Reabilitation of patients in cochlear implantation

Full Text

В настоящее время во всем мире около 540 млн человек имеют проблемы со слухом. Это и тугоухость 1-й степени, которая может влиять на социальную адаптацию, и полная глухота, которая резко сужает возможности общения больного человека с окружающим миром, ограничивая воспринимаемую им информацию. Снижение слуха у детей приводит к нарушениям в речевом развитии, общем развитии ребенка и ограничивает возможности познания окружающего мира. Наиболее велика роль слухового восприятия для развития устной речи, так как слуховое восприятие развивается прежде всего как средство обеспечения общения и взаимодействия между людьми. Причины потери слуха весьма многочисленны и разнообразны. Они включают в себя воспалительные заболевания на всех уровнях слуховой системы, травмы, прием ототоксических антибиотиков, разрушающих клетки кортиева органа, опухоли (невринома слухового нерва) и т.д. Именно поэтому лечение больных с нарушениями слуховой функции - насущная проблема отиатрии. В настоящее время единственной методикой по восстановлению слуха является кохлеарная имплантация, т.е. метод протезирования улитки с целью как можно более полного восстановления утраченной функции восприятия и переработки звуковой информации периферическим отделом слухового анализатора [1]. В 1790 г. знаменитый физик Алессандро Вольта обнаружил, что электрическое воздействие на слуховую систему может вызывать ощущения звука. Он приложил к ушам металлические проводники и подключил их к 50-вольтной электрической цепи. При этом он услышал звук кипящей воды (электрофонический эффект). Исходя из этого ученые стали заниматься проблемой усиления звука с помощью электричества. Уивер и Брей в опытах на животных показали, что в органе слуха под воздействием звука возникают электрические процессы, имеющие частоту воздействующего звука. На этом основании авторы предположили сходство органа слуха с телефоном и создали свою микрофонную теорию слуха. А.А.Волохов и Г.В.Гершуни, обнаружив, что при действии переменного тока определенной частоты на орган слуха получаются такие же слуховые ощущения, как при действии адекватного раздражителя, сравнивали слуховой орган с механическим вибратором по типу телефона [2-7]. Впервые прямое стимулирование слухового нерва электродами провели в 1950 г. французско-алжирские ученые Андре Джурно и Шарль Ирэ. Они прикладывали во время операции к слуховым нервам провода и подключали к ним электрический ток. В результате этого пациенты ощущали звук в виде шума колеса или треска. В 1961 г. американский врач Уильям Хаус на основе работы А.Джурно создал слуховой аппарат и имплантировал его 3 пациентам. В 1969 г. У.Хаус в сотрудничестве с Джеком Урбаном впервые создали слуховой аппарат, который пациент мог носить. Технология, которую применял У.Хаус, использовала лишь один электрод и была создана в помощь глухим для чтения по губам. Другой ученый из Мельбурнского университета (Австралия), Грэм Кларк, в 1970-х годах занялся созданием аппарата искусственного уха, который применил впервые у своего глухого отца. Этот аппарат уже стимулировал улитку внутреннего уха с разных точек. 1 августа 1978 г. жителю Мельбурна Роду Сондерсу был впервые вживлен многоканальный кохлеарный имплантат. После операции очень важен период реабилитации. Ведь после вживления имплантата пациент не может сразу вести обычную жизнь, нормально слышать, воспринимать речь и поддерживать беседу. Требуется время для того, чтобы научить человека узнавать и воспроизводить звуки, говорить слова, понимать речь. Реабилитация начинается через 1 мес после операции. Сначала к имплантату подключается и настраивается речевой процессор. До этого времени больной не может слышать ничего вокруг. Задача аудиолога при настройке - добиться того, чтобы аппарат передавал звуки наиболее точно. Затем к реабилитации приступает сурдопедагог. Он должен научить больного слышать и правильно воспринимать звуки. Сам по себе имплантат дает техническую возможность улавливать звуки. Но среди всей звуковой массы нужно уметь выделить и правильно распознать отдельные звуки, сложить в слова, понять их смысл. К тому же большинство людей, страдающих глухотой, не могут говорить, поэтому их нужно обучить не только умению слушать, но и разговорной речи. Словом, задача сурдопедагога - научить больного пользоваться обретенным после имплантации слухом, учитывая особенности работы кохлеарного имплантата. Как проходят занятия по речевой реабилитации? Педагог тренирует у пациента навыки: • определение тишины и шума; • распознавание одинаковых и разных звуков; • узнавание бытовых шумов и человеческой речи в общей звуковой массе; • классификация звуков по громкости и продолжительности; • распознавание отдельных звуков; • восприятие отдельных слов, словосочетаний и предложений; • понимание бытовой (обычной) речи; • распознавание звуков в случае помех; • собственная разговорная речь. Однако, несмотря на то что кохлеарная имплантация имеет уже большую историю, до сих пор имеются сложности с настройкой носимой части кохлеарного имплантата - речевого процессора. Изначально для настройки речевых процессоров использовались субъективные методы: тональная пороговая аудиометрия в свободном звуковом поле по Сузуки и сурдопедагогическая методика оценки слуховых реакций на звуки. Эти методики сложны для маленьких детей и пациентов с сопутствующей неврологической патологией, и иногда при оценке сурдологом и сурдопедагогом конечный результат у разных специалистов получается диаметрально противоположный. Для таких пользователей кохлеарных имплантатов на первое место выходят объективные методы настройки - регистрация электрически вызванных суммарных потенциалов действия (ЭВСПД) слухового нерва, электрически вызванных стапедиальных рефлексов (ЭВСР), электрически вызванных коротколатентных слуховых потенциалов (ЭВКСП), электрически вызванных длиннолатентных (корковых) cлуховых потенциалов (ЭВДСП) [8]. Целью нашего исследования были определение порогов ЭВСР, ЭВСПД и ЭВКСП и поиск взаимосвязи этих порогов с субъективными уровнями максимально комфортной громкости (МКГ). Материалы и методы В исследовании приняли участие 100 пациентов, прооперированных в СПб НИИ ЛОР с помощью имплантатов Med-El (Pulsar, Sonata, Concerto) в возрасте от 12 до 55 лет с опытом ношения речевого процессора от 6 мес до 5 лет. Первоначально пациенты настраивались по субъективным ощущениям максимальной комфортной громкости. Для определения порогов ЭВСР мы использовали компьютер с установленной на нем программой Maestro, которая обеспечивает управление речевым процессором и подсоединенным к нему программатором DIB II, а для регистрации стапедиального рефлекса использовали импендансометр в режиме распада акустического рефлекса. Во время исследования сначала определяли уровни МКГ по субъективным ощущениям пациента, затем в контралатеральное ухо устанавливали зонд импендансометра, с помощью которого регистрировали стапедиальный рефлекс. После этого на каждый электрод мы подавали подпороговые стимулы длительностью 300 мс, каждый последующий был на 10% громче предыдущего [9]. Временной интервал между стимулами был не менее 1 с во избежание суммации сигналов. В то же самое время мы фиксировали изменение амплитуды стапедиального рефлекса с помощью импедансометра. Порогом стапедиального рефлекса считался тот уровень, где был зафиксирован I пик (не менее 0,02 мл). После этого создавались 4 карты настройки. Вторая карта была запрограммирована по данным электроакустической рефлексометрии. Первая карта была на 4 шага тише, а 3-я соответственно на 4 шага громче 2-й. Четвертая же карта была создана по данным субъективных реакций обследуемых. Громкость 4-й карты была выше 2-й программы в среднем на 20%. Каждому обследуемому были даны для прослушивания речевые таблицы, которые содержали 50 числительных и 50 разных слов (одно-, дву- и многосложных). Прослушивание проводилось на каждой программе. Всем пациентам выполнена регистрация порога ЭВСПД в программе Maestro с помощью специального модуля ART (Auditory Nerve Response Telemetry). Порог возникновения потенциала действия слухового нерва получен с помощью функции роста амплитуды и с дальнейшей линейной аппроксимацией. Параметры стимуляции при проведении телеметрии нервного ответа: двухфазные импульсы с длительностью фазы 30 мкс и межфазовым интервалом 10 мс. Субъективное суждение об уровне МКГ было получено для каждого активного электрода с использованием метода категоризации громкости. У двух групп пациентов проводилась регистрация ЭВКСП на 2, 5 и 10 электродах. Группа А - 50 пациентов в возрасте от 12 до 48 лет с опытом ношения от 6 мес до 4 лет. Группа Б - 50 пациентов в возрасте от 16 до 55 лет с опытом ношения от 6 мес до 5 лет. В качестве стимула использованы 2 тыс. двухфазных импульсов переменной полярности длительностью в 30 мкс. Для группы А частота стимуляции составляла 17 Гц, для группы Б - 43 Гц. Использовался режим eABR программного обеспечения Maestro. С целью построения функции роста амплитуды V пика ЭВКСП стимуляция проводилась в динамическом диапазоне с изменением уровня стимуляции на ±10, 20 и 30% от субъективного уровня МКГ или до достижения МКГ для одиночных стимулов на исследуемой частоте стимуляции. Использована градуировка уровня стимуляции в уровнях заряда (qu), позволяющая учитывать влияние как амплитуды, так и длительности стимула для возможности сравнения с субъективными МКГ и порогами восприятия. Для регистрации ЭВКСП программатор DIB II фирмы MedEl был синхронизирован с регистратором слуховых вызванных потенциалов. Параметры регистрации ЭВКСП были аналогичны характеристикам записи акустических ВКСП: эпоха анализа 10 мс, частотный диапазон 100-2000 Гц, чувствительность 500 мкВ. Мы использовали двухканальную запись с традиционным расположением электродов: положительный электрод на Fpz, отрицательные электроды на M1 и M2. В связи с наличием высокоамплитудного артефакта стимула регистрация осуществлялась с задержкой 0,5-1,5 мс. Визуальное определение порога V пика ЭВКСП нередко затруднено в связи с малой амплитудой ответа, влиянием артефактов стимуляции и записи, а также крупным шагом изменения уровней стимуляции. В связи с линейным ростом амплитуды V пика [10] порог ЭВКСП может быть получен двумя методами: а) «графический» - построение графика функции роста амплитуды с построением прямой через точки амплитуд, где за порог ЭВКСП принимается пересечение прямой с нулевым уровнем амплитуды ответа - оси ординат; б) «математический» - использование расчета линейной регрессии (y=a¥x+b) функции роста амплитуды. За рассчитанный порог ЭВКСП брался уровень стимуляции, при котором линейная функция роста амплитуды достигала нулевой амплитуды ответа. Мы использовали «математический» метод расчета порога ЭВКСП на каждом из исследованных каналов. Для выявления корреляционной зависимости порогов ЭВКСП с субъективными уровнями МКГ использованы уровни стимуляции карт настройки речевых процессоров для соответствующих каналов, подтвержденные субъективными исследованиями и сурдопедагогической проверкой. Результаты Корреляция между порогами ЭВСР и уровнями субъективной МКГ составляет 0,87. Результаты исследования показали, что разборчивость числительных практически одинакова на первых 3 программах. Однако разборчивость разносложных слов резко отличалась в зависимости от программы. Средняя разборчивость речи для карты, настроенной по электроакустическим рефлексам, составила 74±8% (р≤0,05), для программы с меньшими уровнями - 53±11% (р≤0,05) и для более громкой программы - 60±11% (р≤0,05). Отметив, что максимальная разборчивость речи достигается на программе, построенной по стапедиальным рефлексам, было решено сравнить разборчивость на 2 и 4-й программе. В результате получено, что разборчивость числительных на этих программах практически совпадает и составляет соответственно 91±7 и 89±5% (р≤0,05). Разница в разборчивости многосложных составляет 73±5 и 70±4% соответственно (р≤0,05), а разборчивость разносложных слов составляет 74±8 и 66±9% соответственно. Скорее это происходит за счет разборчивости односложных слов, которая составляет 62±6 и 46±11% соответственно (р≤0,05). Таким образом, программа, настроенная по данным электроакустической рефлексометрии, обеспечивает наилучшую разборчивость речи. Кроме того, пациенты отмечали, что программы, построенные по данным электроакустической рефлексометрии, обеспечивают более четкий и направленный звук. Корреляция между пороговыми уровнями электрически вызванных суммарных потенциалов действия слухового нерва и субъективными уровнями максимально комфортной громкости составляет 0,52. Ответ на ЭВКСП зарегистрирован у всех пациентов. Морфология ответа ВКСП представляет собой два высокоамплитудных позитивных пика - III и V, с четко выраженными негативными пиками IIIa и Va. Пики I и II попадают в зону появления артефакта стимула и отбрасываются из записи. Латентность V пика составляет от 3,25 до 4,15 мс, III пика - 1,8 до 2,2 мс и незначительно изменяется при увеличении уровня стимуляции. В связи с нестабильностью пика Va амплитуда V пика измерялась не «пик к пику», а по принципу «точка к точке». За 1-ю точку был принят V пик, за 2-ю - точка на кривой, отстоящая на 0,5 мс от V пика. При пошаговом увеличении стимуляции в динамическом диапазоне отмечается линейный рост амплитуды V пика (p>0,92). Для выявления корреляционной связи между порогами ЭВКСП и порогами субъективной МКГ определяли коэффициент линейной корреляции Пирсона. Для пациентов группы А (частота стимуляции 17 Гц) величина коэффициента составила значение r=0,856, что указывает на сильную прямую корреляционную связь. Регрессионный анализ позволил получить уравнение линейной регрессии в виде: МКГ (qu) = 7,7596+1,0414 ¥ порог ЭВКСП (qu). Коэффициент R2=0,732 свидетельствует о высокой степени достоверности аппроксимации данного уравнения опытным данным. Для пациентов группы Б (частота стимуляции 43 Гц) величина коэффициента составила значение r=0,6806, что указывает на хорошую прямую корреляционную связь. Регрессионный анализ позволил получить уравнение линейной регрессии в виде: МКГ (qu) = 13,3124+0,7935 ¥ порог ЭВКСП (qu). Коэффициент R2=0,4632 говорит об умеренной степени достоверности аппроксимации данного уравнения опытным данным. Заключение Важным фактором, влияющим на разборчивость речи у пациентов с кохлеарными имплантатами, является громкость используемой программы. Диапазон громкости, в котором обеспечиваются максимальные показатели разборчивости речи у таких пациентов, значительно уже, чем у здоровых людей. Программы, настроенные по данным электроакустической рефлексометрии, обладают более комфортным звучанием и более высокой разборчивостью речи, особенно это касается односложных слов, наиболее трудных для восприятия пациентами с кохлеарными имплантатами. Использование заведомо надпороговых стимулов позволяет получить высокоамплитудные легко различимые пики ЭВКСП, что облегчает построение функции роста амплитуды V пика. Определение порога ЭВКСП математическим методом линейной регрессии функции роста амплитуды V пика имеет ряд преимуществ по сравнению с визуальной детекцией порогового уровня. Для получения результатов с более высокой достоверностью необходимо использование низких частот стимуляции при регистрации ЭВКСП (17 Гц). В то же время более высокие частоты стимуляции (43 Гц) значительно сокращают время исследования. Мы предполагаем, что использование рассчитанных порогов ЭВКСП возможно для определения субъективных уровней МКГ карт настройки речевых процессоров у пациентов, которые испытывают затруднение в определении субъективных параметров настройки в связи с ранним возрастом или наличием сопутствующих неврологических нарушений, а также при невозможности зарегистрировать ЭВСР и ЭВСПД. Таким образом, в связи со значительным повышением точности объективных методов настройки результаты слухоречевой реабилитации у пациентов после кохлеарной имплантации значительно улучшаются. Мы считаем, что в будущем нам лишь необходимо провести все исследования и ввести полученные результаты в программу, которая сама рассчитает оптимальные уровни МКГ.

About the authors

Yu. K Yanov

Saint Petersburg Research Institute of Ear, Nose, Throat and Speech of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: spbniilor@gmail.com
190013, Russian Federation, Saint Petersburg, ul. Bronnitskaya, d. 9

V. E Kuzovkov

Saint Petersburg Research Institute of Ear, Nose, Throat and Speech of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: v_kuzovkov@mail.ru
190013, Russian Federation, Saint Petersburg, ul. Bronnitskaya, d. 9

D. S Kliachko

Saint Petersburg Research Institute of Ear, Nose, Throat and Speech of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: rip.tor@yandex.ru
190013, Russian Federation, Saint Petersburg, ul. Bronnitskaya, d. 9

V. E Gaufman

Regional Childrens’s Center of Medical Rehabilitation

Email: vladimir.gaufman@gmail.com
350062, Russian Federation, Krasnodar, ul. Atarbekova, d. 37

References

Supplementary files