人工耳蜗的构成组件及工作原理
什么是人工耳蜗它如何工作
什么是人工耳蜗它如何工作当我们谈到听力障碍，可能会想到助听器，但对于一些严重的听力损失情况，人工耳蜗则成为了恢复听力的重要手段。
那么，究竟什么是人工耳蜗？它又是如何工作的呢？人工耳蜗，简单来说，是一种电子装置，它能够帮助那些重度、极重度感音神经性聋的患者重新获得听力。
这些患者的内耳或听神经存在严重的损伤，传统的助听器已经无法有效地帮助他们听到声音。
人工耳蜗由体外部分和体内部分组成。
体外部分包括麦克风、言语处理器和传输线圈。
麦克风负责收集外界的声音，就像我们的耳朵一样。
收集到的声音会被传送到言语处理器中，这个处理器就像是一个聪明的“大脑”，它会对声音进行分析和处理，将其转换为特殊的电子信号。
这些电子信号再通过传输线圈，以无线的方式传送到体内部分。
体内部分主要是植入体，包括接收线圈和电极阵列。
接收线圈接收到体外传来的电子信号后，将其传递给电极阵列。
电极阵列是非常关键的部分，它直接插入到内耳的耳蜗中。
我们的内耳耳蜗就像一个蜗牛壳一样的结构，里面充满了液体，并且分布着大量的听觉毛细胞。
正常情况下，外界的声音通过中耳的传导，引起耳蜗内液体的振动，从而刺激毛细胞产生神经冲动，这些神经冲动最终被传递到大脑，我们就听到了声音。
但对于重度听力损失的患者，毛细胞已经严重受损或者缺失，无法正常传递声音信号。
而人工耳蜗的电极阵列则起到了替代毛细胞的作用。
当电极阵列接收到电子信号后，会刺激相应部位的听神经，产生神经冲动，这些神经冲动沿着听神经传递到大脑的听觉中枢，大脑对这些信号进行处理和解读，我们就能够感知到声音了。
然而，需要注意的是，人工耳蜗并不能完全恢复正常的听力，它所提供的声音与我们正常听到的声音还是有所不同的。
患者需要经过一段时间的适应和训练，才能更好地理解和识别这些声音。
在植入人工耳蜗之前，患者需要经过一系列严格的评估和测试，包括听力检查、影像学检查、心理评估等，以确定是否适合植入人工耳蜗。
手术后，还需要进行康复训练，包括听力训练、语言训练等，帮助患者更好地适应和使用人工耳蜗。
人工耳蜗
耳蜗的频率分布
• 耳接收的频率范围： 20——20000。 • 耳蜗中频率的分布： 耳蜗顶接收低频，耳 蜗底接收高频。
人正常耳蜗的频率分布
1000Hz的深 度20毫米。 500Hz的深 度25毫米 250Hz的深度 29毫米
2000
15
25
500
18 28
4000
10 30 20
250
可接收的频率范围
100-10000赫兹
有助于汉语的语音语调的识别！
声音输入范围
人耳接受从0分贝到120分贝 电子耳蜗还不能达到，那么接受的范围越 大越好。 如果接受的范围小，对于超出的部分就要 进行压缩处理，压缩后就有失真。 奥地利电子耳蜗接受30到105分贝，是目 前所有电子耳蜗输入动态范围最大的，为 75分贝。 其他电子耳蜗接受30到60分贝。
不同品牌电子耳蜗语言识别比较
语言识别率的比较
奥地利耳蜗手术后效果
毛细胞减少或者功能下降
• 动作电位减少或者不 能产生 • 听神经传输的信号减 少或者没有信号 • 助听器加强信号 • 人工耳蜗代替毛细胞
人工耳蜗替代毛细胞
人工耳蜗与助听器有什么区别
• 人工耳蜗是将声音编码为电信号，直接刺激听 神经，绕过功能不正常的耳蜗把声音传入大脑, 产生听觉. • 助听器是将声音信号放大，以达到病损内耳能 感受到的大声音。
技术领先－MED-EL的骄傲
植入体电极最长:31mm.
正常耳蜗长度31mm~35mm, 长的电极可 以覆盖更多的听神经,使残留的听神经得 到最大的利用.
其他耳蜗产品电极长度:17mm
手术后X线片显示电极的植入
电极的长度
MED-EL COMBI40+ 电极的长度与人体耳蜗从蜗顶 至蜗底的长度相当
生物人工耳蜗的原理及临床效果
生物人工耳蜗的原理及临床效果人工耳蜗是一种用于治疗严重耳聋的医疗器械，它通过电子信号的传递，帮助患者恢复听力。
在当前医疗技术不断提高的情况下，人工耳蜗已经越来越受到广泛的认可和使用。
那么，人工耳蜗的原理是什么，它的临床效果如何呢？本文将深入探讨这些问题。
一、生物人工耳蜗的原理生物人工耳蜗是一种通过电子技术来模拟人耳内部结构的医疗器械。
它主要由两部分组成：外部部分和内部部分。
外部部分包括声音处理器、麦克风、语音线圈等，用于采集周围环境中的声音；而内部部分则包括人工耳蜗、电极等，将处理后的信号通过电极传递到听觉神经内部。
生物人工耳蜗的原理主要包括以下三个方面：1. 音频采集：麦克风负责采集周围环境中的声音，将声波转换为电信号，并通过语音线圈传输到声音处理器。
2. 处理与编码：声音处理器主要负责对采集到的声音进行处理与编码。
它采用数字信号处理技术，将声音信号分解成不同频率的声波，并进行频率与时间的编码处理。
3. 电极传输：处理后的信号通过电极传输到听觉神经内部，进而产生听觉效应。
总的来说，生物人工耳蜗的原理就是将外界声音采集、处理、编码并传输到听觉神经，通过电子技术模拟出人耳的听觉过程，从而恢复患者的听力。
二、生物人工耳蜗的临床效果生物人工耳蜗作为一种创新的医疗技术，其临床效果备受关注。
那么，生物人工耳蜗的临床效果如何呢？以下从两个方面来探讨。
1. 效果显著：大量的研究表明，生物人工耳蜗治疗严重耳聋的效果非常显著。
根据临床统计数据，约80％的人工耳蜗患者，可以得到明显的听力改善。
戴上人工耳蜗后，多数患者可以听到更加清晰、准确的声音，有些患者甚至可以恢复语音外交能力。
2. 安全性高：生物人工耳蜗的安全性也是其优势之一。
由于其使用的是电子技术，相对于传统手术，生物人工耳蜗的手术风险更小。
而且植入后不需要再定期更换或维护，患者可以长久地享受到良好的听力效果。
三、总结生物人工耳蜗是一种有效的治疗严重耳聋的医疗技术，其原理是通过电子技术模拟人耳内部的听觉过程，并将处理后的信号通过电极传输到听觉神经内部，从而恢复患者的听力。
人工耳蜗的原理与性能分析
人工耳蜗的原理与性能分析人工耳蜗作为一种能够恢复听觉的辅助设备，主要适用于那些因不同原因导致的耳蜗功能丧失的人群，其对于这些人群的听觉恢复甚至是听觉重建，都起到了重要的作用。
人工耳蜗在实际应用中表现稳定性强，听觉提升效果显著，是目前恢复听觉的最佳技术手段之一。
本文将主要介绍人工耳蜗的原理及其性能分析。
一、人工耳蜗的原理1、概述人工耳蜗是一种电子设备，它能够恢复由于传导性或感音性耳聋，或混合性耳聋引起的听觉障碍。
其原理是通过人工人工耳蜗电极将电信号直接传递到耳蜗神经，从而改善听力。
2、组成人工耳蜗由三个部分组成：外部麦克风、语音处理器和内部电极阵列。
外部麦克风将声音转换为电信号，语音处理器将电信号分解为多个频带，以适应耳蜗空间分布的特点。
内部电极阵列负责将声音信息传递到耳蜗神经上，最后将听觉信号传递到大脑皮质。
3、工作机制典型的听觉系统包括外耳，中耳，内耳和中枢神经系统。
耳蜗内部存在一个叫做基底膜的结构，人工耳蜗内部的多个电极，就是设计用来和基底膜进行互动，从而传递特定的频率和振幅信息。
通俗来讲，人工耳蜗会接收到外部的声音信号，经过语音处理器的拆分，每一个频率段的信号，都会通过电极阵列传递到耳蜗神经上，形成神经脉冲，使人的听觉机能得到恢复。
二、人工耳蜗的性能分析1、音质人工耳蜗听语音的质量取决于多个方面，包括编程策略、降噪算法、信号处理等等。
与成年人相比，儿童使用人工耳蜗以后对于高音部分的感知较差，而低音部分的感知精度较高，这可能与人工耳蜗的构造有关。
但总体来说，人工耳蜗在提高听觉质量方面仍然存在一定的局限，进一步的技术提升和优化仍具有较大的发展空间。
2、噪声抑制人工耳蜗在获得较为良好的信号时，其噪声抑制性能表现很好，如ECM技术和BF技术等。
但在清晰度较差的情况下，噪声抑制会受到影响。
不过，未来随着技术的发展，相信对于噪声抑制，人工耳蜗的质量表现会有较大的提升。
3、避免干扰由于人工耳蜗的特殊性质，在有些应用场景下，人工耳蜗也会受到干扰。
人工耳蜗手术及相关问题
人工耳蜗手术及相关问题概况：目前国际上对于人工耳蜗的研究工作已有150年的历史。
从单导到多道的形式发展。
1966年用6导电极植入耳蜗，得到声调的变化。
70年代3M公司生产单导人工耳蜗（第一个进入市场）。
1978年澳大利亚墨尔本大学植入首例10导人工耳蜗系统。
我国研究始于70年代末期。
目前全球有20万植入者。
国内：从1995年开始开展至今植入患者1万余例。
我省郑大一附院：2001年开始开展这项工作，目前完成总例数100台，目前为止无手术并发症发生，植入后经康复训练效果满意。
人工耳蜗：又称电子耳，仿声耳。
是一种模拟耳蜗功能的声电换能装置。
能把外界的声信号转变为电信号，绕过受损的毛细胞直接刺激听神经，将声信号传递到大脑听中枢。
人工耳蜗的组成和原理：品牌繁多。
有以下几个部分组成：体外部分：1麦克风（声信号转变为电信号）—2言语处理器（对电信号进行分析并选好刺激方案。
3传送线圈：体内部分：1通过手术埋入体内的接受器，2电极。
人工耳蜗工作原理：体外部分：方向性麦克风——言语处理器（电脑）（把声波转换成特殊的声码帮助听觉）——传送器（把声码送给体内部分）体内部分：接收传送器来的声码——译码后——电极——已废用的耳蜗（但神经存活）——通过听神经——中枢——感知声音人工耳蜗植入技术是系统工程：术前评估手术植入术中检监测术后调机听觉言语康复人工耳蜗植入手术：手术切口微创手术技术残余听力的保护并发症及分类：发生率15%——40%：手术和非手术（人工耳蜗装置）主要并发症和次要并发症主要并发症：需要取出人工耳蜗植入体或需要再次行植入手术的并发证：包括皮瓣坏死，不可控制的严重感染，脑膜炎电刺激导致严重的面神经抽搐，电极未植入耳蜗内等。
次要并发症：通过保守治疗能够解决或缓解的并发症：如皮下血肿，暂时性面瘫，头晕及平衡失调，味觉改变，鼓膜穿孔等。
面神经麻痹：原因：解剖不熟悉直接损伤面神经，电钻热损伤，面神经畸形，颞骨发育畸形如内耳道内骨质缺损。
生物医学工程在人工耳蜗技术研究中的应用
生物医学工程在人工耳蜗技术研究中的应用随着科学技术的不断发展，人工耳蜗技术已经成为了一种非常普遍的治疗耳聋的方法，尤其是在儿童和年轻人中的使用率在不断增加。
在传统的听力学治疗方法无法起到很好治疗效果之时，人工耳蜗技术可以为患者带来曙光。
而这种技术的背后离不开生物医学工程的研究，下面就来详细了解一下。
一、人工耳蜗技术的工作原理人耳由外耳、中耳、内耳和听觉神经组成。
外耳和中耳负责耳洞外的声音捕捉，内耳则是将声音转化为电信号，通过听觉神经传送至大脑，让人感受到声音。
而当中耳和内耳的结构或功能出了问题，便会导致耳聋。
人工耳蜗的研究最早始于1970年代，其主要组成部分包括外部元器件和内部元器件。
外部元器件包括话筒、语音处理器和电缆，内部元器件包括接受器、电极阵列和控制电路等。
其工作原理为：外部话筒收集声音并将其转化为电信号，经语音处理器处理后传送至内部接受器，接受器将信号转化为电流并通过内部的电极阵列刺激内耳中的神经。
通过这种方式，患者可以重新获得听力能力。
二、生物医学工程在人工耳蜗技术中的应用1. 电极阵列的优化电极阵列是人工耳蜗技术中最为关键的部分，它被设计为一组可以精确地刺激内耳神经的电极。
在电极阵列的设计中，生物医学工程师们需要关注患者的耳部形态和神经系统结构等因素，并对电极材料的选择、阻抗匹配和电极排列等进行优化。
通过运用生物医学工程的方法，研究人员不仅可以优化电极阵列的外形设计，而且还可以改良电极的材料，来提高电极的刺激效果。
目前，很多研究者正在寻求一种新的电极材料，这种材料可以提高对神经元的刺激效果，并且在组织中更加稳定。
2. 接受器和话筒的优化除了电极阵列之外，接受器和话筒也是人工耳蜗技术中非常关键的部分。
其中，接受器的功能是将外部语音转换成电信号，并传递给电极阵列；而话筒则是收集外部声音，并将其转换成电信号。
为了改善这两个元器件的效果，生物医学工程技术已经成为一个非常重要的研究方向。
通过调整接受器和话筒的设计和制造材料，可以大大提高人工耳蜗技术的效果，降低并发症的发生率。
人工耳蜗PPT课件
言语编码策略控制着对环境声音及言语 的数字化处理。不同的编码策略所侧重的音 调、响度和时相线索亦不同。人工耳蜗植入 者对声音质量的倾向性有所不同，并且在使 用根据他们个人需求设计出的言语编码策略 时，其言语感知能力表现出显著的提高。
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人工耳蜗系统包括三个部分:
言语处理器 言语处理器将声音进行滤波分析并且数字
化成为编码信号。言语处理器将编码信号送 到传输线圈。传输线圈将编码信号以调频信 号的形式传入位于皮下的植入体的接收/刺激 器。
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人工耳蜗植入体 人工耳蜗植入体将适量的电能传至耳蜗内部电极系列，沿着在序列
人工耳蜗植入体 人工耳蜗植入体将适量的电能传至耳蜗
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Thank you !
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使聋人产生近年来生物医学工
程等高新技术的出现，已经从实验研究进入
临床应用，成为目前全聋患者恢复听觉的有
效的治疗方法。
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人工耳蜗实物
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二 .听觉原理
听觉产生的原理： 耳蜗基底膜的机械特性和毛细胞的静
纤毛的梯度变化是耳蜗对输入声波进行频 率和空间分析的形态学基础。耳蜗基底膜 的基底部分对高频敏感，顶部对低频敏感， 人类语言频率范围为500～3000Hz，与基 底膜从底部算起的10～25mm的相应位置 相对应。
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人耳解-剖图
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声波通过时的耳蜗
声波通过时的耳蜗
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基底膜振动时，带动相连的复膜及 毛细胞的静纤毛发生剪切运动，使毛细 胞表皮板的电阻发生变化，调制了通过 毛细胞的电流，产生了耳蜗的感受器电 位，这就是耳蜗的机械——电换能过程。
人工耳蜗的原理和临床应用专家讲座
普通开机后第一个月内每七天调机1次, 之后每半 个月或1个月调机1此, 待听力稳定后调试时间间 隔逐步延长, 最终1年调机1次。
人工耳蜗的原理和临床应用专家讲座
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人工耳蜗的原理和临床应用专家讲座
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语言能力评定: 判断患者现阶段语言能力情况
术前康复训练和助听器配戴情况: 更加好了解患者 听力情况，为以后听觉语言训练打好基础。
心理、智力及学习能力评定: 帮助家长建立合理期 望值
人工耳蜗的原理和临床应用专家讲座
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人工耳蜗植入手术
手术操作:
全麻下进行，现在手术通常采 取乳突-面神经隐窝入路。
我国自1995年引进此技术，到年7月已经有3200余例 患者接收了人工耳蜗植入手术。
人工耳蜗的原理和临床应用专家讲座
第1页
当前有三种经FDA认可多导人工耳蜗系统, 包含 Cochlear企业Nucleus耳蜗植入系统、Advanced Bionics企业Clarion装置、Medical Electronics企 业Med-EL装置。
人工耳蜗主要部分包含体外部分和植入部分: 体外部分包含: ①外部麦克风: 拾取声音并转化为
电信号；②言语处理器: 可依据预先设置编码策略 对接收电信号编程；③传输线圈: 将言语处理器提 供信号转为射频信号传输给接收-刺激器。 体内植入部分包含: ①接收-刺激器: 接收射频信号 并转化为电脉冲，刺激电极阵列；②多通道电极 阵列: 电流经过植入电极直接传送至耳蜗中残余神 经元细胞而产生听觉。
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听觉的产生
声音的传播途径
1 气传导
2 骨传导
声音的传导通路
----气传导
骨传导：
声波经颅骨传入内耳 传音效能与正常的空气传导相比微不足道 临床工作中用于鉴别传音性耳聋和神经性耳聋 声波→颅骨→骨迷路→内耳淋巴液→螺旋器→听神经→大 脑皮层听觉中枢
人工耳蜗的概念
人工耳蜗也称电子耳蜗，是一种将声音 转变成电 信号 刺激人耳蜗从而使人对声音产生知觉，用来 恢ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ重度和极重度耳聋患者部分听力的一种人工 电子替代器件
面神经垂直段
西电集团医院耳鼻咽喉科
6.颞骨外段
人工耳蜗手术程序简介
1作耳后皮肤切口，暴露乳突
2磨除乳突部分气房，进入鼓窦
3.暴露水平半觃管和砧骨短突，定位面隐窝
4.解剖面神经幵轮廓化，开放面隐窝
5.开放幵扩大面神经隐窝
6暴露圆窗龛，有时可观察到镫骨肌 腱
7圆窗下耳蜗造孔，见到鼓阶的浅蓝色骨内膜线
一、人工耳蜗植入术适合哪些人群？
（二）语后聋患者
1．双耳重度或极重度感音神经性聋； 2．各年龄段的语后聋患者；
3．助听器选配后言语识别能力无明显改善；
4．对人工耳蜗有正确认识和适当的期望值。
二、人工耳蜗植入术不适合哪些人群？
1．内耳严重畸形病例，如Michel畸形或耳蜗缺如；
2．听神经缺如； 3．严重的精神疾病；
乙状窦前 置
颈静脉球高位
前庭导水管扩大
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一起学习人工耳蜗
耳部的解剖结构和功能
耳由外耳、中耳、内耳组成
外耳由外耳道、耳廓构成 中耳由鼓膜、鼓室、听骨、咽鼓管、肌肉、前庭 窗和蜗窗、鼓窦和乳突构成 内耳又称迷路。分膜迷路和骨迷路
耳部的解剖结构和功能
• 外耳收集声波（集音作用） • 中耳传导声波（传音作用） • 内耳将声波转变为神经冲动（感音功能） 能）
人工耳蜗植入的机理是绕过受损的毛细胞直接利 用电流刺激听神经从而产生听觉
人工耳蜗---电极代替受损毛细胞
人工耳蜗的构成组件及工作原理
一、人工耳蜗植入术适合哪些人群？
（一）语前聋患者
1．双耳重度或极重度感音神经性聋；
2．最佳年龄应为6个月 - 6岁；
3．助听器选配后听觉能力无明显改善； 4．家庭对人工耳蜗有正确认识和适当的期望值。
4．中耳乳突化脓性炎症尚未控制者。
5．全身一般情况差； 6．不能控制的癫痫。
注：Michel （米歇尔 ）畸形：为最严重的内耳畸形，耳蜗、前庭、半规管均未发育，可 伴镫骨缺如，可伴岩骨短小，内听道狭窄（小于3毫米）或缺失。
人工耳蜗植入术的麻醉管理
1七氟烷复合瑞芬太尼麻醉诱导迅速，不用或用短效肌松药（琥 珀胆碱除外；便于面神经监测）。 2严格控制术前抗生素运用：一般来说根据公斤体重，予头孢呋 辛（30-100mg/kg),配生理盐水术前半小时输入，对于小朋友予 10ml生理盐水，成人100ml。 3良好的术后镇痛、止吐是术后快速康复和优质护理的必要保 障 4若无特殊情况，儿童一般选择右侧植入
电极时勿损伤其绝缘层
4 术中彻底止血，逐层缝合切口，术后加压包扎 可以较好的预防头皮下血肿
手术相关风险及幵发症 请 参考郑虹教授组术前谈话
耳部CT疾病诊断
A
B
右侧Mondini畸形 A.耳蜗只有基底螺旋 B.右前庭扩大与外半规管形成共腔
A
B
A.左耳蜗螺旋不及两周 B.左内耳道狭窄，与扩大的前庭相通，形成CSF漏
人工耳蜗手术 步骤简介
咳咳。。。插入一下 面神经解剖概述
1运动神经核上段
运动神经核段
小脑脑桥角段
2.内耳道段
西电集团医院耳鼻咽喉科
3.迷路段
膝状神经节 迷路段
内听道段
西电集团医院耳鼻咽喉科
4.鼓室段（水平段）
5.乳突段（垂直段）
西电集团医院耳鼻咽喉科
鼓室段（水平段）
锥体段
鼓室段
鼓索神经
8按照不同品牌人工耳蜗的植入要求磨制骨床
9埋放植入体
10开放鼓阶，注意不要吸引
11电极植入
12封闭面隐窝，逐层缝合皮肤
手术注意事项
1 开放后鼓室外侧壁时，向前勿磨破外耳道后
壁，向后勿损伤面神经垂直段 2 磨移植骨床时勿损伤硬脑膜，以免脑脊液漏 或术后感染增加 3 插入移植电极时注意插入方向及深度，夹持