Ứng dụng thính giác điện tử giúp trẻ khiếm thính hòa nhập với cộng đồng Ứng dụng thính giác điện tử giúp trẻ khiếm thính hòa nhập với cộng đồng Ứng dụng thính giác điện tử giúp trẻ khiếm thính hòa nhập với cộng đồng luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp
TỔ NG QUAN V Ề THÍNH H Ọ C
Cơ bả n v ề thính giác và b ệ nh khi ế m thính
Thính giác, một trong năm giác quan quan trọng của con người, đóng vai trò thiết yếu trong việc tiếp nhận thông tin, bên cạnh thị giác Nó không chỉ giúp con người nhận diện âm thanh mà còn hỗ trợ trong việc hiểu lời nói và truyền tải thông tin lên não Thính giác còn là nền tảng phát triển ngôn ngữ, góp phần vào sự tiến hóa của con người từ thời cổ đại đến hiện đại Cấu trúc thính giác không chỉ nằm ở tai mà chủ yếu nằm ở não, cụ thể là vỏ não thính giác Tai được chia thành ba phần: tai ngoài, tai giữa và tai trong, trong khi thần kinh thính giác đảm nhiệm việc thu nhận, chuyển đổi và dẫn truyền âm thanh đến trung khu thính giác Khiếm thính là tình trạng suy giảm khả năng nghe, có thể được mô tả bằng nhiều thuật ngữ trong tiếng Việt như “điếc”, “nghe kém” hay “mất thính lực”.
Khiếm thính là tình trạng khiếm khuyết ở hệ thống thính giác, từ tai đến não bộ, dẫn đến khả năng nhận biết âm thanh bị suy giảm.
Ảnh hưở ng c ủ a b ệ nh khi ế m thính lên b ệnh nhân, gia đình và xã hộ i
Đến nay, chưa có thống kê đầy đủ về ảnh hưởng của khiếm thính đối với cá nhân, gia đình và xã hội Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu cho thấy khó khăn trong tiếp nhận âm thanh là một cản trở lớn đối với sự phát triển và chất lượng cuộc sống của người mắc khiếm thính Đặc biệt, trẻ em bị khiếm thính bẩm sinh hoặc từ sớm sẽ gặp khó khăn trong việc học nói và tiếp thu kiến thức văn hóa, dẫn đến việc phụ thuộc vào ngôn ngữ ký hiệu, một phương thức giao tiếp khó khăn và ít phổ biến Hệ quả là cá nhân không phát triển toàn diện, năng suất lao động kém và bị hạn chế trong cơ hội sống và sự nghiệp.
Vai trò c ủ a thính giác v ớ i s ự phát tri ể n c ủ a tr ẻ
Trẻ em bắt đầu học ngôn ngữ từ trong bụng mẹ, giao tiếp với mẹ qua âm thanh ngay khi mới sinh Qua thời gian lắng nghe, não bộ trẻ hình thành vùng thính giác Giai đoạn phát triển ngôn ngữ bùng nổ nhất là từ 1-3 tuổi, sau đó sự phát triển này giảm dần, đặc biệt là sau 6 tuổi Trẻ thường học ngôn ngữ bằng cách nghe lén và bắt chước cuộc hội thoại của người lớn Nếu trẻ có thính giác kém, ngôn ngữ cũng sẽ phát triển chậm hơn.
Vai trò của thính giác điện tử trong việc giúp trẻ em hòa nhập với cộng đồng
Trẻ em được can thiệp máy trợ thính và cấy ghép ốc tai điện tử sớm có khả năng phát triển ngôn ngữ tương đương với trẻ bình thường Nghiên cứu của May-Mederake trên 63 trẻ cấy ốc tai trước 2 tuổi, với tuổi cấy trung bình là 14.8 tháng, cho thấy kết quả tích cực dựa trên Điểm vấn đáp ngôn ngữ trong sách littleEARS.
Biểu đồ thống kê mức độ phát triển ngôn ngữ ở trẻ em cho thấy sự khác biệt giữa trẻ bình thường và trẻ có điểm vấn đáp ngôn ngữ Màu xanh đại diện cho trẻ phát triển ngôn ngữ bình thường, trong khi màu đỏ biểu thị cho trẻ gặp khó khăn trong việc phát triển ngôn ngữ.
C ấ u trúc gi ả i ph ẫ u c ủ a tai
Tai là cơ quan đảm nhiệm cả chức năng nghe và thăng bằng, do đó cấu trúc của tai được thiết kế đặc biệt để hai chức năng này phối hợp hoạt động mà không gây ảnh hưởng lẫn nhau Đặc điểm giải phẫu và tổ chức học của tai đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện nhiệm vụ này.
Hình 1.2 : Cấu tạo của tai người 1.4.1 Tai ngoài
Tai ngoài bao gồm loa tai và ống tai ngoài, với loa tai có cấu trúc lồi lõm giúp thu nhận âm thanh từ mọi hướng mà không cần xoay Ống tai ngoài hơi cong xuống dưới và ra sau, có chức năng bảo vệ tai nhưng gây khó khăn cho bác sĩ khi khám Bên trong ống tai có lông và tuyến nhầy tạo ra ráy tai, trong khi lớp da bọc sụn và xương rất nhạy cảm, dễ bị đau khi có tác động Màng nhĩ, nằm ở giới hạn bên trong, được cấu tạo từ bốn lớp: lớp da liên kết với ống tai ngoài, hai lớp sợi hình tia và hình vòng bên, cùng niêm mạc bên trong Màng nhĩ có màu hồng sáng và bóng, nhưng nếu có mủ bên trong, nó sẽ mất bóng và trở nên đục, có thể cần rạch màng nhĩ để kiểm tra hoặc lấy mủ ra.
Tai giữa là một khoang nhỏ nằm trong phần đá của xương thái dương, có dung tích khoảng 0,5 ml, chứa ba xương con: xương búa, xương đe và xương bàn đạp Vòi Eustache, hay còn gọi là vòi nhĩ, nằm ở thành trước và thường đóng, chỉ mở ra để cân bằng áp lực khi nuốt hoặc ngáp Sự thông nối với hầu có thể tạo điều kiện cho vi khuẩn xâm nhập, gây viêm tai giữa, thậm chí làm thủng màng nhĩ và chảy mủ tai Tai giữa cũng kết nối với các xoang chủm, có khả năng dẫn đến viêm tai xương chủm Bên trong tai giữa có cửa sổ tròn (cửa sổ tiền đình) liên hệ với tiền đình của tai trong, trong khi nền của xương bàn đạp che phủ cửa sổ tiền đình.
Tai trong bao gồm cơ quan thính giác và bộ máy thăng bằng, với hai thành phần chính là mê đạo xương và mê đạo màng Mê đạo xương chứa ngoại dịch, trong khi mê đạo màng chứa nội dịch, cả hai nằm trong phần đá của xương thái dương Cấu trúc của mê đạo được chia thành hai phần: tiền đình và ống khuyên.
1.4.4 Tiền đình Được cấu tạo bởi 2 túi: Túi xoang và túi cầu (xoang nang và cầu nang) Túi xoang liên hệ với tai giữa bằng cửa sổ bầu dục, túi cầu liên hệ bằng cửa sổ tròn, phía phải liên hệ với các ống bán khuyên, phía trái liên hệ với ốc tai, thành bên còn có lỗ để cho dây thần kinh tiền đình và ốc tai đi vào não Trong tiền đình có một lớp màng gọi là tiền đình màng, lớp này có những đầu mút thần kinh tiền đình gọi là điểm thần kinh cảm giác về áp suất trong tiền đình, ở túi nang có điểm macula utriculi, còn ở túi cầu có điểm macula sacculi Trong tiền đình chứa một chất gọi là nội dịch, dịch này gần giống dịch nội bào, nhiều kali nhưng it protein hơn.
Có 3 ống bán khuyên sắp xếp theo 3 chiều khác nhau trong không gian, đường kính mỗi ống chừng 2-4m, mỗi ống có một đầu phình Các ống chụm lại với nhau và thông với tiền đình Trong ống có lót một lớp màng gọi là màng bán khuyên, ở chổ phình mỗi ống có các đầu mút của thần kinh tiền đình có chức năng tiếp nhận thay đổi áp suất trong các ống này, chúng được gọi là mào bóng (mào thính giác: crista ampularis) trong các ống này cũng chứa nội dịch như trong tiền đình và thông với tiền đình
1.4.6 Ốc tai Ốc tai nằm trong mê đạo xương, có ống ốc tai đó là một ống dài 32mm, xoắn hìnhtrôn ốc 2 vòng rưỡi nằm trong ốc tai Ốc tai được chia làm 3 phần nhỏ có 2 màng chạy suốt từ đầu đến cuối ốc tai Đó là vịnh tiền đình ở phía trên bên phải, vịnh màng nhỉ ở dưới và vịnh ốc tai hay vịn trung tâm trong ốc tai Vịnh tiền đình liên hệ vối cửa sổ bầu dục còn vịnh màng nhỉ liên hệ với cửa sổ tròn Vịnh ốc tai có cơ quan Corti, đó là bộ máy thính giác Trong ống này có chứa nội dịch và thông với tiền đình cũng như các ống bán khuyên Cơ quan Corti gồm có những tế bào Corti, đường hầm và màng phủ Corti.
Tế bào Corti là những thụ thể thính giác có lông, được chia thành 4 lớp: 3 lớp ngoài với khoảng 20.000 tế bào nằm dựa vào thành bên của đường hầm Corti và 1 lớp trong với 3.500 tế bào nằm bên kia đường hầm Trên đầu các tế bào này có lông, xuyên qua tấm lưới được bao phủ bởi màng phủ, trong khi đuôi của chúng kết nối với các sợi thần kinh tạo thành thần kinh ốc tai Đường hầm Corti bao gồm các tế bào trụ tròn xếp thành hai dãy, tạo thành một đường hầm chạy suốt từ đầu đến cuối ốc tai.
Màng phủ Corti là một màng mỏng, đàn hồi, nằm trên đầu những tế bào lớpngoài của tế bào Corti, ôm lấy những tế bào này.
Màng đáy là vách ngăn giữa vịnh nhĩ và vịnh trung tâm trong ốc tai, bao gồm phần xương và phần màng Màng này tạo thành một rào cản giữa vịnh màng nhĩ và vịnh trung tâm, cho phép ngoại dịch trong vịnh màng nhĩ thấm qua Do đó, đường hầm Corti và đáy tế bào có lông của Corti đều ngâm trong ngoại dịch, trong khi lông tế bào Corti lại nằm trong nội dịch Thành phần của nội dịch tương tự như dịch nội tế bào với nhiều kali và ít protein, trong khi ngoại dịch có cấu trúc gần giống dịch não tuỷ nhưng chứa nhiều protein hơn Sự khác biệt giữa dịch nội bào và ngoại bào có thể ảnh hưởng đến hoạt động điện khi có kích thích từ sóng âm, làm cho màng đáy và màng phủ rung chuyển theo áp suất thay đổi do sóng âm.
Các đường dẫn truyền thần kinh thị giác và thăng bằng
Dây thần kinh VIII, bao gồm hai thành phần chính là rễ tiền đình và rễ ốc tai, được hình thành từ các sợi trục bắt nguồn từ tiền đình và các ống khuyên, cùng nhánh ốc tai từ tế bào Corti trong ốc tai Mặc dù chúng nhập lại thành dây VIII, các bó vẫn giữ vai trò riêng biệt Dây VIII di chuyển qua cùng một lỗ với dây VII (mặt) trong ống tai, sau đó thoát ra vào hố sọ sau Tại đây, dây VIII tách thành hai rễ, chui vào thân não tại rãnh hành cầu, và sau đó được phân chia theo chức năng đến các nhân ở cầu não.
Hình 1.3: Gi ải phẫu tai và đường truyền thính giác
1.4.8 Dây thần kinh VIII ốc tai
Nhân lưng và nhân bụng của nhân VIII là trung tâm phản xạ thính giác tại cầu não, từ đó tín hiệu được truyền vào thể gối giữa của đồi thị và lên vỏ não vùng thái dương Một số sợi dây thần kinh bắt chéo sang bên đối diện, đi vào tiểu não hoặc đồi thị bên đối diện, trong khi dây VIII tiền đình kết nối với nhân tiền đình ở cầu não và rẽ ngay sang tiểu não Một số sợi khác chạy thẳng lên đồi thị cùng bên hoặc bắt chéo sang đồi thị bên đối diện Thêm vào đó, có những bó dây chạy xuống tuỷ sống cùng bên và bắt chéo sang bên đối diện trước khi tiếp tục xuống tuỷ sống.
Ch ức năng củ a tai
Tiền đình và các ống bán khuyên chứa các đầu mút sợi thần kinh cảm nhận sự thay đổi áp suất chất nội dịch trong tai, từ đó truyền thông tin qua thần kinh tiền đình đến các phần thần kinh trung ương để thực hiện chức năng thăng bằng Magnus phân chia chức năng thăng bằng thành hai loại.
Thăng bằng tư thế tĩnh được điều chỉnh bởi hệ thống tiền đình, trong đó các bộ phận cảm nhận trong tiền đình liên quan đến trương lực cơ và phản xạ trọng lượng cơ thể Sự phân bổ trọng lượng lên hai bàn chân tạo ra phản xạ thăng bằng khi đứng.
Khi thực hiện các động tác phức tạp, nội dịch trong các ống bán khuyên di chuyển theo hướng ngược lại với động tác, giúp chúng ta nhận biết vị trí của đầu trong không gian Nếu một ống bán khuyên bị tổn thương, đầu sẽ nghiêng về phía đó; nếu cả ba ống đều bị tổn thương, người bệnh sẽ gặp chóng mặt và dễ bị ngã, được gọi là rối loạn tiền đình Sự liên kết giữa dây tiền đình và các phần thần kinh khác cho thấy tầm quan trọng của nó trong phản xạ thăng bằng khi thực hiện các động tác phức tạp mà vẫn đảm bảo tính chính xác.
- Các cơ vận nhãn định hướng đường chân trời, khi mất thăng bằng thì bị lay tròng mắt.
- Tiểu não điều khiển các loại thăng bằng nói trên
- Nhân đỏ và nhân tiền đình điều khiển trương lực cơ
- Vỏ não đóng vai trò điều khiển chỉ đạo chung.
- Tuỷ sống thực hiện các mệnh lệnh vận cơ và trương lực cơ để giữ thăng bằng hoặc thực hiện các động tác chính xác.
Thí nghiệm cho thấy, người ngồi trên ghế quay chạy 10 vòng trong 20 giây sẽ trải qua hiện tượng lay tròng mắt Nếu tình trạng này kéo dài trên 25 giây, người đó được xác định là nhạy cảm với xóc, dễ bị say nóng, say xe, máy bay, tàu thuỷ Ngược lại, nếu hết lay dưới 10 giây, họ có thể kém nhạy với xóc và khó phân biệt phương hướng Cả hai nhóm này sẽ không đủ tiêu chuẩn khi khám tuyển phi công và thuỷ thủ Để giảm nhạy cảm với xóc, việc luyện tập như tập xà, nhào lộn, và đu dây sẽ giúp hạn chế tình trạng say nóng.
1.5.4 Chức năng thính giác:Chức năng thính giác là chức năng chính của tai mà ta sẽ nghiên cứu trong các phần tiếp theo
Âm t hanh và đặc tính cơ họ c c ủ a âm thanh
Tính chất vật lý của tiếng động:
Tiếng động là sự di chuyển của sóng âm qua các môi trường như khí, lỏng và rắn Trong chất khí và lỏng, sóng âm di chuyển theo chiều dài, trong khi ở chất rắn, sóng âm có thể di chuyển theo cả chiều dài và chiều ngang.
Tốc độ sóng âm trong chất khí: 340m/ giây, trong nước: 1460m/ giây
Khả năng phân biệt của tai người:
Con người có khả năng phân biệt khoảng 34.000 âm thanh khác nhau, nhưng có thể chia thành ba loại chính Âm độ (hauteur) là một trong số đó, thể hiện độ cao của âm và được đo bằng tần số dao động, tính bằng đơn vị Hertz (Hz).
Tai người có khả năng nghe âm thanh trong dải tần từ 16 Hz đến 20.000 Hz, nghĩa là âm thanh có tần số cao hơn hoặc thấp hơn sẽ không được nghe thấy Trong âm nhạc, các nốt nhạc như đồ, rê, mi, fa, sol, la, si nằm trong khoảng tần số từ 14 Hz đến 4000 Hz, trải dài qua 8 quãng tám.
Cường độ âm thanh được đo bằng Watt/cm2, với đơn vị bel tương ứng là 10-6 Watt/cm2 và tính cường độ bằng decibel (Db) Âm thanh quá yếu hoặc quá mạnh đều không thể nghe rõ, trong khi âm thanh quá lớn có thể gây đau tai hoặc thậm chí rách màng nhĩ Âm sắc, hay còn gọi là timbre, là âm thanh phát ra từ nhiều nguồn khác nhau như nhạc cụ: tiếng sáo, kèn, violon , tạo nên những âm sắc đa dạng Nhờ vào sự khác biệt này, con người có thể phân biệt giọng nói của người quen và lựa chọn loại nhạc cụ yêu thích, đồng thời tạo nên những buổi hòa nhạc phong phú với âm sắc đa dạng.
Cường độ một số âm thường gặp và tiếng ồn
Rì rào của gió xào xạc lá cây Thì thầm
Loa phóng thanh Đánh máy
Tiếng động xe cộ Động cơ xe lớn Động cơ máy bay Tiếng nổ
Tiếng to hơn không nghe được
Cơ chế sinh lý nghe
Dẫn truyền tiếng động bằng con đường bình thường:
Khi sóng âm vào tai, chúng làm rung màng nhĩ, dẫn đến sự chuyển động của xương búa, xương đe và xương bàn đạp Xương bàn đạp tác động lên cửa sổ bầu dục, khiến nó rung với tần số tương tự như màng nhĩ Sự rung động này truyền âm thanh qua chất lỏng trong ốc tai, làm rung màng Reissner và màng đáy, từ đó tạo ra biến đổi điện thế ở tế bào Corti và gửi tín hiệu qua dây thần kinh ốc tai đến trung ương ở thuỳ thái dương.
Như vậy sóng âm được truyền đi qua 4 giai đoạn:
Giai đoạn 1: sóng âm chuyển động trong không khí đến màng nhĩ làm rung màng nhĩ, làm cho cán búa bị rung.
Giai đoạn 2: Sóng âm chuyển hóa thành lực cơ học, kích thích hệ xương con ở tai giữa hoạt động như một đòn bẩy, tạo ra lực tác động vào cửa sổ bầu dục.
Giai đoạn 3: Tại cửa sổ bầu dục, sóng âm truyền qua chất dịch ở vùng tiền đình, làm cho màng Reissner và màng đáy rung động, từ đó kích thích tế bào Corti.
Giai đoạn 4 là khi tế bào Corti bị kích thích và khử cực, tạo ra xung động điện được truyền qua dây thần kinh ốc tai đến trung ương thính giác ở cả hai bán cầu não Các trung tâm thính giác này sẽ tiếp nhận âm thanh.
Dẫn truyền tiếng động bằng đường xương:
Khi sử dụng âm thoa gõ vào vật cứng và cắm vào tai đã bịt kín, vẫn có thể nghe được tiếng rung của âm thoa Tương tự, khi đặt đồng hồ đeo tay có tiếng kêu vào giữa các răng cửa, ngậm miệng và bịt tai, tiếng tích tắc của đồng hồ vẫn có thể nghe thấy Nghe được tiếng kêu của răng va nhau cũng xảy ra khi ngậm miệng, bịt tai và cắn hai hàm răng vào nhau Những hiện tượng này được giải thích là do âm thanh dẫn truyền qua chất rắn (xương), sau đó truyền vào chất dịch ở vịn tiền đình Mặc dù không sử dụng phương pháp này để nghe, nhưng nó có giá trị trong việc chẩn đoán nguyên nhân điếc.
Các nguyên nhân điế c
Điếc bẩm sinh, thường đi kèm với câm, được gọi là câm điếc Nguyên nhân của tình trạng này có thể do tật ống tai ngoài, màng nhĩ quá dày, hoặc sự không hoạt động của hệ xương con.
Corti không phát triển, dẫn đến vùng thính giác ở vỏ não không phát triển hoặc bị tổn thương bẩm sinh Điếc mắc phải thường xảy ra khi trẻ đã biết nói, nguyên nhân chủ yếu là do thủng màng nhĩ lớn hoặc hệ xương con bị dính do viêm tai giữa, và thường không hồi phục, cần dùng máy nghe Điếc thần kinh thường do tác dụng phụ của thuốc độc hại như streptomycin trong điều trị lao hoặc quinin liều cao trong sốt rét; nếu ngừng thuốc kịp thời, có thể hồi phục, ngược lại sẽ dẫn đến điếc không hồi phục Điếc già là do tế bào Corti kém hoạt động và vùng thính giác vỏ não bị thoái hóa theo tuổi tác.
Máy xác định khả năng nghe có thể phát hiện tình trạng điếc bằng cách cho đối tượng nghe âm thanh đơn ở nhiều tần số khác nhau qua tai nghe Cường độ ngưỡng của từng tần số được ghi lại và so sánh với biểu đồ chuẩn của người bình thường, giúp xác định mức độ điếc và hình ảnh các loại âm thanh có thể nghe được.
Phân lo ạ i các d ạ ng m ấ t thính l ự c
Mất thính lực hoặc khiếm thính được phân loại dựa trên vị trí và tính chất của tổn thương trong con đường xử lý âm thanh của hệ thống thính giác.
Mất thính lực dẫn truyền xảy ra khi có tổn thương tại các bộ phận dẫn truyền âm thanh như loa tai, ống tai ngoài, màng nhĩ và chuỗi xương con Nguyên nhân gây ra tình trạng này có thể bao gồm dị vật cản trở, thủng màng nhĩ, viêm tai giữa có dịch hoặc tổn thương chuỗi xương con.
… Các dạng mất thính lực này thường ở dạng nhẹ đến nặng, có thể can thiệp chữa trị bằng thuốc, phẫu thuật hoặc máy trợ thính
Mất thính lực tiếp nhận xảy ra khi có tổn thương ở tai trong hoặc ốc tai, nơi tiếp nhận dao động âm thanh và chuyển đổi thành tín hiệu điện gửi lên não Nguyên nhân gây ra tình trạng này có thể bao gồm bệnh tật, sử dụng kháng sinh, yếu tố di truyền, bức xạ, tuổi tác, hoặc viêm nhiễm, dẫn đến tổn thương các tế bào lông và cơ quan Corti Kết quả là, âm thanh lớn cũng không được tiếp nhận và chuyển đổi, khiến mức độ mất thính lực thường nặng đến sâu và có xu hướng tiến triển xấu hơn theo thời gian.
- Mất thính lực hỗn hợp: Bao gồm cả nguyên nhân dẫn truyền và tiếp nhận
Mất thính lực thần kinh giác quan là tình trạng mất thính lực do sự gián đoạn trong quá trình dẫn truyền tín hiệu thần kinh lên não hoặc do vùng não thính giác không còn khả năng xử lý âm thanh, thường bị ảnh hưởng bởi sự che lấp của chất trắng.
Thính l ực đồ
Để đánh giá mức độ và tính chất của tình trạng mất thính lực, các nhà thính học sử dụng khái niệm thính lực đồ Thính lực đồ là một biểu đồ thể hiện khả năng nghe của bệnh nhân tại các tần số âm thanh khác nhau, từ âm trầm đến âm bổng.
Như ta đã biết, âm thanh là một dao động cơ học được đặc trưng bởi:
- Biên độhay được gọi là “cao độ” của âm thanh được tính bằng đơn vị dB
- Tần số của âm hay còn gọi là “nhịp độ”, “sắc độ” hay “âm sắc”
Tất cả âm thanh trong cuộc sống đều là sự kết hợp của các tần số đơn âm Nếu một người có khả năng nghe được tất cả các tần số đơn âm, họ sẽ có thể nghe được các âm thanh trong khoảng tần số đó Thực tế, âm thanh trong cuộc sống hàng ngày có tần số dao động từ 0 đến 8000Hz.
Ngưỡng nghe là tần số thấp nhất mà con người có thể phát hiện âm thanh Thính lực đồ là biểu đồ thể hiện các ngưỡng nghe ở nhiều tần số khác nhau trong dải tần số đo.
Hình 1.4: Thính l ực đồ và các âm thanh đời sống
Bác sĩ thính học sử dụng đồ thị thính lực để xác định mức độ mất thính lực của bệnh nhân, bao gồm các mức độ nhẹ, trung bình, nặng hoặc sâu.
Máy đo thính lự c
Để xác định thính lực đồ của bệnh nhân, các nhà thính học sử dụng máy đo thính lực, phát ra âm thanh đơn âm ở các cường độ khác nhau trong phòng cách âm Họ ghi nhận ngưỡng cường độ âm thấp nhất mà bệnh nhân có thể nghe được tại mỗi tần số, thường kiểm tra ở các tần số 500Hz, 1000Hz, 2000Hz, 4000Hz và 8000Hz.
Trong phép đo thính lực, bác sĩ sử dụng âm thanh qua loa ngoài, headphone hoặc tai phone nhét tai để mô phỏng quá trình nghe bình thường Ngoài ra, họ cũng có thể dùng bộ rung để truyền âm thanh qua đường xương, trực tiếp vào ốc tai So sánh khả năng nghe giữa đường xương và đường khí giúp các nhà thính học đánh giá hiện trạng của ốc tai.
Hình 1.5 : Máy đo thính lực
THÍNH GIÁC ĐIỆ N T Ử , ỐC TAI ĐIỆ N T Ử C Ấ Y GHÉP
Định nghĩa và phân loại thính giác điệ n t ử
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghệ điện tử y sinh, ngày càng nhiều thiết bị điện tử ra đời để hỗ trợ người nghe kém Thính giác điện tử bao gồm các thiết bị giúp những người bị khiếm thính có khả năng nghe được âm thanh vượt qua ngưỡng nghe của họ.
Dựa trên đặc điểm hoạt động của từng loại thính giác điện tử có thể tạm chia thành các loại sau:
Máy trợ thính thường quy
Máy trợ thính cấy ghép đường xương
Máy trợ thính thường quy, hay máy trợ thính, thuộc loại thính giác điện tử, nhưng trong bài viết này, chúng ta sẽ tập trung vào thính giác điện tử cấy ghép, đặc biệt là ốc tai điện tử Đây là một công nghệ tiên tiến cho phép thay thế hoàn toàn chức năng của tai người bằng thiết bị cấy ghép Ốc tai điện tử tích hợp công nghệ hàng đầu trong việc thu nhận, mã hóa và xử lý tín hiệu âm thanh, cũng như điều chế xung để mô phỏng các xung điện gửi lên não Để hiểu rõ hơn về ốc tai điện tử, việc nghiên cứu lịch sử phát triển của máy trợ thính là cần thiết.
2.1.1 Máy trợ thính thường quy
Máy trợ thính là thiết bị điện tử giúp khuếch đại âm thanh, điều chỉnh âm thanh đầu vào để phù hợp với ngưỡng nghe của người khiếm thính Âm thanh từ môi trường được thu nhận qua microphone, chuyển đổi thành tín hiệu điện, sau đó được khuếch đại và xử lý, cuối cùng phát ra loa để biến đổi trở lại thành âm thanh đã được điều chỉnh cho người sử dụng.
Vềcơ bản, máy trợ thính có hai dạng là máy trợ thính Analog và máy trợ thính kỹ thuật số
Máy trợ thính Analog chỉ khuếch đại toàn bộ tín hiệu âm thanh và có thể bổ sung một số mạch xử lý như lọc và kẹp Ngược lại, máy trợ thính kỹ thuật số chuyển đổi tín hiệu âm thanh thành dạng số, cho phép thực hiện các thao tác xử lý phức tạp hơn với các thuật toán như lọc nhiễu, khuếch đại, dịch tần, và lọc tiếng nói, giúp người dùng nghe rõ hơn và giảm thiểu tiếng ồn.
Hình 2.1 : Sơ đồ khối cơ bản của máy trợ thính analog và kỹ thuật số
Các thành phần chính của máy trợ thính:
- Microphone: là một cảm biến chuyển đổi sự biến thiên áp suất âm thanh không khí thành tín hiệu điện
- Khối khuếch đại: Khuếch đại công suất tín hiệu
- Loa phát: Chuyển tín hiệu điện thành âm thanh
- Móc tai: Làm nhiệm vụ cố định máy trên vành tai và đồng thời dẫn truyền âm thanh vào ống tai
Núm tai, được chế tạo từ vật liệu Silicon hoặc nhựa cứng, được thiết kế theo hình dạng riêng của từng tai để đảm bảo vừa khít khi đeo Điều này giúp âm thanh khuếch đại không bị rò rỉ ra ngoài, từ đó nâng cao hiệu suất âm thanh và ngăn ngừa hiện tượng hú (feedback).
- Pin: Thường sử dụng pin 1,5V
Hình 2.2: Các thành ph ần chính của máy trợ thính
Các hạn chế của máy trợ thính
Máy trợ thính có giới hạn độ khuếch đại ở tần số cao do những hạn chế vật lý của các phần tử rung trong transducer hoặc loa.
Việc sử dụng núm tai có thể gây bí ống tai ngoài, dẫn đến nguy cơ viêm tai Đặc biệt, đối với trẻ nhỏ, việc đeo máy trợ thính có thể gây khó chịu, làm cho trẻ không hợp tác trong việc sử dụng thiết bị này.
Tiếng hú và tiếng rít khó chịu có thể xuất hiện khi âm thanh từ máy trợ thính bị lọt ra và truyền ngược trở lại mic thu nhận, tạo thành vòng lặp khuếch đại âm thanh.
Hiệu chỉnh máy trợ thính cho người bị điếc nặng và sâu là một quá trình phức tạp, cần theo dõi liên tục Khi máy trợ thính hoạt động ở công suất cao, dễ xảy ra hiện tượng nhiễu và hú, do đó cần sự can thiệp kịp thời để đảm bảo hiệu quả sử dụng.
2.1.2 Máy trợ thính đường xương (Bone Anchored Hearing Aid)
Trong một số trường hợp bệnh lý, như dị dạng không có vành tai, không có ống tai, hoặc khi hệ thống xương con dẫn truyền bị hỏng không thể phục hồi, máy trợ thính đường xương có thể là giải pháp hữu ích Điều này đặc biệt quan trọng cho những bệnh nhân không muốn đeo máy trợ thính do gặp phải tình trạng viêm tai ứ dịch.
Máy trợ thính đường xương là thiết bị truyền âm thanh qua rung động cơ học, gửi tín hiệu trực tiếp đến ốc tai mà không cần thông qua màng nhĩ và các xương tai.
Máy trợ thính đường xương có hai hình thức sử dụng: đeo ngoài để truyền rung động từ bên ngoài vào tai, hoặc phẫu thuật cấy ghép trực tiếp vào xương chũm của bệnh nhân nhằm nâng cao hiệu quả truyền âm thanh.
Hình 2.3: Máy tr ợ thính đường xương đeo ngoài dạng kính mắt, dạng băng-đôn
Hình 2.4 Máy tr ợ thính đường xương dạng cấy ghép bán phần BAHA - Cochlear
Máy trợ thính đường xương cấy ghép toàn phần BoneBridge của Med-EL được thiết kế để cải thiện hiệu quả dẫn truyền âm thanh bằng cách cấy ghép lên xương sọ Trong phương pháp cấy bán phần, một vít titan được gắn vào hộp sọ, với phần lồi ra ngoài để gắn máy trợ thính và bộ rung Mặc dù phương pháp này mang lại hiệu quả cao, nhưng vấn đề thẩm mỹ, an toàn và nguy cơ nhiễm trùng vẫn là những yếu tố chưa đáp ứng được nhu cầu của người bệnh Sản phẩm BAHA của hãng Cochlear đến từ Úc là một ví dụ tiêu biểu cho công nghệ này.
Trong những năm gần đây, kỹ thuật cấy toàn phần đã được thử nghiệm thành công và chính thức ra mắt thị trường Công nghệ này sử dụng bộ rung đường xương được cấy vào xương chũm và hoàn toàn nằm dưới da Bộ thu nhận và xử lý tín hiệu được gắn trên đầu thông qua lực hút nam châm với bộ cấy rung, cho phép hai thành phần này giao tiếp bằng sóng điện từ qua da để truyền tín hiệu Med-El, nhà sản xuất điện cực ốc tai hàng đầu tại Châu Âu, là đơn vị phát triển và giới thiệu công nghệ này.
Tất cả các loại máy trợ thính chỉ hiệu quả khi khả năng nghe tự nhiên của người bệnh vẫn còn Nếu tổn thương xảy ra ở tai trong, cụ thể là ốc tai (điếc tiếp nhận), các tế bào lông và cơ quan corti không còn khả năng chuyển đổi tín hiệu âm thanh lên não, hoặc nếu các vùng hạch xoắn bị tổn thương, thì ngay cả khi có khuếch đại cao, bệnh nhân vẫn gặp khó khăn trong việc nghe Trong những trường hợp này, cấy điện cực ốc tai hay ốc tai điện tử trở thành giải pháp cuối cùng để phục hồi khả năng nghe và kết nối người bệnh với thế giới âm thanh.
Hình 2.6: C ấu trúc thần kinh ốc tai Ốc tai điện tử hoạt động hoàn toàn khác với các máy trợ thính thông thường
C ấ u t ạ o, nguyên lý ho ạt độ ng c ủ a ốc tai điệ n t ử
Hình 2.8: Các thành ph ần chính của hệ thống ốc tai điện tử đã được cấy ghép
Bộ phận bên ngoài của ốc tai điện từ bao gồm:
- Micro phone thu nhận âm thanh
Bộ xử lý tín hiệu số sử dụng các chương trình đã được lập trình sẵn để xử lý và mã hóa âm thanh thành xung điện Những chương trình này, được gọi là các Map, được thiết kế bởi kỹ sư lâm sàng hoặc nhà thính học dựa trên thính lực đồ và phản ứng của bệnh nhân.
- Khối điều chế và khuếch đại: điều chế các xung vào các sóng RF để truyền vào bên trong bộ cấy dưới da
- Cuộn cảm (coil) đóng vai trò như anten truyền sóng
Bộ phận cấy ghép bên trong gồm:
- Anten thu nhận tín hiệu
- Khối giải điều chế và giải mã
- Bộ chuyển đổi D-A thành xung kích thích
- Mạch telemetry giúp thực hiện các phép đo trởkháng, đáp ứng thần kinh qua da
- Dãy điện cực kích thích
Để nghiên cứu sâu về hoạt động của hệ thống ốc tai điện tử, chúng ta cần xem xét các khía cạnh liên quan đến việc kích thích điện trực tiếp lên nhân ốc tai, như được mô tả trong sơ đồ khối hoạt động của OTĐT.
Kích thích điện trực tiếp lên thần kinh thính giác được thực hiện thông qua dòng điện qua các điện cực phân bố đều trong vịnh nhĩ (Scala Tympani) của ốc tai Biên giới giữa vịnh nhĩ và vịnh trung tâm được xác định bởi màng đáy và cơ quan Corti, trong khi biên giới giữa vịnh nhĩ và vịnh tiền đình là màng Reissner.
Hình 2.10: M ặt cắt của ốc tai đã được cấy điện cực
Trong hình ảnh, ba vịnh của ốc tai và một phần điện cực được đặt vào vịnh nhĩ Dãy điện cực được đưa vào vịnh nhĩ thông qua kỹ thuật mở ốc tai (Cochleostomy), trong đó phẫu thuật viên khoan mở phần xương ở vùng đáy ốc tai Một phương pháp khác là luồn điện cực qua màng cửa sổ tròn của ốc tai Độ sâu của điện cực bị giới hạn bởi chiều rộng của ốc tai và độ xoắn cũng như gập ghềnh ở phần đỉnh Hiện tại, không có điện cực nào có thể luồn sâu hơn 30mm, thường chỉ đạt từ 18-26mm, trong khi tổng chiều dài của ốc tai khoảng 35mm Trong một số trường hợp, điện cực chỉ có thể được luồn nông do cản trở từ cấu trúc xương.
Các điện cực trong hệ thống cấy ghép có khả năng kích thích các nhóm nơ-ron khác nhau, với nơ-ron ở các vị trí khác nhau trong ốc tai phản ứng với các tần số âm khác nhau Hệ thống này cố gắng mô phỏng cấu trúc tần số "tonotopic", kích thích tần số cao ở các điện cực vùng đáy và tần số trầm ở vùng đỉnh ốc tai Kích thích lưỡng cực thường sử dụng các cặp điện cực gần nhau, trong khi kích thích đơn cực ngày càng phổ biến do hiệu quả thần kinh thính giác tốt hơn và tiêu tốn ít năng lượng Đặc tính không gian của kích thích phụ thuộc vào hướng, hình dạng và khoảng cách của điện cực đến các nơ-ron mục tiêu, cũng như tình trạng của ốc tai Mục tiêu thiết kế điện cực là tối đa hóa số lượng vùng nơ-ron không chồng lấn mà điện cực có thể định vị, nhưng thực tế chỉ cho phép 4-8 vùng độc lập với thiết kế 22 điện cực do sự chồng lấn điện trường không thể tránh khỏi.
L ậ p trình cho ốc tai điệ n t ử
Một yếu tố quan trọng trong thiết kế bộ kích thích thần kinh giác quan là chuyển đổi tín hiệu từ cảm biến đầu vào thành các kích thích thần kinh mà hệ thống thần kinh trung ương có thể hiểu Số lượng kích thích đến các vùng độc lập càng nhiều càng tốt, nhưng nếu có sự chồng lấn, số kênh thông tin độc lập sẽ giảm Khi đó, nhiều kênh từ cảm biến đầu vào không chỉ không mang lại lợi ích mà còn có thể làm giảm khả năng hoạt động của hệ thống Vì vậy, cần tối ưu hóa số kênh thông tin xử lý Đối với ốc tai điện tử, quá trình tối ưu hóa này được gọi là các chiến lược lập trình, và sự phát triển của chúng hiện nay đã cải thiện đáng kể khả năng nhận biết ngôn ngữ của những người được cấy ghép.
Chiến lược lấy mẫu liên kênh liên tục (CIS) là phương pháp cơ bản và phổ biến nhất để truyền tải thông tin đến thần kinh thính giác CIS được sử dụng như chiến lược xử lý mặc định cho tất cả các loại ốc tai điện tử và đã được áp dụng rộng rãi trong lâm sàng.
Chiến lược CIS sử dụng bộ lọc thông dải để phân tách lời nói và âm thanh đầu vào thành các dải tần số Độ thay đổi đường bao tín hiệu ở các tần số khác nhau được truyền đến các điện cực trong ốc tai thông qua điều chế với sóng mang là xung lưỡng cực Tín hiệu được tách ra từ bộ lọc thông dải được nén bằng hàm ánh xạ phi tuyến trước khi điều chế, nhằm ánh xạ dải động rộng của âm thanh môi trường (khoảng 100dB) vào một dải hẹp của thính giác điện (khoảng 10dB) Đầu ra của mỗi kênh tần số được gửi đến từng điện cực tương ứng, từ tần số thấp đến tần số cao, theo thứ tự hoặc vị trí chính xác của phân bố tần số trong ốc tai.
Các chuỗi xung kích thích cho từng kênh được truyền theo thứ tự thời gian, giúp tránh hiện tượng tương tác chéo giữa các điện cực Hiện tượng này thường được thể hiện qua phép cộng vector điện trường của các điện cực kích thích đồng thời.
Hình 2.11 mô tả chiến lược xử lý lấy mẫu liên kênh liên tục CIS, trong đó tín hiệu đầu vào được xử lý qua bộ lọc nhấn mạnh để tăng cường các thành phần dưới 1,2 kHz Sau đó, tín hiệu được lọc qua các bộ lọc thông dải nhằm tách thành các kênh phụ trách các thành phần âm thanh khác nhau.
Hình 2.12 minh họa quá trình phân tách tín hiệu bằng biến đổi Hilbert nén và điều chế Bộ phát hiện đường bao tín hiệu thường sử dụng các bộ chỉnh lưu nửa sóng hoặc toàn sóng kết hợp với bộ lọc thông thấp Tuy nhiên, biến đổi Hilbert hoặc chỉnh lưu nửa sóng có thể hoạt động mà không cần bộ lọc thông thấp Tín hiệu đường bao của tín hiệu gốc được điều chế bằng sóng mang thông qua mạch nhân, và đầu ra của bộ điều chế được truyền đến điện cực trong ốc tai qua sóng không dây đi qua da đầu.
Tần số cắt của bộ lọc thông thấp trong hệ thống phát hiện đường bao tín hiệu thường được đặt ở mức 200Hz hoặc cao hơn, nhằm đảm bảo rằng các tần số cơ bản (F0s) của giọng nói, như 120Hz ở nam giới, được thể hiện rõ ràng trong sóng sau điều chế.
Một số biến thể khác của CIS có thể kể ra là n-of-m, Spectral peak (SPEAK), Advanced Combination Encoder (ACE) và HiResolution® ( HighRes) n-of-m,
SPEAK và ACE là các chiến lược kích thích có lựa chọn, trong đó tín hiệu đường bao của các kênh được chọn trước khung kích thích để xác định tín hiệu có biên độ cao nhất, từ đó giảm thiểu thành phần nhiễu và tăng tỷ lệ SNR Chiến lược n-of-m và ACE sử dụng giá trị n cố định với tốc độ xung kích thích khoảng 1000pps, trong khi SPEAK áp dụng giá trị n tự động thích ứng và tốc độ xung kích thích thấp hơn, khoảng 250pps.
Chiến lược HiRes là một phiên bản cải tiến của CIS, sử dụng tần số xung kích thích cao và tần số cắt cao cho bộ phát hiện đường bao, với khả năng kích thích lên đến 16 kênh tuần tự.
Trong những năm gần đây, khái niệm cấu trúc tinh tế “Fine Structure” trong ốc tai điện tử đã thu hút sự chú ý đáng kể Nhà toán học David Hilbert đã chỉ ra từ năm 1912 rằng tín hiệu có thể được phân tách thành một tín hiệu đường bao biến đổi chậm điều chế trên một sóng mang tần số cao Hình ảnh minh họa dưới đây giúp chúng ta hiểu rõ hơn về khái niệm này.
Gần đây, Zachary Smith và các đồng nghiệp tại Học viện Công nghệ Massachusetts ở Boston đã tiến hành nghiên cứu về vai trò của đường bao và cấu trúc chi tiết của tín hiệu trong việc hiểu lời nói, nghe giai điệu và định vị âm thanh.
Quá trình c ấ y ghép ốc tai điệ n t ử
Việc lựa chọn ứng viên thích hợp có thể được hưởng lợi từ ốc tai điện tử cấy ghép thường dựa trên 3 tiêu chí chính:
Ứng viên trước phẫu thuật cần thực hiện bộ kiểm tra đánh giá thính học, bao gồm đo sức nghe đơn âm (PTA), đo nhĩ lượng, đo âm phát ốc tai (OAE) để đánh giá tổn thương tế bào lông, ghi sóng đáp ứng điện thính giác thân não, và đo thính lực có đeo máy trong trường tự do sau khi đã thử đeo máy trợ thính tối thiểu 3 tháng.
Ứng viên cần thực hiện chụp cắt lớp xương đá và chụp cộng hưởng từ não bộ để đánh giá cấu trúc giải phẫu của tai, xác định xem có bất thường nào không, kiểm tra tình trạng xơ hóa của ốc tai và phát hiện tổn thương ở não bộ nếu có.
Tiêu chí về năng lực phát triển ngôn ngữ của não bộ là yếu tố quan trọng trong quá trình can thiệp ngôn ngữ Quá trình nghe và diễn dịch âm thanh diễn ra tại não bộ, với tai người là cơ quan thu nhận thông tin Để đạt hiệu quả, ứng viên cần có khu vực vỏ não thính giác phát triển hoặc đang trong giai đoạn phát triển Những bệnh nhân gặp vấn đề về tâm thần, hành vi, hoặc suy giảm thị lực sẽ gặp khó khăn trong việc phục hồi ngôn ngữ lâu dài và sẽ ít hưởng lợi từ việc cấy ghép ốc tai điện tử.
2.4.2 Lựa chọn dãy điện cực phù hợp
Dựa trên cấu trúc giải phẫu của ốc tai và khả năng nghe còn lại của bệnh nhân, các nhà phẫu thuật sẽ lựa chọn loại điện cực phù hợp để đạt hiệu quả tối ưu Trong trường hợp ốc tai có hình dạng bình thường, điện cực tiêu chuẩn sẽ được sử dụng Ngược lại, nếu ốc tai có dị dạng hoặc sơ hóa, sẽ có các lựa chọn khác để đảm bảo hiệu quả điều trị tốt nhất.
- Trung bình cho đến nặng: điện cực compress, điện cực đôi
Hình 2.13: Các điện cực nén, điện cực trung bình, điện cực đôi cho ốc tai dị dạng
Trong trường hợp bệnh nhân bị điếc riêng phần, đặc biệt là kém ở tần số cao do tổn thương ở đáy ốc tai, phương pháp cấy điện cực riêng phần sẽ được xem xét Bệnh nhân sẽ được cấy điện cực ở phần đáy ốc tai, trong khi phần bên trong ốc tai được kích thích bằng máy trợ thính thông thường Đây là phương pháp kích thích điện âm kết hợp (Electric Acoustic Stimulation), thường sử dụng điện cực EAS (Med-El) hoặc điện cực Hybrid (cochlear).
Bảo tồn sức nghe là một vấn đề quan trọng trong phẫu thuật, đặc biệt khi bệnh nhân có thể cần thực hiện 1-2 lần trong đời Việc bảo vệ cấu trúc thần kinh nhạy cảm của ốc tai là ưu tiên hàng đầu Các điện cực hiện nay được thiết kế mỏng và mềm hơn, giúp giảm thiểu chấn thương cho thần kinh ốc tai trong quá trình lắp đặt và tháo gỡ Xu hướng phát triển điện cực thẳng và điện cực mềm (Flex soft) đang gia tăng nhờ vào khả năng dễ dàng đặt vào mà không gây tổn thương, đồng thời cũng thuận tiện khi cần rút ra.
Hình 2.14: So sánh chiều dài điện cực tiêu chuẩn của một số hãng MED-EL,
2.4.3 Mổ đặt điện cực vào ốc tai
1 Định vị vị trí của bộ cấy và bộđeo ngoài trên đầu của bệnh nhân
2 Đo độ dày của lớp da đầu
3 Khoan tạo giường cho bộ cấy và rãnh đi cho dây điện cực
4 Khoan mởđường vào ốc tai thông qua kỹ thuật mổốc tai hoặc mở cửa sổ tròn
5 Cốđịnh vị trí của bộ cấy
6 Đặt điện cực vào ốc tai
8 Đặt điện cực đất vào
Cụ thểnhư sau Định vị vị trí của bộ cấy và bộđeo ngoài trên đầu của bệnh nhân
Khi lắp đặt bộ cấy, cần đảm bảo vị trí của nó cách vùng xương chũm đã khoan một khoảng cách tối ưu để tránh hiện tượng bóng khí ảnh hưởng đến điện cực tham chiếu Nếu điện cực tham chiếu tiếp xúc với bóng khí, sẽ gây ra sai lệch về điện thế, dẫn đến các phép đo không chính xác và ảnh hưởng đến hoạt động của bộ cấy.
Bộ cấy được đặt trên lớp da đầu với độ dày không vượt quá 6mm để đảm bảo hiệu quả tối ưu trong việc truyền sóng RF Phẫu thuật viên sử dụng các thiết bị đo độ dày để kiểm soát chính xác yếu tố này.
Khoan tạo giường cho bộ cấy và rãnh đi cho dây điện cực
“Giường” của bộ cấy nằm trên xương sọ giúp cố định vị trí bộ cấy không bị xê dịch
Khoan mởđường vào ốc tai thông qua kỹ thuật mổốc tai hoặc mở cửa sổ tròn
Cốđịnh vị trí của bộ cấy
Trong quá trình hồi phục sau phẫu thuật, bác sĩ có thể sử dụng chỉ tự tiêu để cố định tạm thời vị trí bộ cấy trên xương sọ Việc đặt điện cực vào ốc tai có thể thực hiện qua kỹ thuật mở ốc tai (Cochleostomy) hoặc kỹ thuật mới là mở cửa sổ tròn (round window insertion), giúp dễ dàng luồn điện cực vào và bảo tồn khả năng nghe tốt hơn.
Cố định vị trí đầu điện cực
Phần dây điện cực được thiết kế dài hơn để linh hoạt trong việc định vị bộ cấy và dự phòng cho sự phát triển của xương sọ Phần dây thừa được cuộn lại và đặt trong hố xương chũm Điện cực đất nên được đặt trên xương sọ, tránh lớp cân cơ để đảm bảo độ ổn định tối ưu.
Các phép đo nộ i ph ẫ u h ỗ tr ợ ph ẫ u thu ậ t
2.5.1 Đo trở kháng và trường qua da – Impedance and Field Telemetry (IFT)
Sau khi đặt điện cực vào ốc tai, việc xác định sự tiếp xúc của điện cực với các mô tế bào thần kinh và phân bố điện thế dọc theo ốc tai là rất quan trọng Các kỹ sư lâm sàng sẽ thực hiện phép đo trở kháng giữa các cặp điện cực hoặc giữa điện cực và điện cực tham chiếu để kiểm soát quá trình này.
Việc đo đạc này được thực hiện thông qua mạch điện telemetry ở trong thiết bị cấy ghép
Hình 2.16: Thiết bị giao tiếp với bộ cấy DIB – Diagnostic Interface Box và phần mềm MAESTRO
Các thông số có thểđo được thông qua phép đo trở kháng và trường:
- Sự giao tiếp kết nối giữa bộ cấy với các thiết bị đo bên ngoài
- Độổn định của bộ cấy
- Độổn định của các điện cực thông qua: Điện trở của điện cực Điện trởđường đất
Phân bốđiện thế dọc theo các kênh điện cực theo chiều dài của ốc tai
Phát hiện các kênh bịđoản mạch
2.5.2 Đo đáp ứng thần kinh thính giác qua da – Auditory nerve Response Telemetry
ART (Evoked Compound Action Potential) là một tín hiệu điện thế hoạt hóa kích thích, xảy ra khi dòng điện kích thích đi qua màng tế bào thần kinh, gây mất cân bằng điện và khử cực tế bào Việc xác định có đáp ứng ART cho phép nhận biết sự tồn tại của các cấu trúc mô thần kinh, đặc biệt là thần kinh thính giác của ốc tai ở những bệnh nhân bị điếc tiếp nhận do tổn thương thần kinh.
Hình 2.17: Dạng sóng đáp ứng của mô tế bào thần kinh trước kích thích điện đảo pha
Hình 2.18: Tóm tắt phương thức kích thích và ghi nhận tín hiệu ART – kích thích ở một điện cực và ghi nhận tín hiệu tại điện cực kế tiếp
Trong phần mềm MAESTRO (MED-EL), khảo sát tín hiệu ART được thực hiện qua hai phương pháp: tăng dần biên độ kích thích (Amplitude growth function) và tăng dần thời gian nghỉ giữa các kích thích (Recovery function) Hai phương pháp này không chỉ đánh giá sự thay đổi tín hiệu với biên độ kích thích mà còn khảo sát phản ứng của tín hiệu với cùng một dòng điện kích thích nhưng với thời gian nghỉ khác nhau, nhằm tái lập cân bằng Đối với phương pháp tăng dần biên độ kích thích, phép đo được thực hiện tuần tự trên các kênh, với dòng điện kích thích tăng dần từ giá trị tối thiểu (Min) đến tối đa (Max) theo các mức nhất định như (Min = 0, 300cu, 600cu, 900cu, Max = 1200cu) Mỗi dòng kích thích tương ứng với các đường ghi lại tín hiệu đáp ứng, trong đó mỗi đường cong có hai điểm uốn N và P, đặc trưng cho một tín hiệu đáp ứng đáng tin cậy.
Phương pháp Recovery Function nhằm mục đích tìm kiếm tín hiệu đáp ứng tối ưu nhất cho một biên độ kích thích cố định và sự thay đổi về thời gian nghỉ của màng tế bào.
Các thách thức trong phép đo ART và hướng giải quyết:
Tín hiệu ART (hay ECAP) là tín hiệu nhỏ và dễ bị nhiễu, do đó để thu được tín hiệu ART rõ ràng và đánh giá chức năng của mô tế bào thần kinh, cần áp dụng nhiều giải pháp kỹ thuật khác nhau.
Dòng điện kích thích từ bộ DIB đến bộ cấy qua tụ bảo vệ không được giải phóng ngay lập tức mà giảm dần theo hàm mũ, dẫn đến tín hiệu ECAP nhiễu Để loại bỏ nhiễu này, phương pháp đảo cực kích thích được áp dụng bằng cách sử dụng một kênh ghi phụ với kích thích tương tự nhưng đảo pha, sau đó tính trung bình cộng hai tín hiệu thu được để loại bỏ tín hiệu nhiễu.
Nhiễu nền là vấn đề quan trọng trong việc ghi nhận tín hiệu ECAP, khi không có xung kích thích, tín hiệu này vẫn có thể xuất hiện do hoạt động tự nhiên của màng tế bào Để loại bỏ nhiễu nền, cần ghi nhận và trừ đi tín hiệu nhiễu để đạt được tín hiệu chuẩn chính xác hơn.
Giải quyết vấn đề bão hòa của các bộ khuếch đại
Trong quá trình kích thích, điện thế có thể đạt vài Volt, trong khi điện thế tín hiệu đáp ứng chỉ khoảng vài trăm mV Để tránh hiện tượng bão hòa ở các bộ khuếch đại thuật toán, có thể tạm thời ngắt bộ khuếch đại trong thời gian chưa có tín hiệu đáp ứng (signal blanking) và kết nối lại trong khoảng thời gian ghi nhận đáp ứng thông qua bộ định thời Một phương pháp thay thế là sử dụng các bộ khuếch đại hồi phục nhanh, tuy nhiên, chúng thường gây nhiễu cho tín hiệu ghi nhận.
Hình 2.19: Phương pháp Signal blanking
Mạch đo ART được thiết kế với sơ đồ khối, bao gồm bộ khuếch đại 100 lần và phương pháp số hóa sigma delta Kết quả đo được lưu trữ trong bộ nhớ RAM 2MB và được truyền không dây qua cuộn dây thu nhận Coil tới bộ DIB.
Hi ệ u ch ỉ nh ốc điệ n t ử (fitting) và điề u tr ị ngôn ng ữ cho ngườ i mang ố c
2.6.1 Quy trình hiệu chỉnh OTĐT
Hiệu chỉnh OTĐT là quá trình lập trình bộ xử lý lời (Audio Processor) nhằm xây dựng chiến lược xử lý tín hiệu âm thanh tối ưu, mang lại khả năng nghe tốt nhất cho người được cấy ghép.
Hiệu chỉnh OTĐT là một quá trình kéo dài, bao gồm nhiều giai đoạn, trong đó giai đoạn đầu tiên là làm quen với OTĐT Trong giai đoạn này, não bộ thính giác bắt đầu nhận biết các kích thích điện mới Phản ứng của não bộ đối với các xung điện kích thích này sẽ khác nhau tùy thuộc vào tình trạng bệnh lý và thời gian mất thính lực, cũng như giai đoạn mất thính lực trước và sau ngôn ngữ.
Trẻ em bị mất thính lực nặng và sâu bẩm sinh thường có phản ứng sốc khi lần đầu đeo máy trợ thính, có thể gây ngạc nhiên, bối rối hoặc hoảng sợ Do đó, kỹ sư hoặc bác sĩ chỉnh máy cần giúp bệnh nhân làm quen dần với các kích thích âm thanh, bắt đầu từ mức nhẹ, để não bộ thích ứng Thời gian làm quen này thường kéo dài từ 2-3 tháng, trong đó bệnh nhân sẽ trở lại bệnh viện mỗi tháng để đo lại sức nghe và điều chỉnh máy dựa trên kết quả, cho đến khi đạt được thính lực đồ bằng phẳng ở ngưỡng nghe của người bình thường, khoảng 20 đến 30 dBHL.
Trẻ em hoặc người lớn đã từng trải nghiệm ngôn ngữ, như trường hợp bị điếc đột ngột hoặc đã sử dụng máy trợ thính, sẽ có thời gian làm quen ngắn hơn Giai đoạn tinh chỉnh trong quá trình học ngôn ngữ sẽ diễn ra nhanh chóng hơn đối với những người này.
Là giai đoạn người chỉnh máy tạo ra một chương trình phù hợp nhất với nhu cầu nghe của người được cấy ghép
Sau khi bệnh nhân đã làm quen với hệ thống âm thanh mới, họ sẽ được kiểm tra thính lực định kỳ hàng tháng hoặc sớm hơn để đánh giá khả năng nghe ở từng tần số cơ bản Phép đo thính lực được thực hiện qua phương pháp Free-Field Test sử dụng loa ngoài Nếu phát hiện tần số nghe chưa tốt, dòng điện kích thích tại các điện cực sẽ được điều chỉnh để cải thiện khả năng nghe Ngược lại, nếu tần số nghe quá chói, mức độ kích thích sẽ được giảm xuống mức tối ưu.
2.6.2 Các thông số trong quá trình chỉnh máy a Các khái niệm:
Chương trình nghe (MAP) là bản đồ ánh xạ tín hiệu âm thanh đầu vào thành kích thích xung điện tương ứng trên các kênh tần số của dãy điện cực, đóng vai trò trung tâm trong lập trình cho đầu xử lý âm thanh.
Cấu hình nghe là tập hợp từ 1 đến 4 bản đồ được nạp đồng thời trong bộ xử lý, với mỗi bản đồ được cài đặt khác nhau nhằm phục vụ cho các mục đích nghe đa dạng.
MCL (Mức độ thoải mái cao nhất) hay còn gọi là UCL (Mức độ không thoải mái) là ngưỡng kích thích tối đa mà tại đó cảm giác kích thích được nhận biết là mạnh nhưng vẫn chưa gây ra sự khó chịu.
THR ( Threshold) là ngưỡng kích thích cao nhất trước khi người đeo máy cảm nhận được b Các thông số tùy chỉnh của MAP
Dải động (dynamic range) là khoảng tần số âm thanh mà bộ xử lý lời có khả năng mã hóa, thường nằm trong khoảng từ 100Hz đến 8000Hz So với máy trợ thính, dải động của ốc tai điện tử thường lớn hơn do không bị giới hạn bởi các yếu tố vật lý của các phần tử dao động.
Trở kháng và điện trở là hai yếu tố quan trọng trong việc đo lường kênh thông qua phép đo IFT Giá trị trở kháng của các kênh thường nằm trong khoảng từ 5 đến dưới 15 kΩ Thông qua trở kháng, người dùng có thể tính toán điện áp kích thích cần thiết để đạt được dòng điện kích thích mong muốn.
Công suất của xung kích thích:
Để người nghe cảm nhận âm thanh lớn, lượng điện tích kích thích của xung sóng mang phải đủ lớn Để đạt được điện tích lớn, cần tăng biên độ hoặc độ rộng của xung kích thích.
Hình 2.21: Các đại lượng của xung kích thích A: Biên độ(cường độ dòng kích thích) T: Thời gian độ rộng xung kích thích; Q: Điện tích của xung kích thích
Tốc độ xung kích thích
Nói chung tốc độ xung kích thích cao sẽđảm bảo một chất lượng tín hiệu cao hơn
Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng nhiều kênh âm thanh với tốc độ xung kích thích cao sẽ tạo ra các cấu trúc âm thanh tinh tế, giúp cải thiện khả năng nhận biết lời nói, âm nhạc và định vị âm thanh cho người nghe.
Tốc độ xung kích thích tỉ lệ nghịch với độ rộng của nó; khi xung kích thích kéo dài trong một chu kỳ, số lượng xung sẽ giảm.
Tựđộng quản lý âm thanh ( ASM – Automatic Sound Manament)
Chức năng của một số bộ xử lý âm thanh tự động điều chỉnh độ khuếch đại âm thanh đầu vào, giúp người đeo máy có thể nghe rõ hơn trong các môi trường khác nhau.
Việc được thực hiện thông qua bộđiều chỉnh hệ số khuếch đại tựđộng (ACG- Automatic Gain Control) Như hình bên dưới đây:
Tỉ số nén ACG cao sẽ khuếch đại âm thanh nhỏ, bao gồm cả nhiễu nền từ môi trường Ngược lại, tỉ lệ ACG thấp giúp tăng sự chênh lệch giữa âm thanh nhỏ và lớn, đồng thời giảm thiểu nhiễu nền Điều này cho thấy tầm quan trọng của ACG trong việc cải thiện chất lượng âm thanh trong môi trường có nhiều tiếng ồn.
Hình 2.22: Hai giai đoạn của quá trình quản lý âm thanh tựđộng
Điề u tr ị ph ụ c h ồ i ngôn ng ữ cho người đượ c c ấ y ghép ố c ta i điệ n t ử
Sau khi can thiệp bằng máy trợ thính hoặc cấy ốc tai điện tử và trải qua quá trình hiệu chỉnh, người bệnh sẽ bước vào giai đoạn trị liệu phục hồi ngôn ngữ, tức là học nghe và học nói Việc làm quen với máy trợ thính thường đơn giản hơn do vẫn sử dụng sức nghe tự nhiên Ngược lại, người sử dụng ốc tai điện tử cần thời gian để não bộ mã hóa và thích nghi với các tín hiệu từ điện cực, vì các xung thần kinh tự nhiên đã bị thay thế hoàn toàn.
Phương pháp trị liệu ngôn ngữ bằng con đường thính giác (AVT) là một phương pháp phổ biến dành cho trẻ em sử dụng máy trợ thính và ốc tai điện tử AVT tập trung vào việc phát triển ngôn ngữ thông qua thính giác, thay vì dựa vào các phương pháp như nhìn khẩu hình hay sử dụng ký hiệu Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng phương pháp này mang lại hiệu quả lâu dài và triệt để trong việc phục hồi khả năng ngôn ngữ cho những người khiếm thính.
Khuyến khích bệnh nhân sử dụng tai để lắng nghe giúp não bộ phân biệt âm thanh và lời nói, từ đó kích thích phát triển vùng thính giác của vỏ não, tạo nền tảng cho giao tiếp ngôn ngữ bằng thính giác Nếu bệnh nhân phục hồi ngưỡng nghe tốt ở tất cả các tần số cơ bản, phương pháp AVT là lựa chọn duy nhất, trong khi các phương pháp khác như nhìn khẩu hình và ngôn ngữ ký hiệu có thể tạo thói quen không tốt, làm phát triển vùng thị giác hơn vùng ngôn ngữ, gây khó khăn trong việc sửa chữa sau này.