Tonotópia alapú illesztés összehasonlítása finom szerkezeti kódolással vagy anélkül

Bevezetés: A cochleáris implantáció lehetővé teszi a mélyreható kétoldali süketség rehabilitációját, a beszédészlelés és a verbális kommunikáció helyreállítását, ha a hagyományos hallókészülék már nem biztosít kielégítő halláserősítést (Nimmons et al.).

A cochlearis implantátum elektródasort tartalmaz, és működése a cochlearis tonotópia elvén alapul: minden elektróda a cochleában elfoglalt helyzetének megfelelően frekvenciaspektrumot kódol (magas frekvenciákat a bazális, alacsony frekvenciákat az apikális elektródákhoz rendelnek). A cochleáris implantátum így a frekvenciaspektrumot számos frekvenciasávra bontja az implantátumban lévő elektródák számának megfelelő sávszűrők segítségével. Az illesztés során ezeket a szalagokat az audiológus módosíthatja.

A gyártók által kifejlesztett illesztőszoftver alapértelmezett illesztést javasolt, amelynek alsó határa márka szerint 100 és 250 Hz között van, felső határa pedig körülbelül 8500 Hz. Az egyes elektródákhoz rendelt frekvenciasávok logaritmikus skálát követnek, ahol a bazális elektródáknál a magas, az apikális elektródáknál pedig az alacsony frekvenciákat. Ez az eloszlás figyelembe veszi az aktív elektródák számát, de nem veszi figyelembe az egyes páciensekre jellemző anatómiát és természetes cochlearis tonotópiát.

Számos tanulmány elemezte a cochleáris méretek anatómiai eltéréseit: a cochlea mérete és az elektródák érintkezési felületeinek aránya a cochleával betegenként változó (Stakhovskaya O et al., P. Pelliccia et al.) .

A műtét során a behelyezési mélység a betegekkel és a kezelővel kapcsolatos paraméterek miatt is változó, ami úgy tűnik, hogy befolyásolja a zajos beszéd megértését (Mély elektróda behelyezés és hangkódolás cochleáris implantátumokban – Ingeborg Hochmair et al.).

A közelmúltban matematikai algoritmusokat fejlesztettek ki az egyes betegek cochlearis tonotópiájának CT-vizsgálat alapján történő becslésére (Jiam et al., Sridhar és mtsai.). A beültetett fül CT-képalkotása 3D rekonstrukciós szoftverrel kombinálva cochleáris hosszmérést biztosít (Csóhossz-meghatározás Cone Beam Computed Tomography segítségével klinikai környezetben – Würfel et al.). Ezzel a megközelítéssel megmérhető az egyes elektródák helyzete a cochlearis csúcshoz képest. Ezeket a méréseket a módosított Greenwood-egyenletre alkalmazzák, hogy megkapják az egyes elektródák tonotópiás frekvenciáját, és minden egyes páciens számára meghatározzák az illesztést az egyes elektródák tonotópiája alapján.

A cochleáris implantátumok hagyományos stimulációs stratégiái (pl. fejlett kombinációs kódoló (ACE), folyamatos interleaved mintavételezés (CIS)) az elektróda helyét használják a frekvencia kódolására oly módon, hogy alacsony frekvenciájú információt küldenek az apikális elektródákra, és nagyfrekvenciás információkat küldenek a bazális elektródákra. Az elektródák stimulációs sebessége állandó. A hangmagasságot csak részben adják át ezek a hagyományos stratégiák, ami megmagyarázná a cochleáris implantátumok gyenge eredményeit a zene érzékelésében. A MED-EL implantátum FineHearing stratégiájában a kisfrekvenciás elektródákon a stimuláció sebessége a hang frekvenciájához kapcsolódik, és lehetővé teszi a frekvencia információ időbeli kódolását.

Rader és társai. 2016-ban azt vizsgálták, hogyan járul hozzá a frekvencia tonotopikus kódolásához (klasszikus stratégia) az információ időbeli kódolásához a stimulációs sebesség változtatásával. A kapott eredmények azt mutatják, hogy ennek a frekvenciainformációnak az időkódolással történő megadása lehetővé teszi, hogy az észlelt hangmagasság sokkal közelebb álljon a várt hangmagassághoz (normál hallás esetén), és kisebb a változékonyság, különösen alacsony frekvenciákon. Fix stimulációs rátával (klasszikus stratégia) az alacsony frekvenciák rosszul kódolhatók, míg a változó stimulációs sebességgel jobban kódolhatók. Ezen kívül Landsberger et al. [2018] hat alanyon, MED-EL implantátummal vizsgálták az elektródák helyzetének megfelelő temporális kódolás észlelését hosszú behelyezéssel: középső vagy apikális pozíció. Az eredmények azt mutatják, hogy a frekvencia időbeli kódolása megbízhatóbb lenne, mint a (az elektróda helyzetéhez kapcsolódó) térbeli kódolás a csúcson, és a fordítottja az elektródákon a középső pozícióban. Tanulmányok kimutatták, hogy a FineHearing stratégia előnyökkel járhat a klasszikus High-Definition Continuous Interleaved Sampling (HDCIS) stratégiával szemben az olyan alapvető F0-t érintő feladatokban, mint a beszédfelismerés a zajban (bizonyos tanulási idő után) [Kleine Punte és mtsai. 2014 ; Vermeire és társai. 2010], a zene felfogása [Roy és mtsai. 2015 ; Királyi. 2016] vagy a hangmagasság észlelt minősége [Müller és mtsai. 2012].

A MED-EL FineHearing kódolási stratégiája tonotopikus alapú illesztéssel ezért jobb hangmagasság-átvitelt tesz lehetővé, és különösen javíthatja a beszédfelismerést a zajban, összehasonlítva a FineHearing kódolás nélküli, tonotopikus alapú illesztéssel.

Fő cél:

Tonotópia alapú illesztési stratégia (TFS) összehasonlítása finom szerkezeti kódolással egy tonotópia alapú illesztési stratégiával finom szerkezeti kódolás nélkül (TnoFS) a zajban történő beszédészlelés érdekében.

Másodlagos célok:

A TFS és a TnoFS összehasonlítása a zenei elemek érzékelésére (kontúr teszt).

A TFS és a TnoFS összehasonlítása a csendes beszédészlelés érdekében

A TFS és a TnoFS összehasonlítása a zenei darabok hallgatásának minőségi preferenciája szempontjából.

A TFS és a TnoFS összehasonlítása a dallamfelismerés érdekében

A tanulmány terve:

Ez egy prospektív, nyílt monocentrikus, randomizált, keresztezett vizsgálat: a méréseket az aktiválás utáni 6. és 12. héttel végezzük el a páciensen.