 |
Российские ученые создали новую конструкцию слуховых имплантатов, минимизирующую потерю звука
Потеря слуха сегодня считается одним из распространенных нарушений здоровья. Ученые Пермского Политеха и ПГМУ им. академика Е.А. Вагнера разработали новую конструкцию крепления для слуховых имплантатов. Она позволит создавать слуховые аппараты с учетом индивидуальных особенностей пациентов и снизит искажения на 17%.
Статья опубликована в журнале «Вестник ПГТУ. Радиотехнические и инфокоммуникационные системы».
Потеря слуха — одна из самых распространенных сенсорных патологий в мире. Согласно статистике Всемирной организации здравоохранения, 430 миллионов человек в мире сегодня страдают от таких нарушений и нуждаются в реабилитационной помощи. К таким заболеваниям относятся отит (инфекционное воспаление уха), отосклероз (разрастание костной ткани, блокирующее звук) и сенсоневральная тугоухость (поражение слухового нерва из-за шума или возраста).
Сегодня медицина предлагает несколько путей помощи людям с такими нарушениями. Один из них — обычные слуховые аппараты. Они улавливают звук из воздуха, усиливают его и направляют в ухо. Такие приборы помогают при легких и средних нарушениях слуха. Для тяжелых случаев существуют кохлеарные импланты. Это сложные электронные устройства, вживляемые в височную кость, которые напрямую стимулируют слуховой нерв, минуя поврежденные участки.
Существуют также слуховые аппараты костного звукопроведения. Они передают звук не через воздух, а через кости черепа. Такие аппараты незаменимы для людей, которые родились без слухового прохода, перенесли травмы или операции. Их также используют в составе бионических ушных протезов.
Однако эффективность таких аппаратов зависит от того, как именно они крепятся к кости. Раньше при проектировании врачи использовали в основном металлические переходники с шарообразными наконечниками — детали, которые соединяют наружную часть аппарата с имплантатом в черепе. Однако со временем металл изнашивался, а крепление становилось менее надежным. Кроме того, такие переходники делают типовыми, хотя у всех пациентов разная толщина кости и индивидуальное строение головы.
Другая проблема заключается в том, что шарообразная форма наконечника крепления обеспечивает лишь точечное соприкосновение с имплантатом. Это значит, что вибратор — часть аппарата, которая создает колебания для передачи звука — касается кости не всей поверхностью, а только в одной точке. В результате часть энергии рассеивается, появляются посторонние шумы и искажения, а звук доходит до внутреннего уха ослабленным и нечетким.
Ученые Пермского Политеха, ПГМУ им. академика Е.А. Вагнера и Российского университета медицины разработали новую конструкцию крепления для слуховых аппаратов костного звукопроведения. Она учитывает индивидуальные особенности каждого пациента и обеспечивает более плотное и надежное соединение.
Для проектирования новой конструкции ученые проанализировали особенности работы существующих моделей. Они выяснили, что само расположение имплантата в кости не оказывает значительного влияния на показатели — хирург может выбрать практически любое подходящее место, и на качестве звука это почти не скажется. Но если крепление неплотное или установлено неровно, он становится нечистым, поэтому ученые предложили другой способ фиксации.
Новая конструкция включает несколько элементов. Первый — титановый имплант, который хирург вкручивает в височную кость. Этот материал выбран специально, поскольку обладает свойством остеоинтеграции, то есть со временем ткань врастает в него, и протез становится единым целым с черепом.
Второй элемент — переходник. Главное отличие от старых конструкций в том, что в новой разработке вместо шарообразного наконечника исследователи сделали плоскую контактную площадку, поэтому теперь вибратор прилегает к имплантату всей поверхностью.
Кроме того, ученые добавили новый элемент — полимерное кольцо, которое гасит лишние вибрации, создающие искажения и мешающие чистоте звука. Оно делает соединение между переходником и протезом более плотным и упругим, но при этом снижает трение между металлическими деталями. Наличие в слуховом аппарате полимерного кольца позволяет продлить срок службы и сохраняет надежность аппарата годами.
Ученые также разработали программу, которая позволит моделировать переходники индивидуально для каждого человека. На этапе подготовки к операции врач сможет ввести в нее данные пациента: толщину кости, особенности строения черепа, нужную высоту и форму крепления. Инструмент автоматически построит трехмерную модель идеально подходящего переходника.
Важно, что раньше этот элемент вырезали из цельного куска металла на станке. Это было дорого из‑за большого расхода материала и необходимости делать отдельную оснастку для каждой модели. Ученые предложили использовать 3D‑печать титановым порошком. Благодаря этому материал будет расходоваться только там, где нужно, и индивидуальные переходники можно будет изготавливать быстрее и с меньшими затратами, чем раньше.
— Для проверки эффективности новой разработки мы провели эксперименты и сравнили две системы: старую — с шарообразным металлическим креплением, и новую — с плоской вибропроводящей платформой и полимерным кольцом. Мы измеряли, как эти системы передают звук на разных частотах, которые способен слышать человек. Особое внимание уделили средним показателям (от 500 до 2000 герц), поскольку именно в этом диапазоне мы воспринимаем речь. По результатам эксперимента были составлены графики, которые наглядно показывают, на каких частотах колебания проходят хорошо, а где проваливаются, — отметил Сергей Сторожев, кандидат технических наук, доцент кафедры «Автоматика и телемеханика» ПНИПУ.
В результате новая конструкция лучше передавала звук на всех частотах, где раньше он мог быть неестественным и сопровождаться шумом. Общее искажение сигнала снизилось более чем на 17% по сравнению с ранее известными решениями.
Прежде всего, предложенная конструкция позволяет добиться более качественного звука — он становится чистым, без искажений, а речь разборчивой даже в сложных условиях. Кроме того, она дает хирургам больше свободы и возможностей при проведении операции. Теперь же можно использовать практически любой подходящий участок височной кости, и качество звука от этого не пострадает.
В ближайшее время ученые планируют оценить, насколько стабильно система будет работать через несколько лет использования, а также продолжить работу над внедрением индивидуальных решений в клиническую практику.
Контактное лицо: Макарова Татьяна Андреевна (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 22:04, 17.03.2026
Количество просмотров: 31
Страна: Россия
| Ученый Пермского Политеха рассказал об изменениях в правилах для водителей, ПНИПУ, 21:48, 16.03.2026, Россия |
124 |
| С 1 марта 2026 года в России вступают в силу законодательные изменения, которые коснутся всех автовладельцев. Нововведения затронут цифровизацию электронных паспортов и усиление ответственности за нарушение ПДД. Ученый Пермского Политеха рассказал, какие изменения ждут водителей, как они повлияют на бюджет и авторынок, и что делать, чтобы избежать лишних расходов. |
|
| Ученые Пермского Политеха рассказали 10 неочевидных фактов про сон, ПНИПУ, 21:18, 16.03.2026, Россия |
28 |
| 13 марта отмечается Всемирный день сна. Ученые ПНИПУ рассказали, сколько плод спит в беременность, почему дети не видят себя во сне, как головной мозг избавляется от токсичных белков, зачем нам негативные сновидения, как нехватка сна приводит к диабету и какие психологические установки порождают бессонницу. |
|
| Ученая Пермского Политеха развеяла миф о вреде зимне-весенних овощей, ПНИПУ, 21:15, 16.03.2026, Россия |
21 |
| Существует миф, что зимне-весенние овощи содержат большое количество пестицидов и нитратов. Ученая Пермского Политеха разбирает популярный миф о зимне-весенних овощах, в чем их отличие от сезонных, как меняется количество витаминов в плодах и какие лучше всего употреблять для поддержания иммунитета. |
|
| Ученая Пермского Политеха поделилась 10 полезными фактами про почки, ПНИПУ, 21:55, 12.03.2026, Россия |
383 |
| 12 марта отмечается Всемирный день почки. Ученая ПНИПУ рассказала, когда формируются почки у ребенка, как работают, почему влияют на давление, мозг и витамин D, как часто их пересаживают, у кого выше риск образования камней, полезно ли есть арбуз и где разрабатывают искусственную почку. |
|
| Пермские ученые объяснили, почему на спутнике Сатурна бьют гейзеры, а на других — нет, ПНИПУ, 21:54, 12.03.2026, Россия |
383 |
| Европа, Энцелад и Титан — ледяные спутники Юпитера и Сатурна с подледными океанами. Только Энцелад выбрасывает воду в космос через гейзеры. Почему при сходном строении остальные спутники скрыты подо льдом, выяснили ученые Пермского Политеха и УрО РАН, создав математическую модель, которая объяснила этот феномен. |
|
|
|
