download horenenzo.pdf - Website van Henk Pietersma

De aanleiding
In Trouw las ik het artikel:
“Nieuw hoorapparaat filtert hinderlijke ruis”
19/01/13, 00:00
Volledige bericht
Ergens ging er bij mij een belletje rinkelen.
Eigenlijk meer dan één. Dus ik heb maar eens
wat internet research gedaan, te beginnen met
Wikipedia. Ik was in de loop van de tijd steeds
dover geworden, en twee jaar geleden besloot ik
dat ik toe was aan een set hoorapparaten, of
liever mijn vrouw vond dat. Van ieder oor werd
een toonaudiogram gemaakt. In dit diagram kun
je zien hoe hard een toon moet zijn om nog net
door mij gehoord te worden, en hoe hard een
toon mag zijn zodat ik hem nog net verdraag.
Dit diagram toont dit voor tonen van hoog tot
laag. In mijn geval voor frequenties van 150 Hz
tot 8000 Hz. Ik heb op het internet trouwens
audiogrammen gezien, die van 100 tot 16000 Hz
liepen: ongeveer alle octaven van de muziek.
Ook werd een spraakaudiogram gemaakt,
waarin te zien is hoeveel procent van gesproken
woord door mij verstaan wordt. Dat ging van
gefluister tot zo hard dat ik alles verstond. De
KNO arts vertelde mij dat ik aan ouderdomsdoofheid
lijd.
NVVS
toonaudiogram
spraakaudiogram
toon en spraak audiogram
Geluid, trillingen en golven
Geluid bestaat uit golven of trillingen. Geluid
dat door de lucht gaat, of door een vloeistof, of
door een vaste stof zoals bijvoorbeeld gehoorbeentjes
bestaat uit golven, wat er dan in een
punt gebeurt dat zijn trillingen.
Een toon is een aaneengesloten reeks trillingen,
die allemaal even lang duren. Eén zo'n trilling
maakt meestal nog geen toon, ja misschien bij
de laagste tonen van een knal. Een enkele trilling
van een toon kenmerkt zich door een
levensduur, of als het een golf is: de passeer-
duur. Meestal wordt niet de levensduur als getal
gebruikt, maar het aantal aaneengesloten trillingen
in een seconde. Een toon van 1000 Hertz
trilt 1000 keer per seconde. Hoe hoger de toon,
hoe groter de frequentie. Een golf van een toon
heeft ook nog een golflengte, want het geluid
plant zich voort met een bepaalde snelheid.
Voor lucht is dat tussen de 300 en 400 meter per
seconde. Dat hangt af van de temperatuur. Bij
een snelheid van 350 m/sec is de golflengte van
een 20 hertz toon 17,5 meter, een 20 000 hertz
toon 17,5 millimeter, een 2000 hertz toon 17,5
centimeter. Geluid bestaat uit een aantal tonen,
die mogelijk niets met elkaar te maken hebben,
bijvoorbeeld twee willekeurige toetsaanslagen
op een orgel.
Een grondtoon bestaat uit een trillingenreeks
die “harmonisch” worden genoemd. Ze zijn
welgevormd. Zo'n trilling begint in het midden,
gaat naar het maximum, dan door het midden
naar het minimum en weer naar het midden. De
minimum en maximum uitslag zijn even groot.
Een harmonische golf heet een sinusoïde (ook
wel sinus genaamd afgekort “sin”).
Als de reeks trillingen van een toon niet harmonisch
is dan heeft de toon een timbre, ook
wel geluidskleur genoemd. Het is door wiskundigen
bewezen dat zo'n trillingenreeks kan worden
ontleed in een grondtoon en boventonen die
allemaal harmonisch zijn. Het is enigszins verwarrend
dat boventonen ook wel harmonischen
genoemd worden. De boventonen van een
grondtoon van 1000 hertz hebben de frequenties
2000, 3000, 4000, enzovoort. Hun frequentie is
deelbaar door die van de grondtoon. Stel er is
een mens die net 16000 hertz kan horen Van een
toon van 1000 hertz kan die dus een grondtoon
en 15 boventonen horen. De praktijk blijkt
nogal weerbarstig. Veel muziekinstrumenten
hebben boventonen die geen veelvoud zijn van
een grondtoon. Naarmate de boventonen hoger
zijn wijken ze meer af: bij snaarinstrumenten
wordt hun frequentie wat groter. Die veroorzaken
in meerdere of mindere mate zwevingen in
een toon, en dragen niet bij aan het periodieke
karakter van de trilling. Ook de boventonen van
de klokken van een carillon zijn geen exacte
veelvouden, maar misschien heb je dat altijd al
vermoed, zelfs voor je wist wat boventonen
Release 0.6 Horen en zo Henk Pietersma Datum: 26-03-2013 pagina 1

waren: de eerste boventoon wijkt reeds af.
Zuivere boventonen zijn een exact veelvoud zijn
van de frequentie van de grondtoon. De anderen
zijn zwevende boventonen.
Twee harmonische trillingen met dezelfde frequentie
zijn in fase als ze tegelijk door het
midden gaan, en tegelijk hun maximum en
minimum uitslag bereiken. Hun fase is tegengesteld
als de ene het maximum bereikt en de
andere tegelijk het minimum. Als een punt trilt
door twee harmonische golven met dezelfde
frequentie, dan is de amplitude van de resulterende
trilling het grootst als ze in fase zijn, en
het kleinst als ze tegengesteld zijn in fase. Twee
sinus golven met dezelfde frequentie maar
verschillend in fase en amplitude kunnen door
hetzelfde punt gaan. Dan is het resultaat een
harmonische trilling met dezelfde frequentie.
Als je goed bent in goniometrie, dan kun je de
fase en de amplitude uitrekenen, aan de hand
van de amplitude en fase van de oorspronkelijke
trillingen. Het combineren van golven in een
punt wordt interferentie genoemd. Alleen de
interferentie van harmonische trillingen met
dezelfde frequentie is weer harmonisch.
goniometrie I
goniometrie II
harmonische golven
Een golf uit een geluidsbron verspreidt zich als
een uitdijende bol. Volgens de theorie van Huygens
/ Fresnel gaat ieder punt op de bol als bron
werken en is er een voorwaartse richting omdat
alle andere richtingen gedoofd worden door faseverschillen
met erop volgende en voorgaande
golven. Bij een rand van een obstakel wordt
ieder punt van de rand een bron. De rand is niet
een puntbron maar een lijnbron. Vanuit een gewone
rechte lijnbron is er een voorwaartse richting
in de vorm van een cylinder. Bij een rand is
die vorm er voor het gebied van waaruit je de
oorspronkelijke bron niet ziet. Als de rand klein
is ten opzichte van de golflengte zijn de onderlinge
faseverschillen vanuit de punten op de
rand vrij klein. De golven omgeven het obstakel
en worden haast niet verzwakt. Als de golflengte
veel kleiner is dan de rand dan is er vrij veel
verzwakking door vrij grote fase verschillen, er
is een schaduw met zwakkere golven. Con-
clusie: laag geluid gaat gemakkelijker door de
bocht dan hoog geluid. Behalve een hoek omslaan
kan geluid ook nog weerkaatsen, geabsorbeerd
worden, en ergens doorheen gaan, als het
een obstakel tegenkomt.
hoe geluid een scherm passeert
Een uitstekend en gezond menselijke oor hoort
geluid van 20 hertz tot aan 20 000 hertz (20 kHz
of kilohertz) De grenzen variëren. De één kan
22 kHz nog net horen, en de ander 16 kHz. Als
twee tonen achter elkaar worden aangeboden,
dan horen we nog verschil als ze 2 à 3 hertz
verschillen. Als bijna gelijke tonen tegelijk klinken
horen we een zweving, waardoor we weten
dat we naar meerdere tonen luisteren. Die zweving
is zelf een trilling die trager is naarmate de
tonen dichter bij elkaar liggen.
Voor geluid geldt: dat datgene dat trilt dat is de
druk. De luchtdruk wordt ouderwets gemeten in
“atmosfeer”. 1 atmosfeer is de gemiddelde
luchtdruk. De druk wordt ook wel gemeten in
“millibar”. Een hoge druk is bijvoorbeeld 1050
millibar, en een lage druk 980. 1 atmosfeer =
1013,25 millibar. De standaardisatie commissie
was daarmee niet tevreden. Die bepaalde dat
elke druk, waaronder de luchtdruk standaard
moet worden weergegeven in “pascal”. 1 millibar
= 100 pascal. Een geluidstrilling laat de
luchtdruk variëren. Als de luchtdruk 1000,2
millibar is (100020 pascal) en er klinkt een
harmonische toon van 10 pascal, dan trilt de
luchtdruk in een punt tussen de 100010 en
100030 pascal, zolang de toon door het punt
golft. Een membraan in een microfoon heeft aan
de voorkant dezelfde luchtdruk van 100020
pascal als aan de achterkant. Het membraan trilt
door de drukvariatie van -10 tot +10 pascal. De
eenheid pascal wordt afgerond tot “Pa”
Voor een 1000 hertz toon geldt dat een
amplitude van 0,00002 Pa (= 20 μPa (micro
pascal)) nog net kan worden waargenomen door
gemiddelde goed horende jonge mensen. Die
amplitude noemen we de geluidsdrempel. Dezelfde
toon met een amplitude van 200 Pa ligt
zo'n beetje op de absolute pijngrens van de
mens met de sterkste oren. Bij de meeste goed
horende gezonde mensen ligt de pijngrens
doorgaans tussen 20 en 200 Pa.
Release 0.6 Horen en zo Henk Pietersma Datum: 26-03-2013 pagina 2

Om aan te sluiten bij het menselijk gehoor was
de eenheid pascal toch niet zo ideaal. Daarom is
er nog een andere eenheid bedacht: de decibel.
De gemiddelde geluidsdrempel bij 1000 hertz is
standaard op 0 decibel gesteld: 20 μPa = 0 dB.
Bij andere frequenties geld een andere drempel.
Bij 20 hertz ligt de drempel voor de gemiddelde
gezonde jonge volwassene op 60 dB, maar het
kan per persoon sterk variëren. De laagste
drempels zijn te vinden tussen 1000 en 5000
hertz, en de allerlaagste rond de 4000 hertz (-3
dB). De pijngrens van 20 Pa = 120 dB, die van
200 Pa = 140 dB. De pijngrens bij een mens
varieert met de frequenties. Ik zag een grafiek
waarin de pijngrens lag tussen de 110 en 140 dB
afhankelijk van de frequentie. Een goed horende
mens kan een verschil van 1 dB net onderscheiden.
Dat geldt zowel voor hard als voor zacht
geluid. Decibel is een logaritmische schaal: als
een amplitude ±1,122 keer (x) zo groot wordt is
de sterkte 1 decibel toegenomen (+). Omdat er
veel decibel definities bestaan wordt deze maat
dB SPL (sound pressure level) genoemd.
Er zijn aangepaste en andere maten.
• DB(A) waar voor de gemiddelde goed
horende mens de geluiddrempel bij elke
frequentie op nul is gesteld. Deze maat
wordt algemeen gebruikt.
• Op een website voor patiëntenvoorlichting
vond ik de aanduiding dB HL (hearing
level) die dat ook doet, mogelijk
gaat die uit van andere gemiddelden. dB
HL is de maat op audiogrammen. Er zijn
trouwens heel wat decibel soorten.
• Dan is er nog de eenheid “phon”, voor
de subjectieve luidheid ervaring. Verschillende
toonhoogten die even hard
klinken hebben evenveel phon. In de
frequentie/decibel grafiek verbindt een
“isofoon” de punten die even hard
klinken.
• Er is de eenheid RMS (wortel uit het gemiddelde
van het kwadraat maar dan in 't
Engels) die uitgaat van het gehoorsvermogen
van de mens.
• Geluidsintensiteit is een vector. Dat wil
zeggen er is een grootte en een richting.
De grootte wordt uitgedrukt in watt per
vierkante meter, en de richting is van de
Decibellen
geluidsbron af.
Phon en isofoon
Als 2 even sterke harmonische trillingen elkaar
optimaal versterken dat neemt de sterkte 6 dB
toe (1,1226 ≈ 2). Bij interferentie van 2 trillingen
neemt de sterkste dus hooguit 6 dB toe. Als
ze elkaar verzwakken neemt de sterkte af. Het
minimum is een amplitude van 0 Pa.
Amplitude 20 μPa ≅ (komt overeen met) 0 dB
Amplitude 0 Pa ≅ – ∞ dB (min oneindig: geen
trilling dus geen meetbare decibel).
Als je twee getallen optelt, dan kun je aan de
som niet meer zien wat de oorspronkelijke
getallen waren, maar als je trillingen samenvoegt,
dan kun je de oorspronkelijke harmonische
trillingen wel terugvinden. Dat wil zeggen:
als een frequentie voorkomt dan wordt de
amplitude en de fase van de trilling ervan bepaald,
maar niet de splitsing van meerdere
trillingen met dezelfde frequentie die interfereren.
Het ontleden van geluid in een spectrum
van harmonische trillingen of het samenstellen
van zo'n spectrum tot geluid wordt “fouriertransformatie”
genoemd. De algoritmen in een
digitaal apparaat die dit teweegbrengen heten
“Fast Fourier Transform” (FFT). Iedere trilling
wordt gekenmerkt door een frequentie,
amplitude en fase.
Er is nogal wat wiskunde voorkennis nodig
om fouriertransformaties te kunnen begrijpen
• Functies en grafieken
• basiskennis analytische meetkunde en
lineaire algebra
• Goniometrie
• Exponentiële en logaritmische
functies
• Complexe getallen
• Differentiëren en integreren
VWO wiskunde B en D geloof ik. Ik heb het
vroeger allemaal op school geleerd, maar
ben veel vergeten.
fouriertransformatie
In een digitaal apparaat komt het geluid binnen
als een reeks drukmetingen. Eén meting heet
Release 0.6 Horen en zo Henk Pietersma Datum: 26-03-2013 pagina 3

een monster (Engels: sample). Bij cd kwaliteit is
de bemonsteringsfrequentie 44,1 kHz (iets meer
dan 2x het hoogst vastgelegde geluid: 20 kHz).
De drukvariatie die wordt vastgelegd ligt tussen
-20 en + 20 Pa en wordt vastgelegd in 16 bits
waarin getallen van -32,768 tot 32,767 kunnen
worden opgeslagen. Bij dvd kwaliteiten kan de
bemonsteringsfrequentie 192 kHz en de resolutie
24 bits zijn. Het is mij niet duidelijk geworden
hoe het getal is om te rekenen in pascal
of decibel. Door ermee te rekenen worden er
(afrondings-) foutjes geïntroduceerd waardoor
uiteindelijk minder dan 16 of 24 bits betrouwbaar
zijn. Het resultaat is niettemin nauwkeurig
genoeg voor het gehoor van een mens. Op het
internet vond ik welles nietes discussies of je
het verschil tussen cd en dvd kwaliteit kunt
horen.
digitaal geluid
Geluid is een verzameling tonen. Het uitspreiden
van de tonen van een geluid door het
basilair membraan dat zich in het binnenoor bevindt
heet tonotopie. Het is vergelijkbaar met
een regenboog waarin de kleuren van het licht
uitgespreid zijn. In het geheugen van een digitaal
apparaat worden de frequenties uitgespreid
door FFT.
Biologie
Geluid komt binnen in de oorschelp, gaat door
de uitwendige gehoorgang en laat het trommelvlies
trillen. Dan worden de trillingen doorgegeven
aan de botjes hamer, aanbeeld en stijgbeugel,
en bereikt het ovale venster in het slakkenhuis.
In slakkenhuis bevindt zich het langwerpige
basilair membraan dat mee spiraalt met het
slakkenhuis. Dit membraan ontleedt het geluid
in afzonderlijke tonen. Een zone in het membraan
trilt mee met slechts één toonhoogte. Dit
gaat van hoog naar laag vanaf het ovale venster.
Aan één kant van dit membraan ligt als een huid
het orgaan van Corti, met zijn haarcellen. De
haartjes die uit de cellen komen raken het
stilliggende tectoriaal membraan. Ze buigen en
strekken als het basilair membraan aan de
andere kant van de cel op en neer trilt (de orde
van grootte van de uitslag is 1,5 nanometer). Dit
veroorzaakt een stroompje, dat doorgegeven
wordt aan één van de vele neuronen die behoren
tot de gehoorzenuw.
Ouderdomsdoofheid wordt veroorzaakt door
slijtage van de haartjes vooral die van de hoge
tonen. Het horen van de hoogste tonen kan
voorgoed verloren zijn gegaan. Ze kunnen zelfs
niet teruggehaald worden met een hoortoestel.
Toch was het of een deur openging, toen ik de
apparaatjes voor het eerst indeed. Ik hoorde hoe
een lepel werd neergelegd op een tafel, hoe een
voetstap klonk. De harde medeklinkers in een
stem kon ik horen. Ik merkte wat ik gemist had.
Het merendeel van de geluidsinterpretatie vindt
plaats in de hersenen. Toch begint het al in de
de oorschelp, en in de uitwendige gehoorgang.
De uitwendige gehoorgang bijvoorbeeld
resoneert het best bij 4000 Hz.
De oorschelp kun je wel vergelijken met een
satellietantenne. Het geluid dat opgevangen
wordt wordt gekaatst naar de gehoorgang. Dit
betekent meestal dat het geluid wordt versterkt.
Stel dat het geluid op 10 cm 2 terecht komt en
gekaatst wordt naar 1 cm 2 , dan wordt het niveau
van de druk maximaal 10 maal zo groot (20dB
groter), bij gunstige frequenties. Tussen 1500
Hz en 7000 Hz is de toename tussen 10 dB en
15 dB. Dit geldt niet alleen de oorschelp, maar
het gehele uitwendige gehoor, dus oorschelp
uitwendige gehoorgang en trommelvlies.
“Aandacht” is het onderwerp in Wikipedia (NL)
waarin onder meer wordt besproken waartoe
mensen in staat zijn die een gesprek voeren in
een rumoerige omgeving. Soms concentreren zij
zich op iets: ze lezen een boek, luisteren naar de
radio, zijn aan het verven, of autorijden of zo.
Dan horen ze vaak niets tot iemand hun naam
noemt of zo. Het is fenomenaal.
anatomie van het oor
slakkenhuis
doofheid
ouderdomsdoofheid
Aandacht
Richting-horen
In Wikipedia keek ik bij „richting-horen“. Daar
Release 0.6 Horen en zo Henk Pietersma Datum: 26-03-2013 pagina 4

wordt uitgelegd hoe we weten of geluid van
links of van rechts komt. Als geluid niet recht
van voren of van achteren komt hoort het
rechteroor iets anders dan het linker. In het ene
oor heeft het geluid een andere fase, dan in het
andere. Dat nemen we waar voor frequenties
beneden 780 hertz (ongeveer g''). De golflengte
moet zo groot zijn, dat de golf het eerste oor nog
niet gepasseerd is als het tweede oor bereikt
wordt. Ook hoort het éne oor het geluid iets
harder dan het andere. Dat gebruiken we als de
frequentie boven de 637 hertz ligt (ongeveer
dis''). Hogere frequenties worden, als ze een
hoek om moeten meer afgezwakt dan lage
frequenties. Met het hoofd als obstakel is de
verzwakking blijkbaar herkenbaar vanaf 637
hertz.
Onder en boven, voor en achter kan worden
herkend doordat de oorschelp zo is gevormd dat
die het geluid subtiel vervormt, afhankelijk van
de richting. Ons brein decodeert deze vervormingen
en weet zo de richting waar het geluid
vandaan komt. De vervormingen zijn beschreven
als „Elke richting heeft zo zijn eigen
karakteristieke reflecties in de oorschelp“ (in
Wikipedia bij richting-horen). Dit uit zich dan
doordat bepaalde frequenties luider of zachter
zijn, afhankelijk van de richting van het geluid.
Je kunt het je voorstellen. Een verticaal wiel met
een luidspreker aan de velg en in het midden
een mens met zijn oren. Bilnaad neus en wiel in
één vlak (het mediane vlak). Het wiel met de
luidspreker draait langzaam rond de mens die
stil in het midden zit. Uit de luidspreker komt
het geluid van frequenties van 20 tot 20000 Hz.
Allemaal zijn ze even hard (isofoon). De
frequenties verschillen pakweg 2 hertz van hun
buren. Ze hoeven niet tegelijk te komen, maar
dan moet het rad meer rondjes maken. De mens
heeft in ieder oor een microfoontje, in de
uitwendige gehoorgang. Het rad draait rond. De
opname via de microfoons bevat als het goed is
het volledige patroon van de geluidssterkte variaties
en fase variaties over de frequenties heen,
voor iedere verticale richting. Het is de kunst
om een patroon eruit te ziften, maar het zit er
zeker in. Misschien is het gewoon zichtbaar als
we de metingen in één richting in grafieken
zetten: de amplitude van een frequentie is een
staaf naar boven, de fase is een staaf naar
beneden, in een horizontale tonotopie. Geluid
dat zich normaal aandient is slechts een fractie
van de frequenties en bovendien zijn niet alle
frequenties even luid. Geluid komt meestal niet
slechts uit één richting. Toch bevat het herkenbare
fragmentjes van de patronen, die volledig
te vinden zijn in de opname. Ik denk dat het
opsplitsen van het geluid in richtingen nog
onwaarschijnlijker is dan geluid splitsen in harmonische
trillingen. Je moet het wel geloven
maar je kunt het je niet voorstellen. Waarschijnlijk
is het niet ondubbelzinnig en gebruik je ook
je ogen, en gebruik je ook andere kennis en
ervaring.
Bij boven/onder horen zijn de verschillen tussen
de eerste en de laatste keer dat een golf de
gehoorgang bereikt, hooguit in de orde van
grootte van een paar centimeters bij mijn
oorschelpen. Waarschijnlijk geldt hier dat een
rechtstreekse golf de opening van de gehoorgang
voldoende gepasseerd moet zijn, om een
significante uitdoving of versterking door faseverschil
te realiseren, de lagere frequenties maken
nauwelijks een merkbare omweg als het
geluid via diverse wegen de gehoorgang bereikt,
want de fasen zijn praktisch gelijk. 2000 Hertz
(ongeveer muzieknoot c´´´´) heeft bij een
geluidsnelheid van 350 m/sec een golflengte
van 17,5 cm, een verschil in omweg tussen
geluid van boven, of geluid van onderen zou
wel best enkele centimeters kunnen zijn, en
significant genoeg. Geluid van achteren kan
misschien door en om de oorschelp moeten
gaan, en zo voor een richtingkenmerk zorgen.
Hoge tonen van achteren zijn zeer verzwakt omdat
ze zich slecht om de oorschelp krommen.
Geluid dat de gehoorgang binnenkomt is
maximaal 10 tot 15 decibel harder dan het
origineel, maar bij sommige frequenties is er
uitdoving en kan het geluid aanzienlijk zachter
worden zelfs tot onder de geluidsdrempel.
Als de golf die het eerst de gehoorgang binnenkomt,
en de golf die erna komt tot dezelfde
frontgolf horen dan kan het best zo zijn dat daar
richtinginformatie uit gedestilleerd kan worden.
Maar het is de vraag of dit kan als de omweg
enige golflengten groot is. Vermoedelijk dragen
de hoogste tonen geen betrouwbare achter/voor
Release 0.6 Horen en zo Henk Pietersma Datum: 26-03-2013 pagina 5

en onder/boven richting kenmerken, tenminste
als ik gelijk heb dat de orde van grootheid van
de faseverschillen enige centimeters is.
Het is aannemelijk dat mensen richtinghoren
nodig hebben om zich op een deel van het
geluid te concentreren, het is immers een kenmerk
waardoor het ene geluid zich onderscheidt
van het andere, of waardoor je geluid kunt
herleiden tot de bron.
richting-horen
richting-horen (buiten wikipedia)
Hoortoestellen
Vanouds her zijn er hulpmiddelen geweest voor
slechthorenden om beter te horen. Het simpelste
is vermoedelijk de hand achter het oor. Ook heb
ik wel eens een plaatje gezien, van iemand die
een toeter in zijn oor stak waarin een ander
stond te schreeuwen. Deze methode heeft zich
ontwikkeld. Momenteel zijn hoortoestellen elektronisch,
en waarschijnlijk is het merendeel
digitaal. De basis functionaliteit is een equalizer
waarin per frequentieband een versterking wordt
gerealiseerd, die is gebaseerd op een toon audiogram.
Waarschijnlijk moet je wennen aan een hoortoestel.
Dat betekent onder meer dat je gehoor
timbre, en isofoon en dergelijke opnieuw leert,
immers dat is anders geworden.
In Wikipedia (Engels en Nederlands) las ik dat
er diverse hoorapparaten zijn. Voor slechthorenden
zoals ik (ouderdomsdoofheid) zijn er toestellen
voor in het oor (IHO) en voor achter het
oor (AHO). De toestellen in het oor (IHO)
hebben een microfoon in of vlak bij de uitwendige
gehoorgang, en toestellen achter het oor
(AHO) hebben één of twee microfoontjes achter
het oor.
Hoortoestellen
De toestellen zijn toepasbaar vanaf geringe tot
serieuze doofheid. De gewone hebben een luidsprekertje
aan boord dat toetert in een slangetje
dat met het uiteinde in de uitwendige gehoorgang
van het oor zit. Mijn duo hoortoestellen
hebben een klein luidsprekertje aan een voorgevormd
dun snoertje. Het luidsprekertje is zo
klein dat de huishouding van de gehoorgang
blijft functioneren. Het rondzingen wordt
gemakkelijk voorkomen door de betrekkelijk
grote afstand tussen microfoon en speaker. Dit
wordt ook RIC genoemd (receiver in the ear).
Meestal is er geen op maat gemaakt oorstukje
nodig, maar volstaat een standaard „open oortip”,
dat de gehoorgang niet afsluit. Je hoort dus
het geluid uit de speaker, samen met het geluid
uit de oorschelp.
IHO toestellen zijn te vergelijken met een
megafoon. Vermoedelijk wordt de meer
beperkte toepasbaarheid veroorzaakt door problemen
met rondzingen, door de beperkte omvang,
omdat ze sommige gehoorgangen irriteren,
of omdat sommige gehoorgangen te smal
zijn. Als er een knopje op zit, dan is dat alleen te
bedienen door het apparaat uit het oor te nemen.
Het toestel is omgeven door een aangemeten
oorstukje, dat zorgt voor geluidisolatie en
pasvorm.
Er zijn ook apparaten die in de oorschelp gedragen
worden, boven op de gehoorgang. Die zijn
vaak fraai gevormd, als ornament of sieraad.
Links/rechts onderscheid: Het fase verschil blijft
gewoon bestaan. Daar hoeven hoortoestellen
onderling weinig voor af te stemmen. De sterkteverschillen
kun je horen voor de tonen
waarvoor je niet te doof bent. Ik denk dat
richting-horen behouden blijft. Immers de microfoontjes
ontvangen toch ongeveer hetzelfde
geluid als de oren, en zacht geluid aan de ene
kant is na versterking nog steeds zachter dan
hard geluid aan de andere kant nadat dat
versterkt is. Voor de tonen die stevig versterkt
moeten worden verbetert mijn setje ook het
richting-horen. Mijn Widex Clear440 hoortoestellen
kunnen draadloos samenwerken Ze
hebben een FM zendertje en ontvangertje
waarmee ze razendsnel geluid kunnen uitwisselen.
Ze noemen het “binaural hearing”. Dit
gebruiken ze ook om ruis te onderdrukken. Ik
denk dat het daarbij gaat om galm en echo. In
eerste instantie komen die later aan, dan het
rechtstreekse geluid. Bij aanhoudend geluid kan
het toestel het daarna mogelijk onderdrukken
aan de hand van de richting. Daarmee moet in
ieder geval het verstaan van spraak verbeterd
worden. Maar tot mijn verbazing werkte rich-
Release 0.6 Horen en zo Henk Pietersma Datum: 26-03-2013 pagina 6

ting-horen normaal toen na een reparatie van
één der toestellen de uitwisseling uitstond. Ik
merkte het de volgende ochtend, want als je de
tweede in doet veranderd de eerste van aard: iets
zachter, iets stiller, je waant je niet langer in een
ruimte. Maar ik wachtte op een andere aanleiding
voor ik weer naar de winkel ging.
Ook heeft ieder van mijn toestellen 2 microfoontjes.
Als hoortoestellen twee microfoons
hebben dan is er meestal één een richtmicrofoon,
en de ander een rondom microfoon (volgens
Wikipedia). Uit de luidheidsverschillen
kan het toestel vaststellen of geluid komt uit de
richting van de richtmicrofoon (geen verschil),
of juist uit de tegenovergestelde richting (bijna
niet waargenomen door de richtmicrofoon), of
ertussen in. Daardoor kunnen ze voor en achter
onderscheiden. Dat wordt meestal gebruikt om
te focussen op geluid van voren, en ander geluid
te verzwakken. Nu we het toch over richtmicrofoons
hebben: hoe kan het dat microfoontjes
van een paar millimeter groot de richting
kunnen vaststellen van tonen die centimeters,
decimeters en meters lang zijn? Dat lukt met de
plaats van de microfoon. De ene zit bovenop:
die zit niet zo erg achter het oor en is de rondom
microfoon, De ander is naar achteren gericht en
zit lager, hij wordt afgeschermd door de
oorschelp. Daardoor kan de richting voor/achter
bepaald worden voor ongeveer hetzelfde frequentie
gebied als het oor. Geluid klinkt natuurgetrouwer
met 2 microfoons.
De toestellen die in de gehoorgang gedragen
worden versterken het geluid met de richting
patronen die er door de oorschelp in zijn
aangebracht. Enige internet research bevestigt:
richting-horen werkt bij matige doofheid al
worden de richtingcodes waarschijnlijk verkleind
door de manier van versterking. Toestellen
die achter het oor gedragen worden versterken
ongecodeerd geluid, ze nemen de functie
van de oorschelp in feite over: het zijn
oorschelp protheses. Bij simpele apparaten gaat
richting-horen verloren. Duurdere apparaten
kunnen vrij natuurgetrouw werken. Toestellen
die op de gehoorgang gedragen worden, en als
sieraad gevormd zijn, beperken de functionaliteit
van de oorschelp misschien. Mijn open
oorstukjes maken dat geluid uit speaker en
oorschelp zich mengen en richtinghoren ook
daardoor nog wel werkt.
Waarom een “open oortip” (waarschijnlijk ben
ik hier niet volledig):
• In Wikipedia (EN) was sprake van een
“occlusion effect” bij “afsluitende” oorstukjes.
• De oorsmeer huishouding blijft redelijk
functioneren.
• In de gehoorgang is de luchtdruk hetzelfde
als buiten.
• een hoortoestel is een aanvulling: het
moet datgene aanvullen, dat je niet meer
zelf kunt. Misschien is het een beetje
symbool politiek, maar het geluid dat je
zelf kunt horen wordt aangevuld tot
meer bruikbaar geluid. Het idee spreekt
aan.
Mijn paddenstoelvormige oortips zijn een paar
keer van het speakertje afgegleden, en moesten
door de huisarts uit mijn oor gepeuterd worden.
Dat moet natuurlijk wel beter.
Bij ouderdomsdoofheid zijn het de hoge tonen
waarvoor je doof wordt. Laatst hoorde ik een
vogeltje zingen, eerst 2 keer dezelfde toon, en
daarna een hogere. De eerste 2 klanken kwamen
duidelijk uit een andere richting dan de laatste.
Twee jaar geleden zou ik gedacht hebben, dat
het vogeltje steeds twee dezelfde tonen zong.
Dat denk ik ook als het regent, of als ik zweet
vanwege de warmte. Dan berg ik mijn hoorapparaten
op, want die kunnen daar niet tegen.
Momenteel is er trouwens een toestel dat er wel
tegen kan. Dat zou toch voor hetzelfde geld
moeten kunnen, gewoon door er wat aandacht
aan te besteden, hoop ik. Horloges zijn toch ook
waterdicht, en kunnen tegen zweet. Ook bij
smartphones begint het te komen: er wordt nogal
over opgeschept als het ding waterdicht is,
maar ik vind het een vrij normale randvoorwaarde.
Wat mij betreft mag je er enige miniaturisatie
aan opofferen.
Ik vond een grafiek waarin je van klinkers en
medeklinkers kunt zien hoe hoog hun toon ongeveer
is. Harde en scherpe medeklinkers behoren
tot de hoge tonen. Klinkers en medeklinkers
als l,m,n behoren tot de lage tonen. Toch heb ik
niet het probleem dat ik de stem van een spreker
uit verschillende richtingen hoor komen. Mijn
Release 0.6 Horen en zo Henk Pietersma Datum: 26-03-2013 pagina 7

gehoor weet blijkbaar wat bij elkaar hoort.
Een voorbeeld
Voor de eenvoud van de berekeningen wordt
even net gedaan, of de oorschelp het geluid niet
versterkt, en of de speakertjes in de toestellen
die versterking niet hoeven te evenaren of overtreffen.
Stel een goed oor kan voor een bepaalde toonhoogte
geluid horen vanaf 0 decibel (de geluidsdrempel)
en verdragen tot 120 decibel. Nu
is er een slecht oor dat slechts geluid van 40 tot
100 decibel kan verwerken. Dan is het bereik
van het goede oor 120 dB en van het slechte 100
– 40 = 60 dB. Het hoortoestel kan dan bijvoorbeeld
voor de betreffende toonhoogte het volgende
doen: neem de sterkte van de betreffende
toon in het geluid en vermenigvuldig het met
60/120 (= 0,5) dan past het binnen het bereik
van 60 dB. Tel er daarna 40 (de geluidsdrempel
van het slechte oor) bij op, dan is het hoorbaar
voor het slechte oor. Het is wel aan te raden om
niet zonder meer 40 dB op te tellen bij de
sterkte van de originele toon, want dan kan het
resultaat zo hard worden, dat je er erger doof
van wordt.
Binnen komt bijvoorbeeld geluid van
50 dB.
Uit de speaker komt:
50 * (60/120) + 40 = 65 dB
Hoortoestellen gebruiken niet zo'n simpele
methode, maar het is de simpelste die ik kon
bedenken, en toereikend voor het begrip.
Ik las ergens dat een mens een verschil in sterkte
van 1 dB net kan onderscheiden. Als je het
bereik van 120 dB propt in een bereik van 60
dB dan moet het verschil 2 dB zijn om nog net
gehoord te worden, er is precisie verloren gegaan.
Bij meer sophisticated methoden dan de
mijne varieert de versterking en dus het verschil,
bij diverse luidheidsniveaus: het is gemiddeld
2 dB. Je kunt wel stellen dat luidheidsverschillen
door de methode kleiner worden
gemaakt. Stel geluid treft een oorschelp en komt
in de gehoorgang. Dan zijn er verschillen in
sterkte tussen het originele geluid dat de
oorschelp binnenkomt en het geluid dat de oorschelp
verlaat. Het zijn die verschillen waardoor
je de richting weet. Een IHO toestel, vermenigvuldigd
het verschil voor de toon in het
voorbeeld met gemiddeld 0,5. In het algemeen
zal gelden: naarmate de doofheid toeneemt
vervaagt de richting van het versterkte geluid.
Mijn AHO toestel met met open oorstukjes
heeft een heel ander effect. Om het effect van
toestel en oorschelp samen te bekijken kun je
niet meer rekenen met decibel. De sterkte van
een toon wordt bepaald door de amplitude (de
uitslag) van de geluidstrilling. We nemen aan
dat het geluid dat uit de speaker komt niet vertraagd
en niet versneld is, dan mogen we de amplituden
optellen. Ten gevolge van de richting is
er bijvoorbeeld een luidheidsverschil van +5 dB
tussen origineel geluid en geluid dat de gehoorgang
bereikt.
50+5 dB ≌ 0,0112 Pa
65 dB ≌ 0,036 Pa
0,0112 + 0,0360 = 0,0472 Pa
0,0472 Pa ≌ 66,5dB
De bijdrage van de oorschelp aan de sterkte is
1,5 dB.
De verzwakking van de toonvariatie word:
1,5 / 50 * 5 = 0,15 dB
Waarschijnlijk kan niet gegarandeerd worden
dat de versterkte toon onvertraagd is. Misschien
moet een golf uit het toestel wel interfereren met
een golf uit de oorschelp die net komt kijken.
De maximale verzwakking:
55 dB ≌ 0,0122 Pa
65 dB ≌ 0,036 Pa
0,0360 – 0,0122 = 0,0238 Pa
0,0238 Pa ≌ 61,5dB
De toonvariatie is tegengesteld en verzwakt tot:
3,5 / 50 * 5= 0,35 dB
Dit zijn ernstige verzwakkingen van de richtinginformatie,
die zeker niet meer waarneembaar
is. Stel het verschil is minder dan +5 dB,
dan is het effect nog kleiner. Een toon van 100
dB wordt veranderd door het toestel in 90 dB,
en door de oorschelp in 105 dB. De totale sterkte
wordt tussen 103 en 106 dB. De bijdrage van
het originele geluid is hier zelfs meer dan die
van het bewerkte, en richting codes worden niet
te zeer verzwakt. Alleen tonen die niet of bijna
niet versterkt hoeven te worden dragen waarneembare
richtinginformatie. De open oorstukjes
laten toe dat je de richting kunt vaststellen
van geluid dat je ook zonder toestel kunt horen.
De resulterende 66,5 dB uit het voorbeeld is 1,5
decibel te hard maar verwaarloosbaar, maar het
Release 0.6 Horen en zo Henk Pietersma Datum: 26-03-2013 pagina 8

geluid van 106 dB is 16 dB te hard, er zou
minstens helemaal niet versterkt moeten worden,
en liefst verzwakt. Dus mijn simpele formule
is te simpel. Tenslotte geldt nog: de verticale
afstand tussen microfoon en de speaker in
de gehoorgang bedraagt iets meer dan 3 cm. Het
toestel zou zich zich daardoor kunnen gedragen
als een deel van de oorschelp, die sommige
frequenties versterkt en andere danig kan verzwakken,
afhankelijk van de richting. Versterking
en verzwakking is significant als de harmonische
trillingen ongeveer evenveel decibel
sterk zijn. Het toestel zou dat horen te vermijden.
In het voorbeeld geldt dat een golf van
80 dB door het apparaat wordt bewerkt tot:
80 * (60 / 120) * 40 = 80 dB.
De twee golven versterken elkaar maximaal 6
dB maar kunnen elkaar verzwakken tot beneden
de gehoordrempel en zo valse richting informatie
genereren. Het toestel kan hier dus beter
helemaal niets doen. In feite kan het toestel tot
60 dB versterken met de simpele methode, en
nog een eindje verder als gegarandeerd kan
worden dat het mengen geen minimale
verzwakking als resultaat heeft.
Een grafiek van een niet lineaire versterking met
open oorstukjes volgt hierna.
Tussen 60 en 70 dB ingangssignaal ligt het
schakelmoment. Bij aanzwellend geluid wordt
na 70 dB niet meer versterkt, bij afnemend
geluid wordt bij 60 dB versterking ingeschakeld.
Dit moet om klapperen voorkomen.
Als in- en uitschakelen bij 65 dB zou plaatsvinden
en het geluid is om en nabij 65 dB dan is er
kans op klapperen.
Tot zover het voorbeeld
In het bovenstaande ben ik ervan uitgegaan dat
precisie verloren gaat door de manier van geluidsversterking.
De precisie die verloren gaat
door toenemende doofheid is indertijd bij mij
niet gemeten, tenminste ik herinner het mij niet.
Ook de precisie waarmee we toonhoogten onderscheiden
is bij mij niet gemeten, hier neem
voorlopig aan dat die geen significante rol speelt
bij mijn doofheid. Misschien wordt alleen
datgene gemeten, dat zinvol verholpen kan worden
met een hoortoestel. Als richtinginformatie
geïsoleerd kan worden, en afzonderlijk versterkt
(of spreek je van “geaccentueerd”), dan is het
van belang om het zo te versterken dat het gehoord
wordt, en dan wordt het vaststellen van de
eigen precisie van de mens belangrijk.
Wat wel gemeten werd is het spraak audiogram
door je woorden te laten horen op verschillende
sterktes. Ik denk dat de afzonderlijke harmonische
trillingen van een enkel woord op een
isofoon liggen. Men gaat uit van een normcurve
0% wordt bij 10 dB en lager nog niet verstaan,
en 100% wordt verstaan bij 50 dB en hoger. De
normcurve loopt met een flauwe S bocht van het
ene punt naar het ander. In het computergeheugen
van hoortoestellen bevindt zich een tabel:
horizontaal zijn frequentiebanden uitgezet, en
verticaal gebieden tussen isofonen. Iedere cel
bevat een getal dat de versterking (Engels: gain)
aangeeft. De getallen worden zo ingevuld dat de
verslechtering ten opzichte van de normcurve
teniet wordt gedaan, of in ieder geval wordt
verminderd, en misschien wordt soms de norm
Release 0.6 Horen en zo Henk Pietersma Datum: 26-03-2013 pagina 9

overtroffen, en natuurlijk zo dat je van de versterking
niet dover wordt. Dus de berekening
van het voorbeeld was ook hierom te simpel.
Hoortoestellen van twee jaar geleden hebben
niet 2 microfoons, één in de gehoorgang en één
voor het geluid net voor het het oor bereikt. Als
dat wel het geval zou zijn dan zou het toestel de
voor/achter boven/onder richtingcodering kunnen
isoleren en afzonderlijk versterken, of liever:
niet verzwakken. Naast de richting informatie
kunnen ze ook de versterking van de
oorschelp meten en en dit gebruiken om hun eigen
versterking precies te berekenen. Audiciens
kunnen de versterking meten, en het toestel erop
afstemmen. Ze noemen dit REM (Real Ear
Measurement) maar actuele metingen zijn mogelijk
nauwkeuriger. Daardoor kan volumeregeling
beperkt blijven. Ik las dat er elektronische
middelen bestaan tegen rondzingen en
vraag mij af of er een open oortip mogelijk is
als de microfoon voorin en de speaker daarachter
in de gehoorgang zit. De geaccentueerde
richtinginformatie is misschien ook iets waaraan
je moet wennen, dus iets dat je gehoor opnieuw
moet leren.
Conclusie: Als doofheid wordt verholpen met
een ouderwets hoortoestel, dan gaat richtinghoren
verloren. Dit gebeurt het eerst met een
simpel AHO toestel: geluid dat uit het toestel
komt is richtingloos. Bij stevige doofheid zal
ook een IHO toestel, de richting van het geluid
niet kunnen doorgeven: de richtingcodering
wordt te zeer verzwakt. Samenwerkende AHO
toestellen kunnen zorgen dat links en rechts
codering niet verzwakt. Met een extra richtmicrofoontje
kan geluid van achteren natuurgetrouw
worden doorgeven. Het is denkbaar dat
toestellen onder/boven, voor/achter informatie
versterkt doorgeven. Dat lijkt gerealiseerd te
worden met de uitvinding van de Universiteit
van Oldenburg en Siemens, die trouwens best
anders kan zijn dan ik wat schetste.
Focus op de bron.
Het nieuwe toestel gebruikt zelf klaarblijkelijk
het richting-horen, als hulpmiddel om geluid te
kunnen verzwakken dat niet de aandacht heeft,
en geluid te versterken dat wel de aandacht
heeft.
Het toestel zou –, in zijn computer geheugen –,
de geluidsbronnen kunnen projecteren op een
denkbeeldig boloppervlak dat de mens omringt.
Ook galm en echo kunnen misschien een plek
krijgen. O ja, een oppervlak is voor het toestel
twee dimensionaal dus niet ruimtelijk. Een
toestel dat slechts voor/achter en links/rechts
kan detecteren kan de bronnen projecteren op de
rand van een denkbeeldige hoepel (één dimensionaal).
De geprojecteerde bronnen verschijnen,
en verdwijnen. Soms splitsen ze zich of
komen samen.
Het toestel kan de bronnen volgen als ze zich
verplaatsen, of als zijn drager zich beweegt,
daardoor wordt hun geluid consistent behandeld,
en kan de bron langzamerhand beter herkend
worden. Een bron die even stil is wordt
niet meteen vergeten, maar wordt herkent als hij
zich weer laat horen. Tenminste zo stel ik het
mij voor.
misschien heeft het toestel sensors voor de eigen
beweging. Een mens gebruikt ook eventuele
andere zintuigen als hulp bij het lokaliseren van
een bron. Ook kan hij zijn hoofd soms draaien
om geluid beter te lokaliseren. Daar kan ook het
toestel van profiteren.
Vaak moeten de frequenties van de harmonische
trillingen bij elkaar gezocht worden die samen
uit een bron ontspruiten, ook als hun richtingsinformatie
mogelijk incompleet is, of verschilt
in precisie, of als ze via een verschillende wegen
het oor bereiken. Ook kan het zijn dat
dezelfde frequentie geuit wordt door meerdere
bronnen.
Bronnen moeten worden herkend. Categorieën
zijn bijvoorbeeld: stemmen, gemotoriseerd
verkeer, muziek, spelende kinderen. Individuen
zijn bijvoorbeeld de stem van een ouder, een
gezinslid of een collega, het geluid van de voordeur.
Het toestel moet ze aan hun klanken
herkennen als categorie of individu. Daardoor
kan hun geluid geaccentueerd dan wel verminderd
worden. Ook kan worden toegestaan om
“in te breken”. Inbreken op een bezigheid is
natuurlijk niet altijd een geluid, maar ook de
wasmachine die klaar is en de kleuter die je niet
meer hoort spelen.
Van geen van bovenstaande functies kan gezegd
Release 0.6 Horen en zo Henk Pietersma Datum: 26-03-2013 pagina 10

worden dat ze klaar zijn voordat iets anders
klaar is. De functies gebruiken elkaars resultaten
zodra die er zijn, om hun eigen resultaten te
verbeteren.
Ik ben benieuwd naar de interactie tussen toestel
en mens, zodat het doet wat de gebruiker wil.
Wil je naar muzak luisteren of erdoorheen een
gesprek voeren; normaal kun je snel schakelen,
als in een gesprek een stilte valt, of als er een
geliefd nummer klinkt en visa versa. Wil je je
tijdens een boswandeling oriënteren met behulp
van het geluid van de snelweg, waar je auto op
een parkeerplaats staat, of wil je je concentreren
op vogelgeluiden. Wil je wel of niet naar de
spreker luisteren op een vergadering. Een monteur
start een auto om naar de motor te luisteren,
terwijl collega's een gesprek voeren, hoe
instrueert hij zijn toestel? Is het toestel aan te
raden als je op de fiets naar je werk gaat? Kun je
goed live naar een koor of een orkest luisteren
of het clublied meezingen? Wat doet het als de
fanfare langskomt?
Dit wordt waarschijnlijk niet
vervangen
Als ik een afstandsbediening zou kopen, bij
mijn Widex Clear440 hoortoestellen, dan zou
ik uit 5 luisterprogramma's kunnen kiezen. Nu
gebruik ik alleen het “Master programma”. De
programma's zijn: Master, Muziek, TV, Comfort
dat achtergrond geluid onderdrukt, Reverse
Focus dat richt op geluid van achteren, en
Audibility
Extender
dat zeer hoge frequenties
hoorbaar maakt. Voor de programma's Muziek
en TV zou ik ook kastjes met FM zenders kunnen
aanschaffen bij de TV en de audioset. die
draadloos communiceren met de hoortoestellen.
Het Masterprogramma kan op commando
schakelen naar een soortgelijk kastje bij de
telefoon. Als ik er behoefte aan heb kan ik die
dingen altijd nog kopen. Er zijn niet alleen FM
systemen om het geluid van apparatuur door te
geven, er zijn ook vergader-systemen gebaseerd
op FM, die door hoortoestellen kunnen worden
gehoord. Kerken en concertzalen hebben vaak
een ringleiding voor doven. Veel toestellen
kunnen zo geschakeld worden dat ze met behulp
van inductie luisteren naar de ringleiding. Dit is
inmiddels wat ouderwets want mono. De func-
tionaliteit gaat veel verder dan iemand zijn gehoor
teruggeven. Ze kunnen essentieel zijn voor
ernstig dove mensen, die precies dat geluid
aangereikt krijgen dat ze willen horen. Ik denk
dat er standaard frequenties voor apparaten bestaan,
of kunnen worden afgesproken. Bijvoorbeeld:
tv's allemaal frequentie a, vergader-
systemen allemaal frequentie b, en b 1..bn
voor
de microfoons, met zenders die niet verder
reiken dan het vertrek waarin ze staan, en die
toegankelijk zijn voor ieder in het vertrek. Ik
ben benieuwd wat er gebeurt als er een conferentie
wordt gehouden voor slechthorenden.
Daar zitten ze dan, gezellig schouder aan
schouder, ieder met een 3 FM zendertjes met
een bereik van ± 40 cm zodat hun hoortoestellen
kunnen communiceren met hun walkman. Als
het storingsvrij kan is dat toch een technisch
hoogstandje. Ik vermoed trouwens dat mijn
toestellen niet door de lucht, maar door mijn
hoofd met elkaar communiceren. Dan heb je dat
probleem waarschijnlijk niet.
fabrikanten
Widex website
Siemens website
Waarom alleen voor doven?
Het nieuwe hoorapparaat is voor het horen wat
een zonnebril is voor het zien. Het is waarschijnlijk
functionaliteit die iedereen wel kan
gebruiken, die een receptie bezoekt of in de
pauze van een voorstelling samen met anderen
wat wil drinken, of die in een rumoerige omgeving
werkt. Het toestel zorgt dan dat aandacht
minder inspanning kost. Het lijk mij functioneel
voor iedereen
Er zijn vijandige omgevingen waar gehoorbescherming
voor iedereen medisch noodzakelijk
is. Voorbeelden: disco's en fabriekshallen,
loonwerkers op landbouwmachines, tuinlieden
met hun gemotoriseerde gereedschappen,
doe-het-zelvers met elektrische apparaten. Ik
ben ook wel eens een stationshal binnengestapt
waar mensen door elkaar krioelden. De afmetingen
waren overweldigend, de architectuur was
overweldigend, en de akoestiek was overweldigend.
Je wilt je meteen omkeren om er weer uit
te stappen. Zeker als je er werkt is bescherming
Release 0.6 Horen en zo Henk Pietersma Datum: 26-03-2013 pagina 11

nodig. In plaats van een setje oordoppen die je
altijd bij je draagt (?) (één paar per soort
situatie, vanwege het specifieke filter dat erin
zit) gebruik je nu je hoortoestel, en selecteer je
het gewenste filter, of het wordt automatisch
geselecteerd, als het toestel de situatie
detecteert.
Diskjockeys, muzikanten, TV presentatoren: ze
dragen allemaal sexy headsets. Vroeger luisterden
mensen naar een walkman, en nu naar een
smartphone of mp3 speler. De koptelefoons die
ze daarbij in het oor hangen zijn gewoon zichtbaar.
Maar hoortoestellen zijn liefst zo onzichtbaar
mogelijk, in de gehoorgang of als een
steeds kleiner boontje achter het oor, om doofheid
zoveel mogelijk te verbergen. Er is echter
best kans dat de smartphone en m3-speler industrie
zich meester maakt van de verworvenheden
van de hoortoestellen, en de koptelefoons gaat
uitrusten met microfoons en vormgeeft met een
deel op de oorlel, en een deel in de gehoorgang.
Het zou een logische stap zijn in het veranderen
van mensen in cyborgs met behulp van de
smartphone zoals bijvoorbeeld met de Googlebril.
Het ene jaar ga je voor je instellingen naar
en audicien, het jaar erop doe je een zelftest.
Ook smartphones kunnen in principe via
blue-tooth of FM contact gaan maken met de
TV of de audiotoren. Ik heb een stupidphone
waarmee ik naar de radio (FM) kan luisteren,
dus een smartphone moet dat zeker kunnen. Ze
kunnen het al met muziekbestanden op internet
of op een geheugenkaart. Het moet mogelijk
zijn om gebruikers te laten regelen of de
buitenwereld of de TV het voorgrond of achtergrond
geluid levert, of uit staat. Dus halve doven,
kom uit de kast, en ga over op (in-ear)
koptelefoons, extensies en apps bij je smartphone.
Trouwens walkmans en opvolgers worden
ervan verdacht oorzaak te zijn van
lawaaidoofheid en tinnitus, dus hun leveranciers
hebben wat goed te maken. Waarschijnlijk kan
een ernstig dove met gespecialiseerde toestellen
ook profiteren als oortelefoons, apps, losse of
ingebouwde FM zendertjes, en de nieuwe generatie
soundprocessors, door grootschaligheid
goedkoop worden.
Maar misschien zijn er wel redenen waarom dit
soort faciliteiten vooral medische hulpmiddelen
zijn, en kunnen goed-horenden er beter vanaf
blijven. Dat betekent wel dat alle ontwikkelingen
zwaar gesubsidieerd blijven, en prijzen
van hoortoestellen tot stand komen in een markt
van patiënten, overheden, verzekeringsmaatschappijen,
fabrikanten van hoortoestellen, ziekenhuizen
en zelfstandige KNO artsen, winkelketens
en min of meer zelfstandige audiciens.
Kortom de prijzen blijven nogal hoog, en
vergen veel gesteggel.
(Sommige doven hebben hun kwaal te danken
aan de walkman of opvolger, die altijd te hard
aanstond. Ze komen bij de audicien en daar
voltrekt zich het wonder waardoor alle doven
genetisch afwijken van normale mensen. Tot
dan toe was een koptelefoon met snoertjes
acceptabel. Nu de doofheid is vastgesteld muteert
de nieuwe dove razendsnel in iemand die
die slechts onzichtbare oortelefoontjes accepteert.
Ontwerpers van hoortoestellen kennen
slechthorenden en hun wensen en ontwikkelden
low power FM communicatie, bedachten
zink-lucht batterijtjes die om de andere dag
moeten worden vervangen, en leefden zich helemaal
uit bij de miniaturisering van steeds complexere
hoortoestellen.)
Tenslotte
Toen ik mijn toestellen aanschafte werd er geen
medisch onderzoek gedaan om te meten of ik
mij kon concentreren in een rumoerige omgeving.
In veel gevallen waarin gedeeltelijke
doofheid wordt verholpen is er geen medische
indicatie die aangeeft dat het slecht gesteld is
met de aandacht. In mijn geval is functionaliteit
die aandacht ondersteund alleen daarom al niet
medisch noodzakelijk in een normale omgeving.
Nu ik gepensioneerd ben begin ik langzamerhand
een geriatrisch geval te worden, dus voor
mij geldt de regel: zolang hij het zelf kan moet
je het hem beslist niet uit handen nemen. Dat
geldt natuurlijk ook voor horen.
Wat een vraag blijft is toch het volgende: Iemand
hoort genoeg frequenties, heeft genoeg
decibel bereik, heeft genoeg precisie en genoeg
fase herkenning om herkenbaar geluid met
richting te horen, al is het met een toestel. Waarom
moet het toestel dan ook nog intelligent
filteren en focussen? Kunnen de mensen dat niet
Release 0.6 Horen en zo Henk Pietersma Datum: 26-03-2013 pagina 12

zelf? De vraag is te kort door de bocht. Ik denk
dat de doelgroep waarvoor aandacht ondersteuning
en ruisonderdrukking noodzakelijk is niet
goed samenvalt met de groep, die geholpen kan
worden met ondersteuning van het richtinghoren,
en met mensen die geholpen zijn met
geluidsversterking. Verder zou ik wel willen
weten waar de grens ligt: wanneer is het
“medisch noodzakelijk” om aandacht ondersteunende
techniek aan te schaffen, in de vorm van
FM systemen en buitengewoon zeer geavanceerde
filters, en wanneer is het wel handig. En
ook is aandacht ondersteuning voor iemand met
een buitengewoon slecht gehoor hetzelfde als
aandacht ondersteuning voor een goed horende
in een rumoerige omgeving?
De eerste alinea van het bericht in Trouw bevat
wat zaken waaraan ik mij stoorde. Dat moet ik
natuurlijk niet doen als in een kort artikel een
prijs voor R&D geschetst wordt. Dit zijn ze:
• Alle slechthorenden worden over één
kam geschoren.
• Goed functionerend gehoor kan onderscheid
maken tussen geluidsbronnen en
daarom focussen. Er wordt à priori
aangenomen dat een hoortoestel dat dus
ook moet kunnen, maar zoiets kan een
slechte taakverdeling zijn tussen mens
en machine.
• Richting-horen “teruggeven” is hoogstens
een graduele verbetering en niet een
hele nieuwe. Wat geschetst wordt als een
nieuwe uitvinding zat twee jaar terug
reeds in een hoortoestel, dus het bestond
al langer dan die twee jaar. Ik ga er maar
vanuit dat ze wat anders hebben uitgevonden.
Vandaar deze studie. Dat was het belletje dat
ging rinkelen.
Nu ik dit schrijf realiseer ik mij dat het voor het
ontwerpen van functionaliteiten als richtinghoren,
lawaai filteren en focussen waarschijnlijk
handig is als die voor één elektronisch prototype
ontwikkeld worden, en dat daarna diversiteit
tot stand komt dank zij het segmenteren van
de markt (al betekent dat waarschijnlijk vooral
duur duurder duurst), en tenslotte door het
aanmeten van toestellen.
gend, dat een probleem in het binnenoor wordt
opgelost door een prothese die de werking van
een goede oorschelp en het verbazingwekkend
vermogen van het gehoorcentrum in de hersenen
vervangt, om toch maar vooral geluid te kunnen
persen door het slecht functionerende binnenoor.
Ik denk dat een oplossing die het binnenoor
geneest of vervangt mogelijk nog veel onderzoek
vergt. Die oplossing moet immers kunnen
concurreren met de prijs, impact, risicoloosheid
en kwaliteit van een hoortoestel. Op mijn verlanglijstje
staat natuurlijk ook dat zo'n oplossing
verfijnd genoeg moet zijn om de richting van
een geluid door te geven en 1 dB verschil te
onderscheiden, en om tonen die 2-3 hertz verschillen
te onderscheiden, voor het hele spectrum
van 20 tot 20 000 hertz. Misschien kan het
als er een soort nano chirurgie mogelijk is,
waarmee je bijvoorbeeld zo'n 30 000 haarcellen
en wie weet hoeveel haartjes kunt herstellen of
vervangen. Een hoortoestel is een voorlopige
oplossing.
Naschrift
Ik vond tenslotte een website waarop de
ontwikkeling wordt geschetst die door Trouw
werd bericht: hearing4all
Daar wordt verteld dat in 2004 het eerste
binaural apparaat was gemaakt. Dit was mogelijk
door Europese research waaraan diverse
universiteiten hebben meegewerkt vanaf medio
jaren negentig. Ze hebben bijvoorbeeld zendontvangers
uitgevonden die zeer weinig energie
nodig hebben, omdat geen slechthorende toestellen
accepteert die met een draad zijn verbonden.
Ze richten zich nu onder anderen op een
project voor iedereen, goed en slecht horenden
met research om beter spraak te kunnen volgen
in een rumoerige omgeving.
Voor veel soorten doofheid blijft het onbevredi-
Release 0.6 Horen en zo Henk Pietersma Datum: 26-03-2013 pagina 13

Bijlage 1 Harmonische trillingen
Afbeelding 1: harmonische golven
die elkaar versterken Groen is blauw + rood
Afbeelding 2: harmonische golven verzwakken: Groen is Blauw + Rood
Afbeelding 3: als slechts de fasen verschillen is het resultaat weer harmonisch
Release 0.6 Horen en zo Henk Pietersma Datum: 26-03-2013 pagina 14

Afbeelding 4: twee maal: grondtoon met zuivere boventonen
Afbeelding 5: Tonen met bijna dezelfde frequentie veroorzaken zwevingen
• x(t): de vordering van de trilling (pascal)
• t: de voortgang van trilling en rotatie
(seconden)
T C
• f: frequentie (Hertz)
• a: amplitude (pascal)
x(t)
ω*t
•
•
ω: hoeksnelheid (radialen per seconde)
φ: fase (radialen)
a
φ
t=0
Tekening 1: harmonische trilling
x(t)=a∗sin (ω∗t−φ) ω=2∗π∗f
Als de hoeksnelheid ω gelijk is aan 1 radiaal per
seconde dan duurt het 2*π seconden voor C één
keer rond is gegaan, en T één keer getrilt heeft.
Met een hoeksnelheid van 2*π radialen per seconden
duurt het één seconde om rond te gaan.
De trilling die daarbij hoort heeft een frequentie
van 1 Hz.
terug naar pagina 2
Release 0.6 Horen en zo Henk Pietersma Datum: 26-03-2013 pagina 15

Bijlage 2 toon en spraak audiogram audiogram
Afbeelding 6: toon en spraak audiogram
Terug naar pagina 1
Release 0.6 Horen en zo Henk Pietersma Datum: 26-03-2013 pagina 16