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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Simulationsvorrichtung zum Testen
eines Hörgeräts sowie ein
entsprechendes Verfahren.
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Hörgeräte sind
tragbare Hörvorrichtungen, die
zur Versorgung von Schwerhörenden
dienen. Um den zahlreichen individuellen Bedürfnissen entgegenzukommen,
werden unterschiedliche Bauformen von Hörgeräten wie Hinter-dem-Ohr-Hörgeräte (HdO),
Hörgerät mit externem
Hörer (RIC:
receiver in the canal) und In-dem-Ohr-Hörgeräte (IdO), z. B. auch Concha-Hörgeräte oder
Kanal-Hörgeräte (ITE, CIC),
bereitgestellt. Die beispielhaft aufgeführten Hörgeräte werden am Außenohr oder
im Gehörgang getragen.
Darüber
hinaus stehen auf dem Markt aber auch Knochenleitungshörhilfen,
implantierbare oder vibrotaktile Hörhilfen zur Verfügung. Dabei
erfolgt die Stimulation des geschädigten Gehörs entweder mechanisch oder
elektrisch.
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Hörgeräte besitzen
prinzipiell als wesentliche Komponenten einen Eingangswandler, einen Verstärker und
einen Ausgangswandler. Der Eingangswandler ist in der Regel ein
Schallempfänger, z.
B. ein Mikrofon, und/oder ein elektromagnetischer Empfänger, z.
B. eine Induktionsspule. Der Ausgangswandler ist meist als elektroakustischer
Wandler, z. B. Miniaturlautsprecher, oder als elektromechanischer
Wandler, z. B. Knochenleitungshörer,
realisiert. Der Verstärker
ist üblicherweise
in eine Signalverarbeitungseinheit integriert. Dieser prinzipielle Aufbau
ist in 1 am Beispiel eines Hinter-dem-Ohr-Hörgeräts dargestellt. In ein Hörgerätegehäuse 1 zum
Tragen hinter dem Ohr sind ein oder mehrere Mikrofone 2 zur
Aufnahme des Schalls aus der Umgebung eingebaut. Eine Signalverarbeitungseinheit 3,
die ebenfalls in das Hörgerätegehäuse 1 integriert
ist, verarbeitet die Mikrofonsignale und verstärkt sie. Das Ausgangssignal
der Signalverarbeitungseinheit 3 wird an einen Lautsprecher
bzw. Hörer 4 übertragen,
der ein akustisches Signal ausgibt. Der Schall wird gegebenenfalls über einen
Schallschlauch, der mit einer Otoplastik im Gehörgang fixiert ist, zum Trommelfell
des Geräteträgers übertragen.
Die Energieversorgung des Hörgeräts und insbesondere
die der Signalverarbeitungseinheit 3 erfolgt durch eine
ebenfalls ins Hörgerätegehäuse 1 integrierte
Batterie 5.
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Hörgeschädigte Personen
bzw. Patienten erwarten von ihrem Hörgerät eine hohe Schallqualität. Es ist
jedoch für
andere Personen und insbesondere für den Akustiker schwierig,
genau nachzuvollziehen, wie das Hörgerät am Ohr bzw. im Gehörgang sitzt und
welchen Schall die Person wahrnimmt. Unter gewissen Umständen kommt
es beim eingesetzten Hörgerät zu Rückkopplungen
oder zu schlechter Schallqualität.
Derartige Situationen stellen sich beispielsweise bei einem lockeren
Sitz des Hörgeräts im Gehörgang ein,
oder wenn die Schallausgangsrichtung aus dem Hörgerät nicht exakt mit der Kanalrichtung
des Gehörgangs übereinstimmt.
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Grundsätzlich basiert
das Hören
darauf, dass Luftschwingungen durch den Gehörgang transportiert werden
und Vibrationen des Trommelfells hervorrufen. Eine Bewegung des
Trommelfells veranlasst zwei Gehörknöchelchen
(Hammer und Amboss), ebenfalls entsprechende Bewegungen auszuführen. Diese
Bewegungen stimulieren den Gehörnerv
und senden ein Signal an das Gehirn.
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Für eine gehörgeschädigte Person
ist es beispielsweise von Vorteil, wenn sie ein IdO-Hörgerät trägt, um das
Schallsignal zu verstärken,
so dass sie besser hören
kann. Dabei ist das Einpassen des IdO-Hörgeräts in den Gehörgang des
Patienten ein kritischer Aspekt, der die Qualität des empfangenen Schalls kritisch
beeinflusst. Es hat sich herausgestellt, dass beim Anpassen die
Kanalrichtung, d. h. die Schallausgangsrichtung des Hörgeräts, und
der lose Sitz des Hörgeräts den vom
Patienten wahrzunehmenden Schall stark beeinflussen.
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Unter
optimalen Voraussetzungen sollte die Schallwelle direkt auf das
Trommelfell auftreffen. Wenn jedoch das Hörgerät eine falsche Kanalrichtung
(Schallausgangsrichtung) besitzt, wird der Schall beispielsweise
die Gehörgangswand
treffen und es werden Reflexionen stattfinden, die zu Rückkopplungen,
zu Echo, zu geringer Lautstärke
oder zu Schallverzerrungen führen. 2 deutet
grafisch an, welche Faktoren die Schallqualität eines Hörgeräts 10, das in einen
Gehörgang 11 eingesetzt
ist, beeinflussen können.
So kann – wie
oben bereits angeführt ist – ein schlechter
oder loser Sitz des Hörgeräts 10 in
dem Gehörgang 11 dazu
führen,
dass ein Teil 12 des vom Hörgerät 10 erzeugten Schalls
aus dem Gehörgang 11 herausgeführt und
zum Mikrofon des Hörgeräts 10 geleitet
wird. Eine derartige Rückkopplung
führt gegebenenfalls
zu einem Rückkopplungspfeifen.
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Darüber hinaus
sollte der vom Hörgerät 10 erzeugte
Schall direkt auf das Trommelfell treffen und ein entsprechendes
Signal sollte vom Mittelohr 13 zum Innenohr 14 weitergeleitet
werden. Verläuft
der Schallausgang des Hörgeräts 10 nicht
koaxial mit dem Gehörgang 11,
so wird der vom Hörgerät stammende
Schall unter Umständen
am Gehörgang
reflektiert, wie dies der Pfeil 17 andeutet. Dadurch kann die
Schallübertragung
zum Trommelfell beeinträchtigt
sein.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Hörgerät oder auch
eine andere Hörvorrichtung
(Headset, Kopfhörer
und dergleichen) besser individuell an den Gehörgang einer Person anzupassen,
wobei die Anpassung komfortabel durchgeführt werden soll.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst durch
eine Simulationsvorrichtung zum Testen eines Hörgeräts, umfassend einen Formkörper, in
dem ein Gehörgang
eines Patienten als Hohlraum individuell nachgebildet ist, und einen
Schallsensor, der an dem Formkörper
an derjenigen Stelle angeordnet ist, die der Position des Trommelfells
im Gehörgang
des Patienten entspricht.
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Darüber hinaus
wird erfindungsgemäß bereitgestellt
ein Verfahren zum Testen eines Hörgeräts durch
Einsetzen des zu testenden Hörgeräts in eine Simulationsvorrichtung
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Beschallen des Hörgeräts mit einem Testschall,
Analysieren eines Signals von dem Mikrofon der Simulationsvorrichtung
im Hinblick auf die Qualität
des Sitzes des Hörgeräts in dem
Formkörper.
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In
vorteilhafter Weise ist es mit der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Simulationsvorrichtung
möglich,
einen inkorrekten Winkel des Schallausgangskanals des Hörgeräts bezogen
auf den Gehörgang
bzw. das Trommelfell zu erkennen und gegebenenfalls entsprechende
Gegenmaßnahmen
zu ergreifen. Dazu ist es jedoch nicht mehr notwendig, dass die
betroffene Person einen Spezialisten mehrfach aufsucht, um die Anpassung
Schritt für Schritt
vorzunehmen. Vielmehr kann ein Akustiker, da er eine Nachbildung
des individuellen Gehörgangs
des Patienten hat, die Anpassung mit hoher Qualität durchführen, auch
wenn die Person selbst für
die Anpassung nicht zur Verfügung
steht. Damit erhält
der Patient ein Hörgerät, das von
Anfang an nahezu perfekt an seine individuellen Bedürfnisse angepasst
ist.
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Vorzugsweise
besitzt die Simulationsvorrichtung einen Schallwellengenerator zum
Beschallen des Hörgeräts in dem
Formkörper.
Damit kann das Hörgerät in dem
Formkörper
mit definierten Schallen beaufschlagt werden.
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Darüber hinaus
kann die Simulationsvorrichtung mit einer schalldichten Kammer versehen
sein, in der der Schallwellengenerator und der Formkörper mit
dem zu testenden Hörgerät angeordnet
ist. Somit kann der Test abgeschottet von Störschallen aus der Umgebung
durchgeführt
werden.
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Ferner
kann die Simulationsvorrichtung eine Analyseeinrichtung aufweisen,
welche an den Schallsensor angeschlossen und mit welcher eine Schallübertragung
von dem Hörgerät zu dem Schallsensor analysierbar
ist. Damit kann beispielsweise eine Übertragungsfunktion von dem
Hörgerät zu dem Sensor,
wie sie in der Praxis auch vorliegt, analysiert werden.
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Dabei
kann es günstig
sein, wenn mit der Analyseeinrichtung ein Volumen zwischen dem in dem
Formkörper
eingesetzten Hörgerät und dem Schallsensor
ermittelt wird. Hierdurch kann auf eine Kopplung des Hörgeräts zum Trommelfell
rückgeschlossen
werden. Bei dem Schallsensor kann es sich beispielsweise um einen
Koppler oder ein Mikrofon handeln.
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Weiterhin
kann in der Analyseeinrichtung ein Audiogramm des Patienten gespeichert
sein, so dass die Schallübertragung
in Abhängigkeit
von dem Audiogramm analysierbar ist. Damit kann die Anpassung des
Hörgeräts hinsichtlich
Frequenzen optimiert werden, die für den Patienten überhaupt
oder eher hörbar
sind.
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Vorteilhafterweise
besitzt der Formkörper eine
Elastizität
wie die von menschlicher Haut. Damit lässt sich in geeigneter Weise
die Dichtigkeit des Hörgeräts in dem
Gehörgang
simulieren.
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Weiterhin
kann die Simulationsvorrichtung eine Bewegungseinrichtung umfassen,
mit der der Formkörper
entsprechend einem Bewegungsmuster des Gehens, Laufens oder Springens
des Patienten bewegbar ist. Somit kann simuliert werden, ob das Hörgerät auch bei
Bewegung des Patienten im Gehörgang
in der vorgesehenen Weise eingesetzt bleibt.
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Die
vorliegende Erfindung ist anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in
denen zeigen:
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1 den
prinzipiellen Aufbau eines Hörgeräts gemäß dem Stand
der Technik;
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2 eine
Prinzipskizze zur Ausbreitung des Schalls bei eingesetztem Hörgerät;
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3 eine
Simulationsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 eine
Prinzipskizze einer Simulationsvorrichtung in einer Testkammer;
und
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5 den
prinzipiellen Testaufbau zur Analyse des Sitzes eines Hörgeräts in einem
künstlichen Gehörgang.
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Die
nachfolgend näher
geschilderten Ausführungsbeispiele
stellen bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung dar.
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Um
die Verhältnisse
in einem Gehörgang
zu simulieren, wird zunächst
der individuelle Gehörgang einer
Person künstlich
nachgebildet. Hierzu wird ein Silikonmaterial in das Ohr injiziert,
so dass sich ein Ohrabdruck entsprechend dem Profil des Gehörgangs gegebenenfalls
einschließlich
Ohrmuschel oder Teilen davon gewinnen lässt. Auf der Basis des Abdrucks
wird sodann eine Silikonform gebildet. Diese Silikonform besitzt
dann die gleiche Kontur wie das Ohr bzw. der Gehörgang der Person.
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Der
Abdruck kann für
die Gewinnung einer Hörgeräteschale
mithilfe von Computertechnik abgetastet werden, so dass eine elektronische
Datei zur Verfügung
gestellt werden kann. Mit dem Computersystem kann eine Hörgeräteschale
modelliert werden, die in die Silikonform passt, welche mit dem Ohrabdruck
gewonnen wurde.
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Nun
besteht das Problem darin, dass die Beurteilung des Kanalwinkels,
d. h. des Winkels, mit dem der Schall das Hörgerät verlässt (Schallausgangswinkel),
subjektiv ist, wenn er durch visuelle Betrachtung oder die Veranschaulichung
an einem 3D-Viewer
ermittelt wird. Bis zu diesem Herstellungsschritt wurde die Anpassung
jedoch nicht dahingehend beurteilt, welcher Kanalwinkel tatsächlich zu der
höchsten
Schallqualität
führt.
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Erfindungsgemäß wird daher
eine Simulationsvorrichtung bereitgestellt, mit der die Verhältnisse in
einem individuellen Gehörgang
akustisch simuliert werden können.
Kernstück
dieser Simulationsvorrichtung ist ein Formkörper 20 ähnlich der
oben beschriebenen Silikonform, in den mithilfe eines Ohrabdrucks
ein individueller Gehörgang 21 als
Hohlraum eingeformt ist. An derjenigen Stelle des Gehörgangs, an
der sich das Trommelfell befindet, befindet sich bei dem nachgeformten
Gehörgang 21 ein
Schallsensor 22. Dieser Schallsensor 22 kann ein
Mikrofon oder ein Schallkoppler sein. In den nachgebildeten Gehörgang 21 wird
von der offenen Seite her ein zu testendes Hörgerät 23 gesteckt. Zwischen
dem Schallausgang des Hörgeräts 23 und
dem Schallsensor 22 verbleibt ein gewisses Volumen 24,
das auch zwischen Hörgerät und Trommelfell
bleibt, wenn das Hörgerät 23 in
das echte Ohr eingesetzt wird.
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Die
Schallwellen, die von dem zu testenden Hörgerät erzeugt werden, breiten sich
durch den verbleibenden Kanalpfad, d. h. durch das Volumen 24, aus
und erreichen den Trommelfell- bzw. Schallsensor 22. Das
Signal des Schallsensors 22 wird einer nachfolgend näher beschriebenen
Analyse unterzogen. Die Kanalrichtung und ein loser Sitz des Hörgeräts im Gehörgang wird
die Stärke
des durch den Schallsensor 22 empfangenen Schallsignals
beeinflussen.
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Für die Testzwecke
wird die Simulationsvorrichtung 20 in einer Testkammer 26 platziert
(vgl. 4). Die Testkammer 26 ist schallisoliert,
so dass kein externer Störschall
die Tests beeinflussen kann. Außerdem
ist in die Testkammer 26 ein Schallgenerator 27 eingearbeitet,
der einen künstlich
erzeugten Schall auf die Simulationsvorrichtung 20 mit
dem zu testenden Hörgerät 23 richtet.
Die Schallwellen des Schallgenerators 27 werden im hörbaren Frequenzbereich
zwischen 100 Hz bis 8 kHz erzeugt.
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In 5 ist
der gesamte Testaufbau skizzenhaft dargestellt. In der Testkammer 26 befindet
sich der Schallgenerator 27, dessen Ausgangsschall von der
Simulationsvorrichtung 20 verarbeitet wird. Das Ausgangssignal
der Simulationsvorrichtung 20 wird außerhalb der Testkammer 26 einem
Computersystem 28 zugeführt.
Dieses Computersystem 28 kann ein Audiogramm der betroffenen
Person zur Verfügung
haben. Eine Variation der Eingangsfrequenz an der Simulationsvorrichtung 20 kann
dann für
einen Vergleich mit dem Audiogramm der Person verwendet werden,
so dass schließlich
eine optimale Justage gefunden werden kann. Eine schlechte Kanalrichtung
oder ein loser Sitz des Hörgeräts 23 in
dem Formkörper 25 kann
aus den Rückkopplungsergebnissen
oder den Lautstärkeresultaten
(Analyseergebnisse 29) ermittelt werden. Minimale Rückkopplung und
hohe Lautstärke
zeugen von einem festen Sitz und guter Ausrichtung des Hörgeräts gegenüber dem Trommelfell.
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Speziell
kann also eine Lautstärkeanalyse
in Abhängigkeit
von der Frequenz durchgeführt
werden. Das Hörgerät kann in
unterschiedlichen Frequenzbereichen mit verschiedenen Schallpegeln
stimuliert werden, um das Ausgangssignal im Hinblick auf unterschiedliche
Kanalwinkel und Dichtigkeiten des Sitzes im Gehörgang zu überprüfen. Indem die unterschiedlichen
Parameter variiert werden, kann ein maximales Ausgangssignal erhalten
werden.
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Weiterhin
kann eine audiologische Analyse durchgeführt werden. Dazu werden audiologische Daten
des Patienten bei unterschiedlichen Frequenzen, wie etwa 500 Hz,
1 kHz, 2 kHz, 3 kHz, bezüglich des
Hörverlusts
bei gewissen Schalldrücken
im Computer gespeichert. In das Hörgerät wird in Abhängigkeit
von den audiologischen Daten ein Schall mit einem Simulationspegel
eingegeben. Das Ausgangssignal kann mit anderen Messungen verglichen
werden. Durch Variieren der Kanalrichtung und Dichtigkeit des Hörgeräts lässt sich
ein optimales Ergebnis erzielen.
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Mit
dem oben geschilderten Testaufbau kann eine Schallwelle, die tatsächlich an
einem Trommelfell ankommt, simuliert werden. Darüber hinaus kann mit einfacher
Rückkopplungsmessung ein
zu loser Sitz des Hörgeräts im Gehörgang oder
eine falsche Kanalrichtung ermittelt werden. Patientenbeanstandungen
kann so leichter begegnet werden, wodurch der Anpassungskomfort
steigt. Außerdem
kann vermieden werden, dass Hörgeräteschalen
unnötig
neu hergestellt werden müssen.
Des Weiteren können potentielle
Probleme bei der Anpassung des Hörgeräts vor der
Auslieferung an den Patienten behoben werden. Nachdem auch die realen
Bedingungen des Patienten mit den audiologischen Analysen verglichen
werden können,
können
die Nöte
des Patienten vom Akustiker, Audiologen und Schalenhersteller besser
verstanden werden.
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Bei
dem oben geschilderten Testaufbau kann auch eine besonders hohe
Genauigkeit der Simulation erzielt werden. Dies liegt zum einen
an dem genauen Ohrprofil, denn durch das Scannen des exakten Ohrprofils
einschließlich
des Trommelfells kann ein tatsächliches
3D-Profil des Ohrs gewonnen werden. Dieses genaue 3D-Profil schließt insbesondere
die exakte tatsächliche
Position des Trommelfells ein, so dass der Schallsensor an die korrekte
Position gebracht werden kann. Dabei kann auch das Volumen zwischen
dem Hörgerät und dem
Trommelfell genau bestimmt werden. Dies ist für die Bestimmung des Schalldrucks
in dem Volumen notwendig, und eine Abschätzung von Okklusionseffekten
kann durchgeführt
werden.
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Für die Genauigkeit
der Simulation ist auch das Material des Formkörpers der Simulationsvorrichtung
von Bedeutung. So kann ein Material ermittelt werden, das den Eigenschaften
menschlicher Haut sehr nahe kommt. Hiermit lässt sich die Dichtigkeit des
Hörgeräts im Gehörgang sehr
realistisch simulieren. Ebenfalls für die Genauigkeit der Simulation
von Bedeutung ist der Trommelfell- bzw. Schallsensor. Dabei ist
es von Vorteil, wenn der Sensor viele kleine Sensorelemente aufweist,
die ein Sensorarray ergeben. Damit lassen sich die empfangenen Schallwellen
genauer vermessen.
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Um
die Bedingungen einer normal aktiven Person besser simulieren zu
können,
kann der Test dahingehend weiterentwickelt werden, dass das zu testende
Hörgerät in eine
Anlage gebracht wird, die die Bewegungen des Gehens und Springens
simuliert. Der gesamte Test kann in einem schallisolierten Raum
durchgeführt
werden.