Cochleaimplantate (CI), verbunden mit einer professionellen Rehabilitation,
haben mehreren hunderttausenden Hörgeschädigten die verbale Kommunikation
wieder ermöglicht. Betrachtet man jedoch die Rehabilitationserfolge, so
haben CI-Systeme inzwischen ihre Grenzen erreicht. Die Tatsache, dass die
meisten CI-Träger nicht in der Lage sind, Musik zu genießen oder einer
Konversation in geräuschvoller Umgebung zu folgen, zeigt, dass es noch Raum
für Verbesserungen gibt.Diese Dissertation stellt die neue
CI-Signalverarbeitungsstrategie Stimulation based on Auditory Modeling
(SAM) vor, die vollständig auf einem Computermodell des menschlichen
peripheren Hörsystems beruht.Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die
SAM Strategie dreifach evaluiert: mit vereinfachten Wahrnehmungsmodellen
von CI-Nutzern, mit fünf CI-Nutzern, und mit 27 Normalhörenden mittels
eines akustischen Modells der CI-Wahrnehmung. Die Evaluationsergebnisse
wurden stets mit Ergebnissen, die durch die Verwendung der Advanced
Combination Encoder (ACE) Strategie ermittelt wurden, verglichen. ACE
stellt die zurzeit verbreitetste Strategie dar. Erste Simulationen zeigten,
dass die Sprachverständlichkeit mit SAM genauso gut wie mit ACE ist.
Weiterhin lieferte SAM genauere binaurale Merkmale, was potentiell zu einer
Verbesserung der Schallquellenlokalisierungfähigkeit führen kann. Die
Simulationen zeigten ebenfalls einen erhöhten Anteil an zeitlichen
Pitchinformationen, welche von SAM bereitgestellt wurden. Die Ergebnisse
der nachfolgenden Pilotstudie mit fünf CI-Nutzern zeigten mehrere Vorteile
von SAM auf. Erstens war eine signifikante Verbesserung der
Tonhöhenunterscheidung bei Sinustönen und gesungenen Vokalen zu erkennen.
Zweitens bestätigten CI-Nutzer, die kontralateral mit einem Hörgerät
versorgt waren, eine natürlicheren Klangeindruck. Als ein sehr bedeutender
Vorteil stellte sich drittens heraus, dass sich alle Testpersonen in sehr
kurzer Zeit (ca. 10 bis 30 Minuten) an SAM gewöhnen konnten. Dies ist
besonders wichtig, da typischerweise Wochen oder Monate nötig sind. Tests
mit Normalhörenden lieferten weitere Nachweise für die verbesserte
Tonhöhenunterscheidung mit SAM.Obwohl SAM noch keine marktreife Alternative
ist, versucht sie den Weg für zukünftige Strategien, die auf Gehörmodellen
beruhen, zu ebnen und ist somit ein erfolgversprechender Kandidat für
weitere Forschungsarbeiten.Cochlear implants (CIs) combined with professional rehabilitation have
enabled several hundreds of thousands of hearing-impaired individuals to
re-enter the world of verbal communication. Though very successful, current
CI systems seem to have reached their peak potential. The fact that most
recipients claim not to enjoy listening to music and are not capable of
carrying on a conversation in noisy or reverberative environments shows
that there is still room for improvement.This dissertation presents a new
cochlear implant signal processing strategy called Stimulation based on
Auditory Modeling (SAM), which is completely based on a computational model
of the human peripheral auditory system.SAM has been evaluated through
simplified models of CI listeners, with five cochlear implant users, and
with 27 normal-hearing subjects using an acoustic model of CI perception.
Results have always been compared to those acquired using Advanced
Combination Encoder (ACE), which is today’s most prevalent CI strategy.
First simulations showed that speech intelligibility of CI users fitted
with SAM should be just as good as that of CI listeners fitted with ACE.
Furthermore, it has been shown that SAM provides more accurate binaural
cues, which can potentially enhance the sound source localization ability
of bilaterally fitted implantees. Simulations have also revealed an
increased amount of temporal pitch information provided by SAM. The
subsequent pilot study, which ran smoothly, revealed several benefits of
using SAM. First, there was a significant improvement in pitch
discrimination of pure tones and sung vowels. Second, CI users fitted with
a contralateral hearing aid reported a more natural sound of both speech
and music. Third, all subjects were accustomed to SAM in a very short
period of time (in the order of 10 to 30 minutes), which is particularly
important given that a successful CI strategy change typically takes weeks
to months. An additional test with 27 normal-hearing listeners using an
acoustic model of CI perception delivered further evidence for improved
pitch discrimination ability with SAM as compared to ACE.Although SAM is
not yet a market-ready alternative, it strives to pave the way for future
strategies based on auditory models and it is a promising candidate for
further research and investigation