人工耳蜗

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人工耳蜗

人工耳蜗(artificial cochlea),摸拟人耳蜗毛细胞的声-电换能机制研制的一种电子换能装置,用来代替丧失了功能的聋人耳蜗,以便恢复全聋人的听觉。国际上通常应用耳蜗埋植一词。

目录

解剖生理学基础

正常耳蜗中有长约35mm的基底膜,上面有4排排列整齐的毛细胞,是听觉器官中最重要成分,具有机械-电换能功能。当声波机械能激起基底膜振动时,毛细胞产生与刺激频率相一致的交流电位,能引起耳蜗神经末梢兴奋,使耳蜗神经发放电脉冲,并沿着耳蜗神经中枢通路传至大脑皮质听区,使人识别出声调的高低、声强的大小、音乐的旋律和言语的含义。耳蜗毛细胞一旦遭到破坏便不能再生,失去换能作用,结果变成感觉性或耳蜗性聋(俗称神经性聋)。

一般说来有两种信息(排放信息和位置信息),在耳蜗内进行编码后传送到听觉中枢。耳蜗神经约有 3万个听神经元,一定位置的毛细胞和耳蜗神经元对一定频率特性的刺激最敏感,反应也最佳。欲丝毫不差地复制一个有 3万个耳蜗神经元的正常耳蜗是不可能的。但大量的动物实验和人工耳蜗病例实验资料证明,经单根电极进行电刺激直到 600赫时病人尚有一定的声调识别力。故一定数目的信息能通过单导电极输送进去。若将多根电极分别植入耳蜗鼓阶不同的部位,用电分别刺激从蜗顶蜗底顺序排列的每根电极时,病人可觉察出音调由低逐渐增高,说明在不同位置植入多根电极尚能产生位置信息。此外,当使用的刺激电流增强时,病人可觉察出声调增高。上述的一些现象说明,按照耳蜗的生理功能,仿制一个人工耳蜗换能器,刺激全聋人耳蜗内残余听神经,有可能使聋人恢复一定程度的听觉。但是,电刺激和声刺激耳蜗神经还存在一定差别。电刺激的动态范围明显缩小、变窄,言语区的高频信息,不能像声刺激时顺利通过。

结构

人工耳蜗结构

一般由两部分组成。即换能器和电极。换能器的体积较大,只能携带于体外,一般在耳蜗内埋植电极,以便将换能器输出的音频电流,经电极输送至耳蜗内不同部位的耳蜗神经末梢。①换能器。也叫刺激器。各处设计的方案不同。最简单的电路方框图如下:

有些研究中心设计的换能器线路复杂,使用微机处理,把言语信息的基频和共振峰等成分提取出来,编码成脉冲电流,经不同的电极输出,如下图:

②电极。多采用铂铱合金丝作电极。使用前需进行绝缘、塑形等加工处理。各研究单位使用的电极数目不同。一般分单导和多导两类。目前使用数目最多者为22根。

适应症

目前仍以双耳感音性语后全聋成年人为主要对象。纯音听阈(500~2000Hz)应在93dB(分贝)以上。鼓岬电刺激试验阳性;耳蜗电图无反应;X射线相(耳蜗体层相)显示耳蜗结构正常;精神状态正常者。近年来适应症的年龄已扩大到 3岁以下的全聋儿童。认为在耳蜗神经系统发育时期给以电刺激,可促进整个听觉系统的发育,有利于听力重建言语训练

效果

自从1957年开创此种疗法以来,据不完全统计,全世界接受人工耳蜗植入术的病人已超过1000例。效果参差不齐。一致的效果是,病人能听见各种环境声,对声音的频率和强度、对言语和音乐的韵律及节奏,都有一定的辨别能力。也提高了唇读能力和发音的质量。有些病人通过听觉训练,能提高对词和短句的识别能力。效果突出的病例属少数。国际上比较活跃的医学中心研究组共10余个。主要集中在洛杉矶、盐湖城、墨尔本、维也纳、巴黎、伦敦、科隆等地。目前除洛杉矶外,大都采用多导电极人工耳蜗,以期将更多的言语信息分别送到按声音频率高低排列的耳蜗神经元,使全聋人能达到理解言语的目的。此外,也有人研究蜗外电极的人工耳蜗。认为方法简单,不损及内耳,但效果不确。有些单位将言语信息抽出编码成电刺激参数,用脉冲电流输入蜗内不同部位电极。有的设计了复杂混合电路,能作出多种编码步骤,植入部分有调频解调器和多路分频器。

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