Sensorik im Dienst der Gesundheit

Aktuelle ÖAW-Forschung zur Verbesserung von Cochlea-Implantaten

Thilo Sauter, Leiter der ÖAW-Forschungsstelle für Integrierte Sensorsysteme, stellte bei den Alpbacher Technologiegesprächen 2008 aktuelle Forschungsarbeiten zur Verbesserung von Cochlea-Implantaten vor.

Die Sinne verbinden uns mit der Welt. Mit ihnen nehmen wir wahr, sie liefern uns die Grundlage für Entscheidungen und ermöglichen uns sinnvolles Handeln. Für Menschen, bei denen beispielsweise das Sehen als Tor zur Welt beeinträchtigt ist, genügt oft eine einfache Linse zum Kompensieren des Handicaps. Anders bei Menschen, bei denen es Probleme beim Hören gibt: Sie brauchen High-Tech-Geräte - am besten direkt im Ohr.

Thilo Sauter und sein Team von der Forschungsstelle für Integrierte Sensorsysteme arbeiten derzeit an einem integrierbaren Mikrofon für das Mittelohr. In Kombination mit der elektronischen Stimulation des Hörnervs durch ein Cochlea-Implantat im Innenohr soll es die Qualität des Hörens verbessern und den Nachteil eines extern aufgesetzten Gerätes aufheben. Die aktuellen Forschungsarbeiten präsentierte Thilo Sauter beim Arbeitskreis "Digital Healthcare" im Rahmen der Technologiegespräche des diesjährigen Forum Alpbach.

Herkömmliche Cochlea-Implantate werden mit einer externen Apparatur kombiniert: Das Mikrofon, der Sprachprozessor und das Energieversorgungssystem sitzen außen hinterm Ohr und werden von den Patienten oft als störend empfunden. Darum suchen die Wissenschafter nach Möglichkeiten, diese Teile - operativ - ins Ohr zu verlegen: die Ladestation und den Sprachprozessor ins Felsenbein, das Mikrofon zwischen die Gehörknöchelchen ins Mittelohr. Dabei ist nicht die Miniaturisierung der Bauteile das Hauptproblem. "Die Schwierigkeit liegt eher darin, die geeignete Position zwischen den Gehörknöchelchen zu finden ", erklärt Thilo Sauter. Er und sein Team sind dabei, ein geeignetes Mikrofon zu entwickeln. Es ist ein Sensor, der ähnlich einem Seismographen funktioniert und die Auslenkungen von Hammer, Amboss und Steigbügel detektiert. "Wir müssen bei jedem Arbeitsschritt des Entwurfs extrem präzise arbeiten, damit wir die minimalen Vibrationen der Gehörknöchelchen überhaupt korrekt erfassen können. Ein Beispiel: Bei 60 Dezibel, was einer etwas lauteren Unterhaltung entspricht, schwingen die Knöchelchen im Bereich von nur wenigen Nanometern."

Die aktuelle Aufgabe für die ÖAW-Forscher besteht nun darin, die Schwingungen - inklusive der Beeinflussung durch die mikromechanischen und elektronischen Bauteile bei unterschiedlicher Positionierung - zu simulieren. Thilo Sauter arbeitet dabei eng mit dem HNO-Spezialisten Prof. Baumgartner am AKH Wien und der Innsbrucker Firma MED-EL zusammen. "Derzeit sieht es so aus, dass der etwa eineinhalb Millimeter dicke und zweieinhalb Millimeter lange Bauteil aus Silizium und Titan am besten zwischen Hammer und Amboss befestigt werden soll ", berichtet Thilo Sauter vom aktuellen Stand der Forschungen. "Mit diesen System-Simulationen lernen wir aber immer noch einiges Neue über die prinzipielle Funktionsweise des Hörens, die weit komplexer ist, als gemeinhin angenommen", so der Sensoriker. In einem weiteren Schritt wollen die Wissenschafter der ÖAW den Sensor hinsichtlich des Frequenzbereiches optimieren und schließlich ein körperverträgliches Gerät fertigen. Langfristiges Ziel dieser Arbeiten ist es, mit dieser technischen Hilfe die Lebensqualität von stark hörgeschädigten Personen zu verbessern und vor allem die Chancen für Kinder zu erhöhen, gut verständliches Sprechen zu erlernen.


Kontakt:
DI Dr. Thilo Sauter
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