Un petit microphone peut être implanté dans l'oreille moyenne

Bien que les implants cochléaires aient rétabli l’écoute de base chez environ 220 000 personnes sourdes dans le monde, ils exigent que les personnes portent un microphone et l’électronique associée derrière l’oreille, ce qui crée des problèmes de fiabilité et empêche les patients de la natation et d'autres activités. Ces problèmes peuvent maintenant être évités grâce à un minuscule microphone prototype pouvant être implanté dans l'oreille moyenne.
Une étude publiée en ligne dans la revue Institute of Electrical and Electronics Engineers Transactions sur le génie biomédical rapporte que le dispositif de preuve de concept, mis au point par un ingénieur de l’Université de l’Utah et son équipe en Ohio, a été testé avec succès dans les conduits auditifs de quatre cadavres.
Environ un tiers des 220 000 personnes dans le monde souffrant de surdité profonde ou de déficience auditive grave avec des implants cochléaires proviennent des États-Unis, les deux cinquièmes des bénéficiaires étant des enfants. Les implants cochléaires conventionnels sont constitués de trois parties principales: un microphone qui capte le son, un processeur de signal et une bobine émettrice de radio, qui sont portés à l’extérieur de l’oreille pour transmettre des signaux au récepteur-stimulateur interne implanté sous la peau. l'oreille qui convertit les signaux sonores en impulsions électriques, qui sont ensuite transmises par câble entre 4 et 16 électrodes qui s'enroulent dans la cochlée de l'oreille interne, contournent le conduit auditif, le tympan et les os auditifs et stimulent les nerfs auditifs. entendre.
L'auteur principal, Darrin J. Young, professeur agrégé de génie électrique et informatique à l'Université d'Utah et USTAR, initiative de recherche et de technologie scientifique de l'Utah, a déclaré:

«C’est un désavantage d’avoir toutes ces choses attachées à l’extérieur. Imaginez un enfant qui porte un microphone derrière l’oreille. Cela cause des problèmes pour beaucoup d’activités. La natation est le problème principal. Et ce n’est pas pratique de porter ces choses porter un casque."

Il continue:

"Pour les adultes, c'est la perception sociale. Porter cette chose indique que vous êtes un peu handicapé et que cela empêche en fait un certain pourcentage de candidats d'obtenir l'implant. Ils s'inquiètent de l'image négative et de la fiabilité, ajoute Young. avoir des fils connectés du microphone à la bobine, ces fils peuvent se briser. "

Normalement, lorsque le son pénètre dans le conduit auditif, le tympan vibre. Le tympan se raccorde à l'umbo à trois minuscules os reliés, à savoir le marteau, l'incus et l'étrier, généralement appelés marteau, enclume et étrier, qui vibrent. L'étrier touche la cochlée, la chambre remplie de liquide de l'oreille interne, qui déplace les cellules ciliées (récepteurs sensoriels) de la membrane interne de la cochlée et déclenche la libération d'un neurotransmetteur chimique qui transmet les signaux sonores au cerveau. Ces cellules ciliées ou récepteurs sensoriels ne fonctionnent pas chez des personnes profondément sourdes qui se qualifient comme candidats à l'implantation cochléaire. La raison pourrait être des anomalies congénitales, des effets indésirables des médicaments, une exposition à des sons trop forts ou certaines infections virales.

Le dispositif, développé par Young, implante tous les composants externes, de sorte que les sons sont transmis à travers le canal auditif dans le tympan, qui vibre normalement. À l'umbo, toutefois, Young a installé un capteur doté d'une puce appelée accéléromètre pour détecter la vibration, qui agit comme un microphone qui détecte les vibrations sonores et les convertit en signaux électriques envoyés aux électrodes de la cochlée. Même si les patients doivent toujours porter un chargeur derrière l'oreille, la batterie implantée peut être rechargée la nuit pendant son sommeil et, comme le dit Young, la durée de vie de la batterie peut aller de un à plusieurs jours.
Il dit que le prototype, qui a approximativement la taille d'une gomme à effacer sur un crayon, doit être réduit et doit être amélioré afin de pouvoir détecter des sons plus faibles et plus sains. . L’objectif du prototype actuel du microphone à oreille moyenne emballé, qui est de 2,5 mm sur 6,2 mm, soit environ un dixième sur un quart de pouce et pèse 25 mg, soit moins d’un millième d’once, permet de réduire le paquet à 2 x 2 mm de taille.
Selon l'étude, le son transmis le plus efficace au microphone consiste à retirer d'abord par enclume, l'un des trois petits os situés dans l'oreille moyenne. Young affirme que le microphone peut également faire partie d'une aide auditive implantée qui pourrait remplacer les aides auditives conventionnelles pour un certain groupe de patients dont les os auditifs se sont dégradés et incapables de transmettre correctement les sons des aides auditives conventionnelles. L'implant chirurgical nécessiterait l'approbation de la Food and Drug Administration américaine.
Les microphones traditionnels comprennent une membrane ou un diaphragme qui se déplace et produit un changement de signal électrique en réponse au son. Cependant, ils ont besoin d'un trou pour que le son pénètre dans le tissu s'il est implanté. En revanche, le microphone de l'oreille moyenne de Young utilise un accéléromètre, une masse de 2,5 microgrammes attachée à un ressort qui serait placé dans un emballage scellé contenant une puce de silicium de faible puissance pour convertir les vibrations sonores en signaux électriques sortants. Le paquet est collé à l'ombo, ce qui permet à l'accéléromètre de vibrer lorsqu'il reçoit des vibrations du tympan. La masse en mouvement génère un signal électrique, amplifié par la puce, qui à son tour se connecte à un processeur vocal et à un stimulateur câblé aux électrodes de la cochlée.
Young explique:

"Tout est identique à un implant cochléaire classique, sauf que nous utilisons un microphone implantable qui utilise la vibration de l'os."

L'équipe a testé le nouveau microphone en utilisant les os temporaux et le conduit auditif, le tympan et les os auditifs de quatre donneurs de cadavres. Ils ont inséré des tubes dans le conduit auditif qui contenaient un petit haut-parleur et ont généré des tonalités de fréquences et de niveaux de volume variés. Les sons captés par le microphone implanté ont été mesurés à l'aide d'un appareil laser permettant de mesurer la vibration des minuscules os de l'oreille. Ils ont découvert que l'ombo, c'est-à-dire l'endroit où le tympan se connecte au marteau ou au malléus, produisait la plus grande vibration sonore, en particulier si l'os de l'enclume était d'abord enlevé chirurgicalement.
Lorsque le prototype de microphone a été attaché à l’ombo, l’équipe a découvert qu’il était capable de détecter des sons de basse fréquence plus silencieux, bien que Young ait l’intention de détecter les sons moyens, ce que Young prévoit d’améliorer. .
Alors que la sortie du microphone était destinée aux haut-parleurs de l'étude, le microphone transmettait le son au processeur vocal implanté. Young a fait la démonstration du microphone en l’utilisant pour enregistrer le début de la Neuvième Symphonie de Beethoven alors qu’il était implanté dans une oreille de cadavre et a constaté qu’il était facilement reconnaissable, même si cela semblait un peu flou et étouffé.

"Le silencieux peut être filtré."

Écrit par Petra Rattue