Survey
* Your assessment is very important for improving the workof artificial intelligence, which forms the content of this project
* Your assessment is very important for improving the workof artificial intelligence, which forms the content of this project
עבוד אותות במערכת החושים סמסטר א' תשס"ט http://www.eng.tau.ac.il/~mira/senseses2008 Cochlear Implant Auditory Evoked Response Binaural Hearing Cochlear Implant 1. Sound Processor •captures sound from the environment •processes sound into digital information 2. Implant •transmits to the implant over a transmitting antenna, or headpiece, held in place by magnets in both the headpiece and implant •converts digital information into electrical signals •sends signals down tiny wires to the electrode array in the inner ear 3. Electrode Array •delivers electrical signals through tiny contacts, or electrodes, to the hearing nerve •the hearing nerve carries the sound information to the brain, where it is heard Auditory Pathway Electrophysiology of the Human Auditory System בדיקת Auditory Brainstem – ABR Responses מחברים אלקטרודות חיצוניות לתנוך האזן ולמצח הנבדק בדיקת BERAמייצגת פעילות חשמלית בעצב השמיעה ובגזע המוח. התגובה היא רישום של מספר גלים אופייניים. גל :Iפעילות עצב VIII גל :IIגרעין קוכליארי גל . Super Olive Complex :III גל lateral SOC :IV גל Lateral leminiscus :V גל :VIתלמוס מה בודקים? א .לטנטיות :השוואה ביחס לנורמות והשוואה בין שתי האוזניים של אותו נבדק ב.שינויים יחסיים בגובה הפיק שימושים קליניים של בדיקת ?ABR בדיקה בתינוק בסיכון קביעת סף שמיעה אובייקטיבי .ניתן לקבוע גם בתינוקות בסיכון Localization = judgment of the direction and distance of a sound source Lateralization = the apparent location of the sound source within the head when headphones are used Binaural Hearing: Interaural Differences • We will conduct an experiment to measure the minimum ILD/ITD. tRight , LRight tLeft , LLeft Masking Level Difference S0 N 0 S N0 MLD=0 dB MLD=15 dB Sm N m MLD=0 dB Sm N0 MLD=9dB The Pina Head Related Transfer Function Right 0 2000 2000 frequency [Hz] frequency [Hz] Left 0 4000 6000 8000 10000 8000 100 200 direction [] 300 0 0 0 2000 2000 4000 6000 8000 10000 0 4 6000 2 10000 frequency [Hz] frequency [Hz] 0 6 4000 100 200 direction [] 300 Gain 180 4000 0 6000 8000 10000 100 200 direction [] 300 0 100 200 direction [] 300 -180 Phase [] “”Cone of confusion בתוך הקונוס התלת ממדי ישנם צרופים שונים של מקומות שלהם יש אותו ITDואותו ILDהיוצרים אזור של קושי בהחלטה של מיקום הקול .תנועות הראש משנות את מיקום הקונוס ומקטינות את אזור חוסר הוודאות Minimal Audible Angle - MAA מהו ההפרש הקטן ביותר בשינוי מיקום הקול המאפשר הבחנה בשינוי זה? היכולת שלנו להבחין בהפרש במיקום מקור הקול היא טובה ביותר כשהקול מגיע מלפנים בחזית הראש .יכולת זו הולכת ופוחתת כשמקור הקול נמצא בצדי הראש או מאחור. שינויים קטנים בכיוון הקול מלפנים יוצרים הבדלים גדולים ב. ITD - LATERALIZATION Perception Stimulus R ILD L 4 3 2 1 5 6 7 8 9 R ITD R ITD=ILD=0 L L Normal Performance Histograms = number of times a subject reported perceiving a position when ITD or ILD presented Abnormal Performance Side --Oriented 9 9 9 9 8 8 8 8 7 7 7 7 6 6 6 6 5 5 5 5 4 4 4 4 3 3 3 3 2 2 2 2 1 -1 1 - 10 1 -1 0 ITD(msec) 1 position position Center-Oriented 0 ILD(dB) 10 0 ITD(msec) 1 1 - 10 0 ILD(dB) 1 0 Patients’ Performance 6 5 4 CVA MS 3 2 1 0 Normal Center Side Brainstem MRI Scans Axial Coronal Sagittal Lesion Detection Overlap of Auditory Pathway on MRI Scans Auditory Pathway and Brainstem Outline Overlapped on fMRI Scans Schematic Representation of the Brainstem Auditory Pathway Correlation between MRI and Lateralization Normal Lateralization MS10 MS20 MS50 MS52 CVA23 Correlation between MRI and Lateralization Side-Oriented Lateralization Correlation between MRI and Lateralization Center-Oriented Lateralization Correlation between MRI and Lateralization MRI LATERALIZATION NORMAL PERFORMANCE CENTER-ORIENTED SIDE-ORIENTED NO LESIONS MS10 MS20 MS50 MS52 CVA23 TB LESIONS TB&LL LESIONS LL LESIONS CVA25 CVA36 MS3 MS22 CVA29 CVA30 CVA32 MS46 MS48 CVA37 CVA54 CVA44 MS7 MS11 MS15 CVA39 CVA43 Experimental Summary and Conclusions • Two types of abnormal lateralization performance were found : center-oriented and side-oriented. • Both types of abnormalities were found in patients with either MS or Stroke • Center-oriented lateralization is correlated with TB/SOC lesions • Side-oriented lateralization is correlated with LL/IC lesions fMRI Study with Binaural Stimulation Axial cut (6/12) -SOC Coronal cut (6/11) - AC Coronal cut (2/11) - MGB 0.025 0 Axial cut (2/12) - CN Axial cut (10/12) - LL Monaural & Binaural Activation in a Right Sagittal Section Left Ear Stimulation Right & Left Ears Stimulation Right Ear Stimulation Monaural & Binaural Activation in a Left Sagittal Section Left ear stimulation Both ears stimulation Right ear stimulation What Next? Evaluate Behavioral Performances of Normal Subjects and Patients according to the statistical properties of the auditory pathway Find Correlation Between fMRI and Behavioral Performances