Способ настройки речевого процессора кохлеарного импланта Российский патент 2024 года по МПК A61B5/12 A61F11/00 H04R25/00 

Изобретение относится к медицине, в частности к оториноларингологии и сурдологии, и может быть использовано при настройке и диагностике качества настройки речевого процессора кохлеарного импланта (КИ) у детей 3-14 лет, страдающих сенсоневральной тугоухостью IV степени и глухотой.

Данная методика позволяет не только оценить качество восприятия и понимания речи у пациентов, использующих кохлеарные импланты, но и оптимизирует выбор параметров стимуляции речевого процессора, приводя к улучшению разборчивости речи у пользователей кохлеарных имплантов, в том числе, в сложной акустической обстановке на фоне шума. Методика может применяться и у детей.

Более 1,5 миллиарда людей в мире имеют нарушения слуха разной степени, среди которых, минимум, 430 миллионов нуждаются в реабилитации [Таварткиладзе Г.А. Нарушения слуха и глухота - глобальная проблема современного здравоохранения. // Альманах Института коррекционной педагогики. Альманах №45, 2021]. В России насчитывается более 13 млн. человек с социально значимым нарушением слуха, из них более 1 млн. детей и подростков [Кириллов, Е.С., Коркмазов М.Ю. Этиологические аспекты детской тугоухости в Челябинской области. Росссийская оториноларингология - 2011. - №6 (55). - С. 60-63].

На сегодняшний день кохлеарная имплантация является самым эффективным, высокотехнологичным способом реабилитации и социальной адаптации людей, страдающих глухотой и сенсоневральной тугоухостью высокой степени выраженности [Дайхес Н.А., Мачалов А.С., Балакина А.В., Кузнецов А.О., Коробкин А.С., Нариманов Р.А., Баснакаева М.X., Наяндина Е.И., Базанова М.В. Аудиологические особенности ведения пациентов, перенесших хирургические вмешательства на структурах среднего уха, во время использования системы кохлеарной имплантации. Российская оториноларингология. 2022; 21 (4): 103-112]. У детей развитие интеллекта напрямую связано с развитием речи. Для обеспечения интеллектуального развития глухого ребенка требуется не только кохлеарная имплантация, но и послеоперационная реабилитация, которая включает в себя проведение коррекции параметров стимуляции речевого процессора, оценку уровня слуха и разборчивости речи и сурдопедагогическую помощь. Специалисты признают, что реабилитация является важнейшим этапом после проведенной КИ [Dowell R.C. et all, 1991; Allum J.D., 1996; Королева И.В, 2015; Таварткиладзе Г.А., 2003]. Разработка оптимальных способов настройки систем КИ является актуальной задачей современной оториноларингологии и сурдологии.

Для настройки речевого процессора ребенка применяются различные методы, при которых специалисты определяют пороги восприятия, пороги комфортной громкости, стратегию кодирования, частоту стимуляции, ширину импульса, конфигурацию карт настройки, уровней дискомфорта и др. [Rosa Isela Banda Gonzalez, Salvador Castillo Castillo, Graciela Roque Lee. Parametros de programacion del implante coclear. Bol Med Hosp Infant Мех. 2017; 74(1):65-69].

В практике используются субъективный психоакустический и объективный электрофизиологический методы настройки процессора [Бахшинян В.В. Современные тенденции и перспективы применения метода телеметрии нервного ответа в реабилитации пациентов после кохлеарной имплантации. Вестник оториноларингологии. 2014, 2; Таварткиладзе Г.А. Кохлеарная имплантация. М: Святигорпресс 2004].

Одним из объективных методов выбора параметров стимуляции КИ является настройка на основании регистрации электрически вызванного потенциала действия слухового нерва (еСАР) [Клячко Д.С., Пашков А.В., Гадалева С.В., Наумова И.В. Электрически вызванный потенциал действия слухового нерва. Обзор литературы. Российская оториноларингология №4 (95) 2018]. Для настройки процессора КИ также можно использовать метод регистрации стапедиального рефлекса на электрическую стимуляцию [Клячко Д.С. Использование интраоперационных стапедиальных рефлексов для настройки речевых процессоров / Ю.К. Янов, В.И. Пудов, Д.С. Клячко // Российская оториноларингология. - 2012. - №5(60). - С. 141-144].

Субъективные методы настройки КИ состоят из оценки индивидуальной реакции пациента на электрическую стимуляцию во время настроечной сессии, что крайне важно для определения порогового и комфортного уровней в настроечной карте. Многие специалисты используют тестирование шепотной и разговорной речью, тональную пороговую аудиометрию в свободном поле. Также возможно использование различных опросников и проведение речевой аудиометрии односложными, двусложными и многосложными словами в свободном звуковом поле в тишине и на фоне шума [Королева И.В., Огородникова Е.А., Левин С.В., Пак С.П., Кузовков В.Е., Янов Ю.К. Использование психоакустических тестов для перцептивной оценки настройки процессора кохлеарного импланта у глухих пациентов. Вестник оториноларингологии. 2021; 86(1):30-35].

На практике разборчивость речи и слышимость различных звуков, фонем и фраз, как правило, проверяют сурдопедагоги, методы речевой аудиометрии и анкетирования используются реже. Сурдопедагоги владеют методиками тестирования ребенка, как во время настройки процессора, так и при динамическом наблюдении. Во многих клиниках сурдопедагоги оценивают слышимость различных звуков у имплантированного ребенка, разборчивость речи, выявляют дискомфорт и другие проблемы, оказывают большую помощь при выборе параметров стимуляции процессора. Однако, тестирование «живой» речью не является стандартизированным, т.к. речь у различных специалистов отличается по тембру, высоте, то есть, носит индивидуальный характер. В связи с этим использование речевой аудиометрии для настройки параметров стимуляции речевого процессора с последующей оценкой разборчивости речи является практически значимым.

За прототип изобретения выбран способ настройки процессора кохлеарного импланта [Пашков А.В., Наумова И.В., Намазова-Баранова Л.С., Вишнева Е.А., Изосимов А.А., Зеленкова И.В., Пашкова А.Е., патент RU №2778903 С1 от 29.08.2022]. В данной методике оборудование представляет собой программу для мобильного телефона с определенным алгоритмом выбора слов в случайном порядке. Исследуемый повторяет услышанный речевой материал. Речевой материал составляется алгоритмами искусственного интеллекта. Результат теста автоматически определяется в виде процента правильных повторений от общего числа случайно предъявленных фраз, слов, звуков и пр. Несмотря на несомненные достоинства данного способа, взятого за прототип, метод имеет ряд недостатков. Во-первых, по данным Бобошко М.Ю. основным правилом при составлении словесных таблиц является фонетическая сбалансированность и в списке слов обязаны быть все фонемы русского языка [М.Ю. Бобошко. - СПб.: Издательство СПбГМУ, 2012.-64]. Таким образом, важно обеспечивать сбалансированность групп слов по различным признакам, таким как, частотный спектр, мощность, слоговый состав. В таблицу лучше всего включать звуки, наиболее знакомые в повседневной разговорной речи. Кроме того, все слова должны иметь определенное смысловое значение и быть понятными для испытуемых [М.Ю. Бобошко. - СПб.: Издательство СПбГМУ, 2012. - 64]. Однако, при составлении слов и фраз путем случайной выборки при помощи искусственного интеллекта не учитываются вышеперечисленные факторы.

Во - вторых, в прототипе при настройке процессора регистрируют электрический вызванный потенциал действия слухового нерва на всех активных каналах и создают индивидуальную первичную настроечную конфигурацию карты, а потом уровень стимуляции повышают до эффективного значения под контролем тестирования и одновременно проводят анализ разборчивости речи. Таким образом, повышение уровня стимуляции достигается в неопределенном диапазоне частот путем подбора наиболее лучшей разборчивости речи по данным речевой аудиометрии. Данная методика может представлять трудности для детей младшего возраста, так как многие фразы и слова могут быть незнакомы ребенку, так как они получены случайной выборкой на основании искусственного интеллекта.

В-третьих, в прототипе эффективность воспринимаемой речи характеризуется тем, что пациент правильно, без ошибок и искажений, повторяет услышанные внешние звуки, фразы, предъявляемые слова, термины, которые распознаются программным обеспечением (слухоречевой тренажер, патент RU 2778903 C1 от 29.08.22) мобильных устройств (телефон, планшет), что позволяет проводить оценку распознавания речи и произношения в реальном времени при помощи технологии искусственного интеллекта. Однако в случае недоразвития речи ребенка в связи с наличием сенсоневральной тугоухости VI степени и глухоты при начальных этапах реабилитации имплантированного пациента правильное повторение словесного материала даже известных ребенку слов с последующим распознаванием слухоречевым тренажером будет существенно затруднено. В таком случае слухоречевой тренажер не сможет распознать «плохо развитую» речь ребенка. Выходом из этой ситуации служат использование «живого» врачебного контроля за ответами ребенка и, в случае недоразвития речи ребенка, использование закрытого выбора, то есть нарисованных картинок, соответствующих предъявляемому слову. Использование иллюстраций предъявляемых слов, то есть проведение речевой аудиометрии «закрытым выбором» позволяет врачу оценить понимание ребенком каждого слова, то есть оценить разборчивость речи в игровой форме с использованием картинок, в том числе, у детей младшего возраста с 3-х лет. Использование же слухоречевого тренажера в случае недоразвития речи ребенка будет крайне ограничено, так как искусственный интеллект не сможет распознать «плохую» речь ребенка через микрофон слухоречевого тренажера.

Задачей изобретения явилась разработка способа выбора параметров стимуляции процессора кохлеарного импланта методом речевой аудиометрии детей с 3 лет, страдающих сенсоневральной тугоухостью IV степени и глухотой.

Технический результат при использовании изобретения - увеличение разборчивости речи за счет повышения точности настройки индивидуальной настроечной карты процессора кохлеарного импланта пациента.

Требуемое оборудование: Персональный компьютер (ноутбук) со стандартными программами для настройки процессоров КИ и программным обеспечением для звуковоспроизведения; оборудование (программаторы, провода) для подключения процессоров КИ, 2 звуковые колонки, установленные на расстоянии 1 м от исследуемого, откалиброванные с помощью 1000 Гц модулированного тона; измерительный зонд системы Auricle Plus, GN Otometrics, Дания, per.номер ФС №2006/2417.

Изобретение иллюстрируется следующими фигурами: на фиг. 1 изображена система Auricle Plus (GN Otometrics, Дания; на фиг. 2 - измерительный зонд системы Auricle Plus; на фиг.3 - частотный диапазон слова «Блеск» при измерении с помощью зонда системы Auricle Plus.

Предлагаемый способ выбора параметров стимуляции процессора кохлеарного импланта методом речевой аудиометрии детей с 3 лет, страдающих сенсоневральной тугоухостью IV степени и глухотой, осуществляют следующим образом. Исследуемого располагают на расстоянии 1 м от установленных и предварительно откалиброванных колонок. Применяют набор речевых тестов в виде звуковых файлов в формате mp3 «Речевой материал для оценки восприятия русской речи у детей» [Русский речевой материал, Riehakanen, Boboshko, 2019], которые фонетически сбалансированы и содержат все фонемы русского языка. Используют сбалансированные слова для детей от 3-7 лет и 7-14 лет. Применяют интенсивность подаваемого в колонки речевого материала - 65 дБ УЗД. Тесты калибруют к уровню речевого сигнала к тестовому стимулу в 1 кГц. Предъявляют четыре набора по 10 слов: односложные и разносложные слова в тишине, а также односложные и разносложные слова в шуме с соотношением сигнал/шум +6дБ. Для оценки частотной составляющей «неопознанных» слов используют измерительный зонд системы Auricle Plus, GN Otometrics, Дания, per. номер ФС №2006/2417 (фиг. 1-2). Оценивают частотную составляющую «неопознанных» слов, вносят изменения в настроечную карту именно в том частотном диапазоне (в низко-, средне- или высокочастотной области), который соответствует «нераспознанному слову», так как измерительный зонд системы Auricle Plus позволяет измерить частотный диапазон предъявляемого слова. Вносят изменения в настроечную карту процессора КИ согласно измеренной частотной составляющей слова и добиваются повышения процента разборчивости речи не менее, чем на 20-30% от исходного в свободном звуковом поле в тишине и на фоне шума при подключенном речевом процессоре КИ. После внесения изменений в настроечную карту РП проводят повторно речевую аудиометрию в тишине и шуме с помощью односложных и разносложных русских речевых детских тестов для подтверждения повышения процента разборчивости речи не менее, чем на 20-30% от исходного, как в тишине, так и в шуме. Если ребенок затрудняется повторять слова, то ему предлагают выбрать услышанное слово из нарисованных картинок, то есть проводят речевую аудиометрию «закрытым выбором» в игровой форме. Как при «открытом выборе», так и при «закрытом выборе» определяют процент правильно распознанных слов в тишине и на фоне шума. Оценивают разборчивость речи в тишине и шуме, в случае необходимости увеличивают уровень стимуляции в частотном диапазоне «неопознанного слова», который определяют с помощью измерительного зонда системы Auricle Plus, и достигают оптимальной разборчивости речи. После проведенной настройки производят повторное исследование этих же слов в случайном порядке и оценивают качество настройки.

Преимущества предлагаемого способа, по сравнению с прототипом, следующие:

- методика может использоваться у детей от 3-х лет и проводиться в игровой форме с использованием картинок-иллюстраций предъявляемых слов;

- используются общепризнанные сбалансированные таблицы слов, фонематически выверенные, специально предназначенные для детей от 3 до 7 лет и от 7 до 14 лет;

- методика позволяет объективно оценить частотный диапазон слов, которые не распознаны пациентом, и внести изменения именно в этом частотном диапазоне речевой карты, что индивидуализирует выбор параметров стимуляции процессора КИ;

- методика позволяет добиться оптимальной разборчивости речи, как в тишине, так и в шуме;

- предлагаемая методика позволяет оценить уровень развития речи испытуемого и прогнозировать дальнейшую слухоречевую реабилитацию.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1.

Ребенок Л.К, 8 лет.

Выписка из амбулаторной карты пациента. Диагноз: Двусторонняя сенсоневральная глухота. Состояние после кохлеарной имплантации справа.

Анамнез жизни: Вес при рождении - 900 гр, недоношенность - 27 недель, применение гентамицина. Наследственность - не отягощена.

ЛОР-статус: ЛОР-органы без видимых визуальных изменений.

Отоскопия - барабанные перепонки серые, контурируют.

Импедансометрия: AD - тимпанограмма-тип «А», р -22daPa, рефлексы не регистрируются;

AS - тимпанограмма-тип «А», р -12daPa, рефлексы не регистрируются.

ТЕ ОАЭ и DP-грамма не регистрируются.

КСВП (тип стимула-широкополосный щелчок) - регистрация V пика справа - 105 дБ, слева - 100 дБ, на частотно специфические модулированные chirpLS - стимулы (500 Гц; 1000 Гц; 2000 Гц и 4000 Гц): справа - 95дБ, 105 дБ, NR, NR; слева- 90дБ, 95дБ, 100дБ, NR.

Пороги тональной пороговой аудиометрии: справа 75 дБ, 90дБ, 100дБ;

слева 70 дБ, 90 дБ, 95 дБ, 90 дБ,120дБ.

Кохлеарная имплантация проведена в 3 года на правом ухе. На левом ухе не использует средства реабилитации. Использует процессор КИ в течение 10 часов в сутки. Со слов мамы, последние 9 месяцев ребенок часто переспрашивает, жалуется на плохую слышимость при разговоре нескольких людей и на улице. Ребенок использует четвертую (Р4) самую громкую программу речевого процессора. Уровень развития речи хороший.

Была проведена речевая аудиометрия «открытым выбором». Разборчивость речи до настройки РП при использовании программы Р4 для односложных слов составила 60%, для разносложных слов -70%, для односложных слов в шуме 50%, разносложных слов в шуме-70%, разборчивость речи до настройки составила 62,5%. Была проведена настройка речевой карты (программа Р4) по предлагаемой методике с использованием речевой аудиометрии. С помощью зонда системы Auricle Plus были измерены «частотные составляющие» неправильно названных слов (фиг. 3).

Как видно из фиг. 3, односложное слово «Блеск», которое было не распознано пациентом при речевой аудиометрии, имеет наибольшие «частотные пики» на частотах 250 Гц, 500 Гц, 2кГц-3 кГц и 8кГц. Были внесены поправки в используемую настроечную карту пациента Р4 - увеличены уровни стимуляции в данных частотных диапазонах. Процент разборчивости речи после коррекции настроечной карты составил для односложных слов - 80%, для разносложных слов - 90%, для односложных слов в шуме - 70%, разносложных слов в шуме - 80%, то есть разборчивость речи после настройки составила 80%. Таким образом, данная методика выбора параметров стимуляции речевого процессора (настройки РП) помогла улучшить разборчивость речи на 17,5%. Мама ребенка через 7 дней после настройки отметила улучшение различения в шуме и на улице, также ребенок перестал «переспрашивать слова» в шумной обстановке.

Пример 2.

Ребенок Б.М., 4,6 года.

Выписка из амбулаторной карты пациента. Диагноз: Двусторонняя сенсоневральная тугоухость IV степени. Состояние после кохлеарной имплантации справа.

Анамнез жизни: Вес при рождении - 2600 г, недоношенность - 37 недель, асфиксия плода при родах. Наследственность - не отягощена.

ЛОР-статус: ЛОР-органы без видимых визуальных изменений.

Отоскопия - барабанные перепонки серые, контурируют.

Импедансометрия: AD - тимпанограмма-тип «А», р -25 daPa, рефлексы не регистрируются;

AS - тимпанограмма-тип «А», р 0 daPa, рефлексы не регистрируются.

ТЕ ОАЭ и DP-грамма не регистрируются.

КСВП (тип стимула-широкополосный щелчок) - регистрация V пика справа - 95дБ, слева - 90дБ.

Кохлеарная имплантация проведена на правом ухе. На левом ухе не использует средства реабилитации. Использует процессор КИ в течение 8 часов в сутки. Со слов мамы, воспитатели в детском саду жалуются, что ребенок не всегда реагирует на речь, хотя на отдельные звуки реакция хорошая. Ребенок использует первую (Р1) единственную программу речевого процессора. Уровень развития речи снижен.

Была проведена речевая аудиометрия «закрытым выбором» с применением картинок-иллюстраций в игровой форме, использовались русские детские речевые тесты для детей 3-7 лет. Разборчивость речи до настройки РП при использовании программы Р1 для односложных слов составила 40%, для разносложных слов - 40%, для односложных слов в шуме - 30%, разносложных слов в шуме - 40%, то есть разборчивость речи до настройки составила 37,5%. Была проведена настройка речевой карты (программа Р1) по предлагаемой методике. С помощью зонда системы Auricle Plus были измерены «частотные составляющие» неправильно названных слов, после чего внесена коррекция в используемую настроечную карту пациента Р1 в частотных диапазонах «нераспознанных слов», которые измерялись с использованием зонда системы Auricle Plus. Процент разборчивости речи после коррекции настроечной карты составил для односложных слов - 60%, для разносложных слов - 60%, для односложных слов в шуме - 70%, разносложных слов в шуме - 60%, то есть разборчивость речи после настройки составила 62,5%. Таким образом, данная методика выбора параметров стимуляции речевого процессора (настройки РП) помогла улучшить разборчивость речи на 25%. Со слов родителей после настройки ребенок стал лучше реагировать на речь, в том числе на тихие звуки.

Изобретение относится к медицине. Способ настройки речевого процессора кохлеарного импланта методом речевой аудиометрии у детей включает регистрацию вызванного потенциала действия слухового нерва на активных каналах кохлеарного импланта, создание индивидуальной настроечной карты прослушивания, тестирование. Тестирование заключается в предъявлении пациенту в разной последовательности слов на расстоянии одного метра от пациента с интенсивностью акустической стимуляции 65 дБ. При этом определяют уровень разборчивости речи в тишине и на фоне шума как количество правильных повторов, выраженное в процентах от общего количества предъявленных тестовых слов. При тестировании применяют набор речевых тестов в виде звуковых файлов в формате mp3 «Речевой материал для оценки восприятия русской речи у детей», содержащий все фонемы русского языка. Предъявляют четыре набора по 10 односложных и 10 многосложных слов в тишине и на фоне шума с соотношением сигнал/шум +6дБ. При невозможности повторять слова ребенку предлагают выбрать услышанное слово из нарисованных картинок. Измеряют частотную составляющую «нераспознанных» слов. Проводят внесение изменений в настроечную карту в том частотном диапазоне, который соответствует «нераспознанному слову». Достигается увеличение разборчивости речи за счет повышения точности настройки индивидуальной настроечной карты процессора кохлеарного импланта пациента. 3 ил., 2 пр.

Способ настройки речевого процессора кохлеарного импланта методом речевой аудиометрии у детей, включающий регистрацию вызванного потенциала действия слухового нерва на активных каналах кохлеарного импланта, создание индивидуальной настроечной карты прослушивания, тестирование, заключающееся в предъявлении пациенту в разной последовательности слов на расстоянии одного метра от пациента с интенсивностью акустической стимуляции 65 дБ, при этом пациент повторяет услышанное, определение уровня разборчивости речи в тишине и на фоне шума как количество правильных повторов, выраженное в процентах от общего количества предъявленных тестовых слов, отличающийся тем, что при тестировании применяют набор речевых тестов в виде звуковых файлов в формате mp3 «Речевой материал для оценки восприятия русской речи у детей», содержащий все фонемы русского языка, при этом предъявляют четыре набора по 10 односложных и 10 многосложных слов в тишине и на фоне шума с соотношением сигнал/шум +6дБ, при невозможности повторять слова ребенку предлагают выбрать услышанное слово из нарисованных картинок, измеряют частотную составляющую «нераспознанных» слов, проводят внесение изменений в настроечную карту в том частотном диапазоне, который соответствует «нераспознанному слову».