Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Петрова И.П.

Российский научно-практический центр аудиологии и слухопротезирования ФМБА России, Москва, Россия 117513;
Воронежская областная детская клиническая больница №1, Воронеж, Россия 394087

Балашова Е.А.

Воронежский государственный университет инженерных технологий, Воронеж, Россия, 394036

Гойхбург М.В.

Российский научно-практический центр аудиологии и слухопротезирования ФМБА России, Москва, Россия 117513

Мащенко А.И.

Российский научно-практический центр аудиологии и слухопротезирования ФМБА России, Москва, Россия 117513;
Воронежская областная детская клиническая больница №1, Воронеж, Россия 394087

Маркова Т.Г.

ФГУ "Российский научно-практический центр аудиологии и слухопротезирования"

Бахшинян В.В.

Российский научно-практический центр аудиологии и слухопротезирования ФМБА России, Москва, Россия 117513;
Кафедра сурдологии РМАПО Минздрава России, Москва, Россия 123395

Таварткиладзе Г.А.

ФГУ "Российский научно-практический центр аудиологии и слухопротезирования"

Использование математической модели для определения прогноза реабилитации у детей после кохлеарной имплантации

Журнал: Вестник оториноларингологии. 2016;81(6): 47‑50

Просмотров : 219

Загрузок : 2

Как цитировать

Петрова И.П., Балашова Е.А., Гойхбург М.В., Мащенко А.И., Маркова Т.Г., Бахшинян В.В., Таварткиладзе Г.А. Использование математической модели для определения прогноза реабилитации у детей после кохлеарной имплантации. Вестник оториноларингологии. 2016;81(6):47‑50.
Petrova IP, Balashova EA, Goĭkhburg MV, Mashchenko AI, Markova TG, Bakhshinian VV, Tavartkiladze GA. Application of the mathematical model for prognosis in the rehabilitation of children after cochlear implantation. Vestnik Oto-Rino-Laringologii. 2016;81(6):47‑50. (In Russ.).
https://doi.org/10.17116/otorino201681647-50

Авторы:

Петрова И.П.

Российский научно-практический центр аудиологии и слухопротезирования ФМБА России, Москва, Россия 117513;
Воронежская областная детская клиническая больница №1, Воронеж, Россия 394087

Все авторы (7)

Сокращения, использованные в статье:

КИ — кохлеарная имплантация

СППР — система поддержки принятия решения

ИНС — искусственные нейронные сети

Общеизвестно, что врожденная и рано приобретенная потеря слуха влечет за собой речевые, интеллектуальные и социально-психологические нарушения в развитии ребенка. Существенные достижения перинатальной медицины способствуют росту детской инвалидности, обусловленной в том числе и патологией слуха. Слуховые нарушения являются серьезным препятствием для гармоничного развития речи и личности ребенка [1].

Единственным методом реабилитации больных с тотальной глухотой является КИ. В настоящее время в мире насчитывается более 350 000 пользователей кохлеарных протезов. На сегодняшний день в России кохлеарные импланты используют более 7000 пациентов [2].

Отбор пациентов на КИ до настоящего времени осуществляется согласно Приказу № 494 от 13.10.05 Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию «Об утверждении критериев и состава рабочей группы по отбору пациентов на проведение операции по кохлеарной имплантации». Указанные критерии отбора кандидатов на КИ в отдельных случаях ограничивают потенциальные возможности тех пациентов, возраст и анамнез заболевания которых не соответствуют условиям регламентирующего документа.

В России за последние годы увеличилось количество пользователей систем КИ как у детей раннего возраста, так и среди подростков с долингвальной глухотой, оперированных после 7-летнего возраста. Целесообразность проведения КИ у подростков и у детей со сложными сочетанными заболеваниями является спорной.

В последние годы в медицине для стандартизации результатов и оценки прогноза все чаще используются нейросетевые технологии, которые имеют ряд преимуществ перед стандартными статистическими методами. Так, самоорганизующиеся нейросети легко справляются с задачей поиска структуры данных, т. е. способны определить для каждого объекта необходимый класс, к которому он принадлежит. Исследуемые объекты объединяются в один кластер по принципу похожести исследуемых признаков. Работа с нейросетью для конечного пользователя не требует специальных знаний, необходимо лишь наличие персонального компьютера со специальной программой для ввода отправных данных.

Цель исследования — повышение эффективности отбора кандидатов на КИ, улучшение качества реабилитации пациентов и определение прогностических критериев КИ.

Пациенты и методы

В исследование включены 110 пациентов, которым произведена КИ: в возрасте до 2 лет — 34 (31%), от 2 до 3 лет — 17 (15%), от 3 до 4 лет — 15 (14%), от 4 до 5 лет — 12 (11%), от 5 до 10 лет — 17 (15%), старше 10 лет — 15 (14%). Обследование включало сбор анамнеза, осмотр ЛОР-органов, аудиологическое обследование (аудиометрия, акустическая импедансометрия, регистрация отоакустической эмиссии и коротколатентных слуховых вызванных потенциалов), рентгенологическое обследование (компьютерная томография височных костей), психолого-педагогическое тестирование.

По этиологическому фактору пациенты распределялись следующим образом: 52 пациента с врожденной несиндромальной тугоухостью, обусловленной различными мутациями в гене GJB2, 10 — после перенесенного менингита, 3 — с аномалией развития улитки, 7 — после перенесенной внутриутробной инфекции, 13 детей с недоношенностью III — IV степени, 10 — с тяжелыми формами перинатального поражения ЦНС, 15 — с неуточненной этиологией заболевания.

Большая часть пациентов (86) использовали до операции сверхмощные цифровые слуховые аппараты бинаурально сроком до 6 мес в 31 случае и более 6 мес — в 55 случаях. Все дети имели опыт слухоречевой работы на занятиях у сурдопедагога. Не были слухопротезированы 24 пациента. В их число вошли 8 детей, оглохших после перенесенного менингита и прооперированных в сроки от 1,5 до 4 мес после выздоровления. В 16 случаях дети не успели слухопротезироваться, так как КИ была проведена в возрасте от 9 до 14 мес жизни после предварительного генетического обследования и подтверждения мутации в гене GJB2.

Всем пациентам исследуемой группы проводилось психолого-педагогическое тестирование до КИ и через 3, 6, 12, 18, 24 мес после КИ с использованием батареи тестов EARS в русскоязычной версии [1—4]. Тест № 1 (Т1) — для оценки развития способности слышать (обнаруживать и различать) неречевые звуки и голос, в тесте № 2 (Т2) оценивалось восприятие слоговой структуры слова в закрытом выборе из 12 слов, различающихся числом слогов, в тесте № 3 (Т3) — узнавание 12 односложных слов в закрытом выборе.

Исследование эффективности операции в каждой возрастной группе через 3, 6, 12, 18 и 24 мес после КИ осуществлялось с помощью одновыборочных критериев Вилкоксона и Манна—Уитни.

Результаты и обсуждение

Анализ динамики состояния пациентов в каждой возрастной группе показал, что результаты Т1, Т2, Т3 повышались на каждой последующей контрольной точке исследования, а изменения результатов тестов были статистически значимы (р=0,05) по каждой возрастной группе. При этом соседние по возрасту группы практически не имели отличий. Чем больше различие по возрасту, тем больше было статистически значимых отличий между группами. Объединение соседних возрастных групп в крупные классы не обеспечивало более глубоких различий.

Чтобы оценить влияние совокупности факторов на качество реабилитации пациентов после КИ и выделить классы, характеризующие степень эффективности проведенного лечения, мы применили математическую модель — систему искусственных нейронных сетей. Для классификации данных был создан слой Кохонена в пакете прикладных программ Matlab R2014 [5]. Исходными данными для построения нейросети служили результаты тестов Т1—Т3 до КИ 110 пациентов в возрасте от 6 мес до 17 лет. Была выбрана гексагональная топология сети 2×2 с 4 нейронами. Согласно правилам построения ИНС, заданное число входов на каждом временно́м этапе разнилось и составляло 3 до КИ, 6 — через 3 мес после КИ, 9 — через 6 мес, 12 — через 12 мес, 15 — через 18 мес, 18 — через 24 мес после КИ.

Исходная выборка из 110 пациентов с помощью слоя Кохонена была разбита на 4 кластера, каждый из которых был обозначен номером от 1 до 4. В зависимости от средних значений результатов Т1, Т2, Т3, каждому кластеру были присвоены названия «успешные», «перспективные», «среднеперспективные», «сложные». Состав классов отражен в таблице.

Распределение пациентов по кластерам на основании результатов обследования до КИ и через 3, 6, 12, 18 и 24 мес после операции

Как видно из таблицы, в кластерах «успешные», «перспективные», «среднеперспективные» на протяжении исследования постоянно увеличивалось количество пациентов, достигая максимума к 24 мес наблюдения. В кластере «сложные», напротив, количество детей в конце наблюдения уменьшилось в 4 раза, что обусловлено успешностью реабилитации и переходом пациентов в кластеры с лучшим результатом.

Нами проанализирована совокупность факторов, способных влиять на результат КИ.

Так, анализ возрастного состава пациентов в начале исследования показал, что более 50% детей младшей возрастной группы отнесены к классу «среднеперспективные» и «сложные». Группы «успешные» и «перспективные» представлены преимущественно детьми от 5 до 10 лет и старше 10 лет. К 24 мес наблюдений в группах «успешные», «перспективные» и «среднеперспективные» число детей младшей возрастной группы (от 1 года до 5 лет) значительно выросло, но доля детей от 5 до 10 лет и старше 10 лет по-прежнему велика. Среди пациентов кластера «сложные» велико количество детей до 2 лет (от 37,04 до 47,62%) за весь период наблюдения и несколько меньше детей до 4 лет. Количество пациентов от 5 до 10 лет через 24 мес стало значительно меньше и не превышало 16,3%. Пациенты старше 10 лет в кластере «сложные» отсутствовали в течение всего периода наблюдения.

В группу «успешные» в течение всего исследования вошли дети, слухопротезированные до КИ, за исключением 2 пациентов с постлингвальной глухотой.

Группа «сложные» в большей степени представлена пациентами без опыта ношения слуховых аппаратов. Однако спустя 6—9 мес наблюдения отмечается миграция пациентов из данной категории в группы «перспективные» и «среднеперспективные», и к 24 мес после операции их число уменьшилось до 25%.

Разница в результатах тестов у детей с нулевым опытом слухопротезирования и опытом в 6 мес была невелика в начале исследования, большинство детей отнесены к классу «сложные». Однако спустя 24 мес после КИ подавляющее большинство обследованных перешли в классы «перспективные» и «среднеперспективные» (46,2 и 42,3% соответственно).

Анализ результатов тестов с учетом этиологического фактора показал, что в группы с положительным результатом реабилитации («успешные», «перспективные» и «среднеперспективные») в течение всего периода наблюдения вошли преимущественно прелингвально оглохшие дети с генетическим происхождением заболевания или с постлингвальной глухотой различного происхождения. Необходимо отметить, что среди пациентов с хорошими результатами реабилитации отсутствовали дети с расстройством психики и ДЦП.

Наибольшая этиологическая разнородность была представлена в группе «сложные» в начале наблюдения. До К.И. преобладали дети с генетической тугоухостью (36). Их количество постепенно уменьшалось к 24 мес после КИ до 6 человек, что связано с возрастным составом пациентов. Дети раннего возраста не в состоянии выполнить речевые тесты. Так, в начале исследования в этот класс вошли 30 детей, прооперированных до 2 лет. По мере развития ребенка к 24 мес наблюдения в классе оставалось только 6 детей, из которых 4 были прооперированы в возрасте 8—10 мес. Лишь у 2 пациентов с генетической тугоухостью, прооперированных до 2 лет, отмечался выраженный регресс, что связано с постепенным развитием аутизма.

Среди пациентов с неизвестным этиологическим фактором, внутриутробным инфицированием также отмечалась тенденция к уменьшению числа детей к концу наблюдения за счет перехода в класс «перспективные» и «среднеперспективные». У пациентов с перинатальным поражением ЦНС и недоношенностью тенденция к переходу в другой класс была значительно меньше. Лишь единичные пациенты к 24 мес наблюдения смогли перейти в прогрессивные группы. У данной категории пациентов в 5 случаях имели место тяжелые неврологические нарушения (ДЦП) и у 8 детей наблюдалось развитие психических нарушений различной степени выраженности.

Дети с врожденной аномалией улитки и потерявшие слух вследствие менингита распределились между кластерами в равных долях, что свидетельствует о большой вариабельности возможных результатов при данной патологии.

Заключение

С помощью ИНС (слоя Кохонена) стало возможным определить прогностические критерии и осуществить прогнозирование отдаленных результатов КИ, что позволило осуществить выбор тактики лечения и улучшить качество реабилитации пациентов после КИ.

Проведенные исследования показали, что на послеоперационный результат в большей мере влияет совокупность нескольких факторов (этиология, предшествующий опыт слухопротезирования, возраст пациентов до 2 лет), чем отдельно взятые факторы. Наилучшие результаты были получены у пациентов с наследственной тугоухостью, неуточненной причиной глухоты и у постлингвально оглохших детей.

Использование слухового аппарата до КИ детьми старше 5 лет дольше 6 мес улучшает результаты послеоперационной реабилитации. Отсутствие у кандидатов на КИ слухового опыта и длительность использования ими слухового аппарата менее 6 мес делает результаты реабилитации после операции одинаковыми.

Результаты сурдопедагогического тестирования, проведенного после КИ, у детей до 3 лет зависят от возраста, в последующем возрастном периоде разница нивелируется. При отборе пациентов любого возраста для КИ следует учитывать весь комплекс сопутствующих факторов.

Математическая модель искусственных нейронных сетей (слой Кохонена), примененная в послеоперационном периоде, позволяет прогнозировать отдаленные результаты реабилитации, повышая эффективность реабилитации пациентов после К.И. Простота метода искусственных нейронных сетей дает возможность использовать его в любом медицинском учреждении.

Конфликт интересов отсутствует.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail