Messbox-Messungen: Eine Anleitung

Die technische Hörgeräteüberprüfung, auch bekannt als Normmessung oder Messbox-Messung, ist ein wesentlicher Bestandteil im Bereich der Audiologie. Die verschiedenen Messungen zielen darauf ab, zu bewerten, ob ein Hörgerät innerhalb definierter Toleranzen arbeitet und den Herstellerspezifikationen entsprechend funktioniert.

Sie stellen somit ein wertvolles Werkzeug für den Berufsalltag dar und stehen dem Akustiker unterstützend zur Seite.

Dieser Artikel soll einen Überblick der technischen und audiologischen Messungen im HIT-Modul liefern, welche im Alltag häufig verwendet werden und den Nutzen der daraus gewonnenen Informationen erklären.

Inhaltsangabe

• Messungen mit der Messbox
• Welche Ausstattung wird benötigt
• Normmessung nach ANSI- und IEC-Standard
• Wann sind HIT-Messungen sinnvoll
• Audiologische Messungen
• Technische Messungen
• Zusätzliche Messungen an der Messbox
• Überprüfung der Batteriespannung und der T-Spule
• Überprüfung von FM-Modulen
• Aidapter™

Messungen mit der Messbox

HIT-Messungen fallen in zwei Hauptkategorien.

Die ersten sind audiologische HIT-Messungen. Diese Messungen setzen Frequenz und Verstärkung eines Hörgeräts über einen definierten Zeitraum ins Verhältnis und sollen dessen Leistung visualisieren. Die erzeugten Messkurven können so mit den berechneten Zielkurven verglichen und abgespeichert werden, um eine sachgemäße Programmierung zu dokumentieren.

Die zweiten sind technische HIT-Messungen. Diese Messungen prüfen, ob ein Hörgerät innerhalb der normierten Herstellerangaben arbeitet. Die gemessenen Werte werden mit den Datenblättern des jeweiligen Hörgeräts verglichen, wobei diese je nach Hersteller und Bauform variieren können. Für technische Messungen wird das Hörgerät entweder auf die größtmögliche Verstärkung programmiert, oder in die Bezugsprüfverstärkung (simulierte Trageeinstellung) gebracht und die ermittelten Kurven innerhalb der international festgelegten Toleranzen liegen.

Welche Ausstattung wird benötigt

Um Messungen mittels Messbox durchführen zu können, benötigen Sie folgende Ausstattung:

• Kuppleradapter
• Referenzmikrofon
• einen Lautsprecher
• Messbox (offen / geschlossen)
• 2ccm Kuppler oder Ohrsimulator

Interacoustics bietet folgende Messbox-Lösungen für Sie an:

Tabelle 1: Geschlossene Messboxen der Firma Interacoustics.

Normmessung nach ANSI- und IEC-Standard

Zur Ermittlung der Leistungsdaten eines Hörgeräts werden zwei normierte Standards verwendet: ANSI/ASA S3.22 und IEC 60118-0.

Beide Normen bestimmen verschiedene Parameter, welche folgende Punkte beinhalten:

• Tests
• Toleranzen
• Testbedingungen
• Benötigtes Zubehör
• Messsignale / Stimuli

Wir gehen im folgenden Text näher auf die Bedeutung und Anwendungen der Messung nach der Norm IEC 60118-0 ein.

Wann sind Normmessungen sinnvoll

HIT-Messungen sind ein wesentlicher Bestandteil im Rahmen eines Versorgungsablauf bis hin zur Nachsorge.

Bereits mit der Lieferung von Hörgeräten sind die Normmessungen ein wesentlicher Teil im Berufsalltag. Während des Transports sind die Geräte verschiedenen Bedingungen ausgesetzt, einschließlich Temperaturschwankungen, Vibrationen und Erschütterungen.

Hörgeräte können empfindlich auf diese Widrigkeiten reagieren und Schäden davontragen. Somit ist eine eingehende HIT-Messung im Rahmen der Qualitätssicherung zu empfehlen. So können eventuelle technische Fehler direkt erkannt und reklamiert werden.

Sobald Hörgeräte für Kunden angepasst werden, empfiehlt es sich die individuelle Verstärkung zusätzlich zu dokumentieren. Dies kann per Kupplermessung aus dem REM-Modul erfolgen und soll in Verbindung mit der Kundenerfahrung eine nachvollziehbare Versorgung gewährleisten.

Somit ergänzen sich technische und audiologische Messungen und können zur Fehlerdiagnose und -behebung verwendet werden.

Audiologische Messungen

Audiologische Messungen erfolgen im REM-Modul und verwenden den 2ccm-Kuppler. Ziel ist es, die individuellen Verstärkungseinstellungen eines Hörgeräts zu erfassen. Dieser zusätzliche Schritt dient der Dokumentation einer erfolgten Anpassung für den weiteren Versorgungsablauf oder der Nachsorge. Wesentliche Aspekte sind:

• Informationen für andere Anpasser
• Vergleich und Auswertung der Hörsystemleistung
• Dokumentation der Hörgeräte-Einstellung für zukünftige Nachjustierungen
• Nachvollziehbarkeit, wenn der Hörsytemträger eventuelle Veränderungen anmerkt

Im Wesentlichen bestehen die audiologischen HIT-Messungen aus vier Bestandteilen.
Einer Aufzeichnung der Hörgeräteleistung bei drei verschiedenen Eingangsschalldruckpegel (Le 50/65/80 dB) und einer Messung des maximalen Ausgangsschalldruckpegels.

Durch die Verwendung der Messbox werden diese Aufzeichnungen reproduzierbar und erfolgen in einem kontrollierten Umgebungsrahmen.

Weitere Informationen zu diesen Messungen finden Sie im folgenden Video:

Technische Messungen

Die bekanntesten Messungen im Rahmen der Norm DIN EN 60118-7:2005 sind:

• OSPL 90 Wiedergabekurve
• Nennwert der maximalen Verstärkung
• Normale akustische Wiedergabekurve bei Bezugsprüfverstärkung
• Bestimmung des äquivalenten Eingangsschalldruckpegels des Eigenrauschens

Im Folgenden werden wir diese Messungen zusammenfassend beschreiben. Weitere Informationen, inklusive Demonstration, finden Sie im untenstehenden Video:

OSPL 90 Wiedergabekurve

Die OSPL-90 Messung soll bewerten, ob die Ausgangsleistung eines Hörgeräts für laute Eingangsschalldruckpegel (90 dB SPL) im festgelegten Pegelbereich liegt. Der Ausgangsschalldruckpegel in dB SPL wird in Abhängigkeit von der Frequenz in kHz ermittelt. Für diese Messung wird das Hörgerät in die Bezugsprüfverstärkung gebracht und ein Reinton-Sweep von 200-8000 Hz verwendet.

Nach erfolgter Messung wird sowohl der Nennwert der maximalen OSPL-90 berücksichtigt als auch der Nennwert der OSPL90 (HFA). Die Werte sollten Toleranzen von plus/minus 3 dB und plus/minus 4 dB einhalten. Zudem ist es sinnvoll, den gesamten Frequenzgang auf Auffälligkeiten zu prüfen.

Nennwert der maximalen Verstärkung

Die Messung zur Ermittlung der maximalen Verstärkung bewertet, wie das Hörgerät bei voller Verstärkung auf einen leisen Eingangsschalldruckpegel von 50 dB reagiert. Die Messung unterteilt sich in zwei Schritte.

1. HFA-FOG

Der HFA-FOG ist ein Mittelwert der Messergebnisse bei den Frequenzen 1000 Hz, 1600 Hz und 2500 Hz, abzüglich der 50 dB Eingangsschalldruck, um einen Verstärkungswert zu ermitteln. Die Toleranz beläuft sich auf plus/minus 5 dB.

2. Maximale Verstärkung bei größter Verstärkungseinstellung

Hier wird der Maximalwert auf der gemessenen Frequenzkurve betrachtet und vom ermittelten Wert erneut die 50 dB des Eingangssignals abgezogen. Die Toleranz beläuft sich auf maximal plus/minus 3 dB. Für ein vollständiges Ergebnis kann noch die Frequenz angegeben werden.

Normale akustische Wiedergabekurve bei Bezugsprüfverstärkung

Die Ermittlung einer Wiedergabekurve bei Bezugsprüfverstärkung ist die letzte relevante Messung zur Bestimmung der korrekten Verstärkungseigenschaften eines Hörgeräts. Die Messung erfolgt mit einem Sinussweep und einem Eingangsschalldruckpegel von 60 dB, um eine Trageeinstellung zu simulieren. Der Sinussweep soll mindestens von 200 Hz bis 5000 Hz gehen. Im Rahmen dieser Messung werden zwei Werte ermittelt.

1. Nennwert der Bezugsprüfverstärkung

Die Frequenzkurve der Bezugsprüfverstärkung sollte, gemittelt aus den SPL-Werten der Frequenzen 1000 Hz, 1600 Hz und 2500 Hz, 17 dB unter der Messkurve der OSPL90-Messung liegen. Die Toleranz beträgt plus/minus 1,5 dB.

Da es sich um Verstärkungswerte handelt, muss zudem der Le von 60 dB abgezogen werden. Dies kann zu Beginn der Rechnung passieren, oder am Ende vom Ergebnis abgezogen werden.

2. Nennwert der Bandbreitenfrequenz

Zur Bestimmung der Bandbreiten-Frequenzen benötigen wir erneut den zuvor ermittelten HFA-La. Von diesem werden 20 dB abgezogen und anschließend die tiefste (f1), sowie höchste (f2) Schnitt-Frequenz ermittelt.

Sollte f1 unterhalb von 200 Hz liegen, so wird der Wert weniger als 200 Hz angegeben. Sollte f2 oberhalb von 5000 Hz liegen, so wird der Wert als größer als 5000 Hz angegeben.

Bestimmung des äquivalenten Eingangsschalldruckpegels des Eigenrauschens

Auch moderne Hörgeräte produzieren, unabhängig von aufgenommenen Eingangspegeln, ein Eigenrauschen an den Mikrofonen. Um dieses Eigenrauschen messtechnisch greifbar zu machen, muss das Hörgerät zunächst in die Bezugsprüfverstärkung gebracht werden.

Anschließend erfolgt ein Sinusdurchlauf von mindestens 200 Hz bis 5000 Hz bei einem Eingangspegel von 50 dB. Das Signal wird anschließend deaktiviert und der Ausgangsschalldruckpegel des Hörgeräts im eingeschwungenen Zustand wird gemessen. Daraus leitet sich der Wert Lno (Level Noise Output) ab.

Um einen Wert für das Eigenrauschen zu erhalten, wird nun folgende Formel verwendet:

Lni = Lno – V

Lni steht für den äquivalenten Eingangschalldruckpegel des Eigenrauschens, V für die HFA-Verstärkung. Dieser Prozess findet automatisch statt und kann, im Gegensatz zu den vorherigen Messungen, nicht manuell ermittelt werden.

Zusätzliche HIT-Messungen

Die oben aufgeführten Messungen zählen zu den meistverbreiteten technischen Überprüfungen von Hörgeräten im HIT-Modul. Ergänzend betrachten wir nun weitere Messungen, welche durchgeführt werden können:

• Le / La
• Klirrfaktor
• Ein- / Ausschwingzeit

Jede Messung wird im folgenden Teil kurz erklärt. Ergänzend können Sie im Video eine Live-Demonstration sehen mit einer Bewertung der zu erwartenden Ergebnisse:

Le / La

Der Le / La Graf zeigt die Verstärkung eines Hörgeräts bei einzelnen Frequenzen und verschiedenen Eingangspegeln. So können Kompressionsverhältnisse (z.B. Kniepunkte) visualisiert werden.

In der Regel startet die Messung bei einem Eingangsschalldruckpegel weniger als 50dB SPL und steigert sich in 10 dB-Schritten bis 90 dB SPL. Neben relevanten Informationen über die Kompression, kann in dieser Messung auch die einsetzende Ausgangsschalldruckpegelbegrenzung (MPO) bemessen werden.

Klirrfaktor

Der Klirrfaktor beschreibt harmonische Verzerrung eines Hörgeräts im Ausgangssignal, welche im Eingangssignal nicht enthalten sind. Häufigste Ursache hierfür sind mechanische Reibungsgeräusche, welche im Sättigungsbereich des Hörers entstehen können.

Um den Klirrfaktor eines Hörgeräts zu bestimmen, muss sich dieses zunächst in der Bezugsprüfverstärkung befinden und wir anschließend mit drei Stimuli in Form eines Reintons beschallt:

1. 500 Hz: 70 dB SPL
2. 800 Hz: 70 dB SPL
3. 1600 Hz: 65 dB SPL

Jeder Durchlauf bewertet eine einzelne Frequenz und gibt den absoluten Verzerrungswert in Prozent an, wobei dieser die Toleranz nicht um 3% übersteigen sollte.

Ein- / Ausschwingzeit

Die Ein- und Ausschwingzeit beschreibt die Reaktionsgeschwindigkeit des Verstärkers in einem Hörgerät auf sich ändernde Eingangsschalldruckpegel. Es wird der Ausgangspegel in dB SPL gemessen und in ein Zeitverhältnis (Millisekunden) gesetzt, während das Hörgerät in der Bezugsprüfverstärkung arbeitet.

Nach einem Pegelsprung von 55dB auf 90dB wird der L_A über die Zeit gemessen, bis der eingeschwungene Zustand erreicht ist. Aus der Hüllkurve des Ausgangssignales wird die Anstiegs- und Abfallzeit bestimmt.

Aus der Messung leiten sich folgende Informationen ab.

Einschwingzeit

Zeit, die benötigt wird, um das Ausgangssignal zu stabilisieren nach einem Pegelsprung (Toleranz plus/minus 3 dB).

Ausschwingzeit

Zeit, die benötigt wird, um das Ausgangssignal zu stabilisieren, nachdem der Eingangspegel wieder seine Ursprungslautstärke erreicht (Toleranz plus/minus 3 dB).

Batterie- und T-Spulen Messungen

Technische HIT-Messungen können zudem verwendet werden, um den Stromverbrauch eines Hörgeräts zu testen oder die Funktionsfähigkeit der T-Spule zu prüfen. Sie sind besonders nützlich, um eventuelle Fehler(-quellen) zu finden. Wir betrachten im Folgenden zwei Messungen genauer:

1. Nennwert der Batteriestromstärke
2. Nennwert des maximalen induktiv-akustischen Übertragungsmaßes

In dem Video können Sie eine Durchführung der Tests verfolgen mit zusätzlichen Informationen.

Batteriestromverbrauch

Bei dieser Messung betrachten wir den Stromverbrauch des Hörgeräts in der Bezugsprüfverstärkung in Milliampere. Für diese Messung wird ein Adapter benötigt, welcher an der Batterie und dem Kontakt des Hörgeräts zwischengeschaltet wird.

Die Hersteller geben in der Regel Werte an, welche den Verbrauch im Betrieb und Ruhe angeben. Besonders wenn Hörgeräteträger einen erhöhten Batterieverbrauch bemängeln, ist diese Messung ein guter Indikator für eventuelle Schäden.

Um den Stromverbrauch ansatzweise realistisch bestimmen zu können, muss die Einstellung des Hörgeräts eine Trageeinstellung simulieren. Die Verbrauchsmessung erfolgt anschließend automatisch.

Bestimmung des maximalen HFA-induktiv-akustischen Übertragungsmaßes der Telefonspule (MASL)

Für diese Messung muss das Hörgerät in die Messeinstellung (FOG) gebracht werden und die T-Spule aktiviert sein. Es folgt ein Frequenzdurchlauf mit einem „induktiven“ Sinussweep bei einer Eingangsfeldstärke von 10 mA/m.

Nach der erfolgten Messung wird das Ergebnis automatisch ermittelt. Alternativ kann der Wert manuell mit folgender Formel ermittelt werden:

MASL = D – 20 dB

FM-Systeme und T-Spule

Viele Menschen mit leichter oder moderater Hörminderung haben besonders in kleinen und ruhigen Räumen keine Schwierigkeiten dem Gesprochenen zu folgen. Gleiches gilt für Gespräche in ruhigen Situationen, bei denen nicht mehr als zwei Leute teilnehmen.

Sobald es jedoch um größere Räume mit vielen Personen und dementsprechend lauterer Umgebung geht, werden diese Menschen Schwierigkeiten haben, den Gesprächen zu folgen. Aus diesem Grund werden Übertragungseinheiten verwendet, um den Signal-Rausch-Abstand (SNR) für Hörgeräteträger signifikant zu verbessern.

So wird Sprache, in der Regel über ein externes Mikrofon, direkt beim Redner aufgenommen und an den Empfänger des Hörgeräts transportiert, ohne die Klangeinbußen über den „normalen“ Weg der Luftleitung. Nebengeräusche können gefiltert werden und rücken so in den Hintergrund.

Häufig findet diese Übertragung über klassische FM-Anlagen statt, so zum Beispiel in Schulen oder öffentlichen Einrichtungen. Jedoch werden auch zunehmend alternative Wireless-Lösungen verwendet, etwa über Bluetooth.

Weitere Information über FM-Systeme und deren Bewertung finden Sie im folgenden Video:

Aidapter™

Der Aidapter wurde speziell für Hörgeräte mit Dünnschläuchen oder externen Hörern entwickelt, da diese Bauformen den BTE-Kuppleradapter nicht verwenden können.

In den meisten Fällen wird Typenreiniger verwendet, um eine Abdichtung der Schallquelle zu ermöglichen. Für eine bessere Reproduzierbarkeit, Abdichtung und Platzierung am 2ccm Kuppler haben wir den Aidapter entwickelt.

Weitere Informationen für die Verwendung des Aidapter finden Sie im folgenden Video:

Die unterschätzte Bedeutung der Messbox

Angesichts der vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten im Berufsalltag zeigt sich, wie wichtig eine Einbindung der Messbox in die Abläufe sein kann. So kann neben der technischen Eingangskontrolle von Hörgeräten auch eine Verifizierung der Versorgung für eine optimale Nachsorge erfolgen und ein gesichertes Qualitätsmanagement stattfinden.