電極串置入耳蝸的過程-X光影片

想了解人工電子耳的電極串是如何放進耳蝸的嗎？
(電極串/電極束或稱為電極陣列，electrode array)

可參考這個MED-EL公司上傳的X光影片

從它可看到電極串慢慢鑽入耳蝸的過程

影片有從不同的角度拍攝

所以可感受到耳蝸是立體的螺旋狀

相關資訊：

奧地利MED-EL公司網站
植入內耳的電子耳X光照片(澳洲仿生研究所 Bionic Institute, 2017)

開頻一年半的吉他聲音

前幾天電子耳公司問到我是否曾接觸樂器
並鼓勵我重拾吉他

其實我大概開頻後不久曾摸過
但聲音非常混濁
就放棄了

今天試了一下吉他
距上次大概是一年左右
跟當時的混濁音已截然不同
有明顯進步
現在可分辨不同條絃之間有高低音的差異
希望接下來還會繼續進步

人工電子耳的麥克風

助聽器或電子耳的語言處理器都有麥克風
它是一種換能器(Transducer)
將聲能轉成電能

在演唱會、教會所使用的公共廣播系統(Public Address, PA)當中
常使用的麥克風種類有：

動圈式麥克風(Dynamic Microphone)
電容式麥克風(Condenser Microphone)

駐極體電容麥克風(Electret Condenser Microphone, ECM)是電容式麥克風的一種
廣泛地應用於助聽器中

隨著行動通訊時代來臨
微機電麥克風(MEMS Microphone, MEMS=Microelectromechanical Systems)也開始普及

根據維基百科，MEMS麥克風又稱為microphone chip/silicon microphone
有別於源自1960年代的ECM麥克風
MEMS麥克風是以更現代化的半導體技術所製造
擁有尺寸小、節能、抗干擾、易於表面貼裝(SMT, Surface Mount Technology)等優點

MEMS電容麥克風(MEMS Condenser Microphone, MCM)在助聽器市場將大有可為

根據Cochlear Nucleus 6 CP910/CP920處理器的規格
輸入的聲音頻率範圍只有從100Hz-8kHz(理想的人耳聽覺範圍是20Hz-20kHz)
大概是認為重度聽障者能聽到8kHz就很夠了

Cochlear的Dual Microphone Directionality這份文件則說明了
N6處理器包含了兩個全指向性麥克風(Omni-directional microphones)
可降低雜音

參考資料：

台灣維基
MEMS Microphones, the Future for Hearing Aids (簡體中文)
微機電麥克風技術簡介

電子耳使用者會遇到的麻煩 Cochlear Implant: Funny struggles

有一名叫做Casey的年輕電子耳使用者
製作了兩段幽默的短片放在網上(都有英文字幕)
讓更多人能了解到
電子耳使用者在生活中會遇到的「有趣小麻煩」

以下是第一段影片，共12個麻煩：

1. 下雨沒帶傘

2. 跟家人擁抱時磁鐵被碰到掉下來

3. 電子耳磁鐵被冰箱吸住

4. 在室外風大聽不見

5. 狗舔主人時會碰到

6. 可用磁鐵來判斷手上的金屬是鋁還是鐵

7. 帶帽子會卡到

8. 不容易把音源線接到處理器

9. 出遠門時忘了是否有帶電池充電器

10. 脫衣服時磁鐵從頭上掉下來

11. 梳頭髮時碰到磁鐵

12. 出門前要檢查有沒有帶電池

接下來是他所製作的第二部同主題的影片：

1. 怕鏟雪時流汗，所以就把電子耳拿下，結果就聽不到別人了

2. 語言處理器掉到地上，擔心摔壞

3. 跟人講話到一半時電池沒電

4. 側躺時卡卡的，需把處理器拿下來

5. 處理器拿下時被狗玩

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如果您的家人未來考慮要裝電子耳

這些是他/她可能會遇到的情形

若他/她是兒童

您將需要幫助他/她懂得如何照顧好電子耳

如果您的親友已經裝了電子耳

也許您已注意到影片中的一些情形

需要您對他/她在這些方面的包容

如果未來要裝或已經裝了電子耳的是您

真的要好好愛護它、避免故障、維持電力

希望您可以像這個年輕人一樣

用樂觀來面對「有趣的小麻煩」！！

聽覺原理與聽損原因

聽覺原理

因為想更了解聽覺原理
就找了些資料研究一下
試著弄清楚耳朵各部位的中英文名稱及功能：

耳(Ear) (維基百科 English 中文 )
The Auditory Periphery

外耳 (Outer Ear) (台灣Wiki)
耳殼或耳廓(ㄎㄨㄛˋ)(auricle/auricula/pinna)收集聲音(空氣分子的波動)
經過耳道/外耳道(ear canal/external auditory meatus/external acoustic meatus/EAM)
傳送到中耳

Diagram from Wikipedia by Lars Chittka; Axel Brockmann - Perception Space—The Final Frontier, A PLoS Biology Vol. 3, No. 4, e137 doi:10.1371/journal.pbio.0030137 (Fig. 1A/Large version), vectorised by Inductiveload, CC BY 2.5, Link

中耳(Middle Ear) (台灣Wiki)
耳膜或鼓膜(eardrum/tympanic membrane)會因為聲波而振動
耳膜後方的空間是鼓室(tympanic cavity/cavum tympani)是充滿空氣的空間(air-filled cavity)
裡面有由三塊聽小骨組成的聽骨鏈/三小聽骨(ossicles/auditory ossicles)

三小聽骨中，與耳膜連接的是槌骨(malleus/hammer)
槌骨與砧(ㄓㄣ)骨(incus/anvil)相連
砧骨再將振動傳導至鐙(ㄉㄥˋ)骨(stapes或stirrup)
其中鐙骨是人體中最小的骨頭
而鐙骨連接了耳蝸的卵圓窗(oval window)

以中文記憶聽骨名稱可用口訣：槌砧鐙

中文部首分別是：木、石、金
(可參考影片0:45起)

三小聽骨中間的砧骨猶如支點

將聲音以「槓桿原理」的「機械能」位移方式傳遞至耳蝸

聽骨受到兩種聽骨肌所控制

由於耳膜面積較卵圓窗大

聲波在中耳是從大面積到小面積的傳播

因此傳到耳蝸的能量也有集中和放大的效果

Photo from Wikipedia by Anatomist90 - Own work, CC BY-SA 3.0, Link

連接中耳與咽喉的管道稱為
歐氏管/耳咽管/聽管/咽鼓管(Eustachian tube/auditory tube/pharyngotympanic tube)

內耳(Inner Ear) (台灣Wiki)
內耳因結構複雜，又稱為耳迷路(labyrinth of the ear)
其中形狀長得很特別的器官，稱為骨迷路(bony labyrinth/osseous labyrinth/otic capsule)

骨迷路是由緻密骨質構成，分成三部分：
- 半規管(semicircular canals)/骨半規管(bony semicircular canals)
- 前庭(vestibule)
- 耳蝸(cochlea)

半規管及前庭和平衡有關，耳蝸則與聽覺相關

耳蝸裡面的構造很複雜
目前比較懂的部分如下

耳蝸裡面的液體會因聽骨的振動而流動
裡面的基底膜(basilar membrane)
其上有長出靜纖毛(stereocilia)的毛細胞(hair cell)/感覺細胞(sensory cell)
接觸於上方的覆膜(tectorial membrane)
當液體在耳蝸裡流動時
毛細胞會轉換成有電位變化的神經信號
透過連接在後面的聽覺神經/耳蝸神經(auditory/acoustic/cochlear nerve)傳送至大腦

毛細胞可分為：
內毛細胞(inner hair cell, IHC) - 主要負責將聲波轉換至聽神經訊號
外毛細胞(outer hair cell, OHC) - 聲音的放大控制

聽損原因

大多數人聽力下降

是由於耳蝸內的毛細胞受損
而形成感覺神經性聽損(Sensorineural hearing loss, SNHL) (維基百科 English 中文 )

更詳細的SNHL及其他種類的聽損原因
以後再整理

由於毛細胞無法修復
耳蝸中負責某段聲音頻率的毛細胞一但受損
聽神經便無法正常傳遞出應有的聽覺神經信號

大多數的聽力下降皆是由負責高音的耳蝸外圈(base底部)開始受損
逐漸向負責低音的耳蝸中心(apex頂部)的方向移動
因此大多的聽損通常是由高頻往中低頻下降

聽損程度較低時，助聽器可將較不敏銳的音頻放大
若毛細胞受損嚴重，則需要使用植入耳蝸的人工電子耳電極來刺激耳蝸神經

相關線上課程

2013年MIT OpenCourseWare(開放式課程) Sensory Systems
可汗學院Advanced Nervous System Physiology課程

相關資料

你聽到了嗎? 從生物物理角度探討神乎其技的耳蝸(清大電機系劉奕汶教授)
聽覺生理淺說
Eye Anatomy 眼睛構造名詞 (生醫工程學習筆記)