Entwicklung von Hörgeräteotoplastiken mit akustischen Kohlefaserfiltern

Dominic Schmidt B.Sc. / Fa. Hörluchs Hearing

Abstract

Offene versus geschlossene Versorgung – beide Verfahren der Hörgeräteanpassung finden in der Praxis Anwendung, beide Verfahren bringen Vorteile und Nachteile mit sich, gerade im Hinblick auf Tragekomfort und Verständlichkeit im Störlärm. Als determinierend für die Akzeptanz einer Hörgeräteversorgung gelten insbesondere die Faktoren Okklusion und Vent-Effekte. Die Anpassstrategie sollte stets darauf abzielen, sowohl die Sprachverständlichkeit im Umgebungslärm zu erhöhen, als auch ein Gefühl der Verschlossenheit zu vermeiden. Ein Akustikfilter aus Carbon ebnet hier einen völlig neuen Weg für die Hörgeräteanpassung. Denn durch die Kombination einer bereits im Markt bewährten Folien- und Nugget-/OkkluFree1-Otoplastik mit einem akustischen Dämmfilter kann eine optimale Wirksamkeit der Hörgerätefeatures bei gleichzeitig herausragender Akzeptanz durch den Hörsystemträger realisiert werden. Der folgende Artikel beschreibt die einzigartige Wirkungsweise und die Vorteile einer solchen Hörgeräteotoplastik sowie deren wichtigsten Einsatzgebiete.

Hauptteil

Die Akustik einer Hörsystemversorgung wird im Wesentlichen durch die Otoplastik beeinflusst und bestimmt. Nur durch die Auswahl und Fertigung einer akustisch optimalen Otoplastik kann der Hörsystemträger ideal versorgt und die Ansprüche an die Versorgung mit Hörsystemen erfüllt werden. Eine Weiterentwicklung der „klassischen“ Hörgeräteotoplastik stellt die Kombination einer Folien- und Nugget-/OkkluFree-Otoplastik mit einem akustischen Dämmfilter aus Kohlefaser dar.

Durch den Einsatz einer solchen Otoplastik werden folgende positive Effekte erzielt:

  • Verbesserung des SNR durch eine lineare Dämmung von 10 dB bis 15 dB
  • Verringerung der Maskierungseffekte
  • Verbesserung des Sprachverstehens in geräuschvoller Umgebung
  • Optimale Nutzung und Unterstützung der Hörsystemfeatures
  • Reduzierung der Vent-Effekte

Ein wirkungsvoller Ansatz um eine Verbesserung des Sprachverstehens durch das Hörsystem zu erzielen, ist es, den Vent-In-Effekt der Hörgeräteotoplastik so stark wie möglich einzudämmen. Dieser resultiert aus dem bestehenden Feder-Masse-System aus der Zusatzbohrung der Otoplastik und dem Restvolumen vor dem Trommelfell und wirkt wie ein Helmholtz-Resonator.

Die Resonanzfrequenz des Feder-Masse-Systems lässt sich mit folgender Formel berechnen:2

Demnach ist die Resonanzfrequenz von der Länge und dem Durchmesser der Zusatzbohrung abhängig.

Welche Effekte durch variierende Zusatzbohrungen erzielt werden, lässt sich aus der unten stehenden Grafik entnehmen:3

  • Mit steigendem Durchmesser erhöht sich die Resonanzfrequenz
  • Mit abnehmender Länge erhöht sich die Resonanzfrequenz
  • Mit steigendem Vent-Durchmesser nimmt die Dämpfung ab

Abbildung 1: Vent-In-Effekt verschiedener Zusatzbohrungen

Um den Vent-In-Effekt zu unterdrücken, könnte eine Otoplastik ohne Zusatzbohrung gefertigt werden, dies aber mit dem negativen Effekt, dass eine ausreichende Belüftung des Ohrgewebes nicht mehr möglich wäre. Eine gute Belüftung muss jedoch aus folgenden Gründen zwingend gewährleistet sein:

  • Sauerstoffversorgung des Ohrgewebes
  • Verminderung bakteriellen Wachstums & der Erzeugung entzündlicher Prozesse
  • Reduzierung des Okklusionseffekts
  • Erhöhter Tragekomfort
  • Vermeidung von Wandlerdefekten
  • Vermeidung von Kondensationstropfen im akustischen System
  • Schwitzwasser-Ableitung

Die optimale Hörsystemotoplastik sollte sich also akustisch wie eine geschlossene Otoplastik verhalten, gleichzeitig aber einen Sauerstoffaustausch zur Belüftung des Ohrgewebes gewährleisten. Dieser Effekt wird durch den Einsatz des HÖRLUCHS®-Carbonfilters, einem akustischen Filter aus Kohlefaser, realisiert. Aus den Materialeigenschaften der Kohlefaser resultiert eine akustische Dämpfung und es wird zeitgleich eine Belüftung gewährleistet. Die unten stehende Grafik zeigt das akustische Verhalten verschiedener Hörgeräteotoplastiken hinsichtlich ihrer Dämmung.

Abbildung 2: Übertragungsfunktionen verschiedener Otoplastikformen

Die Übertragungsfunktionen der oben genannten Otoplastiken zeigen, dass sowohl Folienotoplastiken als auch Comfortotoplastiken mit einem 1 mm Vent eine sehr geringe Dämmung im Tieftonbereich aufweisen. Dadurch können tieffrequente Störgeräusche die Zusatzbohrung passieren und somit ungehindert und ohne jegliche Einwirkung der Signalverarbeitung des Hörsystems an das Trommelfell des Hörgeräteträgers gelangen. Je offener die Otoplastik gestaltet wird, desto größer ist der Einfluss des Vent-In-Effekts auf die Übertragungseigenschaften des Hörsystems. Es lässt sich ebenso erkennen, dass eine Folienotoplastik auf Grund des erheblich kürzeren Vents deutlich offener wirkt als eine Comfort-Otoplastik mit demselben Vent-Durchmesser.

Durch den Einsatz des akustischen Filters in die Zusatzbohrung einer Folienotoplastik kann der Vent-In-Effekt erfolgreich unterdrückt und gleichzeitig eine breitbandige Dämmung realisiert werden. Die bereits wirksame Dämmung von bis zu 15 dB im Tieftonbereich vermag eine Aufwärtsmaskierung des Hauptsprachbereichs erfolgreich zu verhindern. Störgeräusche werden durch den HÖRLUCHS©-Carbonfilter gedämmt und die Features der Hörsysteme können optimal wirken. Besonders hervorzuheben sind hier die Richtmikrofontechnologien sowie die Störgeräuschunterdrückung bzw. die Spracherkennung, da diese Features einen großen Anteil daran haben das Sprachverstehen durch eine Verbesserung des SNR in geräuschvollen Situationen zu optimieren. Aus diesem Grund sollten diese leistungsfähigen technischen Fähigkeiten der modernen Hörsysteme auch kundenwirksam eingesetzt werden können.

Wie der unten stehenden Grafik zu entnehmen ist, wirkt sich eine Verbesserung des SNR im Oldenburger Satztest um 1 dB in einer 15-20%igen Verbesserung des Sprachverstehens aus.4

Abbildung 3: Diskriminationsfunktion Oldenburger Satztest

Durch die Auswahl verschiedener Akustikfilter kann die Akzeptanz und Wirkung der Otoplastik individuell und optimal an die Anforderungen des Hörsystemträgers angepasst werden. Die optional einzusetzenden Filter besitzen eine geringere Dämmwirkung im Tieftonbereich, wodurch das Verschlussgefühl reduziert werden kann. Die mit diesen Filtern resultierenden Übertragungseigenschaften lassen sich ebenfalls aus der oberen Grafik entnehmen. Die optimale Wirkung lässt sich mit dem Filter HCP 15L realisieren, da dieser die höchste Dämmung im Tieftonbereich bei einer gleichzeitig sehr linearen Dämmung aufzeigt.

Eine weitere wirkungsvolle Möglichkeit die Okklusion zu verhindern ist die Anbringung eines sog. Nugget-/OkkluFree-Vents. Durch eine Aussparung im äußeren Gehörgang in dem Bereich, in dem das Kiefergelenk in diesen drückt, kann die Schwingungsübertragung zwischen dem Kiefergelenk des Unterkiefers und der Otoplastik unterbrochen werden. Daraus resultiert eine okklusionsfreie Otoplastik selbst bei einer möglichst geschlossenen Versorgung. Die Kombination dieser Otoplastikbauform mit einem akustischen Dämmfilter aus Kohlefaser kombiniert die Vorteile einer weitgehend okklusionsfreien Versorgung mit der optimalen Nutzung aller Hörgerätefeatures für den Hörsystemträger und einer gleichzeitigen Verbesserung des Sprachverstehens in geräuschvollen Situationen.

Abbildung 4: HÖRLUCHS® HCP-Otoplastik inkl. Nugget-Vent

Fazit

Der Einsatz optimierter Hörgeräteotoplastiken mit akustischen Kohlefaserfiltern bringt für die Praxis der Hörsystemanpassung bedeutende Vorteile mit sich. Hier ist sicherlich ein Umdenken von einer Fokussierung auf die reine Hörgerätetechnik hin zu einer Systemlösung notwendig, die akustisch optimierte Otoplastiken von Anfang an mit in den Anpassprozess einbezieht. Durch die Kombination einer individuell gefertigten Folien- oder Nugget-/OkkluFree- Otoplastik mit einem akustischen Dämmfilter aus Kohlefaser lassen sich die technischen Features der modernen Hörsysteme optimal und kundenwirksam nutzen (siehe unten stehende Tabelle). Weitere Fertigungsmöglichkeiten (Nugget-Vent) der Otoplastik erlauben eine weitgehend okklusionsfreie Versorgung. Diese Weiterentwicklung kann zudem eine Möglichkeit sein, eventuell schon bestehende Versorgungen noch weiter zu verbessern und das Maximum aus der Hörsystemtechnik herauszuholen.

Abbildung 5: Wirkung der Hörgerätefeatures mit verschiedenen Anpassstrategien5

Literatur

1 Nach Erich Bayer, Hörgeräte Seifert

2,3 Ulrich Voogdt, Otoplastik – Die individuelle Otoplastik zur Hörgeräteversorgung und als persönlicher Gehörschutz im Lärm, 4. überarbeitete Auflage 2013, Median Verlag

4 OLSA Oldenburger Satztest – Adaptive Sprachaudiometrie mit Sätzen in Ruhe und im Störgeräusch, Version 1.0 vom 21.09.2011, HörTech gGmbH Oldenburg

5 Hörakustik, 10/2013, Median Verlag

Zum Autor

Dominic Schmidt, Bachelor of Science, ist seit Anfang 2015 in der audiologischen Entwicklungsabteilung bei Hörluchs Gehörschutzsysteme in Hersbruck tätig.

Nach der Ausbildung zum Hörgeräteakustiker und dem Studium im Studiengang Hörakustik (B. Sc.) an der Fachhochschule Lübeck, beschäftigt er sich mit innovativen Entwicklungen im Bereich Hörgeräteakustik und Gehörschutz.