Przewodnictwo kostne

Przewodnictwo kostne to przewodzenie dźwięku do ucha wewnętrznego głównie przez kości czaszki , co pozwala słuchaczowi odbierać zawartość audio bez blokowania przewodu słuchowego . Transmisja przewodnictwa kostnego zachodzi stale, gdy fale dźwiękowe wibrują w kościach, szczególnie w kościach czaszki, chociaż przeciętnemu człowiekowi trudno jest odróżnić dźwięk przenoszony przez kość od dźwięku przenoszonego przez powietrze przez kanał słuchowy. Celowa transmisja dźwięku przez kość może być stosowana u osób z prawidłowym słuchem — na przykład w przypadku słuchawek na przewodnictwo kostne — lub jako opcja leczenia niektórych rodzajów upośledzenia słuchu. Kość generalnie przenosi dźwięki o niższej częstotliwości lepiej niż dźwięki o wyższej częstotliwości.

Przegląd

Schemat różnych dróg drgań dźwięku do ucha wewnętrznego przez przewodnictwo kostne i przewodnictwo powietrzne.

Przewodnictwo kostne jest jednym z powodów, dla których głos osoby brzmi inaczej, gdy jest nagrywany i odtwarzany. Ponieważ czaszka lepiej przewodzi niższe częstotliwości niż powietrze, ludzie postrzegają swój własny głos jako niższy i pełniejszy niż inni, a nagranie własnego głosu często brzmi wyżej, niż się spodziewa (patrz konfrontacja głosu ) .

Muzycy mogą wykorzystywać przewodnictwo kostne za pomocą kamertonu podczas strojenia instrumentów strunowych. Po tym, jak widelec zacznie wibrować, umieszczenie go w ustach z trzonkiem między tylnymi zębami zapewnia, że ​​nadal słyszy się nutę poprzez przewodnictwo kostne, a obie ręce są wolne do strojenia. Ludwig van Beethoven używał przewodnictwa kostnego po tym, jak stracił większość słuchu, umieszczając jeden koniec pręta w ustach i kładąc drugi koniec na krawędzi fortepianu.

Zaobserwowano również, że niektóre zwierzęta mogą odbierać dźwięki, a nawet komunikować się poprzez wysyłanie i odbieranie wibracji przez kości.

Porównanie wrażliwości słuchu poprzez przewodnictwo kostne i bezpośrednio przez przewód słuchowy może pomóc audiologom w identyfikacji patologii ucha środkowego — obszaru między błoną bębenkową a ślimakiem (ucho wewnętrzne). Jeśli słuch jest znacznie lepszy dzięki przewodnictwu kostnemu niż przez przewód słuchowy (szczelina powietrzno-kostna), można podejrzewać problemy z przewodem słuchowym (np. gromadzenie się woskowiny), błonę bębenkową lub kosteczki słuchowe . Metoda ta została po raz pierwszy odkryta przez włoskiego lekarza Hieronima Capivacci.

Aparaty słuchowe i implanty

Zdjęcie starego aparatu słuchowego Acousticon firmy Dictograph Products Company, wyprodukowanego w USA, około 1934 r.

Historia

Pierwsze aparaty słuchowe na przewodnictwo kostne zostały wynalezione w XV wieku. Włoski lekarz Girolamo Cardano zdał sobie sprawę, że po umieszczeniu pręta między zębami i przymocowaniu drugiego końca do instrumentu muzycznego osoba ta może słyszeć muzykę pomimo utraty słuchu . Metodę tę zastosował Beethoven , gdyż pod koniec życia pogorszył mu się słuch. W latach dwudziestych XIX wieku francuski lekarz Jean Marc Gaspard Itard udoskonalił to urządzenie, mocując drugi koniec pręta nie do instrumentu muzycznego, ale do ust innego mówcy. Ten wynalazek był znany jako Laska Itarda. W 1923 roku Hugo Gernsback stworzył nowy rodzaj aparatu słuchowego na przewodnictwo kostne, zwany „Osofonem”, który później rozwinął w swoim „Phonosone”. Aparaty słuchowe na przewodnictwo kostne zostały również dopasowane do okularów, które ściśle przylegają do boku głowy.

W latach 70. zespół lekarzy z Göteborga , w szczególności Anders Tjellström, wpadł na pomysł wszczepienia płytki wibracyjnej do kości wyrostka sutkowatego z przylegającą śrubą, która umożliwiała podłączenie zewnętrznego procesora dźwięku w celu przewodzenia dźwięku. Pierwsi trzej pacjenci zostali wszczepieni w 1977 roku. Urządzenie dało dobre wyniki i stało się znane jako aparat słuchowy zakotwiczony w kości lub BAHA. W 2012 roku pomysł ten został posunięty o krok dalej poprzez wprowadzenie urządzenia BONEBRIDGE. Podczas gdy implant BAHA jest urządzeniem przezskórnym, które wymaga, aby łącznik śrubowy wystawał przez skórę, BONEBRIDGE jest urządzeniem przezskórnym i jest w całości wszczepiany pod skórę. W takim przypadku procesor dźwięku jest utrzymywany na miejscu za pomocą magnesów.

Kandydowanie

Urządzenia na przewodnictwo kostne są odpowiednie dla pacjentów z przewodzeniowym lub mieszanym ubytkiem słuchu, z funkcjonującym ślimakiem , ale problemami z uchem zewnętrznym lub wewnętrznym , które uniemożliwiają dotarcie wibracji dźwiękowych do ślimaka. Może to być spowodowane stanami takimi jak atrezja , mikrocja , zespół Goldenhara lub Treacher Collins . Przewodnictwo kostne jest również dobrym rozwiązaniem dla osób, które nie mogą używać tradycyjnych aparatów słuchowych na przewodnictwo powietrzne.

Urządzenia na przewodnictwo kostne są również wykorzystywane do pomocy osobom z jednostronną głuchotą , które mają niedziałające ucho wewnętrzne po jednej stronie. W takiej sytuacji urządzenie wychwytuje dźwięki po niedziałającej stronie i przesyła je w postaci wibracji przez kość do funkcjonującego ślimaka po drugiej stronie.

Technologia

Istnieje wiele różnych typów aparatów słuchowych na przewodnictwo kostne, ale większość z nich działa na tej samej zasadzie i zawiera niezbędne komponenty, takie jak mikrofony , przetwarzanie sygnału , zasilanie i przetwornik generujący wibracje. Mikrofon aparatu słuchowego odbiera sygnały dźwiękowe z otoczenia. Sygnał jest następnie optymalizowany i przesyłany do przetwornika, który generuje wibracje. W zależności od konkretnego systemu aparatu słuchowego na przewodnictwo kostne, wibracje są przesyłane bezpośrednio przez kość czaszki lub przez skórę do ucha wewnętrznego. Wreszcie, ucho wewnętrzne odbiera wibracje i wysyła je do kory słuchowej w mózgu.

Różne urządzenia na przewodnictwo kostne mają różne funkcje. Oto kluczowe.

Chirurgiczne i niechirurgiczne urządzenia na przewodnictwo kostne

Chirurgiczne urządzenia na przewodnictwo kostne składają się z wewnętrznego implantu i zewnętrznego procesora dźwięku służącego do przesyłania dźwięku. Wymagają zabiegu chirurgicznego w celu wszczepienia urządzenia, który zwykle wykonywany jest w trybie ambulatoryjnym w znieczuleniu ogólnym , jednak jest to uzależnione od implantowanego urządzenia oraz stanu zdrowia pacjenta.

Urządzenia niechirurgiczne składają się wyłącznie z zewnętrznego procesora dźwięku. Procesor po prostu wibruje, wprawiając w drgania zarówno skórę, jak i kość, przenosząc wibracje do ślimaka . Urządzenia niechirurgiczne są idealne dla dzieci, które mogą nie być wystarczająco duże, aby przeprowadzić operację wszczepienia implantu lub które mają tymczasowy przewodzeniowy ubytek słuchu spowodowany klejeniem ucha lub infekcją ucha .

Istnieją różne sposoby mocowania niechirurgicznych urządzeń na przewodnictwo kostne do skóry, w tym opaski na głowę , kleje i okulary na przewodnictwo kostne. Urządzenia obejmują ADHEAR firmy MED-EL , BAHA Start firmy Cochlear , BHM contact mini lub contact forte oraz Ponto Softband firmy Oticon Medical . W przeciwieństwie do opasek na głowę lub urządzeń opartych na okularach, urządzenia samoprzylepne nie muszą wywierać nacisku na głowę, aby przenosić wibracje. Z tego powodu użytkownicy urządzeń samoprzylepnych zgłaszają noszenie ich przez dłuższy czas każdego dnia.

Urządzenia chirurgiczne: urządzenia przezskórne i przezskórne

Przezskórne urządzenie na przewodnictwo kostne przesyła sygnały dźwiękowe, elektroniczne lub mechaniczne, przez skórę. Innymi słowy, między zewnętrznym procesorem dźwięku a wewnętrznym implantem znajduje się zamknięta, nienaruszona skóra. Procesor jest utrzymywany na miejscu nad implantem za pomocą przyciągania magnetycznego . Obecnie dostępne na rynku urządzenia przezskórne to BAHA Attract i Osia firmy Cochlear oraz BONEBRIDGE firmy MED-EL.

W przypadku urządzenia przezskórnego część implantu (znana jako zaczep) wystaje przez skórę. Następnie procesor dźwięku zatrzaskuje się na zaczepie, zapewniając bezpośrednie połączenie z implantem. Urządzenia przezskórne obejmują BAHA Connect firmy Cochlear i Ponto firmy Oticon Medical.

Przezskórne urządzenia są związane z powikłaniami skórnymi, od lekkiego zaczerwienienia po tworzenie się ziarniny i nawracające infekcje. Najpoważniejsze powikłania mogą wymagać dalszej operacji lub usunięcia łącznika i późniejszej reimplantacji. Jedno badanie dotyczące problemów skórnych z implantami przezskórnymi wykazało odsetek powikłań sięgający 84%. W innym badaniu metaanaliza powikłań związanych z aparatami słuchowymi z osteointegracją wykazała, że ​​w 34,5% przypadków wymagana jest operacja rewizyjna. Urządzenia przezskórne zostały później zaprojektowane w celu uniknięcia lub zmniejszenia nawracających powikłań skórnych. Na przykład tylko 1,85% pacjentów z systemem BONEBRIDGE doświadcza infekcji ran pooperacyjnych. [ potrzebne źródło ]

Urządzenia chirurgiczne: aktywne i pasywne  

Aktywne urządzenie na przewodnictwo kostne to takie, w którym implant generuje wibracje bezpośrednio stymulujące kość. W przypadku pasywnego urządzenia na przewodnictwo kostne wibracje są generowane przez procesor dźwięku przed przejściem przez skórę lub zaczep w celu dotarcia do implantu i kości. Główne dostępne aktywne urządzenia na przewodnictwo kostne to BONEBRIDGE firmy MED-EL i Osia firmy Cochlear. Oba są aktywnymi urządzeniami przezskórnymi. Zewnętrzny procesor dźwięku wychwytuje wibracje dźwiękowe i przesyła je elektronicznie przez skórę do wewnętrznego implantu, który bezpośrednio i aktywnie wprawia w wibracje kość. Wibracje te są przenoszone przez kość czaszki do ślimaka i są przetwarzane w normalny sposób.

Główne urządzenia wykorzystujące pasywne przewodnictwo kostne to BAHA Attract i BAHA Connect firmy Cochlear, Ponto firmy Oticon i Alpha 2 MPO firmy Medtronic . BAHA Connect i Ponto to pasywne urządzenia przezskórne, w których procesor dźwięku jest mocowany do zaczepu umieszczanego przez skórę. Procesor dźwięku wibruje, wysyłając wibracje przez zaczep do implantu, a następnie przez kość do ślimaka. BAHA Attract i Alpha 2 to urządzenia przezskórne, ale działają w podobny sposób. Procesor dźwięku wibruje, wysyłając mechaniczne wibracje do implantu przez kość. Jednak w przeciwieństwie do urządzeń przezskórnych wibracje z procesora dźwięku przechodzą przez skórę, zanim dotrą do wewnętrznego implantu. Wibracje te są następnie przenoszone przez kości czaszki do ślimaka i przetwarzane w normalny sposób, tak jak w przypadku aktywnego urządzenia.

Aktywne przezskórne i pasywne przezskórne urządzenia na przewodnictwo kostne zwykle zapewniają lepszą jakość dźwięku niż bierne urządzenia przezskórne. Pasywne urządzenia przezskórne wysyłają wibracje dźwiękowe przez skórę, a gdy przechodzą przez skórę, tracą część swojej mocy, powodując tłumienie sygnału do 20 dB . Aby temu przeciwdziałać, pasywne urządzenia przezskórne mogą wymagać użycia silnych magnesów, które ściskają skórę w celu uzyskania optymalnego przewodzenia. Może to prowadzić do bólu i podrażnienia skóry i tkanek miękkich między dwoma magnesami, aw najgorszych przypadkach do martwicy . Badanie wykazało, że poważne powikłania — definiowane jako powikłania wymagające aktywnego leczenia, takie jak pooperacyjny wysięk surowiczy , krwiak , infekcje rany, owrzodzenia skóry i rozejście się naskórka — stwierdzono w 5,2% przypadków.

Przegląd urządzeń

Urządzenie Chirurgiczny Nieoperacyjny Aktywny zabieg chirurgiczny Pasywna chirurgia Chirurgia przezskórna Chirurgia przezskórna
ADHEAR X ✓ Nie dotyczy Nie dotyczy Nie dotyczy Nie dotyczy
Alfa 2 ✓ X X ✓ ✓ * (patrz wyżej)
BAHA przyciąga ✓ X X ✓ ✓ * (patrz wyżej) X
BAHA Połącz ✓ X X

 

✓ X ✓
BAHA Rozpocznij X ✓ Nie dotyczy Nie dotyczy Nie dotyczy Nie dotyczy
BONEBRIDGE ✓ X ✓ X ✓ X
Osia ✓ X ✓ X ✓ X
Ponto ✓ X X ✓ X ✓

Produkty

Produkty przewodnictwa kostnego są zwykle podzielone na trzy grupy:

Przykładem specjalistycznego produktu komunikacyjnego jest głośnik na przewodnictwo kostne używany przez płetwonurków . Urządzenie to formowany z gumy, piezoelektryczny , elastyczny dysk o średnicy około 40 milimetrów (1,6 cala) i grubości 6 milimetrów (0,24 cala). Kabel połączeniowy jest uformowany w dysku, co daje wytrzymały, wodoodporny montaż. Podczas użytkowania głośnik jest przymocowany do jednego z wypukłych kości w kształcie kopuły za uchem, a dźwięk, który może być zaskakująco czysty i wyraźny, wydaje się pochodzić z wnętrza głowy użytkownika.

Godne uwagi zastosowania

Urządzenie Google Glass wykorzystuje technologię przewodnictwa kostnego do przekazywania informacji użytkownikowi przez przetwornik umieszczony obok ucha użytkownika. Wykorzystanie przewodnictwa kostnego oznacza, że ​​wszelkie treści głosowe odbierane przez użytkownika Glass są prawie niesłyszalne dla osób postronnych.

Niemiecki nadawca Sky Deutschland i agencja reklamowa BBDO Germany współpracowali przy kampanii reklamowej wykorzystującej przewodnictwo kostne, której premiera miała miejsce w Cannes we Francji podczas Międzynarodowego Festiwalu Kreatywności w czerwcu 2013 r. Koncepcja reklamowa „Talking Window” wykorzystuje przewodnictwo kostne do przekazywania reklam do publiczności przewozić pasażerów, którzy opierają głowy o szyby pociągu. Naukowcy z australijskiego Macquarie University zasugerowali, że oprócz nie dotykania szyby pasażerowie musieliby użyć urządzenia tłumiącego wykonanego z materiału, który nie przenosiłby wibracji z okna, aby nie słyszeć dźwięku.

Land Rover BAR zastosował „wojskową” technologię przewodnictwa kostnego, zaprojektowaną przez BAE Systems , w swoich kaskach do użytku podczas Pucharu Ameryki 2017 . Hełmy pozwoliły załogom skutecznie komunikować się ze sobą w warunkach wyścigu oraz w trudnym, hałaśliwym otoczeniu; przy jednoczesnym zachowaniu świadomości sytuacyjnej dzięki odsłoniętym uszom.

W marcu 2019 roku w National Maritime Museum w Londynie brytyjska kompozytorka Hollie Harding zaprezentowała po raz pierwszy użycie słuchawek przewodnictwa kostnego w ramach występu muzycznego. Wykorzystanie tej technologii umożliwiło słuchaczom słuchanie wcześniej nagranego utworu muzycznego na słuchawkach, podczas gdy orkiestra na żywo wykonywała osobny, ale powiązany utwór muzyczny. Ten wielowarstwowy efekt oznaczał, że elektroniczne i cyfrowo edytowane dźwięki można było usłyszeć w połączeniu z muzyką na żywo bez użycia głośników po raz pierwszy, a źródło dźwięków mogło wydawać się być blisko, daleko lub dookoła słuchacz.

interfejsie audio , aby umożliwić wygodne noszenie go i pozostawanie w kontakcie przez cały dzień. Dzięki technologii przewodnictwa kostnego i wbudowanemu oprogramowaniu Sentien Audio może również wzmacniać dźwięk, aby pomóc w niektórych rodzajach ubytków słuchu .

Bezpieczeństwo

Ponieważ słuchawki na przewodnictwo kostne przesyłają dźwięk do ucha wewnętrznego przez kości czaszki, użytkownicy mogą konsumować treści audio, zachowując świadomość sytuacyjną.

Firma England Athletics nawiązała współpracę z marką słuchawek na przewodnictwo kostne AfterShokz, aby zapewnić ludziom wygodne i bezpieczne słuchanie podczas uprawiania sportu.

Zobacz też

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Bone_conduction&oldid=1139531095 ”