Implantul cohlear

Implantul cohlear este un dispozitiv electronic mic si complex folosit ca tratament al surditatii profunde bilaterale, care are drept scop supleerea functiei cohleare. Implantul consta dintr-o parte externa care se pozitioneaza dupa ureche si o parte interna plasata chirurgical sub piele in urechea interna, mai exact in cohlee.

Implantul cohlear este alcatuit din:

microfon- capteaza sunetele si le transmite procesorului vocal

procesor vocal, purtat ca o proteza auditiva retroauriculara de obicei, este un mic computer portabil, care realizeaza codificarea sunetelor in impulsuri electrice

antena - este legata printr-un fir de procesorul vocal si permite transmiterea semnalului codificat la implantul propriu-zis

implantul propriu-zis - componenta interna si portelectrodul

nervul auditiv, stimulat direct de impulsurile electrice descarcate la nivelul electrozilor intracohleari

Implantul cohlear este indicat in tratamentul hipoacuziei severe sau totale bilaterale care nu mai poate fi corectata prin protezare; spre deosebire de protezele auditive care amplifica sunetul, implantul cohlear imbunatateste abilitatea purtatorului de a intelege cuvintele si de a vorbi clar.

Fig. 1 Componentele Implantului Cohlear

SCURT ISTORIC

Descoperirea ca stimulare electrica a sistemului auditiv poate crea o percepere a sunetului, a avut loc in anul 1790, cand Alessandro Volta, inventatorul bateriei electrice, si-a plasat niste tije metalice in propriile sale urechi si pe care le-a conectat la un circuit de 50 de volti, simtind o tresarire puternica si auzind un sunet asemanator "unei supe care fierbe". Alte experimente sporadice au avut loc pana cand auzul electric (amplificarea sunetului) a inceput sa se dezvolte in adevaratul sens al cuvantului in secolul al XX-lea.

Prima stimulare directa cu un electrod a unui nerv auditiv a fost realizata in 1950 de chirurgii franco-algerieni Andre Djourno si Charles Eyries. Acestia au plasat sarmulite fine pe nervii expusi in timpul unei operatii si au raportat ca atunci cand curentul a fost aplicat pacientul auzea zgomote asemanatoare sunetului produs de o "roata de ruleta" si a unui "greier".

In 1961, doctorul american William House a tradus lucrarea chirurgului Djourno si a realizat dispozitivele pe care le-a implantat la 3 pacienti. In anul 1969, cu ajutorul lui Jack Urban doctorul House a creat primul implant cohlear purtabil. Tehnologia utilizata de House folosea un singur electrod si a fost conceputa pentru a ajuta la cititul pe buze.

In perioada anilor '70, cercetatorul Graeme Clark de la Universitatea din Melbourne a conceput implanturi care studiau cohlea in puncte multiple, iar la 1 august 1978, Rod Saunders, locuitor al orasului Melbourne a fost prima persona din lume caruia i s-a facut un implant cohlear cu canale multiple.

In decembrie 1984, implantul cohlear australian a fost aprobat de catre "Food and Drug Administration" (FDA) din SUA ca putand fi implantat adultilor americani. In 1990, asociatia FDA a scazut varsta acceptata pentru un implant cohlear la 2 ani, apoi la 18 luni in 1998 si in sfarsit la 12 luni in anul 2002. Cu toate acestea a fost data si o aprobare speciala pentru copiii in varsta de 6 luni in SUA si pentru cei de 4 luni pe plan international.

De-a lungul anilor '90, componentele externe care erau purtate pe corp au devenit din ce in ce mai mici datorita dezvoltarii electronicii in miniatura. In anul 2006, majoritatea copiilor de varsta scolara foloseau un dipozitiv mic dupa ureche (BTE), dispozitiv de vorbire de marimea unui dispozitiv de auz.

Tipuri de implant cohlear

a) Sistem monocanal

Implantul monocanal ofera stimulare electrica intr-un singur loc din cohlee prin intermediul unui singur electrod, fie restituind semnalul microfonic cu spectrul sau frecvential, fie prin impulsuri codificate. Inaltimea sunetelor este perceputa intr-un mod neclar, chiar si pentru frecvente grave si medii. Perceptia ritmului, a intensitatii si a duratei se realizeaza clar. Acest tip de implant nu furnizeaza suficiente informatii pentru a putea permite unui surd profund sa converseze fara sa recurga la lectura labiala (M.Anca, 2000). Designul simplu si nu este foarte costisitor. Exemple de implanturi cu sistem monocanal: House/3M si Vienna/3M.

b) Sistem multicanal

Unlike single-channel implants, multi-channel implants provide electrical stimulation at multiple sites in the cochlea using an array of electrodes. An electrode array is used so that different auditory nerve fibers can be stimulated at different places in the cochlea, thereby exploiting the place mechanism for coding frequencies. Different electrodes are stimulated depending on the frequency of the signal. Electrodes near the base of the cochlea are stimulated with high frequency signals, while electrodes near the apex are stimulated with low frequency signals.

Researchers experimented with different number of electrodes. Some devices used a large number of electrodes (22) but only stimulated a few, while other devices used a few electrodes (4-8) and stimulated all of them.

The various signal processing strategies developed for multi-channel cochlear prosthesis can be divided into two main categories: waveform strategies and feature-extraction strategies. These strategies differ in the way information is extracted from the speech signal and presented to the electrodes. The waveform strategies try to present some type of waveform (in analog or pulsatile form) derived by filtering the speech signal into different frequency bands, while the feature extraction strategies try to present some type of spectral features, such as formants, derived using feature extraction algorithms.

c) Multielectrozi

The Nucleus multi-electrode implant, manufactured by Nucleus Limited, was developed at the University of Melbourne, Australia, by Clark and his colleagues [47]. The Nucleus device has gone through a number of improvements since it was first introduced in the early 1980s. Initially, the Nucleus device employed a feature-extraction approach which was based on a fundamentally different principle than the CA or CIS approach. Rather than presenting waveform information, obtained by filtering the speech signal into a few frequency bands, the Nucleus processor presented spectral features, such as formants, obtained by formant extraction algorithms. Several refinements were made over the years to the feature-extraction strategy that improved the speech recognition performance significantly. In the early 1990s, the Nucleus device adopted a new signal processing strategy which was based on a filterbank approach that did not require the extraction of any features other than the extraction of spectral maxima. This strategy is currently being employed in the Nucleus Spectra 22 processor, a commercially available implant. The following sections give a more detailed description of the evolution of the Nucleus multi-channel implant.

Realizarea implantarii

Interventia chirurgicala dureaza aproximativ 1 1/2 pana la 4 ore sub anestezie totala. Aceasta operatie consta in timpanometrie posterioara pe cale transmastoidiana. Electrodul este fixat cu un amestec de pudra de os si fibrina, amestec ce va fi folosit si pentru astuparea orificiului unde s-a facut timpanometria posterioara. Electrodul de referinta este plasat la nivelul muschiului temporal in regiunea retroauriculara superioara (M. Anca, 2000).

Activarea implantului

Implantul se activeaza dupa 3-4 saptamani. Sunetele vorbirii sunt ca asemanatoare corzilor de la pian. Acestea contin intensitati diferite in acelasi timp.

Daca o persoana si-a pierdut recent auzul, aceasta are sanse mai mari ca dupa implantare sa auda mai bine informatia primita datorita familiaritatii acesteia. De aceea, se considera ca durata de timp de cand o persoana a pierdut auzul si implantarea acesteia, este un bun predictor in ceea ce priveste acomodarea cu implant

Evaluarea preoperatorie

a) Evaluarea audiologica/Evaluarea aparatului auditiv

Evaluarea audiologica incepe cu elaborarea unei audiograme pentru a se confirma pierderea auzului. Testele folosite in aceasta etapa sunt audiometria cu raspunsuri auditive evocate si emisiile otoacustice. Testarea copilului se face in timp ce acesta foloseste aparatul auditiv sau o alta medota de amplificare, astfel incat sa se poata determina cat de tare trebuie sa fie sunetele inainte ca copilul sa detecteze prezenta acestora. Aceasta testare se face monoaural sau biaural.

b ) Evaluarea medicala 

In timpul evaluarii medicale, pacientul si familia acestuia se intalnesc cu otologistul/neurologistul pentru a discuta despre interventia chirurgicala, si pentru a se completa anamneza si examinarea fizica. Chirurgul va incerca sa identifice cauzele pierderii de auz si sa ia in calcul diverse alternative de tratament.

c) Scanarea cu CT
Daca evaluarile audiologice si medicale indica faptul ca copilul este un bun candidat pentru implantul cohlear se va efectua o tomografie computerizata a osului temporal.

 d) Teste pentru perceperea vorbirii
Aceasta metoda consta in masurarea gradului de intelegere a cuvantului rostit, a carui intensitate poate fi reglata cu ajutorul uni audiometru. Bateria de teste care se foloseste depinde de o seama de factori, cum ar fi varsta si nivelul limbajului pacientului. Aceste teste se folosesc pentru a determina beneficiile pe care le adduce folosirea aparatului auditiv.

e) Evaluarea vorbirii si a limbajului
Scopul initial al acestei evaluari este de a determina daca copilul prezinta dificultati in dezvoltarea limbajului si/sau a articularii. Aceasta evaluare ofera oportunitatea de a elabora scopuri preliminare, obiective si metode de tratament. Materialele specifice acestei metode se bazeaza pe varsta si nivelul limbajului la care se afla copilul.

 f) Evaluarea psihologica
Evaluarea psihologica se realizeaza pentru a determina abilitatile cognitive ale pacientului si pentru a se elimina factorii existenti care nu se leaga de pierderea de auz, factori cum ar fi dificultatile de invatare.

g) Audiometria cu raspunsuri auditive electrice evocate
Acest test se realizeaza in ziua interventiei chirurgicale sub anestezie totala. Testul implica transmiterea unor stimuli electrici langa urechea interna si inregistrarea raspunsurilor de la nervul auditiv si creier. Scopul este de a selecta urechea care raspunde cel mai bine la stimularea electrica.

h) Alte testari
Daca copilul prezinta probleme legate de echilibru, atunci se recomanda testarea acestuia cu teste de echilibru. Evaluarile neurologice si oftalmologice pot fi de asemenea utile.

Protocolul audiologic postoperativ

a) Activarea Activarea, cunoscuta de asemenea si sub numele de "conectare", se face atunci cand copilul se intoarce la clinica pentru potrivirea componentelor exterioare ale implantului cohlear sau a procesorului vocal. Acest lucru se efectueaza la aproximativ 4-6 saptamani dupa operatie, astfel incat sa existe timp suficient pentru retragerea umflaturii si pentru vindecarea inciziei. Activarea se face in 2 zile la rand: 4 ore in prima zi si 2 ore in a doua zi. In timpul vizitei, medicul programeaza procesorul vocal, fixand fiecare electrod de la un nivel scazut la unul mai puternic. Dupa prima zi de programare, copilul va auzi sunetele pentru prima data cu implantul sau cohlear.

  Activarea este o zi emotionanta si obositoare pentru copil, cat si pentru familie. Centrul pentru Implant Cohlear de la Universitatea din Michigan detine monitorizare video si inregistrare, ceea ce permite membrilor familiei sa inregistreze activarea implantului fara a distrage atentia copilului.

b) Monitorizarea audiologica

Intretinerea si monitorizarea unui plan si a abilitatilor audiologice sunt lucruri esentiale pentru folosirea optima a aparatului. Dupa activarea initiala a implantului cohlear, copilul va merge la o noua vizita la fiecare 2 saptamani pentru 2 ore pentru reprogramarea implantului, timp de cateva luni. Pragurile implantului si nivelul de confort se schimba in primele luni, din cauza stimularilor electrice ale sistemului auditiv si datorita interpretarii informatiilor.

c) Evaluarea perceptiei vorbirii

Abilitatile de ascultare a copilului devin mai sofisticate, acesta invatand sa asculte cu ajutorul implantului cohlear si cu expunerea repetata la metodele de testare. Evaluarile perceptiei vorbirii se fac impreuna cu evaluarea vorbirii si a limbajului, astfel incat sa se stabileasca o functionarea corecta a aparatului si o monitorizare a performantelor copilului. Aceste teste se utilizeaza annual si sunt foarte importante pentru monitorizarea performantelor copilului si pentru buna functionare a aparatului.

Reabilitarea aurala

Orice copil care detine un implant cohlear va necesita o reabilitare aurala pentru cresterea abilitatilor de ascultare. Centrul pentru Implant Cohlear de la Universitatea din Michigan foloseste in terapie urmatoarele metode de recuperare:

a) Terapia pe termen scurt (Short Term Auditory Therapy - STAT) Scopul acestei terapii este de a furniza informatii despre reabilitare parintilor si de a stabili obiectivele necesare vietii de zi cu zi. In timpul acestor sedinte, parintii vor participa active in formularea obiectivelor terapiei si vor invata cum sa incurajeze copilul sa asculte in diferite situatii de zi cu zi. Aceasta terapie dureaza 6 luni.

b) Terapia verbal-auditiva (Auditory-Verbal Therapy - AVT) Pentru copiii care sunt implantati la o varsta foarte frageda se recomanda inscrierea in acest program. Obiectivul acestei terapii este de a invata copiii cu deficiente auditive sa creasca intr-un mediu de invatare normal si sa poata deveni independenti in mediul social. Aceasta terapie invata parintii sa creeze un mediu de invatare auditiv, pentru ca copilul sa dezvolte abilitatile limbajului vorbit. Copiii invata sa foloseasca aparatele de amplificare sau implantul cohlear, ascultandu-si propria voce, vocea celorlalti si a sunetelor din mediu, astfel incat sa fie capabili sa inteleaga vorbirea.

Doreen Pollack, unul dintre fondatorii acestei metode, sustine ca scopul acestei metode este de a integra copilul cu deficienta de auz in comunitate. Aceasta credea ca fiecare persoana din mediul copilului trebuie sa raspunda corespunzator si sa ii arate acestuia tipurile de comunicare prin intermediul interactiunilor vorbirii.

c) Optiuni de terapie individualizata Logopezii si parintii pot opta si pentru acest program in functie de nevoile fiecarui copil. Aceasta poate sa cuprinda terapia auditiva pentru copiii mai mari care folosesc limbajul semnelor, terapie pentru cei care nu au fost purtatori a unui implant cohlear, ajutor in tranzitia de la comunicarea manuala la cea orala, sau terapie logopedica obisnuita pentru copiii cu dificultati expresive in comunicare.

d) Evaluari Progresul copiilor se masoara la intervale de un an cu ajutorul evaluarilor logopedice si audiologice. In timpul acestor evaluari se testeaza abilitatile de recunoastere a vorbirii, inteligibilitatea vorbirii si abilitatile limbajului copilului. Reevaluarea copilului se face dupa 6 luni de la implantare si apoi in fiecare an. Scopul acestor evaluari este de a monitoriza performantele copilului de-a lungul timpului si de a oferi recomandari educationale. Monitorizarea este, de asemenea, utila pentru asigurarea unei bune functionari a aparatului si pentru obtinerea unui feedback in ceea ce priveste nevoile audiologice.

Cine poate fi un candidat pentru un implant cohlear?

Adultii si copii cu varste peste 2 ani sunt de obicei considerati ca fiind candidati pentru o astfel de procedura. Acestia trebuie sa aiba pierderi profunde ale auzului la ambele urechi, adica sa nu auda nici un sunet dupa 90 dB la frecventele de 500, 1000 si 2000 Hz. Aceste criterii pot fi modificate pentru adulti si pentru cei cu pierderi severe ale auzului, care nu pot auzi mai mult de 40% din cuvintele cheie si din propozitiile din fraze fara folosirea cititului de pe buze. Exista si alte criterii, cum ar fi: piederea sa fie de tip neurosenzorial, nervul auditiv sa fie intact, si pacientul sa fie motivat in auzirea si folosirea unui mijloc de amplificare.

Pierderile profunde ale auzului apar la I din 1.000 de copii la nastere, si 1 din 500 de copii pana la varsta de 5 ani.