当前位置:首页>>技术园地>>人工耳蜗>>人工耳蜗基础

人工耳蜗基础知识简介


发布日期:2010-10-22

    人工耳蜗技术是目前世界上最为成功的神经修复术,已帮助全球超过120,000位病人不同程度的恢复了听力。在这些病人中,有一半是儿童。他们正通过植入人工耳蜗培养正常的言语能力。生物医学工程师在设计,集成和评估整个人工耳蜗系统的工作中起到了至关重要的作用。同时,人工耳蜗也凝结着生理学家,心理学家,医生,教育工作者和企业家的心血。
定义
    人工耳蜗(cochlear implant)又称电子耳蜗,是一种特殊的声-电转换装置,经手术植入体内,模拟人体耳蜗功能,将环境中的声音信号转换为电信号,并将电信号传入患者耳蜗,刺激耳蜗残存的听神经,从而产生听觉。
    所有的人工耳蜗都包括两部分:一是通过手术装入耳内的接收器/体内处理器和一个电极序列;另一部分是患者随身携带的耳外部分,包括言语处理器、麦克风、导线及发射线圈。
    麦克风:从环境中拾取声音,并通过连接导线传送到言语处理器。
    言语处理器:分为体佩式和耳背式两种,功能是将声音编码,转换成电信号,有两种编码策略,模拟策略(SAS)和脉冲策略(MPS、CIS、SPEAK、ACE、”N of M”)。
    发射线圈:接受言语处理器处理过的信号,与体内接收器通过磁铁耦合。
    接收器/体内处理器:接受从外部装置传入的讯息,并将解码后的讯息传送到电极序列。
    电极序列:经手术植入耳蜗内的部分,其数量,材料形状,大小以及在电极序列上的间隔距离,因产品的不同而不同。现代人工耳蜗都会对电极序列做预弯处理。
发展史
    1957:D’journo and Eyries首先报道将电刺激应用于聋人
    1961:House实施第一例单导人工耳蜗植入手术,包含一个金电极序列,通过耳道和圆窗放入鼓阶。
    1984:3M/House单导人工耳蜗首先获得FDA认证。
    1984:澳大利亚Cochlear 人工耳蜗公司介绍首款多导人工耳蜗设备,并获DA认证。
  
系统架构

    简而言之,人工耳蜗就是要通过安全的电刺激恢复病人的听力。下图给出典型的现代人工耳蜗的系统构架。带有耳钩和电池盒(2)的耳背式处理器(1)用麦克风拾取声音信号,通过A/D转换,将处理编码后的声音信号转换为射频信号,通过头件(3)传输射频信号给体内的接收线圈。头件通过磁铁吸附皮下的植入体内的接收线圈(4)。一个密闭的刺激芯片(5),接收该射频信号,将其解码,转换成电信号,通过导线(6)传送到耳蜗,在导线末端的一系列电极(7)刺激听觉神经(8)。这些听觉神经与中枢神经系统相连,电脉冲在那里被解读为声音信号。
  
功能模块

    所有的现代人工耳蜗系统都包括以下结构的功能模块(如下图)。外装置,也被称为言语处理器,包括一个DSP(数字信号处理器),一个功率放大器和一个射频发射器。DSP是人工耳蜗系统的“大脑“,它接收声信号,提取其特征,编码并通过射频传输。DSP有专门的存储空间,负责存储病人特定信息的“maps”。“maps”和其他的处理器相关参数都可以通过PC机的调试程序来保存或修改。
    内装置,包含射频接收器和一个密封的刺激器。由于内装置没有电池,刺激器必须首先由射频信号供电,然后再将接收到的射频信号解码转换为电流供给电极。电流大小及电流发送到哪个电极都由解码的信息决定。所有的现代电子耳蜗系统都附加了反馈回路,可以测试植入体的电学参数及监测听神经的活动,并将这些数据送回外装置。
  
适用范围

   (1)儿童:
    1) 双耳重度—极度感音神经性聋(在1000Hz以上频率裸耳听阈≥90dBHL)。低龄儿童,需以电生理方法如听性脑干反应测试(ABR)确诊耳聋;
    2) 年龄大于等于12~18个月;
    3) 佩戴助听器无效或收效甚微。在低龄儿童表现为:正确选配了助听器并参加强化听觉康复训练后,听觉技能发育后仍无明显进步,也可根据调查问卷如MAIS(Robbins等,1991)或IT-MAIS(Zimmerman-Phillips等,1998)来确定助听装置的配戴效果。在较大儿童,助听器收效甚微表现为开放耳言语识别测试如词汇相邻性测试(Lexical Neighborhood Test,LNT)(Kirk等,1995)或多词汇相邻性测试(Multisylabic Neighborhood Test,MLNT)(Kirk等,1995)得分低于30%或短句(如儿童版HINT语句材料)识别得分低于50%。既往没有佩戴过助听器的儿童,要求试戴助听器3~6个月;
    4) 无手术禁忌症;
    5) 有教育机构能够为其提供针对性的听觉技能发育培训;
    6) 家庭有强烈的愿望,如果可能,需要征得儿童的知情同意
   (2)成人:
    1) 双耳低频重度感音神经性聋,中、高频(言语频率)极重度感音神经性聋(在1000Hz以上频率裸耳听阈≧90DbHL);
    2) 使用助听器无效或效果差。在最佳的助听状态下,仅靠听觉进行录音材料开放项句子识别测试,得分≦60%,且拟植入耳得分≦50%;
    3) 无手术禁忌症
    4) 病人要求植入,且期望值合理

Copyright © 2010 - 2017 中国科学院声学研究所东海研究站-仿生耳与声音技术实验室 All Rights Reserved

地址:上海市嘉定工业区新徕路399号   邮编:201815   电话:021-67084688-6181

Designed by MOU Hongyu

您是本站第 274617 位访问者