WO1998003114A1 - Verfahren und vorrichtung zur erkennung eines reflexes des menschlichen stapedius-muskels - Google Patents
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- WO1998003114A1 WO1998003114A1 PCT/DE1997/001450 DE9701450W WO9803114A1 WO 1998003114 A1 WO1998003114 A1 WO 1998003114A1 DE 9701450 W DE9701450 W DE 9701450W WO 9803114 A1 WO9803114 A1 WO 9803114A1
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/12—Audiometering
Definitions
- the invention relates to a method for detecting a reflex of the human Stapedius muscle, in particular for a hearing test in which the reflex is triggered by means of an acoustic signal and the impedance or the impedance change resulting from the reflex on by means of a further acoustic signal Eardrum is measured.
- the invention further relates to a device for detecting a reflex of the human Stapedius muscle with a signal transmitter for transmitting acoustic signals or sounds and with a signal receiver, preferably a microphone, preferably for carrying out the aforementioned method.
- a reflex of the human Stapedius muscle is used, which can be caused by an acoustic stimulus, whereby sound stimuli are conventionally presented that exceed a level of 80 or 90 dB HL (hearmg level).
- the level threshold above which the reflex of the Stapedius muscle can be observed is called the acoustic reflex threshold.
- the Stapedius muscle is the smallest muscle in the human body. It is located in the middle ear and is connected to stapes, one of the ossicles. A tension in this muscle changes the mechanical properties of the ossicular chain and thus also the acoustic impedance on the eardrum. To put it simply, it can be said that, depending on the tension in the Stapedius muscle, the sound reflection properties of the eardrum change, which changes not only the strength, that is, the amplitude, of a reflected sound, but also its phase compared to the phase of the reflected signal when the sound is relaxed Staped us muscle.
- This described behavior of the Stapedius muscle and the resulting change in impedance is used in the Stapedius reflex audiometry for the measurement, for example as part of a hearing test or other scientific function test of a human ear.
- the procedure is such that a continuous measuring tone with a frequency of, for example, 226 Hz is emitted, which has a relatively lower level, which is not sufficient to trigger the muscle reflex, and in addition produces a short signal during the duration of the measuring tone and is sent out to trigger the Stapedius reflex.
- This signal often has a volume level well above 80 dB HL and has a different frequency, for example the audio program frequencies 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz and 4 kHz.
- the test signal can also be broadband (e.g. noise) and may be repeated at short intervals.
- the change in impedance on the eardrum changes due to signal reception, for example by means of a microphone, when the signal is mostly closed Sound course received.
- the change in amplitude of the measuring tone reflected on the eardrum is measured.
- This measurement method is not very sensitive due to the very small changes in the reflected measurement tone, so that a Stapedius reflex is not always reliably recognizable.
- the level used for the test tone often reaches the range of the discomfort threshold, which is rated as uncomfortable or unbearable by test subjects.
- the conventional Stapedius reflex audiometry method can therefore not be used without restriction in some test subjects, especially in patients who have had a short fall recently.
- the invention has for its object to further improve the Stapedius reflex audio etrie method for practice.
- This object is achieved according to the invention in that at least two chronologically consecutive or overlapping acoustic signals are used, which are essentially identical, and in that the information about a possible change in impedance on the eardrum by means of a difference between the sound profiles achieved and registered by the signals is won.
- two identical partial acoustic signals are presented in quick succession. These can be two short sound pulses of identical frequency or two identical sections in a periodic signal (e.g. a tone or tone complex).
- the chronological sequence of the signals used takes advantage of the fact that the Stapedius reflex requires a certain reaction time in order to react to the first signal.
- the time interval between the signals is therefore adjusted in such a way that the second signal is emitted precisely when it can be assumed that the Stapedius muscle has had enough reaction time to react to the first S signal, provided that it is due to such a reaction the conditions in the respective ear or the level used is in the position at all.
- the signal parts recorded by the signal pfanger for example a microphone, are stored in a first analysis step, for example in a digital recording device, and are subtracted from one another. A coupling between the sound-emitting device and the sound-recording device must be ensured.
- the difference between the recorded signals contains only a noise component in a system that reacts in the same way to the first and second signal parts. When the system is changed, for example by a Stapedius reflex, which was triggered by the first signal part, the difference signal is greater than the aforementioned noise.
- the advantage of this method according to the invention is, for example, that a significantly lower level can be used in comparison to conventional Stapedius reflex audio transmission. This means that there is a clearer distance with the level used to the discomfort threshold is observed, so that the method according to the invention is more pleasant for the test subjects and also increases the amount of test subjects to be used.
- the method according to the invention has the particular advantage that not only a possible change in amplitude can be registered in this way, as in the conventional method, but also a phase shift, which is also caused by the change in tension of the eardrum. This phase shift may result in a much larger and therefore better recordable difference signal.
- the time interval between the signals is preferably chosen to be in the order of magnitude of approximately 100 ms, it being possible for a plurality of signals which are staggered in time to be used in order to record the reflection curve. Two successive, separate, independent measurements should be spaced apart from one another to such an extent that there is a certain recovery phase for the Stapedius muscle. The time interval should then be at least half a second. On the other hand, it is definitely worthwhile to carry out several measurements according to the invention in order to obtain a more precise measurement result (in particular with regard to statistical errors) (averaging the difference signals).
- a device for recognizing a reflex of the human Stapedius muscle, in particular for carrying out the above-described method according to the invention, is characterized by a time control device for emitting two in one Predeterminable time interval between successive acoustic signals by means of the signal transmitter and by a subtraction device for forming the difference between the sound curve obtained by the temporally first signal received by the signal receiver and the sound curve obtained by the second signal.
- a particular advantage of the method according to the invention and also the device according to the invention is that for the method according to the invention and thus as the device according to the invention essentially a device for recording otoacoustic emissions is used, in which it is quite common to use different acoustic signals at defined time intervals from one another send out.
- otoacoustic devices of this type are, because of the completely different measuring method and objective, obviously suitable for Stapedius reflex audiometry.
- the signals used for the otoacoustic measurements have a lower stimulation level.
- an otoacoustic measuring device for the method according to the invention such a device had to be designed and modified in particular with regard to the transmission of signals at higher levels. Nevertheless, the possible use of existing equipment means that the process according to the invention can be converted into commercial use can be carried out quickly.
- the method according to the invention can be carried out at least as quickly as the conventional Stapedius reflex audiometry, so that the duration of the session for the test subject does not have to be extended.
- 1 shows the middle and inner ear area of a human ear
- FIG. 2 shows the signal application in a conventional Stapedius reflex audiometry and in comparison with this in the method according to the invention
- FIG. 3 shows the result of a conventional Stapedius reflex measurement after a signal input according to FIG. 2a
- Fig. 4 shows a measurement result according to the inventive method after a signal input according to Fig. 2b and
- 5 shows the signal differences obtained as a result of measurements according to the invention as a function of the stimulus level.
- FIG. 1 shows the middle and inner ear area of a human ear.
- the eardrum 1, the tympanic cavity 2 with the one located therein, can be seen in the drawing the eardrum 1 coupled to the ossicle 3 and the stapedius muscle 4 attached to the stapes, one of the ossicles.
- the outer auditory canal 5, the snail 6, the labyrinth 7 and the Eustachian tubes 8 can also be seen.
- an acoustic signal transmitter and an acoustic signal receiver are usually inserted into the auditory canal 5 in order to transmit acoustic signals to the eardrum 5 and by registering the sound curve resulting thereby in the auditory canal 5 to record or measure the impedance of the eardrum 1.
- FIG. 2 shows in the context of FIG. 2a) the signal application in a conventional Stapedius reflex audiometry and in the area of FIG. 2b) the signal application in the method according to the invention.
- a continuous measuring tone 9 is used, the possible change of which in its sound course is measured after a possible stapedo reflex.
- the Stapedius reflex is triggered by a separate short-term test tone 10.
- the measuring tone 9 and the test tone 10 differ in their frequencies and also in their frequencies Amplitudes that are plotted against the ordinate.
- the test tone 10 has a much higher frequency and a much higher level, for example in the range 90 dB HL plus minus about 10 dB.
- both tone pulses 11, 12 can have a significantly lower volume level than the test tone 10 in the conventional method, e.g. a level about 8 dB lower.
- the time interval between the second tone pulse 12 and the first tone pulse 11 in the method according to the invention is matched to this reaction time.
- the sound pulse 12 is emitted when a Stapedius reflex is to be expected after a sufficient reaction time.
- the time interval between the two sound pulses 11 and 12 is approximately in the order of 100 ms.
- sound pulses 11, 12 do not necessarily have to be used as signals, and separate acoustic wave trains do not necessarily have to be emitted. Rather, it is possible to send out any signals which, however, were generated identically in at least two temporally successive or overlapping time segments. the .
- These sections can be defined or "cut out” in their time interval and their time extension from a continuous wave train using suitable electronic means.
- FIG. 3 shows an example of a measurement result based on a conventional measurement with an input signal curve as in FIG. 2a).
- the change in the continuous measuring tone 9 to be registered and measured for the measurement which results from a Stapedius reflex stimulated by the test tone 10
- the change in the continuous measuring tone 9 to be registered and measured for the measurement is extremely difficult to recognize and measure, because only changes in amplitude can be taken into account that are small in percentage compared to the original amplitude, so that the corresponding measurement errors are largely included in the measurements.
- FIG. 4 shows an example of a measurement result of a method according to the invention, in which a signal curve according to FIG. 2b) has been used as the input signal curve.
- the difference between the signal 11 and the signal 12 which has been changed by the Stapedius reflex previously triggered by the signal 11 or the sound curves resulting respectively from the signals 11, 12, namely before and after the Stapedius reflex, is measured in the outer auditory canal 5, taking into account that the two signals 11, 12 are identical when they are emitted.
- the difference to be measured is significantly different from zero in the case of a functioning Stapedius reflex, although the input signals were, as said, identical because the impedance on the eardrum has changed due to the reflex.
- the level of the signals 11, 12 in dB HL (hearing level) is plotted on the ordinate in FIG. 4.
- the time course of the difference signal is plotted on the abscissa in milliseconds.
- the reflex threshold for signals 11, 12 used, with a frequency of 1 kHz is approximately 65 dB HL.
- the desired Stapedius reflex only occurs at a higher signal level. If a correspondingly higher level is used, a clear difference signal is immediately obtained, provided the reflex is actually triggered in a healthy ear.
- the contraction of the Stapedius muscle can be observed with a significantly lower signal level compared to a conventional method.
- the level to be used can therefore be more clearly below the "discomfort threshold".
- this enables the method according to the invention to be used in subjects who must not be measured at higher levels due to hearing loss.
- the duration of a measurement according to the method according to the invention corresponds approximately to the duration of a measurement in a conventional method.
- the number of measurements to be averaged in order to minimize the statistical error could be reduced, so that this would ultimately result in a shorter overall measurement period.
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines Reflexes des menschlichen Stapedius-Muskels (4), insbesondere für einen Hörtest, bei dem mittels eines akutischen Signales der Reflex ausgelöst wird und mittels eines weiteren akustischen Signales die Impedanz bzw. die sich aufgrund des Reflexes ergebende Impedanzveränderung am Trommelfell (1) gemessen wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Stapedius-Reflex-Audiometrie-Methode für die Praxis weiter zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass wenigstens zwei zeitlich aufeinanderfolgende oder einander überlappende akustische Signale (11, 12) verwendet werden, die im wesentlichen identisch sind, und dass die Information über eine eventuelle Impedanzveränderung am Trommelfell (1) mittels einer Differenzbildung zwischen den durch die Signale erzielten und registrierten Schallverläufe gewonnen wird.
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung eines Reflexes des menschlichen Stapedius-Muskels
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines Reflexes des menschlichen Stapedius-Muskels, insbesondere für einen Hörtest, bei dem mittels eines akustischen Signales der Reflex ausgelost wird und mittels eines weiteren akustischen Signales die Impedanz bzw. die sich aufgrund des Reflexes ergebende Impedanz- Veränderung am Trommelfell gemessen wird.
Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Erkennung eines Reflexes des menschlichen Stapedius- Muskels mit einem Signalsender zur Aussendung aku- stischer Signale oder Tone und mit einem Signal- empfanger, vorzugsweise einem Mikrofon, vorzugsweise zur Durchfuhrung des vorgenannten Verfahrens.
Bei der gattungsgemaßen Stapedius-Reflex-Audiometrie , wird ein Reflex des menschlichen Stapedius-Muskels genutzt, der durch einen akustischen Reiz hervorgerufen werden kann, wobei herkommlicherweise Schallreize dargeboten werden, die einen Pegel von 80 oder 90 dB HL (hearmg level) übersteigen.
Die Pegelschwelle, oberhalb der der Reflex des Stapedius-Muskels beobachtet werden kann, wird als akustische Reflexschwelle bezeichnet.
Bei dem Stapedius-Muskel handelt es sich um den kleinsten Muskel im menschlichen Körper. Er befindet sich im Mittelohr und ist mit dem Stapes, einem der Gehor- knochelchen, verbunden. Eine Anspannung dieses Muskels
verändert die mechanischen Eigenschaften der Gehorkno- chelchenkette und damit auch die akustische Impedanz am Trommelfell. Vereinfacht kann gesagt werden, daß je nach Anspannung des Stapedius-Muskels die Schallreflexions- eigenschaften des Trommelfelles sich verandern, was nicht nur die Starke, also die Amplitude eines reflektierten Schalles verändert, sondern auch dessen Phase im Vergleich zu der Phase des reflektierten Signals bei entspanntem Staped us-Muskel .
Dieses geschilderte Verhalten des Stapedius-Muskels und die daraus resultierende Impedanzanderung wird bei der Stapedius-Reflex-Audiometrie für die Messung ausgenutzt, beispielsweise im Rahmen eines Hortestes oder sonstigen wissenschaftlichen Funktionstests eines menschlichen Ohres.
Herkommlicherweise wird dabei so vorgegangen, daß ein Dauer-Meßton mit einer Frequenz von beispielsweise 226 Hz ausgesandt wird, der einen relativ niedrigeren Pegel aufweist, der nicht ausreichend ist, den Muskelreflex auszulosen, und daß zusätzlich ein kurzes Signal wahrend der Dauer des Meßtones produziert und ausgesandt wird, um den Stapedius-Reflex auszulosen. Dieses Signal hat häufig einen Lautstarkepegel weit über 80 dB HL und weist eine andere Frequenz auf, beispielsweise die Audiögrammfrequenzen 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz und 4 kHz. Das Testsignal kann auch breitbandig sein (z.B. Rauschen) und wird eventuell in kurzen Abstanden wiederholt.
Sobald durch das Signal der Stapedius-Reflex ausgelost ist, v-erandert sich aufgrund der veränderten Impedanz am Trommelfell der durch einen Signalempfange , beispielsweise durch ein Mikrofon, bei zumeist abgeschlossenem
Gehorgang empfangene Schallverlauf. Gemessen wird dabei die Amplitudenveranderung des am Trommelfell reflektierten Meßtones.
Diese Meßmethode ist aufgrund der sehr kleinen Veränderungen des reflektierten Meßtones wenig sensitiv, so daß ein Stapedius-Reflex nicht immer sicher erkennbar ist.
Zudem erreicht der für den Testton verwendete Pegel häufig den Bereich der Unbehaglichkeitsschwelle , der von Probanden als unangenehm bzw. unerträglich eingestuft wird. Das herkömmliche Stapedius-Reflex-Audiometrie- Verfahren laßt sich deshalb bei manchen Probanden nicht uneingeschränkt anwenden, insbesondere bei Patienten, die kurz zuvor einen Horsturz hatten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Stapedius- Reflex-Audio etrie-Methode für die Praxis weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfmdungsgemaß dadurch gelost, daß wenigstens zwei zeitlich aufeinanderfolgende oder einander überlappende akustische Signale verwendet werden, die im wesentlichen identisch sind, und daß die Infor- ation über eine eventuelle Impedanzanderung am Trommelfell mittels einer Differenzbildung zwischen den durch die Signale erzielten und registrierten Schallverlaufe gewonnen wird.
Anders als bei dem herkömmlichen Verfahren wird nicht zwischen Meßsignal und Testsignal unterschieden. Statt dessen werden zwei identische akustische Teilsignale in schneller Abfolge präsentiert. Dies können zwei kurze Tonpulse identischer Frequenz sein oder auch zwei
identische Abschnitte in einem periodischen Signal (z.B. ein Ton oder Tonkomplex).
Die zeitliche Abfolge der verwendeten Signale nutzt aus, daß der Stapedius-Reflex eine gewisse Reaktionszeit benotigt, um auf das erste Signal zu reagieren. Der zeitliche Abstand zwischen den Signalen wird daher so abgestimmt, daß das zweite Signal zeitlich gerade dann ausgesandt wird, wenn davon auszugehen ist, daß der Stapedius-Muskel genügend Reaktionszeit hatte, um auf das erste Ssignal zu reagieren, sofern er zu einer solchen Reaktion aufgrund der im jeweiligen Ohr vorhandenen Gegebenheiten bzw. des verwendeten Pegels überhaupt in der Lage ist.
Die von dem Signale pfanger , beispielsweise einem Mikrofon, aufgezeichneten Signalteile werden in einem ersten Analyseschritt gespeichert, beispielsweise m t einem digitalen Aufzeichnungsgerat , und voneinander abgezogen. Dabei muß eine Koppelung zwischen dem schallaussendenden Gerat und dem schallaufzeichnenden Gerat gewährleistet sein. Die Differenz der aufgezeichneten Signale enthalt in einem System, das auf den ersten und zweiten Signalteil gleich reagiert, nur einen Rauschanteil . Bei Veränderung des Systems, beispielsweise durch einen Stapedius-Reflex, der durch den ersten Signalteil ausgelost wurde, ist das Differenzsignal großer als das zuvor erwähnte Rauschen.
Der Vorteil bei diesem erfmdungsgemaßen Verfahren besteht beispielsweise darin, daß im Vergleich zur herkömmlichen Stapedius-Reflex-Audio etrie ein deutlich niedrigerer Pegel verwendet werden kann. Dies bedeutet, daß mit dem verwendeten Pegel ein deutlicherer Abstand
zu der Unbehaglichkeitsschwelle eingehalten wird, so daß das erfindungsgemaße Verfahren für die Probanden angenehmer ist und auch die Menge der zu verwendenden Probanden vergrößert st.
Das erfindungsgemaße Verfahren hat insbesondere den Vorteil, daß auf diese Weise nicht nur, wie beim herkömmlichen Verfahren, eine eventuelle Amplitudenver- anderung registrierbar ist, sondern auch eine Phasenver- Schiebung, die ebenfalls durch die Spannungsveranderung des Trommelfelles hervorgerufen wird. Diese Phasenverschiebung bewirkt unter Umstanden ein viel größeres und daher besser registrierbares Differenzsignal.
Vorzugsweise wird der zeitliche Abstand zwischen den Signalen in der Größenordnung von etwa 100 ms gewählt werden, wobei eventuell auch mehrere zeitlich nacheinander gestaffelte Signale verwendet werden können, um den Reflexverlauf zu erfassen. Zwei aufeinanderfolgende getrennte, unabhängige Messungen sollten zeitlich soweit voneinander beabstandet sein, daß für den Stapedius- Muskel eine gewisse Erholungsphase vorliegt. Der zeitliche Abstand sollte danach etwa mindestens eine halbe Sekunde betragen. Andererseits ist es durchaus wun- sehenswert, mehrere erfindungsgemaße Messungen durchzufuhren, um, insbesondere im Hinblick auf statistische Fehler, ein genaueres Meßergebnis zu erhalten (Mittelung der Differenzsignale).
Eine erfindungsgemaße Vorrichtung zur Erkennung eines Reflexes des menschlichen Stapedius-Muskels, insbesondere zur Durchfuhrung des vorgeschilderten erfindungs- gemaßen Verfahrens, zeichnet sich aus durch eine Zeit- steuerungseinrichtung zur Aussendung zweier in einem
vorbestimmbaren Zeitabstand aufeinanderfolgender akustischer Signale mittels des Signalsenders und durch eine Subtraktionseinrichtung zur Differenzbildung zwischen dem durch das zeitlich erste Signal erhaltenen, durch den Signalempfanger empfangenen Schallverlauf, und dem durch das zweite Signal erhaltenen Schallverlauf. Die entsprechenden Vorteile sind bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemaßen Verfahren gechildert worden.
Beispielsweise elektronisch einfach zu verwirklichen ist eine solche Zeitsteuerung, die sicherstellt, daß in einem definierten zeitlichen Abstand zwei im wesentlichen identische Signale ausgesandt werden.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemaßen Verfahrens und auch der erfindungsgemaßen Vorrichtung liegt darin, daß für das erfindungsgemaße Verfahren und somit als erfindungsgemaße Vorrichtung im wesentlichen eine Vorrichtung zur Aufzeichnung otoakustischer Emissionen verwendet wird, bei denen es durchaus üblich ist, verschiedene akustische Signale in definierten zeitlichen Abstanden zueinander auszusenden. Allerdings sind derartige otoakustische Vorrichtungen aufgrund der völlig anderen Meßmethode und Zielsetzung nacht nahe- liegenderweise für eine Stapedius-Reflex-Audiometrie geeignet. Zudem weisen die für die otoakustischen Messungen verwendeten Signale einen niedrigeren Reizpegel auf. Bei der Verwendung einer otoakustischen Meßvorrichtung für das erfindungsgemäße Verfahren mußte also eine solche Vorrichtung insbesondere im Hinblick auf die Aussendung von Signalen mit höheren Pegeln ausgelegt und verändert werden. Dennoch ist durch die mögliche Nutzung vorhandener Apparaturen die Umsetzung des erfin- dungsgemaßen Verfahrens in die gewerbliche Anwendung
schnell durchfuhrbar.
Ergänzend erwähnt werden kann noch, daß die erfmdungs- gemaße Methode mindestens genauso schnell durchgeführt werden kann, wie die herkömmliche Stapedius-Reflex- Audiometrie, so daß die Sitzungsdauer für den Probanden nicht verlängert werden muß.
Zeichnerische Erläuterungen für das erfindungsgemaße Verfahren, aus denen sich auch weitere erfinderische Merkmale ergeben, sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen :
Fig. 1 den Mittel- und Innenohrbereich eines menschlichen Ohres,
Fig. 2 die Signalbeaufschlagung bei einer herkömmlichen Stapedius-Reflex-Audiometrie und im Vergleich dazu bei dem erfindungs- gemaßen Verfahren, Fig. 3 das Ergebnis einer herkömmlichen Stapedius-Reflex-Messung nach einer Signaleingabe gemäß Fig. 2a,
Fig. 4 ein Meßergebnis gemäß des erfindungsgemaßen Verfahrens nach einer Signaleingabe gemäß Fig. 2b und
Fig. 5 die als Ergebnis erfindungsgemäßer Messungen erhaltenen Signaldifferenzen als Funktion des Reizpegels.
Fig. 1 zeigt den Mittel- und Innenohrbereich eines menschlichen Ohres.
Erkennbar ist in der Zeichnung insbesondere das Trommelfell 1 , die Paukenhöhle 2 mit den darin befindlichen, an
das Trommelfell 1 gekoppelten Gehörknöchelchen 3 und der am Stapes, einem der Gehörknöchelchen, ansetzende Stapedius-Muskel 4.
Weiter sind erkennbar der äußere Gehörgang 5, die Schnecke 6, das Labyrinth 7 und die Eustachische Rohre 8.
Mit Hilfe des Stapedius-Muskels wird die Spannung, und damit auch die Impedanz am Trommelfell 1 verändert.
Bei einer Stapedius-Reflex-Audiometne werden ein akustischer Signalgeber und ein akustischer Signal- empfanger, beispielsweise in einer gummiartigen Olive zusammengefaßt, zumeist in den Gehorgang 5 eingeschoben, um akustische Signale auf das Trommelfell 5 und durch Registrierung des sich dadurch im Gehorgang 5 ergebenden Schallverlaufes die Impedanz des Trommelfelles 1 zu registrieren bzw. zu messen.
Fig. 2 zeigt im Rahmen der Fig. 2a) die Signalbeaufschlagung bei einer herkömmlichen Stapedius-Reflex- Audiometrie und im Bereich der Fig. 2b) die Signalbeaufschlagung bei dem erfindungsgemaßen Verfahren.
Bei der herkömmlichen Methode gemäß Fig. 2a) wird ein Dauermeßton 9 verwendet, dessen eventuelle Veränderung m seinem Schallverlauf nach einem eventuellen Stape- dius-Reflex gemessen wird. Der Stapedius-Reflex wird bei der herkömmlichen Methode durch einen gesonderten kurzzeitigen Testton 10 ausgelöst. Wie auch in der Zeichnung 2a) erkennbar, bei der auf der Abszisse Zeiteinheiten aufgetragen sind, unterscheiden sich der Meßton 9 und der Testton 10 in ihren Frequenzen und auch an ihren
Amplituden, die unmaßstablich auf der Ordinate aufgetragen sind. Der Testton 10 hat eine wesentlich höhere Frequenz und einen sehr viel höheren Pegel, beispielsweise im Bereich 90 dB HL plus minus etwa 10 dB.
Bei dem in der Fig. 2b) gezeigten beispielhaften Signalverlauf für das erfindungsgemaße Verfahren werden zwei zeitlich aufeinanderfolgende Signale verwendet, nämlich ein erster Tonpuls 11 und ein kurz darauf folgender zweiter Tonpuls 12, der identisch generiert wurde.
Überraschenderweise können beide Tonpulse 11,12 einen deutlich niedrigeren Lautstarkepegel aufweisen, als der Testton 10 bei der herkömmlichen Methode, z.B. einen um etwa 8 dB niedrigeren Pegel.
Der beim erfindungsgemaßen Verfahren zeitlich erste Tonpuls 11 lost den Stapedius-Reflex aus, der eine gewisse Reaktionszeit benotigt. Auf diese Reaktionszeit ist der zeitliche Abstand des zweiten Tonpulses 12 beim er- findungsgemaßen Verfahren zum ersten Tonpuls 11 abgestimmt. Der Tonpuls 12 wird ausgesandt, wenn nach Ablauf einer ausreichenden Reaktionszeit gerade bereits mit einem Stapedius-Reflex zu rechnen ist. Der zeitliche Abstand zwischen den beiden Tonpulsen 11 und 12 liegt etwa in der Größenordnung von 100 ms.
Anders als in der Fig. 2b) dargestellt, müssen als Signale nicht unbedingt Tonpulse 11,12 verwendet werden, und es müssen auch nicht unbedingt getrennte akustische Wellenzuge ausgesandt werden. Es ist vielmehr möglich, beliebige Signale auszusenden, die allerdings in mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden oder berlappenden Zeitabschnitten identisch generiert wur-
den .
Diese Abschnitte können in ihrem zeitlichen Abstand und ihrer zeitlichen Erstreckung aus einem kontinuierlichen Wellenzug mit geeigneten elektronischen Mitteln definiert bzw. "herausgeschnitten" werden.
Fig. 3 zeigt beispielhaft ein Meßresultat aufgrund einer herkömmlichen Messung mit einem Eingangssignalverlauf wie in Fig. 2a). Insbesondere ist aus dieser Fig. 3 entnehmbar, daß die für die Messung zu registrierende und zu messende Veränderung des Dauermeßtones 9, die sich aus einem Stapedius-Reflex , stimuliert durch den Testton 10, ergibt, nur äußerst schwer zu erkennen und zu messen ist, weil nur Amplitudenanderungen berücksichtigt werden können, die prozentual klein sind im Vergleich zur ursprünglichen Amplitude, so daß die entsprechenden Meßfehler in hohem Maße in die Messungen eingehen .
Im Vergleich dazu ist in der Fig. 4 beispielhaft ein Meßergebnis eines erfindungsgemaßen Verfahrens gezeigt, bei dem ein Signalverlauf gemäß der Fig. 2b) als Em- gangssignalverlauf verwendet worden ist.
Gemessen wird bei dem erfindungsgemaßen Verfahren die Differenz des Signales 11 zu dem durch den zuvor durch das Signal 11 ausgelosten Stapedius-Reflex veränderten Signal 12 bzw. der sich jeweils aufgrund der Signale 11,12, nämlich vor und nach dem Stapedius-Reflex , ergebenden Schallverlaufe im äußeren Gehorgang 5 , wobei zu berücksichtigen ist, daß die beiden Signale 11,12 bei ihrer Aussendung identisch sind.
Die zu messende Differenz ist, wie in der Fig. 4 erkennbar ist, bei einem funktionierenden Stapedius-Reflex signifikant von Null verschieden, obwohl die Eingangssignale, wie gesagt, identisch waren, weil sich durch den Reflex die Impedanz am Trommelfell verändert hat.
Aufgetragen ist in der Fig. 4 auf der Ordinate der Pegel der Signale 11,12 in dB HL (hearing level). Auf der Abszisse ist der Zeitverlauf des Differenzsignals in Millisekunden aufgetragen.
Es ist also in der Fig. 4 erkennbar, daß bei höheren Pegeln die Differenz der beiden empfangenen Signale deutlicher ist, weil einfach bei einem höheren Pegel der Reflex kraftiger ausgelost wird. Aber auch bei sehr kleinen Pegeln im Verhältnis zu den Pegeln, die bei der herkömmlichen Methode verwendet werden, ist deutlich ein Differenzsignal erkennbar.
Der Zusammenhang zwischen dem verwendeten Pegel und der Starke des Differenzsignales bezuglich Fig. 4 ist noch einmal in der Fig. 5 aufgetragen.
Es ist in der Fig. 5 erkennbar, daß die Reflexschwelle bei verwendeten Signalen 11,12, mit einer Frequenz von 1 kHz bei etwa 65 dB HL liegt. Erst bei einem höheren Signalpegel tritt also der gewünschte Stapedius-Reflex ein. Wird ein entsprechender höherer Pegel verwendet, so ergibt sich dann aber sofort ein deutliches Dif- ferenzsignal , sofern der Reflex bei einem gesunden Ohr tatsächlich ausgelost wird.
Insbesondere ist aus der Fig. 5 entnehmbar, daß in einem Bereich von etwa 75 dB HL ein deutliches Differenzsignal
bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu beobachten ist, während aussagekräftige Messungen bei derselben Versuchsperson gemäß der Darstellung in Fig. 3 beim herkömmlichen Verfahren erst bei einem Pegel von etwa 85 dB HL erzielt werden können.
Zusammenfassend kann also festgehalten werden, daß bei einer Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich zu einem herkömmlichen Verfahren die Kon- traktion des Stapedius-Muskels mit einem deutlich niedrigeren Signalpegel beobachtet werden kann. Der zu verwendende Pegel kann also deutlicher unter der "Unbehaglichkeitsschwelle" liegen. Dies ermöglicht insbesondere die Anwendung des erfindungsgemaßen Ver- fahrens bei Probanden, die durch Gehörsturz mit höheren Pegeln nicht vermessen werden dürfen.
Die Durchführungsdauer für eine Messung gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht etwa der Dauer einer Messung bei einem herkömmlichen Verfahren. Allerdings könnte aufgrund signifikanterer Meßergebnisse beim erfindungsgemäßen Verfahren die Zahl der zu mittelnden Messungen, um den statistischen Fehler zu minimieren, verringert werden, so daß sich hierdurch letztlich eine kürzere Gesamtmeßdauer ergeben würde.
Claims
Ansprüche:
T^Verfahren zur Erkennung eines Reflexes des menschlichen Stapedius-Muskels, insbesondere für einen Hortest, bei dem mittels eines akustischen Signales der Reflex ausgelöst wird und mittels eines weiteren akustischen Signales die Impedanz bzw. die sich aufgrund des Reflexes ergebende Impedanzveranderung am Trommelfell gemessen wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens zwei zeitlich aufeinanderfolgende oder einander überlappende akustische Signale (11,12) verwendet werden, die im wesentlichen identisch sind, und daß die Information über eine eventuelle Impedanz- anderung am Trommelfell (1) mittels einer Differenz- bildung zwischen den durch die Signale (11,12) erzielten und registrierten Schallverlaufe gewonnen wird.
"^Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Signale (11,12) zwei hinsichtlich ihrer Dauer definierte Abschnitte eines langer andauernden Signales verwendet werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Abstand zwischen einem zeitlich ersten Signal (11) und einem nachfolgenden zweiten Signal (12) gegebenenfalls unter Verwendung einer zeitlich gestaffelten Signalfolge in der Großen- Ordnung der Zeit zur Auslösung des Stapediusreflexes gewählt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen getrenn- ten, unabhängigen Messungen in der Größenordnung von etwa 0,5 sek, vorzugsweise langer, gewählt wird.
^Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung die Phaseninformation der sich ergebenden Schallverlaufe genutzt wird.
^Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Signale mit einer Lautstarke von etwa 65 dB HL und großer verwendet werden .
^Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Tone verschiedener Frequenz oder breitbandige Signale verwendet werden.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen als eine für otoakustische Messungen geeignete Vorrichtung ausgebildet ist, jedoch hinsichtlich ihres Signalsenders für eine Aussendung von Signa- len ausgelegt ist, die im Vergleich zu bei otoakustischen Messungen benotigten Signalen höhere Schallpegel aufweisen.
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