-
Audiometer
-
Die Erfindung betrifft Audiometer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 und geht aus von Audiometern, wie sie bekannt sind aus der DE-PS 10 16 894.
-
Bei Audiometern der in vorgenannter Patentschrift beschriebenen Art
wird festgestellt, bei welcher Lautstärke das Gehör einer Person auf einen Ton der
eingestellten Frequenz anspricht bzw. wann Schmerz empfunden wird. Anhand dieser
Meßdaten ist es dann möglich, ein Hörgerät zur Beseitigung vorhandender Hördefekte
einzusetzen.
-
Bei der Untersuchung des Gehörs normal Hörender wurde davon ausgegangen,
daß es fundamentale Eigenschaften des menschlichen Gehörs sind, Frequenz- und Pegelunterscheidungsvermögen
aufzuweisen. Solche Messungen sind schon vor über 20 Jahren vorgenommen worden und
es wurde auch festgestellt, daß die Frequenz- und Amplitudenmodulationsschwellen
wesentliche Hinweise auf den Typ
von Hörschäden geben können. Obwohl
also bereits die diagnostische Relevanz überschwelliger Tests deutlich war, haben
Messungen dieser Art nicht die dem Sachverhalt angemessene Verbreitung erfahren.
Dies ist dadurch erklärbar, daß die verwendeten Versuchsapparaturen, wie sie etwa
in "Acustica" 13 (1963) 181-182 beschrieben sind, recht komplex aufgebaut waren.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Audiometer nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 einen einfach zu bedienenden und bei den für die
Untersuchung Schwerhöriger notwendigen hohen Schallpegeln anwendbaren Aufbau anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs
angegebenen Maßnahmen gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
-
Durch die Anwendung eines überbrückten T-Gliedes als Entzerrer zur
Einebnung des Freifeldübertragungsmaßes eines in Audiometern angewendeten Hörers
wird erreicht, daß in einem geeigneten Frequenzbereich, etwa einem solchen von150
Hz bis 10 kHz, eine Entzerrung des Frequenzganges auf + 4 dB bei einer maximalen
Sperrdämpfung von 12 dB erreicht wird. Bei einem eingeengten Frequenzbereich zwischen
220 Hz und 3,5 kHz stimmt die Entzerrung mit deräenigen des kompliziert aufgebauten
und schwierig zu handhabenden vorbekannten Freifeldentzerrers bis auf 1 dB genau
überein. Der Entzerrer umfaßt dabei einen ersten Längswiderstand und eine nachgeschaltete
Querimpedanz, bestehend aus der Serienschaltung eines zweiten Widerstandes, eines
Kondensators und einer Spule. Außerdem enthält er einen zweiten Längswiderstand
mit einer dem ersten Widerstand gleichen Größe und einer Überbrückung der beiden
Längswiderstände durch eine Parallelschaltung aus einem Widerstand, einer Spule
und einem Kondensator.
-
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend
anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
-
In der Fig. 1 ist ein schematisches Blockschaltbild der in vorliegendem
Rahmen wesentlichen Teile eines Audiometers dargestellt und in der Fig. 2 eine schaltungsmäßige
Ausführung des im Audiometer verwendeten Entzerrers sowie der damit erzielbare Frequenzgang.
-
In der Fig. 1 sind mit 1, 2 und 3 Kanäle zur Schallübertragung bezeichnet.
Davon sind die Kanäle 1 und 2 für die eigentliche Schwellenmessung bestimmt und
der Kanal 3 zur Erzeugung von Vertäubungsrauschen für das dem zu untersuchenden
gegenüberliegende Ohr. Als Signalquellen für die Kanäle 1 und 2 dienen klirrarme
(k <0,001) Sinustongeneratoren, die einen Frequenzumfang von 100 Hz bis 10 kHz
aufweisen. Die jeweils eingestellte Frequenz wird mittels eines dem (Testfrequenz-)Generator
4 unmittelbar angeschlossenen Zählers 5 auf 1 Hz genau bestimmt und auf einer Anzeige
6 sichtbar gemacht. Bei Messungen von Frequenzunterschiedsschwellen (22f-Messung)
wird in einem elektronischen Umschalter 7 abwechselnd der Generator 4 auf Kanal
1 und ein (Vergleichsfrequenz-)Generator 8 auf Kanal 2 durchgeschaltet. Bei Messungen
von Pegelunterschiedsschwellen (dL-Messung) dagegen werden beide Kanäle 1 und 2
aus dem Generator 4 gespeist. In diesem Fall erlischt die wie beim Generator 4 aus
einem Zähler 9 und einer Anzeige 10 bestehende Sichtbarmachung der Frequenz des
Kanals 2. Der elektronische Umschal-
ter 7 erzeugt jeweils 500 ms
lange Tonimpulse, zwischen denen eine Pause von 200 ms liegt. Um dabei Schaltknacke
zu vermeiden, werden beide Kanäle 1 und 2 mit einer gaußförmigen Ubergangsfunktion
(Anstiegszeit 20 ms) geschaltet.
-
Auf den Umschalter 7 erfolgt in beiden Kanälen 1 und 2 jeweils ein
Teiler 11 und 12. Mit ihrer Hilfe können die Pegel der Töne in 5 dB-Schritten im
Bereich von 35 dB bis 115 dB verändert werden. Im Kanal 2 ist dem ersten Teiler
ein weiterer Teiler 13 nachgeschaltet.
-
Mit diesem zusätzlichen Teiler 13 kann der Pegel in Stufen von 0,25
dB um bis zu weiteren 5 dB erhöht werden. Die Spannungen beider Kanäle 1 und 2 werden
dann am Punkt 14 summiert, in einem Verstärker 15 verstärkt und über einen Entzerrer
16, der gegebenenfalls einen Übertrager enthält, einer Muschel 17 eines dynamischen
Doppelkopfhörers 18 zugeführt.
-
Für Messungen bei niedrigen Pegeln kann vor dem Kopfhörer 18 der Muschel
17 eine zusätzliche Dämpfung 19' von 40 dB eingeschalter sein. Dabei ergibt sich
ein Pegelbereich von -5 dB bis maximal 120 dB.
-
Der Kanal 3 des Gerätes beginnt mit einem Generator 20, der rosa Rauschen
erzeugt. Dieses wird dann einem F,ltersatz 21 von 6 Oktavfiltern zugeführt, der
dazu dient, gegebenenfalls das Gegenohr über die Muschel 25 zu vertäuben. Auf den
Filtersatz 21 folgt ein Pegelregler 22, mit dem das jeweilige Oktavrauschen in 5
dB-Schritten von 30 bis 80 dB verändert oder aber völlig abgeschaltet werden kann.
Wie bei den Kanälen 1 und 2 folgt auf den Regler 22 ein Verstärker 23 sowie ein
Entzerrer 24 für das der zweiten Muschel 25 zugeführte Signal. Auch hier kann zwischen
dem Entzerrer 24 und der Muschel 25 ein Übertrager 26 angeordnet sein.
-
In der Fig. 2 ist eine spezielle Ausbildung der Entzerrer 16 bzw.
24 dargestellt. Sie besteht aus einem Längswiderstand 30 von 600 Ohm sowie einer
nachgeschalteten Querimpedanz, aus einem Widerstand 31 von 200 Ohm, einem Kondensator
32 von 1,5/um und einer Spule 33 von 25 mH sowie einem zweiten Längswiderstand 34
von 600 Ohm und einer Überbrückung der beiden Widerstände 30 und 34 mit einem Kondensator
35 von 73 nF, einem Widerstand 36 von 1,8 k0hm und einer Spule 37 von 0,43 H.
-
Außerdem ist in der Fig. 2 in einem Diagramm der Pegel L am Ausgang
44, 44' des Entzerrers gegen die benutzte Frequenz f für den Fall einer frequenzunabhängigen
Spannung am Entzerrereingang 43, 43' aufgetragen.
-
Dies ergibt eine Kurve 38, aus welcher ersichtlich ist, daß im mittleren
Frequenzbereich eine maximale Dämpfung von 12 dB gegenüber den Bereichsgrenzen bei
hohen und tiefen Frequenzen vorhanden ist.
-
Zur Bestimmung von Pegelunterschiedsschwellen A L wird die Betriebsart
verwendet, bei welcher die gezeichnete Stellung des Abgriffs 40 benutzt ist, d.h.
beide Kanäle 1 und 2 werden vom gleichen Sinustongenerator 4 gespeist. Zunächst
wird bei der gewählten, an der Frequenzanzeige 6 vom Generator 4 ablesbaren Testfrequenz
die Ruhehörschwelle einer Versuchsperson gemessen. Dabei wird vom Versuchsleiter
mittels der Teiler 11, 12, 13 der Schallpegel des Testtones variiert und die Versuchsperson
hat nach jeder Einstellung die Frage zu beantworten, ob der Testton hörbar ist oder
nicht. Zwischen den einzelnen Einstellungen wird der Kopfhörermuschel 17 keine Spannung
zugeführt; die Versuchsperson kann sich also in Ruhe auf den folgenden Teilversuch
konzentrieren. Auf diese Weise läßt sich im Rahmen einer 5 dB-Stufung die Ruhehörschwelle
ermitteln. Nun
wird der Pegel beider Kanäle 1 und 2 um einen festen
Wert, z.B. 20 dB, über die Ruhehörschwelle angehoben.
-
Mittels der zweiten Eichleitung (0,25 dB-Stufung) im Kanal 2 werden
nun vom Versuchsleiter Pegelunterschiede zwischen beiden Kanälen 1 und 2 eingestellt.
Die Versuchsperson hat die Frage zu beantworten, ob sich die Lautstärke aufeinanderfolgender
Tonimpulse unterscheidet. Nach einigen Teilversuchen kann dann aus den Aussagen
der Versuchsperson im Rahmen der 0,25 dB-Stufung die jeweilige Pegelunterschiedsschwelle
a L vom Versuchsleiter interpoliert werden.
-
Zur Bestimmung einer Frequenzunterschiedsschwelle A f wird eine Betriebsart
verwendet, bei welcher der Abgriff 40 statt mit dem Kontakt 41 mit dem Kontakt 42
verbunden ist. Die Messung wird ebenfalls bei einem festen Pegelwert, z.B. 20 dB,
oberhalb der Ruhehörschwelle durchgeführt. In der Regel weisen beide Kanäle 1 und
2 den gleichen Pegel auf; bei abruptem Anstieg des Hörverlustes können jedoch diejenigen
Pegel der beiden zur A f-Messung benützten Tonfrequenzen, die 20 dB über der jeweiligen
Ruhehörschwelle liegen, in beiden Kanälen 1 und 2 deutlich differieren. Dies tritt
Insbesondere bei großen A f-Einstellungen auf. In diesem Falle kann durch die Teiler
11, 12, 13 im Kanal 1 bzw. im Kanal 2 auf gleiche Pegel über der Ruhehörschwelle
oder aber auch durch Befragung der Versuchsperson und Auswertung ihrer Antworten
auf gleiche Lautstärke abgeglichen werden. Diese Pegelkorrektur ist unbedingt durchzuführen,
damit nicht eine a L-Schwelle anstelle der gesuchten A f-Schwelle gemessen wird.
-
Normalerweise wird im Kanal 1 eine feste Frequen# eingestellt, während
die Frequenz im Kanal 2 variiert wird.
-
Bei jedem vom Versuchsleiter eingestellten Frequenzun-
terschied
hat die Versuchsperson die Frage zu beantworten, ob aufeinanderfolgende Tonimpulse
die gleiche Tonhöhe aufweisen. Aus den Aussagen bei verschiedenen Werten voniq f
läßt sich dann nach einigen Teilversuchen die Größe der Frequenzunterschiedsschwelle
interpolieren.
-
Es wird vorausgesetzt, daß der Verlauf der Hörschwellen der Versuchspersonen
im wesentlichen bekannt ist. Zeigen sich deutliche Unterschiede in den Kurven beider
Ohren einer Versuchsperson, so ist die Verteubung des nicht zur Schwellenmessung
herangezogenen Ohres mittels eines im Generator 20 erzeugten Rauschens empfehlenswert.
Die Mittenfrequenz des dabei zu verwendenden Oktavrauschens ergibt sich aus der
Frequenzlage der Testtöne. Der Pegel des Vertäubungsrauschens ist so zu wählen,
daß einerseits das Hören der Testtöne im vertäubten Ohr unmöglich wird, andererseits
keine Wirkungen des Vertäubungsgeräusches auf die Schwellenmessungen mit dem anderen
Ohr zu erwarten sind.
-
An zwei Einzelfällen soll die Anwendbarkeit des Gerätes zur Bestimmung
von Gehörschädigungen beispielhaft erläutert werden. Bei einer Versuchsperson mit.
relativ geringem Hörverlust im Frequenzbereich oberhalb 3 kHz wurde die Ruhehörschwelle
sowie die a L- und die Schwelle (20 dB über der Ruhehörschwelle) im Frequenzbereich
des Hörschwellenanstieges gemessen. Sie zeigen, daß 20 dB über der Ruhehörschwelle
trotz des - wenn auch nicht sehr großen - Hörverlustes die Pegelunterschiedsschwelle
und zum großen Teil auch die Frequenzunterschiedsschwelle normale Werte annehmen.
Demnach ist das Unterscheidungsvermögen dort noch nahezu vollständig erhalten.
-
Als zweites Beispiel wurde für eine Versuchsperson mit sehr großem
Hörverlust die Pegelunterschiedsschwelle bei Frequenzen zwischen 100 und 500 Hz
bestimmt, sie ist etwa um den Faktor 3 gegenüber derjenigen von Normalhörenden angehoben.
Obwohl also die Messung der Pegelunterschiedsschwelle bei Schallpegeln durchgeführt
wurde, die 20 dB über der Ruhehörschwelle liegen, werden Pegeldifferenzen von 3
bis 5 dB nur gerade eben wahrgenommen. Die Frequenzunterschiedsschwelle ist im Vergleich
zu derjenigen von Normalhörenden sogar etwa um den Faktor 20 angehoben. Eine Frequenz
von 200 Hz kann von einer Frequenz von 250 Hz gerade noch unterschieden werden.
Das ist immerhin ein Frequenzunterschied, der einer großen Terz entspricht. Hier
wird besonders deutlich, daß die Schädigung des Gehörs sich nicht auf eine Verschiebung
der Ruhehörschwelle beschränkt, sondern auch Veränderungen sowohl der Pegel- als
auch der Frequenzunters&nledsschwellen auftreten.