Имплантируемый микрофон может привести к появлению полностью внутренних кохлеарных имплантатов

Имплантируемый микрофон может привести к появлению полностью внутренних кохлеарных имплантатов
17:02, 05 Июл.

По данным Национального института здравоохранения, кохлеарные имплантаты — крошечные электронные устройства, которые могут обеспечить глухим или слабослышащим людям ощущение звука — помогли улучшить слух более чем миллиону человек по всему миру.

Однако кохлеарные импланты сегодня имплантируются лишь частично и полагаются на внешнее оборудование, которое обычно располагается сбоку головы. Эти компоненты ограничивают пользователей, которые не могут, например, плавать, заниматься спортом или спать, нося внешнее устройство, и они могут заставить других вообще отказаться от импланта.

На пути к созданию полностью внутреннего кохлеарного импланта многопрофильная группа исследователей из Массачусетского технологического института, Массачусетского института глаза и уха, Гарвардской медицинской школы и Колумбийского университета разработала имплантируемый микрофон, который работает так же хорошо, как и коммерческие внешние микрофоны слуховых аппаратов.

Микрофон остается одним из самых больших препятствий на пути к внедрению полностью внутреннего кохлеарного импланта.

Этот крошечный микрофон, датчик, изготовленный из биосовместимого пьезоэлектрического материала, измеряет мельчайшие движения на нижней стороне барабанной перепонки.

Пьезоэлектрические материалы генерируют электрический заряд при сжатии или растяжении.

Чтобы максимизировать производительность устройства, команда также разработала малошумящий усилитель, который усиливает сигнал, минимизируя шум от электроники.

Хотя предстоит преодолеть множество трудностей, прежде чем такой микрофон можно будет использовать с кохлеарным имплантом, команда разработчиков с нетерпением ждет дальнейшего совершенствования и тестирования этого прототипа, который является продолжением работы, начатой ​​в Массачусетском технологическом институте и Массачусетской медицинском центре по изучению зрения и слуха более десяти лет назад.

«Все начинается с отоларингологов, которые работают с этим каждый день недели, пытаясь улучшить слух людей, распознавая потребность и донося ее до нас.

«Если бы не сотрудничество этой команды, мы бы не достигли того, что имеем сегодня», — говорит Джеффри Лэнг, профессор электротехники в Витессе, член Исследовательской лаборатории электроники (RLE) и соавтор статьи о микрофоне, опубликованной в журнале Journal of Micromechanics and Microengineering.

Соавторами Лэнга являются ведущие авторы Эмма Вавжинек, аспирантка факультета электротехники и информатики (EECS), и Аарон Йейзер, выпускник SM ’21; а также аспирант факультета машиностроения Джон Чжан.

Другими соавторами являются Лукас Граф и Кристофер Макхью из Mass Eye and Ear; Иоаннис Кимиссис, профессор электротехники имени Кеннета Брейера в Колумбийском университете; Элизабет С.

Олсон, профессор биомедицинской инженерии и слуховой биофизики в Колумбийском университете; и соавтор Хидеко Хайди Накадзима, доцент кафедры отоларингологии и хирургии головы и шеи в Гарвардской медицинской школе и Mass Eye and Ear.

Преодоление тупиковой ситуации с имплантацией Микрофоны кохлеарных имплантов обычно размещаются по бокам головы, а это значит, что пользователи не могут воспользоваться преимуществами фильтрации шума и локализации звука, которые дает структура наружного уха.

Полностью имплантируемые микрофоны предлагают множество преимуществ.

Но большинство устройств, которые сейчас находятся в разработке и которые распознают звук под кожей или движение косточек среднего уха, могут испытывать трудности с захватом тихих звуков и широких частот.

Для нового микрофона команда нацелилась на часть среднего уха, называемую макушкой.

Макушка вибрирует однонаправленно (внутрь и наружу), что облегчает восприятие этих простых движений.

Хотя макушка имеет самый большой диапазон движения среди косточек среднего уха, она перемещается всего на несколько нанометров.

Разработка устройства для измерения таких крошечных вибраций представляет свои собственные проблемы. Кроме того, любой имплантируемый датчик должен быть биосовместимым и способным выдерживать влажную, динамичную среду организма, не причиняя вреда, что ограничивает выбор материалов, которые можно использовать.

«Наша цель состоит в том, чтобы хирург имплантировал это устройство одновременно с кохлеарным имплантом и внутренним процессором, что означает оптимизацию операции при работе с внутренними структурами уха, не нарушая никаких процессов, которые там происходят», — говорит Вавжинек.

Благодаря тщательному проектированию команда преодолела эти трудности.

Они создали UmboMic, треугольный датчик движения размером 3 на 3 миллиметра, состоящий из двух слоев биосовместимого пьезоэлектрического материала, называемого поливинилидендифторидом (ПВДФ).

Эти слои ПВДФ расположены по обе стороны гибкой печатной платы (ПП), образуя микрофон размером с рисовое зерно и толщиной 200 микрометров.

(Средний человеческий волос имеет толщину около 100 микрометров.) Узкий кончик UmboMic будет помещен напротив умбо. Когда умбо вибрирует и давит на пьезоэлектрический материал, слои PVDF изгибаются и генерируют электрические заряды, которые измеряются электродами в слое печатной платы.

Повышение производительности Команда использовала конструкцию «сэндвич PVDF» для снижения шума.

Когда датчик сгибается, один слой PVDF производит положительный заряд, а другой — отрицательный. Электрические помехи добавляются к обоим в равной степени, поэтому учет разницы между зарядами нейтрализует шум.

Использование PVDF обеспечивает множество преимуществ, но материал делает изготовление особенно сложным. PVDF теряет свои пьезоэлектрические свойства при воздействии температур выше 80°C, однако для испарения и осаждения титана, другого биосовместимого материала, на датчик необходимы очень высокие температуры.

Вавжинек обошел эту проблему, постепенно осаждая титан и используя радиатор для охлаждения PVDF.

Но разработка датчика была лишь половиной дела — колебания умбо настолько малы, что команде нужно было усилить сигнал, не внося слишком много шума.

Когда они не смогли найти подходящий малошумящий усилитель, который также потреблял бы очень мало энергии, они построили свой собственный. После установки обоих прототипов исследователи протестировали UmboMic в человеческих ушных костях трупов и обнаружили, что он имеет надежную производительность в диапазоне интенсивности и частот человеческой речи.

Микрофон и усилитель вместе также имеют низкий уровень шума, что означает, что они могут различать очень тихие звуки на общем уровне шума.

«Мы увидели одну действительно интересную вещь: частотная характеристика датчика зависит от анатомии уха, на котором мы проводим эксперимент, поскольку макушка у разных людей движется немного по-разному», — говорит Вавжинек.

Исследователи готовятся начать исследования на живых животных для дальнейшего изучения этого открытия.

Эти эксперименты также помогут им определить, как UmboMic реагирует на имплантацию. Кроме того, они изучают способы инкапсуляции датчика, чтобы он мог безопасно оставаться в теле до 10 лет, но при этом оставаться достаточно гибким, чтобы улавливать вибрации.

Имплантаты часто упаковываются в титан, который был бы слишком жестким для UmboMic.

Они также планируют изучить методы крепления UmboMic, которые не будут вызывать вибрации. «Результаты в этой статье показывают необходимую широкополосную реакцию и низкий уровень шума, необходимые для работы в качестве акустического датчика.

Этот результат удивителен, поскольку полоса пропускания и уровень шума настолько конкурентоспособны с коммерческим микрофоном слухового аппарата.

Такая производительность показывает перспективность подхода, что должно вдохновить других принять эту концепцию. «Я ожидаю, что для устройств следующего поколения потребуются чувствительные элементы меньшего размера и электроника с меньшей мощностью, чтобы упростить имплантацию и решить проблемы со сроком службы батареи», — говорит Карл Грош, профессор машиностроения в Мичиганском университете, который не принимал участия в этой работе.

Рубрика: Технологии. Читать весь текст на android-robot.com.

 

Подарите любимым оригинальные приветствия. Скажи миру: Привет! Жизнь в современном мире означает возможность услышать и произнести огромное количество приветствий. Люди здороваются с друзьями, родными, новыми зна...

Видеостудии Jalinga Система Jalinga - почасовая аренда сенсорной видеостудии является эффективным способом создания видео контента за небольшие деньги. Видеоматериалы сн...

«Конкретная дата»: когда на улицы Москвы вернутся электросамокаты Нельзя точно сказать, когда электросамокаты вернутся в Москву. Об этом сообщил пресс-секретарь сервиса кикшеринга Whoosh Денис Балакирев в эксклюзивн...

МВД объявило в розыск еще одного адвоката Навального* МВД России объявило в розыск адвоката блогера Алексея Навального* Александра Федулова. Об этом свидетельствуют данные электронной базы ведомства. &la...

Эксперты ждут очередного Золотого мяча для Месси После триумфального выступления на футбольном чемпионате мира в Катаре лидер сборной Аргентины Лионель Месси стал основным претендентом на главную ин...

Топ-5 самых дорогих футболистов РПЛ составляют игроки «Зенита» Пока элитный футбольный дивизион России – Премьер-лига, находится на зимних каникулах, эксперты футбольного финансового рынка обновили ориентировочну...

Intel демонстрирует сверхбыструю версию Thunderbolt Интерфейс обеспечивает обмен данными с периферийными устройствами на скорости 80 Гбит/с — как только что анонсированная спецификация USB4. Компания I...

OCS предлагает сервисы StormWall для защиты от DDoS-рисков и хакерских атак Компания StormWall предлагает рынку решения в области информационной безопасности — сервисы на основе искусственного интеллекта для защиты от DDoS-ат...

Этот усилитель для наушников со встроенным ЦАПом можно взять с большой скидкой На AliExpress заметно снизилась цена на Fosi Audio Q4 Mini. Это усилитель для наушников, предназначенный для тех, кому звук от встроенной в ноутбук и...

Зачем умной колонке понадобился экран? Обзор Яндекс Станции Дуо Макс Весь январь тестировал новую смарт-колонку Яндекс Станция Дуо Макс. Наконец-то придумал, зачем ей экран и где она максимально полезна. Об этом и о са...

Почему мошенники стали звонить через WhatsApp и Viber? Телефонные мошенники все чаще стали обзванивать абонентов через мобильные мессенджеры. Расскажем, с чем связана эта тенденция, и как не попасться на ...

Номера телефона +7 (902) — какой оператор и кто может звонить? Как мошенники используют номера +7 (902) для обмана людей? Обезопасить себя от звонков мошенников и спамеров можно, если заранее узнать, откуда звоня...

Иммунолог Парецкая: при мытье посуды нужно пользоваться перчатками Хотя так поступают далеко не все хозяйки. При уборке, кстати, многие тоже вспоминают о перчатках только тогда, когда кожа рук стала сухой или средств...

78.ru: В Ленобласти многодетная мать 4 года жила с мумией мужа Страшную находку совершил инспектор подразделения по делам несовершеннолетних, когда пришёл по вызову в семью, которая жила в деревне Старосиверская ...

Обучение на протяжении всей жизни станет основой следующего поколения автономных устройств Поищите в Интернете «обучение на протяжении всей жизни», и вы найдете подробный список приложений, которые научат вас шить, играть в шахматы или даже...

Инженеры разработали хак, вызывающий сбой автомобильного радара Черный седан бесшумно едет по тихой пригородной дороге, водитель тихо напевает рождественские гимны, а автопилот автомобиля управляет вождением. Внез...

Поездка с риском для жизни: смолянин «налетел» на неожиданное препятствие на дороге в центре города Крышка люка, на которую наехал молодой человек, больно ударила не только по авто, но и по бюджету горожанина. Максим, герой нашей истории, — об...

В Курске в галерее Дейнеки открылась выставка «Зеркало Малевича» Реалистическое и абстрактное. Их противопоставление и взаимопроникновение. В курской галерее Дейнеки открылась выставка «Зеркало Малевича». Она приур...

Курские сурки проспали свой праздник Коммуникабельный семьянин и большой любитель поспать. 2 февраля отмечают День сурка. Правда, не в России, а в США и Канаде. Но, благодаря известному ...

Советы по улучшению производительности и внешнего вида Infiniti Автомобили Infiniti, известные своей роскошью и мощными техническими характеристиками, являются отличной базой для модификаций, которые могут улучшит...

Продажа электромобилей в Москве Приобрести электромобили из Китая в компании «Автотрейдер» может каждый желающий. Кстати, популярность такого рода транспортных средств с каждым годо...

Пользователи X раскритиковали президента Польши за желание сберечь американских солдат После заявления президента Польши Анджея Дуды о необходимости прекратить действия России для защиты американских солдат от возможной гибели, пользова...

Нидерландская журналистка о роли ЧВК «Вагнер» в судьбе России: «она дает нации надежду на победу» Коллективный Запад ведет полномасштабную войну против РФ, которой для победы необходимо сплотить свои ряды и отбросить в сторону все существующие вну...

В сети появились рендеры Sony Xperia 1 V Мы надеемся, что Xperia 1 V уже не за горами. По-прежнему существует определенная вероятность того, что телефон появится на выставке MWC в Барселоне ...

Samsung показала Galaxy S23 и S23+ с обновленным дизайном Вслед за Galaxy S23 Ultra сегодня показали и обновление базовых моделей Galaxy S. И хотя Samsung улучшила основные аппаратные и программные функции, ...

Лазерная хирургия: путь к революции в медицине Лазерная хирургия, одно из самых инновационных достижений в области медицины, открыла перед врачами и пациентами новые горизонты. Ее история началась...

Что делать при температуре 40? Температура 40 градусов Цельсия является высокой и может сопровождаться серьезными осложнениями для организма. Поэтому важно знать, что делать в этой...

Книжный обзор: африканский магический реализм и шекспировские страсти Востока Экзистенциальный роман недели Антонио Табукки Индийский ноктюрн 2024. ЭКСМО Аннотация: Безымянный герой отправляется в чарующее путешествие по Индии,...

Можно ли сейчас купить машину в кредит и не разориться? С 1 июля в России серьёзные изменения коснулись и займов на машины. Их стало получить сложнее – впервые ЦБ обязал российские банки применять по...

Руководитель брянского предприятия Сергей Горелов поздравил жителей с юбилеем региона 5 июля Брянская область отмечает 80 лет со дня образования. С юбилеем жителей региона поздравил руководитель компании «Локомотив-Дизель-Сервис» Серге...

Первый зампред комиссии Общественной Палаты России поддержал проект «ПРОгород» Первый зампред комиссии по общественной экспертизе законопроектов Общественной Палаты РФ Александр Асафов поддержал литературно-художественный проект...

Фунт готовится изменить свой курс Влияние на рынок:22024 имеет все шансы стать годом выборов, так как намного более половины населения планеты участвует в важных для своих стран выбор...

Нефть двинулась вверх, но выглядит уязвимой Влияние на рынок:3Запасы сырой нефти в коммерческих хранилищах США сократились на 12.2 млн баррелей на прошлой неделе, став наиболее резким снижением...

Новая лазейка в системе безопасности позволяет шпионить за интернет-пользователями Пользователи Интернета оставляют множество следов на веб-сайтах и ​​онлайн-сервисах. Такие меры, как межсетевые экраны, VPN-соединения и режимы конфи...

Алексей Кузовкин о мерах борьбы с вредоносными файлами Кузовкин Алексей Викторович – IT-предприниматель, экс-председатель совета директоров группы компаний «Армада». Алексей Викторович обладает колоссальн...

Сергей Полунин - российский артист балета Сергей Полунин известен всему миру как гениальный танцовщик с бунтарским характером. У артиста яркая интересная жизнь и непростой творческий путь от ...

Джеймс Майкл Тайлер: судьба Гантера из сериала «Друзья» Джеймс Майкл Тайлер – американский телевизионный актёр. Он начинал свою карьеру в Голливуде с низких должностей помощника монтажера и ассистента, одн...

"Меня наказывали и будут наказывать". Марат Башаров попросил прощения у бывших жён за побои и пожаловался на "культуру отмены" Актёр Марат Башаров публично извинился перед своими бывшими жёнами за то, что их избивал, а потом добавил, что скандалы не прошли бесследно и его нак...

Светский разбор: Софья Эрнст в винтажном Dior, Ксения Собчак — в нуаре, Владислав Доронин с Кристиной Романовой Новая неделя оказалась не менее насыщенной на светские события для российских селебрити, чем предыдущая. Spltnk изучил соцсети наших звёзд и рассказы...

Сергей Горелов поздравил земляков с 80-летием Брянской области В пятницу, 5, июля отмечается 80 лет со дня образования Брянской области. С праздником земляков поздравил руководитель компании «Локомотив-Дизель-Сер...

Как добыча песка наносит Брянщине многомиллионный ущерб? Под суд отправили гендиректора строительной организации – 33-летнего жителя Брянска, фирма которого добывала в Дятьковском районе области песок. Тепе...

К чему снятся яблоки Сон, в котором фигурируют яблоки, несет позитивный заряд и сулит приятные события в реальности. Давайте вместе исследуем толкования этого образа в ра...

Национальная академия дополнительного профессионального образования Москва Национальная академия дополнительного профессионального образования в столице предлагает курсы по профессиональной подготовке и повышению квалификаци...

Ремонт по ОСАГО: сервис требует доплату, законно ли это? Проблемы с параллельным импортом и нехватка оригинальных новых запчастей привели к росту стоимости ремонта автомобилей. Полис ОСАГО позволяет возмест...

Почему аутсорсинг персонала остается в тренде: выгоды и преимущества Идея аутсорсинга, то есть найма персонала сторонней компании для выполнения различных услуг, появилась в бизнес-среде в конце 20 века. По своей сути ...

"Меня наказывали и будут наказывать". Марат Башаров попросил прощения у бывших жён за побои и пожаловался на "культуру отмены" Актёр Марат Башаров публично извинился перед своими бывшими жёнами за то, что их избивал, а потом добавил, что скандалы не прошли бесследно и его нак...

Светский разбор: Софья Эрнст в винтажном Dior, Ксения Собчак — в нуаре, Владислав Доронин с Кристиной Романовой Новая неделя оказалась не менее насыщенной на светские события для российских селебрити, чем предыдущая. Spltnk изучил соцсети наших звёзд и рассказы...

Скелет морской звезды вдохновил на создание новой 4D-трансформирующейся структуры Недавно исследователи разработали гибкую, но прочную трансформирующуюся структуру, вдохновленную скелетом морской звезды, которая демонстрирует возмо...

Хитрость, которую должен знать каждый пользователь Snapchat Если вы пользователь Snapchat, который когда-либо имел несчастье использовать приложение на телефоне Android, то вы наверняка уже в курсе, как хорошо...

Займы на карту: главные плюсы оформления, пошаговая инструкция получения Заем на карту считается весьма популярной услугой, предоставляемой современными микрофинансовыми организациями. Обращение в МФО является удобным спос...

Пожарная безопасность: подлежащая сертификации продукция, важные услуги В настоящее время вопросы пожарной безопасности занимают особое место в разных отраслях, включая бизнес. Обеспечение пожарной безопасности имеет перв...

Фондовый рынок, Daily history за 4 июля 2024 г. Индекс Изменение, пункты Цена закрытия Изменение, % NIKKEI 225 332.89 40913.65 0.82 Hang Seng 49.71 18028.28 0.28 KOSPI 30.93 2824.94 1.11 ASX 200 91...

Валютный рынок, Daily history за 4 июля 2024 г. Валютная пара Цена закрытия Изменение, % AUDUSD 0.67256 0.29 EURJPY 174.298 -0.02 EURUSD 1.08105 0.22 GBPJPY 205.722 -0.11 GBPUSD 1.27599 0.12 NZDUSD...

Ремонт ноутбуков от Kingservice.by Сломался ноутбук? Не беда, принесите его нам и мы приведем его в чувство! Компания https://kingservice.by/remont-noutbukov ремонт ноутбуков выполняет...

Защитные очки для оптоволоконного лазера Вы когда-нибудь задумывались о том, насколько важно обеспечить безопасность при работе с оптоволоконным лазером? Защитные очки для оптоволоконного ла...

Поездка с риском для жизни: смолянин «налетел» на неожиданное препятствие на дороге в центре города Крышка люка, на которую наехал молодой человек, больно ударила не только по авто, но и по бюджету горожанина. Максим, герой нашей истории, — об...

«Почему он не в колонии?»: Известный адвокат возмущена «щадящим» условным сроком для Навального Лидеру ФБК в 2017 году продлили испытательный срок до 2020 года. Адвокат Сталина Гуревич вновь призывает МВД обратить пристальное внимание на персону...

Уже отпустили? Экс-глава Раменского района активничал в соцсети после ареста за якобы убийство любовницы Проверка на полиграфе косвенно подтвердила вину Андрея Кулакова, сообщают СМИ. После задержания экс-главы Раменского района, на странице подозреваемо...

Развод Алсу и обвинения в адрес Анастасии Решетовой: главное о скандале В конце мая певица Алсу объявила, что разводится с мужем Яном Абрамовым. Пара прожила в браке 18 лет, у них трое общих детей: 17-летняя Сафина, 16-ле...

"Меня наказывали и будут наказывать". Марат Башаров попросил прощения у бывших жён за побои и пожаловался на "культуру отмены" Актёр Марат Башаров публично извинился перед своими бывшими жёнами за то, что их избивал, а потом добавил, что скандалы не прошли бесследно и его нак...

Видео курс «Волны Вульфа» — Бесплатно Выкладываю Видео курс «Волны Вульфа» абсолютно Бесплатно! Курс уже очень давно создан, его больше не продаем так же давно, паттерн Волны Ву...

Бесплатный курс по модели Po3 из 5 видео уроков Сегодня представляю вам Бесплатный курс по модели Po3 из 5 видео уроков. Её еще называют: Power of Three / Power of 3 / модель AMD / pattern AMD. Уже...

Математика ОГЭ без стресса: профессиональные репетиторы и современные методы подготовки Экзамены — важный этап в жизни каждого школьника. Особенно волнительным становится период, когда приближается Основной государственный экзамен (ОГЭ)....

Слушание и скачивание музыки из интернета основные выгоды В эпоху цифровых технологий, когда интернет стал неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, возможность слушать новую музыку и скачивать треки чер...

Займы на карту: главные плюсы оформления, пошаговая инструкция получения Заем на карту считается весьма популярной услугой, предоставляемой современными микрофинансовыми организациями. Обращение в МФО является удобным спос...

Пожарная безопасность: подлежащая сертификации продукция, важные услуги В настоящее время вопросы пожарной безопасности занимают особое место в разных отраслях, включая бизнес. Обеспечение пожарной безопасности имеет перв...

Развод Алсу и обвинения в адрес Анастасии Решетовой: главное о скандале В конце мая певица Алсу объявила, что разводится с мужем Яном Абрамовым. Пара прожила в браке 18 лет, у них трое общих детей: 17-летняя Сафина, 16-ле...

"Меня наказывали и будут наказывать". Марат Башаров попросил прощения у бывших жён за побои и пожаловался на "культуру отмены" Актёр Марат Башаров публично извинился перед своими бывшими жёнами за то, что их избивал, а потом добавил, что скандалы не прошли бесследно и его нак...

Цены на нефть растут на фоне падения запасов нефти в долларах и США Нефть выросла в среду на фоне ослабления доллара, сокращения запасов сырой нефти в США и того, что Великобритания одобрила еще одну вакцину от корона...

Брянский эксперт Валерий Егорушкин высоко оценил инициативы губернатора, поддержанные Советом Федерации В период с 1 по 3 июля в Совете Федерации проходили Дни Брянской области. В мероприятии принимала участие брянская делегация во главе с Губернатором ...

КОМАРИЧСКИЙ РАЙОН: АГРАРНЫЙ СЕКТОР КАК ЛОКОМОТИВ РАЗВИТИЯ Поселение Комаричи, согласно ряду источников, было основано около 1450 года. Комаричский район образовали в 1929 году. Сегодня в его состав входят од...