ArchivDeutsches Ärzteblatt42/2008Oldenburger „Haus des Hörens“: Erlebnis Hörforschung

THEMEN DER ZEIT

Oldenburger „Haus des Hörens“: Erlebnis Hörforschung

Dtsch Arztebl 2008; 105(42): A-2208 / B-1895 / C-1845

Krüger-Brand, Heike E.

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Der „Hörthron“ vor dem Haus des Hörens
Der „Hörthron“ vor dem Haus des Hörens
Oldenburg hat sich zu einem international anerkannten Zentrum der angewandten Hörforschung entwickelt.

Mit einer kleinen Forschergruppe in einem Bürocontainer auf dem Gelände der Universität Oldenburg begann es. Das war in den Neunzigerjahren kurz nach der Berufung des Physikers und Mediziners Prof. Dr. Dr. Birger Kollmeier zum Professor für Medizinische Physik. Heute gilt das im westlichen Stadtteil Wechloy gelegene, 2002 erbaute „Haus des Hörens“ als ein Musterbeispiel für den erfolgreichen Technologietransfer zwischen universitärer Forschung und Praxis. Es beherbergt das Hörzentrum Oldenburg, das Kompetenzzentrum Hörgeräte-Systemtechnik (Hörtech), die Abteilung Medizinische Physik der Universität Oldenburg, einen Teil des Fachhochschul-Studiengangs Hörtechnik und Audiologie sowie seit Kurzem auch die Arbeitsgruppe Hör-, Sprach- und Audiotechnologie des Fraunhofer-Instituts für digitale Medientechnik, Ilmenau. „Bei uns arbeiten Spezialisten aus den Bereichen HNO-Heilkunde, Phoniatrie, Pädaudiologie, Psychologie, Physik und Hörgeräteakustik zusammen“, erklärt Dr. Corinna Pelz. „Entsprechend breit ist das Themenspektrum hier im Haus: Es reicht von angewandter audiologischer Forschung über die Betreuung hörgeschädigter Patienten bis hin zu Hörgerätetests im Auftrag der Industrie und Schulungsangeboten für Hör-Berufe.“ Psychologin Pelz ist Mitarbeiterin des Kompetenzentrums Hörtech, das aus einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Jahr 1999 initiierten Medizintechnik-Wettbewerb hervorgegangen ist. Die gemeinnützige Gesellschaft betreibt in erster Linie Forschung zur Verbesserung der Hörgerätetechnik und zur Erfassung psychoakustischer Wirkungen, ist inzwischen aber auch als Medizinproduktehersteller für Hördiagnostikverfahren, darunter den Oldenburger Satztest und den Kinderreimtest, zertifiziert. Diese Verfahren können als Software in Audiometriesysteme integriert werden und sind als Medizinprodukte für den Einsatz in HNO-Praxen und Akustikfachgeschäften zugelassen. Jüngstes Produkt ist ein im Rahmen des europäischen Forschungsprojekts „HearCom“ entwickelter Hörtest per Telefon (Kasten „Eisbärsalat?“).

Alle zwei Jahre finden im Haus des Hörens außerdem internationale Entwicklerforen statt, bei denen Vertreter von Hörgeräteherstellern mit den Hörforschern neue Möglichkeiten der Hörgeräteentwicklung diskutieren. „Das ist am Anfang auf große Skepsis bei den Herstellern gestoßen, weil sie natürlich konkurrieren. Doch dann hat sich schnell gezeigt, dass eigentlich alle an den gleichen Problemen arbeiten und von gemeinschaftlichen vorwettbewerblichen Projekten profitieren können“, erzählt Pelz. Dabei geht es beispielsweise um Fragen der Klangqualität (wie lässt sich diese bei Hörgeräten objektiv messen?) oder darum, wie ein Störgeräusch definiert werden kann. Inzwischen hat sich das Haus des Hörens für die Hörgerätehersteller als ein neutrales wissenschaftliches Forum etabliert, und eine ähnliche Initiative soll jetzt auch zusammen mit der HNO-Klinik der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) für die Hersteller von Cochlearimplantaten gestartet werden.

In Kooperation mit dem Medizinischen Versorgungszentrum am Evangelischen Krankenhaus Oldenburg bietet das Hörzentrum außerdem Diagnostiksprechstunden für Patienten an und führt verkaufsunabhängige Hörgeräte-Beratungen durch.

Zur Ausstattung des Gebäudes gehören mehrere abgeschirmte Freifeldräume in unterschiedlicher Größe, um beispielsweise Versuchsanordnungen mit Störgeräuschen aufzubauen, sowie Audiometriekabinen für wissenschaftliche Studien.

Blick in den KAS: Ob Bahnhofshalle, Restaurant oder Konzertsaal – verschiedenste klangliche Raumwirkungen lassen sich dort nachbilden. Fotos: Hörtech
Blick in den KAS: Ob Bahnhofshalle, Restaurant oder Konzertsaal – verschiedenste klangliche Raumwirkungen lassen sich dort nachbilden. Fotos: Hörtech
Simulationsraum
Die größte Attraktion ist jedoch der Kommunikationsakustik-Simulator (KAS). Die bundesweit einzigartige Anlage besteht aus einem akustisch präparierten Messraum, einer elektroakustischen Steuerung, über die im Raum erzeugte oder auch hinzugemischte akustische Signale verändert oder gezielt von verschiedenen Positionen aus eingespielt werden können, sowie einem separaten Kontrollraum mit digitaler Video- und Audio-Monitoring-Anlage. Mit dem KAS lassen sich die akustischen Gegebenheiten eines Raums, sein Nachhall, die Quellenzahl und die erlebte akustische Raumgröße variieren, sodass sich etwa die klangliche Wirkung eines Büroraums, Restaurants oder Konzertsaals nachbilden lässt.

Im Messraum sind spezielle Materialien verbaut: „Bei den grauen Kästen handelt es sich um Schroeder-Diffusoren“, erklärt Pelz, „verschieden tiefe, kastenförmige Hohlräume, die ein diffuses Schallfeld im Raum erzeugen. Die orangefarbenen Flächen sind Absorber, die den Schall schlucken. Auch die Decke ist akustisch wirksam. Für besondere Messungen kann man zusätzlich mikroperforierte transparente Absorber als Folienrollos (sogenannte Kaefer-Folien) herunterlassen, die ebenfalls den Schall schlucken. In der Decke befinden sich 16 Mikrofone, die alles aufnehmen und in Echtzeit wieder über Lautsprecher in den Raum hineinspielen können.“

Wird ein Opernsaal simuliert, wirkt der Raum groß, und die Akustik ist hervorragend. Anders dagegen die Sprachverständlichkeit in einer virtuellen Cafeteria, die durch schallharte Oberflächen und eine permanente Geräuschkulisse stark eingeschränkt ist. Der größte virtuelle Raum, der akustisch nachgebildet werden kann, ist eine Bahnhofshalle. Das Deckengewölbe erzeugt ein Flatterecho, die Nachhallzeit ist in allen Frequenzen – hohen und tiefen Tönen – sehr hoch, im Unterschied etwa zur Raumakustik einer Kirche, wo vor allem die tiefen Frequenzen verstärkt werden. „Der Simulator wird umfassend technisch und wissenschaftlich genutzt“, erläutert Pelz. „Früher mussten wir beispielsweise für Hörgerätetests mit den Betroffenen in verschiedene Situationen gehen, um die Funktionalität zu testen – allerdings waren die Bedingungen nie völlig vergleichbar. Jetzt können wir für Tests in die virtuelle Cafeteria gehen und über eine Sechskanalanlage Störgeräusche einspielen. Dann sitzt man plötzlich in einer vollen Cafeteria, mit Tellerklappern, Musik, Stimmengewirr.“

In Experimenten zur Mensch-Maschine-Kommunikation können Testpersonen zum Beispiel mit einem Hörgerät unter realistischen Bedingungen einen Sprachtest absolvieren oder Hörgeräte erproben. Über die Hörhilfenversorgung hinaus lassen sich im KAS aber auch Lautsprecher, Kopfhörer und Headsets oder das Akustikdesign von Möbeln testen, denn eine gute Raumakustik ist nicht nur für schwer, sondern auch für gut hörende Menschen relevant.

So hat das Hörzentrum gemeinsam mit der Universität Oldenburg untersucht, wie sich die Raumakus-tik in Büros oder Klassenzimmern auf das Arbeits- und Lernverhalten von Erwachsenen beziehungsweise Schülern auswirkt. „Wir haben Stör- und Nutzgeräusche eingespielt und können mit dem KAS eine Nachhallzeit von 0,4 bis 3 Sekunden simulieren – von einem relativ trockenen Raum mit guter Akustik bis hin zu einem schlechten Kommunikationsumfeld. Zusätzlich haben wir auch die Sprachverständlichkeit auf Basis des Speech Transmission Index (STI), mit dem sich der Verständlichkeitsgrad messen lässt, erfasst“, berichtet Dr. Markus Meis, der beim Hörzentrum für Markt- und Wirkungsforschung zuständig ist. STI berücksichtige den Nachhall, Störgeräusche, Raumreflexionen und die Richtcharakteristik der Schallquelle. „In unseren Untersuchungen konnten wir nachweisen, dass Schüler besonders empfindlich gegenüber einer schlechten Raumakustik sind. Aber auch bei Erwachsenen haben die Tests ergeben, dass gleichzeitig applizierte Störgeräusche eine Leistungsverringerung von bis zu 15 Prozent verursachen können.“

Hörprojekte
Hörtech finanziert sich in erster Linie über die Teilnahme an Forschungsvorhaben. Ein Beispiel ist das Projekt „Gestaltung altersgerechter Lebenswelten“ des Wissenschaftsministeriums Niedersachsen. Unter anderem will man für ältere Menschen akustisch basierte Aktivitätsassistenten, integriert mit Smarthome-Lösungen, entwickeln, anhand derer diese sich mit akustischen Ein- und Ausgabemedien im Alltag besser orientieren können. „Da geht es beispielsweise um einen elektronischen Notizzettel, der als akustische Lösung eingesetzt werden kann“, erläutert Meis. Der Nutzer kann mit dem System kommunizieren, etwa per Spracheingabe Termine eingeben. Über die Sprachausgabe werden ihm dagegen Termine wie Arztbesuch, Tabletteneinnahme, soziale Kontaktpflege wieder in Erinnerung gebracht. Sprachein- und -ausgabe müssen dabei die besonderen Beeinträchtigungen älterer Menschen, wie etwa den Hörverlust, berücksichtigen.

Im EU-Projekt „Hearing at Home“ arbeiten die Oldenburger Wissenschaftler an technischen Lösungen zur Unterstützung hörgeschädigter Menschen in ihrer häuslichen Umgebung. Die über eine Set-Top-Box vernetzte Heimelektronik soll sich der individuellen Hörschädigung eines Betroffenen anpassen und ihm helfen, Sprache und andere Signale besser zu verstehen. Das System wird über das Fernsehgerät, wo die Informationen sichtbar sind, organisiert. Über die Box werden die Audiosignale entsprechend aufbereitet, um dem Hörgeschädigten eine bessere Sprachverständlichkeit zu bieten. Dazu wird, wie in Hörgeräten, eine auf den individuellen Hörverlust eingestellte Mehrkanal-Dynamikkompression des Audiosignals durchgeführt und – bei Sprache mit Hintergrundgeräuschen – eine Störgeräuschreduktion aktiviert. „Wir arbeiten derzeit auch an einer grafischen Benutzerschnittstelle, damit der Benutzer die Einstellungen selbst vornehmen kann. Allerdings wird die Erstanpassung an den individuellen Hörverlust bei Bedarf, vor allem bei stärkeren Schwerhörigkeiten, eher mit professioneller Unterstützung durchgeführt. Dabei prüfen wir verschiedene Lösungen: Eine Lautsprecherlösung ist für leichte Hörminderungen geeignet, bei höhergradigem Hörverlust kommen drahtlose Headsets in Betracht, die die Kommunikation mit anderen Personen noch ermöglichen“, erklärt Meis.

Zu erwähnen ist auch die Audiologie-Initiative Niedersachsen, an der sich das Oldenburger Haus des Hörens und die HNO-Klinik der MHH beteiligen. Zusammen mit einem Konsortium von Hörgeräte-, Cochlearimplantat- und Audiosystemherstellern hat man sich in diesem Jahr am Spitzenclusterprojekt des BMBF mit dem Antrag „Auditory Valley: Hören in Niedersachsen“, beworben und gelangte immerhin bis ins Finale, wenn auch der gewünschte Erfolg ausblieb. Dennoch verfolgt das Konsortium weiterhin das Ziel, die Region Hannover/Oldenburg zum weltweit führenden Forschungs- und Entwicklungszentrum für Hörsysteme aller Art auszubauen.

Mit diesem Projekt bewege man sich in den Bereich der „Normalhörenden“ hinein, sagt Meis, denn nicht nur die Sprachverständlichkeit, sondern auch die Höranstrengung werde zunehmend ein Thema nicht nur für die Hörgeräteakustik, sondern auch bei Systemen in öffentlichen Umgebungen, wie etwa Lautsprecherdurchsagen am Bahnhof. So könnten künftig Consumerprodukte von Entwicklungen der Hörsystemtechnologie profitieren und umgekehrt. Wenn Medizinproduktentwicklung und Consumerwelt derart konvergieren, wird aus der eher „uncoolen“ Hörprothese vielleicht gar ein Lifestyleprodukt, und von Consumerprodukten ausgehend würden Plug-ins für Hörgeschädigte entwickelt – die Schwelle, sich mit Hörgeräten zu versorgen, werde dann wesentlich niedriger, hofft Meis.
Heike E. Krüger-Brand

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Eisbärsalat?
Hörtest per Telefon unter der Rufnummer 0 90 01/21 72 21 (www.hoertest-per-telefon.de)

Rund 15 Millionen Deutsche haben ein eingeschränktes Hörvermögen. Seit Kurzem kann man per Telefon anonym in rund fünf Minuten überprüfen, ob man zu dieser Gruppe dazugehört (Kosten: knapp ein Euro). Das Besondere an dem dynamischen Testverfahren ist, dass es das Sprachverstehen unter Störgeräuschen überprüft und so die alltägliche Gesprächssituation simuliert. Der Anrufer muss Sprache innerhalb einer Geräuschkulisse verstehen: Ihm werden Ziffern vor einem mehr oder weniger starken Störgeräusch eingespielt, und er muss die Lösungen über die Zifferntastatur seine Telefons eingeben. Bei richtigen Eingaben wird der Schwierigkeitsgrad erhöht.

Der Test wird in mehreren Ländern angeboten (Großbritannien, Niederlande, Schweiz, demnächst auch in Frankreich, Polen und Schweden); für Deutschland hat das Kompetenzzentrum Hörtech den Test angepasst.

Blick auf den binauralen Teich: Schall breitet sich in der Luft aus wie Wellen auf einem Teich.
Blick auf den binauralen Teich: Schall breitet sich in der Luft aus wie Wellen auf einem Teich.
Die Welt des Hörens im Hörgarten
Akustischer Themenpark: Kombination aus Wissenschaft, Kunst und Natur

Mit dem Hörgarten besitzt das Haus des Hörens noch einen weiteren Anziehungspunkt: „Damit die Menschen sich positiv mit dem Thema Hören auseinandersetzen, haben wir hier vor zwei Jahren den ,Hörgarten‘ realisiert, der für die Öffentlichkeit frei zugänglich ist“, erzählt Pelz. Mit Unterstützung verschiedener Sponsoren wurden dabei zehn Exponate zum Hören entwickelt und von der Universitätswerkstatt umgesetzt. Maßgeblicher Ideenlieferant ist der Oldenburger Physiker und Mediziner Prof. Dr. Dr. Birger Kollmeier, Gründer und Leiter des Hörzentrums und Sprecher des Kompetenzzentrums Hörtech. Der Infopoint entpuppt sich beim Rundgang als eine originalenglische Telefonzelle, bei E-Bay ersteigert und wieder hergerichtet. Darin befindet sich ein Computer, an dem sich die Besucher des Hörgartens über Hören, Schwerhörigkeit, Lärm und die Exponate informieren können.

Zu den nicht nur akustisch interessanten, sondern auch ästhetisch ansprechenden Installationen zählt beispielsweise eine Windharfe, die bei unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten Klänge oder kleine Melodiefolgen erzeugt. Wenige Schritte weiter gelangt man zu runden Helmholtz- und zu Rohrresonatoren, die je nach Größe bestimmte Geräusche aus der Umgebung herausfiltern und diese verstärken. Bei den großen Kugeln und Röhren werden die tiefen Töne gefiltert und verstärkt, bei den kleinen die hohen Töne. Der Unterschied zwischen Kugeln und Röhren: Bei den Kugeln wird exakt nur eine Frequenz verstärkt, bei den Röhren ist das Klangbild etwas umfangreicher. Der „Flüsterspiegel“ besteht aus zwei großen, in einem Abstand von fast 40 Metern installierten akustischen Hohlspiegeln, die es ermöglichen, Schall über eine große Entfernung hinweg gezielt wahrnehmen zu können. „Schall breitet sich normalerweise kugelförmig in alle Richtungen aus, dadurch geht bei einem größeren Abstand relativ viel verloren. Diese Reflektoren bündeln den Schall, wenn man genau im Mittelpunkt zwischen den Spiegeln steht, sodass man sich im Abstand von 40 Metern mit dem Rücken zueinander problemlos unterhalten kann“, erklärt Pelz. Ein Modell des Innenohrs und eine „Mittelohrpauke“ veranschaulichen die Funktionsweisen des Hörorgans, ebenso der binaurale Teich (binaural = beidohrig), an dem sich zeigen lässt, dass man zwei Ohren zur Ortung und Identifizierung von akustischen Objekten im Raum benötigt. Der „Hörthron“ vor dem Haus des Hörens verstärkt alle Geräusche der Umgebung um 14 Dezibel. Der Schall wird über zwei große Trichter (Durchmesser: jeweils ein Meter) und eine Röhre an die beiden Ohren des Hörers geführt, der zwischen den Hörrohren Platz nimmt. Durch die Trichterwirkung wird der ankommende Schall verstärkt, und durch den großen Abstand zwischen den beiden Hörtrichtern kann man die Richtung von Geräuschen viel genauer bestimmen.
Informationen: www.hoergarten.de

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