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Adresse: Elfriede-Aulhorn-Straße 5
72076 Tübingen


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AG Dalhoff

Diagnostik & Implantat

Arbeitsgruppe Dr. -Ing. Ernst Dalhoff

Die beiden nachstehend aufgeführten Hauptforschungsbereiche wenden den klassischen technischen Ansatz der Modellierung der Hörbahn in den Räumen Frequenz, Zeit und Pegel (um Nichtlinearität zu berücksichtigen) auf die Validierung und Entwicklung neuer diagnostischer Methoden an, insbesondere, aber nicht nur, auf die Distorsionsprodukt-otoakustischen Emissionen (DPOAE) und die Entwicklung aktiver akustischer Implantate, die das Hörsystem vibratorisch antreiben.


Veröffentlichungen

Kontakt

Arbeitsgruppe Diagnostik & Implantat
Klinik für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde – Kopf- und Halschirurgie,
Universitätsklinikum Tübingen
Elfriede-Aulhorn-Str. 5
72076 Tübingen, Deutschland

 

Leitung

Dr.-Ing. Ernst Dalhoff

Telefonnummer: 07071-29-88232

E-Mail-Adresse: ernst.dalhoff@uni-tuebingen.de

Audiometrie, DPOAE beim Menschen

Die klinische Audiometrie umfasst subjektive (z. B. Ton- und Sprachaudiometrie) und objektive Methoden (kein Eingreifen des Patienten erforderlich): akustische Impedanzmessungen am Eingang des Hörsystems (Tympanometrie, Stapedialreflexaudiometrie), oto-akustische Emissionen (TEOAE, DPOAE) und elektro-physiologische Methoden (ABR, ASSR). Derzeit kon-zentrieren wir uns auf Distorsionsprodukt-otoakustische Emissionen (DPOAE), schließen aber andere Methoden zur Kontrolle oder Weiterentwicklung ein.

Sehr vereinfacht kann man die Cochlea und den sogenannten cochleären Verstärker als das mittlere Element des Hörsystems betrachten. Der cochleäre Verstärker ist die Stufe, die meistens zuerst in Mitleidenschaft gezogen wird, wenn ein Patient einen Hörschaden entwickelt. Dies wirkt sich i.d.R. auf die otoakustischen Emissionen (OAE), die als Nebenprodukt eines ordnungsgemäß funktionierenden Verstärkers produziert werden, aus. Um OAE zu messen, benötigt man einen Lautsprecher und ein Mikrofon im Gehörgang. OAE werden also in der Cochlea produziert, sind aber auch von der Mittelohrübertragung abhängig.

DPOAE sind besonders, weil:

1) Heutzutage kann man in der Forschung die Primärquellenkomponente zuverlässig trennen und erhält ein sehr robustes frequenzspezifisches Maß, und

2) scheint es nun möglich zu sein, die Mittelohr-komponente zu trennen, was zu einer Diagnose führt, die für den Zustand der Cochlea spezifisch ist.

Darüber hinaus scheint es durch geeignete Manipulationen während des Experiments möglich, auch die neuronale Aktivität bis zum Hirnstamm zu messen, da efferente Fasern zu den äußeren Haarzellen zurückprojizieren und zu einer messbaren inhibitorischen Anpassung der cochleären Verstärkung und der DPOAE führen. Daher sind DPOAE ideal geeignet, um Pathologien des gesamten Pfades bis zum Hirnstamm differenziell zu diagnostizieren.

Herausforderung und Ziele

Die Herausforderung besteht darin, diagnostische Protokolle zu finden, die Störungen einzelner Blöcke des Hörsystems mit hoher Genauigkeit und in angemessener Zeit charakterisieren. Ein sehr wichtiges Thema ist, wie die Genauigkeit einer solchen Diagnose festgestellt werden kann. Im Gegensatz zu Tierversuchen, bei denen der Zusatnd elektrophysiologisch im neuralen Teil des Hörsystems oder durch Laser-Doppler-vibrometrische Messungen vibrierender Strukturen in der Cochlea gemessen werden können, ist eine direkte Kontrolle im Menschen in den meisten Fällen nicht möglich. Auch kann die interindividuelle Variabilität menschlicher Probanden, die an einer klinischen Studie teilnehmen, höher sein als in einem Tierversuch.

Gegenüber einer konventionellen klinischen Studie, die eine diagnostische Maßnahme mit einer derzeitig als Goldstandard angesehenen Referenzmethode vergleicht, könnten drei Wege zur Validierung neuer Ansätze aussichtsreich sein:

(1) Die Verwendurg mathematischer Modelle der Hörbahn, mit dem Ziel, die Funktionsweise der Hörbahn zu objektivieren, und zu prüfen, mit welcher Genauigkeit sich eine experimentell induzierte Variation innerhalb eines Probanden bei allen Probanden wie vorhergesagt verhält;

(2) Die Verwendurg von zwei oder mehr Messtechniken und die Durchführung einer Reproduzierbarkeitsstudie, die es ermöglichen kann, die Stabilität einer diagnostischen Technik von der Stabilität der Physiologie zu trennen (unter bestimmten Prämissen zur Unabhängigkeit von Prozessen);

(3) Die Analyse des technischen Rauschens eines diagnostischen Verfahrens, d.h., die Durchführung einer Rauschanalyse der verwendeten Technologie sowie des Studiendesigns.

Daher ist es wünschenswert, mehr als ein diagnostisches Verfahren zu erhalten, das – mit einer gewissen technischen und physiologischen Unabhängigkeit – den Zustand desselben Stadiums abschätzen kann.

Aktive akustische Implantate

Derzeit sind die meisten Hörschäden nicht heilbar, sondern werden durch die Verschreibung eines Hörgeräts rehabilitiert. Bei schwerem bis hochgradigem oder totalem Hörverlust ist die elektrische Stimulation des Hörnervs mit einem Cochlea-Implantat die verbleibende Lösung für die Rehabilitation. Im Übergangsbereich zwischen den Indikationsbereichen von Hörgeräten und dem Cochlea-Implantat gibt es einen Bereich, in dem aktiv-akustische Implantate die bevorzugte rehabilitative Option sein können. Diese werden oft als "aktive Mittelohrimplantate" bezeichnet, sind teilweise oder vollständig implantierbar und normalerweise an einem Teil der Gehörknöchelchenkette oder der runden Fenstermembran befestigt, wo sie direkt stimulieren, indem sie die Struktur, an der sie befestigt sind, mechanisch vibrieren lassen. Auch wenn bei chronischen Mittelohrpathologien die konventionelle Behandlung nicht erfolgreich ist, können aktive Mittelohrimplantate die rehabilitative Option sein, die zum besten audiologischen Ergebnis führt.

Neben Anwendungen mit klarer medizinischer Indikation bleibt jedoch der Traum von einem Implantat, das das Hörgerät ersetzt, aber so dauerhaft und unauffällig wie ein Zahnimplantat ist und eine überlegene Klangqualität und ein optimales audiologisches Ergebnis bietet (wo aktuelle Hörgeräte Verbesserungspotential bezitzee).

Darüber hinaus sind auch Lösungen des gleichen Problems ohne die Notwendigkeit einer dauerhaften Implantation denkbar, und die Hörkontaktlinse könnte sich in Zukunft als eine solche Lösung herausstellen.

Herausforderung und Ziele

Die Herausforderungen sind vielfältig. Jede Lösung, die versucht, über das hinauszugehen, was herkömmliche Hörgeräte heute bieten können, muss zunächst das audiologische/Klangqualitätsproblem verbessern. Aktuelle Hörgeräte haben je nach Anwendungsfall Grenzen: Bei sogenannten Open-Fit-Hörgeräten, der bevorzugten und komfortabelsten Konfiguration, ist die erreichbare Verstärkung bei tiefen Frequenzen reduziert. Die Hochfrequenzverstärkung kann auch unzureichend oder zumindest suboptimal sein – die typische Eckfrequenz einer effektiven Stimulation liegt bei 5 kHz, was stark von der genauen Art der Hörbehinderung abhängt. Sogar im Mittelband kann, trotz enormer Verbesserungen in den Signalverarbeitungsschemata digitaler Hörgeräte in den letzten zwei Jahrzehnten ein begrenzter Rückkopplungsspielraum zu einer unzureichenden Verstärkung bei bestimmten Frequenzen und einer damit einhergehenden Verschlechterung der Signalqualität führen.

Für implantierbare Lösungen gibt es zusätzliche Herausforderungen, zum Beispiel die erforderliche Miniaturisierung und volumetrische Energiedichte zu erreichen, aber am wichtigsten, ein Schema zu entwickeln, das sich am Ende als implantierbar mit stabilen Ergebnissen und nicht zu immensen/unpraktischen chirurgischen Anforderungen herausstellt.

Zertifikate und Verbände