장소 기반 인공와우 매핑

달팽이관은 청각 정보를 뇌에 전달하는 전기 신호를 생성하기 위해 음향 진동이 다른 주파수로 분해되는 내이 내의 나선형 모양의 청각 기관입니다. 달팽이관의 내부 연조직 구성 요소인 기저막(BM)은 나선형 모양을 따라 서로 다른 거리에서 서로 다른 주파수를 기계적으로 필터링합니다. 이러한 분리를 통해 소리의 다른 피치를 식별할 수 있습니다. 개인의 해부학적 차이로 인해 각 사람은 고유한 피치 맵 또는 토노토피 맵을 가지고 있으며, 이는 기저막을 따라 특정 위치의 신경을 뇌에서 인지된 주파수로 매핑합니다.

달팽이관이 제대로 기능하지 않을 때 달팽이관 이식은 소리 감각을 회복시키는 성공적인 치료법입니다. 인공와우(CI)는 귀 뒤에 있는 외부 부분과 달팽이관을 따라 삽입된 외과적으로 이식된 일련의 전극으로 구성된 신경 보철 장치입니다. 수술 후 임플란트는 피치 매핑이라는 프로세스를 사용하여 프로그래밍되며, 각 이식 전극에는 특정 자극 주파수가 할당됩니다. CI는 달팽이관의 전체 길이에 걸쳐 있어야 하며 올바른 피치 맵으로 자극해야 합니다(올바른 신경과 위치가 올바른 주파수로 자극됨을 의미). 일반화된 피치 매핑 접근 방식을 사용할 때 CI 어레이 내의 각 전극은 환자의 개별 토노토피 또는 수술 후 전극 위치와 관계없이 미리 지정된 주파수로 자극합니다. 일반화된 피치 매핑은 한 옥타브 이상의 위치 피치 불일치를 초래할 수 있습니다. 이 불일치는 음악 감상이나 음성 인식과 같은 복잡한 청력 작업에 필요한 피치 인식을 억제합니다. 신경 가소성은 인공 와우 피치 맵 오류의 영향을 줄이기 위해 시간이 지남에 따라 청각 지각이 적응하도록 할 수 있지만, 이는 장기간의 순응이 필요하고 수용자의 연령과 환경에 따라 달라지며 특정 크기의 피치 맵 오류만 극복할 수 있습니다. CI 피치 맵의 사용자 정의는 재활 시간과 임플란트 순응의 필요성을 줄일 수 있습니다.

환자별 피치 맵은 진단 이미지에서 각 환자의 달팽이관 길이(CDL), 보다 구체적으로 BM 길이를 정확하게 결정하여 생성됩니다. CDL을 결정하는 이전 방법은 주로 사용되는 이미징 양식의 시각화 제한으로 인해 BM의 시작점과 끝점에서 전통적으로 불확실성을 포함했습니다. 부정확한 BM 길이를 측정하면 모든 음조 주파수에서 잘못된 이동이 발생할 수 있습니다. 향상된 이미징 기술을 사용하여 우리 팀은 최근 CDL을 자동으로 정확하게 추정하고, BM을 분할하고, 개별 환자 컴퓨터 단층 촬영(CT) 스캔에서 CI 전극 위치를 결정하여 배치된 CI 피치 맵을 생성하는 알고리즘을 개발했습니다. 기반 매핑(Helpard et al., 2021).

이 연구의 주요 목적은 장소 기반 지도가 인공와우 이식 사용자의 청력 결과를 개선하는지 여부를 평가하는 것입니다. 기본 맵과 우리의 새로운 장소 기반 맵으로만 듣도록 무작위로 지정된 피험자의 청각 능력, 음성 인식 및 공간 청각(공간적으로 분리된 소음에서의 음성 인식 및 음원 위치 파악)을 비교할 것입니다. 우리는 인공와우가 전기 자극을 토노토픽 장소 주파수와 일치하도록 매핑할 때(즉, 장소 기반 지도를 사용하여) 대부분의 CI 수용자가 더 빠른 속도의 음성 인식 및 공간 청력 성장을 경험할 것이라고 가정합니다.