Новый инструмент помогает «настроить» кохлеарные имплантаты для улучшения слуха

Композиция Шопена или Моцарта теряет свой смысл и волшебство, если играть на расстроенном пианино.

И когда у глухого человека установлен кохлеарный имплант, который имитирует нормальный слуховой процесс путем электрической стимуляции нервов в улитке, устройство также необходимо настроить, как струны на фортепиано, для достижения идеального слуха .

Команда исследователей из Западного университета в сотрудничестве с университетской больницей Упсалы в Швеции разработала математический инструмент, который поможет сделать именно это – запрограммировать имплант с точностью для уникальной анатомии каждого пациента.

Результаты опубликованы в журнале IEEE Transactions on Biomedical Engineering .

Когда кохлеарные имплантаты устанавливаются хирургическим путем, их электроды вводятся в различные точки улитки пациента, спиралевидной части внутреннего уха, участвующей в преобразовании вибраций в звуковые частоты.

Каждая часть улитки отвечает за различную высоту звука – нота C, например, стимулирует другую часть спирали, чем нота си-бемоль. Поскольку улитка каждого человека немного отличается по размеру и форме, это распределение варьируется от человека к человеку.

«До сих пор программирование кохлеарного имплантата выполнялось по принципу универсального подхода», – сказал Люк Хелпард, доктор философии. кандидат в Школу биомедицинской инженерии. «Мы используем данные визуализации, чтобы иметь возможность настраивать карту высоты тона для каждого пациента на основе индивидуальной анатомии пациента и послеоперационного расположения электродов в улитке».

Карта высоты тона указывает на то, как частоты стимуляции назначаются каждому электроду. Если имплант стимулирует с неправильной высотой звука, это может ухудшить восприятие речи, а также ослабить способность человека в полной мере воспринимать музыку или звуки природы. Это также может увеличить время, необходимое пациентам для адаптации к имплантату, если они работают над преодолением несоответствия шага.

Художественное изображение электрода кохлеарного имплантата внутри улитки. Предоставлено: Университет Западного Онтарио.
В новом инструменте используются измерения анатомических особенностей пациента, полученные с помощью клинической компьютерной томографии. Они вводятся в математическую формулу, разработанную командой, которая точно рассчитывает, как каждый электрод на имплантате должен быть запрограммирован.

«Обычно, когда мы говорим о математике, люди выглядят остекленевшими, потому что не видят, как это применимо в реальной жизни», – сказал Ханиф Ладак, профессор Школы медицины и стоматологии и инженерного факультета Western Schulich. «Что в этом прекрасного, так это то, что наш математический инструмент имеет очевидное практическое применение, и аудиологи уже начинают оценивать его на пациентах».

Ладак возглавляет проект вместе с доктором Сумит Агравал, доцентом Schulich Medicine & Dentistry, и их аспирантами Хелпардом и докторантом Алирезой Рохани.

Рохани сказал, что команда разработала инструмент на основе информации, полученной при выполнении 3D-визуализации улитки с очень высоким разрешением по образцам трупов. Визуализация была сделана в сотрудничестве с Canadian Light Source в Саскатуне, центром, который предоставляет специализированный вид визуализации с использованием синхротронного света.

«Визуализировать улитку очень сложно, потому что она крошечная и окружена самой плотной костью в теле, и мы должны иметь возможность визуализировать как мягкие ткани, так и кости», – сказал Рохани. «Это сотрудничество позволило нам сравнить клиническую компьютерную томографию с 3D-изображениями высокого разрешения от Canadian Light Source, чтобы мы могли уточнить наши клинические измерения».

По оценкам Всемирной организации здравоохранения, 466 миллионов человек во всем мире страдают потерей слуха.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *