人工耳蝸堪比“航天技術”
編輯:admin
字号:A-A+
摘要:為了讓那些失去聽覺的人一樣能夠獲得聽覺感知到的信息,人們夢想有一天,聽覺能被另一種感覺所替代,但是很遺憾,現代科技還沒有找到更有效的方法。 針對大多數神經性耳聾的患

  為了讓那些失去聽覺的人一樣能夠獲得聽覺感知到的信息,人們夢想有一天,聽覺能被另一種感覺所替代,但是很遺憾,現代科技還沒有找到更有效的方法。

  針對大多數神經性耳聾的患者來說,唯一可以幫助他們重獲聽覺的辦法就是安裝人工耳蝸。而在國外,有人提出過這樣的觀點,人工耳蝸堪比航天技術,難度系數高、利潤回報少。

  語言信息處理策略是難點

  人工耳蝸分為體外和體内部分,體外部分由一個戴在耳廓上的月牙形的語音處理器和貼在耳朵附近的圓形頭件組成,體内部分則由言語接收刺激器和電極組成。手術時在耳後方開個口,植入部分被放置在顱骨表面事先磨出的骨床中,用皮膚覆蓋住,與它相連的電極則放在内耳耳蝸的蝸軸上。通過言語接收刺激器上的磁鐵,将體外部分的頭件吸附住。

    但中科院院士、上海複旦大學附屬眼耳鼻喉科醫院耳鼻喉科主任王正敏表示,難點在于通過怎樣的語言信息處理策略,才能把語音信号變成人可以聽懂的信号。

  例如拼音a,人并不能通過人工耳蝸直接聽到a的發音,a這個音的聲波可以分為3~6個主要的頻率成分,也被稱為純音,聲波在進入體外部分的語音處理器時,首先要經過數字分析把這些純音提取出來,通過濾波器把純音變成數字信号,這些數字信号傳遞到體内部分,被還原成相應數量的電脈沖,刺激耳蝸的不同部位,這3~6個刺激整合在一起,才能産生a的音。

  其中提取主要頻率成分的策略就是語言信息處理策略,目的就是為了獲取最有效的信息,如果策略不當,患者也就無法理解語音的意思了。

  核心技術是芯片

  策略屬于軟件,如何将它體現出來就需要硬件來支持,因此,人工耳蝸的核心技術就是芯片,也就是集成電路。王正敏表示,體外部分的芯片主要負責語音信息數字處理,體内部分則是承擔程序控制的功能,也就是控制電刺激的部位、強度等等。

  刺激部位不同,強度不同,聽神經感知到的信号就不同,大腦的識别也就不一樣。因此,要保證這種精确度非常困難。據了解,目前大部分人工耳蝸的芯片都是在美國投産的,這依賴于一個地區集成電路的發達水平。

  而根據國家食品藥品監督管理局的規定,人工耳蝸被列為最高标準的第三類人體植入器,這也就意味着它的安全性和穩定性要求也非常高。對人工耳蝸而言安全性能起着關鍵作用的就是屏蔽技術。人體内是潮濕的,隻要有幾個分子的水進入植入體,那麼立即會影響正常工作,而如果植入體發生電洩漏,對人體則是十分危險的。一旦出現這種情況,都要進行二次手術更換植入體。

  國産人工耳蝸難創新

  如果說以上這些技術根據國内的發展水平已經可以達到國外的相應程度,那麼在面臨世界性難題時,國内還無法做到自主創新。

  據了解,目前現有的人工耳蝸的通道數量一般為12~24個,也就是說聲音可通過的頻率以及産生的電刺激隻能在這個數量級,然而正常人的聽神經達到了12000多個,每個神經可對應一條通道一個刺激,從而接收一個信息,聲音分辨率自然就高。通過這樣的比較不難發現,人工耳蝸所能傳遞的信息量非常有限。

  如果在2歲前大腦聽覺中樞還在發育時,植入人工耳蝸,大腦就可以适應這種信号,盡管信号不完全,通過大腦細胞的重組,可以聽到正常的聲音。但到了4歲左右,大腦的語言識别功能就會減退,一旦錯過了聽覺中樞、語言中樞發育的黃金階段,即使做了人工耳蝸手術,效果也會大打折扣。

  此外,對于人體植入器來說,低能耗非常重要,因為它不可能經常拿出來進行更換。目前為止,全世界的人工耳蝸電池技術依然沒能突破,一塊厘電池工作大約不到10小時就需要更換,而它的壽命不到兩年。

  人類的耳蝸就像一件非常精緻的工藝品,因此,人工耳蝸不僅僅是一個簡單的醫療器械,除了醫學理論的支撐,它需要信息技術、生物材料和精加工這三方面工業技術的支持。王正敏表示。

作者:admin 來源:未知 發布于2019-08-13 10:55
本文版權歸原作者所有 轉載請注明出處 收藏:
您可能喜歡的文章
熱門閱讀