Serwis korporacyjny
 APA Group  

Artykuły

Technologia i słuch

Wszystkie zmysły pozwalają nam, ludziom, funkcjonować w świecie. Upośledzenie któregokolwiek z nich powoduje, że nasz odbiór bodźców z otoczenia jest zubożony. Na szczęście dzisiejsza technologia pozwala nadrobić “niedoskonałości” natury.

Czy tylko pięć zmysłów? 

Nasz słuch jest jednym z pięciu zmysłów, obok zmysłu wzroku, smaku, zapachu i dotyku. Oprócz tego klasycznego podziału zmysłów mówi się też o rzadziej wyróżnianych zmysłach, takich jak zmysł temperatury, propriocepcja – czyli zmysł pozwalający zlokalizować poszczególne części naszego ciała (to dzięki niemu potrafimy m.in. trafić palcem w nos przy zamkniętych oczach), zmysł równowagi, powiązany ze zmysłem słuchu, oraz zmysł czucia bólu, czyli tzw. nocycepcję. 

Co ciekawe, nowsze podejścia uwzględniają również zmysł percepcji czasu, czyli umiejętność odmierzania czasu przez mózg człowieka.

U ludzi, u których jeden ze zmysłów (np. wzrok) jest osłabiony, obserwuje się wyostrzenie innych zmysłów, np. dotyku co ma za zadanie kompensować w jakimś stopniu deficyt innego zmysłu.  

Ucho jako skomplikowany mechanizm 

Za odbieranie bodźców słuchowych, czyli po prostu za słyszenie odpowiadają u ludzi uszy. One też sprawiają, że jesteśmy w stanie utrzymać równowagę i orientować się w przestrzeni. Jednak czy wszyscy wiedzą, jak zbudowane jest ucho i dlaczego słyszymy? 

Ucho ludzkie składa się z trzech części – ucha zewnętrznego, środkowego i wewnętrznego. Ucho zewnętrzne to małżowina uszna i przewód słuchowy. Odpowiada za zbieranie dźwięku i przekazywanie go dalej, do ucha środkowego. Ucho zewnętrzne pozwala nam również na określenie lokalizacji dźwięku – czyli tego, skąd dobiega. Ucho środkowe odpowiedzialne jest za przenoszenie dźwięku do ucha wewnętrznego. Składa się z błony bębenkowej i łańcucha kosteczek słuchowych – młoteczka, kowadełka i strzemiączka. Łańcuch kosteczek łączy się z tzw. okienkiem owalnym w uchu wewnętrznym. 

Wreszcie ucho wewnętrzne – jego najważniejszym elementem jest tzw. ślimak, który zamienia fale dźwiękowe na impulsy elektryczne, które przez nerw słuchowy przenoszone są do mózgu.

Cały ten skomplikowany układ sprawia, że człowiek słyszy. Jeśli jakiś element jest uszkodzony – mamy do czynienia z niedosłuchem. W zależności od tego, który z elementów jest uszkodzony, wyróżnia się kilka rodzajów niedosłuchu.

Niedosłuch odbiorczy

Występuje wtedy, gdy uszkodzeniu ulega ucho wewnętrzne lub nerw słuchowy. Sprawia, że dźwięk, prawidłowo przeniesiony przez ucho zewnętrzne i środkowe, nie może być zamieniony na impulsy elektryczne, „zrozumiałe” dla mózgu.

Niedosłuch przewodzeniowy

Wywołany jest przez zmiany w uchu środkowym lub zewnętrznym. Może powstać na skutek uszkodzenia błony bębenkowej (perforacji), zwapnienia łańcucha kosteczek słuchowych, czyli tzw. otosklerozy (dochodzi wówczas do usztywnienia całego układu kosteczek i tym samym do upośledzenia przenoszenia dźwięku). 

Czasem niedosłuch przewodzeniowy powodowany jest przez długotrwałe zapalenie ucha, deformację przewodu słuchowego lub ucha zewnętrznego.

Niedosłuch mieszany

Jest połączeniem obydwu powyższych typów niedosłuchu. 

W jaki sposób bada się słuch? 

Ubytek słuchu, czyli niedosłuch, określa się podczas badania słuchu, wyznaczając tzw. poziom słyszenia i odnosząc go do odpowiedniej normy. Słuch badany jest na różnych częstotliwościach, przy użyciu urządzenia nazywanego audiometrem. Wynikiem badania jest audiogram.

Umiarkowany niedosłuch to ubytek na poziomie 40–70 dB. Znaczny niedosłuch to już ubytek rzędu 70–90 dB. Niedosłuch głęboki – ubytek od 90 do 120 dB. Powyżej tego poziomu mówimy o całkowitej głuchocie.

Badania słuchu dzieli się na dwa rodzaje: subiektywne i obiektywne. Te pierwsze wymagają interakcji osoby badanej. Wykorzystuje się tutaj audiometry, stroiki (tzw. badania stroikowe) czy odtwarzacze mowy (audiometria mowy). 

Natomiast badania słuchu obiektywne (tzw. badanie ABR – Auditory Brainstem Response, czyli bioelektryczna odpowiedź mózgu na impulsy dźwiękowe) są nieco bardziej skomplikowanym procesem. Tu niepotrzebna jest interakcja pacjenta z osobą badającą. Takie testy wykonuje się najczęściej w uśpieniu (zwłaszcza u dzieci). Badanie jest podobne do EEG (encefalografii). Pacjentowi zakłada się słuchawki, oraz specjalne elektrody, które zbierają impulsy elektryczne mózgu.

Jest jeszcze jeden rodzaj badania narządu słuchu – tzw. tympanometria. Za jego pomocą określa się podatność błony bębenkowej na zmiany ciśnienia w przewodzie słuchowym. To z kolei pozwala stwierdzić obecność płynu w jamie bębenkowej, otosklerozę, dolegliwości trąbki słuchowej (tzw. trąbki Eustachiusza). Przez badanie tympanometryczne można też ocenić tzw. odruch strzemiączkowy, czyli odruch obronny przed nagłym hałasem.

Technologia usprawniająca narząd słuchu 

No dobrze, ale w jaki sposób dzisiejsza technologia pomaga ludziom niedosłyszącym? Okazuje się, że rozwiązania techniczne są coraz bardziej zaawansowane.

Na pewno warto wspomnieć o sprzęcie do diagnostyki narządu słuchu. Audiometry, tympanometry, urządzenia do badania ABR i towarzyszące im oprogramowanie to bardzo specjalistyczne i skomplikowane w działaniu urządzenia medyczne.  

Kolejną grupę stanowią aparaty słuchowe, czyli sprzęt pozwalający za poprawę słyszenia u osób z dysfunkcją słuchu. To jest szczególnie ciekawy obszar, bo na przestrzeni lat przeszedł on naprawdę długą i skomplikowaną drogę. 

Jak powstały aparaty słuchowe? 

Prekursorami aparatów słuchowych były tzw. trąbki lub tuby akustyczne. Tu nie było mowy o żadnej finezji – po prostu zbierały dźwięk i kierowały go do ucha osoby niedosłyszącej. Pierwsze urządzenia nie przypominały w ogóle dzisiejszych urządzeń. Były to tzw. aparaty pudełkowe, wielkości paczki papierosów lub większe, które nosiło się na pasku na szyi lub w kieszeni koszuli. 

W pudełku mieściła się cała elektronika urządzenia, baterie zasilające oraz mikrofon. Od tego „pudełka” prowadził przewód zakończony słuchawką, którą wkładało się do ucha. Aparat był wręcz nieprzyzwoicie prosty w konstrukcji i nie posiadał żadnych dodatkowych elementów regulacyjnych oprócz regulacji głośności. Dodatkowo tzw. wkładka uszna nie była robiona na wymiar, tylko dobierana z kilku dostępnych rozmiarów, więc sprzężenia, czyli charakterystyczne piski, były na porządku dziennym. Tu ciekawostka – pierwsze aparaty słuchowe miały konstrukcję lampową!

W porównaniu z tym aparat słuchowy zauszny stanowił już rewolucję. Był dużo bardziej dyskretny (choć wciąż dość spory), można go było zakryć włosami, a fakt, że mikrofon umieszczano niemalże w miejscu jego anatomicznego „odpowiednika”, sprawiał, że lokalizacja dźwięku stała na dużo wyższym poziomie. 

Postępująca miniaturyzacja wymusiła co prawda stosowanie dużo mniejszych, a co za tym idzie krótkożyciowych baterii, ale coś za coś. Rozwój elektroniki sprawił, że przed aparatami słuchowymi stawiano kolejne, nowe wymagania. Zaczęły być wyposażane w układy automatyki, których zadaniem było dopasowanie ich charakterystyki pracy do rodzaju i poziomu ubytku słuchu użytkownika. 

Automatyzacja w służbie zmysłu 

Pierwszym układem był tzw. peak clipping. Był to układ zabezpieczający pacjenta przed zbyt głośnym dźwiękiem. Spełniał swoje zadanie, ale powodował pewien dyskomfort w użytkowaniu z powodu zniekształceń dźwięku. Po prostu dźwięk powyżej pewnej wartości był obcinany, na czym cierpiała jakość dźwięku emitowanego przez aparat. Kolejną odsłoną tego układu był peak rounding, który zaokrąglał szczyty w punkcie nasycenia. Ten układ był już dalece lepiej tolerowany przez użytkowników aparatów.

Jeszcze innym układem automatyki stosowanym w aparatach słuchowych był AGC (automatic gain control). Był to rodzaj kompresora dźwięku, a jego powstanie związane było z faktem, że większość osób z upośledzeniem słuchu ma dużo mniejszy zakres dynamiki słyszenia. 

Dodatkowo ta dynamika jest różna dla różnych częstotliwości. Nie można było stosować liniowego wzmocnienia, bo ciche dźwięki mogłyby być niesłyszalne, a głośne powodowałyby dyskomfort, a nawet ból. Dlatego powstały układy AGC, z podziałem na AGCi i AGCo, gdzie wzmocnienie było uzależnione od sygnału na wejściu (input) albo na wyjściu (output). Parametrami obrazującymi ten układ był próg kompresji oraz jej współczynnik. Ten układ pozwolił już na dużo większe możliwości dopasowania aparatu słuchowego do potrzeb użytkownika. 

Rozwinięciem tego były układy AGC wielopasmowe, gdzie kompresory były stosowane w kilku pasmach częstotliwości. Wymienione rozwiązania praktykowano jeszcze w aparatach analogowych.

Oczywiście, oprócz układów automatyki, aparaty były wyposażone w tradycyjny regulator głośności, a niektóre z nich w tzw. cewkę telefoniczną, pozwalającą na prowadzenie rozmów przez telefon. Trzeba było przestawić aparat w tryb rozmowy telefonicznej przy użyciu specjalnego przełącznika, a następnie przyłożyć słuchawkę telefoniczną do aparatu (a nie do ucha). Rozwiązanie sprawowało się bardzo dobrze, choć niestety nie pozwalało na rozmowy przez telefony komórkowe, ze względu na inną konstrukcję słuchawki w aparacie telefonicznym.

Coraz bardziej zaawansowane rozwiązania 

Rozwój elektroniki przełożył się na dalszy rozwój urządzeń wspomagających słyszenie. Po pierwsze – miniaturyzacja. Aparaty można było konstruować coraz mniejsze, z coraz sprawniej działającymi układami automatyki, chociaż oczywiście sprzęty dedykowane dla dużych ubytków słuchu nadal miały słuszne gabaryty. To jednak było powodowane konstrukcją wzmacniacza, który dla osiągnięcia odpowiedniego wzmocnienia musiał mieć odpowiednie rozmiary. 

Po drugie – pojawiły się aparaty programowalne, z analogowym torem akustycznym i cyfrowym zapamiętywaniem ustawień. Te urządzenia wymagały już odpowiedniego oprogramowania do wprowadzenia ustawień, stosownego interfejsu i oczywiście komputera. 

Wreszcie pojawiły się modele w pełni cyfrowe i nastąpił ogromny skok w jakości oraz możliwościach samych aparatów. Digitalizacja wyzwoliła przetwarzanie cyfrowe, pamięć ustawień, dodatkowe programy czy algorytmy przetwarzania.

Ponadto ucyfrowienie sprzętu wspomagającego słuch sprawiło, że przetwarzanie sygnału stało się dużo dokładniejsze, a także pojawiły się nowe rodzaje algorytmów, np. DSP, służące redukcji sprzężeń, które stanowiły wciąż problem, zwłaszcza w aparatach dużej mocy. Można było też zastosować redukcję szumów lub automatyczny dobór programów, a nawet automatyczną regulację głośności (niektóre aparaty nie posiadały ręcznego regulatora głośności).

Różnorodność aparatów słuchowych 

Skoro mowa o gabarytach aparatów słuchowych, to warto wiedzieć, że urządzenia te dzieli się na kilka grup w zależności od ich wielkości i miejsca noszenia.

  • BTE (behind-the-ear) – zauszne
  • ITE (in-the-ear) – wewnątrzuszne
  • ITC (in-the-canal) – wewnątrzkanałowe
  • CIC (completely-in-canal) – wewnątrzkanałowe, bardzo zminiaturyzowane

Wśród użytkowników sprzętów wspomagających słuch wciąż istotną rolę odgrywa wielkość aparatu – im mniejszy, tym lepiej. Jest to zupełnie zrozumiały aspekt psychologiczny, niemniej jednak trzeba pamiętać, że małe urządzenia (zwłaszcza ITC oraz CIC) mają swoje ograniczenia. Dysponują stosunkowo małym wzmocnieniem (a więc nie nadają się do protezowania dużych ubytków słuchu). Poza tym baterie w tym aparatach pracują zaledwie kilka dni, a ich obsługa może być utrudniona ze względu na niewielkie rozmiary. Na domiar tego, niektóre osoby mogą ich po prostu nie tolerować, gdyż ich obecność w uchu może być odbierana jak ciało obce. 

Ze względu na postęp w miniaturyzacji aparaty zauszne również zostały znacząco zmniejszone, ale wciąż pozostają mniej dyskretnymi niż aparaty typu ITC czy CIC. Do protezowania dużych ubytków słuchu czy tzw. resztek słuchowych musi być wykorzystany aparat zauszny i niestety jego rozmiary są dość pokaźne. Z ciekawych rozwiązań należałoby wymienić np. stosowanie dwóch mikrofonów, w tym jednego kierunkowego, co miało poprawić rozumienie mowy lub redukcję szumu wiatru, komunikację Bluetooth np. z telefonami komórkowymi. Stosowano ponadto wiele programów słyszenia – inny do rozmów, inny do słuchania muzyki lub przebywania w hałasie.

Odmianą tradycyjnego aparatu słuchowego, który generalnie wykorzystuje przewodnictwo powietrzne, jest tzw. aparat kostny. Tego typu urządzenie polecane jest pacjentom, u których występuje niedosłuch przewodzeniowy, i tym samym tradycyjne modele nie przyniosłyby korzyści. Dźwięk w aparacie kostnym jest przekazywany ze specjalnego wibratora bezpośrednio przez kości czaszki do ucha wewnętrznego. Aparaty takie są często montowane w oprawki okularów, a dla osób, które nie muszą nosić okularów, mocuje się urządzenia na specjalnej opasce.

Implant – dobra alternatywa dla aparatu? 

Ostatnim i najbardziej zaawansowanym urządzeniem wspomagającym słyszenie, jest implant, a dokładniej tzw. implant ślimakowy. Stosuje się go u osób, u których nastąpiło uszkodzenie ucha wewnętrznego. Aparaty słuchowe w takich sytuacjach nie przynoszą żadnej korzyści. Ponieważ jednak zachowane są włókna nerwowe, możliwe jest zastosowanie właśnie implantu ślimakowego. 

Urządzenie takie umożliwia bezpośrednią stymulację elektryczną zakończeń włókien nerwowych w celu wywołania wrażeń słuchowych. Jak jest zbudowany taki implant? Składa się z mikrofonu, który zbiera dźwięki otoczenia, procesora odpowiedzialnego za wychwytywanie dźwięków mowy i tych najbardziej użytecznych dla osoby implantowanej, nadajnika przekazującego sygnał do odbiornika, odbiornika dekodującego sygnały elektryczne i wreszcie elektrod przekazujących sygnał do włókien nerwowych.

Wszczepienie implantu jest, jak łatwo się domyślić, zabiegiem operacyjnym. O ile część zestawu implantu jest noszona na zewnątrz (mikrofon, procesor i nadajnik), o tyle odbiornik wszczepia się już w kość za uchem, a elektrody wprowadza się bezpośrednio do ślimaka. 

Połączenie obydwu części implantu może odbywać się albo drogą radiową, albo przez wszczepienie złącza bezpośredniego. Implanty mogą być jednoelektrodowe (i wówczas mamy do czynienia z jedną elektrodą, pobudzającą wszystkie włókna nerwowe) lub wieloelektrodowe (w których gdzie występuje grupa elektrod – każda z nich pobudza inną grupę włókien nerwowych, zależnie od częstotliwości sygnału). W tym drugim przypadku elektrod może być od 2 do 4, albo nawet od 22 do 24. W przeciwieństwie do tradycyjnego aparatu słuchowego, gdzie użytkownik może od razu korzystać z wszystkich jego możliwości, w przypadku implantu konieczne jest jego strojenie oraz tzw. trening słuchowy. 

Wiele osób uważa, że implant ślimakowy jest „cudownym” rozwiązaniem problemów ze słyszeniem. Nic bardziej mylnego – po wszczepieniu implantu pacjent w zasadzie musi na nowo nauczyć się słuchać i mówić, a dokładniej przyzwyczaić się do brzmienia swojego głosu. Jakość dźwięku z implantu to nie jest czystość płyty CD, jak niektórzy sądzą – dźwięk jest mocno zniekształcony, ale mimo wszystko jest, i pozwala na normalne funkcjonowanie użytkownika. Sam implant co jakiś czas musi być poddawany kontroli ustawień, korektom i ponownemu strojeniu.

 

Zafrapował Cię artykuł? Służę wyjaśnieniami

Zafrapował Cię artykuł? Służę wyjaśnieniami

Robert Czarlewski Business Development Manager
1 Gwiazda2 Gwiazdki3 Gwiazdki4 Gwiazdki5 Gwiazdek (oddanych głosów: 1 średnia: 5,00 z 5)
Loading...


Zobacz również