Knochenleitung
Knochenleitung, auch Knochenschall genannt, bezeichnet die Weiterleitung von Schall-Schwingungen bzw. Vibrationen durch den das Gehörorgan umgebenden Schädelknochen unter Umgehung des Mittelohrs. Die Wahrnehmung des „Knochenschalls“ wird wegen des hohen Schallwellenwiderstands des Schädelknochens normalerweise von den als Luftschall übertragenen Signalen überdeckt.
Hintergründe
Schall stellt die Ausbreitung von kleinsten Druck- und damit auch Dichteschwankungen in einem elastischen Medium dar. Trifft Schall aus einem gasförmigen Medium – hier der Luft – auf einen Schädel, so werden dort nicht nur das Trommelfell und in der Folge die Gehörknöchelchen in Schwingung versetzt, sondern ein gewisser Betrag des Luftschalls wird bei entsprechender Intensität in Körperschall umgewandelt und führt zu Schwingungen des gesamten Schädels.[1] In ähnlicher Weise übertragen sich die Vibrationen eines schwingenden festen Körpers (Vibrator), etwa einer Stimmgabel oder Luft-Schallgebers (Kopfhörers). Die Schwingungen können folgende physikalische Wellenformen annehmen:
- Oberflächenwellen an den Grenzflächen zwischen Haut und Schädelweichteilen;
- Biegewellen entlang der Schädelkalotte;
- Translationswellen quer durch das Schädelinnere;
- Verformungsschwingung im Bereich der kräftigeren Knochenstrukturen der Schädelbasis, etwa im Felsenbein.
Die auf das Schläfenbein auftreffenden unterschiedlichen Schwingungsformen überlagern sich in ihren entsprechenden Amplituden und Wellenphasen. Hieraus werden in komplexer Weise „Schalleindrücke“ generiert. Die schwingenden Knochen des Schläfenbeines regen die Luftsäulen im äußeren Gehörgang und in der Paukenhöhle an. Die Gehörknöchelchen-Kette aber auch die Innenohrflüssigkeit führen durch die Schwingungen bedingt zu sogenannten Relativbewegungen dieser Strukturen. Die Verformungsschwingungen im Bereich des Felsenbeines können ihrerseits Verformungen im knöchernen Labyrinth und dadurch zu Auslenkungen im häutigen Labyrinth führen. Somit sind in jeweils unterschiedlicher Weise alle Abschnitte des Hörorgans an der Entstehung des Schalleindrucks aus der Knochenleitung beteiligt.
Klinische Messung
Setzt man einen Luft-Schallgeber (Kopfhörer) direkt auf den Schädel auf, so muss man den Schallpegel um etwa 50 Dezibel erhöhen, um die gleiche Lautstärkeempfindung zu erzielen wie über das Ohr. Für Hörmessungen über Knochenleitung wird ein spezieller Knochenleitungshörer mit genormter Auflagefläche und genormtem Auflagedruck auf den Warzenfortsatz des Schläfenbeins (Knochen direkt hinter der Ohrmuschel) gesetzt und mit einem Kopfbügel festgehalten. Um auf diesem Weg die normale Hörschwelle feststellen zu können, muss der Schwellenkraftpegel der vom Knochenleitungshörer abgegebenen Vibration deutlich höher sein als beim Luftleitungshörer. Das Audiometer wird aber so kalibriert, dass die normale Hörschwelle auch bei Messung mit dem Knochenleitungshörer wieder als Null Dezibel angegeben wird. Wird der Knochenleitungshörer auf der Stirne aufgesetzt, ist zur Erreichung der Hörschwelle ein rund zehn Dezibel höherer Schwellenkraftpegel erforderlich. Wird das über Knochenleitung angeregte Ohr verschlossen (etwa durch Kopfhörer oder Gehörschützer) entsteht ein geschlossenes Luftvolumen im äußeren Gehörgang, was zu einer Erniedrigung des Hörschwellenpegels führt.
Die Knochenleitung ist von medizinischer Relevanz, weil sie im Gegensatz zur Luftleitung das Mittelohr umgeht. Patienten mit Schädigungen des Mittelohres oder des Außenohres können daher über die Knochenleitung Schall normal wahrnehmen, während sie beim Hören über Luftleitung deutliche Defizite zeigen.
Die audiometrische Prüfung der Knochenleitung beim Rinne-Versuch und bei der Tonaudiometrie nutzt dieses zur Differentialdiagnose einer Hörstörung. Bei normalem Hören über Knochenleitung aber verschlechtertem Hören über Luftleitung handelt es sich um eine Schallleitungsschwerhörigkeit, bei gleicher Verschlechterung des Hörens über Luft- und Knochenleitung um eine Innenohrschwerhörigkeit.
Von praktischem Nutzen kann der Knochenschall beziehungsweise die Knochenleitung für Hörbehinderte mit einer Schallleitungsschwerhörigkeit sein. In bestimmten Fällen wird Knochenschall mit einem Knochenleitungshörgerät zur Behebung der Hörstörung genutzt. Dabei wird der Luftschall auf den Schädelknochen übertragen, wobei das Innenohr dann die Schallvibrationen empfangen kann.
Im Alltag ist das Phänomen durch die Gewohnheit von Dirigenten und Chorleitern bekannt, die Stimmgabel auf den Schädel aufzusetzen und so den Kammerton direkt durch den Knochen zu hören. Bei Verwendung von Gehörschutz oder In-Ear-Monitoring führt die Knochenleitung bei bestimmten Musikinstrumenten (Gesang, Blechblasinstrumente) zu einer Klangverfälschung.
Beim Hören der eigenen Stimme wird der subjektive Höreindruck von den durch die Knochen geleiteten Schallanteilen erheblich mitgeprägt. Nach Ausschaltung dieses Knochenschallanteils, zum Beispiel bei der akustischen Wiedergabe der eigenen Stimme von einem Magnetband oder einem anderen Tonträger, bemerkt man deutlich die gehörte Veränderung.
Siehe auch
Weblinks
- Luftschall und Knochenschall ( vom 17. Mai 2013 im Internet Archive)
- Warum klingt die eigene Stimme eigentlich so verändert wenn man sie von einer Aufnahme hört?
Einzelnachweise
- ↑ G. Böhme; K. Welzl-Müller: Audiometrie. Hörprüfung im Erwachsenen- und Kindesalter. Hans Huber, Bern / Göttingen / Toronto / Seattle 1993, ISBN 3-456-82296-0, S. 40 f.
