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人工耳蜗工作原理图解

2011-08-10 17:03来源: 未知 编辑:聋人网  作者:admin  点击:
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     人工耳蜗是一种用于重度和极重度感音神经性耳聋的成人和儿童,代替病变受损的听觉器官,把声音转换成编码的电信号传人内耳耳蜗,刺激分布在那里的听神经纤维,使大脑产生听觉的微电子装置。
一、人工耳蜗的基本组成
       目前,世界各国采用的主要是三家公司的产品,不论是澳大利亚Cochlear、美国Advanced Bionics公司,还是奥地利MED-EL公司,他们有各自不同型号的产品,尽管在设计细节、采用材料上不尽相同,但其基本组成和工作原理却没有太大的差异。
       各家公司的人工耳蜗产品都由植入部件和体外装置组成(图31-2-8)。
       1.植入部件
       通过手术植入到人体内的部分即为植入部件,包括接收/刺激器和电极组。由钛合金、铂金、硅胶和生物陶瓷等材料组成,这些材料已被证实能与人体组织相容,不易被人体排斥。
       2.体外装置
       佩戴于体外的部分为体外装置,包括麦克风、言语处理器和传输线圈。言语处理器有耳背式和体配式两种。

 


       图31-2-8  人工耳蜗结构图


       a.人工耳蜗,包括体外的言语处理器和头件(含麦克风和传送线圈)
       b.人工耳蜗的植入电极
       c.人工耳蜗的植入电极

二、人工耳蜗的工作原理
       1.声信号的接收与转化
       麦克风接收外界的声信号并将其转化为电信号,通过导线将电信号传至言语处理器。
       人工耳蜗采用的是方向性麦克风或多个麦克风系统,这有利于收集敏感方向的声音。就理论而言,先进的麦克风系统,能够提高病人在信噪比低的环境中对言语的识别能力。
       2.电信号的提取分析
       言语处理器根据预先设置的程序提取输入的信号并进行分析,经过数字化、滤波、编码等处理后,通过导线将编码信号传送到传输线圈。
       现代多导人工耳蜗的言语处理器都是可编程式的,通过一个编程界面,言语处理器与一台电脑相连,启动电脑中的专用编程软件,可以很方便地测试病人体内耳蜗电极的阻抗。
       了解电极工作是否正常,还可以测试电流阈值和舒适阈,为病人所使用的耳蜗工作程序提供参数。目前,三家公司不同型号的产品都可以在同一个言语处理器上加载不同的调试程序,使病人可以根据各自的特点使用不同的程序。


      3.信号的传送和接受
       传输线圈将编码的信号通过射频方式传输到皮下的接收/刺激器。体外的传送线圈与植入到皮下的接收线圈以无线电射频的方式实现了信号的传送和接受,而且人工耳蜗不但能从言语处理器传送信号到接受/刺激器,而且可以把数据反向地从体内传出到体外。这一反向传出的数据可以包括植入电极的电压、阻抗等信息,而且这种方式还被用于测试耳蜗电诱发神经电位,这就是神经遥测技术。
       4.解码
       接收/刺激器对编码信号进行解码。
       5.电极刺激及声感的产生
       解码后的信号按预设定的程序选择一定位置的电极,然后有一定量的电流被送到特定的电极刺激某一部位的听神经末梢和螺旋神经节细胞。这些信号经过听神经和中枢的听觉通路传到大脑的听觉中枢就产生了声感。
       人工耳蜗的电极实际上是一个线形排列的电极束,电极经耳蜗蜗窗附近的造口处植入到耳蜗内,沿蜗轴盘绕。每两个电极可以形成一个刺激频道,频道数目越多,各频道间的分辨率越高(图31-2-9)。
       但还有两个因素影响分辨率,就是被刺激处螺旋神经节的残留情况和电刺激在组织内的扩散情况。所以,如果病人耳蜗只有某一处局限的区域有螺旋神经节残存,那么即使植入的电极有20多个,实际建立的刺激频道还是只有1个。

 


 31-2-9  电极植入及声频的产生
       右图为电极植入后,沿蜗轴从蜗底盘绕向蜗顶,刺激不同部位的螺旋神经节,不同部位的螺旋神经节编码的声音频率不同。如左图所示,从蜗底到蜗顶,频率由高到低,如同钢琴键盘一般。

 

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