Wie funktioniert der Sprachprozessor von Cochlea-Implantaten?

Zusammenfassung

Cochlea-Implantate sind die Standardtherapie der sensorischen Taubheit und hochgradigen Schwerhörigkeit. In diesem Übersichtsartikel werden Aufbau und Funktionsweise von Cochlea-Implantaten dargestellt. Cochlea-Implantate ersetzen die Funktion des Innenohres, indem sie die akustischen Signale der Umwelt dem Hörnerven durch direkte elektrische Stimulation zugänglich machen. Sprachprozessoren übersetzen dabei das akustische Signal des Mikrofons in eine für die Elektrostimulation des Hörnervens taugliche Form. Hierzu muss das Signal zunächst in mehreren Schritten analysiert, bearbeitet und in eine für die elektrische Stimulation des Hörnervens passende Form gebracht werden. Der Sprachprozessor sendet dann die Steuerbefehle für das Implantat über eine hochfrequente Funkverbindung, die eine transkutane Informations- und Energieübertragung ermöglicht. Das Implantat übernimmt die Ausführung der elektrischen Stimulation, indem es die vom Sprachprozessor kommenden Anweisungen in elektrische Impulse an den einzelnen Elektrodenkontakten umsetzt.

How Does a Cochlear Implant Speech Processor Work?

Cochlear implants have become a standard treatment modality for sensorineural hearing loss. In this review article, assembly and function of a cochlear implant are described. Cochlear implants replace the normal inner ear by transforming acoustic sound signals into electric stimuli and deliver these to the auditory nerve. Speech processors translate the acoustic signal of the microphone into one that fits electrostimulation of the auditory system. In multiple steps, the signal has to be analyzed and processed to fit the demands of electrical stimulation. The speech processor then sends commands and the energy for stimulation to the implanted parts via a transcutaneous high frequency radio link. The implant refers the information as electrical stimuli to each electrode contact.

Schlüsselwörter

Cochlea-Implantat - Sprachprozessor - Sprachkodierungsstrategie - CIS - ACE - CA - SAS - MPEAK - SPEAK - amplitude mapping - automatic gain control

Key words

Cochlear Implant - speech processor - speech coding strategies - CIS - ACE - CA - SAS - MPEAK - SPEAK - amplitude mapping - automatic gain control

Literatur

• 1 Gstoettner W, Kiefer J, Baumgartner W D. et al . Hearing preservation in cochlear implantation for electric acoustic stimulation.  Acta Otolaryngol. 2004;  124 348-352
• 2 Kiefer J, Gstoettner W, Baumgartner W. et al . Conservation of low-frequency hearing in cochlear implantation.  Acta Otolaryngol. 2004;  124 272-280
• 3 Shannon R V. A model of threshold for pulsatile electrical stimulation of cochlear implants.  Hear Res. 1989;  40 197-204
• 4 Patrick J F, Seligman P M, Money D K, Kuzma J A. Engineering. Edinburgh London Melbourne and New York; Churchill Livingstone 1990: 99-124
• 5 Clark G M, Tong Y C, Black R. et al . A multiple electrode cochlear implant.  J Laryngol Otol. 1977;  91 935-945
• 6 Dowell R C, Seligman P M, Blamey P J, Clark G M. Speech perception using a two-formant 22-electrode cochlear prosthesis in quiet and in noise.  Acta Otolaryngol. 1987;  104 439-446
• 7 Pijl S. Audiologic results with the MSP/MPEAK and WSP/F0F1F2 processors and coding strategies for the nucleus cochlear implant.  J Otolaryngol. 1994;  23 286-291
• 8 Skinner M W, Clark G M, Whitford L A. et al . Evaluation of a new spectral peak coding strategy for the Nucleus 22 Channel Cochlear Implant System.  Am J Otol. 1994;  15 Suppl 2 15-27
• 9 Wilson B S, Finley C C, Lawson D T. et al . Better speech recognition with cochlear implants.  Nature. 1991;  352 236-238
• 10 Wilson B S, Lawson D T, Muller J M, Tyler R S, Kiefer J. Cochlear implants: Some likely next steps.  Annu Rev Biomed Eng. 2003;  5 207-249
• 11 Von Ilberg C, Kiefer J, Tillein J. et al . Electric-acoustic stimulation of the auditory system. New technology for severe hearing loss.  ORL J Otorhinolaryngol Relat Spec. 1999;  61 334-340
• 12 Mueller J, Schoen F, Helms J. Speech understanding in quiet and noise in bilateral users of the MED-EL COMBI 40/40+ cochlear implant system.  Ear Hear. 2002;  23 198-206