Universitätsklinikum Frankfurt, Schwerpunkt Audiologische Akustik, Klinik für HNO-Heilkunde

Abstract | The present study investigates the application of a loudness scaling procedure to review and document the transmission behavior of devices for electric-acoustic stimulation (EAS) in the low-frequency range. A total of 13 EAS supplied ears were included (mean age 56.5 years at the time of measurement, implants, processor and electrode from Med-El (Innsbruck). Pure tone hearing loss (air conduction) was 34.2 dB at 125 Hz , 47.3 dB at 250 Hz, 71.9 dB at 500 Hz and 98.1 dB at 1 000 Hz in the implanted ear at the time of the measurements. To examine the individual loudness functions a two-step category scaling procedure described by Heller (1985) and Hellbrück and Moser (1985) was applied. The measurements were performed with narrow-band noise (NBN) at center frequencies (fm) 250 Hz, 500 Hz and 1 000 Hz in each of three conditions: 1) Ear unaided, 2) Ear supplied only with acoustic unit (acoustic only), 3) Ear supplied with EAS system (acoustic / electric). The contralateral ear was blocked. The results of the loudness scaling procedure were parameterized as follows: individual loudness functions obtained in the different test conditions were compared to the loudness reference function for normal hearing given by Heller et al. (1995) for very soft (five categorical loudness units, KU) and moderate loudness (25 KU) auditory sensations . Furthermore, the residual dynamic range was recorded as a measure of the level difference between the maximum acceptable loudness level (below UCL) and the sound level that caused the softest audible perception. The comparison of the results of conditions 1) and 2) in the three examined low frequency bands demonstrates that the acoustic unit significantly contributed to the restoration of a normalized loudness function. In the NBM-ƒm 250 Hz and 500 Hz frequency range a statistically significant difference between condition 1) and condition 2) (acoustic only) could be shown in the 3 studied parameters. Furthermore, the additional use of the electric-acoustic stimulation (condition 3) showed no statistically significant difference. At NBN-ƒm 1 000 Hz the sole acoustic stimulation (condition 2) did not sufficiently normalize loudness function for the parameters “residual dynamic� and “soft loudness 5 KU�. This was achieved only by the combined stimulation (condition 3). The results at NBN-ƒm 1 000 Hz show that in the area of electric-acoustic stimulation overlap the loudness perception was synergistically combined: the residual dynamic range increased on average from 9.6 dB to 42.3 dB compared between condition 1) and 2). A further increase in residual dynamic range amounting to 64.5 dB was provided by the additional electrical stimulation in condition 3). Conclusion: The results show that with a reasonable amount of time the individual loudness function can be determined at low frequencies for EAS users. The method allows even at the initial fitting of EAS systems the precise parameterization of electric or acoustic signal processing settings.

Keywords: Cochlear Implant, electric-acoustic stimulation (EAS), hybrid stimulation, loudness scaling, fitting procedure

 

Zusammenfassung | Die vorliegende Studie untersucht den Einsatz der Methode der Lautheitsskalierung zur Überprüfung und Dokumentation des Übertragungsverhaltens von Systemen zur elektrisch-akustischen Stimulation (EAS) im Bereich des Tieftonrestgehöres. Insgesamt konnten 13 EAS versorgte Ohren eingeschlossen werden (Altersmittel der Probanden zum Zeitpunkt der Messung 56,5 Jahre, Implantate, Elektrodenträger und Prozessoren der Firma Med-El, Innsbruck). Am CI (Cochlea-Implantat) versorgten Ohr lag der mittlere Hörverlust (Reintonaudiometrie, Luftleitung) bei 125 Hz bei 34,2 dB, bei 250 Hz bei 47,3 dB, bei 500 Hz bei 71,9 dB und bei 1 000 Hz bei 98,1 dB zum Zeitpunkt der Messungen. Zur Untersuchung der individuellen Lautheitsfunktionen wurde das von Heller (1985) und Hellbrück und Moser (1985) beschriebene zweistufige Kategorialverfahren verwendet. Die Messungen wurden mit Schmalbandrauschen (SBR) bei den Mittenfrequenzen (ƒm) 250 Hz, 500 Hz und 1 000 Hz in jeweils drei Konditionen durchgeführt: 1) Ohr unversorgt, 2) Ohr versorgt nur mit Akustikeinheit (nur akustisch), 3) Ohr versorgt mit EAS-System (akustisch/elektrisch). Das nicht geprüfte Ohr wurde geblockt. Nach der Durchführung der Lautheitsskalierungen in den drei Konditionen bei den drei SBR-ƒm wurden zur Parametrisierung drei Differenzen zwischen den ermittelten Individualfunktionen und der Lautheitsreferenzfunktion für Normalhörende nach Heller et al. (1995) gebildet. Diese drei Parameter referenzierten einen sehr leisen Höreindruck (fünf kategoriale Lautheitseinheiten, 5 KU), einen angenehm lauten Höreindruck (25 KU) sowie die messbare Restdynamik (Differenz zwischen dem den leisestem Höreindruck hervorrufenden Pegel sowie dem maximal angebotenen Pegel). Der Vergleich der Ergebnisse der Konditionen unversorgt (1) mit der rein akustisch verstärkten (2) zeigte, dass die Akustikeinheit maßgeblich zum Erreichen einer normalisierten Lautheitsfunktion beitrug. Bei den SBR-ƒm 250 Hz und SBR-ƒm 500 Hz war die allein durch die akustische Verstärkung gegenüber der unversorgten Bedingung erzielte Verbesserung der Parameter jeweils statisch signifikant. Jedoch zeigte sich keine solche Veränderung mehr zwischen der Bedingung 2) und 3). Bei der höchsten geprüften Mittenfrequenz (1 000 Hz) konnte bei den Parametern „Restdynamik“ und „leiser Klangeindruck 5 KU“ mit der akustischen Stimulation allein (Bedingung 2) keine ausreichend normalisierte Lautheitsfunktion hergestellt werden. Dies wurde erst durch die kombinierte Stimulation (Bedingung 3) erzielt. Es zeigte sich im Bereich der elektrischakustischen Überlappung eine synergistische Erhöhung der Lautheitsempfindung. Der Restdynamikbereich wurde durch die akustische Verstärkung im Mittel von 9,6 dB auf 42,3 dB angehoben. Die zusätzliche elektrische Stimulation sorgte für eine weitere Erhöhung des Restdynamikbereiches auf 64,5 dB. Fazit: Die vorgestellte Methode ermöglicht bereits bei der Erstanpassung von EAS-Systemen eine Abstimmung der elektrischen bzw. akustischen Einstellung bei vertretbarem Zeitaufwand.

Schlüsselwörter: Cochlea-Implantat, elektrisch-akustische Stimulation (EAS), hybride Stimulation, Lautheitsskalierung, Anpassverfahren

 

Humboldt-Universität zu Berlin, Institut für Rehabilitationswissenschaften, Abteilung Blinden- und Sehbehindertenpädagogik, Berlin, Deutschland

Abstract | In this article the frequency and intensity of stress of people with Usher syndrome in relation to the degree of dual sensory impairment and to the age will be shown. Usher syndrome is a rare genetically based illness with congenital hearing and progressive visual impairment. The consequences of these impairments are considered stressors, or risk factors for stress. The variable age besides the dual sensory impairment is used as a determinant because the potentiating effect of increasing vision impairment with concurrent hearing impairment and possibly intrapsychic processes such as coping, emotion regulation and habituation are considered in a single variable. As part of the author‘s study (2014) a specific stress questionnaire (SFB) with 52 stressors in six areas of life was developed. In addition to the standardized stress questionnaire “Trierer Inventory of Chronic Stress (TICS)� the SFB was administered to 262 persons with Usher syndrome type 2 (17 to 79 years of age, mean = 51 years). The SFB was evaluated through item and factor analyses and was found to be suitable. Both questionnaires were analyzed by an analysis of covariance. It showed respectively that in the SFB older people with Usher syndrome have a higher stress frequency and higher stress levels than younger people with Usher syndrome, which is mainly due to the dual sensory impairment variables visual acuity, visual field and hearing loss rather than the variable age. By contrast, in TICS the younger have a higher stress frequency than the older people, in which the influence of the variable age is more critical in comparison to the disease variables. These contradictory results are due to the fact that the SFB assesses Usher specific stressors, whereas TICS contains everyday and occupational stressors that affected the non-employed elderly much less. TICS is also not specifically designed for people with Usher syndrome, but for the generic stress assessment of the general population. Age appropriate aids, services and methods for coping with stress have to be developed and provided to people with Usher syndrome. These may allow them to participate in society with less restrictions and enable them to successful problem- and emotion-focused coping. This includes training in orientation and mobility, daily living skills, vocational rehabilitation training and counseling, and early psychotherapeutic intervention to maintain employment.

Keywords: deafblindness, dual sensory impairment, Usher syndrome, stress, age, coping

 

Zusammenfassung | In diesem Beitrag werden die Stresshäufigkeit und ‑belastung bei einer speziellen Gruppe hörsehbehinderter Menschen – Personen mit Usher-Syndrom – in Abhängigkeit vom Grad der Hörsehschädigung und dem Alter aufgezeigt. Das Usher-Syndrom ist eine seltene genetisch bedingte Erkrankung mit einer angeborenen Hör- und einer progredienten Sehschädigung. Die damit einhergehenden Beeinträchtigungen können im Sinne externer Stressoren chronischen Stress bewirken. Die Variable Alter wird neben dem Grad der Hörsehbeeinträchtigung als Bestimmungsgröße herangezogen, da die potenzierende Wirkung der zunehmenden Seh- bei gleichzeitig vorliegender Hörschädigung sowie möglicherweise intrapsychische Prozesse wie Coping, Emotionsregulation und Habituation in einer einzigen Variable berücksichtigt sind. Im Rahmen einer umfassenden Studie der Autorin (2014) wurde ein spezifischer Stressfragebogen (SFB) mit 52 Stressoren in sechs Lebensbereichen entwickelt, welcher zusammen mit dem standardisierten Stressfragebogen „Trierer Inventar zum chronischen Stress (TICS)“ bei
262 Personen mit Usher-Syndrom Typ 2 im Alter von 17 bis 79 Jahren (Mittelwert = 51 Jahre) eingesetzt wurde. Der SFB wurde mittels Item- und Faktorenanalyse evaluiert und stellte sich als gut geeignet heraus. Eine bei beiden Fragebögen durchgeführte Kovarianzanalyse ergab jeweils, dass im SFB die Stresshäufigkeit und -belastung mit steigendem Alter zunehmen, was wesentlich durch die hörsehschädigungsspezifischen Variablen Visus, Gesichtsfeld und Hörverlust statt durch die Variable Alter bedingt ist. Dagegen erlebten umgekehrt im TICS die jüngeren häufiger Stress als die älteren Betroffenen, wobei hier der Einfluss der Variable Alter im Vergleich zu den Krankheitsvariablen entscheidend ist. Diese gegenläufigen Ergebnisse sind darauf zurückzuführen, dass der SFB Usher-spezifische Stressoren erfasst, wohingegen das TICS krankheitsunspezifisch konstruiert ist und neben alltäglichen vorrangig arbeitsspezifische Stressoren enthält, die für die Älteren aufgrund deren Nichterwerbstätigkeit weniger relevant sind. Für die Betroffenen sind altersentsprechende Hilfen, Dienstleistungen und Methoden zur Stressbewältigung bereitzustellen und zu entwickeln, die ein erfolgreiches problem- und emotionsbezogenes Coping gewährleisten und es ihnen ermöglichen, weitgehend uneingeschränkt in der Gesellschaft teilzuhaben. Dazu gehören u. a. Schulungen in Orientierung und Mobilität und lebenspraktischen Fertigkeiten, berufliche Rehabilitationsmaßnahmen zum Erhalt des Arbeitsplatzes und frühzeitig einzusetzende psychotherapeutische Angebote für Menschen mit dualer Sinnesschädigung.

Schlüsselwörter: Taubblindheit, Hörsehschädigung, Usher-Syndrom, Stress, Alter, Coping

 

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 2 000 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 8 000 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 tympanograms show a single-peak shape for the pressure dependence of the absorbance averaged over frequencies from 380 to 2 000 Hz respectively a M-shape for frequencies from 3 000 to 4 600 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 1 000 Hz, shows a plateau between 1 000 and 3 000 Hz and falls steeply for frequencies above 3 500 Hz. In the present implementation clinically acceptable test-retest reliability of the measured energy absorbance was obtained for frequencies up to 2 000 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 2 000 Hz wesentlich von der Platzierungstiefe der Messsonde im Gehörgang abhängen. Eine andere Möglichkeit zur Beschreibung der mechano-akustischen 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 8 000 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 2 000 Hz einen eingipfligen bzw. zwischen 3 000 und 4 600 Hz 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 1 000 Hz an, weist zwischen 1 000 und 3 500 Hz ein Plateau auf, und fällt für Frequenzen über 3 500 Hz steil ab. Eine klinisch akzeptable Test-Retest-Reliabilität der gemessene Energie-Absorbanz ist für Frequenzen bis 2 000 Hz gegeben. Die Messung der EA in Abhängigkeit vom Luftdruck im Gehörgang kann im Gegensatz zur klinischen Tympanometrie zusätzliche Daten über die mechanoakustischen 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