Картирование кохлеарных имплантов на основе места

Улитка представляет собой спиралевидный орган слуха во внутреннем ухе, где акустические колебания разлагаются на разные частоты для создания электрических сигналов, которые передают звуковую информацию в мозг. Базилярная мембрана (БМ), которая является внутренним компонентом мягких тканей улитки, механически фильтрует разные частоты на разных расстояниях по спиралевидной форме. Именно это разделение позволяет нам различать разные высоты звука. Из-за индивидуальных анатомических различий каждый человек, естественно, имеет свою собственную уникальную карту высоты тона или тонотопическую карту, которая сопоставляет нервы в определенных местах вдоль базилярной мембраны с воспринимаемыми частотами в мозгу.

Когда улитка не функционирует должным образом, кохлеарная имплантация является успешным методом восстановления слуха. Кохлеарный имплантат (КИ) представляет собой нервно-протезное устройство, состоящее из внешней части, расположенной за ухом, и массива хирургически имплантированных электродов, вставленных вдоль улитки. После операции имплантаты программируются с использованием процесса, называемого картированием высоты тона, при котором каждому имплантированному электроду назначается определенная частота стимуляции. КИ должен охватывать всю длину улитки и стимулировать с правильной картой высоты тона (это означает, что правильные нервы и места стимулируются правильными частотами), чтобы обеспечить полный и точный слух. Когда используется обобщенный подход с картированием высоты тона, каждый электрод в массиве КИ будет стимулироваться с заранее заданной частотой, независимо от индивидуальной тонотопии пациента или послеоперационного расположения электродов. Обобщенное сопоставление высоты тона может привести к несоответствию места и высоты звука более чем на одну октаву. Это несоответствие препятствует восприятию высоты тона, необходимому для сложных слуховых задач, таких как восприятие музыки или распознавание речи. Нейронная пластичность может позволить слуховому восприятию со временем адаптироваться, чтобы уменьшить влияние ошибок карты шага кохлеарного импланта, однако это требует длительных периодов акклиматизации, зависит от возраста реципиента и окружающей среды и может преодолеть только ошибки карты шага определенного размера. Настройка карт шага CI может сократить время реабилитации и потребность в акклиматизации имплантата.

Карты шага для конкретного пациента создаются путем точного определения длины улиткового протока (CDL) каждого пациента или, точнее, длины BM, по диагностическим изображениям. Предыдущие методы определения CDL традиционно содержали неопределенности в начальной и конечной точках BM, в основном из-за ограничений визуализации в используемом методе визуализации. Неточное измерение длины БМ может привести к ошибочному сдвигу всех тонотопических частот. Используя усовершенствованный метод визуализации, наша команда недавно разработала алгоритм для автоматической и точной оценки CDL, сегментации костного мозга и определения местоположения электродов КИ на основе компьютерной томографии (КТ) отдельных пациентов для создания индивидуальных карт шага КИ, называемых размещенными. картографирование (Helpard et al., 2021).

Основная цель этого исследования — оценить, улучшает ли карта с привязкой к месту слуховые исходы у реципиентов кохлеарных имплантов. Мы сравним слуховые способности, распознавание речи и пространственный слух (распознавание речи в пространственно разделенном шуме и локализацию источника звука) для субъектов, рандомизированных для прослушивания исключительно с картой по умолчанию, с нашей новой картой на основе места. Мы предполагаем, что у большинства реципиентов КИ будет наблюдаться более высокая скорость распознавания речи и рост пространственного слуха, когда их кохлеарный имплант сопоставлен с электрической стимуляцией тонотопической частотой места (т. е. с использованием карты на основе места).