Paikkapohjainen sisäkorvaistutteiden kartoitus

Sisäkorva on spiraalin muotoinen kuuloelin, jossa akustiset värähtelyt hajoavat eri taajuuksiksi sähköisten signaalien muodostamiseksi, jotka välittävät ääniinformaatiota aivoihin. Basilaarinen kalvo (BM), joka on simpukan sisäinen pehmytkudoskomponentti, suodattaa mekaanisesti eri taajuuksia eri etäisyyksillä kierteen muotoa pitkin. Tämä erottelu antaa meille mahdollisuuden erottaa eri äänenkorkeudet. Yksilöllisistä anatomisista eroista johtuen jokaisella ihmisellä on luonnollisesti oma ainutlaatuinen pitch-kartta tai tonotooppinen kartta, joka kartoittaa hermot tietyissä kohdissa tyvikalvoa pitkin havaittuihin taajuuksiin aivoissa.

Kun sisäkorva ei toimi kunnolla, sisäkorvaistutus on onnistunut hoito ääniaistin palauttamiseksi. Sisäkorvaimplantti (CI) on hermoproteettinen laite, joka koostuu ulkoisesta osasta, joka sijaitsee korvan takana, ja kirurgisesti istutetusta elektrodeista, jotka on asetettu sisäkorvaan. Leikkauksen jälkeen implantit ohjelmoidaan käyttämällä prosessia, jota kutsutaan pitch mappingiksi, jolloin jokaiselle implantoidulle elektrodille määrätään tietty stimulaatiotaajuus. CI:n on katettava sisäkorvan koko pituus ja stimuloitava oikealla pitch-kartalla (eli oikeat hermot ja paikat stimuloidaan oikeilla taajuuksilla), jotta saadaan täydellinen ja tarkka kuulo. Kun käytetään yleistettyä äänenkorkeuden kartoitusmenetelmää, jokainen CI-ryhmän elektrodi stimuloi ennalta määrätyllä taajuudella riippumatta potilaan yksilöllisestä tonotopiasta tai leikkauksen jälkeisestä elektrodin sijainnista. Yleinen sävelkorkeuskartoitus voi johtaa yli yhden oktaavin paikan ja äänen väliseen yhteensopimattomuuteen. Tämä epäsuhta estää monimutkaisten kuulotehtävien, kuten musiikin tai puheentunnistuksen, vaatiman äänenkorkeuden havaitsemisen. Hermoston plastisuus voi mahdollistaa kuuloaistin sopeutumisen ajan myötä sisäkorvaistutteen pitch-karttavirheiden vaikutuksen vähentämiseksi, mutta tämä vaatii pitkiä totuttelujaksoja, riippuu vastaanottajan iästä ja ympäristöstä ja voi voittaa vain tietyn kokoiset äänenkorkeuskartan virheet. CI-pitch-karttojen mukauttaminen voi vähentää kuntoutusaikaa ja implanttien totuttelun tarvetta.

Potilaskohtaiset pitch-kartat tuotetaan määrittämällä tarkasti kunkin potilaan sisäkorvakanavan pituus (CDL) tai tarkemmin sanottuna BM-pituus diagnostisista kuvista. Aiemmat menetelmät CDL:n määrittämiseksi ovat perinteisesti sisältäneet epävarmuustekijöitä luun alku- ja loppupisteissä, mikä johtuu suurelta osin käytetyn kuvantamismenetelmän visualisointirajoituksista. Epätarkan BM-pituuden mittaus voi aiheuttaa virheellisen siirtymän kaikissa tonotooppisissa taajuuksissa. Tiimimme on äskettäin kehittänyt parannetun kuvantamistekniikan avulla algoritmin CDL:n arvioimiseksi automaattisesti ja tarkasti, BM:n segmentoimiseksi ja CI-elektrodien sijainnin määrittämiseksi yksittäisten potilaiden tietokonetomografia (CT) skannauksista räätälöityjen CI-pitch-karttojen, joita kutsutaan sijoitetuiksi. perustuva kartoitus (Helpard et al., 2021).

Tämän tutkimuksen ensisijaisena tavoitteena on arvioida, parantaako paikkaan perustuva kartta sisäkorvaistutteiden saajien kuulotuloksia. Vertaamme kuulokykyjä, puheentunnistusta ja avaruudellista kuuloa (puheentunnistus spatiaalisesti erotetussa kohinassa ja äänilähteiden lokalisointi) koehenkilöillä, jotka on satunnaistettu kuuntelemaan yksinomaan oletuskartalla, verrattuna uuteen paikkapohjaiseen karttaamme. Oletamme, että suurin osa CI-saajista kokee nopeamman puheentunnistuksen ja tilakuulon kasvun, kun heidän sisäkorvaistutteensa kartoitetaan vastaamaan sähköistä stimulaatiota tonotooppisen paikkataajuuden kanssa (eli käyttämällä paikkapohjaista karttaa).