Клинические результаты
Кохлеарные импланты (КИ) представляют собой биомедицинские электронные устройства, обеспечивающие преобразование звуков в электрические импульсы с целью создания слухового ощущения путем непосредственной стимуляции сохранившихся волокон слухового нерва (СН).
Исследования в области электрической стимуляции (ЭС) слуховой системы насчитывают многие десятилетия, однако, лишь в течение последних 30 лет были разработаны имплантируемые устройства, предназначенные для длительной ЭС у человека.
С внедрением метода кохлеарной имплантации в корне изменились подходы к лечению сенсоневральной глухоты. Менее, чем за четыре десятилетия, КИ прошли путь от первых попыток прямой ЭС СН до коммерческих устройств, обеспечивающих восстановление слуха сотням тысяч пациентов. Некоторые аспекты в истории кохлеарной имплантации могут быть отнесены к развитию и других нейропротезов. Прежде всего, это относится к междисциплинарному подходу в развитии кохлеарной имплантации. Значительный вклад в решение проблемы был внесен инженерами, отологами, аудиологами, нейрофизиологами, психоакустиками и представителями индустрии. Не всегда взаимодействие между этими специалистами было гармоничным, однако в спорах и соперничестве рождалась истина. Безусловное значение для прогресса в кохлеарной имплантации имела готовность нескольких клиницистов с риском для своей репутации выступить против существующих в то время научных догм во имя прогресса в области лечения больных с тугоухостью и глухотой. И, наконец, успеху способствовали и сами пациенты, готовые принять участие в экспериментальных операциях.
Электрическая стимуляция слухового нерва
При повреждении волосковых клеток, которое имеет место при сенсоневральной глухоте, периферическая часть нейронов между телом клетки в спиральном ганглии и терминалями в органе Корти претерпевает ретроградную регенерацию. Однако даже при длительной глухоте часть этих клеток не повреждаются. И эти клетки, а, вернее, перхваты Ранвье, расположенные дистальнее или проксимальнее от них, и являются предполагаемыми точками ЭС, осуществляемой КИ. В некоторых случаях сохраняются и периферические отростки, и тогда возбуждение происходит более периферически.
Прямая ЭС сохранных элементов СН осуществляется подачей электрических импульсов через электроды (Эл), расположенные в барабанной лестнице. Различные Эл стимулируют различные субпопуляции нейронов. Пространственная специфичность стимуляции зависит от ряда факторов, в том числе от геометрического расположения Эл, приближения их к нервной структуре, подлежащей стимуляции, и от состояния имплантированной улитки (сохранных нервных элементов, оссификации, фиброзной ткани вокруг Эл). Основной задачей разработки систем кохлеарной имплантации является увеличение количества неперекрываемых популяций нейронов, стимулируемых электродной решеткой. Это может быть достигнуто разработкой новых электродных систем или новых видов и мод стимуляции. Особого внимания заслуживает оптическая (вместо электрической) стимуляция нейронов.
Современные достижения
Сегодня можно говорить о двух наиболее важных достижениях последних лет, которые позволили значительно повысить эффективность кохлеарной имплантации. Это - бинауральная имплантация, обеспечивающая стимуляцию обоих СН, и комбинированная электроакустическая стимуляция, использующая две моды стимуляции – акустическую и электрическую, у пациентов с остаточным слухом на низких частотах. Двусторонняя ЭС может восстанавливать, по крайней мере, в некоторой степени межушные различия в амплитуде и времени, позволяющие лицам с нормальным слухом латерализовать звуки в горизонтальной плоскости и избирательно выделять источники звука (голоса) из многих источников различной локализации. Кроме того, одновременная билатеральная стимуляция позволяет исключить эффект тени головы. В этих случаях роль величины отношения сигнал/шум при множестве источников звука более выражена для одного уха, что позволяет использовать именно его для определения того или иного источника.
Комбинированная ЭС позволяет сохранить низкочастотный слух и обеспечить хорошую частотную избирательность и другие характеристики нормального слуха, обеспечивая дополнительно представительство высоких частот при ЭС высокочастотных областей. С целью сохранения низкочастотного слуха при кохлеарной имплантации были разработаны различные хирургические и терапевтические подходы, предусматривающие введение укороченных электродных решеток (6, 10, 16 или 20 мм) с целью предотвращения повреждения апикальных отделов улитки и сохранных волосковых клеток в этой области. Показано, что как бинауральная имплантация, так и электроакустическая стимуляция оказали существенное влияние на улучшение разборчивости речи у имплантированных пациентов. Так, бинауральная стимуляция может обеспечивать значительное улучшение при восприятии сложного материала, например, односложных слов, и выделении речи, предъявляемой с конкурирующим шумом. Комбинированная электроакустическая стимуляция также существенно улучшает восприятие речи в тишине и шуме при разговоре с несколькими собеседниками, по сравнению только с ЭС или только с акустической стимуляцией, что рассматривается как синергический эффект. Следует также отметить и улучшение восприятия музыки и распознавания мелодий при электроакустической стимуляции, по сравнению с изолированной ЭС. При симметричном снижении слуха эффективность комбинированной электроакустической стимуляции обеспечивается при подаче акустической стимуляции как в имплантированное, так и в контралатеральное ухо (или в оба уха).
Отмеченная эффективность бинауральной ЭС наиболее вероятно обусловлена частичным или полным восстановлением бинауральных различий и эффектом тени головы. Принципиальным же преимуществом комбинированной ЭС перед изолированной электрической является то, что тонкая структура информации подается без изменений в низкочастотном диапазоне, что способствует ее эффективному восприятию, по крайней мере, пациентами с хорошим эффектом имплантации.