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

2 Phonak AG, Stäfa, Schweiz

 

Abstract | Noise reduction algorithms theoretically reduce noise mainly at positive signal-to-noise ratios (SNRs). This improvement is difficult to verify with sentence-in-noise tests because these are most sensitive at negative SNRs. Therefore, the applicability of another subjective adjustment method for the evaluation of noise reduction algorithms was examined. This adjustment method was proposed by Wittkop et al. (1997). For this method, the SNR of a test signal, mixed speech and noise, is adjusted to the same speech intelligibility as those of a reference signal. The reference signal is processed with a noise reduction algorithm. Therefore, the improvement of the SNR by the algorithm can be determined. The adjustment method was applied at three different SNRs – at the individual speech reception threshold (SRT), at a positive SNR of 5 dB and at the mean of both values. Additionally, the shadow-filtering method proposed by Kallinger et al. (2009) was used for comparison. For this method, the algorithms are applied at a SNR with maximum noise reduction and the speech and noise signals are filtered separately with the respective coefficients. This procedure allows for an adjustment at negative SNRs even if the noise reduction is applied at positive SNRs. Results for twelve normal hearing and twelve hearing impaired listeners (after exclusion of four listeners with problems during test execution) showed that the adjustment is easier to perform at SRT compared to a positive SNR of 5 dB. Significant improvements of the SNR due to the noise reduction algorithm were only observed for the shadow-filtering method. Unfortunately, this method requires a-priori knowledge about the parts of the signal and can therefore not be applied to real world hearing instruments.

Keywords: hearing aid evaluation, noise reduction, speech intelligibility, subjective assessment

 

Zusammenfassung |  Algorithmen zur Störgeräuschreduktion in Hörgeräten führen theoretisch vor allem bei positiven Signal-Rausch-Verhältnissen (SNRs) zu einer Reduktion des Störgeräusches. Diese Reduktion ist schwierig mit Satztestverfahren nachzuweisen, da diese Tests vor allem bei negativen SNRs sensitiv sind. Deshalb wurde die Anwendbarkeit eines anderen subjektiven Testverfahrens zur Evaluation der Wirkung von Störgeräuschreduktionsalgorithmen untersucht. Bei dem von Wittkop et al. (1997) vorgeschlagenen Verfahren wird der SNR eines Testsignals, bestehend aus Sprache und Hintergrundgeräusch, so eingeregelt, dass die Sprachverständlichkeit derjenigen eines Referenzsignals entspricht. Das Referenzsignal wird dabei mit einem Störgeräuschreduktionsalgorithmus verarbeitet, sodass die Verbesserung des SNR durch den Algorithmus ermittelt werden kann. Das Einregelungsverfahren wurde für drei verschiedene SNRs durchgeführt – bei der individuellen Sprachverständlichkeitsschwelle (SRT), bei positivem SNR von 5 dB und beim Mittelwert aus diesen beiden Werten. Als Spezialfall wurde in dieser Studie außerdem das Shadow-Filtering-Verfahren (Kallinger et al. 2009) genutzt. Dafür arbeiten die Algorithmen bei einem SNR mit maximaler Störgeräuschreduktion und die dabei berechneten Koeffizienten werden auf die separat vorliegenden Signale (Sprache und Rauschen) angewendet. Dadurch ist es möglich, eine Einregelung bei einem negativen SNR durchzuführen, obwohl die Störgeräuschreduktion bei einem positiven SNR angewandt wurde. Die Ergebnisse von zwölf normalhörenden und zwölf schwerhörigen Probanden (nach Ausschluss von vier Probanden mit Problemen bei der Testdurchführung) zeigen, dass die Einregelung beim SRT besser gelingt als bei einem positiven SNR von 5 dB. Signifikante Verbesserungen des SNR durch die Störgeräuschreduktion konnten nur mit dem Shadow-Filtering-Verfahren nachgewiesen werden, das jedoch aufgrund des notwendigen a-priori-Wissens über die Signalanteile bei realen Hörgeräten nicht angewendet werden kann.

Schlüsselwörter: Hörgeräteevaluation, Störgeräuschreduktion, Sprachverständlichkeit, subjektive Bewertung

 

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1 Schwerpunkt Kommunikationsstörungen der HNO-Klinik der Universitätsmedizin Mainz

2 Rhein-Mosel-Fachklinik Andernach, Abteilung für Neurologie und Klinische Neurophysiologie

 

Abstract | Children with hearing impairment often also have language development disorders. We therefore investigated whether the TROG-D (Fox 2006) that is normally intended for use with children who have normacusis to assess how well they understand grammatical structures can also be used in children with hearing impairment. Furthermore, we wanted to learn whether the degree of the hearing impairment or type of treatment has an impact on the ability to understand language. The study included 143 children with hearing impairment who had already been fitted with hearing aids and/or cochlea implants and showed good results in terms of speech recognition. TROG-D was used to evaluate their receptive grammatical abilities. As additional parameters, 63 of the children tested were assessed in terms of their ability to remember sequences of senseless syllables (Mottier 1951) and numerals (repeat numbers from the K-ABC, Melchers and Preuß 1991). The tests proved to be successful with nearly all of the children showing that the TROG-D can be used in children who suffer from hearing impairment. Overall, extremely heterogeneous test results were observed. Children with more severe hearing losses had poorer test results with the TROG-D. The correlation between the test results suggests that the hearing memory span indeed has an impact on the results achieved with TROG-D.

Keywords: children with hearing impairment, TROG-D, speech recognition, language comprehension

 

Zusammenfassung |  Kinder mit Hörstörung zeigen häufiger Sprachentwicklungsstörungen. Daher sollte untersucht werden, ob die Anwendung des für Kinder mit Normakusis normierten TROG-D (Fox 2006) zur Überprüfung des Verständnisses grammatischer Strukturen auch bei Kindern mit einer Hörstörung sinnvoll ist. Des Weiteren sollte geklärt werden, ob ein Einfluss des Grades der Schwerhörigkeit oder der Art der Versorgung auf die Sprachverständnisleistungen besteht. 143 schwerhörige Kinder, die bereits mit Hörgerät(en) und/oder Cochlea-Implantat(en) versorgt waren und gute Sprachverstehensleistungen zeigten, wurden eingeschlossen. Das Sprachverständnis wurde mittels des TROG-D untersucht. Als weitere Parameter wurden bei 63 der getesteten Kinder zusätzlich die Hörgedächtnisspanne für sinnlose Silben (Mottier 1951) und Zahlwörter (Zahlennachsprechen aus der K-ABC, Melchers und Preuß 1991) bestimmt. Die Untersuchungen gelangen bei nahezu allen Kindern, was zeigt, dass der TROG-D bei Kindern mit Hörstörung grundsätzlich angewendet werden kann. Insgesamt zeigten sich stark heterogene Testergebnisse. Kinder mit ausgeprägterem Hörverlust erzielten schlechtere Testergebnisse im TROG-D. Die Korrelation der Testergebnisse untereinander lässt einen Einfluss der Hörgedächtnisspanne auf Ergebnisse im TROG-D vermuten.

Schlüsselwörter: Kinder mit Hörstörung, TROG-D, Sprachverstehen, Sprachverständnis

 

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

Abstract | Acoustic signals can be masked by background noise. Therefore, it is necessary to create optimal conditions for pure tone audiometry. The investigations of the HÖRSTAT study took place in offices and few times in living rooms. In order to avoid interference from ambient noise, a closed headphone (HDA 200, Sennheiser) and commercial earplugs (EAR Classic Soft III, 3M) were used during audiometry. In addition, the ambient noise level was monitored by measuring the noise level in 1/3 octave bands and a subjective evaluation by the examiner. This study examines to what extent the pure-tone audiometric data are influenced by the environmental conditions and the use of hearing protectors during bone-conduction testing. For this purpose, the attenuation of the ear plugs used was determined by subjects who received instructions for the insertion of the plugs similar to those of the participants in the HÖRSTAT study. The attenuation values obtained are, on average, about 10 dB lower than those in the data sheet of the manufacturer, indicating a reduced damping effect in the actual application compared with the optimal laboratory conditions. Similar results have been obtained by Joseph et al. (2007) which showed training to have a significant effect on real-ear attenuation. The comparison of the collected data with the normative maximum levels of ambient sound provided an uncertainty of +5 dB due to ambient noise for the air conduction thresholds at 250 and 500 Hz. Thresholds at higher frequencies above 500 Hz are liable to an uncertainty of +2 dB due to ambient noise. For the evaluation of the bone-conduction thresholds the attenuation of the earplugs was added to the normative maximum ambient levels. The uncertainty of +5 dB due to ambient noise is provided in bone-conduction thresholds as well at 500 and 1000 Hz. For higher frequencies an uncertainty of +2 dB is realistic. In some exceptional cases the measured noise levels exceeded the normative values in general. A total of 23 audiograms were consequently excluded from further evaluation of HÖRSTAT. The occlusion effect was examined in a further series of measurements by bone-conduction audiometry. The results of this investigation show threshold improvements with hearing protection at frequencies lower than 2000 Hz and slight degradation for higher frequencies, which was also observed by Stenfelt and Reinfeldt (2007). The results of the bone-conduction audiometry from HÖRSTAT were corrected frequency-dependent for this effect, namely by +10 dB at 500 and 1000 Hz as well as by -5 dB at 4000 and 6000 Hz.

Keywords: pure tone audiometry, testing conditions, occlusion effect, ear plugs, HÖRSTAT

 

Zusammenfassung |  Akustische Signale können durch Störschall verdeckt werden. Daher ist es für tonaudiometrische Messungen notwendig, möglichst optimale akustische Bedingungen zu schaffen. Die Höruntersuchungen der Studie HÖRSTAT fanden in Büro- und zum geringen Teil in Wohnräumen statt. Um Störungen durch Umgebungsgeräusche zu vermeiden, wurden ein geschlossener Kopfhörer (HDA 200, Sennheiser) und handelsübliche Gehörschutzstöpsel (E.A.R. Classic Soft III, 3M) während der Luft- bzw. Knochenleitungsaudiometrie verwendet. Zusätzlich wurde der Umgebungsschallpegel durch eine Terzpegelmessung und die subjektive Bewertung des Untersuchers kontrolliert. In diesem Beitrag wird nun gezeigt, inwieweit die tonaudiometrischen Daten durch die Messumgebung und die Verwendung der Gehörschützer während der Knochenleitungsmessung beeinflusst werden. Dazu wurde zunächst die Schalldämmung der verwendeten Gehörschutzstöpsel mit Probanden bestimmt, die eine vergleichbare Einweisung für das Einsetzen der Stöpsel erhielten wie die Studienteilnehmer bei HÖRSTAT. Die ermittelten Schalldämmwerte sind im Mittel ca. 10dB geringer als die Angaben im Datenblatt des Herstellers. Dies legt eine verminderte Dämmwirkung in der tatsächlichen Anwendung im Vergleich mit der optimalen Laborsituation nahe. Der Vergleich der gemessenen Umgebungsschallpegel mit den normativ vorgegebenen Höchstwerten ergab, dass sich die zusätzliche Messunsicherheit durch Störschall für die Luftleitungshörschwellen bei 250 und 500Hz auf +5dB beläuft. Bei darüber liegenden Frequenzen erhöht sich die Messunsicherheit durch den Störschalleinfluss lediglich um +2dB. Um auch für die Knochenleitungsaudiometrie eine Aussage treffen zu können, wurde die ermittelte Schalldämmung zu den maximal zulässigen Umgebungspegeln nach Norm addiert. Es zeigt sich auch hier, dass die Messunsicherheit durch Störschall bei tiefen Frequenzen (500 und 1000Hz) höher ist als bei den darüber liegenden. Insgesamt wurde aufgrund eines zu starken Störschalleinflusses eine geringe Anzahl, nämlich 23 Audiogramme, aus der weiteren Auswertung von HÖRSTAT ausgeschlossen. Zudem kommt es durch den Ohrverschluss zu einem Okklusionseffekt, der in einer weiteren Messreihe per Knochenleitungsaudiometrie untersucht wurde. Dabei ergaben sich Schwellenverbesserungen mit Gehörschutz bei Frequenzen tiefer als 2000Hz und leichte Verschlechterungen für darüber liegende Frequenzen, welche auch von Stenfelt und Reinfeldt (2007) beobachtet wurden. Die Ergebnisse der Knochenleitungsaudiometrie aus HÖRSTAT wurden im Hinblick auf diesen Effekt frequenzabhängig korrigiert,nämlich um +10dB bei 500 und 1000Hz sowie um -5dB bei 4000 und 6000 Hz.

Schlüsselwörter: Tonaudiometrie, Untersuchungsbedingungen, Okklusionseffekt, Gehörschutz, HÖRSTAT

 

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