DE2337824A1 - Audiometer - Google Patents

Description

Dr. Ing. Walter Abitz
Dr. Dieter F. Morf
Dr. Hans-A. Brauns 25. juü 1973

8 München So, PienzenauefSir. 28 SHEHU " 2 C

UNIVERSITE DE SHERBROOKE Sherbrooke Quebec, Kanada

Audiometer

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur selbsttätigen Durchführung einer grundlegenden audiometrischen Untersuchung an einer Person mit dem Ziel, den Zustand der Hörorgane der Person genau aufzuzeichnen.

Die Hörschärfe einer Person wird im allgemeinen aus deren Reaktion auf eine Reihe von Tönen unterschiedlicher Frequenz abgeleitet. Lange Zeit wurde dieses audiometrische Verfahren von Hand durchgeführt. Es war dazu ein geübter Audiologist notwendig, um verschiedene Frequenzen unterschiedlicher Intentitätswerte zu bestimmen und anzuwenden. Sine solche herkömmliche Methode der Herstellung eines Audiogramms erfordert eine gewisse Fertigkeit und Übung seitens des Audiologisten oder der Bedienungsperson des Audiometers. In neuerer Zeit sind bestimmte Vorrichtungen entwickelt die selbsttätig ein suciomet^isch^s tlnters^chun^sver

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durchführen und die eine Einrichtung, die eine Reihe von Reizen an eine Person richtet, und einen Flächenmusterdetektor enthält, der selbsttätig die Antworten der Person auf solche Reize auswertet und bestimmt, wenn ein annehmbares Antwortmuster vorliegt. Ein Beispiel einer solchen audiometrischen Vorrichtung ist in der US-PS 3 392 241 beschrieben. Ein solches audiometrisches Verfahren besitzt jedoch keine Anpassungsfähigkeit. Das dabei verwendete Audiometer ist zur Bestimmung der Hörschwelle auf einige wenige allgemeine Antwortmuster beschränkt und sein Flächenmuster-Erkennungsschaltkreis kann das Vorliegen eines verwertbaren Antwortmusters erst nach einer gegebenen Anzahl von Auswertungsperioden erkennen. Wenn nach diesen Auswertungsperioden kein Flächenmuster erkannt wird, wird das Schwellwertbestimmungsverfahren abgeschätzt. Das Audiogramm zeigt dann, dass für eine bestimmte Frequenz der Schwellwert nur abgeschätzt wurde. Man sieht daraus, dass der Schwellwert für eine bestimmte Frequenz, obwohl er in Wirklichkeit vorhanden ist, nicht bestimmt und aufgezeichnet werden kann. Es kommt bei einer audiometrischen Untersuchung oft vor, dass es für eine gegebene Frequenz äusserst schwierig ist, zu einem erkennbaren Muster zu kommen. Dies beruht in einigen Fällen auf Nervosität und Ermüdung des Patienten während des Tests. Es wurde auch beobachtet, dass einige Patienten versuchen, eine Aufzeichnung der Untersuchung zu beeinflussen. Es besteht daher ein Bedarf für ein Gerät zum Erzielen einer genauen und vollständigen Aufzeichnung .des Zustande des Hörorgans einer Person. Wenn die Reaktion der Person auf eine gegebene Frequenz so unregelmässig ist, dass ein Schwellwert nicht bestimmt werden kann, ist ein G-erät erforderlich, das es ermöglicht, diese bestimmte Untersuchungsfrequenz beiseite zu lassen und mit der Untersuchung bei einer anderen Frequenz fortzufahren, wobei es immer noch möglich ist, zu der Frequenz zurückzukehren, bei der eine geeignete Reaktion zuvor nicht erhalten werden

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konnte.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in einem neuartigen audiometrischen Testgerät, das eine genaue und vollständige Aufzeichnung der Hörschwelle einer Person liefert.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in einem auswertenden, automatischen Audiometer, das nicht mehr die Anwesenheit eines erfahrenen Audiologisten erfordert und sich dadurch auszeichnet, dass der ganze Arbeitsablauf durch ein Computerprogramm gesteuert wird, wobei die schrittweise Ausführung der Untersuchung ohne den Eingriff einer Bedienungsperson erfolgt.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in einem verbesserten, auswertenden audiometrischen Untersuchungsgerät, das genügend Anpassungsfähigkeit besitzt, so dass unvermeidbare Abänderungen der audiometrischen Untersuchung nur den Software-Teil des Geräts betreffen und nicht zur Herstellung einer vollständig neuen Schaltkreisanordnung führt, wie es bei dem in der US-PS 3 392 241 beschriebenen Gerät der Fall ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in einem automatischen Audiometer, bei dem zusätzlich zu dem Tontest ein Sprechtest durchgeführt werden kann.

Diese und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Blockschaltbild die Gesamtanordnung der Schaltung einer dargestellten Ausführungsform eines automatischen, auswertenden Audiometers gemäss der vorliegenden Erfindung, und

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Fig. 2 in einem Blockschaltbild die Schaltanordnung einer weiteren dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Audiometers.

Es wird auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen, die Blockschaltbilder darstellen, und bei denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile bezeichnen. Geeignete Verbindungslinien der verschiedenen Blöcke stellen in allgemeiner Form die Leitungen für die verschiedenen Signale dar, wobei Tonsignale durch ausgezogene Linien dargestellt werden, während die Befehlsignale durch unterbrochene Linien dargestellt werden.

Ein Audiogramm ist die graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Hörschwellenminimum und der Schwingungsfrequenz und dient bei der Messung der Hörschärfe einer Person. Das Grundprinzip einer Standard-Untersuchung zur Herstellung eines solchen Audiogramms ist sehr einfach: Für verschiedene Frequenzen werden der Untersuchungsperson Töne unterschiedlicher Amplitude gegeben, bis das Hörschwellenminimum erreicht ist. Für jede wahrgenommene Intensität zeigt die Untersuchungsperson an, dass sie den übertragenen Ton gehört hat.

Das in dieser Erfindung vorgeschlagene System ermöglicht die Ausführung derartiger grundlegender audiometrischer Untersuchungen entsprechend den in den meisten klinischen Untersuchungen verwendeten Standardwerten. Wenn die Untersuchung einmal begonnen ist, ist die Mitwirkung einer Bedienungsperson nicht erforderlich. Um das Funktionieren des Systems sicherzustellen, ist kein Audiologist erforderlich, sondern es genügt eine Bedienungsperson mit einer grundlegenden Einweisung. Die Untersuchung wird unter Steuerung eines Computers 10 ausgeführt, der ein Klein-Computer, wie z. B. ein PDP-8 oder ein sogenannter Mini-Computer sein kann, der eigens zur Durchführung der Untersuchung program-

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niiert wurde. Die audiometrische Schaltanordnung kann jedoch auch an ein Bedienungspult eines Zentral-Computers angeschlossen werden, der im time-sharing-Betrieb arbeitet. Es müssen nur die Schnittstellen-Bausteine geändert werden, um dieses System an einen Zentral-Computer anschliessen zu können. Die Anpassungsfähigkeit beider Computer-Typen erleichtert eine einfache Programmänderung und macht sie in einfacher Weise für die Erprobung in der klinischen Audio- ■ metrie geeignet.

Der Fachwelt ist bekannt, dass der Computer 10 eine Datenverarbeitungsanlage ist, die einen Speicher enthält, um an den entsprechenden Adressen Daten und Befehle zur Verarbeitung dieser Daten zu speichern, sowie eine Einrichtung zur Steuerung des Ausführungsablaufs aufeinanderfolgend adressierter Befehle, eine Einrichtung zur Übertragung an einen an einer bestimmten Adresse gespeicherten Befehl als Ergebnis der Ausführung dieser Befehle und eine Einrichtung zum Vergleichen von Daten enthält. Das in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendete Datenversrbeitungsgerät 10 enthält daher eine Reihe von datenbezogenen Parametern, wie z. B. Tonfrequenzen, Amplitudenhöhen _$ Zeitdauern, usw. und Befehle, die den Ablauf der grundlegenden audiometrischen Untersuchung betreffen, wobei der Computer in der Lage ist, die Reihe von Instruktionen, die an aufeinanderfolgenden Adressen in dem Speicher gespeichert sind, auszuführen und die von der Untersuchungsperson und von wei-.teren Teilen der im folgenden beschriebener,, au.diametrischen Schaltkreisanordnung erhaltenen Antworten zu vergleichen_t um dann auf dem Fernschreiber das Audiogramm der üntersuchungsperson auszugeben« Die vorliegende Aiimelaung betrifft also nicht ein neues Programs:, sur Durchführung einer s-udieme tri sehen Untersuchung sondern äse System» einsohliT-sslich eines Computers, das die Ausführung einer solchen audiometrischen Untersuchung

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Gemäss Fig. 1 und 2 ist ein Bandgerät 12 vorhanden, das zur Abgabe von Anweisungen an die Untersuchungsperson geeignet ist und dazu dient, sicherzustellen, dass die Person in der Lage ist, sich der Untersuchung zu unterziehen. Eine Bandgerät-Steuereinheit 16 ist zwischen der Schnittstelle 15 und dem. Bandgerät 12 angeschlossen. Die Funktion dieser Steuereinheit 16 besteht zum einen darin, den Befehl für das Abspielen des Bandes zu übermitteln, und zwar entweder zu Beginn eines Vortestes oder während eines Sprechtestes, wie es im folgenden beschrieben wird. Zum anderen nimmt die Steuereinheit 16 von dem Bandgerät 12 Signale auf, die anzeigen, dass ein Teil des Tests beendet ist, was zu einem Anhalten des Bandgeräts führt. Wenn der allgemeine Befehl zum Beginnen des Tests einmal gegeben ist, gibt der Computer ein Signal ab, das ein nicht gezeigtes Flip-Flop triggert, dss nach einer Verstärkung ein nicht gezeigtes Leistungsrelais triggert. Dieses Relais setzt das Bandgerät in Gang. Der Stsrtbefehl wird vorzugsweise von einer für den Test verantwortlichen Person gegeben, wobei es jedoch möglich ist, sish in einfacher Weise einen anderen Weg des Beginnens des Tests vorzustellen, bei dem die Person selbst den Befehl gibt. Das Bandgerät erhält zwei Arten von Signalen. Die erste Art wird durch einen leitenden Streifen erhalten, der in Heine mit einem Magnetband angeordnet ist. Der leitende Streifen dient zusi Eurzschliessen eines Signals einer bestimmten Spannung, auf Grund dessen das Bandgerät anhält und anzeigt, dass ein Teil der Untersuchung beendet ist. Bei Verwendung· der Schaltung von Fig. 2 wird ein zweites Signal zum Anhalten des Bandgerätes nach jedem Wort des Sprechtests erhalten, der weiter unten erklärt wird. Die Steuereinheit muss dem Computer anzeigen, dass ein Wort

gelesen worden ist und muss aas Bandgerät sofort anhalten. ^Twenn während des Sprechtests nicht alle Wörter verwendet wurden, wird das Band weiter gespult, bis es durch den metallenen Leiter auf dein Band angehalten wird, der am einer Reiht von Wörtern des Tests angeordnet ist. Am.

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Ende des Tests wird das Band immer in seine Anfangsstellung zurückgebracht.

-Mit dem effindungsgemässen System ist es möglich, einen vollständigen Test auszuführen, der drei Hauptabschnitte enthält.

Im ersten Abschnitt, der Vortest genannt wird, werden der Untersuchungsperson eine Reihe von Erklärungen, die den Test betreffen, gegeben und ihr wird ein sehr kurzer Test geboten, um sicherzustellen, ob sie die erhaltenen Instruktionen verstanden hat.

Im zweiten Abschnitt wird ein Sprechtest mit der Person durchgeführt, der in der Übertragung einer Reihe von Wörtern besteht, die vorher auf dem Magnetband des Bandgerätes aufgezeigt wurden. Für jedes übertragene Wort leuchtet eine Gruppe von Wörtern (z. B. sechs) auf einer Tafel 48 auf, die die Person in der Kabine vor sich sieht. Die Untersuchungsperson muss den Knopf neben dem aufleuchtenden und gehörten Wort drücken. Abhängig davon, ob die Antwort richtig oder falsch ist, wird der Lautstärke des ansehliessend übertragenen Worts eine höhere oder geringere Amplitude gegeben und eine neue Wortgruppe erscheint auf der Tafel. Nach einigen Wörtern ist das Hörschwellenminimum erreicht unu die Amplitude schwankt um diesen Wert. Dieser Test wird für jedes Ohr durchgeführt.

Im dritten Abschnitt werden der Person reine Töne zu hören gegeben, die bestimmte Frequenzen zwischen 125 Hz und 8000 Hz und eine abnehmende Lautstärke besitzen, bis das Hörschwellenminimum für jede Tonfrequenz erreicht ist. Normalerweise wird der Test zuerst mittels Luftleitung durchgeführt, worauf ein mittels Knochenleitung durchgeführter Test folgen kann. Diese Untersuchungen werden für beide Ohren ausgeführt. Wenn eine grosse Differenz zwischen dem Hörschwel-

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lenminimum beider Ohren, bestellt, wird der Test für das schwächste Ohr durchgeführt, indem ein Maskierungsgeräusch an das bessere Ohr gegeben wird- Die Ergebnisse aller dieser Teste werden dann durch den dem Computer zugeordneten Fernschreiber auf einem üblichen Maschinenformular ausgegeben.

Das Bandgerät 12 besteht aus einem endlosen Band, auf dem die Anweisungen vor-aufgezeichnet sind. Die verschiedenen Durchführungsschritte des Tests sind auf diesem Band klar angezeigt. Nach Jedem während des Sprechtests übertragenen Wort dient ausserdem ein Signal dazu, das Bandgerät anzuhalten und ein Signal an den Computer abzugeben, der dann das Aufleuchten der Lämpchen auf der Tafel veranlasst. Das Bandgerät wird durch den Computer gestartet, nachdem die Person geantwortet hat oder nachdem die maximale Wartezeit beendet ist.

Die Funktion der Frequenzsteuereinheit 18 besteht entsprechend Jedem in dem Computer gespeicherten Frequenzwert in einem Signal, das eine eine Frequenz in dem Oszillator auswählende Torschaltung öffnet. Audiometrische Untersuchungen verwenden bis zu elf verschiedene Frequenzen. Standard-Frequenzen sind 125 Hz, 250 "Hz,-500 Hz, 750 Hz, 1000 Hz, 15ΟΟ Hz, 2000 Hz, 3OOO Hz, 4000 Hz-, 6000 Hz und 8000 Hz. Die Einheit 18 kann aus elf, Jeder Frequenz entsprechenden Flip-Flop-Schaltungen bestehen. Der Frequenzbefehl wird von dem Computer 10 auf die Kontrolleinheit 18 übertragen, die mittels ihrer Flip-Flop-Schaltungen die einzelne Frequenz speichert. Ein aus elf Bit bestehendes Wort kann von dem Computer zur Steuerung des Zustands der Flip-Flops verwendet werden. Für Jeden Befehl besitzt nur das eine der elf Bit den Wert 1, das der bestimmten Frequenz entspricht. Jedes Bit steuert einen Schalter, der einen Widerstandseingang zu dem Oszillator auswählt, der die Frequenz bestimmt.

Ein Oszillator 20 ist unmittelbar mit der Frequenzsteuer-

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einheit 18 verbunden. Der Oszillator 20 ist so ausgelegt, dass er in einfacher Weise an die Steuerung durch einen Computer angepasst werden kann, und setzt das von der Steuereinheit 18 erhaltene Signal in eine bestimmte Frequenz um. Am Ausgang des Oszillators erhält man daher ein Signal mit einer Standard-Amplitude und einer bestimmten Frequenz.

Ein Relais 22 ist mit dem Oszillator 20 verbunden und dient dazu, den Durchgang des Signals vom Oszillator entsprechend der verwendeten Testdauer zu steuern. In Fig. 2 dient das Relais 22 auch dazu, entweder das Signal vom Oszillator oder das von dem Bandgerät mit der Tonkette zu verbinden.

Das Signal der gewünschten Frequenz und der Standard-Amplitude wird einem Dämpfungsglied (siehe 24 in Pig. 2) zugeführt, das einen Teil der Amplituden-Steuereinheit 26 darstellt. Der Bereich der zur Herstellung eines annehmbaren Audiogramms notwendigen AmpIitudenstärken ist ziemlich ausgedehnt, er erstreckt sich über den Bereich von 120 Decibel. Um ein Signal zu erhalten, das sich in einem so grossen Bereich ändert, werden daher swei Dämpfungsglieder in Kaskaden-Anordnung verwendet. Ein erstes Dämpfungsglied erzeugt eine Grob-Dämpfung, d. L., das Signal wird um einen Faktor 2r gedämpft. Eine Potenz von 2 wird dabei verwendet= um dem binären Signal des Computers zu entsprechen. Die Fein-Dämpfung wird durch einen multiplizierenden Digital-Analog-Umsetzer mit einem 12-Bit-Eingang hergestellt. Um das Vorhandensein von zu schwachen Spannungen in dem Umsetzer zu vermeiden, wird das Fein-Dämpfungsglied vorzugsweise hinter dem Grob-Dämpfungsgliea angeordnet. Der multiplizierende Umsetzer führt in das Signal eine Verzerrung fester Amplitude ein» Beim Einführen schwacher Signale in den Umsetzer besteht die Gefahr« eine Verzerrung einzuführen, die das Signal mit Störgeräuschen beeinträchtigt« Das Grob-Dämpf ungsglied besteht andererseits nur aus Vüder-

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ständen und Relais, so dass nicht-lineare Fehler vermieden werden. Der Vorteil'der Verwendung eines multiplizierenden Umsetzers besteht darin, dass das Eichverfahren erleichtert wird. Diese Dämpfungskorrektur kann auf der Programmebene durchgeführt werden.

Die Amplituden-Steuereinheit 26 enthält auch einen Leistungsverstärker und eine Rauschfiltereinheit 28, die in Reihe mit dem Dämpfungsglied 24 geschaltet sind. Der Leistungsverstärker ist notwendig, da die Impedanz des Dämfpungsgliedes zu hoch ist, um unmittelbar mit dem Kopfhörer oder den Vibratoren verbunden zu werden. Das Filter wird verwendet, um Rauschen bei Netzfrequenz zu vermeiden. Dieses Filter muss einen genügend hohen Gütefaktor besitzen, da es das 50 Hz-Rauschen (in Kanada 60 Hz-Rauschen) ohne Beeinträchtigung des Signals von 125 Hz abschwächen soll. Ein Beispiel dafür ist ein Filter, der aus einem Verstärker und zwei Widerstands-Kondensator-Sperrkreisen besteht. Ein solches System ermöglicht ein selektiveres Sperren, so dass aas 125 Hz-Signal nicht beeinflusst wircL

Ein Zeitgeber 30 ist zwischen die Schnittstelle 15 des Computers 10 und das Relais 22 geschaltet« Der Zeitgeber wird zur Begrenzung der Dauer der- Signalübertragung an die Untersuohungsperson und zur Messung der Wartezeit vor dem Erhalten einer Antwort von der Person und der Latenzzeit zwiscnen den Reizen verwendet. Der Zeitgeberschsltkreis soll .drei iüeiie enthalten: Einen Impulsgenerator, einen Zähler und einen Vergleichsschaltkreis. Der Impulsgenerator liefert Impulse in vorgegebenen Intervallen, z. B. 0,1 Sekunden. r^ese Impulse werden zu dem Zähler übertragen. Der Zeitgeber wird durch Signale getriggert, die vom Computer erhalten werden. Einige Flip-Flops haben dann einen von Null verschiedenen Wert und der Komparator erregt eine Torschaltung, die das Signal vom Impulsgenerator zu dem Zähler steuert. Die vom Computer erhaltenen Werte stellen einen

3 Λ Λ Γ, ¹^ " J ft ι Λ T

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Anfangswert des Zählers ein und mit dem Äugenblick, an dem die Signale von dem Computer erhalten werden, beginnt •der Zähler abwärts zu zählen, bis alle Flip-Flops des Zählers wieder auf Null stehen. Mit einem aus sechs Flip-Flops bestehenden Zähler kann man einen Zeitgeber erhalten, der alle Zeitdauern von 0,1 Sekunden bis'6,3 Sekunden mit einem Zuwachs von. 0,1 Sekunde zählt.

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein Rauschgenerator $2 in das System eingefügt werden kann, so dass in Fällen, in denen eine Person mit einem Ohr besser hört als mit dem anderen, der Test mit dem schwachen Ohr fortgesetzt wird, indem ein Maskierungsgeräusch auf das bessere Ohr gerichtet wird, um zu vermeiden, dass das nichtgetestete Ohr durch einfache Knochenleitung Töne hört, die nur für das getestete Ohr bestimmt sind. Es sind viele Typen von Rauschgeneratoren bekannt. Ein Rauschgenerator mit einem schmalen Band in der Umgebung der Testfrequenz wird im allgemeinen jedoch bevorzugt. Die Frequenzsteuerung des Rauschgenerators 32 verwendet das gleiche Signal wie die des Oszillators 20. Für die Amplitudensteuerung steuert ein von dem Computer erhaltenes Signal Schalter, die die Amplitude festlegen.

Ein Mehrwegschalter 36, der von der Mehrwegschalter-Steuereinheit 37 betätigt wird, stellt die geeignete Verbindung zwischen den empfangenen Hörsignalen und der den Reiz abgebenden Einrichtung, d. h. den Kopfhörern und Vibratoren, sicher. Der Mehrwegschalter 36 ermöglicht folgende Kombinationen:

a) Anlegen des Bandgerätsignals an beide Ohren für den VorTest,

b) Anlegen des Bandgerätsignals an irgendeines von beiden Ohren, wobei sich das andere Ohr in Ruhe befindet,

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3 Γ- ^c ;-· fs '-- / Π ■ R 1

c) Anlegen des Oszillatorsignals an nur ein Ohr, wobei sich das andere Ohr in Ruhe befindet,

d) Anlegen des Oszillatorsignals an eine Hörmuschel, wobei die andere ein Signal von dem Rauschgenerator empfängt,

e) Anlegen des Oszillatorsignals an nur eine Seite des Vibrators, wobei sich die andere Seite in Buhe befindet,

f) Anlegen des Oszillatorsignals an eine Seite der Vibratoren, wobei die andere Seite ein Signal vom Rauschgenerator empfängt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen auch schematisch einen Untersuchungsraum 38 mit einem Doppelkopfhörer 40 und Vibratoren 40' und mit einer die Antwort anzeigenden Einrichtung 4-1, wie z. B. einem "Ja"-Knopf, der von der Person verwendet werden soll, um anzuzeigen, dass sie das bestimmte, ihr über die Kopfhörer oder die Vibratoren übermittelte Signal hört. Die Antwort wird unmittelbar an den Computer übermittelt. Das Fehlen einer Antwort wird nach einer bestimmten Zeitdauer in der Weise interpretiert, dass die Person nichts gehört hat.

Es wird nun in Detail auf Fig. 2 Bezug genommen. Der Untersuchungsraum 38 enthält danach eine Tafel 48, die in eine bestimmte Anzahl'von Flächen 43 unterteilt ist, auf denen eine entsprechende Anzahl von Wörtern eingetragen ist. Diese Wörter sind normalerweise für die Person nicht sichtbar und können durch eine die Flächen bedeckende Milchglas-Echeibe verdeckt sein. Jedes Wort oder jede Gruppe von Wörtern wird durch eine Beleuchtungseinrichtung, die in geeigneter Weise hinter den eingetragenen Wörtern angeordnet ist, sichtbar gemacht. Jede Fläche enthält eine Antwort-Anzeigeeinrichtung 45, damit die Person anzeigen kann, dass sie das Wort oder eines der Wörter, die während des Sprechtests beleuchtet wurden, gehört hat. Die IEafei 48 enthält außserdem eine zusätzliche Fläche 46, um die Antwort "Ich höre nichts" anzuzeigen. Die Person kann so anzeigen, dass

sie niclits gehört hat, als sie einige Wörter an der Tafel aufleuchten sah. Die Steuerung der Tafel kann durch Flip-Flop-Schaltkreise gebildet werden, die einerseits Information von dem Computer aufnehmen und sie speichert, während die Tafel betätigt wird. Andererseits wird der Flip-Flop-Schaltkreis, der dem von der Person gewählten Wort entspricht, sofort auf 0 zurückgestellt, was die Auswertung der Antwort in dem Computer durch deren Vergleich mit der Erregung ermöglicht. In dem Computer wird auch ein Signal empfangen, das die Abgabe einer Antwort anzeigt.

Das System enthält auch einige Einrichtungen 44, die anzeigen, ob die Untersuchung gerade abläuft oder beendet ist, ober ob die Untersuchung sich im Vortest-, Sprechtest- oder Tontest-Stadium befindet.

Der Ablauf einer grundlegenden audiometrischen Untersuchung wird nun in Verbindung mit dem erfindungsgetnässen System beschrieben. Die Person nimmt in dem Untersuchungsraum Platz und die Bedienungsperson kontrolliert das richtige Sitzen des Kopfhörers (und ebenso der für den Knochenleitungstest verwendeten Vibratoren) an der Person. Alle für die Akte der Person erforderlichen Daten werden vorher geschrieben. Die Untersuchung wird durch einen IPernschreiberbefehl in Gang gesetzt.

Während des Vortests werden der Person alle Informationen gegeben, die die Ausführung des Testes und die Art und Weise, in der die Antwort abgegeben werden soll, betreffen. Vorzugsweise werden zwei kurze Tests ausgeführt, um Personen auszuschliessen, die aus irgendeinem Grund nicht in der Lage sind, dem Test zu folgen. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht folglich darin, dass die eventuell unnötige Durchführung eines längeren Tests mit solchen Patienten vermieden wird, die zur Aufnahme des Tests nicht in der Lage sind. Diese Patienten werden dadurch nicht in einen Zustand ver-

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setzt, der die Durchführung des anschliessenden Tests mit einem Audiologisten erschwert. Ein anderer Vorteil liegt darin, dass der Computer für die Fälle, die mit dem vorliegenden System nicht behandelt werden können, nur sehr kurz beansprucht wird.

Der Computer gibt den Startbefehl an das Bandgerät, dessen Magnetband der Untersuchungsperson eine Erklärung des Tests sowie Instruktionen zu dem Test gibt. Die Tonkette wird an die Kopfhörer gelegt. Den Instruktionen folgen dann zwei einfache, sehr kurze Tests. Beim ersten Test muss die Person die gehörten Wörter an der Tafel 48 anzeigen. Eine Anzahl (z. B. drei) Wörter wird dann gelesen, und zwar genügend laut, so dass die meisten Patienten sie hören können; das Dämpfungsglied ist auf 70 db eingestellt und der Ton wird für diesen Test an beide Hörmuscheln gegeben. Sobald ein Wort gelesen ist, erscheinen z. B. sechs Wörter an der Tafel und die Person muss das gelesene Wort auswählen. Sie drückt dann den entsprechenden Knopf 45 und ihre Antwort wird an den Computer übermittelt. Wenn die Antwort der Person für die drei Wörter richtig ist, wird ihr ein zweiter Vortest erklärt. Jedes Mal wenn das Rechteckfeld "Hören Sie?" aufleuchtet, muss sie durch Drücken des "Js"-Knopfes anzeigen, dass sie einen Ton gehört hat. Für diesen Test leuchtet das Rechteckfeld dreimal auf; beim ersten und dritten Mal wird ein Ton von 750 Hz bei ^O db an die Hörmuscheln gegeben, während beim zweiten Mal kein Ton übertragen wird. Wenn die Person eine falsche Antwort gibt, wird einer der drei Tests wiederholt. Wenn die Person auf diese drei Tests richtig geantwortet hat, wird ihr durch eine Nachricht auf dem Band mitgeteilt, dass der eigentliche Test beginnt. Wenn die Person auf diese drei Vortests nicht richtig antworten kann, wird die Untersuchung abgebrochen und der Fernschreiber zeigt dies der Akte des Patienten an.

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Für den Sprechtest ist eine Folge von Wörtern auf dem Magnetband aufgezeichnet. Nach dem Lesen eines jeden Wortes wird das Band durch ein von einer zweiten Spur des Bandes abgeleitetes Signal angehalten und der Computer gibt den Befehl für das Aufleuchten einer bestimmten Anzahl von Lämpchen an der Tafel 43 sowie der mit "Ich höre nichts" bezeichneten Fläche. Gleichzeitig wird der Zeitgeber 30 getriggert und beginnt die Zählung einer bestimmten Zeitdauer, z. B. von 6 Sekunden. Das erste gelesene Wort wird mit einer Amplitude von 50 db an die Kopfhörer gegeben. Wenn die Person innerhalb der Zeitdauer von 6 Sekunden den Knopf der entsprechenden Fläche drückt, gibt der Computer den Befehl für eine Abschwächung um 10 db und veranlasst das Bandgerät, zu dem folgenden Wort weiterzugehen und dann anzuhalten.

Wenn die Person den Knopf einer anderen Fläche als der des gelesenen Wortes oder den "Ich höre nichts"-Knopf drückt oder innerhalb der Zeitdauer von 6 Sekunden nicht antwortet, gibt der Computer den Befehl für eine Erhöhung der Lautstärke des Worts um Ί0 db und zum Lesen eines anderen Worts an das Bandgerät, nachdem die zuvor auf der Tafel aufgeleuchteten Lichter abgeschaltet wurde.

Dieser Test wird für jedes Ohr getrennt durchgeführt. Für eine falsche Antwort oder das Fehlen einer Antwort wird die Bezeichnung 0 verwendet und für eine richtige Antwort die Bezeichnung 1. Wenn nach einer bestimmten Anzahl von gelesenen Wörtern eine Folge '0101 erhalten wird, wird der Test des gerade untersuchten Ohrs beendet und das Hörschwellenminimum entspricht der Lautstärke des zuletzt gelesenen Wortes. Ebenso wird der Test angehalten, wenn eine Antwortfolge 1010 festgestellt wird, und das Hörschwellenminimum liegt 10 db oberhalb der Lautstärke des zuletzt gelesenen Wortes. Wenn nach dem Lesen aller auf dem Band aufgezeichneten Wörter keine der oben genannten Folgen erhalten wird, wird die für das letzte Wort verwendete Amplitude als

-15- 3 C ■- ^{D Q}- Π / ru a 7

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Schwellenminimum "betrachtet, wenn die Person eine richtige Antwort gegeben hat. Wenn die Antwort auf das letzte Wort falsch ist, liegt das Schwellen-minimum 10 db oberhalb der Amplitude, mit der das letzte Wort gelesen wurde. Die Anzahl der auf der Tafel 48 nach jedem Lesen eines Wortes erscheinenden Wörter kann durch eine einfache Modifikation des Computerprogramms geändert werden.

Die Person wird dann mittels einer auf dem Magnetband aufgezeichneten Nachricht von dem Tontest unterrichtet. Sie wird unterrichtet, dass sie durch Drücken des "Ja"-Knopfes antworten muss, wenn sie einen Ton hört. Reine Töne mit bestimmten Frequenzen und abnehmender Intensität werden auf die Kopfhörer übertragen. Im allgemeinen werden alle Tests mit dem rechten Ohr ausgeführt und es wird dann auf das linke Ohr übergegangen, wenn nicht bekannt ist, dass das linke Ohr in einem wesentlichen besseren Zustand ist als das rechte. Folgende Aufeinanderfolge der Frequenzen wird verwendet: 1000' Hz, 2000 Hz, 4000 Hz, 8000 Hz, 1000 Hz, 500 Hz, 250 Hz und 125 Hz. Die Intensität der ersten Tests bei 1000 Hz liegt 30 db über dem Hörschwellenminimum, das beim Sprechtest erhalten wurde. Für jede richtige Antwort wird das Signal in Schritten von 10 db abgeschwächt. Sobald von der Person keine Antwort gegeben wird, beginnt der Computer eine Serie von Versuchen, um das Hörschwellenminimum genau festzustellen.

Für eine bestimmte Zeitdauer, z. B. 1 Sekunde, werden reine Töne übertragen. Es folgt dann eine Wartezeit von etwa 2 Sekunden. Alle Antworten innerhalb dieser 3 Sekunden werden als richtige Antworten interpretiert. Sobald die Person antwortet, oder die Wartezeit abgelaufen ist, besteht eine Übergangs- oder auswertungsfreie Periode, die die Zeit vor dem nächsten übertragenen Ton ist. Diese Übergangsperiode kann zwischen 1 und 6 Sekunden dauern. Sie schwankt, um zu verhindern, dass sich ein Rhythmus einstellt, an den sich

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die Person gewöhnen kann, so dass sie unabhängig vom Hören. eines Tons antwortet, was vom Computer als richtige Antwort gewertet v/erden könnte. Eine Antwort in dieser Übergangsperiode wird nicht als richtige Antwort betrachtet, sie wird jedoch registriert. Drei Antworten in der Übergangsperiode für einen Test mit einer bestimmten Frequenz werden als Irrtum angezeigt.Dies verhindert die Möglichkeit, dass ein Patient die Untersuchung besteht, indem er den Knopf häufig drückt, obwohl er nichts hört. Für jede richtige Antwort wird die Amplitude des folgenden Tons um 10 db verringert. Für alle richtigen Antworten wird der Test fortgesetzt, bis die Person nicht mehr antwortet.

Es wird nun ein Beispiel für die mit dem erfindungsgemassen System erzielbare Anpassungsfähigkeit beschrieben. Es wird dazu angenommen, dass die Buchstaben ... C, B, A, T, S, R, eine Folge von Amplitudenwerten darstellen, die um den Betrag von 10 db abnehmen, und dass A der erste Wert ist, bei dem keine Antwort von der Person erhalten wurde. Ein Ton der Amplitude A⁺, die um 5 db höher ist als A, wird an die Person gegeben, darauf die Amplitude A und dann wieder die Amplitude A⁺. Sind die Ergebnisse der Testfolge A, A⁺, A, A⁺, so kann eine der folgenden Alternativen verwendet werden:

a) die Schwellengrenze ist A oder A⁺,

b) die Amplitude wird erhöht und der Test wird für B und B⁺ wiederholt (B liegt um 10 db höher als A),

c) die Amplitude wird erniedrigt und der Test wird für T fortgesetzt,

d) der Test wird unterbrochen mit der Absicht, nach einiger Zeit zu ihm zurückzukehren (dies wird als Irrtum betrachtet).

In üblicher Weise stellt "1" eine bejahende Hör-Reaktion dar und "0" eine negative Hör-Reaktion. Auch werden alle möglichen Kombinationen A, A⁺, A, A⁺ oder 3, B⁺, B, B⁺ als

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X, X , X, X⁺ geschrieben. Ausserdem werden die Ergebnisse O 1 und 1 O für eine Amplitude als gleiehwertig betrachtet.

X⁺

O O

O O

X+	1	Λ
X	1	Λ
X2	Λ	1
X	O	O
X+	O	O
X	1	1
X+	O	1
X	O	1

oder

0 0

0 1

Erhöhen

registrieren von X

registrieren von X⁺

Irrtum

genügt nicht, fortzusetzen mit X¹ zwischen X und X⁺

X⁺
X

i ο ι

1 1

X⁺- 1
0

1
0

erniedrigen Irrtum

registrieren von X⁺

erhöhen

genügt nicht, X⁺ wiederholen

registrieren von X

Irrtum

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- I

X⁺
X

11

O 1

0 1 0 O

genügt nicht, X wiederholen

fortfahren mit X⁺

erniedrigen

registrieren von X⁺

-y registrieren von X⁺

erhöhen

Vor dem Erniedrigen des Amplitudenwertes wird das erhaltene Ergebnis gespeichert und X ist die Hörschwelle, wenn die Tests bei geringerer Amplitude negativ sind. Ausserdem folgt ' einer Erhöhung von dem Wert A auf den Wert B z. B., nicht eine Erniedrigung von dem Wert B auf den Wert A. Der Grenzwert ist daher A⁺. Wenn während des Tests mehr als zwei Irrtümer gezählt werden, wird der Test abgebrochen und die Vorrichtung zeigt an, dass der Test nicht fortgesetzt werden kann. Bei dem vorliegenden Verfahren müssen zwei von drei Antworten richtig sein, um festzustellen, dass der Patient einen Ton mit einer bestimmten Amplitude hört.

Das obige Beispiel des Tests wurde beschrieben, um zu zeigen, dass mit der vorliegenden Erfindung eine Entscheidung getroffen werden kann, ohne langwierige Tests aufzuerlegen. Es können jedoch verschiedene Algorithmen verwendet werden, und jede Änderung kann leicht ausgeführt werden, da sie sich nur auf Programmstufe erstreckt.

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Wenn das Hörschwellenminimum für eine Frequenz bestimmt ist, wird der gleiche Test für alle anderen Frequenzen der Untersuchung durchgeführt. Für jede Frequenz wird eine Amplitude von 30 db oberhalb des für die vorausgehende Frequenz bestimmten Grenzwertes als Anfangsamplitude gewählt.

In zwei Fällen kann der Test an einem Ohr für bestimmte Frewuenzen ausgeführt oder wiederholt werden. Erstens: Wenn der Test für das Schwellwertminimum zu Antworten zu führen scheint, die willkürlich erscheinen, wird der Test für diese bestimmte Frequenz angehalten und wird später ausgeführt, wenn die Tests für alle Standard-Frequenzen beendet sind. Zweitens: Wenn der Schwellwertunterschied zwischen zwei benachbarten Frequenzen über 30 db liegt, wird ein Test für eine Zwischenfrequenz zwischen diesen beiden Frequenzen ausgeführt. Die Zwischenfrequenzen betragen: 750 Hz, 15ΟΟ Hz, 3OOO Hz und 5000 Hz. Alle Tests werden automatisch durch den Computer gesteuert.

Wenn beide Ohren getestet werden, kann der Computer dann den Weber-Test mit den Vibratoren beginnen. Die für diesen Test befolgte Reihenfolge ist die gleiche wie bei den Kopfhörern. Wenn diese Tests beendet sind, wertet der Computer die für beide Ohren erhaltenen Ergebnisse aus. Wenn der Unterschied zwischen beiden Ohren beträchtlich ist, kann die Hör-Messung des schwächeren Ohrs durch Knochenleitung verfälscht sein, die Töne von dem schwachen Ohr zu dem anderen Ohr überträgt. Der Test für das schwache Ohr wird dann in öbr Weise wiederholt, dass ein Maskierungsgeräusch an das bessere Ohr gegeben wird. Dieses Geräusch besitzt ein Frequenzband in der Umgebung der für das andere schwache ' Ohr verwendeten Testfrequenz.

Die für die Verwendung des Maskierungsgeräusches vorgeschlagene Kriterien sind in der Audiologie nicht ausreichend standardisiert. Es werden daher in folgenden bestimmte

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Kriterien vorgeschlagen, die auf der Programmebene in einfacher Weise modifiziert werden können. Zum zu bestimmen, ob eine Maskierung notwendig ist, wird der Unterschied zwischen dem Hörschwellenminimum bei Knochenleitung in dem besseren Ohr und dem Hörschwellenminimum .bei Luftleitung in dem schwächeren Ohr gemessen. Wenn der Unterschied zwischen diesen beiden Schwellwerten 5 db oder mehr beträgt, wird der Test mittels Knochenleitung für das schwächere Ohr durch Maskieren des besseren Ohrs durchgeführt. Wenn der Unterschied 40 db übersteigt, wird der Test mittels Luftleitung für das schwächere Ohr wiederholt. Die Maskierungslautstärke hängt von dem Schwellwertminimum bei Luftleitung für das bessere Ohr ab. Ein für die Maskierung ausreichendes Signal wird auf dieses Ohr übertragen und der Test wird für das schwächere Ohr wiederholt. Wenn der erhaltene Schwellwert der gleiche ist, der ohne Maskierung erhalten wurde, ist der Test beendet. Wenn sich der Schwellwert erhöht hat, wird die Maskierungslautstärke um 10 db erhöht. Der Test wird fortgesetzt, bis die Hörschwelle stabil bleibt.

Die Erfindung wurde anhand von zwei Ausführungsformen erläutert, soll jedoch im Rahmen der folgenden Ansprüche nicht darauf beschränkt sein.

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Claims (3)

1. SHHRU 2 C /-> -- -, ι ' / η ν

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   Patentansprüche 233 7 3 2 4

   Ί.) Vorrichtung zur automatischen Durchführung einer grund-"~ legenden audiometrischen Untersuchung an einer Person, in Kombination gekennzeichnet durch:

   a) eine Datenverarbeitungsanlage (1O), die einen Speicher zur Speicherung von Daten und Instruktionen und Einrichtungen zur Steuerung des Ausführungsablaufs von aufeinanderfolgend adressierten Instruktionen enthält, wobei die gespeicherten Daten eine Reihe von bestimmten Tonfrequenzen, Amplitudenhöhen und Zeitdauern darstellen und die gespeicherten Instruktionen die Ausführung einer audiometrischen Untersuchung darstellen,

   b) eine mit der Datenverarbeitungsanlage verbundene Übertragungseinrichtung zur Erzeugung eines der Frequenz-

   • date entsprechenden Signals für «jede in der Datenverarbeitungsanlage gespeicherte Frequenzdate,

   c) eine Oszillatoreinrichtung (20), die zur Umsetzung eines Jeden empfangenen Signals in einen Ton mit Standardamplitude mit der übertragungseinrichtung verbunden ist,

   d) eine mit der Oszillatoreinrichtung und der Datenverarbeitungsanlage gekoppelte Dämpfungseinrichtung (24) zur Erzeugung des Tons mit einer Mehrzahl von Amplitudenwerten entsprechend den in der Datenverarbeitungsanlage gespeicherten Amplitudenwertdaten,

   e) eine zwischen die Datenverarbeitungsanlage und die Dämpfungseinrichtung geschaltete Zeitgebereinrichtung (3D), um die von Datenverarbeitungsanlage erhaltenen Daten in Zeitdauern umzusetzen,

   f) eine mit der Dämpfungseinrichtung verbundene Mehrwegschaltungseinrichtung (36), die dazu dient, jeden Ton wenigstens auf ein Ohr der Untersuchungsperson zu richten, und

   - 22 - ORIGINAL INSPECTED

   309 8 83/nLR 7

   SHERU 2 C

   g) eine Beantwortungseinrichtung (41, 45), die mit der Datenverarbeitungsanlage verbunden ist, um es der Untersuchungsperson zu ermöglichen, auf jeden von der Mehrwegschaltungseinrichtung erhaltenen Ton eine Antwort anzuzeigen,

   wobei die Datenverarbeitungsanlage eine Einrichtung zur Auswertung jeder Antwort der Untersuchungsperson auf jeden übertragenen Ton und zur Ausführung einer der folgenden Instruktionen enthält:

   (1) Fortsetzen der Untersuchung unter Verwendung eines anderen Amplitudenwertes für die gleiche Tonfrequenz ,

   (2) Registrieren des Schwellwertminimums einer Tonfrequenz,

   (3) Fortsetzen des Tests unter Verwendung einer anderen Tonfrequenz oder

   (4) Registrieren eines Irrtums.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Bandgerät (12), das zwischen der Datenverarbeitungsanlage (10) und der Mehrwegschaltungseinrichtung (36) angeschlossen ist, um der Untersuchungsperson vorher aufgezeichnete, den durchzuführenden Test betreffende In-' struktionen zu geben.

   3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bandgerät (12) eine Einrichtung zur Durchführung eines Vortests mit der Untersuchungsperson enthält, wodurch die Datenverarbeitungsanlage auswertet, ob die Untersuchungsperson zur Aufnahme des Tests fähig ist.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bandgerät (12) eine Einrichtung zur Durchführung eines Sprechtests enthält, wodurch eine Reihe von vorher auf dem Bandgerät aufgezeichneten Wörter an die Untersuchung sp er son übermittelt wird, wobei die Vorrichtung

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3. 3 CM': :" 3 R / iU 8 7

   SHERU 2 C O-2O7QO/

   ausserdem eine Einrichtung enthält, um der Untersuchungsperson eine Reihe von Wörtern anzuzeigen, wodurch die Untersuchungsperson durch die Beantwortungseinrichtung der Datenverarbeitungsanlage anzeigt, welches aus der Reihe von angezeigten Wörtern gehört wurde.

   5- Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung eine Tafel (48) mit eine Reihe von Wörtern tragenden Flächen und benachbart jeder Fläche eine Beleuchtungseinrichtung enthält, um der Untersuchungsperson durch Aufleuchten das Wort anzuzeigen.

   6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2, 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (22) zum wechselweisen Verbinden der AbSchwächungseinrichtung mit der Oszillatoreinrichtung und dem Bandgerät.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erzeugung eines Geräusches, die zwischen der Datenverarbeitungsanlage und der Mehrwegsehaltungseinrichtung angeschlossen ist und dazu dient, ein Geräusch zur Maskierung eines Ohrs der Untersuchungsperson zu erzeugen.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung eines Geräusches einen Rauschgenerator (32) und eine Rauschgenerator-Steuereinheit (J4) enthält, wobei der Rauschgenerator mit der Übertragungseinrichtung verbunden ist, wodurch sich das Geräusch über eine schmale Bandbreite in der Umgebung der Frequenz des Testtons erstreckt.

   9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 4, gekennzeichnet,

   durch eine Verstärkungs- und Rauschfiltereinrichtung (28), die zwischen der Dämpfungseinrichtung und der Mehrwegschaltungseinrichtung angeschlossen ist.

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   SHERU 2 C

   10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (44) zur Anzeige des Stadiums des durchgeführten Tests» die mit der Datenverarbeitungsanlage verbunden ist.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (14), die zur Wiedergabe des gespeicherten Schwellwertminimums der Untersuchungsperson mit der Datenverarbeitungsanlage verbunden ist.

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