Sisäkorvaistutteen toiminta

Videossa käydään englanniksi läpi osia, joista sisäkorvaistute koostuu. 

Sisäkorvaistute (kokleaimplantti, cochlear implant) koostuu kahdesta osasta: ulkoisesta puheprosessorista ja sisäisestä implantista. Puheprosessori sisältää yhden tai useamman mikrofonin, mikropiirejä, ladattavan akun tai kotelon kertakäyttöparistoille ja lähetinkelan. Implantti sisältää vastaanotinkelan, elektroniikkaa ja sisäkorvaan asetetun elektrodijohdon sekä mahdollisen erillisen vertailuelektrodin. Lähetinkela pysyy paikallaan implantin vastaanotinkelan kohdalla kelojen keskelle sijoitettujen magneettien avulla. Iho ja pehmytkudos jäävät kelojen väliin.

Puheprosessori poimii ympäristön ääniä, käsittelee niitä ja muuntaa ne sähköimpulsseiksi, jotka lähetetään radiotaajuisesti puheprosessorin lähetinkelan kautta implantille. Nykyiset puheprosessorit ovat toiminnaltaan täysin digitaalisia eli mikrofonin poimima äänisignaali muutetaan digitaaliseen muotoon, ääntä analysoidaan, käsitellään sekä muokataan digitaalisesti, ja implantille lähetetty signaali pakataan (enkoodataan) digitaaliseksi viestiksi.

Implantin vastaanotinkela poimii puheprosessorin lähettämän signaalin, ja implantin elektroniikka purkaa (dekoodaa) signaalin sisältämän informaation. Implantti poimii myös tarvitsemansa sähköenergian induktiivisesti puheprosessorilta lähetin- ja vastaanotinkelojen välisen yhteyden avulla ja stimuloi kuulohermoa puheprosessorin lähettämän viestin mukaisesti ääniaistimuksen tuottamiseksi.

Digitaalisen koodauksen ansiosta implantti ei stimuloi kuulohermoa, ellei se kykene tunnistamaan puheprosessorin lähettämää viestiä. Näin ollen implantti voi stimuloida kuulohermoa ainoastaan kyseiseen implanttiin ohjelmoidun puheprosessorin avulla, eikä esimerkiksi vasemmalle puolelle sovitettua puheprosessoria voi vahingossa kytkeä oikean puolen implanttiin. Koodauksen ansiosta itse implantti ei myöskään ole herkkä sähkömagneettisille häiriösignaaleille. Ääniaistimuksia tuottavia häiriöitä voi kuitenkin kytkeytyä istutejärjestelmään puheprosessorin mikrofonin, induktiokelan tai muun elektroniikan kautta.

Puheprosessorit ovat nykyään pääosin korvantausmallisia ja rakenteeltaan sekä materiaaleiltaan korvantauskuulokojeen kaltaisia. Perinteisiin kuulokojeisiin verrattuna sisäkorvaistutteiden akku- ja paristojärjestelmät ovat kuitenkin kooltaan suurempia. Tämä johtuu suuremmasta sähkötehon tarpeesta siirrettäessä energiaa ja informaatiota ihon ja pehmytkudoksen läpi implantin elektroniikan käyttöjännitteen ylläpitämiseksi sekä kuulohermon stimuloimiseksi. Myös lähetinkela ja kelajohto kasvattavat sisäkorvaistutteen kokoa kuulokojeisiin verrattuna. Viime aikoina markkinoille on tullut lähetinkelaan integroituja puheprosessoreja, joissa mikrofoni, elektroniikka ja virtalähde sijaitsevat lähetinkelassa. Tämä kuitenkin kasvattaa lähetinkelan kokoa, mikä voi johtaa prosessorin heikentyneeseen pysymiseen vastaanotinkelan magneetin päällä.

Sisäkorvaistutteen implantti on valmistettu synteettisistä, kudosyhteensopivista biomateraaleista (silikoni, titaani, platina, keraami). Materiaalit ovat biostabiileja, eli ne eivät häviä itsestään elimistöstä. Istutteen elektroniset komponentit on koteloitu biomateriaalein, eivätkä ne joudu kosketuksiin kudoksen kanssa.

Sisäkorvaistutejärjestelmän toimintaa ohjataan puheprosessorin painonäppäimin tai uusimpien mallien osalta langattomalla kaukosäätimellä.  Käyttäjä voi itse vaikuttaa järjestelmän toimintaan muuttamalla puheprosessorin ohjelmoinnissa tallennettuja säätöasetuksia, vaikuttamalla prosessorin äänenkäsittelyyn eri kuunteluympäristöissä sekä kytkemällä lisälaitteita päälle tai pois.

Teksti: Ville Sivonen, Fysiologiainsinööri, TkT, HUS

Lisää uusi kommentti

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *