3D baskı ve makine öğrenimi, koklear implantları geliştirmek için birleşiyor

0
22

[ad_1]

3D baskı ve makine öğrenimi, kullanıcılar için koklear implantları geliştirmek için yeni araştırmalarda birleşiyor

Biyomimetik bir kokleanın üretim süreci: bir elektro-mimetik kemik matrisi (üst resimler) ve matris içinde spiral şekilli bir koklear yapı oluşturma (alt resimler). Kredi bilgileri: Iek Man Lei

Bir mühendis ve klinisyen ekibi, insan kokleasının (işitsel iç kulağın spiral şekilli içi boş kemiği) karmaşık kopyalarını oluşturmak için 3D baskıyı kullandı ve koklear için kulak içindeki “mevcut yayılımın” klinik tahminlerini ilerletmek için makine öğrenimi ile birleştirdi. implant (CI) hastaları. “Mevcut yayılma” veya elektriksel uyaran yayılması, bilindiği gibi, CI performansını etkiler ve kullanıcılar için “bulanık” işitmeye yol açar, ancak şimdiye kadar insan kokleasında sorunu tekrarlamak için yeterli test modelleri mevcut değildi.

CI’ler, ciddi veya ileri derecede işitme kaybı yaşayan yüz binlerce insanın hayatını değiştirdi. Bununla birlikte, cerrahi olarak implante edilen tıbbi cihazın etkinliği, koklear kanalların içine oturan sıvıların yüksek elektriksel iletkenliğinin neden olduğu bir olgu olan “akım yayılması” nedeniyle engellenmiştir. Bu sıvılar, CI kullanıcısının işitsel sinirinin doğru şekilde uyarılmasını engeller ve birçok kullanıcının algıladıkları seslerde önemli bozulmalar yaşamasına neden olur.

İnsan kokleasının boyutu ve şekli her bireye özgüdür ve kişiden kişiye değişir. Zor konumu ve karmaşık anatomisi ile birleştiğinde, bu onu incelenmesi en zor dokulardan biri yapar ve bu nedenle devam eden “mevcut yayılma” sorununun analizi kolay kolay mümkün olmamıştır.

Artık disiplinler arası bir araştırma ekibi, ayarlanabilir elektro-anatomiye sahip 3D baskılı koklea sayesinde koklear implant hastalarının elektrik alan görüntüleme verilerini analiz edebildi. 3D baskılı modeller, araştırmacıların, biyomimetik kokleanın koklear şeklinin ve elektriksel özelliğinin, elektrik alan görüntülemede ölçülen “akım yayılımını” nasıl etkilediğini incelemesine olanak tanır. Bu ortak modelleme yöntemi, makine öğrenimi ile birleştirildiğinde, koklear implant kullanıcılarında “mevcut yayılımı” tahmin edebilir ve ilk kez hasta koklear doku direnci aralığını tahmin edebilir. Sonuçlar dergide rapor edilir Doğa İletişimi.






Kredi: Cambridge Üniversitesi

Ms Iek Man Lei, çalışmanın birincil yazarı ve Ph.D. Cambridge’deki Biointerface Research Group’tan bir öğrenci şunları söyledi: “3D basılmış koklear modelleri kitaplığımız, insan koklear lümenlerinin alabileceği çeşitli geometrileri yakalar ve gerçekçi kemik dirençlerini kopyalayan elektro-mimetik kemik matrisleriyle tasarlanmıştır. 3D basılmış koklear modelleri ayrıca çoklu CI elektrot yerleştirme için uygun mekanik özelliklere sahiptir.’Yazdır ve öğren’ ortak modelleme konseptimiz, bir hastanın kokleasının farklı özelliklerinin uyaranın yayılmasını nasıl etkilediğini deşifre etmeye yardımcı olabilir.”

Addenbrooke Hastanesi’nden otoloji ve kafa tabanı cerrahisi profesörü Profesör Manohar Bance şunları söyledi: “Bir sonraki adımlar, otoskleroz (işitme kaybına neden olan nadir bir durum) gibi farklı hastalık durumlarında hastanın elektriksel alan görüntülemesini anlamak için bu ortak modelleme yaklaşımını kullanmaktır. ) Bu, hastalık durumlarında, yüz siniri gibi diğer yapıların istenmeyen uyarılmasına yol açabilecek farklı koklear iletkenlikler olup olmadığını anlamamıza yardımcı olacaktır. Eğer iletken yolları farklıysa Büyük resimde, in vivo durumu daha iyi taklit etmek için implanttan implant üzerindeki toprak elektroduna giden mevcut yolları anlamak için elektriksel olarak analog tam kafalar basmayı denemek için buradan devam etmeyi planlıyoruz. “

Biyomühendislik alanında doçent ve Cambridge’deki Biyointerface Araştırma Grubu’nun grup lideri Dr. Shery Huang şunları söyledi: “Hepimiz yapay zekanın (AI) muazzam gücünün farkındayız, ancak AI’nın öğrenmeye iyi bir setten başlaması gerekiyor. Hasta mahremiyeti, hasta güvenliği ve etik kaygılar nedeniyle, bütünsel olarak belgelenmiş ve karakterize edilmiş klinik verilere ulaşmak zordur.Bu nedenle, 3D baskı, bir amaç olarak iyi karakterize edilmiş bir eğitim veri seti sağlayabilecek fiziksel modeller oluşturmak için güçlü bir araçtır. makine öğrenimi için klinik veriler için oluşturulmuş vekil. Bu çalışmada gösterilen ortak modelleme ilkesi, klinik modelleme ve sağlık uygulamalarının diğer alanlarını ele almak için faydalı olabilir.”


Ses yönlerinin lokalize edilmesi için yeni koklear implant tasarımı ihtiyacı


Daha fazla bilgi:
Iek Man Lei ve diğerleri, 3D baskılı biyomimetik koklea ve makine öğrenimi ortak modellemesi, koklear implant hastaları için klinik bilişim sağlar, Doğa İletişimi (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-26491-6

Cambridge Üniversitesi tarafından sağlanan

Alıntı: 3D baskı ve makine öğrenimi, koklear implantları geliştirmek için birleşiyor (2021, 12 Kasım), 18 Kasım 2021’de https://medicalxpress.com/news/2021-11-3d-machine-cochlear-implants.html adresinden alındı.

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amaçlı herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.



[ad_2]

Source link

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz