Mappatura dell'impianto cocleare basata sul luogo

La coclea è un organo dell'udito a forma di spirale all'interno dell'orecchio interno dove le vibrazioni acustiche vengono scomposte in diverse frequenze per creare segnali elettrici che trasmettono informazioni audio al cervello. La membrana basilare (BM), che è un componente interno dei tessuti molli della coclea, filtra meccanicamente diverse frequenze a diverse distanze lungo la forma elicoidale. Questa separazione è ciò che ci permette di discernere le diverse altezze del suono. A causa delle differenze anatomiche individuali, ogni persona ha naturalmente la propria mappa del tono unica, o mappa tonotopica, che mappa i nervi in ​​posizioni specifiche lungo la membrana basilare alle frequenze percepite nel cervello.

Quando la coclea non funziona correttamente, l'impianto cocleare è un trattamento efficace per ripristinare il senso del suono. Un impianto cocleare (CI) è un dispositivo neurale-protesico costituito da una porzione esterna che si trova dietro l'orecchio e da una serie di elettrodi impiantati chirurgicamente inseriti lungo la coclea. Dopo l'intervento chirurgico, gli impianti vengono programmati utilizzando un processo chiamato mappatura del passo, in base al quale a ciascun elettrodo impiantato viene assegnata una frequenza di stimolazione specifica. Un CI deve coprire l'intera lunghezza della coclea e stimolare con la mappa del tono corretta (ovvero i nervi e le posizioni corretti sono stimolati con le frequenze corrette) per produrre un udito completo e accurato. Quando viene utilizzato un approccio di mappatura del tono generalizzato, ogni elettrodo all'interno di un array CI stimolerà con una frequenza pre-specificata, indipendente dalla tonotopia individuale del paziente o dalla posizione dell'elettrodo postoperatorio. La mappatura del tono generalizzata può provocare una discrepanza luogo-tono di oltre un'ottava. Questa discrepanza inibisce la percezione del tono richiesta per attività uditive complesse, come l'apprezzamento della musica o il riconoscimento vocale. La plasticità neurale può consentire alla percezione uditiva di adattarsi nel tempo per ridurre l'effetto degli errori della mappa del tono dell'impianto cocleare, tuttavia ciò richiede lunghi periodi di acclimatazione, dipende dall'età e dall'ambiente del ricevente e può superare solo determinati errori della mappa del tono. La personalizzazione delle mappe del passo CI può ridurre i tempi di riabilitazione e la necessità di acclimatamento dell'impianto.

Le mappe del tono specifiche del paziente vengono prodotte determinando con precisione la lunghezza del dotto cocleare (CDL) di ciascun paziente, o più specificamente la lunghezza del midollo osseo, dalle immagini diagnostiche. I metodi precedenti per determinare il CDL contenevano tradizionalmente incertezze all'inizio e alla fine del BM, in gran parte a causa dei limiti di visualizzazione nella modalità di imaging utilizzata. La misurazione di una lunghezza del midollo osseo imprecisa può causare uno spostamento errato in tutte le frequenze tonotopiche. Utilizzando una tecnica di imaging avanzata, il nostro team ha recentemente sviluppato un algoritmo per stimare automaticamente e con precisione il CDL, segmentare il BM e determinare le posizioni degli elettrodi CI dalle scansioni di tomografia computerizzata (TC) del singolo paziente per produrre mappe del passo CI personalizzate, chiamate mappatura basata (Helpard et al., 2021).

L'obiettivo principale di questo studio è valutare se una mappa basata sul luogo migliora i risultati uditivi per i destinatari di impianto cocleare. Confronteremo le capacità uditive, il riconoscimento vocale e l'udito spaziale (riconoscimento vocale nel rumore spazialmente separato e localizzazione della sorgente sonora) per i soggetti randomizzati per ascoltare esclusivamente con una mappa predefinita rispetto alla nostra nuova mappa basata sul luogo. Ipotizziamo che la maggior parte dei destinatari di IC sperimenterà un tasso più rapido di riconoscimento vocale e crescita dell'udito spaziale quando il loro impianto cocleare viene mappato per abbinare la stimolazione elettrica con la frequenza del luogo tonotopico (ovvero, utilizzando la mappa basata sul luogo).