Анализ анатомических параметров улитки для повышения эффективности кохлеарной имплантации

В обзоре рассмотрены современные возможности использования результатов компьютерной томографии (КТ) в послеоперационном периоде после операции кохлеарной имплантации (КИ) у пациентов с сенсо- невральной глухотой. Представлены возможности анализа данных КТ-сканирования с учетом оценки расположения электродной решетки. Описанные исследования дают дополнительные возможности для программирования процессора системы КИ, что повышает качество реабилитационного процесса у пациентов.
Ключевые слова: сенсоневральная тугоухость, глухота, кохлеарная имплантация, компьютерная томо- графия, настройка процессора, слухоречевая реабилитация
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Работа выполнена без спонсорской поддержки.

Current review considered the possibilities of using the computed tomography (CT) data after cochlear implantation (CI) in patients with sensorineural hearing loss. The potential for analyzing CT scan data with respect to electrode array location estimation is discissed. The described studies provide additional opportunities for programming the processor of the CI system, which improves the quality of the rehabilitation process in patients.
Key words: sensorineural hearing loss, deafness, cochlear implantation, computed tomography, processor fitting, auditory-speech rehabilitation
Conflicts of interest. The author have no conflicts of interest to declare.
Funding. There was no funding for this study

Введение
Эффективность кохлеарной имплантации (КИ) у пациентов с сенсоневральной тугоухостью высокой степени и глухотой зависит от ряда факторов, к которым относятся: своевре- менное выявление и отбор кандидатов на операцию, корректность установки импланта, качественная слухоречевая реабилитация в послеоперационном периоде. В свою очередь производители систем КИ развивают технические компоненты своих продуктов, направленные на удобство установки систем КИ и улучшение качества восприятия звуковой информации пациентами [1, 2].
Компьютерная томография (КТ) играет важную роль на всех этапах КИ. Предоперационное исследование влияет на принятие решения о возможности установки импланта, а также на планирование хирургического доступа. Интраоперационно КТ-визуализацию, как правило, проводят в сложных случаях для верификации установки электродной решетки. Первоначально интраоперационное исследование проводили посредством рентгенографии, но на современном этапе все чаще исполь- зуют разновидности КТ-исследования. В послеоперационном периоде визуализацию ранее также проводили с помощью рентгенографии, но в последнее время применяют КТ. Данное исследование, как правило, выполняют для оценки установки электродной решетки или выявления возможных осложнений [3]. В дополнение к своей клинической значимости, визуали- зацию широко применяют в исследованиях, направленных на эволюцию технологии КИ.
Наряду с постоянным развитием технологий КИ ряд вопросов по-прежнему остаются нерешенными. Например, специалисты не всегда могут объяснить отсутствие прогресса развития слу- хоречевых навыков на фоне полноценной реабилитации, слож- ности при восприятии речи в различных акустических ситуациях у части пациентов [4] или неестественные звуковые ощущения, не соответствующие предъявляемому речевому материалу [5]. Ряд исследований показали, что результаты тестов оценки звуковосприятия после КИ коррелируют с местом расположе- ния электродов электродной решетки импланта [6–9]. Однако без визуализации расположение каждого электрода оценить невозможно, поскольку решетку устанавливают в улитку вну- треннего уха, где контроль ее расположения возможен только
рентгенологически.
Первоначально для анализа связи между расположением электродов и результатом КИ использовали визуальную оценку КТ-изображений, например глубину введения первого и последнего электродов [5–9]. Такие исследования показали, что распо- ложение электродной решетки и возможности звуковосприятия, действительно, коррелируют, но конкретные факторы, влияю- щие на результат, нуждаются в дальнейшем анализе.
Применение КТ в послеоперационном периоде может быть обусловлено многими причинами. Оценку корректности вве- дения электродного массива и фиксации корпуса импланта проводят при невозможности проведения исследования на хирургическом этапе КИ [3]. Отдельно необходимо визуализи- ровать наличие невведенных в улитку электродных контактов, для чего возможно применение конусно-лучевой компьютерной томографии (КЛКТ), что снижает лучевую нагрузку на паци- ента [10]. Кроме того, возможности данного метода позво- ляют помимо расположения электродной решетки оценивать наличие очагов травматизации как улитки [11], так и других областей височной кости [12], что может приводить к развитию осложнений. При возникновении неврологической [13] или вестибулярной симптоматики проведение КТ также считают обязательным для выявления возможного патологического очага или некорректно установленной электродной решетки [14]. В ряде случаев необходимо деактивировать отдельные электроды, которые расположены экстракохлеарно [15, 16] или непосредственно контактируют друг с другом (при аномалиях развития) [17]. Своевременное выявление возможных ослож- нений хирургического этапа КИ с помощью КТ-визуализации позволяет проводить их своевременное устранение или кор- рекцию электростимуляции КИ за счет деактивации отдельных электродов.
Проведение КИ пациентам с кохлеарной формой отосклероза считают обоснованным, поскольку такие пациенты получают хороший результат от КИ по данным показателей разборчи- вости речи. Однако особенности состояния костной ткани и связанное с этим распространение электрического заряда от электродов КИ обеспечивает возникновение такого ослож- нения, как стимуляция лицевого нерва [18]. Данное явление возможно купировать в ходе настройки процессора, но в ряде случаев необходимо проведение КТ-визуализации расположе- ния электродов базальной области улитки [19]. Также данные КТ-исследования о взаимном расположении очагов облитерации и отдельных электродов являются основой для создания наи- более эффективных карт процессора КИ [20, 21], поскольку уровни электростимуляции слухового нерва в таких областях сравнительно выше.
Пациенты после перенесенной менингококковой инфекции, осложненной облитерацией улитки, имеют риск неполного введения электродов, что явилось причиной разработки специали- зированных электродных решеток КИ, в т.ч. двойной решетки. Оценка полноты введения электродов в таких случаях важна для обеспечения максимально возможной разборчивости, для чего требуется проведение КТ [22]. Помимо специально разработан- ной электродной решетки, при облитерации улитки возможно использование альтернативных доступов в улитке, в связи с чем в послеоперационном периоде рекомендовано проведение КТ-исследования для оценки взаимоотношения электродов и тонотопических участков Кортиева органа [ 23].
Производители систем КИ используют различную конфигу- рацию электродной решетки: перимодиолярную (преформи- рованную), за счет эффекта памяти формы располагающуюся по ходу модиолюса, или прямую, которая расположена вдоль латеральной стенки улиткового протока. При внедрении таких разработок в клиническую практику проведение КТ позволя- ет оценить расположение электродных контактов по отноше- нию к участкам Кортиева органа, а используемые элементы покрытия могут быть оценены на предмет атравматичности [24–26].
Поскольку цель КИ заключается в восстановлении слуховой функции как минимум в пределах речевого спектра, то понима- ние распределения и плотности нейронов спирального ганглия на различных участках Кортиева органа в сочетании с понимани- ем расположения прилегающих электродных контактов является основой для максимально эффективной настройки параметров электростимуляции [27].
Тонотопическое расположение электродов внутри улитки исследовали у пациентов с односторонней глухотой, у кото- рых восприятие различных частот при стимуляции КИ сопо- ставляли со звуковыми ощущениями контралатерального нормально слышащего уха. Для этого использовали анализ трехмерных (3D) изображений расположения электродов КИ. Данное исследование показало возможность прогнозирования тонотопического расположения электродов для восприятия частоты тона при использовании электродной решетки раз- личной конфигурации. Полученные данные могут быть исполь- зованы для повышения эффективности настройки процес- сора КИ [28].
Похожее исследование, посвященное изучению различий в ощущениях звуковосприятия у пациентов с односторонней глухотой, показало вариабельность в восприятии тонов на стимуляцию соответствующих частотных представительств КИ по сравнению с контралатеральным слышащим ухом, что может быть связано с пластичностью коры головного мозга и, следовательно, не следует считать обязательным пере- распределение параметров электростимуляции КИ во всех случаях [29].
Устранить или свести к минимуму потенциальное тонотопи- ческое несоответствие возможно за счет выбора электродной решетки в соответствии с индивидуальной морфологией улит- ки. Исследована связь между длиной улитки, углом введения электродной решетки по отношению к спиральному ганглию и органу Корти. Эти же авторы высказали идею об устранении в послеоперационном периоде частотного рассогласования за счет коррекции частотных полос с учетом данных КТ, проведенной в послеоперационном периоде [30].
Схожее рандомизированное исследование было проведено для оценки индивидуального тонотопического расположения электродной решетки кохлеарного имплантата. Показано, что по показаниям стратегия коррекции частотных полос стимуляции на основе индивидуальных тонотопических особенностей, исследованных посредством КИ, приведет к повышению эффекта обучения слухоречевым навыкам и улучшению разборчивости речи в сложных акустических ситуациях, что в целом улучшит качество воспринимаемой звуковой информации пациентом [31]. Развитие данного направления, изучение расположения электродной решетки на основании КТ, позволило предло- жить модель программирования процессора КИ с учетом рас- положения электродов. Показано, что предложенный подход позволяет улучшить показатели звуковосприятия и общего
качества звука [32].
Дальнейшие исследования оценивают возможности КТ для оценки чувствительности к отдельным параметрам электриче- ской стимуляции. Анализ КТ позволяет оценивать расстояние между электродами и модиолюсом. Более высокое разрешение позволяет также измерять расстояние до спиральной костной пластинки, что отражает потенциальную область возбуждения на периферических участках слухового нерва. Получаемые данные позволяют изучить влияние отдельных компонентов стимуляции, таких как полярность электрического импульса на слуховое восприятие [33].
Анализу влияния внутрикохлеарного расположения электрод- ной решетки КИ на уровни электростимуляции был посвящен целый ряд исследований, где было изучено расположение элек- тродных контактов посредством КТ-сканирования. Показано, что уровни пороговой стимуляции увеличиваются к базальному концу улитки, а профили уровней не зависят от общего уровня стимуляции и анамнеза пациентов (продолжительность глу- хоты, возраст на момент имплантации или время с момента имплантации). Авторы признают необходимость дальнейших исследований, для выяснения, как коррекция профилей настро- ечной карты улучшает восприятие речи [34].
Проведение послеоперационной КТ с оценкой расстояния между электродами и модиолусом позволяет также анализиро- вать такие параметры стимуляции, как уровень максимального комфорта у различных типов электродной решетки: выявлены меньшие значения уровней стимуляции для апикальных и сре- динных электродов в случае использования преформированной электродной решетки [35].
Более сложные исследования включали оценку многих ком- понентов: расстояние между электродами и модиолюсом (с помощью КТ) в сочетании с результатами психоакустических тестов, данными телеметрии ответа слухового нерва (ECAP – Evoked Compound Action Potential) и значениями импеданса электродов. В частности показано, что перимодиолярная элек- тродная решетка обеспечивает сравнительно низкие значения импеданса, что положительно сказывается на показателях зву- ковосприятия [36].
Исследована зависимость между формой распространения профиля возбуждения слухового нерва (по данным регистрации ЕСАР) и локализацией электрода (КТ). Выявлены отличия в характеристиках ECAP в зависимости от стимулируемой области и размеров улитки, что позволяет считать применение данной технологии перспективным в послеоперационной настройке для повышения качества реабилитации [37].
На современном этапе разрабатывают алгоритмы авто- матического расчета локализации электродов КИ на основе послеоперационных КТ-исследований, что позволяет проводить коррекцию частотных полос на основании индивидуальных анатомических особенностей без привлечения специалиста по КТ [38].
Заключение
КИ является общепринятым во всем мире методом реаби- литации пациентов с сенсоневральной улитковой глухотой. Визуализация области установки электродной решетки импланта имеет большое значение на всех этапах КИ.
Сравнительно новая область применения данных КТ-исследования для создания эффективной настройки про- цессора КИ основана на анализе расположения отдельных элек- тродов по отношению к различным частотным областям Кортиева органа. Отмечено, что при невысоких показателях слухоречевой реабилитации перераспределение частотных полос стимуляции ведет к увеличению показателей разборчивости речи, в т.ч. в шуме, что положительно влияет на качество жизни пациента. Разработка технологии автоматического расчета частотных полос стимуляции относительно каждого установленного электрода на основе данных послеоперационного КТ-исследования позволя- ет сурдологу/оториноларингологу создавать индивидуальные настроечные карты процессора системы КИ, которые будут обеспечивать наибольшую эффективность реабилитации пациента.