Banbrytande forskning i benledningsteknik

–  Det låter annorlunda för att den egna rösten även hörs, inte bara ut genom munnen via luftledning, utan också via så kallad benledning. Vid benledning leds vibrationer från talorganet genom skallbenet till innerörat, men det enda ljudet som når mikrofonen vid en inspelning är det som kommer från munnen och det har därmed inte samma karakteristik som ljudet vi själva upplever när vi pratar.

Vad används benledning till?

Ett stort användningsområde för benledning är inom hörapparater där man drar nytta av att vibrationerna leds till innerörat och kan gå förbi en skada som kan finnas i ytter-eller mellanörat. Många patienter saknar till exempel normalt fungerande ytter- eller mellanöra där ljudet kan ledas genom hörselgången och på så sätt har de en hörselnedsättning i form av ett så kallat ledningshinder. Benledning kan även användas till benledningsheadset som ger hörbara vibrationer – dessa används i stället för vanliga hörlurar och gör att man kan hålla hörselgångarna fria för att höra vad som händer i närheten, till exempel i trafiken. Även diagnostisering av balanssjukdomar kan göras med hjälp av benledning, och ytterligare ett användningsområde är audiometri, som innebär att man försöker ta reda på vart en hörselskada sitter.

– När man mäter benledningshörtrösklarna spelar man upp ljudet med en vibrator (högtalare som ger vibrationer) bakom örat. Skillnaden mellan luftlednings- och benledningshörtrösklarna visar hur stort ledningshindret är och därmed om det finns behov av benledningshörapparat, berättar Sabine Reinfeldt, docent på medicinska signaler och system.

BAHA och BCI

BAHA, Bone Anchored Hearing Aid / benförankrad hörapparat, är förankrad i benet med hjälp av en skruv som också går igenom huden så att skallbenet kan stimuleras direkt utan mellanliggande hud. Själva hörapparaten kan man ta av och sätta fast när den skall användas.

– En av fördelarna med BAHA, som Bo Håkansson, professor i medicinteknik, har utvecklat genom samarbete med Sahlgrenska universitetssjukhuset och Brånemark Osseointegration Center, är att mikrofon och vibratortekniken sitter på samma sida av huvudet. Tidigare var man tvungen att ha mikrofon och vibrator på olika sidor av huvudet för att undvika rundgång dvs att apparaten piper. En annan fördel med hudgenomföringen är att det statiska trycket över huden som krävs vid gamla typer av benledningshörapparater inte längre behövs samt att huden inte dämpar vibrationerna som når skallbenet direkt via titanskruven, säger Sabine Reinfeldt.

BAHA har idag ordinerats till ca 400 000 patienter sedan allt började och hörselsystemet tillverkas av två konkurrerande företag i Göteborgsområdet.

BCI, Bone Conduction Implant är en implanterad benledningshörapparat som är en vidareutveckling av BAHA-systemet genom att vibratorn nu är helt implanterad och huden intakt. Ljudet överförs från en yttre ljudprocessor trådlöst via magnetisk induktion. En stor fördel med BCI är just att leda ljudet in i skallen utan att en permanent hudgenomföring krävs. Den kliniska studien för BCI påbörjades 2012, och idag är det 16 patienter som har fått detta implantat och de första patienterna opererades av överläkare och docent Måns Eeg-Olofsson på Sahlgrenska Universitetssjukhuset. Patienterna har följts upp till fem år och uppföljningarna har visat att BCI är säker och effektiv för patienterna.

Eftersom vibratorn måste vara tillräckligt liten för att få plats i benet bakom örat utvecklade Bo Håkansson en ny vibratorteknik för BCI-systemet, kallad BEST, Balanced Electromagnetic Separation Transducer, och det är en mindre vibrator som får plats i benet vid operation, jämfört med vad som fanns i BAHA. Den är driftsäkrare, mer effektiv samt ger mindre störningar/distorsion i ljudet. BEST-vibratorn används även i B250, som används för balans och yrsel-diagnostik, och i B81, som är en audiometervibrator för hörtröskelmätningar.   

Utvärdering av benledningshörapparater

För att veta om patienten har fått bästa möjliga inställning av sin hörapparat behöver man göra vissa tester. För vanliga luftledningshörapparater finns det objektiva standardiserade metoder, men för benledningshörapparater förlitar man sig mest på vad patienten säger om olika typer av ljud efter att grundinställningen är gjord. Ett område som forskargruppen fokuserar på handlar om att ta fram en metod som visar objektivt hur patienten verkligen hör och som fungerar för alla typer av benledningshörapparater. Till detta används en hudmikrofon, som mäter det benledda ljudets utstrålning från patientens panna. Man mäter då, med hudmikrofon och hörapparaten på plats, ljudutstrålningen från tal på konversationsnivå, och kontrollerar att det hamnar inom patientens hörselområde – annars behöver inställningarna för hörapparaten justeras. Forskargruppen har en pågående klinisk studie med flera olika typer av benledningshörapparater för att utvärdera nyttan med metoden. Denna studie kommer att vara en viktig del i audionom och doktorand Ann-Charlotte Perssons (Göteborgs universitet) avhandling som hon väntas försvara till våren 2024.   

Hudmikrofonen har fler användningsområden och forskargruppen tittar nu också på nyttan med att använda den som ett slags benledningsstetoskop. Med ett stetoskop kan man lyssna på kroppens ljud, och i det här fallet är det vibrationerna i skallbenet som strålar ut från huvudet, och därmed kan man lyssna på hörapparatens vibrationer som uppkommer i huvudet ungefär så som patienten hör ljudet.

–  Det skulle vara väldigt bra om en audionom kan höra det ljud som apparaten genererar för att skapa sig en uppfattning av vad eller hur väl patienten hör vissa ljud, säger Karl-Johan Fredén Jansson.

Förbättrad diagnostik av yrsel och balanssjukdomar

B250 och VEMP

Med hjälp av vibratortekniken B250 kan lågfrekventa vibrationer användas för diagnostisering av yrsel och balanssjukdomar. Med ljudstimuli vid låga frekvenser utlöses nämligen en reflex i balansorganet som får hals- och ögonmuskler att reagera. Med elektroder på huden kan man samtidigt mäta muskelsvar från ögon- och halsmuskulatur. Denna mätning kallas för VEMP och står för ”vestibular evoked myogenic potential”, där ljudstimuleringen görs med antingen luft- eller benlett ljud. B250 har visat sig förbättra benledd VEMP, bland annat för diagnos av så kallat takfönstersyndrom. Takfönstersyndrom innebär att patienten har ett litet hål i den övre båggången i balansorganet, vilket gör att de lätt kan få yrsel och även blir överkänsliga mot lågfrekventa vibrationer. Till exempel kan dessa patienter höra sina ögonrörelser eller hjärtslag, detta fenomen kallas också för autofoni – överkänslighet för kroppsegna ljud. Om patienten har ett takfönster så resulterar ofta VEMP-mätningen i förhöjda värden och framför allt vid lågfrekvent stimulering.

En annan diagnosmetod för takfönsterpatienter är att med B250 utföra ankelaudiometri (AA), vilket liknar ett vanligt hörseltest, men i stället för att placera en vibrator på huvudet, placeras B250 på ankeln. Vid en viss relativt svag ljudnivå och 250 Hz kan endast patienter med takfönster höra ljudet då de är känsligare för ljud som utbreder sig i kroppen via benledning. Med B250 blir stimuleringen noggrann och metoden är relativt träffsäker för att snabbt och enkelt skilja på patienter med och utan takfönster. Denna metod är framtagen tillsammans med överläkare Luca Verrecchia vid Balanskliniken vid Karolinska Universitetssjukhuset, som gör sin Postdoc i forskargruppen genom ett nära samarbetsprojekt, och där han också gör VEMP-mätningar på spädbarn i en screening av balansfunktionen. Att göra denna undersökning med benledning ger säkrare resultat och man kan göra det med lägre och behagligare stimuleringsnivåer. I andra projekt testar han även möjligheten att utföra samtidig mätning av VEMP för ögon- och halsmuskulatur. Tidigare utförs två typer av VEMP-mätningar var för sig, men nu med benledning finns möjligheten att göra dessa samtidigt för att spara tid och minska ljudexponeringen. Även fler projekt där benledning används i samband med diagnos av balanssjukdomar pågår.

Hjärnstamsaudiometri – ett test där patienten inte behöver vara aktiv

Ett annat pågående projekt kopplat till användningen av B250 är hjärnstamsaudiometri, ”auditory brainstem response” (ABR), som är ett objektivt hörseltest där patienten inte behöver medverka aktivt i hörtröskeltestet genom att trycka på en knapp när de hör ljud. I stället mäts utbredningen av nervsignaler från innerörat till hjärnans inre hörselorgan med hjälp av elektroder på huden bakom örat vid ljudstimulering. En utmaning vid dessa mätningar är att benledningsvibratorn även ger elektromagnetiska störningar som försvårar tolkningen av mätresultatet. Detta är framför allt en utmaning när man mäter på barn eller patienter med mindre huvuden där elektroderna tvingas sitta nära vibratorn. Dock har det visat sig att B250 ger mycket lägre störningar än konventionella audiometervibratorer och just nu pågår ett projekt för att reducera störningen ytterligare med olika typer av skärmningsmetoder.

Samarbeten

• Sahlgrenska Universitetssjukhuset
• Habilitering och Hälsa, Hörselverksamheten Västra Götalandsregionen
• Karolinska Universitetssjukhuset, Stockholm
• Universitätsklinikum Halle, (Saale), Tyskland
• University of Alberta, Edmonton, Kanada
• Audioscan, Ontario, Kanada
• The University of Sydney, Australien
• Ortofon A/S, Nakskov, Danmark
• Oticon Medical, Askim
• Universitätsklinikum Bonn, Bonn, Tyskland