人工耳蜗是一种小型电子设备,可以帮助失聪或听力受损的人更好地听到声音。根据国家卫生研究院的报道,这些设备已使全球超过一百万人受益。
目前使用的人工耳蜗仅部分植入,需要在头部侧面放置外部硬件。这种设置限制了用户的活动,例如游泳、锻炼或带着外部组件睡觉,这导致一些人完全避免接受植入手术。
来自麻省理工学院、马萨诸塞州眼耳医院、哈佛医学院和哥伦比亚大学的一个合作研究团队正在致力于创建一种完全内部化的人工耳蜗。他们开发了一种可植入的麦克风,其性能与商用外部助听器麦克风相匹配,解决了实现完全内部化人工耳蜗的一大障碍。
这款微型麦克风采用生物相容性压电材料制成,可以测量鼓膜底部的微小运动。压电材料在受压或拉伸时会产生电荷。为了提高设备的性能,团队还设计了一款低噪声放大器,以增强信号并减少电子噪声。
尽管在将这种麦克风与人工耳蜗集成之前面临诸多挑战,研究团队对进一步完善和测试这一原型表示乐观。这个项目的基础在十多年前就在麻省理工学院和马萨诸塞州眼耳医院奠定。
研究人员的目标是通过优化手术程序,在不破坏耳朵内部结构的情况下,将该设备与人工耳蜗和内部处理器同步植入。新开发的UmboMic是一种比米粒还小的运动传感器,旨在捕捉中耳鼓锤的微小振动,以提高听力能力。
团队还通过独特的PVDF三明治设计解决了噪声减少的问题,并开发了低噪声放大器,以放大UmboMic捕获的微小信号。通过对人类耳骨进行严格测试,研究人员确认了该设备在人体语音频率范围内的强大性能。
这项研究部分由包括国家卫生研究院在内的多个组织资助,展示了这种创新方法在改造人工耳蜗技术方面的潜力。未来的研究将集中在动物研究上,以进一步完善UmboMic技术以便于实际应用。