Für Patienten mit starkem Hörverlust ist das Cochlea-Implantat (CI) eine bewährte Methode zur Wiederherstellung des Hörvermögens. CIs haben jedoch technische Einschränkungen. Ein Ansatz zur Verbesserung des Hörerlebnisses ist die elektroakustische Stimulation (EAS), die für CI-Patienten mit Resthörvermögen bei niedrigen Frequenzen geeignet ist. EAS kombiniert die akustische und elektrische Stimulation und verbessert das Sprachverstehen. In dieser Studie untersuchten wir eine optische Stimulationstechnik für EAS, bei der Schall durch den photoakustischen Effekt erzeugt wird.

Mit einem gepulsten Laser wurden akustische Töne in einem kleinen Gelvolumen erzeugt. Dieses wurde am runden Fenster in humanen Felsenbeinen angebracht. Um Sinustöne bei niedrigen Frequenzen zu erzeugen, setzten wir eine Integral-Pulsdichtenmodulation (IPDM) ein. IPDM wandelt das analoge Signal in identische Pulse mit variierenden Zeitintervallen um. Wir maßen intracochleäre Druckdifferenzen in drei humanen Felsenbeinen, um den äquivalenten Schalldruckpegel zu bestimmen.

Mit der IPDM-Technik konnten wir akustische Töne mit Frequenzen zwischen 20 Hz und 1 kHz erzeugen mit einer geringen Verzerrung (<2%). Dabei ermittelten wir in allen drei Felsenbeinen Schalldruckpegel (SPL) von mind. 90 – 95 dB SPL bei 1 kHz. Bei den tiefen Frequenzen bis 100 Hz maßen wir Schalldrücke von 115 – 140 dB SPL.

Wir konnten eine ausreichende akustische Leistung für EAS unter Verwendung des photoakustischen Effekts innerhalb der Cochlea demonstrieren. Dabei wurden akustische Frequenzen zwischen 20 Hz und 1 kHz sowie Pegel von bis zu 140 dB SPL mit geringer Verzerrung erzeugt. Somit erreichen wir Schalldrücke, die auch bei starkem Hörverlust (>80 dB) bei niedrigen Frequenzen für EAS ausreichend sind.

Nein