Ứng dụng thính giá điện tử giúp trẻ khiếm thính hòa nhập với ộng đồng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI CHU ĐỨC HẢI ỨNG DỤNG THÍNH GIÁC ĐIỆN TỬ GIÚP TRẺ KHIẾM THÍNH HỊA NHẬP VỚI CỘNG ĐỒNG Chuyên ngành : KỸ THUẬT Y SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT Y SINH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS.NGUYỄN THÁI HÀ Hà Nội – 2013 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131883551000000 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THÍNH HỌC .4 1.1 Cơ thính giác bệnh khiếm thính .4 1.2 Ảnh hưởng bệnh khiếm thính lên bệnh nhân, gia đình xã hội 1.3 Vai trị thính giác với phát triển trẻ 1.4 Cấu trúc giải phẫu tai .6 1.4.1 Tai .6 1.4.2 Tai .7 1.4.3 Tai .7 1.4.4 Tiền đình .7 1.4.5 Các ống bán khuyên 1.4.6 Ốc tai 1.4.7 Dây thần kinh VIII 1.4.8 Dây thần kinh VIII ốc tai 10 1.5 Chức tai 10 1.5.1 Chức thăng 10 1.5.2 Thăng tư .10 1.5.3 Thăng chỉnh .10 1.5.4 Chức thính giác 11 1.6 Âm đặc tính học âm .11 1.7 Cơ chế sinh lý nghe 13 1.8 Các nguyên nhân điếc 14 1.9 Phân loại dạng thính lực 14 1.10 Thính lực đồ 15 1.11 Máy đo thính lực 16 CHƯƠNG 2: THÍNH GIÁC ĐIỆN TỬ, ỐC TAI ĐIỆN TỬ CẤY GHÉP 18 2.1 Định nghĩa phân loại thính giác điện tử 18 2.1.1 Máy trợ thính thường quy 19 2.1.2 Máy trợ thính đường xương (Bone Anchored Hearing Aid) 21 2.1.3 Ốc tai điện tử 23 2.2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động ốc tai điện tử 26 2.3 Lập trình cho ốc tai điện tử 29 2.4 Quá trình cấy ghép ốc tai điện tử 32 2.4.1 Lựa chọn ứng viên 32 2.4.2 Lựa chọn dãy điện cực phù hợp 33 2.4.3 Mổ đặt điện cực vào ốc tai .34 2.5 Các phép đo nội phẫu hỗ trợ phẫu thuật 38 2.5.1 Đo trở kháng trường qua da – Impedance and Field Telemetry (IFT) 38 2.5.2 Đo đáp ứng thần kinh thính giác qua da – Auditory nerve Response Telemetry 41 2.6 Hiệu chỉnh ốc điện tử (fitting) điều trị ngôn ngữ cho người mang ốc tai điện tử 47 2.6.1 Quy trình hiệu chỉnh OTĐT 47 2.6.2 Các thơng số q trình chỉnh máy 48 2.7 Điều trị phục hồi ngôn ngữ cho người cấy ghép ốc tai điện tử 55 CHƯƠNG 3: THỰC TRẠNG, ĐÁNH GIÁ, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP .56 3.1 Thực tế ứng dụng thính giác điện tử Việt Nam .56 3.2 Các đề xuất, giải pháp 57 KẾT LUẬN 58 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CIS : Continous Interleave Sampling HD-CIS : High Definition Countinous Interleave Sampling OTDT : Ốc tai điện tử FSP : Fine Struture Programing VSB : Vibrant Sound Bridge DIB : Diagnostic Interface Box DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Biểu đồ thống kê mức độ phát triển ngôn ngữ trẻ Màu xanh biểu đồ trẻ bình thường Màu đỏ biểu đồ trẻ Hình 1.2: Cấu tạo tai người Hình 1.3: Giải phẫu tai đường truyền thính giác Hình 1.4: Thính lực đồ âm đời sống 16 Hình 1.5: Máy đo thính lực .17 Hình 2.1: Sơ đồ khối máy trợ thính analog kỹ thuật số .19 Hình 2.2: Các thành phần máy trợ thính 20 Hình 2.3: Máy trợ thính đường xương đeo ngồi dạng kính mắt, dạng băng-đơn 21 Hình 2.4 Máy trợ thính đường xương dạng cấy ghép bán phần BAHA - Cochlear 22 Hình 2.5: Máy trợ thính đường xương cấy ghép tồn phần BoneBridge – Med-EL 22 Hình 2.6: Cấu trúc thần kinh ốc tai 24 Hình 2.7: Cách thức hoạt động OTĐT .25 Hình 2.8: Các thành phần hệ thống ốc tai điện tử cấy ghép .26 Hình 2.9: Sơ đồ khối miêu tả hoạt động OTĐT 27 Hình 2.10: Mặt cắt ốc tai cấy điện cực 28 Hình 2.11: Chiến lược xử lý lấy mẫu liên kênh liên tục CIS 30 Hình 2.12 : Phân tách tín hiệu sử dụng biến đổi Hilbert 31 Hình 2.13: Các điện cực nén, điện cực trung bình, điện cực đơi cho ốc tai dị dạng.33 Hình 2.14: So sánh chiều dài điện cực tiêu chuẩn số hãng MED-EL, Cochlear, Advanced Bionics 34 Hình 2.15: Vị trí đặt cấy lớp da đầu 35 Hình 2.16: Thiết bị giao tiếp với cấy DIB – Diagnostic Interface Box phần mềm MAESTRO .39 Hình 2.17: Dạng sóng đáp ứng mơ tế bào thần kinh trước kích thích điện đảo pha 41 Hình 2.18: Tóm tắt phương thức kích thích ghi nhận tín hiệu ART – kích thích điện cực ghi nhận tín hiệu điện cực .42 Hình 2.19: Phương pháp Signal blanking 46 Hình 2.20: Sơ đồ khối mạch đo ART, khuếch đại 100 lần, số hóa phương pháp sigma delta, kết lưu nhớ RAM 2MB truyền không dây qua cuộn dây thu nhận Coil tới DIB 46 Hình 2.21: Các đại lượng xung kích thích A: Biên độ (cường độ dịng kích thích) T: Thời gian độ rộng xung kích thích; Q: Điện tích xung kích thích 49 Hình 2.22: Hai giai đoạn trình quản lý âm tự động 51 Hình 2.23: Phân bố tần số cho kênh MAP 52 Hình 2.24: Các kiểu phân bố lọc thông dải cho kênh tần số 53 Hình 2.25: So sánh spectrogram chiến lược lập trình .54 Hình 3.1 Thính lực đồ phổ cơng suất lựa chọn máy trợ thính………………….56 Hình 3.2 Cách phương tiện hỗ trợ nghe cho người sử dụng ốc tai điện tử chưa ứng dụng nhiều Việt Nam……………………………………………………… 57 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Khiếm thính bệnh khuyết tật thường hay gặp trẻ em để lại hậu nặng nề cho phát triển ngơn ngữ, trí tuệ học hành xã hội trẻ thính giác phương tiện chủ yếu hiệu để người giao tiếp thu nhận thông tin Ở Việt Nam ứng dụng giải pháp thính giác điện tử giúp trẻ khiếm thính có hội phục hồi sức nghe phát triển hòa nhập cộng đồng Tuy nhiên giai đoạn non trẻ nên hiểu biết chung cộng đồng chí đội ngũ chun mơn chưa hệ thống, khái quát hóa để từ can thiệp điều trị chuyên nghiệp Được công tác đơn vị chuyên cung cấp giải pháp chẩn đoán can thiệp cho bệnh nhân khiếm thính cơng ty hearLIFE , tơi mong muốn đóng góp hiểu biết chuyên môn đào tạo thu nhận qua kinh nghiệm làm việc để góp phần phát triển lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng thính giác điện tử cho trẻ khiếm thính Lịch sử nghiên cứu Máy trợ thính Thomas Edinson vốn người bị giảm thính lực nghiên cứu chế tạo từ thiết bị điện thoại Bell từ năm 1878 Sau Miller Reese Hutchison Hoa Kỳ Frederick Alt Áo cố gắng sử dụng điện thoại thời dạng máy trợ thính khơng khả dụng mức độ khuếch đại nhỏ đưa âm lên cỡ 15dB hội thoại thông thường 40-60dB Cũng kỷ 18 – 19 Alexsandre Volta phát minh hiệu ứng kích thích mơ tế bào dịng điện cho dòng điện qua đùi ếch Cùng với phát minh ống khuếch đại chân không Lee De Forest (1907), công ty Western Electric Co., New York phát triển máy trợ thính khoa học năm 1920 có khả khuếch đại âm lên 70dB đáp ứng tần số rộng Trọng lượng máy lúc khoảng 100kg kích thước thùng giảm xuống với model năm 1928 4kg Cùng thời gian Wever and Bray (1930) Gersuni and Volokhov in 1936 nhà khoa học nghiên cứu độc lập hiệu ứng âm nghe kích thích dịng điện lên thần kinh thính giác đặt móng cho việc nghiên cứu thiết bị trợ thính cấy ghép kích thích trực tiếp lên thần kinh thính giác thay cho quan thính giác tổn thương nặng phục hồi hỗ trợ Những năm 1970 máy trợ thính analog ngày nhỏ gọn đeo được, có hệ số khuếch đại cao Máy trợ thính kỹ thuật số nghiên cứu phát triển mạnh mẽ Trong hệ thống thính giác điện tử cấy ghép hoàn thiện dần vào sản xuất thương mại (hãng Cochlear / Úc, Medel / Áo) Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Luận văn nhằm mục đích đóng góp khái qt hệ thống chung vấn đề liên quan việc ứng dụng thính giác điện tử can thiệp phục hồi sức nghe ngơn ngữ cho trẻ khiếm thính vào chi tiết loại thính giác điện tử cấy ghép mà cụ thể ốc tai điện tử cấy ghép Phạm vi nghiên cứu bao gồm kiến thức thính học, giải phẫu sinh lý nghe, hệ thống thính giác, cấu tạo hoạt động ốc tai điện tử, chiến lược xử lý lập trình hiệu chỉnh cho ốc tai điện tử Tóm tắt đọng luận điểm đóng góp tác giả Các luận điểm chính: - Phân loại hệ thống thính giác điện tử - Đi sâu nghiên cứu cấu tạo hoạt động ốc tai điện tử, quy trình phẫu thuật - Nghiên cứu chiến lược lập trình cho ốc tai điện tử Các đóng góp tác giả: - Tổng hợp tập hợp tạo nên nhìn tổng quan góc độ ngành kỹ thuật y sinh điện tử y sinh lĩnh vực thính giác điện tử - Tổng hợp, phân tích, so sánh chiến lược thiết kế phần cứng lập trình kích thích cho ốc tai điện tử - Đề xuất hướng nghiên cứu chi tiết hơn, giải pháp nhằm cải thiện chất lượng sử dụng hệ thống ốc tai điện tử Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu tổng hợp nghiên cứu khác kết hợp với kinh nghiệm thực tế trình cơng tác CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THÍNH HỌC 1.1 Cơ thính giác bệnh khiếm thính Thính giác năm giác quan người, hai cửa ngõ để người tiếp thu thông tin Bên cạnh thị giác giúp thu nhận hình ảnh, thính giác giúp người thu nhận âm qua đánh giá vật, thu nhận lời nói qua chuyển tải thơng tin trực tiếp lên não Đặc biệt, thính giác tiền đề để phát triển ngôn ngữ biết đến yếu tố giúp người phát triển từ thời cổ đại thành người đại Thính giác không đơn giản quan tai, phần thính giác nằm não vỏ não, gọi “não thính giác” Thành phần tai gồm có tai ngồi, tai giữa, tai trong, thần kinh thính giác có vai trị quan ngoại vi giúp thu nhận, chuyển đổi dẫn truyền thông tin âm lên trung khu thính giác Khiếm thính tình trạng bệnh người động vật có thính giác kém, suy giảm cá thể khác nghe âm cách dễ dàng Ngồi Tiếng Việt cịn sử dụng từ “điếc”,”nghe kém”, “mất thính lực”, “lãng tai” để diễn tả tình trạng bệnh Như khiếm thính nói chung khiếm khuyết quan thính giác từ tai não khiến cho việc nhận biết âm bị 1.2 Ảnh hưởng bệnh khiếm thính lên bệnh nhân, gia đình xã hội Đến chưa có thống kê đầy đủ tổ chức, cá nhân ảnh hưởng khiếm thính lên cá nhân người bệnh, gia đình xã hội Tuy nhiên hầu hết nghiên cứu, đánh giá cho thấy việc khó khăn tiếp nhận âm cản trở lớn phát triển, chất lượng sống cá nhân mắc phải Đặc biệt trẻ em bị khiếm thính bẩm sinh khiếm thính từ sớm giai đoạn phát triển hình thành tư não bộ, việc khơng nghe dẫn đến việc trẻ khơng thể học nói khơng thể học kiến thức văn hóa Trẻ cịn đường học thông qua ngôn ngữ ký hiệu, qua mắt