Значительное увеличение в последние годы в Российской Федерации количества пациентов после кохлеарной имплантации ставит перед центрами, осуществляющими эти операции, новые задачи в плане организации необходимого реабилитационного процесса и повышения эффективности этой реабилитации. Прежде всего речь идет о настройке речевого процессора кохлеарного импланта.

В связи с современными тенденциями, направленными на снижение возраста кандидатов на кохлеарную имплантацию, настройка речевых процессоров у которых обычно базируется на результатах объективных методов, эта проблема приобретает особую важность. Основополагающим этапом настройки речевого процессора является психофизическое определение порогового и комфортного уровней стимуляции пациентом в ответ на электрическую стимуляцию электродных контактов в улитке.

Общеизвестны 2 основных методики настройки речевого процессора: субъективный психоакустический и объективный электрофизиологический [1-5].

Среди объективных методов, которые могут быть использованы в программировании речевых процессоров кохлеарных имплантов, самым важным является определение порога электрически вызванного потенциала действия (ЭПД) слухового нерва методом телеметрии нервного ответа (ТНО) [1, 4, 6, 7]. Уже более 10 лет метод ТНО обеспечивает прямой доступ к регистрации ЭПД и является предметом интереса многих ученых и клиницистов во всем мире [1-3, 5, 7]. Однако с момента своего создания метод значительно прогрессировал, особенно в плане доступности и легкости измерения.

Пороги ТНО определяются двумя способами: визуально и путем экстраполяции данных при регистрации функции зависимости амплитуды ответа ТНО от уровня стимуляции [4, 5, 8, 9].

Многочисленные исследования были посвящены практическому применению метода ТНО с целью облегчения и объективизации процесса настройки речевого процессора кохлеарного импланта [6, 10-12]. Некоторыми исследователями были показаны определенные ограничения в применении этого метода, связанные с большим разбросом данных корреляции между пороговым и комфортными уровнями стимуляции и пороговыми уровнями ЭПД [13-15]. Однако выявленная достоверная корреляция профиля этих уровней с профилями ТНО позволяет в настоящее время активно использовать эти данные в рутинной клинической работе, в особенности в случаях имплантации у детей раннего возраста и пациентов с множественными пороками развития [5, 6, 10, 12, 16, 17].

Другим чрезвычайно важным направлением кохлеарной имплантации в последние годы явились исследования, направленные на разработку новых моделей кохлеарных имплантов и речевых процессоров и развитие стратегий кодирования речевого сигнала. Несомненно, актуальным остается вопрос о том, каким образом следует наиболее эффективно стимулировать окончания слухового нерва у пациентов после кохлеарной имплантации [2, 5, 18-22].

Электроды - это важнейшее связующее звено между электрическим стимулом и волокнами слухового нерва, которые необходимо простимулировать. В последние годы исследования в области кохлеарной имплантации показали несомненное преимущество максимально приближенного расположения электродной решетки к модиолюсу и, соответственно, ближе к окончаниям слухового нерва [2, 3, 5, 19, 22, 23]. Перимодиолярное расположение электродов имеет два очевидных преимущества по сравнению с обычным прямым электродом. Первое заключается в снижении уровня стимулирующего электрического тока, необходимого для достижения порогового и комфортного уровней стимуляции, а также сужении зоны продольного распространения возбуждения в улитке. Это отражается на потреблении энергии, что, несомненно, является важным фактором для пользователей имплантов и для разработки полностью имплантируемого устройства в будущем. Результатом широкого распространения электрического возбуждения в улитке может явиться большее взаимодействие между каналами стимуляции, тогда как расположение электродов ближе к модиолюсу приводит к уменьшению величины стимулирующего электрического стимула и, соответственно, к расширению электрического динамического диапазона [4, 21-23]. Это способствует более эффективной стимуляции различных каналов кохлеарного импланта, что создает новые перспективы дальнейшего развития электрической стимуляции.

Второе несомненное преимущество состоит в возможности стимулировать слуховой нерв более селективно, что объясняется возможностью воздействовать на меньшую (более локализованную) группу нейронов за счет близости электродов к окончаниям слухового нерва. Сужение участка распространения возбуждения в улитке приводит к большему восприятию разницы (контраст) между звуками и, как следствие, к лучшей разборчивости речи [2, 3, 5, 19, 22, 23].

Перимодиолярные электродные системы были созданы с целью расположения в максимальной близости к модиолюсу после их установки и, одновременно, снижения вероятности повреждения деликатных структур улитки, таких как костная спиральная пластинка, основная мембрана, спиральная связка и т.д. во время хирургического этапа кохлеарной имплантации. В состав этих электродов входит стилет, который удаляется хирургом после или во время введения электродной решетки в улитку, что способствует установке электродов в максимально близкой к медиальной стенке барабанной лестницы позиции [5, 22, 24]. В отличие от перимодиолярных, прямые электродные решетки располагаются в основном вдоль латеральной стенки барабанной лестницы и оказываются на большем расстоянии от модиолюса и невральных структур-мишеней [1, 5, 13, 18, 22, 24].

Таким образом, цель проводимых исследований - повышение эффективности реабилитационного процесса за счет применения современных возможностей метода телеметрии нервного ответа.

Прежде всего проводили сравнение результатов внутри- и послеоперационной регистрации ТНО. Определяли колебания этих показателей в течение первого года после операции и их корреляцию с психофизическими параметрами программирования индивидуальных карт пациентов (пороговый и комфортный уровни стимуляции). Во второй серии исследований оценивали влияние эффекта перимодиолярного расположения электродов кохлеарного импланта на пороговый уровень стимуляции и распространение возбуждения в улитке.

В исследование включены 48 пациентов в возрасте 5-14 лет после кохлеарной имплантации в РНПЦАиС системой Nucleus Freedom и Nucleus CI 512 («Cochlear», Австралия), которые были настроены на основе психофизических методов. Автоматическая регистрация ЭПД проводилась интраоперационно, а также в послеоперационном периоде (через 3, 6 и 12 мес после подключения речевого процессора во время настроечных сессий), кроме этого, в эти же сроки определяли психофизические параметры индивидуальных карт стимуляции.

Исследовали корреляцию между данными, полученными в случае автоматической регистрации ТНО, проведенной в интра- и послеоперационном периодах, а также их корреляцию с параметрами индивидуальных карт стимуляции (пороговый и комфортный уровни). Также были проанализированы профили зарегистрированных порогов ЭПД и профили порогового и комфортного уровней стимуляции индивидуальных карт пациентов. Был выполнен статистический анализ вычислением коэффициента корреляции вышеуказанных параметров по Спирмену.

Для исследования влияния эффекта перимодиолярного расположения электродов кохлеарного импланта на пороговый уровень стимуляции и распространение возбуждения в улитке нами была использована регистрация ЭПД методом ТНО в случаях использования прямого и перимодиолярного электродов.

На этом этапе исследования ЭПД был зарегистрирован у 52 пациентов, 24 из них были прооперированы кохлеарным имплантом Nucleus CI24M, CI24R(ST), CI24RE(ST) и 28 пациентов - Nucleus CI24R(CS) Contour, CI 24 RE(CA) и CI 512 фирмы «Cochlear» (Австралия). Регистрацию ТНО проводили интраоперационно.

Для регистрации ЭПД и сравнения продольного распространения нервного возбуждения при использовании перимодиолярного электрода в сравнении с прямым было использовано программное обеспечение Custom Sound EP «Cochlear» (Австралия), которое позволяло применять различные стимулирующий и маскирующий электроды.

При исследовании продольного распространения нервного возбуждения сравнивали амплитуду нервного ответа на стимул в присутствии серии маскирующих стимулов вдоль электродной цепочки. С установленной на постоянном уровне в течение исследования интенсивности электрической стимуляции амплитуда ответа на частично маскированный стимул обеспечивает измерение величины маскировки, которая напрямую зависит от протяженности области, покрываемой нервным возбуждением, вызванным действием стимула и маскера.

В процессе исследования проводили регистрацию

2 измерений ЭПД.

Вначале регистрировали функцию роста амплитуды или функцию вход-выход для электродов 2, 6, 10, 16 и 20. Использовали 2 биполярных стимула - стимулирующий и маскирующий, оба длительностью 25 мс. Маскирующий стимул подавали за 500 мс до стимулирующего. Таким образом, волокна слухового нерва находились в состоянии рефрактерности во время применения стимула. Интенсивность электрической стимуляции выражалась в клинических единицах электрического стимула (в стимулирующих единицах CL - Current Level). Амплитуду маскера в течение исследования фиксировали на уровне 10 стимулирующих единиц над амплитудой стимула. И маскер, и стимул подавали на один и тот же электрод. Принцип этой стимуляции состоит в том, что оба стимула стимулируют одну и ту же группу нейронов, а ответ регистрируется только в том случае, когда маскер эффективно подавляет ответ, вызванный стимулом.

Регистрацию ЭПД производили на 2 электрода апикальнее стимулируемого. Использовали монополярную моду стимуляции MP1+2 (по отношению к двум экстракохлеарным электродам). Для регистрации ЭПД была применена стандартная методика предшествующей маскировки. Амплитуду ответа измеряли как разницу между отрицательным и положительным пиками потенциала. Для получения кривой вход-выход использовали интенсивность стимуляции от 240 до 195 стимулирующих единиц, шагом в 5 единиц. Кривая вход-выход была выведена как функция амплитуды ответа/интенсивность стимула для электродов 2, 6, 10, 16 и 20. Определяли пороговый уровень стимуляции и наклон нарастания амплитуды.

Второй этап исследования включал регистрацию распространения нервного возбуждения для определенного электрода (в нашем исследовании - 10-го электрода). Данная методика обеспечивает информацию о взаимодействии между различными электродами. Принцип стимуляции оставался тем же, что и в предыдущем исследовании, однако уровни интенсивности стимула и маскера были фиксированными - 230 и 240 стимулирующих единиц соответственно. Стимул подавали на исследуемый нами электрод, в то время как маскер варьировал в пределах всей электродной решетки. В этом случае стимул и маскер стимулируют разные электроды и, соответственно, разные группы нейронов, в результате чего амплитуда ЭПД постепенно снижалась.

Настроечную кривую строили как функцию зависимости величины амплитуды ответа от номера маскирующего электрода, что интерпретировали как показатель распространенности нервного возбуждения в улитке в зависимости от стимуляции исследуемого электрода. Когда стимул и маскер стимулируют различные электроды, ответ, вызванный стимулом, зависит от степени совпадения нервных популяций, стимулируемых каждым из них. При разнесении маскера и стимула величина ответа уменьшается в соответствии со степенью уменьшения наложения ответов от них друг на друга.

При сравнении результатов интра- и послеоперационной регистрации ТНО усредненный порог интраоперационно зарегистрированного ЭПД составил 162±18 CL (CL - единицы электрической стимуляции). Наименьшие значения были получены для апикальных электродов (в среднем на уровне 140 CL), наибольшие - для двух наиболее базальных электродов. Полученные результаты свидетельствуют о снижении со временем порогов ЭПД в большинстве случаев наблюдений в послеоперационном периоде, причем профиль порогов оставался неизменным в большинстве наблюдений. Комфортный уровень стимуляции всегда находился над уровнем порогов автоматически зарегистрированного ЭПД (в среднем на 15,8±7,7 CL по сравнению с внутриоперационно зарегистрированной ТНО, и на 18,5±6,8 CL - по сравнению с послеоперационно зарегистрированной ТНО). Достоверного различия между порогами ЭПД, зарегистрированными в послеоперационном периоде в различном временном интервале, выявлено не было (p>0,05).

Таким образом, нами были определены:

- достоверная корреляция значений порогов ЭПД, зарегистрированных в автоматическом режиме, с комфортным уровнем стимуляции при подключении речевого процессора (коэффициент корреляции r=0,59; p<0,05).

- более достоверная корреляция (коэффициент корреляции в среднем r=0,7-0,85; p<0,05) была обнаружена при сравнении значений порогов ЭПД, зарегистрированных в автоматическом режиме, с комфортным уровнем стимуляции через 6-12 мес после подключения речевого процессора.

При статистической обработке результатов исследования корреляция параметров комфортного уровня стимуляции и порогов ЭПД оказалась достоверной (варьируя от средней до сильной степени корреляции), причем более сильная корреляция была обнаружена при сравнении параметров стимуляции, определенных через 6-12 мес после подключения речевого процессора.

При сравнении порогов ЭПД и показателей порогового уровня стимуляции нами были обнаружены следующие закономерности:

- низкий уровень корреляции значений порогов ЭПД, зарегистрированных в автоматическом режиме, с пороговым уровнем стимуляции при подключении речевого процессора (коэффициент корреляции r=0,48; p<0,05).

- более достоверная корреляция - средний уровень корреляции (коэффициент корреляции в среднем r=0,55-0,73; p<0,05) была обнаружена при сравнении значений порогов ЭПД, зарегистрированных в автоматическом режиме, с пороговым уровнем стимуляции через 6-12 мес после подключения речевого процессора.

Таким образом, была продемонстрирована динамика корреляционной связи между порогами ЭПД и психофизическими порогами от низких значений при подключении речевого процессора до средних в процессе реабилитации.

Были также проанализированы данные профиля порогов ЭПД и профилей порогового и комфортного уровней стимуляции. Полученные данные свидетельствуют о том, что корреляция между наклоном профилей порогов ЭПД и профилей психофизических параметров варьировала между пациентами и в среднем соответствовала:

- средней (r=0,5-0,7) - при сравнении профилей внутриоперационно зарегистрированной ТНО и психофизическими комфортными уровнями стимуляции при подключении речевого процессора;

- низкой (r=0,3-0,5) - при сравнении профилей внутриоперационно зарегистрированной ТНО и психофизическими пороговыми уровнями стимуляции при подключении процессора;

- более сильная корреляция (r=0,73-0,95) определена при сравнении профилей внутриоперационно зарегистрированной ТНО и психофизическими комфортными и пороговым уровнями стимуляции (r=0,91; r=0,95 и r=0,73; r=0,79; p<0,05) при сравнении данных, полученных в послеоперационном периоде (через 6-12 мес).

Достоверной разницы между наклоном профилей порогов ЭПД, зарегистрированных в автоматическом режиме интраоперационно и в послеоперационном периоде, нами не обнаружено.

При исследовании влияния эффекта перимодиолярного расположения электродов кохлеарного импланта на пороговый уровень стимуляции и распространение возбуждения в улитке ЭПД был зарегистрирован у всех пациентов. У пациентов, имплантированных прямым электродом, усредненный пороговый уровень стимуляции составил 209,7±12,4 CL, а усредненный наклон функции роста амплитуды - 12,7±7,4 мкВ/CL. При проведении имплантации перимодиолярным электродом усредненный пороговый уровень стимуляции составил 185,4±11,9 CL, а усредненный наклон функции роста амплитуды - 11,8±8,1 мкВ/CL. При статистической обработке полученных результатов методом парного сравнения было определено достоверное различие в этих показателях для различных моделей электродных решеток. В среднем для всех электродов разница составила 24,3±9,6 CL для порогового уровня стимуляции и 0,7±4,3 мкВ/CL для наклона функции роста амплитуды.

Полученные данные были статистически достоверными при сравнении пороговых уровней стимуляции и статистически недостоверными при сравнении наклона функции роста амплитуды при применении различных электродных систем.

Статистическая обработка данных показала, что распространение возбуждения достоверно уже в случае использования перимодиолярного электрода, что позволяет предположить лучшую дифференциацию (дискриминацию) электродов при применении перимодиолярного электрода. Проведенные исследования подтвердили преимущество перимодиолярной электродной системы для улучшения селективности нервной стимуляции - каждый электрод стимулирует ограниченную область нейрональных окончаний слухового нерва, что несомненно приведет к улучшению разборчивости речи. Также происходило достоверное снижение величины порогового уровня стимуляции. В отличие от данных некоторых авторов [22], нами не было обнаружено влияния перимодиолярного расположения электродной решетки на наклон функции роста амплитуды, что может быть связано с различными техникой регистрации и уровнями стимуляции.

Таким образом, полученные результаты позволяют сделать вывод о возможности использования результатов регистрации ЭПД для определения комфортного и порогового уровней и профиля индивидуальной карты стимуляции речевого процессора. Особое значение полученные данные приобретают при создании индивидуальных карт стимуляции речевого процессора на основе данных ЭПД у маленьких детей и пациентов с множественными пороками развития. Настройка речевого процессора кохлеарного импланта на основе данных регистрации ТНО может быть надежно использована в процессе реабилитации детей раннего возраста, в особенности в случае возможности получения хотя бы минимального количества психофизических данных пациента. Также необходимо отметить, что время, необходимое для определения порогов ЭПД на 5 различных электродах, составляло около 7 мин, что достоверно короче, чем при использовании предыдущего программного обеспечения.

Следует также учитывать отсутствие необходимости в оптимизации параметров регистрации (что было необходимо ранее) и возможность качественной регистрации ТНО в автоматическом («Auto NRT») режиме, что наряду с возможностью широкого использования полученных данных для создания первоначальной карты стимуляции речевого процессора кохлеарного импланта является чрезвычайно важным фактором для более широкого распространения метода кохлеарной имплантации.

Показано, что применение периомодиолярного электрода достоверно уменьшает профиль распространения возбуждения в улитке, что несомненно приводит к улучшению селективности стимуляции и может быть использовано в качестве клинического инструмента для прогнозирования результатов после кохлеарной имплантации. Полученные данные могут быть использованы для решения вопроса о выключении некоторых электродов из карты стимуляции с целью повышения эффективности кохлеарной имплантации.

Наряду с указанными технологиями регистрации ТНО, в настоящее время стало возможным регистрировать и другие электрофизиологические показатели с целью оценки различных параметров электрической стимуляции, такие как функция восстановления, функция адаптации частоты стимуляции, функция неврального утомления и др., что открывает новые перспективы в применении метода ТНО при реабилитации пациентов после кохлеарной имплантации и, несомненно, способствует повышению ее эффективности.