Von Martin Schaarschmidt (Cochlear) / Fotos: privat/Cochlear
»EIN ENORMER PIONIERGEIST, DER VON HANNOVER AUS WEHTE«
Das Cochlea-Implantat war mehr als 40 Jahre lang Gegenstand seiner Arbeit, und es beschäftigt Ernst von Wallenberg auch heute noch. In den 80er-Jahren gehörte er zur Forschungsgruppe von Professor Erwin Hochmair und Professorin Ingeborg Hochmair-Desoyer, die an der Technischen Universität Wien eigene Implantatlösungen entwickelten. Auch die damalige Vermarktung des Vienna Implantats über die Firma 3M hat er mit betreut, ehe er Ende der 80er zu Cochlear wechselte – in das damals dreiköpfige Team der Cochlear-Europa-Zentrale in Basel. Für Cochlear war Ernst von Wallenberg fortan maßgeblich an der Etablierung der CI-Therapie in Europa beteiligt. Wir trafen ihn zum Interview*.
Herr von Wallenberg, Sie haben in den 70er-Jahren Elektrotechnik studiert, kamen bereits während des Studiums zum Thema Hören und schließlich zum Cochlea-Implantat. Wie hat sich das genau entwickelt?
Nach dem Vordiplom meines Elektrotechnikstudiums in München wechselte ich für das Hauptdiplom nach Aachen. Ich hatte mich auf biomedizinische Technik spezialisiert. Ein prägendes Erlebnis war ein Praktikum am Max-Planck-Institut für Verhaltensphysiologie in Seewiesen. Dieses Institut leitete Professor Konrad Lorenz, bekannt durch Bücher wie »Das sogenannte Böse« und durch seine Forschung zum Verhalten von Graugänsen. Ich kam jedoch in eine andere Abteilung – in die von Professor Franz Huber. Dort ging es nicht um Graugänse, sondern um die Kommunikation von Grillen bzw. um deren akustisches System. Grillen haben unterschiedliche Gesänge. Man unterscheidet einen Lock-, einen Werbe- und einen Rivalengesang. Der Lockgesang gilt immer nur der eigenen Grillenart. Es gibt Gryllus bimaculatus, Gryllus campestris und andere. Anders als bei Hunden locken Grillen immer nur ihre Art an. Sie haben sehr feine Hörorgane, mit denen sie die Gesänge der verschiedenen Grillenarten unterscheiden können. Die zentrale Frage war, wie das funktioniert. Man wollte mehr über das Nervensystem der Grille erfahren, und dazu brauchte man reproduzierbare Schallaufnahmen. Meine Aufgabe als Praktikant war es also, die Grillengesänge aufzunehmen und die Mitschnitte zu katalogisieren, damit sie der Forschung zur Verfügung standen.
Und das hat Sie für das Thema Hören begeistert?
Das Interesse begann nicht allein durch die Arbeit mit den Grillen. Im Institut gab es immer wieder Vorträge von anderen Abteilungen. Dort beschäftigte man sich mit der Schallortung bei Fledermäusen oder mit der Kommunikation von Vögeln. Nach dem Praktikum wollte ich weiter in der Hörforschung arbeiten. Deshalb bewarb ich mich um ein DAAD-Stipendium. Ich wollte nach Wien gehen, um in der damaligen Cochlea-Implantat-Forschungsgruppe von Professor Erwin Hochmair und Professorin Ingeborg Hochmair-Desoyer mitzuarbeiten. Das wurde mir bewilligt und so kam ich 1982 zur CI-Forschung nach Wien.
Die Gruppe forschte damals schon mehrere Jahre zum Thema CI. Soweit ich weiß, hatten sie bereits Ende der 1970er-Jahre einen ersten Implantationsversuch mit einem Mehrkanal-CI unternommen?
Ja, dieses vom Professorenteam Hochmair entwickelte Mehrkanal-CI war vor meiner Zeit in Wien von Professor Kurt Burian implantiert worden. Nach meiner Kenntnis konnte der Patient damit hören, aber keine Sprache ohne Lippenablesen verstehen. Man wusste damals noch nicht genug über die Sprachcodierung. Und man sagte sich nach diesem Versuch: »Back to the basics!« Das Professorenteam Hochmair entwickelte dann sowohl ein extracochleäres als auch ein intracochleäres Einkanalimplantat. Die Arbeitsgruppe konzentrierte sich sehr erfolgreich auf das Einkanalsystem, um das »elektrische Hören« besser zu verstehen, und fand mit dieser Forschung international große Anerkennung.
Ein Einkanal-CI gab es damals auch schon von William F. House. Es wurde zahlreichen Patienten implantiert. Inwieweit wurde die Lösung der Wiener Gruppe ebenfalls implantiert?
Die einkanalige Lösung der Wiener Gruppe wurde auch von der Firma 3M produziert, die ebenfalls das House-Implantat herstellte und vermarktete. 3M führte daher neben dem 3M-House-Implantat ab Mitte der 1980er-Jahre das sogenannte 3M-Vienna-Implantat. Mit der einkanaligen intracochleären Lösung der Wiener CI-Forschungsgruppe konnten manche Patienten ein offenes Sprachverständnis erreichen, was für viele Forscher eine Überraschung war. Es wurde im Prinzip ein von einem Mikrofonsignal abgeleitetes, amplitudenkomprimiertes Analogsignal aufgearbeitet und als elektrisches Stimulationssignal verwendet. Von den vier implantierten intracochleären Elektroden wurde immer nur eine aktiviert.
Woran genau haben Sie mitgearbeitet?
Es ging vor allem um Grundlagenforschung. Wir haben zahlreiche psychophysische Tests durchgeführt wie zum Beispiel Lautheitsskalierungen, Tonhöhenskalierungen, Tests zum Lückenhören und zur Unterscheidung von Tönen. Wir wollten herausfinden, in welchen Bereichen die Patienten Unterschiede in der Lautheit oder in der Tonhöhe oder in zeitlichen Abfolgen wahrnehmen können. Wie erfolgt die Analyse der Signale im Gehirn? Welche unterschiedlichen Tonhöhen werden bei bestimmten elektrischen Stimulationssignalen wahrgenommen? An diese Fragestellungen gingen wir mit dem Verständnis des Physikers bzw. des Elektrotechnikers. Mich hat dieses Forschungsgebiet sehr beeindruckt und es war dann auch die Basis für meine Doktorarbeit. Diese beschäftigte sich mit der Frage, wie man ausgehend vom Einkanal- ein Mehrkanalsystem entwickeln könnte. Genauer gesagt: Wie kann man die simultane Stimulation auf mehreren Kanälen so durchführen, dass es kein Übersprechen gibt?
Könnten Sie das bitte etwas erläutern?
Die gleichzeitige Stimulation mehrerer Kanäle ist eine Herausforderung, die bis heute nicht befriedigend gelöst ist. Beim natürlichen Hören erreichen die Schallimpulse die Flüssigkeit in der Hörschnecke; dort werden sie von 3.500 inneren und 12.000 äußeren Haarzellen selektiv aufgenommen und die dort erzeugten Nervenimpulse werden über die Hörnervenfasern weiterverarbeitet. Beim CI hingegen gibt es eine überschaubare Zahl an Elektroden – im Allgemeinen werden zwischen 12 und 22 Elektroden in die Cochlea implantiert. Wenn man mehrere Elektroden gleichzeitig aktiviert, kommt es durch die elektrisch leitfähige Lymphflüssigkeit in der Cochlea zu einer starken Überlappung und Vermischung der von den einzelnen Elektroden ausgesendeten Signale. Es werden dann größere Bereiche der Nervenfasern in der Cochlea elektrisch stimuliert, als es wünschenswert wäre. Daher wird bis zum heutigen Tage bei den meisten kommerziell verfügbaren Implantaten immer nur ein Kanal nach dem anderen in schneller Abfolge aktiviert. Durch die geeignete Phasenlage der Stimulationssignale lässt sich dieses Übersprechen jedoch reduzieren, und ein derartiges Verfahren habe ich damals entwickelt.
Neben Ihrer Forschungstätigkeit an der Universität hatten Sie damals noch andere Aufgaben.
Ab 1986 war ich für gut zwei Jahre zugleich als Consulting Engineer für 3M im klinisch-technischen Bereich tätig. Ich habe 3M bei der Markteinführung des Vienna-Implantats unterstützt. Wenn beispielsweise in den Niederlanden ein solches Implantat eingesetzt wurde, habe ich gemeinsam mit der implantierenden Klinik die erste Anpassung des Sprachprozessors vor Ort vorgenommen.
3M ist ein riesiger, weltweit agierender Technologiekonzern, der nicht nur in der Medizin, sondern auch in vielen anderen Branchen aktiv ist, etwa in der Automobil- und der Luftfahrtindustrie. Aus der Hörtechnik jedoch zog man sich Ende der 80er vollständig zurück.
Das stimmt. In den 80er-Jahren hatten sie verschiedene Geräte zur Hörverbesserung im Portfolio. Neben dem Einkanal-CI von House und dem Wiener Implantat von der Hochmair-Gruppe gehörte auch ein Achtkanalhörgerät, das 3M Memory Mate, das seiner Zeit weit voraus war, dazu. Doch Ende der 80er-Jahre entschied sich 3M, aus dem Hörgeräte- und Cochlea-Implantat-Bereich auszusteigen. Ich selbst hatte damals eigentlich gehofft, bei 3M als Mitarbeiter anfangen zu können, denn ich wollte nicht an der Uni bleiben. Aber als ich mit meiner Doktorarbeit fertig war, wurde deutlich, das 3M kein großes Interesse hatte, den CI-Bereich weiterzuverfolgen. Ich fragte auch Herrn und Frau Professor Hochmair, die mir jedoch ebenfalls keine Hoffnung auf einen Job außerhalb der Universität machen konnten, denn deren kommerzielle Firma MED-EL gab es noch nicht. Und schließlich bekam ich ein Angebot von Cochlear. Ich verließ die Uni und fing im Oktober 1988 bei der Cochlear AG in Basel an, wo ich sehr schnell ein Team aufbauen konnte.
Was wurde aus dem Audiologiesegment von 3M?
Das verkaufte 3M im Jahr 1989 an Cochlear. Aus Sicht von 3M war das eine sinnvolle Entscheidung, denn sie wollten dieses Feld nicht räumen und anschließend den Ruf haben, sie hätten die bereits implantierten Patienten im Stich gelassen. Das waren insbesondere mehr als 1.000 Patienten mit dem 3M-House-Implantat, denn diese mussten ja weiter betreut und mit Ersatzteilen versorgt werden. Ein Großteil dieser Patienten wurde später mit dem Nucleus-Cochlear-Implantat versorgt. Für die Patienten war das ein Vorteil, weil sich ihr Sprachverständnis deutlich verbesserte.
In den 80ern wurde auch in der Ost-Berliner Charité ein Implantat entwickelt. Stimmt es, dass es da eine Verbindung zu Herrn und Frau Professor Hochmair gab?
Vielleicht stand man in Kontakt. Es war ein Einkanalimplantat, das sie in Ost-Berlin noch vor der Wende selbst entwickelt hatten. Federführend war Dr. Wagner. Das Problem bei diesem Implantat war, dass sie es nicht hermetisch versiegeln konnten, weil sie auch nicht die geeigneten Materialien hatten, die es im Westen gab. In den 80ern gab es noch zahlreiche andere Ansätze. Einer davon war die Gruppe von Professor Banfai in Düren, der das Implantat der Firma Hortmann verwendete. Dann Professor Chouard mit dem Mehrkanalimplantat von Bertin Technologies. Und ein englisches Einkanalimplantat, das vor allem eine Hilfe beim Lippenlesen war. Dann ein Implantat von Hruby und Tichy in Prag. Alle diese Lösungen waren extracochleär. Bei Chouard waren es einzelne Drähte, die man von außen an die Cochlea platzierte.
Und Professor Graeme Clark?
Professor Clark hatte ja ganz ähnlich wie die Wiener Gruppe an der Universität Melbourne einen CI-Prototyp entwickelt. 1978 wurde sein Mehrkanal-CI erstmals implantiert, sein Patient Rod Saunders erlangte dadurch tatsächlich ein offenes Sprachverstehen und Clarks CI-Lösung wurde ab Anfang der 80er durch Cochlear serienmäßig hergestellt. Der springende Punkt bei Graeme Clark war, mit einer Mehrkanalelektrode in die Cochlea einzudringen. Auch beim Implantat von Banfai und Hortmann zum Beispiel waren die Elektroden ja von außen an die Cochlea angebracht. Es ist ein entscheidender Verdienst von Professor Graeme Clark und ab 1984 auch von Professor Lehnhardt, den Mut aufgebracht zu haben, die Elektrode in die Cochlea zu platzieren.
Warum war das so mutig?
Weil in der damaligen Ohrchirurgie galt, dass man das Innenohr bzw. das Innere der Cochlea niemals anrühren darf. Das führte dann zu all den extracochleären Lösungen. Auch 3M setzte deshalb beim Wiener Implantat auf extracochleär. Das Professorenteam Hochmair selbst hatte ja schon ein intracochleäres Einkanalsystem entwickelt. Aber 3M blieb konservativ. Und der große Erfolg des Cochlear-Nucleus-Implantats bestand darin, dass die Pioniere sich trauten, eine lange Elektrode mit 22 Kanälen in die Cochlea einzuführen. Zumindest bei Erwachsenen war das gleich ein großer Erfolg. Als die Gruppe um Professor Ernst Lehnhardt dann ab 1988 in Hannover auch Kinder implantierte, hagelte es anfangs sehr viel Kritik.
Woran entzündete sich diese Kritik?
Häufigste Indikation für die CI-Versorgung von Kindern war anfangs eine Ertaubung nach Meningitis. Das betraf damals über 50 Prozent der versorgten Kinder. Inzwischen gibt es ja erfolgreiche Impfungen und der Anteil der Meningitispatienten ist verschwindend gering. Damals jedoch beschäftigte die Kritiker vor allem Folgendes: Es gibt seltene Fälle, bei denen die Hörfähigkeit nach einer Ertaubung durch Meningitis wieder zurückkehrt. Also fragte man: »Wie kann man nur nach einer Meningitis eine intracochleäre Elektrode setzen? Da geht das Restgehör größtenteils auch noch verloren …« Diesen Kritikpunkt gab es allerdings nur bei den Kindern. Als Lösung für spät ertaubte Erwachsene war das CI unter Fachleuten sehr bald akzeptiert, da man die Taubheit bei ihnen sicher diagnostizieren kann.
Professor Battmer erzählte im Interview, dass er Anfang der 80er von Professor Lehnhardt ebenfalls nach Wien geschickt wurde, um zu prüfen, ob das Implantat der Wiener Arbeitsgruppe eine Lösung sein könnte.
Vermutlich war das vor meiner Zeit dort. Ich kam erst im November 1982 nach Wien. Aber ich erinnere mich an einen späteren Besuch von ihm. Es muss ungefähr 1986 gewesen sein. Damals schrieb ich gerade an meiner Dissertation. Herr und Frau Professor Hochmair waren noch in Wien aktiv, bauten aber schon ihre Gruppe und ihr Institut in Innsbruck auf. Dort wurde die CI-Forschungsgruppe unter der Leitung der Professoren Hochmair im Institut für Angewandte Physik neu eingerichtet. Daher liefen Wien und Innsbruck eine Zeit parallel. Professor Battmer kam nach Innsbruck und brachte eine Patientin mit, die mit dem Nucleus-CI versorgt war. Wir machten vergleichende Tests mit der mit Nucleus versorgten Patientin und Patienten mit dem Wiener Implantat. Wir untersuchten, inwieweit bei Sprachtests Konsonanten oder Vokale vertauscht wurden. Wir haben auch psychophysische Tests zum Beispiel zur Tonhöhenwahrnehmung gemacht. Diese interessanten Untersuchungen waren der Beginn unserer langjährigen Zusammenarbeit.
Vom ersten Besuch Anfang der 80er berichtet er, dass ihn die Lösung der Wiener nicht überzeugte. Er hätte damals schon bestimmte Erwartungen an ein CI gehabt – etwa, dass man es am Computer programmiert. Aber in Wien hätten sie die Einstellung nur mit Schraubenzieher gemacht.
In der Tat wurde die Einstellung zwar durch einen Computer gesteuert, aber am Sprachprozessor selbst wurde sie mit einem Schraubenzieher vorgenommen. Ein Problem der ersten im Labor Anfang der 80er-Jahre gebauten Geräte war auch die Dichtigkeit der aus Epoxidharz hergestellten Implantate. Das Material begrenzte die Lebensdauer der Implantate. Erst mit der Einführung hermetisch dichter Gehäuse wurde die Lebensdauer der Implantate wesentlich erhöht
Wie sah es diesbezüglich mit den Implantaten von Cochlear aus?
Cochlear verwendete schon seit 1982 aus Titan hergestellte, hermetisch versiegelte Implantate. Man nutzte hier das Know-how aus der Herzschrittmachertechnik, über das die Schwesterfirma Telectronics verfügte. Als ich dort 1988 anfing, hat mich tief beeindruckt, wie man mit den Ausfällen, die auch mit dieser Technik vereinzelt auftraten, umging. Wenn ein Implantatdefekt auftrat, wurde das explantierte Gerät geröntgt und die Fehlerursache sehr genau untersucht, dokumentiert und dann auch der Klinik mitgeteilt. Denn man lernt aus den Fehlern, und im Dialog mit den Anwendern kann man als Hersteller die Qualität der Implantate kontinuierlich verbessern. Die offene Kommunikation über Ausfallraten und Ausfallursachen war eine Philosophie, die Cochlear auszeichnete. Bereits Anfang der 90er-Jahre hat Cochlear die Zuverlässigkeitsdaten und Ausfallraten von verschiedenen Implantaten veröffentlicht**. Dadurch wurde bei den Kliniken und den Implantatträgern Vertrauen in diese neue Technologie geschaffen. Und dies war einer der Gründe für den frühen nachhaltigen Erfolg von Cochlear.
Teil 2 unseres Interviews mit Dr. Ernst von Wallenberg folgt in unserer Aprilausgabe.
*Es wird darauf hingewiesen, dass es sich bei diesem Interview um persönliche Äußerungen Dr. Ernst von Wallenbergs handelt. Er war langjähriger Mitarbeiter der Firma Cochlear, hat dieses Interview jedoch nicht im Auftrag von Cochlear geführt und spricht daher auch nicht für das Unternehmen.
** von Wallenberg, E., Brinch, J., Money, D. K., West, R., and Avunduk, K.: Comparative reliability of cochlear implants. Adv Otorhinolaryngol. 1993, 48; 79–84; von Wallenberg, E., Brinch, J. M.: Cochlear implant reliability. Ann Otol Rhinol Laryngol Suppl. 1995, 166; 441–443.