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  • 1
    ISSN: 1433-0458
    Keywords: Schlüsselwörter Schwingungsmessungen ; Mechanik des Mittelohrs ; Verifikation von Computermodellen ; Bewegungsverhalten ; Key words Middle-ear mechanics ; Verification of computer models ; Dynamic behavior of ossicular motion ; Measurements of ossicular vibrations
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Summary The dynamic behavior of the ossicular chain is very complex and is frequency-dependent. To date, this has still not been fully investigated or understood. There remains a lack of measurement procedures to pick up the motion of the ossicles and ear drum simultaneously with sufficient resolution. The presented paper reports simultanous measurements with laser-Doppler vibrometry at two points of the ossicular chain of cadaver specimens. Motions not observed were derived using mechanical simulation models on a computer and then evaluating appropriate mathematical equations. Using a sound stimulus, the displacement velocities of the umbo and stapes footplate were measured, and the corresponding transfer functions were derived by Fourier transform. Results were used for verification of the computer models. In the current investigations these models were refined and allow for the detailed investigation of the dynamic behavior of the ossicular chain, facilitating the optimal design of passive and active middle-ear implants.
    Notes: Zusammenfassung Das hochkomplexe, frequenzabhängige Bewegungsverhalten der Gehörknöchelchenkette beim Hörvorgang ist noch nicht zufriedenstellend geklärt. Eine wesentliche Ursache ist das Fehlen von Meß- und Untersuchungsverfahren, die jeden Punkt von Trommelfell und Ossikeln über den gesamten Frequenzbereich gleichzeitig mit hoher Empfindlichkeit erfassen können. Sie werden in absehbarer Zeit auch nicht zur Verfügung stehen. Hingegen stehen heute Meßtechniken zur Verfügung, die hochauflösende Bewegungsmessungen an einzelnen, wenigen Punkten entlang der Ossikelkette zulassen. In der vorliegenden Arbeit werden derartige Messungen vorgestellt und es wird gezeigt, wie das frequenzabhängige Bewegungsmuster der übrigen Ossikelkette mittels mechanischer Ersatzmodelle und deren mathematischer Gleichungen berechnet werden kann. Die hohe Präzision einer derartigen Vorgehensweise ist z.B. aus der Weltraumfahrt oder dem Fahrzeugbau bekannt. Ein leistungsfähiges Verfahren zur Untersuchung der Bewegungen kleinster Strukturen mit minimalen Schwingungsamplituden ist die Laserdopplervibrometrie (LDV), die hier zur Ermittlung des Übertragungsverhaltens der Gehörknöchelchenkette genutzt wird. Um das Transferverhalten zwischen unterschiedlichen Punkten zuverlässig bestimmen zu können, wurden Zweipunktmessungen durchgeführt, aus denen sich der Stimulus rechnerisch eliminieren läßt. Probleme bereiten hierbei u.a. der für Messungen schwierige Zugang zur Paukenhöhle. Mechanische Ersatzmodelle mit unterschiedlicher Komplexität wurden erstellt, die sich mit mathematischen Gleichungen beschreiben lassen. Anhand der Struktur, den Koeffizientenmatrizen und den Lösungen der Gleichungen läßt sich eine detaillierte Dynamikanalyse ausführen. Zur Verifikation der Simulationsmodelle wurden die LDV-Messungen an Felsenbeinpräparaten herangezogen. In der vorliegenden Arbeit werden die gemessenen Übertragungsfunktionen zwischen Umbo und Steigbügelfußplatte vorgestellt und mit den ermittelten Computermodellen verglichen. Man erkennt aus den Messungen Charakteristika des dynamischen Verhaltens, und es lassen sich Transferfunktionen ableiten, die ebenfalls mehrere Überhöhungen aufweisen. Ein Vergleich mit den Rechenergebnissen der mechanischen Simulationsmodelle zeigt die qualitative Übereinstimmung. Die bisher erstellten Ersatzmodelle sollen nach weiteren Verfeinerungen Aussagen zur gezielten Auslegung von Mittelohrprothesen ermöglichen.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 2
    ISSN: 1433-0458
    Keywords: Schlüsselwörter Schwerhörigkeit ; Cochlea-amplifier-Implantat ; Implantierbares Hörgerät ; TICA ; Key words Sensorineural hearing loss ; Cochlea amplifier implant ; Implantable hearing aid ; Electronic hearing implant ; TICA
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Summary For the majority of patients with sensorineural hearing loss (SNHL) many available hearing aids often do not achieve satisfactory results. For these patients partially implantable hearing devices have been developed, allowing distortion-free hearing and speech intelligibility that may be superior to conventional hearing aids. The external parts of partial implants, however, may result in a patient’s stigmatization. Furthermore, they do not use the acoustic properties of the external auditory canal. Recently, we published the successful development of the first totally implantable hearing device for the treatment of SNHL (HNO 46 [1998] 853–863). Here we report the first implantations of this unique, totally implantable electronic hearing system in patients with SNHL: Implex TICA LZ 3001. The implant microphone is implanted subcutaneously in the outer ear canal near the ear drum. The signal is processed by a digitally programmable multichannel audioprocessor located subcutaneously on the bony skull behind the ear. A piezoelectric transducer is coupled to the body of the incus and drives the ossicular chain by vibratory actions. Energy is provided by an implantable battery. Implanted patients describe hearing as being distortion-free and transparent. Speech intelligibility and the hearing of music are improved. Patients may achieve better speech discrimination, especially in the presence of background noise. The aid can be used during sports, including swimming. To our knowledge, this is the first report of the implantation of a totally implantable electronic hearing system in patients. These results encourage further implantations of the totally implantable hearing system in the course of an ongoing clinical study.
    Notes: Zusammenfassung: Für die Mehrzahl der Innenohrschwerhörigen kann selbst mit modernster Hörgerätetechnik keine die Patienten zufriedenstellende Hörrehabilitation erzielt werden. Für diese große Zahl von Betroffenen ohne adäquate Versorgung sind teilimplantierbare Hörgeräte entwickelt worden, die konventionellen Hörgeräten besonders bei Klangtreue und Sprachverständlichkeit deutlich überlegen sein können. Allerdings können sie den Kranken durch außen an Kopf oder Körper zu tragende Teile stigmatisieren. Auch nutzen sie die Störschallunterdrückung als auch die auditorische Raumorientierung mittels des äußeren Gehörgangs noch nicht aus. Hier berichten wir über die ersten Implantationen eines neuartigen, vollständig implantierbaren Hörsystems (TICA® LZ 3001) bei Innenohrschwerhörigen. Es nimmt den Schall über ein trommelfellnahes Mikrophon durch die intakte Gehörgangshaut auf. Ein retroaurikulär subkutan implantierter, mehrkanaliger digital programmierbarer Audioprozessor verarbeitet das Signal und gibt es über einen piezoelektronischen Wandler im Mastoid an den Amboßkörper weiter. Energie wird durch eine implantierbare Batterie bereitgestellt. Implantierte Patienten empfinden das Gehörte als verzerrungsfrei und transparent. Sie verstehen Sprache und empfinden Musik besser als ohne Implantat. Insbesondere im Störlärm kann z.T. ein erheblich verbessertes Sprachverständnis erreicht werden. Die bisherigen Ergebnisse ermutigen, weitere Implantationserfahrungen mit dem vollständig implantierbaren Hörsystem zu sammeln.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 3
    ISSN: 1433-0458
    Keywords: Schlüsselwörter IONOMER-Zement ; Mikroapplikation ; Gehörknöchelchenkette ; Mittelohr ; PLESTER-Winkelprothese ; Tympanoplastik ; Key words Ionomeric bone cement ; Micro-application ; Ossicular chain reconstruction ; Middle ear ; Titanium-gold-implants ; Tympanoplasty
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Summary Reliabel methods of reconstruction of the ossicular chain in the situation of an isolated arrosion of the long process of the incus using a tympanoplasty type II have not been available until recently. Instead, the tympanoplasty type III has been generally performed with the interposition of an autologous incus. In this presentation, we are describing two methods for reconstruction of the ossicular chain between the in-situ residing incus and the stapes on the other side so that the direct connection eventually will result in a tympanoplasty type II. In the first case, we used ionomeric cement in a way that features two characteristics: the direct connection between the stapes and the long process of the incus could be achieved as well as an articulation that was created on the head of the stapes. Hence, a too stiff connection between the head of the stapes and the long process of the incus could be avoided. In addition, a new method for precise microapplication of cooled bone cement (IONOCAP LV) with a syringe will be presented. In the second method titanium-gold-angle protheses have been crimped to the long process of the incus and positioned onto the head of the stapes in the way of an articulation. So far, comparison of the audiological results of those two methods of a tympanoplasty type II reveal in average better results than postoperative conductive hearing threshholds of the conventional tympanoplasty type III. If the achieved results can be reproduced on a larger number of patients, the expected audiological results are likely to resemble those of stapes surgery.
    Notes: Zusammenfassung Zuverlässige Rekonstruktionsmethoden der Schalleitungskette bei isolierter Arrosion des distalen Endes des langen Amboßfortsatzes im Sinne einer Tympanoplastik Typ II standen bisher nicht zur Verfügung. Stattdessen wurde in der Vergangenheit häufig der Amboßrest verwendet, um eine Tympanoplastik Typ III mit Steigbügelerhöhung durchzuführen. In der vorliegenden Arbeit wird über 2 Verfahren berichtet, mit denen eine unmittelbare Wiederherstellung der Verbindung zwischen dem in situ verbleibenden Amboß und dem Steigbügelköpfchen gelingt, so daß daraus eine Tympanoplastik Typ II resultiert. Zum einen wurde zur Überbrückung Glasionomerzement in einer Weise verwendet, daß nicht nur die Distanz zwischen dem Rudiment des langen Amboßfortsatzes und dem Steigbügel überbrückt wurde, sondern auch eine Gelenkpfanne über dem Steigbügelköpfchen ausgebildet wurde, so daß die Verbindung nicht starr wird. Dazu wird über eine neuentwickelte Methode zur präzisen Mikroapplikation kleinster Mengen Glasionomerzements (IONOCAP LV) berichtet, die sich u.a. bei der Defektüberbrückung am Amboßstapesgelenk sowie bei der Fixierung kleinster Implantatbauteile vor allem in chirurgisch schwer zugänglichen Regionen des Mittelohrs bewährt hat. Auf Erfahrungen bei der Mikroapplikation der niederviskosen Form (low viscosity) mit einer Kanüle (29 gg.) wird im Rahmen dieser Arbeit näher eingegangen. Zum anderen wurden Titan-Gold-Winkelprothesen nach Plester an den Rest des langen Amboßschenkels angekoppelt und gleichzeitig als Gelenkpfanne auf das Steigbügelköpfchen aufgesetzt. Die bisherigen postoperativen audiologischen Resultate dieser beiden Tympanoplastik-Typ-II-Verfahren sind einer Tympanoplastik Typ III mit autologer Steigbügelüberhöhung im Durchschnitt überlegen. Sollten sich die Ergebnisse bei einem größeren Patientenkollektiv wiederholen lassen, dann sind audiologische Ergebnisse vergleichbar der Steigbügelchirurgie zu erwarten.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 4
    ISSN: 1433-0458
    Keywords: Schlüsselwörter Implantierbares Hörgerät ; Ohr ; Mikromanipulator ; Felsenbein ; Intraoperative Kettenankopplung ; Gehörknöchelchenkette ; TICA ; Key words Implantable hearing aid ; Ear ; Tübingen implant ; Micromanipulator ; Temporal bone ; Intraoperative coupling ; Ossicular chain ; TICA
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Summary The first electronic implantable hearing aids for patients with hearing loss are coupled to the ossicular chain or perilymph during implantation and are now available. Our new Tübingen implant designed for sensorineural hearing loss (SNHL) is the combination of an implantable microphone and piezotransducer. To avoid hearing losses during implantation, the Tübingen piezotransducer will be (1) fixed to the mastoid cavity and (2) positioned to one of the ossicular target points. This can be done with a micromanipulator which will be implanted together with transducer and microphone in the mastoid cavity. The manipulator weights 0.7 g. With four degrees of freedom, it allows highly secure and safe positioning of the transducer´s probe tip to the ossicular chain under close to stereotactic conditions. The main advantages of the present micromanipulator are (1) easy handling during surgery, (2) the transducer’s precise positioning to the ossicular target point with sufficient degrees of freedom, and (3) the transducer’s stable fixation in the mastoid cavity in the final position. Following integrated safety as the leading principle, ossicular or inner ear injuries caused, e.g., by the patient’s head movement or unintentional manual contact by the surgeon, are minimized. The micromanipulator is, as it were, the surgeon’s vibration-free ”artificial hand”. The manipulator’s development and its optimization to the mastoid cavity by test implantation in 50 human temporal bones are shown in detail. While coupling the transducer to the body of the incus, transducer, microphone, and micromanipulator can be implanted into 76% of all mastoid cavities without protrusion. In the case of transducers coupling to the long process of the incus, the protrusion-free implantation rate of the above-mentioned three implant modules is 78%.
    Notes: Zusammenfassung Für die Versorgung von Schwerhörigkeiten stehen heute erste elektronische Hörimplantate zur Verfügung, die während der Implantation an eines der Ossikel oder an die Perilymphe angekoppelt werden. Ein neuartiges Implantat ist das aus Mikrophon und Wandler bestehende TICA® Implantat, das für die operative Versorgung von Innenohrschwerhörigkeiten geeignet ist. Zur Vermeidung intraoperativer Hörschäden wird der Wandler zunächst im Mastoid fixiert, um anschließend mit einer möglichst großen Anzahl geometrischer Freiheitsgrade und größtmöglicher Sicherheit quasi stereotaktisch an den gewünschten Ankoppelpunkt der Ossikelkette geführt zu werden. Dazu wurde ein nur 0,7 g wiegender Mikromanipulator entwickelt, der zusammen mit dem Wandler und dem Mikrophonmodul in die Mastoidhöhle implantiert wird. Der hier gezeigte Mikromanipulator zeichnet sich durch eine einfache intraoperative Handhabbarkeit, eine ausreichend präzise, vierachsige Führung des Wandlers bis zu seiner Ankopplung am Ossikel sowie durch eine dauerhafte Fixierung der endgültigen räumlichen Wandlerlage in der Mastoidhöhle aus. Dem Prinzip der integrierten Sicherheit folgend wird durch geeignete konzeptionelle Maßnahmen eine Verletzungsgefahr für Ossikel oder Innenohr, hervorgerufen, z.B. durch unbeabsichtigte Handbewegungen des Chirurgen oder Kopfbewegungen des Patienten ausgeschlossen. Der Mikromanipulator dient somit quasi als vibrationsarme, „künstliche Hand” des Operateurs. Auf die Entwicklung des Tübinger Mikromanipulators sowie seiner schrittweisen Anpassung an die Anatomie der Mastoidhöhle durch Probeimplantation in n=50 Humanfelsenbeinen wird näher eingegangen. Die In-vitro-Probeimplantationen ergaben, daß sich der Wandler zusammen mit Mikromanipulator und Mikrophon bei Ankopplung an den Amboßkörper in 76% aller Mastoidhöhlen implantieren ließ, ohne daß ein Implantatteil die Wölbung der Schädelkalotte überragte. Bei Ankopplung an den langen Amboßfortsatz betrug die Implantierbarkeit ohne Prominenz 78%.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 5
    ISSN: 1433-0458
    Keywords: Schlüsselwörter Hörprüfung ; Implantierbares Hörgerät ; Innenohr ; Gehörknöchelchenkette ; Elektronisches Hörimplantat ; Innenohrschwerhörigkeit ; Tübinger Implantat ; Minimalinvasive Chirurgie ; TICA ; Key words Hearing test ; Implantable hearing aid ; Inner ear ; Ossicular chain ; Tübingen implant ; Sensorineural hearing loss ; Minimal invasive surgery ; TICA
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Summary First concepts of implantable hearing aids to be coupled to the ossicular chain are available for patients with combined or sensorineural hearing loss (SNHL) [9,11,12]. To ensure that hearing can be improved intraoperative coupling of a test transducer to the ossicular chain is mandatory for allowing surgical anatomy to be checked and vibratory hearing tests to be performed. To achieve this, the test transducer has to be held and positioned securely in situ for some minutes, avoiding risks for middle or inner ear structures. This is not possible using conventional surgical instruments. Thus, a micromanipulator to hold the test transducer during intraoperative hearing tests was developed. This surgical device allows the surgeon safe, risk-free, and controlled coupling of the test transducer to the ossicular chain with one axial and three rotational degrees of freedom. With the aid of a conventional ear retractor (2×2 prongs), the manipulator is fixed at the patient’s ear. In conjunction with a piezoelectric test transducer, the manipulator was used in nine patients during local anesthesia. The test transducer is part of an electronic hearing implant (Tübingen implant) specifically designed for SNHL that may be coupled to a middle ear ossicle or the perilymph of the cochlea. The micromanipulator was easy to handle. It allowed accurate positioning of the test transducer in the ear and the desired coupling of the transducer’s probe tip to the ossicular chain during auditory tests. According to the principles of integrated safety, the intraoperative risk of ossicular or inner ear injuries caused, for instance, by the patient’s head movement is minimized. The design of the manipulator system is universal, also allowing its use for other electronic hearing implants or minimal invasive surgery after minor modifications.
    Notes: Zusammenfassung Für die operative Versorgung von Mittel- und Innenohrschwerhörigkeiten gibt es Konzepte für implantierbare Hörgeräte, die während der Implantation an eines der Ossikel angekoppelt werden [9,11,12]. Dabei ist es nicht auszuschließen, daß in Einzelfälllen trotz korrekter Operationstechnik kein zufriedenstellender Hörgewinn erzielt wird. Um eine Hörverbesserung zu beurteilen, kann es daher zweckmäßig sein, intraoperativ vor der Implantation des Hörgeräts ein Testimplantat in das Ohr einzuführen, um so die Anpassung an die chirurgische Anatomie zu überprüfen und vibratorische (elektromechanische) Hörprüfungen durchführen zu können. Dazu muß das Implantat ohne Gefahr für die Gehörknöchelchenkette oder das Innenohr für einige Minuten räumlich fixiert an die Ossikelkette gehalten werden. Dies kann der Operateur mit konventionellen, manuell geführten Instrumenten nicht leisten. Es wurde daher ein intraoperativ einsetzbarer Mikromanipulator entwickelt, der dem Operateur die sichere mikrochirurgische Ankopplung des Testwandlers an ein Ossikel mit insgesamt vier Freiheitsgraden ermöglicht. Das Mikromanipulatorsystem läßt sich mit einem konventionellen Ohrsperrer in situ verankern. Es wurde bei n=9 Patienten mit Schalleitungs-schwerhörigkeit oder kombinierter Schwerhörigkeit für intraoperative Hörprüfungen mit einem Tübinger Testimplantat in Lokalanästhesie angewendet. Dabei zeigten sich eine einfache Handhabbarkeit des Mikromanipulators, eine präzise Führung des Testwandlers bis zur Ankopplung an das gewünschte Ossikel sowie die erwünschte räumliche Fixierung des Testwandlers während der Hörprüfungen. Die Hörprüfungen ließen sich komfortabel für Patient und Operateur durchführen. Durch geeignete konzeptionelle Maßnahmen wird eine Verletzungsgefahr für Ossikel oder Innenohr, hervorgerufen z.B. durch Kopfbewegungen des Patienten, minimiert. Mit leicht durchzuführenden Modifikationen kann der hier vorgestellte operative Mikromanipulator auch für andere mikrochirurgische und minimal-invasive Anwendungen angepaßt werden.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 6
    ISSN: 1433-0458
    Keywords: Schlüsselwörter Schwerhörigkeit ; Innenohr ; Implantierbares Hörgerät ; Tübinger Implantat ; Cochlea-amplifier-Implantat ; TICA ; Key words Hearing loss ; Inner ear ; Implantable hearing aid ; Tübingen implant ; Implantable cochlea amplifier ; TICA
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Summary Special coupling devices made of pure gold or titanium have been developed to connect a new implantable hearing aid transducer (Tübingen implant) to the ossicular chain. They allow piezotransducer probe-tip connection to the long process of the incus or the stapedial head. Similar to the design of conventional PORPs (partial ossicular replacement prostheses), the coupling devices can be fixed at the ossicular chain, e.g., with the eye loop of stapedial piston prostheses or the bell element of golden wire PORPs. A crimp technique allows connection between coupling device and transducer probe tip [5]. The main disadvantage in connecting the long process of the incus or the stapes having is to drill a dorsal tympanotomy in the posterior wall of the ear canal during surgery. The short distance between tympanotomy and N. facialis contains serious surgical risks. To avoid the risk of facial paralysis, Fredrickson’s alternative coupling technique for the body of the incus is investigated in this paper [2]. In this case, the transducer probe tip will be positioned to the incus body and placed on its surface with controlled elastic displacement of the ossicular chain. The simple direct attachment of the probe-tip end on the surface of the incus, however, will not guarantee a stable long-term connection. Thus, by creating a conical, 0.5– to 0.7-mm-deep hole in the incus, the probe tip will be fitted much better. With a novel surgical Erbium-YAG laser this can be done in a contactless procedure. In this paper, first results of microsurgical laser applications with human temporal bones will be shown.
    Notes: Zusammenfassung Für die Ankopplung des Tübinger Hörgerätewandlers [7] an den langen Amboßfortsatz oder an das Stapesköpfchen wurden spezielle Koppelelemente aus Feingold bzw. Reintitan vorgestellt, die mittels Schließelementen (Bandschlaufe von Stapesprothesen, Goldglöckchen von Drahtprothesen) an der Ossikelkette befestigt werden können. Die Fixierung dieser Koppelelemente auf der Koppelstange des Wandlers geschieht dabei mit einer modifizierten Crimptechnik [5]. Bei der Wahl des langen Amboßfortsatzes als Zielossikel ist für die Wandlerankopplung nachteilig, daß intraoperativ dazu in der hinteren Gehörgangswand eine dorsale Tympanotomie im Chorda-facialis-Winkel geschaffen werden muß, was in Anbetracht der unmittelbaren Nähe des N. facialis mit Risiken verbunden sein kann. Aus diesem Grunde wird hier über eine alternative Ankoppeltechnik für den Amboßkörper berichtet, die in abgewandelter Form bereits von Fredrickson et al. [2] für das Tiermodell (adult rhesus monkey) vorgestellt wurde. Der Vorteil bei dieser Ankopplungsart ist der Wegfall eines zusätzlichen Koppelelementes sowie die Nutzung des natürlich vorhandenen Aditus ad antrum als Eintrittsöffnung für die Koppelstange des Piezowandlers in das Mittelohr. Dabei wird die Koppelstange an den Amboß geführt und unter geringster kontrollierter Kettenauslenkung aufgesetzt. Um ein seitliches Abrutschen der aufgesetzten Koppelstange zu vermeiden, ist es hilfreich, für das Koppelstangenende einen geeigneten, nur 0,5–0,7 mm tiefen Aufnahmekonus in der Oberfläche des Amboßkörpers zu schaffen. Dies kann berührungsfrei mit einem Er:YAG-Laser erreicht werden. In der vorliegenden Arbeit wird hier näher auf die Anwendung dieses Lasers im Rahmen von Felsenbeinversuchen eingegangen.
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  • 7
    ISSN: 1433-0458
    Keywords: Schlüsselwörter Piezoelektrischer Wandler ; Implantierbares Hörgerät ; Implantierbares Mikrofon ; Implantierbarer Wandler ; Innenohrschwerhörigkeit ; Schwerhörigkeit ; CAI ; TICA ; Key words Piezoelectric transducer ; Implantable hearing aid ; Implantable microphone ; Implantable transducer ; Sensori-neural hearing loss ; Cochlea amplifier implant ; TICA
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Summary A microphone constructed for implantation in the posterior wall of the auditory canal and a piezoelectric transducer serving as the main components of an implantable hearing aid were temporally implanted in five patients during middle ear surgery under local anesthesia. The microphone was positioned beneath the skin of the auditory canal such that it completely covered the microphone membrane. The vibratory element of the transducer was coupled to the malleus in four patients with normal ossicular chains and directly to the stapes in one patient with missing incus. The microphone and transducer were electrically connected with an external battery-driven signal amplifier. Speech material and music were presented in the operation room at a sound level of 65 dB SPL under free-field conditions. The patients had to estimate the quality of speech, music, and their own voice as well as the effects of bone-conducting noises. All patients were able to hear with the system. An intraoperative talk without vision contact was possible without any problems, as was understanding of numerals („Freiburger Zahlentest”). Perception of music was judged as „clear and undistorted with all broadband component.” The estimation was also valid for one patient with a sensorineural hearing loss. One patient declared the music to be „a little of unnatural.” Bone-conducted sound was estimated as normal in two patients, better than without an implant in one patient with sensorineural hearing loss, and „somewhat metallic” in another patient. Hearing the own voice was considered „normal” in two cases „monotonous” in one case, and „a little bit roaring” in another case. An amplification factor that can be technically realized in an implantable hearing aid was necessary for one of the patients with sensorineural hearing loss to perceive music at a pleasant volume. On the basis of this study, essential requirements for the construction of a fully implantable hearing aid are fulfilled.
    Notes: Zusammenfassung Ein zur Implantation in die hintere Gehörgangswand vorgesehenes Mikrofon und ein piezoelektrischer Wandler als Hauptkomponenten eines implantierbaren Hörgeräts wurden bei fünf Patienten während Mittelohroperationen in Lokalanästhesie akut implantiert. Das Mikrofon wurde unter die Gehörgangshaut so positioniert, daß die Haut flach und bündig die Mikrofonmembran bedeckte. Bei vier Patienten mit intakter Ossikelkette wurde das schwingungsübertragende Wandlerelement an den Hammer angekoppelt, bei einem Patient mit Kettenunterbrechung direkt an den Steigbügel. Mikrofon und Wandler waren mit einem externen, batteriebetriebenen Signalverstärker verbunden. Im Operationssaal wurden genormtes Sprachmaterial und Musik unter Freifeldbedingungen bei einem Schallpegel von 65 dB SPL dargeboten. Die Patienten beurteilten die Übertragungsqualität von Sprache, Musik, der eigenen Stimme sowie von mechanischen Reibgeräuschen am Kopf. Alle Patienten konnten mit dem System hören. Ein intraoperatives Gespräch ohne Sichtkontakt war problemlos möglich, ebenso wurden Freiburger Zahlworte durchwegs richtig wiedergegeben. Die Musikdarbietung wurde als „reiner Klang”, „klar” und mit „ausgeprägten Höhen und Bässen” bezeichnet. Dies galt auch für einen Patienten mit deutlicher Innenohrschwerhörigkeit. Ein Patient gab die Musik als „etwas unnatürlich klingend” an. Körperschall wurde in 2 Fällen als normal, bei einem Patient mit Innenohrkomponente als besser als ohne Implantat empfunden sowie in einem Fall als „metallisch” klingend angegeben. Die Empfindung der eigenen Stimme wurde von 3 Patienten in einem Fall als normal, beim 2. als „monoton” und vom 3. Patienten als „leicht dröhnend” beschrieben. Bei dem Patient mit deutlicher Innenohrbeteiligung war für eine angenehme Lautstärke bei Musik ein Verstärkungsfaktor notwendig, der bei einem implantierbaren Hörgerät technisch möglich ist. Damit sind die wesentlichen Voraussetzungen geschaffen, mit den beiden getesteten Komponenten Mikrofon und Wandler ein vollständig implantierbares Hörgerät zu realisieren.
    Type of Medium: Electronic Resource
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  • 8
    ISSN: 1433-0458
    Keywords: Schlüsselwörter Implantierbares Hörgerät ; Schwerhörigkeit ; Gehörknöchelchen ; Tübinger Implantat ; Implantierbares Mikrophon ; Elektronisches Hörimplantat ; Koppelelemente ; TICA ; CAI ; Key words Implantable hearing aid ; Hearing loss ; Ossicular chain ; Tübingen implant ; Implantable microphone ; Ossicular connectors ; TICA ; CAI
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Summary Development and short-term implantation results of the Tübingen implantable hearing aid (TI=Tübingen implant) have been presented [12, 24, 25]. The TI is designed for patients with sensorineural hearing loss due to a malfunction of the cochlear amplifier. This can be identified by the presence of positive recruitment and the absence of TEOAE (transitory evoked otoacoustic emissions). The Tübingen implant functions in two ways: it allows electronic amplification of the auditory signal and electromechanical signal transduction into a micromechanical vibratory stimulus. There are two paths by which vibratory stimulus reaches the cochlea: (1) directly through a perforation in the stapes foot plate into the perilymph or (2) via the ossicular chain. Made of pure titanium, the casing of the helium-tight welded transducer includes the piezoelectric actuator. An implantable manipulator device is designed for transducer positioning and anchoring in the mastoid cavity [7, 9]. Usually, the transducer probe tip is directly coupled to the body of the incus. This functions without a special coupling device by utilization of an Erbium-YAG laser [8]. Special anatomical situations or the loss of incus and/or stapes suprastructure, however, requires coupling of the vibratory signal to other points of the ossicular chain or to the perilymph. A major problem, however, was an intraoperative, irreversible link between the titanium probe tip and coupling elements. To overcome this problem, the coupling elements were made of gold. A crimp technique was developed, allowing the surgeon to induce cold deformation of the gold. The cold deformation technique (crimp) results in an irreversible coupling between the titanium probe tip and the golden coupling element.
    Notes: Zusammenfassung Über Entwicklung und erste Akutimplantationen des aktiven Tübinger Hörimplantates bei Patienten mit Innenohrschwerhörigkeit wurde kürzlich berichtet [12, 24, 25]. Es ist für Innenohrschwerhörige mit Ausfall des cochleären Verstärkers in den äußeren Haarzellen des Innenohrs konzipiert, welches sich durch positives Recruitment und Ausfall der TEOAE (transitory evoked otoacoustic emissions) erkennen läßt. Das Implantat nimmt das Schallsignal mit seinem implantierbaren Mikrophon auf, verstärkt es und setzt es mit seinem piezoelektrischen Wandler in einen mikromechanischen Stimulus für die inneren Haarzellen um, welcher entweder direkt an die Perilymphe oder indirekt über die Gehörknöchelchen zum Innenohr übertragen wird. Das Wandlergehäuse ist aus Reintitan gefertigt (ASTM F67, Grade 2), heliumdicht verschweißt (MIL-STD-883D) und enthält ein schwingfähiges Piezoelement. Der Wandler wird mit einem speziell dafür entwickelten, implantierbaren Mikromanipulator räumlich fest in der Mastoidhöhle verankert [7, 9]. Der Mikromanipulator erlaubt nach seiner Verankerung auf dem Planum mastoideum mittels Titanknochenschrauben die Feinpositionierung der Koppelstange des Wandlers zum gewünschten Zielpunkt von Ossikelkette oder Vestibulum. Um den Stimulus zu übertragen, muß eine zuverlässige Ankopplung des Koppelstangenendes an Kette oder Perilymphe erreicht werden. Dazu dient die direkte Ankopplung der Koppelstange an den Amboßkörper, über die bereits berichtet wurde [8]. Dabei wird das Koppelstangenende in eine mit dem Ulmer Erbium-YAG-Laser nach Pfalz et al. erzeugte Vertiefung in den Amboßkörper eingeführt. Ist der Amboßkörper anatomisch schlecht erreichbar oder liegt ein Kettendefekt vor, dann ist – je nach Situation – eine Ankopplung an den langen Amboßfortsatz, den Stapeskopf oder durch eine Fußplattenperforation an die Perilymphe wünschenswert. Zur Ankopplung am langen Amboßfortsatz oder Steigbügelkopf muß das Koppelstangenende intraoperativ dauerhaft am Zielossikel fixiert werden. Für den langen Amboßfortsatz (Durchmesser ca. 0,8 mm) kommt ein einfaches Aufsetzen der Koppelstange (Durchmesser 0,5 mm) aufgrund der Abrutschgefahr nicht in Frage. Über die mechanische Langzeitstabilität einer möglichen Klebung mit Glasionomerzement bei permanenter vibratorischer Stimulation ist wenig bekannt [13]. In der vorliegenden Arbeit wurden für die Ankopplung an den langen Amboßfortsatz (bei intakter Kette), an das Stapesköpfchen (bei fehlendem Amboß) sowie an die Perilymphe (bei fehlendem Stapesüberbau) geeignete Koppelelemente aus vorhandenen passiven Mittelohrprothesen abgeleitet und im Felsenbein getestet. Im Tiermodell (Foxhound) und beim Menschen dient zum Befestigen am langen Amboßfortsatz eine anformbare Bandschlaufe ähnlich der Öse einer Stapesprothese. Die Ankopplung an den Stapeskopf erfolgt mit einem Goldglöckchen vergleichbar dem einer Bell-Prothese [18]. Die direkte Übertragung an die Perilymphe wird mit Hilfe einer modifizierten Piston-Prothese nach Plester durchgeführt, die durch eine Fußplattenperforation in das Vestibulum eintaucht. Die Koppelelemente werden aus Gold hergestellt und müssen intraoperativ irreversibel mit dem Titan der Wandlerkoppelstange verbunden werden. Technisch geschieht dies mittels speziellen Schweißverfahren, die der Otochirurg intraoperativ naturgemäß nicht verwenden kann. In der vorliegenden Arbeit wurde eine Crimptechnik entwickelt, mit deren Hilfe der Operateur im Mittelohr aufgrund der Kaltflußeigenschaften des Goldes eine Verankerung am Titan der Koppelstange erzeugen kann. Dadurch erreicht er einen irreversiblen Verbund zwischen dem Gold des Koppelelements und dem Titan des Wandlers.
    Type of Medium: Electronic Resource
    Location Call Number Limitation Availability
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  • 9
    ISSN: 1433-0458
    Keywords: Schlüsselwörter TICA ; CT ; Ohr ; Schwerhörigkeit ; Wandler ; Kochleaverstärker ; Implantierbares Mikrofon ; Implantierbares Hörgerät ; Key words Ear ; Hearing loss ; TICA ; Hearing aid ; Mechanical transducer ; X-ray ; CT ; Cochlea amplifier implant
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Summary Recently, the transducer and microphone of a cochlea amplifier implant (CAI) for the treatment of sensorineural cochlear hearing loss have been developed further for implantation into the mastoid cavity. At present, the University of Tuebingen implantable cochlea amplifier consists of an implantable microphone and an implantable piezoelectric transducer. It has been implanted into the first patients. Successful future application of this new implant depends on the suitable fit of the CAI within a patient’s mastoid cavity. Using conventional X-ray and CT scans, we analyzed 50 cadaver specimens of the temporal bone before total mastoidectomy. After total mastoidectomy, the volume of the mastoid cavity was measured using CT scans and water volume determination. Finally, the CAI was implanted into those temporal bones that were large enough to house it. Our results demonstrate that the degree of pneumatization in the conventional Schüller X-ray is already a good parameter for preoperative evaluation.
    Notes: Zusammenfassung Kürzlich wurden ein Mikrofon und ein Wandler eines intramastoidal implantierbaren Kochleaverstärkers (CAI) zur Hörrehabilitation bei cochleärer Schwerhörigkeit vorgestellt. Dieses System besteht aus einem implantierbaren Mikrofon und einem implantierbaren piezoelektrischen Wandler. Es wurde bei Patienten akut implantiert. Die für eine zukünftige Indikationsstellung wichtigen Fragen lauten: 1. ob die Mastoidhöhle eines jeweiligen Patienten ausreichend Platz für ein CAI bietet und 2. ob eine präoperative bildgebende Diagnostik prädiktive Parameter zur Implantationseignung liefern kann. An 50 menschlichen Felsenbeinen haben wir computertomografische (CT-)Aufnahmen und Röntgenaufnahmen nach Schüller durchgeführt und die Daten mit den Ergebnissen anschließender Probeimplantationen verglichen. Unsere Ergebnisse zeigen, daß der Grad der mittels Röntgenaufnahme nach Schüller ermittelten Pneumatisation der Warzenfortsatzzellen und der Zygomatikuszellen sowie die computertomographisch ermittelte Distanz zwischen Sinus sigmoideus und hinterer Gehörgangswand im CT wichtige Parameter zur präoperativen Beurteilung der Implantierbarkeit sind.
    Type of Medium: Electronic Resource
    Location Call Number Limitation Availability
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    ISSN: 1433-0458
    Keywords: Schlüsselwörter TICA ; Elektronisches Hörimplantat ; Implantierbares Mikrophon ; Schwerhörigkeit ; Key words TICA ; Implantable hearing aid ; Sensorineural hearing loss ; Auditory device ; Electromechanical transducer ; Ear
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Medicine
    Description / Table of Contents: Summary Prerequisite to implantation of a piezoelectrical transducer of an implantable hearing aid is a shape allowing its implantation into human mastoid and middle ear. To approach this problem, a consecutive series of six transducer prototypes was created in an iterative process. Their functional geometry was evaluated in 50 human temporal bones. A shape for a functioning transducer was found which will enable implantation in 78% of the cases examined (confidence interval: 61.5%–89.2%). It will allow simultaneous implantation of the transducer into the mastoid and microphone, which is situated transmastoidal in the posterior wall of the ear canal. Furthermore, the transducer may be coupled to the ossicular chain or the perilymph.
    Notes: Zusammenfassung Voraussetzung für die Implantation eines piezoelektrischen Wandlers eines implantierbaren Hörgeräts ist seine Gestaltung in einer für das menschliche Mastoid und Mittelohr topographisch adäquaten Form, die gleichzeitig eine Funktion des Wandlers erlaubt. Dazu wurden in einem iterativen Verfahren in einer konsekutiven Serie 6 Wandlerprototypen geschaffen und ihre funktionelle Geometrie jeweils in 50 menschlichen Felsenbeinen evaluiert. Es konnte eine Form für einen funktionsfährigen Wandler gefunden werden, die es in 78% der untersuchten Fälle (Konfidenzintervall: 61,5–89,2%) erlaubt, neben dem transmastoidal in die hintere Gehörgangswand eingesetzten Mikrophon den Wandler in das Mastoid zu implantieren und an die Gehörknöchelchenkette oder die Perilymphe vibratorisch anzukoppeln. Die in der vorliegenden Studie erarbeitete Form erlaubt 1. die intramastoidale Implantation, 2. die Ankopplung an Ossikelkette oder Perilymphe, 3. einen resonanzfreien Frequenzgang bis 10 kHz, 4. eine Zunahme der Ausgangsleistung oberhalb 1 kHz sowie 5. eine geringe elektrische Leistungsaufnahme des Wandlers.
    Type of Medium: Electronic Resource
    Location Call Number Limitation Availability
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