場所ベースの人工内耳マッピング

蝸牛は、内耳内にあるらせん状の聴覚器官であり、音響振動がさまざまな周波数に分解されて、音声情報を脳に伝達する電気信号を生成します。 蝸牛の内部軟部組織コンポーネントである基底膜 (BM) は、らせん形状に沿ってさまざまな距離でさまざまな周波数を機械的にフィルター処理します。 この分離により、音のさまざまなピッチを識別することができます。 個人の解剖学的な違いにより、各人は自然に、基底膜に沿った特定の場所にある神経を脳内の知覚周波数にマッピングする独自のピッチマップ、またはトノトピックマップを持っています.

蝸牛が正常に機能していない場合、蝸牛移植は音の感覚を回復するための成功した治療法です。 人工内耳 (CI) は、耳の後ろにある外部部分と、蝸牛に沿って挿入された外科的に埋め込まれた電極のアレイで構成される神経補綴装置です。 手術後、インプラントはピッチマッピングと呼ばれるプロセスを使用してプログラムされます。これにより、埋め込まれた各電極に特定の刺激周波数が割り当てられます。 CI は蝸牛の全長にまたがり、正しいピッチマップで刺激する必要があります (正しい神経と場所が正しい周波数で刺激されることを意味します)。 一般化されたピッチ マッピング アプローチが使用される場合、CI アレイ内の各電極は、患者の個々のトノトピーまたは術後の電極位置とは無関係に、事前に指定された周波数で刺激します。 一般化されたピッチ マッピングは、1 オクターブを超えるプレース ピッチのミスマッチをもたらす可能性があります。 この不一致は、音楽鑑賞や音声認識などの複雑な聴覚タスクに必要なピッチ知覚を阻害します。 神経可塑性により、聴覚は時間の経過とともに適応して人工内耳インプラントのピッチマップ エラーの影響を軽減できますが、これには長期間の順応が必要であり、受容者の年齢と環境に依存し、特定のサイズのピッチマップ エラーしか克服できません。 CI ピッチマップのカスタマイズにより、リハビリテーションの時間とインプラント順応の必要性を減らすことができます。

患者固有のピッチ マップは、診断画像から各患者の蝸牛管長 (CDL)、より具体的には BM の長さを正確に決定することによって作成されます。 CDL を決定する以前の方法は、主に使用される画像モダリティの視覚化の制限により、伝統的に BM の開始点と終了点に不確実性を含んでいました。 不正確な BM の長さを測定すると、すべての tonotopic 周波数で誤ったシフトが発生する可能性があります。 強化されたイメージング技術を使用して、私たちのチームは最近、CDL を自動的かつ正確に推定し、BM をセグメント化し、個々の患者のコンピューター断層撮影 (CT) スキャンから CI 電極の位置を決定して、配置と呼ばれるカスタマイズされた CI ピッチマップを作成するアルゴリズムを開発しました。ベースのマッピング (Helpard et al., 2021)。

この研究の主な目的は、場所ベースのマップが人工内耳装用者の聴覚結果を改善するかどうかを評価することです。 デフォルト マップと新しい場所ベースのマップを使用して排他的に聞くようにランダム化された被験者の聴覚能力、音声認識、および空間聴覚 (空間的に分離されたノイズでの音声認識、および音源定位) を比較します。 CI 受信者の大部分は、人工内耳がトノトピックの場所の周波数と一致するようにマッピングされている場合 (つまり、場所ベースのマップを使用)、より速い速度で音声認識と空間的な聴覚の成長を経験すると仮定しています。