Trends beim Audio-Streaming für Hörgeräte und Hörgerätekompatibilität für Wireless Phones

Eine zunehmend wichtige Funktion für Hörgeräte und Cochlea-Implantate ist die Möglichkeit, sich direkt und drahtlos mit einer externen Tonquelle zu verbinden. Jahrzehntelang konnte diese direkte drahtlose Verbindung nur durch die Verwendung einer in das Hörgerät eingebauten T-Spule hergestellt werden. T-Spulen koppeln an externe Tonquellen, wie etwa T-Spule-kompatible Telefone oder großflächige Induktionsschleifensysteme, wie sie in einigen Gotteshäusern, Kinos, Besprechungsräumen und anderen Veranstaltungsorten zu finden sind.

In jüngerer Zeit ist Bluetooth für direktes Audio-Streaming zwischen Hörgeräten und anderen Audiogeräten in vielen Hörgeräten verfügbar geworden. Obwohl alle Hörgeräte über integrierte Mikrofone verfügen, um Umgebungsgeräusche zur Verarbeitung und Weiterleitung an unsere Ohren aufzunehmen, wurden weder die T-Spule noch eine Technologie für direktes Bluetooth-Audio-Streaming universell zur Tonübertragung implementiert.

Dieser Artikel bietet eine Momentaufnahme über 10 Jahre der Verfügbarkeit von drahtlosen T-Spule- und Bluetooth-Technologien für Hörgeräteträger. Genauer gesagt zeigt er, wie Bluetooth-Technologien zunehmend in Hörgeräten eingesetzt werden und warum es auch gute Gründe für die Annahme gibt, dass bald eine universellere drahtlose Technologie verfügbar sein wird.

Was sind T-Spulen und was definiert die Hörgerätekompatibilität (HAC)?

T-Spulen sind einfache analoge Eingabegeräte, die aus einem um einen Metallkern gewickelten Draht bestehen. T-Spulen wurden erstmals in den 1940er Jahren entwickelt und fungieren als interne Empfänger, die magnetische Signale aufnehmen.

Bei T-Spulen-fähigen Hörgeräten kann die T-Spule für die Verwendung mit der Funktionseinstellung T-Spule (T-Coil) für wireless hearing ausgewählt werden. Magnetische Signale werden von Telefonen, Induktionsschleifensystemen und Halsschleifen übertragen, die an den Empfänger anderer Übertragungsanlagen oder elektronischer Geräte (z. B. Computer, Tablets usw.) angeschlossen werden können. In Hörgeräten und Cochlea-Implantaten ist die Nutzung der T-Spule eine bewährte Methode zur Bewältigung lauter und halliger akustischer Umgebungen sowie zur Überwindung von Entfernungen zum Lautsprecher oder zur Schallquelle – alles Faktoren, die das Sprachverstehen beeinträchtigen.

Bei Telefonen verlangt die Federal Communications Commission (FCC), dass Telefonhörer mit Hörgeräten und Cochlea-Implantaten kompatibel sind. Anhand technischer Standards wird bestimmt, ob ein Telefonhörer die FCC-Anforderungen zur Hörgerätekompatibilität (HAC) erfüllt, die die Fähigkeit zur T-Spulen-Kopplung einschließen. Die HAC-Anforderungen bestehen, seit der Congress 1988 den Hearing Aid Compatibility Act verabschiedete. Im Laufe der Zeit wurden diese Anforderungen über Festnetztelefone hinaus erweitert und umfassen nun teilweise auch drahtlose Telefone, wie die heutigen Smartphones.

Die T-Spulen-Kopplung ist unabhängig vom Betriebssystem bei allen drahtlosen Telefonen vollständig interoperabel, da T-Spulen eine nicht proprietäre Lösung sind. Jedes Telefon mit T-Spulen-Kopplungsfähigkeit kann mit jedem Hörgerät mit einer T-Spule funktionieren. Und jedes Hörgerät mit einer T-Spule kann mit jedem Telefon mit T-Spulen-Kopplungsfähigkeit funktionieren.

Obwohl die Hörgerät-Kompatibilität zum Synonym für T-Spulen-Kopplung geworden ist, ist der HAC Act technologieagnostisch. Das Gesetz selbst schreibt nicht vor, dass die Mittel zur Herstellung der Kompatibilität zwischen Hörgeräten und Telefonen mithilfe einer T-Spule umgesetzt werden müssen; vielmehr fördert es die Nutzung derzeit verfügbarer Technologie, die zum Zeitpunkt der Verabschiedung des Gesetzes und bis vor Kurzem auf T-Spulen-Kopplung beschränkt war.

Bluetooth Low Energy (LE) für Audio-Streaming in Hörgeräten: MFi und ASHA 

In den letzten zehn Jahren ist die Nutzung von Bluetooth für das direkte Audio-Streaming von Sprachanrufen oder Medien von einem drahtlosen Gerät (z. B. einem Smartphone) zu einem Hörgerät wesentlich verbreiteter geworden. Apple war der erste Hersteller drahtloser Geräte, der direktes Bluetooth-basiertes Audio-Streaming in seinen iOS-Mobiltelefonen über seine Made for iPhone (MFi)-Technologie implementierte.

MFi Hörgeräte können herkömmliche Kopplungsmethoden sowohl mit iOS- als auch mit Android-Telefonen für Sprachanrufe nutzen, entweder akustische Kopplung über das Mikrofon des Hörgeräts oder induktive magnetische Kopplung, wenn das Hörgerät über eine T-Spule verfügt. Aufgrund des proprietären Charakters von MFi kann die MFi-Technologie in Hörgeräten jedoch nur zur Kopplung mit Apple iPhones verwendet werden; sie kann nicht für Bluetooth-Audio-Streaming bei Sprachanrufen mit Android-Geräten genutzt werden.

Das erste iPhone mit Unterstützung für MFi Hörgeräte und die ersten MFi Hörgeräte kamen Ende 2013 auf den Markt. Alle iPhones seit dieser Zeit unterstützen MFi Hörgeräte – und eine wachsende Zahl von Hörgeräten ist MFi-fähig.

2019 führte Google seine Technologie Audio Streaming for Hearing Aids (ASHA) in Telefonen mit dem Betriebssystem Android ein. Wie Apple musste auch die Google-Lösung eine proprietäre Erweiterung nutzen, um die Bluetooth LE-Technologie verwenden zu können. Damit ein Hörgerät für Sprachanrufe sowohl mit iOS- als auch mit Android-Telefonen unter Verwendung von Bluetooth LE-basierter Technologie interoperabel ist, müssen Hersteller beide Lösungen – MFi und ASHA – in ihre Geräte integrieren.

Verbesserung der Hörgerätekompatibilität für Smartphones und andere drahtlose Mobiltelefone

Derzeit arbeitet die Hearing Aid Compatibility (HAC) Task Force, eine Gruppe wichtiger Interessengruppen, daran, der FCC Empfehlungen zur HAC-Konformität für alle drahtlosen Mobiltelefone zu geben.

Die Alliance for Telecommunications Industry Solutions (ATIS) koordiniert diese Initiative im Namen dieser Interessengruppen, darunter:

• die Competitive Carriers Association (CCA),
• die CTIA – The Wireless Industry Association,
• die Hearing Loss Association of America (HLAA),
• die National Association of the Deaf (NAD),
• Telecommunications for the Deaf and Hard of Hearing (TDI) sowie die
• Telecommunications Industry Association (TIA).

Die Task Force sammelt Daten zu aktuellen technischen und Marktbedingungen im Zusammenhang mit drahtlosen Mobiltelefonen sowie zu jüngsten Innovationen in der Technologie zur Verbesserung des Hörvermögens. Ziel ist es, der FCC bis Ende 2022 Empfehlungen vorzulegen, die als Grundlage für zukünftige FCC-Regeln in diesem Bereich dienen könnten. Für die Task Force interessante Daten umfassen:

1. die aktuelle Verfügbarkeit von T-Spulen in Hörgeräten;
2. die aktuelle Verfügbarkeit von Bluetooth-Audio-Streaming (entweder Bluetooth-LE-basierte MFi- und ASHA-Technologien oder Bluetooth Classic-Technologie) in Hörgeräten und
3. wie sich die Verfügbarkeit dieser verschiedenen Methoden im Laufe der Zeit verändert hat.

Nutzung von drahtloser T-Spule, MFi und ASHA in Hörgeräten im Zeitverlauf: HearingTracker-Daten

HearingTracker führt eine Datenbank, die die wichtigsten Hörgerätmarken und ihre Technologiestufen der großen Hersteller umfasst. Diese Daten werden seit 2008 kuratiert und nutzen Informationen aus den Datenblättern der Hörgeräthersteller, um ein Verbrauchertool zum Vergleich ausgewählter Hörgeräte zu erstellen. 

Obwohl die Daten jedes Jahres nicht vollständig sind, deuten die Aufnahmekriterien – basierend auf Marktanteil sowie Einschätzungen von Relevanz und Interesse für Verbraucher – darauf hin, dass sie eine angemessene Stichprobe des Hörgerätemarkts darstellen (Tabelle 1). Die Daten bestehen hauptsächlich aus Hörgeräten im RIC- und BTE-Stil sowie einigen individuellen Bauformen (ITE, ITC, CIC), die zusammen den Großteil der verkauften Hörgerätebauformen ausmachen.

Für die Zwecke der Task Force haben wir Daten aus 10 Jahren von 2012 bis 2021 sowie insgesamt 806 Hörgeräte mit Veröffentlichungsdaten in diesem Zeitraum untersucht.

Bluetooth LE wird in Hörgeräten immer beliebter; T-Spulen weiterhin weit verbreitet

Unter den großen Hörgeräteherstellern und ihren wichtigsten Marken in der HearingTracker-Datenbank hat die Verfügbarkeit von Low-Energy-(LE)-basiertem Bluetooth als Methode zur direkten Audioübertragung für drahtlose Telefongespräche in den vergangenen 9 Jahren seit der Einführung von Apple’s MFi stetig zugenommen (Figure 1).

Mit der Einführung der ASHA-Funktion von Android ist deren Verfügbarkeit in den letzten 3 Jahren schnell gestiegen und wird stets zusammen mit MFi implementiert, was bedeutet, dass auch die Verfügbarkeit von beiden Lösungen in Hörgeräten schnell zugenommen hat. Die Integration einer T-Spule in Hörgeräten ist in den letzten 10 Jahren etwas zurückgegangen.

Eine weitere Bluetooth-Lösung: Bluetooth Classic

Bluetooth-Lösungen in Hörgeräten haben nicht alle Bluetooth LE-proprietäre Erweiterungen für direktes Audio-Streaming mit drahtlosen Telefonen verwendet. Im Jahr 2018 brachte Sonova eine Bluetooth-Lösung in seiner Hörgerätmarke Phonak auf den Markt, die die Classic-Version von Bluetooth nutzt. Classic Bluetooth unterstützt Audio-Streaming, allerdings mit höheren Anforderungen an den Stromverbrauch und einer höheren Audiolatenz im Vergleich zu Bluetooth LE.

Die Verfügbarkeit direkter Audiokopplungsmethoden im Laufe der Zeit

Durch die zusätzliche Berücksichtigung von Hörgeräten in der HearingTracker-Datenbank, die die Bluetooth Classic-Lösung implementieren, können wir untersuchen, wie sich alle direkten Audiokopplungsmethoden, die Verbrauchern für drahtloses Telefonieren zur Verfügung stehen, in dieser Stichprobe im Laufe der Zeit verändert haben (Figure 2).

Hörgeräte mit ausschließlich Mikrofonkopplungsfunktionen (nur Mic) oder Mikrofon- plus T-Spulen-Kopplungsfunktionen (Mic+TCoil) sind zugunsten von Geräten rückläufig, die auch eine Form der Bluetooth-Kopplung umfassen (d. h. MFi, MFi plus ASHA oder Bluetooth Classic). Die Hörgeräte in der Datenbank, die Bluetooth Classic nutzten, unterstützten weder MFi noch ASHA.

In den letzten zwei Jahren (2020 und 2021) verfügten die meisten Hörgeräte in der Datenbank über eine Form der Bluetooth-Kopplungsfunktion. Etwa die Hälfte davon umfasste auch T-Spulen.

Hörgeräte bleiben im Allgemeinen etwa 5 Jahre auf dem Markt. Unter den im Jahr 2021 für Verbraucher verfügbaren Hörgeräten legen die HearingTracker-Daten von 2017 bis 2021 nahe, dass:

1. Etwas mehr als die Hälfte (54 %) der verfügbaren Hörgeräte T-Spulen enthielt und
2. Mehr als drei Viertel (80 %) der verfügbaren Hörgeräte Bluetooth-fähig waren (d. h. entweder MFi, MFi plus ASHA oder Bluetooth Classic).

Von den Hörgeräten, die Bluetooth-fähig waren:

1. Waren fast zwei Drittel (61 %) MFi-fähig;
2. Von den MFi-fähigen Hörgeräten waren etwa ein Drittel (33 %) auch ASHA-fähig, und
3. Weitere 19 % der Hörgeräte waren ausschließlich Bluetooth Classic-fähig.

Verbrauchern steht heute eine Vielzahl von Hörgeräten zur Verfügung, die mehrere Möglichkeiten zur Kopplung mit dem Telefon und anderen Klangquellen bieten, die sie in ihrer Umgebung hören möchten. Eine größere Auswahl bietet mehr Flexibilität und Möglichkeiten, ihre Hörbedürfnisse zu erfüllen. Verfügbarkeit lässt sich nicht zwangsläufig direkt in Verkäufe und Nutzung übertragen. Daher wäre es hilfreich, mehr über diese Bereiche zu verstehen, um ein besseres Gefühl für die Präferenzen der Verbraucher zu bekommen.

Bluetooth SIG: Auf dem Weg zu einer universelleren Lösung für drahtloses Streaming mit Hörgeräten

In naher Zukunft wird erwartet, dass Hersteller von Hörgeräten und Cochlea-Implantaten damit beginnen werden, eine weitere Option für drahtloses Audio-Streaming zu implementieren. Diese neue Bluetooth LE-basierte Technologie namens Bluetooth LE-Audio wird direkte Audio-Streaming-Funktionen zu drahtlosen Telefonen und mehr unterstützen. Die Arbeit an diesem neuen Standard begann 2014 mit einer Absichtserklärung zwischen der European Hearing Instrument Manufacturers Association (EHIMA) und der Bluetooth Special Interest Group (SIG).

Die Bluetooth SIG führte 2020 den Bluetooth LE-Audio-Standard ein und veröffentlichte kürzlich (7. Juni 2022) das Hearing Access Profile (HAP) and Service (HAS). Bluetooth LE-Audio und seine HAP- und HAS-Profile sind nicht proprietäre Lösungen, die von ihren MFi- und ASHA-Vorläufern inspiriert wurden und Interoperabilität mit sowohl iOS- als auch Android-Geräten bieten werden.

Die neue Bluetooth LE-Audio-Lösung wird dieselben Telefonie- und Medienaudio-Funktionen wie Bluetooth Classic bieten und zugleich eine bessere Energieverwaltung, geringere Audiolatenz sowie unter anderem eine Konfiguration erweiterter Einstellungen ermöglichen. LE-Audio ermöglicht außerdem Auracast für Broadcast-Audio, eine weitere Bluetooth-Technologie am Horizont.

Im Laufe der Zeit wird die neue Bluetooth LE-Audio-Lösung für direktes kabelloses Audio-Streaming wahrscheinlich allgegenwärtig werden und universell in Hörgeräten und kabellosen Telefonen sowie in anderen Unterhaltungselektronikgeräten wie Fernsehern, Computern und mehr eingesetzt werden. In den nächsten Jahren können wir uns auf eine weitere Momentaufnahme der Landschaft hinsichtlich der Kopplungsoptionen von Hörgeräten mit kabellosen Telefonen und anderen Tonquellen freuen, während HearingTracker seine Datenbank weiterhin pflegt.

Danksagungen

Abram Bailey, CEO von HearingTracker, stellte der HAC Task Force großzügigerweise die HearingTracker-Daten für diese Analyse zur Verfügung, um die Arbeit der Task Force zu unterstützen. Mitglieder der HAC Task Force sowie Karl Strom, Chefredakteur von HearingTracker, prüften den Text und gaben dem Autor viele hilfreiche Kommentare.