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漫画人工耳蜗

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发表于 2018-3-11 12:00:36 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本文摘自“健康浙江”,原文载自“诸暨市人民医院”

上图是一例人工耳蜗植入手术,手术医生正在将一根直径在0.6~1.0mm的电极植入患者的耳蜗内。手术对象是一个 ...

上图是一例人工耳蜗植入手术,手术医生正在将一根直径在0.6~1.0mm的电极植入患者的耳蜗内。手术对象是一个  ...

上图是一例人工耳蜗植入手术,手术医生正在将一根直径在0.6~1.0mm的电极植入患者的耳蜗内。手术对象是一个仅14月大的先天性听障宝宝。



先天性听障的孩子一出生仿佛就被上帝按下了静音键,来到了一个无声的世界。由于是在大脑语言中枢发育前就出现的听力损失,听不到正常的语音,自然也发不出正常的语音,这个孩子以后会是一个又聋又哑的残疾人。这种似乎已经注定了的命运与人生轨迹,对于听障的孩子与家庭来说,无疑都是很难让人接受的。幸而得益于人工耳蜗技术的发展,现代医学可以为这样的孩子拨开静音键,重新让他们聆听到整个世界美妙的声音与旋律,可以和生命与社会更畅通的交流。

一位浙江医生就用通俗易读的漫画来代替复杂深奥的解剖分析,跟您聊聊人工耳蜗。耳蜗,每个人身上都有2个,左右各一。耳蜗的构造和生理极为复杂,即便是医学专业的人士,如果不是耳科专业相关的,看到耳蜗也都是绕着走。

构造

构造

构造

构造

耳廓有收集声音的功能大家都知道,我们的鼓膜中耳功能是传递声音大家也都了解。那我们的耳蜗呢?耳蜗的作用其实就是把传递进来的声能转化成神经大脑能够感知的生物电能。如果没有耳蜗,声音对于大脑来说只是一种细微的声波震荡。经过了耳蜗的转化,大脑才能感知世界的声音与旋律。

那么耳蜗又是怎么来转化声音的呢?
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耳蜗就像是人体内的一座国家大剧院。
所有耳朵接收到的声乐,都会被传送到耳蜗内部。
耳蜗大剧院里面,有很多的毛细胞。
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看,这就是毛细胞。毛细胞头顶上那几根动静结合的纤毛,可以接收到环境传递过来的代表声乐旋律的机械运动,然后毛细胞利用纤毛的摆动让细胞内产生生物电活动。这个过程就像是毛细胞用生物电乐器重新演奏了一遍的接收到的声乐旋律,不过演奏出来的不再是声波,而是电波。
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胖胖的毛细胞,在靠近耳蜗剧院中心的位置演奏,我们叫他们“内毛细胞”。

瘦瘦的毛细胞,一般在剧场的外围演奏,我们叫他们“外毛细胞”。
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演奏低音部的毛细胞头顶的纤毛长,一般都是在耳蜗大剧院靠近蜗尖的层面,演奏高音部的毛细胞头顶的纤毛短,并且都在远离蜗尖的层面。

一个耳蜗内,大概有3500个内毛细胞和12000个外毛细胞。

其中低音部的毛细胞多,高音部的毛细胞少。如果大范围的毛细胞受到损伤造成神经性耳聋,劫后余生的高音部毛细胞数量非常稀少。

所以突发性听损的患者,低频听损的病情比高频听损的病情要容易好转。一些噪声损伤的听损,也大多会先表现在高频段听力的损失上。
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众多的毛细胞各司其职,如同一个交响乐团。

毛细胞重新演奏后形成生物电信号会通过毛细胞脚下的神经突触传递给耳蜗神经。
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人体内的耳蜗神经纤维一共有30000根,内毛细胞经常1个细胞就独占近1根神经纤维,而外毛细胞经常个10几个一起合用1根神经纤维。这些神经纤维最终集结成更为粗大的耳蜗神经电缆,把美妙的声乐与旋律,用生物电冲动的方式,传入我们的大脑,我们也才最终有了听力。

人工耳蜗

人工耳蜗
其实人工耳蜗就是用一种人造的电极来代替毛细胞把声波演奏生成生物电波的装置。
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一般要装人工耳蜗的,基本都是耳蜗里面存活着的毛细胞已经很少,甚至几乎绝迹的。
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人工耳蜗的电极安装到耳蜗大剧院的横梁上之后,就会代替毛细胞来进行演奏,之前的“毛细胞交响乐团”艺术家们演奏的音乐,就变成了现代机械电子乐器演奏的音乐。
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环抱着中轴的电极会把生成的电刺激传递给原有的耳蜗神经纤维。
人工耳蜗的电极与通道:

耳蜗植入体抱向耳蜗中轴的腹侧,有一个个裸露的金属面,这就是电极。
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相邻的耳蜗电极之间,以及耳蜗电极与蜗外电极之间形成的1道电流回路,就是1个声电通道。电极数量和通道数量并不完全相等。但是更多的电极数量,总是意味着可以形成更多的声电通道。

最早的人工耳蜗只有一个刺激电极,仅仅形成一个电流通道,也就只能刺激单一区域的神经节点。
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仿佛一位孤独的演奏家,独弦琴……

从无声世界跨越到有声世界是一个伟大的进步。

然而单弦独奏,相比交响乐团的联合演奏,其聆听感受的差异无疑还是非常巨大的。
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令人欣喜的是,目前主流的人工耳蜗制造技术,已经可以在指甲盖长差不多的耳蜗植入体上安装16~24个电极,形成相应数量的声电通道。甚至于有公司研究出用16个电极通过调节电压改变投射焦点的方式来模拟出120个声电通道。

而接下来要让耳蜗中的人工电极产生电刺激,还需要解决2个问题。

一是电极需要产生什么样的电刺激,才能模拟出毛细胞原有那纷繁复杂、美妙动听的神经电冲动旋律呢?

二是拿什么动力来产生电刺激呢?这也就是要解决人体体内电极能量来源的问题。

第一个问题,也是现在的人工耳蜗技术仍然在不断的研究与改进的地方。我们不能简单的把普通电子音响设备中传输的电信号传送给我们的耳蜗神经。耳蜗神经和音响喇叭能辨认接收的电刺激信号完全不一样。这里人工耳蜗需要用到一种信息编码技术,把声波信号重新编码成一种电脉冲信号。这种编码技术越成熟,对应的人工耳蜗对言语声乐的辨识度就越高。
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破译听觉密码……

DNA技术的出现让人类可以叩开破解生物遗传密码的大门,而人工耳蜗的信息编码技术则是人类尝试着去破译大脑的听觉密码。
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第二个问题,电极电能的供应问题。为了避免感染,现在解决的办法都是跨皮肤能量传递,其实就是一种无线充电技术。体外的线圈和体内的线圈通过电磁耦合的方式连接,电磁脉冲不光用来传递外部芯片编码后的脉冲信号,还能传递电能。

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人工耳蜗是现代医学科技创造的一项奇迹,是听力学、医学、生物医学、微电子学、材料学、机械学相结合的跨多学科的高新技术产品。最新的人工耳蜗设备和植入技术,还能够很好的保护耳蜗幸存的毛细胞,保留残余的自然听力。这样,耳蜗神经不光能接受人工耳蜗编译的电脉冲信号,还能继续接受毛细胞纯天然演奏出来的生物电信号。这种听力模式被称为“声电联合刺激”,可以让听障患者更好地听音辨位,提高噪声环境中的言语识别能力,甚至于提高对声乐的记忆与鉴赏能力。对于言语中枢发育成熟后才得听障疾病的患者,如成人神经性听障患者,声电联合刺激的听力模式是非常适合的。

现在你能搞清楚人工耳蜗和助听器的区别了吗?

人工耳蜗是“声——电——电磁——电”,声音编码成电刺激了。
助行器是“声——电——声”,声音放大了。
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提醒一下听障患者,如果打算佩戴助听器,一定要选择正规有资质的验配服务点。大家应该都听说过,长期塞耳机听音乐对听力不好,因为过于放大的声音会损伤我们的听力,也就是损伤毛细胞。
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人工耳蜗植入手术的创伤非常小,比普通的中耳乳突手术都要小。如果不考虑人工耳蜗高昂的价格,这种集现代科技大成的听力设备,绝对是我们重度听障患者的极佳选择。让人乐观的是,随着我国人民生活水平的不断提高,国产人工耳蜗技术的发展成熟,普通家庭接受人工耳蜗植入技术的期望正在逐步实现。

不离不弃,百折不挠。   
By  http://www.erlong.org
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