Stedsbasert cochleaimplantatkartlegging

Sneglehuset er et spiralformet hørselsorgan i det indre øret der akustiske vibrasjoner dekomponeres til forskjellige frekvenser for å lage elektriske signaler som overfører lydinformasjon til hjernen. Basilarmembranen (BM), som er en indre bløtvevskomponent i sneglehuset, filtrerer mekanisk forskjellige frekvenser på forskjellige avstander langs den spiralformede formen. Denne separasjonen er det som lar oss skjelne forskjellige tonehøyder i lyd. På grunn av individuelle anatomiske forskjeller har hver person naturlig sitt eget unike tonehøydekart, eller tonotopisk kart, som kartlegger nerver på bestemte steder langs basilarmembranen til oppfattede frekvenser i hjernen.

Når sneglehuset ikke fungerer som det skal, er cochleaimplantasjon en vellykket behandling for å gjenopprette lydsansen. Et cochleaimplantat (CI) er en nevrale-proteseanordning som består av en ekstern del som sitter bak øret og en kirurgisk implantert rekke elektroder satt inn langs sneglehuset. Etter operasjonen programmeres implantater ved hjelp av en prosess kalt pitch mapping, hvor hver implantert elektrode tildeles en spesifikk stimuleringsfrekvens. En CI må spenne over hele lengden av sneglehuset og stimulere med riktig tonehøydekart (som betyr at de riktige nervene og plasseringene stimuleres med riktige frekvenser) for å produsere full og nøyaktig hørsel. Når en generalisert pitch-mapping-tilnærming brukes, vil hver elektrode i en CI-array stimuleres med en forhåndsspesifisert frekvens, uavhengig av pasientens individuelle tonotopi eller postoperative elektrodeplassering. Generalisert pitch-mapping kan resultere i en plass-pitch mismatch på over én oktav. Dette misforholdet hemmer tonehøydeoppfatningen som kreves for komplekse hørselsoppgaver, som musikkforståelse eller talegjenkjenning. Nevral plastisitet kan tillate auditiv persepsjon å tilpasse seg over tid for å redusere effekten av pitch-map-feil i cochleaimplantatet, men dette krever lange perioder med akklimatisering, er avhengig av mottakerens alder og miljø, og kan bare overvinne pitch-map-feil i visse størrelser. Tilpasning av CI pitch-kart kan redusere rehabiliteringstiden og behovet for implantattilvenning.

Pasientspesifikke tonehøydekart produseres ved nøyaktig å bestemme hver pasients cochlea duct-lengde (CDL), eller mer spesifikt BM-lengde, fra diagnostiske bilder. Tidligere metoder for å bestemme CDL har tradisjonelt inneholdt usikkerheter ved start- og sluttpunktet for BM, hovedsakelig på grunn av visualiseringsbegrensninger i avbildningsmodaliteten som brukes. Måling av en unøyaktig BM-lengde kan forårsake en feilaktig forskyvning i alle tonotopiske frekvenser. Ved å bruke en forbedret bildebehandlingsteknikk har teamet vårt nylig utviklet en algoritme for automatisk og nøyaktig å estimere CDL, segmentere BM og bestemme CI-elektrodeplasseringer fra individuelle datamaskin-tomografi (CT)-skanninger for pasienter for å produsere tilpassede CI-pitch-kart, kalt plassert- basert kartlegging (Helpard et al., 2021).

Hovedmålet med denne studien er å evaluere om et stedsbasert kart forbedrer hørselsresultatene for cochleaimplantatmottakere. Vi vil sammenligne auditive evner, talegjenkjenning og romlig hørsel (talegjenkjenning i romlig separert støy og lydkildelokalisering) for forsøkspersoner som er randomisert til å lytte utelukkende med et standardkart kontra vårt nye stedsbaserte kart. Vi antar at flertallet av CI-mottakere vil oppleve en raskere hastighet av talegjenkjenning og romlig hørselsvekst når cochleaimplantatet deres kartlegges for å matche den elektriske stimuleringen med den tonotopiske stedsfrekvensen (dvs. ved å bruke det stedsbaserte kartet).