Musik erleben mit Cochlear Implantat

Inhalt Warum ist das Thema interessant? Psychoakustische und technische Aspekte Verschiedene Typen der Cochlear Implantation Messinstrumente zum Erfassen von Musikerleben und Musikhörfähigkeit von CI Trägern Ergebnisse für unterschiedliche Patientengruppen

Warum ist das Thema Musik und CI interessant? Musik ist ein wichtiges Element aller Kulturen weltweit 95% der normal Hörenden in der westlichen Welt hören regelrmässig Musik überwiegend aus emotionalen Gründen Ci Träger/Kandidaten wollen etwas darüber wissen In nicht tonalen Sprachen erreichen die Sprachhörtests ihre Grenzen, Musiktestung ist evt. ein gutes Testinstrument Tonale Sprache …

Sprache und Musik Musik Sprache geringe Redundanz hohe Redundanz direkter Zugriff auf das Unterbewusste Spielraum für Ausnutzung des Hörvermögens Sprache hohe Redundanz indirekter Zugriff auf das Unterbewusste nur Bruchteil des Hörvermögens wird ausgenutzt

Cochlear Impantat Quelle: Medel com

Grenzen des Musikhörens über Cochlear Implantate (1) Sprache Musik Frequenzbereich für Sprache und Musik Hier sehen Sie welchen Frequenz und Dynamikbereich Musik und Sprache nutzen. Der rote Pfeil stellt den Frequenzbereich dar, den Cochlear Implantate heute standardmäßig nutzen. Bei der Dynamik, mit dem grünen Pfeil markiert, ist der Eingangsbereich des Mikrophons angegeben. Das Signal wird dann allerdings noch komprimiert, was feine Unterschiede verwischt, auch dies ist besonders relevant für Musik. Wenn Sie das gelbe Quadrat ansehen wird klar, wieviel von der Musik nicht von Implantaten erfasst wird.Dies sind aber noch nicht alle Einschränkungen. Fellbaum 1994

Grenzen des Musikhörens über Cochlear Implantate(1) Musikwahrnehmung ist abhängig von der Feinstruktur Feinstruktur wird nur unzureichend von aktuellen Sprachkodierungstrategien übertragen Es wird überwiegend die Einhüllende übertragen.

Information der Feinstruktur Feinstruktur liefert einen wichtigen Beitrag für: Einhüllende Feinstruktur Tonhöhenerkennung (Musik) Sprachverständnis im Störlärm Richtungshören (binaural) Vereinfacht gesagt kann ein Signal in zwei Komponenten aufgeteilt werden, in die Einhüllende und die Feinstruktur. Die Einhüllende ist eine allgemeine Darstellung oder ein „Umriss“ eines Schallsignals, das Veränderungen in der Amplitude (Intensität) im zeitlichen Verlauf reflektiert. Die Feinstruktur, auch als Feinfrequenzinformation bezeichnet, enthält schnell wechselnde Frequenz- (Tonhöhen-) details. In einer Studie mit normalhörenden Testpersonen zeigen Smith et al., dass die Einhüllende für das Sprachverständnis von wesentlicher Bedeutung ist, während Feinstruktur für Tonhöhenunterscheidung und Musikgenuss unabdingbar ist.   Bisher konnten Cochlea-Implantat Systeme ausschließlich Informationen aus der Einhüllenden verarbeiten. Die FineHearing Technologie von MED-EL kann Cochlea-Implantat Benutzern erstmals zusätzlich die feinen Tonhöhen- und Zeitdetails eines Schalls liefern. Die Feinstruktur ändert sich kontinuierlich und trägt Informationen zu Tonhöhen und Klangfarben. Beim Normalhörenden ist es bekannt, dass die Nervenantworten zu tieffrequenten Signalen beides reflektieren: die Einhüllende und die Feinstrukturelemente eines Signals, bei hohen Frequenzen nur die Einhüllende. Die Einhüllenden trägt die hauptsächliche Information für das Sprachverstehen, für Musik ist die Information in der Feinstruktur kodiert. Ebenso sind in der Feinstruktur die interauralen Zeitdifferenzen, die es zur Lokalisation von Schallquellen im Raum notwendig sind, kodiert. Bei der FineHearing Technologie geht es vor allem darum, den CI-Benutzern feine Klangdetails und somit ein besseres, genaueres Hörerlebnis zu liefern. Wahrnehmung von tonalen Sprachen Smith, Z. et al (2000, 2002) Wilson, B. et al (2004)

Grenzen des Musikhörens über Cochlear Implantate(2) visuelle Analogie

Typen der Cochlear Implantation Unilaterale Implantation Bilaterale Implantation Bimodale Versorgung CI und Hörgerät SSD Versorgung EAS Versorgung Meiste Patienten einseitig versorgt, Kosten, keine zweite Op mit Nachsorge, medizinische Gründe, zufrieden mit einseitiger Implantation Bilateral: zwei Ohren hören mehr als eins, besseres Hören im Störgeräusch, besseres Richtungshören, Bimodale Versorgung: Vorraussetzung Resthörigkeit auf dem nicht implantierten Ohr, zwei unterschiedliche Hörhilfen mit unterschiedlichen technischen Eigenschaften, Hören im Störgeräusch besser, Richtungshören nicht möglich SSD: eine Seite normalhörig, andere Seite taub mit CI versorgt, nur wenige Patienten bisher, besseres Hören im Störgeräusch, Richtungshören eher nicht möglich EAS Versorgung: nächstes Dia

Vergleich Patienten mit Hörgeräten und CI Gering, mittelgradig SH Hochgradig SH, CI Kandidat CI Frequenzdiskrimination traurig – fröhlich (1 – 10) SH schwerhörig Instrumentendetektion Instrumentenidentifikation

EAS Versorgung elektroakustische Stimulation Indikationsbereich für EAS, Tiefe Töne gutes Hören, maximal mittelgradige Schwerhörigkeit, Hochtonbereich sehr schlecht, schlecht mit konvetionellen Hörgeräten versorgbar

EAS Versorgung elektroakustische Stimulation 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 -10 0,125 0,5 0,25 1 2 4 8 Frequenz [kHz] dB HL electric acoustic Im Tieftonbereich natürliches Hören oder Hörgerät, Hochtonbereich CI, wird erreicht indem die Implantation nur über einen begrenzten Bereich der Hörschnecke erfolgt, individuell angepasst Ergebnisse gut für Hören im Störgeräusch, räumliches Hören nicht untersucht Quelle: S. Helbig persönlich

Messinstrumente zum Erfassen des Musik(er)lebens und der Musikhörfähigkeit (1) MuMu-Fragebogen 27 Fragen Musikhören Singen Musizieren Rolle der Musik Qualität der Musik jeweils Häufigkeit, Dauer, Art Zeitpunkt in Kindheit vor Hörminderung vor CI nach CI . Brockmeier SJ, et al (2002) Cochlear Implants - An Update ed. Kubo T et al : 459-464.

Messinstrumente zum Erfassen des Musik(er)lebens und der Musikhörfähigkeit (2) Raum - Frequenz Mu.S.I.C Test objective tests Frequenzdiskrimination Klangdiskrimination Melodiediskrimination Farbe - Timbre Instrumentendetektion Instrument endentifikation Zeit - Rhythm Rhythmusdiskrimination Brockmeier SJ et al (2011) Cochlear Implants International: 12, 10-20

Neue Implantate 85% Literaturzitat Hören Patienten mit Cochlear Implantaten Musik ? Postlingual ertaubte Erwachsene unilateral implantiert p < 0.0001 % Neue Implantate 85% VHM vor Hörminderung, VCI vor CI, NCI nach cI, NHE normal hörende Erwachsene Literaturzitat Brockmeier SJ, et al (2002) Advances in ORL459-464.

Hören Patienten mit Cochlear Implantaten Musik Hören Patienten mit Cochlear Implantaten Musik ? prälingual ertaubte Kinder Brockmeier SJ, (2009) Akutelle phoniatrisch-pädaudiologische Aspekte 17,.56 – 58

Warum hören Sie Musik? Postlingual ertaubte Erwachsene unilateral implantiert . Brockmeier SJ, et al (2002) Cochlear Implants - An Update ed. Kubo T et al : 459-464.

Welche Musik wird gehört Welche Musik wird gehört? Postlingual ertaubte Erwachsene unilateral implantiert . Brockmeier SJ, et al (2002) Cochlear Implants - An Update ed. Kubo T et al : 459-464.

Spielen von Instrumenten mit CI Postlingual ertaubte Erwachsene unilateral implantiert Prozent einige Patienten spielen nach Implantation wieder ein Instrument meist das was früher gespielt wurde in der Regel Tasteninstrument P < 0.0001 . Brockmeier SJ, et al (2002) Cochlear Implants - An Update ed. Kubo T et al : 459-464.

Singen mit Cochlear Implantat postlingual ertaubte Erwachsene unilateral implantiert Häufigkeit nach Implantation wird wieder mehr gesungen Zuwachs überwiegend beim Singen alleine zu Hause am häufigsten Volkslieder und Weihnachtsliedern p < 0,0001 0: nie; 1: selten; 2: manchmal; 3: oft; 4 sehr oft . Brockmeier SJ, et al (2002) Cochlear Implants - An Update ed. Kubo T et al : 459-464.

Frequenzunterscheidung Einzelergebnisse der unilateral implantierten, postlinugal ertaubte erwachsene Patienten Anzahl der Personen However, when we look at individual data, we see that there is a group of subjects who score very small intervalls like nh subjects. This theoretically should not be possible with present cochlear implants NH CIuni FU Klavier 3,0(4,2) 20,6(8,9) FU Streicher 1,8(1,8) 16,7(9,6) FU Sinuston 11,5(5,4) Vierteltöne Brockmeier SJ et al (2011) Cochlear Implants International: 12, 10-20

Melodiewahrnehmung mit Cochlear Implantaten Kategorie Literatur: Schlecht, wenn nur Musik präsentiert wird, besser mit Text (Fujita 1999, Leal 2003. Gfeller 2005) je komplexer Melodie desto schwieriger (Gfeller 2005) Eigene Daten: Gegenüberstellung der Melodieunterscheidung zwischen unilateral implantierten CI-Trägern und normal hörenden Erwachsenen. Brockmeier SJ et al (2011) Cochlear Implants International: 12, 10-20

Instrumentenerkennung mit Cochlear Implantaten postlingual ertaubte Erwachsene Literatur: Normal hörende können schon früh und ohne spezielles Training Instrumente erkennen bzw. richtig einer Instrumentenfamilie zuordnen (Palmer 1998) Schlechte Leistung unsystematischer Fehler bei CI-Trägern (Gfeller 2002, Dormann 1998)

Instrumentenerkennung mit Cochlear Implantaten postlingual ertaubte Erwachsene Eigene Daten: Unilateral implantierte Patienten erkennen nur in 47% die Instrumente korrekt. (NH 87%) Die Fehler liegen in der Instrumentenfamilie oder im gleichen Frequenzbereich. Brockmeier SJ et al (2011) Cochlear Implants International: 12, 10-20

Instrumentendetektion mit Cochlear Implantaten postlingual ertaubte Erwachsene vs NH CI Brockmeier SJ et al (2011) Cochlear Implants International: 12, 10-20

Instrumentenerkennung mit Cochlear Implantaten postlingual ertaubte Erwachsene Gespieltes Instrument Kontrabass Fagott Querflöte Klavier Sopran Xylophon Antwort 28,0% 8,6% 2,2% 3,2% 1,1% 16,1% 9,7% 4,3% ,0% 39,8% 7,5% 6,5% 74,2% 21,5% 50,5% 15,1% Violine 19,4% Trompete 10,8% Horn Tuba 33,3% Brockmeier SJ et al (2011) Cochlear Implants International: 12, 10-20

Keine Daten zu Implantatträgern Emotionale Beurteilung von Musik mit Cochlear Implantaten postlingual ertaubte Erwachsene Literatur: Keine Daten zu Implantatträgern traurig-fröhlich stabilster Parameter bei normal Hörenden Abhängig von Geschwindigkeit und Tongeschlecht Eigene Daten: Implantatträger beurteilen Musik genauso wie Normalkollektiv bezüglich traurig – fröhlich Geschwindigkeit (Rhythmus) ist der dominierende Faktor Brockmeier SJ et al (2011) Cochlear Implants International: 12, 10-20

Bilaterale Implantation Subjektiv: „Musik ist klarer und löst mehr Emotionen aus“; „ Es macht viel mehr Spass, Musik zu hören“ Musikalischen Aktivitäten und Qualität ist höher als bei unilateral implantierten Patienten erreicht nicht das Niveau von normal hörenden Personen Objektiv für frequenz- und timbrebasierten Tests deutlich besser als unilateral implantierte Patienten fast so gut wie normal hörende Personen Veekmans K, Brockmeier SJ et al(2009) Audiology Neurotology 14:315-3

Elektroakustische Versorgung subjektiv: „Musik hört sich nicht so gut an“, „Musik ist ziemlich unnatürlich und unangenehm“ Musikalischen Aktivitäten und Qualität ist höher als bei unilateral implantierten Patienten Erreicht nicht das Niveau von normal hörenden Personen objektiv Signifikant besser als unilateral implantierte Patienten für alle Frequenzbasierten Aufgaben, fast so gut wie Normalkollektiv Signifikant schlechter als Normahörende und so schlecht wie unilateral implantiert für timbrebasierte Tests Brockmeier SJ, (2010): Eds Van de Heyning, CI and Hearing Preservation. ,vol 67, 70–80

Single Sided Deafness mit Cochlear Implantat Subjektiv: durch den Verlust des Hörvermögens auf einem Ohr nehmen musikalische Aktivitäten ab, obwohl das andere Ohr weiterhin zur Verfügung steht durch die Implantation nimmt dies wieder zu, erreicht nicht ganz das Niveau wie vor der Ertaubung dieser Effekt wird jedoch erst nach 9 – 12 Monaten erzielt Objektiv: bei einigen Patienten kommt es zu einer messbaren Verbesserung der Testergebnisse bei keinem Patienten mit ausreichende Erfahrung wird das gut hörende Ohr gestört

… Zusammenfassung Die Mehrzahl der Patienten mit Cochlear Implantaten nehmen an musikalischen Aktivitäten teil. Einfach strukturierte Musik wird bevorzugt. Die Fähigkeiten mit Cochlear Implantaten Musik zu hören variieren sehr stark. Der emotionale Eindruck traurig – fröhlich wird gut übertragen. Bilaterale Implantationen, SSD Implantation und solche bei Patienten mit gutem Restgehör führen zu besseren Ergebnissen auch beim Musikhören,

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit