Fonctionnement et récents développements technologiques de l

Fonctionnement et récents
développements technologiques
GHO¶LPSODQWFRFKOpDLUH
Sabrina LENGLET
&HQWUH5RPDQGG¶,PSODQWV&RFKOpDLUHV
HUG - CHUV
Plan
1ère partie :
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
4XHOTXHVQRWLRQVG¶DFRXVWLTXHSRXUPLHX[FRPSUHQGUHOHVRQ
+LVWRULTXHVXUO¶LPSODQWFRFKOpDLUH
)RQFWLRQQHPHQWHWGHVFULSWLRQGHO¶LPSODQWFRFKOpDLUH
Mesures techniques effectuées pendant la chirurgie
5pJODJHG¶XQLPSODQWFRFKOpDLUHFKH]O¶DGXOWHHWFKH]O¶HQIDQW
2ème partie :
ƒ
(WDWGHO¶DUWELEOLRJUDSKLTXHVXUOHVUHFKHUFKHVDFWXHOOHVVXU
O¶LPSODQWFRFKOpDLUH
4X¶HVWFHTX¶XQVRQ"
ƒ Définition du son :
Toute variation de pression pouvant être détectée par l'oreille
Ces variations de pression génèrent un mouvement ondulatoire
Fréquence
Fréquence : la vitesse de la vibration (en Hertz)
Son aigu pur d'une fréquence de 3000 Hz
Son grave pur d'une fréquence de 300 Hz
La gamme des fréquences que
peut entendre l'oreille humaine est
comprise entre 20 et 20 000 Hz
Son pur / bruit ?
On parle de son pur lorsque la vibration est
caractérisée par une seule fréquence
A l'opposé, le bruit n'a pas de fréquence
caractéristique
Intensité
La détection des sons est caractérisée par
l'intensité sonore. Elle est mesurée en décibels
(dB)
Une faible valeur en décibels correspond à un
son faible
Une valeur élevée en décibels correspond à un
son fort
Implant Cochléaire
Un dispositif médical électronique destiné à restaurer l'audition des
personnes atteintes de surdité profonde et qui ne peuvent obtenir
aucun gain avec les aides auditives conventionnelles.
Historique
,O\DGHX[VLqFOHV««
Alessandro Volta
Alessandro Volta inséra dans ses oreilles des tiges
métalliques raccordées à un circuit actif. Selon lui, la
sensation produite était proche du son de l'eau en
ébullition. Ce fut là, la première expérience reconnue
de stimulation électrique du système auditif. Malgré
d'autres tentatives durant le demi-siècle suivant,
l'idée d'utiliser la stimulation électrique comme
méthode thérapeutique fut rejetée vers le milieu du
19ème siècle.
Historique
Les années 30 les personnes sourdes percevaient des sensations auditives
lorsque leur oreille moyenne est stimulée
Les années 50 Succès de la première stimulation électrique réussie du nerf
auditif obtenue par l'insertion d'une électrode dans l'oreille interne d'un sujet sourd
Les années 60 et 70 Première génération d'implants cochléaires :
Appareils de type monocanal
Les années 80 Appareils multicanaux stimulent les fibres du nerf auditif à
différents endroits le long de la cochlée
/¶LPSODQW&RFKOpDLUH
)RQFWLRQQHPHQWGHO¶LPSODQW
cochléaire
1- Les ondes sonores sont captées
par le microphone et transmises
au processeur externe
2- Le processeur va convertir ce
signal sonore en impulsions
électriques
3- Les impulsions sont envoyées à
l'émetteur (ou antenne) qui les
transmet au récepteur implanté
à travers la peau au moyen
d'ondes radio
)RQFWLRQQHPHQWGHO¶LPSODQW
cochléaire
4- Le récepteur convertit les signaux en énergie 5- /HQHUIDXGLWLIWUDQVPHWO¶LQIRUPDWLRQ
pOHFWULTXHHWOHVHQYRLHjO¶pOHFWURGHSRXUVWLPXOHU sonore au cerveau qui perçoit alors ces
signaux comme un son
les fibres du nerf auditif
La partie interne : Implants
Champ fréquentiel perçu : 250 Hz à 8000 Hz
ƒOrganisation tonotopique de l'oreille :
Les hautes fréquences sont captées à la base de la cochlée
Les basses fréquences sont captées au milieu ou à l'apex
La partie externe :
Le processeur
Antenne
Processeur
Câble antenne
Compartiment de pilles
([HPSOHG¶XQSURFHVVHXU2386GH0('-EL
Fabricants des implants
cochléaires
Cochlear : société australienne
Advanced Bionics : société américaine
Med-El : société autrichienne
La partie interne : Implants
Cochlear
Med-El
Advanced Bionics
La partie externe :
Processeurs MEDE-EL
Opus 1
Opus 2
La partie externe :
Processeurs CLARION
Processeur à la taille
PSP
3URFHVVHXUFRQWRXUG¶RUHLOOH
Harmony
La partie externe :
Processeurs COCHLEAR
Nucleus CP810
/¶LPSODQWDWLRQFRFKOpDLUH
quelles sont les étapes ?
Š Bilan du candidat
Š Réflexion et décision en équipe multidisciplinaire
Š 3UpSDUDWLRQjO¶LPSODQWDWLRQ
Š Chirurgie : mise en place du récepteur interne
Š 1 semaine post-chirurgie : enlever les fils + radiographie
Š 4 semaines post-chirurgie : 1er réglage et début de réhabilitation
Š Suivi médical et technique durant toute la vie du patient
Les mesures effectuées en
VDOOHG¶RSpUDWLRQ
Š $YDQWO¶LPSODQWDWLRQ&RFKOpRWRPLHH[SORUDWULFH
Une électrode de test est placée dans la cochlée pour vérifier la
réponse du nerf auditif à la stimulation électrique
Š
$SUqVO¶LPSODQWDWLRQ7HVWVG¶LQWpJULWpGHO¶LPSODQW
Le bon fonctionnement du récepteur implanté et de son faisceau
d'électrodes
La réponse du nerf auditif à la stimulation électrique, par
O¶HQUHJLVWUHPHQWGHVpotentiels évoqués auditifs électriques
5DGLRJUDSKLHG¶XQIDLVFHDX
G¶pOHFWURGHV
Équipement nécessaire
Ordinateur
Oscilloscope
Logiciel de réglage
Interfaces de réglage
Processeur
Implant de tests
Logiciels de réglage
Le système de réglage comporte une interface qui fait le lien matériel
HQWUHOHSURFHVVHXUGXSDWLHQWHWO¶RUGLQDWHXU
Logiciels de réglage
Le logiciel de réglage permet :
ƒ Ajuster les paramètres de réglage de
O¶LPSODQWFRFKOpDLUHVHXLOVGHSHUFHSWLRQHW
GHFRQIRUWUpSDUWLWLRQIUpTXHQWLHOOH«
ƒ Ajuster des options de conforts
ƒ Programmer les différents réglages dans
le processeur
La mesure télémétrique
Š Principe:
Mesurer les impédances de toutes les électrodes
Š Objectif :
&RQILUPHUOHIRQFWLRQQHPHQWFRUUHFWGHO¶LPSODQWVXUOHSDWLHQW
Fournir des données supplémentaires qui sont utiles lors de la
programmation du processeur :
> ,PSpGDQFHGHO¶pOHFWURGHHVWWURSpOHYpH
> Un court±circuit entre les électrodes
Courant [uA]
Seuil de confort
Imax
Seuil de perception
Imin
Dynamique électrique
Courant transmis aux
électrodes
Principe du réglage
Langage
Dynamique acoustique
Sons [dB]
Sons captés par le microphone
Méthode de mesure du seuil
de perception
300
250
200
150
100
50
0
Exemple de la méthode de mesure de THR
sur une électrode
Méthode de mesure du seuil
de confort
Pouvez-vous supporter ce son durant 5 minutes ?
Inconfortablement fort
Très fort, mais confortable
Fort
Moyennement fort
Faible
Très faible
er
1
Réglage chez les enfants
Š Stimulation sur une électrode
Š 2EVHUYDWLRQG¶XQHUpDFWLRQ
Š 5pSpWHUODVWLPXODWLRQVXUG¶DXWUHVpOHFWURGHVHWREVHUYDWLRQGHV
UpDFWLRQV«
Š On limite à un niveau maximum très faible
Š
0LVHHQURXWHGHO¶DSSDUHLO
Š Objectif :
O¶HQIDQWUHSDUWHQSRUWDQWO¶DSSDUHLO
'DQVODSUDWLTXH«VpDQFHV
suivantes
Š Recherche des seuils électriques
Š Augmentation très progressive du niveau de confort
«WkFKHUpSpWpHGHVpDQFHHQVpDQFH
DYHFO¶DLGHGHVORJRSpGLVWHVSRXUREWHQLUXQUpJODJHILQ
2 ème partie
(WDWGHO¶DUWELEOLRJUDSKLTXHVXUOHVUHFKHUFKHVDFWXHOOHVVXUO¶LPSODQWFRFKOpDLUH
th
5
generation Nucleus implant
`86
`97
CI22M
CI24M
`00
CI24R
(ContourŒ)
`05
`09
CI24RE
CI500 Series
(FreedomŒ)
Prothèse auditive totalement
implantable
8WLOLVDWLRQG¶XQPLFURSKRQHVRXV-cutané
The Otologics Middle Ear Transducer (MET) Fully Implantable Ossicular Stimulator
* Robert M. Traynor, « The Future is Here: The Otologics Fully Implantable Hearing System », http://www.audiologyonline.com/, 11/19/2007
Totally Implantable Cochlear Implant
8WLOLVDWLRQG¶XQPLFURSKRQH
intracochléaire
* Robert J. S. Briggs and al, « Initial Clinical Experience With a Totally Implantable Cochlear Implant Research Device », Otology & Neurotology,
Vol.29, No.2, pp 114-119, 2008,
Totally Implantable Cochlear Implant
8WLOLVDWLRQG¶XQPLFURSKRQH
intracochléaire
Fig. Bar height shows individual and group
mean scores for open-set monosyllabic CNC
words presented in quiet at 60 dBSPL rootmean square. All data were collected 12
months after
initial activation.
* Robert J. S. Briggs and al, « Initial Clinical Experience With a Totally Implantable Cochlear Implant Research Device », Otology & Neurotology,
Vol.29, No.2, pp 114-119, 2008,
Implant cochléaire totalement implantable
8WLOLVDWLRQG¶XQPLFURSKRQHVRXV-cutané
Electromechanical middle ear amplifier implant, the microphone is placed in the bony region of the
ear canal
Fig. : Block diagram of the TICA :
(a)
Subcutaneous sensor;
(b)
Processor module with digitally
programmable audio processor and
rechargeable battery;
(c)
Actuator (transducer) coupled to incus
body;
(d)
incus;
(e)
cochlea
(*) H. PETER ZENNER and al., « Phase III Results with a Totally Implantable Piezoelectric Middle Ear Implant: Speech Audiometry, Spatial Hearing and Psychosocial
Adjustment », Acta Otolaryngol 2004; 124: 155/164
Implant cochléaire totalement implantable
8WLOLVDWLRQG¶XQPLFURSKRQHK\GURSKRQH
Microphone
)DLVFHDXG¶pOHFWURGHV
Récepteur interne
(*) Money DK. Implantable microphone for cochlear implants and the like, International patent WO 97/18689.
Biological approaches for improving the
selectivity of cochlear implant electrodes
But : réduire la distance entre les électrodes et les neurones.
Une approche expérimentale : utilisation des facteurs neurotrophiques qui induisent la régénération des dendrites (extrémités
GHVILEUHVQHUYHXVHVGHVQHXURQHVDXGLWLIV(QHIIHWO¶DEVFHQFHGHVQHXURWURSKLQHVTXLVRQWSURGXLWHVQDWXUHOOHPHQWGDQVOHs
cellules ciliées, entraine une diminution du nombre de neurones auditifs.
Dans une expérience menée sur des cobays les
FKHUFKHXUVRQWSXGpPRQWUpTXHO¶LQMHFWLRQLQYLYRGH
neurotrophines induit la croissance neuronale vers la
membrane basilaire
6WHSKHQ-2¶/HDU\1, « Principles of design and biological approaches for improving the selectivity of cochlear implant electrodes », J. Neural Eng. 6 (2009)
055002 (10pp)
8th generation Nucleus sound
processor
`83 `89 `94 `97 `98 `02 `05 `09
WSP
MSP
Spectra
SPrintŒ
ESpritŒ
ESprit 3G
Freedom
CP810