Damit Menschen mit mittelgradiger Hörminderung zu überzeugten Hörgeräteträgern werden, müssen neben der Sprachverständlichkeit zusätzliche Faktoren berücksichtigt werden. Gerade in den ersten Wochen werden neue Höreindrücke wahrgenommen und es entstehen Momente, in denen der Umgang mit den bis dato unbekannten Hörsystemen ungewohnt ist. Es gilt also, diese Hürden so schnell wie möglich zu überwinden. Eine elementare Unterstützung hierbei ist es, den Klang der Hörgeräte so natürlich wie möglich zu präsentieren. Das menschliche Gehirn verlässt sich bei der Schallverarbeitung auf feinste Informationen über die Lautheit sowie deren Veränderung, die exakte Unterscheidung der beteiligten Frequenzen wie auch feinste zeitliche Strukturen. Werden diese wichtigen akustischen Eigenschaften vom Hörgerät berücksichtigt und ohne verzerrende Klangartefakte wiedergegeben, können nachstehende kognitive Prozesse, wie die Einordnung der akustischen Szene (Bregman, 1990) und die Produktion des Sprachverstehens, qualitativ hochwertiger durchgeführt werden (Rönnberg, 2003).

Um in den unterschiedlichsten Hörsituationen des Alltags eine natürliche Klangqualität anzubieten, setzen Widex Hörsysteme in ihrer Signalverarbeitung auf die exakte Berücksichtigung und Bewahrung der realen Schallcharakteristika. Gleichzeitig werden Störgeräusche adaptiv reduziert sowie Sprachanteile gezielt hervorgehoben. Die Erkenntnisse und Umsetzungen sind Ergebnisse langjähriger Forschung und Entwicklungsarbeit, aus denen die Bereitstellung einzelner Features resultiert. Deren Ziel ist es, ein Klangerlebnis zu schaffen, das seine Anwender vergessen lässt, ein Hörsystem zu tragen. Zusätzlich zur präzisen Anpassung an die Hörminderung durch die Hörakustiker bieten neueste Signalverarbeitungen Optionen, die eine Gewöhnung an das Hörsystem beschleunigen. Ein Hörgerät regelmäßig zu nutzen, bedeutet auch, die Bedienung zu verstehen und aktuelle Klangvorlieben berücksichtigen zu können. Daher unterstützen intuitive App-basierte Funktionen die Anwender.

Die in diesem Artikel angeführten zehn Features stehen beispielhaft für innovative Widex-Lösungen. Ihr Mehrwert für Hörakustiker und Hörsystemträger beschreibt, warum Widex Moment in der vergleichenden Ausprobe das ideale erste Hörsystem ist.

Digitalisierung der Hörumgebung – 18-bit-A/D-Wandler

Um bereits bei der Digitalisierung des Eingangssignals sehr leise bis sehr laute Pegel berücksichtigen zu können, verwenden Widex-Hörsysteme 18-bit-Analog/Digital-Wandler. Diese digitalisieren analoge Eingangssignale zwischen 5 und 113 dB SPL linear. Die Bewahrung der Linearität ist hierbei von großer Bedeutung, da das Signal somit keine Verfälschungen durch Verzerrungen aus Kompressionselementen erfährt. Weil Mikrofone in modernen Hörsystemen ein oberes physikalisches Übertragungslimit von ca. 115 dB SPL aufweisen, während das untere Limit bei 5–10 dB SPL liegt, ist es vorteilhaft, dass der Widex-A/D-Wandler den Arbeitsbereich der Mikrofone fast komplett nutzt (Kuk, 2017). Der nachfolgenden Signalverarbeitung steht dadurch eine lineare Dynamikbandbreite von 108 dB zur weiteren Analyse und Verarbeitung zur Verfügung.

Relevant ist ein hohes Übertragungslimit für eine bessere akustische Wahrnehmung, besonders in sehr lauten Hörumgebungen. So berichtet Chasin (2014), dass bei einer Anhebung der linearen Obergrenze auf 113 dB SPL die Bewertung der Klangqualität von Musik steigt und dementsprechend bevorzugt wird. Des Weiteren sind alltägliche Hörumgebungen oft laut. Bei einem Spaziergang in einer Großstadt kann der Geräuschpegel zwischen 90 und 100 dB SPL liegen. Besucht man ein lautes Restaurant ist es nicht unüblich, Pegel zwischen 90 und 105 dB SPL anzutreffen. Bei einer großen Sportveranstaltung liegen die Pegel sogar zeitweise zwischen 90 und 115 dB SPL Kuk et al., 2014). Gerade für ein genaues Abbild des Originalsignals von sehr leisen bis lauten Schallereignissen muss deren Dynamik durch die Digitalisierung des Hörsystems erhalten bleiben. Andernfalls könnten relevante akustische Informationen schon in den ersten Stufen ihrer Verarbeitung verloren gehen. Dieser Grundsatz gilt auch, um das Verstehen von Sprache in lauten Situationen zu erleichtern – für Menschen mit einer Hörminderung ein unerlässliches Merkmal. Die Forschungsgruppen um Kuk et al. (2015) sowie Oeding und Valente (2015) dokumentierten eine verbesserte Sprachverständlichkeit im Störgeräusch (Eingangspegel > 85 dB SPL), wenn das Signal bis 113 dB SPL, im Vergleich zu 103 dB SPL, digitalisiert wurde.

Die durch Moment-Hörsysteme angebotene lineare Digitalisierung stellt eine verzerrungsfreie Aufnahme und damit verbunden die Bewahrung der Klangqualität von Musikstücken oder wichtigen Sprachinhalten in einem lauten Restaurant bereit. Zusätzlich werden bereits sehr leise Eingänge wie das Rascheln von Blättern im Wind übertragen, um den vollen Zugriff auf die akustische Hörwelt zu ermöglichen.

Individuelle Verstärkungsberechnung – TruAcoustics

Zentraler Teil der Widex-Klangphilosophie ist es, eine natürliche Klangwiedergabe bereitzustellen. Nachdem die Digitalisierung und Erfassung der kompletten Hörumgebung erfolgt sind, liegt der Fokus in den nachfolgenden Schritten auf der akkuraten Bereitstellung der benötigten Verstärkung. Schließlich ist die Abgabe des Ausgangssignals eines Hörsystems die ausschlaggebende Basis für eine individuelle Bewertung der Klangqualität.

Widex setzt für die Verstärkungsberechnung, unter der Verwendung einer Enhanced-Dynamic-Range- Compression (EDRC), ebenfalls auf die Bewahrung von sehr leisen bis hin zu lauten Eingangssignalen – mit dem Hauptziel, die bestmögliche Sprachverständlichkeit für normallaute Sprache zu ermöglichen (Smeds et al., 2016).

Maßgebliche Grundlage für eine korrekte Verstärkungskalkulation ist der Pegel vor dem Trommelfell in Abhängigkeit zur individuell ermittelten Hörschwelle. Neben der abgerufenen Verstärkungsleistung in einem Frequenzkanal ist die tatsächlich im Ohr anliegende Verstärkung (REAG) von Bedeutung. Diese kann durch die persönliche Beschaffenheit des Gehörgangs, des Mittelohrs wie auch durch die Art der akustischen Ankopplung variieren. Um eine genaue Vorberechnung der Verstärkung durchzuführen, verwenden Widex-Hörsysteme den eigens entwickelten Algorithmus TruAcoustics (Townend & Balling, 2020). Dabei sind akustische Modelle unterschiedlicher Otoplastiken und Domes in Bezug auf deren Schallabfluss über die Belüftungsöffnung (Venteffekt) und Einfügedämpfung statistisch erfasst (Balling et al., 2019). Gleichzeitig zieht TruAcoustics die individuellen Ergebnisse aus dem Rückkopplungstest, aus der In-situ-Hörschwelle via Sensogramm und das persönliche Audiogramm heran, um die Verstärkung für alle verfügbaren Zielberechnungen (Widex Fitting Rational, NAL-NL2, sowie DSL v5.0 für Erwachsene und Kinder) durchzuführen (für eine Übersicht siehe Müller, 2021). Das Ergebnis ist die Einbindung der persönlichen Gehörgangscharakteristik in die Kalkulation des Verstärkungsbedarfs. Der TruAcoustics-Algorithmus unterstützt Hörakustiker bereits ab der ersten Anpasssitzung, individuelle Parameter in Moment-Hörsystemen genauer zu berücksichtigen. Das Ziel der Verstärkungsberechnung ist die Definition einer präzisen Schallabgabe für eine natürlichere Klangempfindung der Hörsystemträger.

Mehr Signalinformationen für alle – Variable-Speed-Compression

Abhängig von der Lautstärke eines Eingangspegels bestimmt das Kompressionssystem eines Hörsystems, wie viel Verstärkung in diesem Moment bereitgestellt wird. So erfahren leise Eingangssignale eine höhere Verstärkung als laute Signale, um die gewünschte Hörbarkeit und Hörweite konsequent aufrechtzuerhalten (Kuk, 1997). Da die Lautstärke sowie der Signal-Rausch-Abstand (SNR) realer Hörsituationen variabel ist, spielt nicht nur der Verstärkungsgrad eine Rolle, sondern auch, wie schnell dieser durch das Kompressionssystem des Hörgeräts angepasst wird.

Widex-Hörsysteme verwenden in ihrer Schallverarbeitung ein Kompressionssystem, das die Vorteile langsamer und schneller Kompressionsgeschwindigkeiten gleichzeitig miteinander vereint. So teilt die Variable- Speed-Compression jeden Frequenzkanal in zwei Kompressionspfade auf. Während das Signal in einem Kompressionspfad über langsame Ein- und Ausschwingzeiten verarbeitet wird, kommen im zweiten Pfad parallel schnelle Kompressionsgeschwindigkeiten zum Einsatz. Das Ergebnis ist ein Mischverhältnis aus beiden Pfaden. Wobei für die Berechnung strikt darauf geachtet wird, dass keine Klangartefakte in das Ausgangssignal eingeschleust werden. Ziel des von Widex entwickelten Kompressionsvorgangs ist es, allen Hörsystemträgern adaptiv und je nach Hörsituation mehr Detailinformationen über ein sauberes Signal, bei gleichzeitig mehr Hörbarkeit für leise Eingangssignale, zur Verfügung zu stellen (Kuk & Hau, 2017). Im Vergleich zu herkömmlichen Kompressionssystemen mit ausschließlich subsequenter Anpassung der Kompressionsgeschwindigkeit ermöglicht die parallel agierende Widex-Variable-Speed-Compression eine gesteigerte Hörbarkeit für leise Sprachanteile sowie eine natürlichere Repräsentation lauter Schallereignisse. In einer Doppelblindstudie zeigten Kuk und Hau (2017) eine klare Verbesserung der Sprachverständlichkeit von leisen Konsonanten.

Eine Entwicklung für unterschiedliche kognitive Voraussetzungen: Doch warum spielen für Hörsystemträger die Regelgeschwindigkeiten der Kompression eine Rolle und wie unterscheiden sich diese? Forschungsgruppen um Gatehouse et al. (2003) sowie Souza und Sirow (2014) fanden heraus, dass Menschen mit niedriger Arbeitsgedächtniskapazität oder höhergradigen Hörminderungen verstärkt auf temporale Feinstrukturen des akustischen Signals angewiesen sind. Diese Feinstrukturen werden durch die Verwendung von langsamen Kompressionsgeschwindigkeiten bewahrt und stehen so für eine qualitativ hochwertige Übertragung bereit.

So zeigen Studien, dass die temporale Einhüllende eines Schallsignals als relevant für die Klangqualität anerkannt wird (Hansen, 2002). Des Weiteren sind sie ein Faktor für die Sprachverständlichkeit, wenn Schlüsselinformationen aus dem Kontext fehlen (Cox & Xu, 2010). Während Menschen mit geringeren kognitiven Eigenschaften den Erhalt dieser Feinstrukturen und eine damit verbundene langsamere Kompressionsgeschwindigkeit bevorzugen, um z. B. Sprache zu verarbeiten, setzen Menschen mit großer Kapazität des Arbeitsgedächtnisses auf eine andere Strategie. Sie bevorzugen eine schnelle Anpassung der Verstärkung durch einen schnellen Kompressor. Dies erhöht die Hörbarkeit von leisen Signalanteilen, die auf ein lautes Signal folgen. Ein adäquates Beispiel hierfür ist in der Sprachbildung zu finden, wenn eine laute Silbe einer leisen Silbe vorausgeht. Agiert hier ein schnell wirkender Kompressor, wird die Hörbarkeit der nachfolgenden leiseren Silbe gesteigert. Gleichzeitig verringert sich jedoch die Klangqualität durch den Verlust temporaler Feinstrukturen. Menschen mit guten kognitiven Fähigkeiten sind in der Lage, qualitative Einbußen der Klangqualität kognitiv aufzubereiten und trotzdem einen Nutzen daraus zu ziehen.

Folglich profitieren Menschen mit guter Kognition von schnellen Kompressionsgeschwindigkeiten, da diese selbst bei schnell wechselnden Sprachpegeln mehr Hörbarkeit für leise Sprachanteile bieten (Davies-Venn et al., 2009).

Welche Kompressionsgeschwindigkeit ist demnach individuell richtig? Eine Frage, die im Hörakustik-Fachgeschäft nicht so schnell beantwortet werden kann, denn kognitive Testbatterien können zeitaufwendig und ermüdend sein. Die Widex-Variable-Speed-Compression schließt diese Lücke, indem sie ein Signal bereitstellt, dass beiden Ansprüchen gerecht wird. Eine klare Klangqualität (langsame Kompression) bei gleichzeitig gesteigerter Hörbarkeit (schnelle Kompression) ist ein weiterer Schritt zu anstrengungsfreiem Hören, unabhängig von kognitiven Fähigkeiten (Kuk, 2017).

Unterdrückung leiser Störgeräusche – Soft-Level-Noise-Reduction

Wie bereits im Kapitel zur Kompression erwähnt, erhalten leise Eingangssignale durch eine Hörsystemversorgung mehr Verstärkung. Auch leise Umgebungsgeräusche erfahren diese Anhebung. Handelt es sich dabei um leise monotone Geräusche, wie bei einem Lüfter oder Kühlschrank, kann dies ebenfalls zu einer Steigerung ihrer Wahrnehmung führen. Für unerfahrene Hörsystemträger kann ein solcher Höreindruck jedoch ungewohnt sein. Nicht zuletzt da häufig Erstversorgte bzw. Menschen mit gering- bis mittelgradigen Hörminderungen verhältnismäßig gute Hörschwellen in tieffrequenten Bereichen aufweisen. Um dieser Klangwahrnehmung entgegenzuwirken, wurde von Widex die Soft-Level-Noise-Reduction entwickelt. Dieses Feature reduziert leise unmodulierte Störgeräusche mit einem Eingangspegel niedriger als 62 dB SPL (Kuk, 2017). Die dabei erreichte Reduktion kann bis zu -11 dB betragen, ohne dabei leise Sprache zu benachteiligen. Das Resultat führt zu weniger Ablenkung und erhöht den Komfort beim Tragen von Hörsystemen. Die Hörweite und die dazugehörige Verständlichkeit leiser Sprache bleiben jedoch uneingeschränkt. Möglich ist diese Unterscheidung durch eine Analyse des Eingangssignals über eine Art Sprachdetektor für leise Eingangssignale. Da Sprache und Störgeräusche unterschiedliche temporale Charakteristiken aufweisen, entscheidet die Soft-Level-Noise-Reduction anhand des Modulationsgrades, ob leise unmodulierte Störgeräusche vorliegen und unterdrückt werden müssen.

Ist dies der Fall, so greift die Signalverarbeitung ein und verringert die Verstärkung für das zu reduzierende Signal gezielt. Ebenfalls wirksam ist diese Vorgehensweise, wenn ein Eigenrauschen des Hörsystems erkannt wird (Boissonneault, 2016).

Während Menschen mit geringgradigen Hörminderungen oder wenig Hörsystemerfahrung von der Unterdrückung leiser Störgeräusche profitieren und ein klareres Klangbild erhalten, können langjährige Hörsystemträger durch ihre Trageerfahrungen eine reduzierte oder sogar deaktivierte Regeltiefe bevorzugen. Dies kann ebenfalls der Fall sein, wenn leise monotone Störgeräusche gezielt gehört werden wollen, z. B. bei Handwerksarbeiten wie einer Sanitärinstallation. Hierzu steht es den Hörakustikern frei, die Unterdrückung leiser Störgeräusche über die Anpasssoftware auf -6 dB zu verringern bzw. abzuschalten. So erhalten Hörsystemträger eine Signalübertragung, die auf ihre Anforderungen an die Hörbarkeit von leisen monotonen Störgeräuschen maßgeschneidert ist.

Klangqualität und Sprachverstehen im Wind – SmartWind Manager

Ein weiteres akustisches Ereignis ist das Auftreten von Windgeräuschen. Diese können z. B. über Luftbewegungen im Freien oder durch die eigene Fortbewegung wie beim Joggen oder Fahrradfahren entstehen. Ungefähr 42 Prozent der Hörsystemträger berichteten 2010, dass sie mit der Wirkungsweise ihrer Hörgeräte im Wind nicht zufrieden sind (Kochkin, 2010). Um effektiv Maßnahmen gegen die Entstehung dieser Geräusche zu entwickeln, muss deren Ursache beleuchtet werden. Windgeräusche können an jedem Mikrofon eines Hörgeräts entstehen.

Denn die Mikrofonöffnungen am Gehäuse stören den Luftfluss und lenken diesen um. Die dadurch entstehenden Turbulenzen werden von den Mikrofonen aufgenommen und als Windgeräusche weitergeleitet (z. B. Korhonen, 2021). Anders als bei Geräuschen, die durch Wind aus der Umwelt verursacht und auch von Normalhörenden ohne Hörgerät wahrgenommen werden (wie das Flattern beim Autofahren, wenn ein Fenster auf der Rückbank geöffnet ist), entstehen Windgeräusche jeweils individuell und mit unterschiedlicher Charakteristik direkt an den Mikrofonen. Um eine zufriedenstellende Hörsystemversorgung auch in aktiven Lebenssituationen bereitzustellen und die Adaptionsrate von Hörgeräten zu bestärken, entwickelte Widex eine spezielle Windgeräuschunterdrückung – den SmartWind Manager.

Über die signalverarbeitungsbasierte Lösung wird das Eingangssignal auf unerwünschte Windartefakte untersucht, um diese von gewünschten Signalen zu trennen. Anhand der Informationen aus beiden Mikrofoneingängen kann bestimmt werden, ob ein Signal seinen Ursprung im Nah- oder Fernfeld hat. Da die Wellenlänge für im Fernfeld entstehende Geräusche größer ist als der Abstand zu beiden Mikrofonen (λ > 3,5 cm bei f < 10 kHz) kommt das Signal an beiden Mikrofonen in ähnlicher Phase an. Demnach korrelieren beide Eingangssignale stark miteinander (Korhonen, 2021). Im Gegensatz dazu verursachen die Turbulenzen der Windgeräusche an den Mikrofonen Signale, die nicht miteinander korrelieren. Folglich kann durch eine Korrelationsanalyse der Signale des vorderen und hinteren Mikrofons das Auftreten von Windgeräuschen erkannt werden (Korhonen et al., 2017). Zusätzliche Erkennungskriterien sind: der Pegel (> 40 dB SPL) und das Auftreten hauptsächlich in tiefen Frequenzbereichen (Korhonen, 2021). Der SmartWind Manager setzt zur Unterdrückung von Windgeräuschen auf adaptive Filter unter Verwendung von Least-Mean-Square (LMS)-Algorithmen. Diese wurden entwickelt, um Windgeräusche zu reduzieren, gleichzeitig die Sprachverständlichkeit und Klangqualität jedoch nicht einzuschränken (für eine ausführliche Beschreibung der Wirkungsweise – siehe Korhonen et al., 2021). Zur Windgeräuschminimierung verfolgen andere Hörsystemhersteller abweichende Strategien. So kann die Reduktion der Tiefton-Verstärkung (Bentler & Chiou, 2006) oder ein binauraler Ersatz (< 1,5 kHz) durch die vom Windgeräusch am wenigsten betroffene Seite (Latzel & Appelton, 2013) eingesetzt werden. Jedoch können diese Vorgehensweisen die Hörbarkeit des Nutzschalls in niedrigen Frequenzbereichen bzw. die Informationen zur Schalllokalisierung im jeweiligen Arbeitsbereich einschränken.

Untersuchungen ergaben, dass der von Widex entwickelte SmartWind Manager die subjektiv wahrgenommene Beeinträchtigung durch Windgeräusche reduziert (Lee, 2016 & Korhonen et al., 2017). Zusätzlich berichteten Korhonen et al. (2017) von einer signifikanten Verbesserung des Sprache-Windgeräusch-Verhältnisses (SWNR) um 8,4 dB für die Ermittlung der Phonem-Identifikation (bei 50 %). Die Sprachverständlichkeit sowie die Zufriedenheit über klangliche Eigenschaften im Wind sind für Widex von hoher Relevanz, um Hörsystemträgern ein unbeschwertes Genießen von Aktivitäten in der Natur bereits ab der ersten Anpassung zu ermöglichen.

Klangqualität durch Verkürzung der Durchlaufzeiten – PureSound

Werden bei zunehmenden Hörminderungen zum ersten Mal Hörsysteme angepasst, geschieht dies aufgrund des vorliegenden Hörverlusts meist durch eine offene Anpassung. Eine Eigenschaft dieser Versorgungsart ist es, dass neben der Verstärkung durch das Hörsystem der Direktschall ebenfalls an das Trommelfell gelangt. Obwohl dieser Zustand beabsichtigt ist, bringt er eine der größten Herausforderungen für die Klangqualität in Hörsystemversorgungen mit sich – den Kammfiltereffekt (Schepker et al., 2019). Die durch den Kammfiltereffekt entstehenden Klangartefakte bilden sich im Gehörgang, wenn der durch das Hörsystem verarbeitete Schall nicht zeitgleich mit dem Direktschall am Trommelfell eintrifft. Akustisch macht sich der Kammfiltereffekt durch Verzerrungen, dumpfen oder unnatürlichen Klang bzw. wie “durch eine Röhre klingend” bemerkbar.

Dies sind Rückmeldungen, die bisher gerade von Menschen getätigt wurden, die zum ersten Mal Hörsysteme tragen – auch in Bezug auf die Bewertung ihrer eigenen Stimme. Die akustische Umwelt wird demnach durch den Kammfiltereffekt nicht korrekt abgebildet geschweige denn wahrgenommen. Obwohl herkömmliche digitale Hörsysteme über Durchlaufzeiten von 5–8 ms verfügen, ist diese Verarbeitungszeit zu langsam, um den Kammfiltereffekt zu verhindern (Balling et al., 2020). Durch die Verwendung einer Infinite-Impulse-Response- Filterbank (IIR-Filter) gelingt es Widex, die durchschnittlichen Durchlaufzeiten von 2,5 ms auf unter 0,5 ms in jedem Frequenzkanal zu reduzieren. Die dabei umgesetzte PureSound-Signalverarbeitung erlaubt es, dass verarbeiteter und Direktschall quasi zeitgleich das Trommelfell erreichen. Klangartefakte des Kammfiltereffektes können nicht mehr entstehen, wodurch sich die Klangqualität weiter steigert (Balling et al., 2020).

Die um das Zehnfache schnellere PureSound-Schallverarbeitung und der damit verbundene Klang werden von Hörsystemträgern mit bis zu mittelgradigen Hörminderungen im Durchschnitt in einer Vielzahl alltäglicher Hörsituationen bevorzugt. Unter die Hörsituationen fallen: im Straßenverkehr, in ruhiger wie auch geräuschvoller Hörumgebung, beim Auftreten von Sprache und bei der Bewertung der eigenen Stimme. Auch breitbandige und Impulsgeräusche wurden von den Testpersonen präferiert durch PureSound wahrgenommen. Die Befragten gaben an, dass sie den PureSound-Klang als natürlicher oder als mit weniger Störgeräusch behaftet empfanden.

Andere wichtige Gründe waren “angenehmer Klang”, “klarer Klang”, “weniger Halleindrücke” und “besseres Sprachverstehen” (Balling et al., 2020). Eine weitere Umfrage ergab zusätzlich, dass 95 Prozent die Klangqualität von PureSound als natürlich empfinden (Balling et al., 2021a). Unterstützt werden die angeführten Erkenntnisse durch objektive Analysen der Forschungsarbeit um Slugocki et al. (2020). Die Forschungsgruppe untersuchte, wie Schallinformationen aus aktuellen Hörsystemen mit unterschiedlichen Durchlaufzeiten vom zentralen auditorischen System neuronal codiert werden. Verglichen wurde hierbei Widex PureSound (Durchlaufzeit: 0,5 ms) mit den Durchlaufzeiten zweier aktueller High-end-Hörsysteme anderer Hersteller (Durchlaufzeiten: 6 ms und 8 ms). Die Ergebnisse zeigen, dass PureSound die neuronale Antwort, die anhand der Envelope Frequency Response (EFR) bestimmt wurde, signifikant besser bewahrt. Da die neuronale Codierung der Grundfrequenz f(0) positiv mit dem Sprachverstehen auch im Störgeräusch in Verbindung gebracht wird (Song et al., 2011), ist dies eine wichtige Erkenntnis. Zentrale Erkenntnis der Untersuchung von Balling et al. (2020, 2021a) und Slugocki et al. (2020) ist, dass Moment mit der PureSound-Verarbeitung gerade bei diesen Hörminderungen das natürliche Hörerlebnis erheblich steigert und damit zu einer besseren Akzeptanz von Hörsystemen beitragen kann.

Automatische Anpassung an die Hörumgebung – Sound-Class-Technologie

Den “richtigen Ton” in jeder Hörumgebung automatisch zu treffen, ist die Aufgabe der adaptiven Situationserkennung der Widex-Universalautomatik. Sie analysiert die aktuelle Hörumgebung permanent anhand zwölf akustischer Attribute (z. B. der Modulation der Einhüllenden, der Amplitudenmodulation usw.) und ordnet diese mittels 700 realer Hörmuster einer Hörsituation zu, wobei der Hörsystem-Chip die Klassifizierung über ein statisches Training erlernt hat. Die Auswahl der präsenten Hörsituation wird über die Zuordnung zu einer der insgesamt elf Sound-Classes repräsentiert. So unterscheiden Widex-Moment-Hörsysteme zwischen den Situationen jeweils mit und ohne Sprache für Ruhe, Stadt, Fahrzeug und Gesellschaft. Hinzu kommen Gespräche in kleiner Runde (Social) sowie die Unterscheidung zwischen klassischer und zeitgenössischer Musik.

Von der erkannten Hörsituation ausgehend, kann das Hörsystem gezielt Einfluss auf die jeweils benötigten Signalverarbeitungen vornehmen und diese adaptiv an die akustische Umgebung anpassen. So wird der Schall nur von genau den Parametern der Signalverarbeitung bearbeitet, die tatsächlich in der Situation benötigt werden. Wechselt die Hörumgebung, so verändert sich dazu feinangepasst auch die Signalverarbeitung durch einen fließenden Übergang. Hörsystemträger sollen eine fortlaufende Anpassung an deren Höralltag erhalten, um idealerweise nicht an das Tragen eines Hörgeräts (durch das Schalten von Regelmechanismen) erinnert zu werden.

Die Schallwiedergabe über Hörsysteme mit einer Sound-Class-Klassifizierung ermöglicht eine differenziertere Schallabgabe, wobei die automatische Analyse das manuelle Wechseln der Programme ersetzt. Die Anwendung von Hörsystemen vereinfacht sich für seine Nutzer durch die automatische Anpassung an deren vielseitige alltägliche Hörsituationen.

Für eine zusätzliche Ebene der Individualisierung können alle Sound-Classes einzeln auf die Wünsche der Hörsystemträger feinabgestimmt werden. So kann der Hörakustiker die jeweiligen Einstellungen für jede der elf Sound-Class-Kategorien in Richtung mehr Hörbarkeit oder Hörkomfort vornehmen. Damit berücksichtigt die Sound-Class-Technologie, wie Hörsystemträger ihre akustische Umwelt wahrnehmen möchten, und definiert die Schallwiedergabe der PureSound- und Universal-Signalverarbeitung. Die automatische Anpassung eines Hörsystems in unterschiedlichen Hörumgebungen erleichtert dessen Handhabung und trägt zur schnelleren Gewöhnung bei.

Die vorgestellten Features wurden entwickelt, um die Hörwelt der Hörsystemträger so originalgetreu und dementsprechend natürlich wie möglich in das Hörsystem zu übertragen. Die nachstehende Signalverarbeitung setzt gezielt auf die Vermeidung von Klangartefakten. Folglich werden in der Hörakustik Strategien wie die Widex PureSound-Technologie umgesetzt, um Nutzern das Tragen von Hörsystemen angenehmer und letzten Endes natürlicher zu gestalten. Neben der großen Bedeutung der Klangeigenschaften eines Hörgeräts spielen seine Bedienbarkeit und die intuitive Beteiligung im Moment eine entscheidende Rolle. Die drei nachfolgenden Features zeigen, wie Hörsystemträger in ihrer Eingewöhnungsphase unterstützt werden.

Duale KI für individuelle Klangoptimierungen – My Sound

Die Art und Weise, wie eine akustische Situation wahrgenommen werden soll, wird auch von unserer aktuellen Hörintention geleitet. In ein und derselben akustischen Situation, z. B. in einem Café, kann eine unterschiedliche Intention, wie beim Lesen eines Buches oder dem Beobachten des Geschehens, zu einer differenzierten Wahrnehmung und folglich unterschiedlichen Klangvorlieben führen. Obwohl automatische Klassifikationen wie die Sound-Class-Technologie eine robuste Analyse der akustischen Situation durchführen, beruhen diese Mechanismen auf vortrainierten Annahmen und Verhaltensweisen. Die aktuelle Hörintention der Hörsystemträger kann hierbei nicht berücksichtigt werden. In wenigen Einzelfällen kann dies dazu führen, dass Hörsystemträger einen anderen Klangwunsch haben als den vom Hörsystem abgegebenen Klang. So entsteht der Wunsch nach einer Klangoptimierung in der jeweiligen Situation (Townend et al., 2018a).

Widex Moment ermöglicht Hörsystemträgern eine intuitive Echtzeitkommunikation zu den eigenen Hörsystemen über My Sound. My Sound ist ein Feature der Moment-App, das durch duale künstliche Intelligenz (KI) von den Klangvorlieben der Hörsystemträger lernt, um diese in einer gewünschten Hörsituation über einen Drei-Band- Equalizer zu berücksichtigen und anzubieten. Durch die Verwendung eines dynamischen Machine-Learning- Verfahrens, gekoppelt mit der sukzessiven Bewertung von Klangvorschlägen eines A/B-Vergleichs, erlernt das Hörsystem gezielt die Klangwünsche seiner Anwender innerhalb realer Hörumgebungen (Townend et al., 2018a & Balling et al., (2021b)). Darüber hinaus verbindet My Sound seine weltweiten Anwender miteinander. Denn die aus den A/B-Vergleichen entstandenen App-Lieblingsprogramme können von den Nutzern für eine Big-Data-Analyse in der Cloud freigegeben werden. Somit ist eine weitere KI in der Lage, direkt zwei eigene Klangvorschläge anzubieten, die bereits vielen anderen Nutzern in vergleichbaren Hörsituationen geholfen haben (Balling et al., (2021b).

My Sound wird durch seine direkte und individuelle Klangoptimierung zu einer hilfreichen Unterstützung in der Situation und Verbesserung der empfundenen Klangqualität und Komforts (Townend et al., 2018b), beispielsweise bei einem Konzertbesuch. Hörsystemträger werden befähigt, auf der unveränderbaren Grundlage der Hörakustiker-Einstellung die Klangwahrnehmung bei Bedarf zu verfeinern. Hörakustiker werden ebenso durch das KI-Feature in der Feinanpassung unterstützt. So ermöglicht My Sound via App oder eine Art erweiterten Dataloggings “Real-Life Insights” einen direkteren Austausch zwischen Hörakustiker und Hörsystemträger über die jeweilige Wahrnehmung des Klangs. Diese Möglichkeit unterstützt den Hörakustiker, bereits früh im Anpassprozess die Wünsche der Hörsystemträger zu ermitteln, um diese gezielt und schnell abdecken zu können.

Erfahren Sie mehr zur dualen künstlichen Intelligenz in der “Hörakustik” Ausgabe 05/2021 oder direkt hier.

Das eigene Hörsystem kennenlernen – My Guide

Die ersten Termine in einer Hörsystemanpassung beinhalten viele Informationen. Gerade bei einer Erstversorgung können etliche Fragen über die Handhabung beziehungsweise Bedienung des eigenen Hörsystems entstehen.

So ist es keine Seltenheit, dass zwischen mehreren Terminen Details wie das Einsetzen der Hörsysteme oder das Unterscheiden von rechtem und linkem Hörsystem vergessen werden. Um diesen ersten Unsicherheiten und Fragen entgegenzusteuern, hat Widex My Guide entwickelt. My Guide ist Teil der Moment-App und beinhaltet Informationen rund um die Handhabung von Hörgeräten. Natürlich betrifft dies auch Fragestellungen, die bereits in der Anpassphase auftreten. So sind in My Guide jederzeit unterstützende Informationen abrufbar, die zwar durch den Hörakustiker vermittelt wurden, jedoch aufgrund der Informationsfülle möglicherweise in Vergessenheit gerieten. Hörsystemträger und deren Angehörige oder Pflegekräfte haben somit die Option, Antworten auf ihre Fragen rund um das Thema Hörsysteme zu erhalten, wenn sie diese benötigen.

Als Unterstützung, z. B. für die Eingewöhnungsphase mit dem neuen Hörsystem, werden kurze Videosequenzen zur Inbetriebnahme, zum Einsetzen des Hörsystems sowie zur Reinigung und Pflege als visuelle Unterstützung gegeben. Außerdem sind Erläuterungen hinterlegt, die eine Hilfestellung zu häufigen technischen oder audiologischen Gegebenheiten anbieten. Darüber hinaus werden intuitive Artikel zur Handhabung der Hörsysteme in verschiedenen alltäglichen Situationen z. B. bei der Arbeit oder in der Freizeit angeboten. Zur Gewöhnung an das neue Hörempfinden und zu allgemeinen audiologischen Grundlagen erhalten Moment-App-Anwender Beiträge über den Schall, das Hören und verschiedene Arten einer Hörminderung. Um sich bestmöglich an die neuen Hörsysteme zu gewöhnen und Routine bei der Handhabung zu bekommen, ist es wichtig, die Hörsysteme über den Tag hinweg verlässlich zu tragen. My Guide bietet eine Funktion, durch die Hörsystemträger auf Wunsch eine tägliche Erinnerung an das Einsetzen der eigenen Hörsysteme aktivieren können.

Durch diese Unterstützungen ist es den Hörsystemträgern möglich, sich in gewissen Situationen schnell und einfach selbst zu helfen – auch unterwegs. Doch My Guide ist nicht nur ein idealer Alltagsbegleiter für Hörsystemträger. Durch die lösungsorientierte Wissensvermittlung in der Situation ist es Hörakustikern möglich, sich im Anpasstermin gezielter den audiologischen Anpassbedürfnissen seiner Kunden zu widmen. Der Termin im Fachgeschäft kann somit noch zielorientierter für alle Beteiligten gestaltet werden.

Klare Informationen über Sprachansagen – SmartSpeak

Hörgeräteträger profitieren von den zahlreichen Features und Zusatzprogrammen, z. B. für spezielle Hörsituationen bei Tinnitus-Versorgungen, feinabgestimmte Musikverarbeitung oder zur Aktivierung der Telefonspule. Mit SmartSpeak verfolgt Widex das Ziel, seinen Anwendern die Handhabung ihrer Hörsysteme zu erleichtern. Durch Sprachansagen im Hörsystem werden Informationen über das Hörsystem übermittelt. Diese können wahlweise durch eine weibliche oder männliche Stimme in einer der 46 Sprachen angesagt werden.

Darunter fallen z. B. Deutsch, Englisch, Türkisch, Italienisch, Russisch, Spanisch und Französisch. Hörsystemträger werden durch die Sprachansagen über die Seitenzugehörigkeit (rechts/links) bei Systemstart, das jeweils aktivierte Programm oder den Batteriestatus informiert. Dies bietet einen enormen Vorteil in der Handhabung.

Während andere Hörsystem-Hersteller ihre Programme durch unterschiedliche Abfolgen von Pieptönen oder eine einfache Sprachausgabe wie “eins, zwei oder drei” kennzeichnen, wird Widex-Hörsystemträgern direkt angesagt, welches Programm sie aktuell auswählen. So ertönt z. B. “Musik” für die Auswahl eines Musikprogramms. Auch über den Batteriestatus wird der Hörsystemträger durch die Sprachansage “Batterie fast leer” informiert.

Durch die direkte Rückmeldung fällt eine intuitive Bedienung des Hörsystems dementsprechend leicht. Die Hörsystemträger wissen somit genau über den Status ihrer Hörgeräte Bescheid. Die dabei gültigen Einstellungen können durch den Hörakustiker in der Anpasssoftware hinterlegt und modifiziert werden. Sollte z. B. einer der standardisierten Programmnamen die Situation namentlich nicht eindeutig beschreiben, kann unter 24 weiteren Namensvorschlägen ein passenderer ausgewählt werden. SmartSpeak ist gerade für die Eingewöhnungsphase eine nicht zu vernachlässigende Unterstützung. So erhalten Hörsystemträger zusätzlich die Sicherheit, ihr neues Hörsystem korrekt zu verwenden.

Schlussfolgerungen

Die Auswahl der vorgestellten Hörsystem-Funktionen verdeutlicht, welchen qualitativen Anspruch Widex an die Bereitstellung eines natürlichen Klangs hat. Beginnend mit der Digitalisierung des Eingangssignals über die akkurate Verstärkungsberechnung bis zur Verstärkungsfreigabe des Kompressors soll Hörsystemträgern die gesamte Hörumgebung zur Verfügung stehen. Die Bewahrung der darin enthaltenen Informationen ist relevant, um eine wertvolle Grundlage für die weitere Schallverarbeitung im Hörsystem, aber auch im menschlichen Gehirn zu schaffen.

Die Signalverarbeitung durch z. B. das duale Kompressionssystem der Variable-Speed-Compression sowie die Unterdrückung leiser Störgeräusche entfernt störende Artefakte oder Eingangssignale und bewirkt eine Optimierung durch eine verbesserte Sprachverständlichkeit. Ein besonders klares Signal unterstützt dieses Vorhaben, da so wichtige Informationen wie Sprache einfacher vom Gehirn entschlüsselt werden können.

Um Hörsystemträgern mehr Informationen zur Disposition zu stellen, verfügt Widex Moment über in der Hörakustik einzigartige Technologien wie die ultraschnelle Signalverarbeitung PureSound oder den SmartWind Manager. Technologien, die nicht nur für Musiker und Klangspezialisten von Bedeutung sind, sondern allen Hörsystemträgern zur Verfügung stehen sollten. Darüber hinaus ist es wichtig, Hörsystemträgern eine einfache Handhabung ihrer Systeme und direkte Lösungsfindungen in der Situation anzubieten. My Sound erlaubt die Klangoptimierung direkt in der akustischen Situation, My Guide und SmartSpeak reduzieren Hürden der Bedienung, um den einfachen Umgang mit den eigenen Hörsystemen zu steigern.

Generell profitieren alle Hörsystemträger von Steigerungen der Klangqualität und Bedienungsfreundlichkeit durch die beschriebenen Features. Gerade für Menschen, die zum ersten Mal oder erst seit kurzer Zeit mit einem Hörsystem in Berührung gekommen sind, können diese einen entscheidenden Unterschied ausmachen. Das Ziel der Features ist es, die Gewöhnung an Hörgeräte zu beschleunigen und die allgemeine Zufriedenheit zu erhöhen. So sollten sie bereits ab der ersten Anpassung berücksichtigt werden.

Fazit

Dieser Artikel befasst sich mit zehn sehr unterschiedlichen Widex-Funktionen, deren Gemeinsamkeit es ist, die Effektivität von Hörsystemen durch eine möglichst natürliche Klangwiedergabe zu erhöhen bzw. eine leichtere Bedienung zu ermöglichen. Beide Eigenschaften sind relevant für eine erfolgreiche Hörgeräte-Adaptation, vor allen Dingen, um die Eingewöhnungsphase so reibungslos und intuitiv wie möglich zu gestalten. Des Weiteren werden Vorteile sowohl für Hörsystemträger und Hörakustiker beleuchtet – zehn gute Gründe, um in der vergleichenden Hörsystemanpassung direkt durchzustarten.

Autor:

Simon Müller ist seit 2017 audiologisch-wissenschaftlicher Leiter bei der Widex Hörgeräte GmbH in Stuttgart. Nach einem Bachelor in Augenoptik und Hörakustik an der Hochschule Aalen im Jahr 2011 erlangte er 2012 den Master of Science in Audiology an der University of Manchester. Praktische Erfahrung sammelte er als Betriebsleiter eines Hörakustikfachgeschäfts und als audiologischer Leiter an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen.

Autorin:

Philippa Folgner studierte nach ihrer Ausbildung zur Hörakustikerin Augenoptik und Hörakustik an der Hochschule Aalen. Während des Studiums arbeitete sie weiterhin in ihrem Ausbildungsbetrieb, um ihre Berufserfahrung auszubauen. 2019 schloss sie erfolgreich mit dem Titel Bachelor of Science ab. Im selben Jahr begann sie ihre Tätigkeit für die Widex Hörgeräte GmbH. Im Audiologie-Team ist sie u. a. für Schulungen und Trainings zuständig. Seit 2021 ist sie zusätzlich im Bereich Qualitätsmanagement tätig.

Quellen:

Balling LW, Jensen NS, Caporali S, Cubick J & Switalski W (2019) Challenges of instant-fit ear tips: What happens at the eardrum? Hearing Review. 2019; 26 (12) [Dec]: 12–15.

Balling LW, Townend O, Stiefenhofer G, Switalski W (2020) Reducing hearing aid delay for optimal sound quality: a new paradigm in processing. Hearing Review. 2020;27(4):20-26.

Balling LW Townend O, Helmink D (2021a) Sound quality for all: The benefits of ultra-fast signal processing in hearing aids. Hearing Review. 2021;28(9):32-35.

Balling LW, Townend O, Molgaard LL, Jespersen CB, Switalski W (2021b) AI-driven insights from AI-driven data.

Hearing Review. 2021;28(1):22-25.

Bentler R, Chiou L-K (2006) Digital noise reduction: an overview. Trends Amplif 2006; 10 (02) 67-82 Boissonneault A (2016) Unique Solution For First Time Hearing Aid Wearers. Widex Press;2016/6(36).

Bregman A (1990) Auditory Scene analysis: The Perceptual Organization of Sound. Cambridge, Mass: MIT Press, 1990 Chasin M (2014) A hearing aid solution for music. Hearing Review. 2014;21(1): 28-32.

Cox R, Xu J (2010) Short and long compression release times: speech understanding, real-world preferences, and association with cognitive ability. J Am Acad Audiol. 2010;21(2):121-138.

Davies-Venn E, Souza P, Brennan M, Stecker G (2009) Effects of audibility and multichannel wide dynamic range compression on consonant recognition for listeners with severe hearing loss. Ear Hear. 2009; 30(5):494-504.

Gatehouse S, Naylor G, Elberling C (2003) Benefits from hearing aids in relation to the interaction between the user and the environment. Int J Audiol. 2003;42[Suppl 1]: S77-85.

Hansen M (2002) Effects of multi-channel compression time constants on subjectively perceived sound quality and speech intelligibility. Ear Hear. 2002;23(4):369-380.

Kochkin S (2010) MarkeTrak VIII: Consumer satisfaction with hearing aids is slowly increasing. Hear J 2010; 63(01):19–27.

Korhonen P, Kuk F, Seper E, Mørkebjerg M, Roikjer M (2017) Evaluation of a wind noise attenuation algorithm on subjective annoyance and speech-in-wind performance. J Am Acad Audiol 2017; 28 (01) 046-057.

Korhonen P (2021) Wind Noise Management in Hearing Aids. Semin Hear 2021; 42(03): 248-259. Kuk F (1997)

Optimizing compression: The advantages of a low compression threshold. In: Kochkin S, Strom KE, eds. High Performance Hearing Solutions III: Marketing and Technology. Hearing Review. 1997;6(11)[Suppl]:44-47.

Kuk F, Chi-Chuen L, Korhonen P, Crose B (2014) Evaluating hearing aid processing at high and very high input levels. Hearing Review. 2014;21(3): 32-35.

Kuk F, Lau C, Korhonen P, Crose B (2015) Speech intelligibility benefits of hearing aids at various input levels. J Am Acad Audiol. 2015;26(3):275-288.

Kuk F (2017) Going Beyond: A testament of progressive innovation. Hearing Review. 2017;24(1)[Suppl]:3-21.

Kuk F, Hau O (2017) Compression speed and cognition: A variable speed compressor for all. Hearing Review. 2017;24(3):40-48.

Latzel M, Appleton J (2013) Evaluation of a binaural speech in wind feature, Part 1: verification in the laboratory.

Hear Rev 2013; 8: 32-34.

Lee L (2016) Efficacy of a wind noise attenuation algorithm. Hearing Review. 2016;23(6):22-26.

Müller S (2021) Präzisierung der Gehörgangsakustik durch die Anpasssoftware. Hörakustik;2021,8:10-14.

Oeding K, Valente M (2015) The effect of a high upper input limiting level on word recognition in noise, sound quality preferences, and subjective ratings of real-world performance. Journal of the American Academy of Audiology, 26(6), 547–562.

Rönnberg J (2003) Cognition in the hearing impaired and deaf as a bridge between signal and dialogue: A framework and a model. Int J Audiol. 2003;42,68-76.

Schepker H, Denk F, Kollmeier B, Doclo S (2019) Subjective sound quality evaluation of an acoustically transparent hearing device. Audio Engineering Society Conference: 2019 AES INTERNATIONAL CONFERENCE ON HEADPHONE TECHNOLOGY, paper.

Slugocki C, Kuk F, Korhonen P, Ruperto N (2020) Neural Encoding of the stimulus envelope facilitated by Widex ZeroDelay technology. Hearing Review. 2020;27(8):28-31.

Smeds K, Dahlquist M, Wolters F, Larsson J, Hertzmann S (2016) Widex Fitting Rationale: A Need for a Change?

Hearing Review. 2016; 23 (1),S.24.

Song JH, Skoe E, Banai,K, Kraus N (2011) Perception of speech in noise: Neural correlates. J Cogn Neurosci. 2011;23(9):2268-2279.

Souza P, Sirow L (2014) Relating working memory to compression parameters in clinically fit hearing aids.

Am J Audiol. 2014;23(4):394-401.

Townend O, Balling LW (2020) Widex Moment – This Sound Changes Everything. Widex Press; 2020/7(43).

Townend O, Nielsen JB, Ramsgaard J (2018a) Real-life applications of machine learning in hearing aids.

Hearing Review. 2018;25(4):34-37.

Townend O, Nielsen JB, Balslev D (2018b) SoundSense Learn—Listening intention and machine learning.

Hearing Review. 2018;25(6):28-31.