Confronto in nuovi soggetti con impianto cocleare di un adattamento basato su tonotopia con o senza codifica della struttura fine

Introduzione: L'impianto cocleare consente la riabilitazione della sordità bilaterale profonda, ripristinando la percezione del parlato e la comunicazione verbale quando l'apparecchio acustico tradizionale non fornisce più un guadagno uditivo soddisfacente (Nimmons et al.).

Un impianto cocleare comprende un array di elettrodi e il suo funzionamento si basa sul principio della tonotopia cocleare: ogni elettrodo codifica uno spettro di frequenza in base alla sua posizione nella coclea (le alte frequenze sono assegnate agli elettrodi basali e le basse frequenze agli elettrodi apicali). L'impianto cocleare scompone quindi lo spettro di frequenza in un numero di bande di frequenza tramite filtri passa-banda corrispondenti al numero di elettrodi nell'impianto. Durante il fitting queste bande possono essere modificate dall'audiologo.

Il software di fitting sviluppato dai produttori proponeva un fitting di default con un limite inferiore compreso tra 100 e 250 Hz a seconda dei marchi e un limite superiore di circa 8500 Hz. Le bande di frequenza assegnate a ciascun elettrodo seguono una scala logaritmica con le alte frequenze per gli elettrodi basali e le basse frequenze per gli elettrodi apicali. Questa distribuzione tiene conto del numero di elettrodi attivi ma non tiene conto dell'anatomia e della naturale tonotopia cocleare specifica per ogni paziente.

Diversi studi hanno analizzato le variazioni anatomiche delle dimensioni cocleari: la dimensione della coclea e il rapporto tra le superfici di contatto degli elettrodi con la coclea sono variabili da un paziente all'altro (Stakhovskaya O et al., P. Pelliccia et al.) .

Anche la profondità di inserimento durante l'intervento chirurgico è variabile a causa di parametri relativi ai pazienti e all'operatore, il che sembra influire sulla comprensione del parlato nel rumore (Inserimento profondo dell'elettrodo e codifica del suono negli impianti cocleari - Ingeborg Hochmair et al.).

Recentemente sono stati sviluppati algoritmi matematici per stimare la tonotopia cocleare di ciascun paziente da una valutazione della scansione TC (Jiam et al., Sridhar et al.). L'imaging TC dell'orecchio impiantato combinato con il software di ricostruzione 3D, fornisce misurazioni della lunghezza cocleare (determinazione della lunghezza cocleare utilizzando la tomografia computerizzata a fascio conico in un ambiente clinico - Würfel et al.). Utilizzando questo approccio è possibile misurare la posizione di ciascun elettrodo rispetto all'apice cocleare. Queste misurazioni vengono applicate all'equazione di Greenwood modificata per ottenere la frequenza tonotopica per ciascun elettrodo e determinare per ciascun paziente un adattamento basato sulla tonotopia di ciascun elettrodo.

Strategie di stimolazione convenzionali negli impianti cocleari (ad es. Advanced Combination Encoder (ACE), Continuous Interleaved Sample (CIS)) utilizzano la posizione dell'elettrodo per codificare la frequenza inviando informazioni a bassa frequenza sugli elettrodi apicali e informazioni ad alta frequenza sugli elettrodi basali. La velocità di stimolazione degli elettrodi è costante. Il tono viene trasmesso solo parzialmente da queste strategie convenzionali che spiegherebbero gli scarsi risultati degli impianti cocleari nella percezione della musica. Nella strategia FineHearing dell'impianto MED-EL, la velocità di stimolazione sugli elettrodi a bassa frequenza è correlata alla frequenza del suono e consente di codificare temporalmente le informazioni sulla frequenza.

Rader & al. 2016 hanno studiato il contributo di aggiungere alla codifica tonotopica della frequenza (strategia classica) una codifica temporale dell'informazione variando il tasso di stimolazione. I risultati ottenuti mostrano che fornire questa informazione di frequenza mediante codifica temporale consente di ottenere un tono percepito molto più vicino al tono atteso (dell'udito normale) e una minore variabilità, specialmente alle basse frequenze. Con il tasso di stimolazione fisso (strategia classica) le basse frequenze sono scarsamente codificate, mentre con il tasso di stimolazione variabile sono meglio codificate. Inoltre, Landsberger et al. [2018] ha studiato in sei soggetti con impianto MED-EL la percezione di una codifica temporale in funzione della posizione degli elettrodi ad inserzione lunga: posizione mediana o apicale. I risultati sembrano mostrare che la codifica temporale della frequenza sarebbe più affidabile della codifica spaziale (relativa alla posizione dell'elettrodo) all'apice, e viceversa sugli elettrodi in posizione centrale. Gli studi hanno dimostrato che la strategia FineHearing può fornire vantaggi rispetto alla classica strategia HDCIS (High-Definition Continuous Interleaved Sampling) in attività che coinvolgono la F0 fondamentale come il riconoscimento vocale nel rumore (dopo un certo tempo di apprendimento) [Kleine Punte & al. 2014 ; Vermeire & al. 2010], la percezione della musica [Roy & al. 2015 ; Roy & al. 2016] o la qualità percepita del tono [Müller & al. 2012].

La strategia di codifica FineHearing di MED-EL con un fitting tonotopico potrebbe quindi consentire una migliore trasmissione del tono e in particolare migliorare il riconoscimento vocale nel rumore rispetto allo stesso fitting tonotopico senza codifica FineHearing.

Obiettivo principale:

Confronto tra una strategia di adattamento basata su tonotopia (TFS) con codifica a struttura fine e una strategia di adattamento basata su tonotopia senza codifica a struttura fine (TnoFS) per la percezione del parlato nel rumore.

Obiettivi secondari:

Confronto tra TFS e TnoFS per la percezione degli elementi musicali (contour test).

Confronto tra TFS e TnoFS per la percezione del parlato in silenzio

Confronto tra TFS e TnoFS per la preferenza qualitativa per l'ascolto di brani musicali.

Confronto tra TFS e TnoFS per il riconoscimento melodico

Piano dello studio:

Si tratta di uno studio crossover randomizzato monocentrico aperto prospettico: le misure verranno eseguite sul paziente a 6 settimane e 12 settimane dopo l'attivazione.