Versuchspersonen... 4 2.2 Material und technische Geräte... 4 2.2.1 Versuchsraum... 4 2.2.2 Geräte und Software... 4 2.2.3 Sprachmaterial... 5 2.2.4 Störgeräusch... 5 2.2.5 Der verwendete Filter... 6 2.3 Versuchsaufbau... 6 2.4 Fragestellung... 9 3 Ergebnisse... 10 3.1 Sprachverständnis der Versuchspersonen ohne Störgeräusch.... 10 3.2 Sprachverständnis unter Lärm... 11 3.2.1 Die mittlere Lautstärke des Signals... 12 3.2.2 Signal to Noise-Abstand... 13 3.2.3 Prozentuelles Sprachverständnis der Versuchspersonen... 19 3.3 Vergleich des mittleren Sprachverständnisses für verschiedene Signal to Noise- Abstände... 24 3.4 Einschätzung des eigenen Hörverständnisses... 25 4 Diskussion... 27 4.1 Die Versuchspersonen... 27 4.2 Die Variable Signal to Noise... 28 4.2.1 Das mittlere prozentuale Sprachverständnis in Abhängigkeit des Signal to Noise-Abstands bei 60 dβ und 80 db Störlärm... 28 4.2.2 Die Sprachverständlichkeitsschwelle... 29 4.2.3 Der Effekt des Hochpassfilters auf den Signal to Noise-Abstand... 30

4.2.4 Der Signal to Noise-Abstand in Abhängigkeit vom Geschlecht... 32 4.3 Die Vergleichsvariable prozentuelles Sprachverständnis... 33 4.4 Die Einschätzung des eigenen Hörvermögens... 33 4.5 Methodische Kritik... 34 4.5.1 Vorversuch... 34 4.5.2 Technische Beschränkung... 34 4.5.3 Kleine Versuchsgruppe... 34 5 Zusammenfassung... 35 6 Literaturverzeichnis... 36 7 Anhang... 39 7.1 Ausgangsdaten... 39 7.2 Mittelwertsvergleiche... 44 7.3 Fragebögen... 46 7.3.1 Versuchpersonenfragebogen... 46

Einleitung 1 Einleitung Der Einfluss umweltspezifischer Störgeräusche auf die zwischenmenschliche Kommunikation manifestiert sich z.b. in der sehr häufigen Klage von älteren Menschen, dass sie in ruhiger Umgebung zwar ausreichend diskriminieren können, bei zusätzlichen Störgeräuschen jedoch diese Diskriminationsfähigkeit verlieren. Ich kann hören, aber ich verstehe nichts ist eine typische Aussage, die dieses Phänomen unterstreicht. Der Einfluss umweltspezifischer Störgeräusche auf das Sprachverstehen ist von entscheidender Bedeutung für die zwischenmenschliche Kommunikation. Der sogenannte Cocktailparty- Effekt verdeutlicht das Phänomen der Selektion in störlärmbehafteter Umgebung (von Wedel 1977, Kuyper 1972). Obwohl sich in einem Raum mehrere Personen befinden, die sich rege unterhalten, ist ein Zuhörer trotzdem in der Lage einen einzelnen Sprecher aus dem Stimmengewirr herauszuhören und ihn zu verstehen (Bauert 1974). Da diese Situation häufig auf Feiern und Festen vorkommt, wurde dieses Phänomen 1953 von E. C. Cherry als Cocktailpartyeffekt bezeichnet. Das Gehör hat demnach die Fähigkeit, verschiedene Schallquellen voneinander zu trennen. Die Hörwahrnehmung kann dadurch noch verstärkt werden, indem man die Aufmerksamkeit bewusst auf eine bestimmte Schallquelle richtet, diese damit aus dem umgebenden Schallfeld herauslöst und stärker wahrnimmt. Bei Patienten mit Hochtonschwerhörigkeit ist die oben beschriebene Beeinträchtigung der Sprachverständlichkeit durch Störlärm besonders ausgeprägt. Dies kann dadurch erklärt werden, dass Störgeräusche nach ihrem Frequenzspektrum nicht nur Einfluss auf die entsprechenden Frequenzbereiche von Sprachsignalen, sondern auch Maskierungseffekte auf andere Frequenzbereiche der Sprache haben. Bei Hochtonschwerhörigkeit ist die Verdeckungswirkung des Störlärms auf die hochfrequenten Signalkomponenten wesentlich stärker ausgeprägt als bei Normalhörigkeit. Es sind jedoch gerade die hohen Frequenzanteile, die wesentlich zur Konsonantenunterscheidung beitragen. (von Wedel 1985, Welz-Müller 1981, Leshowitz, 1977). Calearo u. Mitarbeiter (1959) prüften die Verständlichkeit der Sprechstimme bei verschiedenen Hintergrundgeräuschen und stellten fest, dass ein vorwiegend tieffrequentes Rauschen die Sprache stärker verdeckte, als ein vorwiegend hochfrequentes Rauschen (Schultz-Coulon 1973). 1

Einleitung Die Ergebnisse einer Untersuchung von Schultz-Coulon et al. (1973) zeigten, dass die sprachliche Kommunikationsbehinderung Hochtonschwerhöriger in einer geräuschvollen Umwelt wesentlich größer sein kann, als bei Routinemethoden der Sprachaudiometrie in störschallarmen Räumen zum Ausdruck kommt. Weiterhin zeigte sich, dass beim Normalhörenden erst dann ein merklicher Diskriminationsverlust zu erkennen ist, wenn der Störschallpegel 10 db über dem Sprachschallpegel liegt, wohingegen den meisten Hochtonschwerhörigen bei dieser Situation ein ausreichendes Sprachverständnis nicht mehr möglich ist. Diese Problematik der Verdeckung des Sprachsignals wird noch durch den seit langem bekannten altersphysiologischen Abbau des Hörvermögens oder eventuelle Vorschäden verstärkt. Außerdem ist das Sprachverständnis von verschiedenen Einflüssen auf die Konzentration und die zentrale Integration abhängig (Matschke 1994). In der Literatur ist man sich daher darüber einig, dass sich das Hörvermögen mit dem Alter verschlechtert. Frauen schneiden dabei im Vergleich zu Männern besser ab (Martini 2001, Lutman 1991, Bergman et al. 2001). Schuknecht (1964) beschrieb mehrere anatomische Veränderungen, die zu den verschiedenen Typen der Presbyakusis führen können. Die Presbyakusis ist eine durch Alterung bedingte langsam progrediente Abnahme der auralen Empfindlichkeit. Der Großteil der Bevölkerung über 40 Jahre ist in einem gewissen Maß von progredientem Hörverlust betroffen (Anderson 1982). Dieser Verlust ist bei den höheren, über 2000 Hz liegenden Frequenzen größer. Schuknecht begann bereits 1964 die Presbyakusis in unterschiedliche Gruppen einzuteilen (Topilla 2001). Die sensorische Presbyakusis ist charakterisiert durch die Atrophie des Cortiorganes am basalen Ende der Cochlea. Bekanntlich werden entlang der Cochlea die verschiedenen Frequenzen getrennt abgebildet, in getrennten Fasern der Hörbahn weitergeleitet und zentral identifiziert, wobei die hohen Frequenzen an der Basis der Cochlea und die niedrigen Frequenzen an ihrer Spitze, dem Helicotrema, abgebildet werden (Silbernagel 1991, Keidel 1980). Die Veränderungen beginnen normalerweise im mittleren Alter und manifestieren sich somit in einem abrupten Hochtonverlust. Die Veränderungen gehen einher mit der Abnahme der äußeren Haarsinneszellen, die wiederum eine Abnahme der otoakustischen Emissionen impliziert. Die metabolische Presbyakusis ist charakterisiert durch Atrophie und Degeneration der Stria vascularis, die das ionische Gleichgewicht der Endolymphe aufrecht erhält und somit folglich auch das endolymphatische Potential. Man hat demzufolge alterungsbedingte Abnahmen des 2

Einleitung endolymphatischen Potentials (Schulte et al. 1992), sowie der otoakustischen Emissionen (Mills 1993). Bei der mechanischen Presbyakusis findet man keine signifikanten pathologischen Veränderungen des Cortischen Organs, des Spiralganglions oder der Stria vascularis, stattdessen aber Veränderungen in der Steifheit der Basilarmembran, des spiralen Ligamentes und /oder anderer Strukturen des Innenohres. Die neurale Prebyakusis ist durch den Verlust der Neurone in der Cochlea gekennzeichnet. Normalerweise ist der Verlust in den basalen Windungen stärker ausgeprägt, betrifft aber häufig auch die ganze Cochlea. Signifikant ist der Verlust der Sprachdiskrimination, der oft viel schwerer ausfällt, als man aus dem reinen Tonaudiogramm vermuten würde. Die neurale Presbyakusis kann in jedem Alter beginnen und scheint das Hörvermögen so lange nicht merklich zu beeinflussen, bis die Anzahl der Neurone der Cochlea unter einen kritischen Wert fällt (Quaranta 2001, di Girolamo et al. 2001). In der hier vorliegenden Arbeit geht es darum die Diskriminationsfähigkeit normalgealterter Frauen und Männer im Altersintervall von 50 bis 60 Jahren anhand des HSM-Sprachtests (Hochmair-Desoyer, Schulz, Moser, Schmidt 1997) näher zu untersuchen. Ferner wird auf eventuelle Geschlechtsunterschiede in dieser Altersgruppe eingegangen. Weiterhin wird das Sprachverständnis bei 60 db bzw. 80 db Störlärm miteinander verglichen. Durch Einführung von Hochpassfiltern in den jeweiligen Bedingungen kann die Bedeutung der höheren Frequenzen auf das Sprachverständnis näher beleuchtet werden. 3

Material und Methode 2 Material und Methode 2.1 Versuchspersonen An dem Versuch nahmen 32 Versuchspersonen im Alter von 50 bis 60 Jahren teil. Die 15 weiblichen und 17 männlichen Versuchspersonen waren zum einen Patienten der Augenklinik Würzburg, zum anderen Freiwillige aus dem Verwandten- und näheren Bekanntenkreis. Die Probanden wurden vor dem Versuch nach otologischen Vorerkrankungen, beruflichem Lärm und systemischen Erkrankungen wie Diabetes mellitus, M. Ménière, Multiple Sklerose befragt. Weitere Voraussetzungen für die Teilnahme an dem Versuch waren: keine Einschränkung des Hörvermögens Deutsch als Muttersprache keine früheren Erkrankungen der Ohren. 2.2 Material und technische Geräte 2.2.1 Versuchsraum Die Hörversuche wurden in einer schallisolierten Hörprüfkabine der Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkranke der Universität Würzburg durchgeführt. Um Reflexionen und Verzerrungen möglichst gering zu halten, ist der Messraum extrem schallarm gebaut und erfüllt zudem die Anforderungen der ISO 8253a. 2.2.2 Geräte und Software Für die Messaufnahmen wurde ein handelsüblicher PC mit einem 466 Mhz-Pentium II- Prozessor verwendet. Dieser stand außerhalb der Hörprüfkabine, um Geräusche in der Kabine zu vermeiden. Eine USB-Soundkarte, die dazu dient den Klang bestmöglichst von digital nach analog umzuwandeln, war extern installiert. Dadurch wird die Klangqualität durch elektromagnetische Wellen nicht negativ beeinflusst. Vor der Endstufe wurde ein HIFI-Verstärker der Marke Technics benutzt. Den Probanden wurden die Sätze des HSM-Satztests über kalibrierte Einsteckhörer präsentiert. Ein von Alexander Möltner geschriebenes Programm diente zur Messung der Daten des HSM-Satztests. Der Daten- und Patientenspeicherung dienten die Programme Westra 32 und Dbasewin. 4

Material und Methode 2.2.3 Sprachmaterial Der HSM-Satztest (Hochmeier 1997, Wagener 1999) wurde aus dem Innsbrucker Satztest entwickelt. Der Test wurde entworfen, um dem Wunsch gerecht zu werden, eine ausreichende Anzahl an Testsätzen zur wiederholten Messung der Sprachverständlichkeit bei Cochleaimplantatträgern zur Verfügung zu haben. Zudem sollte der Test dem Schwierigkeitsgrad der alltäglichen Sprache entsprechen. Die Sätze in einem audiometrischen Satztest müssen einfach, zwanglos, natürlich, im Alltagsgespräch vorstellbar und quasi selbstverständlich sein. Auf redundante Wörter sollte weitestgehend verzichtet werden, so dass bei Nichtverstehen eines Wortes auch der Sinn des ganzes Satzes gemindert wird. Die einzelnen Sätze müssen kurz und handlich ausfallen, damit die Messung nicht zu lange dauert und die Versuchsperson ermüdet (Niemeyer 1967 a). Beim HSM-Satztest legte man besonderen Wert auf eine große Anzahl an Testlisten und eine nicht zu schnelle Aufsprache der Sätze. Der Satztest besteht aus 30 Listen mit jeweils 20 alltäglichen, drei bis acht Wörter langen Sätzen. Insgesamt ergeben sich daraus 106 Wörter je Liste. Die Sätze wurden von Fabian von Klitzig, einem geschulten Sprecher des Bayrischen Rundfunks, aufgesprochen. 2.2.4 Störgeräusch Als Störquelle wurde das CCITT-Rauschen verwendet. Das CCITT-Rauschen ist ein sprachsimulierendes Rauschen, dessen Spektralverteilung sich gut der fließenden Sprache annähert, und das in seiner Störwirkung den Cocktail-Party-Effekt nachahmt (Fastl 1987). Es enthält das Frequenzspektrum der hauptsächlich in der Umwelt vorkommenden Geräusche und hat, wie die Umweltgeräusche, den Schwerpunkt im tieferen Frequenzbereich (Niemeyer 1967 b). Des weiteren weist es eine weitgehend konstante Pegelverteilung auf. Die Einführung des Störgeräusches ermöglicht die Bewertung des Sprachverständnisses der Probanden unter Rauschen. Auf die Notwendigkeit der Verwendung umweltspezifischer Störgeräusche im Rahmen der Sprachaudiometrie weist schon Niemeyer (1967 c) hin. Sprache wird im normalen Alltagsleben immer unter bestimmten Störeinflüssen gesprochen. Die Hauptfaktoren dieser Störung sind neben der Frequenzzusammensetzung und des Schallpegels des Hintergrundgeräusches auch die akustischen Eigenschaften eines Raumes (Türk et al. 1987). 5

Material und Methode 2.2.5 Der verwendete Filter Als Hochpassfilter wurde ein Butterworth-Filter 4.Ordnung benutzt. Die Cuttoff-Frequenzen lagen bei 250 Hz sowie 1000 Hz. Ein Hochpassfilter filtert die darunter liegenden Frequenzbereiche heraus. Der Frequenzbereich zwischen 500 Hz bis 2000 Hz ist aus dem Grund wichtig, weil er als Hauptsprachbereich der Vokale und Konsonanten fungiert. Eine Beeinträchtigung in diesem Frequenzbereich stellt daher ein besonderes kommunikatives Problem dar. Während sich die Grundtonhöhe beim Sprechen nur wenig ändert, bestehen in Abhängigkeit vom jeweils gesprochenen Phonem ganz erhebliche Unterschiede in den Klangfarben. Das dunkel klingende /u/ beispielsweise hat seine Hauptenergieanteile zwischen 200 Hz und 600 Hz (1.Formant), während beim wesentlich heller klingenden Vokal /i/ hochfrequente Anteile zwischen 2000 Hz und 5000 Hz hinzutreten (2.Formant) (Ruhe 2004). 2.3 Versuchsaufbau Zu Beginn des Versuchs wurde den Versuchspersonen ein Höranamnesefragebogen vorgegeben (siehe Kapitel 7.3 im Anhang). In diesem mussten sie neben allgemeinen Fragen zu ihrem Gesundheitszustand und eventuellen Hörschäden ihr Hörvermögen selbst einschätzen. Dies beurteilten die Versuchspersonen auf einer Kategorien-Partitionsskala nach Heller (1983). Dazu standen den Versuchspersonen fünf Kategorien (von sehr gut bis sehr schlecht) mit jeweils drei Unterkategorien zur Verfügung. Die 32 Probanden wurden in zwei Gruppen aufgeteilt. Der ersten Gruppe wurden die Testlisten zu 20 Sätzen einmal ohne Lärm und dreimal mit einem 60 db Störschallpegel (Noise) vorgespielt. Bei der zweiten Gruppe wurde das Störgeräusch im Unterschied zur ersten Gruppe auf 80 db gesetzt. Ansonsten wurde der Versuchsablauf für diese Gruppe im Vergleich zur anderen Gruppe nicht verändert. In der ohne-lärm-bedingung wurden den Versuchspersonen die Sätze mit 50 db vorgespielt. Dadurch konnte die Normalhörigkeit der Patienten in Stille geprüft werden und eventuell hörgeschädigte Versuchspersonen hätten aus dem Versuch ausgeschlossen werden können. Dies war jedoch nicht notwendig. Die 3 Lärmbedingungen unterschieden sich dadurch, dass in der ersten Bedingung das Sprachverständnis ohne Filter überprüft wurde. In der zweiten Bedingung wurde ein 1000 Hz-Hochpassfilter verwendet, während in der dritten Bedingung ein 250 Hz-Hochpassfilter vorgeschaltet wurde. 6

Material und Methode In Tabelle 1 ist der Versuchsablauf noch einmal in Tabellenformat dargestellt. Tabelle 1: Der Versuchsablauf und die 4 Versuchsbedingungen. Anzahl Vp 1. Durchgang 2. Durchgang 3. Durchgang 4. Durchgang 16 kein Lärm, kein Filter 60 db Noise, kein Filter 60 db Noise, 1000 Hz-Hochpassfilter 60 db Noise, 250 Hz-Hochpassfilter 16 kein Lärm, kein Filter 80 db Noise, kein Filter 80 db Noise, 1000 Hz-Hochpassfilter 80 db Noise, 250 Hz-Hochpassfilter Die Auswahl der Störschallpegel geschah in Anlehnung an reale Gegebenheiten. 60 db ist ein Pegel, der etwa die Bedingung in einer Bar wiedergibt. 80 db entspricht ungefähr der Schallbelastung an einer innerstädtischen Verkehrskreuzung (Schultz-Coulon 1973). Die Störschallpegel waren in den jeweiligen Versuchsbedingungen fix. Wie oben bereits beschrieben, sind die Hauptenergieanteile von Vokalen und Konsonanten unterschiedlich verteilt. Hat das dunkel klingende /u/ seinen Hauptenergieanteil im Bereich von 200 Hz bis 600 Hz, so treten beim heller klingenden /i/ hochfrequente Anteile zwischen 2000 Hz und 5000 Hz hinzu. Beim Phonem /sch/ wiederum sind die Hauptenergieanteile im Frequenzbereich 1600 Hz und 8000 Hz. Filtert man Sprache, so entfernt man Frequenzbereiche, die unter Umständen wesentlich für das Verständnis sind. In welchem Ausmaß die Kommunikation bzw. das Verständnis beeinträchtigt wird, ist auch ein Aspekt in der hier vorliegenden Arbeit. Die Stärke des Signals in der Noise-Bedingung, d.h. die Lautstärke der vorgespielten Sätze aus den Testlisten, wurde folgendermaßen bestimmt: Vor jeder Versuchsbedingung wurden den Probanden zunächst zehn Übungssätze vorgespielt, um den 50%-igen Verständlichkeitspegel abzuschätzen. Jedes verstandene Wort sollte laut wiedergegeben werden. Worte, die nicht verstanden wurden, wurden markiert. Gewertet wurde die Summe der verstandenen Wörter. Je nach Grad des Verständnisses wurde der Sprachschallpegel (Signal) für den nächsten Versuchsdurchgang nach folgendem Schema verändert und anschließend festgehalten (siehe Tabelle 2). 7

Material und Methode Tabelle 2: Schema der Veränderung der Lautstärke in Abhängigkeit des Sprachverständnisses. Sprachverständnis Alles verstanden (100%) Viel verstanden (über 50%) Wenig verstanden (unter 50%) Nichts verstanden (0%) Veränderung der Lautstärke -2 db -1 db +1 db +2 db Begonnen wurde jeweils mit einem Signal der Stärke 50 db. Nach Festlegung der Sprachverständlichkeitsschwelle, dem Schallpegel, bei dem 50 % der Sätze richtig verstanden werden (Welzl-Müller 1981), konnten die jeweiligen Versuchsbedingungen beginnen. Die Stärke des Signals wurde zu Beginn der jeweiligen Versuchsbedingung auf die ermittelte Sprachverständlichkeitsschwelle gesetzt. Ausgehend von dem ermittelten Wert des Signals, wurde das Signal auch hier je nach Verständnis, wie oben bereits beschrieben, verändert und für jeden Satz dokumentiert. In Tabelle 3 ist der vollständige Ablauf des Versuchs für alle Versuchspersonen zusammenfassend dargestellt. Tabelle 3: Ablauf des Versuchs. Versuchsbeginn Übungsphase Höranamnesefragebogen 10 Übungssätze zur Eingewöhnung 1. Durchgang 20 Testsätze 2. Durchgang 10 Übungssätze zur Ermittlung der Sprachverständlichkeitsschwelle 20 Testsätze 3. Durchgang 10 Übungssätze zur Ermittlung der Sprachverständlichkeitsschwelle 20 Testsätze 4. Durchgang 10 Übungssätze zur Ermittlung der Sprachverständlichkeitsschwelle 20 Testsätze 8

Material und Methode 2.4 Fragestellung Mit dem hier vorgestellten Versuchsaufbau und ablauf wurde versucht, folgende Fragen zu beantworten: Wie groß ist das Sprachverständnis der Versuchspersonen ohne Störgeräusch? Gibt es einen Geschlechtsunterschied bezüglich des Sprachverständnisses? Welchen Einfluss hat Lärm auf die Sprachverständlichkeit? Welchen Einfluss hat die Sprachfrequenz auf die Sprachverständlichkeit? Können Versuchspersonen ihr eigenes Hörvermögen valide einschätzen? 9

Ergebnisse 3 Ergebnisse 3.1 Sprachverständnis der Versuchspersonen ohne Störgeräusch. Ein Großteil der Versuchspersonen konnte bei einer Darbietung des HSM-Satztests bei 50 db die dargebotenen Sätze relativ gut verstehen (Abbildung 1) Sprachverständnis der Versuchspersonen 100 m Sprachverständnis (in Prozent) 80 60 40 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Versuchspersonen Abbildung 1: Prozentuales, mittleres Sprachverständnis der Versuchspersonen bei 50 db Sprachdarbietung. 25 Personen von 32 verstanden mehr als die Hälfte des ihnen Dargebotenen. 18 Personen konnten sogar mehr als 80 % der vorgespielten Sätze wiedergeben. Es gab jedoch auch Ausnahmen. So verstand Versuchsperson 8 nur ca. 10 % der Sätze und Versuchsperson 11 nur ungefähr 21 %. Beide Versuchspersonen schätzten jedoch ihr Hörvermögen als normal ein und beide fielen in der Lärmbedingung nicht weiter auf (siehe Abbildung 9). Deshalb wurden sie nicht aus der Auswertung herausgenommen. In der untersuchten Stichprobe zeigten sich in dieser Bedingung keine Geschlechtsunterschiede (siehe Abbildung 2). 10

Ergebnisse Geschlechtsunterschiede 90 m Sprachverständnis (in Prozent) 75 60 Mann Geschlecht Frau Abbildung 2: Geschlechtsunterschiede im Sprachverständnis bei einer Darbietung der Sätze von 50 db. Spielte man den Versuchspersonen die Sätze ohne Lärm und ohne Filter bei einer Lautstärke von 50 db vor, war der Unterschied zwischen Männern und Frauen im Sprachverständnis nur marginal. Während die Frauen durchschnittlich etwas mehr als 75 % verstanden, verstanden die Männer ungefähr 74 %. Ein durchgeführter Mittelwertsvergleich war nicht signifikant (F(1, 30) = 0,09082; p = 0,76521). Die untersuchte Stichprobe konnte daher als eine relativ homogene Gruppe betrachtet werden. 3.2 Sprachverständnis unter Lärm In den Lärmbedingungen hörten sich die Versuchspersonen die Sätze einmal ohne Filter, einmal mit einem 1000 Hz-Hochpassfilter und einmal mit einem 250 Hz-Hochpassfilter an. Das Sprachverständnis der Versuchspersonen unter Lärm ließ sich dabei auf zwei verschiedene Arten ermitteln. Zum einen gab die Lautstärke der dargebotenen Sätze (Signal) Aufschluss über das Sprachverständnis der Teilnehmer, da dieses je nach Sprachverständnis angepasst wurde (siehe Tabelle 2). 11

Ergebnisse Die zweite Möglichkeit beruhte darauf, sich das prozentuelle Sprachverständnis der Versuchspersonen anzuschauen. Dieses wurde durch die Anzahl der wiedergegebenen Worte ermittelt und gab Aufschluss darüber, ob sich trotz der Anpassung des Signalpegels Unterschiede im Sprachverständnis wiederfanden. 3.2.1 Die mittlere Lautstärke des Signals Betrachtete man die mittlere Signallautstärke für alle Filter- und Lärmbedingungen, so zeigte sich für die beiden Lärmgruppen über die drei Filterbedingungen ein identisches Bild (Abbildung 3). Unabhängig von der Höhe des angewandten Lärms lag der Mittelwert des Signals in der ohne Filter -Bedingung jeweils am niedrigsten. In der 1000 Hz- Hochpassfilterbedingung lag er am höchsten, während er in der 250 Hz- Hochpassfilterbedingung ungefähr zwischen den beiden lag. 090 Die mittlere Signallautstärke 085 60 db Noise 80 db Noise 080 m Signals (in db) 075 070 065 060 055 ohne Filter 1000 Hz Filter 250 Hz Filter Abbildung 3: Darstellung des Signalmittelwertes in Abhängigkeit des benutzten Hochpassfilters und der jeweiligen Höhe des dargebotenen Lärms. 12

Ergebnisse In der 60 db Noise-Bedingung lag der Mittelwert des Signals ohne Filter knapp unter 60 db. Bei Darbietung der Sätze mit einem 1000 Hz-Hochpassfilter erhöhte sich der Mittelwert auf 65 db, um bei der Benutzung eines 250 Hz-Hochpassfilters auf 61,5 db zu sinken. In der 80 db Noise-Bedingung lag der durchschnittliche Signalpegel ohne Filter bei 77 db. Mit einem 1000 Hz-Hochpassfilter stieg der Wert auf 85 db an und fiel mit einem 250 Hz- Hochpassfilter auf knapp über 80 db. Das Sprachverständnis der Versuchspersonen verschlechterte sich also in Abhängigkeit des dargebotenen Sprachfrequenzbereichs. Je größer der herausgefilterte Frequenzbereich war, desto lauter mussten den Versuchspersonen die Sätze dargeboten werden, damit sie diese verstanden. Die Höhe des Signals hing im Wesentlichen von der Lautstärke des dargebotenen Lärms (Noise) ab. Das Signal lag dabei im Durchschnitt zwischen einigen db unter und einigen db über dem jeweils dargebotenen Lärm. Um die Variation des Signalpegels in der Folgezeit unabhängig von der Höhe des Lärms darstellen und berechnen zu können, ermittelte man für jeden einzelnen Versuchsdurchgang jeweils die Differenz des Signals zum dargebotenen Noise (Signal to Noise-Abstand). In diesem Fall bedeuteten positive Werte, dass die Lautstärke des Signals über der Lautstärke des dargebotenen Noise lag. Bei negativen Werten war es genau umgekehrt. Dies ermöglichte eine bessere Vergleichbarkeit der beiden Lärmbedingungen bzw. Versuchsgruppen (60 db vs. 80 db Lärm). 3.2.2 Signal to Noise-Abstand Betrachtete man den mittleren Signal to Noise-Abstand aller Versuchspersonen in Abhängigkeit von den 3 Filterbedingungen, so galt für alle Versuchspersonen, dass der Signal to Noise- Abstand in der ohne Filter -Bedingung am niedrigsten war (Abbildung 3). In der 250 Hz-Hochpassfilterbedingung stieg der Signal to Noise-Abstand für fast alle Versuchspersonen ein wenig an. Am größten war der Abstand zwischen Signal und Noise in der 1000 Hz-Hochpassfilterbedingung. Hier musste die durchschnittliche Signallautstärke mindestens 2 db über dem dargebotenen Noise liegen, um von den Versuchspersonen verstanden zu werden. 13

Ergebnisse Mittlerer Signal to Noise-Abstand für alle Versuchspersonen 14 12 ohne Filter 1000 Hz Filter 250 Hz Filter 10 m Signal to Noise (in db) 8 6 4 2 0-2 -4-6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Versuchsperson Abbildung 4: Mittlerer Signal to Noise-Abstand für alle Versuchspersonen in den 3 Versuchsbedingungen. Des weiteren lässt sich eine erstaunliche Homogenität der über alle Versuchspersonen ermittelten Muster erkennen (Linien in Abbildung 4). Bis auf wenige Ausnahmen (Vp 15, Vp 18, Vp 23 und Vp 30) spiegelt sich der gleiche Verlauf der Signal to Noise-Abstände in den 3 Bedingungen wieder. War der Signal to Noise-Abstand für eine Versuchsperson in der ohne Filter -Bedingung im Verhältnis zu den anderen Versuchspersonen gering (das Signal hatte eine verhältnismäßig geringe Lautstärke), so war er dies im Verhältnis zu den anderen Versuchspersonen ebenfalls in den beiden Filterbedingungen. War der Signal to Noise-Abstand verhältnismäßig groß, so zeigte sich dies auch bei 250 Hz und 1000 Hz. Die drei ermittelten Kurven folgen also in ihrem Verlauf einander. Der Abstand zwischen den Kurven variiert dagegen. Darüber hinaus konnte man deutlich erkennen, dass der Anstieg des Signal to Noise-Abstands von der ohne Filter -Bedingung zur 250 Hz-Bedingung für die meisten Versuchspersonen geringer war als der Anstieg von der 250 Hz- zur 1000 Hz-Bedingung. Generell ließ sich daher konstatieren, dass sich das Sprachverständnis aller Versuchspersonen verschlechterte, wenn bei den dargebotenen Sätzen die unteren Frequenzbereiche herausgefil- 14

Ergebnisse tert wurden. Je größer der Hochpassfilter war, desto weniger konnten die Versuchspersonen wiedergeben. Verstanden also die Versuchspersonen die Sätze bei einer gewissen Lautstärke mit einem 250 Hz-Hochpassfilter einigermaßen, so musste die Lautstärke der Sätze bei einem 1000 Hz-Hochpassfilter deutlich angehoben werden. Dieses Muster galt für fast alle untersuchten Versuchspersonen. Um sich eine deutlicheres Bild von den Unterschieden der Versuchspersonen im Sprachverständnis machen zu können, wurde eine dreifaktorielle Varianzanalyse mit den Faktoren Geschlecht, Filterbedingung und Lärm und der abhängigen Variablen Signal to Noise-Abstand durchgeführt. Bei den Frauen war der durchschnittliche Abstand des Signals zum Noise unabhängig von der Filter- und Lärmbedingung geringer (F(1, 27)=6,5393, p=0,01649, Abbildung 5). Bei den weiblichen Versuchspersonen musste das Signal nur geringfügig über dem jeweils entsprechenden Lärm dargeboten werden (ca. 0,4 db), während der Unterschied bei den Männern bei fast 2,4 db lag. 4,0 Mittlerer Signal to Noise-Abstand in Abhängigkeit vom Geschlecht 3,5 3,0 2,5 m Signal to Noise (in db) 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0-0,5-1,0-1,5 Mann Frau Abbildung 5: Effekt des Geschlechts auf den Signal to Noise-Abstand über alle Lärm- und Filterbedingungen. 15

Ergebnisse Frauen verstanden demzufolge die dargebotenen Sätze unter dem eingeführten Lärm und den unterschiedlichen Filterbedingungen besser als Männer. Den Männern mussten die Sätze durchschnittlich 2 db lauter vorgespielt werden. Darüber hinaus hatten die benutzten Filter einen hochsignifikanten Effekt auf den Signal to Noise-Abstand (siehe Abbildung 6; F(2, 54)=187,70, p=0,0). Der Abstand zwischen Signal und Noise war in der 1000 Hz-Hochpassfilterbedingung am größten und betrug im Durchschnitt ca. 4,8 db. In der 250 Hz-Hochpassfilterbedingung lag er bei ungefähr 0,75 db und ohne Filter bei 1,3 db. In dieser Bedingung war die Lautstärke des Signals sogar geringer als die des dargebotenen Noise. 7 Mittlerer Signal to Noise-Abstand in Abhängigkeit vom Filter 6 5 m Signal to Noise (in db) 4 3 2 1 0-1 -2-3 ohne Filter 1000 Hz Filter 250 Hz Filter Abbildung 6: Effekt des Hochpassfilters auf den Signal to Noise-Abstand. Unabhängig von der Lärmbedingung verstanden die Versuchspersonen umso weniger, je kleiner das ihnen dargebotene Sprachfrequenzspektrum war. Fehlte der Frequenzbereich unterhalb von 1000 Hz, musste das Signal deutlich über dem dargebotenen Noise liegen. 16

Ergebnisse Betrachtete man die ermittelten Geschlechtsunterschiede in Abhängigkeit von der Filterbedingung (siehe Abbildung 7; F(2, 54)=3,0826, p=0,05399), zeigte sich, dass Frauen in jeder Filterbedingung einen geringeren Signal to Noise-Abstand als die Männer aufwiesen. Mittlerer Signal to Noise-Abstand in Abhängigkeit vom Geschlecht und Filter 10 8 Mann Frau 6 m Signal to Noise (in db) 4 2 0-2 -4-6 ohne Filter 1000 Hz Filter 250 Hz Filter Abbildung 7: Effekt des Geschlechts und des Filters auf den Signal to Noise-Abstand. Der Signal to Noise-Abstand war in der 1000 Hz-Hochpassfilterbedingung für beide Geschlechter am größten. Für die Männer lag er bei ungefähr 6 db. Bei den Frauen lag er hingegen etwas über 3 db. Die Differenz des Signal to Noise-Abstands zwischen Männern und Frauen betrug 3 db und war in dieser Bedingung am größten. In der 250 Hz-Hochpassfilterbedingung war die Differenz zwischen Männern und Frauen im Signal to Noise-Abstand dagegen mit nur 1 db am geringsten. Die Männer wiesen einen Signal to Noise-Abstand von 1dB auf, während dieser für Frauen bei 0 db lag. Der Signal to Noise-Abstand der Frauen in der 250 Hz-Bedingung lag damit ungefähr in dem Bereich, in dem die Männer in der ohne-filter-bedingung lagen. In dieser Bedingung war der Signal to Noise-Abstand für die Frauen ca. 2 db, d.h. das Signal konnte damit sogar leiser 17

Ergebnisse als der Lärm dargeboten werden und wurde von den Frauen dennoch verstanden. Frauen verstanden demnach bei dem dargebotenem Lärm in den entsprechenden Filterbedingungen im Vergleich zu den Männern jeweils bei einer geringeren Signallautstärke die ihnen vorgespielten Sätze besser. Sie verstanden z.b. bei einem 250 Hz-Hochpassfilter die Sätze genauso gut wie die Männer in der ohne Filter -Bedingung. Alle anderen Faktoren und Wechselwirkungen waren nicht signifikant. Dies galt insbesondere für den Faktor Lärm. Die Höhe des dargebotenen Lärms hatte somit keinen signifikanten Einfluss auf die Größe des Signal to Noise-Abstands (F(1, 27)=0,89702, p=0,35198, Abbildung 8). Mittlerer Signal to Noise-Abstand in Abhängigkeit von der Lautstärke des Lärms 3,5 3,0 2,5 m Signal to Noise (in db) 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0-0,5 60dB Lärm 80dB Lärm Abbildung 8: Effekt des Lärms auf den Signal to Noise-Abstand. In der 60 db-lärmbedingung war der Abstand zwischen Signal und Noise durchschnittlich 1,7 db, in der 80 db-lärmbedingung lag diese Differenz bei 1 db. Die Lautstärke des Lärms spielte daher für das Sprachverständnis der Versuchspersonen keine Rolle. Es zeigte sich sogar, dass entgegen der Erwartung die Differenz zwischen Signal und Noise in der 60 db- Bedingung höher als in der 80 db-bedingung sein musste. 18

Ergebnisse 3.2.3 Prozentuelles Sprachverständnis der Versuchspersonen Außer der Möglichkeit, den Signal to Noise-Abstand zu betrachten, kann ebenso das prozentuelle Sprachverständnis der Versuchspersonen untersucht werden. Die in Kapitel 2.3 beschriebene Anpassung des Signalpegels in Abhängigkeit des prozentuellen Sprachverständnisses sollte generell dazu führen, dass sich eben diese Variable im Durchschnitt bei einem ca. 50 %-igen Sprachverständnis einpegelte. Unterschiede im prozentuellen Sprachverständnis sollten also durch die Anpassung der Signallautstärke nivelliert werden. Ist dies nicht der Fall, so müssen diese Ergebnisse im Zusammenhang mit den Ergebnissen der Variablen Signal to Noise-Abstand interpretiert werden. Abbildung 9 stellt das durchschnittliche Sprachverständnis aller Versuchspersonen unter Lärm in Abhängigkeit von der jeweiligen Filterbedingung dar. 70 60 Mittleres Sprachverständnis aller Versuchspersonen unter Lärm ohne Filter 1000 Hz Filter 250 Hz Filter m Sprachverständnis (in Prozent) 50 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Versuchsperson Abbildung 9: Darstellung des mittleren prozentuellen Sprachverständnisses aller Versuchspersonen unter Lärm in Abhängigkeit von der Filterbedingung. 19

Ergebnisse Im Gegensatz zu der Variablen Signal to Noise-Abstand ließ sich im prozentuellen Sprachverständnis der Versuchspersonen kein einheitliches Muster erkennen. Das prozentuelle Sprachverständnis der Versuchspersonen variierte in der ohne Lärm -Bedingung und in der 250 Hz- Hochpassfilterbedingung zwischen 40 und 60 %. Dies entsprach daher auch den oben beschriebenen Erwartungen. In der 1000 Hz-Hochpassfilterbedingung lag das prozentuelle Sprachverständnis für fast alle Versuchspersonen unter den Werten der beiden anderen Bedingungen. Augenfällig war jedoch, dass die Versuchspersonen 4, 11, 13 und 26 trotz Anpassung des Lärmpegels so gut wie nichts wiedergeben und damit verstehen konnten. Bei den vier Versuchspersonen handelte es sich ausschließlich um Männer, die in der 80 db- Lärmbedingung untersucht wurden. Trotz Anpassung des Signals verstanden diese Versuchspersonen durchschnittlich nur zwischen 10 und 20 % der ihnen dargebotenen Sätze. In Abbildung 10 werden die beiden Variablen Signal to Noise-Abstand und Sprachverständnis für jede Versuchsperson gegeneinander aufgetragen. Vergleich des prozentuellen Sprachverständnisses und des Signal to Noise-Abstandes (bei Lärm und 1000 Hz-Hochpassfilter) 100 14 Signal to Noise Sprachverständnis 12 10 80 m Signal to Noise (in db) 8 6 4 2 0-2 -4-6 60 40 20 m Sprachverständnis (in %) -8-10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 0 Versuchsperson Abbildung 10: Vergleich des prozentuellen Sprachverständnisses und des Signal to Noise-Abstands aller Versuchspersonen in der Bedingung Lärm und 1000 Hz-Hochpassfilter. Rechts ist das prozentuelle Sprachverständnis und links der Signal to Noise-Abstand aufgetragen. 20

Ergebnisse Das geringe prozentuelle Sprachverständnis der 4 Versuchspersonen (Vp 4, 11, 13 und 26) war auch in dieser Abbildung noch einmal zu erkennen. Bei diesen Versuchpersonen war der Signal to Noise-Abstand jeweils sehr hoch und lag zwischen 8 db und 10 db. Da diese 4 Versuchspersonen alle in der 80 db-lärmbedingung untersucht wurden, lag der Signalpegel bei 90 db und hatte damit die physikalische Maximallautstärke der benutzten Anlage erreicht. Dies bedeutete, dass bei diesen Versuchspersonen trotz schlechtem Sprachverständnis das Signal nicht weiter angepasst werden konnte. Die Versuchspersonen 7 und 20 wurden dagegen bei 60 db Lärm untersucht, so dass bei diesen das Signal beliebig angepasst werden konnte. Bei diesen Versuchspersonen wich das prozentuelle Sprachverständnis nicht von dem der anderen Versuchspersonen ab. Die folgenden Ergebnisse sind daher im Rahmen dieser Bedingungen zu sehen. Bei der Durchführung einer drei- faktoriellen Varianzanalyse mit den Faktoren Geschlecht, Filter- und Lärmbedingung zeigten sich signifikante Effekte für die Variable Filter (F(2,54)=11,425, p=0,00007), sowie für die zweifach Wechselwirkung Filter und Lärm (F(2, 54)=4,3179, p=0,01821). Die dreifach Wechselwirkung Geschlecht, Filter und Lärm lag jedoch nur unbedeutend über dem Signifikanzniveau von 5 % (F(2, 54)=3,1399, p=0,05128). Abbildung 11 verdeutlicht die dreifach Wechselwirkung der Faktoren Geschlecht, Lärm und Filter auf die Variable prozentuelles Sprachverständnis. Wie auch bei der Variablen Signal to Noise-Abstand kann man das typische V-Muster für die 3 Filterbedingungen erkennen. Männer und Frauen verstanden sowohl bei 60 db bzw. 80 db Lärm in der 1000 Hz-Hochpassfilterbedingung am wenigsten, ohne Filter verstanden sie am meisten und in der 250 Hz-Hochpassfilterbedingung lag das Sprachverständnis zwischen den beiden Bedingungen. 21

Ergebnisse Prozentuelles Sprachverständnis in Abhängigkeit von Geschlecht, Lärm und Filter 65 60 Mann Frau 55 m Sprachverständnis (in Prozent) 50 45 40 35 30 25 20 ohne Filter 1000 Hz Filter 250 Hz Filter ohne Filter 1000 Hz Filter 250 Hz Filter 60 db Noise 80 db Noise Abbildung 11: Darstellung der dreifach Wechselwirkung Geschlecht, Lärm und Filter auf die Variable Sprachverständnis (in %). In der 60 db-lärmbedingung war das beschriebene Muster jedoch nur minimal ausgeprägt. Für Frauen und Männer lag das Sprachverständnis ohne Filter bei ca. 50 %, in der 1000 Hz- Hochpassfilterbedingung bei 46-47 % und in der 250 Hz-Hochpassfilterbedingung knapp unter 50 %. Einen Geschlechtsunterschied konnte man in dieser Bedingung nicht ausmachen. Im Unterschied dazu war dieses Muster in der 80 db-lärmbedingung viel deutlicher ausgeprägt. Für Frauen lagen die Werte bei 53-54 % ohne Filter, 46-47 % bei 1000 Hz- Hochpassfilter und 50 % bei 250 Hz-Hochpassfilter. Bei den Männer war das Muster am extremsten ausgeprägt. Diese verstanden ohne Filter ca. 52 % der Sätze, bei 1000 Hz- Hochpassfilter nur noch 32 %, wohingegen das Sprachverständnis bei 250 Hz-Hochpassfilter wieder auf über 50 % anstieg. Die starke Abweichung bei den Männer in der 1000 Hz-Hochpassfilterbedingung von dem durchschnittlich erwarteten 50 %-igen Sprachverständnis war durch die oben beschriebene technische Beschränkung zu erklären. 22

Ergebnisse Abbildung 12 verdeutlicht noch einmal das typische V-Muster im Sprachverständnis der Versuchspersonen in den unterschiedlichen Bedingungen. 60 55 Prozentuelles Sprachverständnis in Abhängigkeit von Filter und Lärm 60 db Noise 80 db Noise m Sprachverständnis (in Prozent) 50 45 40 35 30 ohne Filter 1000 Hz Filter 250 Hz Filter Abbildung 12: Darstellung der Variablen prozentuelles Sprachverständnis in Abhängigkeit von der Hochpassfilter-Bedingung und dem dargebotenen Noise. In dieser Darstellung wird der Einfluss des Geschlechts nicht berücksichtigt. Man konnte deutlich den Unterschied zwischen der 60 db und 80 db Noise-Bedingung erkennen. Wobei insbesondere in der 1000 Hz-Hochpassfilterbedingung das Sprachverständnis der Versuchspersonen deutlich nach unten sank. Die Unterschiede zwischen der Bedingung ohne Lärm und der 250 Hz-Hochpassfilterbedingung waren dagegen nur geringfügig. Die hier dargestellten Ergebnisse verstärken noch einmal die oben beschriebenen Ergebnisse der Variablen Signal to Noise-Abstand. Insbesondere in der 1000 Hz-Hochpassfilterbedingung sollten bei technischer Machbarkeit noch größere Signal to Noise-Abstände gefunden werden können. 23

Ergebnisse 3.3 Vergleich des mittleren Sprachverständnisses für verschiedene Signal to Noise- Abstände In Tabelle 4 werden die durchschnittlichen Werte des Sprachverständnisses für verschiedene Signal to Noise-Abstände dargestellt. Generell verstanden die Versuchspersonen bei einem gegebenen Signal to Noise-Abstand in der 80 db-lärmbedingung mehr als in der 60 db- Lärmbedingung. Am größten war die Differenz zwischen den beiden Lärmbedingungen bei 5 bis 3 db Signal to Noise-Abstand, wobei diese 16,17 % zugunsten von 80 db betrug. Der größte Verständniszuwachs war für 60 db Störlärm mit 23,65 % im Bereich zwischen 5 bis 3 db und 2 bis 0 db, für 80 db Störlärm mit 21,14 % zwischen < -6 db und 5 bis 3 db. Die Zunahme der Sprachverständnisses per db betrug bei 60 db Noise 5,6 %, bei 80 db Noise 5,4 %. Tabelle 4: Mittleres prozentuales Sprachverständnis in Abhängigkeit des Sound to Noise-Abstands bei 60 db und 80 db Lärm. Signal to Noise- Abstand [db] < -6 db -5 bis -3 db -2 bis 0 db 1 bis3 db 4 bis 6 db > 6 db 60 db Lärm 21,39 % 28,26 % 51,91 % 66,83 % 77,50 % 100,00 % 80 db Lärm 23,29 % 44,43 % 57,99 % 64,45 % 81,48 % 100,00 % Differenz -1,90 % -16,17 % -6,07 % 2,39 % -3,98 % 0,00 % In Abbildung 13 wird die Sprachverständlichkeitsschwelle (SRT) - der Pegel, bei dem die Hälfte der Sätze richtig wiederholt wird graphisch bestimmt. 24

Ergebnisse Prozentuales Sprachverständnis in Abhängigkeit des Signal to Noise-Abstands 100 90 60 db Lärm 80 db Lärm Mittleres Sprachverständnis (in %) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 < -6-5 bis -3-2 bis 0 1 bis 3 4 bis 6 > 6 Signal to Noise-Abstand (in db) Abbildung 13: Darstellung des mittleren prozentualen Sprachverständnisses in Abhängigkeit des Signal to Noise-Abstands für die 60 db- und 80 db-lärmbedingung. Die SRT lag bei 80 db Noise etwas unter -3 db und bei 60 db Noise bei rund 1dB. Dies bedeutete, dass die Versuchspersonen bei 80 db Noise bei einem Signal to Noise-Abstand von ca. 3 db einem Signalpegel von 77 db 50 % der dargeboten Sätze verstehen. Bei 60 db Störlärm lag die Differenz bei 1 db. Der Signalpegel lag hier demzufolge bei 59 db. Das Signal musste somit in dieser Bedingung im Verhältnis zum Noise 2 db lauter sein als in der 80 db-noisebedingung, damit die Versuchspersonen 50 % der Sätze verstehen konnten. 3.4 Einschätzung des eigenen Hörverständnisses. Die Fähigkeit der Versuchspersonen ihr eigenes Hörvermögen einzuschätzen, kann man in Abbildung 14 ablesen. Dort wurde die von den Versuchspersonen zu Beginn des Versuchs abgegebene Einschätzung ihres eigenen Hörverständnisses gegen ihr tatsächliches, prozentuales Hörverständnis der vorgespielten Sätze aufgetragen. Die Lautstärke der Sätze betrug 25

Ergebnisse gleichbleibend 50 db. Die Lautstärke wurde somit in dieser Bedingung nicht wie in den übrigen an das Sprachverständnis angepasst. Weiterhin wurden die Sätze ohne Lärm präsentiert. 100 Einschätzung vs. Sprachverständnis Sprachverständnis bei 50 db (in Prozent) 80 60 40 20 0 1 3 5 7 9 11 13 Einschätzung des Hörvermögens ( von 1 = sehr gut bis 15 = sehr schlecht) 15 Abbildung 14: Einschätzung des Hörvermögens vs. prozentuales Sprachverständnis bei einer Darbietung der Sätze mit 50 db. Man kann deutlich erkennen, dass die Werte der Versuchspersonen breit um die ermittelte Regressionsgerade (y = 85, a= -2,2; r = 0,17) streuen. Diese tendiert zwar in die richtige Richtung, das heißt die Versuchspersonen beurteilten ihr Hörvermögen umso besser, je besser sie tatsächlich auch die Sätze verstanden, dennoch lässt sich mit dem von den Versuchspersonen abgegebenen Urteil ihr tatsächliches Satzverständnis nicht valide vorhersagen. Das Urteil der Versuchspersonen kann somit nicht als Indikator für ihr tatsächliches Satzverständnis gewertet werden. 26

Diskussion 4 Diskussion 4.1 Die Versuchspersonen Das Hörvermögen der Versuchspersonen wurde in der hier vorliegenden Untersuchung zu Beginn nicht durch ein Tonschwellenaudiogramm geprüft. Dass ein Tonschwellenaudiogramm oft nicht ausreichend ist, um das tatsächliche Hörvermögen einzuschätzen, betont auch Pringle (1993) in seiner Untersuchung, in der er die Ergebnisse aus sprachaudiometrischen Untersuchungen mit denen des Tonschwellenaudiogramms vergleicht und feststellt, dass bei einem Drittel der untersuchten Kinder mit sekretorischer Otitis Media das Hörvermögen wesentlich schlechter ist, als man das aus dem Tonschwellenaudiogramm erwarten würde. In der Literatur werden unterschiedliche Kriterien der Normalhörigkeit beschrieben. Moncur (1967) beschränkt sich auf das Tonschwellenaudiogramm. Bei ihm sind die Versuchspersonen normalhörend, wenn die Hörschwelle im Bereich von 250 Hz bis 2000 Hz nicht mehr als 10 db herabgesetzt ist und im Bereich bis 4000 Hz nicht mehr als 15 db. Weiterhin darf der Unterschied zwischen rechtem und linkem Ohr egal bei welcher Frequenz nicht mehr als 10 db betragen. Platte et al.(1978) führen in ihrer Untersuchung ein Reihe anderer Kriterien für Normalhörigkeit auf. So fordern sie u.a. eine Stapediusreflexschwelle zwischen 80 db und 100 db bei 1000 Hz, Tympanogramm und Trommelfell müssen unauffällig sein, sowie eine Unbehaglichkeitsschwelle zwischen 100 db und 120 db. Das Richtungshören wird u.a. dann als normal eingestuft, wenn beim Umschalten von einem Lautsprecher auf einen anderen benachbarten Lautsprecher der Proband dieses als eine gleichsinnige Empfindung beschreibt. Bei dem hier vorliegenden Versuch wurde auf ein Tonschwellenaudiogramm und eine vorhergehende Untersuchung der Ohren verzichtet. Entscheidend für die Teilnahme am Versuch waren daher die Selbsteinschätzung normalhörend, sowie das Ausklammern von vorhandenen Hörschäden durch eine Befragung nach früheren Ohrerkrankungen bzw. Operationen an Gehör oder Gehirn. Diese Vorbedingungen wurden als ausreichend angesehen. Somit bestand die Gruppe der Versuchspersonen aus normalgealterten 50 bis 60 jährigen ohne bekannte vorliegende Hörschäden. 27

Diskussion 4.2 Die Variable Signal to Noise Im normalen Alltag stellt sich dem Menschen ständig die Aufgabe, Sprache aus einem gewissen, gleichzeitig vorhandenen Störlärm herauszufiltern. Die Hauptfaktoren dieses Störlärmes sind zum einen die Frequenzzusammensetzung und der Schallpegel des Lärmes, aber auch die akustischen Eigenschaften eines Raumes. Diese Umwelteinflüsse verändern sowohl die Intensität als auch die Geschwindigkeit der Sprache und damit die Sprachverständlichkeit. Die Sprachverständlichkeit wird zudem noch durch Intelligenz, Tagesverfassung und andere personenabhängige Größen beeinflusst (Türk 1987). Das Verstehen von Sprache wird bei einem ständigen Lärmpegel in Abhängigkeit des Signal to Noise-Abstands mehr oder weniger stark beeinträchtigt. 4.2.1 Das mittlere prozentuale Sprachverständnis in Abhängigkeit des Signal to Noise- Abstands bei 60 dβ und 80 db Störlärm Vergleicht man das mittlere prozentuale Sprachverständnis in Abhängigkeit des Signal to Noise-Abstands, so war der Unterschied zwischen beiden Lärmbedingungen (60 db und 80 db Störlärm) in den meisten Fällen gering. Insgesamt hatte die Höhe des Lärmes keinen signifikanten Einfluss auf den Signal to Noise-Abstand. Dessen ungeachtet zeichnete sich eine leichte Tendenz zum besseren Verständnis bei 80 db ab. Die größte Differenz war im Bereich 5/-3 db Signal to Noise-Abstand auszumachen. Das Sprachverständnis bei 60 db betrug hier 28,26 % gegen 44,43 % bei 80 db, was eine Differenz von 16,17 % ausmachte. Autoren, die sich mit den dynamischen Veränderungen des Signal to Noise-Abstands beschäftigt haben, berichten ebenfalls über ein besseres Sprachverständnis bei Vergrößerung des Quotienten Signal to Noise. So lag die Zunahme des Sprachverständnisses in der hier vorliegenden Untersuchung für 60 db Störlärm bei 5,6 % pro db und bei 5,4 % pro db in der Bedingung mit 80 db Störlärm. Schultz-Coulon (1974) weist darauf hin, dass sich das Satzverständnis nicht allein durch das Anheben der Sprachlautstärke verbessert, sondern gleichzeitig auch durch den wachsenden Pegelabstand zwischen Stör- und Nutzsignal. Er schreibt weiterhin, dass sich bei einem Hochtonschwerhörigen bei einem Abstand von mehr als 10 db das Satzverständnis deutlich verbessert. Auf der anderen Seite sinkt die Verständnisquote eines Normalhörenden merklich, wenn der Störlärm den Sprachschallpegel um mehr als 5 db überschreitet. 28

Diskussion Auch von Wedel (1985) beschreibt einen kontinuierlichen Verständniszuwachs mit zunehmendem Signal to Noise-Abstand. Ein Signal to Noise-Abstand von mehr als 5 db führt bei ihm zu einem Verständniszuwachs von etwas mehr als 20 %. Im Mittel entspricht dies einem Verständniszuwachs von rund 4 % pro db. Auch Schultz-Coulon (1974) erhält ebenfalls einen Verständniszuwachs von 4 % pro db. Chung (1979) hingegen ermittelt bei seinen Messungen einen deutlich geringeren Verständniszuwachs bei Normalhörenden, welcher im Bereich von rund 2 % pro db liegt. Chung verwendet in seiner Auswertung ausschließlich positive Signal to Noise-Werte, was den relativ geringen Verständniszuwachs erklären kann. Zwicker (1986) beschreibt für Normalhörende ein besseres Zeitauflösungsvermögen unter Lärm als in völliger Ruhe. Dabei wird vorrausgesetzt, dass die sprechende Person den Schallpegel dem Zusatzgeräusch entsprechend anhebt, was sie normalerweise unter Lärm auch tut. Die Situation für den Hörgeschädigten gestaltet sich dagegen anders. Bei diesem ist das Zeitauflösungsvermögen in Ruhe schlecht und verbessert sich auch dann nicht, wenn der Sprachpegel bei einem vorhandenen Hintergrundgeräusch angehoben wird. Die Sprachperiodizität, also das Anschwellen und Abklingen gesprochener Worte und Sätze in einem bestimmten Sprachrhythmus, ist ebenfalls intensitätsabhängig und gewinnt an Deutlichkeit bei zunehmender Lautstärke (Keidel 1980). 4.2.2 Die Sprachverständlichkeitsschwelle Die Sprachverständlichkeitsschwelle (SRT) - der Pegel, bei dem die Hälfte der Sätze richtig wiederholt wird - lag für 60 db Störlärm bei 3 db und in der 80 db Lärmbedingung bei 1dB. Strohmeier (2000) ermittelt eine SRT von 10 db Signal to Noise-Abstand für 60 db Störlärm und 14 db Signal to Noise-Abstand für 80 db Störlärm. Dies ist ein deutlicher Unterschied und kann durch die wesentlich jüngeren Probanden in seinem Versuch erklärt werden. Diese sind Studenten/innen im Alter zwischen 20-29 Jahren und somit durchschnittlich 30 Jahre jünger als die hier untersuchten Probanden. Bei ihm zeigt sich ebenso die oben beschriebene Tendenz zum besseren Verständnis bei 80 db Störlärm. Welzl-Müller (1983) bestimmt in ihrer Untersuchung mit sprachsimulierendem Rauschen und dem Marburger Satztest für Normalhörende eine Sprachverständlichkeitsschwelle in Stille von -23 db und in Lärm von 12 db. In dieser Untersuchung werden Störschallpegel von 30, 45, 60, 75 db angewandt. Auch dieses Ergebnis unterscheidet sich deutlich von dem hier er- 29

Diskussion mittelten. Zum einen wäre es interessant zu wissen, welches Alter die Probanden in der Untersuchung haben. Dies wird in der Veröffentlichung jedoch nicht deutlich. Welzl-Müller ermittelt die Sprachverständlichkeitsschwelle, indem sie bei einem fixem Geräuschpegel das Signal so lange erhöht, bis der Satz richtig nachgesprochen wird. Wird der nächste Satz wieder richtig nachgesprochen, so wird der Sprachschallpegel, also das Signal um 2,5 db abgeschwächt. Dies wird solange durchgeführt, bis der Satz nicht mehr verstanden wird. Der Mittelwert des Signals in einer Gruppe von 10 Sätzen wird als Sprachverständlichkeitsschwelle des entsprechenden Geräusches definiert. Der Versuchsaufbau bei Welzl-Müller entspricht daher nicht dem hier angewandten, da der Signalpegel in 2,5 db großen Schritten angepasst wird. Darüber hinaus sind bei ihren Messungen die Antwortmöglichkeiten auf alles verstanden oder nichts verstanden reduziert. Im Gegensatz dazu wurden die Messungen in der hier vorliegenden Arbeit in 1 db Schritten abgestimmt und die Antwortmöglichkeiten in nichts verstanden, wenig verstanden, viel verstanden und alles verstanden unterteilt. Außerdem hörten sich die Versuchspersonen in jeder Versuchsbedingung 20 Testsätze an. Die beschriebenen Gründe und Abweichungen können daher die Unterschiede im Signal to Noise-Abstand erklären. 4.2.3 Der Effekt des Hochpassfilters auf den Signal to Noise-Abstand In der hier durchgeführten Untersuchung wurde den Probanden das Sprachmaterial nicht nur normal vorgespielt, sondern zudem mit einem 250 Hz- bzw. 1000 Hz Hochpassfilter dargeboten. Dadurch konnte man erkennen, welche Auswirkung herausgefilterte Frequenzbereiche auf das Sprachverstehen bzw. auf den Signal to Noise-Abstand haben. Insgesamt wies der eingeführte Faktor Filter einen hochsignifikanten Effekt auf den Signal to Noise-Abstand auf. Betrachtete man die durchschnittliche Lautstärke des Signals bzw. den durchschnittlichen Signal to Noise-Abstand, so zeigte sich sowohl für 60 db Lärm als auch 80 db Lärm in allen drei Filterbedingungen ein identisches Bild. Allgemein war gefilterte Sprache schlechter zu verstehen als ungefilterte. Der Unterschied zwischen 250 Hzhochpassgefilterter Sprache zu ungefilterter Sprache war dabei relativ gering. 1000 Hzhochpassgefilterte Sprache wurde dagegen deutlich schlechter von den Versuchspersonen verstanden. Die Lautstärke des Signals musste in dieser Bedingung bei allen Versuchspersonen deutlich angehoben werden, um ein besseres Sprachverständnis zu erzielen. Die Zunahme 30