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26. Wissenschaftliche Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie e. V.

Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie e. V.

11.09. - 13.09.2009, Leipzig

Hörgeräte mit mehrkanaliger nicht-linearer Frequenzkompression – eine Studie bei Kindern

Poster

  • author presenting/speaker Andrea Bohnert - Schwerpunkt Kommunikationsstörungen, Universitätsmedizin Mainz, Mainz, Deutschland
  • author Sabine Müller - Schwerpunkt Kommunikationsstörungen, Universitätsmedizin Mainz, Mainz, Deutschland
  • Martina Dammeyer - Schwerpunkt Kommunikationsstörungen, Universitätsmedizin Mainz, Mainz, Deutschland
  • Petra Brantzen - Schwerpunkt Kommunikationsstörungen, Universitätsmedizin Mainz, Mainz, Deutschland
  • Bianka Schramm - Schwerpunkt Kommunikationsstörungen, Universitätsmedizin Mainz, Mainz, Deutschland
  • corresponding author Annerose Keilmann - Schwerpunkt Kommunikationsstörungen, Universitätsmedizin Mainz, Mainz, Deutschland

Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie. 26. Wissenschaftliche Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie (DGPP). Leipzig, 11.-13.09.2009. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2009. Doc09dgppP06

DOI: 10.3205/09dgpp14, URN: urn:nbn:de:0183-09dgpp143

Published: September 7, 2009

© 2009 Bohnert et al.
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Zusammenfassung

Einleitung: Für die Sprachproduktion und den Spracherwerb sind die Identifikation und die Verständlichkeit hochfrequenter Sprachsignale von großer Bedeutung [7]. Hochgradig schwerhörige Kinder haben zumeist eine stark reduzierte Fähigkeit, hochfrequente Laute wie /f/, /s/, /sch/ zu erkennen. Die Firma Phonak hat einen Signalverarbeitungsalgorithmus entwickelt, der mit einer mehrkanaligen nicht-linearen Frequenzkompression arbeitet. Dieser Algorithmus komprimiert Frequenzen oberhalb eines bestimmten Frequenzbereiches und verschiebt sie zu tieferen Frequenzen, wohingegen die tiefen Frequenzen ohne Frequenzkompression verstärkt werden.

Methode: Diese Signalverarbeitungsstrategie wurde bei 13 hochgradig schwerhörigen Kindern im Alter von 6–15 Jahren eingesetzt. Die Vorberechnung der „cut off frequency“ und der Kompressionsrate (first fit) und die Langzeitergebnisse nach sechsmonatigem Tragen des Hörsystems (anhand von Fragebögen und Sprachverständnistests in Ruhe und im Störgeräusch: Göttinger II, Freiburger, AAST) wurden evaluiert.

Ergebnisse: Zweisilber in Ruhe verstanden alle, Zweisilber im Störgeräusch verstanden 12 Patienten besser, einer zeigte keine Verbesserung. Die ABK bei 4 kHz war bei 12 Patienten besser, bei einem schlechter, subjektiv waren alle Patienten besser (Fragebogen Eltern, Lehrer, Kinder).

Schlussfolgerung: Die mehrkanalige nicht-lineare Frequenzkompression scheint für eine Subgruppe der schwerhörigen Kinder eine sehr viel versprechende Option.


Text

Einleitung

Für die Sprachproduktion und den Spracherwerb sind die Identifikation und die Verständlichkeit hochfrequenter Sprachsignale von großer Bedeutung [6], [7]. In vielen Sprachen ist der Laut /s/ linguistisch betrachtet einer der wichtigsten Frikative. Hochgradig schwerhörige Kinder haben zumeist eine stark reduzierte Fähigkeit hochfrequente Laute wie /f/, /s/, /sch/ zu erkennen. Dadurch können grammatische Strukturen wie beispielsweise die Pluralbildung mit /s/ schlechter erlernt werden. Die Bandbreite herkömmlicher Hörgeräte ist größer als je zuvor, seit es Hörgeräte gibt. Trotz allem sinkt die Verstärkung im hochfrequenten Bereich oberhalb von 5 kHz erheblich ab. Dies bedeutet, dass die obere Grenze der Verstärkung eines von einem männlichen Sprecher gesprochenen /s/ kaum noch ausreicht. Stelmachowicz et al. konnten zeigen, dass männliche Sprecher den Laut /s/ mit dem Schwerpunkt bei 4–5 kHz bilden, wohingegen das Spektrum bei weiblichen oder kindlichen Sprechern beim Laut /s/ bis 9 kHz reicht. Um Laute wie /s/, /f/ oder /sch/ für ein hochgradig schwerhöriges Kind hörbar zu machen, bedarf es daher einer größeren Verstärkung des Hörgerätes gerade auch im Bereich oberhalb von 5 kHz.

Die Firma Phonak hat einen Signalverarbeitungsalgorithmus entwickelt, der mit einer mehrkanaligen nicht-linearen Frequenzkompression arbeitet. Dieser Algorithmus komprimiert Frequenzen oberhalb einer bestimmten Kompressions-Grenzfrequenz und verschiebt sie zu tieferen Frequenzen, wohingegen die tiefen Frequenzen normal, d.h. ohne Frequenzkompression, verstärkt werden. Dieser neue Signalverarbeitungsalgorithmus wird SoundRecover (SR) genannt.

Methode

Diese neue Signalverarbeitungsstrategie wurde bei 13 hochgradig schwerhörigen Kindern im Alter von 6–15 Jahren eingesetzt. Ziel der Studie war es u.a. die Langzeitergebnisse nach sechsmonatigem Tragen des Hörsystems zu betrachten. Dies wurde mit speziell für die Studie entwickelten Fragebögen und mit Hilfe von Sprachverständnistests erreicht. Die Fragebögen wurden den Kindern, den Eltern und den Lehrern ausgehändigt. Es wurden u. a. Fragen nach der Klangqualität, der Lautheit, der Sprachverständlichkeit in ruhiger und in störgeräuschvoller Umgebung sowie nach dem allgemeinen Nutzen des Hörgerätes gestellt. Der Fragebogen enthielt zu jedem Themenfeld sieben Fragen, wie z.B.: „Wie gut kannst Du im Störgeräusch verstehen“, „Kann Ihr Kind einem Gespräch, bei dem die Sprecher ständig wechseln, folgen“, „Wie sehr muss sich das Kind anstrengen, um dem Unterricht zu folgen, wenn es im Klassenzimmer laut ist“. Die Antworten waren jeweils in fünf Kategorien unterteilt: „sehr viel schlechter als das eigene Hörgerät“, „schlechter als das eigene Hörgerät“, „so gut wie das eigene Hörgerät“, „besser als das eigene Hörgerät“, „viel besser als das eigene Hörgerät“. Zur Sprachaudiometrie wurde der Göttinger II Kindersprachtest und die Einsilber des Freiburger Sprachtests in Ruhe und im Störgeräusch verwendet. Als weiteren Test wurde eine neue speziell für die Studie entwickelte Version des Auditiven Adaptiven Sprachtests (AAST) nach Coninx [3] eingesetzt. Der AAST verwendet Zweisilber, im zweiten Teil jeweils mit einem hochfrequenten Konsonanten im Inlaut. Während des zweiten Teils fanden zeitgleich Sprachaufnahmen statt. 20 Professionelle (Logopäden und Sprachtherapeuten), 20 Semiprofessionelle (Ärzte und Audiologie Assistentinnen) und 20 Laien (Personen, die keinen Kontakt zu schwerhörigen Menschen haben) beurteilten die Aussprache der Kinder, mit den eigenen Hörgeräten und mit dem neuen Hörgerät nach sechsmonatiger Tragezeit.

Ergebnisse

Mit dem Göttinger Kindersprachtest II wurden 10 Kinder getestet. Alle zeigten bei einer Prüflautstärke von 55 dB in Ruhe gemessen eine signifikante Verbesserung (p<0.01) gegenüber der Testsituation mit den eigenen Hörgeräten. Bei 65 dB in Ruhe zeigten acht Kinder eine Verbesserung, ein Kind zeigte keine Veränderung und ein Kind zeigte eine geringfügige Verschlechterung. Der Göttinger Kindersprachtest II im Störgeräusch (65 dB Nutzschall, 60 dB Störgeräusch) zeigte für alle 10 Kinder eine signifikante Verbesserung (p<0.01) (Abbildung 1 [Abb. 1]). Mit dem Freiburger Einsilber Test konnten drei der Kinder getestet werden. Alle drei Kinder zeigten bei allen Prüflautstärken Verbesserungen im Sprachverstehen gegenüber den alten Hörgeräten. Der AAST ergab sowohl in Ruhe als auch im Störgeräusch (Abbildung 2 [Abb. 2]) gemessen, bei 9 von 10 Kindern eine signifikante Verbesserung (p<0.01). Bei 12 Kindern zeigte sich eine Verbesserung der Aufblähkurven (ABK) bei 4 kHz, bei einem Kind eine geringfügige Verschlechterung gegenüber den eigenen Hörgeräten. Bei der vorläufigen Auswertung der Bewertung der Aussprache zeigte es sich, dass alle Beurteiler eine deutliche Verbesserung feststellen konnten, wobei die professionellen Beurteiler eher kritischer waren. Die erste Sichtung der Fragebögen ergab, dass die Kinder und die Eltern die neuen Hörgeräte besonders in störgeräuschvoller Umgebung als besser beurteilen. Die Lehrer gaben in der Regel an, keine Unterschiede bemerkt zu haben.

Diskussion

In den letzten Jahren wurden verschiedene Methoden der Frequenzverschiebung für Hörgerätealgorithmen entwickelt. Während Studien von Ching et al. [2] und die von Hogan und Turner [4] nur wenige Verbesserungen bei der Nutzung solcher Strategien zeigten, wiesen Studien von Bagatto et al. [1] und McDermott et al. [5] Verbesserungen sowohl bei Erwachsenen als auch bei Kindern nach. Unsere Studie konnte zeigen, dass die mehrkanalige nicht-lineare Frequenzkompression für eine Subgruppe der schwerhörigen Kinder besonders in störgeräuschvoller Umgebung eine sehr viel versprechende Option ist.

Wir danken der Phonak AG für die finanzielle Unterstützung unserer Studie.


Literatur

1.
Bagatto M, Scollie S, Glista D, Parsa V, Seewald R. Case study outcomes of hearing impaired listeners using nonlinear frequency compression technology. Audiology Online 3/17/2008. Available from: http://www.audiologyonline.com/Articles/article_detail.asp?article_id=1990 External link
2.
Ching TY, Dillon H, Katsch R, Byrne D. Maximizing effective audibility in hearing aid fitting. Ear and Hearing 2001;22(3):212-24.
3.
Coninx F. Entwicklung und Erprobung des Adaptiven Auditiven Sprach Tests (AAST). In: 9. DGA Jahrestagung 2006. Available from: http://www.uzh.ch/orl/dga2006/programm/wissprog/Coninx.pdf External link
4.
Hogan CA, Turner CW. High-frequency audibility: benefits for hearing impaired listeners. J Acoust Soc Am. 1998;104:432-41.
5.
McDermott HJ, Knight MR. Preliminary results with the AVR Impact frequency-transposing hearing aid. J Am Acad Audiol. 2001;12(3):121-7.
6.
Pittman AL, Stelmachowicz PG, Lewis DE, Hoover BM. Spectral Characteristics of Speech at the Ear: Implications for Amplification in Children. J Speech, Language, and Hearing Res. 2003;46:649-57.
7.
Stelmachowicz PG, Pittmann AL, Hoover BM, Lewis DE, Moeller MP. The Importance of High-Frequency Audibility in the Speech and Language Development of Children With Hearing Loss. Arch Otolarngol Head Neck Surg. 2004;130:556-62.