7.3.3.1(2). Inleiding

In het voorliggende hoofdstuk wordt besproken welke mogelijkheden zeer ernstig slechthorenden en doven (nog) hebben om geluiden waar te nemen. Deze zeer beperkte mogelijkheden worden samengevat in het begrip ‘restgehoor’. Kennis van de resterende hoormogelijkheden maakt het mogelijk deze – na revalidatie met al dan niet speciale hoortoestellen – te benutten en de meerwaarde van Cochleaire Implantatie goed te omschrijven.

De manier waarop het restgehoor bestudeerd en gerevalideerd is kent een uitgebreide historie. De veranderingen in de status van het restgehoor worden in de bespreking meegenomen. Achtereenvolgens komen de volgende onderwerpen aan de orde:

• Status van het gebruik van het restgehoor
• Gehoordrempels en auditieve basisfuncties
• De herkenning van spraakkenmerken, het verstaan van spraak en de bijdrage die het lipbeeld daaraan geeft
• Maten voor het functioneren van het restgehoor
• De mogelijkheden van het (rest)gehoor in het kader van de toepassing van Cochleaire Implantatie

De aandacht, in dit hoofdstuk, voor het gebruik van het restgehoor laat onverlet dat sommige doven bij hun onderlinge communicatie kiezen voor het gebruik van Gebarentaal en het restgehoor niet of slechts gedeeltelijk willen benutten. Het onderwerp ‘Doofheid als cultuur’ en de plaats van de functie van Gebarentaal in de dovencultuur is onderwerp van Hfdst.7.3.5 (nog in voorbereiding).

7.3.3.2(2). Definitie en gebruik van restgehoor

Gedurende lange tijd zijn veel mensen ervan uitgegaan dat iemand die ‘doof’ is niets kan horen en ‘in de stilte’ leeft. Omdat gehoordrempels vaak niet meetbaar waren dacht men dat het geen zin had dat deze mensen gebruik maakten van hoortoestellen. Onafhankelijk van individuele tegenstemmen kwam er vanaf de zeventiger jaren van de vorige eeuw geleidelijk onderzoek op gang naar de juistheid van deze aanname. De term ‘profitabele gehoorresten’ kwam in gebruik. Het onderzoek naar deze profitabele gehoorresten werd gestimuleerd door de voortschrijdende technische ontwikkelingen op het gebied van geluidsversterking en geluidsbewerking. De mogelijkheden om bij hoge geluidsniveaus geluid van goede kwaliteit aan te bieden maakte het aantrekkelijk gebruik te maken van meetmethoden die in de psychofysica voor normaalhorenden al langer toegepast werden. Daardoor konden onderzoekers zich richten op het bepalen van gehoorfunctie en dus vaststellen welke aspecten van geluid doven – bij gebruikmaking van hoortoestellen – kunnen horen.

De ontwikkelingen op dit gebied leidden tot de bepaling van de ‘capaciteit’ van het restgehoor. Deze capaciteit van het restgehoor is te definiëren als ‘het scala van auditieve vermogens’, variërend van het kunnen discrimineren van geluiden tot het kunnen verstaan van lopende spraak, dit alles bij het gebruik van hoortoestellen en het voortdurend deelnemen aan hoortraining. De bepaling van de ernst van de doofheid door middel van een audiogram werd dus uitgebreid met een functionele bepaling van de mogelijkheden van het (rest)gehoor. Men ging spreken van ‘benutting van het restgehoor’.

Al snel bleek dat de capaciteit van het restgehoor van individu tot individu sterk varieerde. Sommige doven hadden veel gehoorresten en andere weinig. Dit is de reden dat de term ‘doof’ vaak vervangen werd door de uitdrukking ‘zeer ernstig slechthorend’.

Verschillende aspecten van het onderzoek naar de capaciteit van het restgehoor hebben, vanaf de 80^er jaren van de vorige eeuw, een plaats gekregen binnen wat zou kunnen noemen ‘het psychofysisch onderzoek in het kader van de toepassing van Cochleaire Implantatie’. Bij Cochleaire Implantatie wordt geen gebruik gemaakt van het – aangedane – perifere gehoororgaan, maar wordt direct de gehoorzenuw elektrisch gestimuleerd met een, aan het spraaksignaal ontleend, geprogrammeerd signaal. Cochleaire Implantatie wordt in veel landen op grote schaal toegepast en heeft, in gevallen van zeer ernstige slechthorendheid, het gebruik van hoortoestellen teruggedrongen. Toepassing van hoortoestellen en Cochleaire Implantatie zijn echter geen elkaar uitsluitende vormen van revalidatie. Het gaat in beide gevallen om het gebruik van het (rest)gehoor, zij het op verschillende manieren . Redenen om aan de capaciteit van het restgehoor aandacht te blijven geven zijn:

1. Kennis van de capaciteit van het restgehoor van een zeer ernstig slechthorende bij het gebruik van hoortoestellen maakt het mogelijk om te bepalen welke meerwaarde Cochleaire Implantatie in dit verband heeft. Hoortoestelaanpassing vormt dus de referentie bij verantwoorde indicatiestelling voor Cochleaire Implantatie.
   
   
2. Er zijn soms argumenten om, weer in het kader van prothetisering, een combinatie te maken, zoals door een hoortoestel op het ene oor en een cochleair implantaat op het andere te plaatsen of een combinatie van een cochleair implantaat en hoortoestel op eenzelfde oor . Dan is kennis van de mogelijkheden van beide vormen van prothetisering noodzakelijk.
   
   
3. In veel landen is Cochleaire Implantatie voor mensen niet toepasbaar of betaalbaar en is hoortoestelaanpassing een te overwegen alternatief.
   
   
4. Kennis van de capaciteit van het restgehoor is van belang voor het geven van hoortraining

7.3.3.3(2). Gehoordrempels en auditieve basisfuncties

Gehoordrempels en dynamisch bereik
Het dynamisch bereik van het (rest)gehoor is gedefinieerd als de afstand, in dB, tussen de waarnemingsdrempel van een geluid en het geluidsniveau waarbij dit geluid onaangenaam luid wordt. Gaan we uit van de gehoordrempels zoals weergegeven in Fig.1 en een maximum output van de audiometer, aangegeven door de horizontale streepjes, dan geven de verticale pijltjes een indruk van het maximale dynamisch bereik bij de betreffende frequentie. Theoretisch zou het dynamisch bereik nog groter kunnen zijn, maar aanbiedingsniveaus die de maximale output van de audiometer overschrijden worden niet zinvol geacht. In de praktijk kan het dynamisch bereik slechts enkele dB’s bedragen, omdat het niveau van onaangename luidheid, als gevolg van de – perceptieve – slechthorendheid veel eerder bereikt wordt. Dit, vaak kleine, dynamisch bereik vormt een groot probleem bij het aanpassen van hoortoestellen.

Bij het bepalen van de gehoordrempels dient men er zeker van te zijn dat er geen sprake is van vibratieperceptie. Deze vorm van perceptie, op basis van stimulatie van de tastzin, ook ‘tactiele perceptie’ genoemd, mag geen rol spelen. In Fig.2 zijn in een audiogram de vibratiedrempels aangegeven voor beengeleiding en luchtgeleiding. Het betreffen gemiddelde waarden.

De genoteerde drempels zijn – gemiddelde – grenswaarden. Individuele drempels onder deze waarden (in het audiogram ‘boven’) betreffen als regel het gehoor en hogere drempels de tastzin.

Auditieve basisfuncties
‘Auditieve basisfuncties’ zijn eigenschappen (‘’capaciteiten’) van het gehoor die beschouwd worden als bouwstenen (‘voorspellers’) voor het verstaan van spraak. Voorbeelden zijn:

• Intensiteitsdiscriminatie; dit is het vermogen om kleine verschillen in intensiteit tussen twee overigens dezelfde, na elkaar aangeboden geluiden te horen, b.v. tussen een toon van 1000 Hz van 60 dB SPL en een direct daarna aangeboden toon van 1000 Hz van 61 dB SPL.
• Frequentiediscriminatie; dit is het vermogen om kleine verschillen in frequentie tussen twee overigens dezelfde, na elkaar aangeboden geluiden te horen, b.v. tussen een toon van 1000 Hz van 60 dB SPL en een direct daarna aangeboden toon van 1005 Hz van 60 dB SPL.
• Spectrale resolutie (spectraal oplossend vermogen); spectrale resolutie is hier de mate waarin men in een geluid dat meerdere frequentiecomponenten bevat (b.v. een toon van een piano) deze componenten afzonderlijk kan horen.
• Temporele resolutie (temporeel oplossend vermogen); temporele resolutie is de mate waarin men in een geluid, waarvan de geluidsterkte meer of minder snel varieert, deze fluctuaties kan horen. Een andere vorm van temporele resolutie is het vermogen om onderbrekingen in geluiden te horen.

De waarden die voor deze functies gemeten worden zijn sterk afwijkend van die voor normaalhorenden en beïnvloed door de hoge aanbiedingsniveaus – als gevolg van de hoge gehoordrempels. Dat geldt echter niet voor alle functies. Intensiteitsdiscriminatie bijvoorbeeld is voor zeer ernstig slechthorenden niet afwijkend, althans wanneer vergelijkbare geluidssterktes (dB SPL) worden toegepast (die voor normaalhorenden onaangenaam hard klinken). Hetzelfde geldt voor het temporeel oplossend vermogen voor bepaalde typen fluctuaties in geluidssterkte. Niet alle basisfuncties zijn dus in het kader van dit hoofdstuk even relevant en indicatief voor het beperkte spraakverstaan van zeer ernstig slechthorenden. Om die reden wordt alleen frequentiediscriminatie besproken.

Als maat voor frequentiediscriminatie wordt gebruikt het ‘Difference Limen for Frequency’ (DLF), gedefinieerd als Δf/f en uitgedrukt in procenten. Δf is de juist waarneembare verhoging (in Hertz) in de frequentie f. Het DLF is door verschillende onderzoekers bij slechthorenden en doven gemeten. De spreiding tussen de verschillende (proef)personen is groot, m.n. voor grote gehoorverliezen. Er zijn aanwijzingen dat het DLF voor frequenties beneden de 1000 Hz beschouwd kan worden als een indicator van de mate waarin zeer ernstig slechthorenden spraak (fonemen, woorden) kunnen verstaan. Dat geldt ook voor het DLF gemeten bij dragers van een CI, m.n voor het spraakverstaan in ruis. Zie voor enige aanvullende informatie niveau 3 van dit hoofdstuk, Par.2.

7.3.3.4(2). Verstaan van spraak – Herkenning van spraakkenmerken – Bijdrage van het lipbeeld

Spraakverstaan op basis van alleen auditieve informatie
Bij het verstaan van spraak worden uit het spraaksignaal verschillende aspecten ‘geëxtraheerd’. Elk van deze aspecten, ‘kenmerken’ genoemd, levert een specifieke bijdrage aan het verstaan. Men onderscheidt:

• ‘Segmentele’ kenmerken. Dit zijn de aspecten van de spraak op foneemniveau, dus op het niveau van de klinkers en de medeklinkers. Voorbeelden zijn ‘hoogte’ en ‘plaats’ voor de klinkers en ‘hoogte’ en ‘stemhebbend/stemloos’ voor de medeklinkers. Zie voor een overzicht en definitie van deze kenmerken Hfdst.10.2.2.
• ‘Suprasegmentele’ of ’ prosodische kenmerken’. Prosodische kenmerken in het spraaksignaal zijn voor het verstaan relevante eigenschappen die zich over meerdere fonemen of zelfs woorden uitstrekken. Voorbeelden van prosodische kenmerken zijn ‘intonatie’ (toonhoogte) en ritme (temporele patronen). Deze kenmerken worden besproken in Hfdst.10.2.1.

Voor elk kenmerk kan men nagaan in welke mate het door zeer ernstig slechthorenden waargenomen wordt. In Tabel I is te zien bij welke – grote – gehoorverliezen een aantal spraakkenmerken (‘contrasten’) nog net hoorbaar zijn.

In deze geleidelijke verslechtering, als functie van het gehoorverlies, is een hiërarchie te zien. Het eerst worden de medeklinkers ‘aangetast’. Vervolgens komt de hoorbaarheid van verschillen tussen een in hoogte variabele stem en een monotone stem. Temporele patronen (prosodie) zijn zelfs bij gehoorverliezen boven de 110 dB nog hoorbaar. Opvallend is dat het kenmerk klinkerhoogte zo ‘lang’ hoorbaar is .

Feitelijk geldt dat een kenmerk, om bruikbaar te zijn voor de taalontwikkeling, linguïstisch geïnterpreteerd moet kunnen worden, al dan niet na training. Voor suprasegmentele kenmerken als intonatie en F0 contouren is dit goed voorstelbaar. Dit betekent dat een test om gehoorcapaciteiten te meten altijd uit twee delen moet bestaan, een discriminatie-experiment en een identificatie- experiment. Enkele voorbeelden van dergelijke tests worden beschreven in niveau 3 van dit hoofdstuk.

De afname van de spraakherkenning op segmenteel niveau, bij toenemend gehoorverlies, is weergegeven in Fig.3. Uitgezet is de (maximale) foneemscore in het spraakaudiogram tegen het gehoorverlies in dB HL (PTA). Definieert men een herkenning van 50% als grens dan ligt het omslagpunt voor klinkerherkenning bij ongeveer 95 dB. Op basis van deze gegevens kan ook afzonderlijk de klinkerscore berekend worden. Men kan dan een directe vergelijking maken met de mogelijkheden van een cochleair implantaat (zie verder in dit hoofdstuk).

Bij de beschrijving van het spraakverstaan door zeer ernstig slechthorenden spelen – auditieve – woordscores geen grote rol. Het kleine dynamisch bereik van het gehoor maakt het moeilijk om spraakmateriaal samen te stellen dat een functionele differentiatie oplevert. Het materiaal is meestal óf te moeilijk (0% score) óf te gemakkelijk (100% score). Een curve als in Fig.3 zal dan een nóg steilere helling laten zien. Wanneer een significante woordscore kan worden gemeten geeft dat wel aan dat de betreffende luisteraar spectrale informatie kan benutten bij de spraakherkenning.

De grote spreiding in foneemscores in Fig.3 voor gehoordrempels tussen de 80 en 100 dB leidt tot de conclusie dat een gehoordrempel in dit gebied geen voorspeller is van de mate van spraakverstaan. Vaak wordt echter wél aangenomen dat – voor jonge kinderen – relatief gunstige gehoordrempels bij de frequenties 2 en 4 kHz (een relatief vlak audiogram dus) gunstig zijn voor de ontwikkeling van het spraakverstaan (met hoortoestellen) en voor het profijt hebben van het dragen van een CI. Men heeft deze veronderstelling helaas, als gevolg van de steeds aanwezige grote interindividuele spreiding in groepen, nooit kunnen bevestigen.

Men kan zich afvragen wat, bij jonge kinderen, de voorspellende waarde van de hiervoor besproken perceptie van spraakkenmerken is voor de ontwikkeling van gesproken taal. Onderzoek door Geers en Moog (1989) heeft uitgewezen dat het kunnen discrimineren van enkele klinkers daarvoor minimaal vereist is. Het alleen kunnen discrimineren van duurpatronen en variaties in de sterkte van geluiden levert geen bijdrage aan de ontwikkeling van gesproken taal.

Visuele informatie gecombineerd met auditieve informatie bij het spraakverstaan
In de praktijk zal een ernstig slechthorende bij spraakherkenning altijd het lipbeeld gebruiken. Het lipbeeld alléén levert al een bepaalde mate van herkenning van woorden en zinnen. Wanneer het auditieve spraaksignaal, aangeboden via hoortoestellen of via een CI, wordt aangevuld met het bijbehorende lipbeeld zal in het algemeen een hogere score worden bereikt. De toename in spraakherkenning voor de auditief-visuele conditie ten opzichte van die voor de auditieve conditie heet in de literatuur het ‘Visual Enhancement Effect’ (VEE) . Het VEE is afhankelijk van het gebruikte spraakmateriaal (syllaben, woorden, zinnen, lopende spraak), van de responstaak (open of gesloten set van alternatieven) en van de wijze van scoren (‘antwoord op een vraag’ of ‘aantal correct herkende syllaben in een zin’).

Een vaak gebruikte methode om VEE te meten is ‘Connected Discourse Tracking’ (CDT). In een CDT-test leest een spreekster korte zinnen voor uit een tekst. De luisteraar moet deze zinnen correct herhalen. Zodra daarbij een fout wordt gemaakt, herhaalt de spreekster de zin, of specifieke woorden daaruit, tot de luisteraar de gehele zin correct reproduceert. Er wordt gescoord in aantal correct herhaalde woorden per minuut (WPM). De diversiteit in spraaktests en daarmee het grote aantal parameters, maakt een vergelijking en soms ook een interpretatie van de scores moeilijk.

Het VEE is sterk afhankelijk van de mate waarin een ernstig slechthorende bij de auditieve herkenning gebruik kan maken van spectrale kenmerken. Wanneer gebruik gemaakt kan worden van segmentele (spectrale) informatie (de personen met ‘profitabele gehoorresten’) worden voor zinnen VEE’s van 21% tot 32% gevonden, afhankelijk van de mogelijkheden tot gebruik van spectrale informatie. Wanneer dit niet het geval is, dus wanneer alleen duurpatronen en intensiteitvariaties waarneembaar zijn, is voor diezelfde zinnen (hetzij het complete spraaksignaal, hetzij alleen de temporele structuur daarvan als ondersteuning) het VEE gemiddeld maar 6% . Wanneer voor deze laatste groep intonatiepatronen worden gebruikt als auditieve aanvulling worden evenmin significante VEE’s gevonden. Een aantal vormen (systemen) van aanvullende auditieve informatie bij het lipbeeld wordt besproken in Hfdst.10.3.1. Het voorafgaande laat onverlet dat sommige doven zeer goede liplezers zijn en maar weinig auditieve ondersteuning nodig hebben.

7.3.3.5(2). Maten voor het functioneren van het restgehoor

Het karakteriseren van auditieve vaardigheden op basis van alleen audiometrische gegevens (het audiogram) geeft een onvolledig beeld van de mogelijkheden van het restgehoor. Dit kan duidelijk gemaakt worden aan de hand van Fig.3 (vorige paragraaf). Wanneer de gehoorverliezen kleiner zijn dan 80 dB PTA (perceptief) kan men normaal functionerende personen niet ‘doof’ noemen. In de praktijk kunnen deze mensen bij gebruik van hoortoestellen soms relatief goed d.m.v. gesproken taal communiceren. Daarentegen, wanneer het gehoorverlies de 110 dB overschrijdt, kan meestal zó weinig gebruik gemaakt worden van segmentele informatie en is het spraakverstaan dus zó gering dat de betreffende persoon ‘doof’ genoemd kan worden. Het probleem van de karakterisering is gelegen in het gebied daartussen, dus in het gebied met PTA’s van 80 tot 100 dB. Hier is een grote variatie in foneemscore aanwezig.

Het gehoorverlies is hier dus geen indicatie van de auditieve mogelijkheden van individuen. Het lijkt daarom het beste als maat voor de capaciteit van het restgehoor van oudere kinderen en volwassenen uit te gaan van de auditieve foneemscore berekend op basis van het verstaan van CVC woorden. Voor de volledigheid kan bij een individuele foneemscore het gehoorverlies vermeld worden. De gehoorcapaciteit zal b.v. bij de combinatie 105 dB en 70% – afgaande op het spraakverstaan – beter zijn dan bij de combinatie 95 dB en 50%. Het gebruik van de foneemscore als maat heeft verder als voordeel dat een vergelijking gemaakt kan worden met wat bereikt wordt na Cochleaire Implantatie.

De hiervoor beschreven mogelijkheden van het restgehoor gelden voor personen met een normaal cognitief niveau. Voor zeer ernstig slechthorenden met een ontwikkelingsachterstand zijn de auditieve vaardigheden meestal kleiner. Dit betekent dat – bij dezelfde PTA’s – de foneemscores lager zijn en de omslag in Fig.3 naar links verschoven zal zijn.

Voor jonge kinderen wordt bij de eerste vaststelling van ‘zeer ernstige slechthorendheid’ c.q. ‘doofheid’ altijd uitgegaan van audiometrische gegevens. In deze gevallen is er geen alternatief, want de auditieve capaciteiten moeten nog – voorzover dat mogelijk is – ontwikkeld worden. De audiometrische gegevens zijn meestal uitkomsten van BERA onderzoek. Daarbij geldt dat BERA onderzoek alleen informatie verschaft over het gehoor bij de hogere frequenties. Omdat audiogrammen in de meeste gevallen aflopend zijn zullen de drempels bij de lagere frequenties veelal gunstiger zijn. De praktijk moet dit uitwijzen. In dit verband dient ook te worden opgemerkt dat een jong kind, met een gehoorverlies van 90 dB (gemeten met BERA) en een onderliggend geleidingsverlies van 40 dB, gediagnosticeerd zou kunnen worden als ‘doof’ of zeer ernstig slechthorend’. In de praktijk komt dit echter niet vaak voor omdat de BERA latentietijden, het otologisch onderzoek en de anamnese deze mogelijkheid voldoende uitsluiten.

In het voorafgaande is de beschrijving van de mogelijkheden van het restgehoor in belangrijke mate gekoppeld aan het spraakverstaan. De praktijk leert echter dat goed spraakverstaan door kinderen niet hoeft samen te gaan met een goede taalontwikkeling.

Soms wordt als maat voor de auditieve vaardigheden van een zeer ernstig slechthorende gebruikgemaakt van het ‘equivalent gehoorverlies’ (ook wel ‘functioneel gehoorverlies’ genoemd). Bij de bepaling van het equivalent gehoorverlies van een persoon wordt uitgegaan van diens auditieve foneemscore. Via een standaardcurve (ijkcurve) zoals de curve in Fig.3 wordt deze score omgezet in een gehoorverlies (PTA). Deze PTA waarde is het ‘equivalent gehoorverlies’ voor die persoon. Het gebruik van het equivalent gehoorverlies als maat voor het auditief functioneren is ingegeven door het feit dat ‘dB gehoorverlies’ een maat is waar veel mensen zich iets bij (denken te) kunnen voorstellen. Nadeel van deze methode is dat er in dit geval, als gevolg van de grote variabiliteit, geen standaardcurve is. Uitgaande van Fig.3 kan een foneemscore van 40% net zo goed met een equivalent gehoorverlies van 80 dB als een van 100 dB corresponderen. Een ander nadeel is dat er niet één standaardcurve is, maar dat deze afhankelijk is van de samenstelling van de onderzochte groep en dus afhankelijk van de talige (‘gesproken’) en intellectuele vermogens van de personen in die groep. Dit feit veroorzaakt mede de variabiliteit. Bij een cognitief minder goed functionerende groep past een andere – in Fig.3 naar links verschoven curve – dan bij een groep met kinderen zonder ontwikkelingsachterstand.

7.3.3.6(2). Revalidatie: Bewerking van het spraaksignaal in hoortoestellen en bij Cochleaire Implantatie

‘Feature extractie’ en ‘speech pattern elements’
Zeer ernstig slechthorenden en doven kunnen slechts in beperkte mate een beroep doen op hun gehoor om spraak te herkennen. In hoortoestellen wordt daarmee rekening gehouden door op het binnenkomende geluid algemene bewerkingen toe te passen, zoals versterking, filtering, ruisonderdrukking en aanpassing van de output aan het (beperkte) dynamisch bereik van het gehoor van de ernstig slechthorende. In deze benadering wordt volledig uitgegaan van de algemene eigenschappen van het gehoor en wordt geen rekening gehouden met de specifieke structuur van het spraaksignaal, of met verschillen in die structuur tussen talen.

Bij de aanpassing van de spraak aan de beperkte gehoorcapaciteiten van doven kan men zich ook concentreren op akoestische en articulatorische kenmerken (‘features’) in de spraak die voor ernstig slechthorenden en doven meestal nog wel detecteerbaar zijn en een significante bijdrage leveren aan het verstaan van die spraak. Voorbeelden zijn veranderingen in de grondfrequentie van de spraak (de F₀), de afwisseling van stemhebbend en stemloos in medeklinkers en veranderingen in de combinatie van de twee laagste formantfrequenties bij de klinkers. Het overzicht in Tabel I liet zien dat klinkerverschillen, zoals dat tussen /biet/ en /bed/ door ernstig slechthorende wel degelijk kunnen worden waargenomen.

Deze kenmerken kunnen uit het spraaksignaal, met bepaalde technieken (hardware en software), ‘geëxtraheerd’’ worden (‘feature extractie’). Er ontstaat dan een ‘versimpeld’ geluidsignaal. Achterliggende gedachte is dat het beter is, met name voor doven die gebruik moeten maken van aanvullende (niet-auditieve) vormen van communicatie, het aangeboden signaal zo eenvoudig mogelijk te houden. Deze benadering, waarbij gebruik gemaakt wordt van fysisch goed gedefinieerde en perceptief onderscheidbare elementen uit het spraaksignaal, heet de ‘speech pattern element’ benadering. Zo kan men – als ondersteuning van het spraakafzien – alleen de F₀ als een variërende zuivere toon via het hoortoestel aanbieden, terwijl de rest van het spraaksignaal ontbreekt

Dit is toegepast in het ‘SiVo’ hulpmiddel (‘Sinusoidal Voice’), ontwikkeld door Fourcin in Londen. Wanneer het spraakgeluid ‘stemloos’ is wordt ruis aangeboden.

Op vergelijkbare wijze kunnen de twee laagste formantfrequenties uit het spraaksignaal worden ‘geëxtraheerd’ en aangeboden worden als zuivere tonen, ter ondersteuning van het spraakafzien. Hier worden geen nieuwe formanten gegenereerd, maar zuivere tonen waarvan de frequenties ‘meelopen’ met de frequenties van de oorspronkelijke formanten. De F₀ extractie en de extractie van de formantfrequenties kunnen daarbij worden gecombineerd. Het inputsignaal van het hoortoestel bestaat in dat geval uit drie zuivere tonen waarvan er twee ‘meelopen’ met de formantfrequenties en de derde met de F₀.

In de jaren 1980-1990 heeft men, vooral ook in Nederland, onderzocht welke informatie in het (akoestische) spraaksignaal het meest adequaat is als ondersteuning bij het spraakafzien. Plomp en Breeuwer hebben het probleem fundamenteel aangepakt en onderzocht – in eerste instantie bij normaalhorenden – welke parameters of combinaties van parameters de meeste aanvulling konden bieden. Zij vonden dat de auditieve informatie van een combinatie van twee octaafbanden, één rond 500 Hz (gerelateerd aan de F₁) en de andere rond 3160 Hz (gerelateerd aan de F₃ en de F₄), de meeste aanvulling gaven op het spraakafzien. Het spraakmateriaal betrof korte zinnen en de akoestische informatie betrof de ‘omhullende’ van het signaal in deze frequentiebanden. Het aantal correct gereproduceerde syllaben nam toe van 22.8% bij alleen liplezen tot 86.7%.

Een tot op zekere hoogte vergelijkbare benadering, maar dan voor CVC woorden (medeklinker-klinker-medeklinker, dus segmentele informatie), is toegepast door Smoorenburg en van Son (1993). Hierbij is, wat betreft het spraakafzien, uitgegaan van het begrip ‘viseem’. Fonemen die op basis van het lipbeeld niet of moeilijk van elkaar te onderscheiden zijn vormen samen een viseem. Alleen fonemen die tot verschillende visemen behoren zijn goed van elkaar te onderscheiden. Bij het zoeken naar een supplementair akoestisch signaal is het dan niet zinvol contrasten die goed te zien zijn (die tussen verschillende visemen) te ondersteunen. Meer zinvol is het akoestische supplement te zoeken in het creëren van contrasten binnen visemen. Bij de toepassing van dit akoestisch supplement kan gebruikgemaakt worden van nog aanwezige frequentieselectiviteit.

In de drie codeerschema’s die bedacht zijn wordt uitgegaan van respectievelijk de frequenties van de F₁, van die van de F₂ of van die van een combinatie van F₁ en F₂ voor de verschillende klinkers. De betreffende frequenties worden ‘geprojecteerd’ op een frequentieschaal tussen 200 Hz en 1000 Hz, zó dat de afstanden tussen de klinkers even groot zijn. Bij zeer ernstig slechthorenden werd de meeste winst gevonden voor het onbewerkte spraaksignaal (gemiddeld 79% t.o.v. 58% voor alléén liplezen). De F₁ conditie leverde 75% en de F₁F₂ combinatie 73%.

Deze laatste feature extractie markeert de overgang van de geprogrammeerde hoortoestellen naar de cochleaire implantaatsystemen met meerdere kanalen. In het Nucleus 22 MSP cochleair implantaat bijvoorbeeld is gebruik gemaakt van de ‘Multi Peak’ (MPEAK) codering. Deze bevat de features F₀, F₁ en F₂, aangevuld met informatie uit een hoge frequentieband, bedoeld om herkenning van fricatieven mogelijk te maken. Met die informatie worden dan de zenuwvezels op rij elektrisch gestimuleerd.

7.3.3.7(2). De winst van Cochleaire Implantatie

In deze paragraaf worden de capaciteiten van het restgehoor bij aanpassing met een conventioneel hoortoestel vergeleken met de mogelijkheden van het gehoor na Cochleaire Implantatie. Een geschikte methode daarvoor is de vergelijking van de auditieve foneemscores vóór en ná implantatie Hoe lager de score is bij het gebruik van één of twee reguliere hoortoestellen vóór implantatie en hoe hoger die is ná implantatie, des te meer winst bereikt wordt met een CI.

Om een goede beschrijving te geven van de winst met een CI is het noodzakelijk groepen cliënten samen te stellen die voldoende homogeen zijn. Dit is een terugkerend probleem. Bij volwassenen is een belangrijke en steeds weer optredende oorzaak van inhomogeniteit de verhouding tussen prelinguaal doven en postlinguaal doven, dus de verschillen in hoorverleden. Meestal is de winst met een CI voor postlinguaal doven groter dan voor prelinguaal doven. Een tweede probleem bij het samenstellen van een homogene groep cliënten is gelegen in de enorme toename in technische mogelijkheden van cochleaire implantaten in de loop van de tijd. Men kan dus geen vergelijking maken zonder rekening te houden met het type processor. Een derde probleem is dat de minimale foneemscore en het minimale gehoorverlies welke indicatief zijn voor toepassing van Cochleaire Implantatie in de loop van de foneemscore sterk verlaagd zijn (van 90dB/30% naar 65dB/50%). In de laatste gevallen kan de winst kleiner zijn, maar de foneemscore relatief hoog. Met deze drie soorten inhomogeniteiten dient men bij het beoordelen van het spraakverstaan met een CI altijd rekening te houden. In de praktijk kan men uitgaan van een mediane foneemscore van rond de 75% en een standaarddeviatie van meer dan 20% . Met gebruikmaking van hoortoestellen zouden deze mensen gemiddeld niet meer dan 20% zal behalen. Er is dus een sterke verbetering van het spraakverstaan. De resultaten kunnen echter ook tegenvallen.

In de loop van de tijd zijn de scores sterk toegenomen Dit is een gevolg van de verbeterde techniek van Cochleaire Implantatie (spraakprocessoren, operatietechnieken en afbeeldingstechnieken). Met betrekking tot Cochleaire Implantatie bij prelinguaal doven wordt een terughoudend beleid gevoerd. Een lange duur van de doofheid, dus een langdurig verstoken zijn van auditieve input, degradeert de mogelijkheden om spraak te verstaan. Deze ontwikkeling is niet reversibel.

Het is niet zinvol het effect van Cochleaire Implantatie te beoordelen op basis van de verschuiving van de gehoordrempel (in Fig.3 een verschuiving in horizontale richting, van rechts naar links) . Een CI levert dan altijd een verbetering, omdat met een CI de ‘gehoordrempel’ bij goede afregeling in principe, voor alle frequenties op het niveau van normale spraak komt te liggen. Dit zegt echter niets over de mogelijkheden van spraakverstaan.

In de jaren na 2000 zijn er veranderingen opgetreden in de indicatiestelling voor Cochleaire Implantatie. De audiometrische grenzen om in aanmerking te komen voor Cochleaire Implantatie zijn duidelijk naar geringere gehoorverliezen aan het verschuiven. Terwijl in de beginjaren een PTA van meer dan 100 dB als eis werd gehanteerd is tegenwoordig als regel een foneemscore (met hoortoestellen) van 50% bij 65 dB als grens gehanteerd. Dit betekent soms dat de foneemscores met een CI in dezelfde range komen te liggen als die vóór implantatie en dus dat het mogelijk is dat er geen winst wordt geboekt. Dit risico vereist een zorgvuldige indicatiestelling voor Cochleaire Implantatie in deze gevallen.

Soms wordt bij Cochleaire Implantatie, wanneer het gehoor beiderzijds niet al te slecht is, een CI gecombineerd met een regulier hoortoestel op het andere oor. Al langer is bekend dat deze combinatie voordelen kan hebben. Niet alleen kan het totale spraakverstaan toenemen (aanvulling op segmenteel niveau), ook kan het reguliere hoortoestel specifiek ondersteuning bieden bij het spraakafzien (aanvulling op suprasegmenteel niveau). Aanvankelijk werd er op dit gebied weinig systematisch onderzoek verricht, maar de laatste tijd staat het onderwerp sterk in de belangstelling. Soms worden combinaties van CI en hoortoestel toegepast in één oor. Een voorbeeld, bij een hoge tonenverlies, is een korte elektrode voor de CI (stimulatie in alleen het basale deel van de cochlea) en een hoortoestel waarmee het relatief goed functionerende laagfrequente gehoor wordt gestimuleerd.

7.3.3.8(2). Links

http://www.reading.ac.uk/web/FILES/cls/CLS_Noonan,Bavin,Ong,Grayden.pdf

7.3.3.9(2). Slot

De auteur van dit hoofdstuk is Ad Snik en Lucas Mens (Universitair Medisch Centrum Nijmegen) erkentelijk voor het beschikbaar stellen van de foneemscores van de ‘Nijmeegse’ CI-patiënten.

Literatuur

1. Alexander J, Lewis D, Kopun J, McCreery R, Stelmachowicz P. Effects of frequency lowering in wearable devices on fricative and affricate perception. Paper presented at the ICHON conference, 2008.
2. Bergeson TR, Pisoni DB, Davis RAO. Development of audiovisual comprehension skills in prelingually deaf children with cochlear implants. Ear & Hearing 2005;26:149-164.
3. Bess FH, Freeman BA, Sinclair JS (Eds), Amplification in Education. AG Bell Association for the Deaf, Washington DC, 1981:98-108.
4. Boothroyd A. Auditory perception of speech contrasts in subjects with sensorineural hearing loss. J Speech Hear Res 1984;27:134-144.
5. Boothroyd A, Hnath-Chisolm T, Kishon-Rabin L. Voice fundamental frequency as an auditory supplement to the speechreading of sentences. Ear and Hearing 1988;9:306-312.
6. Boothroyd A, Springer N, Smith L, Schulman J. (1988). J Speech Hear Res 1988;31:362-376.
7. Boothroyd, A. (1993). Profound Deafness. In Cochlear Implants, R. Tyler (Ed.) 1993, pp. 1-34. San Diego, CA: Singular Publishing.
8. Boothroyd A. The performance/intensity function: an underused resource. Ear Hear 2008;29:479-91.
9. Dau T, Hohmann V, Kollmeier B. Psychophysics, physiology and models of hearing. World Scientific Publishing Co., 1999.
10. Breeuwer M. Speechreading supplemented with auditory information. Proefschrift Universiteit van Amsterdam, VU Uitgeverij, 1985.
11. Breeuwer M. Spraakafzien aangevuld met auditieve informatie. Logopedie en foniatrie 1986;58: 4-9.
12. Calvert G, Spence C, Stein BE (Eds.). The handbook of multisensory processes. Bradford book, 2004.
13. Carroll J, Zeng F-G. Fundamental frequency discrimination and speech perception in noise in cochlear implant simulations. Hear Res 2007;231:42–53.
14. Cooper WE, Paccia-Cooper J. Syntax and Speech. Harvard University Press, Cambridge MA, 1980.
15. Eisenberg LS. Assessing auditory capabilities in young children. Int J Pediatr Otorhinolaryngol 2007;71:1339-50.
16. Eisenberg LS. Current state of knowledge: speech recognition and production in children with hearing impairment. Ear Hear 2007;28:766-72.
17. Erber NP. Auditory, visual, and auditory-visual recognition of consonants by children with normal and impaired hearing. J Speech Hear Res 1972;15: 413-422.
18. Erber NP, Witt LH. Effects of Stimulus Intensity on Speech Perception by Deaf Children. J Speech Hear Dis 1977;42:271-278.
19. Faulkner A, Fourcin AJ en Moore BCJ. Psychoacoustic aspects of speech pattern coding for the deaf. Acta Otolaryngol Suppl. 1990;469:172-80.
20. Flynn MC, Davis PB, Pogash R. Multiple-Channel Non-linear Power Hearing Instruments for Children with Severe Hearing Impairment: Long Term Follow-up. International Journal of Audiology, 2004;43:479-485.
21. Flynn M, Pogash R, Esser-Leyding B. Benefits of ‘Upgrading’ Children to Sumo DM Hearing Instruments. News From Oticon. Audiological Research Documentation. Oticon A/S, Denmark, August 2006.
22. Fourcin AJ. Speech pattern audiometry. In HA Beagley (Ed), Auditory investigation: the scientific and technological basis. Clarendon Press, Oxford 1979.
23. Friesen LM, Shannon RV, Baskent D, Wang X. Speech recognition in noise as a function of the number of spectral channels: comparison of acoustic hearing and cochlear implants. J Acoust Soc Am. 2001;110:1150-63.
24. Geers AE, Moog JS. Evaluating speech perception skills: tools for measuring benefits of cochlear implants, tactile aids, and hearing aids. In E. Owens en D.K. Kessler (Eds), Cochlear Implants in Young Deaf Children. College-Hill Press, Boston, 1989:227-256.
25. Geers A.Speech perception and production skills of students with impaired hearing from oral and total communication educational settings. J Speech Hear Res 1992;35:1384-93.
26. Geers AE, Moog JS. The Central Institute for the Deaf cochlear implant study: A progress report. J Speech-Language Pathol Audiol 1992;16:129-140.
27. Kuk F, Keenan D, Peeters H, Korhonen P, Auriemno J. 12 lessons learned about linear frequency transposition. Hearing Review 2008;15:32-41.
28. Lamoré PJJ, Verweij C, Brocaar MP. Vibrotactile threshold for hairy skin and its transformation into equivalent bon-conduction loss for the mastoid. Audiology 1984;23:537-551.
29. Lamoré PJJ, Verweij C, Brocaar MP. Investigations of the residual hearing capacity of severely hearing-impaired and profoundly deaf subjects. Audiology 1985;24:343-361.
30. Lamoré PJJ, Huiskamp TMI, van Son NJDMM, Bosman AJ, Smoorenburg GF. Auditory, visual and audiovisual perception of segmental speech features by severely hearing-impaired children. Audiology 1998;37:396-419.
31. Martin ES, Pickett JM, Colten S. Discrimination of vowel formant transitions by listeners with severe sensorineural hearing loss. In Fant G (Ed.), Speech Communication Ability and Profound Deafness. AG Bell Association for the Deaf, Washington DC, 1972.
32. Nooteboom SG, Brokx JPL, de Rooij JJ. Contributions of prosody to speech perception. In WJM Levelt en GB Flores d’Arcais (Eds.), ‘Studies in the perception of language’. Chichester: Wiley, 1976:75-107 (also appeared in IPO Annual Progress Report 1976;11:34-54).
33. Osberger MJ. Speech production in profoundly hearing-impaired children with reference to cochlear implants. In E Owens en DK Kessler (Eds), Cochlear Implants in Young Deaf Children. College-Hill Press, Boston, 1989:257-281.
34. Roeser RJ, Downs MP. Auditory disorders in school children. Thieme, New York, 2004.
35. Rosen SM, Fourcin AJ, Moore BCJ. Voice pitch as an aid to lipreading. Nature 1981;291:150-152.
36. Shannon RV, Fu QJ, Galvin J 3rd. The number of spectral channels required for speech recognition depends on the difficulty of the listening situation. Acta Otolaryngol Suppl. 2004;552:50-4.
37. Smoorenburg (Ed), Hearing Impairment and Signal-Processing Hearing Aids. Acta Oto-Laryngologica 1990; Suppl 469:172-180.
38. Van Son N, Bosman AJ, Lamoré PJ, Smoorenburg GF. Auditory pattern perception in the profoundly hearing impaired and lipreading of Dutch phonemes. Scand Audiol Suppl. 1993;38:111-23.
39. Souza P, Bishop R. Improving speech audibility with wide dynamic range compression in listeners with severe sensorineural loss. Ear and Hearing 1999;20;6:461-470.
40. Sumby WH, Pollack I. Visual contributions to speech intelligibility in noise. J Acoust Soc Amer, 1954;26: 212-215.
41. Tyler RS, Summerfield Q, Wood EJ, en Fernandes MA. Psychoacoustic and phonetic temporal processing in normal and hearing-impaired listeners. J Acoust Soc Am 1982;72:740-752.

Auteur

Lamoré

Revisie

november 2011