Отправить статью по E-mail 
Опубликовать комментарии Доклиническое изучение акустической эффективности бионического уха
- Авторы: Арутюнов С.Д.1, Южаков А.А.2, Безукладников И.И.2, Асташина Н.Б.3, Еловиков А.М.3, Байдаров А.А.2,3, Майоров П.В.2
-
Учреждения:
- Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова
- Пермский национальный исследовательский политехнический университет
- Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера
- Выпуск: Том 39, № 3 (2022)
- Страницы: 143-153
- Раздел: Биология и экспериментальная медицина
- URL: https://journal-vniispk.ru/PMJ/article/view/109375
- DOI: https://doi.org/10.17816/pmj393143-153
- ID: 109375
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Цель. Изучение основных акустических свойств разработанного прототипа бионического уха, подтверждающих его функциональную эффективность.
Материалы и методы. Измерение акустических свойств бионического уха осуществляли методом Random Phase MultiSine signal на испытательном стенде, имитирующем систему «имплант – излучатель – костная ткань – внутреннее ухо». Полученная импульсная характеристика преобразовывалась в искомые амплитудно-частотные характеристики и групповой задержки. Эксперименты производились для уровня сигнала -6dB, по 10 раз для каждого из использованных методов.
Результаты. Микротия – это врожденное недоразвитие ушной раковины или ее полное отсутствие (анотия), зачастую сопровождается снижением или полной потерей слуха. Одним из способов реабилитации пациентов данной категории является использование аппаратов, обеспечивающих костную проводимость звука (Bone Anchored Hearing Aid), которые позволяют компенсировать функциональный компонент, но не восстанавливают эстетику лица. Рассматриваются основные акустические свойства разработанного нами ранее прототипа бионического уха с целью подтверждения его функциональной эффективности для клинического применения. Проведенный анализ акустических характеристик системы в комплектации бионического уха показал достаточную равномерность амплитудно-частотных характеристик в расширенном голосовом диапазоне частот (от 100 до 10 000 Гц). В ходе экспериментальных исследований выявлено, что продолжительность эксплуатации прототипа бионического уха до полного разряда аккумулятора при мощности воспроизведения, соответствующей 25 %, составляет 10 ч 26 мин, при мощности 50 % –10 ч 5 мин, а при мощности 75 % – 9 ч 48 мин.
Таким образом, на основании полученных в ходе испытаний акустических характеристик вибрационного излучателя определена возможность клинической апробации бионического протеза уха.
Выводы. Определены основные амплитудно-частотные характеристики вибрационного излучателя, подтверждающие успешность доклинических исследований и возможность клинической апробации бионического уха.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
С. Д. Арутюнов
Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова
Email: sd.arutyunov@mail.ru
заведующий кафедрой пропедевтики стоматологических заболеваний, доктор медицинских наук, профессор
Россия, МоскваА. А. Южаков
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Email: sd.arutyunov@mail.ru
заведующий кафедрой «Автоматика и телемеханика», доктор технических наук, профессор
Россия, ПермьИ. И. Безукладников
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Email: sd.arutyunov@mail.ru
доцент кафедры автоматики и телемеханики, кандидат технических наук
Россия, ПермьН. Б. Асташина
Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера
Email: sd.arutyunov@mail.ru
заведующая кафедрой ортопедической стоматологии, доктор медицинских наук, доцент
Россия, ПермьА. М. Еловиков
Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера
Email: sd.arutyunov@mail.ru
заведующий кафедрой оториноларингологии, доктор медицинских наук, доцент
Россия, ПермьА. А. Байдаров
Пермский национальный исследовательский политехнический университет; Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера
Email: sd.arutyunov@mail.ru
проректор по информационным технологиям и инновационному развитию, заведующий кафедрой медицинской информатики и управлением медицинскими системами, кандидат технических наук, доцент кафедры автоматики и телемеханики, кандидат технических наук
Россия, Пермь; ПермьП. В. Майоров
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: sd.arutyunov@mail.ru
аспирант кафедры автоматики и телемеханики, кандидат технических наук
Россия, ПермьСписок литературы
- Luquetti D.V., Leoncini E., Mastroiacovo P. Microtia-anotia: a global review of prevalence rates. Birth. Defects. Res. A Clin. Mol. Teratol. 2011; 9: 813–822.
- Kösling S., Omenzetter M., Bartel-Friedrich S. Congenital malformations of the external and middle ear. Eur. J. Radiol. 2009; 2: 269–279.
- Park E., Lee G., Jung H.H., Im G.J. Analysis of Inner Ear Anomalies in Unilateral Congenital Aural Atresia Combined With Microtia. Clin. Exp. Otorhinolaryngol. 2019; 2: 176–180.
- Zhang T.Y., Bulstrode N., Chang K.W., Cho Y.S., Frenzel H., Jiang D., Kesser B.W., Siegert R., Triglia J.M. International Consensus Recommendations on Microtia, Aural Atresia and Functional Ear Reconstruction. J. Int. Adv. Otol. 2019; 2: 204–208.
- Bhavana K. Our Experience of Treating Wide Spectrum of External Ear Canal Atresia of Different Etiologies in Pediatric Patients. Indian. J. Otolaryngol. Head Neck Surg. 2017; 3: 363–369.
- Chang S., Zhang Q. International Consensus Recommendations on Microtia, Aural Atresia and Functional Ear Reconstruction. J. Int. Adv. Otol. 2019; 3: 472–473.
- Colletti V., MiorelliV., OrsiA., Sacchetto L., Carner M. Deafness and the bionic ear. Artif. Cells. Blood. Substit. Immobil. Biotechnol. 2003; 2: 139–143.
- Al-Qahtani K., Aleisa M., Albader A., Brousseau V. J., Lessard M., Schloss M., Islam T. External auditory canal atresia: Surgical correction compared with bone anchored hearing device. J. Taibah Univ. Medical Sci. 2014; 4: 307–310.
- Casanova M.J., Ferraz S.M., Coutinho M.B., Magalhães A., e Sousa C.A. Hearing rehabilitation with osseointegrated hearing implant in bilateral congenital external auditory canal atresia. Acta Otorrinolaringol. Esp. 2021; 5: 288–294.
- Lippmann E., Pritchett C., Ittner C., Hoff S.R. Transcutaneous Osseoin-tegrated Implants for Pediatric Patients With Aural Atresia. JAMA Otolaryngol. Head Neck. Surg. 2018; 8: 704–709.
- Ruhl D.S., Kesser B.W. Atresiaplasty in Congenital Aural Atresia: What the Facial Plastic Surgeon Needs to Know. Facial Plast. Surg. Clin. North Am. 2018; 1: 87–96.
- Johns A.L., Lucash R.E., Im D.D., Lewin S.L. Pre and post-operative psychological functioning in younger and older children with microtia. J. Plast. Reconstr. Aesthet. Surg. 2015; 4: 492–497.
- Arutyunov S., Polyakov D., Muslov S., Kharazyan A., StepanovA., Astashina N. Study of the Quality of Life of Patients Using the QL PAER Specific Questionnaire After Prosthetic Auricular Reconstruction. Clinical Dentistry (Russia) 2021; 1: 160–164.
- Arutyunov A.S., Kitsul I.S., Arytyunov S.D., Makarevich A.A. The methodological basis of studying quality of life of patients with maxillofacial defects. Russian Journal of Dentistry 2009; 3: 51–54.
- Jung Y.H., Park B., Kim J.U., Kim T.I. Bioinspired Electronics for Artificial Sensory Systems. Adv. Mater. 2019; 34: e1803637.
- Mannoor M.S., Jiang Z., James T., Kong Y.L., Malatesta K.A., Soboyejo W.O., Verma N., Gracias D.H., McAlpine M.C. 3D printed bionic ears. Nano Lett. 2013; 6: 2634–2639.
- Zaszczyńska A., Moczulska-Heljak M., Gradys A., Sajkiewicz P. Advances in 3D Printing for Tissue Engineering. Materials 2021; 14: 3149.
- Арутюнов С.Д., Степанов А.Г., Арутюнов А.С., Асташина Н.Б., Южаков А.А., Еловиков А.М. Бионический протез уха. Патент РФ на изобретение, № 2729723. М. 2020.
- Arutyunov S.D., Astashina N.B., Bajdarov A.A., Gurko V.A., Mayorov P.V., Freyman V.I., Yuzhakov A.A. Development and research of a wireless control system for device “Bionic ear”. Radio Electronics, Computer Science, Control. 2020; 3: 194–207.
- Muslov S.A., Polyakov D.I., Lotkov A.I., Stepanov A.G., Arutyunov S.D. Measurement and Calculation of Mechanical Properties of Silicone Rubber. Russ. Phys. J. 2021; 9: 1525–1529.
- Polyakov D.I., Tsarev V.N., Ippolitov E.V., Muslov S.A., Kharakh Y.N., Arutyunov S.D. Clinical and microbiological aspects of the auricle prosthetic reconstruction. Parodontologiya 2021; 4: 327–333.
- Unkovsky A.S., Deev M.S., Arutyunov S.D., Lebedenko I.Yu. CAD/CAM technology in the dental ectoprosthetics. Russian Journal of Dentistry 2012; 6: 45–48.
- Tarrazó-Serrano D., Castiñeira-Ibáñez S., Sánchez-Aparisi E., Uris A., Rubio C. MRI Compatible Planar Material Acoustic Lenses. Appl. Sci. 2018; 8: 2634.
- Pichardo S., Sin V.W., Hynynen K. Multi-frequency characterization of the speed of sound and attenuation coefficient for longitudinal transmission of freshly excised human skulls. Phys. Med. Biol. 2011; 1: 219–250.
- Gilmore J.N. Design for everyone: Apple AirPods and the mediation of accessibility. Crit. Stud. Media Commun. 2019; 5: 482–494.
Дополнительные файлы
