HLW Inhalt und Leseprobe Band 1.pdf // Theorie - … · I INHALTSVERZEICHNIS – HÖRAKUSTIK LERNEN...

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Jens Ulrich & Eckhard Hoffmann

DOZ Verlag Heidelberg

Queens Land Kommunikation, Heinheimerstraße 29-31, 64289 Darmstadt Judith Maria Achenbach, Heidelberger Landstraße 244, 64297 Darmstadt

Jens Ulrich

Tanya Klein

E&B Engelhardt und Bauer Druck- und VerlagsgmbH, Karlsruhe

1. Auflage, März 2012,

978-3-942873-07-9

© 2012 by Jens Ulrich & Eckhart HoffmannAlle Rechte vorbehalten. Vervielfältigungen des gesamten Werkes, auch in Auszü-gen, bedürfen der vorherigen Zustimmung des Herausgebers.

Einige Bilder und Grafiken des Buches wurden mit Corel-Draw erstellt.Geschützte Warennamen und -zeichen wurden nicht be sonders kenntlich gemacht.Aus dem Fehlen eines solchen Hinweises kann also nicht geschlossen werden, dasses sich um freie Warennamen bzw. -zeichen handelt.

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Die Fachinhalte dieses Werkes sind unabhängig von den Anzeigen. Die Anzeigenermöglichten jedoch die Realisierung dieses Fachbuches. Um die freundliche Beach-tung wird daher gebeten.

I

INHALTSVERZEICHNIS – HÖRAKUSTIK LERNEN + WISSEN / BAND I

BAND I

Theorie: Grundlagen der Hörakustik

Prolog I – Band I

Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XVIIDanksagung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XVIIIDie Autoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XX

Prolog II –Band I

Zum Umgang mit diesem Buch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XXISymbole, Querverweise & Multimedia-DVD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XXIV

Kapitel T-01 – Einleitung (Grundlagen der Hörakustik)

1. Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1. Der Mensch und seine Sinnesorgane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2. Sprache: soziales Bindeglied der menschlichen Gemeinschaft . . . . . . 51.3. Überblick über Tätigkeitsfeld und Aufgaben des Hörakustikers . . . . . 51.4. Drei „Säulen“ der Hörakustik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Kapitel T-02 – Anatomie, Physiologie & Pathologie des Hörorgans

2. Anatomie, Physiologie und Pathologie des Hörorgans . . . . . . . . . . . . . 92.1 Aufbau des Organismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.1.1 Zelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.1.2 Gewebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.1.2.1 Epithelgewebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.1.2.2 Drüsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.1.2.3 Binde- und Stützgewebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.1.2.4 Muskelgewebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.1.2.5 Nervengewebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262.1.3 Organe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

INHALT

II

2.2. Überblick über den Aufbau des Hörorgans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.3 Äußeres Ohr (Auris externa) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.3.1 Ohrmuschel (Auricula) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302.3.2 Äußerer Gehörgang (Meatus acusticus externus) . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.4 Mittelohr (Auris media) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.4.1 Trommelfell (Membrana tympani) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332.4.2 Paukenraum (Cavitas tympani) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352.4.3 Gehörknöchelchenkette (Ossicla auditus) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.4.4 Binnenohrmuskeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402.4.5 Ohrtrompete = Eustachische Röhre (Tuba auditiva) . . . . . . . . . . . . . . 42

2.5 Innenohr (Auris interna) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432.5.1 Gleichgewichtsorgan (Ducti vestibulares) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452.5.2 Hörschnecke (Cochlea). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462.5.2.1 Vorhof- und Paukentreppe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482.5.2.2 Häutiger Schneckengang (Ductus cochlearis) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492.5.2.3 Mechanische Schwingungseigenschaften von Basilarmembran

und knöchernem Spiralblatt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502.5.3 Hörorgan (Corti-Organ, Organum spirale) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522.5.3.1 Innere und äußere Haarzellen des Corti-Organs . . . . . . . . . . . . . . . . . 522.5.3.2 Wanderwellentheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532.5.3.3 Innere Haarsinneszellen und die elektrischen Vorgänge

in der Cochlea. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572.5.4 Codierung des Schallpegels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

2.6 Hörbahn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602.6.1 Verlauf der afferenten Hörbahn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 632.6.2 Zentral-auditive Verarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702.6.2.1 Modelle der Zentral-auditiveb Verarbeitung (ZAV). . . . . . . . . . . . . . . 712.6.2.2 Teilfunktionen der Zentral-auditiven Verarbeitung . . . . . . . . . . . . . . 74

2.7 Erkrankungen des Hörorgans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 772.7.1 Erkrankungen des äußeren Ohres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782.7.1.1 Missbildungen des äußeren Ohrs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782.7.1.2 Nicht entzündliche Erkrankungen des äußeren Ohrs . . . . . . . . . . . . . 792.7.1.3 Entzündungen des äußeren Ohrs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 812.7.1.4 Tumoren des äußeren Ohrs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 832.7.2 Erkrankungen des Mittelohrs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

INHALTSVERZEICHNIS – HÖRAKUSTIK LERNEN + WISSEN / BAND IINHALT

III


2.7.2.1 Anomalien des Mittelohrs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 832.7.2.2 Verletzungen des Trommelfells und des Mittelohrs . . . . . . . . . . . . . . 842.7.2.3 Trommelfellentzündungen (Myringitis) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 862.7.2.4 Tubenfunktionsstörung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 862.7.2.5 Entzündungen von Trommelfell und Mittelohr. . . . . . . . . . . . . . . . . . 872.7.2.6 Otosklerose. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 892.7.2.7 Tumoren des Mittelohrs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 892.7.3 Erkrankungen des Innenohrs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 902.7.3.1 Verletzungen des Innenohrs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 902.7.3.2 Entzündungen des Innenohrs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 902.7.3.3 Meniere Krankheiten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 912.7.3.4 Benigner paroxysmaler Lagerungsschwindel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 922.7.3.5 Tinnitus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 922.7.3.6 Hörsturz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 952.7.3.7 Akustische Traumen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 952.7.3.8 Altersschwerhörigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 972.7.3.9 Tumor des Innenohrs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 982.7.4 Hörstörungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 992.7.4.1 Schallleitungsschwerhörigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1002.7.4.1.1 Dämpfungstyp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1002.7.4.1.2 Versteifungstyp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1002.7.4.1.3 Summationstyp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1022.7.4.2 Schallempfindungsschwerhörigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1032.7.4.2.1 Endocochleäre Schwerhörigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1032.7.4.2.2 Retrocochleäre Schwerhörigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1052.7.4.3 Kombinierte Schwerhörigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1052.7.4.4 Tote Zone (Dead Regions) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1072.7.4.5 Auditive Verarbeitungs- und Wahrnehmungsstörungen . . . . . . . . . 1082.7.4.6 Hörstörungen im Kindesalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1092.7.4.6.1 Schallleitungsschwerhörikeit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1092.7.4.6.2 Schallempfindungsschwerhörigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1092.7.4.6.3 Zentral-auditive Verarbeitungsstörungen im Kindesalter. . . . . . . . . 1102.7.4.6.4 Psychogene Hörstörungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

2.8 Nervenzellen und Nervensysteme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1142.8.1 Aufbau und Funktion der Nervenzelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1152.8.1.1 Physiologie der Signalübertragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1192.8.1.2 Saltatorische Erregungsleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1242.8.2 Gliederung des Nervensystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1242.8.2.1 Zentrales und peripheres Nervensystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

INHALT

IV

2.8.2.2 Senso-motorisches Nervensystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1242.8.2.3 Autonomes (vegetatives) Nervensystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1252.8.2.4 Gedächtnisformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1262.8.2.5 Hirnnerven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1272.8.3 Das menschliche Gehirn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1282.8.3.1 Lateralisierung des Gehirns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1322.8.3.2 Bildgebende Untersuchungsmethoden des Gehirns . . . . . . . . . . . . . 1332.8.3.3 Ereignis-korrelierte Potentiale (EKP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1332.8.3.4 „Einhundert Schritte“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1342.8.4 Lernen und Vergessen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1362.8.4.1 Lernen durch Verknüpfen mit Ereignissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1392.8.4.2 Einfluss von Wiederholungen auf den Lernvorgang . . . . . . . . . . . . 1372.8.4.3 Lehrbuch unter dem Kopfkissen? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1402.8.4.4 Gedächtnis im Alter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1402.8.4.5 Konsequenzen für die Hörsystemanpassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1412.8.5 Hörvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1432.8.5.1 Eine einfache Mustererkennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1442.8.5.2 Gestalttheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1472.8.6 Sprachverstehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1482.8.6.1 Sprache und Spracherwerb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1482.8.6.2 Neuronale Netze als Basis des Sprachverstehens . . . . . . . . . . . . . . . 1502.8.6.3 Hören und Verstehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1522.8.7 Musik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

Kapitel T-03 – Akustik

3. Akustik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1553.1 Grundbegriffe der Physik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1563.1.1 Physikalische Größen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1563.1.2 Modellvorstellungen in der Physik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1583.1.3 Grundgrößen der Mechanik (Körper, Masse, Kaft) . . . . . . . . . . . . . . 1593.1.4 Bewegungslehre (Kinematik) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

3.2 Mechanische Schwingungen (Oszillator) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1673.2.1 Freie Schwingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1693.2.2 Harmonische Schwingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1693.2.3 Erzwungene Schwingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1703.2.4 Gekoppelte Schwingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171


V


3.3 Wellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1713.3.1 Wellenarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1733.3.2 Grundlegende Eigenschaften der Wellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1743.3.3 Harmonische Analyse (Fouriertransformation) . . . . . . . . . . . . . . . . . 1793.3.4 Modulation einer Welle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1823.3.4.1 Amplitudenmodulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1833.3.4.2 Frequenzmodulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

3.4 Schall (Akustik). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1843.4.1 Schallarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1863.4.1.1 Luftschall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1863.4.1.2 Flüssigkeitsschall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1873.4.1.3 Körperschall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1883.4.2 Signale der Akustik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1903.4.3 Das Schallfeld und seine Größen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1923.4.4 Akustische Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210

3.5 Reflexion, Brechung, Dämpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2133.5.1 Echo und Hall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2143.5.2 Beugungserscheinungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2153.5.3 Schalldämmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2163.5.4 Schalldämpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

3.6 Schallquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2233.6.1 Schwingende Luftsäulen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2243.6.2 Schwingende Saiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2263.6.3 Platten und Membrane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2263.6.4 Elektrische Schallquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2273.6.5 Biologische Schallquellen, die Sprache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2273.6.6 Bewegte Schallquellen, Doppler Effekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

3.7 Überlagerung von Schallwellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

Kapitel T-04 – Psychoakustik

4. Psychoakustik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2334.1 Grundlagen und Grundgesetze der Psychoakustik . . . . . . . . . . . . . . 236

4.2 Hörschwelle und Lautstärkepegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 .

INHALT

VI

4.3 Lautheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2434.4 Verdeckung (Maskierung) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245

4.5 Tonhöhe (Tonheit). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2494.5.1 Verhältnistonhöhe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2504.5.2 Barkskala (Tonheit) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251

4.6 Richtungshören . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

4.7 Cocktailparty-Effekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262

4.8 Gesetz der ersten Wellenfront . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262

4.9 Akustische Täuschungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

Kapitel T-05 – Audiometrie

5. Audiometrie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265

5.1 Otoskopie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269

5.2 Stimmgabelversuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2715.2.1 Weber Versuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2725.2.2 Rinne Versuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273

5.3 Sprachabstandstests (Hörweitenmessung) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274

5.4 Subjektive Audiometrieverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2765.4.1 Tonaudiometrie (TA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2785.4.1.1 Bestimmung der (Ruhe) Hörschwelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2865.4.1.2 Bestimmung der Unbehaglichkeitsschwelle (US) . . . . . . . . . . . . . . . . 2895.4.1.3 Pegel angenehmer Lautheit (MCL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2905.4.1.4 TEN -Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2915.4.1.5 Beschreibungsschema der Tonaudiometrie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2945.4.2 Sprachaudiometrie (SA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2965.4.2.1 Freiburger Sprachtest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2995.4.2.1.1 Hörverlust für Zahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3005.4.2.1.2 Unbehaglichkeitsschwelle für Sprache (USL). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3015.4.2.1.3 Einsilberverstehen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304


VII


5.4.2.2 Satztests. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3075.4.3 Zusammenhang zwischen Ton- und Sprachaudiometrie . . . . . . . . . 3105.4.4 Vertäuben in Ton- und Sprachaudiometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3155.4.4.1 Überhören . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3155.4.4.2 Überhören und Vertäuben in der Tonaudiometrie. . . . . . . . . . . . . . 3175.4.4.3 Überhören und Vertäuben in der Sprachaudiometrie . . . . . . . . . . . 3265.4.5 Rekruitmenttests. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3275.4.5.1 Fowler-Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3305.4.5.2 Der SISI-Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3335.4.5.3 Lüscher-Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3355.4.5.4 Geräuschaudiometrie nach Langenbeck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3365.4.5.5 Carhart Schwellenschwundtest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3395.4.6 Hörfeldskalierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3405.4.7 Tests zur Aufdeckung nichtorganischer Hörstörungen . . . . . . . . . . 3425.4.8 Bekesy-Audiometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345

5.5 Objektive Audiometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3485.5.1 Messungen zur Untersuchung des Mittelohrs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3485.5.1.1 Tympanometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3485.5.1.2 Stapediusreflexmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3555.5.2 Messungen zur Untersuchung des Innenohrs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3595.5.2.1 Otoakustische Emissionen (OAE). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3595.5.2.2 Elektrocochleographie (ECochG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3635.5.3 Untersuchungen der Nervenbahnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3665.5.3.1 Elektrische Reaktionsaudiometrie (ERA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3665.5.3.1.1 Hirnstammaudiometrie (BERA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3715.5.3.1.2 CERA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376

5.6 Zusammenfassung von Befunden der Audiometrie . . . . . . . . . . . . . 376

5.7 Kinderaudiometrie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3835.7.1 Aussonderungsuntersuchungen (Screening) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3845.7.2 Reflexaudiometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3855.7.3 Verhaltens- oder Beobachtungsaudiometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387

Kapitel T-06 – Elektrotechnik

6. Elektrotechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3916.1 Grundbegriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393

INHALT

VIII

6.1.1 Eigenschaften elektrische Ladungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3936.1.2 Spannung, Strom, Leistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3966.1.3 Spannungs- und Stromarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4006.1.4 Strom- und Spannungsquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4036.1.5 Messung elektrischer Größen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4106.1.6 Leiterwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4116.1.7 Halbleiter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4126.1.8 Nichtleiter (Isolatoren) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413

6.2 Ohmsches Gesetz, Kirchhoffsche Regeln, der Stromkreis . . . . . . . . . 4146.2.1 Ohmsches Gesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4156.2.2 Kirchhoffsche Regeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4166.2.3 Aufbau eines Stromkreises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423

6.3 Passive Bauelemente R,L,C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4236.3.1 Ohmscher Widerstand, Parallel- und Reihenschaltung . . . . . . . . . . . 4236.3.1.1 Reihenschaltung von Widerständen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4266.3.1.2 Parallelschaltung von Widerständen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4276.3.2 Spannungsteiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4286.3.3 Verstärkung und Dämpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4326.3.4 Spule (Induktivität) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4356.3.5 Kondensator (Kapazität) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4426.3.6 Schaltungen mit passiven Bauelementen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4466.3.6.1 Passive Filterschaltung 1. Ordnung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4476.3.6.2 Schwingkreise. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451

6.4 Aktive Bauelemente (Halbleiter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4516.4.1 Halbleiterphysik (P und N Material) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4526.4.2 PN-Übergang, die Halbleiterdiode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4546.4.3 Bipolare Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4576.4.4 Feldeffekttransistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459

6.5 Transistor-Grundschaltungen für bipolare Transistoren . . . . . . . . . . 4596.5.1 Emittergrundschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4606.5.2 Kollektorgrundschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4616.5.3 Basisgrundschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4626.5.4 Integrierte Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463

6.6 Grundlagen der Digitaltechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464


IX


Kapitel T-07 – Chemie und Werkstoffkunde

7. Chemie und Werkstoffkunde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4737.1 Atommodelle, Periodensystem der Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476

7.2 Chemische Bindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4817.2.1 Primäre Bindungen = starke Bindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4837.2.1.1 Atombindungen (kovalente Bindungen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4847.2.1.2 Metallbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4857.2.1.3 Ionenbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4867.2.2 Sekundäre Bindungen = schwache Bindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 4887.2.2.1 Wasserstoffbrückenbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4887.2.2.2 Dipol-Dipol-Bindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4897.2.2.3 Van-der-Waals-Bindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4907.2.3 Wertigkeit, Valenzelektronen, Oxidationszahl . . . . . . . . . . . . . . . . . 4907.2.4 Relative Atom- bzw. Molekülmasse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4917.2.5 Thermodynamik chemischer Reaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493

7.3 Oxidation und Reduktion (Redoxreaktionen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4957.3.1 Säuren, Basen und der pH-Wert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4977.3.2 Elektrolyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4997.3.3 Galvanische Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500

7.4 Organische Chemie, Kohlenstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5027.4.1 Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5067.4.2 Grundzüge der Polymerchemie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5097.4.2.1 Polykondensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5117.4.2.2 Polyaddition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511

7.5 Werkstoffe, Hilfsstoffe und Werkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513

7.6 Werk- und Hilfsstoffe sowie Werkzeuge für die Hörakustik . . . . . . 5147.6.1 Werkstoffe für die Ohrabformtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5207.6.1.1 Kondensationsvernetzendes Silikon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5227.6.1.2 Additionsvernetzendes Silikon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5227.6.2 Werkstoffe für die Negativherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5247.6.3 Kunststoffe für die Rohlings-Herstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5267.6.4 Klebstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530

INHALT

X

Kapitel T-08 – Grundlagen der Psychologie

8. Psychologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5318.1 Umgang mit dem Kunden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5338.1.1 Stellenwert des Hörens für den Menschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5338.1.2 Der erste Eindruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5358.1.3 Regeln im Gespräch mit hörgeschädigten Kunden . . . . . . . . . . . . . . 5378.1.3.1 Sprache und Körpersprache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5418.1.3.2 Fragetechniken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5458.1.3.2.1 Offene Fragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5468.1.3.2.2 Geschlossene Fragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5478.1.3.2.3 Vierohrmodell nach Friedemann Schulz von Thun . . . . . . . . . . . . . . 5498.1.4 Distanzzonen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551

8.2 Auswirkungen einer Schwerhörigkeit im fortgeschrittenen Lebensalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553

8.2.1 Alterspyramide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5548.2.2 Der sogenannte Altersstarrsinn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5548.2.3 Gesundheitliche Entwicklungen und Veränderungen im Alter . . . . 5588.2.3.1 Lernfähigkeit im Alter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5638.2.3.1.1 Defizitmodell der geistigen Entwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5658.2.3.1.2 Aktivitäts- und Disengagementtheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5688.2.3.2 Spezifische Problemfelder älterer Hörgeschädigter . . . . . . . . . . . . . 5708.2.4 Plötzlich eintretende Schwerhörigkeit oder Taubheit . . . . . . . . . . . 572

8.3 Schwerhörigkeit in der Jugend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5738.3.1 Vermutungen, Ängste, Diagnose - was ist wenn...? . . . . . . . . . . . . . 5748.3.2 Pädaudiologische Beratungsstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5758.3.3 Schulzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5768.3.3.1 Manualsysteme und Gebärden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577

8.4 Rehabilisation, Rechte, Verbände, Selbsthilfegruppen . . . . . . . . . . 580

8.5 Psychologische Situation des Hörakustikers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 581

Kapitel T-09 – Fachkalkulation

9. Fachkalkulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5839.1 Kostenrechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585


XI


9.1.1 Gliederung der KLR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5879.1.2 Einzel- und Gemeinkosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5879.1.3 Kostenarten, Kostenstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5889.1.4 Fixe und variable Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5899.1.5 Betriebsvergleich und BWA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 589

9.2 Kalkulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5919.2.1 Kosten aus GuV ermitteln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5939.2.2 Kalkulatorische Kosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5959.2.3 Verrechnung von Gemeinkosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5959.2.3.1 Zuschlagskalkulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596

9.2.3.2 Einfaches Schema einer Zuschlagskalkulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596

9.2.4 Kalkulationsansätze im Handwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6009.2.4.1 Allgemeines Schema der Zuschlagskalkulation . . . . . . . . . . . . . . . . . 6019.2.4.2 Kalkulationsbeispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6049.2.4.3 Deckungsbeitragskalkulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6059.2.5 Produktions- und Kalkulationsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608

9.3 Gewinnschwellenanalyse (break-even-point) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609

Kapitel T-10 – Qualitätsmanagement

10. Qualitätsmangement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61110.1 Was ist ein Qualitätsmangementsystem (QMS)? . . . . . . . . . . . . . . . . 61710.1.1 Kano-Modell der Kundenzufriedenheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61710.1.2 Wichtige Begriffe des Qualitätsmanagements . . . . . . . . . . . . . . . . . 61910.1.3 PDCA-Zyklus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 620

10.2 Dokumente eines Qualitätsmanagements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62210.2.1 Qualitätsmanagement Handbuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62410.2.2 Verfahrensanweisungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62610.2.3 Checklisten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62910.2.4 Interne Dokumente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62910.2.5 Externe Dokumente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63110.2.6 Audit und Managementreview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63210.3 Einige Vorschriften des Gesundheitswesens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63410.3.1 Medizinproduktegesetz (MPG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63410.3.1.1 Klassifizierung der Medzinprodukte nach 93/42 EWG . . . . . . . . . . . 63610.3.1.2 Produktkategoriene der Hörakustik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 638

INHALT

XII

10.3.1.3 CE Kennzeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63910.3.1.4 Grundlegende Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64110.3.1.5 Sicherheitsbeauftragte für Medizinprodukte . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64210.3.1.6 Risikomanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64210.3.2 Medizinprodukte-Betreiberverordnung MPBetreibV . . . . . . . . . . . . 64310.3.2.1 Anwendungsbereich und allgemeine Anforderungen . . . . . . . . . . . 64310.3.3 Unfallverhütungsvorschriften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644

10.4 DIN EN ISO 9001 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64410.4.1 Phase 1: Planen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64610.4.2 Phase 2: Durchführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64710.4.3 Phase 3: Überprüfen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65010.4.4 Phase 4: Handeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652

10.5 DIN EN ISO 13495 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65310.5.1 Zusätzliche Dokumentationsanforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65410.5.2 Verantwortung der obersten Leitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65410.5.3 Zusätzliche Forderungen zum Management von Ressourcen . . . . . 65410.5.4 Design, Entwicklung und Beschaffung von Produkten . . . . . . . . . . 65510.5.5 Installation und Instandhaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65510.5.6 Rückverfolgbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655

10.6 Praktische Einführung eines QMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656

Kapitel T-11 – Signalverarbeitung

11. Signalverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65711.1 Benötigt der Hörakustiker Kenntnisse über Signalverarbeitung? . . 658

11.2 Signale. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66011.2.1 Grundbaustein: Sinus, dargestellt im Frequenz- und Zeitbereich. . . 66111.2.2 Periodische Signale. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66411.2.3 Diracstoß, Delta-Distribution (Diracimpuls).. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66511.2.4 Fourier-Transformation.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66711.2.5 Nicht periodische Signale. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66711.2.6 Fensterfunktionen (Windowing). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67511.2.6 Fast periodische Signale. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677

11.3 Symmetrieprinzip. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 680


XIII


11.4 Systemanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 681

11.5 Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68211.5.1 Linearität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68311.5.2 Zeitvarianz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684

Kapitel T-12 – Gut zu wissen: Theorie

12. Gut zu wissen: Theorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68512.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686

12.2 Anatomie Physiologie und Pathologie des Hörorgans . . . . . . . . . . . 68612.2.1 Aufbau des Organismus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68712.2.2 Überblick über den Aufbau des Hörorgans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68712.2.3 Äußeres Ohr (Auris externa) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68812.2.4 Mittelohr (Auris media) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68812.2.5 Innenohr (Auris interna) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68912.2.6 Hörbahn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69212.2.7 Erkrankungen (Pathologie) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69412.2.8 Nervenzellen und Nervensysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698

12.3 Akustik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70112.3.1 Grundbegriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70112.3.2 Mechanische Schwingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70212.3.3 Wellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70212.3.4 Schall (Akustik) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70412.3.5 Reflexion, Dämmung, Dämpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70612.3.6 Schallquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 706

12.4 Psychoakustik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 708

12.5 Audiometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71012.5.1 Otoskopie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71112.5.2 Stimmgabelversuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71212.5.3 Sprachabstandstests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71212.5.4 Subjektive Audiometrieverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71212.5.5 Objektive Audiometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 720

12.6 Elektrotechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 722

INHALT

XIV

12.6.1 Grundlagen der Elektrotechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72212.6.2 Ohmsches Gesetz, Kirchhoffsche Regeln, der Stromkreis . . . . . . . . . 72412.6.3 Passive Bauteile R,L,C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72512.6.4 Aktive Bauelemente (Halbleiter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72812.6.5 Transistor-Grundschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72812.6.6 Grundlagen der Digitaltechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 729

12.7 Chemie und Werkstoffkunde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73012.7.1 Atommodelle, Periodensystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73012.7.2 Chemische Bindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73112.7.3 Redoxreaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73212.7.4 Organische Chemie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73312.7.5 Werkstoffe, Hilfsstoffe, Werkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73412.7.6 Werkstoffe für die Hörakustik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 735

12.8 Psychologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 737

12.9 Fachkalkulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 741

12.10 Qualitätsmanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743

12.11 Signalverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748

Anhang - Band 1

Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 751


XV

VORWORT

VORWORT

Dieses Buch wurde speziell als Lehrbuch für den Hörakustiker ent-worfen und verwirklich und verdankt seine Entstehung und Ausge-staltung zahlreichen Anregungen von Ausbildern, Schülern undStudenten.

Der Stoff beinhaltet die theoretischen Grundlagen und die prakti-schen Kenntnisse von der Ausbildung über die tägliche Praxis bis hinzur Vorbereitung auf die Meisterprüfung in drei Abschnitten, wobeidie Hervorhebung und Zusammenfassung wichtiger Fakten undDaten besonders berücksichtigt wurde.

Der Hörakustiker benötigt für seinen Beruf unter schiedlichste Infor-mationen aus zahlreichen Fachgebieten. So sind außer dem spezi-fischen Wissen auf dem Gebiet der Hörgerätekunde und -anpas-sung auch umfangreiche Kenntnisse auf den Gebieten Medizin,Physik, Chemie sowie Psychologie und Wirtschaftskunde erforder-lich. Die entsprechenden Informationen wurden im Theorieabschnittdes Buches zusammengefasst.

Neben der reinen Theorie sind praktische Kenntnisse und Fertigkei-ten für die Berufsausübung unerlässlich. Deshalb wurden dieseneben einer ausführlichen Beschreibung in Wort und Bild teilweisein über 100 Filmen und Tonbeispielen erfasst und dem Buch beige-fügt. Die Berufspraxis bildet den zweiten Abschnit des Buches.

Schließlich wurden Übungsaufgaben mit Lösungsvorschlägen füralle Theorie- und Praxis-Kapitel in der exakt gleichen Kapitelreihen-folge erstellt und im Abschnitt drei angeführt.

Als begleitendes Lehrbuch und Ratgeber in einem, soll es dem Hör-akustiker ein leichtes, praxisorientiertes Lernen und Arbeiten ermög-lichen. Ich wünsche allen meinen Lesern viel Freude und Erfolg beimArbeiten mit diesem Buch.

Jens Ulrich und Eckhard Hoffmann

PROLOG I

XVI

DANKSAGUNG

Für ihre Hilfe und tatkräftige Unterstützung bei der Erstellung derdrei Bände Hörakustik lernen + wissen möchten wir uns bei folgen-den Firmen recht herzlich bedanken:Firma Acousticon, Firma Amparex, Firma Bernafon, Firma Bachmai-er, Firma Bruckhoff und Partner, Firma Cyfex, Firma Dreve,Firma DSTSwiss AG, Firma Egger, Firma GN-Otometrics, Firma Hansaton, FirmaKlangspektrum, Firma Maico, Firma Med-El, Firma Oticon, FirmaPhonak, Firma Siemens Audiologische Technik, Firma Unitron undFirma Varta.

unser Dank gilt allen, die mir Informationen und Abbildungen zurVerfügung stellten und bei der Erstellung von Video-Clips mithalfen,so Werner Luczynski und Matthias Werner (Hanau), Herr Geist (Fa.Bernafon), Frau Resch (Fa. Bachmaier), Gabriele Ortmeier, MarcSchmidt und Stefan Birk (Fa. Egger), Bianca Hollstein (Fa. Dreve),Janet Giannone (Fa. Med-El), Ralf Coym, Herr Stab, Uwe Kraaz, The-resa Bonsel (Fa. Acousticon), Detlef Hertelt (Fa. Amparex), DanielaFeit, Marco Faltus, Kai Hesefort, Martin Lützel (Fa. Phonak), Andre-as Kaltenbach (Fa. Unitron), Bianca Vich (Fa. Siemens), Dieter Bar-thel (Fa. Maico), Herr Elsässer (Fa. Hansaton), Engin Aksel (GN Oto-metrics), Judith Heberl und Rene Clemens und Eckart Hillenkamp.

Einen herzlichen Dank für die sorgfältige Endkorrektur an BeateSchön.

Unseren ganz besonderen Dank gilt Harald Bonsel und Herrn Mat-thias Parr, die unermüdlich Fragen beantwortet haben und uns beimThema Messtechnik mit Messungen und Unterlagen unterstützthaben. Außerdem an Mike Gerl, der viele wertvolle Hinweise undInformationen zum Thema Otoplastik beigesteuert hat. Schließlichan Hans-Rainer Kurz und Martin Immenkämper für die große Unter-stützung in Wort und Bild.

Herr Joschka Graetz steuerte viele Übungsaufgaben und Lösungenbei. Vielen Dank für diese große Hilfe.

DANKSAGUNGPROLOG I

XVII

DANKSAGUNG

Das Buchlayout wurde, wie schon bei früheren Projekten, inbewährter Qualität von Frau Birgit Aschenbrenner erstellt. Dafürmöchte ich mich bei Ihr recht herzlich bedanken.

Beim DOZ-Verlag und der Druckerei E & B Engelhard und Bauer Dru-ckerei möchten wir uns für die Realisierung des Buches herzlichbedanken.

Jens Ulrich und Eckhard Hoffmann

PROLOG I

XVIII

DIE AUTORENPROLOG I

Prof. Dr. med Eckhard Hoffmann

Geboren 1964 in Remscheid, aufge -wach sen im Allgäu.Studium der Humanmedizin in Gie-ßen, Pro motion zum Dr. med.: Hörfä-higkeit und Hörschäden jungerErwachsener.

Klinische Tätigkeit in der Hals-Nasen-Ohrenklinik des UniversitätsklinikumsGie ßen, Lärmforschung mit derArbeitsgruppe Hör forschung an derJustus-Liebig-Uni versität Gießen.Lehrtätigkeit am Zentral institut fürBiomedizinische Technik der Universi-tät Ulm.

Seit 2002 Professor für Audiologieund Akustik an der Hochschule Aalenim Studiengang Augenoptik und Hör-akustik.

Dipl.-Phys. Dipl.-Ing. Jens Ulrich

Geboren 1949 in Frankfurt am Main.Verhei ratet, vier erwachsene Kinderund vier Enkelkinder.

Werdegang:Studium der Elektrotechnik, Fachrich-tung Technische Informatik, an derTechnischen Universität in Darmstadtmit Abschluss als Diplom-Ingenieur.Danach Eintritt in die elterliche Firma,Lehre und Meisterprüfung im Augen-optiker-Handwerk. Meisterprüfung alsElektrotechnikermeister.

Meistergleichstellung als Hörgeräte-akustiker. Studium der Physik an derJohann Wolfgang Goethe-Universitätin Frankfurt mit Abschluss als Diplom-Physiker. Tätig im Handwerk und alsDozent.

XIX

ZUM UMGANG MIT DIESEM BUCH PROLOG II

ZUM UMGANG MIT DIESEM BUCH

DREI BÄNDE – DREI PRIORITÄTEN

Dieses Buch besteht aus drei in sich geschlossenen Abschnitten, diejeweils einen bestimmten inhaltlichen Schwerpunkt bilden. Durchdiese Gliederung soll es dem Leser leichter werden, durch das Buchzu „navigieren“.

Band I – Theorie

Grundlagen der HörakustikDer erste Abschnitt ist den Grundlagen der Hörakustik, Medizin,Physik, Psychoakustik, Audiometrie und weiteren Themen gewid-met. Er umfasst zwölf Kapitel (T-01 bis T-12). Die wichtigsten Aspek-te der behandelten Themen wurden jeweils unter dem Devise „Gutzu Wissen“ zusammengefasst.

Medizin und AudiometrieDer Aufbau, die Physiologie und die Pathologie des Hörorgans bil-den die Grundlage für die Ausübung des interessanten Hörakusti-ker-Handwerks. Mit der Audiometrie verfügt der Hörakustiker übereine Methode, das Hörorgan soweit zu untersuchen, wie es für ihnnotwendig und sinnvoll erscheint..Um für Fachgespräche das notwendige Wissen zu haben, werdenauch Methoden aufgeführt, die dem HNO-Arzt und Kliniken vorbe-halten sind.

PhysikSchall ist eine Materiewelle und wird in der Akustik als Teilgebiet derPhysik beschrieben. Die Elektrotechnik liefert das notwendige Ver-ständnis für Hörsysteme, die Produkte mit einer hochwertigen elek-tronischen Signalverarbeitung sind. Dieses Gebiet ist jedoch sehr komplex, ein Verständnis für die inter-nen Vorgänge und Abläufe der digitalen Signalverarbeitung ist fürdie Hörsystemanpassung heute kaum noch erforderlich. Deshalbbeschränkt sich das Kapitel „T-06 Elektrotechnik“ auf die Darstel-lung der wichtigsten Grundlagen.

XX

ZUM UMGANG MIT DIESEM BUCHPROLOG II

PsychologieÜberspitzt ausgedrückt könnte man die These aufstellen: „Die Anpassung von Hörsystemen stellt eine psychologischesHerausforderung dar.“Diese These ist Ausdruck der Tatsache, dass eine Anpassung meistnur dann erfolgreich verläuft, wenn sich ein Vertrauensverhältniszwischen Hörakustiker und seinem Kunden ausbildet. Der Prozessder Hörgewöhnung ist das Ergebnis einer Therapie, die nur gemein-sam bewältigt werden kann.

Chemie, Fachkalkulation und QualitätsmanagementDiese Themengebiete sind hilfreich, um das Hörakustiker-Handwerkauszuüben. Im Kapitel „T-10 Qualitätsmanagement“ werden unteranderem auch einige Vorschriften des Gesundheitswesens aufge-griffe.

Band II – Praxis

Praxisbezogene Ausführungen zur HörakustikSchwerpunkt des Buches bilden die Praxiskapitel P-01 bis P-16.Kapitel P-01 erklärt Aufbau und Gliederung der Hörsysteme mitausführlichen Beschreibungen zu den Hörgerätefunktionen. Kapi-tel P-02 befasst sich mit den Regelsystemen. Die Messtechnikwird detailliert im Kpitel P-03 dargestellt. Hier wird auch erklärt, wiesich viele Gerätefunktionen messtechnisch erfassen lassen.

HörsystemanpassungIm Fokus der Anpassung von Hörsystemen steht Kapitel P-05. Wich-tige Anpassverfahren der Gegenwart und Vergangenheit werden indiesem Kapitel eingehend erörtert.

OtoplastikEigenschaften und Herstellung von Otoplastiken sind Thema desKapitels P-06. Hier werden insbesondere Aspekte der Herstellungs-praxis, wie sie in Prüfungen vorkommt, in Wort, Bild und Film dar-gestellt.

Praktische HörsystemanpassungDie Verbindung zwischen Theorie und Alltag versucht Kapitel P-09

XXI


zu beschreiben. Dabei werden Vorschläge unterbreitet, wie vomVorgespräch bis zur Feinanpassung eine Anpassung durchgeführtwerden könnte. Auch wenn jede Anpassung einzigartig ist, könnendoch Prinzipien hervorgehoben werden. Im Folgekapitel werdendarauf basierend Anpassfälle aufgegriffen.

StoffzusammenfassungenDer Kasten „Gut zu wissen“ wurde auch im Praxisteil etabliert,zusammengefasst für die Praxis wiederum in einem eigenen Kapi-tel P-12.

Band III – Aktiv

Aktiv üben, lösen & informierenZu allen Themen der Kapitel T-01 bis T-11(Theorie) sowie P-01bis P14(Praxis) wurden zur Festigung des Stoffes Aufgaben erstellt. Dieseund Lösungsvorschläge finden Sie im Abschnitt III. Die Aufgabenwurden in der gleichen Reihenfolge wie die zugehörigen Kapitelgegliedert, sodass man leicht zwischen Aufgabe und zugehörigemKapitel wechseln kann. Dieser Abschnitt dient zur Unterstützung beieiner Prüfungsvorbereitung. Die Aufgaben lehnen sich teilweise an Beispiele an, die in früherenPrüfungen aufgegriffen wurden. Nicht alle Aufgaben haben jedochdas gleiche Gewicht und Bedeutung, nicht jede Antwort den opti-malen Umfang. Dieser Fragenkatalog ist lediglich als Grundlage fürweitere Ausarbeitungen und zur Kontrolle des eigenen Kenntnis-stands gedacht.

MULTIMEDIAL ARBEITEN

Begleitende Multimedia-DVD

Videothek & Sound-DateienZur Steigerung der Verständlichkeit und zur Verdeut-lichung der Texte und Abbildungen wurden Film- undTonbeispiele erstellt, die auf einer DVD dem Buch bei-gefügt wurden.

Ton-Beispiel Nr. 010

Das Lausprechersymbolsteht für ein Tonbeispiel.

XXII

SYMBOLE, QUERVERWEISE UND

MULTIMEDIA-DVD

DAS WICHTIGSTE IMMER IM BLICK

Sehen, merken und zuordnen

Die Quintessenz eines Themas

Ein Lernvorgang wird durch die Konzentration wichtiger Stoffinhal-te gefördert. Das menschliche Gehirn arbeitet dann sehr effektiv,wenn Daten mit Ereignissen oder Bildern verknüpft werden können.

Konsquent als Lehrbuch konzipiert, nahm der Aspekt des Merkens,der visuellen Informationsaufnahme und der Zuord-nung einen breiten Raum bei der Buchgestaltung ein. Nicht alle Inhalte haben das gleiche Gewicht. Umwesentliche Fakten von weniger Wichtigem abzu-grenzen, wurde der Kasten „Gut zu wissen“ einge-führt. Was die Quintessenz innerhalb eines Themas bzw.eines Kapitels ausmacht, lässt sich leicht an dem „Gut-zu-wissen“-Symbol erkennen. Alles, was hier steht,lohnt sich zu merken.

.„By the way“ – die Randnotiz

Nicht jeder Stoffinhalt ist „prüfungsrelevant“, jedoch zeigt dieErfahrung, dass auch scheinbare „Nebensächlichkeiten“ in Prü-

ZUM UMGANG MIT DIESEM BUCHPROLOG II

Randnotiz

Ganz schön interessant

Themen, die zwar wissenswert undinteressant sind aber nicht zwingendzum Stoff gehören und die man sichdeshalb nicht unbedingt merkenmuss, wurden im „Randnotiz-Kas-ten“ untergebracht.

Quintessenz eines Themas

Das Wichtigste aus einem Text steht in einemKasten und ist durch das „Gut-zu-wissen“-Sym-

bol“ gekennzeichnet.

XXIII


THEORIE

T-08Regeln im Gespräch mitdem hörgeschädigtenKunden siehe auch:• Band I• Kapitel T-08• ab Punkt 8.1.3

PRAXIS

P-13Hörsituationen unterUmgebungslärmsiehe auch:• Band II• Kapitel P-13• ab Punkt 13.

fungssituationen oder in der täglichen Praxis plötzlich große Bedeu-tung erhalten. Um solche ergänzenden Informationen nicht zu „verschweigen“,aber ihre Relevanz deutlich zu kennzeichnen, gibt es den Kasten„Randnotiz“, der hin und wieder im Buch zu finden ist.

Querverweise auf andere Kapitel & -abschnitte

Oft wird ein Stoff, ein Gegenstand oder eine Methode unter ver-schiedenen Aspekten und in mehreren Kapiteln des Buchs behan-delt.Auf Themen innerhalb eines Textes bzw. Kapitels, zu denen es ananderen Stelle oder in anderen Kapiteln ergänzende Ausführungengibt, erfolgt – wie nebenstehend – ein Querverweis. Die Farbe desKastens richtet sich nach dem Ziel-Kapitel. Das „T“ bzw. „P“ kenn-zeichnet dabei, ob das Kapitel im Theorie- oder Praxisteil zu findenist.

Hinweise auf Video-Material

Viele Schüler möchten, dass bestimmte praktische Lehrinhalte wie-derholt vorgeführt bzw. erklärt werden. Dieser Wunsch führte zuder Aufnahme von kurzen Videosequenzen, die z.B. die Herstellungvon Otoplastiken in „Echtzeit“ wiedergeben. Man kann sich einzel-ne Teile beliebig oft ansehen und entdeckt dabei manchmal Dinge,die beim ersten Betrachten nicht aufgefallen sind. Sound- & Film-/Video-Beispiele auf der Multimedia-DVD wurdendurchnummeriert, so dass man sie leicht auffinden kann.

Film Nr. XXXAbtragsfräsung bis zur oberen Begrenzungslinie

Aufgenommen im Otoplastik Schulungslabor der Firma Egger in Kempten

LESEPROBE

AUSGEWÄHLTE AUSZÜGE AUS DEM

INHALT – BAND 1

KAPITEL 2.1.1 – ZELLE

12

2. ANATOMIE, PHYSIOLOGIE UND PATHOLOGIE DES HÖRORGANSKAPITEL T-02

2.1.1 Zelle

Alle Lebewesen sind aus einzelnen Zellen aufgebaut. Die Zelle (latei-nisch: cellula = kleine Kammer) ist die kleinste selbstständige Ein-heit des Lebens und verfügt über deren Grundfunktionen. JedeZelle stellt ein strukturell abgrenzbares, eigenständiges und sichselbst erhaltendes System dar. Es gibt Einzeller (Lebewesen, die nuraus einer einzigen Zelle bestehen) und Mehrzeller, bei denen eineReihe von Zellen eine Einheit bildet. Während die einfachsten Tiereund Pflanzen aus einer einzigen Zelle bestehen, setzen sich diehöheren Lebewesen aus vielen einzelnen Zellen zusammen. Auchjeder Mensch ist einmal aus einer einzelnen befruchteten Eizelle her-vorgegangen. Beim menschlichen Körper haben sich Zellen aufbestimmte Aufgaben spezialisiert und sind einzeln meist nicht mehrlebensfähig. Der Körper des Menschen setzt sich aus Billionen voneinzelnen Zellen zusammen.

Die Zellen sind die Grundbausteine für den Aufbau eines Organis-mus. Sie bilden das Gewebe, das Nervensystem, die Organe sowiedie Knochen. Es gibt verschiedene Zellarten wie z.B. Nervenzellen,Blutzellen, Bindegewebszellen u.v.a. Sie sind mit vielfältigsten Funk-tionen und Aufgaben ausgestattet. Wichtige Substanzen aus derNahrung werden von den Zellen aufgenommen. Sie produzierendaraus lebenswichtige Stoffe für den Körper. Jede einzelne Zelle bil-det eine kleine chemische Fabrik, die aus den Rohprodukten neue,hochspezifische Gruppen produziert, die sie für das eigene Lebenbenötigt oder die anderswo im Organismus eine Verwendung fin-den.Die Zytologie (Zellbiologie) befasst sich mit dem Aufbau und derFunktion von Zellen. Größe und Form der Zellen können sehr unter-schiedlich ausfallen. Sie sind vor allen Dingen durch die Aufgabe derZelle bestimmt. Sie ist grundsätzlich in der Lage, vielfältige Funktio-nen selbst zu erfüllen. Es sind allerdings Unterschiede zwischen deneinzelnen Zellarten und ihren Funktionen vorhanden. Die kleinstenmenschlichen Zellen sind etwa 4mm groß, die größten erreicheneine Ausdehnung von ca. 200mm. Die Lebensdauer einer Zelle istabhängig von ihrer Struktur. Weiße Blutzellen leben nur wenigeTage, Nervenzellen so lange wie der Organismus.

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HTP 2.0Zelle siehe auch:• Hörakustik 2.0Theorie und Praxis

• Kapitel 1• ab Punkt 1.2

13

2. ANATOMIE, PHYSIOLOGIE UND PATHOLOGIE DES HÖRORGANS KAPITEL T-02

Eine Zelle besteht im Wesentlichen aus der Zellmembran, demZytoplasma mit den darin eingebetteten Zellorganellen und demZellkern.

Der Raum zwischen einzelnen Zellen wird Extrazellulärraum genanntund kann entweder mit der extrazellulären Flüssigkeit gefüllt seinoder durch spezielle Bauelemente charakteristische mechanischeEigenschaften erhalten. Diese innere Flüssigkeit wird durch regulie-rende Organe des Menschen in ihrer Zusammensetzung betreut,damit sie sich für die Zellen nicht negativ verändern kann. Die in derZelle vorhandenen Organellen sind hoch spezialisiert. Das geneti-sche Material befindet sich im Zellkern.

Abb. 7: Aufbau einer Zelle

14


Bestandteile einer tierischen Zelle:

m Zytoplasma (Zellleib): Das gesamte Volumen der Zelle mitAusnahme des Zellkerns wird Zellplasma genannt. Es enthältWasser, Proteine, Kohlehydrate und wird durch die Zellmem-bran begrenzt.

m Zellmembran: Sie ist für bestimmte Stoffe durchlässig unddient zum Stoffaustausch mit der Zellumgebung.

m Nukleus (Zellkern): Er enthält den größten Teil des geneti-schen Materials der Zelle.

m Nukleolus: Der Nukleolus ist ein kugelförmiges Gebilde inner-halb des Zellkerns. In ihm werden die rRNA-Moleküle erzeugt,sowie die Ribosomenuntereinheiten aus rRNA und ribosomalenProteinen zusammengebaut.

m Mitochondrien:Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zelle.Sie besitzen oft eine bohnenförmige Gestalt und haben imInneren eine Doppelmembran.

m Zentriolen (Zentralkörperchen): Sie sind zylinderförmig undwichtig für die Zellteilung.

m Fetttropfen: Energiespeicherm Vakuolen (Hohlräume): Vakuolen speichern Eiweiß, Fett,Enzyme und dienen als Speicher- und Entgiftungsorgan

m Golgi Apparat: Modifikation von Proteinen, Herstellung vonMembranen

m Rauhes endoplastisches Retikulum (mit Ribosomenbesetzt): dient zur Proteinsynthese

m Lysosome und Peroxisome: Sie bilden die Verdauungsorga-nelle der Zelle

Lebensäußerungen einer Zelle:Kern- und ZellteilungBewegungserscheinungenPlasmabewegungAmiöboide BewegungBewegung durch Geißeln oder FlimmerhaareStoffaufnahme und der StofftransportWachstumZellalterung und Tod

Tabelle 1:

15


Elektrische Vorgänge in ZellenDurch den Transport von Ionen (elektrisch geladenen Teilchen) ent-stehen elektrische Spannungen. Beispielweise erzeugt das Diffun-dieren (lateinisch: diffundere = ausgießen, ausbreiten) von K+ Ionenaus der Zelle eine Diffusionspotenzial, wobei das Zelläußere gegen-über dem Zellinneren positiv geladen wird. Elektrostatische Kräftebewirken ein Gleichgewichtspotenzial bzw. eine Gleichgewichts-konzentration. Ein Potenzial, das durch eine Diffusion erzeugtwurde, kann auch andere Ionen, sowohl positiv als auch negativgeladene, beeinflussen. Ist die Zellmembran für solche Ionen per-meabel (durchlässig), so werden diese bewegt. Elektrische Vorgän-ge spielen auch bei Nervenzellen eine große Rolle.

Abb. 8:Mikroskopaufnahme von „Bacillus subtilis'' aus Flüssigkultur aus Wikipedia.Urheber: Kookaburra (Public Domain) :

Zellen

Alle Lebewesen sind aus Zellen aufgebaut, siebilden die kleinste selbstständige Einheit des

Lebens. Zellen bestehen aus:m=Zellmembranm=Zellkernm=Zytoplasma mit den Zellorganellen

16


2.1.2 Gewebe

Histologie ist die Wissenschaft, die sich mit dem Aufbau und derFunktion von Geweben befasst. Gleichartig differenzierte tierischeoder menschliche Zellen können sich zu Geweben zusammenschlie-ßen.

Grundgewebearten:Epithelgewebe

Binde- und Stützgewebe

Muskelgewebe

Nervengewebe

Randnotiz

Ionen, Potenzial und SpannungIonen sind elektrisch geladene Atome oder Moleküle. Sie spie-len in der Natur eine wichtige Rolle. Kochsalz (NaCl) dissoziiert inWasser in seine Bindungsbestandteile Na+ und CL-.Geladene Atomteile üben elektrostatische Kräfte aufeinanderaus und können zum Ladungstransport eines elektrischen Stromsdienen.Durch die Trennung elektrischer Ladungen entsteht eine elektri-sche Spannung. Sie kann immer nur zwischen zwei verschiede-nen Punkten angegeben werden. Ordnet man jedem Punkt einbestimmtes elektrisches Potenzial zu, so kann eine elektrischeSpannung als Potenzialdifferenz der Punkte beschrieben werden.

Tabelle 2:

THEORIE

T-07Ionenbindung sieheauch:• Band I• Kapitel T-07• ab Punkt 7.2.1.3

THEORIE

T-06Potenzial und Spannungsiehe auch:• Band I• Kapitel T-06• ab Punkt 6.1.2

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HTP 2.0Zellverbände siehe auch:• Hörakustik 2.0Theorie und Praxis


LESEPROBE


INHALT – BAND 1


LESEPROBE


INHALT – BAND 1

KAPITEL 2.4 – MITTELOHR

33


2.4 MITTELOHR (AURIS MEDIA)

Das Mittelohr liegt zwischen dem Außen- und dem Innenohr. Esverstärkt den einfallenden Schall und bewirkt eine Impedanzan-passung zwischen einfallendem Luftschall und dem Flüssigkeits-schall des Innenohres. Außerdem bieten die Mittelohrmuskeln einenSchutz vor zu lauten Schallen.

Randnotiz

2.4.1 Trommelfell (Membrana tympani)

Das Trommelfell (TF) bildet den Abschluss des äußeren Gehörgangs.Es ist oval undm=ca. 10 – 11 mm hochm=ca. 9 mm breitm=ca. 0,1 mm dickund besteht aus einem großen festen und einem kleineren lockerenTeil. In der Mitte ist der Hammergriff mit dem Tommelfell (TF) ver-

ImpedanzAlle Widerstände, die der Ausbreitung der Schallwelle in einem bestimmten Umfeld behin-dern, werden als Impedanz zusammengefasst. Einflüsse haben z.B.:m die Eigenschaften des Ausbreitungsmediums m Hindernisse m Grenzflächen zu anderen Ausbreitungsmedien

Weil Wasser und Luft unterschiedliche Schallwellenwiderstände (Impedanzen) besitzen,würde an der Grenzfläche beider Medien mehr als 90% der auftreffenden Schallwellenreflektiert. Soll beim Übergang von einem Ausbreitungsmedium zu einem anderen der Schall-welle möglichst wenig Energie entzogen werden, führt man eine Impedanzanpassung durch.Zur Vermeidung von Reflexionsverlusten im Mittelohr erfolgt eine Anpassung der Schallwel-lenwiderstände beider Medien. Der Druck am ovalen Fenster muss daher höher sein als derDruck am Trommelfell.

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HTP 2.0Mittelohr siehe auch:• Hörakustik 2.0Theorie und Praxis


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HTP 2.0Trommelfell und Pauken-raum siehe auch:• Hörakustik 2.0Theorie und Praxis

• Kapitel 2• ab Punkt 2.4.1

34


Mittelohr (Auris media)

besteht aus:

mMembrana tympani TrommelfellmMusculus tensor tympani TrommelfellspannmuskelmMusculus stapedius Stapediusreflexmuskelm Cavum tympani Paukenhöhlem Ossicula auditus Gehörknöchelchenkettem Tuba auditiva Eustachische Röhre

Abb. 24: Mittelohr (Auris media)

wachsen. An das Trommelfell ist die Gehörknöchelchenkette(GKK) (Ossicula auditus) angeschlossen. Der Rand des Trommelfellswird von einem Faserknorpelring (Annulus fibracartilagineus)gebildet, der in einer ringförmigen Kerbe (Sulcus tympanicus) mitdem umgebenden Knochen verwachsen ist.

35


Das Trommelfell besteht aus dreiSchichten. Vom Paukenraum ausbetrachtet sind dies:

m=Einschichtiges Schleimhautepithelder Paukenhöhle (Stratum muco-sum)

m=Zirkuläre Bindegewebsfaserschicht(Stratum fibrosum lamina propria)

m=Radiäre Bindegewebsfaserschicht;Auflage für das Plattenepithel desäußeren Gehörgangs (Stratum cuta-neum)

2.4.2 Paukenraum (Cavitas tympani)

Der Paukenraum ist ca. 14 mm lang und 2,5 bis 7 mm breit, dasVolumen beträgt ca. 1cm3. Der Paukenraum ist wie die Gehörknö-

Abb. 25: Trommelfell und Gehörknöchelchenkette

Strukturen des Trommelfells (Membrana tympani)

Aufbau des Trommelfells (von der Paukenhöhle zum äußeren Gehörgang):

m Stratum mucosum Einschichtiges Schleimhautepithel der Paukenhöhle m Stratum fibrosum lamina propria Zirkuläre Bindegewebsfaserschicht m Stratum cutaneum Radiäre Bindegewebsfaserschicht; Auflage für das

Plattenepithel des äußeren Gehörgangs

m Annulus fibracartilagineus Faserknorpelring der das Trommelfell umgibt m Sulcus tympanicus Einkerbung des Knochens

m Pars tensa membranae tympani Straffer Teil des Trommelfells ca. 55 mm2

m Pars flaccida membranae tympani Lockerer Teil des Trommelfells ca. 30 mm2

(Schrapnellsche Membran)

36


Abb. 26: Schichten des Trommelfells

chelchenkette mit einer atmenden Schleimhaut (einschichtigemEpithelgewebe) ausgekleidet. Unter der Schleimhaut befindet sicheine Schleimknochenhaut (Mukoperiost). Am unteren Ende derPaukenhöhle schließt sich die Eustachische Röhre an.

2.4.3 Gehörknöchelchenkette(Ossicula auditus)

Die Gehörknöchelchenkette befindet sich im Paukenraum. Sie hateine 1,3-fache Hebelwirkung und gliedert sich in drei kleine Kno-chen, m Hammer (Malleus)m Amboss (Incus)m Steigbügel (Stapes)die Bewegungen um eine gemeinsame Achse durchführen. DieSchwingung wird durch das Trommelfell ausgelöst und bewirkt eineBewegung der Steigbügelfussplatte. Das Außenohr und die Pauken-höhle sind mit Luft gefüllt, während sich im Innenohr Flüssigkeitenbefinden. Die Stapesfußplatte erzeugt eine Flüssigkeitsschallwelleim Innenohr.Die Gehörknöchelchenkette ist mit mehreren Bändern an den Wän-den der Paukenhöhle so befestigt, dass sie Schwingungen durchfüh-ren kann.

THEORIE

T-05Untersuchungen desMittelohrs siehe auch:• Band I• Kapitel T-05• ab Punkt 5.5.1

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HTP 2.0Gehörknöchelchenkettesiehe auch:• Hörakustik 2.0Theorie und Praxis

• Kapitel 2• ab Punkt 2.4.2

37


Wände Bestandteile Teil vom:

Paukendach Tegmen tympani Epitympanon = Paukenkuppel= obere Wand Recessus epitympanicus (Atticus)= Paries superior tympani= Paries tegmentalis tympani

vordere Wand Tubeneinmündung Mesotympanon= Paries anterior tympani Einmündung des Halb- = Paukenmittelraum= Paries caroticus tympani kanals des Trommelfell-

spannmuskels

seitliche Wand Trommelfell Paukenmittelraum= Paries lateralis tympani=Paries membranaceus tympani

hintere Wand Aditus ad antrum Paukenmittelraum= Paries posterior tympani Eminentia pyramidalis= Paries mastoideus tympani

mittlere Wand Promontorium Promontorium= Paries medialis tympani rundes Fenster= Paries labyrinthicus tympani ovales Fenster

untere Wand Cellulae jugulares Hypotympanon= Paries inferior tympani Paukenkeller= Paries jugularis tympani

Paukenraum (Cavus tympani)

besteht aus:

m Epitympanon PaukendachmMesotympanon Paukenmittelraumm Hypotympanon Paukenkeller

Der Komplex von Trommelfell und Gehörknöchelchen bewirkt eineVerstärkung. Das Flächenverhältnis vom straffen Teil des Trommel-fells zur Fläche der Steigbügelfussplatte ist 17-fach. Multipliziert mitdem Übersetzungsfaktor der Gehörknöchelchenkette von 1,3-fachergibt sich eine Gesamtverstärkung von 22,1-fach bzw. 27 dB.Gleichzeitig wird erreicht, dass der Schallwellenwiderstand vomÜbergang zwischen Luftschall und Flüssigkeitsschall optimiert wird.An Stelle einer Reflexion von 98% werden nur ca. 40% der Schall-wellen reflektiert. Dies wird als Impedanzanpassung bezeichnet.Hammer (Malleus)m Hammergriff Manubrium malleim Hammerhals Collum malleim Hammerkopf Capitulum malleiDer Hammergriff ist mit dem Trommelfell verwachsen. Der Hammerist ca. 8mm lang und 25 mg schwer. Er hängt an zwei Bändern(Ligamenta ossicularum auditus).Amboss (Incus)m Ambosskörper Corpus incudism kurzer Ambossschenkel Crus brevem langer Ambossschenkel Crus longum (mit Processus lenticularis)Hängt ebenfalls an zwei Bändern (Ligamentum incudis superius)vom Ambosskörper zum Paukendach.Steigbügel (Stapes)m Steigbügelköpfchen Caput stapedisDer Steigbügel ist ca. 3,5 mm lang und 3,5 mg schwer. Die Steig-bügelfußplatte am ovalen Fenster ist 3mm lang 1,8 mm breit undhat eine Fläche von ca. 3,2 mm2. Sie ist mit einem Ringfaserband(Anulus fibrosus) umschlossen und verwachsen.

38


Abb. 27: Gehörknöchelchen

Gehörknöchelchenkette (Ossicula auditus)

besteht aus:mMalleus Hammerm Incus Ambossm Stapes Steigbügel

Die Verstärkung durch Trommelfell und Gehörknöchelchenkette beträgt 22,1-fach bzw.27dB. Der Reflexionsfaktor sinkt von 98% auf 40% (Impedanzanpassung), d. h. es werdenrund 60% der Schallenergie auf das Innenohr übertragen.

39


Abb. 28: Gehörknöchelchenkette

Randnotiz

HebelgesetzeHebel sind mechanische Kraftübertragungssysteme. Das Hebelgesetz lautet:Das Produkt von Kraft und Kraftarm ist gleich dem Produkt von Last und Last-arm. Ein Hebel gehören zu den wichtigsten Kraftwandlern. Anwendungen vonHebeln findet man bei Werkzeugen wie z.B. Zangen , beim Locher, beim Nuss-knacker und in Getrieben.

Durch einen Hebel kann man eine kleine Kraft dazu einsetzen um eine großeKraft zu erzeugen. Die aufzuwendene Leistung, das Produkt aus Kraft und Wegbleibt jedoch erhalten. Der Hebelweg vergrößert sich entsprechend.

40


2.4.4 Binnenohrmuskeln

Der Trommelfellspannmuskel und der Stapediusreflexmuskel beein-flussen das Verhalten der Gehörknöchelchenkette.

Trommelfellspannmuskel (Musculus tensor tympani)Der Trommelfellspannmuskel beginnt oberhalb des knorpeligen Teilsdes Tubendachs. Er verläuft im Halbkanal des Trommelfellspannmus-kels (Semicanalis musculi tensoris tympani) oberhalb der Tube undmündet oberhalb der Tubeneinmündung in die Paukenhöhle. Dortknickt der Trommelfellspannmuskel fast im rechten Winkel ab undführt zum Hammer. Wird der Trommelfellspannmuskel innerviert,zieht er das Trommelfell in Richtung der Paukenhöhle und spanntes dadurch.Der Trommelfellspannmuskel ist quergestreift und wird durch denTrigeminusnerv innerviert.

Stapediusrefelxmuskel (Musculus stapedius)Der Stapediusreflexmuskel entspringt im Hohlraum oberhalb derEminentia pyramidalis. Seine Sehne zieht aus der Pyramidenspitzequer durch den Paukenraum zum Steigbügelköpfchen. Der Stape-diusreflexmuskel ist ein quergestreifter Muskel, der durch denNervus facialis innerviert wird.Die Binnenohrmuskeln können die Schallübertragung des Mitteloh-res verändern.

Funktionen der BinnenohrmuskelDen Binnenohrmuskeln werden verschiedene Funktionen zuge-schrieben, allerdings sind diese noch nicht endgültig geklärt.

m Dämpfung der Gehörknöchelchenkettem Versteifung der Kette bei zu lautem Schallm Verminderung des Klirrfaktors

Die Schalldruckwellen können die Membran des ovalen Fenstersauch direkt in Schwingung versetzten, es ergibt sich jedoch ein Hör-verlust von ca. 20 dB infolge der Reflexion beim Übergang vonLuft auf das flüssige MediumBei hohen Schalldruckpegeln sind die Mittelohrreflexe in der Lage

THEORIE

T-05Impedanzmessung sieheauch:• Band I• Kapitel T-05• ab Punkt 5.5.1

41


auf das Innenohr eintreffende Eingangssignal bei tiefen Frequenzenabzuschwächen und relativ konstant zu halten.Bei hohen Schalldruckpegeln können tieffrequente Schallsignalehochfrequente Signale maskieren. Eine Abschwächung der tiefenFrequenzen ist also gut, um das höherfrequente Signal zu verstehen.

Durch Knochenleitung (Schwingungen des Schädels) wird dasInnenohr ebenfalls in Schwingungen versetzt. Man unterscheidet:

m Direkter KnochenschallSchallereignis in der Cochlea , das dadurch entsteht, dass dieLabyrinthkapsel vom Knochenschall in Schwingungen versetztwird. Direkter Knochenschall erzeugt in gleicher Weise eineWanderwelle wie der Luftschall.

m Osteotympanaler KnochenschallKleiner Teil des Knochenschalls, der über den knöchernen Teildes äußeren Gehörgangs das Innenohr über das Mittelohrerreicht. Er unterstützt den direkten Knochenschall und ist fre-quenzabhängig.

Abb. 29: Binnenohrmuskeln (modifziert nach dtv „Anatomie Atlas)

Randnotiz

42


2.4.5 Ohrtrompete Tube = Eustachische Röhre(Tuba auditiva)

Die Ohrtrompete sorgt für die Ventilation und Drainage des Mittel-ohrraums und verläuft von der Paukenhöhle zum Rachenraum. Sieist normalerweise geschlossen und bietet Schutz vor Infektionen.Außerdem bewirkt sie einen Druckausgleich. Es handelt sich umeine 35 mm lange Röhre, 1/3 davon ist knöchern (zum Paukenraum)und 2/3 knorpelig. Die Verengung wird Isthmus tubae auditivaegenannt.

Osteotympanaler Knochen-schall

Wird durch eine Otosklerose derSteigbügel fixiert, so kann derosteotympanale Knochenschallkeinen Beitrag mehr zum Kno-chenleitungshören liefern. Im Ton-schwellenaudiogramm entstehtein Knochenleitungsverlust, der biszu 15 dB bei einer Frequenz von 2kHz betragen kann. Dieser Verlustder Knochenleitung wird als Car-hart – Senke bezeichnet.

Binnenohrmuskeln

mMusculus tensor tympani Trommelfellspannmuskel mMuskulus stapedius Stapediusreflexmuskel

Sie bewirken Schutzfunktionen, die aber noch nicht endgültig abgeklärt sind..

43


Die Öffnung der Röhre erfolgt nur beimSchlucken, Gähnen und beim Spre-chen von K Lauten. Der Tubenver-schlußknorpel (Cartigula tubae auditi-vae) bewegt sich durch dasKontrahieren von Musculus tensor velipalatini und Musculus levator velipalantini. Dadurch verformt sich derTubenverschlußknorpel und die Tubeöffnet sich.Die Tube ist zur Infektabwehrmit Epi-thel der Paukenhöhle ausgekleidet.

2.5 INNENOHR (AURIS INTERNA)

Das Innenohr schließt sich an das Mittelohr an. Es gliedert sich in dasGleichgewichtsorgan (Ducti vestibulares) und die Schnecke(Cochlea). In der Schnecke wird der Schall in Nervensignale trans-formiert. Das Innenohr wird wegen seines Kanalsystems auch alsLabyrinth bezeichnet. Es ist vollständig von Knochen des Felsenbeinsumschlossen. Der extrem harte Knochen bildet einen Hohlraum, dermit Flüssigkeiten gefüllt ist. Über dieses für beide Organe gemein-same Flüssigkeitssystem werden die auf das Innenohr einwirkendenReize zu den jeweiligen Sinneszellen geleitet. Das Flüssigkeitssystembesteht aus von Epithelzellen gebildeten hauchdünnen Schläuchen,die prall mit Flüssigkeit gefüllt sind. Der an Natriumionen reiche

Ohrtrompete (Tuba auditiva)

Die Ohrtrompete stellt eine Verbindung von der luftgefüllten Paukenhöhlezum Rachenraum dar.

Sie ist normalerweise geschlossen und öffnet sich beim Schlucken, Gähnen und beim spre-chen von K-Lauten. Bei der Öffnung der Tube erfolgt ein Druckausgleich zur Paukenhöhle.

Abb. 30: Ohrtrompete

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HTP 2.0Innenohr siehe auch:• Hörakustik 2.0Theorie und Praxis


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INHALT – BAND 1


LESEPROBE


INHALT – BAND 1

KAPITEL 3.4.3 – DAS SCHALLFELD

UND SEINE GRÖSSEN

192

3. AKUSTIKKAPITEL T-03

3.4.3 Das Schallfeld und seine Größen

Ein physikalisches Feld ist ein Teilgebiet des Raumes, in dem jedemPunkt eine eindeutig bestimmte (skalare oder vektorielle) physikali-sche Größe („Feldgröße“) zugeordnet wird. Das Ausbreitungsgebietvon Schallwellen in einem elastischen Medium wird als Schallfeldbezeichnet. Jedem Punkt des Raumes kann ein Schalldruck und eineSchallschnelle zugeordnet werden.

SchallfeldEin Schallfeld ist ein Bereich in einem elastischen Medium, in demsich eine Schallwelle ausbreitet. Es ist unter anderem gekennzeich-net durch zeitliche Dichteschwankungen r (rho) des Mediums,des Schallwechseldrucks p innerhalb des Mediums und derWechselgeschwindigkeit v (Schallschnelle) der schwingfähigenTeilchens des Mediums. In Luft und Wasser breiten sich jeweils lon-gitudinale Wellen aus. In Festkörpern können zusätzlich Transversal-wellen vorkommen. Zur physikalischen Beschreibung verwendetman:m Schallfeldgrößenm Schallenergiegrößen

SchallfeldgrößenSchallfeldgrößen beschreiben den Zustand eines akutsischen Feldes.Es handelt sich um physikalische Wechselgrößen.

m Schalldruck pDer Schalldruck p beschreibt die Druckschwankungen, die bei derSchallausbreitung entstehen. Diese relativ kleinen Schwankun-gen sind dem statischen (Luft)druck überlagert.

Ton, Klang, Geräusch

Physikalisch gesehen ist ein Ton eine harmonische Welle. Ein Klang bestehtaus einer Grundwelle und Oberwellen. Sind die Schwingungsvorgänge in

Amplitude und Frequenz total unregelmäßig, so heißt die Schallerscheinung Geräusch.

NATURWISSEN-SCHAFTLICHEGRUNDLAGEN

HTP 2.0Schallfeldgrößen sieheauch:• Hörakustik 2.0Theorie und Praxis


193

3. AKUSTIK KAPITEL T-03

m Schallschnelle vDie Schallschnelle v bezeichnet die Wechselgeschwindigkeit desschwingenden Teilchens, mit der es sich um die Ruhelage herumbewegt. Die Schallschnelle v darf nicht mit der Ausbreitungs-geschwindigkeit vc (bzw. c) der Welle verwechselt werden.

m Schallauslenkung xDie Schallauslenkung x ist die momentane Auslenkung einesMaterieteilchens in der sich die Welle ausbreitet von seiner Ruhe-lage.

m Schallbeschleunigung aDie Schallbeschleunigung a ist die momentane Beschleunigungeines Materieteilchens in der sich die Welle ausbreitet von seinerRuhelage.

Am häufigsten werden in der Praxis Schalldruck und Schallschnelleverwendet.

EnergiegrößenDas Schallfeld bzw. die Schallquelle kann auch durch Energiegrößenphysikalisch beschrieben werden. Benutzt werden hauptsächlich:

m Schallenergie W: die im Schallfeld vorhandene Energie. Sie istdamit entfernungsunabhängig (Einheit: Nm = Ws = J).

Schalldruck

Druck p, Kraft F, Fläche A

Luftdruck p0, Schallwechseldruck p

zeitlicher Verlauf des Schallwecheldrucks

Effektivwert des Schallwechseldrucks

Formel

Schallenergie

Schalldruck pSchallschnelle vSchallgeschwindigkeit vcDichte rVolumen V

Formel

194


m Schallenergiedichte E: beschreibt die Energie, die an einembestimmten Ort des Schallfelds vorhanden ist, z.B. bezogen aufeine Länge, eine Fläche oder ein Volumen.

m Schallleistung P, Pak: ist die Schallenergie, die pro Zeiteinheitvon einer Schallquelle abgestrahlt wird (Einheit W).

m Schallintensität I, J: Schallleistung, die je Flächeneinheit durcheine durchschallte Fläche tritt (Energie pro Fläche, Einheit W/m2).

Schallfeldgrößen

Das Schallfeld kann durch Schallfeldgrößen wie Schalldruck und Schall-schnelle beschrieben werden. Daneben existieren Energiegrößen, die die-

Schallquelle bzw. das Schallfeld beschreiben. Die Energiegrößen sind proportional zum Qua-drat der Feldgrößen, beide Größen müssen deshalb jeweils gesondert betrachtet werden.

Schallleistung

Pak = J*A Schallintensität J Fläche A

Formel

Schallintensität

Schallleistung PFläche ASchalldruck pSchallschnelle vSchallkennimpedanz Z0

Formel

Schalldruck

Berechnung des Spitzenwertsdes Schalldrucks aus demEffektivwert und Bestimmungder Bewegungsgleichung fürpeff = 2* 10-3Pa und f = 100Hz:

Beispiel

195


SchallgeschwindigkeitDie Schallgeschwindigkeit in Luft ist von der Temperatur, jedochkaum von der Luftfeuchtigkeit abhängig. Sie ist unabhängig vomLuftdruck. Daher sind die Schallgeschwindigkeiten auf einem Bergund am Meer bei gleicher Lufttemperatur identisch.

Schallintensität

Umrechnung der Schallintensität von einem Abstand von 1m auf 5m bei kugelförmiger Schallaus-breitung. Die Formel für die Schallintensität lautet: J = P/A

Fläche A der Kugel

Kugelfläche für 1m Radius

Kugelfläche für 5m Radius

Schallintensität mit Index 1

Schallintensität mit Index 2

Verhältnis der Schallintensitäten

Flächen einsetzen

Nach J2 auflösen

Einfacher alternativer Rechenweg:

Durch Einsetzen der Formel für die Kugeloberflä-chen ergibt sich ein vereinfachter Lösungsweg

Beispiel

Schallintensität bei kugelförmiger Schallabstrahlung

Schallleistung PFläche ARadius r

Formel

196


Nah- und Fernfeld, freies und diffuses SchallfeldImNahfeld hat die Schallwelle noch eine merkliche Krümmung. ImFernfeld verlaufen die Wellenfronten nahezu parallel. Im freienSchallfeld sind keine reflektierenden Hindernisse vorhanden, z.B.schneebedeckte Ebene, im Diffusfeld werden die Schallwellenmehrfach reflektiert.

NATURWISSEN-SCHAFTLICHEGRUNDLAGEN

HTP 2.0Wellenformen undSchallfelder siehe auch:• Hörakustik 2.0Theorie und Praxis


Abb. 136: Freies und diffuses Schallfeld, Fern- und Nahfeld

197


Schallpegel Der vom Menschen wahrnehmbare Schalldruck umfasst eineSpanne von 20 µPa an der Hörschwelle bis rund 20 Pa bei ca. 120dB an der Unbehaglichkeitsgrenze. Dieser Pegel ist eine Million Malhöher als der Schalldruckpegel an der Hörschwelle. Das gesundeGehör weist damit einen enorm großen Dynamikbereich auf.Das Ohr ist ein außerordentlich empfindliches Organ. An der Hör-schwelle wird ein Wechseldruck wahrgenommen, der um ca. 7 Zeh-nerpotenzen geringer ist als der statische Luftdruck von 1013,25 Pa.Würde man den Schalldruck auf einer linearen Skala auftragen,wäre die Achse bei einer Skalierung von ca. 2mm je 1 µPa ca. 40 kmlang. Das übertrifft die Strecke von Frankfurt nach Darmstadt.Eine lineare Skalenteilung des Schalldrucks ist deshalb nicht prakti-kabel. Es wird eine logarithmische Teilung eingesetzt.

Schallquelle und Ausbreitungsraum

Um eine punktförmige Schallquelle breitet sich eine Kugelwelle aus:Beim Nahfeld sind die Schallwellenfronten noch merklich gekrümmt. Schall-

druck und Schallschnelle besitzen eine deutliche Phasendifferenz.Beim Fernfeld kann die Krümmung der Wellenfront vernachlässigt werden. Es besteht prak-tisch keine Phasendifferenz zwischen Schalldruck und Schallschnelle. Nah- und Fernfeldbeschreiben die Schallquelle. Beim freien Schallfeld kann sich die Schallwelle völlig unge-hindert ausbreiten. Hingegen bildet sich in Räumen mit reflektierenden Wänden durch viel-fache Überlagerung ein diffuses Schallfeld aus. Freifeld und diffuses Schallfeld beschreibenden Raum, in dem sich eine Schallwelle ausbreitet.

Abb. 137: Eine lineare Skala für den Schalldruck wäre unpraktikabel, da extrem lang.

198


Randnotiz

LogarithmusDrei Größen einer logarithmischen Darstellung:m Logarithmus xm Basis des Logarithmus bm Numerus aDer Logarithmus ist die Zahl, mit der die Basis potenziert werden muss, um den Numeruszu erhalten.Liegen beispielsweise zwei positive reelle Zahlen a und b mit b ≠1 vor und soll a in der Forma=bX ausgedrückt werden, dann ist x der Logarithmus von a zur Basis b und man schreibt:x = logb aLogarithmen eigen sich gut zur Darstellung von Größen, deren Wertebereich viele Größen-ordnungen umfasst. Wird bei log keine explizite Basis angegeben, so ist in der Technik derdekadische Logarithmus (Basis 10) (lg) gemeint.

Beispiel Logarithmus zur Basis 10 (dekadischer Logarithmus)Wertetabelle:X 1 2 4 8 10 100 1000 10 000lg (x) 0 0,30 0,60 0,90 1 2 3 4Die logarithmische Darstellung macht man sich in der Audiometrie zunutze, um einen gro-ßen Wertebereich sinnvoll darstellen zu können.

Abb. 138: Logarithmusfunktion

199


PegelEine Feldgröße dient zur Beschreibung eines physikalischen Feldes,während die Energiegröße seine Energie beschreibt. Pegel sindlogarithmische Verhältnisgrößen, bei denen eine vorhandeneFeld- oder Energiegröße mit einer zweiten Größe (Bezugsgröße) inBeziehung gebracht wird. Die Energie ist immer proportional zum Quadrat der Feldgrößen.Den Schallpegel kann man sowohl für Feld- als auch für Energiegrö-ßen berechnen. Als Bezugsgröße gilt die Hörschwelle. Da der Pegeleine Verhältnisgröße, ist kürzen sich die Einheiten und es entstehtein dimensionsloser Zahlenwert. Zur Kennzeichnung des Pegelswird die Pseudoeinheit dB (Dezibel) verwendet.

m Pegel für Energiegrößen:L = 10*lg (Größe / Bezugsgröße)

m Pegel für Feldgrößen:L = 10*lg (Größe2/Bezugsgröße2) = 10 lg (Größe/Bezugsgröße)2

L = 10*2 (lg (Größe/Bezugsgröße)L = 20*lg (Größe/Bezugsgröße)

Pegel

Für den Schalldruck ist wegen des großen Wertebereichs eine lineare Dar-stellung ungeeignet. Deshalb wird eine logarithmische Darstellung gewählt.

Die gewählte Einheit dB (Dezibel) ist streng genommen keine Einheit im physikalischen Sinn.Sie wird deshalb als „Pseudoeinheit“ bezeichnet.Durch den Einsatz des Logarithmus „verschieben“ sich die Rechenregeln. Eine Multiplikati-on (z.B. eine Verstärkung) wird zur Addition, eine Potenzierung zur Multiplikation. EineVerdoppelung der Schallenergie entspricht deshalb einer Addition von rund 3 dB. Vom mess-baren Schalldruck kann jedoch nicht direkt auf die vom Menschen wahrgenommene Laut-stärke geschlossen werden.

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Abb. 139: Pegel in der Akustik. Bei einer Verdoppelung der Schallenergie vergrößert sich der Pegel um ca. 3 dB. Damitdie Lautstärke etwa doppelt so laut empfunden wird, müssen 10 gleiche Schallquellen vorhanden sein.

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Schallwelle

Größen einer Schallwelle Formelzeichen Art der Größe EinheitFrequenz f HzSchallgeschwindigkeit vc (c) m/sSchallauslenkung ξ � mSchallbeschleunigung a m/s2

Schalldruck p Schallfeldgröße PaSchallschnelle v Schallfeldgröße m/sSchallfluss q Schallfeldgröße m3/sSchallenergie W Schallenergiegröße JSchallintensität J Schallenergiegröße W/m2

Schallleistung Pak Schallenergiegröße WSchallenergiedichte E Schallenergiegröße Ws/m3

Schallimpedanz Z Impedanz Ns/m3

Schalldruckpegel Lp dB

Die abgestrahlte Schallleistung (Schallintensität) ist die Ursache, der Schalldruck ist die Wir-kung einer Schallquelle.

Schalldruckpegel

Abstandsgesetz: Der Schalldruck p nimmt mit 1/r mit der Ent-fernung zur Schallquelle ab.Der Schalldruckpegel nimmt um 6dB beiAbstandsverdopplung ab.

Formel Schallschnellepegel

Abstandsgesetz: Die Schallschnelle v nimmt mit 1/r mit derEntfernung zur Schallquelle ab.Der Schallschnellepegel nimmt um 6dB beiAbstandsverdopplung ab.

Formel

202


Schallenergiepegel

Abstandsgesetz: Der Schallenergiepegel ist entfernungsun-abhängig!

Formel Schallleistungspegel

Abstandsgesetz: Der Schallleistungspegel ist entfernungs-unabhängig!

Formel

Schallintensitätspegel

Abstandsgesetz: Die Schallintensität nimmt mit 1/r2 mit der Entfernung von derSchallquelle ab. Der Schallintensitätspegel nimmt um 6dB beiAbstandsverdopplung ab.

Formel

Schalldruck und Schallschnelle

Der Schalldruck p von 80 dB berechnet sich zu:

Die Schallschnelle v von 80 dB berechnet sich zu:

Beispiel

Schallenergie und Schallintensität

Die Schallenergie W von 60 dB berechnet sich zu:

Die Schallintensität J von 60 dB berechnet sich zu:

Beispiel

203


Schalldruckpegel

Der Schalldruckpegel Lp von p = 20 Pa berechnet sich zu:

Beispiel

SummenschallpegelDer Summenschallpegel mehrerer (inkohärenter) Schallquellenerrechnet sich aus der enegetischen Addition der betreffendenQuellen. Liegen die Schalldrücke vor, so muss durch Quadrieren einezur Energie proportionale Größe geschaffen werden, eine logarith-mischen Addition der Quadrate der einzelnen Schall drücke. Werdenzwei Schallquellen addiert so kann maximal ein Pegelzuwachs von3dB (genauer 10*lg(2) = 3,01dB) erreicht werden.

Pegeladdition ungleicher SchallquellenFormel

Pegeladdition n gleicher Schallquellen

Pegel jeder einzelnen Schallquelle L1

Pegeländerung DL

Pegeländerung DL bei Änderung derQuellenzahl von n1 auf n2 Quellen

Anzahl n der (gleichen) Quellen füreine gegebene Pegeländerung DL

Formel

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