Spillmann T, Dillier N (1984) Elektrische Innenohrstimulation

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«Schwerpunkte der modernen Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde», Klinisch-wissenschaftliche
Eröffnungstagung der Hals-Nasen-Ohren-Klinik (Chefarzt: Prof. Dr. W. Arnold), Kantonsspital
Luzern, Luzern, 5. März 1983
Elektrische Innenohr-Stimulation
Heutiger Stand
und Zukunftsaussichten
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Dr. med. T. Spilhnann; Dr. Ing. N. Dillier, Audiophonologische Abteilung, Otorhinolaryngologische Klinik
und Poliklinik (Direktor: Prof. Dr. U. Fisch), Universitätsspital Zürich, CH-8091 Zürich
Immer wieder werden uns von Schwerhörigen die Fragen gestellt:
«Wie steht es mit der Möglichkeit einer Operation zur Verbesserung meines Gehörs? Sind in der Schweiz die Möglichkeiten vorhanden für neue Therapieformen, welche von Zeit zu Zeit in der
Presse angekündigt werden? Welche völlig neuen Wege versprechen eine Wiedererlangung des Gehörs, ohne die allseits bekannten Nachteile der konventionellen akustischen Hörgeräte aufzuweisen?» Viele haben schon mehr oder weniger sensationell aufgemachte Nachrichten über ein elektronisches Wundergerät, ein
eingepflanztes «künstliches Innenohr», vernommen. Der Hörbehinderte stellt sich darunter vielleicht ein Hörgerät vor, von dem
man von aussen möglichst gar nichts mehr sieht, also ein Gerät,
wie er und seine Angehörigen es sich gar nicht mehr idealer denken können. Wir möchten in unserem Referat aufzeigen, wie die
heutigen Möglichkeiten und die Zukunftsaussichten solcher elektronischer «Innenohrprothesen» sind.
Physiologische Grundlagen
Bekanntlich ist das Hörorgan in das äussere
Ohr, das Mittelohr und das Innenohr mit
dem Hörnerv unterteilt. Aufgabe des äusseren Ohres ist die Schallaufnahme und eine
Vorverstärkung in einem mittleren Bereich
von Frequenzen zwischen 1000 und
4000 Hz. Dank der besonderen Form der
Ohrmuschel können Richtungen von
Schallquellen geortet werden. Diese Leistung des äusseren Ohres geht beim Tragen
eines Hörgerätes weitgehend verloren. Das
Mittelohr, dessen Funktion am ehesten mit
einem konventionellen Hörgerät verglichen
werden kann, liefert eine weitergehende
Verstärkung um 25 bis 30 dB in einem breiten Frequenzband und passt die Luftschwingung auf die Flüssigkeit des Innenohres an. Dies wird dank einem Hebelsystem und einem hydraulischen Prinzip
möglich, welche die Energie des Luftschal32
les geschickt ausnützen. Das Innenohr erfüllt die kompliziertesten, in Einzelheiten
noch nicht völlig geklärten Aufgaben. Dank
der besonderen Struktur der Membran, welche die drei Räume der Schneckenwindungen (Vorhoftreppe, Paukentreppe, Schnekkengang) voneinander abgrenzt, entstehen
Wellenformen (Wanderwelle, von Bekesy),
deren räumliche Anordnung die Auslösung
von Nervenreizen in einem bestimmten
Schneckenabschnitt begünstigt. Durch die
sehr empfindlichen Sinneshaare von Zellen
des Schneckenganges, im Bereich des Cortischen Organes, werden schwächste Flüssigkeitsströmungen, die durch die Wanderwelle angeregt werden, detektiert und in ein
analoges elektrisches Spannungssignal
(Mikrophonsignal) umgewandelt.
Noch ist nicht völlig bekannt, wie die Umsetzung dieser Innenohrantworten auf den
Hörnerv erfolgt, welcher seinerseits Impul-
se in Form von diskreten Pulslbigen ans Hirn
weitergibt. Eine extrem spezifische Frequenzselektion, unter dem Namen «zweites
Filter» bekannt, spielt hier mit: ebenso eine
räumliche und zeitliche Integration von
Pulsen nach dem «Ortsprinzip» und nach
dem «Salvenprinzip», welche Schallmuster
in Muster von Entladungsfolgen einzelner
oder Gruppen von Nervenfasern verschlüsseln. Bemühungen, den Code dieser Verschlüsselung zu lösen und dem Hörbehinderten zugute kommen zu lassen, sind
leider erst durch wenige gesicherte Fakten
gestützt. Wenn man von den bisherigen Erfolgen der elektrischen Innenohrstimulation,
von welcher im folgenden die Rede sein
soll, absieht, so bleibt der Eindruck, dass
Fortschritte auf dem Gebiet der prothetischen Innenohrreizung nur in langsamen
Schritten zustande kommen können.
Unterschiede zwischen elektrischer und
akustischer Stimulation
Die Behandlung eines Hördefektes richtet
sich in erster Linie nach dem Ort, wo die
Übertragung von hörwirksamen, durch
Schall ausgelösten Schwingungen beziehungsweise Impulsen, behindert wird. Mit
der operativen Verbesserung der Schwerhörigkeit hat sich die Ohrchirurgie schon seit
Ende des letzten Jahrhunderts befasst. Bei
den behebbaren Hörstörungen handelt les
sich praktisch ausschliesslich um Funktionsbehinderungen Im Bereich der mechanischen Schallübertragung zwischen Luft und
Innenohr (zum Beispiel infolge von Defekten des Trommelfelles oder der Gehörknöchelchen oder infolge einer Fixation der
Schalleitungskette). Diese Störungen können oft auf operativem Weg verbessert oder
ganz behoben werden.
Die zahlreicheren und besonders unter anSWISS MED n ()Y$4) Nr
geboren schwerhörigen Kindern weit überiegenden Schallempfindungsschwerhörigeiten (auch als «sensori-neurale» Hörstörung bezeichnet) sind dagegen noch Immer
auf die Hilfe von akustischen Hörgeräten angewiesen, die Schallwellen so weit verstärken, dass Sprache für das geschädigte Ohr
hörbar wird. Da ein konventionelles Hörgerät Schall verstärkt und akustisch auf das
Ohr überträgt, wird das System Innenohr/
Hörnerv auf die gleiche Weise angeregt wie
durch Luftschall beim ohrgesunden Menschen. Das Hörgerät kann somit die Funktion des meistbetroffenen Teils des Ohres,
des Innenohres, nicht übernehmen, indem
es lediglich die Aufgabe des (meist intakt
gebliebenen) Mittelohres, nämlich die Verstärkung von Schallwellen, erfüllt. Dieses
Unvermögen, den Hörausfall an seinem Ursprungsort zu beheben. ist für viele der bekannten Mängel der konventionellen Hörgeräte verantwortlich.
*-1 Gegensatz dazu versucht die impianrierElektrode. die verlorengegangene Funktion des Innenohres zu ersetzen, Indem sie
denjenigen Teil des Hörsystems. der peripher vom eigentlichen Defekt liegt, umgeht. Die Elektrode soll also die Funktion
sowohl des äusseren und des Mittelohres
(Verstärkung, Hochpassfilterung) als auch
möglichst weitgehend die des Innenohres
(Frequenzselektion und Umwandlung von
analogen Spannungen in diskrete Pulsfolgen) nachbilden. Ein Erfolg dieses Vorhabens kann dann erwartet werden, wenn die
Übertragungsfunktion zwischen Luftschall
und elektrischem Eingangssignal des Hörnervs bekannt ist und wenn andererseits bei
geeigneten Kandiaten in Vortests gezeigt
worden ist, dass der Hörnerv und das weiter
zentral gelegene Hörsystem, das Hirn. auf
einen Test mit elektrischer Reizung des
Hörnervs erwartungsgemäss reagieren und
r Gehörlose elektrische Höreindrücke
.npfindet. Dann bliebe uns nur noch die
Aufgabe, einen Weg zu suchen, der auf ungefährliche Art den Hörnerv möglichst effektiv reizt, ein Gerät zu konstruieren, das
Schallsignale auffängt, umformt und dem
Hörnerv durch die Haut hindurch zuführt,
sowie auch Patienten zu finden, die zwar gehörlos sind und konventionelle akustische
Hilfen nicht mehr benützen können, deren
Hörnerv jedoch auf elektrische Reizung
noch anspricht. Diese Kandidaten müssten
bereit sein, völlig neue, bisher unbekannte
und nicht beschriebene Hörempfindungen
zu empfangen und zu lernen, diese Perzepte
in sinnvolle Lautfolgen und Wörter umzuwandein, sie allenfalls auch zur Unterstützung des Lippenablesens einzusetzen.
ill
nur
Wahl des Stimulationsortes
Versuche, durch elektrische Reizung des
diprorgans Empfindungen auszulösen, gen bis In das Jahr 1790 zurück, als Volta,
der Entdecker der Elektrizität sich selbst
zwei Metallstäbe in die Ohren einführte und
SWISS MED
er 119X1) Sr 6.r
sie zu einem Stromkreis schloss, der ungefähr 50 Volt Gleichspannung entsprach.
Das Geräusch, das dabei entstand, wurde
mit kochendem Wasser verglichen. Die
sehr unangenehmen Empfindungen dieses
Pioniers jedoch haben während vieler Jahre
Forscher vor ähnlichen heroischen Experimenten abgehalten. Gegen Ende des
19. Jahrhunderts haben bekannte Ohrenärzte (zum Beispiel Politzer) die Hoffnung
geäussert, mittels elektrischer Hörnervreizung nicht nur Schwerhörigkeit verbessern
zu können, sondern auch das häufige. oft
quälende Symptom Tinnitus (Ohrensausen) zu unterdrücken. Die Idee der elektrischen Hörnervstimulatlon ist also mindeStens gleich alt, womöglich sogar noch älter
als die der elektroakustischen Verstärkung
mittels Mikrophon und Verstärkern, die
erst gegen Ende des letzten Jahrhunderts
von A. G. Bell eingeführt worden Ist.
Das theoretische Interesse an der Cochlea elektrode nahm wieder zu, nachdem Forscher anfangs der dreissiger Jahre unseres
Jahrhunderts zeigen konnten, an welcher
Stelle im Innenohr die mechanischen
Schallschwingungen in elektrische Aktivitäten umgewandelt werden. Durch Tierversuche mittels eingepflanzter Elektroden in
die Schneckenwindung wurden die Haarzellen des Cortischen Organes als Ursprung
eines Mikrophonsignales Identifiziert. Sofort war wieder die Idee wach, ein taubes
Ohr durch Einspeisung eines einfachen.
von aussen zugeführten elektrischen Mikrophonsignales in das Innenohr wieder zum
Hören bringen zu können. Weitere Unter-
suchungen über den Hörnerv haben derart
simple Vorstellungen rasch wieder korrigiert. Dieser reagiert nämlich nicht In Form
einer analogen Wechselspannung, sondern
in Form diskreter, pulsförmiger wiederholter Entladungen einzelner Fasern oder Fasergruppen. Er müsste also ebenfalls durch
Pulsfolgen — und zwar je nach der Lage der
Elektrode in der Schnecke durch verschiedenartige — aktiviert werden. Um ein
annähernd normales Gehör wiedergeben zu
können, müsste eine Elektrode aus einer
Vielzahl von unabhängigen Einzelkomponenten bestehen, die an verschiedenen
Stellen im Hörnerv das jeweils für die betreffende Faser oder Fasergruppe angemessene Reizmuster wiedergeben.
Es war den Physiologen schon seit dem letzten Jahrhundert bekannt, dass jede Aktivität im Nervensystem, also auch das Hören.
mit Entladungen elektrischer Aktivität im
Hörnerv und Hirn verbunden ist. Für eine
elektrische Reizung im Sinne einer Hörprothese stehen also grundsätzlich alle Strukturen zwischen Schnecke und Grosshirnrinde
zur Verfügung. Doch sind uns zuwenig
theoretische Grundlagen über die Verteilung der Hörfunktionen im zentralen Nervensystem und die Möglichkeiten Ihrer Aktivierung bekannt. Es ist aber nicht auszuschliessen, dass eines Tages alle Elemente
der Hörbahn, also auch die Hirnrinde, aktiviert werden können. Der Ort der Aktivierung würde sich nach den spezifischen Ausfällen jedes einzelnen Patienten richten. Bis
heute beschränken sich die Erfahrungen
mit der elektrischen Hörstimulation jedoch
a
b
c
d
Abb. I: Verschiedene operative Zugänge zur Cochleaelektrodenimplantation. a) Zürich (zweite
Version); b) Zürich (erste Version): c) San Francisco (Merzenich), Los Angeles (House), Wien
(Burian); d) Paris (Chouard).
33
auf denjenigen Teil der Hörbahn. der am
sten bekannt und auch relativ am leichteten zugänglich ist: das Innenohr mit der
Schnecke (Cochlea) und der Hörnerv. Die
Wahl des Zuganges erfolgt unter Abwägung zwischen Erfolgschancen und dem
chirurgischen Aufwand. Bei der Schwierigkeit des Zuganges zum Innenohr erstaunt
es nicht, dass verschiedene Implantationszentren zu verschiedenen Lösungen gekommen sind. Abbildung I zeigt die zwei
von uns angewendeten Techniken neben
den Methoden anderer Zentren (zum Beispiel San Francisco, Wien, Paris).
Signalcodierung
Nicht nur die Wahl des Zuganges zum Hörnerv, sondern auch nachrichtentechnische
Fragen haben uns seit Beginn unseres Projektes gemeinsam mit dem Institut für
biomedizinische Technik der ETH Zürich
(Direktor: Prof. Dr. M. Anliker) vor fünf
ehren
hren beschäftigt. Es geht um die Frage der
der Signaltransformation, der
Extraktion der diskriminationsbestimmenden Sprachparameter und der Signaltransmission zwischen einem externen Reizgerät
und der unter der Haut gelegenen Elektrode. Wir können hier nur einige der komplizierten nachrichtentechnischen Aspekte erwähnen.
Die bisherigen Erfahrungen unserer Klinik
sowie aus Amerika. Paris und Wien an inseesamt mehr als 150 Innenohrelektroden
haben gezeigt, dass die Hauptschwierigkeit
dieser Therapie in der Unmöglichkeit liegt,
auf eine Mehrzahl von Elektroden gleichzeitig einen unterschiedlichen, der jeweiligen Lage in der Cochlea angepassten Code
zu geben und diese mehrkanalige Information drahtlos über die Haut zu übermitteln.
Der Umfang der für die Decodierung eines
Sprachsignals benötigten Elektronik steht
nem solchen Vorhaben entgegen. Ebenso
ngelöst ist die Frage, wie die verschiedenen Elektrodenpole innerhalb des Innenohres, zwischen elektrisch leitenden Flüssigkeiten und Membranen, voneinander
isoliert werden können. Ehe diese Fragen
nicht gelöst sind, Ist kein echter Vergleich
zwischen ein- und mehrkanaliger Stimulation möglich. Die Frage nach dem Sinn der
elektrischen Innenohrimplantation richtet
sich nach der Möglichkeit, durch geeignete
Wahl einer Signalcodierung eines einkanaligen Systems einem gehörlosen Patienten
wichtige Sprachmuster optimal zu vermitteln, und zwar derart, dass ein echter
Nutzen in Form einer Unterstützung des
Lippenablesens, aber auch günstigenfalls
eine, wenn auch nur rudimentäre, Sprachdiskrimination zustande kommt.
Theoretische Überlegungen über die ‚Ausbreitung von Erregungen im Hörnerv führt uns dazu, das Sprachsignal in eine Folge
n Einzelpulsen zu zerlegen. Das Pulsintervall kann von der Reizfrequenz. anhand
der Nulldurchgänge, codiert werden, wäh-
e
e
34
rend die Pulsamplitude von der Form der
Umhüllenden, somit von der momentanen
Lautstärke des Sprachsignals, bestimmt
werden kann. Die individuelle Codierung
des Stimulators hat durch Unterscheidungsexperimente von Tonhöhen, Lautstärken und sprachähnlichen Klängen zu
erfolgen. In der nächsten Stufe der Signalextraktion und Redundanzeinschränkung soll
bereits eine viel weiter gehende Sprachvorverarbeitung zum Zuge kommen. Moderne
Computer sind imstande, die Formanten 1
und 2 zu erkennen und aus ihnen Laute
(Vokale, Halbkonsonanten, Konsonanten)
zu bestimmen. Der Computer könnte also
für jeden erkannten Laut eine bestimmte
Reizform darbieten. die vom Gehörlosen
nach einigem Training als Sprachlaut eindeutig zu erkennen wäre. Die lineare Prädiktionsmethode wäre hierfür geeignet, steht
allerdings erst in einer Laborversion und
nicht in Echtzeitdarbietung zur Verfügung.
Man könnte damit Vokale in einen beschränkten Satz von Filterkoeffizienten
derart zerlegen, dass jeder Selbstlaut sich in
einen Satz von wenigen Filterkoeffizienten
verwandelt, die nach der Übertragung
durch die Haut und auf den Hörnerv vom
Hörsystem wieder resy nthetisiert werden
könnten. Die Arbeit des Nachrichtentechnikers im ‚Anschluss an die Operation bestimmt dann die für den individuellen Patienten jeweils optimale Reizform. Dies
setzt voraus, dass der Patient ausreichend
intelligent und bereit ist, als Versuchsperson zu arbeiten, um in vielen Stunden von
Tests sein Hören möglichst genau zu beschreiben, damit die Reizcodierung dem
angepasst wird, was die Lage der Elektrode
in bezug auf den Hörnerv, die Anzahl und
Art der gereizten Nervenfasern und die frühere Hörerfahrung erfordern. Bei der Voruntersuchung von interessierten Kandidaten ist diese Fähigkeit einer der Gesichtspunkte, nach denen wir unsere Auslese
durchführen.
Signalübertragung
Die Signaltransmission, die Zuführung der
codierten Pulse vom externen Reizformer
zur implantierten Elektrode, hat uns weitere, noch nicht befriedigend gelöste Probleme gestellt. Zwei Möglichkeiten stehen zur
Verfügung:
— die Übertragung von elektrischen Reizen
durch einen perkutanen Stecker, womit
bis zu vier Kanäle, mit anderen Versionen bis zu acht Kanäle, gleichzeitig übertragen werden können;
— die transkutane Methode mit einer drahtlosen Sender/EmpPeger-Übertragung
durch die intakte Haut hindurch.
Wir geben heute der zweiten Methode den
Vorzug, da sie wesentlich weniger Komplikationen in Form von durchwandernden
Infektionen erwarten lässt. Allerdings bleibt
mit den heutigen Induktionsanlagen und
ELEKTRODE AM RUNDEN FENSTER
B
EMPFANGERTEIL
C SENDERSPULE
D
E
MIKROFON
REIZGENERATOR
Abb. ?: Konzept einer implantierten einkanaligen Elektrode am runden Fenster mit
drahtloser induktiver Übertragung, wie sie
derzeit von der Ciniversitäts-ORL-Klinik Zürich verwendet wird.
implantierbaren Empfängern die Informationsübertragung im Gegensatz zu den perkutanen Steckern vorerst auf einen einzigen
Kanal beschränkt.
Abbildung? zeigt die implantierbare einkanalige Elektrode. die über das runde Fenster
ohne Eröffnung des Innenohres den Hörnerv elektrisch stimulier. Der Induktionssender wird mit einem Halter hinter dem
Ohr befestigt und kann unauffällig getragen
werden. Ein Kabel verbindet den Induktionssender mit dem Reizgerät, welches in
Form eines Taschenhörgerätes untergebracht ist, so dass die Behinderung des Gehörlosen, wenn er die Reizelektrode benützt, gut erkennbar bleibt. Es ging uns bei
der Implantation. wie bereits einleitend betont wurde, ja nicht darum, ein möglichst
unsichtbares Hörgerät zu entwickeln. So
klären wir die Interessenten darüber auf,
dass der Betrieb der Elektrode einen tragbaren äusseren Reizgenerator braucht, der
über ein Kabel mit dem Induktionssender
hinter dem Ohr verbunden ist. Kosmetische Rücksichten haben gegenüber dieser
Notwendigkeit zurückzustehen.
Abbildung 3 zeigt die derzeit verwendete
Elektrode, welche in Zusammenarbeit mit
der Technischen Universität Wien (E. S.
Hochmair und 1. J. Hochmair-Desoyer)
entwickelt wurde, mit ihrem implantierbaren Empfänger und dem hinter dem Ohr getragenen Induktionssender. Die technischen
Spezifikationen der heute verwendeten Version lauten:
— Elektroden: 90% Pt, 10% Ir; rundes Fenster gegen Musculus temporalis;
—Stimulus: kapazitativ gekoppelte Rechteckpulse von 0,1 bis 0,5 msec Dauer:
—Signaltransmission: amplitudenmoduilerte 12 MHz Frequenz;
—Signalaufnahme und Codierung: Electret
Mikrophon, automatische Kompressionsregelung, Tiefpassfilter 3 kHz, PulsSWISS MED
11 119N4 1 \r na
In der Testphase dient eine Laborversion
des Stimulatorgerätes als Reizgenerator.
Der programmierbare Computer erzeugt
Signale und registriert die Antworten in
Form von automatisierten Protokollen.
Antworten können sowohl als subjektive
Reaktionen des Patienten (zum Beispiel
Hörschwellen,
Unterschiedsschwellen,
Skalierungen) wie auch als objektive Reaktionen (zum Beispiel evozierte Hirnpotentiale) registriert werden.
iljill1111111111i11111111111111111i14111111111119111111011111111(11111H111111111111111 H1111111F111111111111
4 5 6 7 8
q 13 11 12
bb. 3: Elektrode mit implantierbarem Empfänger (oben) und Senilerteil (unten). (Entwickelt
tn Zusammenarbeit mir der Technischen Universität Wien. E. S. Hochmair und I. J. HochmairDesover)
auslösung durch Nulldurchgänge, logarithmische Verstärkung, Pulsamplitude
moduliert durch die Umhüllende des
Schallsignals;
— Energieversorgung: aufladbare 9 V/10
mA-Batterie, Betriebsdauer 11 Stunden:
—Grösse des Reizgerätes: 10 x 6 x 3 cm.
Patientenevaluation und Implantation
Aus audiologischer Sicht verlangen wir einen vollständigen beidseitigen Hörausfall, der
so hochgradig ist, dass eine konventionelle
akustische Prothese keinen Erfolg mehr in
Aussicht stellt. In der Regel hat der Patient
bereits ein Hörgerät getragen, nach einiger
Zeit jedoch als nutzlos wieder abgelegt. Ein
weiterer wichtiger Punkt ist das «informierte
inverständnis»: Eine Elektrodenimplantalon gilt als «experimentelles chirurgisches
Verfahren», dessen Risiken noch nicht in
allen Einzelheiten bekannt sind. Obwohl
Tierversuche und die Anwendung von
Herzschrittmachern vergleichbarer Ausstattung am Menschen seit mehr als zehn
Jahren bisher keine Hinweise auf eine schädigende Wirkung des Implantates auf das
Gewebe, namentlich das Nervensystem,
oder den gesamten Körper ergeben haben,
erwarten wir vom Patienten eine Einwilligung zum Eingriff in voller Kenntnis der
beschränkten Erfahrungen. Besonders sei
betont, dass Kinder nicht als urteilsfähig betrachtet werden können, so dass eine Implantation vor dem Erwachsenenalter, auch
wenn ein Einverständnis oder der ausdrückliche Wille der Eltern vorläge und die
Lernfähigkeit theoretisch ein besonders
günstiges Resultat bezüglich der Auswertung von Sprachsignalen erwarten liesse,
abgelehnt werden muss.
Nachdem die Vorselektion positiv ausgefallen ist und eine temporäre Elektrodenim-
"K
SWISS MED 4
419%41 Nr. ha
plantation am runden Fenster die erwarteten Hörempfindungen und damit die Funktionstüchtigkeit des Hörnervs bestätigt hat,
wird die permanente Implantation durchgeführt. Der Umfang des Eingriffes entspricht
einer üblichen Mittelohrfreiiegung mit
Ausräumung der Warzenfonsatzzellen zur
Schaffung eines Raumes für die Aufnahme
des Induktionsempfängers. Der Eingriff bedingt einen mehrtägigen Spitalaufenthalt.
Nach Abschluss der Wundheilung (14
Tage) können die Hörrests einsetzen, welche folgende Ziele haben:
—Adaptation des Reizgerätes, psychophysikalische Untersuchungen, Hörschwellen, Frequenz- und Lautstärkeunterschiedsschweilen, Skalierungen usw.;
—Hörtraining, Hörübungen von Sprache
mit und ohne Lippenablesen;
—Verfolgung der Gewebsverträglichkeit,
Registrierung allfälliger Änderungen des
Übergangswiderstandes zwischen Elektrode und Körper;
—Instruktion des Patienten in der Handhabung des Gerätes und der Batteriewartung.
Resultate (Tab. 1. 2)
Für die Beurteilung der Sprachdiskriminationsergebnisse muss berücksichtigt werden, dass alle Gehörlosen gute Lippenleser
sind, die je nach Wortmaterial zwischen 52
und 95% richtig ablesen. Mit der Elektrode
wurde bei unseren Untersuchungen nur
eine relativ bescheidene Diskriminationsverbesserung (zwischen 2 und 16%) erzielt.
Die Elektrode allein, ohne Ablesen, erlaubte ein Wortverständnis zwischen 27 und
60% (Zahlwörter), eine Vokalunterscheidung A/I von 97 bis 98% und eine Unterscheidung zwischen Männer- und Frauenstimmen von 95 bis 98%. Die Untersuchungszeit ist noch zu kurz, um auch das
Verständnis von Sätzen und einfacheren
Wörtern anzugeben. Ein ausreichendes
Sprachverständnis, wie es mit konventionellen Hörgeräten erreicht werden kann, ist
nicht zu erwarten, da es sich nur um ein einkanaliges System handelt, das lediglich eine
Differenzierung der Grundfrequenz der
Sprache aufgrund des Periodizitätshörens zulässt. Ein solches System Ist jedoch nicht
Imstande, gleichzeitig mit der Grundfrequenz auch noch weitere sprachwichtige
Frequenzen, zum Beispiel höhere harmonische Teiltöne. Formanten oder Geräusche,
zu vermitteln.
Es sei allerdings erwähnt, dass einzelne Patienten nach Implantationen an anderen
Kliniken auch mit einkanalig betriebenen
Elektroden ganz erstaunliche Erfolge in der
Diskrimination erreicht haben. Intensive
Hörübungen und die zunehmende Vertrautheit mit dem Gerät scheinen zu solchen Erfolgen mitbeizutragen. Da die Lage der
Elektrode in bezug auf den Hörnerv eine
grosse Rolle zu spielen scheint, ist es uns
Tab. 1: Patienten mit Implantat am runden Fenster
Patient
Alter
(Jahre)
Alter bei
Ertaubung
(Jahre)
taub
seit
(Jahre)
R. G. w
25
0
25
kongenital
E.P. m
31
0
31
Meningitis
U.T. w
41
39
2
Hörsturz (11.)
kongenital (re.)
C. A. w
20
14
6
Meningitis
Ursache der Erkrankung
35
Tab. 2: Resultate der Implantation am runden Fenster
Patient
R. G.
E. P.
U.T.
Sprechererkennung
Sprach-«Tracking»
Zahlentest
SA
%
SA
%
LLA
%
S+LL
%
LLA
WPM
S+ LL
WPM
Rel.
Verb. %
98
95
98
33
28
60
97
98
97
99
99
98
12,1
17,8
19,2
13,2
23,3
43,2
9
31
125
SA
= Diskrimination mit elektrischer Stimulation Allein:
LLA = Diskrimination mit LippenLesen Allein;
S-LL = Diskrimination kombiniert mit elektrischer Stimulation-i-LIppentesen;
WPM = Anzahl korrekt wiedergegebener Wörter Pro Minute:
(Relative Verbesserung) = S-LL — LLAx 100%
LLA
nicht möglich, das spätere Ergebnis des Implantates hinsichtlich der Sprachdiskrimination durch kurzdauernde Vortests mit
externer elektrischer Stimulation vorherzusagen.
Aus Tabelle 1 geht hervor, dass die Dauer
der Gehörlosigkeit vor der Implantation,
aber auch die Möglichkeit des Patienten,
vor der Ertaubung einen normalen Sprachcode akustisch erwerben zu können, einen
grossen Einfluss auf das Resultat hat. So erreichen nach mehrfachen Übungen die beiden seit Geburt beziehungsweise frühester
Kindheit gehörlosen Patienten 1 und 2 lediglich 33 und 28% Zahiendiskrimination
mit der Elektrode allein (ohne Lippenablesen), während die spät ertaubte Patientin 3
schon nach kurzer Übungsperiode 60% erreicht (Tab. 2).
•
e
Schlussfolgerungen
Wir sehen den Nutzen der Cochleaimplantation aufgrund der bisherigen Ergebnisse
dreifach:
1. Am eindrücklichsten waren für uns, wie
auch für andere Teams in Amerika, Paris
und Wien, die überzeugenden Erlebnisse
der Patienten, die durch das Implantat einen dauerhaften akustischen Kontakt mit der
Umwelt wiedergewonnen haben. So berichtete uns ein seit zehn Jahren völlig ertaubter
Mann, dass er zum erstenmal mit der Elektrode realisierte, dass sein Nachbar im unteren Stockwerk Klavier spielte, was durch
die Wand hörbar wurde. Ein weiterer, in
frühester Kindheit ertaubter Patient, der als
gehörloser Elektriker gewohnt war, sich bei
der Arbeit völlig auf seine Augen und Nahsinne zu verlassen, erschrak durch einen
unvermuteten Zuruf seines Kollegen derart, dass er mit einem Schraubenzieher ausrutschte und sich eine tiefe Wunde an der
Hand zuzog. Aus Amerika wurde von Gehörlosen berichtet, die dank der Elektrode
die Türglocke wieder zu hören vermochten,
so dass sie die Haustür verriegeln konnten,
ohne befürchten zu müssen, dass Besucher
vergeblich klingeln würden — bei der Häu-
p
36
fung von Einbrüchen in diesem Land ein
erheblicher Sicherheitsfaktor für den Gehörlosen. Gewisse Gehörlose tragen sogar
nachts die Elektrode angeschlossen — nicht
erstaunlich, wenn man bedenkt, dass das
Gehör der einzige Sinn des Menschen ist,
der rund um die Uhr aktiv ist. um das Individuum bei bestimmten alarmierenden Geräuschen sofort zu wecken. Man denke
etwa an junge Mütter, die durch das leise
Gewimmer ihres kleinen Kindes sofort zuverlässig aufwachen. Der psychische Nutzen, den der dauerhafte zuverlässige akustische Kontakt mit der Umwelt für den
Gehörlosen bringen kann. lässt sich nicht in
Erfolgszahlen ausdrücken, wiegt jedoch
nach den bisherigen Erfahrungen oft
schwerer als relativ bescheidene Werte von
Diskriminationsverbesserungen.
2. Die am besten von einer Elektrode übermittelten Elemente der Sprache sind:
Grundfrequenz, Wortbetonung (Prosodie)
und Wort- und Satzmelodie. Auch Lieder,
Musik und Rhythmus werden gut übertragen, so dass für die Gehörlosen Musik ein
neues Erlebnis werden kann. Jüngeren
kann das Gerät, wenn es nicht gar zu unförmig ist, sogar beim Tanzen dienen. Dass der
Tonfall der Sprache, den wir ja mit üblichen
Diskriminationstests gar nicht erfassen
können, eine wesentliche zusätzliche Information, hauptsächlich emotionaler Art, haben kann (vergleichbar mit der Mimik) —
man denke etwa an den fragenden Ton, den
ironischen Ton —, wird von Gehörlosen mit
Implantat sehr wohl bemerkt, während diese Informationen für uns Hörende so selbstverständlich sind, dass wir an sie gar nicht
denken, natürlich auch dann nicht, wenn
wir einen audiometrlschen Test zur Erfolgskontrolle eines Hörgerätes konzipieren.
3. Wie schon erwähnt, sind bei unseren Patienten die Ergebnisse der rein akustischen
Diskriminationsfhhigkeit eher bescheiden.
Für uns liegt dagegen ein zusätzlicher Nutzeffekt dieses Projektes darin, dass es die interdisziplinäre Zusammenarbeit in einem
Grenzgebiet der Medizin fördert, denn weder der Ohrchirurg, noch der Elektroniker
oder Nachrichtentechniker allein kann die
Probleme bewältigen, die die Verbesserung
der bestehenden Systeme stellt. Schliesslich
ist auch der ideelle Nutzen nicht zu unterschätzen — die Tatsache, dass allein in der
Schweiz viele tausend Gehörlose durch eine
geeignete elektrische Aktivierung wieder
dazu gebraucht werden könnten, nutzbringende Information — wenn auch heute noch
so rudimentäre — zu empfangen.
Zusammenfassung
Mit der operativen Verbesserung der
Schwerhörigkeit hat sich die Ohrchirurgie
seit Ende des letzten Jahrhunderts befasst.
Die Erfolge der funktionellen Mittelohrchirurgie haben zwar Störungen der mechanischen Schallübertragung zwischen Luft und
Innenohr (zum Beispiel durch Trommelfell- oder Gehörknöchelchendefekte oder
Otosklerose) prinzipiell behoben. Bei den
weitaus zahlreicheren und besonders unter
hörgestörten Kindern stark überwiegenden
Schallempfindungsschwerhörigkeiten (auch
als cochleäre oder sensori-neurale Hörstörungen bezeichnet) werden noch immer
Hörprothesen eingesetzt. Diese verstärken
Schallwellen, so dass Sprache für das geschädigte Ohr hörbar wird. Bei höchstgradiger Schwerhörigkeit ohne nutzbare Hörreste
findet die elektrische Implantation ihren
sinnvollen Einsatz. Die Erfahrungen an unserer und anderen Kliniken des Auslands
berechtigen zur Hoffnung. dass diese derzeit noch experimentelle und nur bei Erwachsenen durchgeführte Operation zur
akustischen Kommunikation der Gehörlosen beitragen wird. Das Ziel ist dabei nicht,
die Hörprothese möglichst «unsichtbar»
werden zu lassen, sondern durch elektrische
Reizung eines (meist) noch funktionstüchtigen Hörnervs die ausgefallene Wandlerfunktion der Schnecke zu umgehen. Obwohl durch das Erlernen der neuen Hörempfindungen viele wichtige Elemente der
Sprache aufgenommen werden können,
verhindert die beschränkte Bandbreite und
Kanalzahl der Informationsübertragung mit
heutigen Systemen, alle für das Verständnis
wichtigen akustischen Informationen
gleichzeitig auf den Hörnerv einwirken zu
lassen, so dass auch das Lippenlesen weiterhin unterstützend benötigt wird, wenn der
Gehörlose Sprache nicht nur hören, sondern auch verstehen will.
Anmerkung der Autoren
Wertvolle Unterstützung verdanken wir Prüf: Dr. U.
Fisch, der die Implantationsoperationen durchführte. J. Guntensperger entwickelte die Surrzutationsprogramme undliihrte die Nachuntersuchungen der
implantierten Patienten durch. Bei der Enrwic•klung
des Stimulationsgerätes wirkte die Bornmer .4G in
Zürich mit. Der Härgeräteakustiker R. Hufigel in
Zürich war uns bei der Anpassung des Senderteils
behilflich. Das Projekt wurde vom Schweizerischen
Nationalfjrds .für wissenschafiliche Forschung unterstützt. Die Abfassung des Mansukrtptes besorgte
Frau K. Medi.
SWISS NIED R 114%4) Nr lw
•
Literatur
Spillmann, T.. Dillier, N.: Ein Computer-ge-
a) Eigene Arbeiten
Dillier, N., Güntensperger,
steuertes System zur mehrkanallgen elektrischen Stimulation des Hörnervs beim gehörlosen Patienten; Arch Otorhinolaryngol
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■
Spitalinfektion
Spitalhygiene
Reine Räume
Vorträge der Fachtagung der Schweizerischen Gesellschaft für Reinraumtechnik ( SRRT)
vom 25. November 1983 ( Leitung: Prof Dr. H. Schwarz, Abt. Chirurgie, Limmattalspital,
Schlieren/Zürich)
Beiträge im Heft:
— Wesen und Bedeutung der Spitalinfektion
— Die Infektrate chirurgischer Wunden als Qualitätsmassstab der Spitalhygiene
— Der Mensch als Quelle der Mikroorganismen
— Forderungen und kritische Gewichtung der Hygienemassnahmen durch den Spitalhygieniker
— Spitalinfektion: Aufgaben und Pflichten für den Spitalarchitekten
— Spitalinfektion: Aufgaben und Pflichten für die Heizungs- und Raumlufttechnik
— Neuauflage der SKI-Richtlinien/Neuauflage der DIN-Normen
— Spitalhygiene und Reine Räume (Round-Table)
Hinweis für Inserenten:
Anzeigenschluss Ende Juni 1984
SWISS MED
n (1484) Nr. tw
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