Simulation von Sprachverstehen mit Cochleaimplantat

Zusammenfassung

Hintergrund

Nach hörerhaltender Cochleaimplantation mit dem Ziel der kombinierten elektrisch-akustischen Stimulation (EAS) vermittelt das residuale akustische Hörvermögen im tieferen Frequenzbereich Sprachgrundfrequenz-Information. Mit Hilfe von akustischen Simulationen der EAS-Hörempfindung lässt sich der Einfluss von Frequenz- und Pegelfeinstruktur des Sprachsignals systematisch untersuchen.

Ziel der Arbeit

Ziel ist die Messung der Sprachverständlichkeitsschwelle (SVS) unter verschiedenen Störschallbedingungen bei Variation der Frequenz- und Pegelinformation der Sprach-Grundfrequenzkomponente f0 mittels akustischer Simulation der EAS-Versorgung. Ermittelt werden soll, inwieweit eine Modifikation der f0-Feinstruktur die SVS beeinträchtigt.

Material und Methoden

Mithilfe der Teilton-Zeitmuster-Analyse wurde eine akustische EAS-Simulation aus dem Sprachmaterial des Oldenburger Satztests (OLSA) generiert, zusätzlich wurde der f0-Verlaufs des Sprachmaterials bestimmt. Im Anschluss wurden in den f0-Konturverläufen entweder Frequenz oder Pegel fixiert, um jeweils eine der beiden Feinkontur-Informationen des Sprachsignals zu entfernen. Die so bearbeiteten OLSA-Sätze wurden verwendet, um die SVS im Störgeräusch zu bestimmen. Geprüft wurden die Bedingungen „f0 Frequenzkontur fixiert“ und „f0 Pegelkontur fixiert“ in 2 verschiedenen Bedingungen („Störschall amplitudenmoduliert“, „Störschall quasi-kontinuierlich“) geprüft. An den Versuchen nahmen 24 Normalhörende teil.

Ergebnisse

Die SVS im Störgeräusch ist für die Bedingung „f0 Frequenzkontur fixiert“ sowohl im kontinuierlichen mit 2,7 dB als auch im modulierten Störgeräusch mit 0,8 dB im Trend günstiger als bei „f0 Pegelkontur fixiert“ mit 3,7 und 2,9 dB.

Diskussion

Bei der Simulation von Sprachverstehen mit Cochleaimplantat (CI) und akustischer Komponente hat die Pegelinformation der Grundfrequenzkomponente stärkeren Einfluss auf das Sprachverstehen als die Frequenzinformation. Die Simulation der Übertragung von CI ermöglicht es zu untersuchen, wie verschiedene Parameter das Sprachverstehen beeinflussen.

Abstract

Background

After implantation of cochlear implants with hearing preservation for combined electronic acoustic stimulation (EAS), the residual acoustic hearing ability relays fundamental speech frequency information in the low frequency range. With the help of acoustic simulation of EAS hearing perception the impact of frequency and level fine structure of speech signals can be systematically examined.

Objective

The aim of this study was to measure the speech reception threshold (SRT) under various noise conditions with acoustic EAS simulation by variation of the frequency and level information of the fundamental frequency f0 of speech. The study was carried out to determine to what extent the SRT is impaired by modification of the f0 fine structure.

Material and methods

Using partial tone time pattern analysis an acoustic EAS simulation of the speech material from the Oldenburg sentence test (OLSA) was generated. In addition, determination of the f0 curve of the speech material was conducted. Subsequently, either the parameter frequency or level of f0 was fixed in order to remove one of the two fine contour information of the speech signal. The processed OLSA sentences were used to determine the SRT in background noise under various test conditions. The conditions “f0 fixed frequency” and “f0 fixed level” were tested under two different situations, under “amplitude modulated background noise” and “continuous background noise” conditions. A total of 24 subjects with normal hearing participated in the study.

Results

The SRT in background noise for the condition “f0 fixed frequency” was more favorable in continuous noise with 2.7 dB and in modulated noise with 0.8 dB compared to the condition “f0 fixed level” with 3.7 dB and 2.9 dB, respectively.

Discussion

In the simulation of speech perception with cochlear implants and acoustic components, the level information of the fundamental frequency had a stronger impact on speech intelligibility than the frequency information. The method of simulation of transmission of cochlear implants allows investigation of how various parameters influence speech intelligibility in subjects with normal hearing.