211service.com
Kohleārais implants, ko var uzlādēt bez vadiem
Kohleārie implanti — medicīnas ierīces, kas elektriski stimulē dzirdes nervu — ir nodrošinājuši vismaz ierobežotu dzirdi simtiem tūkstošu cilvēku visā pasaulē, kuri citādi būtu pilnīgi kurli. Tomēr esošajās ierīces versijās pie galvaskausa ir jāpiestiprina diska formas raidītājs, kura diametrs ir apmēram colla, ar vadu, kas noliecas līdz kopīgajam mikrofonam un strāvas avotam, kas izskatās pēc liela izmēra dzirdes aparāta ap pacienta ausi.
MIT pētnieki Mikrosistēmu tehnoloģiju laboratorija (MTL) kopā ar ārstiem no Hārvardas Medicīnas skolas un Masačūsetsas acu un ausu slimnīcas (MEEI) ir izstrādājuši jaunu, mazjaudas signālu apstrādes mikroshēmu, kas varētu novest pie kohleārā implanta, kam nav nepieciešama ārēja aparatūra. Implants tiktu uzlādēts bezvadu režīmā un darbotos apmēram astoņas stundas ar katru uzlādi.
Fotoattēlu sniedza MIT ziņu birojs
Pētnieki apraksta savu mikroshēmu rakstā, ko viņi šonedēļ prezentēs Starptautiskajā cietvielu shēmu konferencē. Raksta vadošais autors Markuss Jips, kurš pagājušajā rudenī pabeidza doktora grādu MIT, un viņa kolēģi Rui Jin un Nathan Ickes, abi no MIT, arī izstādīs lādētāja prototipu, ko var pievienot parastam mobilajam tālrunim un var uzlādēt signāla apstrādi. mikroshēma aptuveni divās minūtēs.
Šī dizaina ideja ir tāda, ka jūs varētu izmantot tālruni ar adapteri, lai uzlādētu kohleāro implantu, tādējādi jums nav jābūt pievienotam elektrotīklam, saka Anantha Chandrakasan, Džozefa F. un Nensija P. Keitlija elektrotehnikas profesore. Inženierzinātnes un atbilstošais autors par jauno darbu. Vai arī jūs varētu iedomāties viedo spilvenu, lai jūs uzlādētu nakti, un nākamajā dienā tas vienkārši darbosies.
Adaptīva atkārtota izmantošana
Esošie kohleārie implanti izmanto ārējo mikrofonu, lai savāktu skaņu, bet jaunais implants tā vietā izmantotu dabisko vidusauss mikrofonu, kas gandrīz vienmēr ir neskarts pacientiem ar kohleāro implantu.
Pētnieku dizains izmanto cita veida medicīniskās ierīces mehānismu, kas pazīstams kā vidusauss implants. Smalkie kauli vidusauss, kas pazīstami kā ossicles, nodod bungādiņas vibrācijas uz gliemežnīcu, mazo spirālveida kameru iekšējā ausī, kas pārvērš akustiskos signālus elektriskos. Pacientiem ar vidusauss implantiem gliemežnīca ir funkcionāla, bet viens no kauliem - spieķi - nevibrē pietiekami daudz spēka, lai stimulētu dzirdes nervu. Vidusauss implants sastāv no maza sensora, kas nosaka kauliņu vibrācijas, un izpildmehānisma, kas palīdz attiecīgi virzīt spieķi.
Jaunajā ierīcē tiktu izmantots tāda paša veida sensors, bet tās ģenerētais signāls nonāktu ausī implantētajā mikroshēmā, kas to pārvērstu elektriskajā signālā un nodotu tālāk uz elektrodu gliemežnīcā. Pārveidotāja mikroshēmas jaudas prasību samazināšana bija atslēga, lai atbrīvotos no galvaskausā piestiprinātās aparatūras.
Čandrakasanas laboratorija MTL specializējas mazjaudas mikroshēmās, un jaunais pārveidotājs izmanto vairākus trikus, ko laboratorija ir izstrādājusi gadu gaitā, piemēram, mazjaudas filtru un pastiprinātāju izvietojuma pielāgošana precīzām ienākošā signāla akustiskajām īpašībām. .
Bet Čandrakašans un viņa kolēģi izstrādāja arī jaunu signālu ģenerēšanas shēmu, kas samazina mikroshēmas enerģijas patēriņu par papildu 20 līdz 30 procentiem. Galvenais bija noteikt jaunu viļņu formu — mikroshēmas izstaroto pamata elektrisko signālu, kas tiek modulēts, lai kodētu akustisko informāciju — kas ir energoefektīvāks ģenerēšanai, bet joprojām stimulē dzirdes nervu atbilstošā veidā.
Pārbaude
Viļņu forma balstījās uz iepriekšējiem pētījumiem, kuros bija iesaistītas simulētas nervu šķiedras, taču MIT pētnieki to pielāgoja kohleārajiem implantiem un atrada mazjaudas veidu, kā to ieviest aparatūrā. Divi no viņu līdzstrādniekiem MEEI — Konstantīna Stankoviča, ausu ķirurģe, kas kopā ar Čandrakasanu vadīja pētījumu, un Dons Edingtons — pārbaudīja to četriem pacientiem, kuriem jau bija kohleārie implanti, un atklāja, ka tas neietekmē viņu dzirdi. Sadarbojoties ar citu MEEI līdzstrādnieci Heidi Nakajima, pētnieki ir arī pierādījuši, ka mikroshēma un sensors spēj uztvert un apstrādāt runu, kas tiek atskaņota cilvēka līķa vidusauss.
Tas ir ļoti forši, saka Lorenss Lustigs, Kalifornijas Universitātes Sanfrancisko Cochlear implantu centra direktors. Dzirdes zudums ir daudz lielāks aizspriedums nekā redzes zudums. Tāpēc cilvēki ļoti vēlētos zaudēt ārējos aspektus tikai šī iemesla dēļ. Taču ir arī papildu funkcionāls ieguvums, jo tas nav jānoņem, kad atrodaties ūdens tuvumā vai jāuztraucas par to, ka detaļas pazūd, salūzt vai nozagtas. Tāpēc ir arī daži svarīgi praktiski apsvērumi.
Lustigs norāda, ka jaunajam kohleārajam implantam būtu nepieciešama sarežģītāka operācija nekā esošie implanti. Pašreizējā kohleārā implanta operācija aizņem stundu, pusotru stundu, viņš saka. Manuprāt, pirmās operācijas prasīs trīs līdz četras stundas. Taču viņš šaubās, vai tas būtu liels šķērslis adopcijai. Kļūstot arvien labākiem un labākiem, šis laiks saīsinās, viņš saka. Un trīs līdz četras stundas joprojām ir samērā vienkārša darbība. Es nedomāju, ka procedūrā tiks likts liels papildu risks.