Характеристика многоканальных систем кохлеарной имплантации

27 Февраля в 23:57 1394 0


Факторы, определяющие эффективность системы кохлеарной имплантации, - это количество и локализация активированных электродов, метод передачи токов, скорость стимуляции и стратегия кодирования речи.

Количество имплантированных электродов

Количество имплантированных электродов в современных многоканальных системах варьирует от 12 до 24. Данные электроды могут рассматриваться как электродные контакты.

Пространственное расположение электродов

Расстояние между двумя настроенными электродами может варьировать от 0,5 до 2, 8 мм.

Электродная решетка

Электродная решетка образуется проволочками, исходящими от электронного устройства к электродному окончанию и покрытыми биоинертным материалом. Проксимальная часть электродной решетки представляет собой фрагмент, расположенный между концом имплантированной части системы и телом электронного устройства. Фиксация электродной системы осуществляется в проксимальной ее части при помощи цемента или наложения фиксирующего шва во время хирургической операции.

В большинстве случаев глубина введения электродов описывается общей длиной введенной электродной системы, что соответствует 22-25 мм. Это включает и часть системы без активных электродов. Например, система Nucleus имеет 22 электрода, разнесенных на 0,75 мм.

Из этого следует, что протяженность электродной системы в данном случае составляет 16,5 мм, расстояние полного введения системы из 22 электродов - 17 мм, а глубина полного введения - 25 мм (когда включаются 10 неактивных колец, обеспечивающих жесткость системы). При этом длина улитки, которая может электрически стимулироваться, составляет соответственно 16,5 мм.

Активные и неактивные электроды

Электрод считается активным, когда он имеет определенные пороги и уровень комфорта, и запрограммирован для передачи токов. При этом он может быть неактивным. Существуют различные причины, из-за которых аудиолог может инактивировать электрод.

Каналы

Каналы отражают количество электродов, передающих токи в пределах установленного формата, который обычно представлен временем (1 мс) или полным проведением всех электродов (CIS). В зависимости от характеристик сигнала количество активных электродов в пределах цикла стимуляции колеблется в среднем от 6 до 15. Так, например, если один и тот же сигнал подается к каждому электроду многоканальной системы, или лишь один электрод выбирается для стимуляции, система рассматривается как одноканальная.

Расположение электродов

Используется экстра- и интракохлеарная установка электродов. При экстракохлеарной установке электрод (как правило, одноканальный) располагается в нише окна улитки. При интракохлеарной имплантации используются многоканальные системы. К экстракохлеарной имплантации может быть отнесена и стволомозговая имплантация, т.е. имплантация, при которой электродная система устанавливается в области ствола мозга с целью стимуляции улитковых ядер (при двусторонней патологии слухового нерва - нейрофиброматоз II - состояние после перерезки слуховых нервов).


Цикл стимуляции

Серии электродов стимулируются в пределах определенного цикла. Системы, использующие стратегию CIS, обычно имеют цикл, который зависит от ширины импульса (его длительности) сигналов, передаваемых через имплант, в том случае, если отсутствует возможность подстройки временного интервала между импульсами. В этих системах при увеличении ширины импульса снижается скорость стимуляции на каждом канале. Кроме того, цикл может ограничиваться и максимальным временем.

Частота отсчетов

Обычно она описывается количеством точек (или амплитуд), измеренных цифровым путём на определенной частоте для каждого сигнала, воспринимаемого микрофоном. Чем выше частота, тем качественнее цифровой выход речевого процессора.

Скорость стимуляции (общая и на каждом канале)

Количество импульсов, которые проходят через электроды в 1 с, определяется как скорость стимуляции. Импульсы, как правило, имеют бифазическую форму. Это означает, что любая полярность импульса (положительная или отрицательная) сопровождается противоположной полярностью. Практически во всех современных системах кохлеарной имплантации используется бифазическая стимуляция, позволяющая исключить избыточный заряд постоянного тока, представляющий опасность для нервной ткани.

Общая скорость стимуляции соответствует количеству импульсов, проходящих в 1 с по всем электродам. В большинстве систем с CIS используется постоянная общая скорость.

Частотные границы

Частотные границы для любого электрода описываются как нижние и верхние. При использовании стратегии CIS частотный диапазон, как правило, соответствуют 300 - 5500 Гц, однако колеблется от системы к системе (МХМ - от 100 до 7800 Гц; Nucleus - 180 - 10000 Гц). Ширина частотного диапазона является фактором, влияющим на эффективность доступа к речевой информации. Частотный диапазон каждого канала может быть определен как результат деления частотного диапазона (5500-300=5200 Гц) на количество электродов. Однако, вне зависимости от количества электродов в системе, речевой процессор анализирует общий частотный диапазон.

Виды стимуляции

Вид стимуляции обычно определяется тем, как электроды взаимодействуют друг с другом. В современных системах кохлеарной имплантации существуют три вида стимуляции: биполярная, монополярная и с общей землей (common ground). При биполярной стимуляции электроды всегда располагаются внутри улитки, при этом один из пары электродов является активным, а другой выполняет функции заземляющего. Электроды в паре могут располагаться непосредственно друг за другом либо могут быть разнесены. При монополярной стимуляции активный электрод располагается в улитке, в то время как заземляющий -вне улитки.

При стимуляции с общей землей (используется в системах Nucleus и МХМ) активируется один электрод, в то время как все остальные электроды объединяются в один общий электрод заземления.

Я.А. Альтман, Г. А. Таварткиладзе
Похожие статьи
  • 24.02.2013 37044 15
    Тональная пороговая аудиометрия

    Тональная пороговая аудиометрия осуществляется при помощи аудиометров, которые производятся многими фирмами и отличаются друг от друга по функциональным возможностям и по возможностям управления. В них предусмотрен набор частот 125, 250, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000, 6000, и 8000 Гц (в...

    Аудиология
  • 24.02.2013 24490 7
    Тимпанометрия

    Первые работы, посвященные тимпанометрии, содержали описание отдельных тимпанограмм, характерных для той или иной патологии (Terkildsen, Thomsen, 1959; Brooks, 1968; 1969). Позднее были разработаны классификации тимпанограмм, из которых наибольшее распространение получили взаимно дополняющие...

    Аудиология
  • 20.02.2013 7102 10
    Слуховые вызванные потенциалы. Часть 1

    Исследование этого класса реакций определяется возможностью неинвазивной (т.е. с поверхности черепа) регистрации суммарной электрической активности слуховых центров у человека и животных. В виду малой амллитуды реакций при таком способе регистрации и значительного уровня помех за счет других...

    Аудиология
показать еще
 
Оториноларингология