نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

• حامد ساجدی ¹
• سید احمد معتمدی ²
• سید محمد فیروزآبادی ³

¹ دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده برق، مرکز تحقیقات الکترونیک

² دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده برق

³ دانشگاه تربیت مدرس، گروه فیزیک پزشکی

چکیده

تحریک فیبرهای عصبی شنوایی با اعمال جریان الکتریکی توسط الکترودهای کاشته شده، اساس کار سیستم کاشت حلزونی است. انتشار جریان الکتریکی در هادی حجمی حلزونی، باعث گسترش پتانسیل الکتریکی و تحریک ناحیه وسیع تری می شود. این گسترش، از ظرافت و دقت تحریک می کاهد و امکان بررسی یک ناحیه خاص را در تستهای بالینی تحریک و ثبت پاسخ عصبی کاهش می دهد و در تحریک به منظور ایجاد شنوایی، با افزایش تداخل بین کانالها، ظرافت بازنمایی فرکانسی سیگنال صوتی را کاهش می دهد. در تحریک انتخابگر، هدف اصلی، کاهش گسترش عرضی ناحیه تحریک است به گونه ای که افزایش جریان الکتریکی با هدف تحریک تعداد بیشتری فیبر عصبی در مقابل الکترود، منجر به گسترش عرضی ناحیه تحریک نشود. در روشهای متداول تحریک چندالکترودی، با اعمال همزمان جریان مهاری به الکترودهای کناری با علامت معکوس، جریان الکترود مرکزی، الگوی توزیع پتانسیل شکل دهی می شود. اشکال این روش، نیاز آن به تحریک همزمان است که در سیستمهای موجود کاشت حلزونی، این امکان به لحاظ تجهیزاتی فراهم نیست. در این مقاله، روش جدیدتری بر اساس تحریک چندالکترودی غیرهمزمان ارائه شده است که در آن با اعمال پیش پالس مهاری توسط الکترودهای کناری، شرایط اولیه و آستانه تحریک برای جریان تحریک الکترود اصلی تغییر می کند و با افزایش آستانه در محور عرضی، گسترش ناحیه تحریک محدود می شود. نتایج حاصل از شبیه سازی های انجام شده روی مدل فیبر عصبی نشان می دهد این روش ضمن رفع مشکل تحریک همزمان، در کنترل ناحیه تحریک، کارآیی قابل توجهی به لحاظ کیفی و کمّی در مقایسه با روش تحریک چند قطبی داراست.

کلیدواژه‌ها

• تحریک الکتریکی
• کاشت حلزونی
• پاسخ فیبر عصبی شنوایی
• تحریک انتخابگر
• تحریک چند الکترودی

عنوان مقاله [English]

A New Method For Selective Stimulation In Cochlear Implant Using Non-Simultaneous Multi Electrode Stimulation

نویسندگان [English]

• Hamed Sajedi ¹
• Seyed Ahmad Motamedi ²
• Seyed Mohammad Firouzabadi ³

¹ Electrical Engineering Department, AmirKabir University of Technology

² Electrical Engineering Department, AmirKabir University of Technology

³ Medical Science Department, Tarbiat Modarres University

چکیده [English]

Auditory nerve fibers stimulating using electrical current with implanted electrodes are the basis of cochlear implant system. Therefore, expansion of current spread in volume conductor will change the electrical potential in a larger region. This expansion causes larger region stimulation and decreases the accuracy and resolution of the stimulation in both the possibility of investigation of a particular region at Neural Response Telemetry (NRT) tests and also in hearing stimulation. Therefore, narrowing the width of stimulated region is the main goal in the selective stimulation. The conventional multi polar stimulation methods use lateral inhibitory electrode to form the spatial pattern of the electrical potential distribution for narrowing the stimulated region, but it needs to simultaneous stimulation of the electrodes, which is not available in implanted systems. In this paper, a new non-simultaneous multi-electrode stimulation method has been presented, which is based on applying the inhibitory pre-pulses by lateral electrodes. Inhibitory effect of the lateral electrodes pulses changes the initial conditions of the fibers and their thresholds. The results of simulations show that this method will solve the problem of simultaneous stimulation in conventional tri-polar stimulation methods and also is effective at controlling of stimulation area, comparing with tri-polar stimulation area, qualitatively and quantitatively.

کلیدواژه‌ها [English]

• electrical stimulation
• Multi Electrode Stimulation
• Auditory Nerve Response
• Cochlear Implant
• Selective Stimulation