Diseñan un 'chip' que podría permitir el desarrollo de implantes cocleares sin hardware exterior

12/02/2014 - E.P.

Los implantes cocleares son dispositivos médicos que estimulan eléctricamente el nervio auditivo

Investigadores en el Laboratorio de Tecnología de Microsistemas (MTL) del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) junto con médicos de la Escuela de Medicina de Harvard y el 'Massachusetts Eye and Ear Infirmary' (MEEI), todos en Estados Unidos, han desarrollado un nuevo chip de procesamiento de señales de baja potencia que podría llevar a un implante coclear que no requiera hardware externo y que se recargue de forma inalámbrica.

Los implantes cocleares, dispositivos médicos que estimulan eléctricamente el nervio auditivo, han proporcionado al menos una audición limitada a cientos de miles de personas en el mundo que de otra manera serían totalmente sordos. Sin embargo, las versiones existentes del dispositivo requieren que un transmisor en forma de disco alrededor de una pulgada de diámetro se coloque en el cráneo, con un alambre que llega hasta un micrófono y la fuente de energía, que parece un audífono de gran tamaño alrededor de la oreja del paciente.

Los investigadores expondrán su tecnología en la Conferencia Internacional de Circuitos de Estado Sólido, que se celebra en San Francisco, California, Estados Unidos. El autor principal de la presentación, Marcus Yip, y sus colegas Rui Jin y Nathan Ickes, también exhibirán un cargador prototipo que se conecta a un teléfono móvil común y puede recargar el chip de procesamiento de señales en aproximadamente dos minutos.

"La idea con este diseño es que se puede utilizar un teléfono con un adaptador para cargar el implante coclear, por lo que no tiene que estar conectado", dice Anantha Chandrakasan, profesor de Ingeniería Eléctrica y autor correspondiente del papel documento. "O como una almohada inteligente, que se carga durante la noche, y al día siguiente, funciona", agrega.

Los implantes cocleares existentes usan un micrófono externo para recoger el sonido, pero el nuevo podría utilizar en su lugar el micrófono natural del oído medio, que está casi siempre intacto en pacientes con implante coclear. Así, este diseño explota el mecanismo de un tipo diferente de dispositivo médico, conocido como un implante del oído medio.

Los delicados huesos en el oído medio transmiten las vibraciones del tímpano a la cóclea, la cámara pequeña en espiral en el oído interno que convierte las señales acústicas en eléctrica. En los pacientes con implantes de oído medio, la cóclea es funcional, pero uno de los huesecillos, el estribo, no vibra con la fuerza suficiente para estimular el nervio auditivo. Un implante de oído medio consiste en un diminuto sensor que detecta las vibraciones de los huesecillos y un activador que ayuda a impulsar el estribo.

El nuevo dispositivo utilizaría el mismo tipo de sensor, pero la señal que genera viajaría a un microchip implantado en el oído, convirtiéndola en una señal eléctrica y pasándola a un electrodo en la cóclea. El nuevo chip conversor despliega varios de los trucos que el laboratorio de Chandrakasan ha desarrollado a lo largo de los años, como la adaptación de la disposición de filtros de baja potencia y amplificadores a las propiedades acústicas precisas de la señal entrante.

Pero Chandrakasan y sus colegas también han ideado un nuevo circuito generador de señal que reduce el consumo de energía del chip en entre un 20 y un 30 por ciento adicional. La clave fue especificar una nueva forma de onda, la señal básica eléctrica emitida por el chip, que se modula para codificar la información acústica, que es más eficiente de generar pero que todavía estimula el nervio auditivo de la forma idónea.