In-vivo-Untersuchungen eines piezoelektrischen implantierbaren Hörgerätewandlers an der Katze

Zusammenfassung

Kürzlich konnte von unserer Arbeitsgruppe ein implantierbarer piezoelektrischer Hörgerätwandler vorgestellt werden, der aufgrund seiner Eigenschaften für die Implantation bei Innenohrschwerhörigen geeignet ist. Dabei überträgt der Wandler keinen Schall, sondern mikromechanische Schwingungen auf das Gehör. Die Wirksamkeit dieses Wandlerimplantats zur direkten Übertragung von Schwingungen im hörbaren Frequenzbereich über die Gehörknöchelchenkette auf das Innenohr oder direkt in das Vestibulum des Innenohrs wurde tierexperimentell an 10 Katzenohren untersucht. Nach präoperativer (akustischer) BERA-Schwellenbestimmung wurde das Mittelohr eröffnet und der piezoelektrische Wandler an Gehörknöchelchen oder die Perilymphe angekoppelt. Dadurch konnten bei Stimulation am Umbo, langem Amboßfortsatz, Steigbügelköpfchen und an der Fußplatte sowie im Vestibulum die BERA-Schwellen an 8 Katzenohren erfolgreich aufgenommen werden. Durch einen Vergleich der akustischen mit der mikromechanischen Hörschwelle konnte eine Korrelation zwischen den Reizpegeln der akustischen und mechanischen Stimulation gefunden werden. Es zeigte sich, daß mit einer elektrischen Ansteuerspannung des angekoppelten Wandlers von 1 V_RMSäquivalente Schalldruckpegel vor dem Trommelfell zwischen 100 und 128 dB SPL erreicht wurden. Zur Beurteilung des Höreindrucks wurden neben den Hörschwellen die Latenzen der frühen akustisch und mechanisch evozierten Potentiale (Wellen P1 bis P5) reizpegelabhängig analysiert und einander gegenübergestellt. Die Auswertung erfolgte an 4 normalhörenden Ohren, bei denen der piezoelektrische Wandler am langen Amboßfortsatz angekoppelt war. Die Mittelwerte der Latenzen und deren Streuungen zeigten sehr gute Übereinstimmungen zwischen beiden Stimulationsarten. Sie waren nahezu deckungsgleich bei Zuordnung eines äquivalenten Schalldruckpegels von 100 dB SPL zur maximal verwendeten elektrischen Ansteuerspannung von 1 V_RMS. Nach der in vitro-Testung [22, 23] und der hier vorgelegten in vivo-Untersuchung besitzt der Wandler damit fundamentale Eigenschaften, die es sinnvoll erscheinen lassen, den Prototypen zu einem Bauteil eines implantierbaren Hörgeräts für Innenohrschwerhörige weiterzuentwickeln.

Summary

Recently, we presented an implantable piezoelectrical hearing aid transducer. Its characteristics make it suitable for implantation in patients with sensorineural hearing loss. The transducer transmits micromechanical vibrations instead of sound into the hearing organ. Efficiency of the transducer implant was investigated in ten cat ears. After determining preoperative (acoustical) BERA threshold, the middle ear was opened and the piezoelectrical transducer coupled to various ossicles or the perilymph. BERA responses were recorded following stimulation of umbo, long incus process, stapes head, stapes foot plate, and vestibulum. By comparing the acoustical and mechanical threshold, a correlation was found between the stimulus level of acoustical and mechanical stimulation. An electrical transducer voltage of 1 Vrms* was equivalent to sound-pressure levels between 100 and 128 dB SPL at the tympanic membrane. To judge hearing impression, stimulus-dependent latencies of the early acoustically and mechanically evoked potentials (waves P1 to P5) and their thresholds were analyzed. After coupling the piezoelectrical transducer to the long incus process, latencies corresponded well to stimulation. They were almost completely similar when the equivalent sound-pressure level of 100 dB SPL was achieved by the transducer voltage level.