Vytvoření modelu hlemýždě s implementovanou elektronikou

Filip Hluchník

Bachelor's thesis

Creation of a Cochlea Model with Implemented Electronics

Abstract:

Kochleární implantace je klíčovou léčebnou metodou pro pacienty s hlubokou neurosenzorickou poruchou sluchu, umožňující jim získat nebo obnovit sluch a výrazně zlepšit kvalitu života. Práce se zaměřuje na vytvoření funkčního modelu hlemýždě s integrovanou elektronikou pro simulaci kochleární implantace a ověření správnosti zavedení elektrody. Práce zkoumá metody tréninku chirurgů pro kochleární implantace, včetně využití virtuální reality a 3D tištěných modelů. Cílem je také porozumění anatomii vnitřního ucha a procesům kochleární implantace. Dále se zabývá teoretickými základy anatomie vnitřního ucha a procesu sluchu. Model obsahuje reflexní optočleny, LED diody a LCD displej pro sledování a zobrazení důležitých ukazatelů. Elektronický model hlemýždě je vybavený vývojovou deskou Arduino Nano a programem napsaným v jazyce C++, který zajišťuje detekci a měření při zavádění elektrody. Testování modelu potvrdilo jeho funkčnost a přispělo k lepšímu porozumění anatomii ucha a procesu sluchu. Vytvořený model v praxi přiblíží studentům medicíny kochleární implantaci a získají tím představu o obtížnosti a přesnosti tohoto operačního výkonu.

Abstract:

Cochlear implantation is a key treatment method for patients with profound neurosensory hearing loss, enabling them to regain or restore their hearing and significantly improve their quality of life. This work focuses on the creation of a functional cochlea model with integrated electronics to simulate cochlear implantation and verify the correctness of electrode insertion. The thesis explores methods of training surgeons for cochlear implantation, including the use of virtual reality and 3D printed models. It also aims to understand the anatomy of the inner ear and the processes of cochlear implantation. It also covers the theoretical foundations of inner ear anatomy and the hearing process. The model includes reflective optocouplers, LEDs and an LCD display for monitoring and displaying important indicators. The electronic model of the cochlea is equipped with an Arduino Nano development board and a program written in C++ that provides detection and measurement during electrode insertion. Testing of the model confirmed its functionality and contributed to a better understanding of the anatomy of the ear and the hearing process. The developed model will introduce medical students to cochlear implantation in practice, giving them an idea of the difficulty and accuracy of this surgical procedure.

Keywords

hlemýžď, vnitřní ucho, kochleární implantát, kochleární implantace, elektroda, simulátor, 3D tisk

Keywords

cochlea, inner ear, cochlear implant, cochlear implantation, electrode, simulator, 3D printing

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2024
• Supervisor: Tomáš Mimra
• Reader: Jan Spišák

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Bachelor programme:
Biomedicínská technika