EP1517583A2 - Hörgerät zur Bestimmung des Gehörgangsvolumens und entsprechendes Anpassverfahren - Google Patents

Hörgerät zur Bestimmung des Gehörgangsvolumens und entsprechendes Anpassverfahren Download PDF

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EP1517583A2
EP1517583A2 EP04021501A EP04021501A EP1517583A2 EP 1517583 A2 EP1517583 A2 EP 1517583A2 EP 04021501 A EP04021501 A EP 04021501A EP 04021501 A EP04021501 A EP 04021501A EP 1517583 A2 EP1517583 A2 EP 1517583A2
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hearing aid
electrical input
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input impedance
mechanical resonance
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Torsten Dr. Niederdränk
Christian Dr. Weistenhöfer
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Sivantos GmbH
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Siemens Audiologische Technik GmbH
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/70—Adaptation of deaf aid to hearing loss, e.g. initial electronic fitting

Definitions

  • the present invention relates to a hearing aid with a Signal processing device for processing an input signal to an output signal and a Schallwandler adopted for converting the output signal of the signal processing device in a sound signal.
  • the present invention is a method of adaptation a hearing aid.
  • the actual on the patient is resulting sound pressure delivered by the hearing aid of great interest.
  • This sound pressure can be through the individual Form of the ear canal partly strongly from the sound pressure differ under laboratory conditions on a standard coupler was measured.
  • a standard coupler called one Unit, the ear canal, the eardrum and the tympanic duct of a human ear and for setting purposes used for hearing aids.
  • the handset has a dual function and also acts as a receiver of an acoustic input signal, which the sound field in the auditory canal of the hearing aid wearer represents, and converts it into an electrical input signal around. After a suitable further processing becomes the electrical input signal to adapt the hearing aid used to a hearing aid wearer.
  • the adaptation takes place here by measuring the voltage, which is caused by the acoustic input signal is caused.
  • an implantable Hearing system with means for adjusting the coupling quality described.
  • the hearing system is objective Determining the coupling quality of the output transducer with an impedance measuring arrangement for determining the mechanical Impedance of the implanted state to the output transducer coupled biological load structure provided.
  • the Impedanzmessaniser has an arrangement for measuring the electrical input impedance of the biological to the Load structure coupled electromechanical output transducer (s) on.
  • the object of the present invention is therefore to To show a hearing aid, with the least possible effort be adapted exactly to the ear canal of a hearing aid wearer can.
  • a corresponding procedure to be proposed for customization is also to be proposed for customization.
  • this object is achieved by a hearing aid with a signal processing device for processing a Input signal to an output signal and a Schallwandler founded for converting the output signal of the signal processing device in a sound signal, with the signal processing device, the electrical input impedance the sound transducer device as a measure of an acoustic Impedance parameter determinable, from the curve the electrical input impedance a mechanical resonance detectable and a shift in mechanical resonance to an automatic correction of the standard frequency response of the Hearing aid is usable.
  • the invention provides a method for adaptation a hearing aid by providing a hearing aid, having a sound transducer means, placing the Hearing aid in an ear canal, measuring an electrical input impedance the sound transducer device as a measure of a acoustic impedance parameter of the ear canal, determining a mechanical resonance from the curve of the electric Input impedance and automatic correction of the standard frequency response of the hearing aid based on a shift of the mechanical Resonance against a standard resonance.
  • the invention is based on the idea that for adaptation the individually resulting sound pressure in the auditory canal of the Patient must be determined correctly.
  • the sound pressure leaves indirectly from the ear canal impedance, namely the impedance, against which the output of the hearing aid works determine.
  • a hearing aid model is used, as in the fitting software is usually included.
  • an inventive Hearing aid can in the signal processing device from the electrical input impedance the acoustic Impedance of the ear canal before the Schallwandler gear determined become. This allows for a separate acoustic Transducer for determining the acoustic impedance omitted become.
  • the signal processing device can then be a shift of mechanical resonance to an automatic correction of the standard frequency response be used of the hearing aid.
  • the fact is used that in an electromagnetic transducer whose mechanical elements and the oscillating masses coupled thereto influence the electrical impedance, ie the ratio of the voltage U to the current I.
  • a corresponding simplified equivalent circuit diagram of the electromagnetic receiver is shown in FIG. Accordingly, the electrical impedance U / I of the receiver results from a series connection of the coil inductance Le and the DC resistance Re with a parallel connection of an inductance M 2 nS, a capacitance m / M 2 S and a resistance M 2 S / w.
  • M is the electromagnetic transducer constant
  • S is the membrane area
  • n is the compliance of the membrane suspension and the load volume
  • m is the membrane mass
  • w are the losses. All elements are related to electrical quantities.
  • the output side of the quadrupole shown in FIG. 1 becomes by the quantities p / M corresponding to a current and Mv accordingly determined a voltage.
  • p is the sound pressure and v the speed of sound.
  • the frequency of mechanical resonance becomes essentially by the mass of the moving listener parts, z. B. membrane, the Membrane suspension and the load volume, in particular the auditory canal volume, certainly.
  • the Deviation values supplied to the fitting software To correct the standard frequency response, the Deviation values supplied to the fitting software.
  • the main advantage of the method according to the invention consists in the simplicity of handling. It is not an additional one Measuring device for determining the acoustic conditions in the Auditory canal necessary.
  • the sound pressure in the auditory canal can rather indirectly by determining the electrical input impedance of the listener with the help of the signal processing chip of the Hearing aid to be determined.
  • the electrical impedance measurement in normal operation d. H. in normal environment with natural sound sources, are performed when the output signal of signal processing chip enough energy in has the frequency ranges of interest. Is this, however not the case when the natural sound source, for example is too quiet or too covered, so is one Adaptation measurement with artificial sound of the hearing aid necessary.

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Abstract

Die Anpassung eines Hörgeräts an einen Hörgeräteträger soll vereinfacht werden. Hierzu werden die akustischen Verhältnisse im Gehörgang, insbesondere die akustische Impedanz, durch Messung der Eingangsimpedanz des Hörers am Hörgerät abgeschätzt. Zur Einstellung des Hörgeräts ist es günstig, die mit Hilfe der Eingangsimpedanz erkennbare mechanische Resonanz des Systems von Hörgerät und Gehörgang zu nutzen. Diese ergibt sich aus einem vereinfachten Ersatzschaltbild, aus dem dann die entsprechenden akustischen Größen gewonnen werden können.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hörgerät mit einer Signalverarbeitungseinrichtung zum Aufbereiten eines Eingangssignals zu einem Ausgangssignal und einer Schallwandlereinrichtung zum Wandeln des Ausgangssignals der Signalverarbeitungseinrichtung in ein Schallsignal. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Anpassung eines Hörgeräts.
Bei der Anpassung von Hörgeräten ist der am Patienten tatsächlich sich ergebende, vom Hörgerät abgegebene Schalldruck von großem Interesse. Dieser Schalldruck kann durch die individuelle Form des Gehörgangs zum Teil stark von dem Schalldruck abweichen, der unter Laborbedingungen an einem Normkuppler gemessen wurde. Als Normkuppler bezeichnet man eine Einheit, die den Gehörgang, das Trommelfell und den Paukengang eines menschlichen Gehörs nachbildet und zu Einstellzwecken für Hörgeräte verwendet wird.
Gerade in dem für Hörgeräte interessanten Frequenzbereich unter 8 kHz wirkt sich ein individuelles, von dem des Normkupplers abweichendes Volumen sehr stark aus. Da die Normschalldruckkurven in der Regel für die Anpassung verwendet werden, können große individuelle Abweichungen trotz korrekter Verwendung der Anpassformeln zu einer Fehlanpassung und zu Nicht-Akzeptanz des Hörgeräts führen.
In der Druckschrift DE 41 28 172 ist ein digitales Hörgerät beschrieben, bei dem ein akustischer Sensor die Reaktion des Innenohrs auf die von einem elektroakustischen Wandler abgegebenen Messtöne erfasst. Die von dem Innenohr erzeugten otoakustischen Emissionen werden digitalisiert und anschließend einem Vergleich mit den dem bisherigen Hörvermögen entsprechenden gespeicherten Daten unterworfen. Aus dem Vergleich nimmt der Mikrorechner gegebenenfalls eine Korrektur der gespeicherten Daten vor. Ein ähnliches Hörgerät zur In-situ-Messung ist in der Druckschrift WO 00/28784 dargestellt.
Darüber hinaus ist aus der Druckschrift DE 101 04 711 ebenfalls ein Hörhilfegerät bekannt, bei dem mittels eines Hörers das Schallfeld im Gehörgang des Hörgeräteträgers erfasst wird. In diesem Fall besitzt der Hörer eine Doppelfunktion und wirkt auch als Empfänger eines akustischen Eingangssignals, welches das Schallfeld im Gehörgang des Hörgerätsträgers repräsentiert, und wandelt es in ein elektrisches Eingangssignal um. Nach einer zweckmäßigen Weiterverarbeitung wird das elektrische Eingangssignal zur Anpassung des Hörhilfegeräts an einen Hörgeräteträger verwendet. Die Anpassung erfolgt also hier durch Messung der Spannung, die durch das akustische Eingangssignal verursacht wird.
Ferner ist in der Patentschrift DE 100 41 726 C1 ein implantierbares Hörsystem mit Mitteln zur Anpassung der Ankopplungsqualität beschrieben. Dabei ist das Hörsystem zur objektiven Bestimmung der Ankopplungsqualität des Ausgangswandlers mit einer Impedanzmessanordnung zum Ermitteln der mechanischen Impedanz der im implantierten Zustand an den Ausgangswandler angekoppelten biologischen Laststruktur versehen. Die Impedanzmessanordnung weist eine Anordnung zum Messen der elektrischen Eingangsimpedanz des bzw. der an die biologische Laststruktur angekoppelten elektromechanischen Ausgangswandler (s) auf.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Hörgerät aufzuzeigen, das mit möglichst geringem Aufwand exakt an den Gehörgang eines Hörgeräteträgers angepasst werden kann. Darüber hinaus soll ein entsprechendes Verfahren zum Anpassen vorgeschlagen werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Hörgerät mit einer Signalverarbeitungseinrichtung zum Aufbereiten eines Eingangssignals zu einem Ausgangssignal und einer Schallwandlereinrichtung zum Wandeln des Ausgangssignals der Signalverarbeitungseinrichtung in ein Schallsignal, wobei mit der Signalverarbeitungseinrichtung die elektrische Eingangsimpedanz der Schallwandlereinrichtung als Maß für einen akustischen Impedanzparameter bestimmbar, aus dem Kurvenverlauf der elektrischen Eingangsimpedanz eine mechanische Resonanz ermittelbar und eine Verschiebung der mechanischen Resonanz zu einer automatischen Korrektur des Normfrequenzgangs des Hörgeräts nutzbar ist.
Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Verfahren zur Anpassung eines Hörgeräts durch Bereitstellen eines Hörgeräts, das eine Schallwandlereinrichtung aufweist, Platzieren des Hörgeräts in einem Gehörgang, Messen einer elektrischen Eingangsimpedanz der Schallwandlereinrichtung als Maß für einen akustischen Impedanzparameter des Gehörgangs, Ermitteln einer mechanischen Resonanz aus dem Kurvenverlauf der elektrischen Eingangsimpedanz und automatisches Korrigieren des Normfrequenzgangs des Hörgeräts anhand einer Verschiebung der mechanischen Resonanz gegenüber einer Normresonanz.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass zur Anpassung der individuell sich ergebende Schalldruck im Gehörgang des Patienten korrekt bestimmt werden muss. Der Schalldruck lässt sich indirekt aus der Gehörgangsimpedanz, nämlich der Impedanz, gegen die der Ausgang des Hörgeräts arbeitet, ermitteln. Hierzu wird ein Hörgerätemodell verwendet, wie es in der Anpasssoftware üblicherweise enthalten ist.
Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Hörgeräts kann in der Signalverarbeitungseinrichtung aus der elektrischen Eingangsimpedanz die akustische Impedanz des Gehörgangs vor der Schallwandlereinrichtung ermittelt werden. Damit kann auf einen separaten akustischen Wandler zur Bestimmung der akustischen Impedanz verzichtet werden.
Vorzugsweise wird in der Signalverarbeitungseinrichtung eine mechanische Resonanz aus dem Kurvenverlauf der elektrischen Eingangsimpedanz ermittelt. In der Signalverarbeitungseinrichtung kann dann eine Verschiebung der mechanischen Resonanz zu einer automatischen Korrektur des Normfrequenzgangs des Hörgeräts genutzt werden.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
FIG 1
ein vereinfachtes Ersatzschaltbild eines elektromagnetischen Hörers und
FIG 2
eine Frequenzfunktion des Betrags der elektrischen Eingangsimpedanz eines typischen Hörgerätehörers.
Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
Erfindungsgemäß wird die Tatsache genutzt, dass bei einem elektromagnetischen Wandler dessen mechanische Elemente und die daran gekoppelten schwingenden Massen die elektrische Impedanz, d. h. das Verhältnis der Spannung U zur Strom I, beeinflussen. Ein entsprechendes vereinfachtes Ersatzschaltbild des elektromagnetischen Hörers ist in FIG 1 dargestellt. Dementsprechend ergibt sich die elektrische Impedanz U/I des Hörers aus einer Serienschaltung der Spuleninduktivität Le und des Gleichstromwiderstands Re mit einer Parallelschaltung aus einer Induktivität M2nS, einer Kapazität m/M2S und eines Widerstands M2S/w. Dabei bedeuten M die elektromagnetische Wandlerkonstante, S die Membranfläche, n die Nachgiebigkeit der Membranaufhängung und des Lastvolumens, m die Membranmasse und w die Verluste. Alle Elemente sind hierzu auf elektrische Größen bezogen.
Die Ausgangsseite des in FIG 1 dargestellten Vierpols wird durch die Größen p/M entsprechend einem Strom und Mv entsprechend einer Spannung bestimmt. Dabei bedeuten p den Schalldruck und v die Schallschnelle.
Das Ersatzschaltbild macht unmittelbar deutlich, dass eine mechanische Resonanz des Systems sich unmittelbar in der elektrischen Impedanz wiederspiegelt. Dies erklärt auch den Kurvenverlauf des in FIG 2 dargestellten Betrags der elektrischen Eingangsimpedanz eines typischen Hörgerätehörers. Im niederfrequenten Bereich ist der Gleichstromwiderstand Re maßgeblich, wogegen im hochfrequenten Bereich induktives Verhalten primär verursacht durch die Spuleninduktivität Le mit einem Anstieg von ca. 6 dB/Oktave vorherrscht. Im mittelfrequenten Bereich machen sich die parallel geschalteten Komponenten von FIG 1, die das mechanische System repräsentieren, bemerkbar. Sie führen zu einem typischen Resonanzverlauf des Impedanzspektrums aufgrund der mechanischen Resonanz. Im Fall von FIG 2 liegt der Resonanz-Peak bei ca. 3200 Hz.
Die Frequenz der mechanischen Resonanz wird im Wesentlichen durch die Masse der bewegten Hörerteile, z. B. Membran, der Membranaufhängung und dem Lastvolumen, insbesondere dem Gehörgangsvolumen, bestimmt. Ist der Frequenzverlauf der elektrischen Eingangsimpedanz des sich am Normkuppler befindlichen Hörers bekannt, so können individuelle Abweichungen von dem Normvolumen anhand einer Verschiebung der mechanischen Resonanzfrequenz abgeschätzt werden. Ist das Restvolumen des Gehörgangs kleiner als das Normvolumen, verschiebt sich die Resonanzfrequenz nach oben. Andernfalls verschiebt sie sich nach unten. Zur Korrektur des Normfrequenzgangs werden die Abweichungswerte der Anpasssoftware zugeführt.
Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Einfachheit der Handhabung. Es ist nämlich kein zusätzliches Messgerät zur Bestimmung der akustischen Verhältnisse im Gehörgang notwendig. Der Schalldruck im Gehörgang kann vielmehr indirekt durch Bestimmung der elektrischen Eingangsimpedanz des Hörers mit Hilfe des Signalverarbeitungschips des Hörgeräts ermittelt werden. Dabei kann die elektrische Impedanzmessung im Normalbetrieb, d. h. in normaler Umgebung mit natürlichen Schallquellen, durchgeführt werden, wenn das Ausgangssignal des Signalverarbeitungschips genügend Energie in den interessierenden Frequenzbereichen hat. Ist dies allerdings nicht der Fall, wenn die natürliche Schallquelle beispielsweise zu leise oder zu stark verdeckt ist, so ist eine Anpassmessung mit künstlicher Beschallung des Hörgeräts notwendig.

Claims (4)

  1. Hörgerät mit
    einer Signalverarbeitungseinrichtung zum Aufbereiten eines Eingangssignals zu einem Ausgangssignal und
    einer Schallwandlereinrichtung zum Wandeln des Ausgangssignals der Signalverarbeitungseinrichtung in ein Schallsignal,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mit der Signalverarbeitungseinrichtung die elektrische Eingangsimpedanz der Schallwandlereinrichtung als Maß für einen akustischen Impedanzparameter bestimmbar, aus dem Kurvenverlauf der elektrischen Eingangsimpedanz eine mechanische Resonanz ermittelbar und eine Verschiebung der mechanischen Resonanz zu einer automatischen Korrektur des Normfrequenzgangs des Hörgeräts nutzbar ist.
  2. Hörgerät nach Anspruch 1, wobei in der Signalverarbeitungseinrichtung aus der elektrischen Eingangsimpedanz die akustische Impedanz eines Gehörgangs vor der Schallwandlereinrichtung ermittelbar ist.
  3. Verfahren zur Anpassung eines Hörgeräts durch
    Bereitstellen eines Hörgeräts, das eine Schallwandlereinrichtung aufweist, und
    Platzieren des Hörgeräts in einem Gehörgang,
    gekennzeichnet durch
    Messen einer elektrischen Eingangsimpedanz der Schallwandlereinrichtung als Maß für einen akustischen Impedanzparameter des Gehörgangs,
    Ermitteln einer mechanischen Resonanz aus dem Kurvenverlauf der elektrischen Eingangsimpedanz und
    automatisches Korrigieren des Normfrequenzgangs des Hörgeräts anhand einer Verschiebung der mechanischen Resonanz gegenüber einer Normresonanz.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei aus der elektrischen Eingangsimpedanz die akustische Impedanz eines Gehörgangs vor der Schallwandlereinrichtung ermittelt wird.
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