听力障碍是一种常见的疾病,影响了许多儿童和成人。它的严重性在个体之间差异很大。声学助听器几乎总是可以有效地处理听力敏感性的轻度丧失。这些设备以电子方式放大了弱声音,以使听力损失的人能够舒适地听到大多数声音。但是,有时两只耳朵的损伤程度是如此严重,以至于没有放大可以恢复足够的听力敏感性。目前,人工耳蜗是由于毛细胞的广泛丧失或功能障碍导致严重的听力障碍而导致的唯一有效治疗形式。毛细胞位于内耳(或耳蜗)中,将声波的机械振动转化为电脉冲,沿专门的神经纤维传播到大脑,并感知听力感。它们容易受到各种原因的永久损害,例如感染,暴露于过度水平的噪声和身体创伤。
已经开发和评估了许多类型的人工耳蜗植入物。所有这些都是基于相同的功能原理:通过将电刺激直接传递到听觉神经纤维中来代替毛细胞的作用。刺激是通过手术操作过程中通过耳蜗内部的电极进行的小电流。最常见的是,刺激包含电流的简短脉冲,这些脉冲产生的神经脉冲类似于声音听力中毛细胞活性所产生的神经冲动。
在正常的耳蜗中,有成千上万的毛细胞和神经纤维。研究人员发现,耳蜗的结构是按常规模式组织的,因此某些神经纤维对具有高频(或高音调)的声音的反应最佳,而其他神经纤维对较低的频率声音的反应更大。因此,现代的人工耳蜗具有一系列多个电极,这些电极定位于引起音调变化的听力感觉。
除了电极阵列外,微型电子设备还位于植入耳朵附近的皮肤下。该设备接收从外部声音处理器传输的指令,该指令控制每个电极随着时间的流动应传递多少电流,以唤起预期的听力感觉。通常,感知的响度取决于电流水平,而音高取决于活动电极的位置以及显示电流脉冲的速率。
声音处理器通常戴在外耳上,并且外观与常规助听器相似。它的发射器磁与植入的接收器磁相结合,以使信息在完整的皮肤上传达。植入物还通过此耦合接收电力。因此,系统所需的电池位于外部处理器中,可以轻松更换它们。
处理器用麦克风将声波转换为电信号。这些信号通过将它们分为单独的频段来连续分析。通常,频带的数量等于植入电极的数量。每个频带中的水平控制相关电极传递的脉冲的电流水平。通过这种方式,包含复杂声音的频率成分被转换为相应的电神经刺激模式。因此,人工耳蜗用户体验的听力感觉与原始声音有适当相关的音高和响度。
自1970年代开发最早的实际设备以来,人工耳蜗植入物的性能稳步改善。改进的大部分是声音处理器设计进展的产物。有了最新的设备,大多数植入物收件人可以理解语音并识别许多其他声音,至少在有利的听力条件下。但是,在背景噪音高的情况下,性能较差,音乐的感知通常不令人满意。未来的进步将使人工耳蜗植入能够为那些从声学助听器中获得不足的人提供更好的听力。
参考:
- 高级Bionics Corporation,http://www.advanced.com
- Clark,G.,Tong,Y。C.和Patrick,J。F.(编辑)。(1990)。co修道院的假肢。英国爱丁堡:丘吉尔·利文斯通。Cochlear,Inc。,http://www.cochlear.com
- Med-El,http://www.medel.com
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