Einleitung
Funktion & Technik
Indikation & OP
Nach der OP
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Um zu verstehen, wie ein Cochlea-Implantat
funktioniert, muss man zuerst wissen, wie das Hörorgan arbeitet, da es
dieses ja funktional ersetzen soll. Schauen wir uns also zunächst das
menschliche Ohr etwa genauer an:
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Aufbau und Funktionsweise des Hörorgans |
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Das menschliche Hörorgan wird in Außen-, Mittel- und Innenohr
unterteilt.
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Zum Außenohr gehören die Ohrmuschel und der Gehörgang. Es dient, ähnlich
einem Trichter, der Schallaufnahme und -weiterleitung an das Mittelohr.
Der Gehörgang wird durch eine dünne, häutige Membran - das Trommelfell
- abgeschlossen.
An der Rückseite des Trommelfells
setzt die aus den drei winzigen Gehörknöchelchen Hammer, Amboss und
Steigbügel bestehende Mittelohrkette an. Diese Gehörknöchelchen sind
innerhalb eines luftgefüllten Hohlraumes im Knochen - der sogenannten
Paukenhöhle - frei schwingend an Sehnen aufgehängt. Trommelfell und
Gehörknöchelchen bilden das Mittelohr und dienen der Schalleinkopplung
in das Innenohr.
Den Eingang zum Innenohr bildet die
Steigbügelfußplatte, eine dünne, knöcherne Membran. Das Innenohr hat
die Form eines Schneckenhauses und ist mit einer wässrigen Flüssigkeit
gefüllt. Der lateinische Name der Gehörschnecke ist Cochlea.
Im Innenohr findet eine Umwandlung der mechanischen Schwingungen in
elektrische Nervenimpulse statt. Dieser Transformationsmechanismus ist
sehr komplex und wird von ca. 25.000 Sinneszellen - den sogenannten
Haarzellen - vollzogen, an die die einzelnen Hörnervenfasern angekoppelt
sind. Die von den Haarzellen erzeugten elektrischen Pulse werden dann
über den Hörnerv zum Gehirn weitergeleitet.
Im Innenohr werden die grundlegenden Merkmale des Schallereignisses wie
Frequenz (Tonhöhe) und Pegel (Lautstärke) codiert, d.h. die elektrischen
Impulsmuster enthalten Informationen darüber, ob ein Ton hoch oder tief
bzw. laut oder leise ist.
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Aufbau und Funktionsweise eines CI-Systems |
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Anders als ein konventionelles Hörgerät ist das
Cochlea-Implantat keine Hörhilfe sondern eine Hörprothese.
Es dient nämlich nicht der Schallverstärkung im Sinne einer
Unterstützung des Ohres. Vielmehr ersetzt es funktional das Ohr, indem es
direkt den Hörnerv elektrisch reizt.
Hierzu muss eine Reizelektrode möglichst nahe an die Hörnervenfasern herangebracht
werden: Sie wird durch eine Operation in die flüssigkeitsgefüllten
Hohlräume der Hörschnecke eingeführt.
Das CI-System kann jedoch aufgrund technologischer
Probleme mit Mikrofon und Energieversorgung bislang nicht komplett
implantiert werden. Es besteht deshalb aus internen und externen
Komponenten:
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Über ein Mikrofon werden die Schallschwingungen aufgenommen. Ein
hochspezialisierter Minicomputer - der sogenannte Sprachprozessor (1) -
übernimmt die sonst im Innenohr stattfindende Frequenz- und
Lautstärkecodierung und berechnet ein entsprechendes elektrisches
Impulsmuster. Diese Information wird von der durch einen Magneten
gehaltenen Sendespule (3) durch die Haut zum Implantat übertragen.
Das Implantat prüft die empfangene Information und reizt über die
Elektrode (4) in der Cochlea (5) den Hörnerv (gelb dargestellt).
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CI-Technik im Detail |
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Drei Hersteller von CI-Systemen teilen sich den
internationalen Markt: Advanced Bionics (HiRes, Harmony), Cochlear
(Nucleus Freedom) und MED-EL (Pulsar, Sonata, Opus).
Zwar unterscheiden sich die Implantate leicht in ihren technischen
Eigenschaften, das Prinzip der Signalverarbeitung ist jedoch bei allen das
selbe: Zuerst wird das akustische Signal in verschiedene Frequenzbereiche
zerlegt. Den Frequenzbereichen sind verschiedene Elektrodenkontakte
zugeordnet, die sich mehr oder weniger weit in der Cochlea befinden und
entsprechend ihrer Position eine höhere oder tiefere Tonhöhenempfindung hervorrufen.
Auf jedem einzelnen Elektrodenkontakt wird dann ein Strom erzeugt, der den
zeitlichen Verlauf des zugehörigen akustischen Signals möglichst gut
nachbildet.
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Bezüglich des Sprachverständnisses gibt es im Mittel über alle
Patienten keinen wesentlichen Unterschied zwischen den verschiedenen
Systemen. Da es auch keine Möglichkeit gibt, durch Voruntersuchungen
herauszufinden, ob ein bestimmtes Implantat für einen bestimmten
Patienten besser geeignet wäre als die anderen, werden selten alle 3
Systeme in einer Klinik verwendet.
Bis Ende der Neunziger Jahre hatte der Sprachprozessor noch die Größe einer
Zigarettenschachtel und musste deshalb am Gürtel oder von Kindern in
einem kleinen Rucksack auf dem Rücken oder vor dem Bauch getragen werden.
Inzwischen sind jedoch von allen drei Herstellern bereits in zweiter
Generation Geräte auf dem Markt, welche komplett hinter dem Ohr getragen
werden können.
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Die in Bochum überwiegend verwendeten Systeme werden
standardmäßig mit handelsüblichen Zink-Luft-Batterien betrieben, wie sie auch für
Hörgeräte Verwendung finden. Damit erreichen sie eine Laufzeit von 4 - 5 Tagen und das Gewicht liegt um 15 Gramm.
Durch die abnehmbaren Batteriefächer sind die Sprachprozessoren besonders gut für sehr kleine Kinder geeignet,
durch die übersichtliche Fernbedienung besonders gut für ältere Patienten.
Der Preis eines CI-Systems liegt um 27.000 EUR und wird ebenso wie die Batterie- und
Reparaturkosten vollständig von der Krankenkasse übernommen.
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