„Hearing instruments – where are you going?“

Wie in der »Hörakustik« 12/98 berichtet, veranstaltete SIEMENS Audiologische Technik (S.A.T.) im Vorfeld des Kongresses am 7. Oktober in Köln ein internationales Symposion. Hierbei gaben Koryphäen verschiedenster Disziplinen und Nationalitäten in Annäherung an die Frage unseres Titels Statements ab, die wir nachfolgend für unsere Leser zur Diskussion stellen möchten. Wir danken S.A.T. für die freundlich eingeräumten Rechte.

„Zukünftige Entwicklungen bei Hörgeräten“

Professor Martti Sorri, Director of Centre for Health and Technology, University of Oulu, Finnland

Recht häufig werden „Hörgeräte“ von Medizinern und Firmenrepräsentanten als die alleinige Lösung für Schwerhörige angesehen, doch gibt es eine breitere Gruppe von Technologien, die dem in seinem Hören beeinträchtigten Menschen helfen können die „Hörhilfen“. Zukünftige Entwicklungen dieser Technologien dürfen nicht nur die Schwerhörigkeit in Betracht ziehen, sondern auch die Behinderung.

Das bedeutet, dass sich die Entwicklung der Hörhilfen nicht nur auf das Verstehen der Sprache konzentrieren darf, sondern auch andere ästhetische Erfahrungen wie das Hören von Musik oder die Freude an den Geräuschen der Natur berücksichtigen muss. Obwohl in den letzten Jahren grosse technologische Fortschritte gemacht wurden, gibt es noch immer Einschränkungen in der Qualität des Hörens, die mit den heutigen Hörgeräten überwunden werden können. Zukünftig müssen Anstrengungen unternommen werden, um einige der Grundprobleme des schwerhörigen Menschen weiter zu beseitigen, was besonders für ältere Patienten mit ihren typischen Problemen gilt.

Einige dieser Probleme von Schwerhörigen, die mehr Aufmerksamkeit erfordern, sind z.B.

• der Ausgleich der Schwerhörigkeit im Hochfrequenz-Bereich oder
• verbesserte Hilfe für die Patienten mit einer Einschränkung der Frequenz-Selektivität,
• der zeitlichen Auflösung,
• der Vorwärts- und Rückwärts-Maskierung oder
• der Maskierung niedriger Frequenzen gegenüber den hohen.

Weitere Forschungsarbeit ist noch zu leisten auf dem Gebiet der Psychoakustik sowie in Bereichen wie der Aufnahmefähigkeit von verschiedenen Sprachen und sogar von verschiedenen Sprechern. Auch die Aufgabe, Hintergrundgeräusche entsprechend zu behandeln ist noch nicht vollkommen gelöst.

Hierbei handelt es sich um Themen, die sowohl grundsätzliche wissenschaftliche Forschung wie auch neue Entwicklungen in der Technologie der Hörgeräte verlangen. Es gibt andere Bereiche, bei denen die Zusammenarbeit mit anderen Industriezweigen wie z.B. der Telekommunikation zur Lösung der Probleme beitragen könnte. Auch die potentiellen Benutzer neuer Hörhilfen sollten in den Entwicklungsprozess einbezogen werden. Die neuen Geräte sollten für den Endbenutzer so automatisch wie möglich sein, und die Programmierungs-Möglichkeiten sollten für den Personenkreis, der Hörgeräte anpasst so offen wie möglich sein.

„Implantate: Der Weg der Zukunft?“

Professor Claude-Henri Chouard, Hopital Saint-Antoine AP-HP, Paris, Frankreich

Für viele mag es wie die perfekte Lösung klingen – ein vollständig verstecktes, voll implantierbares Hörgerät. Diese Technologie ist jedoch noch sehr jung, und wie bei vielen neuen Technologien gibt es auch hier einige wichtige Fragen, die beantwortet werden müssen, bevor daraus eine ernstzunehmende Alternative für die Standard-Hörgeräte entsteht. Abgesehen von dem kosmetischen Vorzug gibt es keine wirklichen Vorteile der Implantate. Die Kosmetik ist natürlich für manche Patienten ein wichtiger Gesichtspunkt, doch muss auch die Frage nach den Risiken gestellt werden. Darüber hinaus ist es wichtig festzustellen, dass die heutigen Implantate nicht vollständig implantiert werden, da noch immer ein externer Stimulator benötigt wird.

Mit jedem chirurgischen Eingriff und mit jeder Anästhesie sind bestimmte Risiken verbunden. Dazu gehört die Gefahr, dass die Operation misslingt, was im Falle eines Hörgeräte-Implantats völlige Taubheit gegenüber der vorher bestehenden Schwerhörigkeit bedeuten könnte.

Hinzu kommen Probleme infolge einer technischen Weiterentwicklung und der Veränderung des Hörverlustes. Mit den Standardausführungen der Hörgeräte ist es recht leicht, auf neue Technologien überzugehen oder Veränderungen des Hörverlustes der Patienten auszugleichen, indem man einfach ein neues Hörgerät benutzt. Mit Implantaten ist das nicht so einfach.

Derzeit sind Implantate nur bei vollständiger oder nahezu vollständiger Taubheit indiziert. Standard-Hörgeräte werden für einen leichten bis mittleren Hörverlust empfohlen. Die Qualität der Implantate könnte sich jedoch in Zukunft verbessern, was auch einen Einfluss auf deren Indikation haben würde. Einige sofort mögliche Änderungen sind z.B. die Erhöhung der Energie von BAHA, die Verbesserung der Schallsignal-Verarbeitung von piezo- oder magneto-ossikularen Prothesen, die Verbesserung der Schallsignal-Erfassung und die Rausch-Unterdrückung bei Cochlea-Implantaten.

Auf lange Sicht können implantierte Mikrofone und sichere und wiederaufladbare Batterien mit langer Lebensdauer zu einer Verbesserung der implantierbaren Hörgeräte beitragen, doch wirklicher Erfolg erfordert die Zusammenarbeit verschiedener Fachgebiete, um die jeweiligen Fähigkeiten und Spezialkenntnisse zu vereinigen.

„Jeder soll sehen, wie gut man wieder hören kann“

Pfarrer Siegfried Karg, Präsident des Schwerhörigen-Vereins Winterthur, Schweiz

Als Präsident des Schwerhörigen-Vereins Winterthur kämpfe ich für die Rechte schwerhörender Menschen und setze mich vehement dafür ein, dass Schwerhörigkeit in der Öffentlichkeit als „normale“ Behinderung anerkannt wird wie Kurzsichtigkeit oder Weitsichtigkeit. Ich halte deshalb die Strategie der Hörgeräte-Industrie, immer „unsichtbarere“ Hörgeräte zu produzieren, langfristig für falsch, auch wenn solche Geräte gegenwärtig noch vom Markt „verlangt“ werden. Ich bin kein Prophet, bin aber der dezidierten Meinung, dass die Forschungs- und Entwicklungs-Gelder, die in CIC-Hörgeräte investiert werden, langfristig Fehlinvestitionen sind. Das HdO-Hörgerät sollte als Schmuckstück und Modeaccessoire aufgebaut werden, das man mit Stolz tragen kann und nicht „verstecken“ muss.

Ein gewisses Umdenken seitens der Hörgeräte-Industrie stelle ich zu meiner Freude bereits bei einigen Herstellern fest. Im „Ohr-Buch“ der gastgebenden Firma über die digitalen Hörgeräte Prisma ist mir positiv die folgende Formulierung aufgefallen: „Ich will gut aussehen! Und jeder soll sehen, wie gut ich wieder hören kann.“ Diese Werbestrategie geht meines Erachtens in die richtige Richtung.

„Gestaltung des Marktes für die Zukunft: wachsende Nachfrage der Kunden“

Dr. Sergei Kochkin, Director of Market Developement & Market Research at Knowles Electronics, LLC. Itasca, Illinois, U.S.A.

Frost & Sullivan haben kürzlich im Forschungsbericht Global Audiology Devices Market (Mountain View, California: 1997) vorhergesagt, dass der Weltmarkt für Hörgeräte zwischen 1998 und 2003 eine jährliche Gesamt-Wachstumsrate von nur 4,5 % erreichen wird. Diese Zahl ist überraschend, da die Marktdurchdringung in den entwickelten Ländern heute nur etwa 20 % beträgt (noch weniger in den Schwellenländern) und der Altersanteil der Bevölkerung von über 60-jährigen mit dem 2.5-fachen der Weltbevölkerung zunimmt. Warum diese niedrige Umsatz-Vorhersage?

Ich glaube, dass es eine Reihe historischer Faktoren gibt, die das Wachstum des Marktes behindern. In neuerer Zeit sind jedoch bestimmte Ereignisse eingetreten oder werden mit hoher Wahrscheinlichkeit eintreten, die zu einer stärkeren Markt-Durchdringung führen werden. Die bessere Erschliessung des Marktes verspricht überdurchschnittliche Wachstums-Möglichkeiten, wie sie auch schon in der Vergangenheit auf dem Hörgeräte-Sektor sporadisch aufgetreten sind (z.B. Präsident Reagan’s Outing als Schwerhöriger).

Es gibt bestimmte, das Wachstum fördernde Faktoren, die bei richtiger Handhabung zu einer bleibenden 2-stelligen Wachstumsrate führen können. Dazu gehören unter anderem: Zufriedenheit mit Hörgeräten, Endpreise und wahrgenommener Nutzen der Hörgeräte, wirksame Marketing- Kommunikation, Ent-Stigmatisierung und optische Wirkung, Akzeptanz der Hörgeräte durch Ärzte, Können und Wissen der Hörgeräte-Akustiker und Leistungsfähigkeit der Hörgeräte.

Kundenzufriedenheit

Mit durchschnittlicher Technologie wird nur eine Zufriedenheitsrate von 64 % erreicht (neuere Hörgeräte). Es ist empirisch nachgewiesen, dass man mit weiterentwickelter Technologie in der Lage ist, 80 – 90 % Kundenzufriedenheit zu erzielen.

Endverkaufspreis und empfundener Wert

Nur etwa die Hälfte der derzeitigen Hörgerätebenutzer ist der Meinung, daas Hörgeräte einen guten Gegenwert darstellen. Es ist empirisch nachgewiesen, dass ein Zusammenhang zwischen Preis und Kundenzufriedenheit besteht, wenn man den vom Kunden pro Prozentpunkt, um den seine Hörbehinderung verringert wird, ausgegebenen Geldbetrag zugrundelegt.

Fast ein Drittel der Gruppe der Schwerhörigen auf dem U.S.-Markt kann sich kein Hörgerät leisten. Zur Befriedigung der Bedürfnisse dieser Gruppe kommen neue Mitbewerber auf den U.S.-Markt, um diese „unbetreute“ Kundengruppe mit alternativen Angeboten zu bedienen. Dies könnte zu einer explosionsartigen Zunahme der Niedrigpreis-Hörgeräte und auf lange Sicht zu neuen Kunden für die traditionellen Anbieter der auf die Kundenbelange abgestimmten Hörgeräte führen.

Leistungsfähigkeit der Hörgeräte

Der Schlüssel zum Wachstum ist die grossartige Technologie, mit der die Sprachverständlichkeit verbessert und der Hörkomfort in lautem Umfeld erhöht wird. Es ist empirisch nachgewiesen, dass die neuere Technologie dazu offensichtlich in der Lage ist.

Eine Optimierung der Kunden-Zufriedenheit und des Nutzens von Hörgeräten ist nur mit einer beidohrigen Hörgeräte-Versorgung (binaural) möglich.

Effektives Marketing

Es wird geschätzt, dass die heutige Werbung in den U.S.A. nur in 6 von 100 Fällen zu einer Zunahme der Verkaufszahlen führt. Im Bereich der Marketing-Kommunikation sollte der Versuch unternommen werden, sich von Produkt-Features wie „Unsichtbarkeit des Hörgeräts“ wegzubewegen und mehr auf Problemlösungen zu setzen.

Stigma und Kosmetik

Das Stigma der Schwerhörigkeit ist ein Problem, das wahrscheinlich nicht so schnell zu beseitigen ist. Um das Wachstum des Hörgeräte-Marktes zu fördern, gibt es für die Industrie bestimmte Erfordernisse wie:

• CICs (Completely In the Canal Gehörgangsgeräte) zu erheblich niedrigerem Preis (liegt bei 1‘500 US$)
• Berühmtheiten der „Baby Boomer“-Generation sind notwendig.
• Persönliche Im-Ohr – Kommunikationssysteme könnten in Zukunft den Unterschied zwischen Hörgeräten und miniaturisierten elektronischen Geräten verwischen.

Akzeptanz der Hörgeräte durch die Ärzte

Für die schwerhörige Person ist die Empfehlung des Arztes eine der stärksten Anregungen für die Annahme eines Hörgeräts. Generell ist der Arzt der „Türöffner“ für den Patienten. Leider gibt es keinen finanziellen Anreiz für Ärzte, um Hörgeräte zu empfehlen. Auch ist die Meinung der Ärzte z.T. geprägt durch die in der Vergangenheit geringe Zufriedenheitsrate der Hörgeräte-Träger, ganz abgesehen von dem damit verbundenen Stigma. Dazu kommt, dass Allgemeinpraktiker keine Ausbildung in Bezug auf Schwerhörigkeit und Hörgeräte haben und ihren Patienten in vielen Fällen keine korrekten Informationen geben können. Schlüsselfaktoren für die Verbesserung der Situation sind Ausbildung, Anreiz und gute Kundenzufriedenheit. Die einzige Erfahrung, die der typische Hausarzt mit Hörgeräten und der Verbesserung der Hörfähigkeit hat besteht in dem, was seine Patienten ihm erzählen.

Fähigkeiten des Hörgeräte-Akustikers

Hörgeräte bester Technologie nutzen nichts, wenn sie schlecht angepasst sind und wenn der Patient nur wenig oder gar keine Beratung erhält. Würde eine Software nach den Massstäben künstlicher Intelligenz bei der Anpassung verschriebener Hörgeräte helfen?

Welcher Zusammenhang besteht zwischen der für den Kunden aufgewendeten Zeit und der Kundenzufriedenheit? Können wir Anpassungsfehler mit dreidimensionalen digitalen Modellen des Gehörganges verringern?

„Wie Hochtechnologie die Anwendung der Prinzipien der Natur ermöglicht“

Dipl.-Ing. Herbert Wolf, Vice-President R&D, SIEMENS Audiologische Technik, Erlangen, Deutschland

Im Laufe des letzten Jahrzehnts erlebte die Hörgeräte-Industrie enorme technologische Veränderungen:

Bis 1988 waren fast alle Hörgeräte mit analogen Schaltkreisen ausgestattet und verwendeten bipolare Standardverstärker mit konventionellen elektro-mechanischen Trimmern. Diese Technologie begrenzte in erheblichem Maße die Flexibilität bei der Anpassung von Hörgeräten und liess nur wenig Spielraum für Unterschiede in den Leistungsmerkmalen der verschiedenen Geräte.

Etwa 1988 wurden die ersten digital programmierbaren Hörgeräte – auf der Basis anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreise (ASIC´s) – eingeführt und boten wesentlich mehr Flexibilität und eine exakte individuelle Kompensation der Schwerhörigkeit sowie einen erhöhten Nutzen für den Kunden durch z.B. Systeme mit mehreren Hörprogrammen und Mehrkanal-Signalverarbeitung.

Im Jahre 1996 wurden die ersten digitalen Hörgeräte eingeführt. Damit eröffneten sich neue Dimensionen und Möglichkeiten zur Verbesserung der Signalverarbeitungs-Algorithmen. Durch die Analyse der empfangenen Signale wurde eine Unterscheidung zwischen Sprache und Hintergrund-Geräuschen sowie die Anpassung der Geräte an die jeweilige individuelle Situation möglich. Darüber hinaus erlaubte es die Miniaturisierung, diese Features selbst in kleinste Hörgeräte, die vollständig im Gehörgang verborgen sind, einzubauen.

Diese Verbesserungen wurden möglich durch die Nutzung der Mainstream – CMOS-Prozesse. Deren Entwicklung wurde – und wird – dynamisch vorangetrieben durch die Computer-Industrie, die zu immer kleineren Strukturen fortschreitet, wodurch wiederum die Notwendigkeit für niedrigere Versorgungs-Spannungen entsteht. Sowohl die kleinen Strukturen wie auch die niedrigen Versorgungs-Spannungen treffen exakt auf die Anforderungen zu, die die Hörgeräte-Industrie stellt. Das Ergebnis daraus ist, dass durch die Miniaturisierung in nur einem Jahrzehnt die Anzahl der Transistorfunktionen um den Faktor 150 gesteigert werden konnte.

Dies ist gleichbedeutend mit einer rapide ansteigenden Rechenleistung, wodurch die potentielle Möglichkeit geschaffen ist, den Nutzen des Hörgeräts für den Patienten erheblich zu erhöhen. Voraussetzung für das Erreichen dieses Ziels ist es jedoch, dass uns die audiologische Forschung und die Signalverarbeitungs-Algorithmen Mittel und Wege aufweisen, wie diese Rechenleistung zu nutzen ist. Ein Mittel und Weg könnte das Lernen von der Natur und die Anwendung ihrer Lösungen auf unsere Probleme sein. Die damit befasste Wissenschaft wird Bionik genannt, eine Bezeichnung, die sich aus den Worten Bio-logie und Tech-nik zusammensetzt.

Neuronale Netze bilden das Prinzip des Gehirns nach

In gleicher Weise, wie Wissenschaftler die Bio-nik bei der Entwicklung von Flugzeugen und Unterseebooten nutzen könnten zukünftig auch für die Informationstechnik bei Hörgeräten die Prinzipien der Natur herangezogen und die Ergebnisse der Neurowissenschaft genutzt werden:

Das Gehirn besteht aus einer unglaublich hohen Zahl von Neuronen oder Nervenzellen mit enorm vielen Zwischenverbindungen untereinander. Es wird geschätzt, dass sich in der Grosshirn-Rinde des Menschen etwa 10 Billionen Neuronen und 60 Trillionen Synapsen, d.h. Verbindungen miteinander zum Zwecke des Signalaustauschs, befinden müssen (Shepherd und Koch, 1990). Die Leistungsfähigkeit eines solchen neuronalen Netzwerkes hängt nicht so sehr von der Komplexität der Zellen als vielmehr von ihrer enormen Anzahl von Verbindungen untereinander ab. Struktur und Qualität dieser Verbindungen resultieren aus dem menschlichen Lernprozess, der in den ersten beiden Lebensjahren nach der Geburt am intensivsten ist. Es ist offensichtlich, dass das menschliche Gehirn in vielerlei Hinsicht einem Computer überlegen ist, was insbesondere für die Fähigkeit der Mustererkennung gilt. Selbst ein kleines Baby kann unterschiedliche Gesichter und Objekte schneller und besser erkennen als ein Computer.

Künstliche neuronale Netzwerke bilden einen riesigen parallel geschalteten Prozessor, der eine natürliche Fähigkeit zur Speicherung erfahrener Erkenntnisse und deren Bereitstellung zur Weiterverwendung besitzt. Sie sind dem Gehirn in zweierlei Hinsicht vergleichbar (Aleksander and Morton, 1990):

1. Erkenntnisse werden von dem Netzwerk durch einen Lernprozess gewonnen.
2. Interneuronale Verbindungsfaktoren, die als synaptische Gewichtung bezeichnet werden, dienen zur Speicherung der Erkenntnisse.

Obwohl noch ein weiter Weg vor uns liegt, auf dem noch viele Herausforderungen warten, bietet das künstliche neuronale Netzwerk eine gute Möglichkeit, den Nutzen von Hörgeräten wesentlich zu verbessern, z.B. durch:

• Befähigung des Hörgeräts, verschiedene Hörsituationen zu erkennen und die Signalverarbeitung des Gerätes entsprechend zu verändern.
• Verwendung individueller Lernmaterialien statt eindeutig festgelegter Standardregeln.
• Optimierung des Hörgerätes für die individuellen Bedürfnisse und Wünsche des schwerhörigen Patienten in einer direkten und experimentellen Weise.

Ausblick

Zusätzlich zu den bisher behandelten Verfahren der Signalverarbeitung ermöglichen derzeitige und zukünftige Entwicklungen:

• eine deutliche Verbesserung des räumlichen und direktionalen Hörens durch Mikrofon-Arrays oder durch „beamforming“-Algorithmen, die bezüglich ihrer Richtungsorientierung dem Hörvermögen gesunder Personen noch überlegen sind;
• höhere Verstärkung bei kleineren Geräten, die einen besseren kosmetischen Effekt erzielen und damit die Akzeptanz von Hörhilfen verbessern helfen;
• einen besseren natürlichen Klang von angenehmer Lautstärke.

Es gibt noch viel Raum für Verbesserungen, doch hat die erste Generation der digitalen Hörsysteme bereits eine erhebliche Steigerung des Nutzens der Hörhilfe für die Patienten gebracht. Persönlich glaube ich, dass z.B. die Umsatzsteigerung in den USA von 22 % innerhalb der letzten 3 Jahre (davon 9 % alleine im letzten Jahr) zu einem hohen Grad auf die verbesserte Leistungsfähigkeit der Hörgeräte zurückzuführen ist!

Autor: Hörakustik