Взаимосвязь между LS Chirp ABR и восприятием речи в шуме при скрытой потере слуха

Скрытая потеря слуха (СПС) определяется как наличие нормальных порогов тональной аудиометрии в сочетании с самостоятельно сообщаемыми трудностями слушания, в первую очередь проблемами с пониманием речи в шумной обстановке. Современные нейрофизиологические и гистопатологические данные свидетельствуют о том, что это состояние связано с кохлеарной синаптопатией — селективной потерей или дисфункцией синапсов между внутренними волосковыми клетками и низко-спонтанными (low-SR) волокнами слухового нерва I типа. Низко-спонтанные волокна играют ключевую роль в кодировании надпороговых акустических сигналов и сохранении восприятия речи в шуме. Повреждение этих волокон может происходить из-за воздействия шума, старения или других метаболических факторов, даже когда наружные волосковые клетки остаются неповрежденными, тем самым оставляя обычную аудиометрию в пределах нормы.<\/p>

Регистрация слуховых вызванных потенциалов (СВП) ствола мозга обеспечивает объективную оценку нейронной синхронности вдоль слухового пути. Амплитуда и латентность ранних волн СВП, в частности волн I, III и V, отражают временную целостность передачи сигнала слуховым нервом и стволом мозга. Среди них амплитуда волны I считается периферическим маркером активности волокон слухового нерва, тогда как волна V представляет суммарный выход ядер верхнего отдела ствола мозга. Снижение амплитуды волны I при сохраненной амплитуде волны V или уменьшенное соотношение I/V интерпретируется как электрофизиологический признак кохлеарной синаптопатии.<\/p>

Традиционный СВП с использованием щелчковых стимулов синхронизирует нейронные ответы преимущественно из базального отдела улитки. Введение чирп-стимулов было направлено на улучшение нейронной синхронности за счет компенсации временных задержек распространения по улитке. Уровнеспецифический (LS) CE-Chirp стимул, разработанный Клаусом Эльберлингом и Доном, позволяет амплитуде волны V оставаться стабильной на разных интенсивностях, обеспечивая при этом частотно-специфическое временное разрешение. Тем не менее, на высоких уровнях (80-100 дБ нПС) ответы на LS CE-Chirp могут демонстрировать измененные функции роста и паттерны латентности, потенциально выявляя тонкие различия в надпороговом нейронном кодировании по сравнению с обычными щелчками.<\/p>

Настоящее исследование использует обсервационный, поперечный, корреляционный дизайн для изучения того, связаны ли электрофизиологические показатели, полученные с помощью СВП на LS CE-Chirp, с поведенческими показателями восприятия речи в шуме у лиц с подозрением на СПС. Участники с нормальными тональными порогами пройдут как СВП, так и тест на восприятие речи в шуме (HINT), что позволит изучить взаимосвязь между амплитудными и латентностными показателями волн СВП и критическим соотношением сигнал/шум (SNR-50), полученным поведенчески.<\/p>

Научное обоснование исследования исходит из предпосылки, что сниженный нейронный выход от низко-спонтанных слуховых волокон проявляется в виде меньших амплитуд волны I при высоких уровнях стимуляции, приводя к уменьшенным соотношениям I/V и уплощенным наклонам роста амплитуды. Ожидается, что эти физиологические паттерны будут соответствовать худшему восприятию речи в шуме, что отражается повышенными значениями SNR-50 в тесте HINT. Таким образом, демонстрация значимой корреляции между параметрами СВП и результатами HINT поддержит гипотезу о том, что СВП на LS CE-Chirp может служить объективным маркером надпороговых дефицитов слухового кодирования при СПС.<\/p>

Участники будут набираться из аудиологических клиник и университетских лабораторий по исследованию слуха. Будут изучены три подгруппы:<\/p>

1. Контрольная группа с нормальным слухом без тиннитуса или жалоб на слух; <\/li>
2. Группа с тиннитусом с хронильным субъективным тиннитусом (≥ 3 месяцев), но нормальными слуховыми порогами; и <\/li>
3. Группа с жалобами на восприятие речи в шуме, сообщающая о трудностях понимания речи в фоновом шуме, несмотря на нормальные пороги и отсутствие тиннитуса.<\/li><\/ol>

   Критерии включения: возраст 20-60 лет, двусторонние пороги воздушной проводимости ≤ 25 дБ ПС на частотах 0.5-4 кГц, нормальные результаты импедансометрии и MoCA ≥ 21. Лица с периферической или центральной потерей слуха, соматосенсорным тиннитусом, неврологическими расстройствами или значительными эмоциональными/психиатрическими состояниями будут исключены. Планируется около 63 участников (по 21 в каждой группе), что определено с помощью анализа G*Power (размер эффекта 0.5, α = 0.05, мощность = 0.80). Статус набора активен.<\/p>

   Все участники дадут письменное информированное согласие. Тестирование будет проводиться в звукоизолированной кабине. Последовательность оценки включает:<\/p>

   Монреальскую шкалу оценки когнитивных функций (MoCA) для когнитивного скрининга;<\/p>

   Шкалу слуха: речь, пространство и качества (SSQ) или ее турецкую адаптацию для субъективного профилирования восприятия речи;<\/p>

   Тональную аудиометрию для подтверждения нормальных порогов;<\/p>

   Тест с шумом, выравнивающим пороги (TEN), для скрининга "мертвых" зон улитки (контрольная мера, не анализируется);<\/p>

   Импедансометрию и акустические рефлексы для подтверждения целостности среднего уха;<\/p>

   Запись СВП на LS CE-Chirp и щелчки; и<\/p>

   Проведение HINT в условиях свободного звукового поля.<\/p>

   Запись СВП будет производиться моноурально с использованием системы Neurosoft Neuro-MEP-4. Одноразовые поверхностные электроды будут накладываться после подготовки кожи гелем Nuprep: активный (Cz или Fz), референтный (ипсилатеральный сосцевидный отросток A1/A2 или мочка уха) и заземляющий (FPz или AFz). Импеданс электродов будет поддерживаться ниже 3 кОм и сбалансирован между каналами. Вставные наушники будут подавать стимулы чередующейся полярности для минимизации артефактов кохлеарного микрофона.<\/p>

   Для обоих типов стимулов (щелчки и LS CE-Chirp) записи будут производиться на уровнях 80, 90 и 100 дБ нПС с частотой повторения 21.1 стимул/с; дополнительные короткие блоки могут использовать 11.1 или 61.1 стимул/с для исследования нейронной адаптации. Фильтр записи будет 100-3000 Гц (12 дБ/октава), порог отбраковки артефактов ± 35-40 мкВ, и окно анализа 0-15 мс (до стимула -2 мс). Каждое условие будет состоять из 2000-4000 усредненных ответов, усредненных дважды для воспроизводимости; записи с остаточным шумом > 20 нВ СКЗ или расхождением между повторениями > 15 % будут повторены. Задержка из-за трубки вставного наушника (≈ 0.9 мс) будет компенсирована в расчетах латентности.<\/p>

   Пики волн I, III и V будут идентифицированы независимо двумя ослепленными исследователями. Амплитудные и латентностные показатели будут извлечены для каждой волны на каждой интенсивности, и будут вычислены амплитудные соотношения V/I. Ожидается, что ответы на LS CE-Chirp будут показывать бóльшие амплитуды волны V на низких интенсивностях и потенциальное насыщение амплитуды на высоких интенсивностях, что обеспечивает основу для оценки надпороговой нейронной синхронизации.<\/p>

   HINT будет состоять из 25 списков предложений (по 10 предложений в каждом, всего 250 предложений). Речь будет предъявляться на переменных уровнях, в то время как фоновый шум будет поддерживаться постоянным на уровне 65 дБ УЗД. Адаптивный алгоритм регулирует уровень предложений в соответствии с точностью участника, сходясь к критическому SNR (дБ), при котором 50 % предложений правильно повторяются. Тестирование будет проводиться, когда участник сидит в 1 метре от громкоговорителя под азимутом 0° в калиброванной среде свободного поля.<\/p>

   Данные СВП и HINT будут связаны для корреляционного анализа. Для каждого участника метрики СВП "лучшего уха" (основанные на более высокой амплитуде волны I) будут сопоставлены с бинауральными показателями HINT для отражения реальной слуховой интеграции.<\/p>

   План анализа данных<\/p>

   Данные будут анализироваться с использованием Статистического пакета для социальных наук (SPSS v27). Нормальность распределений переменных будет проверена с помощью теста Колмогорова-Смирнова. В зависимости от результатов будут применяться параметрические или непараметрические статистические методы. Для межгрупповых сравнений будет использоваться однофакторный дисперсионный анализ (ANOVA) для нормально распределенных переменных, и тест Крускала-Уоллиса будет применяться для ненормальных распределений. При обнаружении значимых эффектов будут проводиться соответствующие попарные post-hoc сравнения с поправками Бонферрони или Данна.<\/p>

   Для корреляционного анализа будет использоваться коэффициент корреляции Пирсона для нормально распределенных переменных и ро Спирмена для ненормальных распределений. Основной аналитический фокус будет на корреляции между амплитудами, латентностями СВП на LS CE-Chirp и амплитудными соотношениями V/I и критическим соотношением сигнал/шум (SNR-50) в HINT. Вторичные анализы повторят эти корреляции для параметров СВП, вызванных щелчками. Исследовательские анализы оценят функции роста амплитуды волны I (мкВ/дБ) и изменения соотношения I/V across уровням стимула для оценки их потенциала в качестве физиологических маркеров кохлеарной синаптопатии.<\/p>

   Размеры эффекта (Коэна r или частичный η²) и 95 % доверительные интервалы будут сопровождать все ключевые результаты. Уровень альфа будет установлен на 0.05. Выбросы за пределами ± 3 СКО будут проверены и, при необходимости, проанализированы с использованием робастных оценок. Сила корреляции будет интерпретирована в соответствии с конвенциями Коэна (0.1 = малая, 0.3 = средняя, 0.5 = большая).<\/p>

   Этические соображения и обработка данных<\/p>

   Все процедуры соответствуют принципам Хельсинкской декларации и национальным этическим рекомендациям для неинтервенционных клинических исследований. Участие является добровольным, и письменное информированное согласие будет получено до сбора данных. Каждому участнику будет присвоен уникальный числовой код; идентифицирующая информация будет храниться отдельно от исследовательских данных и будет доступна только главному исследователю. Данные будут зашифрованы и храниться на защищенных паролем институциональных дисках. Участники могут выйти из исследования в любое время без каких-либо последствий. Неблагоприятные события или значительный дискомфорт не ожидаются, так как СВП и HINT являются неинвазивными аудиологическими оценками с минимальным риском.<\/p>

   Контроль качества и надежность<\/p>

   Для обеспечения целостности данных записи СВП будут проверяться на воспроизводимость путем сбора двух независимых усреднений на каждое условие. Записи с остаточным шумом более 20 нВ или плохой корреляцией между повторениями (ICC < 0.80) будут исключены. Идентификация волн будет выполняться двумя обученными исследователями, ослепленными относительно групповой принадлежности. Будет рассчитана межэкспертная надежность для маркировки амплитуды и латентности. Все процедуры HINT будут следовать стандартизированным инструкциям с одинаковыми условиями окружающей среды и калиброванным оборудованием на протяжении всего исследования.<\/p>

   Ожидаемые результаты и значимость<\/p>

   Ожидается, что исследование продемонстрирует измеримые связи между надпороговыми метриками слуховых вызванных потенциалов ствола мозга и поведенческими показателями восприятия речи в шуме. Предполагается, что лица с подозрением на скрытую потерю слуха — особенно те, кто в группе с жалобами на восприятие речи в шуме — будут демонстрировать сниженные амплитуды волны I, более низкие соотношения I/V и более пологие наклоны роста амплитуды по сравнению с контрольными участниками. Прогнозируется, что эти физиологические особенности будут коррелировать с худшими показателями HINT (более высокие значения SNR-50).<\/p>

   Подтверждение этих гипотез поддержит использование СВП на LS CE-Chirp в качестве неинвазивного объективного инструмента для выявления дефицитов нейронного кодирования, лежащих в основе СПС. Интеграция электрофизиологических и поведенческих результатов может уточнить диагностические критерии для пациентов, которые сообщают "Я слышу, но не понимаю", несмотря на нормальные аудиограммы. Кроме того, результаты могут информировать будущие интервенционные испытания, направленные на улучшение нейронной синхронности или протоколы слухового тренинга для лиц с субклиническими слуховыми трудностями.<\/p>

   Ограничения исследования<\/p>

   Поперечный обсервационный дизайн исключает причинно-следственный вывод; однако он подходит для генерации гипотез и установления физиолого-поведенческих связей. Отсутствие измерений отоакустической эмиссии является потенциальным ограничением, но статус среднего уха, TEN-тестирование и нормальные аудиометрические пороги минимизируют вероятность невыявленной дисфункции наружных волосковых клеток. Количество участников основано на расчетах мощности для средних размеров эффекта; рекомендуется репликация с более крупными когортами.<\/p>

   План распространения<\/p>

   Результаты исследования будут представлены на конференциях по аудиологии и нейронаукам и представлены в рецензируемые журналы, индексируемые в Science Citation Index Expanded (SCIE). Обезличенные наборы данных могут быть предоставлены по обоснованному запросу после публикации в соответствии с институциональной политикой обмена данными.<\/p>

   Заключение<\/p>

   Это обсервационное, набирающее участников исследование изучает, как параметры СВП, вызванные LS CE-Chirp и щелчками, связаны с пониманием речи в шуме у лиц с подозрением на скрытую потерю слуха. Комбинируя объективные метрики нейронного ответа с субъективными и поведенческими оценками, исследование стремится заполнить пробел между физиологическими доказательствами кохлеарной синаптопатии и функциональными слуховыми жалобами. Ожидаемым результатом является улучшенная структура для раннего выявления СПС и более точная дифференциация периферического versus центрального вклада в дефициты восприятия речи в шуме.<\/p>