AG Klinische und Experimentelle Audiologie (Hoth)

AG Klinische und Experimentelle Audiologie
Leiter
Prof. Dr. Sebastian Hoth
Mitarbeit
Priv.-Doz. Dr. I. Baumann, Dr. Sabine Liebler
Mitglieder
Erika Hecker; Gertrud Kreutz; Linda Mohr; M.; H. Rupp-Waibel; Antje von Schickfus; Karin Vogel; Marion Wendlandt
Kooperationen
Institut und Poliklinik für Arbeits- und Sozialmedizin (Direktor: Prof. Dr. G. Triebig)
Deutsches Zentrum für Musiktherapieforschung im Victor Dulger-Institut (Direktor: Prof. Dr. V. Bolay)
Psychologisches Institut der Universität (Direktor: Prof. Dr. H.-W. Wahl)
Zielsetzung
Die Forschungsaktivität des Audiologischen Labors ist auf die Erprobung neuer Wege in der Diagnostik von Hörstörungen und ihre
Umsetzung in der praktischen und klinischen Audiologie fokussiert. Hierbei spielen die objektiven Hörprüfmethoden traditionell eine
Schlüsselrolle. Das gemeinsame Ziel der Projekte besteht in der Verbesserung der Sicherheit bei der Objektivierung und Differenzierung
von Hörstörungen, insbesondere vor dem Hintergrund der Früherkennung kindlicher Hörstörungen, der Prävention von Lärmschäden
des Ohres und der Erkennung und Beschreibung von neuralen und zentralen Funktionsdefiziten des Hörsystems.
Zentrale Hörstörungen und binaurale Interaktionspotentiale
In der audiologischen Diagnostik besteht dringender Bedarf an Verfahren, die zur sicheren Feststellung, im optimalen Fall zur
Objektivierung umschriebener Funktionsdefizite bei auditiven Verarbeitungs- und Wahrnehmungsstörungen (AVWS) beitragen können.
Diese Störungen des zentralen Hörsystems sind durch Einschränkungen bei höheren Diskriminationsleistungen trotz normaler Funktion
des peripheren Hörorgans gekennzeichnet. Die Betroffenen klagen typischerweise über Unsicherheiten bei der Lokalisation von
Schallquellen sowie über Schwierigkeiten beim Telefonieren und beim Sprachverstehen im Störgeräusch. Im Kontrast zum häufig etwas
diffusen, von psychischen Faktoren überlagerten anamnestischen Bild lassen sich diese Diskriminationsdefizite relativ exakt definieren
und diagnostisch abgrenzen. Als subjektive Methoden stehen hierfür der Richtungshörtest sowie die Messung der binaural masking level
difference (BMLD) und der binaural intellegibility level difference (BILD) zur Verfügung. Zusätzlich kann mit Hilfe der binauralen
Differenzpotentiale (BDP) eine elektrophysiologische Messgröße gewonnen werden, die in einer engen Beziehung zur Verarbeitung der
Richtungsinformation im Hirnstamm steht. Die Zusammenhänge zwischen Richtungshörtest und BDP sind von uns in einer kürzlich
veröffentlichten Studie an Normalhörenden untersucht worden. Nach Erweiterung der Testbatterie um BMLD und BILD ist die
Fortführung der Untersuchungen an Patienten mit einschlägigen Beschwerdebildern vorgesehen.
Altersabhängigkeit der otoakustischen Emissionen
In der Literatur wird die Frage, ob die otoakustischen Emissionen (OAE) im Laufe des Lebens auch bei unbeeinträchtigter Hörleistung an
Amplitude verlieren, seit vielen Jahren intensiv diskutiert. Einheitlich wird über eine Abnahme der OAE-Amplitude mit zunehmendem
Lebensalter berichtet, die Einflüsse von Alter und altersbedingtem Hörverlust sind jedoch bisher nur unzureichend getrennt. Daher
wurden die im Audiologischen Labor der Univ.-HNO-Klinik Heidelberg in den Jahren 1993 bis 2005 erhobenen OAE-Daten retrospektiv
in Hinblick auf die wechselseitigen Zusammenhänge zwischen OAE-Amplitude, Lebensalter und Hörverlust ausgewertet. Ausgehend
von über 5000 Patienten im Altersbereich von 3 bis 87 Jahren, bei denen Messungen der transitorisch evozierten OAE (TEOAE) und der
otoakustischen Distorsionsprodukte (DPOAE) vorlagen, wurden alle Fälle mit zweifelhaften tonaudiometrischen Angaben sowie
Schalleitungsschwerhörigkeiten, Hörstürzen und Hörstörungen mit neuraler oder zentraler Beteiligung von der Auswertung
ausgeschlossen. Weiterhin wurden nur Messungen ausgewertet, bei denen der Emissionspegel signifikant über dem Pegel des
Restrauschens liegt. Für die Auswertung der Altersabhängigkeit verblieben nach dieser Auswahl noch 1783 Patienten. Unter diesen
fanden sich insgesamt 2273 normalhörende Ohren, darunter noch 168 in den Altersklassen über 60 Jahre. Innerhalb einer Altersklasse
nehmen die OAE-Amplituden mit zunehmendem Hörverlust ab. In allen Hörverlustklassen ist mit zunehmendem Lebensalter eine
Abnahme der TEOAE- und DPOAE-Amplitude zu beobachten. Dies gilt insbesondere auch für die Ohren mit annähernd normalem
Hörvermögen. Wird die Altersabhängigkeit der OAE-Amplitude bei festem Hörverlust durch eine Regressionsgerade approximiert, so
beträgt die Abnahme ca. 6 dB vom 5. bis zum 80. Lebensjahr (Halbierung der Amplitude). Aus diesem Ergebnis kann geschlossen
werden, dass die OAE-Amplitude nicht nur mit dem altersbedingten Hörverlust, sondern auch ohne Hörminderung mit zunehmendem
Alter abnimmt. In der Praxis muss daher bei der Abschätzung des Hörverlustes aus der gemessenen OAE-Amplitude das Alter des
Patienten berücksichtigt werden.
Messqualität, Reproduzierbarkeit und Signifikanz
Das Ziel der Untersuchung von Fakten und Zusammenhängen aus der numerischen Signalbeschreibung besteht darin, zu einem
sachgerechten Umgang mit Parametern wie Restrauschen, Reproduzierbarkeit und Signal/Rausch-Verhältnis beizutragen. Diese
Parameter erweisen sich als nützlich zur Beurteilung von verrauschten Signalen, wie sie in der objektiven Audiometrie allgegenwärtig
sind. Mit ihrer Hilfe können Aussagen über die Präsenz und Signifikanz physiologischer Reizantworten statistisch untermauert werden.
Insbesondere bei Annäherung an die Reizantwortschwelle beruht der Nachweis transienter und stationärer otoakustischer Emissionen
(OAE) und akustisch evozierter Potentiale (AEP) auf ihrer Reproduzierbarkeit und dem Signal/Rausch-Verhältnis. Diese zwei Parameter
sind unter den in der praktischen Audiometrie vorliegenden Bedingungen miteinander gleichwertig. Ohne Hinzunahme weiterer Größen,
wie der Standardabweichung des Restrauschens, gibt ihr numerischer Wert alleine noch keine Auskunft über die statistische Sicherheit
des Signalnachweises. Darüber hinaus ist bei transienten, im Zeitbereich detektierten Reizantworten zu beachten, dass die Ergebnisse
von der Relation zwischen dem erfassten Zeitbereich und dem für die Reizantwort relevanten Zeitfenster beeinflusst werden. Die
konsequente Berücksichtigung der hier untersuchten Zusammenhänge erhöht die Sicherheit bei der Unterscheidung zwischen nicht
vorhanden Reizantworten und solchen, die sich dem Nachweis entziehen.
Eingangs/Ausgangsfunktion der akustischen cochleären Reizantworten
Die Messung der otoakustischen Emissionen (OAE) zählt zu den wichtigsten objektiven Diagnoseverfahren in der Audiologie. Bisher ist
mit Hilfe der OAE jedoch lediglich eine qualitative Einschätzung des Hörvermögens möglich, obwohl eine quantitative, idealerweise auch
frequenzspezifische Beurteilung wünschenswert wäre. Üblicherweise wird zur Messung der transitorisch evozierten otoakustischen
Emissionen (TEOAE) der nonlinear mode verwendet. Dabei werden jedoch nicht die vollständigen TEOAE erfasst, sondern nur die
DNLR (derived nonlinear response). Daher wurden die TEOAE sowohl im linear mode als auch im nonlinear mode an normalhörenden
Probanden in einem Reizpegelbereich von etwa 84 dB SPL bis 27 dB SPL gemessen. Für die Auswertung wurde jede Messung in vier
Zeitbereiche zerlegt, um die Beziehungen zwischen Latenzzeit, Emissionsfrequenz und frequenzbezogener Hörschwelle aufzuklären.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Messung im linear mode erwartungsgemäß sehr viel besser dazu geeignet ist, Reizantworten in der
Nähe der Hörschwelle nachzuweisen: Im linear mode besteht zwischen der subjektiven Hörschwelle und der objektiven
Nachweisschwelle der TEOAE ein hoch signifikanter Zusammenhang, im nonlinear mode lediglich ein signifikanter Zusammenhang. Die
Zuordnung zwischen Latenz der OAE und audiometrischer Prüffrequenz ist jedoch nur sehr unscharf, da die Laufzeiten der cochleären
Wanderwelle wesentlich kürzer sind als das analysierte Zeitfenster. Somit besteht der Nutzen der im linear mode gemessenen TEOAE
darin, dass sie für die Bestimmung der Reizantwortschwelle besser geeignet sind. Ob zwischen Latenz und Reizfrequenz ein
diagnostisch verwertbarer Zusammenhang besteht, lässt sich erst durch Messungen an schwerhörigen Patienten feststellen. Die
Ergebnisse dieser Arbeit stellen hierfür das Fundament dar.
Frequenzspezifische Objektivierung der Hörschwelle bei Kindern
Eines der vorrangigen aktuellen Probleme der praktischen Audiometrie besteht in der objektiven und frequenzspezifischen Bestimmung
der Hörschwelle bei Kindern. Mit Hilfe der akustisch evozierten Potentiale (AEP) konnte bisher trotz intensiver Bemühungen keine
befriedigende Lösung gefunden werden: Die frühen transienten AEP sind zwar bereits beim Neugeborenen ausgereift, sie sind aber von
einer hohen, mit frequenzspezifischen Reizen nicht erzielbaren neuronalen Synchronisation abhängig; die späten transienten AEP
(SAEP) hingegen können mit schmalbandigen Reizen ausgelöst werden, sie hängen aber empfindlich von der erst sehr spät
abgeschlossenen organischen Reifung des Hörsystems ab. Ein Ausweg besteht möglicherweise in der Anwendung der stationären AEP
(auditory steady state responses, ASSR). Diese Potentiale werden perstimulatorisch als elektrophysiologische Antwort des Hörsystems
auf amplitudenmodulierte Dauertöne gemessen. Bei bestimmten Modulationsfrequenzen können Komponenten isoliert werden, die in
höheren Hirnstammregionen entstehen und nur in geringem Maße von Reifung und Vigilanzzustand abhängen. Der Signalnachweis
erfolgt automatisiert mit Hilfe von Algorithmen, die auf die Erkennung der durch ihre Frequenz identifizierbaren Reizantwort optimiert
sind. In einer Studie an normalhörenden und schwerhörigen Probanden unterschiedlichen Alters wird die Zuverlässigkeit und
Genauigkeit dieser neuen Methode untersucht. Die Validierung erfolgt anhand der tonaudiometrischen Hörschwelle und den
konventionellen SAEP als Vergleichsstandard.
Hören im Alter
Das Hörvermögen kann mit zunehmendem Alter in mehrfacher Hinsicht eingeschränkt sein. Die Ursachen hierfür liegen sowohl in
organisch bedingten Funktionsdefiziten des Innenohres als auch in funktionellen Leistungsverlusten der beteiligten cortikalen Areale.
Typische Anzeichen dieser zwei Einbußen sind die herabgesetzte Empfindlichkeit (bzw. angehobene Hörschwelle) für hohe Frequenzen
und das erschwerte Sprachverstehen im Störgeräusch oder im Stimmengewirr. In Zusammenarbeit mit dem Psychologischen Institut der
Universität werden Freiwillige im Alter über 75 Jahre ausführlich hinsichtlich ihrer Hörprobleme befragt und mit Hilfe einer für diesen
Zweck zusammengestellten Palette subjektiver und objektiver Hörtests (Tonaudiogramm, otoakustische Emissionen,
Sprachaudiogramm, Dichotischer Test nach FELDMANN, binaural intelligibility level difference) eingehend audiologisch untersucht. Die
Ergebnisse dieser Erhebung geben Auskunft über das Ausmaß einer peripheren sensorischen Schädigung und über die Fähigkeiten zur
zentralen Bewältigung komplexer auditiver Diskriminationsaufgaben. Nach Abschluss der Studie ist mit konkreten Vorschlägen zur
Verbesserung der Hörsituation älterer Menschen zu rechnen.
Publikationen
Hoth S (1991)
Veränderungen der Frühen Akustisch Evozierten Potentiale bei Akustikusneurinom
[Alterations of the auditory brainstem responses in acoustic neuroma]
HNO 39: 343-355
Hoth S (1993)
Computer Aided Hearing Threshold Determination from Cortical Auditory Evoked Potentials
Scand Audiol 22: 165-177
Hoth S, Bönnhoff S (1993)
Klinische Anwendung der transitorisch evozierten otoakustischen Emissionen zur therapiebegleitenden Verlaufskontrolle
[Clinical use of transitory otoacoustic evoked emissions in therapeutic follow-up]
HNO 41: 135-145
Hoth S, Lenarz T (1993)
Otoakustische Emissionen – Grundlagen und Anwendung
Thieme, Stuttgart ISBN 3-13-127601-1
Hoth S, Heppt W, Finckh M (1994)
Verhalten der evozierten otoakustischen Emissionen bei retrocochleären Hörstörungen
Otorhinolaryngol Nova 4: 128-134
Hoth S, Lenarz T (1994)
Elektrische Reaktions-Audiometrie
Springer, Heidelberg ISBN 3-540-57667-3
Hoth S (1995)
Experimentelle und klinische Untersuchungen am gesunden und pathologischen Ohr mit Hilfe der evozierten otoakustischen Emissionen
Habilitationsschrift, Heidelberg
Hoth S (1996)
Der Einfluß von Innenohrhörstörungen auf verzögerte otoakustische Emissionen (TEOAE) und Distorsionsprodukte (DPOAE)
Laryngol Rhinol Otol 75: 709-718
Hoth S, Lenarz T (1997)
Otoakustische Emissionen – Grundlagen und Anwendung
2. Auflage. Thieme, Stuttgart ISBN 3-13-127602-9
Hoth S (1998)
Die Messung später elektrisch evozierter Potentiale des auditorischen Systems bei CI-Patienten
HNO 46: 739-747
Hoth S (1999)
Medizinische Akustik und Audiologie
In: Bille J, Schlegel W (Hrsg) Medizinische Physik. Band 1
Springer, Heidelberg (305-427) ISBN 3-540-65253-1
Hoth S, Lochmann H (1999)
Dual response audiometry: A time-saving technique for enhanced objective auditory assessment
Audiology 38: 235-240
Hoth S, Buller G, Suchandt S, Weber FN, Lochmann H (2001)
Die Problematik der Bewertung transitorisch evozierter otoakustischer Emissionen (TEOAE) durch Experten und Expertensysteme
Z Audiol 40(2): 48-61
Hoth S, Weber FN (2001)
The latency of evoked otoacoustic emissions: Its relation to hearing loss and auditory evoked potentials
Scand Audiol 30: 173-183
Hoth S, Lohaus M, Waldmann B (2003)
Messung der frühen akustisch evozierten Potentiale bei direkter mechanischer Stimulation der Gehörknöchelchenkette
HNO 51: 550-557
Hoth S (2005)
On a possible prognostic value of otoacoustic emissions. A study on patients with sudden hearing loss
Eur Arch Otorhinolaryngol 262(3): 217-224
Hoth S (2005)
Die Rekonstruktion der Hörschwelle aus den otoakustischen Distorsionsprodukten: Ein Vergleich verschiedener Ansätze
Z Audiol 44(3): 120-133
Argstatter H, Nickel AK, Rupp A, Hoth S, Bolay HV (2005)
Musiktherapie bei chronischem Tinnitus. Pilotstudie zur Entwicklung und Überprüfung einer neuartigen Behandlungsmethode
Musik-, Tanz- und Kunsttherapie 16(1): 1-6
Hoth S, Gudmundsdottir K, Plinkert P (2006)
The effect of aging on otoacoustic emissions studied in 10284 ears from 0 to 90 years
ICAud 2006, Innsbruck, 3 – 7 September 2006
Hoth S, Polzer M (2006)
Qualität in Zahlen: Signalnachweis in der objektiven Audiometrie
[Quality measures of noisy signals. Response detection in objective audiometry]
Z Audiol 45(3): 100-110
Hoth S, Neumann K (2006)
Das OAE-Handbuch. Otoakustische Emissionen in der Praxis.
Thieme, Stuttgart ISBN-10: 3 13 142561 X / ISBN-13: 978 3 13 3142561 4
Hoth S (2006)
Audiometrie. Die Untersuchung des Gehörs und seine technische Versorgung
In: Kramme R (Hrsg) Medizintechnik 3. Auflage S. 193-246
Springer, Heidelberg (2006) ISBN-13: 978-3-540-34102-4
Hoth S, Neumann K (2006)
Die diagnostische Aussagekraft der otoakustischen Emissionen
Praktische Arbeitsmedizin 6: 18-24
Hoth S (2007)
Indication for the need of flexible and frequency specific mapping functions in cochlear implant speech processors
Eur Arch Otorhinolaryngol 264(2): 129-138
Leitel T, Hoffmann J, Hoth S, Triebig G (2007)
Expositionsstudie zur Ototoxizität von Styrol in arbeitsplatzrelevanten Konzentrationen und in Verbindung mit Lärm
Arbeitsmed Sozialmed Umweltmed 42(5) 274-281
Hoth S, Gudmundsdottir K, Plinkert P (2007)
The impact of aging and age related hearing loss on otoacoustic emissions
8th EFAS conference, Heidelberg, 6 – 9 Juni 2007
Hoth S, Benz M (2007)
Zur Beziehung zwischen den Binauralen Differenzpotentialen und dem Richtungshörvermögen
[On the relation between binaural difference potentials and directional hearing]
HNO 55(6): 447-456
Hoth S, Polzer M, Neumann K, Plinkert P (2007)
TEOAE amplitude growth, detectability, and response threshold in linear and nonlinear mode and in different time windows
Int J Audiol 46: 407-418