Ασύρματο κοχλιακό εμφύτευμα «ξεφορτώνεται» όλο το εξωτερικό hardware το οποίο έχουν τα συμβατικά εμφυτεύματα

Σαν Φρανσίσκο 

Τα κοχλιακά εμφυτεύματα – ιατρικές συσκευές που ενεργοποιούν μέσω ηλεκτρισμού το ακουστικό νεύρο – έχουν χαρίσει ακοή, έστω και ως έναν βαθμό, σε εκατοντάδες χιλιάδες άτομα παγκοσμίως τα οποία διαφορετικά θα ζούσαν εντελώς στη… σιωπή. Ωστόσο τα υπάρχοντα μοντέλα των συγκεκριμένων συσκευών έχουν ανάγκη από επιπλέον «αξεσουάρ» - για την ακρίβεια ένας αναμεταδότης με σχήμα δίσκου και διάμετρο περίπου 2,5 εκατοστά τοποθετείται επάνω στο κρανίο του ασθενούς ενώ ένα καλώδιο το οποίο προεξέχει ενώνει ένα μικρόφωνο με μια πηγή ενέργειας. Όλα αυτά τα στοιχεία της συσκευής «κοσμούν» την περιοχή γύρω από το αφτί του ασθενούς.

Ασύρματο κοχλιακό εμφύτευμα
Το πρωτοποριακό κοχλιακό εμφύτευμα των αμερικανών ειδικών καταργεί την ανάγκη χρήσης των εξωτερικών τμημάτων των συμβατικών εμφυτευμάτων

Νέο τσιπ χωρίς εξωτερικό hardware

Τώρα ερευνητές του Εργαστηρίου Τεχνολογίας Μικροσυστημάτων του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης σε συνεργασία με ειδικούς της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ καθώς και του Νοσηλευτηρίου για την Όραση και την Ακοή της Μασαχουσέτης (ΜΕΕΙ) ανέπτυξαν ένα νέο τσιπ επεξεργασίας των ακουστικών σημάτων το οποίο αναμένεται να οδηγήσει σε πιο απλά κοχλιακά εμφυτεύματα που θα «ξεφορτώνονται» όλο αυτό το hardware. Το εμφύτευμα θα φορτίζεται ασύρματα και θα χρειάζεται επαναφόρτιση κάθε περίπου οκτώ ώρες.

Το τσιπ παρουσιάζεται αυτές τις ημέρες στο διεθνές συνέδριο Solid-State Circuits Conference στο Σαν Φρανσίκο το οποίο θα διαρκέσει ως τις 13 Φεβρουαρίου. Στο πλαίσιο της παρουσίασης οι ερευνητές θα κάνουν λόγο και για έναν πρωτότυπο φορτιστή ο οποίος μπορεί να συνδεθεί με ένα κοινό κινητό τηλέφωνο και να φορτίσει το τσιπ μέσα σε μόλις δύο λεπτά.

Φόρτιση μέσω κινητού τηλεφώνου

«Η ιδέα είναι ότι μπορεί κάποιος να χρησιμοποιήσει ένα τηλέφωνο με έναν αντάπτορα για τη φόρτιση του κοχλιακού εμφυτεύματος» ανέφερε ο Ανάνθα Τσαντρακάσαν, καθηγητής Μηχανικής και εκ των συγγραφέων της νέας μελέτης και προσέθεσε: «Ή μπορούμε να το φανταστούμε ως ένα ‘έξυπνο’ μαξιλάρι, το οποίο φορτίζεται τη νύχτα και την επόμενη ημέρα, απλά λειτουργεί χωρίς πρόβλημα».

Τα υπάρχοντα κοχλιακά εμφυτεύματα διαθέτουν ένα εξωτερικό μικρόφωνο για τη συλλογή των ήχων. Ωστόσο το νέο εμφύτευμα θα «εκμεταλλεύεται» το φυσικό μικρόφωνο του μέσου ωτός το οποίο σχεδόν πάντα δεν παρουσιάζει προβλήματα στους ασθενείς που φορούν κοχλιακά εμφυτεύματα.

Για να καταλήξουν στον σχεδιασμό αυτού του πρωτοποριακού εμφυτεύματος οι ερευνητές εκμεταλλεύτηκαν τις ιδιότητες μιας άλλης ιατρικής συσκευής, του εμφυτεύματος μέσου ωτός. Τρία μικρά οστά στο μέσο ους που είναι γνωστά ως οστάρια (σφύρα, άκμονας, αναβολέας) μεταφέρουν τις δονήσεις του τυμπάνου του αφτιού στον κοχλία, τον μικρό, σπειροειδή θάλαμο του έσω ωτός ο οποίος μετατρέπει τα ακουστικά σήματα σε ηλεκτρικά. Στους ασθενείς με εμφυτεύματα του μέσου ωτός ο κοχλίας είναι λειτουργικός αλλά ένα από τα τρία οστάρια (ο αναβολέας) δεν δονείται με αρκετή δύναμη ώστε να ενεργοποιηθεί το ακουστικό νεύρο. Το εμφύτευμα μέσου ωτός αποτελείται από έναν μικροσκοπικό αισθητήρα ο οποίος ανιχνεύει τις δονήσεις που κάνουν τα οστάρια καθώς και από έναν μηχανισμό που βοηθά στην κίνηση του αναβολέα.

Η νέα συσκευή μπορεί να φέρει τον ίδιο τύπο αισθητήρα, ωστόσο το σήμα που θα παράγεται θα ταξιδεύει σε ένα μικροτσίπ εμφυτευμένο στο αφτί. Το μικροτσίπ θα μετατρέπει το ακουστικό σήμα σε ηλεκτρικό και θα το μεταφέρει σε ένα ηλεκτρόδιο στον κοχλία.

Μείωση των ενεργειακών αναγκών του τσιπ

Βασική προϋπόθεση για να καταργηθεί η ανάγκη του hardware που τοποθετείται στο κεφάλι των ασθενών σε ό,τι αφορά τα συμβατικά κοχλιακά εμφυτεύματα είναι το να μειωθούν οι ανάγκες ενέργειας του τσιπ.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι βρήκαν λύση και σε αυτό το πρόβλημα: ανέπτυξαν ένα νέο δίκτυο που μειώνει τις ανάγκες ενέργειας του τσιπ κατά 20%-30%. Το «κλειδί» για να επιτευχθεί αυτό ήταν να εντοπιστεί μια κυματομορφή – το βασικό ηλεκτρικό σήμα που εκπέμπεται από το τσιπ και το οποίο τροποποιείται ώστε να κωδικοποιήσει τις ακουστικές πληροφορίες – η οποία θα χρειαζόταν λιγότερη ενέργεια αλλά παρόλα αυτά θα ενεργοποιούσε το ακουστικό νεύρο με τον σωστό τρόπο.

Η κυματομορφή στην οποία κατέληξαν οι επιστήμονες είχε βασιστεί σε προηγούμενη μελέτη που αφορούσε προσομοιωμένες νευρικές ίνες – ωστόσο οι ερευνητές του ΜΙΤ προσάρμοσαν αυτή τη γνώση ειδικά για τα κοχλιακά εμφυτεύματα.

Μάλιστα η κυματομορφή αυτή δοκιμάστηκε σε τέσσερις ασθενείς που φορούσαν ήδη κοχλιακά εμφυτεύματα και, όπως προέκυψε, δεν είχε αρνητική επίδραση στην ικανότητά τους να ακούνε.

Πιο πολύπλοκη επέμβαση

Σχολιάζοντας τα νέα αποτελέσματα ο Λόρενς Λάστιγκ, διευθυντής του Κέντρου για τα Κοχλιακά Εμφυτεύματα στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Φρανσίσκο, τα χαρακτήρισε πολύ σημαντικά. Όπως είπε «υπάρχει πολύ μεγαλύτερο στίγμα σε ό,τι αφορά το να πάσχει κάποιος από απώλεια ακοής σε σύγκριση με την απώλεια όρασης. Και μόνο για αυτόν τον λόγο οι ασθενείς θα χαρούν πολύ να ‘ξεφορτωθούν’ τα εξωτερικά τμήματα του εμφυτεύματος. Υπάρχει όμως και το πλεονέκτημα ότι τα άτομα που θα φορούν το εμφύτευμα δεν θα χρειάζεται να το βγάζουν όταν θα επιθυμούν να μπουν στο νερό ούτε θα αγχώνονται μήπως κάποιο εξωτερικό τμήμα του εμφυτεύματος χαθεί ή σπάσει».

Πάντως σύμφωνα με τον δρα Λάστιγκ, θα απαιτείται πιο πολύπλοκη επέμβαση σε ό,τι αφορά το νέο εμφύτευμα  σε σύγκριση με τον χρόνο που χρειάζεται για την τοποθέτηση των υπαρχόντων εμφυτευμάτων. «Σήμερα μια επέμβαση τοποθέτησης του εμφυτεύματος διαρκεί μία ως μιάμιση ώρα. Εκτιμώ ότι για την τοποθέτηση του πρωτοποριακού εμφυτεύματος θα απαιτούνται, τουλάχιστον στις πρώτες επεμβάσεις του είδους, τρεις ως τέσσερις ώρες». Πάντως ο ειδικός προέβλεψε ότι όσο θα αυξάνονται οι επεμβάσεις του hi-tech εμφυτεύματος και οι γιατροί θα αποκτήσουν εμπειρία σταδιακά ο χρόνος που θα απαιτείται για την τοποθέτηση θα μειωθεί θεαματικά.

Πηγή: Το Βήμα 11/2/2014

Κατηγορίες Νέων: