Versterking, Compressie en Maximale Output

Transcriptie

1 Versterking, Compressie en Maximale Output Om de versterking van een hoortoestel goed in te kunnen stellen heb je de volgende waarden in je audiogram nodig: Drempel gehoorverlies Beengeleiding Onaangename luidheid HL (Hearing Level) BC (Bone Conduction) UCL (UnComfortable Level) Deze drie waarden moeten gemeten zijn, opdat berekend kan worden wat de restdynamiek van het gehoor is. Daarmee kun je in theorie de klassieke MCL (Most Comfortable Level) bereken, die op ongeveer de helft van de restdynamiek moet liggen. Bij de aanpassing van analoge hoortoestellen, waarbij de hoofddoelstelling het verstaan van spraak was, kon deze MCL wellicht als doeloutput gezien worden, maar met meerkanaals digitale toestellen die gebruik maken van Wide Dynamic Range Compression-achtige mogelijkheden, voldoet bovenstaande benadering niet meer. In praktijk en dus in relatie tot hoortoestelaanpassingen is de meest aangename luidheid voor ieder geluid anders. Voorbeeld: Als u goedhorend bent, ligt uw MCL op ongeveer 60dB. Dat wil nog niet zeggen dat u graag een speld zou willen horen vallen op een geluidsterkte van 60 db. Uw voorkeur bij dit soort zachte geluiden gaat uit naar een sterkte van ongeveer 20 tot 30 db. Normale spraak hoort u wel graag op zo n 60 db. Maar een alarmbel maakt meer indruk als hij flink hard is, bijvoorbeeld 90 db. Hoe hard u een geluid wilt horen, is kennelijk afhankelijk van het soort geluid. Bij een slechthorende volstaat het dus ook niet om alle geluiden op ongeveer de MCL te laten horen 1

2 De MCL is dus niet, wat wel eens gezegd wordt, een lijn zoals de UCL en de HL, maar meer een gebied. Dit gebied bestrijkt in feite een groot deel van de restdynamiek. John Noter heeft een educatiemodel gemaakt (de zgn. Nutsrule) teneinde de schaling van geluid vorm te geven. Hij gaat ervan uit dat de zachte geluiden op ± 40 % van de restdynamiek liggen. Normaal geluid (waaronder spraak) zou ongeveer op 60 % van de restdynamiek moeten liggen, terwijl harde geluiden op ongeveer 80 % horen uit te komen. In feite mogen ze nooit door de UCL heen kunnen schieten. Als we voor het bovenstaande gehoorverlies de doeloutput, volgens Noter, voor de verschillende frequenties berekenen, krijgen we onderstaand plaatje Op basis van onze UCL-metingen kunnen we meestal alleen 500, 1000, 2000 en 4000 Hz bereken. En de beperking die de Nuts-rule met zich meebrengt is dat uitsluitend voor 40, 60 en 80 db input een calculatie wordt gemaakt. Alle andere tussenliggende en omliggende waarden blijven buiten beschouwing. Meer realistisch zou het zijn om een breder frequentiespectrum te nemen, met een wat groter dynamisch bereik op de input (van 30 tot 90 db). Om dat te bereiken zou je duizenden berekeningen moeten maken. Wellicht zou je beter een grafische voorstellig kunnen maken zoals op de onderstaande manier. 2

3 Wat doet een hoortoestel met deze kennis? Hoortoestellen worden geprogrammeerd door de computer. De computer draait op aanpassoftware die door de fabrikant van het hoortoestel ter beschikking is gesteld. Kijken we naar slechts één van de xx kanalen die een hoortoestel heeft, dan zou lineaire versterking, ofwel een versterking die voor alle input-niveaus gelijk is, er bijvoorbeeld uit kunnen zien zoals hieronder. Gekozen is voor een lineaire versterking van 30 db Input-output grafieken worden ook wel eens weer gegeven volgens de rechter afbeelding. Ze beelden hetzelfde uit. In vakliteratuur zult u meestal de linker vorm tegenkomen. De rechter komt u het meeste tegen in een educatieve omgeving. Bovenstaande beelden geven dus een theoretische versterking weer van 30 db. We weten echter dat een luidspreker van een hoortoestel de hogere geluidsterkten niet goed kan weergeven. Ergens zal het toestel dus gaan klippen, waardoor een meer realistische curve ontstaat in onderstaande grafiek 3

4 In principe wordt dit soort versterking nog uitsluitend gebruikt voor mensen met een puur conductief gehoorverlies, die louter rechttoe - rechtaan versterking nodig hebben. Doordat bij dit soort cliënten de UCL naar een hogere waarde verschoven is, hebben zij geen last van de output van 110 a 120 db die al optreedt bij input geluiden van 80 db en meer. In praktijk zien we echter dat aanpassoftware, ook bij geleidingsverliezen, steeds vaker kiest voor het geven van compressie bij hogere inputniveaus i.p.v. te gaan clippen (en dus vervorming laten horen). In de meeste gevallen treffen wij echter mensen aan met een perceptief gehoorverlies (bijvoorbeeld presbyacusis). Deze cliënten hebben doorgaans een redelijk normale UCL, die volgens Pascoe ergens tussen de db. Zij hebben bijvoorbeeld een gehoorverlies van 30 db en hebben bij 105 db zo n beetje hun maximale geluidsterkte te pakken. Het bruikbare deel ligt dus vanaf 40 db (net bovendrempelig) tot 100 db (net onder de UCL). Aan ingangszijde moeten alle geluiden (ingangsniveau s 20 tot 100 db) opgevangen worden. We zien daardoor het volgende input output karakteristiekje ontstaan. Het hoortoestel moet er dus voor zorgen dat een input van 20 db net hoorbaar wordt weergegeven op 40 db output. Daarnaast moet een hard geluid van 100 db eigenlijk onversterkt worden weergegeven als een output van 100 db. We zien aan de input een dynamisch bereik van = 80 db en aan de output een dynamisch bereik van = 60 db. Het dynamisch bereik van 80 db moet samengeperst worden tot een dynamisch bereik van 60 db. Dit fenomeen heet compressie. Deze compressie wordt vaak weergegeven middels een compressiefactor die we kunnen uitrekenen door de inputdynamiek te delen door de outputdynamiek. In dit geval 80 / 60 = 1.33 Compressiefactoren die groter worden dan 2 tot 2.5 zijn verdacht voor vervorming. Het geluid wordt in dat geval zo in elkaar gedrukt dat uw cliënt kan gaan klagen over een onnatuurlijk of vervormd geluid. De meest ideale schaling die berust op het principe van John Noter zou er dan als volgt uitzien 4

5 Vaker wordt zo n karakteristiek op de volgende manier weergegeven En het leuke wat je dan ziet is dat de versterking in feite nog steeds lineair is. In praktijk zal er echter een wat andere behoefte aan versterking ontstaan. Met name een versterking die de zachte geluiden wat extra versterkt waardoor ze sneller bovendrempelig en ook goed hoorbaar worden De spraakgeluiden rond de 60 db moeten op ongeveer % van de restdynamiek komen te liggen en de harde geluiden behoeven amper versterking. Hierdoor ontstaat de behoeft aan een versterking karakteristiek die er bijvoorbeeld als volgt uitziet 5

6 We zien dat deze lijn niet meer lineair verloopt. Er is sprake van 3 verschillende versterkingen. Voor zachte geluiden gemiddeld zo n 30dB, voor de normale geluiden 26 db en voor de harde geluiden gemiddeld zo n 10 db. Deze vorm van meervoudig instelbare versterking noemen we vaak WDRC of Wide Dynamic Range Compression. In elk van deze luidheden is de compressie apart te berekenen. Nemen we de compressiefactor voor de zachte geluiden onder de loep, dan is de dynamiek van de input van = 20 db De dynamiek van de output is 72-40= 32 De compressiefactor is dus 20/32 = 0,6. In zo n geval (compressiefactor kleiner dan nul) spreken we van expansie. Voor de normale geluiden 30/20 = 1.5 Voor de harde geluiden 30/6 = 5 In sofware programma s wordt echter vaak de totale compressie weergegeven, die zou hier 80/60= 1.33 luiden. Deze getallen worden zoals gezegd soms door fabrikanten in hun aanpassoftware genoemd. Helaas moet ik bekennen je er niet zoveel mee kunt. Hooguit kunnen we middels de gegenereerde compressiefactoren in de gaten houden of er sprake kan zijn van vervorming. Overigens is de tendens qua weergave en vormgeving toch steeds meer in richting van grafische benaderingen Daar zitten soms heel bijzonder vormen tussen zoals hieronder, waarmee duidelijk een boodschap uitgedragen moet worden omtrent de werking en toepassing van een hoortoestel: 6

7 De fabrikant had hierbij de bedoeling om geluidsintensiteiten tot 30 db zo weinig mogelijk te versterken omdat dit soort zachte geluidjes als hinderlijk en ongewenst beschouwd zouden worden, daarna, tussen 30 en 40 db, moeten zachte geluiden ook echt hoorbaar gemaakt worden en wordt er gekozen voor een wat groter versterking. Rond het spraakgebied, tussen 50 en 70 db, hebben we een ongeveer lineaire vorm van versterking en tot slot worden de harde geluiden 80 db en meer steeds minder versterkt. Meerkanaals techniek Hierboven hebben we een voorbeeld gegeven voor slechts één kanaal. In werkelijkheid zijn er in hoortoestellen meestal meerdere kanalen beschikbaar. In elk van deze kanalen is de versterking apart in te stellen. Bewust is hier al voor drie instelmogelijkheden gekozen: zacht, normaal en hard. De waarden die hierbij horen zijn per fabrikant verschillend en zijn dus niet als standaard te noemen. Ook komt het nog voor, in de wat goedkopere toestellen, dat alleen de zachte en de harde geluiden te regelen zijn. De outputbegrenzing moet dan gezocht worden in de MPO regeling, waarover later meer. Als een hoortoestel bijvoorbeeld 20 kanalen heeft wordt het steeds moeilijker om te bevatten hoe al die input output karakteristieken nou eigenlijk verlopen. Widex gaf daar ooit een mooi voorbeeld van Middels onderstaand figuur Het is leuk hierin te ontdekken dat voor verschillende frequentiegebieden telkens een andere karakteristiek de optimale zou zijn. Laten we eerlijk zijn en concluderen dat je het ontwerp van dit soort instellingen beter aan de computer kunt overlaten. MPO (Maximum Power Output) Deze MPO-instelling zien we vaak terug op hoortoestellen. De bedoeling van deze instelling is die van een soort noodrem. Hiermee kunnen we de maximale output van het hoortoestel begrenzen. Deze mogelijkheid benutten we als we het hoortoestel vrij lineair hebben ingesteld. Bijvoorbeeld bij grote air-bone gaps. Hierbij wordt nog steeds de volle versterking gegeven bij harde inputsignalen. Daardoor zou de kans bestaan dat de output doorschiet in het gebied van de onaangename luidheid. Om dit te voorkomen stelt u een maximale output in. Het toestel kan dan nooit harder worden dan db, te weten de ingestelde waarde. 7

8 Bij toestellen die middels WDRC al een flinke compressie hebben meegekregen voor de harde geluiden is het zelden nodig deze MPO op een lagere waarde in te stellen. Door de toepassing van de compressie kan het toestel al nooit harder worden dan.. We zien dan ook dat de meeste toestelsoftware in zijn First fit zelden deze waarde verandert. Het handmatig lager zetten van deze waarden leidt zelden tot voor de cliënt hoorbare resultaat. Praktijk Dan nu de praktijk. We hebben een hoortoestel, laten we het eenvoudig houden, met 4 kanalen. Ieder kanaal is instelbaar in 3 input-levels en de maximale output is regelbaar. Als voorbeeld nemen we het onderstaande plaatje van een Widex hoortoestel met bijbehorende input/output karakteristiek voor elk kanaal apart. M In praktijk zullen we een aanpassing vrijwel altijd beginnen met een First Fit, de eerste instelling die de software voor ons maakt op basis van het audiogram. Hierbij wordt gebruik gemaakt van: De toondrempel De beengeleiding drempel De onaangename luidheidsdrempel Hierbij dient een opmerking gemaakt te worden: In praktijk zien we dat een aantal merken waaronder Widex en Phonak de mogelijkheid bieden om met behulp van het hoortoestel een soort audiogram af te nemen. Bij zo n test wordt de gehoordrempel bepaald met hoortoestel (inclusief oorstukje of dome) in het oor. Dit biedt het voordeel dat ook de akoestische effecten van de gebruikte otoplastiek mee gemeten worden. Als een fabrikant deze mogelijkheid aanbiedt, raad ik u aan deze ook te gebruiken, omdat de nuldrempel nog beter bepaald wordt dan op basis van het toonaudiogra alleen. 8

9 Op basis van de HL en de UCL wordt het restdynamisch bereik bepaald. Op basis daarvan wordt de versterking voor het hoortoestel, bij de verschillende luidheden, verdeeld over de verschillende kanalen berekend. Indien de UCL niet is ingevoerd, houdt de software vast aan de waarden zoals bepaald door Pascoe. De beengeleiding wordt gevraagd om kunnen te bekijken of er sprake is van een air-bone gap. In geval dat hiervan sprake is, wordt de versterking aangepast (vergroot) om dit stuk verlies meer lineair en met een grotere versterkingsfactor te versterken. Bent u er niet zeker van of een programma met de BC of de UCL calculeert, maak dan binnen NOAH een vlak audiogram aan met een verlies van bijvoorbeeld 50 db bdz. Voer voor één oor de BC in op 0 db. U heeft zo binnen één aanpassing een audiogram met en zonder air-bone gap tot uw beschikking. Laat de software op basis van dit audiogram (in simulatie) de versterking calculeren. Als er rekening wordt gehouden met de air-bone gap zal aan dat oor een grotere versterking worden aangeboden dan in het oor waar een perceptief gehoorverlies wordt gesimuleerd. In dat geval moet u zeker (en eigenlijk altijd) de beengeleiding in NOAH invoeren om een goede First Fit te kunnen maken. Zo n zelfde truck kunt u ook uithalen voor de UCL. Voer weer een gelijk audiogram in voor links en rechts en geef in één van beide kanten een UCL mee van 80 db. Nadat de versterking door de aanpassoftware is gecalculeerd, moet u een verschil kunnen waarnemen in de gekozen versterkingen tussen links en rechts, waarbij er beperking van de versterking voor het gevoelige oor. Is dit het geval, dan moet u, eigenlijk altijd, maar zeker in dit geval van overgevoeligheid voor harde geluiden, zeker de UCL in het audiogram vermelden. Feedback testen Voorafgaand aan het uitvoeren van een eerste versterkingsberekening, zijn er een hoop merken die u en feedbacktest laten uitvoeren. Deze test is ervoor bedoeld om te inventariseren bij welke versterking en bij welke frequentie het toestel gaat rondzingen. Dit is natuurlijk een mooie feature op hoortoestellen, maar ook een erg gevaarlijke. Want als het hoortoestel tijdens de feedbacktest tot de conclusie komt dat hij bijvoorbeeld bij 3800 Hz gaat rondzingen bij een versterking groter dan 20 db, dan is de kans groot dat de gecalculeerde versterking bij 3800 Hz gewoon beperkt wordt tot 20 db en de cliënt dus niet die versterking krijgt aangeboden waar hij eigenlijk recht op heeft bijvoorbeeld 28 db. Uiteraard zijn er ook geavanceerde systemen die op een meer charmante manier met feedback omspringen. Het blijft echter uw taak als audicien erop toe te zien dat uw cliënt die versterking krijgt waar hij/zij recht op heeft. Hierbij moet u uiteraard niet alleen letten op de mogelijkheden van het gekozen hoortoestel, maar ook op de eigenschappen van het gekozen oorstukje of dome. Een veel gehoord excuus, dat je hier niet op hoeft te letten is, dat de cliënt dit zelf ook wel op zal merken, want hij haalt dan gewoon het gewenste resultaat niet en blijft vragen om meer versterking. Helaas is dat niet waar. Een cliënt die jarenlang 30 db te weinig heeft gehoord is reuze blij met 10 db versterking ook al had hij wellicht een veel beter resultaat ondervonden met 18 db versterking. Uw cliënt weet niet meer wat hij zou moeten horen! Eerste controles na de First Fit Na het uitvoeren van de First Fit, gaat u inventariseren hoe het geluid door uw cliënt wordt ervaren. In eerste instantie wordt er op normaal niveau gesproken en wordt gevraagd of dit goed, te hard, of te zacht is. Zegt een cliënt dat het toestel te hard of te zacht is, moet u nog even niets doen, maar eerst nog even de zachte en harde inputs controleren. De zachte inputs worden vaak gecontroleerd door achter de cliënt te gaan staan en in de handen te wrijven. Daarbij wordt vaak gelijktijdig gecontroleerd of links en rechts even hard ervaren worden. Ook wordt vaak gebruik gemaakt van fluisterspraak. 9

10 De harde geluiden worden vaak gecontroleerd door in de handen te klappen of een sleutelbos op de tafel te laten vallen. Hier heeft iedere audicien wel zijn eigen truck voor. Opgepast moet worden dat we bij de eerste beoordeling nog gebruik maken van breedbandige stimuli, zodat de algemene luidheid over de volle bandbreedte beoordeeld wordt. Op basis van de response van de cliënt voor wat betreft de zachte, de normale en de harde geluiden, kan beoordeeld worden wat er in eerste instantie aan de instelling verbeterd zou kunnen worden. Onderstaande tabel geeft een eerste voorzetje. Bij bovenstaande matrix hebben we het over ALLE KANALEN. Bij iedere wijziging van een versterking wijzigt u ook de compressiefactor van het betreffende kanaal. Fine tuning In een later stadium kunt u meer de diepte in met een cliënt door naar specifieke luisterervaringen te vragen en te luisteren. Soms komt uw cliënt hier zelf mee, aan de hand van zijn bevindingen in de proefperiode. Soms zult u door gericht vragen te stellen aan de weet moeten komen of de instelling van de toestellen juist is. Bij een hoop geluiden die uw cliënt aandraagt als zijnde problematisch, zullen we ons telkens weer een voorstelling moeten maken in welke kanalen een geluid thuis hoort. Voor spraakklanken is dat redelijk overzichtelijk weer te geven zoals hieronder in een spraakbanaan. Het verdient dan ook aanbeveling om tijdens het maken van een Vrije Veld meting (standaard uitvoeren) aan te tekenen welke spraakklanken niet goed werden verstaan. Zijn die spraakklanken eenmaal bekend, dan kunt u bepalen in welk frequentiegebied ze thuishoren en op welk kanaal van het hoortoestel dat dan betrekking heeft. De klanken kunt u terugvinden in onderstaande spraakbanaan. 10

11 Vaak bestaat binnen de aanpasmodule de mogelijkheid om de letters in het toonaudiogram te plaatsen, zoals hierboven in het ReSound programma Voor veel geluiden zult u niet makkelijk kunnen herleiden op welk frequentiegebied ze betrekking hebben. Bovendien valt het vaak ook al niet mee om goed te kunnen beoordelen of het betreffende geluid dat te hard of te zacht ervaren wordt resulteert onder de zachte, de normale of de harde versterkingsinstelling. Dit alles maakt het er niet makkelijker op om aan de hand van klachten en bevindingen aan de knoppen te draaien. Sommige aanpasprogramma s proberen het u een stukje makkelijker te maken door u een scala van harde, normale en zachte geluiden aan te bieden die weer onderverdeeld zijn in breedbandige, lage en hoge geluiden. Een voorbeeld hiervan treft u aan in onderstaand figuur afkomstig uit de Aventa software van ReSound Als uw cliënt echter met een bepaald geluid komt als voorbeeld ter verbetering is dit geluid lang niet altijd reproduceerbaar. Wellicht komt u in de verleiding het betreffende geluid te gaan zoeken in de database van geluiden die de meeste programma s tegenwoordig ingebouwd hebben zoals hieronder wederom het Aventa programma laat zien 11

12 Ofschoon dit programmaatje zo n 350 verschillende geluiden kent, is de kans groot dat het geluid dat u nodig heeft er net niet in zit. Probeer in zo n geval eerst een geluid te vinden dat erop lijkt en speel dit af om te kijken of het hetzelfde effect heeft. Indien dat het geval is, kunt u ook dit geluid nemen om uw modificaties aan de instellingen te controleren. Bedenk echter bij iedere wijziging van de versterking in specifieke kanalen, dat u ook bezig bent de compressie te beïnvloeden. Compressiefactoren groter dan 2 zijn verdacht voor vervorming. Zo n voorbeeld ziet u hieronder Pas ook goed op dat de kanalen links en rechts van die waar u mee bezig bent vaak meelopen met de wijzigingen die u in één specifiek kanaal aanbrengt. Wizard-achtige omgevingen Een welgemeend advies is dan ook gebruik te maken van de ingebouwde wizards die aan de hand van bevindingen wijzigingen in de instelling van het hoortoestel voorstelt. Het grote voordeel van deze manier van werken is dat deze wijzigingen een groot aantal parameters tegelijk varieert, terwijl als u handmatig een verandering in de instelling aanbrengt, slechts zeer beperkt wijzigingen kunt doorvoeren en wellicht andere instellingen vergeet mee te nemen of zelfs ontregelt. Hieronder treft u een voorbeeld van zo n oplossingwizard aan zoals ReSound hem hanteert Wees bij iedere aanpassing op uw hoede wat de software voor u en uw cliënt bedacht heeft. Blijf vooral kritisch meedenken en controleren of het wel logisch is wat uw cliënt krijgt aangeboden. In het kader van deze lesstof lieten we drie softwareprogramma s inzake hetzelfde gehoorverlies een instelling berekenen. Wij waren enigszins verbaasd over de verschillen. 12

13 Resound Metrix Widex Mind 440 Unitrom Als de toestellen werkelijk de versterking geven die ze beloven, kunnen we niet anders dan aannemen dat het ene toestel zeker het andere niet is. Dit zullen we de komende tijd gaan onderzoeken. 13