فناوری به کار رفته در کاشت حلزون | تکامل کاشت حلزون گوش

کاشت حلزون (Cochlear Implant) با تحریک الکتریکی عصب شنوایی، امکان درک صدا را برای افراد با کم‌شنوایی شدید فراهم می‌کند. این فرآیند شامل جایگذاری آرایه‌های الکترودی در حلزون گوش و پردازش سیگنال‌های صوتی توسط دستگاه خارجی است. برای درک بهتر کاشت حلزون گوش چگونه است، توجه به هماهنگی بین فناوری پردازش گفتار و توان‌بخشی شناختی ضروری است، که به بهبود درک گفتار و صداهای محیطی منجر می‌شود.

تاریخچه فناوری به کار رفته در کاشت حلزون

حلزون گوش (Cochlea)، بخش کلیدی گوش داخلی، مسئول تبدیل ارتعاشات صوتی به سیگنال‌های عصبی است. این ساختار مارپیچی شامل اسکالا تیمپانی و سلول‌های مویی است که فرکانس‌های صوتی را تفکیک می‌کنند. برای اطلاعات بیش‌تر درباره ساختار حلزون گوش انسان، دانستن این نکته مهم است که آسیب به سلول‌های مویی می‌تواند منجر به کم‌شنوایی شود، که فناوری کاشت حلزون با تحریک مستقیم عصب شنوایی، این نقص را جبران می‌کند.

امروزه، دستگاه‌های پیشرفته‌تر مانند کلریون (Clarion)، نوکلئوس و مد-ال (MED-EL)، با تأیید FDA، استانداردهای شنوایی را ارتقا داده‌اند، و رقابت بین سازندگان، نوآوری‌های مداوم را به همراه داشته است.

فناوری‌های مشابه به کار رفته در همه سیستم‌های کاشت حلزون

هر سه شرکت سازنده دستگاه‌های کاشت حلزون از فناوری‌های مشترکی بهره می‌برند که عملکرد شنوایی را بهینه می‌کنند. این فناوری‌ها، با هماهنگی دقیق، سیگنال‌های صوتی را به تحریک‌های عصبی تبدیل می‌کنند.

تحریک چندکاناله

همه سیستم‌های کاشت حلزون امروزی چندکاناله هستند؛ الکترودی که در اسکالا تیمپانی (Scala Tympani) گوش داخلی جایگذاری می‌شود، چندین نقطه تماس الکتریکی با بافت حلزون دارد. تعداد کانال‌ها، که گاهی تا 24 نقطه تماس می‌رسد، و الگوریتم‌های برنامه‌ریزی تحریک، بین دستگاه‌ها متفاوت است. این تنوع، امکان تنظیم دقیق فرکانس‌های صوتی را فراهم می‌کند، و درک گفتار و صداهای پیچیده را بهبود می‌بخشد.

به گفته دکتر سوزان والتزمن (Susan B. Waltzman)، متخصص شنوایی‌شناسی در NYU Langone:

تحریک چندکاناله، دقت تفکیک فرکانس‌ها را افزایش داده و درک گفتار را در محیط‌های چالش‌برانگیز ممکن می‌سازد.

ارتباط تراپوستی

در کاشت حلزون، هیچ سیمی پوست را سوراخ نمی‌کند. بخش خارجی دستگاه، مجهز به فرستنده‌ای است که از طریق امواج رادیویی (Radio Frequency) با گیرنده داخلی ارتباط برقرار می‌کند. این امواج، انرژی مورد نیاز بخش داخلی را تأمین کرده و نوع و شدت تحریک را کنترل می‌کنند. دو آهنربا، یکی در بخش داخلی کاشته‌شده و دیگری در بخش خارجی، این دو قسمت را در کنار هم نگه می‌دارند. این طراحی، ایمنی و راحتی کاربر را تضمین می‌کند، و نیاز به باتری داخلی را حذف می‌نماید.

تکنولوژی تله‌متری (Telemetry)

پس از جراحی کاشت حلزون، پایش عملکرد الکترودها حیاتی است. تکنولوژی تله‌متری، امکان بررسی کارکرد الکترودها را در طول سال‌ها فراهم می‌کند، و هرگونه نقص احتمالی را شناسایی می‌نماید. این فناوری، به‌ویژه برای کودکان یا بزرگسالانی که تجربه شنوایی قبلی ندارند، اهمیت دارد؛ زیرا تشخیص مشکلات بدون بازخورد کلامی بیمار دشوار است. تله‌متری، دقت و اطمینان را به فرآیند درمان می‌افزاید.

فناوری پردازش گفتاری (Speech Processing)

هر دستگاه کاشت حلزون از الگوریتم‌های خاص پردازش گفتاری بهره می‌برد که سیگنال‌های صوتی را به پالس‌های الکتریکی تبدیل می‌کند. این الگوریتم‌ها، فرکانس، زمان‌بندی و شدت صوت را تنظیم می‌کنند، و تعیین می‌نمایند کدام الکترودها، با چه نوع و شدت تحریکی، فعال شوند.

دکتر مریدیت هولکومب (Meredith Holcomb)، مدیر برنامه کاشت حلزون در دانشگاه میامی، می‌گوید:

پیشرفت‌های اخیر در پردازش گفتاری، امکان جداسازی گفتار از نویزهای محیطی را بهبود بخشیده و تجربه شنیداری طبیعی‌تری فراهم کرده است.

تنظیم دقیق این الگوریتم‌ها، که گاهی ماه‌ها طول می‌کشد، برای بهینه‌سازی درک گفتار ضروری است.

پردازش عمومی سیستم کاشت حلزون

علاوه بر پردازش گفتاری، سیستم‌های کاشت حلزون از پردازش عمومی استفاده می‌کنند که آستانه و سقف تحریک هر الکترود را تنظیم می‌نماید. در سال اول پس از کاشت، این تنظیمات بارها تغییر می‌کنند تا بهترین عملکرد برای هر فرد حاصل شود. استراتژی‌های متنوع برنامه‌ریزی، به بیمار امکان می‌دهد گزینه‌ای را انتخاب کند که درک صداهای واقعی، مانند مکالمات روزمره یا صداهای محیطی، را بهبود می‌بخشد.

طبق داده‌های سال 2023، 96 درصد کاربران کاشت حلزون از تنظیمات شخصی‌سازی‌شده رضایت کلی گزارش کرده‌اند.

جدول فناوری‌های کلیدی در کاشت حلزون

چشم‌انداز نهایی برای شنوایی با کاشت حلزون

فناوری کاشت حلزون، شاهکاری در مهندسی پزشکی، با تحریک هوشمندانه عصب شنوایی، تجربه‌ای بی‌همتا از شنوایی برای افراد با کم‌شنوایی شدید خلق می‌کند. این فناوری، با آرایه‌های الکترودی در حلزون گوش، پالس‌های الکتریکی دقیقی تولید می‌کند که الگوهای صوتی را به فیبرهای عصبی منتقل می‌نمایند. طبق مطالعه‌ای در سال 2023 حدود 90 درصد کودکان کاشت‌شده پیش از 3 سالگی، مهارت‌های گفتاری مشابه همسالان خود کسب می‌کنند. با الگوریتم‌های پیشرفته پردازش گفتار و توان‌بخشی شناختی، کاشت حلزون نه‌تنها درک گفتار و صداهای محیطی را تقویت می‌کند، بلکه ارتباطی پایدار با جهان صدا ایجاد می‌نماید. دکتر علیرضا کوهی، فوق تخصص جراحی گوش و حلق و بینی و جراح برجسته کاشت حلزون در ایران، با سال‌ها تجربه در این حوزه، نقش کلیدی در ارتقای کیفیت زندگی بیماران ایفا کرده است. این فناوری، آینده‌ای روشن برای شنوایی رقم می‌زند.