ERKI ERKI

Im November 2012 an der Jade Hochschule in Oldenburg gestartet ist es Ziel des Projektes, ein einfach bedienbares und weitgehend automatisiertes Verfahren zu entwickeln, mit dem das Richtungshören bei Kindern überprüft werden kann. Im Mittelpunkt steht die reproduzierbare und systematische Erfassung der akustischen Lokalisationsleistung, unabhängig von Kopf- und Rumpfstellung des Probanden. Das Diagnosesystem soll später als Ergänzung zu konventionellen Kinderaudiometrie-Anlagen in Kliniken, Arztpraxen und bei Hörgeräte-Akustikern eingesetzt werden. Angestrebt ist eine äußerst kostengünstige Lösung, die an vorhandene Anlagen angepasst werden kann.

Einer der zentral-auditiven Prozesse des binauralen Hörens stellt die Richtungswahrnehmung von Schallereignissen oder akustische Lokalisation dar. Als Richtungshören wird die Fähigkeit bezeichnet, festzustellen woher ein bestimmtes Schallereignis kommt. Hierfür werden die unterschiedlichen Schallereignisse vom Gehirn verarbeitet, die es von beiden Ohren erhält. Die beiden Ohrsignale unterscheiden sich dabei im Pegel, in der Laufzeit und in der Phase. Die Lokalisationsfähigkeit ist unter anderem von akustischen Parametern abhängig. So können hochfrequente Signale schlechter lokalisiert werden, als tieffrequente. Im Hochtonbereich werden eher die Pegelunterschiede beider Ohrsignale (ILD) und im Tieftonbereich eher die Laufzeitunterschiede (ITD) vom Hörsystem genutzt, um die Richtungen erkennen und die Schallquellen zuordnen. Apparaturen zur Messung der akustischen Lokalisation bei Kindern existieren nur in spezialisierten Einrichtungen. Des Weiteren ist die derzeit mögliche messbare Winkelauflösung mit den konventionellen Kinderaudiometrie-Anlagen sehr gering.

Zentrale Fragestellungen

• Werden virtuelle Quellen von Kindern wie wahre Quellen lokalisiert?
• Welche Zeigesysteme können verwendet werden und welche Formen des Feedbacks sind notwendig?
• Lassen sich entwicklungsabhängige Unterschiede in den Messwerten zwischen den Grundschulklassen nachweisen?
• Wie stabil sind Test-Retest-Ergebnisse? Gibt es einen Trainingseffekt?

Methoden

Bei dem Messaufbau, den wir zur Entwicklung unseres Verfahrens verwenden, sind fünf Lautsprecher (0°, ±45°, ±90°; r=1m) im Halbkreis um das Kind aufgebaut („Mainzer Kindertisch“). Dabei werden die Lautsprecher durch einen gespannten, undurchsichtigen Akustikstoff verdeckt. Mit Hilfe von Laufzeit (LSTD)- oder Pegelunterschieden (LSLD) zwischen zwei Lautsprechern werden virtuelle Schallquellen (in 5° Schritten) erzeugt. Die Aufgabe des Probanden besteht darin, die wahrgenommene Position einer Schallquelle anzugeben.

Kopf- und Zeigebewegungen der Probanden werden fortlaufend mithilfe eines Kamerasystems im infraroten Spektrum in Echtzeit (ca. 20 - 30 Bilder/ Sekunde) erfasst. Für eine robuste Bildauswertung sind die zu beobachtenden Objekte mit diskreten Merkmalen ausgestattet. Das kindgerechte Zeigeinstrument trägt sog. retroreflektierende Marker, welche vom Kamerasystem beobachtet werden. Auf dem Kopf wird eine leichte, aber formstabile Kopfbedeckung mit signalisierten Punkten getragen. Das Akustiksignal wird erst dann abgespielt, wenn eine Kopfposition mit max. Abweichung von 5° von der x-Richtung (siehe Abb.1) eingenommen wird. Aus den Bildmessungen werden über einen räumlichen Rückwärtsschnitt die Objektpunkte berechnet, aus denen die benötigten Richtungs- und Positionsangaben ableitbar sind.

Abb.1: Mainzer Kindertisch mit fünf festen Lautsprechern im 45°-Abstand und einer variablen, realen Schallquelle. Die Lautsprecher werden durch einen undurchsichtigen Akustikstoff verdeckt. Optische, sog. Retroreflektierende Marker bilden Lokatoren auf der Untersuchungseinheit, dem Zeigeinstrument und der Kopfbedeckung.