Д.м.н. В. Е. Кузовков1, врач В.Е. Гауфман2, к.м.н. Д.С. Клячко1, к.б.н. В.И. Пудов1
1Отдел диагностики и реабилитации нарушений слуха (рук. – д.м.н. В.Е. Кузовков) Санкт-Петербургского НИИ уха, горла, носа и речи (дир. – проф.Ю.К. Янов), Санкт-Петербург, Россия, 190013; 2Краевой детский центр медицинской реабилитации, Краснодар, Россия, 350062
Послеоперационная настройка речевых процессоров является важнейшей частью длительного этапа реабилитации пациентов после кохлеарной имплантации. Основной целью настройки речевых процессоров является определение максимально комфортных уровней стимуляции. Пороговые уровни стимуляции, в свою очередь, устанавливаются в диапазоне 10-20% от максимально комфортных уровней. При невозможности получения субъективных ответов от пациента или недостоверности полученных ответов в связи с ранним возрастом, наличием сочетанной неврологической патологии или аномалиями развития внутреннего уха, у пациентов после кохлеарной имплантации значительную роль играют объективные методы, такие как: регистрация электрически вызванных стапедиальных рефлексов (ЭВСР) и регистрация электрически вызванных суммарных потенциалов действия слухового нерва (ЭВСПД), а так же возможно использование электрически вызванных коротколатентных слуховых потенциалов (ЭВКСП) и электрически вызванных длиннолатентных слуховых потенциалов (ЭВДСП) [1].
Интракохлеарная электрическая стимуляция посредством электродов кохлеарного импланта при регистрации ЭВКСП позволяет получить синхронизированные ответы от слуховых проводящих путей у пациентов с тяжелыми потерями слуха, что свидетельствует о проведении возбуждения до стволовых центров слухового анализатора [2].
Методика регистрация ЭВКСП является базовым диагностическим методом при проведении стволомозговой имплантации, но все еще не получила заслуженного места в области кохлеарной имплантации [3]. Имеется ряд нерешенных проблем в клиническом применении ЭВКСП для настройки параметров речевых процессоров и верификации результатов кохлеарной имплнтации, таких как: а) сложность в визуальном определении порога ЭВКСП, б) недостаточность сведений о взаимосвязи порога ЭВСКП с субъективными порогами восприятия (ПВ) и максимально комфортными уровнями (МКУ) [4, 5, 6].
Целью настоящего исследования было определение порогов ЭВКСП математическим методом и поиск взаимосвязи порогов ЭВКСП с субъективными МКУ.
Методы
У двух групп пациентов проводилась регистрация ЭВКСП на 2, 5 и 10 электродах. Группа А - 14 пациентов в возрасте от 4 до 25 лет с опытом ношения от 6 месяцев до 4 лет. Группа Б - 12 пациентов в возрасте от 3 до 27 лет с опытом ношения от 6 месяцев до 5 лет.
В качестве стимула использованы 2000 двухфазных импульсов переменной полярности длительность в 30мкс. Для группы А частота стимуляции составляла 17 Гц. Для группы Б частота стимуляции - 43 Гц. Использовался режим «eABR» программного обеспечения Maestro4 MedEl.
С целью построения функции роста амплитуды пятого пика ЭВКСП стимуляция проводилась в динамическом диапазоне с изменением уровня стимуляции на +/- 10%, +/- 20% и +/- 30% от субъективного МКУ или до достижения МКУ 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 МКУ и ПВ.
Для регистрации ЭВКСП программатор DIB II фирмы MedEl был синхронизирован с регистратором слуховых вызванных потенциалов. Параметры регистрации ЭВКСП были аналогичны характеристикам записи акустических КСВП: эпоха анализа 10мс, частотный диапазон100-2000Гц, чувствительность 500мкВ. Мы использовали двухканальную запись с традиционным расположением электродов: положительный электрод на Fpz, отрицательные электроды на M1 и M2. В связи с наличием выскоамплитудного 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, влияния артефактов стимуляции и записи, а также крупным шагом изменения уровней стимуляции. В связи линейным ростом амплитуды V пика [7], порог ЭВКСП может быть получен двумя методами:
а) «графический» метод - построением графика функции роста амплитуды с построением прямой через точки амплитуд, где за порог ЭВКСП принимается пересечение прямой с нулевым уровнем амплитуды ответа - оси ординат (Рис. 1),
б) «математический» метод - 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 каналах. Для выявления корреляционной зависимости порогов ЭВКСП с субъективными МКУ использованы уровни стимуляции карт настройки речевых процессоров для соответствующих каналов, подтвержденные субъективными исследованиями и сурдопедагогической проверкой.
Результаты
Ответ на ЭВКСП зарегистрирован у всех пациентов. Морфология ответа КСВП 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. Латентности V пика составляет от 3,25 до 4,15 мс, III пика - 1,8 до 2,2 мс и незначительно изменяются 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 первую точку был принят V пик, за вторую точку принималась 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). У 4 пациентов группы А и 7 пациентов группы Б выявлено насыщение амплитуды ответа V пика ЭВКСП при превышении субъективного МКУ на 20-30%%.
Для выявления корреляционной связи между порогами ЭВКСП и субъективными МКУ 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:
МКУ (qu) = 7,7596 + 1,0414×порог ЭВКСП (qu).
Коэффициент R2=0,732 свидетельствует о высокой степени достоверности аппроксимации данного уравнения опытным данным. (Рис. 2, а)
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:
МКУ (qu) = 13,3124+0,7935×порог ЭВКСП (qu).
Коэффициент R2= 0,4632 говорит о умеренной степени достоверности аппроксимации данного уравнения опытным данным. (Рис. 2, б)
Заключение
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 регресии 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 тоже время более высокие частоты стимуляции (43 Гц) значительно сокращают время исследования. Мы предполагаем, что использование рассчитанных порогов ЭВКСП возможно использовать для определения МКУ 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 так же при невозможности зарегистрировать ЭВСР и ЭВСПД.
Литература
Послеоперационная настройка речевых процессоров является важнейшей частью длительного этапа реабилитации пациентов после кохлеарной имплантации. Основной целью настройки речевых процессоров является определение максимально комфортных уровней стимуляции. Пороговые уровни стимуляции, в свою очередь, устанавливаются в диапазоне 10-20% от максимально комфортных уровней. При невозможности получения субъективных ответов от пациента или недостоверности полученных ответов в связи с ранним возрастом, наличием сочетанной неврологической патологии или аномалиями развития внутреннего уха, у пациентов после кохлеарной имплантации значительную роль играют объективные методы, такие как: регистрация электрически вызванных стапедиальных рефлексов (ЭВСР) и регистрация электрически вызванных суммарных потенциалов действия слухового нерва (ЭВСПД), а так же возможно использование электрически вызванных коротколатентных слуховых потенциалов (ЭВКСП) и электрически вызванных длиннолатентных слуховых потенциалов (ЭВДСП) [1].
Интракохлеарная электрическая стимуляция посредством электродов кохлеарного импланта при регистрации ЭВКСП позволяет получить синхронизированные ответы от слуховых проводящих путей у пациентов с тяжелыми потерями слуха, что свидетельствует о проведении возбуждения до стволовых центров слухового анализатора [2].
Методика регистрация ЭВКСП является базовым диагностическим методом при проведении стволомозговой имплантации, но все еще не получила заслуженного места в области кохлеарной имплантации [3]. Имеется ряд нерешенных проблем в клиническом применении ЭВКСП для настройки параметров речевых процессоров и верификации результатов кохлеарной имплнтации, таких как: а) сложность в визуальном определении порога ЭВКСП, б) недостаточность сведений о взаимосвязи порога ЭВСКП с субъективными порогами восприятия (ПВ) и максимально комфортными уровнями (МКУ) [4, 5, 6].
Целью настоящего исследования было определение порогов ЭВКСП математическим методом и поиск взаимосвязи порогов ЭВКСП с субъективными МКУ.
Методы
У двух групп пациентов проводилась регистрация ЭВКСП на 2, 5 и 10 электродах. Группа А - 14 пациентов в возрасте от 4 до 25 лет с опытом ношения от 6 месяцев до 4 лет. Группа Б - 12 пациентов в возрасте от 3 до 27 лет с опытом ношения от 6 месяцев до 5 лет.
В качестве стимула использованы 2000 двухфазных импульсов переменной полярности длительность в 30мкс. Для группы А частота стимуляции составляла 17 Гц. Для группы Б частота стимуляции - 43 Гц. Использовался режим «eABR» программного обеспечения Maestro4 MedEl.
С целью построения функции роста амплитуды пятого пика ЭВКСП стимуляция проводилась в динамическом диапазоне с изменением уровня стимуляции на +/- 10%, +/- 20% и +/- 30% от субъективного МКУ или до достижения МКУ 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 МКУ и ПВ.
Для регистрации ЭВКСП программатор DIB II фирмы MedEl был синхронизирован с регистратором слуховых вызванных потенциалов. Параметры регистрации ЭВКСП были аналогичны характеристикам записи акустических КСВП: эпоха анализа 10мс, частотный диапазон100-2000Гц, чувствительность 500мкВ. Мы использовали двухканальную запись с традиционным расположением электродов: положительный электрод на Fpz, отрицательные электроды на M1 и M2. В связи с наличием выскоамплитудного 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, влияния артефактов стимуляции и записи, а также крупным шагом изменения уровней стимуляции. В связи линейным ростом амплитуды V пика [7], порог ЭВКСП может быть получен двумя методами:
а) «графический» метод - построением графика функции роста амплитуды с построением прямой через точки амплитуд, где за порог ЭВКСП принимается пересечение прямой с нулевым уровнем амплитуды ответа - оси ординат (Рис. 1),
б) «математический» метод - 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 каналах. Для выявления корреляционной зависимости порогов ЭВКСП с субъективными МКУ использованы уровни стимуляции карт настройки речевых процессоров для соответствующих каналов, подтвержденные субъективными исследованиями и сурдопедагогической проверкой.
Результаты
Ответ на ЭВКСП зарегистрирован у всех пациентов. Морфология ответа КСВП 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. Латентности V пика составляет от 3,25 до 4,15 мс, III пика - 1,8 до 2,2 мс и незначительно изменяются 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 первую точку был принят V пик, за вторую точку принималась 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). У 4 пациентов группы А и 7 пациентов группы Б выявлено насыщение амплитуды ответа V пика ЭВКСП при превышении субъективного МКУ на 20-30%%.
Для выявления корреляционной связи между порогами ЭВКСП и субъективными МКУ 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:
МКУ (qu) = 7,7596 + 1,0414×порог ЭВКСП (qu).
Коэффициент R2=0,732 свидетельствует о высокой степени достоверности аппроксимации данного уравнения опытным данным. (Рис. 2, а)
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:
МКУ (qu) = 13,3124+0,7935×порог ЭВКСП (qu).
Коэффициент R2= 0,4632 говорит о умеренной степени достоверности аппроксимации данного уравнения опытным данным. (Рис. 2, б)
Заключение
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 регресии 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 тоже время более высокие частоты стимуляции (43 Гц) значительно сокращают время исследования. Мы предполагаем, что использование рассчитанных порогов ЭВКСП возможно использовать для определения МКУ 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 так же при невозможности зарегистрировать ЭВСР и ЭВСПД.
Литература
- James W. Hall. New Handbook for Auditory Evoked Responses - Boston: Allyn and Bacon, 2007.
- Гауфман В. Е. Электрически вызванные слуховые потенциалы. В кн. Шубина Н. Ю., Фридман Е. Л., Комарова Т. Г., Соганов М. И., Гнездицкий В. В., Корепина О.С., Гарбарук Е.С., Гауфман В. Е. Современные методы функциональной диагностики слуха - Иваново: ПресСто, 2013.
- Tavartkiladze G.A., Potalova L.A., Kruglov A.V., Belov A. The effect of stimulation parameters on electrically evoked auditory brainstem responses (EABRs). Acta oto-laryngolog. 2000; Vol. 120 (No. 2): 214-217.
- Davids T., Valero J., Papsin B.C., Harrison R.V., Gordon K.A. Effects of stimulus manipulation on electrophysiological responses in pediatric cochlear implant users. Part I: duration effects. Hear Res. 2008; 244(1-2): 7-14.
- Davids T., Valero J., Papsin B.C., Harrison R.V., Gordon K.A. Effects of stimulus manipulation on electrophysiological responses of pediatric cochlear implant users. Part II: rate effects. Hear Res. 2008; 244(1-2): 15-24.
- Huw R. Cooper, Louise C. Craddock. Cochlear Implants. A Practical Guide Second Edition – Chichester: John Wiley & Sons, 2006.
- Клячко Д.С., Гауфман В.Е. Категоризация громкости и функция роста амплитуды электрически вызванных коротколатентных слуховых потенциалов у пациентов после кохлеарной имплантации. Рос. оторинолар. 2014; №1: 95-98.
