Доктор Грем Кларк та перший багатоканальний кохлеарний імплантат
Опублікував Богдан Станцію 24 листопада 2019 р. 24 листопада 2019 р
Доктор Грем Кларк (фотокредит Cochlear Australia)
Кларк вивчав медицину в Університеті Сіднея і спеціалізувався на ЛОР-хірургії в Королівському коледжі хірургів у Лондоні. У 1969 р. Захистив докторську дисертацію в Університеті Сіднея з працею «Середнє вухо та нейронні механізми в управлінні слухом та глухотою». Одночасно, він також закінчив магістратуру з хірургії з дисертацією "Принципи структурної підтримки носа та септальної хірургії" ("Принципи структурної підтримки носа та її застосування до носової та септальної хірургії").
У своїй докторській дисертації доктор Кларк вивчав перетворення слухових сигналів в електричну стимуляцію слухового нерва.
Він висунув гіпотезу, що слух, особливо на звичайних розмовних частотах (людський голос включає спектр 500-3000 Гц, за дуже загальною класифікацією), може бути відтворений у глухих, якщо пошкоджене або недорозвинене вухо "обійти". і слуховий нерв буде електрично стимульований для відтворення "кодування" звуку. Під час досліджень в Університеті Сіднея лікар дослідив вплив зміни швидкості електричної стимуляції на клітини та групи клітин, що беруть участь у формуванні слухової реакції стовбура мозку, де частотна дискримінація спочатку декодується.
"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 "розміри =" (макс. Ширина: 750px) 100vw, 750px "data-reccc-dims =" 1 "/>
За допомогою локального кодування внутрішнє вухо фільтрує частоти: високі стимулюють основу вушної раковини, а низькі - її кінчик (кінець). Різні регіони просторово пов’язані з відповідними центрами мозку. Іншими словами, ми можемо розпізнати тон звуку відповідно до того, де стимулюється мозок (фото Graeme Clark Foundation).
Дослідження Кларка показало, що пучок електродів з "поступовою жорсткістю" може проникати в вушну раковину (внутрішнє вухо) в область, відповідальну за голосові частоти, не завдаючи шкоди. Якщо до того часу йому було важко знайти спосіб вставити електроди в улитку, не завдаючи шкоди, доктор Кларк мав "одкровення" під час пляжних канікул; він задумав майбутні хірургічні операції, використовуючи равликову раковину і травинки (гнучкі на кінчику, поступово збільшуючи жорсткість) для представлення вушної раковини та електродів.
За словами дослідника, електроди повинні були бути "вільними", щоб закріпитися, а дроти повинні закінчуватися окружними смугами, щоб зменшити тертя із зовнішньою стінкою равлики і, таким чином, полегшити введення. Смуги повинні були бути досить широкими, щоб зменшити щільність електричного заряду, для безпеки, а також досить вузькими для локалізованої стимуляції нервових волокон. Щоб вирішити питання безпеки пристрою, Кларк провів експерименти, щоб показати, що ризик розвитку менінгіту через інфекцію середнього вуха, якщо оболонка волокнистої тканини проростає навколо пучка електродів, був мінімальним. "Оболонка" була розроблена з тканинного трансплантата, який був розміщений навколо електрода, де він потрапляв в вушну раковину.
Перший в історії слуховий імплантат винайшов і розробив доктор Вільям Ф. Хаус, про якого я написав тут кілька слів. Однак пристрій Хауса мав одну електродну конфігурацію, порівняно з багатоелектродним пристроєм, розробленим Кларком.
Разом зі своїм докторантом Іт Чоу Тонгом Кларк зміг показати, що, хоча електрична стимуляція слухового нерва призводить до "горла" інформації між звуком і мозком, частина голосової інформації може передаватися, змінюючи швидкість. і місце нанесення подразника. Питання полягав у тому, яка інформація повинна передаватися через це "горло" таким чином, щоб отримати розуміння мови? Відповісти на це питання можна було лише випробуванням пристрою на людях.
Перша операція імплантації цього багатоканального пристрою була проведена в Королівській вікторіанській лікарні очей та вух Мельбурна в 1978 році самими Кларком та доктором Брайаном Пайменом. Пацієнта звали Род Сондерс, якому тоді було 46 років. Менш ніж через рік пішов другий пацієнт, Джордж Уотсон, австралійський ветеран Другої світової війни, який втратив слух після вибуху бомби 17 років тому.
"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 = 300 300 Вт, 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 "розміри =" (максимальна ширина: 750 пікселів) 100 вт, 750 пікселів "data-reccalc-dims =" 1 "/>
Професор Грем Кларк та його винахід
У грудні 1978 року під час першого тесту імплантований пацієнт зміг правильно визначити кілька слів, сказаних аудіологом Кларка. Таким чином лікар продемонстрував, що його стратегія кодування мови працювала і що слухова пам’ять може зберігатися протягом багатьох років після того, як людина оглух.
У 1982 році Кларк попросив Управління з контролю за продуктами та ліками США (FDA) контролювати його початкові клінічні випробування, згідно із звичайним медичним протоколом в Австралії. У 1985 році, після всесвітнього дослідження, FDA схвалила використання багатоканальної кохлеарної імплантації у дорослих пацієнтів із післямовною глухотою.
З 1985 по 1990 рік Кларк та його команда кохлеарних імплантатів у Мельбурнській ЛОР-лікарні, згодом підтверджені іншими клініками світу, виявили, що до 60% дітей, імплантованих розчином, розробленим австралійськими дослідниками, змогли зрозуміти значна кількість слів і речень лише за допомогою електростимуляції, без наочної допомоги.
Як результат, у 1990 р. FDA оголосила, що 22-канальний кохлеарний імплантат є достатньо безпечним для генетично глухих дітей з двох років, але також достатньо ефективним для розуміння мови, як з читанням губ. як і без.
Таким чином, патент Кларка став першою системою, затвердженою будь-яким глобальним регулятором охорони здоров'я, на користь дорослих із постлінгвальною глухотою, а також дітей із генетичною глухотою. На сьогоднішній день його творіння залишається єдиним функціональним та ефективним сенсорним інтерфейсом з мозку.
Дослідник, засновник, але також ... приватний підприємець
Греем Кларк проводив більшу частину своїх досліджень з новаторської позиції в області кохлеарних імплантатів, як це робив доктор Хаус. І, як і він, коли він розпочав свої дослідження в 1967 році, Кларк зустрів значний спротив з боку медичної та наукової спільноти. У 1960-х роках науковий консенсус полягав у тому, що безпосереднє стимулювання слухового нерва для створення сприйняття мови неможливе. Що означає, що доктор Кларк мав дуже мало грошей на свої дослідження, що було абсолютно важливим. Спочатку він фінансував свою команду за допомогою публічних дзвінків на Теле-Дон, люб'язно надано власником австралійської телевізійної станції.
Після першої операції, вже маючи вражаючий досвід, Грем Кларк подбав про пошук державної та благодійної підтримки для промислового розвитку рішення для слуху. Він отримав фінансування та гранти від Національної ради з питань охорони здоров’я та медичних досліджень, Австралійської дослідницької ради, Національних інститутів охорони здоров’я США та Кооперативного дослідницького центру.
Щоб ознайомити свою роботу, Кларк організував три світові конгреси, виступав на численних міжнародних зустрічах та організовував семінари з навчання інших лікарів та терапевтів користуванню імплантатом.
Доводячи довгострокове бачення, він тісно співпрацював з галуззю, щоб забезпечити економічне життєздатність виробництва пристрою. Ця співпраця була реалізована Cochlear Limited, компанією, яка сьогодні є світовим лідером у виробництві імплантованих рішень для слуху, з часткою ринку майже 3/4. Його основний комерційний продукт, Nucleus, є прямим нащадком кохлеарного імплантату, розробленого командою доктора Кларка в 1970-х.
У 1984 р. Г. Кларк створив Bionic Ear Institute як незалежний дослідницький центр для вдосконалення пристрою, який вперше був створений і імплантований в 1978 р., І був його директором до 2005 р., Коли він вийшов на пенсію.
Вже з початку 2000-х років інститут працює над проектами, що перевищують слухові технології, і в 2005 та 2007 роках він отримав значні благодійні гранти на загальну суму 1,5 мільйона доларів для проведення дослідження біонічного ока. . Успіх цього дослідження призвів до фінансування з боку Австралійської дослідницької ради 42 мільйони доларів на користь консорціуму Bionic Vision Australia, якому було доручено розробити два прототипи біонічних очей.
У червні 2011 року Інститут біоніки був перейменований в Інститут біоніки, щоб відобразити розширення спектру інтересів центру, який тепер, окрім постійної діяльності в області слуху, включає дослідження глибокої стимуляції мозку та біонічного зору.
"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. Грем 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-reccc-dims = "1" />
Доктор Грем Кларк (фотокредит Cochlear Australia)