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Automatische Verfahren zur Bestimmung der Hörschwelle

Automatische Verfahren zur Bestimmung der Hörschwelle. Christian Kaernbach Institut für Allgemeine Psychologie Universität Leipzig. klassische Audiometrie. bewährtes Diagnostikon preiswert, unaufwendig

umeko
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Automatische Verfahren zur Bestimmung der Hörschwelle

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Presentation Transcript

  1. Automatische Verfahren zur Bestimmung der Hörschwelle Christian Kaernbach Institut für Allgemeine Psychologie Universität Leipzig

  2. klassische Audiometrie • bewährtes Diagnostikon • preiswert, unaufwendig • flexibel einsetzbar, auch bei Patienten mit Kommunikationsproblemen und motorischen Störungen • Versuchsleitereffekte, Kriterienproblem

  3. Versuchsleitereffekte • bewährtes Diagnostikon • preiswert, unaufwendig • flexibel einsetzbar, auch bei Patienten mit Kommunikationsproblemen und motorischen Störungen • Der „kluge Hans“ bei einer Vorführung Der Besitzer, Wilhelm von Osten war fest von der Leistung des Pferdes überzeugt. • Oskar Pfungst löste 1907 das Rätsel:das Pferd reagierte auf unwillentlich gegebene nonverbale Signale • Versuchsleitereffekte, Kriterienproblem

  4. Kriterienproblem Receiver Operating Characteristics • bewährtes Diagnostikon • preiswert, unaufwendig • flexibel einsetzbar, auch bei Patienten mit Kommunikationsproblemen und motorischen Störungen • Bei Ja/Nein-Aufgaben ist die Wahr- scheinlichkeit für die Antwort „Ja“ vom Kriterium abhängig • Versuchsleitereffekte, Kriterienproblem

  5. Wahrnehm- barkeit Signal- stärke + 20 Versuche 10 Versuche + + + 20 Versuche 20 Versuche + + + + + +  + + + + +   20 Versuche 30 Versuche p(+) = 50% + +  +    +   30 Versuche 20 Versuche   +    +    20 Versuche 20 Versuche     10 Versuche 20 Versuche  Zeit Automatische Verfahren Gustav Theodor Fechner (1801-1887) 3 Verfahren zur Schwellenmessung (1860) • Herstellungsverfahren • Konstanzverfahren • Grenzverfahren Georg von Békésy (1899-1972) • simple up-down(1946) erstes adaptives Verfahren 100% + + 0%

  6. 2AFC: „kurzer oder langer Ton?“ (2-Alternatives Forced-Choice) Kriterienfreie Verfahren • Problem mit Ja/Nein-Aufgaben: (Békésy, Herstellung, manuell, z.T. auch Konstanz- und Grenzverfahren)Kriterium für Antwort „Ja“ variabel  „kriterienfreie“ Aufgaben z.B. 2IFC (2-Intervals Forced-Choice, Paarvergleich) Treffer: 50% (Zufall) – 100% (perfekt)

  7. Lösbarkeit (Paarvergleich) Wahrnehm- barkeit Signal- stärke + 3-down 1-up, 3-step p(+) = 79% + + + + +  +  p(+) = 50% + + + + + + + + ? + + 2-down 1-up, 2-step p(+) = 71% + + + + + +  ? + + +  + +    ? Zeit Kriterienfreie adaptive Verfahren Gustav Theodor Fechner (1801-1887) 3 Verfahren zur Schwellenmessung (1860) • Herstellungsverfahren • Konstanzverfahren • Grenzverfahren Georg von Békésy (1899-1972) • simple up-down (1946) erstes adaptives Verfahren Verfahren für forced-choice Aufgaben • parameter estimation by sequential testing (Taylor, 1967) • maximum likelihood Methoden • transformed up-down (Levitt, 1971) Verfahren für forced-choice Aufgaben 100% • weighted up-down (Kaernbach, 1991) p(+) = 75% ? • unforced weighted up-down (Kaernbach, 2001) timeout 50% 0%

  8. Kriterienfreie adaptive Verfahren Ja/Nein-Aufgaben: simple up-down ja:  nein:  richtig:  falsch:  Paarvergleiche: weighted up-down unforced weighted up-down richtig:  ???: falsch:   3 „schlechte“ 4 VPn (2+2)nach Training 6 Versuchspersonen 3 „gute“

  9. Kriterienfreie adaptive Verfahren Ja/Nein-Aufgaben: simple up-down ja:  nein:  richtig:  falsch:  Paarvergleiche: weighted up-down unforced weighted up-down richtig:  ???: falsch:   Wiederholte Schwellenmessungen mit Versuchspersonen: • simple up-down ist nicht reliabel. Bestenfalls geeignet für trainierte/begabte VPn. • Beide weighted up-down Verfahren sind reliabel. • unforced weighted up-down ist etwas genauer, und deutlich komfortabler als (forced) weighted up-down. • Der Vorteil (Genauigkeit, Komfort)von unforced weighted up-downist besonders deutlich bei untrainierten VPn.

  10. Vergleich verschiedener Methoden WS 98/99: 88 Studenten absolvieren in 6 Wochen je 6 Audiogramme (3 Methoden je 2-mal). (1 Audiogramm = 14 Meßwerte) • manuelle Audiometrie • 2 stud. Versuchsleiter, je 1 Woche Instruktion BWK Leipzig • autom. Grenzverfahren • wie implementiert im von Auritec gestellten Audiometer • unforced weighted up-down • 2 Alternativen: kurzer oder langer Ton? • mit Heuristiken

  11. Vergleich verschiedener Methoden WS 98/99: 88 Studenten absolvieren in 6 Wochen je 6 Audiogramme (3 Methoden je 2-mal). (1 Audiogramm = 14 Meßwerte) • manuelle Audiometrie • autom. Grenzverfahren • unforced weighted up-down Fehler [dB] Abbrüche von 176 Dauer [min] 5.88 5.97 5.25 0 22 2 5 5 12+3

  12. Zeit - Fehler - AusgleichWS 99/00

  13. Schlußfolgerungen • Automatische adaptive Verfahren sind geeignet, zuverlässig Audiogramme zu ermitteln. Heuristiken können dabei unplausible Meßwerte detektieren. • Vorteile: kriterienfrei unabhängig vom Versuchsleiter spart Versuchsleiterzeit • Nachteil: erhöhter Zeitaufwand für Patienten weitere Arbeiten • Heuristiken optimieren • Zeitaufwand reduzieren  < 10 min • Test mit Patienten

  14. Dank • Raphael Hüfner • Susanne Lamm • Frank Neutzler • Thomas Rigotti • Auritec Hamburg GmbH

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