Vertailu uusissa sisäkorvaistutuksissa tonotopiaan perustuvan sovituksen kanssa tai ilman hienorakennekoodausta

Johdanto: Sisäkorvaimplantaatio mahdollistaa syvän kahdenvälisen kuurouden kuntoutuksen, puheen havaitsemisen ja sanallisen viestinnän palauttamisen, kun perinteinen kuulokoje ei enää tarjoa tyydyttävää kuulon vahvistumista (Nimmons et al.).

Sisäkorvaistute sisältää elektrodiryhmän ja sen toiminta perustuu sisäkorvan tonotopian periaatteeseen: kukin elektrodi koodaa taajuusspektrin sijaintinsa mukaan sisäkorvassa (korkeat taajuudet määrätään tyvielektrodeille ja matalat apikaalielektrodeille). Sisukorvaistute hajottaa siten taajuusspektrin useiksi taajuuskaistoiksi kaistanpäästösuodattimien avulla, jotka vastaavat implantissa olevien elektrodien lukumäärää. Sovituksen aikana audiologi voi muokata näitä nauhoja.

Valmistajien kehittämä sovitusohjelmisto ehdotti oletusasennusta, jonka alaraja on 100-250 Hz merkkien mukaan ja yläraja noin 8500 Hz. Kullekin elektrodille osoitetut taajuuskaistat noudattavat logaritmista asteikkoa, jossa on korkeat taajuudet peruselektrodeille ja matalat taajuudet apikaalisille elektrodeille. Tämä jakauma ottaa huomioon aktiivisten elektrodien lukumäärän, mutta ei ota huomioon kullekin potilaalle ominaista anatomiaa ja luonnollista sisäkorvan tonoopiaa.

Useat tutkimukset ovat analysoineet sisäkorvan mittojen anatomisia vaihteluita: simpukan koko ja elektrodien kosketuspintojen suhde simpukan kanssa vaihtelevat potilaasta toiseen (Stakhovskaya O et al., P. Pelliccia et al.) .

Asennussyvyys leikkauksen aikana vaihtelee myös potilaisiin ja operaattoriin liittyvistä parametreista johtuen, mikä näyttää vaikuttavan puheen ymmärtämiseen kohinassa (Syvä elektrodin asettaminen ja äänen koodaus sisäkorvaistutteisiin - Ingeborg Hochmair et al.).

Äskettäin on kehitetty matemaattisia algoritmeja kunkin potilaan sisäkorvan tonotopian arvioimiseksi CT-skannausarvioinnin perusteella (Jiam et ai., Sridhar et ai.). Implantoidun korvan CT-kuvaus yhdistettynä 3D-rekonstruktioohjelmistoon tarjoaa sisäkorvan pituuden mittauksia (sisäkorvauspituuden määritys Cone Beam Computed Tomography -tekniikalla kliinisissä olosuhteissa - Würfel et al.). Tätä lähestymistapaa käyttämällä on mahdollista mitata kunkin elektrodin sijainti sisäkorvaan nähden. Näitä mittauksia sovelletaan modifioituun Greenwood-yhtälöön kunkin elektrodin tonotooppisen taajuuden saamiseksi ja kullekin potilaalle sopivan sovituksen määrittämiseksi kunkin elektrodin tonotopian perusteella.

Perinteiset stimulaatiostrategiat sisäkorvaistutteissa (esim. kehittynyt yhdistelmäenkooderi (ACE), jatkuva lomitettu näytteenotto (CIS)) käyttävät elektrodin paikkaa taajuuden koodaamiseen lähettämällä matalataajuista tietoa apikaalisilla elektrodeilla ja korkeataajuisia tietoja peruselektrodeista. Elektrodien stimulaationopeus on vakio. Nämä tavanomaiset strategiat välittävät sävelkorkeuden vain osittain, mikä selittäisi sisäkorvaistutteiden huonot tulokset musiikin havaitsemisessa. MED-EL-istutteen FineHearing-strategiassa matalataajuisten elektrodien stimulaationopeus on suhteessa äänen taajuuteen ja mahdollistaa taajuustietojen koodaamisen ajallisesti.

Rader & al. 2016 ovat tutkineet, miten taajuuden tonotooppiseen koodaukseen (klassiseen strategiaan) lisätään tiedon ajallinen koodaus stimulaatiotaajuutta muuttamalla. Saadut tulokset osoittavat, että tämän taajuusinformaation tarjoaminen aikakoodauksella mahdollistaa havaitun sävelkorkeuden, joka on paljon lähempänä odotettua (normaalikuulon) sävelkorkeutta ja vähemmän vaihtelua, erityisesti matalilla taajuuksilla. Kiinteällä stimulaationopeudella (klassinen strategia) matalat taajuudet koodataan huonosti, kun taas vaihtelevalla stimulaatiotaajuudella ne koodataan paremmin. Lisäksi Landsberger et ai. [2018] tutki kuudessa MED-EL-implanttipotilaassa ajallisen koodauksen havaitsemista elektrodien asennon mukaan pitkällä asetuksella: keski- tai apikaalinen asema. Tulokset näyttävät osoittavan, että taajuuden ajallinen koodaus olisi luotettavampi kuin spatiaalinen koodaus (liittyy elektrodin sijaintiin) huipulla ja käänteinen elektrodeilla keskiasennossa. Tutkimukset ovat osoittaneet, että FineHearing-strategia voi tarjota etuja klassiseen HDCIS-strategiaan verrattuna tehtävissä, joihin liittyy perustavanlaatuinen F0, kuten puheentunnistus kohinassa (tietyn oppimisajan jälkeen) [Kleine Punte & al. 2014; Vermeire & al. 2010], käsitys musiikista [Roy & al. 2015; Roy & al. 2016] tai sävelkorkeuden koettu laatu [Müller & al. 2012].

MED-EL:n FineHearing-koodausstrategia tonotooppipohjaisella sovituksella voisi näin ollen mahdollistaa paremman äänenkorkeuden siirron ja erityisesti parantaa puheentunnistusta kohinassa verrattuna samaan tonotooppipohjaiseen sovitukseen ilman FineHearing-koodausta.

Päätavoite:

Tonotoopiaan perustuvan sovitusstrategian (TFS) vertailu hienorakennekoodauksella tonotoopiaan perustuvaan sovitusstrategiaan ilman hienorakennekoodausta (TnoFS) puheen havaitsemiseksi kohinassa.

Toissijaiset tavoitteet:

TFS:n vertailu TnoFS:ään musiikillisten elementtien havaitsemiseksi (ääriviivatesti).

TFS:n ja TnoFS:n vertailu hiljaisen puheen havaitsemiseksi

TFS:n ja TnoFS:n vertailu musiikkikappaleiden kuuntelun laadullisesta suosimisesta.

TFS:n vertailu TnoFS:ään melodista tunnistamista varten

Tutkimuksen suunnitelma:

Se on prospektiivinen avoin monosentrinen satunnaistettu crossover-tutkimus: potilaalle tehdään mittauksia 6 viikon ja 12 viikon kuluttua aktivoinnista.