Mapování kochleárního implantátu podle místa

Cochlea je spirálovitý orgán sluchu ve vnitřním uchu, kde se akustické vibrace rozkládají na různé frekvence a vytvářejí elektrické signály, které přenášejí zvukové informace do mozku. Bazilární membrána (BM), která je vnitřní složkou měkkých tkání kochley, mechanicky filtruje různé frekvence v různých vzdálenostech podél spirálovitého tvaru. Toto oddělení nám umožňuje rozeznat různé výšky zvuku. Vzhledem k individuálním anatomickým rozdílům má každý člověk přirozeně svou vlastní unikátní pitch-mapu nebo tonotopickou mapu, která mapuje nervy na konkrétních místech podél bazilární membrány na vnímané frekvence v mozku.

Když kochlea nefunguje správně, kochleární implantace je úspěšná léčba k obnovení smyslu pro zvuk. Kochleární implantát (CI) je nervově protetické zařízení, které se skládá z vnější části, která je umístěna za uchem, a chirurgicky implantovaného pole elektrod vložených podél hlemýždě. Po operaci jsou implantáty naprogramovány pomocí procesu zvaného pitch mapping, přičemž každé implantované elektrodě je přiřazena specifická stimulační frekvence. CI musí pokrývat celou délku hlemýždě a stimulovat správnou pitch-mapou (to znamená, že správné nervy a místa jsou stimulovány správnými frekvencemi), aby se dosáhlo plného a přesného sluchu. Při použití přístupu zobecněného pitch-mappingu bude každá elektroda v poli CI stimulovat předem specifikovanou frekvencí, nezávisle na individuální tonotopii pacienta nebo umístění elektrody po operaci. Zobecněné mapování pitch může mít za následek nesoulad mezi místem a výškou o více než jednu oktávu. Tento nesoulad inhibuje vnímání výšky potřebné pro komplexní sluchové úkoly, jako je například rozpoznávání hudby nebo rozpoznávání řeči. Nervová plasticita může umožnit, aby se sluchové vnímání časem přizpůsobilo, aby se snížil účinek chyb v mapě pitch-map kochleárního implantátu, což však vyžaduje dlouhou dobu aklimatizace, závisí na věku příjemce a prostředí a může překonat pouze určité chyby v mapě pitch-map. Přizpůsobení CI pitch-map může zkrátit dobu rehabilitace a potřebu aklimatizace implantátu.

Pitch mapy specifické pro pacienta jsou vytvářeny přesným stanovením délky kochleárního vývodu (CDL) každého pacienta nebo přesněji délky BM z diagnostických snímků. Předchozí metody pro stanovení CDL tradičně obsahovaly nejistoty na začátku a konci BM, převážně kvůli omezením vizualizace v použité zobrazovací modalitě. Měření nepřesné délky BM může způsobit chybný posun ve všech tonotopických frekvencích. Pomocí vylepšené zobrazovací techniky náš tým nedávno vyvinul algoritmus pro automatický a přesný odhad CDL, segmentaci BM a určení umístění CI elektrod ze skenů počítačové tomografie (CT) jednotlivých pacientů za účelem vytvoření přizpůsobených CI pitch-map, tzv. mapování založené na mapování (Helpard et al., 2021).

Primárním cílem této studie je vyhodnotit, zda mapa místa zlepšuje sluchové výsledky u příjemců kochleárního implantátu. Budeme porovnávat sluchové schopnosti, rozpoznávání řeči a prostorový sluch (rozpoznávání řeči v prostorově odděleném hluku a lokalizaci zdroje zvuku) u subjektů náhodně vybraných k poslechu výhradně s výchozí mapou oproti naší nové mapě založené na místě. Předpokládáme, že většina příjemců CI zažije rychlejší rozpoznávání řeči a prostorový růst sluchu, když je jejich kochleární implantát zmapován tak, aby odpovídal elektrické stimulaci s tonotopickou místní frekvencí (tj. pomocí mapy založené na místě).