ASSR - TEST FOR PATIENTS WITH COCHLEAR IMPLANTS


Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. The adjustment of the cochlear implant processor, including encoding the parameters of perception of sound information, is critically important for the rehabilitation of patients with bilateral deafness, contributing to the development of perception of sounds and speech. The expansion of indications for cochlear implantation has led to a significant increase in the number of patients, including infants from the age of eight months, children and adults with concomitant neurological diseases.

The aim of the study. Development of an electrophysiological technique for assessing auditory perceptions in patients suffering from bilateral sensorineural deafness during electrical stimulation using a cochlear implantation processor. As part of the study, it is also planned to compare the data obtained with the results of tonal audiometry performed in a free sound field.

Results and discussion. The development is based on the stationary auditory potential Threshold Detection test (ASSR), which is used to assess correlates of hearing thresholds, usually in young children. The strongest relationship between the thresholds in the free sound field and the ASSR values was found at frequencies of 500 and 4000 Hz. At frequencies of 1000-2000 Hz, the correlation strength is defined as average. The results showed the possibility of using the ASSR recording technique for acoustic stimuli as an alternative to the tonal threshold audiometry test in patients with a cochlear implant.

Conclusion. The introduction of this technique into practice, as an additional tool, will make it possible to obtain objective data on auditory sensations in younger patients in the early period of auditory rehabilitation, when sound perception indicators are most critical.

Full Text

Введение. Настройка процессора системы кохлеарной имплантации (КИ) с кодированием параметров восприятия звуковой информации у пациентов с двусторонней глухотой критически важна для реабилитации и развития навыков звуковосприятия и речи. С расширением показаний для проведения КИ, количество пациентов увеличивается, в том числе за счет детей первого года жизни (начиная с 8-месячного возраста) и лиц с сочетанной неврологической патологией. Данный тренд, наряду с повышением важности реабилитационного этапа в группах детей раннего возраста и лиц с сочетанной патологией, диктует необходимость разработки новых подходов и технологий повышения эффективности восстановления сенсорных функций [1, 2].

Такие пациенты, в силу возраста или коморбидной патологии, не способны дать надежную поведенческую обратную связь на слуховые ощущения, вызываемые электростимуляцией системой КИ, и это обуславливает потребность внедрения в широкую практику объективных тестов оценки уровней электростимуляции слухового нерва, не зависящих от субъективного (психоакустического) ответа пациента [3, 4].

В качестве инструмента объективной оценки уровней электростимуляции кохлеарным имплантом наиболее часто применяют регистрацию потенциала действия слухового нерва (Evoked Compound Action Potentials – ЕСАР) [5]. Данный электрофизиологический ответ (ECAP) представляет собой синхронизированный отклик, генерируемый группой активированных имплантом нервных волокон слухового нерва. Современные системы КИ имеют модуль телеметрии ЕСАР, позволяющий проводить «ближнепольную» регистрацию ECAP с использованием интракохлеарных электродов для генерации стимулов и регистрации ответов. По сравнению с другими электрофизиологическими измерениями, ECAP имеет несколько преимуществ. Во-первых, регистрация ECAP не требует дополнительного оборудования или монтажа внешних регистрирующих электродов. Во-вторых, результат исследования не зависит от уровня бодрствования пациента, что является важным преимуществом в работе с детьми, которым большинство электрофизиологических исследований проводят в состоянии сна. В-третьих, полученные данные отличаются стабильностью, начиная с шестого месяца после активации процессора, и поэтому могут служить надежным индикатором изменений. Системы всех ведущих производителей систем КИ содержат модуль регистрации ЕСАР; данное пособие входит в алгоритм сурдологической поддержки пациентов на этапе реабилитации после операции КИ [6].

Несмотря на очевидные преимущества теста регистрации ЕСАР, существуют ситуации, когда данный инструмент неприменим, например, при аномалиях улитки и/или слухового нерва в силу слабого суммарного ответа, или при гиперчувствительности пациента, неспособного перенести нарастающую звуковую стимуляцию в ходе процедуры тестирования.

Цель исследования. Разработать электрофизиологическую методику оценки слуховых ощущений у пациентов с двусторонней сенсоневральной глухотой на электрическую стимуляцию через процессор системы КИ и сравнить получаемые результаты с показателями тональной аудиометрии в свободном звуковом поле.

Материалы и методы. В основе нашей разработки использован тест регистрации порогов стационарных слуховых потенциалов (Auditory Steady State Response – ASSR, ASSR - тест), который используют для оценки коррелятов порогов слуха, как правило, у детей раннего возраста [7, 8].  Ответ ASSR (на предъявляемые акустические стимулы) представляет собой синхронизированный, происходящий из разных участков слухового пути (в зависимости от частоты модуляции) продукт общей нейронной активности. Синхронизированная активность ASSR, при значениях модуляции 80-120 Герц (Гц), происходит преимущественно из верхних участков ствола мозга. Синхронизированная активность с частотами модуляции в диапазоне 30-60 Гц происходит как из кортикальной, так и подкорковой областей; с частотами модуляции <20 Гц ответ происходит преимущественно из слуховой коры. В клинической практике применяют ASSR, генерируемые стволом мозга (80-100 Гц), поскольку они не связаны с созреванием или состоянием бодрствования [9].

Нами был разработан альтернативный метод объективной оценки порогов восприятия звуков на различных речевых частотах (500 Гц – 4000 Гц), который заключается в регистрации порогов ASSR на акустическую стимуляцию, подаваемую на процессор пациента с КИ через акустический громкоговоритель (колонку) [10]. В ходе апробации данного решения было проведено определение взаимосвязи порогов регистрации ASSR и поведенческих порогов звуковосприятия в свободном звуковом поле у пациентов с кохлеарными имплантами.

Исследование проведено в период 2020–2022 гг в отделе оториноларингологии и сурдологии НИИ педиатрии и охраны здоровья детей НКЦ №2 ФГБНУ «РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского» в рамках научно-исследовательской работы «Совершенствование оказания медицинской помощи детям с сенсоневральной тугоухостью» (№ гос.регистрации   АААА-А20-120060890062-0). Были исследованы показатели 30 пациентов с двусторонней сенсоневральной глухотой (n=50 ушей), из них мальчиков – 43,3% (n=13), девочек – 56,7% (n=17). Возраст исследуемых - от 6 до 14 лет (Me=7,5±2,58). 9 пациентам КИ была проведена справа, 1 – слева, 20 детям проведена последовательная билатеральная КИ. Опыт пользования системой КИ составлял более года у всех испытуемых. Обязательным условием для включения в исследование являлось наличие подписанного информированного согласия от законного представителя пациента.

Дизайн исследования состоял в сравнении результатов тональной пороговой аудиометрии и порогов регистрации ASSR на акустическую стимуляцию в свободном звуковом поле.

Для определения поведенческих порогов всем испытуемым проводили тональную пороговую аудиометрию с процессором КИ в свободном звуковом поле при помощи клинического аудиометра на частотах 500, 1000, 2000, 4000 Гц. Акустическую стимуляцию осуществляли посредством акустического громкоговорителя SP-90 (входная мощность 40 – 80 Ватт (Вт), частотный диапазон 125 – 8000 Гц, максимальный уровень звукового давления до 100 Децибел уровня звукового давления (дБ УЗД), расположенного под углом 45⁰ на расстоянии 1 метра от микрофона речевого процессора. Уровень фонового шума не превышал 30 дБ УЗД.

Регистрацию ASSR проводили с использованием системы регистрации слуховых вызванных потенциалов Нейро-Аудио (Нейрософт, Россия). Применяемый метод – мультичастотная ASSR. В качестве стимула использовали частотно-специфический Chirp – стимул (частотная модуляция - 90 Гц). Монтаж электродов проводили по схеме: заземляющий электрод (нижняя область лба), центральный – на границе волосистой части лба по средней линии, отрицательные электроды – на сосцевидных отростках. Источником звуковой стимуляции являлась мультимедийная акустическая система 2.0 SVEN® SPS-608 (выходная мощность 6 Вт, частотный диапазон 75 - 20 000 Гц, максимальный уровень звукового давления до 100 дБ УЗД), расположеная под углом 45⁰ на расстоянии 1 метра от микрофона речевого процессора. Уровень фонового шума не превышал 30 дБ УЗД. Во время регистрации стационарных слуховых потенциалов испытуемый находился в состоянии естественного сна. Начальный уровень стимуляции составлял 50 дБ на несущих частотах 500, 1000, 2000 и 4000 Гц.

Статистический анализ проводили с помощью программы SPSS Statistics New Seas Subscription, версия 25.0.0. Проверку выборок на нормальность распределения проводили с помощью теста Шапиро – Уилка, p-value ≥ 0.05. Для проверки гипотез о связи между переменными применяли корреляционный анализ c использованием простой линейной регрессионной модели, с вычислением r-коэффициента корреляции Спирмена. Оценку тесноты связи проводили по шкале Чеддока.  Проверку коэффициента корреляции на значимость проводили вычислением t-критерия Стьюдента.

Результаты и обсуждение. В результате сравнения поведенческих порогов (тональная аудиометрия) и ответов ASSR на акустическую стимуляцию в свободном звуковом поле установлено наличие взаимосвязи на всех исследуемых частотах (таблица 1).

Таблица 1. Корреляция поведенческих порогов в свободном звуковом поле и порогов ASSR

Table 1. Correlation of behavioral thresholds in a free sound field and ASSR thresholds

Частота, Гц

Значение, r

Теснота корреляционной связи

500Гц

0,7

высокая

1000Гц

0,5

средняя

2000Гц

0,6

средняя

4000Гц

0,9

очень высокая

Наиболее сильная зависимость между пороговыми значениями в свободном звуковом поле и показателями ASSR выявлена на частотах 500 и 4000 Гц. На частотах 1000–2000 Гц сила корреляции определена как средняя.

Полученные результаты показали возможность использования методики регистрации ASSR на акустические стимулы как альтернативу теста тональной пороговой аудиометрии у пациентов с КИ.

Аналогичные данные о корреляции между порогами ASSR и поведенческими порогами ранее были получены у детей при тестировании в слуховых аппаратах [11].

Дополнительно, данное решение может иметь ценность при проведении верификации порогов звуковосприятия по запросу медико-социальной экспертизы.

Ранее нами также было предложено и обосновано применение аналогичной методики в спорных ситуациях определения целостности системы КИ, в т.ч. для обоснованности гарантийного ремонта или реимплантации за счет потенциала метода оценивать работу системы КИ в целом: «процессор - имплант - слуховой нерв - генератор ответа ASSR» [12].

Заключение. Применение данного метода в качестве дополнительного средства обеспечит получение точной информации о слуховом восприятии у пациентов младшего возраста в раннем периоде слухоречевой реабилитации,  когда показатели звуковосприятия наиболее критичны.

×

References

  1. Modern non–drug technologies of medical rehabilitation of children / K. V. Kotenko, M. A. Khan, N. B. Korchazhkina [et al.]. - Moscow : Limited Liability Company Publishing Group GEOTAR-Media, 2022. – 440 p. –doi: 10.33029/9704-7062-6-MTM-2022-1-440 .
  2. 7P-pediatrics - medicine for the development and programming of health / L. S. Namazova-Baranova, A. A. Baranov, E. A. Vishneva [et al.] // Bulletin of the Russian Academy of Medical Sciences. – 2021. – Vol. 76, No. 6. – pp. 622-634. – doi: 10.15690/vramn1756
  3. He S, Xu L, Skidmore J, Chao X, Jeng FC, Wang R, Luo J, Wang H. The Effect of Interphase Gap on Neural Response of the Electrically Stimulated Cochlear Nerve in Children With Cochlear Nerve Deficiency and Children With Normal-Sized Cochlear Nerves. Ear Hear. 2020 Jul/Aug;41(4):918-934. doi: 10.1097/AUD.0000000000000815.
  4. Zarowski A, Molisz A, De Coninck L, Vermeiren A, Theunen T, Theuwis L, Przewoźny T, Siebert J, Offeciers FE. Influence of the pre- or postlingual status of cochlear implant recipients on behavioural T/C-levels. Int J Pediatr Otorhinolaryngol. 2020 Apr;131:109867. doi: 10.1016/j.ijporl.2020.109867.
  5. Electrically induced action potential of the auditory nerve. Literature review / D. S. Klyachko, A.V. Pashkov, S. V. Gadaleva, I. V. Naumova // Russian otorhinolaryngology. – 2018. – № 4(95). – Pp. 99-120. – doi: 10.18692/1810-4800-2018-4-99-120
  6. Sensorineural hearing loss in children: Coding according to the International Statistical Classification of Diseases and Health-related Problems: H90.3, H90.4, H90.5. ID: 22_3. Age group: Children. The developer of the clinical recommendation is the Union of Pediatricians of Russia, the National Medical Association of Otorhinolaryngologists. Approved by the Scientific and Practical Council of the Ministry of Health of Russia. / A. S. Yunusov, A. A. Machalov, M. Y. Boboshko [and others]. – Moscow: Without publishing house, 2024. – 65 p.
  7. Pashkov, A.V. Frequency-specific assessment of hearing function based on the data of recording the auditory response to a constant modulated tone / A.V. Pashkov // Russian otorhinolaryngology. – 2004. – № 2(9). – Pp. 86-88..
  8. Naumova, I. V. Stationary auditory potentials. Literature review / I. V. Naumova, S. V. Gadaleva, A.V. Pashkov // Russian otorhinolaryngology. – 2018. – № 3(94). – Pp. 115-129. – doi: 10.18692/1810-4800-2018-3-115-129.
  9. Aimoni C, Crema L, Savini S, Negossi L, Rosignoli M, Sacchetto L, Bianchini C, Ciorba A. Hearing threshold estimation by auditory steady state responses (ASSR) in children. Acta Otorhinolaryngol Ital. 2018 Aug;38(4):361-368. doi: 10.14639/0392-100X-1463
  10. Patent 2652733, Russian Federation. A method for configuring the speech processor of the cochlear implantation system / Pashkov A.V., Naumova I.V., Gadaleva S.V., Romanov E.A., Soganov M.I., Myslinsky S.V.; - No. 2017107712, application no. 09.03.2017; publ. 28.04.2018, Bul. no. 13. – 2s.
  11. Tufatulin G.S. Selection of optimal stimulation parameters for recording stationary auditory evoked potentials in the sound field. Bulletin of otorhinolaryngology. 2020;85(5):18–23doi: 10.17116/otorino20208505118
  12. Patent No. 2826238 C1 Russian Federation, IPC A61F 11/00, A61B 5/12. Method of electrophysiological assessment of the integrity of the cochlear implantation system : No. 2024106264 : application 12.03.2024 : published 06.09.2024 / G. Sh. Tufatulin, A.V. Pashkov, I. V. Naumova, S. A. Artyushkin; applicant Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education I.I. Mechnikov Northwestern State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download