Туговухість - це раптове або поступове погіршення слуху, яке виникає через порушення звукопроводящей або звуковоспринимающей функції слухового апарату.
Причиною сенсоневральної (нейросенсорної) приглухуватості є патологія внутрішнього вуха, в результаті якої равлик втрачає здатність перетворювати механічні звукові коливання в електричні імпульси, які сприймаються мозком. Якщо ця здатність загублена настільки, що слуховий апарат не може допомогти, застосовується інший метод протезування слуху - кохлеарна імплантація (cochlea - равлик внутрішнього вуха).
Кохлеарної імплантати - медичний прилад, що дозволяє частково або повністю відновити слух деяким пацієнтам з вираженою або тяжкою втратою слуху сенсоневральної етіології.
В останні роки кохлеарна імплантація широко застосовується більш ніж у вісімдесяти країнах світу, в тому числі і в Ізраїлі як єдиний метод хірургічної реабілітації людей з сенсоневральної глухотою.
Зазвичай глухота характеризується підвищенням порогів чутності в 90 дБ і більше з обох сторін, розрахованим як середнє значення порогів на чотирьох частотах. Реабілітація пацієнтів з таким ступенем втрати слуху за допомогою нових цифрових слухових апаратів до операції можна здійснити не завжди і не в повній мірі. Найчастіше в таких випадках вони не можуть забезпечити комфортне сприйняття звуку і високу розбірливість мови.
Сучасна технологія відновлення слухової функції або її розвитку у дітей з вродженою чи набутою сенсоневральної глухотою пов'язана саме з кохлеарної імплантацією.
За принципом своєї роботи кохлеарний імплантат не посилює звук, як інші слухові апарати - його дія пов'язана з прямою стимуляцією чутливих закінчень слухових нервів, які знаходяться в равлику - частини внутрішнього вуха, що відповідає за сприйняття звуку.
Зовнішня частина апарату складається з мікрофона, мовного процесора, що складається з системи фільтрів для перетворення звуку в частотні сигнали і передавача.
У відповідних умовах кохлеарна імплантація дає хворому з глухотою здатність сприйняття звуків навколишнього середовища і розуміння мови людей, хоча йому все одно необхідна постімплантаціонних терапія.
Згідно з дослідженнями університету Мічигану (США) в світі проведено близько ста тисяч операцій з імплантації кохлеарних імплантатів, причому в рівному співвідношенні як у дітей, так і у дорослих. Переважна більшість цих операцій проведено в розвинених країнах, з огляду на високу вартість даних апаратів і післяопераційного лікування.
Кохлеарна імплантація значно покращує якість життя пацієнтів з комбінованою глухотою і сліпотою. Вона дозволяє їм отримувати і сприймати більше інформації з навколишнього світу, дозволяє їм спілкуватися, забезпечувати орієнтацію в просторі, що покращує їх взаємодію з людьми і хоч як то позбавляє їх від ізоляції.
ІСТОРІЯ СТВОРЕННЯ кохлеарної ІМПЛАНТАТІВ
У 1790 році знаменитий фізик Алессандро Вольта виявив, що електрична стимуляція на слухову систему може викликати відчуття звуку.
Він доклав до вух металеві провідники і підключив їх до 50-вольтової електричного кола. При цьому він відчував у вухах звук киплячої води.
Поступово вчені стали займатися проблемою посилення звуку за допомогою електрики.
Вперше пряме стимулювання слухового нерва електродами провели в 1950 році французько-алжирські вчені Андре Джурно і Шарль ІРЕ. Вони прикладали під час операції до слухових нервах дроти і підключали до них електричний струм. В результаті цього пацієнти відчували звук у вигляді шуму колеса або тріска.
У 1961 році американсий лікар Вільям Хаус на основі робота Джурно створив слуховий апарат і імплантував його трьом пацієнтам.
У 1969 році доктор Хаус у співпраці з Джеком Урбаном вперше створили слуховий апарат, який пацієнт міг носити. Технологія, яку застосовував Хаус, використовувала лише один електрод і була створена в допомогу глухим для читання по губах.
Інший вчений з Мельбурнського університету (Австралія), Грем Кларк в 1970-х роках зайнявся створенням апарату штучного вуха, який він застосував вперше у свого глухого батька. Даний апарат вже стимулював равлика внутрішнього вуха з різних точок.
Протягом 90-х років минулого століття зовнішня частина кохлеарних імплантатів поступово зменшувалася в розмірах завдяки розвитку електроніки. З огляду на те, що у маленьких дітей розмір вуха не дозволяв носити позаду вушної раковини зовнішню частину апарату, він встановлювався окремо на стегні, рукаві або в інших місцях.
З огляду на те, що слух на обидва вуха є більш природним і дозволяє відчувати розташування джерела звуку, останнім часом почалися дослідження в плані установки двох кохлеарних імплантатів.
В даний час в усьому світі проведено вже близько 3000 операцій по билатеральной (тобто по обидва боки) установці імплантатів, з них 1600 - у дітей.
ПРИНЦИП РОБОТИ кохлеарної ІМПЛАНТАТІВ
Кохлеарні імплантати працюють за принципом застосування Тонотопическая організації базилярної мембрани.
Тонотопическая організація полягає в тому, що більш низькі частоти проникають глибше і викликають резонансні коливання частин мембрани, ближчих до її основи, а більш високі частоти мають меншу проникаючу здатність і викликають резонанс більш далеких частин мембрани, ближче до овального вікна.
Коливання волоскових клітин равлики, розташованих на мембрані, викликають утворення електричних сигналів, які збуджують відповідні волокна слухового нерва. При цьому кожне волокно слухового нерва передає в мозок свою частину інформації про звуках навколишнього світу - свій діапазон частот.
У хворих з нейросенсорної приглухуватістю зазвичай відзначається зменшення кількості волоскових клітин через генетичної мутації або пошкодження їх під час деяких захворювань, наприклад, менінгіту. Крім того, ці клітини можуть пошкоджуватися зважаючи на вплив деяких токсичних речовин, наприклад, певних лікарських засобів, або просто під впливом сильних звуків.
Принцип дії кохлеарних імплантатів полягає в тому, що вони обходять пошкоджені волоскові клітини і безпосередньо впливають на волокна слухового нерва, використовуючи для цього електричні імпульси. Тим самим відбувається як би імітація роботи волоскових клітин, і мозок може сприймати звуки.
Звук, який сприймає мікрофон, проходить обробку, перетворюючись в електричні сигнали. Характеристика цих сигналів залежить від частоти, амплітуди, його сили і так далі.
Стимуляція електродів відбувається з особливих складних алгоритмів, так як якщо б цей процес йшов безладно, це могло б привести до пошкодження як самих електродів, так і слухового нерва. Для поділу звуків на частоти застосовується «стратегія Фур'є». Даний алгоритм враховує вхідну силу і потужність звуків різної частоти, число задіяних електродів і інші фактори.
Існують і інші алгоритми, які застосовуються для кращого розпізнавання голосних звуків, для чого в процесорі застосовуються певні програмні патерни.
Для передачі перетвореного електричного сигналу з мікрофона на процесор, підключений до нерву, використовується радіопередавач. Це зроблено для того, щоб зменшити можливість інфікування при установці проводів і інших передавальних елементів.
Перетворені мовним процесором сигнали і передані за допомогою передавача сприймаються радіоприймачем. Цей елемент імплантату поміщається в товщу кістки позаду вуха.
Кохлеарні імплантати - це біомедичні складні мініатюрні електронні пристрої, що виконують функції пошкоджених або відсутніх волоскових клітин равлика і забезпечують перетворення звуків в електричні імпульси з метою створення слухового відчуття шляхом безпосередньої стимуляції збережених волокон слухового нерва.
У світі існує чотири основних компанії-виробника кохлеарних імплантатів:
Cochlear AG (Австралія),
Med-El (Elektro-Medizinische, Австрія),
Bionics Advanced (США),
Зовнішня частина кохлеарного імплантату встановлюється хірургічним шляхом під шкіру в позадіушной області.
Основні частини кохлеарного імплантату:
Мікрофон, який сприймає звуки навколишнього світу, в тому числі і мова.
Мовний процесор - це компонент кохлеарного імплантату, який перетворює звуки з мікрофона в електронні сигнали, далі надходять в приймач.
Мовний процесор, який являє собою систему фільтрів, що дозволяє виділити в основному звуки мовного діапазону, після чого він відправляє перетворені електричні сигнали через тонкий кабель до передавача.
У процесорі запрограмований алгоритм кодування сигналу, який розробляється лікарем-аудіолігв. Сигнали з мовного процесора по радіо надходить в приймач, звідки далі вони йдуть на матрицю електродів, розташовану в равлику.
Два типу мовних процесорів.
Найбільш популярний тип - це той, який встановлюється позаду вушної раковини ( "behind-the-ear" або BTE). Це невеликий процесор, який зазвичай разом з мікрофоном носиться ззаду вуха. Цей тип процесора застосовується у більшості дорослих і дітей старшого віку.
Інший тип процесора - той, який носиться на тілі. Зазвичай він застосовується у маленьких дітей, так як процесор типу BTE (позадіушной) для них буває завеликий. Такий тип процесора прикріплюється до тіла, і від нього йде провід до мікрофона.
Передавач, який шляхом електромагнітної індукції передає отримані електричні сигнали на внутрішню частину імплантату, яка знаходиться безпосередньо в равлику.
Приймач і стимулятор, які знаходяться в товщі кістки, вони перетворюють сигнали в електричні імпульси, і відправляють їх по кабелю до матриці електродів.
Цей елемент імплантату зроблений із силіконової основи, а самі електроди - з платини або іншого подібного високопровідного матеріалу.
Улітку проходить навколо слухового нерва. При впливі на матрицю електричних сигналів, утворюється електричне поле, яке впливає в свою чергу на слуховий нерв.
Матриця електродів - найскладніша частина імплантату. Вона являє собою найтоншу гнучку спіралеподібну трубочку, що повторює природну анатомічну форму равлики, з тонкими волосками електродів по всій довжині спіралі.
Тим самим кохлеарний імплантат обходить проблему «непрацюючих» волоскових клітин равлики, передаючи інформацію про звук по системі електродів безпосередньо гілочках слухового нерва. При цьому сучасні кохлеарні імплантати прагнуть максимально точно (наскільки це взагалі можливо при існуючих технічних обмеженнях) відтворити природну фізіологічну систему кодування інформації про гучності, тональності та інших характеристиках звуку.