DE60027308T2 - Elektrodenfeld mit uneinheitlichem elektrodenabstand - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrodenanordnung zur Implantation innerhalb einer Kochlea.
• Elektrodenanordnungen innerhalb der Kochlea werden seit über vielen Jahre erfolgreich als ein Anregungsmechanismus für Gehörprothesen eingesetzt. Die Funktion der Anordnung besteht in der Bereitstellung elektrischer Reize durch die Auswahl einer oder mehrerer Elektroden in der Anordnung und der Lieferung eines Reizimpulses zu den Elektroden um einen Höreindruck für einen Patienten zu erzeugen.
• Die Anordnung ist mit einer Empfangs-Anregungseinheit verbunden, welche ihrerseits typischerweise transkutan mit einem extern getragenen Sprachprozessor und einem elektroakustischen Wandler in Verbindung steht.
• Mit der Zeit sind viele unterschiedliche Strategien sowohl hinsichtlich der Sprachanalyse, als auch hinsichtlich der durch den Wandler empfangenen Tonsignale und für die Darstellung geeigneter Reize an ausgewählten Elektroden in der Anordnung angewandt worden um die Sprache und die Wahrnehmung des Patienten zu optimieren.
• Die meisten kommerziell verfügbaren kochlearen Implantate verwenden Elektrodenanordnungen in welchen die Elektroden im Wesentlichen entlang der Länge der Anordnung gleich beabstandet sind.
• Das Dokument US 5649970 beschreibt eine Elektrodenanordnung in der die Beabstandung zwischen den Elektroden nicht notwendigerweise konstant ist.
• Kürzlich sind auf Grund eines verbesserten Verständnisses der Physiologie der Kochlea eine Anzahl von Vorschlägen zur Bereitstellung einer Elektrodenanordnung gemacht worden, welche derart gestaltet ist, dass sie in der Nähe der inneren Wand der Skala Tympani positioniert ist (siehe hierzu WO 96/31087). Durch die Positionierung der Anordnung an diesem Ort wird die elektrische Anregung, welche über die Elektroden an eine bestimmte Seite an der Kochlea geliefert wird genauer angebracht, mit dem Ergebnis, dass in einem verbesserten System eine bessere Wahrnehmung bezüglich des Hörens des Patienten zur Verfügung steht.
• Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Elektrodenanordnung, welche die Wiedergabequalität der Wiedergabe des Audiospektrums in der Wahrnehmung des Empfängers eines kochlearen Implantates für eine gegebene Anzahl von Elektroden verbessert.
• Dieses Anliegen der Erfindung wird durch ein Gerät entsprechend Anspruch 1 beschrieben. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gerätes sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 beschrieben.
• Entsprechend einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Elektrodenanordnung mit einer Beabstandung der Elektroden bereitgestellt, die variiert um eine höhere Dichte an Elektroden in besonderen Bereichen zu erzielen – beispielsweise entlang eines Teiles der Anordnung, welches zur Anregung eines oder mehrerer Abschnitte der neuronalen Strukturen korrespondierend mit Frequenzbändern, welche als besonders wichtig für die Spracherkennung betrachtet werden. Dies kann auf vielen unterschiedlichen Betrachtungsweisen basieren – wobei das Wesentliche dieses Anliegens der Erfindung einfach darin besteht, Elektroden mit verringerten Abständen in Bereichen von besonderem Interesse anzuordnen.
• Die Erfindung wird nun anhand von begleitenden Figuren mit entsprechenden Bezugszeichen näher beschrieben:
• 1 zeigt eine schematische bildliche Darstellung einer herkömmlichen Elektrodenanordnung in einer Skala Tympani; und
• 2 zeigt eine schematische bildliche Darstellung einer Elektrodenanordnung mit nicht gleichförmiger Beabstandung der Elektroden.
• Mit Bezug auf 1 wird diese Betrachtung basiert auf ein Röntgenbild einer implantierten Anordnung mit einem gekrümmten Aufbau, beispielsweise einer Anordnung entsprechend der PCT/AU99/00391 mit dem Anmelder Kochlea Limited. Es kann davon ausgegangen werden, dass dies eine Teilansicht ist, die die Skala Tympani 10 darstellt, welche sich durchaus zur Seite krümmt, wobei jedoch die Erfindung für die vorliegenden Zwecke unter Bezug auf eine zweidimensionale Projektion erklärbar ist.
• Die gestrichelte Linie 15 stellt das Organ der Korti dar, an welche die Audiorezeptoren 12 an den Kreuzungen von radialen Linien 11 (lediglich eine ist derart bezeichnet) und dem Organ der Korti 15 angeordnet sind. Radiale Linien 11 sind so dargestellt, dass sie sich von dem Modioluszentrum 16 erstrecken und natürlich vollständig für den Zweck der bildlichen Darstellung der vorliegenden Erfindung ausgestaltet sind. Rezeptoren 12 sind aus Nervenstrukturen aufgebaut, die Spiralganglionzellen beinhalten, welche sich radial nach innen von dem Organ der Korti 15 erstrecken. Genau diese Zellen werden durch die Reize angeregt, die durch die Elektroden in einem kochlearen Implantat erzeugt werden.
• Es ist anzumerken, dass die Rezeptoren 12 in gleichmäßigen Intervallen entlang des Organes der Korti 15 (in kritischen Bändern) angeordnet sind, sogar wenn sich die Krümmung vergrößert, wie bei der kochlearen Spirale nach innen hin. Die wirksamste Anregung dieser Rezeptoren wird durch direkte Reizung mittels der Elektroden bewirkt und somit sind kochleare Implantate mit üblichem Aufbau bezüglich der Elektroden versehen, welche gleichmäßig beabstandet sind zu korrespondieren mit dem Abstand dieser kritischen Bänder. Diese Elektroden sind als Elemente 13 auf dem kochlearen Implantat 14 dargestellt.
• Es ist festgestellt worden, dass die Rezeptoren an der inneren Wand 18 der Skala Tympani 10 sensitiver sind. Entsprechend wurde ermittelt, dass ein besseres Ergebnis erzielt wird durch ein kochleares Implantat mit Elektroden, welche Rezeptoren an der inneren Wand anregen. Um dies zu erreichen werden die Elektroden gegen die innere Wand 18 angelegt um Kontakt mit den Rezeptoren 17 zu erzeugen (indem sie an den Kreuzungen radialer Linien 11 und der inneren Wand 18 der Skala Tympani 10 liegen).
• Es lässt sich anhand der 2 zeigen, dass die Rezeptoren 17 an der inneren Wand 18 immer enger beabstandet werden, wenn sie sich immer mehr dem Zentrum der Spirale der Kochlea annähern. Somit werden zur Beibehaltung des wirksamen Anregungskontaktes mit den Rezeptoren 17 die Elektroden 13 der Elektrodenanordnung 14 mit abnehmendem Abstand gegeneinander versehen, je näher sie zum Ende an der Spitze der Elektrodenanordnung 14 liegen.
• Damit kann mit dem Verständnis der Physiologie und Geometrie der Kochlea zusammen mit einem Verständnis der Nerven bezogenen Beschaffenheit der Kochlea eine Elektrodenanordnung derart gestaltet werden, dass die Wiedergabequalität der Reproduktion des Audiospektrums in der Wahrnehmung des Empfängers des kochlearen Implantates verbessert wird. Dies kann durch Anordnung der Position der Elektroden entlang der Elektrodenanordnung geschehen, so dass die spektrale Abdeckung der Elektroden jeweils maximiert ist um eine optimale Anregung der Kochlea zu erzielen.
• Es kann davon ausgegangen werden, dass bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung die Erregung durch die Elektroden als im Wesentlichen radial angesehen werden kann.
• Es kann ebenso erwünscht sein weitere zwei Wirkungen zusätzlich zu betrachten. Die Strukturen sind wesentlich komplizierter als in der schematischen Darstellung sichtbar. Am basalen Ende der Skala Tympani liegt das Organ der Korti näher an der inneren Wand 18 und der Abstand zu den meisten basalen Elektroden könnte reduziert werden um diesem Rechnung zu tragen. Am Ende an der Spitze befindet sich eine eckige Versetzung zwischen dem Organ der Korti 15 und den darunter liegenden Zellkörpern und auch hier könnte eine Anpassung stattfinden um diesem Effekt Rechnung zu tragen.
• Der Fachmann kann davon ausgehen, dass die vorliegende Erfindung durch existierende Technologien genau hergestellt werden kann, wobei jede gewünschte Geometrie oder Querschnittsform anwendbar ist. Die vorliegende Erfindung befasst sich mit dem Abstand der Elektroden, jedoch nicht mit deren Aufbau.

Claims (7)

1. Elektrodenanordnung für den Einsatz in einem kochlearen Implantat, wobei die Elektrodenanordnung eine Elektrodenverteilung mit derart ausgewählt positionierten Elektroden (13) aufweist, dass der Abstand entlang der Elektrodenanordnung zwischen aufeinander folgenden Elektroden gleichmäßig abgestuft ist um ausgewählte Bereiche der Kochlea besser zu erreichen.
2. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, worin die Elektroden (13) derart angeordnet eingesetzt sind, dass sie an der inneren Wand (18) der Skala Typani (10) anliegen.
3. Elektrodenanordnung nach Anspruch 2, worin die Beabstandung entlang der Elektrodenanordnung zwischen aufeinander folgenden Elektroden (13) derart gestaltet ist, dass diese eng mit der Beabstandung von Hörrezeptoren (17) der inneren Wand (18) der Skala Tympani (10) korrespondieren.
4. Elektrodenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Beabstandung entlang der Elektrodenanordnung zwischen aufeinander folgenden Elektroden (13) an einer Spitze der Elektrodenanordnung geringer ist, als an einem basalen Ende.
5. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin sich bei deren Einsatz die Beabstandung entlang der Elektrodenanordnung zwischen aufeinander folgenden Elektroden (13) in Richtung auf das Modius Zentrum (16) der Kochlea vermindert.
6. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, worin die Beabstandung entlang der Elektrodenanordnung zwischen aufeinander folgenden Elektroden (13) durch Abschnitte entlang der berechneten Bestückung der Anordnung mit Linien (11) bestimmt wird, welche sich von einem Punkt eines Modius Zentrums durch Punkte erstrecken, die mit gleichen Zuwächsen entlang der Korti (10) beabstandet sind.
7. Kochleare Prothese, welche eine Elektrodenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.