La stimulation électrique pour le traitement des acouphènes Travail de Master of Science HES-SO en Engineering La stimulation électrique pour le traitement des acouphènes Samuel Cavuscens Professeur responsable : Enrico Staderini HEIG-VD En collaboration avec le Centre Romand d’Implants Cochléaires (CRIC) des Hôpitaux Universitaires de Genève (HUG) DESCRIPTION RESULTATS De nombreuses personnes souffrent d'acouphènes et, parmi elles de nombreuses personnes totalement sourdes. On observe que les patients sourds utilisant un stimulateur électrique pour entendre (c-à-d. un « implant cochléaire ») voient leurs acouphènes diminuer, voire disparaître (Kompis et al. 2012). Or la très grande majorité des personnes souffrant d'acouphène ont une audition normale (ou au moins suffisante). L’utilisation d’un implant cochléaire chez ces personnes est donc proscrite. En effet, l’implantation d’un implant cochléaire risque de détruire l’audition d’une oreille fonctionnelle. Ce risque ne peut évidemment pas être pris. C’est pourquoi une stimulation de l’oreille moyenne sans rentrer dans la cochlée a été proposée et pourrait permettre de diminuer voire supprimer les acouphènes. La source de courant biphasique est basée sur le principe d’un pont en H. Des switchs CMOS ont été utilisés pour former le pont en H. Un système de régulation de courant a également été implémenté. Un potentiomètre digital permet de modifier l’amplitude de la stimulation. Un switch supplémentaire a dû être rajouté au pont en H pour précharger le courant dans la régulation de courant afin d’éviter des pics de courants. Un microcontrôleur MSP430 permet de contrôler le pont en H ainsi que le potentiomètre digital. Le lien inductif permet de transmettre des données afin de faire varier l’amplitude des pulses biphasiques. La figure ci-dessus montre un train de pulse biphasiques généré par le système développé. La mesure a été réalisée à l’aide d’une sonde de tension différentielle aux bornes d’un résistance de 10kΩ. OBJECTIFS L’objectif de ce projet est de créer un stimulateur électrique permettant de stimuler depuis l’oreille moyenne. Cela permettrait de stimuler électriquement le nerf auditif sans rentrer dans la cochlée et donc sans risquer de causer des dommages à l’audition. Dans un cas idéal une stimulation électrique inférieure au seuil auditif permettrait de traiter les acouphènes sans que le patient n’entende un son dû à la stimulation électrique. Un prototype de source de courant biphasique sera réalisé. Cette source de courant devra être alimentée par une bobine externe. Une transmission de données vers la partie interne devra également être réalisée. Schéma de la source de courant biphasique RESULTATS Le schéma bloc suivant montre le principe de fonctionnement globale du système. Il est constitué d’une partie externe et d’une partie implantée. Un lien inductif les relie. La partie implantée contient la source de courant. La partie externe est composée d’un microcontrôleur ATMega32 et d’un EM4094, circuit qui permet de générer le signal pour l’antenne émettrice. La partie externe transmet l’énergie ainsi que les données à la partie interne. Schéma bloc Train de pulses biphasiques Le système développé permet de créer des pulses biphasiques d’amplitude de courant variable de 0 à 1mA. La largeur de phase ainsi que le nombre de pulse par seconde (pps) sont également paramétrables. La partie interne est alimentée via un lien inductif. Ce lien inductif sert également à transmettre des données à la partie implantée qui permettent de faire varier l’amplitude de stimulation. La source de courant est basée sur un montage pont en H avec cinq switchs CMOS. Un système de régulation de courant lui est associé et permet de contrôler la valeur du courant circulant dans la charge à l’aide d’un potentiomètre digital commandable par I2C. La source de courant est pilotée par un microcontrôleur MSP430. Les pulses biphasiques sont correctement balancées ce qui permet de ne pas charger le milieu stimulé ce qui risquerait de causer des dommages irréversibles. Le stimulateur développé permettra d’effectuer des tests sur des patients afin d’étudier l’impact de la stimulation électrique pour le traitement des acouphènes. CONCLUSION