Subjektive Audiometrie

Fachhochschule Giessen-Friedberg
Wiesenstr. 14
35390 Gießen
Medizinphysik-Praktikum
Subjektive Audiometrie
von:
Heike Schön
Fachbereich: KMUB
Studiengang: Biomedizintechnik
Betreuer:
Referent:
Herr Dipl.-Ing. Schubert
Herr Prof. Dr. Zink
Datum:
11.09.2004
Subjektive Audiometrie
Inhaltsverzeichnis
INHALTSVERZEICHNIS
1
2
Einleitung..........................................................................................1
Audiometrie ......................................................................................2
2.1
2.2
2.3
3
Subjektive Audiometrie.............................................................................................. 2
Tonschwellenaudiometrie und Knochenleitungsaudiometrie .................................... 2
Überschwellige Audiometrie (Lüscher, SISI und CARHART)................................. 2
Grundlagen .......................................................................................3
3.1
Anatomie des Hörorgans............................................................................................ 3
3.2
Hörphysiologie ........................................................................................................... 6
3.3
Schallphysik und Schallhörempfindung.................................................................... 7
3.3.1
Schallphysik ....................................................................................................... 7
3.3.2
Schalltransformation .......................................................................................... 7
3.3.3
Schallereignisse.................................................................................................. 7
3.3.4
Schallhörempfindung ......................................................................................... 8
3.3.5
Hörschwelle und Hörfeld ................................................................................... 8
3.3.6
Hörstörungen...................................................................................................... 9
3.3.7
Einteilung der Schwerhörigkeit........................................................................ 10
4
Durchführung der Hörtests ...........................................................11
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
Tonhörschwellenbestimmung .................................................................................. 11
Intensitätsbreitentest................................................................................................. 11
SISI-Test................................................................................................................... 12
Lüscher-Test............................................................................................................. 12
Carhart-Test „Schwellenschwund-Test“ (tone-decay-test)...................................... 12
I
Subjektive Audiometrie
Einleitung
1 Einleitung
Im Versuch subjektive Audiometrie geht es darum anhand einer Reihe von unterschiedlichen Hörtests
die individuelle Hörschwelle und die Lautstärkeempfindung zu bestimmen.
Schwerpunkt im Praktikum ist die Tonhörschwellenaudiometrie. Dazu werden in einem schalldichten
Raum Luft- und Knochenleitungsschwellen gemessen und der Unterschied dargestellt. Weiterhin
werden Parameter wie Hörschwelle und Intensitätsbreite mittels Unbehaglichkeitsschwelle bestimmt.
Als überschwellige Testmethoden sind Lüscher-, SiSi- und Carhart-Test durchzuführen.
Lüscher und SISI-Test geben den Nachweis eines Recruiments und Carhart-Test einer
retrocochleären Schädigung.
Mittelohr
Impedanztransformation
Luft ►Flüssigkeit
Mittelohrschwerhörigkeit,
(Schallleitungsschwerhörigkeit) z.B. Otitis media
Innenohr
Umwandlung
Schall ► Nervenerregung
(Frequenz-OrtTransformation)
Endocochleare Schwerhörigkeit,
z.B. durch Lärm, Diabetis
Hörnerv
Hirnstamm
Codierung akustischer
Informationen ,
Auswertung interauraler
Unterschied
Retrocochleäre (neurale)
Schwerhörigkeit,
Lokalisationsstörung
Kortex
Sprachwahrnehmung,
komplexe Verarbeitung
Zentrale Hörstörungen
(z.B. Aphasie)
Sprachaudiometrie
Außenohrschwerhörigkeit
Tonaudiometrie, Überschwellige Tests
Hirnstammaudiometrie
Richtungsabhängige
Filterung/Bündelung
Außenohr
Audiologische
Diagnostik
Stimmgabeltests
Störung
Bildgebende Verfahren
Funktion
Otoskopie
Impedanzaudiometrie
Teil des
Gehörs
[1. Abb] Übersicht der audiologischen Diagnostikmöglichkeiten
1
Subjektive Audiometrie
Grundlagen
2 Audiometrie
2.1 Subjektive Audiometrie
Die Audiometrie ist die Messung des Hörvermögens. Die Tests der Hörfunktion unterteilt sich in
subjektive und objektive Audiometrie.
Die objektive Audiometrie ist ohne Aktivität des Patienten möglich. Bei der subjektiven Audiometrie
wird das Gehör des Patienten mit seiner Mithilfe untersucht. Somit ist aktives Handeln des Patienten
erforderlich und komatöse Patienten oder Menschen mit geistiger Beeinträchtigung kommen nicht in
Betracht. Es gibt auch Patienten die geeignet sind, aber dennoch nicht kooperieren:
Simulanten:
haben keine Hörstörung, wollen aber eine solche vortäuschen.
Agravanten:
es liegt eine Hörstörung vor, sie geben sie aber schlimmer an, als sie tatsächlich ist.
Dissimulanten: haben eine Hörstörung, wollen sie aber vertuschen, z.B. aus berufsbedingten
Gründen.
2.2 Tonschwellenaudiometrie und Knochenleitungsaudiometrie
Die Tonschwellenaudiometrie, auch „Reinton-Audiometrie“ genannt, dient zur Ermittlung der Hörschwelle von reinen Tönen (Sinustöne) mit nur einer Frequenz. Hierbei wird mittels eines Kopfhörers
geprüft, bei welchem Schalldruckpegel der Patient einen Ton gerade eben wahrnehmen kann.
Gemessen wir dabei das sogenannte Luftleitungshören, bei dem die Töne dem Ohr auf natürlichem
Wege durch den Gehörgang zum Trommelfell zugeleitet werden. Die ermittelten Hörschwellen werden
in ein Audiogramm eingetragen und ergeben die Hörkurve.
Bei der Knochenleitungsaudiometrie werden die Töne über einen vibrierenden Kopfhörer auf den
Knochen hinter dem Ohr abgegeben und der Ton unter Umgehung des Trommelfells und der
Gehörknöchelchen dem Innenohr zugeleitet. Dieses Knochenleitungshören entspricht dem Hörvermögen direkt am Innenohr. Um das gesamte Hörvermögen eines Patienten zu erfassen, werden die
Messungen mit verschiedenen Frequenzen durchgeführt. Damit es nicht zu Meßfehlern aufgrund von
Störgeräuschen kommt, wird ein Tonschwellenaudiogramm in einem schallisolierten Raum durchgeführt. Durch den Vergleich des Knochenleitungs-Audiogramms mit dem Audiogramm über Luftleitung
bekommt der Arzt u.a. einen Hinweis auf ein Vorhandensein und das Ausmaß einer SchallleitungsSchwerhörigkeit.
Problem bei der Audiometrie ist das Überhören. Ab einem bestimmten Schallpegel werden beide
Ohren erregt. Die Schallübertragung erfolgt über den Knochen auf das andere Ohr, welches eigentlich
nicht untersucht werden soll. Um Fehlermessungen durch Überhören zu vermeiden wird vertäubt.
Zur Vertäubung beim Tonschwellenaudiogramm verwendet man ein Schmalbandrauschen. Dies enthält nicht alle Frequenzen, aber die dem Prüfton benachbarten.
2.3 Überschwellige Audiometrie (Lüscher, SISI und CARHART)
Das alltägliche Hören besteht größten Teils aus Schalldruckpegeln im überschwelligen Bereich,
deshalb ist die Aussage des Hörschwellenbildes für mittlere und große Lautstärken nicht ausreichend.
Die Tests der überschwelligen Audiometrie, die mittels Tönen und Geräuschen die Beurteilung der
Unterschiedsempfindlichkeit für Schalldruckpegeländerungen erlauben, differenzieren nicht nur
Intensitätsempfindung, sondern auch zusätzlich die sensorische Innenohrhörschwerhörigkeit von einer
retrocochleären (neuralen) Schwerhörigkeit.
Positives Recruitment → cochleäre Hörschädigung (Innenohrschwerhörigkeit)
Negatives Recruitment → retrocochleäre Hörschädigung (Zentrale Hörstörungen, Läsionen im Bereich
der Hörbahnen einschließlich der auditorischen Rinde)
Unter Recruitment versteht man einen Lautheitsausgleich. Ein überschwelliger leiser Testton wird auf
dem kranken Ohr als leiser wahrgenommen als auf dem gesunden Ohr. Bei weiteren Erhöhung des
Schallpegels wird ein Punkt erreicht, an dem der Ton beidseits als gleich laut empfunden wird.
2
Subjektive Audiometrie
Grundlagen
3 Grundlagen
3.1 Anatomie des Hörorgans
[2. Abb] Querschnitt vom Hörorgan
Das Gehörsystem des Menschen besteht aus dem peripheren Hörorgan und dem zentralen auditiven
System.
Das periphere Hörsystem umfasst das Außen-, das Mittel- und das Innenohr.
Die Hörbahnen sowie die im Stammhirn liegenden auditiven Reizverarbeitungszentren bilden das
zentrale auditive System.
Das Hörorgan “Ohr1“ :
Zum Außenohr2 gehören die Ohrmuschel3, Ohrschmalzdrüsen, Schutzhärchen und der äußere
Gehörgang4. Der sogenannte Ohrkanal hat eine durchschnittliche Länge von 23mm und einen
Durchmesser von 6-8mm.
Das Mittelohr6 besteht aus demTrommelfell5, der Paukenhöhle7, in der die Gehörknöchelchenkette - Hammer8, Amboß9 und Steigbügel10 - liegen, der Ohrtrompete11, durch welche die Paukenhöhle mit dem Rachen verbunden wird und den Nebenhöhlen der Paukenhöhle. Weiterhin ist in der
1
Auris (lat.) : Ohr
Auris externa (lat.): äußeres Ohr
3
Auricula (lat.): Ohrmuschel
4
Meatus acusticus externus (lat.): äußere Gehörgang
6
Auris media (lat.): Mittelohr
5
Membrana (lat.): Haut; tympani (lat.): Trommel = Trommelfell
7
Cavum tympani (lat.): Paukenhöhle
8
Malleus (lat.): Hammer
9
Incus (lat.) : Amboß
10
Stapes (lat.): Steigbügel
11
Tuba auditiva (lat.): Ohrtrompete
2
3
Subjektive Audiometrie
Grundlagen
Paukenhöhle an der Innenwand zum Innenohr die Steigbügelplatte auf dem ovalen Fenster liegend.
Durch zwei dünne Muskeln in der Paukenhöhle wird die Gehörknöchelkette in ständiger Spannung
gehalten. Der eine, Trommelfellspanner12 , setzt am Hals des Hammers an. Beim Anklingen von
hohen Tönen kontrahiert er sich reflektorisch, wodurch das Trommelfell gespannt und der Steigbügel
tiefer in das Vorhoffenster gepresst wird. Der Gegenspieler ist der Steigbügelmuskel13. Er kippt die
Steigbügelfußplatte und senkt den Druck im Innenohr.
Während die Aufgabe des Außen- und Mittelohrs in der Schallleitung und die Schallsignalübertragung
vom Steigbügel auf das ovale Fenster ins Innenohr besteht, enthält das Innenohr die Sinnesepithelien
für das Hör- und Gleichgewichtsorgan und die Schallempfindung.
Zum Innenohr gehört das Gleichgewichtsorgan mit den 3 Bogengänge und 2 Vorhofbläschen
Utriculus und Sacculus. Ebenso die knöchernde Schnecke16 , die das Hörorgan17 mit seinen Schallrezeptoren enthält und der Hörnerv.
Das Innenohrlabyrinth wird unterteilt in knöchernd und häutig. Das häutige Labyrinth ist in das
knöcherne Labyrinth eingelagert, in dem es in einer Flüssigkeit schwimmt, die als Perilymphe14 bezeichnet wird. Das häutige Labyrinth wird von einer Endolymph15flüssigkeit ausgefüllt
Das knöchernde Zentrum der Schnecke wird Schneckenspindel genannt und verläuft in der Längsachse der Schnecke. Von der Schneckenspindel aus springt eine dünne Knochenplatte bis in die Mitte
des Schneckenkanals vor, die an ihrem freien Rand in eine bindegewebige Membran übergeht.
Das spiralförmige Schneckenrohr wird in 2 übereinanderliegende Gänge aufgeteilt, die wie eine
Wendeltreppe um die Schneckenspindel herumzieht. Der obere Gang wird als Vorhoftreppe18 bezeichnet und grenzt an das ovale Fenster. Der untere Gang, die Paukentreppe19, grenzt an das runde
Vorhoftreppe mit
Perilymphe
mit
Endolymphe
Paukentreppe mit
Perilymphe
Reissner - Membran
Corti-Organ
[3. Abb] Querschnitt des Ohres und der Schnecke, sowie vergrößertes Diagramm der
Basilarmembran und dem Corti-Organ
12
M. tensor tympani (lat.): Trommelfellspanner
M. stapedius (lat.): Steigbügelmuskel
16
Cochlea (lat.): Schnecke
17
Corti-Organ oder Ductus cochlearis
14
Peri (griech.): um herum; lympha (lat.): klares Wasser
15
Endo (griech.): innen
18
Scala (lat.): Treppe; vestibularis (lat.): zum Vorhof gehörend
19
tympani (lat.): Trommel, Pauke
13
4
Subjektive Audiometrie
Grundlagen
Fenster. Diese beiden Gänge stehen in offener Verbindung zueinander. Der spiralige Schneckengang
wird nach außen zur Vorhoftreppe von der Reissner-Membran begrenzt, nach innen von der Basilarmembran. Auf der Basilarmembran befindet sich das Corti-Organ mit den Sinneshaarzellen des Hörorgans. Im Corti-Organ sind die Haarzellen (ca. 16.000) für die Schallaufnahme zuständig. Diese
Haarzellen sind in eine innere und drei äußeren Reihen angeordnet und in 24 Gruppen unterteilt. Sie
stehen mit Nervenfasern des Hörnerven in Verbindung. Jede dieser Haarzellen Gruppen spricht auf
die Töne einer bestimmten Frequenz an. Töne hoher Frequenzen werden dabei im vorderen, solche
tieferer Frequenzen im hinteren Teil der Cochlea wahrgenommen.
Die untere Abbildung verdeutlich den Schallverlauf.
Der Schnitt durch die Cochlea zeigt, dass jeder "Schneckengang" in drei Röhren unterteilt ist. Die
Scala vestibuli nimmt den Schalldruck auf und führt ihn bis zur Spitze der Cochlea, dem Helicotrema.
Dort führt eine scharfe Kehre in die zurücklaufende Röhre, die Scala tympani, die am runden Fenster
des Innnenohrs endet. Zwischen den beiden Röhren liegt die Scala media, die den sensorischen
Apparat, das Corti-Organ enthält. Die Tektorialmembran berührt die Stereozilien (unbewegliches
Zellende) der äußeren, nicht aber der inneren Haarzellen.
[4. Abb] Querschnitt durch die Cochlea
[5. Abb] Querschnitt Corti-Organ
Bei Eintreffen des Schallsignals werden Basilar- und Tektorialmembran gegeneinander verschoben.
Dies stimuliert die äußeren Haarzellen zu Längenänderungen, die die lokalen Bewegungen im CortiOrgan extrem (ca 1000-fach) verstärken. Diese spannungsgesteuerte Längenänderung ist sehr
schnell: sie kann sich bis zu 20.000-mal pro Sekunde vollziehen. Töne mit Frequenzen über 20 kHz
können wir nicht hören.
Die drei Reihen äußeren Haarzellen haben also keine sensorische Funktion sondern dienen dazu, das
Schallsignal so weit zu verstärken, dass die inneren Haarzellen stimuliert werden. Die so verstärkte
Bewegung führt zur Stimulierung der inneren Haarzellen, die das eigentliche sensorische Signal
produzieren und zum Gehirn schicken.
Die Haarzellen die mechanische Impulse in bioelektrische Impulse umzuwandeln - sind
sehr sensible und verletzliche Organe. Die von den Haarzellen abgegebenen bioelektrischen Impulse
werden vom Hörnerv aufgenommen. Der Hörnerv ist eine komplexe, aus rund 30.000 Fasern
bestehende Nervenbahn, die das Innenohr mit dem Hörzentrum im Gehirn verbindet. Der VIII. Hirnnerv (verlängertes Rückenmark) leitet die Hörinformation aus dem Innenohr zunächst in
verschiedene Kerngebiete des Hirnstammes. Von dort führt die Hörschleife zu den unteren Hügeln der
Vierhügelplatte (Mittelhirn) und dem inneren Kniehöcker (Zwischenhirn). Von letzterem verläuft die
Hörstrahlung zum Hörfeld der Hirnrinde (Cortex) in der oberen Schläfenwindung (Großhirn).
[6. Abb] Wanderwelle und Auslenkung der
Basilarmembran
Bei Eintreffen der Wanderwelle werden die
äußeren Haarzellen, die direkten Kontakt mit
der Tektorialmembran haben, depolarisiert.
Die Zellen reagieren darauf mit Kontraktion.
Eine Schallwelle, die durch das ovale Fenster
in das Innenohr gelangt, versetzt die
cochleären Membranen (Basilar-, Reissnerund Tektorialmebran) in Schwingungen. Die
5
Subjektive Audiometrie
Grundlagen
Welle läuft dabei von der Schneckenbasis zur Schneckenspitze und zeigt an einer ganz bestimmten
Stelle eine maximale Amplitude. Die Lage dieser Stelle auf der Membran hängt von der Frequenz ab.
Die Ursache dafür ist vor allem die Beschaffenheit der Basilarmembran: Nahe der Schneckenbasis ist
sie relativ dick und steif und zeigt Resonanz bei hohen Frequenzen. Mit zunehmender Entfernung
vom ovalen Fenster wird die Membran dünner und schlaffer und reagiert auf immer tiefere Töne. Die
Basilarmembran ist also "gestimmt" wie ein Saiteninstrument, bei dem der gesamte Frequenzbereich
auf einer Saite vertreten ist.
3.2 Hörphysiologie
Für den Menschen ist das Hören mit die wichtigste Sinneswahrnehmung die er besitzt. Das sogenannte auditive System kann erst einen Ton hören, wenn eine Schallwelle ins Ohr gelangt.
Der Hörvorgang ist eine Verkettung von Schallquelle, -ausbreitung, -aufnahme, -weiterleitung, empfindung und letztendlich zentrale Schallverarbeitung.
Der physiologische Reiz für den Gehörsinn besteht in Längsschwingungen der Luftmoleküle in einer
bestimmten Häufigkeit (Frequenz) und Stärke (Intensität). Der Schall wird durch schwingfähige Körper
hervorgerufen (z.B. Stimmgabel, Stimmbänder), die in ihrer Umgebung (z.B. Luft, Flüssigkeit)
regelmäßige Verdichtungen und Verdünnungen bewirken, die als Schallwellen das Hörorgan
erreichen.
Schall wird mittels dem auditorischen System für das menschliche Ohr hörbar, wenn innerhalb einer
Sekunde mindestens 20 bzw. maximal 20.000 Schwingungen durchgeführt werden. Frequenzen über
20.000Hz sind für den Menschen nicht mehr hörbar. Geht von einem vibrierenden Gegenstand eine
Schwingung aus, das heißt gleichzeitig eine Veränderung des Luftdrucks, so pflanzt sich diese
Luftschallwelle mit einer Geschwindigkeit von 332m/sec als Sinuswelle fort. Schallwellen werden
durch die Luftleitung zuerst am Trommelfell in Schwingungen umgewandelt, dann in Hebelbewegungen im Mittelohr, danach in Flüssigkeitswellen im Innenohr und schließlich als nervöse Impulse in
die Schallempfängerelemente eingehen. Diese Vorgänge lassen sich in 3 Stadien einteilen, die mit
folgenden Mechanismen zu tun haben:
• physikalischer Mechanismus
• schallempfindlicher Mechanismus
• zentraler Mechanismus.
Die Schallwellen werden zuerst von der Ohrmuschel trichterförmig aufgefangen und dann in den
äußeren Gehörgang geleitet. Die Ohrmuschel verstärkt durch ihre Form den Schalldruck um 3-5dB.
Dadurch, dass sie im ca. 30° Winkel nach vorne zeigt, ist ein Richtungshören möglich. Das Richtungshören ist erst im 12. Lebensjahr vollständig ausgebildet. Weitergeleitet treffen die Schallwellen
auf das Trommelfell, das durch sie in Schwingung versetzt wird. Das Trommelfell überträgt seine
Schwingungen auf die Gehörknöchelchenkette, die durch ihre Konstruktion als Hebelsystem die Kraft
der Schallwellen verstärken, da der Hammergriff ein um Faktor 1,7 längerer Hebelarm ist als der
Fortsatz des Amboß. Besonders wichtig ist der Flächenunterschied von Trommelfell und Steigbügelplatte. Da Druck = Kraft/Fläche ist, führt diese Flächenreduktion zu einer ca 20-fachen Schalldruckverstärkung. Der Schalldruck wird zusätzlich verstärkt. Im Bereich des Mittelohres ergibt sich daraus
eine insgesamt 34-fache Druckverstärkung der Schallwellen. Die Gehörknöchelchen des Mittelohrs
leiten das Schallsignal bis zum Innenohr. Es erfolgt die Impedanzanpassung vom Luftschall rüber in
den Flüssigkeitsschall (Lymphflüssigkeit) des Innenohres. Im Innenohr interessiert nun hauptsächlich
die Cochlea. Das Gleichgewichtsorgan bleibt aussen vor. In der Cochlea wird die Frequenz und
Intensität des Schallsignals analysiert. Durch den Hörnerv wird diese Information schließlich an die
auditorischen Zentren des Gehirns weitergegeben.
6
Subjektive Audiometrie
Grundlagen
3.3 Schallphysik und Schallhörempfindung
3.3.1
Schallphysik
Unter Schall versteht man Schwingungen der Moleküle einer elastischen Materie, die sich mit
Schallgeschwindigkeit c ausbreiten ( für Luft c = 332m/s). Der Schall ist in seiner Intensität (Stärke)
durch die Amplitude der Schwingungen (Schalldruck) und in seiner Höhe bzw. Tiefe durch die
Frequenz der Schwingungen (Anzahl der Schwingungen pro Sekunde) festgelegt.
Im Gegensatz zu den elektromagnetischen Wellen des Lichts sind die Schallwellen an Materie
gebunden.
Für die Schallbenennung werden folgende Parameter benötigt:
Schalldruck (Pa):
Schallintensität:
Frequenz ( f in Hz):
Dauer:
Amplitude (A):
Druck bzw. Schalldruck, mit dem die Teilchen hin- und herbewegt
werden. Entspricht der Amplitude und ist für die Lautstärke verantwortlich. 1Pa = 0,01mbar
Schallintensität hängt mit der Schwingungsamplitude zusammen und
wird in dB (Dezibel) gemessen.
Ist die Zahl der Schwingungen pro Sekunde.
Abstand zwischen zwei Maxima bzw. Minima der Auslenkungswelle.
Je kürzer ein Schallreiz andauert, desto niedriger ist
die empfundene Lautstärke. Eine Unterbrechung eines
Schallreizes wird ab einer Dauer von 5ms wahrgenommen.
Weg, um den die Teilchen ausgelenkt werden
Es besteht ein annähernd logarithmischer Zusammenhang zwischen Schalldruck, bzw. Schallintensität und Lautstärkeempfindung.
absoluter Schalldruckpegel:
L=20*lg(p/po) [dB]
durchschnittlicher Schalldruckpegel an der Hörschwelle 1kHz
Schallintensitätspegel:
L=10*lg(J/Jo)
3.3.2
[dB]
Schalltransformation
Jede Dimension kann objektiv gemessen (physikalische Größe) und subjektiv empfunden
(Hörempfindung) werden.
Physikalische Größe
Frequenz
Intensität
Zeit/Dauer
→ diese Größen werden
verändert
3.3.3
Schallereignisse
Ton:
Klang:
Geräusch:
Knall:
Hörempfindung
Tonhöhe in [mel]
Lautheit [sone], Lautstärke [phon]
Tempo und Rhythmus
→ diese Angaben werden
analysiert
Ist eine reine regelmäßige (periodische) Sinusschwingung.
Überlagerungen von reinen regelmäßigen Sinusschwingungen.
Gemisch zahlreicher Töne mit rasch wechselnden Frequenzen und deren Stärke
(unregelmäßige Sinusschwingungen)
Sehr kurzes, schlagartiges einsetzendes Schallereignis mit großer Amplitude.
7
Subjektive Audiometrie
3.3.4
Grundlagen
Schallhörempfindung
Tonhöhe:
Lautstärke:
Klang:
Lautheit:
Frequenz des Schalls
Die Tonhöhe einer Schallwelle ist ihre Frequenz.
Die Tonhöhe hängt von der Schwingungszahl pro Zeiteinheit ab.
Je größer die Zahl der Schwingungen pro Sekunde ist, umso höher ist der Ton.
Bei größerer Frequenz ist der Ton höher und die Wellenlänge kürzer. Niedrige
Frequenzen unterhalb von 20Hz können eher durch den Tastsinn als Vibration
wahrgenommen werden denn als Töne.
Intensität des Schalls
Die Lautstärke eines Schalls hängt vom Druck in der Schallwelle ab, d.b. sie ist
weitgehend von der Intensität des Schalls abhängig –von der Amplitude der Schallwellen. Große Druckänderung ergibt einen lauten Schall und kleine Druckänderung einen leisen Schall.
Eindruck der Klangfarbe
Stimmen und Instrumente klingen trotz gleicher Tonhöhe anders, weil die unterschiedliche Klangfarben haben. Der Klang hängt von der Wellenform der Schallwelle ab.
Dies ist der Verlauf der Druckänderung in der Schallwelle. Gleichmäßige
Druckänderungen ergeben einen sanften Klang.
Lautheit ist eine subjektive Empfindung. Lautstärke oder Intensität die akustische
Größe, z.B. der Ton, der die betreffende Lautheitsempfindung auslöst.
Messwerte der Lautheit wird die Bezeichnung „sone“ gegeben.
Hertz:
Die Tonfrequenz wird in Hertz (Hz) angegeben.
physikalisch = Schwingungen/Sekunde
Dezibel:
Die Einheit Dezibel (dB) dient zur Angabe der Schallamplitude.
Messungen in dB basieren auf einer logarithmischen Skala. Ausgangspunkt für die
Pegelbezeichnung Dezibel ist das logarithmierte Leistungsverhältnis. Für dieses war
ursprünglich die Bezeichnung Bel (B) gewählt worden. 1B = 10dB
dB = 10*log10 Schallintensität / Bezugsintensität
Ein Schall mit 0dB ist gerade hörbar und die absolute Hörschwelle für einen Ton von
1000Hz. Ein Düsenflugzeug kann bis zu 130dB erreichen.
dB ist keine Einheit einer physikalischen Größe, sondern eine Relativeinheit und in
Referenzwerte eingeteilt:
dB SPL (Sound Pressure Level): physikalisch-technische Angabe, die auf den Wechseldruck po von
20µPa (2*10-5) bezogen ist. Das bedeutet, dass eine Erhöhung des
Schalldrucks um das Zehnfache zu einem Anstieg um 10dB führt.
dB HL (Hearing Level): Hörschwelle. Hier entspricht 0 dB der mittleren Hörschwelle junger gesunder
Menschen.
dB SL (Sensation Level):
phon:
logarithmisches Maß für Lautstärkevergleiche, bei 1kHz Übereinstimmung mit der dBSkala
sone:
empirisches Maß für die Lautheitsempfindung, sone-Skala
mel:
empirisches Maß für Tonhöhenempfindung
Bsp:
Für ein elektroakustisches Schallereignis wird ein Lautstärkepegel von 40phon und eine
Lautheit von 1sone ermittelt.
3.3.5
Hörschwelle und Hörfeld
Der minimale hörbare Schalldruckpegel wird als Hörschwelle oder auch Reizschwelle bezeichnet. Der
Pegel 4dB SPL entspricht etwa der menschlichen Normalhörschwelle bei 1kHz (20 µPa) und ist der
kleinste Schalldruck der noch wahrnehmbar ist.
Als Hörfeld wird das Gebiet zwischen Hörschwelle und Unbehaglichkeitsschwelle im Frequenz- und
Pegelbereich von 16 Hz bis 20 KHz bezeichnet. Für mittlere Frequenzen kann bei 90 dB eine Unbehaglichkeitsschwelle angegeben werden (bei längerer Schalleinwirkung dieses Pegels können Gehörschäden entstehen). Während für die Sprache nur ein begrenztes Gebiet erforderlich ist, wird ein
weitaus größerer Teil des Hörbereichs durch Musik genutzt.
8
Subjektive Audiometrie
Grundlagen
(Hz)
16
32
Frequenz (kHz)
64 0,125 0,25 0,5
Schalldruckpegel (dB SPL)
0
1
2
3 4
6 8 10
20
Hörschwelle
20
40
60
80
100
Unbehaglichkeitsschwelle
120
Schm erzgrenze
140
[7. Abb] Audiogramm mit Hörschwelle (dB SPL)
In der Audiometrie hat sich die Darstellung und Beschreibung der Hörschwelle im hearing level (dB
HL) durchgesetzt. Hier ist die Normal-Hörschwelle eine flach verlaufende Null-Linie.
Die resultierende Kurve gibt an, um wie viel dB die Hörschwelle der Testperson von der NormalHörschwelle abweicht (Hörkurve). Eine Bezugnahme auf die individuelle Hörschwelle wird durch die
Angabe in dB SL (sensation level) gekennzeichnet.
Normale Hörschwelle:
0,25
0,5
1
2
Mittelohrschwerhörigkeit:
0,125
0
0
10
10
20
20
30
30
Hörverlust (dB HL)
Hörverlust (dB HL)
0,125
Frequenz (kHz)
3 4
6 8
40
50
60
70
80
90
0,25
0,5
1
2
Frequenz (kHz)
3 4
6 8
40
50
60
70
80
90
100
100
110
110
[8. Abb] Darstellung der normalen Hörschwelle und einer Mittelohrschwerhörigkeit (dB HL)
3.3.6
Hörfunktionsstörungen
Hörfunktionsstörungen lassen sich in Schalleitungsschwerhörigkeiten (äußeres Ohr und Mittelohr) und
Schallempfindungsschwerhörigkeit (Innenohr und zentrales Nervensystem) unterteilen.
Eine Schwerhörigkeit kann plötzlich (akut) auftreten, wie z.B. bei einem Hörsturz. Sie kann aber auch
langsam (chronisch) zunehmen, wie z.B. bei einer Schwerhörigkeit durch ständigen Lärm, wie z.B. in
einer Diskothek.
Eine Schwerhörigkeit kann in allen Teilen des Ohres, die an der Schallübertragung beteiligt sind,
entstehen. Je nach Ort der Entstehung unterscheidet man die 2 Hörstörungskomplexe:
Schallleitungsschwerhörigkeit:
Wenn der Ort der Schädigung im Gehörgang oder Mittelohr vorliegt.
Die Zuleitung des Schalls über den Weg der Luftleitung zum Innenohr ist gestört, durch Mißbildungen
des Gehörganges, Verletzungen des Trommelfells oder entzündliche Erkrankungen des Mittelohres.
Die Knochenleitung ist nicht beeinträchtigt. Sie entstehen, wenn der Weg des Schalls vom äußeren
9
Subjektive Audiometrie
Grundlagen
Ohr über den Gehörgang zum Mittelohr (Trommelfell, Gehörknöchelchen) behindert , d. h.
abgeschwächt wird.
Schallempfindungsschwerhörigkeit
Bei der Schallempfindungsstörung ist die Schallleitung in Ordnung, aber der Schall kann nicht
wahrgenommen werden. Das tritt bei Schwerhörigkeiten im Innenohr oder im Nervensystem auf.
Es können 3 Bereiche unterteilt werden:
1. Endocochleäre Schwerhörigkeit
Ist durch eine Läsion im Innenohr (Hörschnecke) bedingt. Hier findet sich eine Einengung
im Hördynamikbereich, ein gesteigertes Intensitätsunterscheidungsvermögen und eine
abgesenkte Intensitätsunterscheidungsschwelle.
2. Retrocochleäre Schwerhörigkeit
Betroffen sind bestimmte zuleitende Nervenbahnen.
2.1
Hörnervschwerhörigkeit
Diese Patienten empfinden gleiche Lautstärken immer leiser werdend.
2.2
Hirnstammschwerhörigkeit
3. Zentrale Schwerhörigkeit
Betroffen sind bestimmte Strukturen der cerebralen Verarbeitungssysteme im Gehirn.
Der Recruitmentschwerhörige ist nur für relativ leise Töne oder Geräusche schwerhörig. Bei
normalem Hörvermögen wirken die äußeren Haarzellen bei geringen Schallintensitäten schallverstärkend. Bei mittlerer Schallintensität reicht die Auslenkung der Basilarmembran allein durch den
Schallreiz aus, die inneren Haarzellen anzuregen. Bei hoher Schallintensität wird die Auslenkung
aktiv gedämpft. Fallen nun die äußeren Haarzellen aus (sensorische Schwerhörigkeit),fehlen sowohl
die Schallverstärkung als auch die Dämpfung der Basilarmembran. Die fehlende Schallverstärkung
führt zu einem Hörverlust, durch Wegfall der Dämpfung werden die inneren Haarzellen bereits bei
niedrigen Schallpegeln maximal erregt. Dadurch kommt es bei Schallpegeln oberhalb der Hörschwellen des Innenohrschwerhörigen zu einem überdurchschnittlichen starken Zuwachs der Lautheitsempfindung (Recruitment) mit vorzeitigem Erreichen der Unbehaglichkeitsschwelle.
3.3.7
Einteilung der Schwerhörigkeit
•
Normalhörigkeit: Ein Abweichen der Hörfähigkeit bis 20 dB wird noch als Normalhörigkeit
bezeichnet.
•
Geringgradige Schwerhörigkeit:Wird das Ticken der Armbanduhr, welche eine Lautstärke
von etwas mehr als 20 dB hat, nicht mehr gehört, liegt bereits eine geringgradige
Schwerhörigkeit vor.
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Mittelgradige Schwerhörigkeit.: Ab einen Hörverlust von 40 dB, also etwa den
Grundgeräuschen in Wohngebieten am Tage, spricht man von einer mittelgradigen
Schwerhörigkeit.
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Hochgradige Schwerhörigkeit: Kann der Gesprächspartner nicht mehr gehört werden,
wobei normales Sprechen etwa einer Lautstärke von 60 dB entspricht, liegt eine hochgradige
Schwerhörigkeit vor. Dann besteht ein Hörverlust von mindestens 60 dB.
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An Taubheit grenzende Schwerhörigkeit: Ein Hörverlust über 80 dB, wenn man z.B. laute
Musik oder die Geräusche einer sehr belebten Straße nicht mehr hört, entspricht einer an
Taubheit grenzenden Schwerhörigkeit.. Hört man praktisch nichts mehr, liegt eine Taubheit
vor.
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Subjektive Audiometrie
Durchführung
4 Durchführung der Hörtests
4.1 Tonhörschwellenbestimmung
Es gibt prinzipiell zwei Methoden die Tonhörschwelle zu bestimmen:
über die Luft- und die Knochenleitung.
Zunächst werden die 3 Hörschwellen gemessen.
Bestimmung der Luftleitungshörschwelle:
Mittels Luftleitungsaudiometrie wird die gesamte Gehörfunktion überprüft
Bei der Luftleitung (LL) wird der Testperson ein Kopfhörer aufgesetzt und zunächst wird das gesunde
Ohr bei 1kHz getestet. Der Schall wird vom Kopfhörer auf die Ohrmuschel, über den Gehörgang auf
das Trommelfell, über die Gehörknöchelchen und das ovale Fenster in das Innenohr übertragen. Dort
gelangt die Lymphflüssigkeit in Schwingung, eine Wanderwelle breitet sich aus und die Frequenz-Orts
transformierten Signale werden nerval weiterberarbeitet.
Anfänglich wird leicht überschwellig geprüft und danach mit zufälligen Frequenzfolgen. Sobald der
Ton wahrgenommen wird, betätigt die Testperson den Antwortknopf. Die mittlere Linie im Audiogramm ist die Luftleitungshörschwelle.
Bestimmung der Knochenleitungshörschwelle:
Mittels Knochenleitungsaudiometrie wird die Funktion des Innenohrs (unter Umgehung von
Gehörgang und Mittelohr) mit Einschluß retrocochleärer Strukturen überprüft. Die Knochenleitung wird
hinter dem Ohr am Processus mastoideus überprüft.
Bei der Knochenleitung (KL) wird der Schallkopf direkt auf den Knochen hinter dem Ohr aufgelegt. Der
Schall breitet sich im Knochen aus und gelangt direkt an die Gehörschnecke. Dort wird wieder die
Lymphflüssigkeit bewegt und die Signale können nerval verarbeitet werden. Hierzu ist noch anzumerken, dass die bewegte Lymphe in Folge auch das ovale Fenster bewegt und der Schall sich über
die mechanische Ankopplung der Gehörknöchelchen und des Trommelfells wieder nach außen
bewegt. Der Schallpegel wird immer größer und die Testperson drückt auf einen Knopf, sobald sie
etwas hört. Dieser Test wird in den Frequenzbereichen zwischen 125Hz und 9 kHz durchgeführt. Die
oberste Linie im Audiogramm stellt die Knochenleithörschwelle dar.
[9. Abb] Audiogramm mit Luft- und Knochenleitungs-Hörschwelle
4.2 Intensitätsbreitentest
Nachdem die Hörschwellen bestimmt wurden und die Unbehaglichkeitsschwelle zwischen „noch
angenehm“ bis hin „zu laut“ empfunden wird, wird weiterhin noch die Schmerzschwelle ausfindig
gemacht. Der Schalldruck (dB-Abstand) zwischen Ruhehörschwelle und Schmerzschwelle wird als
Intensitätsbreite genannt.
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Subjektive Audiometrie
Durchführung
4.3 SISI-Test
SISI –Test nach Jerger (Short increment sensitivity index = Erkennbarkeit kurzer Lautstärkeerhöhung).
Mit dem SISI-Test wird das Intensitätsunterscheidungsvermögen geprüft. Bei diesem Test geht es
nicht um die Wahrnehmungsschwelle von Pegelschwankungen (∆I), sondern die prozentuale Angabe
des Erkennens einer 1-dB Pegelschwankung. Solche 1dB Pegelerhöhungen werden Increments
genannt.
Die Prüfung dient daher der Abgrenzung einer Innenohrschwerhörigkeit (Knochenleitungshörverlust
bei positivem SISI-Test) von einer retrocochleären Hörstörung (negativer SISI-Test).
Man geht davon aus das der Innenohrschwerhörige auch kleine Pegelschwankungen so deutlich
wahrnehmen kann wie der Hörgesunde. Ein Dauerton, der 20 dB SL über der Hörschwelle liegt, wird
20mal für je 0,2 Sekunden vorübergehend um ein Dezibel verstärkt. Der Dauerton-Prüfpegel beträgt
20 dB SL (d.h. 20dB über der individuellen Hörschwelle). Da eine Schwerhörigkeit erst ab einem
Hörverlust von 40dB relevant wird, gelangt man ab diesem Hörverlust (40dB+20dB=60dB) schon in
den Empfindungsbereich der inneren Haarzellen. Es wird registriert, wie viele von zwanzig, im
Abstand von 5 Sekunden angebotenen Pegelsprüngen von 1dB Amplitude und 1 Sekunde Dauer, der
Patient wahrgenommen hat. Empfindet der Schallempfindungsschwehörige im Bereich seines Hörverlustes mehr als 80% aller Pegelerhöhungen, so ist der Test positiv und weist auf eine sensorische
ein- oder zweiseitige Innenohrschwerhörigkeit (Corti-Organschaden) hin. Patienten mit neuraler
Schwerhörigkeit empfinden oft nur weniger als 20% der Pegelerhöhungen. Hierbei ist immer
anzugeben, bei welchen Frequenzen und Pegeln der Test durchgeführt wurde.
Folgende Bedingungen vom Hörverlust her sollten erfüllt sein:
KL von 40 dB muß erfüllt sein und die LL über 60 dB sollte nicht benutzt werden.
Auswertungsbereiche der gehörten Inkremente zu den angebotenen Inkrementen:
70 – 100%
Cochleäre Schwerhörigkeit
35 – 65%
keine diagnostische Aussage möglich
0 – 30%
keine cochleäre Schwerhörigkeit
4.4 Lüscher-Test
Der Lüscher-Test funktioniert ähnlich wie der SISI-Test. Im Vergleich zum SISI-Test prüft der LüscherTest die Unterschiedsschwellen bei verschiedenen Intensitätsunterscheidungsvermögen und gibt sie
in dB an. Es werden reine Töne geboten und gemessen welche dB-Änderung wahrgenommen
werden. Die Inkrements kommen in unregelmäßigen Zeitabständen und ihre Größe sind stochastisch
verteilt. Beim Lüscher-Test wurden die Intensitätsschwankungen zum Teil als Lautstärkezuwachs in
Prozent, zum Teil in dB angegeben. Für den Vergleich mit dem SISI-Test bietet es sich daher an, die
Intensitätsunterschiedsschwelle in Dezibel anzugeben und auf die Prozentangabe des Lautstärkezuwachses zu verzichten.
4.5 Carhart-Test „Schwellenschwund-Test“ (tone-decay-test)
Der Schwellenschwundtest oder auch tone-decay-test nach Carhart zählt zu den Hörermüdungstests
und zeigt bei pathologischer Hörermüdung eine neurale Schwerhörigkeit an.
Untersucht wird das Ausmaß der Hörschwellenabwanderung eines Dauertons an der Hörschwelle.
Die Testperson kann einen angebotenen Dauerton (1min), welcher in Schwellenlautstärke angeboten
wird, nicht ausreichend lange hören, so dass die Lautstärke mehrfach um 5 dB erhöht werden muss.
Die Testperson soll auf den Knopf drücken, wenn er nichts hört (obwohl in Wirklichkeit der Ton die
ganze Zeit gleich laut bleibt). Der Ton wird lauter gemacht und wieder soll der Knopf gedrückt werden.
Die Testreihe wiederholt sich solange bis die Testperson permanent einen Ton hört, ohne das dieser
verschwindet. Wenn die Hörschwelle um 30dB abwandert, handelt es sich um eine neurale Schwerhörigkeit (Hörnervschwerhörigkeit) und man spricht von einer pathologischen Anpassung (Adaption).
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Subjektive Audiometrie
Quellen
Quellen
[1]
Audiometrie Hörprüfung im Erwachsenen- und Kindesalter
Gerhard Böhme / Kunigunde Wetzl-Müller
4. überarbeitete und ergänzte Auflage 1998
Verlag Hans Huber
[2]
Praxis der Audiometrie
Ernst Lehnhardt / Rolsnd Laszig
8. überarbeitete und erweiterte Auflage 2001
Thieme Verlag
[3]
Bau und Funktion des menschlichen Körpers
Speckmann / Wittkowski
18. völlig neu überarbeitete Auflage 1994
Urban und Schwarzenberg München-Wien-Baltimore
[4]
Physiologie heute
Golenhofen
2. Auflage 2000
Urban & Fischer
[5]
Praktikumsskript „Subjektive Audiometrie“
[6]
http:// www.dasp.uni-wuppertal.de/ars auditus/
[7]
http://www.charite.de/hno2/
[8]
http://www.dasp.uni-wuppertal.de/ars_auditus
[9]
http://www.uniklinikum-giesse.de/hno/audio
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