Cochlea-Implantate ohne externe Hardware? Der neue Chip sieht vielversprechend aus

Cochlea-Implantate - Geräte, die Menschen helfen, die ansonsten taub wären, haben ein begrenztes Hörvermögen - erfordern derzeit Hardware, die an der Außenseite des Schädels angebracht ist, um ein Ladegerät und ein Mikrofon aufzunehmen. Jetzt haben Forscher in den USA einen neuen leistungsschwachen Chip entwickelt, der die Möglichkeit bietet, diese sperrigen, sichtbaren externen Elemente zu eliminieren.

Der neue Chip ist die Arbeit von Ingenieuren des Microsystems Technology Laboratory am Massachusetts Institute of Technology (MIT) zusammen mit Mitarbeitern der Harvard Medical School und der Massachusetts Eye and Ear Infirmary.

Sie präsentieren diese Woche ein Paper über ihre Arbeit auf der IEEE International Solid-State Circuits Conference 2014 in San Francisco, Kalifornien.

Cochlea-Implantate werden weltweit von Hunderttausenden von Menschen verwendet, deren Hörvermögen beeinträchtigt ist, weil sensorische Haarzellen in ihren Cochleas im Innenohr keine Schallschwingungen an das Gehirn weitergeben.

In den USA leben rund 70.000 Menschen, darunter viele Kinder. Das Gerät funktioniert, indem es den Hörnerv elektrisch stimuliert, um Schallsignale zu empfangen, die von einem externen Mikrofon in das Ohr gelangen.

Aktuelle Designs bedeuten, dass Benutzer einen scheibenförmigen Sender mit einem Durchmesser von 1 Zoll auf dem Schädel tragen müssen, der durch ein Kabel an einem Mikrofon und einer Stromquelle befestigt ist, die wie ein großes Hörgerät um das Ohr aussieht.

Aber der neue leistungsschwache Signalverarbeitungschip könnte zu einem neuen Implantatdesign führen, das externe Hardware überflüssig macht, sagen die Forscher. Das Implantat könnte kabellos geladen werden - es könnte zwischen den Aufladungen etwa 8 Stunden dauern - und anstelle eines externen Mikrofons könnte es Geräusche aufnehmen, indem die natürliche Mikrofonkammer des Innenohrs verwendet wird, die bei Implantatbenutzern oft intakt ist.

Eine der Forscher, Anantha Chandrakasan, Professorin für Elektrotechnik am MIT, sagt:

"Die Idee mit diesem Design ist, dass Sie ein Telefon mit einem Adapter verwenden können, um das Cochlea-Implantat aufzuladen, so dass Sie nicht angeschlossen werden müssen. Oder Sie könnten sich ein intelligentes Kissen vorstellen, so dass Sie über Nacht aufladen Am nächsten Tag funktioniert es einfach. "

Lawrence Lustig, Direktor des Cochlear Implant Center an der Universität von Kalifornien in San Francisco (UCSF), der das Gerät als "sehr cool" beschreibt, sagt, dass Menschen oft mehr Stigma mit Hörverlust als Sehverlust haben, also "Menschen wären sehr daran interessiert, das Äußere allein deshalb zu verlieren. "

Und, sagt er, würde es auch praktische Vorteile geben, wie "es nicht ausziehen zu müssen, wenn man in der Nähe von Wasser ist oder sich Sorgen darum machen, dass Komponenten verloren gehen oder kaputt gehen oder gestohlen werden".

Das Design basiert auf dem Mechanismus des Mittelohrimplantats

Die Forscher setzten ihr neues Design auf den Mechanismus eines Mittelohrimplantats. Die Idee besteht darin, die Schallschwingungen in den empfindlichen Knochen des Mittelohrs aufzunehmen und sie, anstatt sie in die Cochlea zu befördern, an einen Mikrochip im Ohr zu senden, der sie in elektrische Signale umwandelt, die an eine Elektrode in der Cochlea weitergeleitet werden.

Die Reduzierung des Strombedarfs des Chips war der Schlüssel, um die Notwendigkeit für die externe schädelmontierte Hardware zu eliminieren, sagen die Forscher.

Das Gerät wurde an Patienten getestet, die bereits über Cochlea-Implantate verfügen, um zu überprüfen, ob es die Hörfähigkeit beeinträchtigt. Und die Forscher haben gezeigt, dass der Chip Sprache in das Mittelohr aufnehmen und verarbeiten kann.

Lustig sagt, dass ein solches Gerät eine komplexere Operation erfordern würde als bestehende Designs. Eine aktuelle Operation dauert etwa eine Stunde - das neue Design würde wahrscheinlich etwa 3 bis 4 Stunden dauern, wäre aber immer noch relativ einfach.

"Ich erwarte nicht, dass viel zusätzliches Risiko in das Verfahren investiert wird", fügt er hinzu.

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