1 Klinik für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Kopf-und Halschirurgie, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (Dir.: Prof. P. Ambrosch), Deutschland

2  Jade Hochschule Oldenburg, Institut für Hörtechnik und Audiologie, Deutschland

Abstract | Acoustic impedance measurement using clinical tympanometry may essentially depend on insertion depth of the probe in the ear canal for frequencies beyond 2000 Hz. Registration of wideband energy absorbance (absorption capacity of sound energy) in the ear canal provides another way to describe mechano-acoustical characteristics of the eardrum and middle ear system. Energy absorbance (EA) was measured applying a click stimulus in a wide frequency range between 226 and 8000 Hz using the commercial Interacoustics “Titan� tympanometer. The presented study aimed to measure wideband EA in normal-hearing adults under variation of the air pressure in the ear canal. Here, we demonstrate characteristics of the registered wideband energy absorbance, and the influence of air pressure rate and the test-retest reliability are analyzed. Wideband energy absorbance was obtained in 18 ears of 9 normal-hearing adults. Air pressure in the ear canal was varied between 200 and 300 daPa using alteration speeds of 12.5, 50 and 150 daPa/s (descending directions). Pressure and frequency dependent energy absorbance was reduced to two-dimensional data in order to present the data in a clinically acceptable manner. Bandpass absorbance tympano grams show a single-peak shape for the pressure dependence of the absorbance averaged over frequencies from 380 to 2000 Hz respectively a M-shape for frequencies from 3000 to 4600 Hz. Increasing the pressure alteration speed in the ear canal up to 150 daPa/s pressure specific parameters for describing these bandpass tympanograms may differ significantly from those at lower pressure change speed. A pressure change speed of 50 daPa/s is recommendable for clinical use of the presented measurement system. Frequency depending energy absorbance (at peak pressure) rises with increasing frequency up to about 1000 Hz, shows a plateau between 1000 and 3000 Hz and falls steeply for frequencies above 3500 Hz. In the present implementation clinically acceptable test-retest reliability of the measured energy absorbance was obtained for frequencies up to 2000 Hz. Measurement of EA can provide additional data on mechano-acoustical characteristics of the eardrum and middle ear system compared to clinical tympanometry. Obtaining these data can require the same measuring duration as the single-frequency clinical tympanometry. The large number of measurement data was reduced to various parameters for differentiating multiple disorders of the eardrum and middle ear system and normal findings in a clinically practicable manner. However, further research on pathological ears is needed to demonstrate the actual utility of these parameters for differential diagnosis.

Keywords: Wideband energy absorbance, reflectance, tympanometry

 

Zusammenfassung | Die Messung der akustischen Impedanz mit Hilfe der klinischen Tympanometrie kann bei Registrierung mit Frequenzen größer als 2000 Hz wesentlich von der Platzierungstiefe der Messsonde im Gehörgang abhängen. Eine andere Möglichkeit zur Beschreibung der mechano-akustisch  Eigenschaften des Trommelfell-Mittelohr-Systems bietet die Erfassung der Energie-Absorbanz (Absorptionsvermögen von Schallenergie) im Gehörgang. Mit dem hier verwendeten „Titan“ Tympanometer der Firma Interacoustics wird die Energie-Absorbanz (EA) als Antwort auf einen Klick-Reiz breitbandig im Frequenzbereich von 226 bis 8000 Hz registriert. Das Ziel dieser Arbeit war es, die breitbandige EA in normalhörenden Ohren von Erwachsenen bei Variation des Luftdrucks im Gehörgang zu messen. Kenndaten zur Deskription der erfassten breitbandigen Energie-Absorbanz werden vorgestellt, und diese im Hinblick auf den Einfluss der Druckänderungsgeschwindigkeit sowie die Test-Retest-Reliabilität untersucht. Die Breitbandige Energie-Absorbanz wurde an 18 Ohren von neun normalhörenden Erwachsenen erfasst. Die Messungen erfolgten bei kontinuierlicher Druckänderung im Gehörgang mit Änderungsgeschwindigkeiten von 12,5, 50 und 150 daPa/s, jeweils in deszendierender Richtung zwischen 200 und -300 daPa. Für eine klinisch sinnvolle Betrachtung wurde die frequenz-und druckabhängige Energie-Absorbanz auf zweidimensionale Daten reduziert. Bandpass-Absorbanz-Tympanogramme zeigen gemittelt über Frequenzen zwischen 380 und 2000 Hz einen eingipfligen bzw. zwischen 3000 und 4600Hz einen M-förmigen Verlauf der EA in Abhängigkeit vom Luftdruck. Druckspezifische Kenndaten zur Beschreibung dieser Bandpass-Tympanogramme können bei Erhöhung der Druckänderungsgeschwindigkeit im Gehörgang auf 150 daPa/s signifikant von denen bei niedrigeren Geschwindigkeiten abweichen. Für den klinischen Einsatz der in dieser Arbeit verwendeten Messapparatur kann eine Geschwindigkeit von 50 daPa/s empfohlen werden. Der bei tympanometrischem Spitzendruck betrachtete Verlauf der frequenzabhängigen Energie-Absorbanz steigt mit zunehmender Frequenz bis ungefähr 1000 Hz an, weist zwischen 1000 und 3500 Hz ein Plateau auf, und fällt für Frequenzen über 3500 Hz steil ab. Eine klinisch akzeptable Test-Retest-Reliabilität der gemessene Energie-Absorbanz ist für Frequenzen bis 2000 Hz gegeben. Die Messung der EA in Abhängigkeit vom Luftdruck im Gehörgang kann im Gegensatz zur klinischen Tympanometrie zusätzliche Daten über die mechano-akustischen Eigenschaften des Trommelfell-Mittelohr-Systems liefern. Diese Daten können darüber hinaus mit einer Messdauer erhalten werden, die die klinische Tympanometrie nur mit einer Messfrequenz benötigt. Für eine klinisch praktikable Anwendung der breitbandigen Absorbanz-Messung wurde die große Anzahl an Messdaten auf verschiedene Kenndaten reduziert, mit deren Hilfe verschiedene Störungsbilder des Trommelfell-Mittelohr-Systems und Normalbefunde gegeneinander abgegrenzt werden sollen. Untersuchungen an pathologischen Ohren müssen den tatsächlichen Nutzen dieser Parameter für die Differentialdiagnostik jedoch erst zeigen.

Schlüsselwörter: Breitbandige Energie-Absorbanz, Reflektanz, Tympanometrie

 

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1 Siemens Audiologische Technik GmbH, 91058 Erlangen, Germany

2 Hals-Nasen-Ohren-Klinik der Universität, 91054 Erlangen, Germany

Abstract | This paper presents an intermediate step in the development of a closed-response German logatome test. The test‘s stimulus corpus contains 243 logatomes recorded from four native speakers of German, (two male and two female). The primary goal of the investigation was to optimize the sound-pressure level of the test stimuli through subjective loudness adjustment in order to render the speech material’s intelligibility more homogeneous. In a second step, a verification study was conducted with ten normal-hearing participants. During the verification study, three different types of speech material from each of the four speakers were presented: (1) original recordings, (2) speech material with average rms sound-pressure level (SPL) for the speakers and (3) speech material after loudness adjustment. The SPL of 50% speech intelligibility (speech reception threshold) was measured for each type of speech material and standard deviations were compared. As a result of the subjective loudness adjustment, the standard deviations could be considerably lowered in all speakers without a significant difference in speech intelligibility between the original speech material and the loudness-adjusted speech material.

Keywords: Consonants, loudness, logatomes, nonsense-syllables, speech test

 

Zusammenfassung | Es wird ein Zwischenschritt der Entwicklung eines geschlossenen Logatomtests für die deutsche Sprache präsentiert. Das verwendete Stimulus-Korpus enthält 243 Logatome, aufgenommen von zwei männlichen und zwei weiblichen deutschen Muttersprachlern. Das Ziel der vorliegenden Untersuchung war die Homogenisierung des Sprachmaterials hinsichtlich der Lautheit. Dies erfolgte mittels subjektiver Lautheitsangleichung der Teststimuli. Danach wurde eine Verifikationsstudie mit zehn Normalhörern durchgeführt. Während der Verifikationsstudie wurden drei verschiedene Arten von Sprachmaterial von jedem Sprecher präsentiert: (1) Originalaufnahmen, (2) Sprachmaterial mit dem durchschnittlichen RMS (SPL) des jeweiligen Sprechers, (3) Sprachmaterial nach der subjektiven Lautheitsangleichung. Es wurde der Pegel bei 50% Sprachverstehen (SRT) für jeden Typ des Sprachmaterials gemessen und Standardabweichungen verglichen. Die Standardabweichungen konnten durch die subjektive Lautheitsangleichung für alle Sprecher signifikant verringert werden ohne eine signifikante Veränderung der Sprachverständlichkeit zwischen dem Originalmaterial (1) und dem Sprachmaterial nach subjektiver Lautheitsangleichung (3) herbeizuführen.

Schlüsselwörter: Konsonant, Lautheit, Logatome, Sprachtest

 

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1 Cluster of Excellence Hearing4all, Oldenburg, Deutschland

2 HörTech gGmbH, Oldenburg, Deutschland

3 Hörzentrum Oldenburg GmbH, Oldenburg, Deutschland

4 Medizinische Physik, Carl-von-Ossietzky Universität Oldenburg, Deutschland

 

Abstract | The selection of criteria for passing or failing the German digit triplets test is described for the different test implementations (telephone and broadband). The validation of the test with a group of 10 normal hearing and 20 hearing impaired test subjects is reported. As for other languages as well, two boundaries were established in order to divide the possible test results into three ranges (good, intermediate and poor). These boundaries differ for telephone test and broadband test because the reference values of these two test versions are far apart. For the telephone test, the boundaries were set to -4.5 dB SNR and -2.5 dB SNR. For the broadband test (Internet and smartphone), the boundaries were set to -7.1 dB SNR and -5.1 dB SNR. For the lower of each of these boundaries, one finds a sensitivity and specificity of 55%/98% for the telephone test and of 71%/98% for the broadband test. As reference criterion for this analysis, the tone audiogram was used. If the Göttingen Sentence Test is used as a reference criterion, then one finds a sensitivity and specificity of 52%/88% for the telephone test and of 68%/88% for the broadband test.

Keywords: adult hearing screening, telephone test, international speech audiometry, digit triplets test, HearCom

 

Zusammenfassung | Die Auswahl von Pass-/Fail-Kriterien für den deutschen Ziffern-Tripel-Test wird für die verschiedenen Test-Implementationen (Telefon und Breitband) beschrieben. Über die Validierung des Tests mit einer Gruppe von 10 normalhörenden und 20 schwerhörigen Probanden wird berichtet. Wie auch in anderen Sprachen wurden zwei Grenzen festgelegt, mit denen die möglichen Testergebnisse in drei Bereiche (gut, mittel und schlecht) unterteilt werden können. Diese Grenzen unterscheiden sich für Telefontest und Breitband-Test, da die Referenzwerte beider Testversionen sehr weit auseinander liegen. Für den Telefontest wurden die Grenzen bei -4,5 dB S/N und -2,5 dB S/N festgelegt. Für den Breitband-Test (Internet und Smartphone) wurden die Grenzen bei -7,1 dB S/N und -5,1 dB S/N festgelegt. Für die jeweils untere dieser Grenzen findet man eine Sensitivität und Spezifität von 55%/98% für den Telefontest und von 71%/98% für den Breitband-Test. Als Referenz-Kriterium wurde dabei das Tonaudiogramm verwendet. Bei Verwendung des Göttinger Satztests als Referenzkriterium ergeben sich Sensitivität und Spezifität von 52%/88% für den Telefontest und 68%/88% für den Breitband-Test.

Schlüsselwörter: Hörscreening für Erwachsene, Telefontest, internationale Sprachaudiometrie, Ziffern-Tripel-Test, HearCom

 

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