Kochleárny implantát

Kochleárny implantát je druh ušného implantátu (implantovaného prístroja určeného na pomoc sluchovo postihnutých ľudí), ktorý sa vkladá do vnútorného ucha (stimuluje nervy vo vnútornom uchu) a nahrádza funkciu slimáka (kochley). Prvý implantát bol navrhnutý na Univerzite v Melbourne v Austrálii a firmou Cochlear Limited.

História ušného implantátu

V 50. až 60. rokoch 20. storočia americkí a austrálski fyziológovia spoločne s otolaryngológmi robili prvé pokusy na experimentálnych zvieratách, ktorým elektricky dráždili vlákna sluchového nervu. Vyvolané elektrické potenciály v sluchovej dráhe a v mozgovej kôre sa takmer nelíšili od tých, ktoré zaznamenali u zdravých kontrolných zvierat. Úspech pokusov primäl koncom 70. rokov vedeckých pracovníkov zo skupiny Williama F. Housea v Los Angeles a zo skupiny profesora Graemea Clarka z Melbourne k tomu, že najskôr skúšali elektricky stimulovať sluchový systém pacientov prostredníctvom elektródy zavedenej skrz bubienok na povrch vnútorného ucha a neskôr implantovali jednoduchý aparát priamo do oblasti spánkovej kosti a vnútorného ucha.
Súbežne prebiehali desiatky pokusov na experimentálnych zvieratách, predovšetkým na mačkách a opiciach. Výsledky pokusov boli povzbudivé, a tak v roku 1980 existovalo na svete už niekoľko pracovísk, ktoré sa vydali na cestu vývoja moderného ušného implantátu. Súbežne s hľadaním optimálnej chirurgickej techniky sa v Los Angeles, Melbourne, Viedni a Paríži intenzívne vyvíjala technika implantátu. Až na výnimky sa všetci rozhodli pre bezdrôtový prenos informácie cez kožu.

Prijímací stimulátor

Prijímací stimulátor je umiestnený pod pacientovu kožu počas operácie. Obsahuje elektronickú súčiastku, ktorá kontroluje prúd elektrických impulzov do ucha. Obsahuje tiež anténu, ktorá prijíma frekvenčný signál z vonkajšej cievky a magnet, ktorý drží vonkajšiu cievku na mieste. K balíčku sú pripojene miniatúrne drôtiky, ktoré sú spojené s elektródami. Zväzok elektród je vložený do vnútorného ucha. Plošná elektróda je umiestnená pod svalom blízko ucha.

Rečový procesor

Rečový procesor sa nachádza mimo tela. Cievku rečového procesora udržiava pri pokožke magnet. Mikrofón je umiestnený za uchom. Väčší rečový procesor SprintTM sa môže nosiť vo vrecku alebo v kapsičke za opaskom. Menší ESPrintTM sa nosí za uchom.

Umiestnenie ušného implantátu

Vlastný orgán sluchu je u človeka uložený vo výbežku stočeného blanitého útvaru nazývaného slimák (lat. cochlea), ktorý je vyplnený endolymfou. Všetko, spolu s polkruhovitými kanálikmi statokinetického orgánu, je uložené v kostenej dutine - labyrinte, ktorý je vyplnený tekutou perilymfou. Dno blanitého labyrintu slimáka tvorí bazilárna membrána, na ktorej je uložený Cortiho orgán. Jeho najdôležitejšou časťou sú zmyslové bunky s citlivými výbežkami (vláskové bunky). Nad Cortiho orgánom sa vznáša rôsolovitá membrána - tektoria. Zvukové vlnenie zachytené bubienkom sa cez sluchové kostičky prenáša na perilymfu a ďalej na bazilárnu membránu. Charakter kmitania membrány závisí na výške tónu. Dráždia sa prevažne vláskové bunky na báze. Hlboké tóny podráždia zmyslové bunky na vrchole slimáka.

Princíp implantátu

Bezdrôtový prenos informácie cez kožu sa v tomto prípade uskutočňuje na magnetoindukčnom princípe, medzi vysielacou cievkou za uchom a prijímacou cievkou, ktorá je vhojená pod kožou do vyhĺbeného priestoru v spánkovej kosti. Spracovanie zvuku a jeho prevedenie na optimálny binárny kód elektrických impulzov sa deje v rečovom procesore, ktorý je spojení káblom s vysielacou cievkou. Miniaturizácia rečového procesoru pokročila dnes tak ďaleko, že v najmodernejších implantátoch firmy Nucleus (Esprit - Nucleus 24) sa rečový procesor umiestňuje ako závesný aparát za ucho. Hlavnou úlohou rečového procesoru je previesť spektrálnu analýzu vstupujúceho zvuku, t. j. pomocou filtrov rozdeliť komplexný zvuk, akým je napríklad reč, na jednotlivé frekvenčné zložky. Zvukový analógový signál je potom prevádzaný na sériu impulzov na výstup z jednotlivých filtrov. Rečový procesor tak vykonáva podobnú funkciu ako systém receptorov zdravého vnútorného ucha. Elektrické impulzy sú z vyhojenej prijímacej časti vedené na elektródy, ktoré predstavujú miniatúrne izolované platinoirídiové drôtiky o priemere niekoľkých mikrometrov. Zväzok miniatúrnych elektród je zasunutý cez okrúhle okienko asi 15 až 20 mm do vnútra slimáka. Jednotlivé elektródy sú zakončené v rôznych vzdialenostiach od začiatku slimáka, a tak môžu pri podráždení elektrickým impulzom aktivovať špecifické skupiny vlákien sluchového nervu. Nahradzuje sa tým tonotopický princíp analýzy zvuku vo vnútornom uchu, kde na vysoké frekvencie zvuku reagujú receptory (a s nimi i spojené vlákna) vo vstupnej časti slimáka a na tóny nízke reagujú receptory vo vzdialenej časti slimáka.

Implantácia

Implantácii predchádza podrobné predoperačné vyšetrenie. Nevyhnutnou podmienkou pre implantáciu je funkčnosť minimálneho množstva vlákien sluchového nervu. Tá sa skúma dráždením vnútorného ucha z elektródy, ktorá je skrz bubienok zavedená na vyklenutie slimáka. Elektrická stimulácia musí vyvolať vnemy, ktoré odpovedajú zvukovému vnemu. Vlastná operácia, pri ktorej sa implantuje prijímacia cievka s dekóderom a zavádza sa okrúhlym okienkom zväzok elektród do jedného z kanálikov slimáka (lat. scala tympani), trvá skúsenému operatérovi asi tri hodiny. Rečové procesory ušných implantátov sú bežne nositeľné po dvoch týždňoch po operácii.