» Отоларингология • Кохлеарная имплантация
КОХЛЕАРНАЯ ИМПЛАНТАЦИЯ
Принцип действия кохлеарных имплантатов
ЛОР - Отоларингология - Оtolaryngology.ru – 2007
Кохлеарные имплантаты работают по принципу применения тонотопической организации базилярной мембраны.
Тонотопическая организация заключается в том, что более низкие частоты проникают глубже и вызывают резонансные колебания частей мембраны, более близких к ее основанию, а более высокие частоты обладают меньшей проникающей способностью и вызывают резонанс более дальних частей мембраны, ближе к овальному окну. Колебания волосковых клеток улитки, расположенных на мембране, вызывают образование электрических сигналов, которые возбуждают соответствующие волокна слухового нерва. При этом каждое волокно слухового нерва передает в мозг свою часть информации о звуках окружающего мира — свой диапазон частот.
У больных с нейросенсорной тугоухостью обычно отмечается уменьшение количества волосковых клеток ввиду генетической мутации или повреждения их во время некоторых заболеваний, например, менингита. Кроме того, эти клетки могут повреждаться ввиду воздействия некоторых токсичных веществ, например, определенных лекарственных средств, либо просто под влиянием сильных звуков.
Принцип действия кохлеарных имплантатов заключается в том, что они обходят поврежденные волосковые клетки и непосредственно воздействуют на волокна слухового нерва, используя для этого электрические импульсы. Тем самым происходит как бы имитация работы волосковых клеток, и мозг может воспринимать звуки.
Звук, который воспринимает микрофон, проходит обработку, преобразовываясь в электрические сигналы. Характеристика этих сигналов зависит от частоты, амплитуды, его силы и так далее. Стимуляция электродов происходит по особым сложным алгоритмам, так как если бы этот процесс шел беспорядочно, это могло бы привести к повреждению как самих электродов, так и слухового нерва. Для разделения звуков на частоты применяется «стратегия Фурье». Данный алгоритм учитывает входную силу и мощность звуков разной частоты, число задействованных электродов и другие факторы.
Существуют и другие алгоритмы, которые применяются для лучшего распознавания гласных звуков, для чего в процессоре применяются определенные программные паттерны.
Для передачи преобразованного электрического сигнала с микрофона на процессор, подключенный к нерву, используется радиопередатчик. Это сделано для того, чтобы уменьшить возможность инфицирования при установке проводов и других передающих элементов.
Преобразованные речевым процессором сигналы и переданные с помощью передатчика воспринимаются радиоприемником. Этот элемент имплантата помещается в толщу кости позади уха.
Электродная матрица. Этот элемент имплантата сделан из силиконовой основы, а сами электроды – из платины или другого подобного высокопроводящего материала. Улитка проходит вокруг слухового нерва. При воздействии на матрицу электрических сигналов, образуется электрическое поле, которое воздействует в свою очередь на слуховой нерв.
Речевой процессор – это компонент кохлеарного имплантата, который преобразует звуки из микрофона в электронные сигналы, далее поступающие в приемник. В процессоре запрограммирован алгоритм кодирования сигнала, который разрабатывается врачом-аудиологом. Сигналы из речевого процессора по радио поступает в приемник, откуда дальше они идут на матрицу электродов, расположенную в улитке.
Существует два типа речевых процессоров. Наиболее популярный тип – это тот, который устанавливается позади ушной раковины ("behind-the-ear" или BTE). Это небольшой процессор, который обычно вместе с микрофоном носится сзади уха. Этот тип процессора применяется у большинства взрослых и детей старшего возраста.
Другой тип процессора – тот, который носится на теле. Обычно он применяется у маленьких детей, так как процессор типа BTE (позадиушной) для них бывает великоват. Такой тип процессора прикрепляется к телу, и от него идет провод к микрофону.
Программирование речевого процессора
Кохлеарный имплантат программируется индивидуально для каждого больного. Этот процесс выполняется врачом-аудилогом. Врач подает на электроды минимальный и максимальный по уровню сигналы, для того, чтобы выяснить пороговые значения для каждого больного. Кроме того, он выбирает те или иные методы программирования и работы речевого процессора.
ЛЕЧЕНИЕ ЛОР ЗАБОЛЕВАНИЙ в ИЗРАИЛЕ
КОХЛЕАРНАЯ ИМПЛАНТАЦИЯ в ГЕРМАНИИ
ЛЕЧЕНИЕ ЛОР ЗАБОЛЕВАНИЙ в МОСКВЕ - ЛОР врач Миракян Рубен Гарегинович