Geschichte der Hörgeräte – Vom Verstärkerrohr zum Hightech-Gerät

Die Zeit voranschreitet und der technologische Fortschritt marschiert im Gleichschritt mit. Die Geschichte des Hörgerätes reicht Hunderte von Jahren zurück. Hörgeräte und andere assistive Hörhilfen haben seit den ersten rudimentären Versuchen zur Verbesserung des Hörvermögens einen langen Weg zurückgelegt. Die Hörgerätetechnologie entwickelt sich in einem schnellen Tempo weiter und ist dennoch weit davon entfernt, perfekt zu sein.

19. bis 20. Jahrhundert: Die ersten elektronischen Hörgeräte

Die Erfindung des Telefons in Verbindung mit der praktischen Anwendung von Elektrizität im 19. Jahrhundert hatte enorme Auswirkungen auf die Entwicklung von Hörgeräten und anderen assistiven Hörhilfen. Menschen mit Hörverlust stellten schnell fest, dass sie ein Gespräch besser durch den an das Ohr gehaltenen Telefonhörer hören konnten als persönlich. Thomas Edison sah jedoch Verbesserungspotenzial. 1870 erfand er einen Kohlenstoff-Sender für das Telefon, der das elektrische Signal verstärkte und den Dezibelpegel um etwa 15 Dezibel (dB) erhöhte.

Obwohl normalerweise eine Verstärkung von etwa 30 dB erforderlich ist, damit hörgeschädigte Personen besser hören können, ebnete die Erfindung des Kohlenstoff-Verstärker den Weg für eine Technologie, die schließlich für Kohlenstoff-Hörgeräte verwendet werden würde. Carbon-Hörgeräte waren zwar aufgrund ihres begrenzten Frequenzbereichs und ihrer Neigung, einen kratzigen Klang zu erzeugen, nicht ideal, sie wurden jedoch von 1902 bis zur nächsten technologischen Welle eingesetzt: Vakuumröhren-Hörgeräte.

Deutsche Entwicklungen durch Siemens

Etwa jedes dritte Hörgerät, das heute weltweit verkauft wird, ist von Sivantos (ehemals Siemens). Doch dieser Erfolg musste hart erarbeitet werden, denn ein guter Name und ein weitverzweigtes Händlernetz bedeuten nicht zwangsläufig guten Absatz. In vielen Ländern sind Akustiker verpflichtet, Schwerhörigen Hörgeräte unterschiedlicher Hersteller zur Auswahl zu stellen. Nach einigen Tagen Probehören entscheidet dann der Kunde, mit welchem Produkt er besser hört und sich wohler fühlt.

Bereits Firmengründer Werner von Siemens kümmerte sich um Menschen mit Hörproblemen. Im Jahr 1878 konstruierte er für sie einen Telefonhörer mit besonders intensiver Verstärkung. Ab 1910 gab es dann richtige Hörgeräte von Siemens, die auch den Umgebungsschall verstärkten – zunächst nur für Werksangehörige und deren Familien.

1913 kam ein überarbeitetes Modell unter dem Namen Phonophor in den freien Verkauf, bestehend aus Batterie, Mikrophon und Hörer – teils elegant verpackt als Handtäschchen oder Köfferchen. Seit 1914 lieferte Siemens Phonophore mit einem eigens erfundenen Kleinhörer aus. Dieser Ohrsprecher genannte Einsteckhörer war nicht nur unauffälliger, sondern er saß auch näher am Trommelfell, konnte den Schalldruck also besser zur Wirkung bringen. Der Ohrsprecher war eine der ersten Siemens-Erfindungen speziell für Hörgeräte.

1924 gelang dank eines Kohlemikrofon-Verstärkers eine Schallverstärkung um maximal 46 dB. Die Abkürzung dB steht für Dezibel, ein logarithmisches Maß, das in der Technik gebräuchlich ist, aber leicht in die Irre führt. Eine Zunahme um jeweils 3 dB bedeutet eine Verdoppelung des Schalldrucks. Zum Vergleich: Die Hand hinterm Ohr verstärkt um etwa 10 dB, das Hörrohr, mit dem sich der Komponist Beethoven begnügen musste, um 25 dB. Moderne Hörgeräte können die Klangintensität um bis zu 80 dB anheben. Damit kann man auch fast taube Menschen wieder aktiv ins Leben integrieren.

Stets versuchten die Hörgerätebauer, neueste Technologien zu nutzen. Ende der 1920er Jahre waren es Röhrenverstärker mit verbessertem Klang – und einigem Gewicht. Erst in den 50er Jahren gab es Miniröhren, die das Gerät fast auf Zigarettenschachtelgröße schrumpfen ließen. Dann kam die Transistortechnik, und die Hörgeräte waren nur noch so klein wie ein Pillendöschen. Auch diese Geräte hießen bei Siemens noch Phonophore.

1921-1952: Vakuumröhrentechnologie

Ab den 1920er Jahren konnten Hörgeräte mit Vakuumröhren den Schallpegel um bis zu 70 dB erhöhen. Das Problem war die Größe. Zu Beginn waren die Geräte sehr groß, etwa so groß wie ein Aktenschrank. Sie waren daher nicht tragbar. Bis 1924 schrumpfte die Größe der Vakuumröhren-Hörgeräte so stark, dass alle Komponenten in eine kleine Holzkiste passten, mit einem Empfänger, den der Benutzer am Ohr halten musste. Trotz der Verbesserungen waren sie immer noch schwer, sperrig, auffällig und verstärkten willkürlich alle Klänge, nicht nur die Geräusche, die der Benutzer hören wollte.

Die technischen Verbesserungen erreichten 1938 ihren Höhepunkt, als Aurex die ersten wirklich tragbaren Hörgeräte vorstellte, die aus einem Ohrstück, einem Draht und einem Empfänger bestanden, die an der Kleidung des Benutzers befestigt werden konnten. Leider erforderte dieses Modell die Verwendung eines Akkus, der am Bein des Benutzers befestigt war.

Dank der während des Zweiten Weltkriegs entwickelten Technologie wurden in den späten 1940er Jahren schließlich Hörgeräte mit Leiterplatten und Knopfzellen hergestellt, so dass Batterien, Verstärker und Mikrofon zu einer tragbaren Einheit im Taschenformat kombiniert werden konnten. Die Tascheneinheit war aus kosmetischer Sicht trotzdem wenig attraktiv.

Trotz der technologischen Fortschritte wartete die Welt immer noch auf kleine, einteilige Hörgeräte, die vollständig ins Ohr passen und wirklich diskret getragen werden können. Zum Glück mussten sie nicht lange warten.

Mitte des 20. Jahrhunderts: Transistortechnologie

Die Umstellung auf kleinere, diskretere Hörgeräte begann 1948, als das Unternehmen Bell Telephone Laboratories den Transistor erfand. Ein Transistor ist ein Schalter, der die Bewegung von Elektronen und damit die Elektrizität steuert. Transistoren können den Stromfluss starten und stoppen sowie die Menge des Stroms steuern, wodurch mehrere Einstellungen in einem Gerät möglich sind. Norman Krim, ein Ingenieur bei Raytheon, dem Erfinder der Sub-Miniatur-Vakuumröhrentechnologie, sah Potenzial in der Anwendung von Transistoren in Hörgeräten.

Bis 1952 konnte Krim Junction-Transistoren für Hörgeräteunternehmen herstellen. Durch die Transistortechnologie konnten Hörgeräte nicht nur kleiner gemacht werden, sie konnten auch vollständig im oder hinter dem Ohr getragen werden. Die neuen Hörgeräte waren so beliebt und erfolgreich, dass allein im Jahr 1953 über 200.000 Transistor-Hörgeräte verkauft wurden, die den Verkauf von Vakuumröhren-Hörgeräten weit übertrafen.

Otarion Electronics erfand Ende der fünfziger Jahre eines der ersten Hörgeräte, das fast vollständig im Ohr getragen werden konnten. Der Otarion-Hörer war in Brillengläser eingebettet. Diese „Hörbrille“ und Varianten der Technologie wurden bald von anderen Unternehmen wie Beltone und Sonotone vorgestellt.

Hörgeräte mit Elektrotechnik

Elektronik im Ohr. Ab den 60er Jahren wanderte die Elektronik in die unmittelbare Nähe des Gehörs. Zunächst in Form von Hörbrillen, doch dann gelang Siemens die Fertigung von Hinter-dem-Ohr-Hörgeräten, die die gesamte Elektronik enthielten und sich hinter die Ohrmuschel schmiegten.

Die heutigen Im-Ohr-Geräte können sogar komplett im Gehörgang verschwinden. Sie sind im Alltag praktisch unsichtbar – ein wichtiges Kaufargument. Hinter-dem-Ohr- und Im-Ohr-Hörgeräte haben beide bis heute ihre Anhänger. Lediglich bei schwerst hörgeschädigten Menschen stoßen Im-Ohr-Hörgeräte noch immer an gewisse Grenzen. Da Mikrofon und Schallgeber nur wenige Millimeter voneinander getrennt sind, besteht bei zu großer Verstärkung die Gefahr von Rückkoppelungen.

Fast drei Jahrzehnte lang mussten sich die Ingenieure mit mehr oder weniger kleinen Verbesserungen begnügen, denn mehr als vier Transistoren und einige Spulen sowie Kondensatoren konnte man in die Geräte nicht einbauen. Ein neues Zeitalter begann 1996, als das erste volldigitale Hörgerät auf den Markt kam.

Ende des 20. Jahrhunderts: Analog zu Digital

Schließlich entwickelten die Hersteller von Hörgeräten die Fähigkeit, Transistoren aus Silizium herzustellen, wodurch die Hörgeräte noch weiter schrumpfen konnten. Die moderne Hörgerätetechnologie, die wir von heute kennen, wurde in den 1960ern von Zenith Radio eingeführt. Bei diesen Hörgeräten wanderte das Mikrofon in das Ohr und wurde über ein kleines Kabel mit einer Verstärker- und Batterieeinheit verbunden, die am Ohr befestigt war. Diese Technologie blieb bis in die 1980er Jahre weitgehend unverändert, bis digitale Signalverarbeitungschips für Hörgeräte erfunden wurden. Die ersten Hörgeräte, das diese Technologie einsetzten, waren Hybrid-Digital-Analog-Modelle (digitale Schaltkreise, die einen analogen Kompressionsverstärker steuern). Erst 1996 wurde das erste vollständig digitale Hörgerätemodell vorgestellt.

Das erste digitale Hörgerät

Ein digitales Hörgerät verstärkt den Klang nicht nur, es berechnet ihn neu. Meist kann ein Schwerhöriger zunächst die hohen Töne nicht mehr wahrnehmen. Sprache und Musik wirken deshalb dumpf und sind bei fortgeschrittener Schädigung am Ende völlig unverständlich. Ein digitales Hörgerät verstärkt die betroffenen Frequenzbänder ganz gezielt.

1982 wurde an der City University von New York das erste vollständig digitale Hörgerät vorgestellt. Das Gerät enthielt einen digitalen Array-Prozessor und einen Minicomputer. Dieser bestand aus einem Transmitter und -empfänger. Der Sender am Körper war über ein Kabel mit dem Ohrmikrofon und dem Empfänger verbunden. Obwohl dies ein großer Durchbruch bei der Herstellung von Digitalgeräten war, gab es immer noch einige Probleme. Eines dieser Hauptprobleme war, dass das Hörgerät zwar funktionierte, aber extrem schwer war und sich kaum bewegen ließ.

Das erste kommerzielle digitale Hörgerät wurde 1987 von der Nicolet Corporation entwickelt. Das Hörgerät enthielt einen am Körper getragenen Prozessor, der mit einem am Ohr montierten Schallkopf fest verbunden war. Obwohl das Hörgerät der Nicolet Corporation kommerziell nicht erfolgreich war und das Unternehmen kurz darauf Insolvenz anmelden musste, hat es zu einem Wettbewerb um das „effektivste“ Hörgerät zwischen verschiedenen Unternehmen geführt. Nur zwei Jahre später, 1989, wurde das erste digitale hinter dem Ohr Hörgerät vorgestellt.

Neben der Nicolet Corporation bereicherte das Unternehmen Bell Laboratories die Entwicklung und den technischen Fortschritt. Es stellte ein hybrides Digital-Analog-Hörgerät vor. Dieses Hörgerät verwendete digitale Schaltungen, um einen Zweikanal-Kompressionsverstärker zu betreiben. Obwohl die Forschungen zu diesem Hörgerät erfolgreich waren, zog sich AT&T, die Muttergesellschaft von Bell Laboratories, aus dem Hörgeräte-Markt zurück und verkaufte ihre Rechte 1987 an die Resound Corporation. Als das Hörgerät auf den Markt gebracht wurde, war es sofort erfolgreich. Diese Entwicklung hat dazu beigetragen, die Welt der Hörgeräte grundlegend zu verändern.

Der nächste große Meilenstein war die Vorstellung eines vollständig digitalen und leicht benutzbaren Hörgeräts. Die Oticon Company entwickelte 1995 das erste digitale Hörgerät, das jedoch nur an audiologische Forschungszentren zur Erforschung der digitalen Technologie im Bereich der akustischen Verstärkung verteilt wurde. Das Senso war das erste kommerziell erfolgreiche, vollständig digitale Hörgerät und wurde 1996 von Widex entwickelt. Nach dem Erfolg des Senso begann Oticon mit der Vermarktung des eigenen Hörgeräts, dem DigiFocus.

Foto: © oticon.com

Auch das deutsche Unternehmen Siemens forschte an digitalen Hörgeräten. Beim Spitzenmodell Triano lieferten drei Mikrofone den Daten-Input. Mit dem Hörgerät konnten störende Nebengeräusche herausgerechnet und dank der Richtmikrofontechnologie Gesprächspartner aus einer Menschentraube akustisch „herausgepickt“ werden. Die verwendeten Signalprozessoren verfügten mit einigen Millionen Schaltfunktionen pro Sekunde über eine beachtliche Rechenleistung.

Allerdings war die Digitaltechnik eine echte Herausforderung für die Ingenieure, denn Spannung und Kapazität der Batterien sind vorgegeben. Auch eine frische Hörgerätebatterie liefert nicht mehr als 1,6 V, während des Betriebs sogar oft nur 0,9 V. Standardbauelemente benötigten damals aber 3 bis 4 V. Hörgeräte Chips hingegen mussten schon mit 0,9 V funktionieren. Nur wenige Firmen konnten solche Siliziumscheiben herstellen. Doch die Benutzer waren begeistert. Ähnlich wie beim Equalizer einer Stereoanlage kann der Akustiker die Verstärkung des Hörgeräts nun über die gesamte Tonleiter exakt auf das Schädigungsprofil des Benutzers anpassen.

Hörgeräte mit Funktechnik

Wenn Hörgeräte funken. Und schon sind weitere Verbesserungen in Sicht. Mikrofone werden in absehbarer Zeit nicht mehr externe Bauteile sein, sondern in den Chip integriert. Das spart Platz und verbessert die Klangqualität. Auch soll der Bedienkomfort weiter steigen. So müssen bislang die Nutzer von zwei Hörgeräten beim Wechsel der Lautstärke oder der Programme beide Geräte von Hand umstellen. Doch zwei Geräte sind nach Meinung von Ärzten und Akustikern notwendig: Nur durch die Stereoversorgung kann das Gehirn wieder richtig hören lernen.

In Zukunft sollen die beiden Hörhilfen daher komfortabel über Funkimpulse miteinander „reden“ können. Dieses Zusammenwachsen von Hörgerät und Funktechnik stellt eine neue Herausforderung dar. Denn die Ingenieure müssen Antenne und Funkelektronik noch zusätzlich zu allen vorhandenen Komponenten mit ins Hörgerät zwängen.

Doch die Anstrengung lohnt sich, weil die drahtlose Kommunikation auch als Verbindung zu anderen Geräten nützlich wäre. So könnten Hörgeräte zum Headset für Handys werden und eine Chance eröffnen, ihr Image weg von der Medizin hin zum Lifestyle zu wandeln. Vielleicht würden dann auch Hörprobleme nicht länger verdrängt. Denn anders als bei Brillen oder Kontaktlinsen gelten Hörgeräte immer noch als Makel. Bislang dauert es im Schnitt 10 bis 15 Jahre, bis sich jemand mit Hörproblemen überwindet, zum Akustiker zu gehen.

Das individuelle Hörgerät – vom Laser hergestellt

Inzwischen können Hörgeräte dank immer kleinerer Elektronikbausteine unsichtbar im Ohr verschwinden. Das individuell geformte Gehäuse eines solchen Winzlings wird heute am Computer berechnet und von einem Laser gefertigt. Der Vorteil dieses neuen Verfahrens liegt in der besseren Passform und dem größeren Tragekomfort. Wenn das Gerät mit optimiertem Gehäuse nur 1 mm schmaler ausfällt als früher, verschwindet es gleich mehrere Millimeter tiefer im Gehörgang.

Foto: © Siemens

Siemens entwickelte dazu mit Partnern eine neue Fertigungsmethode. Zunächst macht der Audiologe oder Akustiker einen Abguss des Hörkanals, dann wird dieser von einem Laser exakt vermessen und die Daten in ein CAD-Programm geschrieben. Ein Techniker verfeinert diesen Grobentwurf. Dazu kann er das Modell am Bildschirm um alle Achsen drehen und in den virtuellen Hörkanal einpassen. Nachdem die Lage der Chips bestimmt ist und die Lüftungskanäle optimal verlaufen, tritt der kräftige Brennlaser in Aktion. Zehntelmillimeter für Zehntelmillimeter sintert er die Hohlform aus einem Nylonpulver. Der Vorgang dauert vier Stunden, dann sind allerdings auch auf einen Schlag die Gehäuse für bis zu 200 Hörgeräte fertig.

21. Jahrhundert: Hightech und neue Horizonte

Ab dem Jahr 2000 konnten Hörgeräte programmiert werden, was die individuelle Anpassung an Benutzer und die Feinabstimmung erleichterte. Ab 2005 machten digitale Hörgeräte etwa 80 Prozent des Marktes für Hörgeräte aus. Moderne Hörgeräte können von einem Hörgeräteakustiker genau abgestimmt und an die individuellen Hörbedürfnisse angepasst werden. Sie können sich an unterschiedliche Hörumgebungen anpassen und mit anderen High-Tech-Geräten wie Computern, Fernsehern und Telefonen verbunden werden. Funktionen wie Telefonspulen, Bluetooth und UKW-Konnektivität ermöglichen die Kompatibilität mit anderen elektronischen Geräten.

Ja, wir sind weit von den Tagen der Ohrtrompeten entfernt und Hörgeräte entwickeln sich extrem schnell mit dem technologischen Fortschritt weiter. Auf dem Markt befinden sich heute Produkte mit wiederaufladbaren Hörgerätebatterien. Viele Hörgeräte sind „intelligent“ und passen sich den verschiedenen Hörsituationen automatisch an, ohne dass der Benutzer eingreifen muss. Seit mehreren Jahren sind auch langlebige Hörgeräte, die mehrere Wochen in den Gehörgängen des Trägers bleiben können, erhältlich. Sicherlich werden Hörgeräte in der Zukunft immer mehr an Leistung und Komfort haben, während ihre Größe weiter abnimmt.

Meilensteine der Hörgerätegeschichte im Überblick

1. 1812 fertigt Johann Nepomuk Mälzel mehrere Hörröhren für Ludwig van Beethoven an.
2. 1878 entwickelt Werner von Siemens einen Telefonhörer speziell für Schwerhörige.
3. 1901 meldet der amerikanische Ingenieur Miller Hutchinson ein Patent für ein Hörgerät mit dem Namen „Acousticon“ an. Die englische Königin Alexandra trägt das Gerät.
4. 1920 werden Röhren-Hörgeräte vorgestellt, die eine getrennte Verstärkung verschiedener Frequenzbereiche ermöglichen. Es sind Standgeräte, die sich nicht mobil einsetzen lassen.
5. 1952 wird ein Taschen-Hörgerät von der Firma Sonotone Corporation vorgestellt, das auf der Transistortechnologie basiert. Das Gerät hat die Größe einer Zigarettenschachtel und lässt sich mobil einsetzen.
6. 1966 entwickelt die Siemens Audiologische Technik das weltweit erste Im-Ohr-Hörgerät mit dem Namen „Siretta 339“.
7. 1982 stellt die City University von New York das erste vollständig digitale Hörgerät vor (nicht kommerziell).
8. 1987 wird das erste programmierbare (analoge) Hörgerät vorgestellt, bei dem Nutzer für unterschiedliche Hörsituationen unterschiedliche Programme einstellen können.
9. 1996 stellt die Firma Widex das erste volldigitale Im-Ohr-Hörgerät mit dem Namen „Senso“ vor.
10. 2004 stellt Siemens erstmals Funk-Hörgeräte vor, ein Binaurales Hörsystem, das den Effekt des beidseitigen Hörens nachempfindet.
11. 2005 werden erste Hörhilfen mit Bluetooth-Technologie vorgestellt, mit denen es möglich ist Telefonate über ein Hörgerät zu führen.
12. 2011 stellt Siemens mit dem Modell „Aquaris, das weltweit erste wasserdichte digitale Gerät vor.
13. 2013 stellt die Firma Resound eine Smartphone App vor, mit der sich Hörgeräte steuern und einstellen lassen. Die App ersetzt dabei zum Teil die Arbeit eines Hörgeräteakustiker.
14. 2014 präsentiert die Firma Resound ein Hörgerät, welches sich direkt mit dem iPhone, iPad und iPod verbinden lässt.

Bildquellen:
nih.gov
researchgate.net
siemens.com