Кохлеарная имплантация является самым эффективным методом слухоречевой реабилитации глухих людей [1—4]. Кохлеарный имплант (КИ) обеспечивает передачу звуковой информации в мозг посредством электрической стимуляции слухового нерва. Начиная с 90-х годов XX века метод активно внедряется во всем мире, в том числе в России, где уже насчитываются более 10 000 пользователей КИ. Кохлеарная имплантация — непрерывно развивающаяся технология, поскольку постоянно совершенствуются устройство и характеристики КИ, хирургическая техника кохлеарной имплантации, методы настройки процессора КИ и постоперационной слухоречевой реабилитации, способы оценки качества настройки процессора и эффективности реабилитации [2—6]. Она является примером комплексной медико-технико-сурдопедагогической технологии, при которой конечный результат зависит от успешности каждой из ее составляющих [4].
Настройка процессора КИ имеет важнейшее значение для передачи релевантных признаков разных категорий звуковых сигналов, включая лингвистические элементы речи, что необходимо для их адекватного восприятия и распознавания речи пользователем КИ [2, 4, 6]. Для настройки процессоров КИ производителями разработаны специальное оборудование и программы, обеспечивающие первичные параметры электрической стимуляции на начальном этапе использования КИ, и возможность их коррекции по мере приобретения пациентом опыта слухового восприятия с КИ и адаптации слуховой системы к новым условиям восприятия. Однако оптимальные параметры электрической стимуляции индивидуальны для каждого пациента и зависят от ряда трудноконтролируемых факторов — состояния структур улитки, слухового нерва, подкорковых и корковых слуховых центров мозга, сенсорного опыта пациента, особенностей расположения электродов в улитке и др.
Контроль настройки параметров процессора КИ у пациента осуществляется с помощью субъективных и объективных методов [2, 4, 6—14]. Субъективные методы включают оценку перцептивных реакций пациента на электрическую стимуляцию во время настройки процессора, прежде всего, определение минимального (порогового) уровня и максимального комфортного уровня электрических стимулов, воспринимаемых пациентом, баланс громкости при стимуляции разных электродов. Частью комплексной процедуры проверки настройки процессора КИ является также тестирование перцептивных реакций пациента на акустическую стимуляцию, включающее определение тональных порогов слуха с КИ, разборчивость речи в тишине и на фоне помех, субъективную оценку качества восприятия речи и звуков с помощью опросников.
К объективным методам относится регистрация физиологических реакций слуховой системы на электрическую стимуляцию: стапедиальных рефлексов (ESRT), потенциала действия слухового нерва (ART), стволомозговых вызванных потенциалов [2, 4, 6—12]. Эти методы, прежде всего, используются при настройке процессора КИ у маленьких детей, рано оглохших пациентов старшего возраста без слухового опыта в начальный период использования КИ. Однако и у этих пациентов по мере накопления слухового опыта с КИ субъективные методы оценки приобретают ведущее значение для тонкой настройки параметров электрической стимуляции. Роль перцептивной оценки качества настройки процессора КИ возрастает и в связи с расширением возможностей передачи системами КИ особенностей акустических сигналов, важных для восприятия просодической информации в речи и музыке, максимального приближения слухового восприятия с КИ к естественному, а значит и с необходимостью анализа возможностей пользователей КИ адекватно воспринимать эту разнообразную акустическую информацию.
Цель исследования — апробация возможности использования батареи психоакустических тестов для перцептивной оценки настройки процессора КИ у глухих пациентов.
Пациенты и методы
Обследуемые. 60 долингвально оглохших пациентов (возраст от 10 до 23 лет, средний возраст 13,4 года, m=0,6). Пациенты до имплантации постоянно носили слуховые аппараты (возраст слухопротезирования от 8 до 34 мес) — некорректный показатель для общения 12 пациентов пользовались только устной речью, 48 пациентов посещали коррекционные школы и пользовались устной речью (2—4-словная фраза с ограниченным словарным запасом) в сочетании с дактильной и жестовой. Пациенты использовали системы КИ Pulsar/Opus 2, Concerto/Opus 2 (Med El).
Методика. Исследование проводилось на базе СПбНИИЛОР Минздрава России. Подключение и первичная настроечная сессия процессора КИ проводились пациентам через 1 мес после операции. Вторая настроечная сессия — через 6 мес. При настройке процессора использовался программатор «MAX Programming interface box», программное обеспечение Maestro 7.0.3 («MedEl», Австрия) с применением стратегий кодирования CIS, FS4 или FS4-P.
В период 1-й и 2-й настроечных сессий (курсов слухоречевой реабилитации, длительность которых составляла 10 дней) с пациентом проводились сурдопедагогические занятия по развитию слухового восприятия. При тренировке слухового восприятия дополнительно использовался компьютерный комплекс «Учись слушать», разработанный в СПбНИИЛОР Минздрава России совместно с Институтом физиологии им. И.П. Павлова РАН на основе многолетних исследований физиологических и психоакустических механизмов слухового восприятия [15]. После окончания первичной настроечной сессии пациенты продолжали занятия с сурдопедагогом по месту жительства. Для оценки качества настройки процессора КИ дополнительно к традиционным методам (регистрация ESRT, ART, тональных порогов слуха, порогов дискомфорта) использовали обновленную батарею психоакустических тестов, учитывающую опыт применения тренажерного комплекса «Учись слушать» для развития слухового и слухоречевого восприятия у пациентов с КИ [5, 15]. Батарея включала тесты, позволяющие оценить особенности восприятия пациентом с КИ временных и спектральных характеристик звуковых сигналов в низко-, средне и высокочастотном диапазонах на разных этапах настройки процессора КИ.
При оценке результатов тестирования фиксировали количество правильных ответов, ошибок, повторных прослушиваний, время реакции, категории ошибок. При статистической обработке результатов использовалась программа Excel.
Результаты и обсуждение
Первый блок батареи тестов использовался для перцептивной проверки качества первичной настройки процессора КИ. Тесты оценивали восприятие базовых характеристик звуковых сигналов: длительности, временной структуры, спектра и тембральной окраски при прослушивании искусственных и естественных звуковых сигналов (звуки окружающей среды с разной временной структурой, неречевые и речевые сигналы разной длительности и спектра. Для выполнения тестов необходима способность выделять целевые акустические характеристики при различении ритмического рисунка звуковых последовательностей, голосов дикторов и музыкальных инструментов (табл. 1). Тесты имеют ограниченную лингвистическую нагрузку и в целом универсальный характер аудирования.
Таблица 1. Характеристики сигналов первого блока тестов, используемых при тестировании пациентов во время первой настроечной сессии процессора КИ
| Категория | Спектрально-временные характеристики | |
| Искусственные сигналы | 1. Непрерывный — прерывистый, периодический сигналы | Узко-, и широкополосные неречевые сигналы, гласноподобные звуки (длительность пауз 100, 50, 20, 10 мс; период — диапазон голоса человека от 100 до 400 Гц) |
| 2. Ритмические последовательности | Музыкальные звучания (1 тембр, 3 элемента, длительности элементов 1200 и 300 мс) | |
| Естественные сигналы | 3. Звуки окружающей среды | Узко-, широкополосные сигналы; тональные комплексы с разной временной структурой (наборы из 5—11 вариантов) |
| 4. Гласные звуки речи | Базовые гласные русского языка с разной формантной структурой (2 диктора — частота основного тона голоса 100—220 Гц) | |
| 5. Речевые и музыкальные сигналы | Слова, произносимые разными дикторами (1—4 диктора, мужской и женский голоса), звучания инструментов (5—11 инструментов, образцы мелодий) |
Тестирование пациентов в начале и конце первой настроечной сессии, включающей ежедневную слуховую тренировку и настройку параметров процессора в соответствии с развивающимися навыками слухового восприятия с КИ, показало увеличение количества правильных ответов для всех тестов при завершении сессии (рис. 1, а). Обследование выявило пациентов, у которых сохранялись низкие показатели (<50%) выполнения тестов по различению звуковых сигналов в низкочастотном диапазоне, восприятию коротких сигналов и пауз, ритмических последовательностей (рис. 1, б).
Рис. 1. Результаты тестирования пациентов с кохлеарными имплантами в первой настроечной сессии.
а — среднее количество правильных ответов по всей группе обследуемых для тестов первого блока тестов (1—5) в начале и конце сессии; а, б — прослушивание широкополосных сигналов и гласноподобных звуков (1), дикторов с разной частотой основного тона голоса и музыкальных инструментов (5); б — число пациентов с низкими показателями восприятия (<50% правильных ответов в конце сессии) до и после дополнительной коррекции настройки КИ.
В соответствии с результатами тестирования пациентам с проблемами восприятия коротких сигналов и пауз, характерными для центральных расстройств слуха, была снижена частота электрической стимуляции. Коррекция параметров стимуляции способствовала расширению возможностей различения звуков во время занятий с сурдопедагогом и более комфортному их звучанию по субъективной оценке (см. рис. 1, б). Новая программа была рекомендована пациентам для постоянного использования.
Второй блок тестов предназначен для оценки слухового восприятия и качества настройки процессора у пациентов с опытом использования КИ. В этот блок включены более сложные задания по различению акустически сходных и динамически меняющихся сигналов, слежения за целевым сигналом и выделения его на фоне помех и других сигналов, а также сформированности первичных навыков акустической ориентации, опирающихся на процессы бинаурального взаимодействия (табл. 2).
Таблица 2. Характеристики сигналов 2 блока тестов, используемых при тестировании пациентов после опыта использования КИ
| Категория | Спектрально-временные характеристики | |
| Неречевые сигналы | 1. Мелодические интервалы | Музыкальные звучания, последовательности из 2 сигналов (3 тембра, 3 интервала — движение высоты вверх или вниз) |
| 2. Целевой инструмент | Конкурирующие сигналы (одновременное звучание 2—3 инструментов, разновысотные последовательности из 3 сигналов) | |
| 3. Латерализация звукового источника | Широкополосный непрерывный сигнал; периодические последовательности (локализация источника справа — слева) | |
| 4. Направление движения источника звука | Широкополосный непрерывный сигнал; периодические последовательности (стационарный или движущийся сигнал или движется; движение вправо или влево) | |
| Речевые сигналы | 5. Фразовая интонация | Изменения контура основной частоты голоса (2 и 4 диктора) |
| 6. Слова с акустически сходным звучанием | Односложные слова с глухими или звонкими взрывными согласными, латерализация источника речи справа или слева | |
| 7. Целевой диктор (голос) | Конкурирующие сигналы (одновременное предъявление гласных звуков или слов, произносимых мужскими и женскими голосами) | |
| 8. Распознавание речи на фоне помехи | Разносложные слова, фоновые помехи (белый шум, речь, музыка), латерализация источников речи и помехи |
В тестах второго блока больше выражена лингвистическая специфика, поскольку они включают задания на анализ фонемных категорий, слов, интонации родного языка.
Через 6 мес использования КИ пациенты хорошо справлялись с тестами первого блока — среднее количество правильных ответов в группе обследования составляло от 90 до 100%. В то же время тесты второго блока оказались для них достаточно сложными и количество правильных ответов при первом выполнении в среднем не превышало 50% (рис. 2, а). Однако наблюдалась положительная динамика показателей восприятия после курса тренинга и коррекции настройки процессора. Была также выделена группа пациентов с сохраняющимися трудностями восприятия акустической информации в низкочастотном диапазоне — различения мелодических интервалов, изменения высоты звучаний, выделения голоса целевого диктора в конце второй настроечной сессии (рис. 2, б). В соответствии с результатами выполнения тестов второго блока «проблемным» пациентам, как и в первую сессию, были проведены дополнительная коррекция настройки процессора КИ и слуховая тренировка, направленная на развитие процессов анализа релевантных акустических сигналов по «слуховому» методу [4]. Благодаря этим мерам показатели выполнения всех тестов существенно повысились, и пациенты отметили субъективное улучшение восприятия звуков и речи в различных акустических условиях в ежедневных ситуациях (см. рис. 2, б).
Рис. 2. Результаты тестирования пациентов с кохлеарными имплантами через 6 мес использования КИ (вторая настроечная сессия).
а — среднее количество правильных ответов по всей группе обследуемых при выполнении тестов второго блока (тесты 1—8 в соответствии с табл. 2); б — доля пациентов с низкими показателями восприятия (<50% правильных ответов в конце сессии) до и после дополнительной коррекции настройки КИ (данные при выполнении тестов 1—8).
Полученные результаты свидетельствуют о том, что использование батареи психоакустических тестов для оценки и коррекции настройки параметров электрической стимуляции у пациентов с КИ расширяет возможности точной настройки с учетом индивидуальных особенностей слухового восприятия пациента на разных этапах использования КИ. Важным преимуществом комплексного психоакустического тестирования, несмотря на его трудоемкость, является возможность выявления нарушений конкретных процессов слухового анализа у пациента. Это определяет особую эффективность использования этих тестов для пациентов, у которых возникают проблемы при настройке процессора импланта с применением традиционных методов. При этом наиболее информативны тесты по восприятию временной структуры стимулов, их мелодических характеристик и конкурирующих сигналов.
Выводы
1. Разработана батарея психоакустических тестов для оценки слухового восприятия звуковых сигналов у пациентов с КИ, позволяющая получить дополнительную информацию, важную для настройки процессора импланта на разных этапах его использования пациентом.
2. Первый блок тестов с ограниченной лингвистической нагрузкой предназначен для перцептивной проверки качества первичной настройки КИ по результатам восприятия базовых характеристик звуковых сигналов и речи: длительности, временной структуры, спектра и тембральной окраски. Второй блок тестов, предназначенный для оценки слухового восприятия у пациентов с опытом использования КИ, включает более трудные задания — различение акустически сходных и динамически меняющихся сигналов, выделение целевого сигнала в условиях сложной акустической сцены (речевая конкуренция, фоновые помехи), элементы акустической ориентации (неподвижные и движущиеся виртуальные источники неречевых звуков и речи) и др.
3. Применение разработанной батареи психоакустических тестов для оценки слухового восприятия и соответствующей коррекции настройки параметров электрической стимуляции у пациентов с КИ расширяет возможности точной настройки с учетом индивидуальных особенностей слухового восприятия пациента на разных этапах использования КИ, что особенно важно для пациентов, у которых возникают проблемы при настройке процессора КИ и ее оценке с применением традиционных методов.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.