Neue Vorteile der CROS- und BiCROS-Hörgeräteanpassungstechnologie

Technisches Thema | Dezember 2018 Hearing Review

Von Veronika Littmann, PhD, und Alastair Manders, PhD

Einseitige Taubheit (SSD) ist durch einen erheblichen Verlust der funktionellen Hörfähigkeit auf einem Ohr gekennzeichnet, so dass eine Verstärkung auf dieser Seite wenig oder keinen Nutzen bringt. Während viele Patienten mit SSD ein normales bis nahezu normales kontralaterales Hörvermögen haben, tritt die Erkrankung häufig auch mit einem Hörverlust auf dem besseren Ohr auf.

Insgesamt zeigen die Ergebnisse dieser Studie, dass die beiden neuen CROS/BiCROS-Systeme von Signia – das Pure 312 Nx CROS mit Narrow Direktionalität und das Silk Nx CROS – eine hervorragende Lösung für die täglichen Hörprobleme von Menschen mit einseitiger Taubheit (SSD) bieten.

Menschen mit einseitiger Taubheit erleben eine einzigartige Reihe von auditiven Herausforderungen. Eine herausragende Schwierigkeit ist die verminderte Hörbarkeit von Tönen, die von der Seite des schlechteren Ohrs des Patienten kommen. Dies ist auf den „Kopfschatteneffekt“ zurückzuführen, bei dem der Schallpegel auf der Seite des schlechteren Ohrs auf dem Weg zum besser hörenden Ohr abgeschwächt wird. Dieser Effekt ist bei den höheren Frequenzen, die für das Sprachverstehen wichtig sind, stärker ausgeprägt, so dass die Kommunikation mit Gesprächspartnern, die dem schlechteren Ohr des Patienten zugewandt sind, besonders schwierig ist.

Zusätzlich zur verminderten Schallempfindlichkeit auf der Seite des schlechten Ohrs führt der Verlust der binauralen akustischen Information zu weiteren Defiziten. Das Sprachverständnis im Störgeräusch ist deutlich verschlechtert und auch die Fähigkeit zur Schalllokalisation ist erheblich beeinträchtigt.

Effektive nicht-chirurgische Lösungen für die mit SSD verbundenen Probleme sind die Systeme CROS (Contralateral Routing of Signals) und BiCROS (Bilateral CROS). Das CROS besteht aus einer bilateralen Hörsystemanpassung, bei der der von dem Gerät, das auf dem schlechteren Ohr getragen wird, erfasste Schall an das Gerät übertragen wird, das auf dem besseren Ohr getragen wird. Die Nutzer sind dann in der Lage, Schall, der von der Seite des schlechten Ohrs kommt, auf dem guten Ohr wahrzunehmen und so den Kopfschatteneffekt zu überwinden.

Bei einer CROS-Anpassung erfolgt in der Regel keine direkte Verstärkung des Schalls, der in das am besseren Ohr getragene Gerät gelangt. Für SSD-Patienten, die auch auf dem besseren Ohr einen Hörverlust haben, bieten BiCROS-Systeme eine Verstärkung des Schalls, der am Mikrofon des besseren Ohrs ankommt, und ermöglichen so den Ausgleich des zusätzlichen Hörverlusts auf der „guten“ Seite des Patienten.

Seit den Anfängen der CROS- und BiCROS-Anpassung in den 1960er Jahren, als die Verbindung zwischen beidseitig getragenen Geräten nur über drahtgebundene elektrische Kontakte möglich war, wurden große technologische Sprünge gemacht. Mit der Einführung der e2e Wireless 3.0-Technologie von Sivantos im Jahr 2014 wurden erhebliche Fortschritte in der binauralen Beamforming-Technologie für Hörgeräte erzielt. Diese Entwicklung verbesserte das Sprachverstehen bei Hintergrundgeräuschen erheblich, auch in Situationen, in denen Sprache aus anderen Azimuten als dem vor dem Nutzer kommt.1

Mit der Einführung der Signia Primax-Plattform im Jahr 2016 wurde diese Technologie in eine hocheffektive drahtlose CROS/BiCROS-Lösung integriert. Die Leistung des Primax CROS/BiCROS-Systems sowohl in Bezug auf den Nutzen von Sprache im Lärm als auch auf die Zufriedenheit der Nutzer wurde von Petrausch et al.2 berichtet. Neben einer messbaren Verbesserung der Sprachverständlichkeit (SNR) um mehr als 5 dB ergab die Studie, dass die Nutzer das Primax-System in Bereichen wie Sprachverstehen in Ruhe und Lärm, Klangqualität und Lokalisierungsfähigkeit gegenüber dem System eines führenden Mitbewerbers stark bevorzugten.

Zwei neue Optionen für SSD-Hörgeräteanpassungen

Pure 312 Nx mit enger Direktionalität für BiCROS. Eine weitere technologische Entwicklung wurde in der Signia Nx-Plattform mit der Hinzufügung von Narrow Directionality zu BiCROS erreicht, die die selektive Direktionalität von BiCROS-Anpassungen für laute Hörsituationen in einem Receiver-in-the-Canal (RIC)-Hörgerät weiter verbessern soll.

Silk Nx, neue CROS/BiCROS-Lösung für CIC-Hörgeräteträger. Die Einführung der Signia Silk Geräte mit Klickhülsen spiegelt ein neues Konzept in der Entwicklung von CIC-Anpassungen wider. Diese Instant-Fit-CICs kombinieren die Vorteile von Im-Ohr-Geräten (ITE) mit dem einfachen Anpassungsprozess eines vorgefertigten Geräts (T. Lotter, White Paper, „Silk and Click Sleeves-A New Concept for In-the-Ear Fittings“, 2016). Mit der zusätzlichen CROS/BiCROS-Funktionalität und einer Verkleinerung um 20 % bietet das neue Silk Nx die Leistung der CROS/BiCROS-Lösung von Signia Nx in einem System, das auf die spezifischen Bedürfnisse des modernen CIC-Nutzers zugeschnitten ist.

Studienmethoden von zwei Feldversuchen

Teilnehmer und Hörgeräteanpassung. Zur Bewertung des Sprachverstehens mit einer BiCROS-Anpassung für Pure Nx Hörsysteme, einschließlich der Narrow Directionality-Funktion und der neuen Silk Nx Hörsysteme, wurde eine klinische Studie mit 12 Teilnehmern mit SSD durchgeführt. Insgesamt wurden 8 männliche und 4 weibliche Teilnehmer im Alter von 63 bis 91 Jahren (Mittelwert: 75 Jahre) getestet. Die Teilnehmer hatten auf einer Seite einen starken/schweren Hörverlust und auf der anderen Seite einen leichten bis mittelschweren Hörverlust. Das durchschnittliche Audiogramm der Teilnehmer ist in Abbildung 1 dargestellt.

BiCROS-Anpassungen wurden mit Signia CROS Pure 312 Nx und Silk Nx CROS-Hörgeräten getestet. Die Ankopplung an das Ohr erfolgte mit standardmäßigen Signia-Klickmuffen. Die Hörsysteme wurden mit Hilfe der NxFit Anpassformel für erfahrene Hörgeräteträger an die individuellen Audiogramme der Teilnehmer angepasst. Alle Klangverarbeitungsfunktionen wurden auf den Standardeinstellungen belassen. Die Ergebnisse der BiCROS-Anpassungen wurden mit den Ergebnissen einer konventionellen monauralen Anpassung auf dem besseren Ohr verglichen.

Pure 312 Nx CROS – BiCROS mit enger Direktionalität

Für die BiCROS-Anpassungen in dieser Studie wurden Signia CROS Pure 312 Nx Hörgeräte auf dem schlechteren Ohr und Signia Pure 312 7Nx M Empfänger-Hörgeräte auf dem besseren Ohr verwendet. Das Umschalten zwischen den verschiedenen Richtungsmodi erfolgte über den Raumkonfigurator in der Signia myHearing App.

Experimentelle Methode. Um die Leistung der Narrow Directionality in einer BiCROS-Anpassung zu bewerten, wurde eine ähnliche Methode wie in früheren Studien von Froehlich et al,3 Littmann und Høydal,4 und Mejia et al5 verwendet. Die Spracherkennung wurde unter vier verschiedenen Bedingungen bewertet. Dazu gehörten Omnidirektionalität und konventionelle Direktionalität bei ausgeschaltetem CROS-Gerät (monaurale Anpassung) sowie konventionelle Direktionalität und Narrow Direktionalität bei eingeschaltetem CROS-Gerät (BiCROS-Anpassung).

Das verwendete Sprachmaterial war der Oldenburger Satztest (OLSA), wobei das Zielsprachmaterial aus einem Frontlautsprecher (0° Azimut) in einem Abstand von 1 Meter vom Teilnehmer präsentiert wurde. Das konkurrierende Signal bestand aus demselben Sprachmaterial ohne Lücken zwischen den Sätzen, dem ein Cafeteria-Rauschen hinzugefügt wurde. Dieses konkurrierende Signal wurde von sieben Lautsprechern in der Umgebung des Teilnehmers mit einem Winkelabstand von 45° zwischen benachbarten Lautsprechern (ohne den vorderen Lautsprecher) präsentiert. Um ein konstantes Rauschen zu erzeugen, wurde ein fester zufälliger Startversatz für den Ton aus jedem Lautsprecher verwendet. Der kombinierte Hintergrundlärm betrug 68 dBA an der Position des Zuhörers.

Ergebnisse und Diskussion. Für SSD-Patienten bietet eine BiCROS-Lösung nicht nur die dringend benötigte Unterstützung in Situationen, in denen Sprache oder andere bedeutungsvolle Signale von der schlechteren Ohrseite kommen, sondern sie bietet auch den Vorteil der bilateralen Audiodatenteilung der Hörsysteme. Die Ergebnisse in Abbildung 2 zeigen, dass die adaptive Direktionalität das Sprachverstehen erwartungsgemäß bereits um beachtliche 4 dB SNR im Vergleich zur omnidirektionalen Verarbeitung verbessert. Durch die Hinzunahme von Narrow Directionality wurde jedoch ein weiterer signifikanter Vorteil in der Sprachverständlichkeit von 2 dB SNR erreicht (two-tailed paired t-test, p<0,001).

In Übereinstimmung mit früheren Studien3,4 wurde festgestellt, dass Teilnehmer, die die größten Schwierigkeiten in der omnidirektionalen Bedingung hatten, tendenziell den größten Nutzen mit adaptiver und Narrow Directionality zeigten. Diese Ergebnisse werden in Abbildung 3 veranschaulicht, in der die Verbesserung der Sprachverständlichkeit (in SNR) durch verschiedene Mikrofonmodi verglichen wird. Dargestellt sind die Mittelwerte der fünf leistungsstärksten und der fünf leistungsschwächsten Teilnehmer in der omnidirektionalen Bedingung, dargestellt in blau bzw. grün. Unter den fünf „schlechtesten“ Teilnehmern ist der mittlere SNR-Vorteil von 8 dB für die enge Richtcharakteristik besonders bemerkenswert. Dies zeigt, dass es sich lohnt, nicht nur die Mittelwerte zu betrachten, sondern auch die individuelle Leistung. Patienten, die sich am meisten anstrengen, scheinen auch am meisten von den fortschrittlichen Hörgerätefunktionen zu profitieren.

Silk Nx CROS/BiCROS

Die zweite von Signia angebotene CROS/BiCROS-Lösung ist das Silk Nx CROS/BiCROS. Für diesen Teil der Studie wurde ein Signia CROS Silk Nx Hörgerät auf dem schlechteren Ohr des Teilnehmers und ein Signia Silk 7Nx auf dem besseren Ohr verwendet.

Experimentelle Methode. Gesprächssituationen können für Hörer mit SSD auf unterschiedliche Weise herausfordernd sein. Während bei den Pure Nx-Geräten das Sprachverstehen in einer sehr anspruchsvollen, lauten Umgebung im Vordergrund stand, lag der Schwerpunkt der Silk Instant Fit CIC-Studie auf einer anderen Situation, die für diese Patienten ebenfalls besonders schwierig ist: wenn die hörgeschädigte Person mit mehreren Personen in einer Gruppe spricht. Bei einem Einzelgespräch positionieren sich Personen mit SSD typischerweise so, dass ihr gutes Ohr dem Gesprächspartner zugewandt ist. In einem Gespräch mit einer Gruppe von Personen kann der Patient jedoch nicht immer vorhersagen, von welcher Seite das nächste Sprachsignal kommen wird, was die Aufgabe sehr schwierig macht.

Um diese Situation zu simulieren, wurde das Sprachverständnis mit einem speziellen Matrixtest, dem interleaved Oldenburg Sentence Test (OLSA), getestet, bei dem die Zielsprache zufällig entweder von vorne (0°) oder von der Seite des schlechteren Ohrs (90° oder -90°, je nach dem „schlechten“ Ohr des Teilnehmers) präsentiert wurde. Während eines Testlaufs wurden zwei Listen mit 20 Sätzen ausgefüllt, jeweils eine für jede Position. OLSA-Geräusche wurden von drei Lautsprechern in der Frontalebene unter +45°, -45° und +90° oder -90° (d. h. diametral gegenüber dem schlechten Ohr des Teilnehmers) dargeboten, was zu einem diffusen Geräuschfeld führte. Der kombinierte Hintergrundlärm betrug 55 dBA an der Position des Zuhörers. Die Aufgabe wurde zweimal durchgeführt: einmal mit einer BiCROS-Anpassung und einmal mit einer monauralen Standardanpassung auf dem besseren Ohr.

Die Silk Nx-Geräte sind 20 % kleiner als ihre Vorgänger und – zusammen mit den neu eingeführten XS-Klickhülsen – so konzipiert, dass sie noch weniger auffallen als ihre Vorgänger. Aus diesem Grund wurde ein zusätzliches Experiment mit 20 Teilnehmern durchgeführt. Den Probanden wurden sowohl Silk Nx als auch Silk px angepasst, wobei die entsprechende Klickhülse ausgewählt wurde, und es wurden Fotos vom Ohr aus verschiedenen Winkeln (Abstand ~10°) gemacht, wie in Abbildung 4 dargestellt. Neun Audiologen bekamen die Fotos in zufälliger Reihenfolge vorgelegt (Silk px und Silk Nx gemischt) und wurden gebeten zu beurteilen, ob das Gerät im Ohr sichtbar oder unsichtbar war. Auf der Grundlage dieser Beurteilungen wurde der Sichtbarkeitsbereich für jedes Gerät berechnet.

Ergebnisse und Diskussion. Die Ergebnisse des OLSA-Spracherkennungstests sind in Abbildung 5 zu sehen. Wie zu erwarten war, ist das Verstehen am schlechtesten, wenn die Sprache von der schlechteren Seite des Teilnehmers kommt und der Teilnehmer keine BiCROS-Lösung hat. Die Aktivierung des BiCROS-Geräts löst dieses Problem vollständig und verbessert die Sprachempfangsschwelle im Durchschnitt um 5 dB SNR (gepaarter t-Test, p<0,0001). Das Sprachverständnis unter dieser Bedingung ähnelt der Situation, in der sich das primäre Sprachsignal vor dem Teilnehmer befindet. Wenn das Sprachsignal von vorne präsentiert wird, ist der Unterschied zwischen der BiCROS-Anpassung und einer monauralen Anpassung für das Sprachverstehen geringer. Die BiCROS-Lösung führt jedoch immer noch zu einem signifikant verbesserten Verständnis von fast 2 dB SNR, indem relevante Informationen von beiden Seiten kombiniert werden. Ein zusätzlicher Faktor könnte die leicht asymmetrische Anordnung sein, die gewählt wurde, um das interleaved OLSA zu ermöglichen. Am schlechteren Ohr besteht ein etwas besserer SNR, weil die neben dem guten Ohr befindliche Geräuschquelle durch den Kopfschatteneffekt abgeschwächt wird.

Bei Betrachtung der Ergebnisse in Abbildung 5 ist zu erkennen, dass bei einer BiCROS-Anpassung die Sprachempfangsschwelle (SRT) für Sprache, die von vorne kommt, immer noch besser ist als bei Sprache, die von der Seite des armen Ohres kommt. Dies könnte auf den Pinna-Effekt und die Tatsache zurückzuführen sein, dass Sprache, die von vorne kommt, eine höhere Korrelation zwischen beiden Seiten aufweist, was zu einem besseren SNR führt.

Bei der gleichen Sprechereinrichtung und den gleichen Stimuli wurden die Teilnehmer auch gebeten, eine subjektive Bewertung der Höranstrengung abzugeben. Bei dieser Aufgabe wurde die Sprache immer von der Seite des schlechteren Ohres mit einem festen SNR präsentiert. Der SNR wurde auf den individuellen Mittelwert der SRTs (d. h. den SNR, bei dem 50 % der Sprache verstanden wurden) für die monauralen und BiCROS-Bedingungen aus dem vorherigen Experiment gesetzt. Die verwendete Bewertungsskala bestand aus sieben Stufen, die von „keine Anstrengung“ bis „extreme Anstrengung“ reichten. Die Ergebnisse waren eindeutig: Ohne CROS beurteilten die Teilnehmer, dass es für sie sehr schwierig war, Sprache zu verstehen, während das Sprachverstehen mit der BiCROS-Lösung als wenig bis mäßig anstrengend eingestuft wurde (Abbildung 6).

Die Ergebnisse des Sichtbarkeits-Experiments bestätigen die diskreten Eigenschaften der Silk Nx-Geräte weiter. Das neue Design führte zu einer Verkleinerung des Winkelbereichs der Sichtbarkeit um 21 % (Abbildung 7), wodurch es für die meisten Blickrichtungen unsichtbar wurde. Dies entspricht der Größenreduzierung von 20 % im Vergleich zum Silk px.

Zusammenfassung und Schlussfolgerungen

Patienten mit SSD haben in alltäglichen Hörsituationen, in denen Lärm eine Rolle spielt, oft erhebliche Probleme mit dem Sprachverständnis. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die beiden neuesten CROS/BiCROS-Lösungen von Signia – das Pure 312 Nx CROS mit Narrow Directionality und das Silk Nx CROS – deutliche und signifikante Vorteile beim Sprachverstehen in schwierigen Hörumgebungen bieten.

Das Pure 312 Nx CROS bietet ein hocheffektives und reaktives CROS/BiCROS-System im etablierten RIC-Format. In unserer Studie hat sich gezeigt, dass dies allein einen Vorteil von 4 dB gegenüber einer herkömmlichen monauralen Anpassung bietet. Durch die Hinzunahme der Narrow Directionality konnte dieser Vorteil jedoch auf 6 dB gesteigert werden. Übertragen auf die Praxis bedeutet dies eine erhebliche Hilfe für Hörsystemträger mit SSD, die normalerweise Schwierigkeiten haben, Sprache gegen die negativen Auswirkungen konkurrierender Geräusche zu verstehen – eine Verbesserung des SNR um 6 dB kann in vielen Hörsituationen zu einer Verbesserung des Sprachverständnisses um 50 % oder mehr führen.

Das Silk Nx CROS bietet eine CROS/BiCROS-Lösung mit allen Vorteilen des CIC-Formfaktors in Kombination mit der Anpassflexibilität und Effizienz eines RIC-Produkts, die durch die Verwendung von Klickhülsen ermöglicht wird. Mit diesem System konnte die Sprachverständlichkeit im Lärm für Sprache, die von der Seite des schlechten Ohrs kommt, im Vergleich zu einer monauralen Standardanpassung um 5 dB verbessert werden. Darüber hinaus bietet die algorithmische Kombination der Schallkomponenten des binauralen Gerätepaars einen Vorteil von 2 dB gegenüber einer monauralen Anpassung, selbst für Geräusche, die von vorne kommen. Die Ergebnisse der subjektiven Bewertungen sind ebenso eindeutig: Die Lösung wurde als deutlich weniger anstrengend empfunden, von einer durchschnittlichen Bewertung zwischen „sehr viel“ oder „extrem“ Anstrengung vor der Anpassung bis hin zu „wenig Anstrengung“ danach.

Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass die Sichtbarkeit des Silk Nx im Vergleich zum Silk px um 21% reduziert wurde, was ihn außergewöhnlich diskret macht.

Insgesamt zeigen die Ergebnisse dieser Studie, dass die beiden neuen CROS/BiCROS-Systeme von Signia, das Pure 312 Nx CROS mit Narrow Direktionalität und das Silk Nx CROS, eine überlegene Lösung für die täglichen Hörprobleme von Patienten mit SSD darstellen.

1. Littmann V, Junius D, Branda E. SpeechFocus: 360° in 10 Fragen. Hearing Review. 2015;22(11):38. Available at: http://www.hearingreview.com/2015/10/speechfocus-360-10-questions

2. Petrausch S, Manders A, Jacobus K. A new CROS and BiCROS wireless solution. Canadian Audiologist. 2016;3(4). http://www.canadianaudiologist.ca/a-new-wireless-cros-and-bicros-solution

3. Froehlich M, Freels K, Powers T. Speech recognition benefit obtained from binaural beamforming hearing aids: comparison to omnidirectional and individuals with normal hearing. May 28, 2015. Available at: https://www.audiologyonline.com/articles/speech-recognition-benefit-obtained-from-14338

4. Littmann V, Høydal E. Comparison study of speech recognition using binaural beamforming narrow directionality. Hearing Review. 2017; 24(5):34-37. Available at: http://www.hearingreview.com/2017/05/comparison-study-speech-recognition-using-binaural-beamforming-narrow-directionality

5. Mejia J, Carter L, Dillon H, Littman V. Listening effort, speech intelligibility, and narrow directionality. Hearing Review. 2017; 24(1):22-24. Available at: http://www.hearingreview.com/2017/01/listening-effort-speech-intelligibility-narrow-directionality

About the Authors: Veronika Littmann, PhD, ist Teamleiterin des R&D Audiology System Development Teams der Sivantos GmbH in Erlangen, Deutschland. Sie hat einen Doktortitel in Neurophysiologie von der Universität Cambridge. Alastair Manders, PhD, hat einen MS in Audiologie und einen PhD in Audiosignalverarbeitung und arbeitet in R&D bei der Sivantos GmbH.