全植入式人工耳蝸的進(jìn)展--上海南京西路助聽器021-55129113_耳聾常識(shí)

當(dāng)前位置：首頁(yè) > 驗(yàn)配常識(shí) > 耳聾常識(shí) > 詳細(xì)內(nèi)容

全植入式人工耳蝸的進(jìn)展--上海南京西路助聽器021-55129113

發(fā)布時(shí)間：2024/6/10 閱讀次數(shù)：161 字體大小: 【小】【中】【大】

全植入式人工耳蝸的進(jìn)展

隨著人工耳蝸使用人群的逐漸擴(kuò)大以及使用時(shí)間的不斷累積，體外機(jī)在正常使用中也衍生出了很多新的問題。體外機(jī)本身是一種聽力殘疾的象征，給使用者(尤其是兒童)帶來差異感。一些兒童為了不讓他人發(fā)現(xiàn)自己患有聽力障礙，會(huì)將體外機(jī)摘下不使用或者不與他人接觸，這些情況會(huì)造成兒童和青少年的自卑、自閉等心理問題及社交障礙；體外機(jī)的固定方式使得使用者在日常及體育活動(dòng)中產(chǎn)生不便；體外機(jī)依賴電池供電，在洗澡、游泳等接觸水的活動(dòng)時(shí)，常常需要摘下并妥善保管，限制了使用者的活動(dòng)范圍；使用者在睡眠時(shí)往往不便佩戴體外機(jī)，所以難以做到24 h隨時(shí)使用，而在摘下體外機(jī)的時(shí)段里，患者無法聽到外界聲音；體外機(jī)還可能發(fā)生損壞和遺失，給使用者帶來不便。為了將這些衍生的問題最小化，國(guó)內(nèi)外專家提出了全植入式人工耳蝸(totally/fully implantable cochlear implant，TICI/FICI)的理念，認(rèn)為"全植入"的實(shí)現(xiàn)將成為人工耳蝸研究中的一個(gè)重大突破。"全植入"被認(rèn)為是一個(gè)可預(yù)見的發(fā)展趨勢(shì)和方向，有助于提高患者對(duì)人工聽覺植入的信心，造福更多重度和極重度感音神經(jīng)性耳聾的患者。

人工耳蝸傳感器的全植入研究

在全植入式人工耳蝸的設(shè)計(jì)過程中，研究者面臨的幾個(gè)基本問題主要是3個(gè)體外原件(電源、言語處理器、麥克風(fēng))的可植入化。目前，可植入的電源和言語處理器已有可應(yīng)用于臨床的產(chǎn)品，而可植入的麥克風(fēng)(傳感器)成為全植入式人工耳蝸探索過程中亟待突破的難點(diǎn)。學(xué)者們?cè)O(shè)計(jì)的傳感器在本質(zhì)上都是一種換能裝置，即將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，此類研究主要集中在振動(dòng)聽覺傳導(dǎo)裝置的優(yōu)化和改進(jìn)方面，并與全植入式人工耳蝸的全植入設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)。根據(jù)信號(hào)的轉(zhuǎn)化原理和傳感器植入位置的不同，主要有以下幾個(gè)設(shè)計(jì)思路。

1傳感器埋植于外耳

聲波振動(dòng)以皮膚為介質(zhì)，傳入埋植于皮下的傳感器并被拾取。以往研究者設(shè)計(jì)的植入位置主要有：(1)外耳道后壁皮下；(2)外耳道后壁與鼓膜交界處；(3)耳后皮下。用到的傳感器技術(shù)主要有電磁鐵傳感器、駐極體傳感器及膜式傳感器等類型。具有代表性的研究設(shè)計(jì)有：(1)TICA(德國(guó)Implex公司)：采用植入在外耳道后壁的麥克風(fēng)作為聲音提取裝置，通過植入于乳突內(nèi)的信號(hào)處理器處理聲音信息，再傳輸至膜活塞型壓電傳感器，傳遞振動(dòng)到聽骨鏈，完成完整的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變與傳遞過程從而提高聽力，其問題在于麥克風(fēng)易被擠壓而脫出于外耳道內(nèi)，且位于中耳的振子和位于外耳道的麥克風(fēng)之間的能量反向傳遞導(dǎo)致其反饋噪音較大，甚至可能導(dǎo)致殘余聽力的損失，被證實(shí)不適合臨床使用，已經(jīng)停止研究。(2)SOUNDTEC(美國(guó)SOUNDTEC公司)：使用置于外耳道深部的聲-電磁傳感器，將聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為電磁信號(hào)，再通過磁感線圈的電磁感應(yīng)原理，將電磁場(chǎng)傳至中耳的磁體上，產(chǎn)生振動(dòng)。植入過程中需要分離砧鐙關(guān)節(jié)，將磁體固定在鐙骨頸上。但在臨床應(yīng)用過程中，研究者發(fā)現(xiàn)分離砧鐙關(guān)節(jié)后，處于游離狀態(tài)的鐙骨會(huì)使外淋巴液過度振動(dòng)，導(dǎo)致內(nèi)耳損傷，造成感音神經(jīng)性聽力下降，上述現(xiàn)象在老年患者中更為嚴(yán)重。同時(shí)，電磁感應(yīng)原理傳導(dǎo)的信號(hào)易被外界的磁場(chǎng)干擾，穩(wěn)定性差且易產(chǎn)生噪音。目前研究者仍在尋找上述問題的解決方案。(3)TIKI(澳大利亞Coch lear公司)：為一種全植入式人工耳蝸試驗(yàn)品，它將傳統(tǒng)人工耳蝸的聲音傳感器、信號(hào)處理器、電池等一體化整合在了頭皮下的植入體中，在各種生活場(chǎng)景中具有一定的應(yīng)用便利性。但是將麥克風(fēng)埋于顳部皮下也產(chǎn)生了諸多劣勢(shì)，如本底生理性雜音(咀嚼、血流、呼吸音)的困擾、頭皮的濾聲效應(yīng)導(dǎo)致的聲音衰減和失真等，使得應(yīng)用效果不佳。(4)Carina(澳大利亞Coch lear公司)：植入體部分與TIKI類似，囊括了麥克風(fēng)、電池、信號(hào)處理器以及與砧骨固定連接的振子，電池可以隔皮充電，麥克風(fēng)也同樣采用皮下埋植的方式拾取聲音。皮下埋植傳感器的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)是可以較好地利用膜性振動(dòng)，而且植入過程較為簡(jiǎn)便。臨床試驗(yàn)顯示，該裝置比其他半植入助聽設(shè)備的助聽效果高出10～20 dB。然而，這一途徑易受到前述的人體內(nèi)源性本底噪聲的干擾。此外，其聲電轉(zhuǎn)化類型所致的增益也相對(duì)有限，而且皮下埋植還易造成皮膚損傷和植入原件的物理性損壞。

2傳感器植入于中耳

另一類設(shè)計(jì)為將傳感器植入到中耳內(nèi)。外界聲音的機(jī)械波傳入外耳道，并通過鼓膜振動(dòng)使鼓室腔內(nèi)的聽小骨振動(dòng)。所以，利用傳感器拾取中耳內(nèi)的一些結(jié)構(gòu)的振動(dòng)也成為一種有潛力的設(shè)計(jì)思路。在這一思路中，常見的麥克風(fēng)傳感器放置位置為鼓膜或聽小骨。其中，植入于鼓膜上的微型加速度傳感器和駐極體電容式傳感器先后出現(xiàn)，之后植入在聽骨鏈上的傳感器也有所進(jìn)展。

1. Huttenbrink等提出了一種液壓聲能傳感器(hydroacoustic sensor)，通過充滿水的軟管一端連接于與聽骨鏈軟性接觸的特制小球上，另一端連接于一個(gè)壓電傳感器，當(dāng)聽骨鏈振動(dòng)時(shí)，能量通過小球和軟管傳遞至壓電傳感器。此設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是減少了聽骨鏈耦合傳感器時(shí)帶來的負(fù)重問題，但同時(shí)也衍生了能量傳遞的比率降低、能量削弱、聲音失真等問題。

2. Envoy Esteem(美國(guó)Envoy公司)是目前壓電材料應(yīng)用于助聽設(shè)備的代表性產(chǎn)品。這一可植入式的助聽器，通過壓電傳感器拾取砧骨振動(dòng)，通過處理將振動(dòng)信號(hào)提高，再輸出至鐙骨，以期提高患者聽力。植入過程中，需要將砧鐙關(guān)節(jié)離斷，切除部分砧骨，將兩個(gè)壓電材料的傳感器分別固定在砧骨和鐙骨的斷端。砧骨振動(dòng)使得傳感器采集振動(dòng)信號(hào)，傳輸至植入于顳部的信號(hào)處理器，再將輸出信號(hào)傳至鐙骨處的壓電傳感器，并產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)以提高患者聽力。這一設(shè)計(jì)方案目前已應(yīng)用于900余例植入者。這種設(shè)計(jì)降低了人體本底生理性雜音的影響，避免了頭皮的濾聲效應(yīng)導(dǎo)致的聲音衰減和失真等問題，從而帶來更好的聆聽效果。但是，該手術(shù)過程復(fù)雜，難度較大，術(shù)后也有傳感器松動(dòng)脫落的風(fēng)險(xiǎn)。而且，植入過程中需離斷砧鐙關(guān)節(jié)并切除部分砧骨，造成了不可逆的聽骨鏈破壞。

3.復(fù)旦大學(xué)研制的新型壓電傳感器(new floating piezoelectric microphone，NFPM)以自主設(shè)計(jì)的高性能鋯鈦酸鉛陶瓷壓電雙晶片為材料，真空封裝于鈦殼內(nèi)，通過鈦夾與人耳砧骨長(zhǎng)突耦合，利用外耳聽覺生理的基礎(chǔ)，借中耳傳聲系統(tǒng)，實(shí)時(shí)記錄聽骨鏈的振動(dòng)信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。此設(shè)計(jì)避免了麥克風(fēng)和傳感器埋植于外耳可能產(chǎn)生的本底生理雜音，擁有與Envoy Esteem類似的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，植入過程中保持了聽骨鏈的完整性，最大限度地保留和利用了人體外耳和中耳的聽覺生理功能。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、顳骨實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)等階段性的測(cè)試和改進(jìn)，驗(yàn)證了壓電傳感器拾取聽骨鏈振動(dòng)聲學(xué)信號(hào)的可行性。目前，NFPM正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)以及與人工耳蝸系統(tǒng)的整合工作，可能為全植入人工耳蝸系統(tǒng)傳感器提供一個(gè)良好的設(shè)計(jì)方案。

3傳感器植入于內(nèi)耳

Shintaku等和Tateno等采用膜狀的壓電換能材料聚偏(二)氟乙烯(polyvinylidine difluoride，PVDF)模仿人耳的耳蝸基底膜，材料厚度僅30 μm，能夠?qū)⒄駝?dòng)能量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。當(dāng)特定頻率處的液體振動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)薄膜材料振動(dòng)，即可接收液體中的聲音振動(dòng)并進(jìn)行換能，轉(zhuǎn)化為特定頻率的電信號(hào)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示產(chǎn)生的電信號(hào)與頻率有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。PVDF材料不需外界供電，若將其植入內(nèi)耳，產(chǎn)生的電信號(hào)能直接刺激毛細(xì)胞和螺旋神經(jīng)節(jié)，將大大壓縮植入物的數(shù)目和體積。目前這一設(shè)計(jì)還在體外實(shí)驗(yàn)階段，但如果可以應(yīng)用于內(nèi)耳，將具有一定潛力。

目前，全植入式人工耳蝸相關(guān)的設(shè)計(jì)方案都在研究過程中。美國(guó)紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院Cohen認(rèn)為，相比于傳統(tǒng)的部分植入式人工耳蝸，全植入式人工耳蝸具有保護(hù)患者的疾病隱私、保證7×24 h的全天候使用、可在有水環(huán)境中聆聽、給使用者帶來生活和心理上的幫助等多方面的優(yōu)勢(shì)。越來越多的研究者將關(guān)注點(diǎn)放在了全植入式人工耳蝸在未來的發(fā)展和使用上，相信在可預(yù)見的將來，全植入式人工耳蝸可以給廣大耳聾患者帶來更多利益。

澳克曼聽力活動(dòng)地址：上海市靜安區(qū)吳江路15號(hào)607室五月花商務(wù)中心（南京西路青海路交叉口，岳陽(yáng)醫(yī)院旁邊）

地鐵1、2、8號(hào)線人民廣場(chǎng)站下11號(hào)口出，地鐵2號(hào)線南京西路下2號(hào)口出，地鐵13號(hào)線南京西路下5號(hào)口出。