Д-р Грейм Кларк и първият многоканален кохлеарен имплант
Публикувано от Богдан Станциу на 24 ноември 2019 г. 24 ноември 2019 г.
Д-р Грейм Кларк (фотокредит Cochlear Australia)
Кларк е учил медицина в Университета в Сидни и е завършил УНГ хирургия в Кралския колеж на хирурзите в Лондон. През 1969 г. защитава докторска дисертация в Университета в Сидни с работата „Средно ухо и невронни механизми в слуха и управлението на глухотата“. завършва и магистърска степен по хирургия с дисертация „Принципи на структурната опора на носната и септалната хирургия“ („Принципите на структурната опора на носа и нейното приложение към носната и септалната хирургия“).
В докторската си дисертация д-р Кларк изучава превръщането на слуховите сигнали в електрическа стимулация на слуховия нерв.
Той предположи, че слухът, особено на обичайните разговорни честоти (човешкият глас обхваща спектъра 500-3000 Hz, след много обща класификация), може да бъде възпроизведен при глухи хора, ако увреденото или недоразвитото ухо бъде "заобиколено", и слуховият нерв би бил електрически стимулиран да възпроизвежда "кодирането" на звука. По време на проучвания в Университета в Сидни лекарят изследва ефекта от промяната на скоростта на електрическа стимулация върху клетките и групите клетки, участващи в формирането на слуховия отговор на мозъчния ствол, където първоначално се декодира честотната дискриминация.
"data-medium-file =" https://i1.wp.com/darulsunetului.ro/wp-content/uploads/2019/11/Slide14-1.jpg?fit=300%2C225 "data-large-file = "https://i1.wp.com/darulsunetului.ro/wp-content/uploads/2019/11/Slide14-1.jpg?fit=750%2C563" loading = "lazy" alt = " width = "750 "height =" 563 "srcset =" https://i1.wp.com/darulsunetului.ro/wp-content/uploads/2019/11/Slide14-1.jpg?w=960 960w, https: // i1. wp.com/darulsunetului.ro/wp-content/uploads/2019/11/Slide14-1.jpg?resize=300%2C225 300w, https://i1.wp.com/darulsunetului.ro/wp-content/uploads /2019/11/Slide14-1.jpg?resize=768%2C576 768w "sizes =" (max-width: 750px) 100vw, 750px "data-reccal-dims =" 1 "/>
Чрез локално кодиране вътрешното ухо филтрира честотите: високите стимулират основата на кохлеята, а ниските - нейния връх (край). Различните региони са пространствено свързани със съответните центрове в мозъка. С други думи, можем да разпознаем тона на звука според това къде се извършва стимулацията в мозъка (снимка Graeme Clark Foundation).
Изследванията на Кларк показват, че пакет от електроди с "постепенна скованост" може да проникне в кохлеята (вътрешното ухо) в областта, отговорна за гласовите честоти, без да причинява щети. Ако дотогава му е било трудно да намери начин да вкара електроди в кохлеята, без да причини щети, д-р Кларк е имал „откровение“ по време на плажна ваканция; той концептуализира бъдещи операции, използвайки черупка от охлюви и остриета от трева (гъвкави на върха, постепенно увеличаващи твърдостта), за да представят кохлеята и електродите.
Според изследователя електродите трябва да са „свободни“, за да бъдат фиксирани, а жиците трябва да завършват с периферни ленти, за да се намали триенето с външната стена на ушната мида и по този начин да се улесни вмъкването. Лентите трябва да са достатъчно широки, за да намалят плътността на електрическия заряд, за безопасност, но и достатъчно тесни за локализирана стимулация на нервните влакна. За да реши проблемите с безопасността на устройството, Кларк извърши експерименти, за да покаже, че рискът от менингит, дължащ се на инфекция на средното ухо, ако обвивка от влакнеста тъкан расте около снопа от електроди, е минимален. "Обвивката" е разработена от тъканна присадка, която е поставена около електрода, където влиза в кохлеята.
Първият слухов имплант в историята е изобретен и разработен от д-р Уилям Ф. Хаус, за когото написах няколко думи тук. Устройството на Хаус обаче имаше конфигурация с един електрод в сравнение с многоелектродното устройство, разработено от Кларк.
Заедно със своя докторант Ит Чоу Тонг, Кларк успява да покаже, че въпреки че електрическата стимулация на слуховия нерв води до „гърло“ на информация между звука и мозъка, част от гласовата информация може да бъде предадена чрез промяна на скоростта. и мястото на приложение на стимула. Въпросът беше, каква информация трябва да се предава през това „гърло“ по такъв начин, че да се получи разбиране на речта? На този въпрос може да се отговори само чрез тестване на устройството върху хора.
Първата операция по имплантиране с това многоканално устройство е извършена в Кралската викторианска болница за очи и уши на университета в Мелбърн през 1978 г. от самия Кларк и д-р Брайън Пайман. Пациентът се казваше Род Сондърс, тогава 46-годишен. По-малко от година по-късно последва втори пациент, Джордж Уотсън, австралийски ветеран от Втората световна война, който загуби слуха си след взрив на бомба 17 години по-рано.
"data-medium-file =" https://i0.wp.com/darulsunetului.ro/wp-content/uploads/2012/03/prof-graeme-clark-implant-cohlear-nucleus.jpg?fit=300% 2C197 "data-large-file =" https://i0.wp.com/darulsunetului.ro/wp-content/uploads/2012/03/prof-graeme-clark-implant-cohlear-nucleus.jpg?fit=750 % 2C492 "loading =" lazy "alt =" "width =" 750 "height =" 492 "srcset =" https://i0.wp.com/darulsunetului.ro/wp-content/uploads/2012/03/prof -graeme-clark-implant-cohlear-nucleus.jpg? w = 1024 1024w, https://i0.wp.com/darulsunetului.ro/wp-content/uploads/2012/03/prof-graeme-clark-implant- cohlear-nucleus.jpg? w = 300 300w, https://i0.wp.com/darulsunetului.ro/wp-content/uploads/2012/03/prof-graeme-clark-implant-cohlear-nucleus.jpg?w = 768 768w, https://i0.wp.com/darulsunetului.ro/wp-content/uploads/2012/03/prof-graeme-clark-implant-cohlear-nucleus.jpg?w=624 624w "размер =" (максимална ширина: 750px) 100vw, 750px "data-reccal-dims =" 1 "/>
Проф. Грейм Кларк и неговото изобретение
През декември 1978 г. при първия тест имплантираният пациент успя да идентифицира правилно няколко думи, произнесени от аудиолога на Кларк. По този начин лекарят демонстрира, че стратегията му за кодиране на речта работи и че слуховата памет може да се запази в продължение на много години, след като човекът стане глух.
През 1982 г. Кларк поиска от Американската администрация по храните и лекарствата (FDA) да наблюдава първоначалните му клинични изпитвания, съгласно обичайния медицински протокол в Австралия. През 1985 г., след световно проучване, FDA одобрява използването на многоканална кохлеарна имплантация при възрастни пациенти с постлингвална глухота.
От 1985 до 1990 г. Кларк и неговият екип от кохлеарни импланти в УНГ болница в Мелбърн, потвърдени по-късно от други клиники по света, установяват, че до 60% от децата, имплантирани с решението, разработено от австралийски изследователи, са били в състояние да разберат значителен брой думи и изречения само чрез електрическа стимулация, без визуална помощ.
В резултат на това през 1990 г. FDA обяви, че 22-каналният кохлеарен имплант е достатъчно безопасен за генетично глухи деца от двегодишна възраст, но и достатъчно ефективен, за да разбират речта, и двете с четене на устните. както и без.
По този начин патентът на Кларк стана първата система, одобрена от всеки глобален здравен регулатор, в полза на възрастни с постлингвална глухота, но също и на деца с генетична глухота. И до днес неговото творение е все още единственият функционален и ефективен сензорен интерфейс с мозъка.
Изследовател, основател, но и ... частен предприемач
Грейм Кларк направи голяма част от своите изследвания от новаторска позиция в кохлеарните импланти, както и д-р Хаус. И като него, когато започва изследванията си през 1967 г., Кларк среща значителна опозиция от медицинската и научната общност. През 60-те години на миналия век научният консенсус беше, че директното стимулиране на слуховия нерв за създаване на възприятие на речта не е възможно. Което означава, че д-р Кларк е имал много малко пари за своите изследвания, което е било изключително важно. Първоначално той финансира екипа си чрез публични обаждания на Теле-Дон, с любезното съдействие на собственика на австралийската телевизия.
След първата операция, която вече има впечатляващи резултати, Грейм Кларк се погрижи да намери правителствена и филантропска подкрепа за индустриалното развитие на решението за изслушване. Той е получил финансиране и безвъзмездни средства от Националния съвет по здравеопазване и медицински изследвания, Австралийския съвет за научни изследвания, Националните здравни институти на САЩ и Кооперативния изследователски център.
За да направи работата си известна, Кларк организира три световни конвенции, говори на множество международни срещи и организира работни срещи за обучение на други лекари и терапевти за използването на импланта.
Доказвайки дългосрочна визия, той работи в тясно сътрудничество с индустрията, за да гарантира, че производството на устройството става икономически жизнеспособно. Това сътрудничество беше материализирано от Cochlear Limited, компанията, която днес е световен лидер в производството на имплантируеми слухови решения, с пазарен дял от почти 3/4. Основният му търговски продукт, Nucleus, е прекият потомък на кохлеарния имплант, разработен от екипа на д-р Кларк през 70-те години.
През 1984 г. Г. Кларк създава Bionic Ear Institute като независим изследователски център за подобряване на устройството, което за първи път е създадено и имплантирано през 1978 г. и е негов директор до 2005 г., когато се пенсионира.
Още от началото на 2000-те години институтът работи по проекти, които надвишават слуховите технологии и през 2005 и 2007 г. получават значителни филантропични помощи на обща стойност 1,5 милиона щатски долара за провеждане на бионично проучване на концепцията за очите. . Успехът на това проучване донесе 42 милиона долара финансиране от Австралийския изследователски съвет в полза на консорциума Bionic Vision Australia, който беше натоварен с разработването на два прототипа на бионични очи.
През юни 2011 г. Институтът по бионика е преименуван на Институт по бионика, за да отрази разширяването на спектъра от интереси на центъра, който сега включва, освен продължаваща дейност в областта на слуха, изследвания в областта на дълбоката мозъчна стимулация и бионичното зрение.
"data-medium-file =" https://i2.wp.com/darulsunetului.ro/wp-content/uploads/2018/01/graeme-clark_resize.jpg?fit=197%2C300 "data-large-file = "https://i2.wp.com/darulsunetului.ro/wp-content/uploads/2018/01/graeme-clark_resize.jpg?fit=655%2C1000" loading = "lazy" alt = "Dr. Грейм Кларк (фотокредит Cochlear Australia) "width =" 655 "height =" 1000 "srcset =" https://i2.wp.com/darulsunetului.ro/wp-content/uploads/2018/01/graeme-clark_resize.jpg ? w = 655 655w, https://i2.wp.com/darulsunetului.ro/wp-content/uploads/2018/01/graeme-clark_resize.jpg?resize=197%2C300 197w, https: //i2.wp .com/darulsunetului.ro/wp-content/uploads/2018/01/graeme-clark_resize.jpg? resize = 230% 2C350 230w "sizes =" (max-width: 655px) 100vw, 655px "data-recc-dims = "1" />
Д-р Грейм Кларк (фотокредит Cochlear Australia)